KR100957397B1 - 촬상 렌즈 - Google Patents

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KR100957397B1
KR100957397B1 KR1020080003824A KR20080003824A KR100957397B1 KR 100957397 B1 KR100957397 B1 KR 100957397B1 KR 1020080003824 A KR1020080003824 A KR 1020080003824A KR 20080003824 A KR20080003824 A KR 20080003824A KR 100957397 B1 KR100957397 B1 KR 100957397B1
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    • G03B9/02—Diaphragms

Abstract

실시예에 따른 촬상 렌즈는 물체측에 위치하며, 양(+)의 파워를 갖는 제1렌즈; 양(+)의 파워를 갖는 제2렌즈; 음(-)의 파워를 갖는 제3렌즈를 포함하며, 상기 제1렌즈, 제2렌즈 및 제3렌즈는 물체측으로부터 상면측 방향으로 순차적으로 위치하며, 상기 제1렌즈와 제2렌즈 사이에 제1필터가 배치되는 것을 포함한다.
실시예에 따른 촬상 렌즈는 물체측에 위치하며, 양(+)의 파워를 갖는 제1렌즈; 양(+)의 파워를 갖는 제2렌즈; 음(-)의 파워를 갖는 제3렌즈를 포함하며, 상기 제1렌즈, 제2렌즈 및 제3렌즈는 물체측으로부터 상면측 방향으로 순차적으로 위치하며, 상기 제2렌즈와 제3렌즈 사이에 제2필터가 배치되는 것을 포함한다.
촬상 렌즈

Description

촬상 렌즈{Imaging Lens}
실시예는 고해상도 이미지 센서를 이용하는 카메라 모듈에 사용되는 촬상 렌즈에 관한 것이다.
최근에 이미지 픽업 시스템(Image Pickup System)과 관련하여 통신단말기용 카메라 모듈, 디지탈 스틸 카메라(DSC, Digital Still Camera), 캠코더, PC 카메라(퍼스널 컴퓨터에 부속된 촬상장치) 등이 연구되고 있다. 이러한 이미지 픽업 시스템과 관련된 카메라 모듈이 상(image)을 얻기 위해 가장 중요한 구성요소는 상(image)을 결상하는 촬상 렌즈이다.
실시예는 촬상 렌즈의 설계가 용이하고, 안정적인 성능과 고화소의 이미지를 구현할 수 있는 촬상 렌즈를 제공한다.
실시예에 따른 촬상 렌즈는 물체측에 위치하며, 양(+)의 파워를 갖는 제1렌즈; 양(+)의 파워를 갖는 제2렌즈; 음(-)의 파워를 갖는 제3렌즈를 포함하며, 상기 제1렌즈, 제2렌즈 및 제3렌즈는 물체측으로부터 상면측 방향으로 순차적으로 위치하며, 상기 제1렌즈와 제2렌즈 사이에 제1필터가 배치되는 것을 포함한다.
실시예에 따른 촬상 렌즈는 물체측에 위치하며, 양(+)의 파워를 갖는 제1렌즈; 양(+)의 파워를 갖는 제2렌즈; 음(-)의 파워를 갖는 제3렌즈를 포함하며, 상기 제1렌즈, 제2렌즈 및 제3렌즈는 물체측으로부터 상면측 방향으로 순차적으로 위치하며, 상기 제2렌즈와 제3렌즈 사이에 제2필터가 배치되는 것을 포함한다.
실시예에 따른 촬상 렌즈는 필터가 제1렌즈와 제2렌즈 사이에 형성되거나, 제2렌즈와 제3렌즈 사이에 형성되어, 촬상 렌즈의 설계시, 후면 초점 거리(Back Focal Length; BFL)를 자유롭게 설계할 수 있다.
상기 후면초점거리를 자유롭게 설계하여, 수차 특성이 우수하며, 고화소의 이미지를 구현할 수 있는 촬상 렌즈를 형성할 수 있다.
