JP2013015822A

JP2013015822A - 撮像レンズ

Info

Publication number: JP2013015822A
Application number: JP2012119561A
Authority: JP
Inventors: Sang-Hun Lee; サンフンリー、
Original assignee: LG Innotek Co Ltd
Current assignee: LG Innotek Co Ltd
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2012-05-25
Publication date: 2013-01-24
Also published as: US9395518B2; US20130003169A1; TWI467216B; TW201300825A; KR20130003455A

Abstract

【課題】４００ｎｍ乃至１０００ｎｍの波長帯の光で像を伝達する撮像レンズを提供する。
【解決手段】正（＋）のパワーを有する第１レンズ１０と、正（＋）のパワーを有する第２レンズ２０と、負（−）のパワーを有する第３レンズ３０と、正（＋）のパワーを有する第４レンズ４０と、を含み、第１レンズ１０、第２レンズ２０、第３レンズ３０及び第４レンズ４０は物体側から順番に配置され、４００ｎｍ乃至１０００ｎｍの波長帯の光で像を伝達する。第１乃至第４レンズのパワー及び距離、アッベ数を制御することで可視光線及び赤外線領域における撮影が可能になる。
【選択図】図１

Description

実施例は、撮像レンズに関するものである。

最近、イメージピックアップシステム（ＩｍａｇｅＰｉｃｋｕｐＳｙｓｔｅｍ）に関して、通信端末機用カメラモジュール、デジタルスチールカメラ（ＤＳＣ，ＤｉｇｉｔａｌＳｔｉｌｌＣａｍｅｒａ）、カムコーダ、ＰＣカメラ（パーソナルコンピュータに付属された撮像装置）などが研究されている。このようなイメージピックアップシステムに関するカメラモジュールが像（ｉｍａｇｅ）を得るために最も重要な構成要素は、像を結像する撮像レンズである。

実施例は、収差特性が優秀な撮像レンズ及び小型化できるカメラモジュールを提供する。

実施例は正（＋）のパワーを有する第１レンズと、正（＋）のパワーを有する第２レンズと、負（−）のパワーを有する第３レンズと、正（＋）のパワーを有する第４レンズと、を含み、前記第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ及び第４レンズは物体側から順番に配置され、４００ｎｍ乃至１０００ｎｍの波長帯の光で像を伝達する撮像レンズを提供する。

実施例による撮像レンズは、第１乃至第４レンズのパワー及び距離、アッベ数を制御することで可視光線及び赤外線領域で撮影することができる。また、第２及び第３レンズの間に絞りを配置したため、収差補正に効果的である。従って、昼間及び夜間共に使用可能なカメラモジュールに搭載することができる。

第１実施例による撮像レンズの内部構造を概略的に示す側断面図である。第２実施例による撮像レンズの内部構造を概略的に示す側断面図である。第３実施例による撮像レンズの内部構造を概略的に示す側断面図である。第４実施例による撮像レンズの内部構造を概略的に示す側断面図である。第１実施例乃至第４実施例の前記撮像レンズを含むカメラモジュールを概略的に示す側断面図である。

実施例の説明に当たって、各レンズ、ユニット、部、ホール、突起、溝又は層などが各レンズ、ユニット、部、ホール、突起、溝又は層などの「上（ｏｎ）」に、又は「下（ｕｎｄｅｒ）」に形成されるものとして記載される場合において、「上（ｏｎ）」と「下（ｕｎｄｅｒ）」は、「直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）」又は「他の構成要素を介在して（ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ）」形成されるものを全て含む。また、各構成要素の上又は下に対する基準は、図面を基準に説明する。図面における各構成要素の大きさは説明のために誇張されてもよく、実際に適用される大きさを意味するものではない。

図１乃至図４は、本発明による撮像レンズの内部構造を概略的に示す側断面図である。

図１を参照すると、第１実施例による撮像レンズは、物体側から上面Ｒ１４側に向かって順番に第１レンズ１０、第２レンズ２０、絞り２５、第３レンズ３０、第４レンズ４０、フィルタ５０及び受光素子６０を含んで形成される。

被写体の映像を獲得するために、被写体の映像情報に該当する光は前記第１レンズ１０、第２レンズ２０、絞り２５、第３レンズ３０、第４レンズ４０及びフィルタ５０を通過して前記受光素子６０に入射される。

