KR20180071015A - 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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KR20180071015A KR1020160173704A KR20160173704A KR20180071015A KR 20180071015 A KR20180071015 A KR 20180071015A KR 1020160173704 A KR1020160173704 A KR 1020160173704A KR 20160173704 A KR20160173704 A KR 20160173704A KR 20180071015 A KR20180071015 A KR 20180071015A
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Abstract

실시예는 물체측으로부터 상측으로 순서대로 배치되고 굴절력을 가지는 제1 렌즈 내지 제7 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 음의 굴절력을 가지고, 상기 제3 렌즈와 제4 렌즈는 양의 굴절력을 가지고, 상기 제6 렌즈는 물체측 방향의 제1 면과 상측 방향의 제2 면이 볼록하고, 15/140 < d/TTL < 20/140이고, d는 상기 제6 렌즈와 상기 제7 렌즈 사이의 거리이고, 상기 TTL은 광학계의 전체 길이인 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 렌즈 어레이와, 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 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 음의 굴절력을 가지고, 상기 제3 렌즈와 제4 렌즈는 양의 굴절력을 가지고, 상기 제6 렌즈는 물체측 방향의 제1 면과 상측 방향의 제2 면이 볼록하고, 15/140 < d/TTL < 20/140이고, d는 상기 제6 렌즈와 상기 제7 렌즈 사이의 거리이고, 상기 TTL은 광학계의 전체 길이인 촬상 렌즈를 제공한다.
제7 렌즈의 제2 면은 적어도 하나의 변곡점을 가질 수 있다.
인접한 렌즈들 사이의 거리 중, 상기 제6 렌즈와 상기 제7 렌즈 사이의 거리가 가장 클 수 있다.
제7 렌즈의 제1 면에 비구면의 오목부가 형성되고, 상기 오목부의 직경이 상기 제3 렌즈 내지 상기 제6 렌즈의 유효 영역의 직경보다 클 수 있다.
제7 렌즈의 제1 면의 오목부의 직경은, 상기 제1 렌즈의 유효 영역의 직경보다 작을 수 있다.
3.8 ≤ TTL/(│t1│+│t2│+│t3│) ≤ 4.0이고, 상기 TTL는 광학계의 전체 길이이고, 상기 T1은 상기 제1 렌즈의 광축 상의 두께이고, 상기 T3은 상기 제3 렌즈의 광축 상의 두께이고, 상기 T4은 상기 제4 렌즈의 광축 상의 두께일 수 있다.
0.90 ≤ (│f3│+│f4│)/│f│ ≤ 0.91이고, 상기 f3는 상기 제3 렌즈의 초점 거리이고, 상기 f4는 상기 제4 렌즈의 초점 거리이고, 상기 f는 광학계 전체의 초점 거리일 수 있다.
2.7 ≤ │TTL│/│H│ ≤ 3.8이고, 상기 TTL는 광학계의 전체 길이이고, 상기 H는 광학계의 전체 상고일 수 있다.
7.3 ≤ │FOV│/│TTL│ ≤ 10.6이고, 상기 FOV는 광학계의 화각이고, 상기 TTL는 광학계의 전체 길이일 수 있다.
제3 렌즈와 제4 렌즈의 사이에 배치되는 조리개를 더 포함하고, 1.8 ≤ │f│/│D│ ≤ 2.1이고, 상기 f는 광학계의 전체 초점 거리이고, 상기 D는 상기 조리개의 내경의 크기일 수 있다.
제3 렌즈와 제4 렌즈의 사이에 배치되는 조리개를 더 포함하고, 6.2 ≤ │TTL│/│D│ ≤ 8.5이고, 상기 TTL은 상기 광학계의 전체 길이이고, 상기 D는 상기 조리개의 내경의 크기일 수 있다.
온도 변화에 따른 BFL(back focal length) 변화량을 △BFL이라 하고, 상기 온도 변화의 범위를 △Temp라고 할 때, (│△BFL│/│△Temp│) × 10000≤0.1일 수 있다.
V3는 상기 제3 렌즈의 d선에 대한 아베수이고, V4는 상기 제4 렌즈의 상기 d선에 대한 아베수일 때, 100 ≤ V3+V4 일 수 있다.
다른 실시예는 상술한 렌즈 어레이를 포함하는 촬상 렌즈; 상기 촬상 렌즈를 통과한 빛을 파장에 따라 선택적으로 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 상술한 렌즈 어레이를 포함하는 촬상 렌즈; 상기 촬상 렌즈를 통과한 빛을 파장에 따라 선택적으로 투과하는 필터; 및 상기 필터를 투과한 빛을 수용하는 수광 소자를 포함하는 카메라 모듈을 포함하는 디지털 기기를 제공한다.
