KR20180070870A - 촬상 렌즈, 이를 포함하는 카메라 모듈 및 디지털 기기 - Google Patents

촬상 렌즈, 이를 포함하는 카메라 모듈 및 디지털 기기 Download PDF

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KR20180070870A
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Abstract

실시예는 물체측으로부터 상측으로 순서대로 배치되고 굴절력을 가지는 제1 렌즈 내지 제7 렌즈; 및 상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈의 사이에 배치되는 조리개를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 글래스(glass)로 이루어지고, 물체측 방향의 제1 면과 상측 방향의 제2 면 중 적어도 하나는 구면을 포함하고, 상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈는 글래스로 이루어지고, 물체측 방향의 제1 면과 상측 방향의 제2 면은 비구면을 포함하고, 상기 제2 렌즈와 상기 제5렌즈 내지 상기 제7 렌즈는 플라스틱으로 이루어지고, 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈는 음의 굴절력을 가지고, 상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈 및 상기 제6 렌즈는 양의 굴절력을 가지는 촬상 렌즈를 제공한다.

Description

촬상 렌즈, 이를 포함하는 카메라 모듈 및 디지털 기기{IMAGE PICKUP LENS, CAMERA MODULE AND DIGITAL DEVICE INCLUDING THE SAME}
실시예는 촬상 렌즈와 이를 포함하는 카메라 모듈 및 디지털 기기에 관한 것이다.
종래의 필름 카메라는 CCD와 CMOS 등의 소형 고체 촬상 소자를 사용하는 휴대 단말기용 카메라 모듈, 디지털 스틸 카메라(DSC; Digital Still Camera), 캠코더, PC 카메라(퍼스널 컴퓨터에 부속된 촬상장치) 등으로 대체되고 있으며, 이러한 촬상 장치는 소형화, 박형화가 이루어지고 있다.
이러한 추세에 있어서, 소형화 촬상 장치에 탑재되는 CCD(Charge Coupled Device)와 같은 수광소자의 소형화가 진행되고 있으나, 촬상 장치에서 가장 부피를 차지하는 부분은 촬상 렌즈 부분이다.
따라서, 상기 촬상 장치에서 소형화, 박형화에 가장 이슈가 되는 구성요소는 대상물의 상을 결상하는 촬상 렌즈이다.
여기서, 문제는 단순히 작은 촬상 렌즈를 구현하는 것뿐만이 아니라, 상기 수광소자의 고성능화에 대응하여 촬상 렌즈 또한 고성능인 것이 요구되고 있다.
소형화된 촬상 렌즈는 필연적으로 수광소자와의 거리가 가까워지고, 특히 광각 렌즈의 경우 보다 많은 개수의 렌즈가 사용되어 부피와 가격이 증가하고 온도 편차가 발생할 수 있다.
실시예는 제조 비용과 부피가 감소하면서도 온도 보정효과가 뛰어난 광각 렌즈를 제공하고자 한다.
실시예는 물체측으로부터 상측으로 순서대로 배치되고 굴절력을 가지는 제1 렌즈 내지 제7 렌즈; 및 상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈의 사이에 배치되는 조리개를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 글래스(glass)로 이루어지고, 물체측 방향의 제1 면과 상측 방향의 제2 면 중 적어도 하나는 구면을 포함하고, 상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈는 글래스로 이루어지고, 물체측 방향의 제1 면과 상측 방향의 제2 면은 비구면을 포함하고, 상기 제2 렌즈와 상기 제5렌즈 내지 상기 제7 렌즈는 플라스틱으로 이루어지고, 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈는 음의 굴절력을 가지고, 상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈 및 상기 제6 렌즈는 양의 굴절력을 가지는 촬상 렌즈를 제공한다.
제1 렌즈의 상기 제1 면의 유효 영역의 직경이, 상기 제2 렌즈 내지 상기 제7 렌즈의 유효 영역의 직경보다 클 수 있다.
조리개의 최대 유효경의 직경은, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제7 렌즈의 최대 유효경의 직경보다 클 수 있다.
제1 렌즈의 상기 제2 면에 비구면의 오목부가 형성되고, 상기 오목부에 상기 제2 렌즈의 물체측 방향의 제1 면의 적어도 일부가 삽입될 수 있다.
제2 렌즈의 상기 제1 면의 유효 영역의 직경은, 상기 제1 렌즈의 상기 제2 면의 상기 오목부의 직경보다 작을 수 있다.
