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KR101301314B1 - 촬상렌즈 유닛 - Google Patents

촬상렌즈 유닛 Download PDF

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KR101301314B1
KR101301314B1 KR1020110103101A KR20110103101A KR101301314B1 KR 101301314 B1 KR101301314 B1 KR 101301314B1 KR 1020110103101 A KR1020110103101 A KR 1020110103101A KR 20110103101 A KR20110103101 A KR 20110103101A KR 101301314 B1 KR101301314 B1 KR 101301314B1
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KR
South Korea
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lens
present
imaging
conditional expression
abbe number
Prior art date
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KR1020110103101A
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유호식
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은 양(+)의 파워를 갖는 제1 렌즈와, 음(-)의 파워를 갖는 제2 렌즈와, 양(+) 또는 음(-)의 파워 중 선택적으로 하나의 파워를 갖는 제3 렌즈와, 음(-)의 파워를 갖는 제4 렌즈 및 음(-)의 파워를 갖는 제5 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈 및 제5 렌즈는 촬상 대상으로부터 순서대로 배열되도록 위치되고, 상기 제4 렌즈는 상측면으로 오목한 형상인 것을 특징으로 하는 촬상렌즈 유닛을 제공한다.

Description

촬상렌즈 유닛{Image Lense Unit}
본 발명은 촬상렌즈 유닛에 관한 것이다.
현재 휴대폰 및 PDA 등과 같은 휴대용 단말기는 최근 그 기술의 발전과 더불어 단순한 전화기능뿐만 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.
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 취향에 맞추어 소형의 카메라 모듈이 장착된 기기의 출시가 점차 늘어나고 있는 실정이다.
이런 소형 카메라 모듈에서는 소형 광학계로 다양한 기능을 수행해야 하기 때문에 슬림화를 위한 여러 기술이 사용된다. 슬림화와 더불어 소형 광학계에의 화질에 대한 요구도 증대되고 있어 고화질을 제공할 수 있는 슬림화된 광학계의 개발이 요구되고 있다.
따라서, 최근에는 각각 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈와 음(-)의 굴절력을 갖는 5매의 렌즈를 이용하여 고해상도의 촬상렌즈를 구성하는 촬상렌즈 유닛이 개발되고 있다.
하지만, 앞서 언급한 5매 구조의 촬상렌즈 유닛은 특정 조건에 따라 사용자가 원하는 광학 특성 또는 수차 특성을 나타내지 못하는 문제점이 있다.
삭제
한국공개특허 2009-0087682호
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 5매 렌즈를 이용하여 사용자가 원하는 광학 특성을 만족하고, 수차 특성이 우수한 촬상렌즈 유닛을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 촬상렌즈 유닛에 관한 것으로서, 양(+)의 파워를 갖는 제1 렌즈와, 음(-)의 파워를 갖는 제2 렌즈와, 양(+) 또는 음(-)의 파워 중 선택적으로 하나의 파워를 갖는 제3 렌즈와, 음(-)의 파워를 갖는 제4 렌즈 및 음(-)의 파워를 갖는 제5 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈 및 제5 렌즈는 촬상 대상으로부터 순서대로 배열되도록 위치되고, 상기 제4 렌즈는 상측면으로 볼록한 형상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제4 렌즈는 메니스커스 형태의 렌즈인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제4 렌즈의 아베수를 v4 이라 할 때, 0 < v4 < 30의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 렌즈 및 상기 제4 렌즈는 고분산 재료로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 렌즈의 아베수를 v1 이라 할 때, 50 < v1의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 렌즈의 아베수를 v2 이라 할 때, 0 < v2 < 30의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 렌즈는 물체측면으로 볼록한 형상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 렌즈는 상측면으로 오목한 형상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제5 렌즈는 상측면으로 변곡점을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제3 렌즈는 음(-)의 파워를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제3 렌즈는 양(+)의 파워를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 렌즈의 앞쪽으로 빛의 양을 조절하는 구경 조리개를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 렌즈와 제2 렌즈 사이에 빛의 양을 조절하는 구경 조리개를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈 및 제4 렌즈는 모두 플라스틱 재질인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 촬상렌즈 유닛의 전체초점거리를 f, 상기 제4 렌즈의 물체측 면의 곡률반경을 r7, 상기 제4 렌즈의 상측 면의 곡률반경을 r8 이라 할 때,
0 < (r7 + r8) / (r7 - r8) < -2.5의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 촬상렌즈 유닛의 전체초점거리를 f, 상기 제1 렌즈의 물체측 정점에서부터 상측 면까지의 거리를 tt 이라 할 때,
0 < tt/f < 1.3의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 렌즈의 아베수를 v1, 상기 제2 렌즈의 아베수를 v2, 상기 제3 렌즈의 아베수를 v3 및 상기 제4 렌즈의 아베수를 v4 이라 할 때,
0.7 < (v1 + v2) / (v3 + v4) < 1.0의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따라, 5 매의 렌즈로 구성되는 촬상렌즈 유닛을 제공함으로써, 휴대용 단말기에 적합한 소형화된 광학계, 소형 카메라 모듈 및 높은 해상력(Resolving Power)을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛의 수차도를 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛의 코마수차(Coma aberration)를 측정한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛의 수차도를 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛의 코마수차(Coma aberration)를 측정한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛의 수차도를 도시한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛의 코마수차(Coma aberration)를 측정한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛의 수차도를 도시한 그래프이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛의 코마수차(Coma aberration)를 측정한 그래프이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
제1 실시예
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛은 촬상 대상인 물체측(Object side)으로부터 제1 렌즈(10), 제2 렌즈(20), 제3 렌즈(30), 제4 렌즈(40), 제5 렌즈(50), 필터(60) 및 이미지 센서(70)의 순서로 배열되도록 위치된다.