또한, 촬상 렌즈 설계시, 제3렌즈와 상면 사이에 필터를 형성할 별도의 공간 을 확보할 필요가 없기 때문에, 촬상 렌즈의 설계가 용이해진다.
또한, 렌즈 모듈에 촬상 렌즈의 설치시, 필터가 렌즈들 사이에 배치되어 있기 때문에, 필터를 설치할 별도의 홀더(holder)가 필요치 않아 비용이 절감되는 효과도 있다.
실시예에 따른 촬상 렌즈는 물체측에 위치하며, 양(+)의 파워를 갖는 제1렌즈; 양(+)의 파워를 갖는 제2렌즈; 음(-)의 파워를 갖는 제3렌즈를 포함하며, 상기 제1렌즈, 제2렌즈 및 제3렌즈는 물체측으로부터 상면측 방향으로 순차적으로 위치하며, 상기 제1렌즈와 제2렌즈 사이에 제1필터가 배치되는 것을 포함한다.
실시예에 따른 촬상 렌즈는 물체측에 위치하며, 양(+)의 파워를 갖는 제1렌즈; 양(+)의 파워를 갖는 제2렌즈; 음(-)의 파워를 갖는 제3렌즈를 포함하며, 상기 제1렌즈, 제2렌즈 및 제3렌즈는 물체측으로부터 상면측 방향으로 순차적으로 위치하며, 상기 제2렌즈와 제3렌즈 사이에 제2필터가 배치되는 것을 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 촬상 렌즈에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 제1실시예에 따른 촬상 렌즈의 내부 구조를 개략적으로 도시한 측단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 촬상 렌즈는 물체측으로부터 상면(R10)측을 향해 순서대로, 제1렌즈(10), 조리개(15), 제1필터(17), 제2렌즈(20), 제3렌즈(30) 및 수광 소자(40)를 포함하여 이루어진다.
피사체 영상을 획득하기 위하여 피사체의 영상 정보에 해당되는 광은 상기 제1렌즈(10), 조리개(15), 제1필터(17), 제2렌즈(20) 및 제3렌즈(30)를 통과하여 상기 수광 소자(40)에 입사된다.
상기 제1렌즈(10)는 양(+)의 파워(power)를 갖고, 물체측에 볼록면을 가지는 플라스틱(plastic) 재질의 렌즈로 형성된다.
상기 제1필터(17)는 적외선 차단 필터(IR cut filter)로 이루어지며, 유리(glass) 재질로 형성될 수 있다.
상기 적외선 차단 필터는 외부 빛으로부터 방출되는 복사열이 상기 수광소자(60)에 전달되지 않도록 차단시키는 기능을 한다.
즉, 적외선 차단 필터는 가시광선은 투과시키고, 적외선은 반사시켜 외부로 유출되도록하는 구조를 가진다.
상기 제1필터(17)가 상기 제1렌즈(10)와 제2렌즈(20) 사이에 형성됨으로써, 촬상 렌즈의 설계시, 제3렌즈(30)와 상면(R10) 사이의 거리인 후면 초점 거리(Back Focal Length; BFL)를 자유롭게 설계할 수 있다.
상기 후면초점거리를 자유롭게 설계하여, 수차 특성이 우수하며, 고화소의 이미지를 구현할 수 있는 촬상 렌즈를 형성할 수 있다.
또한, 촬상 렌즈 설계시, 제3렌즈(30)와 상면(R10) 사이에 필터를 형성할 별도의 공간을 확보할 필요가 없기 때문에, 촬상 렌즈의 설계가 용이해진다.
또한, 렌즈 모듈에 촬상 렌즈의 설치시, 상기 제1필터(17)가 렌즈들 사이에 배치되어 있기 때문에, 필터를 설치할 별도의 홀더(holder)가 필요치 않아 비용이 절감되는 효과도 있다.
상기 제2렌즈(20)는 양(+)의 파워를 갖고, 물체측에 오목면을 가지며, 상측에는 볼록면을 가지는 플라스틱 재질의 렌즈로 형성된다.
