KR20220009668A

KR20220009668A - 광학계

Info

Publication number: KR20220009668A
Application number: KR1020200088173A
Authority: KR
Inventors: 권덕근
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2020-07-16
Filing date: 2020-07-16
Publication date: 2022-01-25

Abstract

실시예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 상 측 방향으로 광축을 따라 순차적으로 배치되는 제1 내지 제6 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 음의 굴절력을 가지고, 상기 제4 렌즈의 중심 두께는 상기 제5 렌즈의 중심 두께보다 얇고, 하기 수학식 1을 만족한다.
[수학식 1]
0 < T4 / T5 < 0.5
(수학식 1에서 T4는 상기 제4 렌즈의 중심 두께를 의미하고 T5는 상기 제5 렌즈의 중심 두께를 의미한다.)

Description

광학계{OPTICAL SYSTEM}

실시예는 향상된 광학 성능을 위한 광학계에 대한 것이다.

카메라 모듈은 객체를 촬영하여 이미지 또는 동영상으로 저장하는 기능을 수행하며 다양한 어플리케이션에 장착되고 있다. 특히 카메라 모듈은 초소형으로 제작되어 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대용 디바이스뿐만 아니라 드론, 차량 등에 적용되어 다양한 기능을 제공하고 있다.

예를 들어, 카메라 모듈의 광학계는 상(image)를 결상하는 촬상 렌즈, 결상된 상을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이때, 상기 카메라 모듈은 이미지 센서와 촬상 렌즈 사이의 간격을 자동 조절하여 렌즈의 초점거리를 정렬하는 오토포커스(autofocus, AF) 기능을 수행할 수 있고, 줌 렌즈(zoom lens)를 통해 원거리의 객체의 배율을 증가 또는 감소시켜 촬영하는 줌 업(zoom up) 또는 줌 아웃(zoom out)의 주밍(zooming) 기능을 수행할 수 있다. 또한, 카메라 모듈은 영상 흔들림 방지(image stabilization, IS)기술을 채용하여 불안정한 고정장치 혹은 사용자의 움직임에 기인한 카메라의 움직임으로 인한 영상의 흔들림을 보정하거나 방지하는 기술이 채용되고 있다.

이러한 카메라 모듈이 상(image)을 얻기 위해 가장 중요한 요소는 상(image)을 결상하는 촬상 렌즈이다. 최근 고해상도에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이를 구현하기 위해 복수의 렌즈를 포함하는 광학계에 대한 연구가 진행되고 있다. 예를 들어, 고해상도 구현을 위해 양(+)의 굴절력 또는 음(-)의 굴절력을 가지는 복수의 촬상 렌즈를 이용한 연구가 진행되고 있다. 그러나, 복수의 렌즈를 포함할 경우 우수한 광학적 특성, 수차 특성을 도출하기 어려운 문제점이 있다.

또한, 최근 광각, 망원 및 표준 화각 등 다양한 화각을 가지는 카메라 모듈에 대한 연구가 진행되고 있다. 그러나, 광각 카메라 모듈의 경우 광학계의 구조, 특성 등에 의해 촬영한 이미지의 가장자리 영역이 광학적으로 왜곡(optical distortion)되는 문제가 발생할 수 있고, 이로 인해 결과물의 품질이 저하되는 문제가 있다.

따라서, 상술한 문제를 해결할 수 있는 새로운 광학계가 요구된다.

실시예는 광학 특성이 향상된 광학계를 제공하고자 한다.

또한, 실시예는 왜곡 특성이 개선된 광학계를 제공하고자 한다.

실시예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 상 측 방향으로 광축을 따라 순차적으로 배치되는 제1 내지 제6 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 음의 굴절력을 가지고, 상기 제4 렌즈의 중심 두께는 상기 제5 렌즈의 중심 두께보다 얇고, 하기 수학식 1을 만족할 수 있다.

[수학식 1]

0 < T4 / T5 < 0.5

(수학식 1에서 T4는 상기 제4 렌즈의 중심 두께를 의미하고 T5는 상기 제5 렌즈의 중심 두께를 의미한다.)

또한, 상기 제4 렌즈는 음의 굴절력을 가지고, 상기 제5 렌즈는 양의 굴절력을 가질 수 있다.

또한, 상기 제1 렌즈의 물체 측 면은 변곡점을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제6 렌즈는 음의 굴절력을 가지며, 물체 측 면 및 상 측 면 중 적어도 하나의 면은 변곡점을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 렌즈의 물체 측 면 및 상기 제5 렌즈의 상 측 면 각각의 유효경의 크기는 상기 제4 렌즈의 물체 측 면의 유효경의 크기보다 클 수 있다.

또한, 상기 광학계의 최대 화각(θ)은 100도(deg) 이상이고, 하기 수학식 2를 만족할 수 있다.

[수학식 2]

-0.2 < tan(θ/2) * D < 0

(수학식 2에서 θ는 상기 광학계의 최대 화각을 의미하고, D는 상기 광학계의 최대 상고에서의 광학적 왜곡(Optical distortion) 특성 값을 의미한다.)

또한, 상기 제1 렌즈의 물체 측 면으로부터 이미지 센서까지의 광축 방향 거리를 TTL(Total track length)로 정의할 때, 하기 수학식 3을 만족할 수 있다.