또한, 촬상 대상으로부터 입사되는 입사광의 광량을 조정하고, 초점 심도를 조정하는 구경 조리개(Aperture Stop, S)가 상기 제1 렌즈(10)로부터 물체측 방향으로 소정의 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.
따라서, 촬상되는 물체의 광량은 상기 제1 렌즈(10)에서부터 상기 제5 렌즈(50)를 통과하여 상기 이미지 센서(70)에 입사된다.
그리고, 상기 필터(60)는 자외선 차단 필터(IR cutfillter)로 구성될 수 있으며 이를 통해 입사되는 광량으로부터 방출되는 자외선이 상측면(Image side)에 위치하는 상기 이미지 센서(70)에 전달되는 것을 차단하는 기능을 한다.
보다 구체적으로, 상기 제1 렌즈(10)는 양(+)의 파워, 상기 제2 렌즈(20)는 음(-)의 파워, 상기 제3 렌즈(30)는 음(-)의 파워, 상기 제4 렌즈(40)는 음(-)의 파워, 상기 제5 렌즈(50)는 음(-)의 파워를 갖는다.
그리고, 상기 제1 렌즈(10)는 물체측면으로 볼록한 형상이며, 상기 제1 렌즈(10)의 아베수를 v1 이라 할 때, 상기 제1 렌즈(10)의 아베수는 다음의 조건식을 만족한다.
조건식 (1): 50 < v1
또한, 상기 제2 렌즈(20)는 상측면으로 오목한 형상이며, 상기 제2 렌즈(20)의 아베수를 v2 이라 할 때, 상기 제2 렌즈(20)의 아베수는 다음의 조건식을 만족한다.
조건식 (2): 0 < v2 < 30
그리고, 상기 제4 렌즈(40)는 상측면으로 볼록하게 이루어지고, 메니스커스(Maniscus) 형상이며, 상기 제4 렌즈(40)의 아베수를 v4 이라 할 때, 상기 제4 렌즈(40)의 아베수는 다음의 조건식을 만족한다.
조건식 (3):0 < v4 < 30
또한, 상기 제5 렌즈(50)는 상측면으로 변곡점을 구비한다.
그리고, 상기 제2 렌즈(20) 및 상기 제4 렌즈(40)는 고분산 재료로 이루어진다.
도 1에 도시된 본 발명의 촬상렌즈 유닛에 따른 제1 실시예는 앞서 기술한 조건식 (1), 조건식 (2)및 조건식 (3)을 모두 만족하는 동시에 하기에 후술하는 조건식들을 만족하면서, 촬상렌즈의 수차 특성이 우수하며, 높은 해상력을 제공한다.
조건식 (4): 0 < (r7 + r8) / (r7 - r8) < -2.5
조건식 (5): 0 < tt/f < 1.3
조건식 (6): 0.7 < (v1 + v2) / (v3 + v4) < 1.0
여기서,
f: 상기 촬상렌즈 유닛의 전체초점거리
r7: 상기 제4 렌즈의 물체측 면의 곡률반경
r8: 상기 제4 렌즈의 상측 면의 곡률반경
tt: 상기 제1 렌즈의 물체측 정점에서부터 상측 면까지의 거리
v1: 상기 제1 렌즈의 아베수
v2: 상기 제2 렌즈의 아베수
v3: 상기 제3 렌즈의 아베수
v4: 상기 제4 렌즈의 아베수
또한, 그리고 본 발명의 제1 실시예에 대한 비구면 계수 값은 다음의 수학식 1로부터 구할 수 있다.
