KR101452084B1

KR101452084B1 - 초소형 광학계 및 이를 구비하는 휴대용 기기

Info

Publication number: KR101452084B1
Application number: KR1020130007047A
Authority: KR
Inventors: 조용주; 강영석
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2013-01-22
Filing date: 2013-01-22
Publication date: 2014-10-16
Also published as: CN106802476B; US20210356711A1; US20200033563A1; US9846296B2; US11796773B2; US11099362B2; US10310224B2; US9405099B2; KR20140094334A; TW201430376A; US20240004166A1; US10473895B2; US20160209628A1; US20160048006A1; CN103941376B; CN103941376A; US20140204480A1; TWI519811B; US20170097495A1; CN106802476A

Abstract

본 발명은 5매의 렌즈만을 이용하여 초소형이면서도 좁은 화각을 얻을 수 있는 초소형 광학계 및 이를 구비하는 휴대용 기기에 관한 것으로, 이를 위해 본 발명에 따른 초소형 광학계는 본 발명에 따른 초소형 광학계는, 물체측으로부터 순서대로, 물체측으로 볼록하고 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈; 상측으로 오목하고 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈; 물체측으로 볼록하며 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈; 상측으로 오목하며 부의 굴절력을 갖는 제4 렌즈; 및 상측으로 볼록하며 정 또는 부의 굴절력을 갖는 제5 렌즈;를 포함할 수 있다.

Description

초소형 광학계 및 이를 구비하는 휴대용 기기{SUBMINIATURE OPTICAL SYSTEM AND PORTABLE DEVICE HAVING THE SAME}

본 발명은 초소형 광학계 및 이를 구비하는 휴대용 기기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 5매의 렌즈만을 이용하여 초소형이면서도 좁은 화각을 얻을 수 있는 초소형 광학계 및 이를 구비하는 휴대용 기기에 관한 것이다.

초기의 휴대 단말기는 통신 기능만을 구비하였다. 하지만 그 사용이 증대됨에 따라 사진촬영 또는 화상 전송 내지 통신 등 요구되는 서비스가 다양해지고 있으며, 이에 따라 그 기능과 서비스가 진화를 거듭하고 있다. 이에 따라 최근에는 디지털 카메라 기술, 캠코더 기술 등이 휴대폰의 기본적인 기능으로 자리잡고 있다.

휴대폰에 구비되는 카메라, 캠코더 기술은 일반적인 카메라, 캠코더의 성능을 요구되지만, 휴대폰의 소형화에 따라 촬영 렌즈에 대해서는 소형 / 경량화가 강력하게 요구되고 있다.

따라서 휴대폰에 장착되는 촬영 렌즈는 상기한 요구를 만족시키기 위해 가능한 렌즈 매수를 줄여야 하지만 설계에 대한 자유도가 적어지므로 광학성능을 만족하기 어렵다.

또한 최근에는 보다 넓은 배경을 촬영하기 위해 70도 이상의 광각의 광학계가 주로 채용되고 있다. 그러나 이처럼 광각의 광학계는 넓은 배경을 촬영하기에는 적합하나, 원거리에 있는 피사체를 확대하여 촬영하기에는 부적합하다.

따라서, 소형이면서도 원거리의 피사체를 선명하게 촬영할 수 있는 광학계가 요구되고 있는 실정이다.

한국특허공개공보 제2008-0057738호

본 발명의 목적은 상술된 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 5매의 렌즈만을 이용하여 고해상인 동시에 렌즈의 구성매수가 적어 컴팩트하고 전장이 짧은 초소형 광학계 및 이를 구비하는 휴대용 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 35도 이하의 좁은 화각을 갖는 초소형 광학계 및 이를 구비하는 휴대용 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 초소형 광학계는, 물체측으로부터 순서대로, 물체측으로 볼록하고 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈; 상측으로 오목하고 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈; 물체측으로 볼록하며 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈; 상측으로 오목하며 부의 굴절력을 갖는 제4 렌즈; 및 상측으로 볼록하며 정 또는 부의 굴절력을 갖는 제5 렌즈;를 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 광학계의 초점 거리에 관하여 다음의 조건식 1을 만족할 수 있다.

(조건식 1) 0.7< TTL/F <1.0

TTL: 광학 렌즈의 물체측 1면부터 상면까지의 거리

F: 광학계의 초첨 거리

본 실시예에 있어서, 상기 광학계의 화각에 대하여 다음의 조건식 2를 만족할 수 있다.

