KR20150007847A - Telecentric optical system and camera module for comprising the same - Google Patents

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Abstract

A telecentric optical system capable of improving optical performance according to an embodiment of the present invention comprises a first lens group, a second lens, a third lens, and a fourth lens arranged from an object to an image sequentially, wherein the first lens group includes: a first lens having a negative refractive power, and having a focal distance smaller than the entire focal distance of the telecentric optical system; and a prism reflecting light outputted from the first lens along a first optical axis, and outputting the reflected light along a second optical axis.

Description

텔레센트릭 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈{TELECENTRIC OPTICAL SYSTEM AND CAMERA MODULE FOR COMPRISING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a telecentric optical system and a camera module including the telecentric optical system.

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 텔레센트릭 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a camera module, and more particularly, to a telecentric optical system and a camera module including the telecentric optical system.

텔레센트릭 광학계(telecentric optical system)는 입사동과 출사동 중 어느 하나가 무한원에 있는 광학계를 의미한다. 텔레센트릭 광학계는 물체면 또는 상면에 오차가 있더라도 촬영되는 상의 크기의 오차를 작게할 수 있고, 먼 거리를 촬영할 수 있어, 윤곽 투영기나 물체의 치수 측정기 등에 사용될 수 있다.A telecentric optical system means an optical system in which one of the incoming and outgoing optical fibers is in an infinite circle. The telecentric optical system can reduce the error of the size of the photographed image even if there is an error on the object surface or the top surface and can photograph a long distance and can be used for a profile projector or an object measuring machine.

텔레센트릭 광학계를 구현하기 위하여, 줌렌즈를 사용하거나, 초점 거리가 길고 시스템의 전장이 긴 구조를 채택할 수 있다. 이러한 경우, 광학계의 치수가 커져 소형으로 구현하기가 어려워지며, 화각이 작아지는 문제가 있다.To realize a telecentric optical system, a zoom lens may be used, or a structure having a long focal length and a long system length may be adopted. In such a case, the size of the optical system becomes large, making it difficult to realize a small size, and there is a problem that the angle of view becomes small.

한편, 모바일 기술의 발전에 따라, 모바일용 카메라에서도 텔레센트릭 성능이 요구되고 있다. 일반적인 모바일용 광학계는 CRA(Chief Ray Angle)가 25 내지 30°로 텔레센트릭 성능을 얻기 어려운 구조이다.Meanwhile, with the development of mobile technology, telecentric performance is also required in mobile cameras. A typical mobile optical system has a structure in which the CRA (Chief Ray Angle) is difficult to obtain telecentric performance by 25 to 30 degrees.

따라서, 광각 및 텔레센트릭을 동시에 만족시키면서도 소형으로 구현할 수 있는 텔레센트릭 광학계가 필요하다.Therefore, there is a need for a telecentric optical system that can be compactly realized while simultaneously satisfying wide angle and telecentricity.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 텔레센트릭 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a telecentric optical system and a camera module including the telecentric optical system.

본 발명의 한 실시예에 따른 텔레센트릭 광학계는 물체(object)측으로부터 상측(image)으로 순차적으로 배열되는 제1 렌즈군, 제2 렌즈, 제3 렌즈 및 제4 렌즈를 포함하며, 상기 제1 렌즈군은 음의 굴절력을 가지며, 초점 거리가 전체 초점 거리보다 작은 제1 렌즈, 그리고 상기 제1 렌즈로부터 제1 광축을 따라 출력된 빛을 반사시켜 제2 광축을 따라 출력하는 프리즘을 포함한다.A telecentric optical system according to an embodiment of the present invention includes a first lens group, a second lens, a third lens, and a fourth lens that are sequentially arranged from an object side to an image side, The first lens group has a negative refractive power and includes a first lens having a focal length smaller than the entire focal length and a prism reflecting the light output from the first lens along the first optical axis and outputting along the second optical axis .

상기 제1 렌즈군은 상기 제1 광축을 따라 배열되고, 상기 제2 렌즈, 상기 제3 렌즈 및 상기 제4 렌즈는 상기 제2 광축을 따라 배열될 수 있다.The first lens group may be arranged along the first optical axis, and the second lens, the third lens and the fourth lens may be arranged along the second optical axis.

