KR101499971B1 - Imaging Lens and Camera Module including the same - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 촬상렌즈는 양(+)의 파워를 갖는 제1렌즈; 양(+)의 파워를 갖는 제2렌즈; 양(+)의 파워를 갖는 제3렌즈; 양(+)의 파워를 갖는 제4렌즈; 및 음(-)의 파워를 갖는 제5렌즈를 포함하며, 상기 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈 및 제5렌즈는 물체측으로부터 순서대로 배치되는 것을 포함한다. An imaging lens according to an embodiment includes a first lens having positive power; A second lens having positive power; A third lens having positive power; A fourth lens having positive power; And a fifth lens having a negative power, wherein the first lens, the second lens, the third lens, the fourth lens, and the fifth lens are arranged in order from the object side.
촬상 렌즈 Imaging lens
Description
실시예는 고해상도 이미지 센서를 이용하는 카메라 모듈에 사용되는 촬상 렌즈에 관한 것이다.An embodiment relates to an imaging lens used in a camera module using a high resolution image sensor.
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.Recently, a camera module for a communication terminal, a digital still camera (DSC), a camcorder, a PC camera (an imaging device attached to a personal computer), and the like have been studied in connection with an image pickup system. The most important component for obtaining an image of a camera module related to such an image pickup system is an imaging lens for imaging an image.
실시예는 광학적으로 수차특성이 우수한 촬상 렌즈를 제공한다.The embodiment provides an imaging lens having an optically aberration characteristic.
실시예에 따른 촬상렌즈는 양(+)의 파워를 갖는 제1렌즈; 양(+)의 파워를 갖는 제2렌즈; 양(+)의 파워를 갖는 제3렌즈; 양(+)의 파워를 갖는 제4렌즈; 및 음(-)의 파워를 갖는 제5렌즈를 포함하며, 상기 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈 및 제5렌즈는 물체측으로부터 순서대로 배치되는 것을 포함한다. An imaging lens according to an embodiment includes a first lens having positive power; A second lens having positive power; A third lens having positive power; A fourth lens having positive power; And a fifth lens having a negative power, wherein the first lens, the second lens, the third lens, the fourth lens, and the fifth lens are arranged in order from the object side.
실시예에 따른 촬상 렌즈는 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈 및 제4렌즈가 양(+)의 파워(power)를 갖고, 제5렌즈가 음(-)의 파워를 갖는 렌즈로 형성된 촬상 렌즈를 제공한다.The imaging lens according to the embodiment is configured such that the first lens, the second lens, the third lens, and the fourth lens have a positive power and the fifth lens is formed with a lens having negative power An imaging lens is provided.
또한, 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈 및 제5렌즈의 모든 면이 비구면이며, 적어도 하나 이상의 비구면 변곡점을 갖는 제5렌즈를 이용하여 촬상 렌즈를 구현함으로써, 수차 특성이 우수한 촬상 렌즈를 구현할 수 있다.Further, by implementing the imaging lens using the fifth lens in which all the surfaces of the first lens, the second lens, the third lens, the fourth lens, and the fifth lens are aspherical surfaces and have at least one aspherical surface inflection point, An excellent imaging lens can be realized.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 촬상 렌즈에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an imaging lens according to an embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 실시예에 따른 촬상 렌즈의 내부 구조를 개략적으로 도시한 측단면도이다.1 is a side cross-sectional view schematically showing an internal structure of an imaging lens according to an embodiment.
