KR101598266B1

KR101598266B1 - 렌즈 모듈

Info

Publication number: KR101598266B1
Application number: KR1020140000068A
Authority: KR
Inventors: 박일용
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2014-01-02
Filing date: 2014-01-02
Publication date: 2016-02-26
Also published as: KR20150080680A; US20150185436A1; EP2891912A1; CN104765129B; CN104765129A; US9310585B2

Abstract

본 발명의 렌즈 모듈은 정의 굴절력을 가지며, 상 측면이 오목한 형상인 제1렌즈; 굴절력을 가지며, 상 측면이 오목한 형상인 제2렌즈; 정의 굴절력을 갖는 제3렌즈; 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록한 형상인 제4렌즈; 및 굴절력을 가지며, 물체 측면 및 상 측면 중 적어도 일 면에 하나 이상의 변곡점이 형성되는 제5렌즈;를 포함할 수 있다.

Description

렌즈 모듈{Lens module}

본 발명은 5매 렌즈로 구성된 광학계를 갖는 렌즈 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 휴대용 단말기용 카메라는 렌즈 모듈과 촬상 소자를 포함한다.

여기서, 렌즈 모듈은 다수의 렌즈를 포함하며, 다수의 렌즈로 피사체의 상을 촬상소자로 투사하는 광학계를 구성한다. 그리고 촬상 소자는 CCD 등의 소자가 사용되며, 통상적으로 1.4 ㎛ 이상의 픽셀 크기를 갖는다.

그런데 휴대용 단말기의 크기와 카메라의 크기가 점차 작아짐에 따라 촬상소자의 픽셀 크기가 1.12 ㎛이하로 축소되고 있으며, 이에 따라 상기 조건에서도 고해상도를 구현할 수 있는 2.3 이하의 낮은 F No.를 갖는 렌즈 모듈의 개발이 필요해지고 있다.

참고로, 본원발명과 관련된 선행기술로는 특허문헌 1 내지 4가 있다.

KR

2013-038631

A

JP

2013-054099

A

US

2013-201568

A1

US

2012-147482

A1

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고해상도를 구현할 수 있는 렌즈 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈은 정의 굴절력을 가지며, 상 측면이 오목한 형상인 제1렌즈; 굴절력을 가지며, 상 측면이 오목한 형상인 제2렌즈; 정의 굴절력을 갖는 제3렌즈; 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록한 형상인 제4렌즈; 및 굴절력을 가지며, 물체 측면 및 상 측면 중 적어도 일 면에 하나 이상의 변곡점이 형성되는 제5렌즈;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈에서 상기 제2렌즈는 부의 굴절력을 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈에서 상기 제5렌즈는 부의 굴절력을 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈에서 상기 제1렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상일 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈에서 상기 제2렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상일 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈에서 상기 제3렌즈는 물체 측면 및 상 측면이 볼록한 형상일 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈에서 상기 제5렌즈는 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상일 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈은 하기 조건식을 만족할 수 있다.

[조건식] 0.5 < f1/f < 1.0

(상기 조건식에서 f는 렌즈 모듈의 전체 초점거리 이고, f1은 상기 제1렌즈의 초점거리 이다)

[조건식] V1 - V2 > 25.0

(상기 조건식에서 V1은 상기 제1렌즈의 아베수이고, V2는 상기 제2렌즈의 아베수이다)

[조건식] -2.0 < f2/f < -1.0

(상기 조건식에서 f는 렌즈 모듈의 전체 초점거리 이고, f2는 상기 제2렌즈의 초점거리 이다)

[조건식] 0.8 < OAL/f < 1.3

(상기 조건식에서 f는 렌즈 모듈의 전체 초점거리 이고, OAL은 상기 제1렌즈의 물체 측면으로부터 상면까지의 거리 이다)

[조건식] f2/f3 < -0.25

(상기 조건식에서 f2는 상기 제2렌즈의 초점거리 이고, f3은 상기 제3렌즈의 초점거리 이다)

[조건식] BFL/f > 0.2

(상기 조건식에서 f는 렌즈 모듈의 전체 초점거리 이고, BFL은 상기 제5렌즈의 상 측면으로부터 상면까지의 거리 이다)

