KR20220020028A - 차량용 광학계 및 카메라 모듈 - Google Patents

차량용 광학계 및 카메라 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR20220020028A
KR20220020028A KR1020200100459A KR20200100459A KR20220020028A KR 20220020028 A KR20220020028 A KR 20220020028A KR 1020200100459 A KR1020200100459 A KR 1020200100459A KR 20200100459 A KR20200100459 A KR 20200100459A KR 20220020028 A KR20220020028 A KR 20220020028A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lens
lenses
optical system
optical axis
convex
Prior art date
Application number
KR1020200100459A
Other languages
English (en)
Inventor
정재욱
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020200100459A priority Critical patent/KR20220020028A/ko
Priority to US18/020,740 priority patent/US20240036232A1/en
Priority to CN202180055805.4A priority patent/CN116057421A/zh
Priority to PCT/KR2021/010643 priority patent/WO2022035213A1/ko
Priority to EP21856219.7A priority patent/EP4198598A1/en
Publication of KR20220020028A publication Critical patent/KR20220020028A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/34—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G02B1/041—Lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/004—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having four lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0087—Simple or compound lenses with index gradient
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B30/00—Camera modules comprising integrated lens units and imaging units, specially adapted for being embedded in other devices, e.g. mobile phones or vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/57—Mechanical or electrical details of cameras or camera modules specially adapted for being embedded in other devices
    • H04N5/2254—
    • H04N5/2257—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R1/00—Optical viewing arrangements; Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles
    • B60R1/20—Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles
    • B60R1/22—Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles for viewing an area outside the vehicle, e.g. the exterior of the vehicle
    • B60R1/23—Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles for viewing an area outside the vehicle, e.g. the exterior of the vehicle with a predetermined field of view
    • B60R1/27—Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles for viewing an area outside the vehicle, e.g. the exterior of the vehicle with a predetermined field of view providing all-round vision, e.g. using omnidirectional cameras
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B2003/0093—Simple or compound lenses characterised by the shape

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

발명의 실시예에 개시된 광학계는 물체측에서 상측 방향으로 광축을 따라 배치된 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈 및 제4렌즈의 순으로 적층되며, 조리개는 상기 제2렌즈와 상기 제3렌즈 사이의 외측 둘레에 배치되며, 상기 제1렌즈는 물체측 제1면과 상측 제2면을 포함하며, 상기 제2렌즈는 물체측 제3면과 상측 제4면을 포함하며, 상기 제3렌즈는 물체측 제5면과 상측 제6면을 포함하며, 상기 조리개를 기준으로 상측에 배치되는 제3렌즈는 광축 상에서 물체측 제5면과 상측 제6면이 볼록하며, 광축 상에서 상기 제1렌즈의 제1면은 물체측으로 볼록하며, 상기 제3렌즈는 정의 굴절력을 가지며, 상기 제1렌즈에서 제4렌즈 중 어느 하나는 유리 재질이며, 다른 적어도 하나는 플라스틱 재질일 수 있다.

Description

차량용 광학계 및 카메라 모듈{VEHICLE OPTICAL SYSTEM AND CAMERA MODULE}
발명의 실시예는 차량용 광학계 및 카메라 모듈에 관한 것이다.
ADAS(Advanced Driving Assistance System)란 운전자를 운전을 보조하기 위한 첨단 운전자 보조 시스템으로서, 전방의 상황을 센싱하고, 센싱된 결과에 기초하여 상황을 판단하고, 상황 판단에 기초하여 차량의 거동을 제어하는 것으로 구성된다. 예를 들어, ADAS 센서 장치는 전방의 차량을 감지하고, 차선을 인식한다. 이후 목표 차 선이나 목표 속도 및 전방의 타겟이 판단되면, 차량의 ESC(Electrical Stability Control), EMS(Engine Management System), MDPS(Motor Driven Power Steering) 등이 제어된다. 대표적으로, ADAS는 자동 주차 시스 템, 저속 시내 주행 보조 시스템, 사각 지대 경고 시스템 등으로 구현될 수 있다.
ADAS에서 전방의 상황을 센싱하기 위한 센서 장치는 GPS 센서, 레이저 스캐너, 전방 레이더, Lidar 등인데 가장 대표적인 것은 차량의 전방을 촬영하기 위한 전방 카메라이다.
근래에 들어 운전자의 안전 및 편의를 위해 차량 주변을 감지하는 감지 시스템에 대한 연구가 가속화되고 있다. 차량 감지 시스템은 차량 주변의 사물을 감지하여 운전자가 인지하지 못한 사물과의 충돌을 막는 것은 물론 빈 공간 등을 감지하여 자동 주차를 수행하는 것과 같이 다양한 용도로 사용되고 있으며, 차량 자동 제어에 있어서 가장 필수적인 데이터를 제공하고 있다. 이러한 감지시스템은 레이더신호를 이용하는 방식과, 카메라를 이용하는 방식이 통상적으로 사용되고 있다.