(조건식 2) 20< FOV <35

FOV: 광학계의 화각

본 실시예에 있어서, 상기 광학계의 상기 제1 렌즈에 대하여 다음의 조건식 3을 만족할 수 있다.

(조건식 3)　0.16< rdy s1/F <2

rdy s1: 제1 렌즈의 1면 곡률 반경

F: 광학계의 초첨 거리

본 실시예에 있어서, 상기 제4 렌즈의 아베수는 다음의 조건식 4를 만족할 수있다.

(조건식 4) Vd4 > 50

Vd4: 제4 렌즈의 아베수(abbe′s number)

본 실시예에 있어서 상기 제4 렌즈는, 양면이 모두 오목하게 형성될 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 제5 렌즈는, 광축 이외의 부분에 적어도 하나의 변곡점이 형성될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 렌즈의 물체측에 배치되는 개구 조리개를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 휴대용 기기는, 제1 광학계; 및 상기 제1 광학계보다 작은 화각을 갖는 제2 광학계;를 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 제2 광학계는, 35도 이하의 화각을 가질 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 제1 광학계는, 60도 내지 80도의 화각을 가질 수 있다.

본 실시예에 있어서 상기 제2 광학계는, 물체측으로부터 순서대로, 물체측으로 볼록하고 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈; 상측으로 오목하고 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈; 물체측으로 볼록하며 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈; 상측으로 오목하며 부의 굴절력을 갖는 제4 렌즈; 및 상측으로 볼록하며 정 또는 부의 굴절력을 갖는 제5 렌즈;를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 초소형 광학계는 5매의 렌즈만을 이용하므로, 렌즈의 구성매수가 적어 컴팩트하고 전장이 짧은 초소형 광학계를 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 초소형 광학계는 플라스틱 재질의 렌즈를 사용함으로 경량화를 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 제작이 용이하여 대량생산이 가능하고, 제조 비용을 최소화할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 초소형 광학계는 35도 이하의 좁은 화각을 갖는다. 따라서 원거리의 피사체를 선명하게 촬영할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 휴대용 기기는 넓은 화각을 갖는 제1 광학계와 좁은 화각을 갖는 제2 광학계를 포함한다. 따라서 제1 광학계를 이용하여 광각으로 넓은 배경을 촬영할 수 있을 뿐만 아니라, 필요에 따라 제2 광학계를 이용하여 원거리의 피사체도 선명하게 촬영할 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 초소형 광학계의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈 구성도.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 초소형 광학계의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈 구성도.
도 5 및 도 6은 도 4에 도시된 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 기기를 개략적으로 도시한 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 더하여 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 초소형 광학계의 실시예를 도시한 렌즈 구성도이다. 이하의 렌즈 구성도에서, 렌즈의 두께, 크기, 형상은 설명을 위해 다소 과장되게 도시되었으며, 특히 렌즈 구성도에서 제시된 구면 또는 비구면의 형상은 일 예로 제시되었을 뿐 이 형상에 한정되지 않는다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초소형 광학계(100)는 물체측으로부터 순서대로, 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3), 제4 렌즈(L4), 및 제5 렌즈(L5)를 포함하여 이루어진다. 따라서, 피사체의 영상 정보에 해당되는 광은 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3), 제4 렌즈(L4), 및 제5 렌즈(L5)를 통과하여 상면(IP) 즉, 수광 소자에 입사된다.

본 실시예에 따른 제1 렌즈(L1)는 물체측으로 볼록하고 정(+)의 굴절력을 갖는다. 이때, 제1 렌즈(L1)의 물체측에는 빛의 양을 조절하는 개구 조리개(AS)가 구비될 수 있다.

제2 렌즈(L2)는 상측으로 오목하고 부(-)의 굴절력을 갖는다.

제3 렌즈(L3)는 물체측으로 볼록하며, 정(+)의 굴절력을 가질 수 있다.

제4 렌즈(L4)는 상측으로 오목하며, 부(-)의 굴절력을 갖는다.

제5 렌즈(L5)는 입사 광의 중심 축인 근축 영역에서 상측으로 볼록한 형상을 갖는다. 이때, 제5 렌즈(L5)는 양면이 비구면으로 형성될 수 있다.

