説明

撮像レンズ

【課題】400nm乃至1000nmの波長帯の光で像を伝達する撮像レンズを提供する。
【解決手段】正(+)のパワーを有する第1レンズ10と、正(+)のパワーを有する第2レンズ20と、負(−)のパワーを有する第3レンズ30と、正(+)のパワーを有する第4レンズ40と、を含み、第1レンズ10、第2レンズ20、第3レンズ30及び第4レンズ40は物体側から順番に配置され、400nm乃至1000nmの波長帯の光で像を伝達する。第1乃至第4レンズのパワー及び距離、アッベ数を制御することで可視光線及び赤外線領域における撮影が可能になる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
実施例は、撮像レンズに関するものである。
【背景技術】
【0002】
最近、イメージピックアップシステム(Image Pickup System)に関して、通信端末機用カメラモジュール、デジタルスチールカメラ(DSC,Digital Still Camera)、カムコーダ、PCカメラ(パーソナルコンピュータに付属された撮像装置)などが研究されている。このようなイメージピックアップシステムに関するカメラモジュールが像(image)を得るために最も重要な構成要素は、像を結像する撮像レンズである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0003】
実施例は、収差特性が優秀な撮像レンズ及び小型化できるカメラモジュールを提供する。
【0004】
実施例は正(+)のパワーを有する第1レンズと、正(+)のパワーを有する第2レンズと、負(−)のパワーを有する第3レンズと、正(+)のパワーを有する第4レンズと、を含み、前記第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ及び第4レンズは物体側から順番に配置され、400nm乃至1000nmの波長帯の光で像を伝達する撮像レンズを提供する。
【発明の効果】
【0005】
実施例による撮像レンズは、第1乃至第4レンズのパワー及び距離、アッベ数を制御することで可視光線及び赤外線領域で撮影することができる。また、第2及び第3レンズの間に絞りを配置したため、収差補正に効果的である。従って、昼間及び夜間共に使用可能なカメラモジュールに搭載することができる。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】第1実施例による撮像レンズの内部構造を概略的に示す側断面図である。
【図2】第2実施例による撮像レンズの内部構造を概略的に示す側断面図である。
【図3】第3実施例による撮像レンズの内部構造を概略的に示す側断面図である。
【図4】第4実施例による撮像レンズの内部構造を概略的に示す側断面図である。
【図5】第1実施例乃至第4実施例の前記撮像レンズを含むカメラモジュールを概略的に示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
実施例の説明に当たって、各レンズ、ユニット、部、ホール、突起、溝又は層などが各レンズ、ユニット、部、ホール、突起、溝又は層などの「上(on)」に、又は「下(under)」に形成されるものとして記載される場合において、「上(on)」と「下(under)」は、「直接(directly)」又は「他の構成要素を介在して(indirectly)」形成されるものを全て含む。また、各構成要素の上又は下に対する基準は、図面を基準に説明する。図面における各構成要素の大きさは説明のために誇張されてもよく、実際に適用される大きさを意味するものではない。
【0008】
図1乃至図4は、本発明による撮像レンズの内部構造を概略的に示す側断面図である。
【0009】
図1を参照すると、第1実施例による撮像レンズは、物体側から上面R14側に向かって順番に第1レンズ10、第2レンズ20、絞り25、第3レンズ30、第4レンズ40、フィルタ50及び受光素子60を含んで形成される。
【0010】
被写体の映像を獲得するために、被写体の映像情報に該当する光は前記第1レンズ10、第2レンズ20、絞り25、第3レンズ30、第4レンズ40及びフィルタ50を通過して前記受光素子60に入射される。
【0011】
前記第1レンズ10は正(+)のパワー(power)を有し、物体側に凸面R1を有する。
【0012】
前記第2レンズ20は接合レンズであり、第1レンズ10に近接して形成される第1サブレンズ21及び第3レンズ30に近接して形成される第2サブレンズ22を含む。
【0013】
第1サブレンズ21は正(+)のパワーを有し、物体側に凸面R3を有しており、第2サブレンズ22は負(−)のパワーを有し、受光素子60側に凹面R5を有する。