상기 제2렌즈(20)는 상기 제1렌즈(10) 및 제3렌즈(30)보다 강한 파워를 가지도록 설계될 수 있다.
즉, 상기 제2렌즈(20)는 상기 제1렌즈(10) 및 제3렌즈(30)보다 굴절력이 크게 설계될 수 있다.
상기 제3렌즈(30)는 음(-)의 파워를 갖고, 상측에 적어도 하나 이상의 변곡점을 가지는 플라스틱 재질의 렌즈로 형성된다.
상기 제1렌즈(10) 및 제2렌즈(20)는 물체측과 상측 모두 비구면으로 형성되나, 변곡점은 형성되지 않는다.
그리고, 상기 제3렌즈(30)의 물체측에는 변곡점이 형성되지 않으나, 상측 면에는 하나 또는 복수개의 비구면 변곡점이 형성될 수 있으며, 물체측과 상측 모두 비구면으로 형성될 수 있다.
상기 제3렌즈(30)의 상측면(R9)은 중심부에서 주변을 향함에 따라 상측으로 구부러지고, 다시 주변에서 최외각 영역을 향함에 따라 물체측으로 구부러져 비구면 변곡점을 형성한다.
상기 제3렌즈(30)에 형성된 상기 비구면 변곡점은 수광소자(40)에 입사되는 주광선의 최대 사출각을 조절할 수 있다.
상기 제1렌즈(10), 제2렌즈(20) 및 제3렌즈(30)는 모두 플라스틱(plastic) 재질로 형성될 수 있으며, 상기 제1렌즈(10), 제2렌즈(20) 및 제3렌즈(30)의 모든 면은 비구면으로 형성될 수 있다.
상기 제1렌즈(10), 제2렌즈(20) 및 제3렌즈(30)의 모든 면이 비구면으로 이루어지고, 또한 상기 제3렌즈(30)의 상측면(R9)에 비구면 변곡점이 형성되어 구면수차(spherical aberration), 코마수차(comatic aberration), 비점수차(astigmatism)를 보정할 수 있다.
상기 조리개(15)는 상기 제1렌즈(10)와 제1필터(17) 사이에 배치되며, 상기 제1렌즈(10)로부터 입사되는 빛을 선택적으로 수렴하여 초점거리(focus length)를 조절하는 기능을 수행한다.
그리고, 상(像)이 맺히는 상기 수광 소자(40)는 피사체 영상에 대응하는 광신호를 전기적인 신호로 변환하는 이미지 센서로 이루어질 수 있으며, 상기 이미지 센서는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 센서로 이루어질 수 있다.
제1실시예에 따른 촬상 렌즈는 다음의 표 1과 같은 광학적 특징을 가진다.
렌즈면 곡률반경(mm) 두께(mm) 굴절율(Nd) 아베수(Vd) 비고
R1* 1.42 0.6 1.53 55.7
R2* 8.06 0.15
R3 ∞ 0.17 조리개
R4 ∞ 0.30 1.50 필터
R5 ∞ 0.36 필터
R6* -1.10 1.81 1.61 23
R7* -0.79 0.16
R8* 9.28 0.75 1.53 55.7
R9* 1.31 0.74
R10 ∞ 센서
(* 표시는 비구면을 나타낸다)
상기의 표 1에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 촬상 렌즈는 상기 제1렌즈(10), 제2렌즈(20) 및 제3렌즈(30)의 모든 면이 비구면이다.
그리고, 상기 표 1에 표기한 두께는 각 렌즈면에서 다음 렌즈면까지의 거리를 나타내며, 상기의 굴절율(N)은 파장(λ)이 572.6 nm에서 측정한 값이다.
제1실시예에 따른 촬상 렌즈에서 상기 각 렌즈의 아베수(v)는 표 1에 한정되지 않고, 다음의 조건을 만족시킬 수 있다.
50＜v1＜60 [제1렌즈]
20＜v2＜30 [제2렌즈]
50＜v3＜60 [제3렌즈]
아래의 표 2는 제1실시예의 비구면 렌즈에 대한 비구면 계수 값이다.