前記第１レンズ１０は正（＋）のパワー（ｐｏｗｅｒ）を有し、物体側に凸面Ｒ１を有する。

前記第２レンズ２０は接合レンズであり、第１レンズ１０に近接して形成される第１サブレンズ２１及び第３レンズ３０に近接して形成される第２サブレンズ２２を含む。

第１サブレンズ２１は正（＋）のパワーを有し、物体側に凸面Ｒ３を有しており、第２サブレンズ２２は負（−）のパワーを有し、受光素子６０側に凹面Ｒ５を有する。

前記第１サブレンズ２１と第２サブレンズ２２は接合面Ｒ４を有し、前記接合面Ｒ４は平らであるか第２サブレンズ２２側に窪んで形成されてもよい。

前記第２レンズ２０は、全体的に正（＋）のパワーを有する。

前記第３レンズ３０は負（−）のパワーを有し、受光素子６０側に凹面Ｒ８を有する。

前記第１レンズ１０、第２レンズ２０及び第３レンズ３０は物体側と受光素子６０側全てが非球面に形成されるが、変曲点は形成されていない。

また、前記第４レンズ４０は非球面接合レンズであり、物体側に形成される第１サブレンズ４１及び受光素子６０側に形成される第２サブレンズ４２を含む。

第１サブレンズ４１は正（＋）のパワーを有し、物体側に凸面Ｒ９を有しており、第２サブレンズ４２は負（−）のパワーを有し、受光素子６０側に凹面Ｒ１１を有する。

前記第１サブレンズ４１と第２サブレンズ４２は接合面Ｒ１０を有し、前記接合面Ｒ１０は平らであるか第２サブレンズ４２側に窪んで形成されてもよい。

前記第４レンズ４０は、全体的に正（＋）のパワーを有する。

前記第１レンズ１０、第２レンズ２０、第３レンズ３０及び第４レンズ４０は全てプラスティック（ｐｌａｓｔｉｃ）材質で形成されてもよく、前記第１レンズ１０、第２レンズ２０、第３レンズ３０及び第４レンズ４０の全ての面は非球面に形成されてもよい。

または、前記第１レンズ１０、第２レンズ２０、第３レンズ及び第４レンズ４０の全ての面が非球面で形成され、また前記第４レンズ４０の上側面Ｒ９に非球面変曲点が形成されて球面収差（ｓｐｈｅｒｉｃａｌａｂｅｒｒａｔｉｏｎ）、非点収差（ａｓｔｉｇｍａｔｉｓｍ）を補正することができる。

前記第１レンズ１０は前記第２レンズ２０、第３レンズ３０及び第４レンズ４０に比べ屈折力が大きく、強いパワーを有する。

前記絞り２５は前記第２レンズ２０と第３レンズ３０の間に配置され、前記第２レンズ２０から入射される光を選択的に収斂して焦点距離（ｆｏｃｕｓｌｅｎｇｔｈ）を調節する機能を行う。

前記絞り２５が第２レンズ２０と第３レンズ３０の間に形成されることで、絞り２５を基準にレンズの形状が対称的に配置される。従って、撮像レンズの収差補正が容易になる。

前記フィルタ５０は、赤外線遮断フィルタ（ＩＲｃｕｔｆｉｌｔｅｒ）で形成されてもよく、省略されてもよい。

上面Ｒ１４の受光素子６０は、昼間又は夜間共に使用できるよう、使用波長帯域が４００乃至１０００ｎｍを充足する。

そして、像が写る前記受光素子６０は被写体の映像に対応する光信号を電気的な信号に変換するイメージセンサーで形成されてもよく、前記イメージセンサーはＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）又はＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサーで形成されてもよい。

この際、前記撮像レンズが４００乃至１０００ｎｍの波長帯の光で像を伝達するために、以下のような関係式を充足する。

（数１）
１＜ｄ１／ｄ２＜１０５

この際、ｄ１はレンズの全体の長さ、即ち、第１レンズ１０の物体側の凸面Ｒ１の最上点から第４レンズ４０の受光素子６０側の凹面Ｒ１１の最下点までの距離でとして定義され、ｄ２は焦点距離として定義する。

（数２）
１．５＜Ｖｄ（Ｒ３）／Ｖｄ（Ｒ４）＜２．５
０．５＜Ｖｄ（Ｒ９）／Ｖｄ（Ｒ１０）＜１

この際、Ｖｄ（レンズ面）は該当レンズ面のアッベ数で定義される。

このように、関係式１及び２を充足する際、前記撮像レンズは可視光線及び赤外線を全て受容して受光素子６０に有効に伝達することで、昼間及び夜間共に使用することができる。