【0014】
前記第1サブレンズ21と第2サブレンズ22は接合面R4を有し、前記接合面R4は平らであるか第2サブレンズ22側に窪んで形成されてもよい。
【0015】
前記第2レンズ20は、全体的に正(+)のパワーを有する。
【0016】
前記第3レンズ30は負(−)のパワーを有し、受光素子60側に凹面R8を有する。
【0017】
前記第1レンズ10、第2レンズ20及び第3レンズ30は物体側と受光素子60側全てが非球面に形成されるが、変曲点は形成されていない。
【0018】
また、前記第4レンズ40は非球面接合レンズであり、物体側に形成される第1サブレンズ41及び受光素子60側に形成される第2サブレンズ42を含む。
【0019】
第1サブレンズ41は正(+)のパワーを有し、物体側に凸面R9を有しており、第2サブレンズ42は負(−)のパワーを有し、受光素子60側に凹面R11を有する。
【0020】
前記第1サブレンズ41と第2サブレンズ42は接合面R10を有し、前記接合面R10は平らであるか第2サブレンズ42側に窪んで形成されてもよい。
【0021】
前記第4レンズ40は、全体的に正(+)のパワーを有する。
【0022】
前記第1レンズ10、第2レンズ20、第3レンズ30及び第4レンズ40は全てプラスティック(plastic)材質で形成されてもよく、前記第1レンズ10、第2レンズ20、第3レンズ30及び第4レンズ40の全ての面は非球面に形成されてもよい。
【0023】
または、前記第1レンズ10、第2レンズ20、第3レンズ及び第4レンズ40の全ての面が非球面で形成され、また前記第4レンズ40の上側面R9に非球面変曲点が形成されて球面収差(spherical aberration)、非点収差(astigmatism)を補正することができる。
【0024】
前記第1レンズ10は前記第2レンズ20、第3レンズ30及び第4レンズ40に比べ屈折力が大きく、強いパワーを有する。
【0025】
前記絞り25は前記第2レンズ20と第3レンズ30の間に配置され、前記第2レンズ20から入射される光を選択的に収斂して焦点距離(focus length)を調節する機能を行う。
【0026】
前記絞り25が第2レンズ20と第3レンズ30の間に形成されることで、絞り25を基準にレンズの形状が対称的に配置される。従って、撮像レンズの収差補正が容易になる。
【0027】
前記フィルタ50は、赤外線遮断フィルタ(IR cut filter)で形成されてもよく、省略されてもよい。
【0028】
上面R14の受光素子60は、昼間又は夜間共に使用できるよう、使用波長帯域が400乃至1000nmを充足する。
【0029】
そして、像が写る前記受光素子60は被写体の映像に対応する光信号を電気的な信号に変換するイメージセンサーで形成されてもよく、前記イメージセンサーはCCD(Charge Coupled Device)又はCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサーで形成されてもよい。
【0030】
この際、前記撮像レンズが400乃至1000nmの波長帯の光で像を伝達するために、以下のような関係式を充足する。
【0031】
(数1)
1<d1/d2<105
【0032】
この際、d1はレンズの全体の長さ、即ち、第1レンズ10の物体側の凸面R1の最上点から第4レンズ40の受光素子60側の凹面R11の最下点までの距離でとして定義され、d2は焦点距離として定義する。
【0033】
(数2)
1.5<Vd(R3)/Vd(R4)<2.5
0.5<Vd(R9)/Vd(R10)<1
【0034】
この際、Vd(レンズ面)は該当レンズ面のアッベ数で定義される。
【0035】
このように、関係式1及び2を充足する際、前記撮像レンズは可視光線及び赤外線を全て受容して受光素子60に有効に伝達することで、昼間及び夜間共に使用することができる。
【0036】
従って、第1乃至第4レンズ10〜40の距離d1を焦点距離d2に関して制御し、第2レンズ20及び第3レンズ30で第1サブレンズ21,41の両レンズ面R3,R4,R9,R10のアッベ数を関係式2に従って制御することで、別途の撮像レンズがなくても昼夜間に使用可能な撮像レンズを提供することができる。
【0037】
また、第1レンズ10が第2レンズ、第3レンズ及び第4レンズ20〜40に比べ屈折力が大きくて強いパワーを有し、絞り25を第1乃至第4レンズ10〜40の中央に配置することで収差特性が優秀な撮像レンズを具現することができる。
【0038】
図2乃至図4は、本発明の他の実施例による撮像レンズを概略的に示す側断面図である。
【0039】
