KR102423973B1 - 촬상 광학계 - Google Patents

촬상 광학계 Download PDF

Info

Publication number
KR102423973B1
KR102423973B1 KR1020210134900A KR20210134900A KR102423973B1 KR 102423973 B1 KR102423973 B1 KR 102423973B1 KR 1020210134900 A KR1020210134900 A KR 1020210134900A KR 20210134900 A KR20210134900 A KR 20210134900A KR 102423973 B1 KR102423973 B1 KR 102423973B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lens
optical system
imaging optical
refractive power
image
Prior art date
Application number
KR1020210134900A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210127657A (ko
Inventor
손주화
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020180015684A external-priority patent/KR102314437B1/ko
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020210134900A priority Critical patent/KR102423973B1/ko
Publication of KR20210127657A publication Critical patent/KR20210127657A/ko
Priority to KR1020220083559A priority patent/KR102522580B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102423973B1 publication Critical patent/KR102423973B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/048Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
    • G06F3/0484Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] for the control of specific functions or operations, e.g. selecting or manipulating an object, an image or a displayed text element, setting a parameter value or selecting a range
    • G06F3/0486Drag-and-drop
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0045Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having five or more lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/64Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G02B27/646Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/021Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses for more than one lens
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/60Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having five components only
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/048Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
    • G06F3/0484Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] for the control of specific functions or operations, e.g. selecting or manipulating an object, an image or a displayed text element, setting a parameter value or selecting a range
    • G06F3/04845Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] for the control of specific functions or operations, e.g. selecting or manipulating an object, an image or a displayed text element, setting a parameter value or selecting a range for image manipulation, e.g. dragging, rotation, expansion or change of colour
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/048Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
    • G06F3/0484Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] for the control of specific functions or operations, e.g. selecting or manipulating an object, an image or a displayed text element, setting a parameter value or selecting a range
    • G06F3/04847Interaction techniques to control parameter settings, e.g. interaction with sliders or dials
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/048Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
    • G06F3/0484Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] for the control of specific functions or operations, e.g. selecting or manipulating an object, an image or a displayed text element, setting a parameter value or selecting a range
    • G06F3/0485Scrolling or panning
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/048Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
    • G06F3/0487Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser
    • G06F3/0488Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser using a touch-screen or digitiser, e.g. input of commands through traced gestures
    • H04N5/2254
    • H04N5/23287
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B2003/0093Simple or compound lenses characterised by the shape
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/048Indexing scheme relating to G06F3/048
    • G06F2203/04806Zoom, i.e. interaction techniques or interactors for controlling the zooming operation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Cameras In General (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)

Abstract

본 발명의 카메라 모듈은 물체 측으로부터 상면 방향으로 순서대로 배치되는 정의 굴절력을 갖는 제1렌즈, 부의 굴절력을 갖는 제2렌즈, 정의 굴절력을 갖는 제3렌즈, 부의 굴절력을 갖는 제4렌즈, 및 정의 굴절력을 갖는 제5렌즈로 구성되는 촬상 광학계; 및 상기 촬상 광학계에 의해 굴절된 빛의 상이 맺히는 상면;을 포함하고, 상기 제5렌즈의 상 측면과 상기 상면의 최단 거리(D)는 0.8 ㎜보다 크다.