도 1에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 촬상 렌즈는 물체측으로부터 상면(R13)측을 향해 순서대로, 제1렌즈(10), 제2렌즈(20), 제3렌즈(30), 제4렌즈(40), 제5렌즈(50), 필터(60) 및 수광 소자(70)를 포함하여 이루어진다.1, the imaging lens according to the embodiment includes a
피사체 영상을 획득하기 위하여 피사체의 영상 정보에 해당되는 광은 상기 제1렌즈(10), 제2렌즈(20), 제3렌즈(30), 제4렌즈(40), 제5렌즈(50) 및 필터(60)를 통과하여 상기 수광 소자(70)에 입사된다.The light corresponding to the image information of the subject is acquired by the
상기 제1렌즈(10)는 양(+)의 파워(power)를 갖고, 물체측에 볼록면을 가지며, 상기 제2렌즈(20)는 양(+)의 파워를 갖는 렌즈로 형성된다.The
이때, 상기 제1렌즈(10)의 물체측면(R1)은 조리개의 역할을 할 수 있으며, 실시예에 따른 촬상 렌즈는 별도의 조리개가 필요치 않아, 보다 자유롭게 촬상 렌즈를 설계할 수 있다.At this time, the object side surface R1 of the
그리고, 상기 제3렌즈(30) 및 제4렌즈(40)는 양(+)의 파워를 가지고, 상기 제4렌즈(40)는 모두 물체측에 오목면을 갖는 메니스커스(meniscus) 타입의 렌즈로 형성된다.The
상기 제5렌즈(50)는 음(-)의 파워를 가지고, 물체측에 볼록면을 갖는 메니스커스 타입의 렌즈로 적어도 하나 이상의 비구면 변곡점을 포함하여 형성된다.The
이때, 상기 제5렌즈(50)의 물체측면(R9)과 상측면(R10)에는 하나 또는 복수개의 비구면 변곡점이 형성될 수 있다.At this time, one or a plurality of aspheric inflection points may be formed on the object side (R9) and the upper side (R10) of the fifth lens (50).
상기 제5렌즈(50)의 물체측면(R9)과 상측면(R10)은 중심부에서 주변을 향함에 따라 상측으로 구부러지고, 다시 주변에서 최외각 영역을 향함에 따라 물체측으 로 구부러져 비구면 변곡점을 형성한다.The object side (R9) and the image side (R10) of the fifth lens (50) are bent upward toward the periphery from the central portion and curved toward the object side toward the outermost region from the periphery to form an aspheric inflection point do.
상기 제5렌즈(50)에 형성된 상기 비구면 변곡점은 수광소자(70)에 입사되는 주광선의 최대 사출각을 조절할 수 있다.The aspheric inflection point formed in the
상면(R13)인 상기 수광소자(70)가 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 센서인 경우, 각 픽셀에서 광량이 확보되는 각도가 있으며, 상기 각도가 다르면 광량이 확보되지 않아 화면의 주변부가 어두워지는 현상(shading)이 나타난다.When the
따라서, 본 실시예에서는, 상기 제5렌즈(50)의 물체측면(R9)과 상측면(R10)에 비구면 변곡점을 형성하여 주광선의 최대 사출각을 조절하므로써, 화면의 주변부가 어두워지는 현상을 방지할 수 있다.Therefore, in this embodiment, aspheric inflection points are formed on the object side (R9) and the upper side (R10) of the fifth lens (50) to adjust the maximum projection angle of the principal ray to prevent the peripheral portion of the screen from becoming dark can do.
상기 제1렌즈(10)는 글래스(Glass) 재질로 형성되고, 상기 제2렌즈(20), 제3렌즈(30), 제4렌즈(40) 및 제5렌즈(50)는 모두 플라스틱(plastic) 재질로 형성될 수 있다.The
그리고, 상기 제1렌즈(10), 제2렌즈(20), 제3렌즈(30), 제4렌즈(40) 및 제5렌즈(50)의 모든 면은 비구면으로 형성될 수 있다.All surfaces of the
상기 제1렌즈(10), 제2렌즈(20), 제3렌즈(30), 제4렌즈(40) 및 제5렌즈(50)의 모든 면이 비구면으로 이루어지고, 또한 상기 제5렌즈(50)의 물체측면(R9)과 상측면(R10)에 비구면 변곡점이 형성되어 구면수차(spherical aberration), 코마수차(comatic aberration), 비점수차(astigmatism)를 보정할 수 있다.All surfaces of the
상기 필터(60)는 적외선 차단 필터(IR cut filter)로 이루어질 수 있다.The
상기 적외선 차단 필터는 외부 빛으로부터 방출되는 복사열이 상기 수광소자(400)에 전달되지 않도록 차단시키는 기능을 한다.The infrared cut filter functions to block radiant heat emitted from external light from being transmitted to the light receiving element 400.
즉, 적외선 차단 필터는 가시광선은 투과시키고, 적외선은 반사시켜 외부로 유출되도록하는 구조를 가진다.That is, the infrared cut filter has a structure that transmits visible light and reflects infrared light to the outside.