図2に示したように、第2実施例による撮像レンズは、物体側から上面R14側に向かって順番に第1レンズ10、第2レンズ20、絞り25、第3レンズ30、第4レンズ40、フィルタ50及び受光素子60を含んで形成される。
【0040】
被写体の映像を獲得するために、被写体の映像情報に該当する光は前記第1レンズ10、第2レンズ20、絞り25、第3レンズ30、第4レンズ40及びフィルタ50を通過して前記受光素子60に入射される。
【0041】
前記第1レンズ10は正(+)のパワーを有し、物体側に凸面R1を有し、受光素子60側に凸面R2を有する。
【0042】
前記第2レンズ20は接合レンズであり、第1レンズ10に近接して形成される第1サブレンズ21及び第3レンズ30に近接して形成される第2サブレンズ22を含む。
【0043】
第1サブレンズ21は正(+)のパワーを有し、物体側に凸面R3を有しており、第2サブレンズ22は負(−)のパワーを有し、受光素子60側に凹面R5を有する。
【0044】
前記第1サブレンズ21と第2サブレンズ22は接合面R4を有し、前記接合面R4は平らであるか第2サブレンズ22側に窪んで形成されてもよい。
【0045】
前記第2レンズ20は、全体的に正(+)のパワーを有する。
【0046】
前記第3レンズ30は負(−)のパワーを有し、受光素子60側に凹面R8を有する。
【0047】
前記第1レンズ10、第2レンズ20及び第3レンズ30は物体側と受光素子60側全てが非球面に形成されるが、変曲点は形成されない。
【0048】
また、前記第4レンズ40は非球面接合レンズであり、物体側に形成される第1サブレンズ41及び受光素子60側に形成される第2サブレンズ42を含む。
【0049】
第1サブレンズ41は正(+)のパワーを有し、物体側に凸面R9を有しており、第2サブレンズ42は負(−)のパワーを有し、受光素子60側に凹面R11を有する。
【0050】
前記第1サブレンズ41と第2サブレンズ42は接合面R10を有し、前記接合面R10は平らであるか第2サブレンズ42側に窪んで形成されてもよい。
【0051】
前記第4レンズ40は、全体的に正(+)のパワーを有する。
【0052】
前記第1レンズ10、第2レンズ20、第3レンズ30及び第4レンズ40は全てプラスティック材質で形成されてもよく、前記第1レンズ10、第2レンズ20、第3レンズ30及び第4レンズ40の全ての面は非球面に形成されてもよい。
【0053】
または、前記第1レンズ10、第2レンズ20、第3レンズ30及び第4レンズ40の全ての面が非球面で形成され、また前記第4レンズ40の上側面R9に非球面変曲点が形成されて球面収差、非点収差を補正することができる。
【0054】
前記第1レンズ10は前記第2レンズ20、第3レンズ30及び第4レンズ40に比べ屈折力が大きく、強いパワーを有する。
【0055】
前記絞り25は前記第2レンズ20と第3レンズ30の間に配置され、前記第2レンズ20から入射される光を選択的に収斂して、焦点距離を調節する機能を行う。
【0056】
前記絞り25が第2レンズ20と第3レンズ30の間に形成されることで、絞り25を基準にレンズの形状が対称的に配置される。従って、撮像レンズの収差補正が容易になる。
【0057】
前記フィルタ50は、赤外線遮断フィルタで形成されてもよく、省略されてもよい。
【0058】
上面R14の受光素子60は、昼間又は夜間共に使用できるよう、使用波長帯域が400乃至1000nmを充足する。
【0059】
そして、像が写る前記受光素子60は被写体の映像に対応する光信号を電気的な信号に変換するイメージセンサーで形成されてもよく、前記イメージセンサーはCCD又はCMOSセンサーで形成されてもよい。
【0060】
この際、前記撮像レンズが400乃至1000nmの波長帯の光で像を伝達するために上述した関係式1及び2を充足する。
【0061】
従って、第1乃至第4レンズ10〜40の距離d1を焦点距離d2に関して制御し、第2レンズ20及び第3レンズ30で第1サブレンズ21,41の両レンズ面R3,R4,R9,R10のアッベ数を関係式2に従って制御することで、別途の撮像レンズがなくても昼夜間に使用可能な撮像レンズを提供することができる。
【0062】
また、第1レンズ10が第2レンズ20、第3レンズ30及び第4レンズ40に比べ屈折力が大きくて強いパワーを有し、絞り25を第1乃至第4レンズ10〜40の中央に配置して収差特性が優秀な撮像レンズを具現することができる。
【0063】
一方、図3に示したように、第3実施例による撮像レンズは、物体側から上面R14側に向かって順番に第1レンズ10、第2レンズ20、絞り25、第3レンズ30、第4レンズ40、フィルタ50及び受光素子60を含んで形成される。
【0064】
