KR20090053405A - Lens unit for camera - Google Patents
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Abstract
본 발명은 촬상 렌즈 유닛의 구조를 개선하여, 고성능의 밝은 화질을 구현하고, 광학계의 길이를 작게 하여 소형화 및 컴팩트화하며, 고온의 환경 조건에서도 광학 성능을 유지하기 위한 것이다.The present invention is to improve the structure of the imaging lens unit, to realize high-performance bright image quality, to reduce the length of the optical system to be compact and compact, and to maintain the optical performance in high temperature environmental conditions.
이를 위해, 본 발명은, 피사체측에 배치되고, 네거티브 굴절력을 갖는 제1 렌즈; 상기 제1 렌즈로부터 이격되어 배치되고, 포지티브 굴절력을 갖는 제2 렌즈; 상기 제2 렌즈로부터 이격되어 배치되고, 네거티브 굴절력을 갖는 제3 렌즈; 상기 제3 렌즈로부터 이격되어 배치되고, 포지티브 굴절력을 갖는 제4 렌즈; 그리고 상기 제4 렌즈로부터 이격되어 배치되고, 포지티브 굴절력을 갖는 제5 렌즈를 포함하며, 상기 제1 렌즈의 피사체 측으로 형성된 면으로부터 수광부까지의 거리를 TL(전장길이)라 하고, 전체 광학계의 초점거리를 f라 할 때, 를 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈 유닛을 제공한다.To this end, the present invention, the first lens disposed on the subject side, having a negative refractive power; A second lens disposed spaced apart from the first lens and having a positive refractive power; A third lens disposed spaced apart from the second lens and having a negative refractive power; A fourth lens disposed to be spaced apart from the third lens and having a positive refractive power; And a fifth lens disposed to be spaced apart from the fourth lens and having a positive refractive power, and the distance from the surface formed on the subject side of the first lens to the light receiving portion is called TL (full length), and the focal length of the entire optical system. When f is It provides an imaging lens unit that satisfies.
촬상 렌즈 유닛, 렌즈, 피사체, 수광부, 초점거리, 전장길이 Imaging lens unit, lens, subject, light receiver, focal length, total length
Description
본 발명은 촬상렌즈 유닛에 관한 것으로, 특히 휴대폰 등과 같은 모바일용 단말기 또는 자동차의 감시 카메라 등에 사용되는 촬상 렌즈 유닛에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an imaging lens unit, and more particularly, to an imaging lens unit for use in a mobile terminal such as a cellular phone or the like for a surveillance camera of an automobile.
현재 휴대폰 및 PDA 등과 같은 모바일용 단말기는 최근 그 기술의 발전과 더불어 단순한 전화기능 뿐만 아니라, 음악, 영화, TV, 게임 등으로 멀티 컨버전스로 사용되고 있으며, 이러한 멀티 컨버전스로의 전개를 이끌어 가는 것 중의 하나로서 카메라 모듈(CAMERA MODULE)이 가장 대표적이라 할 수 있다. 이러한 카메라 모듈은 기존의 30만 화소(VGA급)에서 현재 700만 화소의 고화소 중심으로 변화됨과 동시에 오토포커싱(AF), 광학 줌(OPTICAL ZOOM) 등과 같은 다양한 부가 기능의 구현으로 변화되고 있다.Nowadays, mobile terminals such as mobile phones and PDAs are being used for multi-convergence with music, movies, TV, and games as well as simple telephone functions with the development of the technology. One of the things leading the development of such multi-convergence. As a camera module (CAMERA MODULE) is the most representative. The camera module is being changed from the existing 300,000 pixels (VGA level) to the high pixel center of 7 million pixels and is being changed to implement various additional functions such as auto focusing (AF) and optical zoom (OPTICAL ZOOM).
일반적으로, 카메라 모듈(CCM:COMPACT CAMERA MOUDULE)은 소형으로써 카메라폰이나 PDA, 스마트폰을 비롯한 휴대용 이동통신 기기와 토이 카메라(TOY CAMERA) 등의 다양한 IT 기기에 적용되고 있는 바, 최근에 이르러서는 소비자의 다양한 취 향에 맞추어 소형의 카메라 모듈이 장착된 기기의 출시가 점차 늘어나고 있는 실정이다. 이와 같은 카메라 모듈은, CCD나 CMOS 등의 이미지센서를 주요 부품으로 하여 제작되고 있으며 상기 이미지센서를 통하여 사물의 이미지를 집광시켜 기기내의 메모리상에 데이터로 저장되고, 저장된 데이터는 기기내의 LCD 또는 PC 모니터 등의 디스플레이 매체를 통해 영상으로 디스플레이된다.In general, the camera module (CCM: COMPACT CAMERA MOUDULE) is compact and is applied to various IT devices such as a camera phone, a PDA, a smartphone, and a portable mobile communication device such as a toy camera (TOY CAMERA). Increasingly, devices equipped with small camera modules are gradually being released to meet various consumer tastes. Such a camera module is manufactured using an image sensor such as a CCD or a CMOS as a main component, and collects an image of an object through the image sensor and stores it as data in a memory in the device, and the stored data is stored in the LCD or PC in the device. The image is displayed through a display medium such as a monitor.