실시예에 따른 렌즈 어레이는, 화각이 180도(°) 또는 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)과, 필터(180)와, 수광소자(190)가 순서대로 포함되어 카메라 모듈 내의 촬상 렌즈를 이룰 수 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. 실시예들은 화소 및/또는 화소수가 높은 카메라 모듈에 적용될 수 있는 렌즈 어레이 내지 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 제3 렌즈(130)는 글래스(glass)로 이루어질 수 있고, 상기 제1 렌즈(110)와 상기 제4 렌즈(140)는 글래스 몰드(glass mold)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. 이때, 글래스로 이루어진 렌즈는 구면일 수 있고, 글래스 몰드로 이루어진 렌즈는 비구면일 수 있다.
제2 렌즈(120)는 제1 면(S21)과 제2 면(S22) 중 적어도 하나가 비구면일 수 있고, 제3 렌즈(130)는 제1 면(S31)과 제2 면(S32) 중 적어도 하나가 비구면일 수 있고, 제4 렌즈(140)는 제1 면(S31)과 제2 면(S32)이 중 적어도 하나가 비구면일 수 있고, 제5 렌즈(150)는 제1 면(S51)과 제2 면(S52) 중 적어도 하나가 비구면일 수 있고, 제6 렌즈(160)는 제1 면(S61)과 제2 면(S62) 중 적어도 하나가 비구면일 수 있고, 제7 렌즈(170)는 제1 면(S71)과 제2 면(S72) 중 적어도 하나가 비구면일 수 있으며 제2 면(S72)는 적어도 하나의 변곡점을 가질 수 있다.
도 2에서 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.
인접한 렌즈들(110~170) 사이의 거리 중 제6 렌즈(160)와 제7 렌즈(170) 사이의 거리(d6)가 가장 클 수 있다.
그리고, 제7 렌즈(170)의 제1 면(S71)에 비구면의 오목부가 형성되고, 오목부의 직경이 제3 렌즈(130) 내지 제6 렌즈(160)의 유효 영역의 직경보다 클 수 있다. 그리고, 제7 렌즈(170)의 제1 면(S71)의 오목부의 직경은 제1 렌즈(110)의 유효 영역의 직경보다 작을 수 있다.
여기서, '유효 영역'이라 함은 렌즈의 제1 면 또는 제2 면이 구면이거나 비구면일 때 구면 또는 비구면 영역을 뜻한다. 그리고, 최대 유효 면적'이라 함은 광이 진행하는 경로 상의 렌즈의 최대 단면적을 뜻하며, '최대 유효경'이라고 할 수도 있다.
제6 렌즈는 물체측 방향의 제1 면과 상측 방향의 제2 면이 볼록하고, 15/140 < d/TTL < 20/140일 수 있느느데, d는 상기 제6 렌즈와 상기 제7 렌즈 사이의 거리이고, 상기 TTL은 광학계의 전체 길이일 수 있다.
상기 TTL는 광학계의 전체 길이이고, 3.8 ≤ TTL/(│T1│+│T2│+│T3│) ≤ 4.0일 수 있다.
f3는 제3 렌즈(130)의 초점 거리이고 f4는 제4 렌즈(140)의 초점 거리이고 f는 광학계 전체의 초점 거리일 때, 0.90 ≤ (│f3│+│f4│)/│f│ ≤ 0.91일 수 있다.
H는 광학계의 전체 상고일 때, 2.7 ≤ │TTL│/│H│ ≤ 3.8일 수 있다.
FOV가 광학계의 화각일 때, 7.3 ≤ │FOV│/│TTL│ ≤ 10.6일 수 있다.
D가 조리개의 내경의 크기(직경)일 때, 1.8 ≤ │f│/│D│ ≤ 2.1일 수 있고, 6.2 ≤ │TTL│/│D│ ≤ 8.5일 수 있다. 여기서, 조리개의 내경의 크기는, 조리개에서 광이 통과하는 영역의 단면이 원형일 때 원의 직경을 뜻할 수 있다.
온도 변화에 따른 BFL(back focal length) 변화량을 △BFL이라 하고 온도 변화의 범위를 △Temp라고 할 때, (│△BFL│/│△Temp│) × 10000≤0.1일 수 있다.