Description

촬상 광학계{Imaging Lens System}
본 발명은 손떨림 보정 기능을 갖는 카메라 모듈에 관한 것이다.
휴대 단말기용 카메라 모듈은 점차 그 성능이 향상되고 있다. 예를 들어, 카메라 모듈은 고해상도 구현을 위해 다수의 렌즈로 구성되는 촬상 광학계를 포함한다. 아울러, 카메라 모듈은 진동에 의한 화상 저하 현상을 해소하기 위해 손떨림 보정 유닛을 구비하고 있다.
한편, 카메라 모듈은 휴대 단말기의 박형화에 따라 점차 소형화되고 있다. 그런데 촬상 광학계의 소형화는 손떨림 보정 유닛의 탑재 공간을 축소시키고, 손떨림 보정 유닛에 의한 촬상 광학계의 이동공간을 축소시키는 문제점이 있다.
따라서, 소형화가 가능하면서 손떨림 보정 유닛을 위한 공간 확보가 가능한 카메라 모듈의 개발이 필요하다.
JP 2014-178623 A US 8879166 B2 US 9091801 B2
본 발명은 박형화 및 손떨림 보정 유닛의 탑재가 가능한 카메라 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 카메라 모듈은 물체 측으로부터 상면 방향으로 순서대로 배치되는 정의 굴절력을 갖는 제1렌즈, 부의 굴절력을 갖는 제2렌즈, 정의 굴절력을 갖는 제3렌즈, 부의 굴절력을 갖는 제4렌즈, 및 정의 굴절력을 갖는 제5렌즈로 구성되는 촬상 광학계; 및 상기 촬상 광학계에 의해 굴절된 빛의 상이 맺히는 상면;을 포함하고, 상기 제5렌즈의 상 측면과 상기 상면의 최단 거리(D)는 0.8 ㎜보다 크다.
본 발명은 박형화가 가능한 카메라 모듈을 제공할 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 카메라 모듈을 구성하는 촬상 광학계의 구성도
도 2는 도 1에 도시된 촬상 광학계의 수차 곡선을 나타낸 그래프
도 3은 도 1에 도시된 촬상 광학계의 MTF를 나타낸 그래프
도 4는 도 1에 도시된 촬상 광학계의 렌즈 특성을 나타낸 표
도 5는 도 1에 도시된 촬상 광학계의 비구면 값을 나타낸 표
도 6은 본 발명의 제2실시 예에 따른 카메라 모듈을 구성하는 촬상 광학계의 구성도
도 7은 도 6에 도시된 촬상 광학계의 수차 곡선을 나타낸 그래프
도 8은 도 6에 도시된 촬상 광학계의 MTF를 나타낸 그래프
도 9는 도 6에 도시된 촬상 광학계의 렌즈 특성을 나타낸 표
도 10은 도 6에 도시된 촬상 광학계의 비구면 값을 나타낸 표
도 11은 본 발명의 제3실시 예에 따른 카메라 모듈을 구성하는 촬상 광학계의 구성도
도 12는 도 11에 도시된 촬상 광학계의 수차 곡선을 나타낸 그래프
도 13은 도 11에 도시된 촬상 광학계의 MTF를 나타낸 그래프
도 14는 도 11에 도시된 촬상 광학계의 렌즈 특성을 나타낸 표
도 15는 도 11에 도시된 촬상 광학계의 비구면 값을 나타낸 표
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 부분 확대 단면도
도 17은 도 16에 도시된 카메라 모듈의 I-I 단면도
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(또는 피사체)와 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 제5렌즈는 상면(또는 이미지 센서)과 가장 가까운 렌즈를 의미한다. 본 명세서에서 렌즈의 곡률 반지름(Radius), 두께(Thickness), TTL, ImgH(상면의 대각길이), 초점거리의 단위는 모두 ㎜ 단위이다. 아울러, 렌즈의 두께, 렌즈 간의 간격, TTL은 렌즈의 광축에서의 거리이다. 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.
또한, 본 명세서에서 렌즈의 물체 측면이라 함은 해당 렌즈에서 물체와 가장 가까운 면을 의미하고, 렌즈의 상 측면이라 함은 해당 렌즈에서 상면과 가장 가까운 면을 의미한다.
촬상 광학계는 다수의 렌즈로 구성된다. 예를 들어, 촬상 광학계는 5매의 렌즈로 구성될 수 있다. 촬상 광학계를 구성하는 제1렌즈 내지 제5렌즈는 물체 측으로부터 상면 방향으로 순서대로 배치된다. 예를 들어, 제1렌즈는 물체 측에 가장 인접한 렌즈이고, 제5렌즈는 상면에 가장 인접한 렌즈이다.
다음에서는 촬상 광학계를 구성하는 5매 렌즈를 상세히 설명한다.
제1렌즈는 굴절력을 가진다. 예를 들어, 제1렌즈는 정의 굴절력을 가진다.
제1렌즈는 적어도 일면이 볼록한 형상이다. 예를 들어, 제1렌즈는 물체 측면(object-side surface)이 볼록한 형상이다.
제1렌즈는 비구면을 포함한다. 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 가진다. 예를 들어, 제2렌즈는 부의 굴절력을 가진다.
제2렌즈는 매니스커스 형상이다. 예를 들어, 제2렌즈는 상 측면 오목한 형상일 수 있다.