렌즈면 K A1 A2 A3 A4
R1 -2.520954 0.113291 -0.614365×10-3 0.390994×10-2 -0.601274×10-4
R2 21.822476 0.114926×10-1 -0.154743×10-1 -0.472404×10-1 0.163211
R6 -0.031725 -0.163791 0.377079×10-1 0.917824×10-1 0.834959×10-1
R7 -1.962340 -0.114990 -0.373899×10-1 0.930127×10-1 -0.401832×10-3
R8 -21.901491 -0.131030×10-1 0.144565×10-1 -0.319004×10-2 0.772714×10-4
R9 -7.841496 -0.332803×10-1 0.346139×10-2 0.101257×10-2 -0.433067×10-3
제1실시예의 비구면 렌즈에 대한 표 2의 비구면 계수 값은 다음의 수학식 1로부터 얻을 수 있다.
Figure 112008002793665-pat00001
Z : 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리
C : 렌즈의 기본 곡률
Y : 광축에 수직인 방향으로의 거리
K : 코닉 상수(Conic constant)
A1, A2, A3, A4, A5 : 비구면 계수(Aspheric constant)
즉, 상기의 비구면 계수 값을 갖는 제1렌즈(10), 제2렌즈(20) 및 제3렌즈(30)를 사용함으로써, 구면수차, 코마수차, 비점수차를 보정할 수 있으며, 또한, 왜곡(distortion)도 양호하게 보정할 수 있다.
그리고, 각 렌즈의 초점거리는 다음의 표 3과 같다.
광학계의 초점거리(f) 2.7840 mm
제1렌즈의 초점거리(f1) 3.147740 mm
제2렌즈의 초점거리(f2) 2.313813 mm
제3렌즈의 초점거리(f3) -2.966085 mm
이때, 광학계의 초점거리(f)에 대한 상기 제1렌즈(10)의 초점거리(f1)의 비(f1/f)는 1.130이다.
그러나, 광학계의 초점거리(f)에 대한 상기 제1렌즈(10)의 초점거리(f1)의 비(f1/f)는 상기의 수치에 한정되지 않고, 다음의 조건을 만족할 수 있다.
0.5＜f1/f＜1.5
또한, 촬상 렌즈의 전체 광학계의 초점거리(f)는 2.7840 mm이고, 제1렌즈(10) 물체측면(R1)부터 상면(R10)까지의 거리(∑d)는 4.085 mm이다.
그리고, 촬상 렌즈의 전체 광학계의 초점거리(f)에 대한 제1렌즈(10) 물체측면(R1)부터 상면(R10)까지의 거리(∑d)의 비(∑d/f)는 1.467이나, 상기의 수치에 한정되지 않고, 다음의 조건식을 만족할 수 있다.
0.5＜∑d/f＜1.5
상기의 조건식은 촬상 렌즈를 소형화시키고, 구면수차를 양호한 상태로 유지하기 위한 조건이다.
이때, 조건식보다 작은 값으로 촬상 렌즈가 설계되면 촬상 렌즈가 소형화될 수 있으나, 수차보정이 어려워지며, 조건식보다 큰 값으로 촬상 렌즈가 설계되면 수차보정이 용이해지나, 촬상 렌즈가 소형화되기 어려워진다.
그리고, 상기 제1필터(17)의 두께(T1)는 다음의 조건을 만족할 수 있다.
0.14 mm＜T1＜0.35 mm
상기의 조건식들을 만족함으로써, 수차보정이 용이하고, 소형화된 촬상 렌즈를 형성시킬 수 있다.
도 2 및 도 3은 제1실시예에 따른 촬상 렌즈의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 2는 구면수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점수차(Astigmatic Field Curves) 및 왜곡수차(Distortion)를 측정한 그래프가 도시되어 있고, 도 3은 코마수차(Coma Aberration)를 측정한 그래프가 도시되어 있다.