제7 렌즈의 상기 물체측 방향의 제1 면의 최대 유효경의 직경은, 상기 제3 렌즈 내지 상기 제6 렌즈의 유효 영역의 직경보다 클 수 있다.
t1은 상기 제1 렌즈의 광축 상의 두께이고, t3는 상기 제3 렌즈의 상기 광축 상의 두께이고, t4는 상기 제4 렌즈의 상기 광축 상의 두께이고, TTL은 광학계의 전체 길이일 때, 3.3≤T1+T3+T4)/TTL≤3.5일 수 있다.
H는 광학계의 최대 상고이고, TTL은 광학계의 전체 길이일 때, 4.4≤TTL/H≤≤5.5일 수 있다.
D는 상기 조리개의 내경의 크기이고, TTL은 광학계의 전체 길이일 때, 6.9≤TTL/D≤≤8.7일 수 있다.
f3는 상기 제3 렌즈의 초점 거리이고, f4는 상기 제4 렌즈의 초점 거리이고, f는 광학계의 전체 초점 거리일 때, 2.0≤≤(│f3│+│f4│)/│f│일 수 있다.
FOV는 광학계의 화각이고, TTL은 광학계의 전체 길이일 때, 15.4≤≤│FOV│/│TTL│≤≤18.2일 수 있다.
D는 조리개의 내경의 크기이고, f는 광학계의 전체 초점 거리일 때, 0.8≤≤│f│/│D│≤≤1.0일 수 있다.
온도 변화에 따른 BFL(back focal length) 변화량을 △BFL이라 하고, 상기 온도 변화의 범위를 △Temp라고 할 때, (│△BFL│/│△Temp│) × 1000≤≤1.0일 수 있다.
V3은 상기 제3 렌즈의 d선에 대한 아베수이고, V4는 상기 제4 렌즈의 상기 d선에 대한 아베수이고, V6는 상기 제6 렌즈의 상기 d선에 대한 아베수일 때, 154≤≤V3+V4+V6≤169일 수 있다.
다른 실시예는 물체측으로부터 상측으로 순서대로 배치되고 굴절력을 가지는 제1 렌즈 내지 제7 렌즈;및 상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈의 사이에 배치되는 조리개를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 글래스(glass)로 이루어지고, 물체측 방향의 제1 면과 상측 방향의 제2 면 중 적어도 하나는 구면을 포함하고, 상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈는 글래스로 이루어지고, 물체측 방향의 제1 면과 상측 방향의 제2 면은 비구면을 포함하고, 상기 제2 렌즈와 상기 제5렌즈 내지 상기 제7 렌즈는 플라스틱으로 이루어지고, 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈는 음의 굴절력을 가지고, 상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈 및 상기 제6 렌즈는 양의 굴절력을 가지는 촬상 렌즈; 상기 촬상 렌즈를 통과한 빛이 투과하는 필터; 및 상기 필터를 투과한 빛을 수용하는 수광 소자를 포함하는 카메라 모듈을 제공한다.
수광 소자는 이미지 센서이고, 상기 이미지 센서의 단위 픽셀의 가로 및/또는 세로의 길이는 각각 2 마이크로 미터 이하일 수 있다.
또 다른 실시예는 물체측으로부터 상측으로 순서대로 배치되고 굴절력을 가지는 제1 렌즈 내지 제7 렌즈;및 상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈의 사이에 배치되는 조리개를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 글래스(glass)로 이루어지고, 물체측 방향의 제1 면과 상측 방향의 제2 면 중 적어도 하나는 구면을 포함하고, 상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈는 글래스로 이루어지고, 물체측 방향의 제1 면과 상측 방향의 제2 면은 비구면을 포함하고, 상기 제2 렌즈와 상기 제5렌즈 내지 상기 제7 렌즈는 플라스틱으로 이루어지고, 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈는 음의 굴절력을 가지고, 상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈 및 상기 제6 렌즈는 양의 굴절력을 가지는 촬상 렌즈; 상기 촬상 렌즈를 통과한 빛을 파장에 따라 선택적으로 투과하는 필터; 상기 필터를 투과한 빛을 수용하는 수광 소자; 및 상기 촬상 렌즈를 통하여 입사되는 이미지를 전기적 신호로 변환하는 카메라 모듈을 포함하는 디지털 기기를 제공한다.