[조건식] D12/f < 0.04

(상기 조건식에서 f는 렌즈 모듈의 전체 초점거리 이고, D12는 상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈 사이의 공기거리 이다)

[조건식] r1/f > 0.3

(상기 조건식에서 f는 렌즈 모듈의 전체 초점거리 이고, r1은 상기 제1렌즈의 물체 측면의 곡률 반지름 이다)

[조건식] r8/f > 1.5

(상기 조건식에서 f는 렌즈 모듈의 전체 초점거리 이고, r8은 상기 제4렌즈의 상 측면의 곡률 반지름 이다)

[조건식] (EPD/2)/f1 > 0.2

(상기 조건식에서 f1은 상기 제1렌즈의 초점거리 이고, EPD(Entrance Pupil Diameter)는 렌즈 모듈의 전방에 형성되는 조리개의 크기 이다)

[조건식] (r7 - r8)/f > 0

(상기 조건식에서 f는 렌즈 모듈의 전체 초점거리 이고, r7은 상기 제4렌즈의 물체 측면의 곡률 반지름 이고, r8은 상기 제4렌즈의 상 측면의 곡률 반지름 이다)

본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈은 F No.가 2.3 이하일 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 렌즈 모듈은 정의 굴절력을 가지며, 상 측면이 오목한 형상인 제1렌즈; 굴절력을 갖는 제2렌즈; 정의 굴절력을 갖는 제3렌즈; 굴절력을 가지며, 상 측면이 오목한 형상인 제4렌즈; 및 굴절력을 가지며, 물체 측면 및 상 측면 중 적어도 일 면에 하나 이상의 변곡점이 형성되는 제5렌즈;를 포함하고,

하기 조건식을 만족할 수 있다.

[조건식] 1.0 < r7/r8 < 1.6

(상기 조건식에서 r7는 제4렌즈에서 물체 측면의 곡률 반지름 이고, r8는 제4렌즈에서 상 측면의 곡률 반지름 이다)

본 발명의 다른 실시 예에 따른 렌즈 모듈에서 상기 제2렌즈는 부의 굴절력을 가질 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 렌즈 모듈에서 상기 제5렌즈는 부의 굴절력을 가질 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 렌즈 모듈에서 상기 제1렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상일 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 렌즈 모듈에서 상기 제2렌즈는 물체 측면이 볼록하고 상측 면이 오목한 형상일 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 렌즈 모듈에서 상기 제3렌즈는 물체 측면 및 상 측면이 볼록한 형상일 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 렌즈 모듈에서 상기 제4렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상일 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 렌즈 모듈에서 상기 제5렌즈는 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상일 수 있다.

본 발명은 고해상도를 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 렌즈 모듈의 구성도이고,
도 2는 도 1에 도시된 렌즈 모듈의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 3은 도 1에 도시된 렌즈들의 특성을 나타낸 표이고,
도 4는 도 1에 도시된 렌즈 모듈의 비구면 계수를 나타낸 표이고,
도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 렌즈 모듈의 구성도이고,
도 6은 도 5에 도시된 렌즈 모듈의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 7은 도 5에 도시된 렌즈들의 특성을 나타낸 표이고,
도 8은 도 5에 도시된 렌즈 모듈의 비구면 계수를 나타낸 표이고,
도 9는 본 발명의 제3실시 예에 따른 렌즈 모듈의 구성도이고,
도 10은 도 9에 도시된 렌즈 모듈의 수차 특성을 나타낸 곡선이고,
도 11은 도 9에 도시된 렌즈들의 특성을 나타낸 표이고,
도 12는 도 9에 도시된 렌즈 모듈의 비구면 계수를 나타낸 표이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.