Figure 112011078904172-pat00001
Z: 렌즈의 정점에서부터 광축 방향으로의 거리
c: 렌즈의 기본 곡률
h: 광축에 수직인 방향으로의 거리
K; 코닉 상수(Conic Constant)
A, B, C, D, E, F: 비구면 계수(Aspheric Constant)
여기서, 코닉 상수 K 및 비구면 계수 A, B, C, D, E, F에 사용되는 "E" 및 이에 하이폰 "-" 으로 연결되는 수는 10의 거듭제곱을 나타낸다.
예를 들어, "E+01"은 101 이고, "E-01"은 10-1이다.
하기의 표 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 각 렌즈의 설계 데이터 값을 나타낸다.
렌즈 번호 렌즈 표면 번호 곡률 반경(mm) 두께(mm) Index 아베수(Abbe)
제1 렌즈 S1 1.763 0.900 1.534 56.200
S2 -5.672 0.063
제2 렌즈 S3 -9.198 0.364 1.614 25.600
S4 4.163 0.308
제3 렌즈 S5 14.875 0.551 1.534 56.200
S6 11.495 0.305
제4 렌즈 S7 -4.748 0.900 1.614 25.600
S8 -5.587 0.058
제5 렌즈 S9 2.809 0.900 1.534 56.200
S10 1.784 0.300
filter S11 000 0.300 1.517 64.197
S12 000 0.700
상기 표 1에 기재된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 상기 제1 렌즈(10)의 아베수(v1)는 56.200임으로 조건식 (1)을 만족한다.
또한, 상기 제2 렌즈(20)의 아베수(v2)는 25.600임으로 조건식 (2)를 만족한다.
그리고, 상기 제4 렌즈(40)의 아베수(v4)는 25.600임으로 조건식 (3)을 만족하는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 제4 렌즈(40)의 곡률 반경 값을 통하여 조건식 (4)를 만족하는 것을 알 수 있다.
그리고, 상기 제1 렌즈(10) 내지 상기 제4 렌즈(40)의 아베수 값을 통해 조건식 (6)을 만족하는 것을 알 수 있다.
하기의 표 2은 본 발명의 제1 실시예에 따른 각 렌즈의 비구면 계수 값을 나타낸다.
렌즈 번호 렌즈
표면 번호		 K A B C D E F
제1 렌즈 S1 -1.0691
E+00		 1.2819
E-02		 -1.2774
E-02		 7.1902
E-03		 -1.9070
E-02
S2 -3.6984
E+01		 -7.3735
E-03		 -7.9849
E-02		 2.3367
E-02		 2.6266
E-03
제2 렌즈 S3 0.0000
E+00		 7.4005
E-02		 -7.3221
E-02		 1.9838
E-02		 2.5006
E-02
4S 1.4763
E+01		 2.4962
E-02		 1.1805
E-02		 -1.7987
E-02		 1.0340
E-02
제3 렌즈 S5 0.0000
E+00		 -6.9792
E-02		 -7.6877
E-03		 3.2156
E-02		 -3.1754
E-02
S6 0.0000
E+00		 6.8123
E-03		 -8.2799
E-02		 5.8992
E-02		 -2.0776
E-02
제4 렌즈 S7 -1.0154
E+02		 -1.1014
E-03		 -1.7923
E-02		 -6.7548
E-02		 5.6115
E-02		 -1.8166
E-02
S8 -7.9624
E+00		 3.4197
E-02		 -3.3333
E-02		 7.9714
E-03		 -6.9532
E-04		 1.0098
E-05
제5 렌즈 S9 -1.0389
E+01		 -9.0596
E-02		 2.2209
E-02		 -3.7819
E-03		 5.0937
E-04		 -4.6163
E-05
S10 -6.3248
E+00		 -4.9536
E-02		 1.1043
E-02		 -1.9780
E-03		 1.9725
E-04		 -9.8808
E-06
하기의 표 3은 앞서 언급한 조건식에 따른 본 발명의 제1 실시예의 각 렌즈의 초점거리(Focal Length Tolerance, EFL)를 나타낸다.