한편, 제5 렌즈(L5)와 상면(IP) 사이에는 적외선 필터, 커버 글래스 등으로 이루어지는 광학 필터(OF)가 구비될 수 있다. 특히 본 실시예에 따른 광학 필터(OF)는 적외선 차단 필터(IR cut filter)일 수 있다. 적외선 차단 필터는 외부 빛으로부터 방출되는 복사열이 상면에 전달되지 않도록 차단시키는 기능을 한다. 즉, 적외선 차단 필터는 가시광선은 투과시키고, 적외선은 외부로 반사시키는 구조를 가진다.

그리고, 상(像)이 맺히는 상면(IP)은 피사체 영상에 대응하는 광신호가 전기적인 신호로 변환하는 이미지 센서(image sensor)로 이루어질 수 있으며, 이 경우 이미지 센서는 CCD 또는 CMOS 센서로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 초소형 광학계(100)는 제1 렌즈(L1)의 물체측 면에서 상면까지의 거리와 전체 광학계의 초점 거리의 비와, 제1 렌즈의 1면 곡률 반경과 전체 광학계의 초점 거리의 비를 이상적으로 설정함으로써, 광학계(100)의 박형화 뿐만 아니라, 고화질의 해상도를 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3), 제4 렌즈(L4), 및 제5 렌즈(L5)의 모든 면은 비구면으로 형성될 수 있다. 따라서 5매의 컴팩트하면서도 고해상도를 갖는 초소형 광학계(100)를 구현할 수 있다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3), 제4 렌즈(L4), 및 제5 렌즈(L5)를 모두 플라스틱(plastic) 재질로 형성하는 경우, 비구면 렌즈를 저렴한 비용으로 용이하게 제작할 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 제4 렌즈(L4)는 아베수(Abbe's number)가 50을 초과하도록 형성될 수 있다.

더하여, 본 실시예에 따른 초소형 광학계(100)는 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3), 및 제4 렌즈(L4)가 각각 순서대로 정, 부, 정 부의 굴절력을 갖도록 구성하고, 제5 렌즈(L5)의 물체측 면에 변곡점을 형성하는 등 각각의 렌즈에 비구면을 적절히 형성함으로써, 렌즈의 가장자리 입사각도를 줄여 이미지 센서의 중앙부와 주변부의 광량을 균일하게 하고 주변광량을 가능한 한 확보하여 주변이 어두워지는 현상과 왜곡을 방지할 수 있다.

특히, 본 실시예에 따른 초소형 광학계는 화각을 좁게(예컨대, 35도 이하) 형성하기 위해, 제4 렌즈는 양면이 모두 오목하게 형성될 수 있다. 또한 제5 렌즈는 물체측 면이 광축 이외의 부분에서 변곡점을 가질 수 있다. 제5 렌즈의 이러한 구조로 인해, 제5 렌즈 CRA(Chief ray angle, 주광선 입사각)와 이미지 센서(image sensor, 즉 상면) 의 CRA을 매칭시켜 주변 광량비를 확보할 수 있다.

한편, 제5 렌즈에 변곡점이 없는 경우, 이미지 센서와의 매칭성이 떨어지고, TTL이 너무 길어서 박형화가 어려울 수 있다.

이와 같은 전체적인 구성 하에서 다음의 조건식 1 내지 6의 작용효과에 대해 살펴본다.

(조건식 1) 0.7< TTL/F <1.0

여기서, TTL은 광학 렌즈의 물체측 1면부터 상면까지의 거리이고, F는 광학계의 초첨 거리이다.

조건식 1은 TTL과 파워의 관계식으로, 광학계 초점거리(F) 대비　TTL이 매우 짧게 설계되어 종래의 카메라 모듈과 대조됨을 알 수 있다.

여기서, 초점거리(F)를 크게 하여 TTL/F 의 값을 줄이는 경우, 광학계의 화각(FOV)을 더욱 줄일 수 있으나, TTL을 줄이기 어려우므로 광학계가 길어져 박형화가 어렵다.

(조건식 2) 20< FOV <35

여기서, FOV는 광학계의 화각이다.

조건식 2는 광학계의 화각 특성을 나타내는 식으로, 종래의 초소형 카메라 모듈의 화각(예컨대, 60 ~ 75도) 대비 약 0.5배의 비율을 갖는다. 이는 일반 줌렌즈로 환산할 경우, 2.5 ~ 3배의 줌 특성으로 나타날 수 있다.

(조건식 3)　0.16< rdy s1/F <2

여기서, rdy s1는 제1 렌즈의 1면 곡률 반경이고, F는 광학계의 초첨 거리이다.