아울러, 명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 '연결'되어 있다 함은 이들 구성들이 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 구성을 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함하는 것을 의미한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

아울러, 본 명세서에서 제1렌즈는 물체 측에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 제6렌즈는 상측에 가장 가까운 렌즈를 의미한다. 또한, 앞쪽이라 함은 렌즈 모듈에서 물체 측에 가까운 쪽을 의미하고, 뒤쪽이라 함은 렌즈 모듈에서 이미지 센서에 가까운 쪽을 의미한다. 또한, 각각의 렌즈에서 제1면은 물체 측에 가까운 면(또는, 물체측 면)을 의미하고, 제2면은 상 측에 가까운 면(또는, 상측 면)을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 렌즈의 곡률 반지름(Radius), 두께(Thickness), OAL 또는 TTL, SL, IMGH, 광학계의 전체 초점거리 및 각 렌즈의 초점거리에 대한 단위는 모두 ㎜ 단위이다. 아울러, 렌즈의 형상에 대한 설명에서 일면이 볼록한 형상이라는 의미는 해당 면의 광축 부분이 볼록하다는 의미이고, 일면이 오목한 형상이라는 의미는 해당 면의 광축 부분이 오목하다는 의미이다. 따라서, 렌즈의 일면이 볼록한 형상이라고 설명되어도, 렌즈의 가장자리 부분은 오목할 수 있다. 마찬가지로, 렌즈의 일면이 오목한 형상이라고 설명되어도, 렌즈의 가장자리 부분은 볼록할 수 있다. 아울러, 첨부된 도면 및 표에 표시된 렌즈의 두께 및 렌즈들 간의 거리는 렌즈의 광축을 중심으로 측정된 거리임을 밝혀둔다.

본 발명에 따른 렌즈 모듈은 5매의 렌즈로 구성된 광학계를 포함할 수 있다. 부연 설명하면, 렌즈 모듈은 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈로 구성될 수 있다. 그러나 렌즈 모듈이 5매의 렌즈로만 구성되는 것은 아니며 필요에 따라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 렌즈 모듈은 광량을 조절하기 위한 조리개(stop)를 포함할 수 있다. 또한, 렌즈 모듈은 적외선을 차단하기 위한 적외선 차단 필터를 더 포함할 수 있다. 또한, 렌즈 모듈은 광학계를 통해 입사된 피사체의 상을 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서(즉, 촬상 소자)를 더 포함할 수 있다. 또한, 렌즈 모듈은 렌즈와 렌즈 사이의 거리를 조정하기 위한 간격 유지 부재를 더 포함할 수 있다.

광학계를 구성하는 제1렌즈 내지 제5렌즈는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 아울러, 제1렌즈 내지 제5렌즈 중 적어도 하나의 렌즈는 비구면을 가질 수 있다. 또한, 제1렌즈 내지 제5렌즈는 적어도 하나의 비구면을 각각 가질 수 있다. ㅇ예를 들어, 제1렌즈 내지 제6렌즈의 제1면 및 제2면 중 적어도 하나는 비구면일 수 있다.

아울러, 제1렌즈 내지 제5렌즈로 구성된 광학계는 2.3 이하의 F No.를 가질 수 있다. 이 경우 선명한 피사체의 촬영이 가능할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 렌즈 모듈은 저조도 조건(예를 들어, 100 lux 이하)에서도 피사체의 상을 선명하게 촬영할 수 있다.

[조건식] 0.5 < f1/f < 1.0

상기 조건식에서 f는 렌즈 모듈의 전체 초점거리 이고, f1은 상기 제1렌즈의 초점거리 이다.

상기 조건식은 전체 초점거리에 대한 제1렌즈의 초점거리의 비를 최적화하기 위한 수치범위일 수 있다. 예를 들어, 상기 조건식의 하한값을 벗어나는 렌즈 모듈은 굴절력이 커지게 되어 구면수차의 보정이 어렵고, 상기 조건식의 상한값을 벗어나는 렌즈 모듈은 수차 보정이 유리하지만 소형화가 어렵다.

[조건식] V1 - V2 > 25.0

상기 조건식에서 V1은 상기 제1렌즈의 아베수이고, V2는 상기 제2렌즈의 아베수이다.

상기 조건식은 렌즈의 재질을 최적화하기 위한 조건일 수 있다. 예를 들어, 상기 조건식을 만족하는 제1렌즈 및 제2렌즈는 색수차를 최소화시킬 수 있다.