이때, 상기 구면수차는 각 파장에 따른 구면수차를 나타내고,상기 비점수차는 상면의 높이에 따른 탄젠셜면(tangential plane)과 새지털면(sagittal plane)의 수차특성을 나타내며, 상기 왜곡수차는 상면의 높이에 따른 왜곡도를 보여준다.
또한, 상기 코마수차는 상면의 높이(field hight)에 따라 각 파장에 따른 탄젠셜(tangential)과 새지털(sagittal)의 수차 특성을 나타내었다.
도 4는 제2실시예에 따른 촬상 렌즈의 내부 구조를 개략적으로 도시한 측단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제2실시예에 따른 촬상 렌즈는 물체측으로부터 상면(R10)측을 향해 순서대로, 제1렌즈(10), 조리개(15), 제2렌즈(20), 제2필터(27), 제3렌즈(30) 및 수광 소자(40)를 포함하여 이루어진다.
피사체 영상을 획득하기 위하여 피사체의 영상 정보에 해당되는 광은 상기 제1렌즈(10), 조리개(15), 제2렌즈(20), 제2필터(27) 및 제3렌즈(30)를 통과하여 상기 수광 소자(40)에 입사된다.
상기 제1렌즈(10)는 양(+)의 파워(power)를 갖고, 물체측에 볼록면을 가지는 플라스틱(plastic) 재질의 렌즈로 형성된다.
상기 제2렌즈(20)는 양(+)의 파워를 갖고, 물체측에 오목면을 가지며, 상측에는 볼록면을 가지는 플라스틱 재질의 렌즈로 형성된다.
상기 제2렌즈(20)는 상기 제1렌즈(10) 및 제3렌즈(30)보다 강한 파워를 가지도록 설계될 수 있다.
즉, 상기 제2렌즈(20)는 상기 제1렌즈(10) 및 제3렌즈(30)보다 굴절력이 크게 설계될 수 있다.
상기 제2필터(27)는 적외선 차단 필터(IR cut filter)로 이루어질 수 있으며, 유리(glass) 재질로 형성될 수 있다.
상기 적외선 차단 필터는 외부 빛으로부터 방출되는 복사열이 상기 수광소자(60)에 전달되지 않도록 차단시키는 기능을 한다.
즉, 적외선 차단 필터는 가시광선은 투과시키고, 적외선은 반사시켜 외부로 유출되도록하는 구조를 가진다.
상기 제2필터(27)가 상기 제2렌즈(20)와 제3렌즈(30) 사이에 형성됨으로써, 촬상 렌즈의 설계시, 제3렌즈(30)와 상면(R10) 사이의 거리인 후면 초점 거리(Back Focal Length; BFL)를 자유롭게 설계할 수 있다.
상기 후면초점거리를 자유롭게 설계하여, 수차 특성이 우수하며, 고화소의 이미지를 구현할 수 있는 촬상 렌즈를 형성할 수 있다.
또한, 촬상 렌즈 설계시, 제3렌즈(30)와 상면(R10) 사이에 필터를 형성할 별도의 공간을 확보할 필요가 없기 때문에, 촬상 렌즈의 설계가 용이해진다.
또한, 렌즈 모듈에 촬상 렌즈의 설치시, 상기 제2필터(27)가 렌즈들 사이에 배치되어 있기 때문에, 필터를 설치할 별도의 홀더(holder)가 필요치 않아 비용이 절감되는 효과도 있다.
상기 제3렌즈(30)는 음(-)의 파워를 갖고, 물체측면(R8) 및 상측면(R9)에 적어도 하나 이상의 변곡점을 가지는 플라스틱 재질의 렌즈로 형성된다.
상기 제1렌즈(10) 및 제2렌즈(20)는 물체측과 상측 모두 비구면으로 형성되나, 변곡점은 형성되지 않는다.
그리고, 상기 제3렌즈(30)의 물체측면(R8) 및 상측면(R9)에는 하나 또는 복수개의 비구면 변곡점이 형성될 수 있으며, 물체측과 상측 모두 비구면으로 형성될 수 있다.