제2렌즈는 비구면을 포함한다. 예를 들어, 제2렌즈는 상 측면(image-side surface)이 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 수도 있다.
제2렌즈는 고굴절률의 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제2렌즈의 굴절률은 1.60 이상일 수 있다. 제2렌즈는 작은 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 제2렌즈의 아베수는 30 이하일 수 있다. 이와 같이 구성된 제2렌즈는 제1렌즈에 의한 색수차를 개선할 수 있다.
제3렌즈는 굴절력을 가진다. 예를 들어, 제3렌즈는 정의 굴절력을 가진다.
제3렌즈는 매니스커스 형상이다. 예를 들어, 제3렌즈는 물체 측면이 오목한 형상일 수 있다.
제3렌즈는 비구면을 포함한다. 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 가진다. 예를 들어, 제4렌즈는 부의 굴절력을 가진다.
제4렌즈는 매니스커스 형상이다. 예를 들어, 제4렌즈는 양면이 오목한 형상일 수 있다.
제4렌즈는 비구면을 포함한다. 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.
제4렌즈는 고굴절률의 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제4렌즈의 굴절률은 1.60 이상일 수 있다. 제4렌즈는 작은 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 제4렌즈의 아베수는 30 이하일 수 있다.
제5렌즈는 굴절력을 가진다. 예를 들어, 제5렌즈는 정의 굴절력을 가진다.
제5렌즈는 매니스커스 형상일 수 있다. 예를 들어, 제5렌즈는 상 측면이 오목한 형상일 수 있다. 제5렌즈는 변곡점을 갖는 형상일 수 있다. 예를 들어, 제5렌즈의 상 측면에는 변곡점이 형성될 수 있다.
제5렌즈는 비구면을 포함한다. 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.
제1렌즈 내지 제5렌즈 중 적어도 하나는 비구면 형상을 갖는다. 예를 들어, 제1렌즈 내지 제5렌즈 중 제5렌즈만이 비구면 형상일 수 있다. 또한, 제1렌즈 내지 제5렌즈는 적어도 하나의 면이 비구면 형상일 수 있다. 여기서, 각 렌즈의 비구면은 수학식 1로 표현된다.
Figure 112021116396834-pat00001
수학식 1에서 c는 해당 렌즈의 곡률 반지름의 역수이고, K는 코닉 상수이고, r은 비구면 상의 임의의 점으로부터 광축까지의 거리이고, A ~ J는 비구면 상수이고, Z는 비구면 상의 임의의 점으로부터 해당 비구면의 정점까지의 광축 방향으로의 높이이다.
카메라 모듈은 하기 조건식을 만족할 수 있다.
[조건식] 0.2 < D/TTL
[조건식] 0.8 ㎜ < D
[조건식] 0.9 ㎜ < D
[조건식] TTL/ImgH < 0.7
[조건식] 75도 < FOV
[조건식] 0.24 < D/f
[조건식] TTL < 4.25 ㎜
상기 조건식에서 D는 상면에 가장 인접한 렌즈와 상면 간의 최단 거리이고, TTL은 물체와 가장 인접한 렌즈로부터 상면까지의 거리이고, ImgH는 상면의 대각갈이이고, FOV는 촬상 광학계의 최대 화각이고, f는 촬상 광학계의 전체 초점거리이다.
상기 조건식들을 만족하는 카메라 모듈은 소형화가 가능하여 소형 단말기에 탑재할 수 있다. 아울러, 상기 조건식을 만족하는 카메라 모듈은 고해상도를 구현이 가능하다. 또한, 상기 조건식을 만족하는 카메라 모듈은 촬상 광학계와 상면 사이에 충분한 공간확보가 가능하므로, 손떨림 보정 유닛의 탑재가 가능하다.
다음에서는 여러 실시 예에 따른 촬상 광학계를 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하여 제1실시 예에 따른 카메라 모듈을 설명한다.
카메라 모듈(100)은 촬상 광학계(110), 필터(120), 상면(130)을 포함한다. 카메라 모듈(100)은 촬상 광학계(110)가 광축과 교차하는 방향으로 이동할 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 촬상 광학계(110)의 최후방 렌즈(115)로부터 상면(130)까지의 최단거리(D)는 0.8 ㎜이상일 수 있다. 바람직하게는 최단거리(D)는 0.9 ㎜이상이다. 여기서 상기 수치는 최후방 렌즈(115)와 상면 사이에 필터(130)의 배치를 가능케 하면서 촬상 광학계(110)의 이동을 가능케 하는 최소값일 수 있다. 참고로, 본 실시 예에서 최단거리(D)는 0.908 ㎜이다.
촬상 광학계(110)는 굴절력을 갖는 다수의 렌즈로 구성된다. 예를 들어, 촬상 광학계(110)는 제1렌즈(111), 제2렌즈(112), 제3렌즈(113), 제4렌즈(114), 제5렌즈(115)로 구성된다.