조건식 3은 제1 렌즈의 곡률 반경에 대한 특성을 나타내는 식이다. 1면의 곡률을 작게 하면서 초점 거리를 길게 하여 박형화와 작은 화각을 달성할 수 있는 구조를 규정한다.

(조건식 4) Vd4 > 50

여기서, Vd4는 제4 렌즈의 아베 수(abbe′s number)이다.

조건식 4는 제4 렌즈의 재질 특성을 규정한다. 즉, 본 실시예에 따른 초소형광학계는 제4 렌즈의 아베수가 50 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 제4 렌즈(L4)가 각각 조건식 4의 범위를 만족하도록 광학계(100)가 설계되면, 색수차를 양호하게 보정할 수 있다.

이하, 구체적인 수치 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 살펴본다.

이하의 실시예 1 및 2의 광학계는 모두 전술한 바와 같이, 물체측으로부터 순서대로, 개구 조리개(AS), 물체측으로 볼록한 제1 렌즈(L1), 상측으로 오목한 제2 렌즈(L2), 물체측으로 볼록한 제3 렌즈(L3), 상측으로 오목한 제4 렌즈(L4), 상측으로 볼록한 제5 렌즈(L5)를 포함한다. 또한 제1 렌즈(L1)는 정의 파워, 제2 렌즈(L2)는 부의 파워, 제3 렌즈(L3)는 정의 파워, 제4 렌즈(L4)는 부의 파워를 가지며, 제5 렌즈(L5)는 정 또는 부의 파워를 가질 수 있다.

또한 제5 렌즈(L5)와 상면(IP) 사이에는 적외선 필터, 커버 글래스 등으로 이루어지는 광학적 필터(OF: 8, 9)가 구비될 수 있다.

이하의 각 실시예에서 사용되는 비구면은 공지의 수학식 1로부터 얻어질 수 있다.

Z : 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리

Y : 광축에 수직인 방향으로의 거리

c : 렌즈의 정점에서의 곡률 반경

K : 코닉(Conic) 상수

A, B, C, D, E: 4, 6, 8, 10, 12차 비구면 계수

한편, 이하에서 사용되는 비구면은 공지의 수학식 1로부터 얻어지며, 코닉(Conic) 상수(K) 및 비구면 계수(A, B, C, D, E)에 사용되는 'E 및 이에 이어지는 숫자'는 10의 거듭제곱을 나타낸다. 예를 들어, E+01은 101을, E-02는 10-2을 나타낸다.

(실시예 1)

하기의 표 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 수치예를 나타내고 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 초소형 광학계의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈 구성도이고, 도 2 및 도 3은 표 1 및 도 1에 도시된 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.

제1 실시예에 따른 초소형 광학계는, F 넘버(FNo)가 2.8이고, 화각(畵角)은 30도, 전체 초점 거리(F)는 7mm, 제1 렌즈의 초점거리(F1)는 3.57㎜, 제2 렌즈의 초점거리(F2)는 -4.18㎜, 제3 렌즈의 초점거리(F3)는 4.35㎜, 제4 렌즈의 초점거리(F4)는 -2.43㎜ 제3 렌즈의 초점거리(F3)는 14.18㎜이다.

또한, 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 상면까지의 거리(TTL)는 5.8mm이다.

면 번호	곡률반경	두께 또는 거리	굴절률	아베수	비고
1*	1.34414	0.843041	1.544	56.0
2*	3.35746	0.1			제1 렌즈
3*	-15.4179	0.3	1.632	23.4
4*	3.25711	0.154324			제2 렌즈
5*	1.58574	0.491592	1.544	56.0
6*	4.23635	0.91273			제3 렌즈
7*	-2.31497	0.2	1.544	56.0
8*	3.23536	0.655748			제4 렌즈
9*	-6.89788	1.24256	1.544	56.0
10*	-3.88237	0.1			제5 렌즈
11	∞	0.3	1.517	64.2	필터
12	∞	0.43
13	∞	0			상면

표 1에서 *는 비구면을 나타내며, 제1 실시예의 경우 모든 렌즈의 굴절면이 비구면이다.

수학식 1에 의한 제1 실시예의 비구면 계수의 값은 다음의 표 2와 같다.