한편, 이러한 카메라 모듈에 사용되는 렌즈 유닛에 있어서, 일본국 특개 2001-183578호에는, CIF급의 화상 사이즈에 따른 플라스틱 1군 1장으로 구성된 촬상렌즈나, VGA급의 화상 사이즈에 따르는 플라스틱 2군 2장으로 구성된 촬상렌즈가 개시되어 있다.On the other hand, in the lens unit used in such a camera module, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-183578 describes an imaging lens composed of one plastic group according to a CIF class image size and a plastic group 2 according to a VGA class image size. An imaging lens composed of two pieces is disclosed.
그러나, 일본국 특개 2001-183578호에 개시된 렌즈 구성만으로는 SXGA급 이상의 고화소의 이미지센서에 있어서의 촬상면에의 입사각 제한 등과 같은 광학계 설계 제약 문제를 해소할 수 없다.However, the lens configuration disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-183578 alone does not solve the problems of optical system design constraints such as the incidence angle limitation on the imaging surface of an image sensor of SXGA class or higher.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 렌즈 유닛으로서, 제1 렌즈가 양(포지티브)의 굴절력을 갖고 제2 및 제3 렌즈가 음(네가티브)의 굴절력을 갖는 렌즈 조합을 고려할 수 있다.Therefore, as a lens unit proposed to solve this problem, it is possible to consider a lens combination in which the first lens has positive (positive) refractive power and the second and third lenses have negative (negative) refractive power.
그러나, 이러한 렌즈 유닛에 있어서는, 광학계의 길이를 짧게 할 경우 화각이 작아져 충분한 시야를 확보하기 어려우며, 시야의 확보를 위해서는 광학계의 길이가 길어지는 문제점이 있었다.However, in such a lens unit, when the length of the optical system is shortened, it is difficult to secure a sufficient field of view due to a small angle of view, and there is a problem that the length of the optical system is long to secure the field of view.
그리고, 이러한 렌즈 유닛에 있어서는, 색수차 보정이 어렵고 해상도가 저하되는 문제점이 있었다.And in such a lens unit, chromatic aberration correction was difficult and the resolution fell.
또한, 이러한 렌즈 유닛에 있어서는, 색수차 발생을 방지하여 이미지의 화질을 개선할 수 있는 효과는 기대할 수 있으나, 광량 손실을 최소화하기 위한 제3 렌즈의 유효경이 커질 수 밖에 없어서, 최근 카메라폰 등에서와 같은 소형화를 지향하는 모바일용 단말기에 장착되기에는 한계가 있으며, 또한 제조 오차에 의한 성능 저하가 커짐에 따라 양산성이 저하되는 문제점이 있었다.In addition, in such a lens unit, an effect of improving the image quality of the image by preventing chromatic aberration can be expected, but the effective diameter of the third lens for minimizing light loss is inevitably increased, such as in a recent camera phone. There is a limit to be mounted in a mobile terminal for miniaturization, and there is a problem in that mass productivity is lowered as the performance decrease due to manufacturing error increases.
한편, 종래에는 제1 렌즈로서 구면 글라스 렌즈 또는 비구면 플라스틱 렌즈를 주로 사용하였다.On the other hand, conventionally, spherical glass lenses or aspherical plastic lenses were mainly used as the first lenses.
이는 구면 글라스 렌즈를 사용하는 경우에는 고굴절률 소재를 사용할 수는 있지만 렌즈면이 구면으로 되어 있어 구면수차를 포함하는 모든 수차를 개선하는 데에는 한계가 있으며, 비구면 플라스틱 렌즈를 사용하는 경우에는 비구면을 사용함으로써 광선을 좀더 효과적으로 제어하여 수차 개선에는 유리하지만, 플라스틱 렌즈 소재의 제한으로 인하여 저굴절률 소재를 사용할 수 밖에 없기 때문에 충분한 수차 보정은 기대하기 힘들기 때문이다.It is possible to use a high refractive index material when using spherical glass lenses, but the lens surface is spherical, so there is a limit to improving all aberrations including spherical aberration, and aspherical surfaces when using aspherical plastic lenses. By controlling the light beam more effectively, it is advantageous to improve aberration, but due to the limitation of plastic lens material, it is difficult to expect sufficient aberration correction because low refractive index material is used.