[수학식 3]

0.5 < TTL / (2 * Img) < 1

(수학식 3에서 Img는 상기 이미지 센서의 유효 영역의 대각 방향 길이의 1/2 값을 의미한다.)

또한, 실시예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 상 측 방향으로 광축을 따라 순차적으로 배치되는 제1 내지 제6 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 음의 굴절력을 가지고, 상기 제4 렌즈의 중심 두께는 상기 제5 렌즈의 중심 두께보다 얇고, 하기 수학식 4을 만족할 수 있다.

[수학식 4]

-0.2 < tan(θ/2) * D < 0

(수학식 4에서 θ는 상기 광학계의 최대 화각을 의미하고, D는 상기 광학계의 최대 상고에서의 광학적 왜곡(Optical distortion) 특성 값을 의미한다.)

또한, 상기 제1 렌즈의 물체 측 면으로부터 이미지 센서까지의 광축 방향 거리를 TTL(Total track length)로 정의할 때, 하기 수학식 5를 만족할 수 있다.

[수학식 5]

0.5 < F / TTL < 1

(수학식 5에서 F는 상기 광학계의 전체 초점거리를 의미한다.)

또한, 상기 제1 렌즈의 물체 측 면은 변곡점을 포함하고, 상기 제4 렌즈의 물체 측 면은 변곡점을 포함하고, 광축의 수직 방향을 기준으로, 상기 광축에서 상기 제1 렌즈의 변곡점까지의 직선 거리는 상기 광축에서 상기 제4 렌즈의 변곡점까지의 직선거리보다 길 수 있다.

실시예에 따른 광학계는 수차 특성을 보정할 수 있고 슬림한 광학계를 구현할 수 있다. 이에 따라, 광학계를 소형화할 수 있고 고화질 및 고해상도를 구현할 수 있다.

또한, 실시예에 따른 광학계는 넓은 화각을 가질 수 있고, 5% 이하의 광학적 왜곡(optical distortion) 특성 값을 가질 수 있다. 즉, 실시예에 따른 광학계는 상의 왜곡을 효과적으로 감소시킬 수 있어 향상된 성능을 가질 수 있다.

도 1은 제1 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 2 내지 도 4는 제1 실시예에 따른 광학계의 MTF 특성, 수차 특성, 왜곡 특성을 도시한 그래프이다.
도 5는 제2 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 6 내지 도 8은 제2 실시예에 따른 광학계의 MTF 특성, 수차 특성, 왜곡 특성을 도시한 그래프이다.
도 9는 제3 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 10 내지 도 12는 제3 실시예에 따른 광학계의 MTF 특성, 수차 특성, 왜곡 특성을 도시한 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다.

또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

또한, 렌즈의 면이 볼록하다는 것은 광축과 대응되는 영역의 렌즈 면이 볼록한 형상을 가지는 것을 의미할 수 있고, 렌즈의 면이 오목하다는 것은 광축과 대응되는 영역의 렌즈 면이 오목한 형상을 가지는 것을 의미할 수 있다.

또한, "물체 측 면"은 광축을 기준으로 물체 측을 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있고, "상 측 면"은 광축을 기준으로 촬상면을 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있다.

또한, 수직 방향은 광축과 수직인 방향을 의미할 수 있고, 렌즈 또는 렌즈면의 끝단은 입사된 광이 통과하는 렌즈의 유효 영역의 최 끝단을 의미할 수 있다.

실시예에 따른 광학계(1000)는 복수의 렌즈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 실시예에 따른 광학계(1000)는 5매 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)는 6매 렌즈를 포함할 수 있다.

상기 광학계(1000)는 물체 측으로부터 상 측으로 순차적으로 배치되는 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140), 제5 렌즈(150), 제6 렌즈(160) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제6 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160)은 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.

물체의 정보에 해당하는 광은 상기 제1 렌즈(110), 상기 제2 렌즈(120), 상기 제3 렌즈(130), 상기 제4 렌즈(140), 상기 제5 렌즈(150) 및 상기 제6 렌즈(160)를 통과하여 상기 이미지 센서(300)에 입사될 수 있다.

상기 제1 내지 제6 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160) 각각은 유효 영역 및 비유효 영역을 포함할 수 있다. 상기 유효 영역은 상기 제1 내지 제6 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160) 각각에 입사된 광이 통과하는 영역일 수 있다. 즉, 상기 유효 영역은 입사된 광이 굴절되어 광학 특성을 구현하는 영역일 수 있다.

상기 비유효 영역은 상기 유효 영역 둘레에 배치될 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 광이 입사되지 않는 영역일 수 있다. 즉, 상기 비유효 영역은 상기 광학 특성과 무관한 영역일 수 있다. 또한, 상기 비유효 영역은 상기 렌즈를 수용하는 배럴(미도시) 등에 고정되는 영역일 수 있다.

실시예에 따른 광학계(1000)는 입사되는 광량을 조절하기 위한 조리개(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 조리개는 상기 제1 내지 제6 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160) 중 선택되는 두 렌즈 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 조리개는 상기 제2 렌즈(120) 및 상기 제3 렌즈(130) 사이에 배치될 수 있다.