그리고, 상(像)이 맺히는 상기 수광 소자(70)는 피사체 영상에 대응하는 광신호를 전기적인 신호로 변환하는 이미지 센서로 이루어질 수 있으며, 상기 이미지 센서는 CCD 또는 CMOS 센서로 이루어질 수 있다.The
실시예에 따른 촬상 렌즈는 다음의 표 1과 같은 광학적 특징을 가진다.The imaging lens according to the embodiment has optical characteristics as shown in Table 1 below.
(* 표시는 비구면을 나타낸다)(* Indicates an aspherical surface)
상기 표 1에 표기한 두께는 각 렌즈면에서 다음 렌즈면까지의 거리를 나타낸다.The thickness shown in Table 1 represents the distance from each lens surface to the next lens surface.
실시예에 따른 상기 제2렌즈(20)의 굴절율 N2는 표 1에 한정되지 않고, 다음의 조건을 만족시킬 수 있다.The refractive index N2 of the
1.6<N2<1.71.6 < N2 < 1.7
또한, 실시예에 따른 상기 제2렌즈(20)의 아베수V2는 다음의 조건을 만족시킬 수 있다.The Abbe number V2 of the
20<V2<3020 < V2 < 30
상기의 굴절율(N) 및 아베수(V)에 관한 조건식을 만족함으로써, 색수차를 양호하게 보정할 수 있다.The chromatic aberration can be satisfactorily corrected by satisfying the conditional expressions concerning the refractive index N and the Abbe number (V).
아래의 표 2는 실시예의 비구면 렌즈에 대한 비구면 계수 값이다.Table 2 below shows the aspherical surface coefficient values for the aspherical lens of the embodiment.
실시예의 비구면 렌즈에 대한 표 2의 비구면 계수 값은 다음의 수학식 1로부터 얻을 수 있다.The aspherical surface coefficient values in Table 2 for the aspherical lens of the embodiment can be obtained from the following equation (1).
Z : 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리Z: distance from the apex of the lens in the optical axis direction
C : 렌즈의 기본 곡률C: Basic curvature of lens
Y : 광축에 수직인 방향으로의 거리Y: Distance in the direction perpendicular to the optical axis
K : 코닉 상수(Conic constant)K: Conic constant
A1, A2, A3, A4, A5 : 비구면 계수(Aspheric constant)A 1 , A 2 , A 3 , A 4 , A 5 : Aspheric constant
즉, 상기의 비구면 계수 값을 갖는 상기 제1렌즈(10), 제2렌즈(20), 제3렌즈(30), 제4렌즈(40) 및 제5렌즈(50)를 사용함으로써, 구면수차, 코마수차, 비점수차를 보정할 수 있으며, 또한, 왜곡(distortion)도 양호하게 보정할 수 있다.That is, by using the
이상에서 설명한 실시예에 따른 촬상 렌즈의 전체 광학계의 초점거리(f), 각 렌즈의 초점거리 및 제1렌즈 물체측 면부터 상면까지의 거리(∑T)는 다음의 표 3과 같다.The focal length f of the entire optical system of the imaging lens according to the embodiment described above, the focal length of each lens, and the distance SIGMA T from the first lens object side surface to the top surface are shown in Table 3 below.
이때, 광학계의 초점거리(f)에 대한 상기 제1렌즈의 초점거리(f1)의 비(f1/f)는 1.11이며, 광학계의 초점거리(f)에 대한 상기 제1렌즈 물체측 면(R1)부터 상면(R13)까지의 거리(∑T)의 비(∑T/f)는 1.15이다.At this time, the ratio f1 / f of the focal length f1 of the first lens to the focal length f of the optical system is 1.11, and the ratio of the focal length f of the optical system to the first lens object side surface R1 ) To the image surface R13 is 1.15.
그러나, 광학계의 초점거리(f)에 대한 상기 제1렌즈의 초점거리(f1)의 비(f1/f)와 광학계의 초점거리(f)에 대한 상기 제1렌즈 물체측 면(R1)부터 상면(R13)까지의 거리(∑T)의 비(∑T/f)는 상기의 수치에 한정되지 않고, 다음의 조건을 만족할 수 있다.However, when the ratio of the focal length f1 of the first lens to the focal length f of the optical system and the focal length f of the optical system are changed from the first lens object side surface R1 to the top surface The ratio? T / f of the distance? T to the distance R13 is not limited to the above value, and the following condition can be satisfied.