상기 제3렌즈(30)의 비구면 변곡점은 중심부에서 주변을 향함에 따라 상측으로 구부러지고, 다시 주변에서 최외각 영역을 향함에 따라 물체측으로 구부러져 비구면 변곡점을 형성한다.
상기 제3렌즈(30)에 형성된 상기 비구면 변곡점은 수광소자(40)에 입사되는 주광선의 최대 사출각을 조절할 수 있다.
상기 제1렌즈(10), 제2렌즈(20) 및 제3렌즈(30)는 모두 플라스틱(plastic) 재질로 형성될 수 있으며, 상기 제1렌즈(10), 제2렌즈(20) 및 제3렌즈(30)의 모든 면은 비구면으로 형성될 수 있다.
상기 제1렌즈(10), 제2렌즈(20) 및 제3렌즈(30)의 모든 면이 비구면으로 이루어지고, 또한 상기 제3렌즈(30)의 물체측면(R8) 및 상측면(R9)에 비구면 변곡점이 형성되어 구면수차(spherical aberration), 코마수차(comatic aberration), 비점수차(astigmatism)를 보정할 수 있다.
상기 조리개(15)는 상기 제1렌즈(10)와 제2렌즈(20) 사이에 배치되며, 상기 제1렌즈(10)로부터 입사되는 빛을 선택적으로 수렴하여 초점거리(focus length)를 조절하는 기능을 수행한다.
그리고, 상(像)이 맺히는 상기 수광 소자(40)는 피사체 영상에 대응하는 광신호를 전기적인 신호로 변환하는 이미지 센서로 이루어질 수 있으며, 상기 이미지 센서는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 센서로 이루어질 수 있다.
제2실시예에 따른 촬상 렌즈는 다음의 표 4와 같은 광학적 특징을 가진다.
렌즈면 곡률반경(mm) 두께(mm) 굴절율(Nd) 아베수(Vd) 비고
R1* 0.42 0.6 1.53 55.7
R2* 6.62 0.15
R3 ∞ 0.17 조리개
R4* -1.09 0.30 1.61 23
R5* -0.82 0.36
R6 ∞ 1.81 1.50 필터
R7 ∞ 0.16 필터
R8* 8.45 0.75 1.53 55.7
R9* 1.38 0.74
R10 ∞ 센서
(* 표시는 비구면을 나타낸다)
상기의 표 4에 도시된 바와 같이, 제2실시예에 따른 촬상 렌즈는 상기 제1렌즈(10), 제2렌즈(20) 및 제3렌즈(30)의 모든 면이 비구면이다.
그리고, 상기 표 4에 표기한 두께는 각 렌즈면에서 다음 렌즈면까지의 거리를 나타내며, 상기의 굴절율(N)은 파장(λ)이 572.6 nm에서 측정한 값이다.
제2실시예에 따른 촬상 렌즈에서 상기 각 렌즈의 아베수(v)는 표 4에 한정되지 않고, 다음의 조건을 만족시킬 수 있다.
50＜v1＜60 [제1렌즈]
20＜v2＜30 [제2렌즈]
50＜v3＜60 [제3렌즈]
아래의 표 5는 제2실시예의 비구면 렌즈에 대한 비구면 계수 값이다.
렌즈면 K A1 A2 A3 A4
R1 -2.460144 0.114157 -0.141627×10-2 0.258153×10-2 -0.290629×10-2
R2 7.386153 0.464828×10-2 -0.321500×10-1 -0.640590×10-1 0.224681
R6 -0.096093 -0.148361 0.342807×10-1 0.840910×10-1 0.746519×10-1
R7 -1.949380 -0.118419 -0.415593×10-1 0.891040×10-1 -0.392671×10-2
R8 21.168132 -0.458159×10-2 0.141100×10-1 -0.329472×10-2 0.744563×10-4
R9 -6.733688 -0.348743×10-1 0.363455×10-2 0.107265×10-2 -0.428027×10-3
제2실시예의 비구면 렌즈에 대한 표 5의 비구면 계수 값은 다음의 수학식 2로부터 얻을 수 있다.