실시예에 따른 화각 200도 이상의 초광각을 구현하면서도, 제조 비용과 부피가 감소하면서도 온도 보정효과가 뛰어날 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 촬상 렌즈를 나타낸 도면이고,
도 3은 표 1의 실시예에 따른 촬상 렌즈에서의 수차도를 도시한 그래프이고,
도 4는 표 2의 실시예에 따른 촬상 렌즈에서의 수차도를 도시한 그래프이고,
도 5는 표 3의 실시예에 따른 촬상 렌즈에서의 수차도를 도시한 그래프이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, '대상면'이라 함은 광축을 기준으로 하여 물체측(object side)을 향하는 렌즈의 면을 의미하며, '결상면'이라 함은 광축을 기준으로 하여 상측(image side)을 향하는 렌즈의 면을 의미한다.
또한, 본 발명에서 렌즈의 "+ 파워"는 평행광을 수렴시키는 수렴 렌즈를 나타내며, 렌즈의 "- 파워"는 평행광을 발산시키는 발산 렌즈를 나타낸다.
도 1 및 2는 본 발명에 따른 촬상 렌즈를 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 촬상렌즈는 물체측(object side)으로부터 상측(image side)으로 제1 렌즈 내지 제7 렌즈(110~170)를 포함한다.
또한, 카메라 모듈은 필터(180)와, 수광소자(190)가 순서대로 더 포함될 있다.
필터(180)는 적외선 필터(Infrared Ray Filter) 등의 평판 형상의 광학 부재가 배치되며, 커버 유리(190)는 광학 부재, 예를 들어 촬상면 보호용 커버유리일 수 있고, 수광소자는 인쇄회로기판(미도시) 상에 적층되는 이미지 센서(image sensor)일 수 있다.
수광소자는 이미지센서일 수 있으며, 이미지센서의 단위 픽셀의 가로 및/또는 세로의 길이는 2um(마이크로 미터) 이하일 수 있다. 상술한 실시예와 후술하는 실시예들은 화소 및/또는 화소수가 높은 카메라 모듈에 적용될 수 있는 촬상 렌즈를 제공할 수 있으며, 상술한 카메라 모듈은 화소 및/또는 화소수가 높은 이미지센서 또는 수광 소자를 포함할 수 있으며, 이 경우, 단위 픽셀의 가로 및/또는 세로길이는 2um 이하일 수 있다.
'S11'은 제1 렌즈(110)의 대상면, 'S12'는 제1 렌즈(120)의 결상면이고, 'S21'은 제2 렌즈(120)의 대상면, 'S22'는 제2 렌즈(120)의 결상면이고, 'S31'은 제2 렌즈(130)의 대상면, 'S32'는 제3 렌즈(130)의 결상면이고, 제3 렌즈(130)와 제4 렌즈(140)의 사이에는 조리개(stop)가 배치될 수 있고, 'S41'은 제4 렌즈(140)의 대상면, 'S42'는 제4 렌즈(140)의 결상면이고, 'S51'은 제45렌즈(150)의 대상면, 'S52'는 제5 렌즈(150)의 결상면이고, 'S61'은 제6 렌즈(160)의 대상면, 'S62'는 제6 렌즈(160)의 결상면이고, 'S71'은 제7 렌즈(170)의 대상면, 'S72'는 제7 렌즈(170)의 결상면일 수 있다.
제1 렌즈(110)와 제2 렌즈(120)는 음의 굴절력을 가지고, 제3 렌즈(130)와 제4 렌즈(140) 및 제6 렌즈(160)는 양의 굴절력을 가질 수 있다. 그리고, 제5 렌즈(150)와 제7 렌즈(170)는 음의 굴절력을 가지나, 반드시 이에 한정하지는 않는다.
상기 제1 렌즈(110)와 상기 제3 렌즈(130) 및 상기 제4 렌즈(140)는 글래스(glass)로 이루어질 수 있고, 상기 제2 렌즈(120)와 상기 제5 렌즈(150) 내지 상기 제7 렌즈(170)는 플라스틱(plastic)으로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정하지는 않는다.
제1 렌즈(110)는 물체측 방향(object side) 방향의 제1 면(S11)과 상측(image side) 방향의 제2 면 중 적어도 하나가 구면일 수 있다. 그리고, 제3 렌즈(130)와 제4 렌즈(140) 중 적어도 하나는 물체측 방향(object side) 방향의 제1 면(S11)과 상측(image side) 방향의 제2 면 중 적어도 하나가 비구면일 수 있다. 이러한 배치는, 각종 수차, 예를 들면 구면 수차, 코마 수차 및 왜곡 수차 등의 보정에 우수할 수 있다.