차량용 카메라 모듈은, 자동차에서 전방 및 후방 감시 카메라와 블랙박스 등에 내장되어 사용되며, 피사체를 사진이나 동영상으로 촬영하게 된다. 차량용 카메라 모듈은 외부로 노출되므로, 습기 및 온도에 의해 촬영 품질이 떨어질 수 있다. 특히 카메라 모듈은 주위 온도와 렌즈의 재질에 따라 광학 특성이 변화되는 문제가 있다.
발명의 실시예는 플라스틱 재질의 렌즈와 유리 재질의 렌즈가 혼합된 차량용 광학계 및 이를 갖는 카메라 모듈을 제공할 수 있다.
발명의 실시예는 물체측 및 상측이 비구면을 갖는 렌즈와 구면을 갖는 렌즈들이 혼합된 차량용 광학계 및 이를 갖는 카메라 모듈을 제공할 수 있다.
발명의 실시예에 따른 차량용 광학계는, 물체측에서 상측 방향으로 광축을 따라 배치된 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈 및 제4렌즈의 순으로 적층되며, 조리개는 상기 제2렌즈와 상기 제3렌즈 사이의 외측 둘레에 배치되며, 상기 제1렌즈는 물체측 제1면과 상측 제2면을 포함하며, 상기 제2렌즈는 물체측 제3면과 상측 제4면을 포함하며, 상기 제3렌즈는 물체측 제5면과 상측 제6면을 포함하며, 상기 조리개를 기준으로 상측에 배치되는 제3렌즈는 광축 상에서 물체측 제5면과 상측 제6면이 볼록하며, 광축 상에서 상기 제1렌즈의 제1면은 물체측으로 볼록하며, 상기 제3렌즈는 정의 굴절력을 가지며, 상기 제1렌즈에서 제4렌즈 중 어느 하나는 유리 재질이며, 다른 적어도 하나는 플라스틱 재질일 수 있다.
발명에 의하면, 상기 제3렌즈는 유리 재질이며, 제1,2,4렌즈는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제1렌즈는 광축 상에서 제2면이 오목하며, 상기 제2렌즈는 광축 상에서 제3면이 볼록하며 제4면이 오목하며, 상기 제3렌즈는 광축 상에서 제5면이 볼록하고 제6면이 볼록일 수 있다. 상기 제1렌즈는 부의 굴절력을 가지며, 상기 제2 및 제4렌즈는 정의 굴절력을 가질 수 있다.
발명에 의하면, 상기 제1렌즈는 유리 재질이며, 제2 내지 제4렌즈는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제1렌즈는 광축 상에서 제2면이 오목하며, 상기 제2렌즈는 광축 상에서 제3면이 오목하며 제4면이 오목하며, 상기 제3렌즈는 광축 상에서 제5면이 볼록하고 제6면이 볼록하며, 상기 제2렌즈는 부의 굴절력을 가지며, 상기 제1 및 제4렌즈는 정의 굴절력을 가질 수 있다.
발명에 의하면, 상기 제2렌즈는 유리 재질이며, 제1,3,4렌즈는 플라스틱 재질이며, 상기 제1렌즈는 광축 상에서 제2면이 볼록하며, 상기 제2렌즈는 광축 상에서 제3면이 오목하며 제4면이 볼록하며, 상기 제3렌즈는 광축 상에서 제5면이 볼록하고 제6면이 볼록이며, 상기 제2,4렌즈는 부의 굴절력을 가지며, 상기 제1 및 제3렌즈는 정의 굴절력을 가질 수 있다.
발명에 의하면, 상기 제4렌즈는 유리 재질이며, 제1 내지 3렌즈는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제1렌즈는 광축 상에서 제2면이 오목하며, 상기 제2렌즈는 광축 상에서 제3면이 볼록하며 제4면이 오목하며, 상기 제3렌즈는 광축 상에서 제5면이 오목하고 제6면이 볼록하며, 상기 제1렌즈는 부의 굴절력을 가지며, 상기 제2 내지 제4렌즈는 정의 굴절력을 가지며, 상기 제4렌즈는 물체측 제7면이 오목하고, 상측 제8면이 볼록할 수 있다.
발명의 실시예에 따른 카메라 모듈은, 상기 광학계; 이미지 센서; 상기 이미지 센서와 상기 제4렌즈 사이에 커버 글라스; 및 상기 커버 글라스와 상기 제4렌즈 사이에 광학필터를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 광학계는 플라스틱 렌즈와 유리 렌즈를 혼합함으로써, 고온에서 렌즈의 변형을 억제하는 한편, 모듈의 무게가 줄어들고 재료비 증가에 따른 단가 상승이 발생될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 고온에서 렌즈의 변형이 일어나거나 해상력의 열화 발생을 억제할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 주위 온도 변화에도 안정적인 광학성능이 구현될 수 있다.
발명의 실시예에 의하면, 차량용 광학계 및 카메라 모듈의 광학적 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다. 또한 카메라 모듈 및 이를 갖는 차량용 카메라 장치의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈 또는 광학계가 적용된 차량의 평면도의 예이다.