V3는 제3 렌즈(130)의 d선에 대한 아베수이고, V4는 제4 렌즈(140)의 상기 d선에 대한 아베수일 때, 100 ≤ V3+V4 일 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 11.05631 0.799777 1.593508 67.0
S12 3.85719 0.991655
S21 5.49766 0.848928 1.54756 55.9
S22 2.99422 2.828626
S31 4.43241 1.936864 1.805866 40.7
S32 6.34226 0.3895
stop infinity 0.1
S41 15.15586 1.064687 1.618897 63.9
S42 -3.39956 0.1
S51 -21.0668 0.49901 1.65447 21.5
S52 6.71395 0.1
S61 5.50411 1.287378 1.53825 56.1
S62 -3.96989 1.598431
S71 69.04229 1.075593 1.65447 21.5
S72 3.65998 0.5
S81 infinity 0.3 1.5233 54.5
S82 infinity 0.574
본 실시예에서 제1 렌즈(110)는 물체측 방향(object side) 방향의 제1 면(S11)이 볼록하고 상측(image side) 방향의 제2 면(S12)이 오목한 매니스커스 형상일 수 있고, 제2 렌즈(120)는 제1 면(S21)이 볼록하고 제2 면(S22)이 오목한 매니스커스 형상일 수 있고, 제3 렌즈(130)는 제1 면(S31)이 볼록하고 제2 면(S32)이 오목한 매니스커스 형상일 수 있고, 제4 렌즈(140)는 제1 면(S31)과 제2 면(S32)이 볼록한 형상일 수 있고, 제5 렌즈(150)는 제1 면(S51)과 제2 면(S52)이 오목한 형상일 수 있고, 제6 렌즈(160)는 제1 면(S61)과 제2 면(S62)이 볼록한 형상일 수 있고, 제7 렌즈(170)는 제1 면(S71)과 제2 면(S72)이 오목한 형상일 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 제조하면 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 -2.875710 0.193578E-02 0.370711E-04 0.826485E-05 0.463548E-06 -0.863834E-11 0.340018E-13
S22 -0.348870 -0.115778E-02 -0.738819E-04 0.699717E-04 -0.505507E-05 0.72061E-17 0.953076E-19
S31 0.515565 0.103064E-02 0.380690E-03 0.388923E-04 0.300900E-05 0.790580E-17 0.991341E-19
S32 20.495191 0.116842E-01 0.722704E-03 0.1820712E-02 -0.908603E-03 0.785476E-17 -0.907293E-19
S41 21.150157 0.382343E-02 -0.218591E-02 -0.229176E-03 -0.546000E-03 0.795283E-17 0.992890E-19
S42 0.747233 -0.103085E-01 -0.370337E-02 -0.748617E-03 -0.590374E-04 0.732382E-17 0.992784E-19
S51 20.294334 -0.150742E-01 -0.236001E-03 0.635831E-03 0.248834E-03 0.115156E-16 0.101703E-18
S52 -10.508732 -0.441530E-02 0.972979E-03 0.339961E-03 0.251062E-04 -0.395965E-09 0.106047E-18
S61 0.176786 0.138152E-02 0.109788E-02 0.880992E-05 0.437302E-05 0.35386E-08 0.103903E-18
S62 -3.989005 -0.728919-E01 0.367335E-01 -0.140246E-01 0.500394E-02 0.951286E-04 -0.279613E-13
S71 50.000000 -0.475543E-01 0.313766E-02 -0.309013E-03 0.227223E-04 -0.454792E-08 0.106053E-18
S72 -11.144252 -0.170870E-01 0.149635E-02 -0.901534E-04 0.203542E-05 0.607663E-10 0.111543E-18
도 3은 표 1 및 표 2의 실시예에 따른 촬상 렌즈의 수차도를 도시한 그래11로서, 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 10.767 0.699805 1.593508 67.0
S12 3.88891 1
S21 5.67995 0.853924 1.54756 55.9
S22 2.72358 1.512666
S31 4.11088 0.993266 1.805866 40.7
S32 6.15393 0.505716
stop infinity 0.1
S41 12.51599 1.269327 1.618897 63.9
S42 -3.49516 0.1
S51 -673.43032 0.49901 1.65447 21.5
S52 5.93854 0.1
S61 5.06731 1.349472 1.53825 56.1
S62 -3.99545 1.513109
S71 -244.68886 1.113154 1.65447 21.5
S72 3.39299 0.5
S81 infinity 0.3 1.5233 54.5
S82 infinity 0.585
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 -3.355139 0.224487E-02 0.7102081E-05 0.457980E-05 -0.682383E-06 -0.863834E-11 0.340018E-13
S22 -0.040998 -0.374833E-02 -0.320717E-03 0.730464E-04 -0.157703E-04 0.722061E-17 0.950376E-19