또한, 상기 제1 내지 제6 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160) 중 적어도 하나의 렌즈는 조리개 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제6 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160) 중 선택되는 하나의 렌즈의 물체 측 면 또는 상 측 면은 광량을 조절하는 조리개 역할을 수행할 수 있다.

상기 제1 렌즈(110)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제1 렌즈(110)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.

상기 제1 렌즈(110)는 물체 측 면으로 정의되는 제1 면(S1) 및 상 측 면으로 정의되는 제2 면(S2)을 포함할 수 있다. 상기 제1 면(S1)은 볼록할 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈(110)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제1 면(S1)은 볼록할 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈(110)는 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제1 면(S1)은 오목할 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈(110)는 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제1 면(S1)은 오목할 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈(110)는 상 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.

상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2)은 모두 비구면일 수 있다.

상기 제1 렌즈(110)는 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면인 제1 면(S1)은 변곡점으로 정의되는 제1 변곡점을 포함할 수 있다. 상기 제1 변곡점은 상기 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제1 렌즈(110)의 제1 면(S1)의 끝단을 끝점으로 할 때 약 80% 이하인 위치에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제1 면(S1)의 끝단은 상기 제1 렌즈(110)의 유효 영역의 최끝단을 의미할 수 있고, 상기 제1 변곡점의 위치는 상기 광축(OA)의 수직 방향을 기준으로 설정된 위치일 수 있다.

상기 제2 렌즈(120)는 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제2 렌즈(120)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.

상기 제2 렌즈(120)는 물체 측 면으로 정의되는 제3 면(S3) 및 상 측 면으로 정의되는 제4 면(S4)을 포함할 수 있다. 상기 제3 면(S3)은 볼록할 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈(120)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제3 면(S3)은 볼록할 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈(120)는 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제3 면(S3)은 오목할 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈(120)는 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제3 면(S3)은 오목할 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈(120)는 상 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.

상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4)은 모두 비구면일 수 있다.

상기 제3 렌즈(130)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제3 렌즈(130)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.

상기 제3 렌즈(130)는 물체 측 면으로 정의되는 제5 면(S5) 및 상 측 면으로 정의되는 제6 면(S6)을 포함할 수 있다. 상기 제5 면(S5)은 볼록할 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(130)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제5 면(S5)은 볼록할 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(130)는 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제5 면(S5)은 오목할 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(130)는 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제5 면(S5)은 오목할 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(130)는 상 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.

상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6)은 모두 비구면일 수 있다.

상기 제4 렌즈(140)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제4 렌즈(140)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.

상기 제4 렌즈(140)는 물체 측 면으로 정의되는 제7 면(S7) 및 상 측 면으로 정의되는 제8 면(S8)을 포함할 수 있다. 상기 제7 면(S7)은 볼록할 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(140)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 볼록할 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(140)는 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 오목할 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(140)는 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 오목할 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(140)는 상 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.

상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8)은 모두 비구면일 수 있다.

상기 제4 렌즈(140)는 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제4 렌즈(140)의 물체 측 면인 제7 면(S7)은 변곡점으로 정의되는 제2 변곡점을 포함할 수 있다. 상기 제1 변곡점은 상기 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제4 렌즈(140)의 제7 면(S7)의 끝단을 끝점으로 할 때 약 60% 이하인 위치에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제7 면(S7)의 끝단은 상기 제4 렌즈(140)의 유효 영역의 최끝단을 의미할 수 있고, 상기 제2 변곡점의 위치는 상기 광축(OA)의 수직 방향을 기준으로 설정된 위치일 수 있다.

상기 제5 렌즈(150)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(150)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제5 렌즈(150)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.

상기 제5 렌즈(150)는 물체 측 면으로 정의되는 제9 면(S9) 및 상 측 면으로 정의되는 제10 면(S10)을 포함할 수 있다. 상기 제9 면(S9)은 볼록할 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제5 렌즈(150)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제9 면(S9)은 볼록할 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제5 렌즈(150)는 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제9 면(S9)은 오목할 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제5 렌즈(150)는 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제9 면(S9)은 오목할 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제5 렌즈(150)는 상 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.

상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10)은 모두 비구면일 수 있다.

상기 제6 렌즈(160)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(160)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제6 렌즈(160)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.

상기 제6 렌즈(160)는 물체 측 면으로 정의되는 제11 면(S11) 및 상 측 면으로 정의되는 제12 면(S12)을 포함할 수 있다. 상기 제11 면(S11)은 볼록할 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(160)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제11 면(S11)은 볼록할 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(160)는 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제11 면(S11)은 오목할 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(160)는 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제11 면(S11)은 오목할 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(160)는 상 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.

상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12)은 모두 비구면일 수 있다.

상기 제6 렌즈(160)는 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제6 렌즈(160)의 물체 측 면인 제11 면(S11)은 변곡점으로 정의되는 제3 변곡점을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제6 렌즈(160)의 상 측 면인 제12 면(S12)은 변곡점으로 정의되는 제4 변곡점을 포함할 수 있다. 이때, 수직 방향을 기준으로 상기 광축(OA)에서 상기 제3 변곡점까지의 거리는 상기 광축(OA)에서 상기 제4 변곡점까지의 거리보다 가까울 수 있다.