도 2는 발명의 제1실시예에 따른 차량용 광학계를 나타낸 측 단면도이다.
도 3 내지 도 5는 도 2의 광학계에서 상온, 저온 및 고온 온도에서의 비점 상면 만곡(astigmatic field curves)과 왜곡(Distortion) 그래프를 나타낸 도면이다.
도 6 내지 8은 도 2의 광학계에서 상온, 저온 및 고온 온도에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프이다.
도 9는 발명의 제2실시예에 따른 차량용 광학계를 나타낸 측 단면도이다.
도 10 내지 도 12은 도 9의 광학계에서 상온, 저온 및 고온 온도에서의 비점 상면 만곡(astigmatic field curves)과 왜곡(Distortion) 그래프를 나타낸 도면이다.
도 13 내지 15은 도 9의 광학계에서 상온, 저온 및 고온 온도에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프이다.
도 16은 발명의 제3실시예에 따른 차량용 광학계를 나타낸 측 단면도이다.
도 17 내지 도 19는 도 16의 광학계에서 상온, 저온 및 고온 온도에서의 비점 상면 만곡(astigmatic field curves)과 왜곡(Distortion) 그래프를 나타낸 도면이다.
도 20 내지 22는 도 16의 광학계에서 상온, 저온 및 고온 온도에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프이다.
도 23은 발명의 제4실시예에 따른 차량용 광학계를 나타낸 측 단면도이다.
도 24 내지 도 26는 도 23의 광학계에서 상온, 저온 및 고온 온도에서의 비점 상면 만곡(astigmatic field curves)과 왜곡(Distortion) 그래프를 나타낸 도면이다.
도 27 내지 29은 도 23의 광학계에서 상온, 저온 및 고온 온도에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 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 하나이상을 포함 할 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 확정되지 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, 이하에서 설명되는 여러 개의 실시예는 서로 조합될 수 없다고 특별히 언급되지 않는 한, 서로 조합할 수 있다. 또한, 여러 개의 실시예 중 어느 하나의 실시예에 대한 설명에서 누락된 부분은 특별히 언급되지 않는 한, 다른 실시예에 대한 설명이 적용될 수 있다.
<실시 예>
도 1은 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈 또는 광학계가 적용된 차량의 평면도의 예이며, 도 2는 발명의 제1실시예에 따른 차량용 광학계를 나타낸 측 단면도이며, 도 3 내지 도 5는 도 2의 광학계에서 상온, 저온 및 고온 온도에서의 비점 상면 만곡(astigmatic field curves)과 왜곡(Distortion) 그래프를 나타낸 도면이고, 도 6 내지 8은 도 2의 광학계에서 상온, 저온 및 고온 온도에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프이다.
도 1을 참조하면, 발명의 실시 예에 따른 차량용 카메라 시스템은, 영상 생성부(11), 제1 정보 생성부(12), 제2 정보 생성부(21,22,23,24,25,26) 및 제어부(14)를 포함한다.
상기 영상 생성부(11)는 자차량에 배치되는 적어도 하나의 카메라 모듈(31)을 포함할 수 있으며, 자차량의 전방 또는/및 운전자를 촬영하여 자차량의 전방영상이나 차량 내부 영상을 생성할 수 있다.
또한, 영상 생성부(11)는 카메라 모듈(31)을 이용하여 자차량의 전방뿐만 아니라 하나 이상의 방향에 대한 자차량의 주변을 촬영하여 자차량의 주변영상을 생성할 수 있다. 여기서, 전방영상 및 주변영상은 디지털 영상일 수 있으며, 컬러 영상, 흑백 영상 및 적외선 영상 등을 포함할 수 있다. 또한 전방영상 및 주변영상은 정지영상 및 동영상을 포함할 수 있다. 영상 생성부(11)는 운전자 영상, 전방영상 및 주변영상을 제어부(14)에 제공한다. 이어서, 제1 정보 생성부(12)는 자차량에 배치되는 적어도 하나의 레이더 또는/및 카메라를 포함할 수 있으며, 자차량의 전방을 감지하여 제1 감지정보를 생성한다. 구체적으로, 제1 정보 생성부(12)는 자차량에 배치되고, 자차량의 전방에 위치한 차량들의 위치 및 속도, 보행자의 여부 및 위치 등을 감지하여 제1 감지정보를 생성한다.
제1 정보 생성부(12)에서 생성한 제1 감지정보를 이용하여 자차량과 앞차와의 거리를 일정하게 유지하도록 제어할 수 있고, 운전자가 자차량의 주행 차로를 변경하고자 하는 경우나 후진 주차 시와 같이 기 설정된 특정한 경우에 차량 운행의 안정성을 높일 수 있다. 제1 정보 생성부(12)는 제1 감지정보를 제어부(14)에 제공한다.