본 실시 예에서, 제1렌즈(111)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제2렌즈(112)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제3렌즈(113)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제4렌즈(114)는 부의 굴절력을 가지며, 양면이 오목한 형상이다. 제5렌즈(115)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다.
촬상 광학계(110)는 광량을 조정하도록 구성된 조리개(ST)를 더 포함한다. 조리개(ST)는 제2렌즈(112)와 제3렌즈(113) 사이에 배치된다.
위와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 수차 특성 및 MTF 특성을 나타낸다. 도 4 및 도 5는 제1실시 예에 따른 촬상 광학계의 렌즈 특성 및 비구면 특성을 나타내는 표이다.
촬상 광학계(110)의 유효 반지름은 도 4에서 알 수 있듯이, 제1렌즈로부터 조리개로 갈수록 작아지다가 조리개로부터 상면으로 갈수록 커진다. 촬상 광학계의 최대 유효 반지름은 3.133으로 상면의 대각길이(ImgH)의 1/2보다 크다.
도 6을 참조하여 제2실시 예에 따른 카메라 모듈을 설명한다.
카메라 모듈(200)은 촬상 광학계(210), 필터(220), 상면(230)을 포함한다. 카메라 모듈(200)은 촬상 광학계(210)가 광축과 교차하는 방향으로 이동할 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 촬상 광학계(210)의 최후방 렌즈(215)로부터 상면(230)까지의 최단거리(D)는 0.8 ㎜이상일 수 있다. 바람직하게는 최단거리(D)는 0.9 ㎜이상이다. 여기서 상기 수치는 최후방 렌즈(215)와 상면 사이에 필터(230)의 배치를 가능케 하면서 촬상 광학계(210)의 이동을 가능케 하는 최소값일 수 있다. 참고로, 본 실시 예에서 최단거리(D)는 0.918 ㎜이다.
촬상 광학계(210)는 굴절력을 갖는 다수의 렌즈로 구성된다. 예를 들어, 촬상 광학계(210)는 제1렌즈(211), 제2렌즈(212), 제3렌즈(213), 제4렌즈(214), 제5렌즈(215)로 구성된다.
본 실시 예에서, 제1렌즈(211)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제2렌즈(212)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제3렌즈(213)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제4렌즈(214)는 부의 굴절력을 가지며, 양면이 오목한 형상이다. 제5렌즈(215)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다.
촬상 광학계(210)는 광량을 조정하도록 구성된 조리개(ST)를 더 포함한다. 조리개(ST)는 제2렌즈(212)와 제3렌즈(213) 사이에 배치된다.
위와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같은 수차 특성 및 MTF 특성을 나타낸다. 도 9 및 도 10은 제2실시 예에 따른 촬상 광학계의 렌즈 특성 및 비구면 특성을 나타내는 표이다.
촬상 광학계(210)의 유효 반지름은 도 9에서 알 수 있듯이, 제1렌즈로부터 조리개로 갈수록 작아지다가 조리개로부터 상면으로 갈수록 커진다. 촬상 광학계의 최대 유효 반지름은 3.133으로 상면의 대각길이(ImgH)의 1/2보다 크다.
도 11을 참조하여 제3실시 예에 따른 카메라 모듈을 설명한다.
카메라 모듈(300)은 촬상 광학계(310), 필터(320), 상면(330)을 포함한다. 카메라 모듈(300)은 촬상 광학계(310)가 광축과 교차하는 방향으로 이동할 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 촬상 광학계(310)의 최후방 렌즈(315)로부터 상면(330)까지의 최단거리(D)는 0.8 ㎜이상일 수 있다. 바람직하게는 최단거리(D)는 0.9 ㎜이상이다. 여기서 상기 수치는 최후방 렌즈(315)와 상면 사이에 필터(330)의 배치를 가능케 하면서 촬상 광학계(310)의 이동을 가능케 하는 최소값일 수 있다. 참고로, 본 실시 예에서 최단거리(D)는 0.919 ㎜이다.
촬상 광학계(310)는 굴절력을 갖는 다수의 렌즈로 구성된다. 예를 들어, 촬상 광학계(310)는 제1렌즈(311), 제2렌즈(312), 제3렌즈(313), 제4렌즈(314), 제5렌즈(315)로 구성된다.
본 실시 예에서, 제1렌즈(311)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제2렌즈(312)는 부의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다. 제3렌즈(313)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목하고 상 측면이 볼록한 형상이다. 제4렌즈(314)는 부의 굴절력을 가지며, 양면이 오목한 형상이다. 제5렌즈(315)는 정의 굴절력을 가지며, 물체 측면이 볼록하고 상 측면이 오목한 형상이다.