[조건식] -2.0 < f2/f < -1.0

상기 조건식에서 f는 렌즈 모듈의 전체 초점거리 이고, f2는 상기 제2렌즈의 초점거리 이다.

상기 조건식은 전체 초점거리에 대한 제2렌즈의 초점거리의 비를 최적화하기 위한 수치범위일 수 있다. 예를 들어, 상기 조건식의 수치범위를 벗어나는 제2렌즈는 부의 굴절력이 너무 커지거나 작아지게 되어 수차 보정이 어렵다.

[조건식] 0.8 < OAL/f < 1.3

상기 조건식에서 f는 렌즈 모듈의 전체 초점거리 이고, OAL은 상기 제1렌즈의 물체 측면으로부터 상면까지의 거리 이다.

상기 조건식은 렌즈 모듈의 전체 길이에 대한 전체 초점거리의 비를 최적화하기 위한 수치범위일 수 있다. 예를 들어, 상기 조건식의 상한값을 벗어나는 렌즈 모듈은 소형화가 어렵고, 상기 조건식의 하한값을 벗어나는 렌즈 모듈은 유효 화각을 확보하기 어렵다.

[조건식] f2/f3 < -0.25

상기 조건식에서 f2는 상기 제2렌즈의 초점거리 이고, f3은 상기 제3렌즈의 초점거리 이다.

상기 조건식은 제2렌즈와 제3렌즈의 굴절력 배치를 최적화하기 위한 조건일 수 있다. 예를 들어, 상기 조건식의 범위를 벗어나는 제2렌즈는 부의 굴절력이 커서 렌즈 모듈의 수차 특성을 악화시킬 수 있다.

[조건식] BFL/f > 0.2

상기 조건식에서 f는 렌즈 모듈의 전체 초점거리 이고, BFL은 상기 제5렌즈의 상 측면으로부터 상면까지의 거리 이다.

상기 조건식은 렌즈 모듈의 제작 편의를 향상시키기 위한 조건일 수 있다. 예를 들어, 상기 조건식의 범위를 벗어나는 렌즈 모듈은 제5렌즈와 상면까지의 거리가 확보되기 어려워, 실질적인 제작이 어려울 수 있다.

[조건식] D12/f < 0.04

상기 조건식에서 f는 렌즈 모듈의 전체 초점거리 이고, D12는 상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈 사이의 공기거리 이다.

상기 조건식은 제1렌즈와 제2렌즈의 최적화 설계를 위한 조건일 수 있다. 예를 들어, 상기 조건식의 범위를 벗어나는 렌즈 모듈은 제1렌즈 및 제2렌즈를 통한 종색수차 개선효과가 미미할 수 있다.

[조건식] r1/f > 0.3

상기 조건식에서 f는 렌즈 모듈의 전체 초점거리 이고, r1은 상기 제1렌즈의 물체 측면의 곡률 반지름 이다.

상기 조건식은 제1렌즈의 최적화 설계를 위한 조건일 수 있다. 예를 들어, 상기 조건식을 벗어나는 제1렌즈는 곡률 반지름이 지나치게 작아 제작이 어려울 뿐만 아니라 공차에 대해 민감할 수 있다.

[조건식] r8/f > 1.5

상기 조건식에서 f는 렌즈 모듈의 전체 초점거리 이고, r8은 상기 제4렌즈의 상 측면의 곡률 반지름 이다.

상기 조건식은 제4렌즈의 최적화 설계를 위한 조건일 수 있다. 예를 들어, 상기 조건식을 벗어나는 제4렌즈는 곡률 반지름이 지나치게 작아 제작이 어려울 뿐만 아니라 공차에 대해 민감할 수 있다.

[조건식] (EPD/2)/f1 > 0.2

상기 조건식에서 f1은 상기 제1렌즈의 초점거리 이고, EPD(Entrance Pupil Diameter)는 렌즈 모듈의 전방에 형성되는 조리개의 크기 이다.

상기 조건식은 렌즈 모듈의 충분한 광량 확보를 위한 조건일 수 있다. 예를 들어, 상기 조건식을 벗어나는 렌즈 모듈은 충분한 광량을 확보할 수 없으므로, 고해상도의 구현이 어려울 수 있다.