이어서, 제2 정보 생성부(21,22,23,24,25,26)는 영상 생성부(11)에서 생성한 전방영상과 제1 정보 생성부(12)에서 생성한 제 1 감지정보에 기초하여, 자차량의 각 측면을 감지하여 제2 감지정보를 생성한다. 구체적으로, 제2 정보 생성부(21,22,23,24,25,26)는 자차량에 배치되는 적어도 하나의 레이더 또는/및 카메라를 포함할 수 있으며, 자차량의 측면에 위치한 차량들의 위치 및 속도를 감지하거나 영상을 촬영할 수 있다. 여기서, 제2 정보 생성부(21,22,23,24,25,26)는 자차량의 전방 양 코너, 사이드 미러, 및 후방 중앙 및 후방 양 코너에 각각 배치될 수 있다.
이러한 차량용 카메라 시스템은 이하의 실시 예(들)에 기재된 광학계를 갖는 카메라 모듈을 구비할 수 있으며, 운전자 감시, 자차량의 전방, 후방, 각 측면 또는 코너 영역을 통해 획득된 정보를 이용하여 사용자에게 제공하거나 처리하여 자동 운전 또는 주변 안전으로부터 차량과 물체를 보호할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 광학계는 안전 규제, 자율주행 기능의 강화 및 편의성 증가를 위해 차량 내에 복수로 탑재될 수 있다. 또한 카메라 모듈의 광학계는 차선유지시스템(LKAS: Lane keeping assistance system), 차선이탈 경보시스템(LDWS), 운전자 감시 시스템(DMS: Driver monitoring system)과 같은 제어를 위한 부품으로서, 차량 내에 적용되고 있다. 이러한 차량용 카메라 모듈은 주위 온도 변화에도 안정적인 광학 성능을 구현할 수 있고 가격 경쟁력이 있는 모듈을 제공하여, 차량용 부품의 신뢰성을 확보할 수 있다.
발명의 설명에서 첫 번째 렌즈는 물체 측에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 마지막 렌즈는 상 측(또는 센서면)에 가장 가까운 렌즈를 의미한다. 상기 마지막 렌즈는 이미지 센서에 인접한 렌즈를 포함할 수 있다. 발명의 설명에서 특별한 언급이 없는 한 렌즈의 반지름, 두께/거리, TTL 등에 대한 단위는 모두 ㎜이다. 본 명세서에서 렌즈의 형상은 렌즈의 광축을 기준으로 나타낸 것이다. 일 예로, 렌즈의 물체 측면이 볼록 또는 오목하다는 의미는 해당 렌즈의 물체 측면에서 광축 부근이 볼록 또는 오목하다는 의미이지 광축 주변이 볼록 또는 오목하다는 의미는 아니다. 따라서, 렌즈의 물체 측면이 볼록하다고 설명된 경우라도, 해당 렌즈의 물체 측면에서 광축 주변 부분은 오목할 수 있고, 그 반대의 형상일 수 있다. 본 명세서에서 렌즈의 두께 및 곡률 반지름은 해당 렌즈의 광축을 기준으로 측정된 것임을 밝혀둔다. 즉, 렌즈의 면이 볼록하다는 것은 광축과 대응되는 영역의 렌즈 표면이 볼록한 형상을 가지는 것을 의미할 수 있고, 렌즈의 면이 오목하다는 것은 광축과 대응되는 영역의 렌즈 표면이 오목한 형상을 가지는 것을 의미할 수 있다. 또한, "물체측 면"은 광축을 기준으로 물체 측을 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있고, "상측 면"은 광축을 기준으로 촬상면을 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있다.
발명의 실시예에 따른 광학계는 유리 재질의 렌즈와 플라스틱 재질의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 광학계는 적어도 1매의 유리 재질의 렌즈와 적어도 3매의 플라스틱 재질의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 광학계 내의 전체 렌즈들 중에서 유리 재질의 렌즈는 30% 이하 예컨대, 25% 이하일 수 있으며, 플라스틱 재질의 렌즈는 전체 렌즈들 중에서 70% 이상 예컨대, 75% 이상일 수 있다. 여기서, 조리개(ST)를 기준으로 상측에 배치되는 렌즈는 물체측 면과 상측 면이 볼록하며, 정(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 조리개(ST)의 물체측에 배치된 렌즈가 유리 재질인 경우, 부(-)의 굴절력일 수 있고, 조리개를 기준으로 상측에 배치된 렌즈는 정(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 조리개(ST)의 상측에 배치된 렌즈가 유리 재질인 경우, 상기 조리개를 기준으로 물체측에 배치된 렌즈는 정(+)의 굴절력일 수 있고, 상측에 배치된 렌즈는 정(+)의 굴절력을 가질 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 광학계는 적어도 3매 이상의 렌즈(111,113,115,117)들이 적층될 수 있으며, 예컨대 3매 내지 7매 또는 3매 내지 5매의 렌즈가 적층될 수 있다. 상기 광학계는 적어도 3매 이상의 고체 렌즈를 포함할 수 있으며, 상기 고체 렌즈는 적어도 두 매의 플라스틱 렌즈와 적어도 1매의 유리 렌즈를 포함할 수 있다. 발명의 실시 예에 따른 광학계에는 플라스틱 재질의 렌즈가 2매 이상과 유리 재질의 렌즈가 플라스틱 렌즈의 매수보다 작을 수 있다. 이에 따라 비구면을 갖는 렌즈와 구면을 갖는 렌즈를 혼합할 수 있고 온도에 따른 재료의 특성 변화를 억제하고 광학적 성능(MTF)의 저하를 방지할 수 있다.