제1 렌즈(110)의 제1 면(S11)의 유효 영역의 직경이 제2 렌즈(120) 내지 제7 렌즈(170)의 유효 영역의 직경보다 클 수 있다. 그리고, 조리개(stop)의 최대 유효 면적은, 제1 렌즈(110) 내지 제7 렌즈(170)의 최대 유효 면적보다 클 수 있다.
여기서, '유효 영역'이라 함은 렌즈의 제1 면 또는 제2 면이 구면이거나 비구면일 때 구면 또는 비구면 영역을 뜻하고, '최대 유효 면적'이라 함은 광이 진행하는 경로 상의 렌즈의 최대 단면적을 뜻하며, '최대 유효경'이라고 할 수도 있다.
제1 렌즈(110)의 제2 면(S12)에 비구면의 단면 형상을 가지는 오목부가 형성될 수 있고, 상기 오목부에 제2 렌즈(120)의 물체측 방향의 제1 면(S21)의 적어도 일부가 삽입될 수 있다.
제2 렌즈(120)의 제1 면(S21)의 유효 영역의 직경은, 제1 렌즈(110)의 제2 면(S12)의 오목부의 직경보다 작을 수 있다.
제7 렌즈(170)의 물체측 방향의 제1 면(S21)의 최대 유효 면적의 직경은, 제3 렌즈(130) 내지 제6 렌즈(160)의 유효 영역의 직경보다 클 수 있다.
t1은 제1 렌즈(110)의 광축(Optical axis) 상의 두께이고, t3기 제3 렌즈(130)의 광축 상의 두께이고, t4는 제4 렌즈(140)의 광축 상의 두께이고, TTL은 광학계의 전체 길이일 때, 3.3≤t1+t3+t4)/TTL≤3.5일 수 있다.
그리고, H는 광학계의 최대 상고이고 TTL은 광학계의 전체 길이일 때, 4.4≤TTL/H≤≤5.5일 수 있다.
D는 조리개의 내경의 크기이고, TTL은 광학계의 전체 길이일 때, 6.9≤TTL/D≤≤8.7일 수 있다.
f3는 제3 렌즈(130)의 초점 거리이고, f4는 제4 렌즈(140)의 초점 거리이고, f는 광학계의 전체 초점 거리일 때, 2.0≤≤(│f3│+│f4│)/│f│일 수 있다.
FOV는 광학계의 화각이고, TTL은 광학계의 전체 길이일 때, 15.4≤≤│FOV│/│TTL│≤≤18.2일 수 있다.
D는 조리개의 내경의 크기이고, f는 광학계의 전체 초점 거리일 때, 0.8≤≤│f│/│D│≤≤1.0일 수 있다.
온도 변화에 따른 BFL(back focal length) 변화량을 △BFL이라 하고, 온도 변화의 범위를 △Temp라고 할 때, (│△BFL│/│△Temp│) × 1000≤≤1.0일 수 있다.
V3는 제3 렌즈(130)의 d선에 대한 아베수이고, V4는 제4 렌즈(140)의 d선에 대한 아베수이고, V6는 제6 렌즈(160)의 d선에 대한 아베수일 때, 154≤≤V3+V4+V6≤169일 수 있다.
표 1은 촬상 렌즈의 제1 실시예에 따른, 제1 렌즈(110) 내지 제7 렌즈(170)들의 특성과 배치를 나타낸다.
곡률반경 두께(거리) 굴절률 아베수
S11 9.99743 1.5 1.883 40.8
S12 3.19998 1.705151
S21 3.08144 0.70625 1.5444 55.9
S22 1.20421 2.349729
S31 2.12478 0.622547 1.65096 21.5
S32 4.67273 0.349609
stop infinity 0.03
S41 2.87656 0.714226 1.592014 67
S42 -4.65656 0.06508
S51 7.10693 0.201397 1.65096 21.5
S52 1.92206 0.081465
S61 3.29967 1.236809 1.553319 71.7
S62 -1.49093 0.14024
S71 -4.21832 1.194252 1.65096 21.5
S72 3.64432 0.5
S81 infinity 0.21 1.5233 54.5
S82 infinity 0.436
본 실시예에서 제1 렌즈(110)는 대상면(S11)이 볼록하고 결상면(S12)이 오목한 매니스커스 형상일 수 있고, 제2 렌즈(120)는 대상면(S21)이 볼록하고 결상면(S22)이 오목한 매니스커스 형상일 수 있고, 제3 렌즈(130)는 대상면(S31)이 볼록하고 결상면(S32)이 오목한 매니스커스 형상일 수 있고, 제 4 렌즈(140)는 대상면(S41)과 결상면(S42)이 볼록한 형상일 수 있으며, 제5 렌즈(150)는 대상면(S51)이 오목하고 결상면(S52)이 오목할 수 있고, 제6 렌즈(160)는 대상면(S61)과 결상면(S62)이 볼록할 수 있고, 제7 렌즈(170)는 대상면(S71)과 결상면(S72)이 오목할 수 있다.