렌즈 번호 초점거리
제1 렌즈 2.629
제2 렌즈 -4.619
제3 렌즈 -100.407
제4 렌즈 -87.132
제5 렌즈 -13.178
Ass'y 4.9455
상기 표 3에 기재된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 상기 제1 렌즈(10)의 초점거리를 통하여 조건식 (5)를 만족하는 것을 알 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛의 수차도를 도시한 그래프이다. 도시된 바와 같이, 구면수차(Longitudinal spherical aberration), 비점수차(Astigmatic Field Curves) 및 왜곡수차(Distortion)를 측정한 그래프이다.
도 2에 도시된 그래프의 Y축은 이미지의 높이(또는 크기, Image height)를 나타내고, X축은 초점거리(단위, mm) 및 왜곡도(단위 %)를 나타낸다.
그리고, 도 2의 해석에 있어서, 각 곡선들이 Y축에 근접할 수록 수차 보정기능이 좋은 것으로 해석할 수 있는데, 도 2에 도시된 그래프를 살펴보면 본 발명의 제1 실시예에 따라 측정된 실험 데이터 값들은 거의 모든 영역에서의 측정 값들이 Y축에 인접하게 나타나고 있다.
따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛은 구면수차, 비점수차 및 왜곡수차가 모두 우수한 특성을 나타내고 있다.
그리고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛의 코마수차(Coma aberration)를 측정한 그래프이다. 도시된 바와 같이, 상면의 높이(field height)에 따라 탄젠셜(Tangential) 성분과 새지털(Sagittal) 성분의 수차를 측정하였다.
코마수차의 그래프 해석에 있어서, 양의 축과 음의 축에서 각각 X축에 근접할수록 코마수차 보정기능이 좋은 것으로 해석될 수 있는데, 도 3에 도시된 그래프를 살펴보면 본 발명의 제1 실시예에 따라 측정된 실험 데이터 값들은 거의 모든 영역에서의 측정 값들이 X축에 인접하게 나타나고 있다.
따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛은 우수한 코마수차 보정기능을 제공한다.
제2 실시예
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다. 본 실시예를 설명함에 있어 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여하고, 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다. 이하, 이를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛에 대해 설명하기로 한다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛은 촬상 대상인 물체측(Object side)으로부터 제1 렌즈(10b), 제2 렌즈(20b), 제3 렌즈(30b), 제4 렌즈(40b), 제5 렌즈(50b), 필터(60) 및 이미지 센서(70)의 순서로 배열되도록 위치된다.
보다 구체적으로, 상기 제1 렌즈(10b)는 양(+)의 파워, 상기 제2 렌즈(20b)는 음(-)의 파워, 상기 제3 렌즈(30b)는 양(+)의 파워, 상기 제4 렌즈(40b)는 음(-)의 파워, 상기 제5 렌즈(50b)는 음(-)의 파워를 갖는다.
그리고, 상기 제5 렌즈(50b) 뒤로는 필터(60) 및 이미지 센서(70)가 배치된다.
또한, 촬상 대상으로부터 입사되는 입사광의 광량을 조정하고, 초점 심도를 조정하는 구경 조리개(Aperture Stop, S)가 상기 제1 렌즈(10b)로부터 물체측 방향으로 소정의 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.
하기의 표 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 각 렌즈의 설계 데이터 값을 나타낸다.
렌즈 번호 렌즈 표면 번호 곡률 반경(mm) 두께(mm) Index 아베수(Abbe)
제1 렌즈 S1 1.816 0.900 1.534 56.200
S2 -5.547 0.054
제2 렌즈 S3 -97.166 0.400 1.614 25.600
S4 2.856 0.361
제3 렌즈 S5 -8.294 0.525 1.534 56.200
S6 -4.105 0.272
제4 렌즈 S7 -2.584 0.900 1.614 25.600
S8 -3.098 0.150
제5 렌즈 S9 3.311 0.900 1.534 56.200
S10 1.662 0.300
filter S11 0.300 1.517 64.197
S12 0.700
하기의 표 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 각 렌즈의 비구면 계수 값을 나타낸다.
