KR20120106021A - Lens system and mobile apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 광축을 따라 물체측에서 이미지측의 순서대로, 조리개와, 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈와, 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈와, 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈 및 부의 굴절력을 갖는 제4 렌즈;를 포함하는 소형 렌즈계와 이를 이용한 휴대용 기기를 제공한다.The present invention provides a diaphragm, a first lens having positive refractive power, a second lens having negative refractive power, a third lens having positive refractive power, and a negative refractive power in an order from the object side to the image side along the optical axis. It provides a compact lens system including a four lens and a portable device using the same.
Description
본 발명은 소형 렌즈계 및 이를 이용한 휴대용 기기에 관한 것이다.The present invention relates to a compact lens system and a portable device using the same.
휴대폰과 같은 소형 기기에서 센서 등의 발달로 인하여 소형 기기에 채용되는 렌즈계에 대한 높은 광학 성능에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 고성능의 광학적 요구를 만족하기 위해, 다양한 기술들이 개발되고 있으나, 고성능을 실현하기 위해서는 소형화를 이루기 어렵고, 소형화를 이루기 위해서는 제조 원가의 상승이 수반되므로 높은 광학 성능과 제조 비용을 동시에 만족시키기에 어려움이 있다.Due to the development of sensors and the like in small devices such as mobile phones, the demand for high optical performance for the lens system employed in small devices is gradually increasing. Various technologies have been developed to meet the high performance optical requirements, but it is difficult to achieve miniaturization to achieve high performance, and to achieve high performance, it is difficult to satisfy high optical performance and manufacturing cost at the same time. have.
본 발명의 일 실시예는, 고해상력의 소형 렌즈계 및 이를 이용한 휴대용 기기에 관한 것이다.One embodiment of the present invention relates to a high resolution small lens system and a portable device using the same.
본 발명의 일 측면에 따르면, 광축을 따라 물체측에서 이미지측의 순서대로, 조리개; 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈; 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈; 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈; 및 부의 굴절력을 갖는 제4 렌즈;를 포함하며, 하기의 식을 만족하는 소형 렌즈계를 제공한다.According to an aspect of the present invention, in the order from the object side to the image side along the optical axis, the aperture; A first lens having positive refractive power; A second lens having negative refractive power; A third lens having positive refractive power; And a fourth lens having negative refractive power, and provides a compact lens system that satisfies the following equation.
<식><Expression>
여기서, L은 조리개로부터 이미지 면까지의 거리를, 2Y는 유효상면의 대각선 길이를 나타낸다.Here, L represents the distance from the aperture to the image plane, and 2Y represents the diagonal length of the effective image plane.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 소형 렌즈계는 하기의 식을 만족할 수 있다.According to one feature of the invention, the compact lens system may satisfy the following equation.
<식><Expression>
여기서, f1은 제1 렌즈의 초점거리를, f는 전체 초점거리를, f3은 제3 렌즈의 초점거리를, f4는 제4 렌즈의 초점거리를 나타낸다.Here, f1 represents a focal length of the first lens, f represents an entire focal length, f3 represents a focal length of the third lens, and f4 represents a focal length of the fourth lens.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제2 렌즈는 하기의 식을 만족할 수 있다.According to another feature of the invention, the second lens may satisfy the following equation.
<식><Expression>
22 < vd2 < 2522 <vd2 <25
여기서, vd2는 제2 렌즈의 d선의 아베수를 나타낸다.Here, vd2 represents the Abbe number of the d line of the second lens.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면 상기 제1 렌즈, 상기 제3 렌즈 및 상기 제4 렌즈는 하기의 식을 만족할 수 있다.According to another feature of the present invention, the first lens, the third lens and the fourth lens may satisfy the following equation.