따라서, 본 발명은 종래 기술에 따른 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 촬상 렌즈 유닛의 구조를 개선하여 고성능의 밝은 화질을 구현할 수 있고, 광학계의 길이를 작게 하여 소형화 및 컴팩트화가 가능함은 물론 렌즈의 유효경을 작게 하여 슬림화가 가능하며, 제조 오차에 의한 성능 저하를 최소로 하여 제품의 생산단가를 줄일 수 있고, 고온의 환경 조건에서도 광학 성능을 유지할 수 있는 촬상 렌즈 유닛을 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned disadvantages and problems according to the prior art, an object of the present invention is to improve the structure of the imaging lens unit to implement high-performance bright image quality, to reduce the length of the optical system In addition to miniaturization and compactness, it is possible to reduce the effective diameter of the lens to make it slim, and to reduce the production cost of the product by minimizing performance degradation due to manufacturing error, and to maintain optical performance even at high temperature environment. To provide a unit.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 형태에 의하면, 피사체측에 배치되고, 네거티브 굴절력을 갖는 제1 렌즈; 상기 제1 렌즈로부터 이격되어 배치되고, 포지티브 굴절력을 갖는 제2 렌즈; 상기 제2 렌즈로부터 이격되어 배치되고, 네거티브 굴절력을 갖는 제3 렌즈; 상기 제3 렌즈로부터 이격되어 배치되고, 포지티브 굴절력을 갖는 제4 렌즈; 그리고 상기 제4 렌즈로부터 이격되어 배치되고, 포지티브 굴절력을 갖는 제5 렌즈를 포함하며, 상기 제1 렌즈의 피사체 측으로 형성된 면으로부터 수광부까지의 거리를 TL(전장길이)라 하고, 전체 광학계의 초점거리를 f라 할 때, 를 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상 렌즈 유닛이 제공된다.According to one embodiment of the present invention for achieving the above object, a first lens disposed on the subject side and having a negative refractive power; A second lens disposed spaced apart from the first lens and having a positive refractive power; A third lens disposed spaced apart from the second lens and having a negative refractive power; A fourth lens disposed to be spaced apart from the third lens and having a positive refractive power; And a fifth lens disposed to be spaced apart from the fourth lens and having a positive refractive power, and the distance from the surface formed on the subject side of the first lens to the light receiving portion is called TL (full length), and the focal length of the entire optical system. When f is An imaging lens unit is provided, which satisfies the following.
상기 촬상 렌즈 유닛은, 상기 제2 렌즈와 상기 제3 렌즈 사이에 배치되고, 광학계에 입사되는 불필요한 입사광을 방지하는 조리개; 및 상기 제5 렌즈와 상기 수광부 사이에 배치되고, 상기 수광부로 유입되는 광에 포함된 적외선을 차단하는 필터를 더 포함할 수 있다.The imaging lens unit may include an aperture disposed between the second lens and the third lens to prevent unnecessary incident light incident on the optical system; And a filter disposed between the fifth lens and the light receiving unit to block infrared rays included in the light flowing into the light receiving unit.
그리고, 상기 제1 렌즈는 피사체 측으로 볼록면이 형성되고 수광부 측으로 오목면이 형성되며, 상기 제2 렌즈는 피사체 측으로 볼록면이 형성되고 수광부 측으로 볼록면이 형성되며, 상기 제3 렌즈는 피사체 측으로 오목면이 형성되고 수광부 측으로 오목면이 형성되며, 상기 제4 렌즈는 피사체 측으로 오목면이 형성되고 수광부 측으로 볼록면이 형성되며, 그리고 상기 제5 렌즈는 피사체 측으로 볼록면이 형성되고 수광부 측으로 볼록면이 형성될 수 있다.The first lens has a convex surface formed on the subject side and a concave surface formed on the light receiving unit side, and the second lens has a convex surface formed on the subject side and a convex surface formed on the light receiving unit side, and the third lens is concave toward the subject side. A surface is formed, and a concave surface is formed toward the light receiving unit side, and the fourth lens has a concave surface formed on the subject side, and a convex surface is formed on the light receiving unit side, and the fifth lens has a convex surface on the subject side, and a convex surface on the light receiving unit side. Can be formed.
한편, 상기 촬상 렌즈 유닛은, 상기 제3 렌즈의 아베수를 V3라 할 때, 를 만족하는 것이 바람직하다.On the other hand, the imaging lens unit, when the Abbe number of the third lens is V 3 , It is desirable to satisfy.
그리고, 상기 촬상 렌즈 유닛은, 상기 제1 렌즈의 피사체 측으로 형성된 면의 곡률 반경을 R1이라 할 때, 를 만족하는 것이 바람직하다.When the imaging lens unit is configured to have a radius of curvature of the surface formed on the object side of the first lens as R 1 , It is desirable to satisfy.
또한, 상기 촬상 렌즈 유닛은, 상기 제1 렌즈의 중심과 상기 제2 렌즈의 중심 사이의 중심간격을 D12라 할 때, 을 만족하는 것이 바람직하다.In addition, the imaging lens unit, when the center interval between the center of the first lens and the center of the second lens is D 12 , It is desirable to satisfy.
나아가, 상기 촬상 렌즈 유닛은, 상기 제5 렌즈의 수광부 측으로 형성된 면 의 중심으로부터 수광부까지의 거리를 BFL이라 할 때, 을 만족하는 것이 보다 바람직하다.Further, when the imaging lens unit is a distance from the center of the surface formed on the light receiving portion side of the fifth lens to the light receiving portion BFL, It is more preferable to satisfy.
한편, 상기 제1, 2, 3, 4, 5 렌즈는 글라스 렌즈로 형성되고, 상기 제1, 2, 3, 4, 5 렌즈 중 최소 하나의 렌즈는 피사체 측으로 형성된 면 또는 수광부 측으로 형성된 면이 비구면으로 형성되는 것이 바람직하다.Meanwhile, the first, second, third, fourth, and fifth lenses are formed of glass lenses, and at least one of the first, second, third, fourth, and fifth lenses is formed on the surface of the subject or the surface of the light receiving portion. It is preferable to form.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 촬상 렌즈 유닛에 의하면, 고성능의 밝은 화질을 구현할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the imaging lens unit of the present invention, there is an effect that can realize a high-quality bright image quality.