상기 이미지 센서(300)는 광을 감지할 수 있다. 자세하게, 상기 이미지 센서(300)는 상기 제1 내지 제6 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160)을 순차적으로 통과한 광을 감지할 수 있다. 상기 이미지 센서(300)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등을 포함할 수 있다.

상기 복수의 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160)과 상기 이미지 센서(300) 사이에는 필터(500)가 더 배치될 수 있다. 상기 필터(500)는 상기 복수의 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160) 중 상기 이미지 센서(300)와 가장 인접한 마지막 렌즈(제6 렌즈(160))와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 필터(500)는 적외선 필터, 커버 글래스 등의 광학적 필터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 필터(500)는 설정된 파장 대역의 광을 통과시키고, 이와 다른 파장 대역의 광을 필터링할 수 있다. 상기 필터(500)가 적외선 필터를 포함할 경우 외부 광으로부터 방출되는 복사열이 상기 이미지 센서(300)에 전달되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 상기 필터(500)는 가시광선을 투과할 수 있고 적외선을 반사시킬 수 있다.

실시예에 따른 광학계(1000)는 이하에서 설명되는 조건식 중 적어도 하나를 만족할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000)는 광학적으로 향상된 효과를 가질 수 있다.

[수학식 1]

0 < T4 / T5 < 0.5

수학식 1에서 T4는 상기 제4 렌즈(140)의 중심 두께를 의미하며, T5는 상기 제5 렌즈(150)의 중심 두께를 의미한다.

[수학식 2]

-0.2 < tan(θd/2) * D < 0

수학식 2에서 θd는 상기 광학계(1000)의 최대 화각을 의미하며, D는 상기 광학계(1000)의 최대 상고에서의 광학적 왜곡(Optical distortion) 특성 값을 의미한다.

[수학식 3]

0.5 < TTL / (2 * Img) < 1

수학식 3에서 TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면 까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미하고, Img는 광축(OA)과 중첩되는 상기 이미지 센서(300)의 상면에서 상기 이미지 센서(300)의 1.0 필드(field) 영역까지의 수직 방향 거리를 의미한다. 즉, 상기 Img는 상기 이미지 센서(300)의 유효 영역의 대각 방향 길이의 1/2 값을 의미한다.

[수학식 4]

0.5 < F / TTL < 1

수학식 4에서 F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점거리를 의미한고, TTL은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면 까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.

[수학식 5]

-0.06 < D < 0.06

수학식 5에서 D는 상기 광학계(1000)의 최대 상고에서의 광학적 왜곡(Optical distortion) 특성 값을 의미한다.

[수학식 6]

0 < |L1R1| / |L1R2| < 1

수학식 6에서 L1R1은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 곡률 반경을 의미하고, L1R2는 상기 제1 렌즈(110)의 상 측 면(제2 면(S2))의 곡률 반경을 의미한다.

[수학식 7]

0.2 < |L2R1| / |L2R2| < 1

수학식 7에서 L2R1은 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(제3 면(S3))의 곡률 반경을 의미하고, L2R2는 상기 제2 렌즈(120)의 상 측 면(제4 면(S4))의 곡률 반경을 의미한다.

[수학식 8]

0 < |L3R2| / |L3R1| < 0.5

수학식 7에서 L3R1은 상기 제3 렌즈(130)의 물체 측 면(제5 면(S5))의 곡률 반경을 의미하고, L3R2는 상기 제3 렌즈(130)의 상 측 면(제6 면(S6))의 곡률 반경을 의미한다.

[수학식 9]

0.9 < G1 / G2 < 1

수학식 9에서 G1은 587nm 파장 대역의 광에 대한 상기 제1 렌즈(110)의 굴절률을 의미하고, G2는 587nm 파장 대역의 광에 대한 상기 제2 렌즈(120)의 굴절률을 의미한다.

[수학식 10]

0.9 < G1 / G4 <1

수학식 10에서 G1은 587nm 파장 대역의 광에 대한 상기 제1 렌즈(110)의 굴절률을 의미하고, G4는 587nm 파장 대역의 광에 대한 상기 제4 렌즈(140)의 굴절률을 의미한다.

[수학식 11]

0.9 < G1 / G6 <1

수학식 11에서 G1은 587nm 파장 대역의 광에 대한 상기 제1 렌즈(110)의 굴절률을 의미하고, G6은 587nm 파장 대역의 광에 대한 상기 제6 렌즈(160)의 굴절률을 의미한다.

[수학식 12]

0 < |f3| / |f2| < 0.5

수학식 12에서 f2는 상기 제2 렌즈(120)의 초점 거리를 의미하고, f3은 상기 제3 렌즈(130)의 초점 거리를 의미한다.

[수학식 13]

15 < T5 / d56 < 30

수학식 13에서 T5는 상기 제5 렌즈(150)의 중심 두께를 의미하고 d56은 상기 제5 렌즈(150)와 상기 제6 렌즈(160) 사이의 간격을 의미한다.

[수학식 14]

0.2 < Y1 / APE1 < 0.5

수학식 14에서 Y1은 광축(OA)으로부터 상기 제1 변곡점까지의 직선 거리(광축(OA)의 수직 방향 거리)를 의미하고, APE1은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 유효경의 크기를 의미한다.