<식><Expression>
여기서, nd1은 제1 렌즈의 d선에서 굴절율을, nd3는 제3 렌즈의 d선에서 굴절율을, nd4는 제4 렌즈의 d선에서 굴절율을 나타낸다Here, nd1 represents a refractive index at the d line of the first lens, nd3 represents a refractive index at the d line of the third lens, and nd4 represents a refractive index at the d line of the fourth lens.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제1 렌즈, 상기 제2 렌즈, 상기 제3 렌즈, 및 상기 제4 렌즈 각각은 비구면을 포함할 수 있다.According to another feature of the invention, each of the first lens, the second lens, the third lens, and the fourth lens may include an aspherical surface.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제1 렌즈는 양볼록 렌즈일 수 있다.According to another feature of the invention, the first lens may be a biconvex lens.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제2 렌즈는 양오목 렌즈일 수 있다.According to another feature of the present invention, the second lens may be a bilateral lens.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제3 렌즈는 볼록면이 이미지측을 향하는 메니스커스 렌즈일 수 있다.According to another feature of the invention, the third lens may be a meniscus lens with a convex surface facing the image side.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제4 렌즈의 이미지측 면 및 물체측 면 각각은 적어도 하나의 변곡점을 구비하여 상기 변곡점을 기준으로 상기 광축 부근에서 볼록한 면이 물체측을 향할 수 있다.According to another feature of the invention, each of the image-side surface and the object-side surface of the fourth lens has at least one inflection point so that the convex surface near the optical axis based on the inflection point may face the object side.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 소형 렌즈계; 및 상기 렌즈계에 의해 결상된 상을 전기적 신호로 변환하는 이미징 센서;를 포함하는 휴대용 기기를 제공한다.According to another aspect of the invention, the compact lens system according to any one of
상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따르면, 해상력이 높으며 소형화를 도모할 수 있고, 텔레센트릭성이 양호하며 긴 뒷 초점거리를 구비할 수 있어 예컨대 3Mega급 이상의 고해상도를 요구하는 휴대용 기기에 다양하게 사용할 수 있다.According to one embodiment of the present invention as described above, high resolution, small size, good telecentricity, and a long rear focal length can be provided, for example, a variety of portable devices requiring high resolution of 3Mega or higher. Can be used.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 소형 렌즈계를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 소형 렌즈계의 해상력을 나타내는 MTF 그래프를 도시한 것이다.
도 3은 도 1의 소형 렌즈계의 종방향 구면 수차, 비점 수차 및 왜곡 수차를 에 관한 수차도를 도시한 것이다.
도 4는 도 1의 소형 렌즈계의 필드별 코마 수차에 관한 수차도를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 소형 렌즈계를 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 도 5의 소형 렌즈계의 해상력을 나타내는 MTF 그래프를 도시한 것이다.
도 7은 도 5의 소형 렌즈계의 종방향 구면 수차, 비점 수차 및 왜곡 수차를 에 관한 수차도를 도시한 것이다.
도 8은 도 5의 소형 렌즈계의 필드별 코마 수차에 관한 수차도를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 소형 렌즈계를 개략적으로 도시한 것이다.
도 10은 도 9의 소형 렌즈계의 해상력을 나타내는 MTF 그래프를 도시한 것이다.
도 11은 도 9의 소형 렌즈계의 종방향 구면 수차, 비점 수차 및 왜곡 수차를 에 관한 수차도를 도시한 것이다.
도 12는 도 9의 소형 렌즈계의 필드별 코마 수차에 관한 수차도를 도시한 것이다.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 소형 렌즈계를 개략적으로 도시한 것이다.
도 14는 도 13의 소형 렌즈계의 해상력을 나타내는 MTF 그래프를 도시한 것이다.
도 15는 도 13의 소형 렌즈계의 종방향 구면 수차, 비점 수차 및 왜곡 수차를 에 관한 수차도를 도시한 것이다.
도 16은 도 13의 소형 렌즈계의 필드별 코마 수차에 관한 수차도를 도시한 것이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 렌즈계를 구비한 휴대용 기기를 개략적으로 도시한 것이다.1 schematically shows a compact lens system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows an MTF graph showing the resolution of the small lens system of FIG. 1.