그리고, 본 발명에 따른 촬상 렌즈 유닛에 의하면, 광학계의 길이를 작게 하면서도 화각의 유지가 가능하여 충분한 시야의 확보가 가능한 효과가 있다.In addition, according to the imaging lens unit of the present invention, while maintaining the angle of view while reducing the length of the optical system, there is an effect capable of ensuring a sufficient field of view.
또한, 본 발명에 따른 촬상 렌즈 유닛에 의하면, 광학계의 길이를 작게하여 소형화 및 컴팩트화가 가능함은 물론 렌즈의 유효경을 작게 하여 슬림화가 가능한 효과가 있다.In addition, according to the imaging lens unit according to the present invention, the length of the optical system can be reduced in size and compactness, as well as the effective diameter of the lens can be made slim.
또한, 본 발명에 따른 촬상 렌즈 유닛에 의하면, 제조 오차에 의한 성능 저하를 최소로 하여 제품의 생산단가를 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the imaging lens unit according to the present invention, there is an effect that the production cost of the product can be reduced by minimizing the performance degradation due to manufacturing error.
또한, 본 발명에 따른 촬상 렌즈 유닛에 의하면, 고온의 환경 조건에서도 광학 성능을 유지하여 신뢰성을 향상할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the imaging lens unit according to the present invention, there is an effect that can maintain the optical performance even in high temperature environmental conditions and improve the reliability.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when a detailed description of a related well-known configuration or function is apparent to those skilled in the art, or it is determined that the subject matter of the present invention may be obscured, the detailed description thereof will be omitted.
제1 First 실시예Example
먼저, 도 1과 도 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈 유닛을 설명한다.First, an imaging lens unit according to a first exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈 유닛은, 피사체측에 배치되고 네거티브(부:-) 굴절력을 갖는 제1 렌즈(10)와, 상기 제1 렌즈로부터 이격되어 배치되고 포지티브(정:+) 굴절력을 갖는 제2 렌즈(20)와, 상기 제2 렌즈(20)로부터 이격되어 배치되고 네거티브 굴절력을 갖는 제3 렌즈(30)와, 상기 제3 렌즈로(30)부터 이격되어 배치되고 포지티브 굴절력을 갖는 제4 렌즈(40)와, 그리고 상기 제4 렌즈(40)로부터 이격되어 배치되고 포지티브 굴절력을 갖는 제5 렌즈(50)를 포함하며, 상기 제1 렌즈(10)의 피사체 측으로 형성된 면으로부터 수광부(70)까지의 거리를 TL(전장길이)라 하고, 전체 광학계의 초점거리를 f라 할 때, 아래의 수학식 1을 만족하는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 1, the imaging lens unit according to the first exemplary embodiment of the present invention includes a
상기 수학식 1은 촬상 렌즈 유닛의 광학계 길이의 박형화에 관한 조건으로, 상기 수학식 1의 하한값을 초과하는 경우에는 광학계의 길이가 짧아지는 장점이 있으나 화각이 너무 작아져서 충분한 시야를 확보하지 못하며, 상기 수학식 1의 상한값을 초과하는 경우에는 충분한 시야의 확보는 가능하나 광학계의 길이가 너무 길어지는 단점이 있다.Equation 1 is a condition regarding the thinning of the optical system length of the imaging lens unit, but when the lower limit value of Equation 1 is exceeded, the length of the optical system is shortened, but the angle of view is too small to secure a sufficient field of view. When the upper limit value of Equation 1 is exceeded, it is possible to secure a sufficient field of view, but there is a disadvantage in that the length of the optical system is too long.
따라서, 상기 수학식 1을 만족하는 촬상 렌즈 유닛은 충분한 시야의 확보가 가능하면서도 광학계의 길이를 짧게 하여 소형화 및 슬림화를 구현할 수 있다.Accordingly, the imaging lens unit satisfying Equation 1 can realize a miniaturization and slimness by shortening the length of the optical system while ensuring a sufficient field of view.
한편, 상기 촬상 렌즈 유닛은, 상기 제2 렌즈(20)와 상기 제3 렌즈(30) 사이에 배치되어 광학계에 입사되는 불필요한 입사광을 방지하는 조리개(80)와, 상기 제5 렌즈(50)와 상기 수광부(70) 사이에 배치되고, 상기 수광부(70)로 유입되는 광에 포함된 적외선을 차단하는 필터(60)를 더 포함할 수 있다.The imaging lens unit may include an
그리고, 상기 제1 렌즈(10)는 피사체 측으로 볼록면(S11)이 형성되고 수광부(70) 측으로 오목면(S12)이 형성되며, 상기 제2 렌즈(20)는 피사체 측으로 볼록면(S21)이 형성되고 수광부(70) 측으로 볼록면(S22)이 형성되며, 상기 제3 렌즈(30)는 피사체 측으로 오목면(S31)이 형성되고 수광부(70) 측으로 오목면(S32)이 형성되며, 상기 제4 렌즈(40)는 피사체 측으로 오목면(S41)이 형성되고 수광부(70) 측으로 볼록면(S42)이 형성되며, 그리고 상기 제5 렌즈(50)는 피사체 측으로 볼록 면(S51)이 형성되고 수광부(70) 측으로 볼록면(S52)이 형성될 수 있다.In addition, the
한편, 상기 촬상 렌즈 유닛은, 상기 제3 렌즈(30)의 아베수를 V3라 할 때, 아래의 수학식 2를 만족하는 것이 바람직하다.On the other hand, it is preferable that the imaging lens unit satisfies Equation 2 below when the Abbe number of the
상기 수학식 2는 색수차 보정에 관한 조건으로, 상기 수학식 2의 상한값을 초과하는 경우에는 색수차 보정이 어려워지고, 해상도 성능도 저하된다.Equation 2 is a condition relating to chromatic aberration correction. When the upper limit value of Equation 2 is exceeded, the chromatic aberration correction becomes difficult, and the resolution performance is also deteriorated.