상기 제1 광축과 상기 제2 광축 간의 각도는 직각으로 설정될 수 있다.The angle between the first optical axis and the second optical axis may be set to a right angle.

상기 제1 렌즈의 유효경의 크기는 상이 맺히는 상(image)면보다 크게 설정될 수 있다.The size of the effective diameter of the first lens may be set larger than that of the image formed on the image.

CRA(Chief Ray Angle)는 10° 이하이고, FOV(Field of View)는 65° 이상일 수 있다.The CRA (Chief Ray Angle) may be 10 degrees or less, and the FOV (Field of View) may be 65 degrees or more.

상측의 0.5F에 도달하는 CRA에 대한 상측의 1.0F에 도달하는 CRA의 비는 2 이하일 수 있다.The ratio of CRA reaching 1.0F on the upper side to CRA reaching 0.5F on the upper side may be 2 or less.

본 발명의 한 실시예에 따른 카메라 모듈은 인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판 상에 장착되는 이미지 센서, 상기 이미지 센서 상에 형성되는 필터, 그리고 상기 필터 상에 형성되며, 물체(object)측으로부터 상측(image)으로 순차적으로 배열되는 제1 렌즈군, 제2 렌즈, 제3 렌즈 및 제4 렌즈를 포함하며, 상기 제1 렌즈군은 음의 굴절력을 가지며, 초점 거리가 전체 초점 거리보다 작은 제1 렌즈, 그리고 상기 제1 렌즈로부터 제1 광축을 따라 출력된 빛을 반사시켜 제2 광축을 따라 출력하는 프리즘을 포함하는 텔레센트릭 광학계를 포함한다.A camera module according to an embodiment of the present invention includes a printed circuit board, an image sensor mounted on the printed circuit board, a filter formed on the image sensor, and a filter formed on the filter, a first lens group, a second lens group, a third lens group, and a fourth lens group, the first lens group, the second lens group, the third lens group, and the fourth lens group being sequentially arranged with an image, wherein the first lens group has negative refracting power, And a prism that reflects light output from the first lens along the first optical axis and outputs along the second optical axis.

본 발명의 실시예에 따르면, 광각 및 텔레센트릭 성능을 동시에 만족시키는 텔레센트릭 광학계를 얻을 수 있다. 또한, 줌렌즈를 사용하지 않고도 텔레센트릭 성능을 얻을 수 있어, 텔레센트릭 광학계를 소형으로 구현할 수 있다. 이에 따라, 모바일 기기에도 텔레센트릭 기능을 포함하는 카메라 모듈을 적용할 수 있다. 또한, 렌즈에 입사되는 광의 양을 증가시켜, 광학 성능을 높일 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to obtain a telecentric optical system which simultaneously satisfies both the wide angle and the telecentric performance. Also, since the telecentric performance can be obtained without using the zoom lens, the telecentric optical system can be miniaturized. Accordingly, a camera module including a telecentric function can be applied to a mobile device. Further, it is possible to increase the amount of light incident on the lens, thereby improving the optical performance.

도 1은 모바일용 카메라 모듈의 일 예를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 텔레센트릭 광학계를 포함하는 카메라 모듈을 나타낸다.
도 3 및 4는 본 발명의 실시예에 따른 텔레센트릭 광학계의 성능을 나타내는 MTF(Modulation Transfer Function) 그래프이다.
도 5 및 6은 복수의 렌즈를 동일한 광축 상에 배열한 텔레센트릭 광학계의 성능을 나타내는 MTF 그래프이다.1 shows an example of a camera module for mobile.
2 shows a camera module including a telecentric optical system according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are MTF (Modulation Transfer Function) graphs showing the performance of the telecentric optical system according to the embodiment of the present invention.
5 and 6 are MTF graphs showing the performance of a telecentric optical system in which a plurality of lenses are arranged on the same optical axis.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated and described in the drawings. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. The terms including ordinal, such as second, first, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as a first component, and similarly, the first component may also be referred to as a second component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.