3 illustrates aberration diagrams relating to longitudinal spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration of the small lens system of FIG.
4 illustrates aberration diagrams regarding coma aberration for each field of the small lens system of FIG. 1.
5 schematically illustrates a compact lens system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 shows an MTF graph showing the resolution of the small lens system of FIG. 5.
FIG. 7 illustrates aberration diagrams relating to longitudinal spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration of the small lens system of FIG.
FIG. 8 illustrates aberration diagrams regarding coma aberration for each field of the small lens system of FIG. 5.
9 schematically illustrates a compact lens system according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 illustrates an MTF graph showing the resolution of the compact lens system of FIG. 9.
FIG. 11 illustrates aberration diagrams relating to longitudinal spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration of the small lens system of FIG.
FIG. 12 illustrates aberration diagrams regarding coma aberration for each field of the compact lens system of FIG. 9.
13 schematically illustrates a compact lens system according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 14 shows an MTF graph showing the resolution of the small lens system of FIG.
FIG. 15 illustrates aberration diagrams relating to longitudinal spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration of the small lens system of FIG.
FIG. 16 illustrates aberration diagrams regarding coma aberration for each field of the small lens system of FIG. 13.
17 schematically illustrates a portable device having a small lens system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving the same will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. It is noted that the terms "comprises" and / or "comprising" used in the specification are intended to be inclusive in a manner similar to the components, steps, operations, and / Or additions. The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by terms. Terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
도 1, 도 5, 도 9 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 렌즈계를 도시한 것이다.1, 5, 9, and 13 illustrate a compact lens system according to an embodiment of the present invention.
도면들을 참조하면, 소형 렌즈계는 물체측(O)으로부터 이미지측(I)으로의 순서대로 조리개(ST), 제1 렌즈(10), 제2 렌즈(20), 제3 렌즈(30) 및 제4 렌즈(40)를 포함한다.Referring to the drawings, the compact lens system includes an aperture ST, a
제1 렌즈(10)는 정의 굴절력을 갖는다. 예컨대, 제1 렌즈(10)는 양볼록 렌즈일 수 있다.The
제2 렌즈(20)는 부의 굴절력을 갖는다. 예컨대, 제2 렌즈(20)는 양오목 렌즈일 수 있다.The
제3 렌즈(30)는 정의 굴절력을 갖는다. 예컨대, 제3 렌즈(30)는 볼록면이 이미지측을 향하는 메니스커스 렌즈일 수 있다.The
제4 렌즈(40)는 부의 굴절력을 갖는다. 제4 렌즈(40)는 볼록면이 물체측을 향하는 메니스커스 렌즈로, 이미지측 면과 물체측 면이 각각 적어도 하나의 변곡점을 구비하여, 변곡점을 기준으로 광축의 부근에서 볼록면이 물체측을 향하는 형상을 구비할 수 있다.The
제1 렌즈(10), 제2 렌즈(20), 제3 렌즈(30) 및 제4 렌즈(40)는 동일한 소재를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 내지 제4 렌즈(10. 2, 30, 40)들은 플라스틱과 같은 수지재를 포함할 수 있다. 플라스틱 소재의 렌즈를 사용함으로써, 다양한 형상의 렌즈를 제작할 수 있고 제조 비용을 최소화할 수 있다.The
제1 렌즈(10), 제2 렌즈(20), 제3 렌즈(30) 및 제4 렌즈(40)는 비구면을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 렌즈(10), 제2 렌즈(20), 제3 렌즈(30) 및 제4 렌즈(40)의 물체측 면과 이미지측 면이 모두 비구면일 수 있다. 비구면을 갖는 렌즈들(10, 20, 30, 40)을 사용함으로써 렌즈의 광학 성능을 보상하여, 높은 광학 성능의 소형 렌즈계를 구현할 수 있다.The
조리개(ST)는 제1 렌즈(10)의 물체측 면과 인접하게 배치될 수 있으며, 도면 부호 50은 광학 필터를 나타낸다.The aperture stop ST may be disposed adjacent to the object-side surface of the
본 발명의 일 실시예에 따른 소형 렌즈계는 다음의 조건들을 만족할 수 있다.The compact lens system according to the exemplary embodiment of the present invention may satisfy the following conditions.