상기 광학계는 물체측(Object side)에서 상측(Image side) 방향으로 광축을 따라 적층된 제1 렌즈(111), 제2 렌즈(113) 및 제3 렌즈(115) 및 제4 렌즈(117)를 포함할 수 있다. 상기 광학계 또는 이를 갖는 카메라 모듈은 이미지 센서(190), 상기 이미지 사이에 커버 글라스(191) 및 광학필터(192)를 포함할 수 있다.
상기 광학계는 입사되는 광량을 조절하기 위한 조리개(ST)를 포함할 수 있다. 상기 조리개(ST)를 기준으로 물체측에 배치된 렌즈 그룹을 제1 렌즈 군과 상측에 배치된 렌즈 그룹을 제2렌즈 군으로 구분할 수 있다. 즉, 제1렌즈 군은 제1,2렌즈(111,113)를 포함할 수 있으며, 제2 렌즈 군은 제3,4렌즈(115,117)를 포함할 수 있다. 상기 조리개(ST)는 제2 렌즈(113)과 제3 렌즈(115) 사이의 외측 둘레에 배치되거나, 제2 렌즈(113)의 하면 둘레 또는 제3 렌즈(115)의 상면 둘레가 조리개로 기능할 수 있다.
상기 제1렌즈(111)는 피사체에 가장 가까운 렌즈이며, 플라스틱 재질을 포함할 수 있다. 상기 제1렌즈(111)는 빛이 입사되는 제1면(S1)과 빛이 출사되는 제2면(S2)을 포함하며, 상기 제1면(S1)과 제2면(S2)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제1렌즈(111)는 부(-)의 굴절력을 가지며, 굴절률이 1.6 미만일 수 있다. 상기 제1렌즈(111)는 광학계의 렌즈 중에서 가장 낮은 굴절률을 가질 수 있다.
상기 제1렌즈(111)의 제1면(S1)은 물체측으로 볼록하며, 제2면(S2)은 물체측으로 오목할 수 있다. 상기 제1렌즈(111)는 양면(S1,S2)이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 다른 예로서, 상기 제2면(S2)은 플랫할 수 있다.
상기 제1렌즈(111)는 카메라 모듈에서 차량 내측 또는 외측에서 빛에 노출될 경우 플라스틱 재질로 배치하여 변색을 방지할 수 있으며, 카메라 모듈이 차량 내에 배치될 경우 유리 재질 또는 플라스틱 재질일 수 있다.
상기 제2렌즈(113)는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제2렌즈(113)는 정(+)의 굴절력을 가지며, 1.6 이상의 굴절률인 재질로 형성될 수 있다. 상기 제2렌즈(113)는 제1렌즈(111)와 제3렌즈(115) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 렌즈(113)는 빛이 입사되는 제3면(S3)과 빛이 출사되는 제4면(S4)을 포함하며, 상기 제3면(S3)과 제4면(S4)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제3면(S3)은 물체측으로 볼록하며, 제4면(S4)은 물체측으로 오목할 수 있다. 상기 제2렌즈(113)는 양면이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 다른 예로서, 상기 제2렌즈(113)는 유리 재질일 수 있다.
상기 제3렌즈(115)는 유리 재질일 수 있다. 상기 제3렌즈(115)는 부(-)의 굴절력을 가지며, 1.7 이상의 굴절률인 재질로 형성될 수 있다. 상기 제3렌즈(115)는 광학계의 렌즈 중에서 가장 높은 굴절률을 가질 수 있다. 상기 제3렌즈(115)를 제2,4렌즈(113,117) 사이에 배치되어 열 팽창에 의한 문제를 줄여줄 수 있다. 상기 제3렌즈(115)는 유리 재질의 높은 굴절률을 갖고, 분산 값이 높은 굴절력을 갖고 있어, 입사되는 빛의 수차를 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제3렌즈(115)는 빛이 입사되는 제5면(S5)과 빛이 출사되는 제6면(S6)을 포함하며, 상기 제5면(S5)과 제6면(S6)은 모두 구면일 수 있다. 상기 제5면(S5)은 물체측으로 볼록하며, 제6면(S6)은 상측으로 볼록할 수 있다. 상기 제3렌즈(115)는 광축을 따라 양면이 볼록할 수 있다.