렌즈 번호 렌즈
표면 번호		 K A B C D E F
제1 렌즈 S1 -1.0273
E+00		 1.3839
E-02		 -9.1788
E-03		 8.0117
E-03		 -1.4801
E-02
S2 -2.9977
E+01		 1.6039
E-02		 -7.8975
E-02		 1.8846
E-02		 2.9650
E-04
제2 렌즈 S3 0.0000
E+00		 4.0689
E-02		 -5.3059
E-02		 -1.1937E-03 2.1356
E-02
4S 5.3062
E+00		 -1.8141
E-02		 2.2376
E-02		 -2.7022E-02 1.1053
E-02
제3 렌즈 S5 0.0000
E+00		 -3.5015
E-02		 -2.0312
E-02		 3.5575
E-02		 -2.2585
E-02
S6 0.0000
E+00		 5.6233
E-02		 -1.2617
E-01		 7.4023
E-02		 -2.0183
E-02
제4 렌즈 S7 -2.3140
E+01		 1.0244
E-02		 -4.6689
E-02		 -3.7693E-02 3.8980
E-02		 -1.3645E-02
S8 -1.6824
E+01		 1.8939
E-02		 -2.9754
E-02		 7.9458
E-03		 -8.5824
E-04		 4.4694E-05
제5 렌즈 S9 -1.2507
E+00		 -1.0725
E-01		 2.3608
E-02		 -3.6392E-03 4.5632
E-04		 -2.9218E-05
S10 -6.5984
E+00		 -3.9477
E-02		 7.0115
E-03		 -1.0061E-03 6.4242
E-05		 -1.6654E-06
하기의 표 6은 앞서 언급한 조건식에 따른 본 발명의 제2 실시예의 각 렌즈의 초점거리(Focal Length Tolerance, EFL)를 나타낸다.
렌즈 번호 초점거리
제1 렌즈 2.629
제2 렌즈 -4.619
제3 렌즈 14.584
제4 렌즈 -75.715
제5 렌즈 -7.714
Ass'y 4.9479
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛의 수차도를 도시한 그래프이다. 도시된 바와 같이, 구면수차(Longitudinal spherical aberration), 비점수차(Astigmatic Field Curves) 및 왜곡수차(Distortion)를 측정한 그래프이다.
도 5에 도시된 그래프의 Y축은 이미지의 높이(또는 크기, Image height)를 나타내고, X축은 초점거리(단위, mm) 및 왜곡도(단위 %)를 나타낸다.
그리고, 도 5의 해석에 있어서, 각 곡선들이 Y축에 근접할수록 수차 보정기능이 좋은 것으로 해석할 수 있는데, 도 5에 도시된 그래프를 살펴보면 본 발명의 제2 실시예에 따라 측정된 실험 데이터 값들은 거의 모든 영역에서의 측정 값들이 Y축에 인접하게 나타나고 있다.
따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛은 구면수차, 비점수차 및 왜곡수차가 모두 우수한 특성을 나타내고 있다.
그리고, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛의 코마수차(Coma aberration)를 측정한 그래프이다. 도시된 바와 같이, 상면의 높이(field height)에 따라 탄젠셜(Tangential) 성분과 새지털(Sagittal) 성분의 수차를 측정하였다.
코마수차의 그래프 해석에 있어서, 양의 축과 음의 축에서 각각 X축에 근접할수록 코마수차 보정기능이 좋은 것으로 해석될 수 있는데, 도 6에 도시된 그래프를 살펴보면 본 발명의 제2 실시예에 따라 측정된 실험 데이터 값들은 거의 모든 영역에서의 측정 값들이 X축에 인접하게 나타나고 있다.
따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛은 우수한 코마수차 보정기능을 제공한다.
제3 실시예
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다. 본 실시예를 설명함에 있어 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여하고, 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다. 이하, 이를 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛에 대해 설명하기로 한다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛은 촬상 대상인 물체측(Object side)으로부터 제1 렌즈(10c), 제2 렌즈(20c), 제3 렌즈(30c), 제4 렌즈(40c), 제5 렌즈(50c), 필터(60) 및 이미지 센서(70)의 순서로 배열되도록 위치된다.
보다 구체적으로, 상기 제1 렌즈(10c)는 양(+)의 파워, 상기 제2 렌즈(20c)는 음(-)의 파워, 상기 제3 렌즈(30c)는 음(-)의 파워, 상기 제4 렌즈(40c)는 음(-)의 파워, 상기 제5 렌즈(50c)는 음(-)의 파워를 갖는다.
또한, 촬상 대상으로부터 입사되는 입사광의 광량을 조정하고, 초점 심도를 조정하는 구경 조리개(Aperture Stop, S)가 상기 제1 렌즈(10c)와 상기 제2 렌즈 (20c)사이에 배치된다.
그리고, 상기 제5 렌즈(50c)의 뒤로는 필터(60) 및 이미지 센서(70)가 배치된다.
하기의 표 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 각 렌즈의 설계 데이터 값을 나타낸다.