[조건식] (r7 - r8)/f > 0

상기 조건식에서 f는 렌즈 모듈의 전체 초점거리 이고, r7은 상기 제4렌즈의 물체 측면의 곡률 반지름 이고, r8은 상기 제4렌즈의 상 측면의 곡률 반지름 이다.

상기 조건식은 제4렌즈의 굴절력을 한정하기 조건일 수 있다.

[조건식] 1.0 < r7/r8 < 1.6

상기 조건식에서 r7는 제4렌즈에서 물체 측면의 곡률 반지름 이고, r8는 제4렌즈에서 상 측면의 곡률 반지름 이다.

상기 조건식은 제4렌즈의 형상 및 굴절력을 한정하기 조건일 수 있다.

다음에서는 광학계를 구성하는 제1렌즈 내지 제5렌즈를 설명한다.

제1렌즈는 굴절력을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1렌즈는 정의 굴절력을 가질 수 있다. 제1렌즈는 제1면이 볼록하고 제2면이 오목한 형상일 수 있다. 예를 들어, 제1렌즈는 물체 측으로 볼록한 매니스커스 형상일 수 있다. 제1렌즈는 제1면 및 제2면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제1렌즈는 양면이 모두 비구면일 수 있다. 제1렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제1렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제1렌즈의 재질이 플라스틱으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1렌즈는 유리 재질로 제작될 수 있다.

제2렌즈는 굴절력을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2렌즈는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 아울러, 제2렌즈는 제1렌즈보다 약한 굴절력을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2렌즈의 초점거리는 제1렌즈의 초점거리보다 길 수 있다. 제2렌즈는 제1면이 볼록하고 제2면이 오목한 형상일 수 있다. 제2렌즈는 제1면 및 제2면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제2렌즈는 양면이 모두 비구면일 수 있다. 제2렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제2렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제2렌즈의 재질이 플라스틱으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2렌즈는 유리 재질로 제작될 수 있다.

제3렌즈는 굴절력을 가질 수 있다. 예를 들어, 제3렌즈는 정의 굴절력을 가질 수 있다. 제3렌즈는 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 제3렌즈는 제1면 및 제2면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제3렌즈는 양면이 모두 비구면일 수 있다. 제3렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제3렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제3렌즈의 재질이 플라스틱으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제3렌즈는 유리 재질로 제작될 수 있다.

제4렌즈는 굴절력을 가질 수 있다. 예를 들어, 제4렌즈는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제4렌즈는 제1면이 볼록하고 제2면이 오목한 형상일 수 있다. 예를 들어, 제4렌즈는 물체 측으로 볼록한 매니스커스 형상 또는 물체 측으로 볼록한 평면-볼록(plano-convex) 형상일 수 있다. 제4렌즈는 제1면 및 제2면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제4렌즈는 양면이 모두 비구면일 수 있다. 제4렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제4렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제4렌즈의 재질이 플라스틱으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제4렌즈는 유리 재질로 제작될 수 있다.

제5렌즈는 굴절력을 가질 수 있다. 예를 들어, 제5렌즈는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제5렌즈는 제1면이 볼록하고 제2면이 오목한 형상일 수 있다. 예를 들어, 제5렌즈는 물체 측으로 볼록한 매니스커스 형상일 수 있다. 제5렌즈는 제1면 및 제2면 중 적어도 한 면이 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제5렌즈는 양면이 모두 비구면일 수 있다. 제5렌즈는 광 투과율이 높고 가공성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제5렌즈는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 그러나 제5렌즈의 재질이 플라스틱으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제5렌즈는 유리 재질로 제작될 수 있다. 아울러, 제5렌즈의 제1면 및 제2면 중 적어도 일 면에는 하나 이상 변곡점이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제5렌즈의 상 측면에는 변곡점이 형성될 수 있다.

또한, 위와 같이 구성된 렌즈 모듈은 화질 저하의 원인이 되는 수차를 개선할 수 있다. 아울러, 위와 같이 구성된 렌즈 모듈은 해상도를 향상시킬 수 있다. 또한, 위와 같이 구성된 렌즈 모듈은 경량화가 용이하고 제작단가를 낮추는데 유리할 수 있다.