도 1은 모바일용 카메라 모듈의 일 예를 나타낸다.1 shows an example of a camera module for mobile.

도 1을 참조하면, 모바일용 카메라 모듈(100)은 물체측(object side)으로부터 상측(image side)으로 광축을 따라 순차적으로 배열된 렌즈(110), 렌즈(120), 렌즈(130), 렌즈(140), 필터(150) 및 이미지 센서(160)를 포함한다.1, a mobile camera module 100 includes a lens 110, a lens 120, a lens 130, and a lens 130 which are sequentially arranged along an optical axis from an object side to an image side. An image sensor 140, a filter 150, and an image sensor 160.

물체(object)의 영상 정보에 해당하는 광은 렌즈(110), 렌즈(120), 렌즈(130), 렌즈(140) 및 필터(150)를 통과하여 이미지 센서(160)에 입사된다.The light corresponding to the image information of the object passes through the lens 110, the lens 120, the lens 130, the lens 140, and the filter 150 and is incident on the image sensor 160.

모바일용 광학계는 4매의 렌즈를 포함하고 있어, 소형의 모바일용 광학계를 구현할 수 있다.Since the mobile optical system includes four lenses, it is possible to realize a compact mobile optical system.

다만, 이러한 구조에서는 CRA(Chief Ray Angle)가 25 내지 30°이므로, 텔레센트릭 성능을 얻기 어렵다.However, in this structure, since the CRA (Chief Ray Angle) is 25 to 30 degrees, it is difficult to obtain the telecentric performance.

CRA는 상면에 도달하는 빛의 각도를 나타낸다. CRA가 0°에 가까울수록 빛이 상면에 평행하게 도달하는 것을 의미하므로, 텔레센트릭 성능이 높아지게 된다. 일반적으로 CRA가 10° 이하이면, 텔레센트릭 성능이 양호한 광학계인 것으로 평가된다.CRA represents the angle of light reaching the upper surface. The closer the CRA is to 0 DEG, the more light reaches parallel to the upper surface, so that the telecentric performance becomes higher. Generally, when the CRA is 10 DEG or less, it is evaluated that the telecentric performance is good.

본 발명의 실시예에 따르면, 모바일용 광학계로부터 렌즈의 종류, 초점 거리 등을 조절하여 소형의 텔레센트릭 광학계를 얻고자 한다.According to the embodiment of the present invention, it is desired to obtain a compact telecentric optical system by adjusting the type of lens, focal distance, and the like from the optical system for mobile use.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 텔레센트릭 광학계를 포함하는 카메라 모듈을 나타낸다.2 shows a camera module including a telecentric optical system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 카메라 모듈은(200)은 텔레센트릭 광학계(210), 필터(220), 이미지 센서(230) 및 인쇄회로기판(미도시)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the camera module 200 includes a telecentric optical system 210, a filter 220, an image sensor 230, and a printed circuit board (not shown).

인쇄회로기판 상에 이미지 센서(230)가 장착되며, 이미지 센서(230) 상에 필터(220)가 형성되며, 필터(220) 상에 텔레센트릭 광학계(210)가 형성된다.An image sensor 230 is mounted on a printed circuit board and a filter 220 is formed on the image sensor 230 and a telecentric optical system 210 is formed on the filter 220.

이미지 센서(230)는 와이어(wire)에 의하여 인쇄회로기판과 연결될 수 있다. 이미지 센서(230)는, 예를 들면 CCD(Charge-Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 센서일 수 있다.The image sensor 230 may be connected to the printed circuit board by a wire. The image sensor 230 may be, for example, a CCD (Charge-Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) sensor.

필터(220)는 IR(Infrared) 필터일 수 있다. 필터(220)는 카메라 모듈(200) 내에 입사되는 광으로부터 근적외선, 예를 들면 파장이 700nm 내지 1100nm인 빛을 차단할 수 있다.The filter 220 may be an IR (Infrared) filter. The filter 220 may block near-infrared light, for example, light having a wavelength of 700 nm to 1100 nm from light incident into the camera module 200.