먼저, 본 발명의 소형 렌즈계는 하기의 식 1을 만족할 수 있다.First, the compact lens system of the present invention may satisfy
(식 1) (Equation 1)
여기서, L은 조리개(ST)로부터 이미지 면까지의 거리를, 2Y는 유효상면의 대각선 길이를 나타낸다.Here, L represents the distance from the aperture ST to the image plane, and 2Y represents the diagonal length of the effective image plane.
식 1은 유효상면의 대각선 길이에 대한 조리개(ST)로부터 이미지면까지의 거리의 비를 정의한 것으로, 전장이 짧은 소형 렌즈계를 구현할 수 있다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 렌즈계는 유효상면의 대각선 길이에 대한 조리개(ST)로부터 이미지면까지의 거리의 비가 0.9 이하가 되도록 함으로써 보다 소형화된 렌즈계를 구현할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 소형 렌즈계는 하기의 식 2 및 식 3을 만족할 수 있다.The compact lens system according to the embodiment of the present invention may satisfy Equations 2 and 3 below.
(식 2) (Equation 2)
(식 3) (Equation 3)
여기서, f1은 제1 렌즈(10)의 초점거리를, f는 전체 초점거리를, f3은 제3 렌즈(30)의 초점거리를, f4는 제4 렌즈(40)의 초점거리를 나타낸다.Here, f1 represents a focal length of the
식 2는 소형 렌즈계의 전체 초점거리에 대한 제1 렌즈(10)의 초점거리의 비를 정의한 것이며, 식 3은 제4 렌즈(40)의 초점거리에 대한 제3 렌즈(30)의 초점거리의 비를 정의한 것으로, 이 값들이 상한치 및 하한치를 초과하게 되면, 코마 수차와 비점 수차를 보정하기 어렵고 만곡이 발생한다. 또한, 수차간 밸런스를 유지하기 어려우며 민감도를 안정화하기 어렵다. 한편, 수차를 최소화하기 위해서는 제4 렌즈(40)의 초점거리에 대한 제3 렌즈(30)의 초점거리의 비를 약 -1에 가깝게 유지하는 것이 바람직하다.Equation 2 defines the ratio of the focal length of the
본 발명의 실시예에 따른 제2 렌즈(20)는 하기의 식 4를 만족할 수 있다.The
22 < vd2 < 25 (식 4)22 <vd2 <25 (Equation 4)
여기서, vd2는 제2 렌즈(20)의 d선에서 아베수를 나타낸다.Here, vd2 represents the Abbe's number on the d line of the
식 4는 제2 렌즈(20)의 d선에서 아베수를 나타낸 것으로, 이 값이 상한치 미 하한치를 초과하면 색수차를 보정하기 어렵다.Equation 4 shows the Abbe's number on the d line of the
본 발명의 실시예에 따른 제1 렌즈(10), 제3 렌즈(30) 및 제4 렌즈(40)는 하기의 식 5 식 6을 만족할 수 있다.The
(식 5) (Equation 5)
(식 6) (Equation 6)
여기서, nd1은 제1 렌즈(10)의 d선에서 굴절율을, nd3는 제3 렌즈(30)의 d선에서 굴절율을, nd4는 제4 렌즈(40)의 d선에서 굴절율을 나타낸다.Here, nd1 represents a refractive index at the d line of the
식 5는 제4 렌즈(40)의 d선에서의 굴절율에 대한 제1 렌즈(10)의 d선에서의 굴절율의 비를 정의한 것이고, 식 6은 제4 렌즈(40)의 d선에서의 굴절율에 대한 제3 렌즈(30)의 d선에서의 굴절율의 비를 정의한 것으로, 제1 렌즈(10), 제3 렌즈(30) 및 제4 렌즈(40)의 굴절율이 유사한 값을 갖도록 함으로써 렌즈계의 성능을 유지하면서 소형화할 수 있다.