도 1, 도 2, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 제1실시 예에 따른 렌즈 모듈을 설명한다.

본 실시 예에 따른 렌즈 모듈(100)은 제1렌즈(10), 제2렌즈(20), 제3렌즈(30), 제4렌즈(40), 제5렌즈(50)로 구성되는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(60), 이미지 센서(70)를 더 포함할 수 있다. 아울러, 본 실시 예에 따른 렌즈 모듈(100)은 2.1의 F No.를 가질 수 있으며, 73.5도의 화각(FOV)을 가질 수 있다.

본 실시 예에서, 제1렌즈(10)는 정의 굴절력을 가질 수 있다. 아울러, 제1렌즈(10)는 제1면이 볼록하고 제2면이 오목한 형상일 수 있다. 제2렌즈(20)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 아울러, 제2렌즈(20)는 제1면이 볼록하고 제2면이 오목한 형상일 수 있다. 제3렌즈(30)는 정의 굴절력을 가질 수 있다. 아울러, 제3렌즈(30)는 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 제4렌즈(40)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 아울러, 제4렌즈(40)는 제1면이 볼록하고 제2면이 오목한 형상일 수 있다. 제5렌즈(50)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 아울러, 제5렌즈(50)는 제1면이 볼록하고 제2면이 오목한 형상일 수 있다. 또한, 제5렌즈(50)는 변곡점을 가질 수 있다. 예를 들어, 제5렌즈(50)의 제2면에는 변곡점이 형성될 수 있다. 한편, 제4렌즈(40)는 제5렌즈(50)에 가깝게 배치될 수 있다. 예를 들어, 제4렌즈(40)와 제3렌즈(30) 간의 공기 간격은 제4렌즈(40)와 제5렌즈(50) 간이 공기 간격보다 클 수 있다.

본 실시 예에 따른 렌즈 모듈(100)은 하나 이상의 조리개(ST)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조리개(ST)는 제2렌즈(20)와 제3렌즈(30) 사이에 배치될 수 있다.

한편, 본 실시 예에 따른 렌즈 모듈(100)은 제3렌즈(30)와 제4렌즈(40)가 상호 유사한 크기의 굴절력을 가지며, 제5렌즈(50)가 이들 렌즈의 굴절력보다 큰 굴절력을 갖도록 설계될 수 있다.

이와 같이 구성된 렌즈 모듈은 도 2에 도시된 수차 특성을 가질 수 있으며, 도 3 및 도 4에 도시된 렌즈 특성을 가질 수 있다. 참고로, 도 3은 렌즈의 곡률 반지름, 두께 및 거리, 굴절률, 아베 값을 나타낸 표이고, 도 4는 렌즈의 비구면 값을 나타낸 표이다.

도 5, 도 6, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 제2실시 예에 따른 렌즈 모듈을 설명한다.

본 실시 예에 따른 렌즈 모듈(100)은 제1렌즈(10), 제2렌즈(20), 제3렌즈(30), 제4렌즈(40), 제5렌즈(50)로 구성되는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(60), 이미지 센서(70)를 더 포함할 수 있다. 아울러, 본 실시 예에 따른 렌즈 모듈(100)은 2.1의 F No.를 가질 수 있으며, 74.8도의 화각(FOV)을 가질 수 있다.

한편, 본 실시 예에 따른 렌즈 모듈(100)은 제4렌즈(40)가 매우 작은 크기의 굴절력을 가지며, 제5렌즈(50)가 제3렌즈(30)의 굴절력보다 작은 굴절력을 갖도록 설계될 수 있다.

이와 같이 구성된 렌즈 모듈은 도 6에 도시된 수차 특성을 가질 수 있으며, 도 7 및 도 8에 도시된 렌즈 특성을 가질 수 있다. 참고로, 도 7은 렌즈의 곡률 반지름, 두께 및 거리, 굴절률, 아베 값을 나타낸 표이고, 도 8는 렌즈의 비구면 값을 나타낸 표이다.

도 9, 도 10, 도 11 및 도 12를 참조하여 본 발명의 제3실시 예에 따른 렌즈 모듈을 설명한다.