필터(220) 및 텔레센트릭 광학계(210)는 렌즈 홀더(미도시) 내에 내장되며, 지지될 수 있다.The filter 220 and the telecentric optical system 210 are built in a lens holder (not shown) and can be supported.

텔레센트릭 광학계(210)는 물체(object) 측으로부터 상(image)측으로 광축을 따라 순차적으로 위치하는 렌즈군(212), 렌즈(214), 렌즈(216) 및 렌즈(218)를 포함한다. 렌즈군(212)은 렌즈(212-1) 및 프리즘(212-2)을 포함한다. 설명의 편의상, 본 명세서에서 렌즈군(212)은 제1 렌즈군(212), 렌즈(212-1)는 제1 렌즈(212-1), 렌즈(214)는 제2 렌즈(214), 렌즈(216)는 제3 렌즈(216), 렌즈(218)은 제 4렌즈(218)와 혼용될 수 있다. The telecentric optical system 210 includes a lens group 212, a lens 214, a lens 216, and a lens 218 sequentially positioned along the optical axis from the object side to the image side. The lens group 212 includes a lens 212-1 and a prism 212-2. For convenience of explanation, in this specification, the lens group 212 includes a first lens group 212, a lens 212-1, a first lens 212-1, a lens 214, a second lens 214, The second lens 216 may be used with the third lens 216, and the lens 218 may be used with the fourth lens 218.

여기서, 제1 렌즈(212-1)는 음(-)의 굴절력을 가지며, 제1 렌즈의 초점 거리(f1)은 텔레센트릭 광학계(210)의 전체 초점 거리(f)보다 작게 설정된다.Here, the first lens 212-1 has a negative refracting power, and the focal length f1 of the first lens is set to be smaller than the entire focal length f of the telecentric optical system 210. [

제1 렌즈의 초점 거리(f1)를 전체 초점 거리(f) 보다 작게 설정하면, 상면에 무한대의 상점이 맺히는 텔레센트릭 성능을 구현할 수 있다. 또한, 제1 렌즈(212)가 음(-)의 굴절력을 가지도록 설정하면, 화각이 넓어지므로, 기존의 텔레센트릭 광학계에서 화각이 작아지는 문제를 해결할 수 있다.If the focal length f1 of the first lens is set to be smaller than the entire focal length f, telecentric performance in which an infinite number of stores are formed on the upper surface can be realized. Further, if the first lens 212 is set to have a negative refracting power, the angle of view becomes wider, so that the problem of the angle of view reduced in a conventional telecentric optical system can be solved.

그리고, 제1 렌즈군(212)의 제1 렌즈(212-1) 및 프리즘(212-2)은 광축(X1)을 따라 배열되고, 제2 렌즈(214), 제3 렌즈(216) 및 제4 렌즈(218)는 광축(X2)을 따라 배열된다. 여기서, 광축(X1)과 광축(X2) 간의 각도는 직각으로 설정될 수 있다. 이를 위하여, 프리즘(212-2)은 제1 렌즈(212-1)로부터 광축(X1)을 따라 출사된 빛을 반사시켜 광축(X2)을 따라 출사한다.The first lens 212-1 and the prism 212-2 of the first lens group 212 are arranged along the optical axis X1 and the second lens 214, the third lens 216, Four lenses 218 are arranged along the optical axis X2. Here, the angle between the optical axis X1 and the optical axis X2 can be set to a right angle. To this end, the prism 212-2 reflects light emitted along the optical axis X1 from the first lens 212-1 and exits along the optical axis X2.

이와 같이, 여러 매의 렌즈를 프리즘을 이용하여 꺾인 형태로 배열하면, 광학계의 전체 길이(L)를 줄일 수 있다. 이에 따라, 소형화된 텔레센트릭 광학계를 얻을 수 있다.Thus, if multiple lenses are arranged in a bent shape using a prism, the total length L of the optical system can be reduced. Thus, a miniaturized telecentric optical system can be obtained.