렌즈 번호 렌즈 표면 번호 곡률 반경(mm) 두께(mm) Index 아베수(Abbe)
제1 렌즈 S1 1.730 0.752 1.534 56.200
S2 -8.569 0.050
구경 조리개 S3 INFINITY 0.061
제2 렌즈 S4 -13.180 0.400 1.614 25.600
S5 3.528 0.620
제3 렌즈 S6 5.570 0.400 1.534 56.200
S7 4.920 0.307
제4 렌즈 S8 -4.191 0.900 1.614 25.600
S9 -5.275 0.050
제5 렌즈 S10 2.036 0.855 1.534 56.200
S11 1.702 0.300
filter S12 0.300 1.517 64.197
S13 0.700
하기의 표 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 각 렌즈의 비구면 계수 값을 나타낸다.
렌즈 번호 렌즈
표면 번호		 K A B C D E F
제1 렌즈 S1 -9.4427
E-01		 1.5322
E-02		 -8.2026
E-03		 9.9253
E-03		 -1.7307
E-02
S2 5.7561
E+00		 2.3480
E-03		 7.0525
E-03		 -4.8277E-02 1.8181
E-02
구경
조리개		 S3
제2 렌즈 4S 0.0000
E+00		 2.5677
E-02		 3.7071
E-02		 -6.9411E-02 4.4068
E-02
S5 8.7002
E+00		 -6.2934
E-04		 4.2185
E-02		 -4.9236E-02 3.0125
E-02
제3 렌즈 S6 0.0000
E+00		 -8.9747
E-02		 -3.8532
E-02		 5.7459
E-02		 -3.3302
E-02
S7 0.0000
E+00		 -1.1576
E-02		 -1.0527
E-01		 7.4150
E-02		 -1.9678
E-02
제4 렌즈 S8 -7.0912
E+01		 4.3019
E-02		 -3.8067
E-02		 -4.4898E-02 4.3045
E-02		 -1.0699E-02
S9 -2.0574
E+01		 3.9125
E-02		 -3.4167
E-02		 8.2237
E-03		 -6.7424
E-04		 -8.5788E-06
제5 렌즈 S10 -4.0068
E+00		 -7.0899
E-02		 2.0161
E-02		 -4.0410E-03 4.8831
E-04		 -2.4990E-05
S11 -4.8559
E+00		 -4.3280
E-02		 9.4989
E-03		 -1.5821E-03 1.2507
E-04		 -4.0178E-06
하기의 표 9는 앞서 언급한 조건식에 따른 본 발명의 제3 실시예의 각 렌즈의 초점거리(Focal Length Tolerance, EFL)를 나타낸다.
렌즈 번호 초점거리
제1 렌즈 2.766
제2 렌즈 -4.492
제3 렌즈 -100.348
제4 렌즈 -48.560
제5 렌즈 -180.664
Ass'y 4.9446
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛의 수차도를 도시한 그래프이다. 도시된 바와 같이, 구면수차(Longitudinal spherical aberration), 비점수차(Astigmatic Field Curves) 및 왜곡수차(Distortion)를 측정한 그래프이다.
도 8에 도시된 그래프의 Y축은 이미지의 높이(또는 크기, Image height)를 나타내고, X축은 초점거리(단위, mm) 및 왜곡도(단위 %)를 나타낸다.
그리고, 도 8의 해석에 있어서, 각 곡선들이 Y축에 근접할수록 수차 보정기능이 좋은 것으로 해석할 수 있는데, 도 8에 도시된 그래프를 살펴보면 본 발명의 제3 실시예에 따라 측정된 실험 데이터 값들은 거의 모든 영역에서의 측정 값들이 Y축에 인접하게 나타나고 있다.
따라서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛은 구면수차, 비점수차 및 왜곡수차가 모두 우수한 특성을 나타내고 있다.
그리고, 도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛의 코마수차(Coma aberration)를 측정한 그래프이다. 도시된 바와 같이, 상면의 높이(field height)에 따라 탄젠셜(Tangential) 성분과 새지털(Sagittal) 성분의 수차를 측정하였다.
코마수차의 그래프 해석에 있어서, 양의 축과 음의 축에서 각각 X축에 근접할수록 코마수차 보정기능이 좋은 것으로 해석될 수 있는데, 도 9에 도시된 그래프를 살펴보면 본 발명의 제3 실시예에 따라 측정된 실험 데이터 값들은 거의 모든 영역에서의 측정 값들이 X축에 인접하게 나타나고 있다.
따라서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛은 우수한 코마수차 보정기능을 제공한다.