Figure 112008002793665-pat00002
Z : 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리
C : 렌즈의 기본 곡률
Y : 광축에 수직인 방향으로의 거리
K : 코닉 상수(Conic constant)
A1, A2, A3, A4, A5 : 비구면 계수(Aspheric constant)
즉, 상기의 비구면 계수 값을 갖는 제1렌즈(10), 제2렌즈(20) 및 제3렌즈(30)를 사용함으로써, 구면수차, 코마수차, 비점수차를 보정할 수 있으며, 또한, 왜곡(distortion)도 양호하게 보정할 수 있다.
그리고, 각 렌즈의 초점거리는 다음의 표 6과 같다.
광학계의 초점거리(f) 2.5210 mm
제1렌즈의 초점거리(f1) 3.240205 mm
제2렌즈의 초점거리(f2) 2.490370 mm
제3렌즈의 초점거리(f3) -3.240800 mm
이때, 광학계의 초점거리(f)에 대한 상기 제1렌즈(10)의 초점거리(f1)의 비(f1/f)는 1.285이다.
그러나, 광학계의 초점거리(f)에 대한 상기 제1렌즈(10)의 초점거리(f1)의 비(f1/f)는 상기의 수치에 한정되지 않고, 다음의 조건을 만족할 수 있다.
0.5＜f1/f＜1.5
또한, 촬상 렌즈의 전체 광학계의 초점거리(f)는 2.5210 mm이고, 제1렌즈(10) 물체측면(R1)부터 상면(R10)까지의 거리(∑d)는 4.247 mm이다.
그리고, 촬상 렌즈의 전체 광학계의 초점거리(f)에 대한 제1렌즈(10) 물체측면(R1)부터 상면(R10)까지의 거리(∑d)의 비(∑d/f)는 1.684이나, 상기의 수치에 한정되지 않고, 다음의 조건식을 만족할 수 있다.
0.5＜∑d/f＜1.7
상기의 조건식은 촬상 렌즈를 소형화시키고, 구면수차를 양호한 상태로 유지하기 위한 조건이다.
이때, 조건식보다 작은 값으로 촬상 렌즈가 설계되면 촬상 렌즈가 소형화될 수 있으나, 수차보정이 어려워지며, 조건식보다 큰 값으로 촬상 렌즈가 설계되면 수차보정이 용이해지나, 촬상 렌즈가 소형화되기 어려워진다.
그리고, 상기 제2필터(27)의 두께(T2)는 다음의 조건을 만족할 수 있다.
0.14 mm＜T2＜0.35 mm
상기의 조건식들을 만족함으로써, 수차보정이 용이하고, 소형화된 촬상 렌즈를 형성시킬 수 있다.
도 5 및 도 6은 제2실시예에 따른 촬상 렌즈의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 5는 구면수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점수차(Astigmatic Field Curves) 및 왜곡수차(Distortion)를 측정한 그래프가 도시되어 있고, 도 6은 코마수차(Coma Aberration)를 측정한 그래프가 도시되어 있다.
이때, 상기 구면수차는 각 파장에 따른 구면수차를 나타내고,상기 비점수차는 상면의 높이에 따른 탄젠셜면(tangential plane)과 새지털면(sagittal plane)의 수차특성을 나타내며, 상기 왜곡수차는 상면의 높이에 따른 왜곡도를 보여준다.
또한, 상기 코마수차는 상면의 높이(field hight)에 따라 각 파장에 따른 탄젠셜(tangential)과 새지털(sagittal)의 수차 특성을 나타내었다.
이상의 실시예에 따른 촬상 렌즈는 필터가 제1렌즈와 제2렌즈 사이에 형성되거나, 제2렌즈와 제3렌즈 사이에 형성되어, 촬상 렌즈의 설계시, 후면 초점 거리(Back Focal Length; BFL)를 자유롭게 설계할 수 있다.
상기 후면초점거리를 자유롭게 설계하여, 수차 특성이 우수하며, 고화소의 이미지를 구현할 수 있는 촬상 렌즈를 형성할 수 있다.