0.5<f1/f<1.5 (1)0.5 < f1 / f < 1.5 (1)
0.5<∑T/f<1.5 (2)0.5 < T / f < 1.5 (2)
상기의 조건식 (1) 및 (2)는 촬상 렌즈를 소형화시키고, 구면수차를 양호한 상태로 유지하기 위한 조건이다. The above conditional expressions (1) and (2) are conditions for miniaturizing the imaging lens and maintaining the spherical aberration in a good state.
이때, 조건식 (1) 및 (2)의 조건보다 작은 값으로 촬상 렌즈가 설계되면 촬상 렌즈가 소형화될 수 있으나, 수차보정이 어려워지며, 조건식 (1) 및 (2)의 조건보다 큰 값으로 촬상 렌즈가 설계되면 수차보정이 용이해지나, 촬상 렌즈가 소형화되기 어려워진다.At this time, if the imaging lens is designed to have a smaller value than the conditions of the conditional expressions (1) and (2), the imaging lens can be miniaturized, but aberration correction becomes difficult, When the lens is designed, the aberration correction is easy, but the imaging lens is difficult to be miniaturized.
도 2, 도 3a 및 도 3b는 실시예에 따른 촬상 렌즈의 수차 특성을 도시한 그래프이다.FIGS. 2, 3A and 3B are graphs showing the aberration characteristics of the imaging lens according to the embodiment.
도 2는 구면수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점수차(Astigmatic Field Curves) 및 왜곡수차(Distortion)를 측정한 그래프가 도시한 것이다.FIG. 2 is a graph showing a measurement of spherical aberration, astigmatic field curves, and distortion. FIG.
그리고, 도 3a 및 도 3b는 코마수차(Coma Aberration)를 측정한 그래프가 도시되어 있다.3A and 3B are graphs showing coma aberration measured. FIG.
도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 거의 모든 필드에서 상들의 값이 축에 인접하게 나타나므로, 실시예에 따른 촬상 렌즈는 수차 특성이 우수한 것을 알 수 있다.As shown in Figs. 2 to 3, since the values of the images appear near the axis in almost all fields, it can be seen that the imaging lens according to the embodiment has excellent aberration characteristics.
이때, 상기 구면수차는 c선(λ=656.3 nm), d선(λ=587.6 nm), e선(λ=546.1 nm), f선(λ=486.1 nm) 및 g선(λ=435.8 nm)에 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.In this case, the spherical aberration is represented by the following equations: c line (? = 656.3 nm), d line (? = 587.6 nm), e line (? = 546.1 nm), f line (? = 486.1 nm) And the astigmatism exhibits aberration characteristics of a tangential plane and a sagittal plane along a height of an upper surface, and the distortion aberration shows a degree of distortion according to a height of an upper surface.
또한, 상기 코마수차는 상면의 높이(field hight)에 따라 각 파장에 따른 탄젠셜(tangential)과 새지털(sagittal)의 수차 특성을 나타내었다.Also, the coma aberration exhibited aberration characteristics of tangential and sagittal along the respective wavelengths according to the field height of the top surface.
이상의 실시예에 따른 촬상 렌즈는 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈 및 제4렌즈가 양(+)의 파워(power)를 갖고, 제5렌즈가 음(-)의 파워를 갖는 렌즈로 형성된 촬상 렌즈를 제공한다.In the imaging lens according to the above embodiment, the first lens, the second lens, the third lens, and the fourth lens have a positive power, and the fifth lens has a negative power. An imaging lens is provided.
또한, 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈 및 제5렌즈의 모든 면이 비구면이며, 적어도 하나 이상의 비구면 변곡점을 갖는 제5렌즈를 이용하여 촬상 렌즈를 구현함으로써, 수차 특성이 우수한 촬상 렌즈를 구현할 수 있다.Further, by implementing the imaging lens using the fifth lens in which all the surfaces of the first lens, the second lens, the third lens, the fourth lens, and the fifth lens are aspherical surfaces and have at least one aspherical surface inflection point, An excellent imaging lens can be realized.
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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.
도 1은 실시예에 따른 촬상 렌즈의 내부 구조를 개략적으로 도시한 측단면도이다.1 is a side cross-sectional view schematically showing an internal structure of an imaging lens according to an embodiment.
도 2, 도 3a 및 도 3b는 실시예에 따른 촬상 렌즈의 수차 특성을 도시한 그래프이다.FIGS. 2, 3A and 3B are graphs showing the aberration characteristics of the imaging lens according to the embodiment.
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Legal Events
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
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