본 발명의 실시예에 나오는 비구면의 정의를 나타내면 다음과 같다.The definition of the aspherical surface in the embodiment of the present invention is as follows.
본 발명의 실시예에 따른 렌즈계의 비구면 형상은 광축 방향을 x축으로 하고, 광축 방향에 대해 수직한 방향을 y축으로 할 때, 광선의 진행 방향을 정으로 하여 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다. 여기서, x는 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리를, y는 광축에 대해 수직한 방향으로의 거리를, K는 코닉 상수(conic constant)를, A, B, C, D, E, F는 비구면 계수를, R은 정점에 있어서의 곡률 반경을 각각 나타낸다.The aspherical shape of the lens system according to the embodiment of the present invention may be represented by the following equation with the light beam traveling direction being positive when the optical axis direction is the x axis and the direction perpendicular to the optical axis direction is the y axis. . Where x is the distance from the vertex of the lens in the optical axis direction, y is the distance in the direction perpendicular to the optical axis, K is the conic constant, and A, B, C, D, E and F are Aspheric coefficients, R denote curvature radii at the vertices, respectively.
다음의 본 발명의 실시예에 따른 소형 렌즈계의 설계 데이터를 나타낸 것이다.The following shows design data of a compact lens system according to an embodiment of the present invention.
이하에서, R은 곡률반경을, Dn은 렌즈 중심 두께 또는 렌즈와 렌즈 사이의 간격을 nd는 d선 굴절율을, vd는 d선의 아베수를 나타낸다.
Hereinafter, R denotes a radius of curvature, Dn denotes a lens center thickness or a distance between a lens and a lens, nd denotes a d-line refractive index, and vd denotes an Abbe number of d-lines.
<제1 실시예>≪
표 1은 도 1에 도시된 일 실시예에 따른 소형 렌즈계의 설계 데이터를 나타내고, 표 2는 비구면 데이터를 나타낸다. 표 1에서 S1은 조리개(ST) 면을 나타낸다.Table 1 shows design data of the compact lens system according to the exemplary embodiment shown in FIG. 1, and Table 2 shows aspherical data. In Table 1, S1 represents the diaphragm ST surface.
도 2는 도 1에 도시된 소형 렌즈계의 해상력을 나타내는 MTF(Modulation Transfer Fuction) 그래프이다. 도 2에서, x축은 이미지 면에서 중심(0)에 대한 상대적 거리를 나타내며, y축은 모듈레이션(modulation) 또는 콘트라스트(contrast)를 나타낸다. 도 2는 140c/mm의 공간주파수에 대한 MTF 그래프를 나타낸다.FIG. 2 is a MTF (Modulation Transfer Fuction) graph showing the resolution of the compact lens system shown in FIG. 1. In FIG. 2, the x-axis represents the relative distance to the center (0) in the image plane, and the y-axis represents the modulation or contrast. 2 shows an MTF graph for a spatial frequency of 140 c / mm.
도 3은 도 1에 도시된 소형 렌즈계의 종방향 구면 수차(longitudinal spherical aberration), 비점 수차(astigmatism) 및 왜곡 수차(distortion)을 보여준다. 도 3b 및 도 3c는 546.0740nm의 파장을 갖는 빛에 대한 비점 수차와 왜곡 수차를 나타낸다.FIG. 3 shows longitudinal spherical aberration, astigmatism and distortion of the compact lens system shown in FIG. 1. 3B and 3C show astigmatism and distortion aberration for light having a wavelength of 546.0740 nm.
도 4는 도 1에 도시된 소형 렌즈계의 필드별 코마 수차를 보여준다.
4 illustrates coma aberration for each field of the compact lens system illustrated in FIG. 1.