면번호 비구면계수	A	B	C	D	E	F
1	-0.02171	0.048614	-0.11407	0.103264	-0.04102	0
2	-0.06114	0.059542	-0.10463	0.066754	-0.01566	0
3	0.030857	0.116819	-0.16033	0.11937	-0.02948	0
4	0.029406	0.167422	0.059155	-0.14472	0.321946	0
5	-0.17147	0.011655	-0.02614	0.182498	-0.1343	0
6	-0.09565	-0.16018	0.098417	-0.02775	-0.07438	-0.01875
7	-0.28899	-0.04165	-0.66783	0.793086	1.77385	-3.31921
8	-0.04374	-0.22428	0.415129	0.086281	-0.61168	-0.20163
9	0.036288	0.026006	0.00135	-0.00211	-0.00111	-0.00032
10	-0.11094	0.003295	0.02016	0.000246	-0.00165	-0.00019

(실시예 2)

하기의 표 3은 본 발명의 제2 실시예에 의한 수치예를 나타내고 있다.

또한, 도 4은 본 발명의 제2 실시예에 따른 초소형 광학계(200)의 렌즈 배치를 나타내는 렌즈 구성도이고, 도 5 및 도 6은 표 3 및 도 4에 도시된 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.

제2 실시예는 F 넘버(FNo)가 2.8이고, 화각(畵角)은 28도, 광학계의 전체 초점 거리(F)는 7.5㎜, 제1 렌즈의 초점거리(F1)는 3.6㎜, 제2 렌즈의 초점거리(F2)는 -5.35㎜, 제3 렌즈의 초점거리(F3)는 6.6㎜, 제4 렌즈의 초점거리(F4)는 -3.1㎜, 제5 렌즈의 초점거리(F5)는 -16㎜이다.

또한, 제1 렌즈의 물체측 면으로부터 상면까지의 거리(TTL)는 6mm이다.

면 번호	곡률반경	두께	굴절률	아베수	비고
1*	1.38923	0.768867	1.544	56.0
2*	3.81076	0.1			제1 렌즈
3*	-28.1935	0.240438	1.632	23.4
4*	3.9058	0.306891			제2 렌즈
5*	2.10006	0.418991	1.544	56.0
6*	4.67386	1.07606			제3 렌즈
7*	-3.1113	0.16	1.544	56.0
8*	3.78175	0.682294			제4 렌즈
9*	-11.1737	1.08321	1.544	56.0
10*	50.6176	0.131032			제5 렌즈
11	∞	0.3	1.517	64.2	필터
12	∞	1.18
13	∞	0			상면

표 3에서 *는 비구면을 나타내며, 제1 실시예의 경우 모든 렌즈의 굴절면이 비구면이다.

수학식 1에 의한 제2 실시예의 비구면 계수의 값은 다음의 표 2와 같다.

면번호 비구면계수	A	B	C	D	E	F
1	-0.03393	0.059682	-0.11593	0.103418	-0.03959	0
2	-0.05772	0.058269	-0.10563	0.065873	-0.01574	0
3	0.019895	0.112853	-0.16386	0.118746	-0.02814	0
4	0.047392	0.071129	0.128642	-0.17021	0.225302	0
5	-0.17914	0.061085	-0.0907	0.15285	-0.09738	0
6	-0.10604	-0.16863	0.135673	-0.0162	-0.08815	-0.03569
7	-0.3988	0.478275	-1.32947	0.094656	1.84743	-1.47638
8	-0.02051	-0.24644	0.394981	0.069601	-0.59853	-0.15297
9	0.036293	0.026184	0.001117	-0.00217	-0.00112	-0.00033
10	-0.0485	-0.00536	0.017149	-0.00062	-0.00185	-0.00021

이상의 실시예를 통하여 도 2, 도 3, 도 5, 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르면 소형이면서 좁은 화각을 갖는 우수한 고화질의 초소형 광학계를 얻을 수 있다.

특히 좁은 화각을 가지면서도 5매로 구성되기 때문에, 고해상도를 가지면서도 박형으로 구현할 수 있다.

또한 좁은 화각을 가지므로, 원거리의 피사체를 선명하게 촬영할 수 있다.

이러한 본 실시예에 따른 초소형 광학계는 휴대용 기기에 단독으로 사용될 수 있으나, 이 경우, 넓은 배경을 촬영하기에는 불편할 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 초소형 광학계는 넓은 화각을 갖는 광학계와 쌍을 이루어 휴대용 기기 등에 채용될 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 기기를 개략적으로 도시한 사시도이다.