두께(t1~t7)는 차례로 제1 렌즈 내지 제7 렌즈(110~170)의 광축 방향의 두께일 수 있고, 거리(d1)는 제1 렌즈(110)과 제2 렌즈(120)의 거리이고, 거리(d2)는 는 제2 렌즈(120)과 제3 렌즈(130)의 거리이고, 거리(d3)는 제3 렌즈(130)와 조리개(stop) 사이의 거리고, 거리 (d4)는 조리개(stop)와 제4 렌즈(140) 사이의 거리이고, 거리(d5)는 제4 렌즈(140)과 제5 렌즈(150)의 거리이고, 거리(d6)는 제5 렌즈(150)과 제6 렌즈(160)의 거리이고, 거리(d7)는 제6 렌즈(160)과 제7 렌즈(170)의 거리일 수 있다.
렌즈들을 글래스 몰드로 형성하면 전이점이 비교적 높기 때문에 렌즈 형성을 위한 프레스 온도를 높게 설정해야 하므로, 금형에 변형이 생기기 쉬우나, 금형의 교환 횟수의 증가로 인한 제조 비용이 상승하는 문제점이 있다. 플라스틱으로 렌즈를 제조할면 렌즈의 비구면화에 있어서 용이하며, 소형 렌즈의 제조에 유리하다.
도시되지는 않았으나, 각각의 렌즈는 표면에 반사 방지 또는 표면 경도 향상을 위해 코팅처리될 수 있다.
표 2는 각 렌즈면의 코닉상(k) 및 비구면계수(A 내지 G)이되, 비구면계수가 '0'인 영역은 표기하지 않으며, 제1 렌즈의 양면은 구면일 수 있다.
K A B C D E F
S21 -4.418827 -0.328935E-02 -0.844907E-03 0.555891E-04 0.110141E-04 -0.147426E-05 0.518732E-07
S22 -0.879879 0.414968E-02 0.435875E-02 0.308191E-03 -0.236569E-03 0.132966E-13 -0.313737E-14
S31 2.12478 0.277515E-01 0.118538E-01 0.284548E-02 0.318864E-02 0.102458E-12 0.203871E-01
S32 17.710615 0.379423E-01 0.219272E-01 0.261012E-02 0.145925E-01 0.934798E-13 -0.107826E-13
S41 4.131919 -0.373287E-01 -0.133804E-01 -0.148378E-01 -0.296868E-02 0.110193E-12 0.227626E-14
S42 3.878270 -0.131361E+00 0.371552E-01 -0.816979E-03 -0.475855E-02 -0287760E-14 0.225975E-01
S51 19.348545 -0.215741E+00 0.255068E-01 0.497555E-00 -0.133127E-01 0.718395E-12 0.595962E-14
S52 0.557201 -0.129642E+00 0.616884E-01 -0.208825E-01 0.123055E-02 -0.675772E-04 0.125717E-13
S61 -27.913962 0.535279E-01 -0.223270E-01 0.127085E-01 -0.365541E-02 0.572385E-03 0.931972E-14
S62 -3.989005 -0.728919-E01 0.367335E-01 -0.140246E-01 0.500394E-02 0.951286E-04 -0.279613E-13
S71 -19.326635 -0.544267E-01 0.180264E-01 -0.807946E-02 0.304644E-02 -0.776170E-03 0.125641E-13
S72 -23.621753 -0.229222E-01 0.460843E-02 -0.866067E-03 0.286231E-04 0.103707E-04 -0.170171E-05
도 3은 표 1 및 표 2의 실시예에 따른 촬상 렌즈의 수차도를 도시한 그래프로서, 좌측에서부터 순서대로 종구면수차(longitudinal spherical aberration), 비점수차(astigmatic field curves), 왜곡수차(distortion)를 나타내는 그래프이다.
Y축은 이미지의 크기를 의미하고, X축은 초점거리(mm 단위) 및 왜곡도(% 단위)를 의미하며, 곡선들이 Y축에 접근될수록 수차 보정기능이 향상될 수 있다.
표 3은 촬상 렌즈의 제2 실시예에 따른, 제1 렌즈(110) 내지 제7 렌즈(170)들의 특성과 배치를 나타낸다.