한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 제1 렌즈(212-1)의 유효경의 크기(D1)를 상면(Si)보다 크게 설정할 수 있다. 이는 제1 렌즈(212-1)가 제2 렌즈 내지 제4 렌즈(214, 216, 218)와 꺾인 형태로 배열되므로, 공간 상의 제약이 적게 구현될 수 있다. 이에 따라, 제1 렌즈(212-1)에 입사되는 광량이 늘어나므로, 구면 수차, 단색 수차 등의 광학 성능이 개선될 수 있다. Meanwhile, according to the embodiment of the present invention, the size D1 of the effective diameter of the first lens 212-1 can be set larger than the top surface Si. This is because the first lens 212-1 is arranged in a bent shape from the second lens to the fourth lens 214, 216, and 218, so that space constraints can be reduced. Accordingly, since the amount of light incident on the first lens 212-1 is increased, the optical performance such as spherical aberration and monochromatic aberration can be improved.

본 발명의 실시예에 따른 텔레센트릭 광학계는, CRA가 10° 이하, 바람직하게는 2° 이하이고, FOV(Field of View)는 65° 이상이다. In the telecentric optical system according to the embodiment of the present invention, the CRA is 10 degrees or less, preferably 2 degrees or less, and the FOV (Field of View) is 65 degrees or more.

이에 따라, 줌렌즈를 사용하지 않고도 텔레센트릭 성능과 광각 성능을 동시에 만족시키는 소형의 텔레센트릭 광학계를 얻을 수 있다. 특히, 복수의 렌즈를 프리즘을 이용하여 꺾인 형태로 배열하여, 텔레센트릭 광학계의 초소형화가 가능하다.Accordingly, a small telecentric optical system that satisfies both the telecentric performance and the wide-angle performance without using the zoom lens can be obtained. In particular, a plurality of lenses can be arranged in a bent shape using a prism, making it possible to miniaturize a telecentric optical system.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 텔레센트릭 광학계는, 상측의 0.5F(field), 즉 상측의 중심부와 주변부 사이에 도달하는 CRA에 대하여 상측의 1.0F, 즉 상측의 주변부에 도달하는 CRA의 비가 2 이하이다. 이에 따라, 상측의 주변부 및 중심부에 도달하는 광량의 차가 크지 않아, 주변부에서도 선명한 이미지를 얻을 수 있다.In the telecentric optical system according to the embodiment of the present invention, the upper 0.5F (field), that is, the CRA arriving between the central portion and the peripheral portion of the upper side is 1.0F, The ratio is 2 or less. As a result, the difference in the amount of light reaching the upper peripheral portion and the central portion is not large, and a clear image can be obtained even in the peripheral portion.

표 1은 일반적인 모바일용 광학계와 본 발명의 실시예에 따른 텔레센트릭 광학계의 성능 차를 비교한 표이다.Table 1 is a table comparing performance differences between a general mobile optical system and a telecentric optical system according to an embodiment of the present invention.

성능Performance 도 1의 광학계1, 도 2의 광학계2, CRACRA 25 내지 30°25 to 30 DEG 10° 이하Below 10 ° FOVFOV 65° 이상65 ° or more 65° 이상65 ° or more θ2/ θ1? 2 /? 1 약 0.5About 0.5 0.9 내지 10.9 to 1

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 텔레센트릭 성능과 광각 성능을 동시에 만족시키고, 주변부에서도 선명한 이미지를 얻을 수 있으며, 소형으로 구현이 가능한 텔레센트릭 광학계를 얻을 수 있다. As described above, according to the embodiment of the present invention, it is possible to obtain a telecentric optical system that satisfies telecentric performance and wide-angle performance at the same time, obtains clear images even at the peripheral portion, and can be implemented in a small size.

표 2는 본 발명의 실시예에 따른 텔레센트릭 광학계에 대하여 필드 별 광량을 시뮬레이션한 결과이고, 표 3은 필드 별 CRA를 시뮬레이션한 결과이다. 여기서, 필드(field)는 상의 중심부를 0.0F로 설정하고, 상의 주변부를 1.0F로 설정하여 상대적으로 나타낸 값이다. 필드 별 광량은 상의 주변부의 광량을 100로 두었을 때의 상대적인 값이다.Table 2 shows the results of simulating the light amount per field for the telecentric optical system according to the embodiment of the present invention, and Table 3 shows the result of simulating CRA for each field. Here, the field is a value relatively set by setting the center portion of the image at 0.0F and the peripheral portion of the image at 1.0F. The amount of light per field is a relative value when the amount of light in the peripheral portion of the image is set to 100.