따라서, 상기 수학시 2를 만족하는 상기 촬상 렌즈 유닛은, 색수차 보정이 용이하고 해상도 성능이 커져, 고성능의 화질을 구현할 수 있다.Therefore, the imaging lens unit satisfying the mathematical formula 2 can easily correct chromatic aberration and increase resolution performance, thereby realizing high quality image quality.
그리고, 상기 촬상 렌즈 유닛은, 상기 제1 렌즈의 피사체 측으로 형성된 면의 곡률 반경을 R1이라 할 때, 아래의 수학식 3을 만족하는 것이 바람직하다.The imaging lens unit preferably satisfies Equation 3 below when a radius of curvature of the surface formed on the object side of the first lens is R 1 .
상기 수학식 3은 촬상 렌즈 유닛의 수차 보정을 위한 조건으로, 상기 수학식 3의 하한값을 초과하는 경우에는 상기 제1 렌즈의 곡률이 작아져서 가공이 어려워지며, 상기 수학식 3의 상한값을 초과하는 경우에는 구면수차 및 코마수차 등의 보정이 어려워진다.Equation 3 is a condition for correcting the aberration of the imaging lens unit, and when the lower limit value of Equation 3 is exceeded, the curvature of the first lens is reduced, which makes processing difficult, and exceeds the upper limit of Equation 3 above. In this case, correction of spherical aberration and coma aberration becomes difficult.
따라서, 상기 수학식 3을 만족하는 상기 촬상 렌즈 유닛은 구면수차 및 코마수차 등의 보정이 용이하다.Accordingly, the imaging lens unit satisfying Equation 3 can be easily corrected such as spherical aberration and coma aberration.
또한, 상기 촬상 렌즈 유닛은, 상기 제1 렌즈(10)의 중심과 상기 제2 렌즈(20)의 중심 사이의 중심간격을 D12라 할 때, 아래의 수학식 4를 만족하는 것이 바람직하다.The imaging lens unit satisfies Equation 4 below when a center distance between the center of the
상기 수학식 4는 전체 광학계의 초점거리에 대한 상기 제1 렌즈와 제2 렌즈의 사이의 간격의 비율에 관련된 조건으로, 상기 수학식 4의 하한값을 초과하는 경우에는 충분한 후초점거리를 확보하는 것이 곤란하며, 상기 수학식 4의 상한값을 초과하는 경우에는 후초점이 부적절하게 증가하고 상기 제1 렌즈의 배율이 증가하여 수차 보정이 어려워진다.Equation 4 is a condition related to the ratio of the distance between the first lens and the second lens with respect to the focal length of the entire optical system. When the upper limit value of Equation 4 is exceeded, it is sufficient to secure a sufficient postfocal distance. When the upper limit value of Equation 4 is exceeded, it is difficult to correct the aberration because the rear focus is inappropriately increased and the magnification of the first lens is increased.
따라서, 상기 수학식 4를 만족하는 상기 촬상 렌즈 유닛은 충분한 후초점거리를 확보하고 추초점이 부적절하게 증가되는 것을 방지하여 수차 보정을 용이하게 할 수 있다.Therefore, the imaging lens unit that satisfies Equation 4 may facilitate aberration correction by securing a sufficient postfocal distance and preventing the focal point from being inadequately increased.
또한, 상기 촬상 렌즈 유닛은, 상기 제5 렌즈(50)의 수광부(70) 측으로 형성된 볼록면(S52)의 중심으로부터 수광부(70)까지의 거리를 BFL이라 할 때, 아래의 수학식 5를 만족하는 것이 보다 바람직하다.In addition, the imaging lens unit satisfies Equation 5 below when the distance from the center of the convex surface S52 formed on the
상기 수학식 5는 실제 제품의 박형화 및 조립을 용이하게 할 수 있는 조건으 로, 상기 수학식 5의 하한값을 초과하는 경우에는 광학계의 길이가 길어지게 되고, 상기 수학식 5의 상한값을 초과하는 경우에는 광학계의 길이가 짧아지게 되어 조립이 어려워진다.Equation 5 is a condition that can facilitate the thinning and assembly of the actual product, the length of the optical system becomes longer when the lower limit of the equation 5 is exceeded, and exceeds the upper limit of the equation (5) In this case, the length of the optical system is shortened, making assembly difficult.
따라서, 상기 수학식 5를 만족하는 촬상 렌즈 유닛은 광학계의 길이를 적절하게 유지하면서도 조립을 용이하게 할 수 있다.Therefore, the imaging lens unit that satisfies Equation 5 can be easily assembled while maintaining the length of the optical system appropriately.