[수학식 15]

0 < Y4 / APE4 < 0.4

수학식 15에서 Y4는 광축(OA)으로부터 상기 제2 변곡점까지의 직선 거리(광축(OA)의 수직 방향 거리)를 의미하고, APE4는 상기 제4 렌즈(140)의 물체 측 면(제7 면(S7))의 유효경의 크기를 의미한다.

[수학식 16]

0.4 < T5 / APE5 < 0.8

수학식 16에서 T5는 상기 제5 렌즈(150)의 중심 두께를 의미하고, APE5는 상기 제5 렌즈(150)의 상 측 면(제10 면(S10))의 유효경의 크기를 의미한다.

[수학식 17]

수학식 17에서 Z는 Sag로 비구면 상의 임의의 위치로부터 상기 비구면의 정점까지의 광축 방향의 거리를 의미할 수 있다.

또한, Y는 비구면 상의 임의의 위치로부터 광축까지의 광축에 수직인 방향으로의 거리를 의미할 수 있다.

또한, c는 렌즈의 곡률을 의미할 수 있고, K는 코닉 상수를 의미할 수 있다.

또한, A, B, C, D, ?? 은 비구면 계수(Aspheric constant)를 의미할 수 있다.

실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 16 중 적어도 하나의 수학식을 만족할 수 있다. 이 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)가 상술한 수학식들 중 적어도 하나를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 이미지 결과물에 왜곡(optical distiotion)이 발생하는 것을 최소화할 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)가 상술한 수학식들 중 적어도 하나를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)에 들어오는 불필요한 광을 차단할 수 있어 수차 특성을 개선할 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)가 상술한 수학식들 중 적어도 하나를 만족할 경우, 보다 슬림한 구조를 가질 수 있다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 제1 실시예에 따른 광학계(1000)를 보다 상세히 설명한다.

도 1은 제1 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 2 내지 도 4는 제1 실시예에 따른 광학계의 MTF 특성, 수차 특성, 왜곡 특성을 도시한 그래프이다.

먼저 도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 물체 측으로부터 상 측 방향으로 순차적으로 배치되는 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140), 제5 렌즈(150), 제6 렌즈(160) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제6 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160)은 상기 광학계(1000)의 광축을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.

또한, 상기 복수의 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160)과 상기 이미지 센서(300) 사이에는 필터(500)가 배치될 수 있다. 상기 필터(500)는 상기 제6 렌즈(160) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다.

또한, 상기 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 조리개(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 조리개는 상기 제2 렌즈(120)와 상기 제3 렌즈(130) 사이에 배치될 수 있다.

렌즈	면	곡률 반경	두께 또는 거리	굴절률	아베수
제1 렌즈	제1 면	-2.915	0.487	1.5343	55.656
제1 렌즈	제2 면	-108.831	0.271
제2 렌즈	제3 면	2.168	0.356	1.6398	23.265
제2 렌즈	제4 면	2.387	0.318
조리개		Infinity	0.01
제3 렌즈	제5 면	5.676	0.847	1.5343	55.656
제3 렌즈	제6 면	-1.356	0.030
제4 렌즈	제7 면	25.148	0.247	1.6714	19.238
제4 렌즈	제8 면	2.793	0.561
제5 렌즈	제9 면	-4.822	1.015	1.5343	55.656
제5 렌즈	제10 면	-0.983	0.050
제6 렌즈	제11 면	1.538	0.501	1.6398	23.265
제6 렌즈	제12 면	0.743	0.646
필터	제13 면	Infinity	0.110	1.5168	64.198
이미지 센서	제14 면	Infinity	0.654

표 1은 제1 실시예에 따른 상기 제1 내지 제6 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160)의 곡률 반경(Radius of Curvature), 각 렌즈의 두께(Thickness), 각 렌즈 사이의 거리(distance), 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number)에 대한 것이다.

도 1 및 표 1을 참조하면,

제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈(110)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)의 제1 면(S1)은 오목할 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 볼록할 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)는 상 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 면(S1)은 비구면일 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 비구면일 수 있다.

상기 제2 렌즈(120)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)의 제3 면(S3)은 볼록할 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 오목할 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제3 면(S3)은 비구면일 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 비구면일 수 있다.

상기 제3 렌즈(130)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)의 제5 면(S5)은 볼록할 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 볼록할 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)는 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 면(S5)은 비구면일 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 비구면일 수 있다.

상기 제4 렌즈(140)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)의 제7 면(S7)은 볼록할 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 오목할 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 면(S7)은 비구면일 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 비구면일 수 있다.

상기 제5 렌즈(150)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(150)의 제9 면(S9)은 오목할 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 볼록할 수 있다. 상기 제5 렌즈(150)는 상 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 면(S9)은 비구면일 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 비구면일 수 있다.

상기 제6 렌즈(160)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(160)의 제11 면(S11)은 볼록할 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 오목할 수 있다. 상기 제6 렌즈(160)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제11 면(S11)은 비구면일 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 비구면일 수 있다.

제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 각 렌즈면의 비구면 계수의 값은 하기 표 2와 같다.