상기 제4렌즈(117)는 이미지 센서(190)에 가장 가까운 렌즈이며, 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제4렌즈(117)는 정(+)의 굴절력을 가지며, 1.6 이상 1.7 미만의 굴절률인 재질로 형성될 수 있다. 상기 제4렌즈(117)는 빛이 입사되는 제7면(S7)과 빛이 출사되는 제8면(S8)을 포함하며, 상기 제7면(S7)과 제8면(S8)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제7면(S7)은 상측으로 오목하며, 제8면(S8)은 상측으로 볼록할 수 있다. 상기 제4렌즈(117)는 상측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 상기 제4렌즈(117)는 유리 재질일 수 있다.
상기 렌즈(111,113,115,117)들 각각은 빛이 입사되는 유효경을 갖는 유효영역과 상기 유효영역의 외측에 비 유효영역인 플랜지부를 포함할 수 있다. 상기 비 유효영역은 빛이 스페이서 또는 차광막에 의해 차단되는 영역일 수 있다. 제1렌즈(111)의 유효경은 제2렌즈(113)의 유효경보다 크고, 제3렌즈(115)의 유효경보다 클 수 있다. 여기서, 조리개(ST)를 기준으로 상측에 배치되는 렌즈들과 물체측에 배치된 렌즈들의 비율은 1:1일 수 있다.
상기 이미지 센서(190)는 렌즈들을 통과한 광을 이미지 데이터로 변환하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 광학계는 외부에 하우징이나 렌즈 홀더가 배치될 수 있으며, 하부에 센서 홀더가 배치되어, 이미지 센서(190)를 둘러싸고 상기 이미지 센서(190)를 외부의 이물질 또는 충격으로부터 보호할 수 있다. 상기 이미지 센서(190)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor), CPD, CID 중 어느 하나일 수 있다. 상기 이미지 센서(190)가 복수인 경우, 어느 하나는 컬러(RGB) 센서일 수 있고, 다른 하나는 흑백 센서일 수 있다.
상기 광학필터(192)는 제4렌즈(117)와 이미지 센서(190) 사이에 배치될 수 있다. 상기 광학필터(192)은 렌즈(111,113,115,117)들을 통과한 광에 대해 특정 파장 범위에 해당하는 광을 필터링할 수 있다. 상기 광학필터(192)는 적외선을 차단하는 적외선(IR) 차단 필터 또는 자외선을 차단하는 자외선(UV) 차단 필터일 수 있으나, 실시예는 이에 한정되지 않는다. 상기 광학필터(192)는 이미지 센서(190) 위에 배치될 수 있다.
커버 글라스(191)는 상기 광학 필터(192)과 이미지 센서(192) 사이에 배치되며, 상기 이미지 센서(192)의 상부를 보호하며 이미지 센서(192)의 신뢰성 저하를 방지할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 차량용 카메라 모듈은 광학계 주변에 구동부재(미도시)가 없을 수 있다. 즉, 광학계가 차량 내에 배치되므로, 광학계를 지지하는 렌즈 베럴을 구동부재로 광축 방향 또는/및 광축 방향과 직교되는 방향으로 이동시켜 초점을 제어하는 데 어려움이 있어, 구동부재를 제거할 수 있다. 상기 구동부재는 AF(Auto Focus) 기능 또는/및 OIS(Optical Image Stabilizer) 기능을 위한 액츄에이터 또는 압전소자일 수 있다.
표 1은 도 1의 광학계에서의 렌즈 데이터를 나타낸다.
　 표면 모양 반경 R 두께/ 간격 굴절률 Nd 아베수 Vd 초점거리 semi-aperture
물체평면 0 Flat 1.E+18 640.000 　 　 　 　
1렌즈 S1 Asphere 2.936 1.168 1.526 55.728 -7.418 2.564
S2 Asphere 1.446 0.366 2.133
2렌즈 S3 Asphere 1.335 1.008 1.632 19.246 4.492 1.662
S4 Asphere 1.746 0.698 1.098
Stop Flat 1.E+18 0.794 　 　 　 0.828
3렌즈 S5 Sphere 9.152 1.151 1.729 44.850 3.136 1.765
S6 Sphere -2.882 1.243 1.858
4렌즈 S7 Asphere -1.186 1.116 1.632 19.246 11.933 1.832
S8 Asphere -1.406 0.050 2.342
BPF Sa Flat 1.E+18 0.300 1.508 44.850
Sb Flat 1.E+18 0.600 　
Cover glass Sc Flat 1.E+18 0.400 1.508 44.850
Sd Flat 1.E+18 0.200
CIS Flat 1.E+18 0.000 　 　
표 1에서 제1 내지 제4렌즈(111,113,115,117)의 굴절률(Index)은 587nm에서의 굴절률이며, 상기 제1 내지 제4렌즈(111,113,115,117)의 d-line(587nm)에서의 아베수는 제2렌즈(113)과 제4렌즈(117)이 30 미만이고, 제1렌즈(111)가 50 이상일 수 있다. 또한 광축 상에서 제1렌즈(111)와 제2렌즈(113) 사이의 간격은 제3렌즈(115)와 제4렌즈(117) 사이의 간격보다 작을 수 있다. 상기 제1,3,4렌즈(111,115,117)의 중심부 두께는 1mm 이상이며, 제2렌즈(113)의 중심부 두께보다 클 수 있다. Semi-aperture)는 각 렌즈의 반경을 나타낸다. 상기 Sa,Sb는 광학필터의 입사측 면과 출사면 면이며, Sc,Sd은 커버 글라스의 입사측 면과 출사면 면일 수 있다.