被写体の映像を獲得するために、被写体の映像情報に該当する光は前記第1レンズ10、第2レンズ20、絞り25、第3レンズ30、第4レンズ40及びフィルタ50を通過して前記受光素子60に入射される。
【0065】
前記第1レンズ10は正(+)のパワーを有し、物体側に凸面R1を有する。
【0066】
前記第2レンズ20は接合レンズであり、第1レンズ10に近接して形成される第1サブレンズ21及び第3レンズ30に近接して形成される第2サブレンズ22を含む。
【0067】
第1サブレンズ21は正(+)のパワーを有し、物体側に凸面R3を有しており、第2サブレンズ22は負(−)のパワーを有し、受光素子60側に凹面R5を有する。
【0068】
前記第1サブレンズ21と第2サブレンズ22は接合面R4を有し、前記接合面R4は平らであるか第2サブレンズ22側に窪んで形成されてもよい。
【0069】
前記第2レンズ20は、全体的に正(+)のパワーを有する。
【0070】
前記第3レンズ30は負(−)のパワーを有し、受光素子60側に凹面R8を有し、物体側に凹面R7を有する。
【0071】
また、前記第4レンズ40は非球面接合レンズであり、物体側に形成される第1サブレンズ41及び受光素子60側に形成される第2サブレンズ42を含む。
【0072】
第1サブレンズ41は正(+)のパワーを有し、物体側に凸面R9を有しており、第2サブレンズ42は負(−)のパワーを有し、受光素子60側に凹面R11を有する。
【0073】
前記第1サブレンズ41と第2サブレンズ42は接合面R10を有し、前記接合面R10は平らであるか第2サブレンズ42側に窪んで形成されてもよい。
【0074】
前記第4レンズ40は、全体的に正(+)のパワーを有する。
【0075】
前記絞り25は前記第2レンズ20と第3レンズ30の間に配置され、前記第2レンズ20から入射される光を選択的に収斂して、焦点距離を調節する機能を行う。
【0076】
前記絞り25が第2レンズ20と第3レンズ30の間に形成されることで、絞り25を基準にレンズの形状が対称的に配置される。従って、撮像レンズの収差補正が容易になる。
【0077】
上面R14の受光素子60は、昼間又は夜間共に使用できるよう、使用波長帯域が400乃至1000nmを充足する。
【0078】
この際、前記撮像レンズが400乃至1000nmの波長帯の光で像を伝達するために上述した関係式1及び2を充足する。
【0079】
従って、第1乃至第4レンズ10〜40の距離d1を焦点距離d2に関して制御し、第2レンズ20及び第3レンズ30で第1サブレンズ21,41の両レンズ面R3,R4,R9,R10のアッベ数を関係式2に従って制御することで、別途の撮像レンズがなくても昼夜間に使用可能な撮像レンズを提供することができる。
【0080】
また、第1レンズ10が第2レンズ、第3レンズ及び第4レンズ20〜40に比べ屈折力が大きくて強いパワーを有し、絞り25を第1乃至第4レンズ10〜40の中央に配置して収差特性が優秀な撮像レンズを具現することができる。
【0081】
また、図4のように第2及び第3実施例を組み合わせて、前記第1レンズ10は正(+)のパワーを有し、物体側に凸面R1を有し、受光素子60側に凸面R2を有する。また、前記第3レンズ30は負(−)のパワーを有し、受光素子60側に凹面R8を有し、物体側に凹面R7を有し、第2及び第4レンズ20,40は第1実施例と同じであってもよい。
【0082】
図4の撮像レンズも関係式1及び2を充足する際、昼間及び夜間に利用できる撮像レンズを提供することができる。
【0083】
図5は、第1実施例乃至第4実施例の前記撮像レンズを含むカメラモジュールを概略的に示す側断面図である。
【0084】
ちなみに、図5における前記撮像レンズのレンズの形は任意に示している。
【0085】
図5に示したように、カメラモジュールは第1レンズ10乃至第4レンズ40が配置されたハウジング80、ホルダ90及びプリント回路基板70を含む。
【0086】
ハウジング80は前記第1乃至第4レンズ10〜40を含む。
【0087】
そして、前記第1レンズ10及び第2レンズ20は第1鏡筒101内に装着され、前記第3及び第4レンズ30,40は第2鏡筒102に装着され、前記第1乃至第4レンズ10〜40はプリント回路基板70に配置された受光素子60に光を集光させる。
【0088】
そして、前記第1レンズ10及び第2レンズ20の直径又は外径は、前記第3レンズ30及び第4レンズ40の直径又は外径より大きく形成される。
【0089】
前記第1及び第2レンズ10,20の外径と第3及び第4レンズ30,40の外径の差を鏡筒101,102で補償するため、カメラモジュールのハウジング80の大きさは同一になり得る。
【0090】