본 실시 예에 따른 렌즈 모듈(100)은 제1렌즈(10), 제2렌즈(20), 제3렌즈(30), 제4렌즈(40), 제5렌즈(50)로 구성되는 광학계를 포함하고, 적외선 차단 필터(60), 이미지 센서(70)를 더 포함할 수 있다. 아울러, 본 실시 예에 따른 렌즈 모듈(100)은 2.1의 F No.를 가질 수 있으며, 72.6도의 화각(FOV)을 가질 수 있다.

이와 같이 구성된 렌즈 모듈은 도 10에 도시된 수차 특성을 가질 수 있으며, 도 11 및 도 12에 도시된 렌즈 특성을 가질 수 있다. 참고로, 도 11은 렌즈의 곡률 반지름, 두께 및 거리, 굴절률, 아베 값을 나타낸 표이고, 도 12는 렌즈의 비구면 값을 나타낸 표이다.

전술된 실시 예들은 표 1에 나타난 광학 특성을 구비하고 있다. 아울러, 전술된 실시 예들은 표 2에 나타난 바와 같이 좌측 가로축에 개시된 조건식을 모두 만족한다.

본 발명은 이상에서 설명되는 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.

10 제1렌즈
20 제2렌즈
30 제3렌즈
40 제4렌즈
50 제5렌즈
60 적외선 차단 필터
70 이미지 센서

Claims

정의 굴절력을 가지며 상 측면이 오목한 형상인 제1렌즈;
굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상인 제2렌즈;
정의 굴절력을 갖는 제3렌즈;
부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록한 형상인 제4렌즈; 및
굴절력을 가지며, 물체 측면 및 상 측면 중 적어도 일 면에 하나 이상의 변곡점이 형성되는 제5렌즈;
로 구성되고,
하기 조건식을 만족하는 렌즈 모듈.
[조건식] 1.0 < r7/r8 < 1.6
(상기 조건식에서 r7는 제4렌즈에서 물체 측면의 곡률 반지름이고, r8는 제4렌즈에서 상 측면의 곡률 반지름이다)
제1항에 있어서,
상기 제2렌즈는 부의 굴절력을 갖는 렌즈 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제5렌즈는 부의 굴절력을 갖는 렌즈 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상인 렌즈 모듈.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제3렌즈는 물체 측면 및 상 측면이 볼록한 형상인 렌즈 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제5렌즈는 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상인 렌즈 모듈.
제1항에 있어서,
하기 조건식을 만족하는 렌즈 모듈.
[조건식] 0.5 < f1/f < 1.0
(상기 조건식에서 f는 렌즈 모듈의 전체 초점거리이고, f1은 상기 제1렌즈의 초점거리이다)
제1항에 있어서,
하기 조건식을 만족하는 렌즈 모듈.
[조건식] V1 - V2 > 25.0
(상기 조건식에서 V1은 상기 제1렌즈의 아베수이고, V2는 상기 제2렌즈의 아베수이다)
삭제
제1항에 있어서,
하기 조건식을 만족하는 렌즈 모듈.
[조건식] 0.8 < OAL/f < 1.3
(상기 조건식에서 f는 렌즈 모듈의 전체 초점거리이고, OAL은 상기 제1렌즈의 물체 측면으로부터 상면까지의 거리이다)
제1항에 있어서,
하기 조건식을 만족하는 렌즈 모듈.
[조건식] f2/f3 < -0.25
(상기 조건식에서 f2는 상기 제2렌즈의 초점거리이고, f3은 상기 제3렌즈의 초점거리이다)
제1항에 있어서,
하기 조건식을 만족하는 렌즈 모듈.
[조건식] BFL/f > 0.2
(상기 조건식에서 f는 렌즈 모듈의 전체 초점거리이고, BFL은 상기 제5렌즈의 상 측면으로부터 상면까지의 거리이다)
제1항에 있어서,
하기 조건식을 만족하는 렌즈 모듈.