곡률반경 두께(거리) 굴절률 아베수
S11 9.99749 1.5 1.883 40.8
S12 3.19046 1.686774
S21 3.01472 0.702386 1.54444 55.9
S22 1.19597 2.322683
S31 2.13007 0.61956 1.65096 21.5
S32 4.60918 0.351987
stop infinity 0.03
S41 2.85595 0.722517 1.58913 61.3
S42 -4.37271 0.055398
S51 7.85466 0.2 1.65096 21.5
S52 1.93229 0.080253
S61 3.36398 1.232407 1.553319 71.7
S62 -1.44783 0.14024
S71 -4.23352 1.21308 1.65096 21.5
S72 3.51012 0.5
S81 infinity 0.21 1.5233 54.5
S82 infinity 0.432
표 4는 각 렌즈면의 코닉상(k) 및 비구면계수(A 내지 G)이되, 비구면계수가 '0'인 영역은 표기하지 않으며, 제1 렌즈의 양면은 구면일 수 있다.
K A B C D E F
S21 -4.325612 -0.337418E-02 -0.844013E-03 0.557712E-04 0.110209E-04 -0.147426E-05 0.518732E-07
S22 -0.883487 0.358638E-02 0.445192E-02 0.259703E-03 -0.251792E-03
S31 0.354024 0.0281721E-01 0.119030E-01 0.313845E-02 0.326203E-02
S32 17.689905 0.374117E-01 0.216936E-01 0.356910E-02 0.138573E-01
S41 4.064538 -0.3691827E-01 -0.127072E-01 -0.146148E-01 -0.329136E-02
S42 3.641224 -0.131231E+02 0.382751E-01 -0.586710E-03 -0.504804E-02
S51 19.045305 -0.216204E+00 0.250217E-01 0.501247E-01 -0.128565E-01
S52 0.550177 -0.129719E+00 0.616479E-01 -0.209100E-01 0.138066E-02 -0.675772E-04
S61 -29.750054 0.531940E-01 -0.225663E-01 0.125851E-01 -0.364319E-02 0.572385E-03
S62 -3.875759 -0.750430-E01 0.363622E-01 -0.140375E-01 0.488403E-02 0.951286E-04
S71 -21.709611 -0.541301E-01 0.179758E-01 -0.807713E-02 0.299971E-02 -0.776170E-03
S72 -23.294443 -0.220982E-01 0.457202E-02 -0.882981E-03 0.315531E-04 0.103707E-04 -0.170171E-05
도 4는 표 3 및 표 4의 실시예에 따른 촬상 렌즈의 수차도를 도시한 그래프로서, 좌측에서부터 순서대로 종구면수차(longitudinal spherical aberration), 비점수차(astigmatic field curves), 왜곡수차(distortion)를 나타내는 그래프이다.
Y축은 이미지의 크기를 의미하고, X축은 초점거리(mm 단위) 및 왜곡도(% 단위)를 의미하며, 곡선들이 Y축에 접근될수록 수차 보정기능이 향상될 수 있다.
표 5는 촬상 렌즈의 제3 실시예에 따른, 제1 렌즈(110) 내지 제7 렌즈(170)들의 특성과 배치를 나타낸다.
곡률반경 두께(거리) 굴절률 아베수
S11 9.97266 1.5 1.883 40.8
S12 3.16898 1.666771
S21 2.92319 0.695275 1.54444 55.9
S22 1.16737 2.270866
S31 2.01621 0.60198 1.65096 21.5
S32 3.98912 0.408851
stop infinity 0.03
S41 3.08491 0.666512 1.607182 63.8
S42 -4.04054 0.090086
S51 9.21613 0.2 1.65096 21.5
S52 2.02328 0.069676
S61 3.29842 1.170816 1.487701 70.4
S62 -1.24934 0.138804
S71 -5.61569 1.101597 1.65096 21.5
S72 2.93399 0.488257
S81 infinity 0.21 1.5233 54.5
S82 infinity 0.535339
표 6은 각 렌즈면의 코닉상(k) 및 비구면계수(A 내지 G)이되, 비구면계수가 '0'인 영역은 표기하지 않으며, 제1 렌즈의 양면은 구면일 수 있다.