	제1 실시예
θ	115.8
D	-0.05
G1	1.5343
G2	1.6398
G4	1.6714
G6	1.6398
F	2.323
TTL	6.1
Img	3.528
Y1	0.7
Y4	0.25
APE1	1.82
APE4	0.987
APE5	1.82
f1	-5.596
f2	22.409
f3	2.131
f4	-4.657
f5	2.109
f6	-2.957

	수학식	제1 실시예
수학식 1	0 < T4 / T5 < 0.5	0.243
수학식 2	-0.2 < tan(θd/2) * D < 0	-0.080
수학식 3	0.5 < TTL / (2 * Img) < 1	0.865
수학식 4	0.5 < F / TTL < 1	0.381
수학식 5	-0.06 < D < 0.06	-0.05
수학식 6	0 < \|L1R1\| / \|L1R2\| < 1	0.027
수학식 7	0.2 < \|L2R1\| / \|L2R2\| < 1	0.908
수학식 8	0 < \|L3R2\| / \|L3R1\| < 0.5	0.239
수학식 9	0.9 < G1 / G2 < 1	0.936
수학식 10	0.9 < G1 / G4 <1	0.918
수학식 11	0.9 < G1 / G6 <1	0.936
수학식 12	0 < \|f3\| / \|f2\| < 0.5	0.095
수학식 13	15 < T5 / d56 < 30	20.3
수학식 14	0.2 < Y1 / APE1 < 0.5	0.384
수학식 15	0 < Y4 / APE4 < 0.4	0.253
수학식 16	0.4 < T5 / APE5 < 0.8	0.557

표 3은 제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식들의 항목에 대한 것으로, 상기 광학계(1000)의 TTL(Total track length), F값, Img, 상기 제1 내지 제6 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160) 각각의 초점 거리(f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7), 최대 화각, 광학적 왜곡(optical distortion) 특성 값 등에 대한 것이다.

또한, 표 4는 제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 16에 대한 결과 값에 대한 것이다.

표 4를 참조하면, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 16 중 적어도 하나를 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 수학식 16을 모두 만족하는 것을 알 수 있다.

이에 따라, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 도 2 내지 도 4와 같은 MTF(Modulation Transfer Function) 특성, 수차 특성 및 왜곡 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 도 3은 제1 실시예에 따른 광학계(1000)의 수차도에 대한 그래프로, 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distorion)를 측정한 그래프이다. 도 3에서 X축은 초점 거리(mm) 및 왜곡도(%)를 나타낼 수 있고, Y축은 이미지의 높이(height)를 의미할 수 있다. 또한, 구면 수차에 대한 그래프는 약 435nm, dir 486nm, 약 546nm, 약 587nm, 약 656nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이며, 비점 수차 및 왜곡 수차에 대한 그래프는 546nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다.

이어서, 도 5 내지 도 8를 참조하여 제2 실시예에 따른 광학계(1000)를 보다 상세히 설명한다.

도 5는 제2 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 6 내지 도 8은 제2 실시예에 따른 광학계의 MTF 특성, 수차 특성, 왜곡 특성을 도시한 그래프이다.

도 5를 참조하면, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 물체 측으로부터 상 측 방향으로 순차적으로 배치되는 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140), 제5 렌즈(150), 제6 렌즈(160) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제6 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160)은 상기 광학계(1000)의 광축을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.

또한, 상기 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 조리개(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 조리개는 상기 제2 렌즈(120)와 상기 제3 렌즈(130) 사이에 배치될 수 있다.

렌즈	면	곡률 반경	두께 또는 거리	굴절률	아베수
제1 렌즈	제1 면	-4.226	0.495	1.5441	56.115
제1 렌즈	제2 면	5.967	0.334
제2 렌즈	제3 면	2.315	0.347	1.6142	25.592
제2 렌즈	제4 면	3.089	0.251
조리개		Infinity	0.020
제3 렌즈	제5 면	6.401	0.719	1.5343	55.656
제3 렌즈	제6 면	-1.304	0.040
제4 렌즈	제7 면	99.117	0.250	1.6714	19.238
제4 렌즈	제8 면	3.058	0.544
제5 렌즈	제9 면	-5.011	1.163	1.5343	55.656
제5 렌즈	제10 면	-0.977	0.050
제6 렌즈	제11 면	1.606	0.505	1.651	21.495
제6 렌즈	제12 면	0.750	0.603
필터	제13 면	Infinity	0.110	1.5168	64.198
이미지 센서	제14 면	Infinity	0.692

표 5는 제2 실시예에 따른 상기 제1 내지 제6 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160)의 곡률 반경(Radius of Curvature), 각 렌즈의 두께(Thickness), 각 렌즈 사이의 거리(distance), 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number)에 대한 것이다.

도 5 및 표 5를 참조하면,

제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈(110)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)의 제1 면(S1)은 오목할 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 오목할 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)는 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 면(S1)은 비구면일 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 비구면일 수 있다.

제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 각 렌즈면의 비구면 계수의 값은 하기 표 6과 같다.