제4 실시예
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다. 본 실시예를 설명함에 있어 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여하고, 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다. 이하, 이를 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛에 대해 설명하기로 한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛은 촬상 대상인 물체측(Object side)으로부터 제1 렌즈(10d), 제2 렌즈(20d), 제3 렌즈(30d), 제4 렌즈(40d), 제5 렌즈(50d), 필터(60) 및 이미지 센서(70)의 순서로 배열되도록 위치된다.
보다 구체적으로, 상기 제1 렌즈(10d)는 양(+)의 파워, 상기 제2 렌즈(20d)는 음(-)의 파워, 상기 제3 렌즈(30d)는 양(+)의 파워, 상기 제4 렌즈(40d)는 음(-)의 파워, 상기 제5 렌즈(50d)는 음(-)의 파워를 갖는다.
또한, 촬상 대상으로부터 입사되는 입사광의 광량을 조정하고, 초점 심도를 조정하는 구경 조리개(Aperture Stop, S)가 상기 제1 렌즈(10d)와 상기 제2 렌즈(20d) 사이에 배치된다.
그리고, 상기 제5 렌즈(50d) 뒤로는 필터(60) 및 이미지 센서(70)가 배치된다
하기의 표 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 각 렌즈의 설계 데이터 값을 나타낸다.
렌즈 번호 렌즈 표면 번호 곡률 반경(mm) 두께(mm) Index 아베수(Abbe)
제1 렌즈 S1 1.649 0.692 1.534 56.200
S2 -17.857 0.050
구경 조리개 S3 INFINITY 0.060
제2 렌즈 S4 -33.464 0.400 1.614 25.600
S5 3.069 0.660
제3 렌즈 S6 5.521 0.435 1.534 56.200
S7 7.247 0.324
제4 렌즈 S8 -2.864 0.838 1.614 25.600
S9 -3.554 0.050
제5 렌즈 S10 2.093 0.891 1.534 56.200
S11 1.634 0.300
filter S12 0.300 1.517 64.197
S13 0.700
하기의 표 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 각 렌즈의 비구면 계수 값을 나타낸다.
렌즈 번호 렌즈
표면 번호		 K A B C D E F
제1 렌즈 S1 -7.3137
E-01		 2.1043
E-02		 -2.1087
E-03		 1.4879
E-02		 -1.3640
E-02
S2 6.3414
E+01		 -9.2536
E-03		 4.0018
E-02		 -5.2746E-02 1.1953
E-02
구경
조리개		 S3
제2 렌즈 4S 0.0000
E+00		 -2.5029
E-02		 8.3666
E-02		 -9.5937E-02 4.0994
E-02
S5 6.3117
E+00		 -3.3108
E-02		 6.4702
E-02		 -6.4244E-02 3.3962
E-02
제3 렌즈 S6 0.0000
E+00		 -6.7692
E-02		 6.4702
E-02		 5.5436
E-02		 -2.7922
E-02
S7 0.0000
E+00		 2.9193
E-02		 -1.2470
E-01		 7.7632
E-02		 -1.8549
E-02
제4 렌즈 S8 -3.3044
E+01		 5.9958
E-02		 -4.7098
E-02		 -3.3764E-02 3.5789
E-02		 -8.7537E-03
S9 -2.4258
E+01		 4.0732
E-02		 -3.4555
E-02		 8.3201
E-03		 -6.6003
E-04		 -1.1978E-05
제5 렌즈 S10 -4.4930
E+00		 -6.1268
E-02		 1.7272
E-02		 -3.9021E-03 5.2804
E-04		 -2.8354E-05
S11 -6.2953
E+00		 -3.0681
E-02		 5.4197
E-03		 -9.2536E-04 5.8930
E-05		 -8.3315E-07
하기의 표 12는 앞서 언급한 조건식에 따른 본 발명의 제4 실시예의 각 렌즈의 초점거리(Focal Length Tolerance, EFL)를 나타낸다.
렌즈 번호 초점거리
제1 렌즈 2.863
제2 렌즈 -4.560
제3 렌즈 39.909
제4 렌즈 -44.664
제5 렌즈 -43.002
Ass'y 4.9475
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛의 수차도를 도시한 그래프이다. 도시된 바와 같이, 구면수차(Longitudinal spherical aberration), 비점수차(Astigmatic Field Curves) 및 왜곡수차(Distortion)를 측정한 그래프이다.
도 11에 도시된 그래프의 Y축은 이미지의 높이(또는 크기, Image height)를 나타내고, X축은 초점거리(단위, mm) 및 왜곡도(단위 %)를 나타낸다.