<제2 실시예>Second Embodiment
표 3은 도 5에 도시된 일 실시예에 따른 소형 렌즈계의 설계 데이터를 나타내고, 표 4은 비구면 데이터를 나타낸다. 표 3에서 S1은 조리개(ST) 면을 나타낸다.Table 3 shows design data of the compact lens system according to the exemplary embodiment shown in FIG. 5, and Table 4 shows aspherical data. In Table 3, S1 represents the diaphragm ST surface.
도 6은 도 5에 도시된 소형 렌즈계의 해상력을 나타내는 MTF 그래프이다. 도 6에서, x축은 이미지 면에서, 중심(0)에 대한 상대적 거리를 나타내며, y축은 모듈레이션(modulation) 또는 콘트라스트(contrast)를 나타낸다. 도 6은 140c/mm의 공간주파수에 대한 MTF 그래프를 나타낸다.FIG. 6 is an MTF graph showing the resolution of the small lens system illustrated in FIG. 5. In FIG. 6, the x-axis represents the relative distance to the center 0 in the image plane, and the y-axis represents the modulation or contrast. 6 shows an MTF graph for a spatial frequency of 140 c / mm.
도 7은 도 5에 도시된 소형 렌즈계의 종방향 구면 수차(longitudinal spherical aberration), 비점 수차(astigmatism) 및 왜곡 수차(distortion)을 보여준다. 도 7b 및 도 7c는 546.0740nm의 파장을 갖는 빛에 대한 비점 수차와 왜곡 수차를 나타낸다.FIG. 7 shows longitudinal spherical aberration, astigmatism and distortion of the compact lens system shown in FIG. 5. 7B and 7C show astigmatism and distortion aberration for light having a wavelength of 546.0740 nm.
도 8은 도 5에 도시된 소형 렌즈계의 필드별 코마 수차를 보여준다.
FIG. 8 shows coma aberration for each field of the compact lens system of FIG. 5.
<제3 실시예>Third Embodiment
표 5은 도 9에 도시된 일 실시예에 따른 소형 렌즈계의 설계 데이터를 나타내고, 표 6은 비구면 데이터를 나타낸다. 표 5에서 S1은 조리개(ST) 면을 나타낸다.Table 5 shows design data of the compact lens system according to the exemplary embodiment shown in FIG. 9, and Table 6 shows aspherical data. In Table 5, S1 represents the diaphragm ST surface.
도 10은 도 9에 도시된 소형 렌즈계의 해상력을 나타내는 MTF 그래프이다. 도 10에서, x축은 이미지 면에서, 중심(0)으로부터의 상대적 거리를 나타내며, y축은 모듈레이션(modulation) 또는 콘트라스트(contrast)를 나타낸다. 도 10은 140c/mm의 공간주파수에 대한 MTF 그래프를 나타낸다.FIG. 10 is an MTF graph illustrating the resolution of the small lens system illustrated in FIG. 9. In FIG. 10, the x-axis represents the relative distance from the center (0) in the image plane, and the y-axis represents the modulation or contrast. 10 shows an MTF graph for a spatial frequency of 140 c / mm.
도 11은 도 9에 도시된 소형 렌즈계의 종방향 구면 수차(longitudinal spherical aberration), 비점 수차(astigmatism) 및 왜곡 수차(distortion)을 보여준다. 도 11b 및 도 11c는 546.0740nm의 파장을 갖는 빛에 대한 비점 수차와 왜곡 수차를 나타낸다.FIG. 11 shows longitudinal spherical aberration, astigmatism and distortion of the small lens system shown in FIG. 9. 11B and 11C show astigmatism and distortion aberration for light having a wavelength of 546.0740 nm.
도 12는 도 9에 도시된 소형 렌즈계의 필드별 코마 수차를 보여준다.
FIG. 12 shows coma aberration for each field of the compact lens system of FIG. 9.