한편, 상기 제1, 2, 3, 4, 5 렌즈(10~50)는 글라스 렌즈로 형성되고, 상기 제1, 2, 3, 4, 5 렌즈(10~50) 중 최소 하나의 렌즈는 피사체 측으로 형성된 면 또는 수광부 측으로 형성된 면이 비구면으로 형성되는 것이 바람직하다.Meanwhile, the first, second, third, fourth and
즉, 글라스 렌즈를 사용하게 되면 고굴절률 소재를 사용함으로써 광선이 곡면에 입사하는 각도를 줄여서 수차발생을 줄일 수 있으며, 특히 비구면 글라스 렌즈를 사용함에 의하여 곡면에서의 입사각도 및 굴절각도를 미세하게 제어할 수 있게 됨으로써, 수차발생을 최소화할 수 있게 된다.In other words, the use of a glass lens can reduce aberration by reducing the angle of light incident on the curved surface by using a high refractive index material. In particular, by using an aspherical glass lens, the incident angle and refractive angle on the curved surface can be finely controlled. By doing so, it is possible to minimize the occurrence of aberration.
즉, 일반적으로, 대부분의 렌즈는 구면이기 때문에 빛이 들어온 위치에 따라 초점이 다르며 이로 인하여 구면수차가 발생하게 된다. 또한 광선이 비축으로 입사될 경우에는 혜성 꼬리모양의 코마(coma)수차가 발생한다. 그리고, 점상의 물체로 초점을 맞추다 보면 가끔 나타나는 현상으로 초점을 전후해서 상하로 타원이던 것이 좌우로 타원이 되는 이른바 비점수차가 발생한다. 이러한 수차는 시야 각도가 큰 광각렌즈에서 치명적이다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 사용된 것이 비구면 렌즈이다.That is, in general, since most lenses are spherical, the focus is different according to the light input position, which causes spherical aberration. In addition, when the beam is incident on the axis, comet tail coma aberration occurs. In addition, when focusing on a point object, a phenomenon that sometimes occurs, the so-called astigmatism occurs in which an ellipse up and down before and after the focus becomes an ellipse from side to side. This aberration is fatal in wide-angle lenses with large viewing angles. Aspheric lenses have been used to solve this problem.
따라서, 비구면 렌즈의 사용으로 빛이 글라스면에서 반사되는 경우가 줄어들 게 되어 빛의 투광도가 크게 개선되고, 고스트 상을 많이 억제할 수 있게 된다.Therefore, the use of an aspherical lens reduces the reflection of light on the glass surface, greatly improving the light transmittance and suppressing a lot of ghost images.
이하의 표 1, 표 2는 본 발명에 의한 구체적인 실시예에 해당하는 렌즈 데이터를 나타낸다.Tables 1 and 2 below show lens data corresponding to specific examples according to the present invention.
먼저, 아래의 표 1은 도 1의 촬상 렌즈 유닛의 설계치이다.First, Table 1 below shows design values of the imaging lens unit of FIG. 1.
여기서, EFL은 상기 촬상 렌즈 유닛의 유효초점거리를 나타내고, BFL은 제5 렌즈(50)의 수광부(70) 측으로 형성된 볼록면(S52)의 곡률 중심으로부터 수광부(70)까지의 거리를 나타내며, FNO는 구경비를 나타내고, FOV는 화각을 나타내며, TL은 광학계의 전체길이에 해당하는 전장길이를 나타낸다.Here, EFL represents the effective focal length of the imaging lens unit, BFL represents the distance from the center of curvature of the convex surface S52 formed to the
다음의 표 2는 상기 촬상 렌즈 유닛을 구성하는 각 렌즈의 초점거리를 나타낸다.Table 2 below shows a focal length of each lens constituting the imaging lens unit.
즉, f1은 제1 렌즈의 초점거리, f2는 제2 렌즈의 초점거리, f3는 제3 렌즈의 초점거리, f4는 제4 렌즈의 초점거리, f5는 제5 렌즈의 초점거리를 각각 나타내며, (-) 부호는 네거티브, (+) 부호는 포지티브를 나타낸다.That is, f1 represents the focal length of the first lens, f2 represents the focal length of the second lens, f3 represents the focal length of the third lens, f4 represents the focal length of the fourth lens, and f5 represents the focal length of the fifth lens. (-) Sign is negative and (+) sign is positive.
그리고, 다음의 표 3은 상기 촬상 렌즈 유닛을 구성하는 각 렌즈에 대한 구체적인 설계치를 나타낸다.Table 3 below shows specific design values for each lens constituting the imaging lens unit.
여기서, Sur은 각 렌즈의 면을 나타내고, ri는 곡률반경을 나타내며, di는 중심간격을 나타내고, ni는 굴절률을 나타내며, vi는 아베수를 각각 나타낸다.Here, Sur represents a surface of each lens, ri represents a radius of curvature, di represents a center interval, ni represents a refractive index, and vi represents an Abbe number, respectively.
마지막으로, 다음의 표 4는 상술한 설계치들을 통해 얻어진 상기 수학식 1, 2, 3, 4, 5에 해당하는 값을 나타낸 것으로 모두, 상술한 수학식의 범위안에 포함됨을 알 수 있다.Finally, Table 4 below shows values corresponding to Equations 1, 2, 3, 4, and 5 obtained through the above-described design values, all of which are included in the range of the above-described equations.
결국, 상기 수학식 1을 만족하는 촬상 렌즈 유닛은 충분한 시야의 확보가 가능하면서도 광학계의 길이를 짧게 하여 소형화 및 슬림화를 구현할 수 있다.As a result, the imaging lens unit that satisfies Equation 1 can realize a miniaturization and slimness by shortening the length of the optical system while ensuring a sufficient field of view.
그리고, 상기 수학시 2를 만족하는 상기 촬상 렌즈 유닛은, 색수차 보정이 용이하고 해상도 성능이 커져, 고성능의 화질을 구현할 수 있다.In addition, the imaging lens unit satisfying the mathematical formula 2 may easily correct chromatic aberration and increase resolution performance, thereby realizing high quality image quality.
또한, 상기 수학식 3을 만족하는 상기 촬상 렌즈 유닛은 구면수차 및 코마수차 등의 보정이 용이하다.In addition, the imaging lens unit that satisfies Equation 3 is easy to correct such as spherical aberration and coma aberration.
또한, 상기 수학식 4를 만족하는 상기 촬상 렌즈 유닛은 충분한 후초점거리를 확보하고 추초점이 부적절하게 증가되는 것을 방지하여 수차 보정을 용이하게 할 수 있다.In addition, the imaging lens unit that satisfies Equation 4 may facilitate aberration correction by securing a sufficient postfocal distance and preventing the focal point from being inadequately increased.
또한, 상기 수학식 5를 만족하는 촬상 렌즈 유닛은 광학계의 길이를 적절하게 유지하면서도 조립을 용이하게 할 수 있다.In addition, the imaging lens unit that satisfies Equation 5 can be easily assembled while maintaining the length of the optical system.
한편, 도 2는 상기와 같이 구성된 촬상 렌즈 유닛에 대한 성능평가를 위하여 파장별 구면수차, 비점수차 및 왜곡수차에 대한 결과치를 나타낸 것으로서, 도 2에 도시된 그래프 결과에서 확인되는 바와 같이, 각종 수차에 대하여 양호한 특성을 구비하고 있음을 알 수 있다.Meanwhile, FIG. 2 shows results of spherical aberration, astigmatism, and distortion for each wavelength for performance evaluation of the imaging lens unit configured as described above. As shown in the graph results shown in FIG. It turns out that it has a favorable characteristic with respect to.
다음으로, 도 3과 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈 유닛을 설명하기 위한 도면으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈 유닛은 상술한 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈 유닛과 그 구조가 대부분 유사하며, 다만 아래의 표 5 내지 표 8에 나타낸 바와 같이, 촬상 렌즈 유닛의 설계치가 다르다. 즉, 촬상 렌즈 유닛을 구성하는 각 렌즈의 초점거리와 각 렌즈에 대한 구체적인 설계치 및 상기 설계치들을 통해 얻어진 수학식 1, 2, 3, 4, 5에 해당하는 값만이 틀린 뿐이다.3 and 4 are views for explaining an imaging lens unit according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the imaging lens unit according to the second embodiment of the present invention is described above. The structure of the imaging lens unit according to the first embodiment is largely similar, but the design value of the imaging lens unit is different, as shown in Tables 5 to 8 below. That is, only the focal length of each lens constituting the imaging lens unit, the specific design values for each lens, and the values corresponding to Equations 1, 2, 3, 4, and 5 obtained through the design values are wrong.
즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈 유닛 역시, 상기 수학식 1을 만족하는 촬상 렌즈 유닛은 충분한 시야의 확보가 가능하면서도 광학계의 길이를 짧게 하여 소형화 및 슬림화를 구현할 수 있다.That is, the imaging lens unit according to the second embodiment of the present invention also can achieve a miniaturization and slimness by shortening the length of the optical system while ensuring a sufficient field of view.
그리고, 상기 수학시 2를 만족하는 상기 촬상 렌즈 유닛은, 색수차 보정이 용이하고 해상도 성능이 커져, 고성능의 화질을 구현할 수 있다.In addition, the imaging lens unit satisfying the mathematical formula 2 may easily correct chromatic aberration and increase resolution performance, thereby realizing high quality image quality.
또한, 상기 수학식 3을 만족하는 상기 촬상 렌즈 유닛은 구면수차 및 코마수차 등의 보정이 용이하다.In addition, the imaging lens unit that satisfies Equation 3 is easy to correct such as spherical aberration and coma aberration.
또한, 상기 수학식 4를 만족하는 상기 촬상 렌즈 유닛은 충분한 후초점거리를 확보하고 추초점이 부적절하게 증가되는 것을 방지하여 수차 보정을 용이하게 할 수 있다.In addition, the imaging lens unit that satisfies Equation 4 may facilitate aberration correction by securing a sufficient postfocal distance and preventing the focal point from being inadequately increased.
또한, 상기 수학식 5를 만족하는 촬상 렌즈 유닛은 광학계의 길이를 적절하게 유지하면서도 조립을 용이하게 할 수 있다.In addition, the imaging lens unit that satisfies Equation 5 can be easily assembled while maintaining the length of the optical system.
한편, 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 렌즈 유닛에 대한 성능평가를 위하여 파장별 구면수차, 비점수차 및 왜곡수차에 대한 결과치를 나타낸 것으로서, 도 4에 도시된 그래프 결과에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예의 촬상 렌즈 유닛 역시 도 2의 제1 실시예의 촬상 렌즈 유닛과 같이, 각종 수차에 대하여 양호한 특성을 구비하고 있음을 알 수 있다.Meanwhile, FIG. 4 illustrates results of spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration for each wavelength for the performance evaluation of the imaging lens unit according to the second embodiment of the present invention, which is confirmed from the graph results shown in FIG. 4. As can be seen, the imaging lens unit of the second embodiment of the present invention also has good characteristics with respect to various aberrations, similar to the imaging lens unit of the first embodiment of FIG.
마지막으로, 도 5와 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈 유닛을 설명하기 위한 도면으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈 유닛 역시 상술한 제1 실시예에 따른 촬상 렌즈 유닛과 그 구조가 대부분 유사하며, 다만 아래의 표 9 내지 표 12에 나타낸 바와 같이, 촬상 렌즈 유닛의 설계치가 다르다. 즉, 촬상 렌즈 유닛을 구성하는 각 렌즈의 초점거리와 각 렌즈에 대한 구체적인 설계치 및 상기 설계치들을 통해 얻어진 수학식 1, 2, 3, 4, 5에 해당하는 값만이 틀린 뿐이다.5 and 6 are views for explaining an imaging lens unit according to a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the imaging lens unit according to the third embodiment of the present invention is also described in detail. The structure of the imaging lens unit according to the first embodiment is largely similar, but as shown in Tables 9 to 12 below, the design value of the imaging lens unit is different. That is, only the focal length of each lens constituting the imaging lens unit, the specific design values for each lens, and the values corresponding to Equations 1, 2, 3, 4, and 5 obtained through the design values are wrong.
따라서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상 렌즈 유닛 역시, 상기 수학식 1을 만족하는 촬상 렌즈 유닛은 충분한 시야의 확보가 가능하면서도 광학계의 길이를 짧게 하여 소형화 및 슬림화를 구현할 수 있다.Therefore, the imaging lens unit according to the third exemplary embodiment of the present invention can also realize the miniaturization and slimming by shortening the length of the optical system while ensuring a sufficient field of view.
그리고, 상기 수학시 2를 만족하는 상기 촬상 렌즈 유닛은, 색수차 보정이 용이하고 해상도 성능이 커져, 고성능의 화질을 구현할 수 있다.In addition, the imaging lens unit satisfying the mathematical formula 2 may easily correct chromatic aberration and increase resolution performance, thereby realizing high quality image quality.
또한, 상기 수학식 3을 만족하는 상기 촬상 렌즈 유닛은 구면수차 및 코마수차 등의 보정이 용이하다.In addition, the imaging lens unit that satisfies Equation 3 is easy to correct such as spherical aberration and coma aberration.
또한, 상기 수학식 4를 만족하는 상기 촬상 렌즈 유닛은 충분한 후초점거리를 확보하고 추초점이 부적절하게 증가되는 것을 방지하여 수차 보정을 용이하게 할 수 있다.In addition, the imaging lens unit that satisfies Equation 4 may facilitate aberration correction by securing a sufficient postfocal distance and preventing the focal point from being inadequately increased.
또한, 상기 수학식 5를 만족하는 촬상 렌즈 유닛은 광학계의 길이를 적절하게 유지하면서도 조립을 용이하게 할 수 있다.In addition, the imaging lens unit that satisfies Equation 5 can be easily assembled while maintaining the length of the optical system.
또한, 도 6에 도시된 그래프 결과에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예의 촬상 렌즈 유닛 역시 도 2의 제1 실시예의 촬상 렌즈 유닛과 같이, 각종 수차에 대하여 양호한 특성을 구비하고 있음을 알 수 있다.6, the imaging lens unit of the third embodiment of the present invention, like the imaging lens unit of the first embodiment of FIG. 2, also has good characteristics against various aberrations. Able to know.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may various modifications without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed herein are not intended to limit the present invention but to describe the present invention, and the spirit and scope of the present invention are not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all the technologies within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 촬상렌즈 유닛을 도시한 구성도.1 is a block diagram showing an imaging lens unit according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 촬상렌즈 유닛에 대한 구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 나타낸 그래프.FIG. 2 is a graph showing spherical aberration, astigmatism, and distortion for the imaging lens unit of FIG. 1; FIG.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 의한 촬상렌즈 유닛을 도시한 구성도.3 is a block diagram showing an imaging lens unit according to a second embodiment of the present invention;
도 4는 도 3의 촬상렌즈 유닛에 대한 구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 나타낸 그래프.4 is a graph illustrating spherical aberration, astigmatism, and distortion of the imaging lens unit of FIG.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 의한 촬상렌즈 유닛을 도시한 구성도.5 is a block diagram showing an imaging lens unit according to a third embodiment of the present invention.
도 6은 도 5의 촬상렌즈 유닛에 대한 구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 나타낸 그래프.6 is a graph illustrating spherical aberration, astigmatism, and distortion of the imaging lens unit of FIG. 5;
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10: 제1 렌즈 20: 제2 렌즈10: first lens 20: second lens
30: 제3 렌즈 40: 제4 렌즈30: third lens 40: fourth lens
50: 제5 렌즈 60: 필터50: fifth lens 60: filter
70: 수광부 80: 조리개70: light receiver 80: aperture
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