次に、前記ハウジング80の下部に配置されたホルダ90は、前記第2レンズ20の下部に位置してフィルタ50を含む。
【0091】
前記フィルタ50は赤外線遮断フィルタで形成されてもよいが、前記フィルタ50が省略される際、前記ホルダ90も省略されてもよい。
【0092】
前記フィルタ50は、外部の光から放出される輻射熱が前記受光素子60に伝達されないように遮断させる機能を果たす。
【0093】
そして、像が写る前記受光素子60は被写体の映像に対応する光信号を電気的な信号に変換するイメージセンサーで形成されてもよく、前記イメージセンサーはCCD又はCMOSセンサーで形成されてもよい。
【0094】
以上で実施例を中心に説明したが、これは単なる例示であって本発明を限るものではなく、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲内で上記に例示されていない多様な変形や応用が可能であるということを分かるはずである。例えば、実施例に具体的に示した各構成要素は、変形して実施してもよいものである。そして、このような変形と応用に関する差は、添付した特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものとして解釈されるべきである。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
正(+)のパワーを有する第1レンズと、
正(+)のパワーを有する第2レンズと、
負(−)のパワーを有する第3レンズと、
正(+)のパワーを有する第4レンズと、を含み、
前記第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ及び第4レンズは物体側から順番に配置され、400nm乃至1000nmの波長帯の光で像を伝達する撮像レンズ。
【請求項2】
前記第2レンズ及び前記第3レンズは接合レンズである請求項1に記載の撮像レンズ。
【請求項3】
前記第2レンズ及び第4レンズは、正(+)のパワーを有する第1サブレンズ、そして負(−)のパワーを有する第2サブレンズを含む請求項2に記載の撮像レンズ。
【請求項4】
前記第2レンズと前記第3レンズの間に絞りが配置される請求項3に記載の撮像レンズ。
【請求項5】
前記撮像レンズは、以下の関係式を充足する請求項4に記載の撮像レンズ。
1<d1/d2<105
(d1は撮像レンズの全体の長さ、d2は焦点距離として定義する。)
【請求項6】
前記第2レンズの前記第2サブレンズの物体側の面と受光素子側の面は、以下の関係式を充足する請求項5に記載の撮像レンズ。
1.5<Vd(物体側の面)/Vd(受光素子側の面)<2.5
(Vdは該当面のアッベ数を定義する。)
【請求項7】
前記第4レンズの前記第2サブレンズの物体側の面と受光素子側の面は、以下の関係式を充足する請求項6に記載の撮像レンズ。
0.5<Vd(物体側の面)/Vd(受光素子側の面)<1
(Vdは該当面のアッベ数を定義する。)
【請求項8】
前記第1レンズは、第2レンズ乃至第4レンズよりパワーが大きい請求項7に記載の撮像レンズ。
【請求項9】
前記第1乃至第4レンズのうち少なくとも一つは非球面レンズである請求項8に記載の撮像レンズ。
【請求項10】
前記撮像レンズは、昼間及び夜間撮影用カメラモジュールに搭載される請求項9に記載の撮像レンズ。
【請求項11】
前記第4レンズは、上側面に非球面変曲点が形成されている請求項1乃至請求項10のいずれか一つの項に記載の撮像レンズ。
【請求項12】
前記第1レンズは、第2レンズ乃至第4レンズより大きい屈折力を有する請求項1乃至請求項11のうちいずれか一つの項に記載の撮像レンズ。
【請求項13】
前記第1レンズは、前記物体側に凸面が形成されている請求項12に記載の撮像レンズ。
【請求項14】
前記第3レンズは、受光素子側に凹面が形成されている請求項12に記載の撮像レンズ。
【請求項15】
前記第1レンズは、受光素子側に凸面を有する請求項12乃至請求項14のいずれか1項に記載の撮像レンズ。
【請求項16】
前記第3レンズは、前記物体側に凹面を有する請求項15に記載の撮像レンズ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2013−15822(P2013−15822A)
【公開日】平成25年1月24日(2013.1.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−119561(P2012−119561)
【出願日】平成24年5月25日(2012.5.25)
【出願人】(510039426)エルジー イノテック カンパニー リミテッド (279)
【Fターム(参考)】