또한, 촬상 렌즈 설계시, 제3렌즈와 상면 사이에 필터를 형성할 별도의 공간을 확보할 필요가 없기 때문에, 촬상 렌즈의 설계가 용이해진다.
또한, 렌즈 모듈에 촬상 렌즈의 설치시, 필터가 렌즈들 사이에 배치되어 있기 때문에, 필터를 설치할 별도의 홀더(holder)가 필요치 않아 비용이 절감되는 효과도 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 제1실시예에 따른 촬상 렌즈의 내부 구조를 개략적으로 도시한 측단면도이다.
도 2, 도 3a 및 도 3b는 제1실시예에 따른 촬상 렌즈의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 4는 제2실시예에 따른 촬상 렌즈의 내부 구조를 개략적으로 도시한 측단면도이다.
도 5, 도 6a 및 도 6b는 제2실시예에 따른 촬상 렌즈의 수차 특성을 도시한 그래프이다.

Claims (17)

  1. 삭제
  2. 물체측에 위치하며, 양(+)의 파워를 갖는 제1렌즈;
    양(+)의 파워를 갖는 제2렌즈;
    음(-)의 파워를 갖는 제3렌즈;
    상기 제2렌즈와 제3렌즈 사이에 배치된 제2필터; 및
    상기 제1렌즈와 제2렌즈 사이에 배치된 조리개를 포함하며,
    상기 제1렌즈, 제2렌즈 및 제3렌즈는 물체측으로부터 상면측 방향으로 순차적으로 위치하며,
    상기 제3렌즈의 물체측면과 상측면에는 적어도 하나 이상의 비구면 변곡점이 형성된 것을 포함하는 촬상 렌즈.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1렌즈, 제2렌즈 및 제3렌즈의 모든 면은 비구면인 것을 포함하는 촬상 렌즈.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제2렌즈는 상기 제1렌즈 및 제3렌즈보다 강한 파워를 갖는 것을 포함하는 촬상 렌즈.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 제3렌즈의 변곡점은 상측면의 중심부에서 주변을 향함에 따라 상측으로 구부러지고, 주변에서 최외각 영역을 향함에 따라 물체측으로 구부러져 형성된 것을 포함하는 촬상 렌즈.
  8. 제 2항에 있어서,
    광을 전기신호로 변환하는 수광소자를 포함하는 촬상 렌즈.
  9. 삭제
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 제1렌즈는 물체측에 볼록면을 가지며,
    상기 제2렌즈는 물체측에 오목면을 가지고, 상측에는 볼록면을 가지는 것을 포함하는 촬상 렌즈.
  11. 제 2항에 있어서,
    상기 제1렌즈, 제2렌즈 및 제3렌즈의 아베수는 다음의 조건을 만족하는 촬상 렌즈.
    50＜v1＜60 [제1렌즈]
    20＜v2＜30 [제2렌즈]
    50＜v3＜60 [제3렌즈]
  12. 제 2항에 있어서,
    상기 촬상 렌즈의 전체초점거리를 f, 상기 제1렌즈의 초점거리를 f1이라 할 때, 다음의 조건식을 만족하는 촬상 렌즈.
    0.5＜f1/f＜1.5
  13. 삭제
  14. 제 2항에 있어서,
    상기 촬상 렌즈의 전체초점거리를 f, 상기 제1렌즈의 물체측면부터 상면까지의 거리를 ∑d라 할 때, 다음의 조건식을 만족하는 촬상 렌즈.
    0.5＜∑d/f＜1.7
  15. 삭제
  16. 제 2항에 있어서,
    상기 제2필터의 두께를 T2라 할 때, 다음의 조건식을 만족하는 촬상 렌즈.
    0.14 mm＜T2＜0.35 mm
  17. 제 2항에 있어서,
    상기 제1렌즈, 제2렌즈 및 제3렌즈는 플라스틱 재질의 렌즈인 것을 포함하는 촬상 렌즈.
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