従って、第１乃至第４レンズ１０〜４０の距離ｄ１を焦点距離ｄ２に関して制御し、第２レンズ２０及び第３レンズ３０で第１サブレンズ２１，４１の両レンズ面Ｒ３，Ｒ４，Ｒ９，Ｒ１０のアッベ数を関係式２に従って制御することで、別途の撮像レンズがなくても昼夜間に使用可能な撮像レンズを提供することができる。

また、第１レンズ１０が第２レンズ、第３レンズ及び第４レンズ２０〜４０に比べ屈折力が大きくて強いパワーを有し、絞り２５を第１乃至第４レンズ１０〜４０の中央に配置することで収差特性が優秀な撮像レンズを具現することができる。

図２乃至図４は、本発明の他の実施例による撮像レンズを概略的に示す側断面図である。

図２に示したように、第２実施例による撮像レンズは、物体側から上面Ｒ１４側に向かって順番に第１レンズ１０、第２レンズ２０、絞り２５、第３レンズ３０、第４レンズ４０、フィルタ５０及び受光素子６０を含んで形成される。

前記第１レンズ１０は正（＋）のパワーを有し、物体側に凸面Ｒ１を有し、受光素子６０側に凸面Ｒ２を有する。

前記第１レンズ１０、第２レンズ２０及び第３レンズ３０は物体側と受光素子６０側全てが非球面に形成されるが、変曲点は形成されない。

前記第１レンズ１０、第２レンズ２０、第３レンズ３０及び第４レンズ４０は全てプラスティック材質で形成されてもよく、前記第１レンズ１０、第２レンズ２０、第３レンズ３０及び第４レンズ４０の全ての面は非球面に形成されてもよい。

または、前記第１レンズ１０、第２レンズ２０、第３レンズ３０及び第４レンズ４０の全ての面が非球面で形成され、また前記第４レンズ４０の上側面Ｒ９に非球面変曲点が形成されて球面収差、非点収差を補正することができる。

前記絞り２５は前記第２レンズ２０と第３レンズ３０の間に配置され、前記第２レンズ２０から入射される光を選択的に収斂して、焦点距離を調節する機能を行う。

前記フィルタ５０は、赤外線遮断フィルタで形成されてもよく、省略されてもよい。

そして、像が写る前記受光素子６０は被写体の映像に対応する光信号を電気的な信号に変換するイメージセンサーで形成されてもよく、前記イメージセンサーはＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサーで形成されてもよい。

この際、前記撮像レンズが４００乃至１０００ｎｍの波長帯の光で像を伝達するために上述した関係式１及び２を充足する。

また、第１レンズ１０が第２レンズ２０、第３レンズ３０及び第４レンズ４０に比べ屈折力が大きくて強いパワーを有し、絞り２５を第１乃至第４レンズ１０〜４０の中央に配置して収差特性が優秀な撮像レンズを具現することができる。

一方、図３に示したように、第3実施例による撮像レンズは、物体側から上面Ｒ１４側に向かって順番に第１レンズ１０、第２レンズ２０、絞り２５、第３レンズ３０、第４レンズ４０、フィルタ５０及び受光素子６０を含んで形成される。

前記第１レンズ１０は正（＋）のパワーを有し、物体側に凸面Ｒ１を有する。

前記第３レンズ３０は負（−）のパワーを有し、受光素子６０側に凹面Ｒ８を有し、物体側に凹面Ｒ７を有する。

また、第１レンズ１０が第２レンズ、第３レンズ及び第４レンズ２０〜４０に比べ屈折力が大きくて強いパワーを有し、絞り２５を第１乃至第４レンズ１０〜４０の中央に配置して収差特性が優秀な撮像レンズを具現することができる。

また、図４のように第２及び第３実施例を組み合わせて、前記第１レンズ１０は正（＋）のパワーを有し、物体側に凸面Ｒ１を有し、受光素子６０側に凸面Ｒ２を有する。また、前記第３レンズ３０は負（−）のパワーを有し、受光素子６０側に凹面Ｒ８を有し、物体側に凹面Ｒ７を有し、第２及び第４レンズ２０，４０は第１実施例と同じであってもよい。