	제2 실시예
θ	115
D	-0.03
G1	1.5441
G2	1.6142
G4	1.6714
G6	1.651
F	2.314
TTL	6.12
Img	3.528
Y1	0.58
Y4	0.1
APE1	1.75
APE4	0.924
APE5	1.74
f1	-4.455
f2	12.761
f3	2.089
f4	-4.661
f5	2.057
f6	-2.800

	수학식	제2 실시예
수학식 1	0 < T4 / T5 < 0.5	0.215
수학식 2	-0.2 < tan(θd/2) * D < 0	-0.047
수학식 3	0.5 < TTL / (2 * Img) < 1	0.867
수학식 4	0.5 < F / TTL < 1	0.378
수학식 5	-0.06 < D < 0.06	-0.03
수학식 6	0 < \|L1R1\| / \|L1R2\| < 1	0.708
수학식 7	0.2 < \|L2R1\| / \|L2R2\| < 1	0.750
수학식 8	0 < \|L3R2\| / \|L3R1\| < 0.5	0.204
수학식 9	0.9 < G1 / G2 < 1	0.957
수학식 10	0.9 < G1 / G4 <1	0.924
수학식 11	0.9 < G1 / G6 <1	0.935
수학식 12	0 < \|f3\| / \|f2\| < 0.5	0.164
수학식 13	15 < T5 / d56 < 30	23.26
수학식 14	0.2 < Y1 / APE1 < 0.5	0.331
수학식 15	0 < Y4 / APE4 < 0.4	0.108
수학식 16	0.4 < T5 / APE5 < 0.8	0.668

표 7은 제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식들의 항목에 대한 것으로, 상기 광학계(1000)의 TTL(Total track length), F값, Img, 상기 제1 내지 제6 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160) 각각의 초점 거리(f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7), 최대 화각, 광학적 왜곡(optical distortion) 특성 값 등에 대한 것이다.

또한, 표 8은 제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 16에 대한 결과 값에 대한 것이다.

표 8을 참조하면, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 16 중 적어도 하나를 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 수학식 16을 모두 만족하는 것을 알 수 있다.

이에 따라, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 도 6 내지 도 8과 같은 MTF(Modulation Transfer Function) 특성, 수차 특성 및 왜곡 특성을 가질 수 있다.

이어서, 도 9 내지 도 12를 참조하여 제3 실시예에 따른 광학계(1000)를 보다 상세히 설명한다.

도 9는 제3 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 10 내지 도 12는 제3 실시예에 따른 광학계의 MTF 특성, 수차 특성, 왜곡 특성을 도시한 그래프이다.

도 9를 참조하면, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)는 물체 측으로부터 상 측 방향으로 순차적으로 배치되는 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140), 제5 렌즈(150), 제6 렌즈(160) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제6 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160)은 상기 광학계(1000)의 광축을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.

또한, 상기 제3 실시예에 따른 광학계(1000)는 조리개(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 조리개는 상기 제2 렌즈(120)와 상기 제3 렌즈(130) 사이에 배치될 수 있다.

렌즈	면	곡률 반경	두께 또는 거리	굴절률	아베수
제1 렌즈	제1 면	-4.090	0.504	1.5441	56.115
제1 렌즈	제2 면	6.229	0.326
제2 렌즈	제3 면	2.301	0.347	1.63551	23.901
제2 렌즈	제4 면	3.051	0.255
조리개		Infinity	0.020
제3 렌즈	제5 면	6.350	0.722	1.5343	55.656
제3 렌즈	제6 면	-1.303	0.038
제4 렌즈	제7 면	100.172	0.252	1.6714	19.238
제4 렌즈	제8 면	3.083	0.533
제5 렌즈	제9 면	-4.924	1.171	1.5343	55.656
제5 렌즈	제10 면	-0.975	0.050
제6 렌즈	제11 면	1.602	0.506	1.6613	20.348
제6 렌즈	제12 면	0.754	0.603
필터	제13 면	Infinity	0.110	1.5168	64.198
이미지 센서	제14 면	Infinity	0.666

표 9는 제3 실시예에 따른 상기 제1 내지 제6 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160)의 곡률 반경(Radius of Curvature), 각 렌즈의 두께(Thickness), 각 렌즈 사이의 거리(distance), 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number)에 대한 것이다.

도 9 및 표 9를 참조하면,

제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈(110)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)의 제1 면(S1)은 오목할 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 볼록할 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)는 상 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 면(S1)은 비구면일 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 비구면일 수 있다.

제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 각 렌즈면의 비구면 계수의 값은 하기 표 10과 같다.

	제3 실시예
θ	115
D	-0.02
G1	1.5441
G2	1.63551
G4	1.6714
G6	1.663
F	2.29
TTL	6.103
Img	3.528
Y1	0.6
Y4	0.1
APE1	1.75
APE4	0.924
APE5	1.74
f1	-4.445
f2	12.388
f3	2.085
f4	-4.699
f5	2.055
f6	-2.804