K A B C D E F
S21 -5.210126 -0.217491E-02 -0.883828E-03 0.509593E-04 0.110209E-04 -0.147426E-05 0.518732E-07
S22 -0.873071 0.372561E-02 0.795931E-02 0.142683E-03 -0.117143E-03 0.132957E-13 -0.313738E-14
S31 0.529891 0.2573741E-01 0.129082E-01 0.188073E-02 0.473970E-02 0.102457E-12 0.203870E-14
S32 14.074039 0.403458E-01 0.216219E-01 0.586187E-02 0.159536E-01 0.934794E-13 -0.107826E-13
S41 5.595374 -0.445726E-01 -0.170594E-01 -0.192938E-01 -0.651683E-02 0.110192E-12 0.227625E-14
S42 3.041442 -0.127663E+00 0.330894E-01 -0.4094070E-02 -0.619241E-02 0.2876926E-14 0.225974E-14
S51 38.894461 -0.219348E+00 0.296773E-01 0.486920E-01 -0.122262E-01 0.718395E-03 0.595961E-14
S52 0.767126 -0.129004E+00 0.618779E-01 -0.202339E-01 0.488744E-03 -0.675772E-04 0.125817E-13
S61 -26.369445 0.477278E-01 -0.215624E-01 0.133748E-01 -0.403365E-02 0.572385E-03 0.931972E-14
S62 -3.321621 -0.794600-E01 0.362005E-01 -0.147578E-01 0.588948E-02 0.951286E-04 0.279614E-13
S71 -33.808438 -0.449611E-01 0.178928E-01 -0.849418E-02 0.312932E-02 -0.776170E-03 0.125641E-13
S72 -20.527048 -0.240853E-01 0.546284E-02 -0.105338E-03 0.322414E-04 0.103707E-04 -0.170171E-05
도 5는 표 5 및 표 6의 실시예에 따른 촬상 렌즈의 수차도를 도시한 그래프로서, 좌측에서부터 순서대로 종구면수차(longitudinal spherical aberration), 비점수차(astigmatic field curves), 왜곡수차(distortion)를 나타내는 그래프이다.
Y축은 이미지의 크기를 의미하고, X축은 초점거리(mm 단위) 및 왜곡도(% 단위)를 의미하며, 곡선들이 Y축에 접근될수록 수차 보정기능이 향상될 수 있다.
상술한 촬상 렌즈가 포함된 카메라 모듈은, 디지털 카메라나 스마트폰이나 노트북 및 테블렛(tablet) PC 등의 다양한 디지털 기기(digital device)에 내장될 수 있고, 특히 모바일 기기에 내장되어 고성능, 초박형의 줌 렌즈를 구현할 수 있다.
예를 들면, 촬상 렌즈와 필터와 수광 소자를 포함하는 카메라 모듈에서 상술한 촬상 렌즈를 통하여 입사되는 이미지를 전기적 신호로 변환하는 디지털 기기는, 전기적인 신호에 의하여 색이 변화하는 복수 개의 픽셀들로 이루어지는 디스플레이 모듈을 포함할 수 있으며, 여기서 디스플레이 모듈과 카메라 모듈은 제어부에서 제어할 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110~170: 제1 렌즈~ 제7 렌즈 180: 필터
190: 수광소자 stop: 조리개

Claims (17)

  1. 물체측으로부터 상측으로 순서대로 배치되고 굴절력을 가지는 제1 렌즈 내지 제7 렌즈;및
    상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈의 사이에 배치되는 조리개를 포함하고,
    상기 제1 렌즈는 글래스(glass)로 이루어지고, 물체측 방향의 제1 면과 상측 방향의 제2 면 중 적어도 하나는 구면을 포함하고,
    상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈는 글래스로 이루어지고, 물체측 방향의 제1 면과 상측 방향의 제2 면은 비구면을 포함하고,
    상기 제2 렌즈와 상기 제5렌즈 내지 상기 제7 렌즈는 플라스틱으로 이루어지고,
    상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈는 음의 굴절력을 가지고, 상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈 및 상기 제6 렌즈는 양의 굴절력을 가지는 촬상 렌즈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 상기 제1 면의 유효 영역의 직경이, 상기 제2 렌즈 내지 상기 제7 렌즈의 유효 영역의 직경보다 큰 촬상 렌즈.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 조리개의 최대 유효경의 직경은, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제7 렌즈의 최대 유효경의 직경보다 큰 촬상 렌즈.
  4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 상기 제2 면에 비구면의 오목부가 형성되고, 상기 오목부에 상기 제2 렌즈의 물체측 방향의 제1 면의 적어도 일부가 삽입되는 촬상 렌즈.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제2 렌즈의 상기 제1 면의 유효 영역의 직경은, 상기 제1 렌즈의 상기 제2 면의 상기 오목부의 직경보다 작은 촬상 렌즈.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제7 렌즈의 상기 물체측 방향의 제1 면의 최대 유효 면적의 직경은, 상기 제3 렌즈 내지 상기 제6 렌즈의 유효 영역의 직경보다 큰 촬상 렌즈.