図４の撮像レンズも関係式１及び２を充足する際、昼間及び夜間に利用できる撮像レンズを提供することができる。

図５は、第１実施例乃至第４実施例の前記撮像レンズを含むカメラモジュールを概略的に示す側断面図である。

ちなみに、図５における前記撮像レンズのレンズの形は任意に示している。

図５に示したように、カメラモジュールは第１レンズ１０乃至第４レンズ４０が配置されたハウジング８０、ホルダ９０及びプリント回路基板７０を含む。

ハウジング８０は前記第１乃至第４レンズ１０〜４０を含む。

そして、前記第１レンズ１０及び第２レンズ２０は第１鏡筒１０１内に装着され、前記第３及び第４レンズ３０，４０は第２鏡筒１０２に装着され、前記第１乃至第４レンズ１０〜４０はプリント回路基板７０に配置された受光素子６０に光を集光させる。

そして、前記第１レンズ１０及び第２レンズ２０の直径又は外径は、前記第３レンズ３０及び第４レンズ４０の直径又は外径より大きく形成される。

前記第１及び第２レンズ１０，２０の外径と第３及び第４レンズ３０，４０の外径の差を鏡筒１０１，１０２で補償するため、カメラモジュールのハウジング８０の大きさは同一になり得る。

次に、前記ハウジング８０の下部に配置されたホルダ９０は、前記第２レンズ２０の下部に位置してフィルタ５０を含む。

前記フィルタ５０は赤外線遮断フィルタで形成されてもよいが、前記フィルタ５０が省略される際、前記ホルダ９０も省略されてもよい。

前記フィルタ５０は、外部の光から放出される輻射熱が前記受光素子６０に伝達されないように遮断させる機能を果たす。

以上で実施例を中心に説明したが、これは単なる例示であって本発明を限るものではなく、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲内で上記に例示されていない多様な変形や応用が可能であるということを分かるはずである。例えば、実施例に具体的に示した各構成要素は、変形して実施してもよいものである。そして、このような変形と応用に関する差は、添付した特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものとして解釈されるべきである。

Claims

正（＋）のパワーを有する第１レンズと、
正（＋）のパワーを有する第２レンズと、
負（−）のパワーを有する第３レンズと、
正（＋）のパワーを有する第４レンズと、を含み、
前記第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ及び第４レンズは物体側から順番に配置され、４００ｎｍ乃至１０００ｎｍの波長帯の光で像を伝達する撮像レンズ。
前記第２レンズ及び前記第３レンズは接合レンズである請求項１に記載の撮像レンズ。
前記第２レンズ及び第４レンズは、正（＋）のパワーを有する第１サブレンズ、そして負（−）のパワーを有する第２サブレンズを含む請求項２に記載の撮像レンズ。
前記第２レンズと前記第３レンズの間に絞りが配置される請求項３に記載の撮像レンズ。
前記撮像レンズは、以下の関係式を充足する請求項４に記載の撮像レンズ。
１＜ｄ１／ｄ２＜１０５
（ｄ１は撮像レンズの全体の長さ、ｄ２は焦点距離として定義する。）
前記第２レンズの前記第２サブレンズの物体側の面と受光素子側の面は、以下の関係式を充足する請求項５に記載の撮像レンズ。
１．５＜Ｖｄ（物体側の面）／Ｖｄ（受光素子側の面）＜２．５
（Ｖｄは該当面のアッベ数を定義する。）
前記第４レンズの前記第２サブレンズの物体側の面と受光素子側の面は、以下の関係式を充足する請求項６に記載の撮像レンズ。
０．５＜Ｖｄ（物体側の面）／Ｖｄ（受光素子側の面）＜１
（Ｖｄは該当面のアッベ数を定義する。）
前記第１レンズは、第２レンズ乃至第４レンズよりパワーが大きい請求項７に記載の撮像レンズ。
前記第１乃至第４レンズのうち少なくとも一つは非球面レンズである請求項８に記載の撮像レンズ。
前記撮像レンズは、昼間及び夜間撮影用カメラモジュールに搭載される請求項９に記載の撮像レンズ。
前記第４レンズは、上側面に非球面変曲点が形成されている請求項１乃至請求項１０のいずれか一つの項に記載の撮像レンズ。
前記第１レンズは、第２レンズ乃至第４レンズより大きい屈折力を有する請求項１乃至請求項１１のうちいずれか一つの項に記載の撮像レンズ。
前記第１レンズは、前記物体側に凸面が形成されている請求項１２に記載の撮像レンズ。
前記第３レンズは、受光素子側に凹面が形成されている請求項１２に記載の撮像レンズ。
前記第１レンズは、受光素子側に凸面を有する請求項１２乃至請求項１４のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
前記第３レンズは、前記物体側に凹面を有する請求項１５に記載の撮像レンズ。