	수학식	제3 실시예
수학식 1	0 < T4 / T5 < 0.5	0.215
수학식 2	-0.2 < tan(θd/2) * D < 0	-0.031
수학식 3	0.5 < TTL / (2 * Img) < 1	0.865
수학식 4	0.5 < F / TTL < 1	0.375
수학식 5	-0.06 < D < 0.06	-0.02
수학식 6	0 < \|L1R1\| / \|L1R2\| < 1	0.657
수학식 7	0.2 < \|L2R1\| / \|L2R2\| < 1	0.754
수학식 8	0 < \|L3R2\| / \|L3R1\| < 0.5	0.205
수학식 9	0.9 < G1 / G2 < 1	0.944
수학식 10	0.9 < G1 / G4 <1	0.924
수학식 11	0.9 < G1 / G6 <1	0.929
수학식 12	0 < \|f3\| / \|f2\| < 0.5	0.168
수학식 13	15 < T5 / d56 < 30	23.42
수학식 14	0.2 < Y1 / APE1 < 0.5	0.342
수학식 15	0 < Y4 / APE4 < 0.4	0.108
수학식 16	0.4 < T5 / APE5 < 0.8	0.672

표 11은 제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식들의 항목에 대한 것으로, 상기 광학계(1000)의 TTL(Total track length), F값, Img, 상기 제1 내지 제6 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160) 각각의 초점 거리(f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7), 최대 화각, 광학적 왜곡(optical distortion) 특성 값 등에 대한 것이다.

또한, 표 12는 제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 16에 대한 결과 값에 대한 것이다.

표 12를 참조하면, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 16 중 적어도 하나를 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 수학식 16을 모두 만족하는 것을 알 수 있다.

이에 따라, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)는 도 10 내지 도 12와 같은 MTF(Modulation Transfer Function) 특성, 수차 특성 및 왜곡 특성을 가질 수 있다.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 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.

광학계: 1000 광축: OA
제1 렌즈: 110 제2 렌즈: 120
제3 렌즈: 130 제4 렌즈: 140
제5 렌즈: 150 제6 렌즈: 160
이미지 센서: 500

Claims

물체 측으로부터 상 측 방향으로 광축을 따라 순차적으로 배치되는 제1 내지 제6 렌즈를 포함하고,
상기 제1 렌즈는 음의 굴절력을 가지고,
상기 제4 렌즈의 중심 두께는 상기 제5 렌즈의 중심 두께보다 얇고,
하기 수학식 1을 만족하는 광학계.
[수학식 1]
0 < T4 / T5 < 0.5
(수학식 1에서 T4는 상기 제4 렌즈의 중심 두께를 의미하고 T5는 상기 제5 렌즈의 중심 두께를 의미한다.)
제1 항에 있어서,
상기 제4 렌즈는 음의 굴절력을 가지고,
상기 제5 렌즈는 양의 굴절력을 가지는 광학계.
제2 항에 있어서,
상기 제1 렌즈의 물체 측 면은 변곡점을 포함하는 광학계.
제2 항에 있어서,
상기 제6 렌즈는 음의 굴절력을 가지며, 물체 측 면 및 상 측 면 중 적어도 하나의 면은 변곡점을 포함하는 광학계.
제1 항에 있어서,
상기 제1 렌즈의 물체 측 면 및 상기 제5 렌즈의 상 측 면 각각의 유효경의 크기는 상기 제4 렌즈의 물체 측 면의 유효경의 크기보다 큰 광학계.
제1 항에 있어서,
상기 광학계의 최대 화각(θ)은 100도(deg) 이상이고,
하기 수학식 2를 만족하는 광학계.
[수학식 2]
-0.2 < tan(θ/2) * D < 0
(수학식 2에서 θ는 상기 광학계의 최대 화각을 의미하고, D는 상기 광학계의 최대 상고에서의 광학적 왜곡(Optical distortion) 특성 값을 의미한다.)
제1 항에 있어서,
상기 제1 렌즈의 물체 측 면으로부터 이미지 센서까지의 광축 방향 거리를 TTL(Total track length)로 정의할 때, 하기 수학식 3을 만족하는 광학계.
[수학식 3]
0.5 < TTL / (2 * Img) < 1
(수학식 3에서 Img는 상기 이미지 센서의 유효 영역의 대각 방향 길이의 1/2 값을 의미한다.)
물체 측으로부터 상 측 방향으로 광축을 따라 순차적으로 배치되는 제1 내지 제6 렌즈를 포함하고,
상기 제1 렌즈는 음의 굴절력을 가지고,
상기 제4 렌즈의 중심 두께는 상기 제5 렌즈의 중심 두께보다 얇고,
하기 수학식 4를 만족하는 광학계.
[수학식 4]
-0.2 < tan(θ/2) * D < 0
(수학식 4에서 θ는 상기 광학계의 최대 화각을 의미하고, D는 상기 광학계의 최대 상고에서의 광학적 왜곡(Optical distortion) 특성 값을 의미한다.)
제8 항에 있어서,
상기 제1 렌즈의 물체 측 면으로부터 이미지 센서까지의 광축 방향 거리를 TTL(Total track length)로 정의할 때, 하기 수학식 5를 만족하는 광학계.
[수학식 5]
0.5 < F / TTL < 1
(수학식 5에서 F는 상기 광학계의 전체 초점거리를 의미한다.)
제8 항에 있어서,
상기 제1 렌즈의 물체 측 면은 변곡점을 포함하고,
상기 제4 렌즈의 물체 측 면은 변곡점을 포함하고,
광축의 수직 방향을 기준으로,
상기 광축에서 상기 제1 렌즈의 변곡점까지의 직선 거리는 상기 광축에서 상기 제4 렌즈의 변곡점까지의 직선거리보다 긴 광학계.