촬상 광학계(310)는 광량을 조정하도록 구성된 조리개(ST)를 더 포함한다. 조리개(ST)는 제2렌즈(312)와 제3렌즈(313) 사이에 배치된다.
위와 같이 구성된 촬상 광학계는 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같은 수차 특성 및 MTF 특성을 나타낸다. 도 14 및 도 15는 제3실시 예에 따른 촬상 광학계의 렌즈 특성 및 비구면 특성을 나타내는 표이다.
촬상 광학계(310)의 유효 반지름은 도 14에서 알 수 있듯이, 제1렌즈로부터 조리개로 갈수록 작아지다가 조리개로부터 상면으로 갈수록 커진다. 촬상 광학계의 최대 유효 반지름은 3.120으로 상면의 대각길이(ImgH)의 1/2과 동일하다.
표 1은 제1실시 예 내지 제3실시 예에 따른 촬상 광학계의 광학 특성 및 조건식 값을 나타낸다. 촬상 광학계의 전체 초점거리(f)는 대체로 3.50 ~ 3.90 범위에서 정해질 수 있다. 촬상 광학계에서 제1렌즈의 초점거리(f1)는 대체로 2.20 ~ 2.40 범위에서 정해질 수 있다. 촬상 광학계에서 제2렌즈의 초점거리(f2)는 대체로 -4.70 ~ -4.10 범위에서 정해질 수 있다. 촬상 광학계에서 제3렌즈의 초점거리(f3)는 대체로 16 ~ 29 범위에서 정해질 수 있다. 촬상 광학계에서 제4렌즈의 초점거리(f4)는 대체로 -11 ~ -8.0 범위에서 정해질 수 있다. 촬상 광학계에서 제5렌즈의 초점거리(f5)는 대체로 70 ~ 130 범위에서 정해질 수 있다. 촬상 광학계에서 광학계의 전체 길이는 대체로 4.20 이하에서 정해질 수 있다. 촬상 광학계의 최대 화각은 대체로 78 이상에서 정해질 수 있다. 촬상 광학계에서 D는 0.8 이상이다. 그러나 D가 0.9 이상일 때, 손떨림 보정 유닛의 장착이 더욱 유리할 수 있다. 촬상 광학계에서 TTL/ImgH는 0.7 보다 작다. 그러나 TTL/ImgH가 0.68보다 작을 때, 촬상 광학계의 소형화에 유리하다.
Figure 112021116396834-pat00002
다음에서는 도 16 및 도 17을 참조하여 카메라 모듈의 액추에이터 구성을 설명한다.
카메라 모듈(100)은 촬상 광학계(110)를 이동시키도록 구성된 액추에이터를 포함한다. 예를 들어, 카메라 모듈(100)은 초점 조정 유닛(160) 및 손떨림 보정 유닛(170)을 포함한다.
초점 조정 유닛(160)은 촬상 광학계(110)를 광축 방향으로 이동시키도록 구성된다. 이를 위해 초점 조정 유닛(160)은 제1자석(162)과 제1코일(164)을 포함한다. 제1자석(162)은 촬상 광학계(110)를 수용하는 렌즈 배럴(140)에 배치되고, 제1코일(164)은 렌즈 배럴(140)을 수용하는 하우징(150)에 배치된다. 제1자석(162)과 제1코일(164)은 도 17에 도시된 바와 같이 렌즈 배럴(140) 및 하우징(150)의 일 측면에 상호 마주하도록 배치된다.
손떨림 보정 유닛(170)은 촬상 광학계(110)를 광축과 교차하는 방향으로 이동시키도록 구성된다. 이를 위해 손떨림 보정 유닛(170)은 제2자석(172)과 제2코일(174)을 포함한다. 제2자석(172)은 촬상 광학계(110)를 수용하는 렌즈 배럴(140)에 배치되고, 제2코일(174)은 렌즈 배럴(140)을 수용하는 하우징(150)에 배치된다. 부연 설명하면, 제2자석(172)과 제2코일(174)은 도 17에 도시된 바와 같이 초점 조정 유닛(160)이 배치되지 않는 렌즈 배럴(140) 및 하우징(150)의 다른 측면에 상호 마주하도록 배치된다.
위와 같이 구성된 카메라 모듈(100)은 촬상 광학계(110)의 전체 길이가 4.20 이하이므로 소형화가 가능하다. 아울러, 본 카메라 모듈(100)은 촬상 광학계(110)와 상면(120) 사이에 충분한 공간이 확보되므로, 초점 조정 유닛(160) 및 손떨림 보정 유닛(170)의 탑재가 가능하다. 따라서, 본 발명에 따르면 고해상도 및 고성능을 갖는 카메라 모듈을 제공할 수 있다.
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.
100, 200, 300 카메라 모듈
110, 210, 310 촬상 광학계
111, 211, 311 제1렌즈
112, 212, 312 제2렌즈
113, 213, 313 제3렌즈
114, 214, 314 제4렌즈
115, 215, 315 제5렌즈
120, 220, 320 (적외선 차단) 필터
130, 230, 330 이미지 센서 또는 상면
140 렌즈 배럴
150 하우징
160 초점 조정 유닛
162 제1자석
164 제1코일
170 손떨림 보정 유닛
172 제2자석
174 제2코일
ST 조리개