그리고, 도 11의 해석에 있어서, 각 곡선들이 Y축에 근접할수록 수차 보정기능이 좋은 것으로 해석할 수 있는데, 도 11에 도시된 그래프를 살펴보면 본 발명의 제4 실시예에 따라 측정된 실험 데이터 값들은 거의 모든 영역에서의 측정 값들이 Y축에 인접하게 나타나고 있다.
따라서, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛은 구면수차, 비점수차 및 왜곡수차가 모두 우수한 특성을 나타내고 있다.
그리고, 도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛의 코마수차(Coma aberration)를 측정한 그래프이다. 도시된 바와 같이, 상면의 높이(field height)에 따라 탄젠셜(Tangential) 성분과 새지털(Sagittal) 성분의 수차를 측정하였다.
코마수차의 그래프 해석에 있어서, 양의 축과 음의 축에서 각각 X축에 근접할수록 코마수차 보정기능이 좋은 것으로 해석될 수 있는데, 도 12에 도시된 그래프를 살펴보면 본 발명의 제4 실시예에 따라 측정된 실험 데이터 값들은 거의 모든 영역에서의 측정 값들이 X축에 인접하게 나타나고 있다.
따라서, 본 발명의 제4 실시예에 따른 촬상렌즈 유닛은 우수한 코마수차 보정기능을 제공한다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 촬상렌즈 유닛은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
10, 10b, 10c, 10d: 제1 렌즈 20, 20b, 20c, 20d: 제2 렌즈
30, 30b, 30c, 30d: 제3 렌즈 40, 40b, 40c, 40d: 제4 렌즈
50, 50b, 50c, 50d: 제5 렌즈 60: 필터
70: 이미지 센서

Claims (17)

  1. 양(+)의 파워를 갖는 제1 렌즈;
    음(-)의 파워를 갖는 제2 렌즈;
    양(+) 또는 음(-)의 파워 중 선택적으로 하나의 파워를 갖는 제3 렌즈;
    음(-)의 파워를 갖는 제4 렌즈; 및
    음(-)의 파워를 갖는 제5 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈 및 제5 렌즈는 촬상 대상으로부터 순서대로 배열되도록 위치되고, 상기 제4 렌즈는 상측면으로 볼록한 형상이며,
    상기 제4 렌즈의 아베수를 v4 이라 할 때,
    0 < v4 < 30
    의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상렌즈 유닛.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제4 렌즈는
    메니스커스 형태의 렌즈인 것을 특징으로 하는 촬상렌즈 유닛.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 렌즈 및 상기 제4 렌즈는 고분산 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 촬상렌즈 유닛.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 아베수를 v1 이라 할 때,
    50 < v1
    의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상렌즈 유닛.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 렌즈의 아베수를 v2 이라 할 때,
    0 < v2 < 30
    의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상렌즈 유닛.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 물체측면으로 볼록한 형상인 것을 특징으로 하는 촬상렌즈 유닛.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 렌즈는 상측면으로 오목한 형상인 것을 특징으로 하는 촬상렌즈 유닛.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제5 렌즈는
    상측면으로 변곡점을 갖는 것을 특징으로 하는 촬상렌즈 유닛.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3 렌즈는
    음(-)의 파워를 갖는 것을 특징으로 하는 촬상렌즈 유닛.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3 렌즈는
    양(+)의 파워를 갖는 것을 특징으로 하는 촬상렌즈 유닛.
  12. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 앞쪽으로
    빛의 양을 조절하는 구경 조리개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상렌즈 유닛.
  13. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 렌즈와 제2 렌즈 사이에 빛의 양을 조절하는 구경 조리개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상렌즈 유닛.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈 및 제4 렌즈는 모두 플라스틱 재질인 것을 특징으로 하는 촬상렌즈 유닛.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 촬상렌즈 유닛의 전체초점거리를 f, 상기 제4 렌즈의 물체측 면의 곡률반경을 r7, 상기 제4 렌즈의 상측 면의 곡률반경을 r8 이라 할 때,
    0 < (r7 + r8) / (r7 - r8) < -2.5
    의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상렌즈 유닛.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 촬상렌즈 유닛의 전체초점거리를 f, 상기 제1 렌즈의 물체측 정점에서부터 상측 면까지의 거리를 tt 이라 할 때,
    0 < tt/f < 1.3
    의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상렌즈 유닛.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 아베수를 v1, 상기 제2 렌즈의 아베수를 v2, 상기 제3 렌즈의 아베수를 v3 및 상기 제4 렌즈의 아베수를 v4 이라 할 때,
    0.7 < (v1 + v2) / (v3 + v4) < 1.0
    의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 촬상렌즈 유닛.
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