  7. 제1 항에 있어서,
    t1은 상기 제1 렌즈의 광축 상의 두께이고, t3는 상기 제3 렌즈의 상기 광축 상의 두께이고, t4는 상기 제4 렌즈의 상기 광축 상의 두께이고, TTL은 광학계의 전체 길이일 때,
    3.3≤T1+T3+T4)/TTL≤3.5인 촬상 렌즈.
  8. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    H는 광학계의 최대 상고이고, TTL은 광학계의 전체 길이일 때,
    4.4≤TTL/H≤≤5.5인 촬상 렌즈.
  9. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    D는 상기 조리개의 내경의 크기이고, TTL은 광학계의 전체 길이일 때,
    6.9≤TTL/D≤≤8.7인 촬상 렌즈.
  10. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    f3는 상기 제3 렌즈의 초점 거리이고, f4는 상기 제4 렌즈의 초점 거리이고, f는 광학계의 전체 초점 거리일 때,
    2.0≤≤(│f3│+│f4│)/│f│인 촬상 렌즈.
  11. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    FOV는 광학계의 화각이고, TTL은 광학계의 전체 길이일 때,
    15.4≤≤│FOV│/│TTL│≤≤18.2인 촬상 렌즈.
  12. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    D는 조리개의 내경의 크기이고, f는 광학계의 전체 초점 거리일 때,
    0.8≤≤│f│/│D│≤≤1.0인 촬상 렌즈.
  13. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    온도 변화에 따른 BFL(back focal length) 변화량을 △BFL이라 하고, 상기 온도 변화의 범위를 △Temp라고 할 때,
    (│△BFL│/│△Temp│) × 1000≤≤1.0인 촬상 렌즈.
  14. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    V3은 상기 제3 렌즈의 d선에 대한 아베수이고, V4는 상기 제4 렌즈의 상기 d선에 대한 아베수이고, V6는 상기 제6 렌즈의 상기 d선에 대한 아베수일 때, 154≤≤V3+V4+V6≤169인 촬상 렌즈.
  15. 물체측으로부터 상측으로 순서대로 배치되고 굴절력을 가지는 제1 렌즈 내지 제7 렌즈;및 상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈의 사이에 배치되는 조리개를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 글래스(glass)로 이루어지고, 물체측 방향의 제1 면과 상측 방향의 제2 면 중 적어도 하나는 구면을 포함하고, 상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈는 글래스로 이루어지고, 물체측 방향의 제1 면과 상측 방향의 제2 면은 비구면을 포함하고, 상기 제2 렌즈와 상기 제5렌즈 내지 상기 제7 렌즈는 플라스틱으로 이루어지고, 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈는 음의 굴절력을 가지고, 상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈 및 상기 제6 렌즈는 양의 굴절력을 가지는 촬상 렌즈;
    상기 촬상 렌즈를 통과한 빛이 투과하는 필터; 및
    상기 필터를 투과한 빛을 수용하는 수광 소자를 포함하는 카메라 모듈.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 수광 소자는 이미지 센서이고, 상기 이미지 센서의 단위 픽셀의 가로 및/또는 세로의 길이는 각각 2 마이크로 미터 이하인 카메라 모듈.
  17. 물체측으로부터 상측으로 순서대로 배치되고 굴절력을 가지는 제1 렌즈 내지 제7 렌즈;및 상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈의 사이에 배치되는 조리개를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 글래스(glass)로 이루어지고, 물체측 방향의 제1 면과 상측 방향의 제2 면 중 적어도 하나는 구면을 포함하고, 상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈는 글래스로 이루어지고, 물체측 방향의 제1 면과 상측 방향의 제2 면은 비구면을 포함하고, 상기 제2 렌즈와 상기 제5렌즈 내지 상기 제7 렌즈는 플라스틱으로 이루어지고, 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈는 음의 굴절력을 가지고, 상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈 및 상기 제6 렌즈는 양의 굴절력을 가지는 촬상 렌즈;
    상기 촬상 렌즈를 통과한 빛을 파장에 따라 선택적으로 투과하는 필터;
    상기 필터를 투과한 빛을 수용하는 수광 소자; 및
    상기 촬상 렌즈를 통하여 입사되는 이미지를 전기적 신호로 변환하는 카메라 모듈을 포함하는 디지털 기기.
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