표 2는 도 1의 광학계에서 각 렌즈의 각 면에서의 비구면 계수이다.
비구면 계수
구분 표면 K A B C D E
1렌즈 S1 -3.0936 0.0055 0.0008 　 　 　
S2 -2.1145 -0.0375 0.0032 　 　 　
2렌즈 S3 -0.7343 -0.0458 -0.0023 -0.0046 　 　
S4 -0.3659 0.0242 -0.0207 -0.0020 0.0021 　
Stop 　 　 　 　 　 　
3렌즈 S5 　 　 　 　 　 　
S6 　 　 　 　 　 　
4렌즈 S7 -0.7910 0.0301 0.0327 -0.0214 0.0058 -0.0006
S8 -1.4664 0.0207 0.0009 0.0013 -0.0011 0.0002
도 3 내지 도 5는 도 1의 광학계에서 상온, 저온 및 고온 온도에서의 비점 상면 만곡(astigmatic field curves)과 왜곡(Distortion) 그래프를 나타낸 도면이고, 도 6 내지 8은 도 2의 광학계에서 상온, 저온 및 고온 온도에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프이다. 여기서, 상온은 22도이며, 저온은 -40도이며, 고온은 80도의 예이다. 도 3 내지 도 5에서 상온, 저온 및 고온 온도에서의 비점 상면 만곡(astigmatic field curves) 그래프의 변화가 크지 않음을 알 수 있고, 상온, 저온 및 고온 온도에서의 왜곡(Distortion) 그래프의 변화가 없음을 알 수 있다. 도 6 내지 8과 같이, 광학계에서 상온, 저온 및 고온 온도에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)는 F1(Diff Limit)를 기준으로 조리개(ST)의 개방 시의 데이터들이며, 온도 변화에 따라 데이터들의 변화가 10% 미만으로 크지 않음을 알 수 있다.
제2실시 예는 도 9 내지 15를 참조하기로 한다.
도 2를 참조하면, 광학계는 물체측(Object side)에서 상측(Image side) 방향으로 광축을 따라 적층된 제1 렌즈(121), 제2 렌즈(123) 및 제3 렌즈(125) 및 제4 렌즈(127)를 포함할 수 있다. 상기 광학계 또는 이를 갖는 카메라 모듈은 이미지 센서(190), 상기 이미지 사이에 커버 글라스(191) 및 광학필터(192)를 포함할 수 있다.
상기 광학계는 입사되는 광량을 조절하기 위한 조리개(ST)를 포함할 수 있다. 상기 조리개(ST)를 기준으로 물체측에 배치된 렌즈 그룹을 제1 렌즈 군과 상측에 배치된 렌즈 그룹을 제2렌즈 군으로 구분할 수 있다. 즉, 제1렌즈 군은 제1,2렌즈(121,123)를 포함할 수 있으며, 제2 렌즈 군은 제3,4렌즈(125,127)를 포함할 수 있다. 상기 조리개(ST)는 제2 렌즈(123)과 제3 렌즈(125) 사이의 외측 둘레에 배치되거나, 제2 렌즈(123)의 하면 둘레 또는 제3 렌즈(125)의 상면 둘레가 조리개로 기능할 수 있다.
상기 제1렌즈(121)는 피사체에 가장 가까운 렌즈이며, 유리 재질을 포함할 수 있다. 상기 제1렌즈(121)는 빛이 입사되는 제1면(S11)과 빛이 출사되는 제2면(S12)을 포함하며, 상기 제1면(S11)과 제2면(S12)은 모두 구면일 수 있다. 상기 제1렌즈(121)는 정(+)의 굴절력을 가지며, 굴절률이 1.6 이상 예컨대, 1.7이상일 수 있다. 상기 제1렌즈(121)는 광학계의 렌즈 중에서 가장 높은 굴절률을 가질 수 있다.
상기 제1렌즈(121)의 제1면(S11)은 물체측으로 볼록하며, 제2면(S12)은 물체측으로 오목할 수 있다. 상기 제1렌즈(121)는 양면(S11,S12)이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다.
상기 제1렌즈(121)는 카메라 모듈에서 차량 내측 또는 외측에서 빛에 노출될 경우 플라스틱 재질로 배치하여 변색을 방지할 수 있으며, 카메라 모듈이 차량 내에 배치될 경우 유리 재질 또는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제1렌즈(121)는 유리 재질로 배치되어, 외부 열 또는 내부 열에 의한 팽창 문제를 줄여줄 수 있다. 상기 제1렌즈(121)는 유리 재질의 높은 굴절률을 갖고, 분산 값이 높은 굴절력을 갖고 있어, 입사되는 빛의 수차를 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제2렌즈(123)는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제2렌즈(123)는 부(-)의 굴절력을 가지며, 1.6 이상 예컨대, 1.6 내지 1.7의 범위의 굴절률인 재질로 형성될 수 있다. 상기 제2렌즈(123)는 제1렌즈(121)와 제3렌즈(125) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 렌즈(123)는 빛이 입사되는 제3면(S13)과 빛이 출사되는 제4면(S14)을 포함하며, 상기 제3면(S13)과 제4면(S14)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제3면(S13)은 상측으로 오목하며, 제4면(S14)은 물체측으로 오목하거나 평면일 수 있다.