Claims (10)

  1. 정의 굴절력을 갖는 제1렌즈;
    부의 굴절력을 갖는 제2렌즈;
    정의 굴절력을 가지며 물체 측면이 오목한 형상인 제3렌즈;
    굴절력을 가지며, 물체 측면이 오목한 형상인 제4렌즈; 및
    굴절력을 갖는 제5렌즈;
    를 포함하고,
    상기 제1렌즈 내지 상기 제5렌즈는 물체 측으로부터 상면 방향으로 순차적으로 배치되고, 하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
    TTL/ImgH < 0.7
    (상기 조건식에서 TTL은 상기 제1렌즈의 물체 측면으로부터 상기 상면까지의 거리이고, ImgH는 상기 상면의 대각길이이다)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상인 촬상 광학계.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2렌즈는 물체 측면이 볼록한 형상인 촬상 광학계.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2렌즈는 상 측면이 오목한 형상인 촬상 광학계.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제3렌즈는 상 측면이 볼록한 형상인 촬상 광학계.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제5렌즈는 상 측면이 오목한 형상인 촬상 광학계.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제5렌즈는 상 측면에 하나 이상의 변곡점이 형성되는 형상인 촬상 광학계.
  9. 제1항에 있어서,
    하기 조건식을 만족하는 촬상 광학계.
    75도 < FOV
    (상기 조건식에서 FOV는 상기 촬상 광학계의 화각(field of view)이다)
  10. 제1항에 있어서,
    전체 초점거리(f)가 3.50 ~ 3.90 mm인 촬상 광학계.
KR1020210134900A 2018-02-08 2021-10-12 촬상 광학계 KR102423973B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210134900A KR102423973B1 (ko) 2018-02-08 2021-10-12 촬상 광학계
KR1020220083559A KR102522580B1 (ko) 2018-02-08 2022-07-07 촬상 광학계

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180015684A KR102314437B1 (ko) 2015-11-23 2018-02-08 카메라 모듈
KR1020210134900A KR102423973B1 (ko) 2018-02-08 2021-10-12 촬상 광학계

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180015684A Division KR102314437B1 (ko) 2015-11-23 2018-02-08 카메라 모듈

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220083559A Division KR102522580B1 (ko) 2018-02-08 2022-07-07 촬상 광학계