FieldField 상대 광량Relative light quantity 0.000.00 100.0100.0 0.190.19 98.998.9 0.290.29 97.697.6 0.390.39 96.196.1 0.480.48 94.594.5 0.580.58 93.293.2 0.680.68 92.792.7 0.770.77 93.093.0 0.870.87 93.593.5 0.970.97 92.092.0 1.001.00 90.990.9

FieldField CRACRA 0.00.0 0.000000.00000 0.20.2 0.609280.60928 0.30.3 0.924420.92442 0.40.4 1.246671.24667 0.50.5 1.561401.56140 0.60.6 1.833891.83389 0.70.7 2.006372.00637 0.80.8 2.000372.00037 0.90.9 1.741091.74109 1.01.0 1.115551.11555

표 2를 참조하면, 중심부의 광량에 대한 주변부의 광량의 비는 0.9 내지 1임을 알 수 있다. 표 3을 참조하면, 상면에서의 CRA는 2.01°이하임을 알 수 있다.Referring to Table 2, it can be seen that the ratio of the light amount at the peripheral portion to the light amount at the center portion is 0.9 to 1. Referring to Table 3, it can be seen that the CRA at the top surface is 2.01 DEG or less.

도 3 및 4는 본 발명의 실시예에 따른 텔레센트릭 광학계의 성능을 나타내는 MTF(Modulation Transfer Function) 그래프이고, 도 5 및 6은 복수의 렌즈를 동일한 광축 상에 배열한 텔레센트릭 광학계의 성능을 나타내는 MTF 그래프이다. 도 3및 5는 상면의 0.0F 내지 0.5F 사이의 MTF 데이터를 나타내고, 도 4 및 6은 상면의 0.6F 내지 1.0F 사이의 MTF 데이터를 나타낸다.FIGS. 3 and 4 are MTF (Modulation Transfer Function) graphs showing the performance of the telecentric optical system according to the embodiment of the present invention, and FIGS. 5 and 6 are graphs showing performance of a telecentric optical system in which a plurality of lenses are arranged on the same optical axis Lt; / RTI > Figs. 3 and 5 show MTF data between 0.0F and 0.5F on the upper surface, and Figs. 4 and 6 show MTF data on the upper surface between 0.6F and 1.0F.

도 3 및 4를 참조하면, 중심부(0.0F 내지 0.5F)에서 주변부(0.6F 내지 1.0F)로 갈수록, MTF가 낮아짐을 알 수 있다. 다만, 바퀴살형 패턴(sagital, 점선) 및 원형 패턴(tangential, 실선) 모두 100lp/mm에서도 최소 60%의 modulation을 유지할 수 있으며, 220lp/mm에서 최소 20% 이상의 modulation을 유지할 수 있음을 알 수 있다. Referring to FIGS. 3 and 4, it can be seen that the MTF decreases from the center portion (0.0 F to 0.5 F) toward the peripheral portion (0.6 F to 1.0 F). However, it can be seen that even at 100 lp / mm both the spiral pattern (sagittal, dotted line) and the circular pattern (tangential, solid line) can maintain a modulation of at least 60% and maintain a modulation of at least 20% at 220 lp / mm .

이로부터 100lp/mm에서 20%의 modulation을 가지는 일반적인 모바일용 광학계에 비하여 높은 광학 성능을 가짐을 알 수 있다. 특히, 도 5 및 6과 같이 동일한 광축 상에 일렬로 복수의 렌즈를 배열한 텔레센트릭 광학계에 비하여, 복수의 렌즈를 꺾인 형태로 배열하되, 제1 렌즈의 유효경의 크기를 크게 설정할 수 있는 본 발명의 실시예에 따른 텔레센트릭 광학계가 더 우수한 광학 성능을 가짐을 알 수 있다.From this, it can be seen that the optical performance is higher than that of a general mobile optical system having a modulation of 20% at 100 lp / mm. In particular, as compared with the telecentric optical system in which a plurality of lenses are arranged in a line on the same optical axis as in Figs. 5 and 6, a plurality of lenses are arranged in a bent shape, It can be seen that the telecentric optical system according to the embodiment of the present invention has better optical performance.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