[조건식] D12/f < 0.04
(상기 조건식에서 f는 렌즈 모듈의 전체 초점거리이고, D12는 상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈 사이의 공기거리이다)
제1항에 있어서,
하기 조건식을 만족하는 렌즈 모듈.
[조건식] r1/f > 0.3
(상기 조건식에서 f는 렌즈 모듈의 전체 초점거리이고, r1은 상기 제1렌즈의 물체 측면의 곡률 반지름이다)
제1항에 있어서,
하기 조건식을 만족하는 렌즈 모듈.
[조건식] r8/f > 1.5
(상기 조건식에서 f는 렌즈 모듈의 전체 초점거리이고, r8은 상기 제4렌즈의 상 측면의 곡률 반지름이다)
정의 굴절력을 가지며 상 측면이 오목한 형상인 제1렌즈;
굴절력을 가지며, 상 측면이 오목한 형상인 제2렌즈;
정의 굴절력을 갖는 제3렌즈;
부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록한 형상인 제4렌즈; 및
굴절력을 가지며, 물체 측면 및 상 측면 중 적어도 일 면에 하나 이상의 변곡점이 형성되는 제5렌즈;
로 구성되고,
하기 조건식들을 만족하는 렌즈 모듈.
[조건식] (EPD/2)/f1 > 0.2
[조건식] 1.0 < r7/r8 < 1.6
(상기 조건식에서 f1은 상기 제1렌즈의 초점거리이고, EPD(Entrance Pupil Diameter)는 렌즈 모듈의 전방에 형성되는 조리개의 크기이고, r7는 제4렌즈에서 물체 측면의 곡률 반지름이고, r8는 제4렌즈에서 상 측면의 곡률 반지름이다)
제1항에 있어서,
하기 조건식을 만족하는 렌즈 모듈.
[조건식] (r7 - r8)/f > 0
(상기 조건식에서 f는 렌즈 모듈의 전체 초점거리이고, r7은 상기 제4렌즈의 물체 측면의 곡률 반지름이고, r8은 상기 제4렌즈의 상 측면의 곡률 반지름이다)
제1항에 있어서,
F No.가 2.3 이하인 렌즈 모듈.
정의 굴절력을 가지며, 상 측면이 오목한 형상인 제1렌즈;
굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록한 형상인 제2렌즈;
정의 굴절력을 갖는 제3렌즈;
굴절력을 가지며, 상 측면이 오목한 형상인 제4렌즈; 및
굴절력을 가지며, 물체 측면 및 상 측면 중 적어도 일 면에 하나 이상의 변곡점이 형성되는 제5렌즈;
로 구성되고,
하기 조건식을 만족하는 렌즈 모듈.
[조건식] 1.0 < r7/r8 < 1.6
(상기 조건식에서 r7는 제4렌즈에서 물체 측면의 곡률 반지름이고, r8는 제4렌즈에서 상 측면의 곡률 반지름이다)
제20항에 있어서,
상기 제2렌즈는 부의 굴절력을 갖는 렌즈 모듈.
제20항에 있어서,
상기 제5렌즈는 부의 굴절력을 갖는 렌즈 모듈.
제20항에 있어서,
상기 제1렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상인 렌즈 모듈.
제20항에 있어서,
상기 제2렌즈는 상측 면이 오목한 형상인 렌즈 모듈.
정의 굴절력을 가지며, 상 측면이 오목한 형상인 제1렌즈;
굴절력을 가지는 제2렌즈;
정의 굴절력을 가지며, 물체 측면 및 상 측면이 볼록한 형상인 제3렌즈;
굴절력을 가지며, 상 측면이 오목한 형상인 제4렌즈; 및
굴절력을 가지며, 물체 측면 및 상 측면 중 적어도 일 면에 하나 이상의 변곡점이 형성되는 제5렌즈;
로 구성되고,
하기 조건식을 만족하는 렌즈 모듈.
[조건식] 1.0 < r7/r8 < 1.6
(상기 조건식에서 r7는 제4렌즈에서 물체 측면의 곡률 반지름이고, r8는 제4렌즈에서 상 측면의 곡률 반지름이다)
제20항에 있어서,
상기 제4렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상인 렌즈 모듈.
제20항에 있어서,
상기 제5렌즈는 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상인 렌즈 모듈.