S31 0.805791 0.280090E-02 0.117199E-02 0.166959E-03 0.301167E-04 0.790580E-17 0.991341E-19
S32 19.145681 0.172320E-01 0.205240E-02 0.264822E-02 -0.733439E-03 0.785476E-17 0.907293E-19
S41 49.993983 0.880979E-02 -0.918788E-03 0.160695E-02 -0.836194E-03 0.795283E-17 0.992890E-19
S42 0.653324 -0.986694E-01 -0.153540E-02 -0.625084E-03 0.257734E-03 0.115156E-16 0.101703E-18
S51 50.000000 -0.203245E-01 -0.112242E-02 0.571892E-03 0.423632E-04 0.732382E-16 0.992784E-19
S52 -10.552575 -0.550550E-02 0.356091E-03 0.218434E-03 0.140989E-04 -0.395965E-09 0.106074E-18
S61 2.182035 -0.831565E-03 0.801956E-03 0.545081E-04 0.984308E-05 0.335386E-08 0.103903E-18
S62 -5.168747 -0.707643-E02 0.262229E-02 -0.860550E-04 0.104937E-04 0.557400E-09 0.794739E-19
S71 50.000000 -0.488411E-01 0.300578E-02 -0.375541E-03 0.432159E-04 -0.454792E-08 0.106053E-18
S72 -10.982732 -0.161377E-01 0.140648E-02 -0.876922E-04 0.222099E-05 0.607663E-10 0.111543E-18
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 10.767 0.49986 1.593508 67.0
S12 3.88891 0.5
S21 6.45019 0.39928 1.54756 55.9
S22 2.23661 0.55653
S31 4.29148 0.803862 1.80139 45.5
S32 5.95138 0.348963
stop infinity 0.1
S41 10.18259 1.145916 1.59201 67.0
S42 -2.94982 0.18925
S51 90.42049 0.399208 1.65447 21.5
S52 5.5204 0.1
S61 4.77498 1.037039 1.53825 56.1
S62 -3.8183 1.915423
S71 -124.27584 1.126817 1.65447 21.5
S72 3.78996 0.5
S81 infinity 0.3 1.5233 54.5
S82 infinity 0.474
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 0.888157 0.841269E-02 -0.761116E-04 -0.138113E-03 -0.289783E-04 -0.863834E-11 0.340018E-13
S22 0.874035 0.973555E-03 -0.350812E-03 0.153992E-03 -0.755618E-03 0.722061E-17 0.953076E-19
S31 0.965546 0.692548E-02 0.131685E-02 -0.170464E-02 -0.412871E-03 0.790580E-17 0.991341E-19
S32 23.436547 0.338478E-01 0.226473E-02 0.261930E-02 -0.765282E-02 0.785476E-17 0.907293E-19
S41 50.000000 0.199026E-01 -0.501793E-02 0.238274E-02 -0.171048E-02 0.795283E-17 0.992890E-19
S42 0.861597 -0.108228E-01 -0.157384E-02 -0.516003E-03 0.686745E-03 0.732382E-17 0.992784E-19
S51 -50.000000 -0.240897E-01 -0.204999E-03 0.891516E-03 0.178126E-03 0.115156E-16 0.101703E-19
S52 -11.703615 -0.585740E-02 0.208778E-03 0.554813E-03 0.982210E-04 -0.395965E-09 0.106047E-18
S61 1.919064 -0.237579E-02 0.126384E-02 0.572919E-04 0.158477E-04 0.335386E-08 0.103903E-18
S62 -4.898645 -0.837450-E02 0.332686E-02 -0.410507E-04 0.196079E-04 0.557400E-09 0.794739E-19
S71 -50.000000 -0.485687E-01 0.256299E-02 -0.722355E-03 0.103576E-03 -0.454792E-08 0.106053E-18
S72 -11.154807 -0.157049E-01 0.118182E-02 -0.704693E-04 0.191535E-05 0.607663E-10 0.111543E-11
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 (16)

  1. 물체측으로부터 상측으로 순서대로 배치되고 굴절력을 가지는 제1 렌즈 내지 제7 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈는 음의 굴절력을 가지고, 상기 제3 렌즈와 제4 렌즈는 양의 굴절력을 가지고,
    상기 제6 렌즈는 물체측 방향의 제1 면과 상측 방향의 제2 면이 볼록하고, 15/140 < d/TTL < 20/140이고, d는 상기 제6 렌즈와 상기 제7 렌즈 사이의 거리이고, 상기 TTL은 광학계의 전체 길이인 촬상 렌즈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제7 렌즈의 제2 면은 적어도 하나의 변곡점을 가지는 쵤상 렌즈.