<제4 실시예><Fourth Embodiment>
표 7은 도 13에 도시된 일 실시예에 따른 소형 렌즈계의 설계 데이터를 나타내고, 표 8은 비구면 데이터를 나타낸다. 표 7에서 S1은 조리개(ST) 면을 나타낸다.Table 7 shows design data of the compact lens system according to the exemplary embodiment shown in FIG. 13, and Table 8 shows aspherical data. In Table 7, S1 represents the diaphragm ST surface.
도 14는 도 13에 도시된 소형 렌즈계의 해상력을 나타내는 MTF 그래프이다. 도 14에서, x축은 이미지 면에서 중심(0)에 대한 상대적 거리를 나타내며, y축은 모듈레이션(modulation) 또는 콘트라스트(contrast)를 나타낸다. 도 14는 140c/mm의 공간주파수에 대한 MTF 그래프를 나타낸다.FIG. 14 is an MTF graph illustrating a resolution of the compact lens system illustrated in FIG. 13. In FIG. 14, the x-axis represents the relative distance to the center (0) in the image plane, and the y-axis represents the modulation or contrast. 14 shows an MTF graph for a spatial frequency of 140 c / mm.
도 15는 도 13에 도시된 소형 렌즈계의 종방향 구면 수차(longitudinal spherical aberration), 비점 수차(astigmatism) 및 왜곡 수차(distortion)을 보여준다. 도 15b 및 도 15c는 546.0740nm의 파장을 갖는 빛에 대한 비점 수차와 왜곡 수차를 나타낸다.FIG. 15 shows longitudinal spherical aberration, astigmatism and distortion of the small lens system shown in FIG. 15B and 15C show astigmatism and distortion aberration for light having a wavelength of 546.0740 nm.
도 16는 도 13에 도시된 소형 렌즈계의 필드별 코마 수차를 보여준다.FIG. 16 shows coma aberration for each field of the compact lens system illustrated in FIG. 13.
다음은 표 9는 제1 실시예 내지 제4실시예가 각각 식 1 내지 식 6을 만족함을 보여준 것이다.Table 9 shows that the first to fourth embodiments satisfy
본 발명의 실시예에 따른 소형 렌즈계는 CCD나 CMOS 등의 고체 촬상 소자를 사용하는 휴대용 기기에 사용 가능하다. 예컨대, 휴대폰이나 초소형의 디지털 스틸 카메라, PDA 등에 사용 가능하다.The compact lens system according to the embodiment of the present invention can be used in a portable device using a solid-state image sensor such as a CCD or a CMOS. For example, it can be used for a mobile phone, an ultra-small digital still camera, a PDA, and the like.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 소형 렌즈계를 구비한 휴대용 기기로서 휴대폰을 도시한 것이다. 도 17는 앞서 도 1 내지 도 16를 참조하여 설명한 소형 렌즈계를 구비한다.17 illustrates a mobile phone as a portable device having a small lens system according to an embodiment of the present invention. FIG. 17 includes a compact lens system described above with reference to FIGS. 1 to 16.
도 17을 참조하면, 본 실시예에 따른 휴대용 기기(1700)는 소형 렌즈계(100)와, 소형 렌즈계에 의해 집속된 광을 전기적 영상 신호로 변환하는 이미징 센서(300)를 포함한다.Referring to FIG. 17, the
이미징 센서(300)로부터 광전 변환된 피사체의 상에 대한 정보는 하우징(200)의 내부에 수용된 기록 수단(400)에 저장될 수 있으며, 상에 대한 정보는 디스플레이부(미도시)를 통해 사용자에게 이미지로 출력될 수 있다.Information about the image of the subject photoelectrically converted from the
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it is possible to make various modifications or variations without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, it is intended that the appended claims cover all such modifications and variations as fall within the true spirit of the invention.