200: 카메라 모듈
210: 텔레센트릭 광학계
220: 필터
230: 이미지 센서200: camera module
210: telecentric optical system
220: Filter
230: Image sensor

Claims (7)

물체(object)측으로부터 상측(image)으로 순차적으로 배열되는 제1 렌즈군, 제2 렌즈, 제3 렌즈 및 제4 렌즈를 포함하며,
상기 제1 렌즈군은 음의 굴절력을 가지며, 초점 거리가 전체 초점 거리보다 작은 제1 렌즈, 그리고 상기 제1 렌즈로부터 제1 광축을 따라 출력된 빛을 반사시켜 제2 광축을 따라 출력하는 프리즘을 포함하는 텔레센트릭 광학계.A first lens group, a second lens, a third lens, and a fourth lens that are sequentially arranged from an object side to an image side,
Wherein the first lens group has a negative refractive power and includes a first lens having a focal length smaller than the entire focal length and a prism reflecting the light output from the first lens along the first optical axis and outputting the light along the second optical axis, Telecentric optical system. 제1항에 있어서,
상기 제1 렌즈군은 상기 제1 광축을 따라 배열되고,
상기 제2 렌즈, 상기 제3 렌즈 및 상기 제4 렌즈는 상기 제2 광축을 따라 배열되는 텔레센트릭 광학계.The method according to claim 1,
Wherein the first lens group is arranged along the first optical axis,
Wherein the second lens, the third lens, and the fourth lens are arranged along the second optical axis. 제2항에 있어서,
상기 제1 광축과 상기 제2 광축 간의 각도는 직각으로 설정되는 텔레센트릭 광학계.3. The method of claim 2,
Wherein an angle between the first optical axis and the second optical axis is set to a right angle. 제1항에 있어서,
상기 제1 렌즈의 유효경의 크기는 상이 맺히는 상(image)면보다 크게 설정되는 텔레센트릭 광학계.The method according to claim 1,
Wherein a size of an effective diameter of the first lens is set larger than an image surface on which an image is formed. 제 1항에 있어서,
CRA(Chief Ray Angle)는 10° 이하이고, FOV(Field of View)는 65° 이상인 텔레센트릭 광학계.The method according to claim 1,
A telecentric optical system with a CRA (Chief Ray Angle) of 10 ° or less and a FOV (Field of View) of 65 ° or more. 제1항에 있어서,
상측의 0.5F에 도달하는 CRA에 대한 상측의 1.0F에 도달하는 CRA의 비는 2 이하인 텔레센트릭 광학계.The method according to claim 1,
And the ratio of CRA reaching 1.0F on the upper side to CRA reaching 0.5F on the upper side is 2 or less. 인쇄회로기판,
상기 인쇄회로기판 상에 장착되는 이미지 센서,
상기 이미지 센서 상에 형성되는 필터, 그리고
상기 필터 상에 형성되며, 물체(object)측으로부터 상측(image)으로 순차적으로 배열되는 제1 렌즈군, 제2 렌즈, 제3 렌즈 및 제4 렌즈를 포함하며, 상기 제1 렌즈군은 음의 굴절력을 가지며, 초점 거리가 전체 초점 거리보다 작은 제1 렌즈, 그리고 상기 제1 렌즈로부터 제1 광축을 따라 출력된 빛을 반사시켜 제2 광축을 따라 출력하는 프리즘을 포함하는 텔레센트릭 광학계
를 포함하는 카메라 모듈.Printed circuit board,
An image sensor mounted on the printed circuit board,
A filter formed on the image sensor, and
A first lens group, a second lens group, a third lens group, and a fourth lens group arranged on the filter, the first lens group being sequentially arranged from an object side to an image side, A first lens having a refractive power and having a focal length smaller than the entire focal length, and a prism reflecting the light output from the first lens along the first optical axis and outputting along the second optical axis,
.
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