  3. 제1 항에 있어서,
    인접한 렌즈들 사이의 거리 중, 상기 제6 렌즈와 상기 제7 렌즈 사이의 거리가 가장 큰 촬상 렌즈.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제7 렌즈의 제1 면에 비구면의 오목부가 형성되고, 상기 오목부의 직경이 상기 제3 렌즈 내지 상기 제6 렌즈의 유효 영역의 직경보다 큰 촬상 렌즈.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제7 렌즈의 제1 면의 오목부의 직경은, 상기 제1 렌즈의 유효 영역의 직경보다 작은 촬상 렌즈.
  6. 제1 항에 있어서,
    3.8 ≤ TTL/(│t1│+│t2│+│t3│) ≤ 4.0이고, 상기 TTL는 광학계의 전체 길이이고, 상기 t1은 상기 제1 렌즈의 광축 상의 두께이고, 상기 t3은 상기 제3 렌즈의 광축 상의 두께이고, 상기 t4은 상기 제4 렌즈의 광축 상의 두께인 촬상 렌즈.
  7. 제1 항에 있어서,
    0.90 ≤ (│f3│+│f4│)/│f│ ≤ 0.91이고, 상기 f3는 상기 제3 렌즈의 초점 거리이고, 상기 f4는 상기 제4 렌즈의 초점 거리이고, 상기 f는 광학계 전체의 초점 거리인 촬상 렌즈.
  8. 제1 항에 있어서,
    2.7 ≤ │TTL│/│H│ ≤ 3.8이고, 상기 TTL는 광학계의 전체 길이이고, 상기 H는 광학계의 전체 상고인 촬상 렌즈.
  9. 제1 항에 있어서,
    7.3 ≤ │FOV│/│TTL│ ≤ 10.6이고, 상기 FOV는 광학계의 화각이고, 상기 TTL는 광학계의 전체 길이인 촬상 렌즈.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 렌즈와 제4 렌즈의 사이에 배치되는 조리개를 더 포함하고,
    1.8 ≤ │f│/│D│ ≤ 2.1이고, 상기 f는 광학계의 전체 초점 거리이고, 상기 D는 상기 조리개의 내경의 크기인 촬상 렌즈.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 렌즈와 제4 렌즈의 사이에 배치되는 조리개를 더 포함하고,
    6.2 ≤ │TTL│/│D│ ≤ 8.5이고, 상기 TTL은 상기 광학계의 전체 길이이고, 상기 D는 상기 조리개의 내경의 크기인 촬상 렌즈.
  12. 제1 항에 있어서,
    온도 변화에 따른 BFL(back focal length) 변화량을 △BFL이라 하고, 상기 온도 변화의 범위를 △Temp라고 할 때,
    (│△BFL│/│△Temp│) × 10000≤0.1인 촬상 렌즈.
  13. 제1 항에 있어서,
    V3는 상기 제3 렌즈의 d선에 대한 아베수이고, V4는 상기 제4 렌즈의 상기 d선에 대한 아베수일 때, 100 ≤ V3+V4 인 촬상 렌즈.
  14. 물체측으로부터 상측으로 순서대로 배치되고 굴절력을 가지는 제1 렌즈 내지 제7 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 음의 굴절력을 가지고, 상기 제3 렌즈와 제4 렌즈는 양의 굴절력을 가지고, 상기 제6 렌즈는 물체측 방향의 제1 면과 상측 방향의 제2 면이 볼록하고, 15/140 < d/TTL < 20/140이고, d는 상기 제6 렌즈와 상기 제7 렌즈 사이의 거리이고, 상기 TTL은 광학계의 전체 길이인 촬상 렌즈;
    상기 촬상 렌즈를 통과한 빛이 투과하는 필터; 및
    상기 필터를 투과한 빛을 수용하는 수광 소자를 포함하는 카메라 모듈.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 수광 소자는 이미지 센서이고, 상기 이미지 센서의 단위 픽셀의 가로 및/또는 세로의 길이는 각각 2 마이크로 미터 이하인 카메라 모듈.
  16. 물체측으로부터 상측으로 순서대로 배치되고 굴절력을 가지는 제1 렌즈 내지 제7 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 음의 굴절력을 가지고, 상기 제3 렌즈와 제4 렌즈는 양의 굴절력을 가지고, 상기 제6 렌즈는 물체측 방향의 제1 면과 상측 방향의 제2 면이 볼록하고, 15/140 < d/TTL < 20/140이고, d는 상기 제6 렌즈와 상기 제7 렌즈 사이의 거리이고, 상기 TTL은 광학계의 전체 길이인 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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WO2020119145A1 (zh) * 2018-12-11 2020-06-18 浙江舜宇光学有限公司 摄像镜头

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