이를 참조하면, 본 실시예에 따른 휴대용 기기(300)는 카메라 모듈(5)을 구비하며, 카메라 모듈(35)은 적어도 2개의 초소형 광학계(32, 33)를 포함할 수 있다.

여기서 2개의 초소형 광학계(32,33)는 넓은 화각을 갖는 제1 광학계(32)와 좁은 화각을 갖는 제2 광학계(33)일 수 있다.

또한 제1 광학계(32)는 60도 ~ 80도 사이의 화각을 갖는 광학계일 수 있으며, 제2 광학계(33)는 전술한 35도 이하의 화각을 갖는 광학계일 수 있다.

이처럼 하나의 휴대용 기기(300)에 제1 광학계(32)와 제2 광학계가 함께 구비되는 경우, 제1 광학계(32)를 이용하여 광각으로 넓은 배경을 촬영할 수 있을 뿐만 아니라, 필요에 따라 제2 광학계(33)를 이용하여 원거리의 피사체도 선명하게 촬영할 수 있다는 이점이 있다.

또한 피사체를 촬영할 때, 제1 광학계(32)와 제2 광학계(33)를 함께 구동하여 동시에 2장의 이미지를 촬영하여, 서로 다른 느낌의 이미지를 동시에 촬영할 수 있으며, 필요에 따라 이들을 합성하는 등의 작업도 수행할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

L1...제1 렌즈 L2...제2 렌즈
L3...제3 렌즈 L4...제4 렌즈
L5...제5 렌즈 AS...개구 조리개
OF... 필터 IP...상면
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12...면 번호
100, 200...초소형 광학계
300...휴대용 기기
32...제1 광학계
33...제2 광학계
35...카메라 모듈

Claims

물체측으로부터 순서대로,
물체측면이 물체측으로 볼록하고 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈;
상측면이 상측으로 오목하고 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈;
물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지고, 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈;
양면이 오목하며 부의 굴절력을 갖는 제4 렌즈; 및
정 또는 부의 굴절력을 갖는 제5 렌즈;
를 포함하는 초소형 광학계.
제1항에 있어서,
상기 광학계의 초점 거리에 관하여 다음의 조건식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 초소형 광학계.

(조건식 1) 0.7< TTL/F <1.0
TTL: 광학 렌즈의 물체측 1면부터 상면까지의 거리
F: 광학계의 초첨 거리
제1항에 있어서,
상기 광학계의 화각에 대하여 다음의 조건식 2를 만족하는 것을 특징으로 하는 초소형 광학계.

(조건식 2) 20< FOV <35
FOV: 광학계의 화각
제1항에 있어서,
상기 광학계의 상기 제1 렌즈에 대하여 다음의 조건식 3을 만족하는 것을 특징으로 하는 초소형 광학계.

(조건식 3)　0.16< rdy s1/F <2
rdy s1: 제1 렌즈의 1면 곡률 반경
F: 광학계의 초첨 거리
제1항에 있어서,
상기 제4 렌즈의 아베수는 다음의 조건식 4를 만족하는 것을 특징으로 하는 초소형 광학계.
(조건식 4) Vd4 > 50
Vd4: 제4 렌즈의 아베수(abbe′s number)
제1항에 있어서, 상기 제4 렌즈는,
양면이 모두 오목하게 형성되는 것을 특징으로 하는 초소형 광학계.
제1항에 있어서, 상기 제5 렌즈는,
광축 이외의 부분에 적어도 하나의 변곡점이 형성되는 것을 특징으로 하는 초소형 광학계.
제1항에 있어서,
상기 제1 렌즈의 물체측에 배치되는 개구 조리개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초소형 광학계.
제1 광학계; 및
상기 제1 광학계보다 작은 화각을 갖는 제2 광학계;
를 포함하고,
상기 제2 광학계는,
물체측으로부터 순서대로,
물체측면이 물체측으로 볼록하고, 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈;
상측면이 상측으로 오목하고, 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈;
물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지고, 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈;
양면이 오목하고, 부의 굴절력을 갖는 제4 렌즈; 및
정 또는 부의 굴절력을 갖는 제5 렌즈;
를 포함하는 휴대용 기기.
제9항에 있어서, 상기 제2 광학계는,
35도 이하의 화각을 갖는 휴대용 기기.
제10항에 있어서, 상기 제1 광학계는,
60도 내지 80도의 화각을 갖는 휴대용 기기.
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