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210127657A KR20210127657A (ko) 2021-10-22
KR102423973B1 true KR102423973B1 (ko) 2022-07-22

Family

ID=78275999

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210134900A KR102423973B1 (ko) 2018-02-08 2021-10-12 촬상 광학계
KR1020220083559A KR102522580B1 (ko) 2018-02-08 2022-07-07 촬상 광학계
KR1020230048113A KR102632368B1 (ko) 2018-02-08 2023-04-12 카메라 모듈

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220083559A KR102522580B1 (ko) 2018-02-08 2022-07-07 촬상 광학계
KR1020230048113A KR102632368B1 (ko) 2018-02-08 2023-04-12 카메라 모듈

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20240012556A1 (ko)
KR (3) KR102423973B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014211586A (ja) * 2013-04-22 2014-11-13 カンタツ株式会社 撮像レンズ
WO2015041123A1 (ja) 2013-09-19 2015-03-26 コニカミノルタ株式会社 撮像レンズ、撮像装置及び携帯端末
US20150301314A1 (en) 2014-04-18 2015-10-22 Genius Electronic Optical Co., Ltd. Mobile device and optical imaging lens thereof

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI275829B (en) * 2002-09-10 2007-03-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Zoom lens with optical image stabilizing function
TWI449948B (zh) 2012-11-30 2014-08-21 Largan Precision Co Ltd 影像擷取光學鏡組
JP2015084068A (ja) * 2013-02-20 2015-04-30 富士フイルム株式会社 太陽光集光用フィルムミラーおよびその製造方法
JP2014178623A (ja) 2013-03-15 2014-09-25 Hitachi Maxell Ltd 広角レンズおよび撮像装置
TWI456247B (zh) 2013-07-17 2014-10-11 Largan Precision Co Ltd 影像擷取系統鏡片組
JP2015060170A (ja) * 2013-09-20 2015-03-30 富士フイルム株式会社 撮像レンズおよび撮像レンズを備えた撮像装置
TWI465764B (zh) * 2013-12-18 2014-12-21 Largan Precision Co Ltd 成像用光學鏡組、取像裝置及可攜裝置
JP2015135357A (ja) * 2014-01-16 2015-07-27 富士フイルム株式会社 撮像レンズおよび撮像レンズを備えた撮像装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014211586A (ja) * 2013-04-22 2014-11-13 カンタツ株式会社 撮像レンズ
WO2015041123A1 (ja) 2013-09-19 2015-03-26 コニカミノルタ株式会社 撮像レンズ、撮像装置及び携帯端末
US20150301314A1 (en) 2014-04-18 2015-10-22 Genius Electronic Optical Co., Ltd. Mobile device and optical imaging lens thereof

Also Published As

Publication number Publication date
US20240012556A1 (en) 2024-01-11
KR102632368B1 (ko) 2024-02-02
KR20210127657A (ko) 2021-10-22
KR102522580B1 (ko) 2023-04-17
KR20220103890A (ko) 2022-07-25
KR20230056636A (ko) 2023-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101829600B1 (ko) 카메라 모듈
KR101652849B1 (ko) 렌즈 모듈
KR102271340B1 (ko) 촬상 광학계
KR102416824B1 (ko) 촬상 광학계
KR20230091079A (ko) 촬상 광학계
KR102314437B1 (ko) 카메라 모듈
KR20230074080A (ko) 촬상 광학계
KR20230024955A (ko) 촬상 광학계
KR102439910B1 (ko) 촬상 광학계
KR102423973B1 (ko) 촬상 광학계
KR102409698B1 (ko) 촬상 광학계
KR102410847B1 (ko) 촬상 광학계
KR102500891B1 (ko) 촬상 광학계
KR102456649B1 (ko) 촬상 광학계
KR102348000B1 (ko) 촬상 광학계
KR102471336B1 (ko) 촬상 광학계
KR102378370B1 (ko) 촬상 광학계
KR102415703B1 (ko) 촬상 광학계
KR102411393B1 (ko) 촬상 광학계
KR102355661B1 (ko) 촬상 광학계
KR20220076440A (ko) 촬상 광학계
KR20220093056A (ko) 촬상 광학계
KR20210098423A (ko) 촬상 광학계
KR20220024361A (ko) 촬상 광학계

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant