KR20110068177A - 초소형 렌즈 광학계 및 이를 구비하는 디지털 카메라 모듈 - Google Patents

초소형 렌즈 광학계 및 이를 구비하는 디지털 카메라 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR20110068177A
KR20110068177A KR1020090125027A KR20090125027A KR20110068177A KR 20110068177 A KR20110068177 A KR 20110068177A KR 1020090125027 A KR1020090125027 A KR 1020090125027A KR 20090125027 A KR20090125027 A KR 20090125027A KR 20110068177 A KR20110068177 A KR 20110068177A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lens
optical system
lens group
optical
mode
Prior art date
Application number
KR1020090125027A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101617794B1 (ko
Inventor
서진선
Original Assignee
삼성전자주식회사
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
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020090125027A priority Critical patent/KR101617794B1/ko
Priority to US12/956,284 priority patent/US8300119B2/en
Publication of KR20110068177A publication Critical patent/KR20110068177A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101617794B1 publication Critical patent/KR101617794B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02—Bodies
    • G03B17/17—Bodies with reflectors arranged in beam forming the photographic image, e.g. for reducing dimensions of camera
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/144—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only
    • G02B15/1445—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being negative
    • G02B15/144513—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being negative arranged --++
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/144—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/22—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with movable lens means specially adapted for focusing at close distances
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/08—Catadioptric systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0062—Stacked lens arrays, i.e. refractive surfaces arranged in at least two planes, without structurally separate optical elements in-between
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0087—Simple or compound lenses with index gradient
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/04—Simple or compound lenses with non-spherical faces with continuous faces that are rotationally symmetrical but deviate from a true sphere, e.g. so called "aspheric" lenses
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02—Bodies
    • G03B17/12—Bodies with means for supporting objectives, supplementary lenses, filters, masks, or turrets
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B2003/0093—Simple or compound lenses characterised by the shape

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

본 발명은 광각 및 밝은 렌즈를 구현함과 동시에 컴팩트화를 달성하기 위하여, 광축을 따라 물체측으로부터 이미지측으로의 순서로, 제1 방향으로부터의 피사체를 나타내는 빛의 광경로를 굴절시켜 촬상소자로 향하게 하는 제1 반사부재를 포함하는 제1 렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제2 렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제3 렌즈군, 및 정의 굴절력을 가지는 제4 렌즈군을 구비하는 제1 광학계를 구비하며, 광각모드로부터 망원모드로 변배시, 상기 제1 렌즈군은 고정이고, 상기 제2 렌즈군은 이미지측으로 이동했다가 다시 물체측으로 이동하고, 상기 제3 렌즈군은 물체측으로 이동하며, 상기 제4 렌즈군은 포커싱을 수행하는 렌즈 광학계 및 이를 구비하는 디지털 카메라 모듈을 제공한다.
광학 줌 배율, 듀얼 광학계, 셀프 촬영, 영상 통화

Description

초소형 렌즈 광학계 및 이를 구비하는 디지털 카메라 모듈{Compact Lens Optical System and Digital Camera Module Comprising the Same}
본 발명은 초소형 렌즈 광학계 및 이를 구비하는 디지털 카메라 모듈에 관한 것이며, 보다 상세하게는 초소형 디지털 카메라와 이동통신기기에 적합한 초소형 렌즈 광학계 및 이를 구비하는 디지털 카메라 모듈에 관한 것이다.
최근 들어 디지털 카메라가 점차 작고, 얇아지고 있는 추세이다. 이를 위하여 많은 카메라가 굴절 광학계를 채용하고 있다. 또한 많은 디지털 카메라가 편의성을 향상시키기 위하여 줌 광학계를 채용하고 있다. 그런데, 디지털 카메라가 작고 얇아질수록 디지털 카메라의 내부 공간은 줄어들기 때문에 줌 광학계만으로 조절할 수 있는 초점거리는 한계가 있다. 즉, 광학 줌 배율을 늘리는 데 한계가 있다. 따라서 줌 광학계와 더불어 광각의 단초점 광학계를 동시에 채용할 필요가 있으나, 두 개의 광학계를 위해서는 두 개의 센서가 필요하므로 부피가 커지고 제조 비용이 증가하는 단점이 있다.
한편, 휴대용 이동 통신 기기의 보급이 일반화됨에 따라, 기본 통신 기능뿐 아니라, 관련된 부가 기능에 대한 사용자의 요구가 다양해지고 있으며, 무선 인터 넷 통신 기능이나 디지털 카메라 기능이 부가된 이동통신기기에 대한 수요가 증가하고 있다.
최근에는 무선 인터넷 통신 기능과 디지털 카메라 기능을 결합 이용하여 영상 통화 및 사진 촬영이 가능한 카메라 폰과 같은 이동통신기기가 등장하고 있다.
이러한 이동통신기기는 두 개의 카메라 모듈, 즉, 영상통화에 사용되는 카메라 모듈과 일반 사진 촬영에 사용하는 카메라 모듈을 구비하게 된다. 왜냐하면 영상통화용 촬영 및 일반 사진촬영에 있어서, 각각의 경우에 피사체의 위치가 이동통신기기의 화면에 대해 반대에 위치하기 때문이다. 이와 같이 두 개의 카메라 모듈을 구성하려면 두 개의 광학계와 두 개의 이미지 센서가 필요하며, 또한 이들을 사용자의 요구에 부응하여 고화소, 고기능으로 구현하는데 있어서 그 제조비용이 증가하게 된다.
본 발명은 굴곡 광학계가 갖추기 힘든 광각 및 밝은 렌즈를 구현함과 동시에 굴곡 광학계의 특징인 컴팩트화를 달성할 수 있는 렌즈 광학계 및 이를 구비하는 디지털 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 광축을 따라 물체측으로부터 이미지측으로의 순서로, 제1 방향으로부터의 피사체를 나타내는 빛의 광경로를 굴절시켜 촬상소자로 향하게 하는 제1 반사부재를 포함하는 제1 렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제2 렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제3 렌즈군, 및 정의 굴절력을 가지는 제4 렌즈군을 구비하는 제1 광학계를 구비하며, 광각모드로부터 망원모드로 변배시, 상기 제1 렌즈군은 고정이고, 상기 제2 렌즈군은 이미지측으로 이동했다가 다시 물체측으로 이동하고, 상기 제3 렌즈군은 물체측으로 이동하며, 상기 제4 렌즈군은 포커싱을 수행하는 렌즈 광학계가 개시된다.
상기 제1 렌즈군은 물체측으로부터 이미지측의 순서로 볼록면을 물체쪽으로돌린 메니스커스 오목렌즈, 직각 프리즘 및 적어도 하나의 정의 굴절력을 가지는 렌즈를 구비할 수 있다.
상기 제3 렌즈군은 제1 양볼록렌즈(double-convex lens), 및 제2 양볼록렌즈와 양오목렌즈(double-concave lens)의 접합렌즈를 구비할 수 있다. 상기 제3 렌즈군은 적어도 한 매의 비구면 렌즈를 구비할 수 있다.
이 렌즈 광학계는 다음의 수학식을 만족할 수 있다.
40 < v32 < 47
여기서, v32는 상기 제3 렌즈군의 접합렌즈 중 상기 제2 양볼록렌즈의 아베수를 나타낸다.
이 렌즈 광학계는 다음의 수학식을 만족할 수 있다.
-0.1 < nd32-nd33 < 0.1
여기서, nd32는 상기 제3 렌즈군의 접합렌즈 중 상기 제2 양볼록렌즈의 d선에 대한 굴절율을, nd33은 상기 제3 렌즈군의 접합렌즈 중 상기 양오목렌즈의 d선에 대한 굴절율을 나타낸다.
이 렌즈 광학계는 다음의 수학식을 만족할 수도 있다.
1.4 < |f3/fw| < 1.8
여기서, f3은 제3 렌즈군의 초점거리를, fw는 광각단의 초점거리를 나타낸다.
상기 제4 렌즈군은 적어도 한 매의 비구면 렌즈를 구비할 수 있다.
이 렌즈 광학계는 제2 광학계를 더 구비할 수 있다. 제2 광학계는 제2 방향으로부터의 피사체의 나타내는 빛의 광경로를 선택적으로 굴절시켜 상기 촬상소자로 향하게 하는 제2 반사부재를 포함하며, 적어도 하나의 광학 소자를 상기 제1 광학계와 공유할 수 있다.
상기 제1 광학계는 줌렌즈 광학계이며, 상기 제2 광학계는 상기 줌렌즈 광학계보다 더 짧은 초점거리를 가지는 단초점 광학계일 수 있다.
상기 제1 광학계와 상기 제2 광학계가 공유하는 광학소자는 상기 제1 광학계의 제3 렌즈군과 제4 렌즈군, 및 상기 촬상소자를 구비하며, 상기 제2 광학계는, 광축을 따라 물체측으로부터 이미지측으로의 순서로, 상기 제2 반사부재를 포함하며 부의 굴절력을 가지는 제1 렌즈군, 상기 제3 렌즈군, 상기 제4 렌즈군 및 상기 촬상소자를 구비할 수 있다.
상기 제2 광학계의 상기 제1 렌즈군은 적어도 한 매 이상의 비구면 렌즈를 구비하며, 광축을 따라 물체측으로부터 이미지측으로의 순서로, 양오목렌즈, 양볼록렌즈 및 제2 반사부재를 구비할 수 있다.
상기 제1 방향 및 상기 제2 방향은 동일하지 않은 축 상에서 서로 반대되게 배치될 수 있다. 이와 달리, 상기 제1 방향 및 상기 제1 방향은 동일하지 않은 축 상에서 서로 같은 방향에 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기한 제1 광학계 및 제2 광학계를 구비하며, 상기 제1 광학계는 일반 촬영모드에서 사용되고 상기 제2 광학계는 셀프 촬영 또는 영상 통화 모드에서 사용되는 디지털 카메라 모듈이 개시된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 광각모드, 중간모드, 망원모드 및 초광각모드에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 광학계를 개략적으로 도시한 것이다.
이 실시예에 따른 렌즈 광학계는 제1 광학계와 제2 광학계를 구비한다. 일 실시예로서, 제1 광학계는 광각모드(wide mode), 보통모드(normal mode), 및 망원모드(tele mode)를 각각 가지는 줌 렌즈 광학계일 수 있다. 제2 광학계는 초광각의 단초점 광학계일 수 있다.
이 실시예에서의 제1 광학계는 네 개의 렌즈군(G1-1, G1-2, G1-3, G1-4)으로 구성된다. 제1 광학계는, 물체측으로부터 이미지축으로의 순서로, 제1 렌즈군(G1-1), 제2 렌즈군(G1-2), 제3 렌즈군(G1-3), 및 제4 렌즈군(G1-4)을 구비한다.
제1 렌즈군(G1-1)은 제1 입사렌즈(11), 제1 반사부재(12) 및 메니스커스 볼록렌즈(13)를 구비할 수 있다. 제1 반사부재(12)는 제1 방향으로부터의 피사체를 나타내는 빛의 광경로를 90˚만큼 굴절시켜 촬상소자로 향하게 한다. 제1 반사부재(12)는 프리즘일 수도 있고 이와 달리 반사 미러일 수도 있다. 제1 입사렌즈(61)는 메니스커스 오목렌즈(negative meniscus)일 수 있다. 제1 렌즈군(G1-1)의 1매의 렌즈(13)는 정의 굴절력을 가진다.
제1렌즈군은 물체측으로부터 광축에 따라 물체측에 볼록면을 돌린 메니스커스 오목렌즈와 광로를 90˚ 접어 구부리는 직각 프리즘, 정의 굴절력을 가지는 렌즈로 구성될 수 있다. 이 구성에 의하여, 제1렌즈군으로 발생하는 축상 색수차 및 배율 색수차를 양호하게 보정하는 것이 가능해진다.
이 실시예에서 제1 렌즈군(G1-1)은 부의 굴절력을 가진다. 하지만 제1 렌즈군은 파워가 작아 정의 굴절력을 가질 수도 있고 부의 굴절력을 가질 수도 있다. 제1 렌즈군(G1-1)은 광각 모드에서 망원 모드로의 변배(zooming)시 고정되어 있다.
제2 렌즈군(G1-2)은 부의 굴절력을 가진다. 제2 렌즈군(G1-2)은 2매의 렌즈들(21, 22)로 구성될 수 있다. 여기서, 2매의 렌즈는 1매의 양오목렌즈(double-concave lens)(21)와 1매의 매니스커스 볼록렌즈(positive meniscus lens)(22)일 수 있다. 제2 렌즈군(G1-2)은 광각 모드에서 망원 모드로의 변배시 이미지측으로 이동했다가 다시 물체측으로 이동한다.
제2 렌즈군(G1-2)과 제3 렌즈군(G1-3)의 사이에는 조리개(ST)가 위치한다.
제3 렌즈군(G1-3)은 정의 굴절력을 가진다. 제3 렌즈군(G1-3)은 3매의 렌즈들(31, 32, 33)로 구성될 수 있다. 여기서, 3매의 렌즈는 2매의 제1 및 제2 양볼록렌즈(double-concave lens)(31, 32)와 1매의 양오목렌즈(33)일 수 있다. 제2 양 볼록렌즈(32)와 양오목렌즈(33)은 접합된 접합렌즈으로 구성되어 색수차 제거에 용이하다. 제3 렌즈군(G1-3)는 광각 모드에서 망원 모드로의 변배시 물체측으로 이동한다. 제1 양볼록렌즈(31)는 양면이 모두 비구면이다. 그럼으로써 구면수차를 최소화시킬 수 있다.
제4 렌즈군(G1-4)은 정의 굴절력을 가진다. 제4 렌즈군(G1-4)은 양볼록렌즈 (41)일 수 있다. 양볼록렌즈(41)의 일면(S19)는 비구면이다. 제4 렌즈군(G1-4)은 광각 모드에서 망원 모드로의 변배시 물체측으로부터 상측으로 약간 이동한다. 제4 렌즈군(G1-4)은 오토 포커싱 기능을 수행할 수 있다. 이미지측에 가장 가까운 렌즈군의 굴절력을 정으로 하고 비구면을 배치함으로써 CCD와 같은 고체 촬상 소자에서 요구되는 텔레센트릭(telecentric)이 가능하게 된다. 즉, 촬상면의 주변부에 입사되는 광원의 입사각을 촬상면의 수직에 가깝게 입사하도록 구성할 수 있다.
제1 광학계는 위에서 설명한 제1 렌즈군 내지 제4 렌즈군(G1-1, G1-2, G1-3, G1-4)에 의하여 전체 광학계의 전장(entire length)을 최소화하고 주밍 변배시 각 렌즈군의 이동량을 작게 하여 광학계의 소형화에 유리하다.
제1 광학계는 하기의 수학식 1을 만족할 수 있다.
40 < v32 < 47
여기서, v32는 상기 제3 렌즈군(G1-3)의 접합렌즈 중 상기 제2 양볼록렌즈(32)의 아베수를 나타낸다.
상기 수학식 1은 제3 렌즈군(G1-3)에서 발생하는 색수차를 효과적으로 보정 하기 위한 조건식이다. 만약 제2 양볼록렌즈(32)가 47 이상의 큰 아베수를 가질 경우 굴절력이 작게 되어 파워가 작아지고 전장이 길어진다. 그러므로 소형화를 위하여 전장을 줄이는데 불리해진다. 반면, 제2 양볼록렌즈(32)가 40 이하의 작은 아베수를 가질 경우 광각단까지 비점수차는 적지만 구면수차는 크게 되어 성능이 저하된다. 상기 수학식 1을 만족할 경우, 제1 광학계의 광각단에서의 배츌 색수차를 양호하게 보정할 수 있고, 망원단에서의 축상 색수차를 양호하게 보정할 수 있다.
제1 광학계는 수학식 2를 만족할 수 있다.
-0.1 < nd32-nd33 < 0.1
여기서, nd32는 상기 제3 렌즈군(G1-3)의 접합렌즈 중 상기 제2 양볼록렌즈(32)의 D선에 대한 굴절율을, nd33은 상기 제3 렌즈군(G1-3)의 접합렌즈 중 상기 양오목렌즈(33)의 D선에 대한 굴절율을 나타낸다.
이 수학식 2는 제3 렌즈군(G1-3)의 접합렌즈의 색수차를 감소시키고, 상면 만곡을 평탄화시키기 위한 조건식이다. 만약 상기 굴절율 차가 -0.1 이하이면 상면 만곡이 심화되게 되고 접합렌즈의 파워가 작게 되어 전장이 길어지게 된다. 반면, 굴절율 차가 0.1 이상이면 부의 굴절력을 가진 양오목렌즈(33)의 굴절력이 작아져 전장이 길어짐으로써 소형화에 불리하다.
수학식 2를 만족할 경우, 굴절율 차가 조절되어 페쯔발(petzval)합이 작게 되고, 제3 렌즈군(G1-3)의 초점 위치를 물체측에 배치함으로써 전장을 소형화시킬 수 있다.
제1 광학계는 하기의 수학식 3을 만족할 수 있다.
1.4 < |f3/fw| < 1.8
여기서, f3은 제3 렌즈군(G1-3)의 초점거리를, fw는 광각 모드의 초점거리를 나타낸다.
수학식 3은 렌즈군의 초점거리와 광각단의 초점거리를 규정하는 조건식이다. 광각단의 초점거리에 대한 제3 렌즈군(G1-3)의 초점거리의 비가 1.4 이하일 경우, 3배 이상의 변배비를 얻기 어렵고, 제2 렌즈군(G1-2)의 파워가 증가하고, 페쯔발 합이 과잉 보정되고, 잔존 구면 수차가 커진다. 반면, 상기 초점거리의 비가 1.8 이상일 경우, 전장이 길어져 소형화에 불리하다. 앞에서 설명한 바와 같이, 제3 렌즈군(G1-3)에 적어도 한 매의 비구면 렌즈가 구비됨으로써 구면 수차를 최소화시킬 수 있다.
도 1에 도시된 렌즈 광학계에서의 수학식 1에서의 v32(상기 제3 렌즈군의 접합렌즈 중 상기 제2 양볼록렌즈(32)의 아베수)는 46.5로서, 상기 수학식 1의 조건을 만족한다. 또한, 수학식 2에서의 nd32-nd33(굴절율 차이)는 0.02로서, 상기 수학식 2의 조건을 만족한다. 또한, 수학식 3에서의 |f3/fw| (초점거리의 비)는 1.6으로서 상기 수학식 3의 조건을 만족한다.
표 1은 도 1에 도시된 실시예의 제1 광학계의 설계 데이터를 나타낸다.
렌즈면 R D Nd Vd
OBJ INFINITY
S1 145.419 0.6 1.92286 20.9
S2 12.923 1.246
S3 INFINITY 3.537 1.83400 37.4
S4 INFINITY 0
S5 INFINITY 3.537
S6 INFINITY 0.1
S7 17.921 1.31 1.90366 31.3
S8 101.998 D1
S9 -23.107 0.5 1.49700 81.6
S10 8.161 1.184 1.92286 20.9
S11 12.522 D2
ST: INFINITY 0.2
S13* 6.533 1.138 1.82080 42.7
S14* -31.432 1.075
S15 11.4 1.425 1.80420 46.5
S16 -6.151 0.4 1.78472 25.7
S17 3.946 D3
S18 49.723 1.5 1.76802 49.2
S19* -10.989 D4
S20 INFINITY 0.5 1.51680 64.2
S21 INFINITY 0.4
IMG INFINITY 0.002
여기서, R은 곡률반경을, D는 렌즈 중심 두께 또는 렌즈와 렌즈 사이의 간격을, Nd는 소재의 굴절율, Vd는 소재의 아베수를 나타낸다. 렌즈면에 있는 '*'표시는 비구면임을 나타낸다.
제2 광학계는 세 개의 렌즈군으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 제2 광학계는, 물체측으로부터 이미지측으로의 순서로, 제1 렌즈군(G2-1), 제2 렌즈군(G2-2) 및 제3 렌즈군(G2-3)을 구비한다. 제2 광학계는 초광각의 단초점 광학계이다.
제2 광학계의 제1 렌즈군(G2-1)은 1매의 양오목렌즈(61), 1매의 양볼록렌즈(62) 및 제2 반사부재(63)로 구성될 수 있다. 제2 입사렌즈(61)는 양오목렌즈이다. 이러한 제2 광학계의 제1 렌즈군(G2-1)은 부의 굴절력을 가진다.
제2 입사렌즈(111)는 제1 광학계의 제1 입사렌즈(11)가 향하는 방향과 반대 방향을 향한다. 즉, 초광각의 단초점 광학계인 제2 광학계는 제1 광학계와 반대 방향에 있는 피사체를 촬영하는데 사용된다.
제2 반사부재(63)는 제2 방향으로부터의 피사체광의 광경로를 선택적으로 굴절시켜 촬상소자로 향하게 한다. 예를 들면, 제2 반사부재(63)가 제1 광학계의 제2 렌즈군(G1-2)과 제3 렌즈군(G1-3)의 사이에 배치되도록 이동하면 제2 방향으로부터 입사된 피사체광(OBJ2)이 촬상소자에 맺히는 반면, 제2 반사부재(63)가 제1 광학계로부터 벗어나도록 이동하면 제1 방향으로부터 입사된 피사체광(OBJ1)이 촬상소자에 맺힌다. 제2 반사부재(63)는 회동 가능한 반사 미러일 수도 있고, 이동 가능한 프리즘일 수도 있다.
제2 광학계의 제2 렌즈군(G2-2)은 제1 광학계의 제3 렌즈군(G1-3)이다. 또한, 제2 광학계의 제3 렌즈군(G2-3)은 제1 광학계의 제5 렌즈군(G1-5)이다. 즉, 제1 광학계와 제2 광학계는 두 개의 렌즈군(G1-3, G1-4) 및 촬상소자(52)를 공유한다.
제1 광학계가 사용되는 제1 광학모드에서는 일 방향에서 제1 입사렌즈(11)를 통하여 들어오는 피사체광(OBJ1)이 제1 반사부재(12)에서 90˚로 굴절되어 촬상소자(52)로 향한다. 예를 들면, 디지털 카메라나 카메라 폰에서 제1 광학 모드는 제1 광학계를 사용하여 촬영자가 다른 사물을 촬영할 때 사용될 수 있다.
반면, 제2 광학계가 사용되는 제2 광학모드에서는 촬영자가 자신을 셀프 촬영하거나 영상 통화할 수 있다. 왜냐하면, 제2 광학계는 반대 방향에서 제2 입사렌즈(61)를 통하여 들어오는 피사체광(OBJ2)을 촬영할 수 있기 때문이다.
이 실시예에서, 제1 광학 모드와 제2 광학 모드 사이의 절환은 제2 반사 부재(63)의 회전에 의하여 이루어진다. 예를 들면, 제2 광학 모드에서는 제2 반사 부재(63)가 45˚ 회동하여 피사체광(OBJ2)이 촬상소자(52)로 향하는 반면, 제1 광학 모드에서는 제2 반사부재(63)가 양볼록렌즈(62)에 근접하게 회동하여 반대 방향으로부터의 피사체광(OBJ1)이 제1 반사 부재(12)에 의해 굴절되고 촬상소자(52)로 향한다.
한편, 제2 광학계의 초점거리는 제1 광학계의 광각모드의 초점거리보다 짧다. 앞서 설명한 바와 같이 제2 광학계는 셀프 촬영 또는 영상 통화 시 사용되는데, 사용자는 카메라 모듈과 가깝게 위치되기 때문에 이 경우에는 화각이 클수록 좋다. 이 실시예에서 제2 광학계의 초점거리는 제1 광학계의 광각모드의 초점거리보다 짧다. 따라서 초광각으로 촬영이 가능하므로 셀프 촬영 또는 영상 통화에 적합하다. 또한, 셀프 촬영 또는 영상 통화에 사용되는 제2 광학계는 제1 광학계가 사용하는 촬상소자를 공유한다. 그러므로 고화소로 셀프 촬영 또는 영상 통화가 가능해진다.
표 2는 도 1에 도시된 실시예의 제2 광학계의 설계 데이터를 나타낸다.
렌즈면 R D Nd Vd
OBJ INFINITY
S1* -28.579 0.6 1.9037 31.3
S2* 6.7 1.356 -
S3 50 1.644 1.9229 20.9
S4* -17.635 9.996 -
ST: INFINITY 0.2 -
S6* 6.533 1.138 1.8208 42.7
S7* -31.432 1.075 -
S8 11.4 1.425 1.8042 46.5
S9 -6.151 0.4 1.7847 25.7
S10 3.946 D3 -
S11 49.723 1.5 1.7680 49.2
S12* -10.989 D4 -
S13 INFINITY 0.5 1.5168 64.2
S14 INFINITY 0.4
IMG INFINITY -0.012
여기서, R은 곡률반경을, D는 렌즈 중심 두께 또는 렌즈와 렌즈 사이의 간격을, Nd는 소재의 굴절율, Vd는 소재의 아베수를 나타낸다. 렌즈면에 있는 '*'표시는 비구면임을 나타낸다.
도 1에 도시된 렌즈 광학계는 적어도 하나의 비구면 렌즈를 포함하여 구면 수차를 보정할 수 있다. 여기에 나오는 비구면의 정의를 나타내면 다음과 같다.
비구면 형상은 촬상 소자를 향하는 광축 방향을 x축으로 하고, 광축에 대해 수직한 방향(피사체광이 입사렌즈를 통해 입사하는 방향)을 y축으로 할 때, 광선의 진행 방향을 정(positive)으로 하여 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다.
Figure 112009077579547-PAT00001
여기서, x는 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리를, y는 광축에 대해 수직한 방향으로의 거리를, K는 코닉 상수(conic constant)를, A, B, C, D는 비구 면 계수를, c'는 렌즈의 정점에 있어서의 곡률 반경의 역수(1/R)를 각각 나타낸다.
다음의 표 3은 도 1에 도시된 실시예에 따른 렌즈 광학계에서의 비구면 계수를 나타낸다.
렌즈면 K A B C D
제1
광학계		 S13 -0.995365 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S14 -39.709464 5.9965E-05 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S19 0.824144 5.5604E-04 -5.3501E-06 0.0000E+00 0.0000E+00
제2 광학계 S1 -1 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
S2 -1 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
S4 6.79156 5.03E-05 1.24E-06 0.00E+00 0.00E+00
다음의 표 4는 도 1에 도시된 실시예에 따른 렌즈 광학계에서의 주밍시 가변 거리에 대한 데이터이다.
광각 모드 보통 모드 망원 모드 초광각 모드
EFL 6.5001 10.7248 18.5232 5.2003
2w 60.14 36.23 21.4 71.8
Fno 3.0875 4.2459 6.0656 2.5629
D1 1.744 2.986 0.946 -
D2 10.496 5.139 1 -
D3 6.219 11.342 18.179 2
D4 2.888 1.86 1.2 4.778
EFL은 전체 렌즈계의 합성초점거리를, Fno는 F넘버를, 2w는 전(full)화각을, D1은 제1 렌즈군(G1-1)과 제2 렌즈군(G1-2) 사이의 간격을, D2는 제2 렌즈군(G1-2)과 제3 렌즈군(G1-3) 사이의 간격을, D3은 제3 렌즈군(G1-3)과 제4 렌즈군(G1-4) 사이의 간격을, D4는 제4 렌즈군(G1-4)과 적외선 필터(51) 사이의 간격을 나타낸다.
도 2 내지 5는 도 1에 도시된 렌즈 광학계의 광각 모드, 보통 모드, 망원 모드, 및 초광각 모드에서의 구면수차, 상면만곡(astigmatic field curves), 및 왜곡수차(distortion)를 각각 보여준다.
앞에서는 제1 광학계와 제2 광학계를 모두 구비하는 렌즈 광학계를 설명하였으나, 본 발명의 보호범위는 이에 한정되지 아니한다. 즉, 줌 렌즈 광학계인 제1 광학계만으로 이루어진 렌즈 광학계의 실시예도 가능하다.
도 6은 광각모드, 중간모드, 망원모드 및 초광각모드에서의 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 광학계를 개략적으로 도시한 것이다.
이 실시예에 따른 제1 광학계의 제1 렌즈군(G11-1) 및 제3 렌즈군(G11-3)의 각각은 도 1에 도시된 제1 광학계의 제1 렌즈군(G1-1) 및 제3 렌즈군(G1-3)의 각각과 대체로 유사하다.
이 실시예에 따른 제1 광학계의 제2 렌즈군(G11-2)은 도 1에 도시된 제1 광학계의 제2 렌즈군(G1-2)과 달리 1매의 양오목렌즈(121)로 이루어져 있다.
이 실시예에 따른 제1 광학계의 제4 렌즈군(G11-4)은 도 1에 도시된 제1 광학계의 제4 렌즈군(G1-4)과 달리 메니스커스 볼록렌즈(41)로 이루어져 있다.
도 6에 도시된 렌즈 광학계에도 도 1에 도시된 렌즈 광학계에서의 1, 2 및 3에 대한 설명이 동일하게 적용될 수 있다.
표 5는 도 6에 도시된 실시예의 제1 광학계의 설계 데이터를 나타낸다.
렌즈면 R D Nd Vd
OBJ INFINITY -
S1 35.734 0.6 1.7269 35.1
S2 11.405 1.715 - -
S3 INFINITY 3.953 1.8340 37.4
S4 INFINITY 0 - -
S5 INFINITY 3.953 1.8340 37.4
S6 INFINITY 0.5 - -
S7 10.328 1.055 1.9230 20.9
S8* 15.136 D1 - -
S9 -25.832 0.5 1.4970 81.6
S10 13.646 D2 - -
ST: INFINITY 0.3 - -
S12* 5.167 1.282 1.5560 69.2
S13* -24.392 0.101 - -
S14 6.605 1.296 1.8780 41.1
S15 -9.318 0.4 1.7843 31.6
S16 3.508 D3 - -
S17 -45.364 1.159 1.7348 51.4
S18* -9.563 D4 - -
S19 INFINITY 0.5 1.5168 64.2
S20 INFINITY 0.4 - -
IMG INFINITY - -
여기서, R은 곡률반경을, D는 렌즈 중심 두께 또는 렌즈와 렌즈 사이의 간격을, Nd는 소재의 굴절율, Vd는 소재의 아베수를 나타낸다. 렌즈면에 있는 '*'표시는 비구면임을 나타낸다.
이 실시예에 따른 제2 광학계의 물체측으로부터 두 번째의 렌즈(162)는 도1에 도시된 제2 광학계에서와 달리 메니스커스 볼록렌즈이다.
도 1에 도시된 실시예에서 설명한 바와 같이, 이 실시예에서 제1 광학계가 사용되는 제1 광학모드는 디지털 카메라나 카메라 폰에서 제1 광학계를 사용하여 촬영자가 다른 사물을 촬영할 때 사용될 수 있다. 반면, 제2 광학계가 사용되는 제2 광학모드에서는 촬영자가 자신을 셀프 촬영하거나 영상 통화할 수 있다.
표 6은 도 6에 도시된 실시예의 제2 광학계의 설계 데이터를 나타낸다.
렌즈면 R D Nd Vd
OBJ INFINITY
S1* -25.668 0.6 1.4970 81.6
S2* 4.443 1.503 - -
S3 14.597 1.197 1.9229 20.9
S4 25.269 10 - -
ST: INFINITY 0.3 - -
S6* 5.167 1.282 1.5560 69.2
S7* -24.392 0.101 - -
S8 6.605 1.296 1.8780 41.1
S9 -9.318 0.4 1.7843 31.6
S10 3.508 D3 - -
S11 -45.364 1.159 1.7348 51.4
S12* -9.563 D4 - -
S13 INFINITY 0.5 1.5168 64.2
S14 INFINITY 0.407 - -
IMG INFINITY 0 - -
여기서, R은 곡률반경을, D는 렌즈 중심 두께 또는 렌즈와 렌즈 사이의 간격을, Nd는 소재의 굴절율, Vd는 소재의 아베수를 나타낸다. 렌즈면에 있는 '*'표시는 비구면임을 나타낸다.
다음의 표 7은 도 6에 도시된 실시예에 따른 렌즈 광학계에서의 비구면 계수를 나타낸다.
렌즈면 K A B C D
제1
광학계		 S8 -1 -2.06E-06 -1.74E-07 1.35E-08 0.00E+00
S12 -1 2.52E-05 6.67E-07 0.00E+00 0.00E+00
S13 0 4.04E-04 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
S18 3.03585 1.25E-03 -4.54E-07 6.94E-07 6.65E-09
제2 광학계 S1 -1 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
S2 -1 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
다음의 표 8은 도 6에 도시된 실시예에 따른 렌즈 광학계에서의 주밍시 가변 거리에 대한 데이터이다.
광각 모드 보통 모드 망원 모드 초광각 모드
EFL 6.3002 9.9603 17.6403 5.298
2w 61.3 38.22 22.4 70.98
Fno 3.225 4.1688 6.1442 3.157
D1 3.318 1.3 - 2
D2 4.5 1 - 9.357
D3 10.073 17.486 3.715 5.687
D4 2.895 1 5.646 3.755
EFL은 전체 렌즈계의 합성초점거리를, Fno는 F넘버를, 2w는 전화각을, D1은 제1 렌즈군(G11-1)과 제2 렌즈군(G11-2) 사이의 간격을, D2는 제2 렌즈군(G11-2)과 제3 렌즈군(G11-3) 사이의 간격을, D3은 제3 렌즈군(G11-3)과 제4 렌즈군(G11-4) 사이의 간격을, D4는 제4 렌즈군(G11-4)과 적외선 필터(151) 사이의 간격을 나타낸다.
한편, 도 6에 도시된 렌즈 광학계에서의 수학식 1에서의 v32(상기 제3 렌즈군(G11-3)의 접합렌즈 중 상기 제2 양볼록렌즈(132)의 아베수)는 41로서, 수학식 1의 조건을 만족한다. 수학식 2에서의 nd32-nd33(굴절율 차이)는 0.09로서, 수학식 2의 조건을 만족한다. 또한, 수학식 3에서의 |f3/fw| (초점거리의 비)는 1.5로서, 수학식 3의 조건을 만족한다.
도 7 내지 10은 도 6에 도시된 렌즈 광학계의 광각 모드, 보통 모드, 망원 모드, 및 초광각 모드에서의 구면수차, 상면만곡(astigmatic field curves), 및 왜곡수차(distortion)를 각각 보여준다.
앞에서는 제1 광학계와 제2 광학계를 모두 구비하는 렌즈 광학계를 설명하였으나, 본 발명의 보호범위는 이에 한정되지 아니한다. 즉, 줌 렌즈 광학계인 제1 광학계만으로 이루어진 렌즈 광학계의 실시예도 가능하다.
도 11은 광각모드, 중간모드, 망원모드 및 초광각모드에서의 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 렌즈 광학계를 개략적으로 도시한 것이다.
이 실시예에 따른 제1 광학계의 제1 렌즈군(G21-1)은 도 1 및 6에 도시된 제2 광학계의 제1 렌즈군(G1-1, G11-1)에 대체로 유사하다.
이 실시예에 따른 제1 광학계의 제2 렌즈군(G21-2)은 1매의 렌즈(221)로 이루어진다. 이 렌즈(221)는 메니스커스 오목렌즈일 수 있다.
이 실시예에 따른 제1 광학계의 제3 렌즈군(G21-3)은 이전의 실시예들과 달리 4매의 렌즈로 이루어진다. 제3 렌즈군(G21-3)은 물체측으로부터 이미지측의 순서로 양볼록렌즈(231), 메니스커스 볼록렌즈(232), 메니스커스 오목렌즈(233), 반대방향을 향하는 메니스커스 오목렌즈(234)로 배치될 수 있다.
이 실시예에 따른 제1 광학계의 제4 렌즈군(G21-4)은 1매의 양볼록렌즈(241)로 구성될 수 있다.
이 실시예에 따른 제2 광학계의 제1 렌즈군(G22-1)에는 물체측으로부터 이미지측으로의 순서로 제2 입사렌즈인 메니스커스 오목렌즈(261), 양볼록렌즈(262), 제2 반사부재(263)가 배치된다.
표 9는 도 11에 도시된 실시예의 제1 광학계의 설계 데이터를 나타낸다.
렌즈면 R D Nd Vd
OBJ INFINITY
S1 500 0.6 1.9037 31.3
S2 17.643 0.974 - -
S3 INFINITY 3.972 1.8340 37.4
S4 INFINITY 0 - -
S5 INFINITY 3.972 1.8340 37.4
S6 INFINITY 0.2 - -
S7* 10.288 1.129 2.0017 19.3
S8 16.533 D1 - -
S9 51.077 0.5 1.4970 81.6
S10 9.858 D2 - -
ST: INFINITY 0.2 - -
S12* 5.571 1.177 1.8513 40.1
S13* -92.857 0.1 - -
S14 6.54 0.933 1.8830 40.8
S15 24.729 0.45 1.9229 20.9
S16 3.458 0.548 - -
S17 -18.787 0.638 1.4970 81.6
S18 -300 D3 - -
S19* 20.882 1.466 1.8061 40.7
S20* -16.855 D4 - -
S21 INFINITY 0.5 1.5168 64.2
S22 INFINITY 0.4 - -
IMG INFINITY - -
여기서, R은 곡률반경을, D는 렌즈 중심 두께 또는 렌즈와 렌즈 사이의 간격을, Nd는 소재의 굴절율, Vd는 소재의 아베수를 나타낸다. 렌즈면에 있는 '*'표시는 비구면임을 나타낸다.
이 실시예에 따른 제2 광학계는 제2 입사렌즈가 향하는 제2 방향이 제1 방향과 동일한 방향이라는 점에서 이전의 실시예들과 큰 차이가 있다. 즉, 초광각의 단초점 광학계인 제2 광학계는 제1 광학계와 동일한 방향에 놓인 피사체를 촬영하는데 사용된다.
이 실시예에서, 제1 광학 모드와 제2 광학 모드 사이의 절환은 제2 반사 부재(263)의 회전에 의하여 이루어진다. 예를 들면, 제2 광학 모드에서는 제2 반사 부재(263)가 45˚ 회동하여 피사체광(OBJ2)이 촬상소자(252)로 향하는 반면, 제1 광학 모드에서는 제2 반사부재(263)가 양볼록렌즈(262)에 근접하게 회동하여 피사체광(OBJ1)이 제1 반사 부재(212)에 의해 굴절되고 촬상소자(252)로 향한다.
이 실시예에서 제2 광학계의 초점거리는 제1 광학계의 광각모드의 초점거리보다 짧다. 그러므로 제1 광학계와 동시에 제2 광학계를 채용하는 실시예에서의 광학 줌 배율이 줌 렌즈 광학계인 제1 광학계만 사용하는 실시예보다 더 커질 수 있다. 특히, 앞에서 설명한 바와 같은 제1 광학계의 설계 및 제2 광학계와 제2 광학계의 공유로 인해 광학계 전체의 부피를 증가시키지 않으면서도 높은 광학 줌 배율을 얻을 수 있게 된다.
표 10은 도 11에 도시된 실시예의 제2 광학계의 설계 데이터를 나타낸다.
렌즈면 R D Nd Vd
OBJ INFINITY
S1* -70.107 0.6 1.8830 40.8
S2* 5.973 1.127 - -
S3 15.196 1.773 1.9229 20.9
S4 -99.89 10.8 - -
ST: INFINITY 0.2 - -
S6* 5.571 1.177 1.8513 40.1
S7* -92.857 0.1 - -
S8 6.54 0.933 1.8830 40.8
S9 24.729 0.45 1.9229 20.9
S10 3.458 0.548 - -
S11 -18.787 0.638 1.4970 81.6
S12 -300 D3 - -
S13* 20.882 1.466 1.8061 40.7
S14* -16.855 D4 - -
S15 INFINITY 0.5 1.5168 64.2
S16 INFINITY 0.401
IMG INFINITY
여기서, R은 곡률반경을, D는 렌즈 중심 두께 또는 렌즈와 렌즈 사이의 간격을, Nd는 소재의 굴절율, Vd는 소재의 아베수를 나타낸다. 렌즈면에 있는 '*'표시는 비구면임을 나타낸다.
다음의 표 11은 도 11에 도시된 실시예에 따른 렌즈 광학계에서의 비구면 계수를 나타낸다.
렌즈면 K A B C D
제1
광학계		 S7 0.0000E+00 9.2588E-07 1.2235E-08 -4.1167E-08 1.3018E-09
S12 -4.4426E-01 -2.2316E-04 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S13 7.0643E+01 1.5013E-04 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S19 -1.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S20 -2.0999E+01 -1.4012E-04 3.6903E-06 0.0000E+00 0.0000E+00
제2 광학계 S1 -1 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
S2 -1 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
다음의 표 12는 도 11에 도시된 실시예에 따른 렌즈 광학계에서의 주밍시 가변 거리에 대한 데이터이다.
광각 모드 보통 모드 망원 모드 초광각 모드
EFL 6.8002 11.5599 19.0381 5.4004
2w 58.18 33.28 20.53 70.93
Fno 2.8486 3.9857 5.7252 2.7339
D1 0.962 2.1 0.714 -
D2 10.755 4.568 0.8 -
D3 4.771 10.947 17.64 2
D4 3.919 2.756 1.2 5.79
EFL은 전체 렌즈계의 합성초점거리를, Fno는 F넘버를, 2w는 전화각을, D1은 제1 렌즈군(G21-1)과 제2 렌즈군(G21-2) 사이의 간격을, D2는 제2 렌즈군(G21-2)과 제3 렌즈군(G21-3) 사이의 간격을, D3은 제3 렌즈군(G21-3)과 제4 렌즈군(G21-4) 사이의 간격을, D4는 제4 렌즈군(G21-4)과 적외선 필터(151) 사이의 간격을 나타낸다.
한편, 도 11에 도시된 렌즈 광학계에서의 1에서의 v32(상기 제3 렌즈군(G21-3)의 접합렌즈 중 상기 제2 양볼록렌즈(232)의 아베수)는 40.8로서, 1의 조건을 만족한다. 2에서의 nd32-nd33(굴절율 차이)는 -0.04로서, 2의 조건을 만족한다. 또한, 3에서의 |f3/fw| (초점거리의 비)는 1.7로서 3의 조건을 만족한다.
도 12 내지 15는 도 11에 도시된 렌즈 광학계의 광각 모드, 보통 모드, 망원 모드, 및 초광각 모드에서의 구면수차, 상면만곡(astigmatic field curves), 및 왜곡수차(distortion)를 각각 보여준다.
지금까지 설명한 실시예에서 촬상소자(52, 152, 252)는 피사체의 영상을 나타내는 빛을 받아 각 픽셀별로 전기적인 신호로 변환하는 것으로, CCD(charge coupled device) 또는CMOS(complementary metal oxide semiconductor)를 채용할 수 있다. 촬상소자(52, 152, 252)의 앞에는 적외선 필터(51, 151, 251)가 배치될 수 있다.
지금까지 설명한 실시예들에서의 제1 렌즈군 내지 제4 렌즈군을 이루는 렌즈 구성은 예시적인 것이며, 본 발명의 청구범위 내에서 광학적 성능이나 수차 등을 고려하여 당업자가 적절히 렌즈 개수나 종류를 변경할 수 있음을 이해하여야 할 것이다.
지금까지 설명한 렌즈 광학계들은 디지털 카메라 또는 이동통신기기에 디지털 카메라 모듈로 채용될 수 있다. 이동통신기기는 예를 들면, 카메라 폰일 수 있다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 카메라 모듈을 채용한 이동통신기기(1000)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예에 의한 이동통신기기(1000)는 본 발명의 실시예에 의한 디지털 카메라 모듈을 내장하고 있다. 디지털 카메라 모듈은 본 발명의 실시예들에 따른 듀얼 렌즈 광학계 뿐만 아니라 상기 선택된 광학 모드에 해당하는 구성이 되도록 반사부재를 가동하는 구동부(미도시)를 구비한다. 이동통신기기(1000)에는 제1 광학 모드 또는 제2 광학 모드 중 어느 하나를 선택하는 모드선택부(미도시) 및 촬상소자(1)로부터의 전기적 신호를 영상 신호로 연산하여 디스플레이 하는 영상처리부(미도시)가 구비될 수있다. 모드 선택은 예를 들어 버튼부(1600)를 통한 입력으로 이루어질 수 있다. 영상처리부에서 처리되어 나타난 영상은 화면(1400)을 통해 사용자가 볼 수 있도록 나타난다.
이동통신기기(1000)의 안쪽면, 즉, 화면(1400)이 보이는 면에 커버글래스(1200)가 설치될 수 있다. 도 1, 6 및 11에서 설명된 실시예들 중 어느 하나의 듀얼 렌즈 광학계가 이동통신기기(1000) 내부에 구비될 때, 커버글래스(1200)를 통해 피사체의 상을 나타내는 빛이 듀얼 렌즈 광학계로 입사된다. 또한, 도면에는 도시되어 있지 않으나 이동통신기기(1000)의 겉면, 즉, 화면(1400)의 이면 쪽에도 후면 커버글래스가 마련될 수 있다. 도 1, 6 및 11에 도시된 듀얼 렌즈 광학계는 촬상 광학계를 전체적으로 움직이지 않고서도 서로 반대 방향에 놓인 피사체 들 중 어느 한 피사체의 상을 선택적으로 촬영할 수 있으므로, 사용자는 화면(1400)에 대해 서로 반대쪽에 위치하는 피사체광들(OBJ1, OBJ2)에 대해 화면(1400)을 보는 상태로 선택적으로 촬영하는 것이 가능하다.
이러한 본 발명의 이동통신기기(1000)는 예를 들어, 한 개의 카메라 모듈을 구비하면서도 영상통화 및 사진촬영이 가능한 이동통신기기로 응용될 수 있다. 즉, 영상 통화 모드 또는 셀프 촬영 모드에서는 제1 광학 모드를 선택하여 사용자가 화면(1400)을 통해 나타나는 상대방의 영상 또는 자신의 영상(OBJ2)을 보는 위치에서 사용자의 이미지가 촬영될 수 있으며, 일반 촬영모드에서는 사용자가 화면(1400)을 통해 나타나는 다른 피사체(OBJ1)의 영상을 보면서 촬영할 수 있다.
이러한 본원 발명인 촬상 광학계 및 이를 채용한 이동통신기기는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 광각모드, 중간모드, 망원모드 및 초광각모드에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 광학계를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 렌즈 광학계의 광각모드에서의 수차도들을 도시한 그래프이다.
도 3은 도 1에 도시된 렌즈 광학계의 보통모드에서의 수차도들을 도시한 그래프이다.
도 4는 도 1에 도시된 렌즈 광학계의 망원모드에서의 수차도들을 도시한 그래프이다.
도 5는 도 1에 도시된 렌즈 광학계의 초광각모드에서의 수차도들을 도시한 그래프이다.
도 6은 광각모드, 중간모드, 망원모드 및 초광각모드에서의 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 광학계를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 도 6에 도시된 렌즈 광학계의 광각모드에서의 수차도들을 도시한 그래프이다.
도 8은 도 6에 도시된 렌즈 광학계의 보통모드에서의 수차도들을 도시한 그래프이다.
도 9는 도 6에 도시된 렌즈 광학계의 망원모드에서의 수차도들을 도시한 그래프이다.
도 10은 도 6에 도시된 렌즈 광학계의 초광각모드에서의 수차도들을 도시한 그래프이다.
도 11은 광각모드, 중간모드, 망원모드 및 초광각모드에서의 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 렌즈 광학계를 개략적으로 도시한 것이다.
도 12는 도 11에 도시된 렌즈 광학계의 광각모드에서의 수차도들을 도시한 그래프이다.
도 13은 도 11에 도시된 렌즈 광학계의 보통모드에서의 수차도들을 도시한 그래프이다.
도 14는 도 11에 도시된 렌즈 광학계의 망원모드에서의 수차도들을 도시한 그래프이다.
도 15는 도 11에 도시된 렌즈 광학계의 초광각모드에서의 수차도들을 도시한 그래프이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 카메라 모듈을 채용한 이동통신기기의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
52, 152, 252: 촬상소자 11, 111, 211: 제1 입사렌즈
12, 112, 212: 제1 반사부재 61, 161, 261: 제2 입사렌즈
63, 163, 263: 제2 반사부재
G1-1, G11-1, G21-1: 제1 광학계의 제1 렌즈군
G1-2, G11-2. G21-2: 제1 광학계의 제2 렌즈군
G1-3, G11-3. G21-3: 제1 광학계의 제3 렌즈군
G1-4, G11-4. G21-4: 제1 광학계의 제4 렌즈군
G2-1, G12-1, G22-1: 제2 광학계의 제1 렌즈군
G2-2, G12-2, G22-2: 제2 광학계의 제2 렌즈군
G2-3, G12-3, G22-3: 제2 광학계의 제3 렌즈군

Claims (14)

  1. 광축을 따라 물체측으로부터 이미지측으로의 순서로, 제1 방향으로부터의 피사체를 나타내는 빛의 광경로를 굴절시켜 촬상소자로 향하게 하는 제1 반사부재를 포함하는 제1 렌즈군, 부의 굴절력을 가지는 제2 렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제3 렌즈군, 및 정의 굴절력을 가지는 제4 렌즈군을 구비하는 제1 광학계를 구비하며,
    광각모드로부터 망원모드로 변배시, 상기 제1 렌즈군은 고정이고, 상기 제2 렌즈군은 이미지측으로 이동했다가 다시 물체측으로 이동하고, 상기 제3 렌즈군은 물체측으로 이동하며, 상기 제4 렌즈군은 포커싱을 수행하는 렌즈 광학계.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈군은 물체측으로부터 광축에 따라 물체측에 볼록면을 돌린 메니스커스 오목렌즈, 광경로를 90˚ 굴절시켜 상기 촬상소자로 향하게 하는 직각 프리즘, 및 적어도 하나의 정의 굴절력을 가지는 렌즈를 구비하는 렌즈 광학계.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 렌즈군은 제1 양볼록렌즈(double-convex lens), 및 제2 양볼록렌즈와 양오목렌즈(double-concave lens)의 접합렌즈를 구비하는 렌즈 광학계.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제3 렌즈군은 적어도 한 매의 비구면 렌즈를 구비하는 렌즈 광학계.
  5. 제3 항에 있어서,
    하기의 수학식들을 만족하는 렌즈 광학계.
    40 < v32 < 47
    여기서, v32는 상기 제3 렌즈군의 접합렌즈 중 상기 제2 양볼록렌즈의 아베수를 나타낸다.
    -0.1 < nd32-nd33 < 0.1
    여기서, nd32는 상기 제3 렌즈군의 접합렌즈 중 상기 제2 양볼록렌즈의 d선에 대한 굴절율을, nd33은 상기 제3 렌즈군의 접합렌즈 중 상기 양오목렌즈의 d선에 대한 굴절율을 나타낸다.
  6. 제1 항에 있어서,
    하기의 수학식을 만족하는 렌즈 광학계.
    1.4 < |f3/fw| < 1.8
    여기서, f3은 제3 렌즈군의 초점거리를, fw는 광각단의 초점거리를 나타낸다.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제4 렌즈군은 적어도 한 매의 비구면 렌즈를 구비하는 렌즈 광학계.
  8. 제1 항에 있어서,
    제2 방향으로부터의 피사체의 나타내는 빛의 광경로를 선택적으로 굴절시켜 상기 촬상소자로 향하게 하는 제2 반사부재를 포함하며, 적어도 하나의 광학 소자를 상기 제1 광학계와 공유하는 제2 광학계를 더 구비하는 렌즈 광학계.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 광학계는 줌렌즈 광학계이며, 상기 제2 광학계는 상기 줌렌즈 광학계보다 더 짧은 초점거리를 가지는 단초점 광학계인 렌즈 광학계.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 광학계와 상기 제2 광학계가 공유하는 광학소자는 상기 제1 광학계의 제3 렌즈군과 제4 렌즈군, 및 상기 촬상소자를 구비하며,
    상기 제2 광학계는, 광축을 따라 물체측으로부터 이미지측으로의 순서로, 상기 제2 반사부재를 포함하며 부의 굴절력을 가지는 제1 렌즈군, 상기 제3 렌즈군, 상기 제4 렌즈군 및 상기 촬상소자를 구비하는 렌즈 광학계.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 광학계의 상기 제1 렌즈군은 적어도 한 매 이상의 비구면 렌즈를 구비하며, 광축을 따라 물체측으로부터 이미지측으로의 순서로, 양오목렌즈, 양볼록렌즈 및 제2 반사부재를 구비하는 렌즈 광학계.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 방향 및 상기 제2 방향은 동일하지 않은 축 상에서 서로 반대되는 방향인 듀얼 렌즈 광학계.
  13. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 방향 및 상기 제1 방향은 동일하지 않은 축 상에서 서로 같은 방향인 듀얼 렌즈 광학계.
  14. 상기 제8 항 내지 제12 항 중 어느 한 항의 제1 광학계 및 제2 광학계를 구비하며, 상기 제1 광학계는 일반 촬영모드에서 사용되고 상기 제2 광학계는 셀프 촬영 또는 영상 통화 모드에서 사용되는 디지털 카메라 모듈.
KR1020090125027A 2009-12-15 2009-12-15 초소형 렌즈 광학계 및 이를 구비하는 디지털 카메라 모듈 KR101617794B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090125027A KR101617794B1 (ko) 2009-12-15 2009-12-15 초소형 렌즈 광학계 및 이를 구비하는 디지털 카메라 모듈
US12/956,284 US8300119B2 (en) 2009-12-15 2010-11-30 Compact lens optical system and digital camera module including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090125027A KR101617794B1 (ko) 2009-12-15 2009-12-15 초소형 렌즈 광학계 및 이를 구비하는 디지털 카메라 모듈

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110068177A true KR20110068177A (ko) 2011-06-22
KR101617794B1 KR101617794B1 (ko) 2016-05-03

Family

ID=44142499

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090125027A KR101617794B1 (ko) 2009-12-15 2009-12-15 초소형 렌즈 광학계 및 이를 구비하는 디지털 카메라 모듈

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8300119B2 (ko)
KR (1) KR101617794B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150007848A (ko) * 2013-07-12 2015-01-21 엘지이노텍 주식회사 텔레센트릭 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR20150007847A (ko) * 2013-07-12 2015-01-21 엘지이노텍 주식회사 텔레센트릭 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR20150080694A (ko) * 2014-01-02 2015-07-10 (주)옵티스 줌 기능 구비 카메라 모듈

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101720188B1 (ko) * 2010-03-03 2017-03-27 삼성전자주식회사 초소형 렌즈 광학계 및 이를 구비하는 디지털 카메라 모듈
KR101278239B1 (ko) * 2006-10-17 2013-06-24 삼성전자주식회사 듀얼 렌즈 광학계 및 이를 구비하는 듀얼 렌즈 카메라
US8662762B2 (en) * 2006-10-17 2014-03-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Compact lens optical system and digital camera module including the same
WO2016011801A1 (zh) * 2014-07-22 2016-01-28 浙江舜宇光学有限公司 投影镜头
US9568714B2 (en) 2014-07-22 2017-02-14 Zhejiang Sunny Optics Co., Ltd. Projection lens
US9648236B2 (en) * 2015-02-19 2017-05-09 Blackberry Limited Device with a front facing camera having discrete focus positions
US11956544B2 (en) 2016-03-11 2024-04-09 Apple Inc. Optical image stabilization with voice coil motor for moving image sensor
CN108780207B (zh) 2016-03-11 2022-01-25 苹果公司 具有用于移动图像传感器的音圈电机的光学图像稳定
KR102125161B1 (ko) * 2016-03-28 2020-06-19 애플 인크. 4개의 굴절 렌즈들을 갖는 접이식 렌즈 시스템
US10437023B2 (en) 2016-03-28 2019-10-08 Apple Inc. Folded lens system with three refractive lenses
CN105959525B (zh) * 2016-06-16 2019-01-15 维沃移动通信有限公司 一种拍摄控制方法、摄像头模组及移动终端
US10890734B1 (en) 2017-03-29 2021-01-12 Apple Inc. Camera actuator for lens and sensor shifting
US10863094B2 (en) 2017-07-17 2020-12-08 Apple Inc. Camera with image sensor shifting
CN113050253B (zh) * 2017-07-23 2023-08-04 核心光电有限公司 折叠式摄影机以及其折叠透镜套件
KR102449876B1 (ko) 2017-09-20 2022-09-30 삼성전자주식회사 옵티칼 렌즈 어셈블리 및 이를 포함한 전자 장치
US11122205B1 (en) 2018-09-14 2021-09-14 Apple Inc. Camera actuator assembly with sensor shift flexure arrangement
CN114966919B (zh) * 2021-02-27 2023-04-28 华为技术有限公司 长焦镜头、摄像头模组及电子设备

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7180642B2 (en) * 2001-05-25 2007-02-20 Ricoh Company, Ltd. Imaging lens, image reader using the lens, and imaging apparatus using the image reader
US7215481B2 (en) * 2003-12-22 2007-05-08 Olympus Corporation Taking lens, and imaging device incorporating the same
JP2005292403A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Konica Minolta Opto Inc 変倍光学系、撮像レンズ装置及びデジタル機器
JP2007127842A (ja) * 2005-11-04 2007-05-24 Sharp Corp 撮像装置
KR100799218B1 (ko) * 2006-09-13 2008-01-29 삼성테크윈 주식회사 소형 줌 렌즈
US7933071B2 (en) * 2006-10-17 2011-04-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Dual lens optical system and digital camera module including the same
US8662762B2 (en) * 2006-10-17 2014-03-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Compact lens optical system and digital camera module including the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150007848A (ko) * 2013-07-12 2015-01-21 엘지이노텍 주식회사 텔레센트릭 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR20150007847A (ko) * 2013-07-12 2015-01-21 엘지이노텍 주식회사 텔레센트릭 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR20150080694A (ko) * 2014-01-02 2015-07-10 (주)옵티스 줌 기능 구비 카메라 모듈

Also Published As

Publication number Publication date
US8300119B2 (en) 2012-10-30
KR101617794B1 (ko) 2016-05-03
US20110141339A1 (en) 2011-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101617794B1 (ko) 초소형 렌즈 광학계 및 이를 구비하는 디지털 카메라 모듈
KR101720770B1 (ko) 렌즈 광학계 및 이를 구비하는 디지털 카메라 모듈
JP6011921B2 (ja) 結像レンズ、撮像装置および情報装置
US7933071B2 (en) Dual lens optical system and digital camera module including the same
US9325907B2 (en) Zoom lens and camera
KR101499556B1 (ko) 줌 렌즈 및 이를 채용한 결상 광학 장치
KR102052126B1 (ko) 줌 렌즈 및 이를 포함한 촬영 장치
US8873157B2 (en) Inner-focus zoom lens system
US8662762B2 (en) Compact lens optical system and digital camera module including the same
JP4642883B2 (ja) ズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末装置
KR100810208B1 (ko) 줌렌즈 광학계 및 이를 구비한 디지털 촬영기기
JP6270177B2 (ja) 結像レンズ、撮像装置および情報装置
KR20160107805A (ko) 줌 렌즈 및 이를 포함한 촬영 장치
KR20110004089A (ko) 줌 렌즈 및 이를 구비한 결상 광학 장치
JP4321850B2 (ja) ズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末装置
JP6160130B2 (ja) 結像レンズ、カメラおよび携帯情報端末装置
JP2004198855A (ja) ズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末装置
JP2005043607A (ja) ズームレンズ、カメラ、携帯情報端末装置およびプロジェクタ
KR101720188B1 (ko) 초소형 렌즈 광학계 및 이를 구비하는 디지털 카메라 모듈
KR101416237B1 (ko) 줌 렌즈
KR20110056864A (ko) 듀얼 렌즈 광학계 및 이를 구비하는 디지털 카메라 모듈
JP2005062227A (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP4181851B2 (ja) ズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末装置
KR20110027124A (ko) 줌 렌즈계 및 이를 구비한 촬상 장치
KR20110056105A (ko) 줌 렌즈 및 이를 구비한 촬상 장치

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190328

Year of fee payment: 4