10: 제1 렌즈 20: 제2 렌즈
30: 제3 렌즈 40: 제4 렌즈
ST: 조리개 100: 소형 렌즈계
200: 하우징 300: 이미징 센서
400: 기록 수단 1700: 휴대용 기기10: first lens 20: second lens
30: third lens 40: fourth lens
ST: Aperture 100: Compact lens system
200: housing 300: imaging sensor
400: recording means 1700: portable device
Claims (10)
조리개;
정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈;
부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈;
정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈; 및
부의 굴절력을 갖는 제4 렌즈;를 포함하며,
하기의 식을 만족하는 소형 렌즈계.
<식>
여기서, L은 조리개로부터 이미지 면까지의 거리를, 2Y는 유효상면의 대각선 길이를 나타낸다.In order from object side to image side along the optical axis,
iris;
A first lens having positive refractive power;
A second lens having negative refractive power;
A third lens having positive refractive power; And
And a fourth lens having negative refractive power.
A compact lens system satisfying the following formula.
<Expression>
Here, L represents the distance from the aperture to the image plane, and 2Y represents the diagonal length of the effective image plane.
상기 소형 렌즈계는 하기의 식을 만족하는 소형 렌즈계.
<식>
여기서, f1은 제1 렌즈의 초점거리를, f는 전체 초점거리를, f3은 제3 렌즈의 초점거리를, f4는 제4 렌즈의 초점거리를 나타낸다.The method of claim 1,
The small lens system is a small lens system satisfying the following equation.
<Expression>
Here, f1 represents a focal length of the first lens, f represents an entire focal length, f3 represents a focal length of the third lens, and f4 represents a focal length of the fourth lens.
상기 제2 렌즈는 하기의 식을 만족하는 소형 렌즈계.
<식>
22 < v2 < 25
여기서, v2는 제2 렌즈의 d선의 아베수를 나타낸다.The method of claim 1,
The second lens is a compact lens system that satisfies the following equation.
<Expression>
22 <v2 <25
Here, v2 represents the Abbe number of the d line of the second lens.
상기 제1 렌즈, 상기 제3 렌즈 및 상기 제4 렌즈는 하기의 식을 만족하는 소형 렌즈계.
<식>
여기서, nd1은 제1 렌즈의 d선에서 굴절율을, nd3는 제3 렌즈의 d선에서 굴절율을, nd4는 제4 렌즈의 d선에서 굴절율을 나타낸다The method of claim 1,
The first lens, the third lens and the fourth lens is a compact lens system that satisfies the following equation.
<Expression>
Here, nd1 represents a refractive index at the d line of the first lens, nd3 represents a refractive index at the d line of the third lens, and nd4 represents a refractive index at the d line of the fourth lens.
상기 제1 렌즈, 상기 제2 렌즈, 상기 제3 렌즈, 및 상기 제4 렌즈 각각은 비구면을 포함하는 소형 렌즈계.The method of claim 1,
The small lens system of each of the first lens, the second lens, the third lens, and the fourth lens includes an aspherical surface.
상기 제1 렌즈는 양볼록 렌즈인 소형 렌즈계.The method of claim 1,
The first lens is a compact lens system is a biconvex lens.
상기 제2 렌즈는 양오목 렌즈인 소형 렌즈계.The method of claim 1,
The second lens is a bifocal lens.
상기 제3 렌즈는 볼록면이 이미지측을 향하는 메니스커스 렌즈인 소형 렌즈계.The method of claim 1,
And said third lens is a meniscus lens having a convex surface facing toward the image side.
상기 제4 렌즈의 이미지측 면 및 물체측 면 각각은 적어도 하나의 변곡점을 구비하여 상기 변곡점을 기준으로 상기 광축 부근에서 볼록한 면이 물체측을 향하는 소형 렌즈계.The method of claim 1,
Each of the image-side surface and the object-side surface of the fourth lens has at least one inflection point such that the convex surface near the optical axis is toward the object side with respect to the inflection point.
상기 렌즈계에 의해 결상된 상을 전기적 신호로 변환하는 이미징 센서;를 포함하는 휴대용 기기.The compact lens system according to any one of claims 1 to 9; And
And an imaging sensor converting an image formed by the lens system into an electrical signal.
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