상기 제3렌즈(125)는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제3렌즈(125)는 정(+)의 굴절력을 가지며, 1.6미만의 굴절률인 재질로 형성될 수 있다. 상기 제3렌즈(125)는 빛이 입사되는 제5면(S15)과 빛이 출사되는 제6면(S16)을 포함하며, 상기 제5면(S15)과 제6면(S16)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제15면(S5)은 물체측으로 볼록하며, 제16면(S6)은 상측으로 볼록할 수 있다. 상기 제3렌즈(125)는 광축을 따라 양면이 볼록할 수 있다. 상기 제3렌즈(125)의 제5면(S15)과 제6면(S16) 중 적어도 하나 또는 모두는 적어도 하나의 변곡점을 가질 수 있다.
상기 제4렌즈(127)는 이미지 센서(190)에 가장 가까운 렌즈이며, 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제4렌즈(127)는 정(+)의 굴절력을 가지며, 1.6 이상 1.7 미만의 굴절률인 재질로 형성될 수 있다. 상기 제4렌즈(127)는 빛이 입사되는 제7면(S17)과 빛이 출사되는 제8면(S18)을 포함하며, 상기 제7면(S17)과 제8면(S18)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제7면(S17)은 상측으로 오목하며, 제8면(S8)은 상측으로 볼록할 수 있다. 상기 제4렌즈(127)는 상측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 상기 제4렌즈(127)의 제7면(S17)과 제8면(S18) 중 적어도 하나 또는 모두는 적어도 하나의 변곡점을 가질 수 있다. 상기 제4렌즈(127)는 유리 재질일 수 있다.
상기 렌즈(121,123,125,127)들 각각은 빛이 입사되는 유효경을 갖는 유효영역과 상기 유효영역의 외측에 비 유효영역인 플랜지부를 포함할 수 있다. 상기 비 유효영역은 빛이 스페이서 또는 차광막에 의해 차단되는 영역일 수 있다. 제1렌즈(121)의 유효경은 제2렌즈(123)의 유효경보다 크고, 제3렌즈(125)의 유효경보다 작을 수 있다. 여기서, 조리개(ST)를 기준으로 상측에 배치되는 렌즈들과 물체측에 배치된 렌즈들의 비율은 1:1일 수 있다.
상기 이미지 센서(190), 상기 광학필터(192) 및 커버 글라스(191)는 제1실시 예의 설명을 참조하기로 한다. 제2실시 예의 차량용 카메라 모듈은 광학계 주변에 구동부재(미도시)가 없을 수 있다. 즉, 광학계가 차량 내에 배치되므로, 광학계를 지지하는 렌즈 베럴을 구동부재로 광축 방향 또는/및 광축 방향과 직교되는 방향으로 이동시켜 초점을 제어하는 데 어려움이 있어, 구동부재를 제거할 수 있다. 상기 구동부재는 AF(Auto Focus) 기능 또는/및 OIS(Optical Image Stabilizer) 기능을 위한 액츄에이터 또는 압전소자일 수 있다.
표 3은 도 1의 광학계에서의 렌즈 데이터를 나타낸다.
　 표면 모양 반경 R 두께/ 간격 굴절률 Nd 아베수 Vd 초점거리 semi-aperture
물체평면 0 Flat 1.E+18 640.000 　 　
1렌즈 S11 Sphere 3.540 0.500 1.744 44.850 42.699 1.797
S12 Sphere 3.757 1.125 1.547
2렌즈 S13 Asphere -2.389 0.500 1.671 19.200 -3.952 1.347
S14 Asphere -44.540 0.050 1.219
Stop Flat 1.E+18 0.218 　 　 　 1.220
3렌즈 S15 Asphere 2.068 1.990 1.531 55.900 2.694 2.226
S16 Asphere -2.939 3.028 2.312
4렌즈 S17 Asphere -1.124 0.960 1.671 19.200 10.762 2.140
S18 Asphere -1.289 0.050 2.298
BPF Sa Flat 1.E+18 0.300 1.508 44.850
Sb Flat 1.E+18 0.600
Cover glass Sc Flat 1.E+18 0.400 1.508 44.850
Sd Flat 1.E+18 0.200
이미지센서 Flat 1.E+18 0.000 　 　 　
표 3에서 제1 내지 제4렌즈(121,123,125,127)의 굴절률(Index)은 587nm에서의 굴절률이며, 상기 제1 내지 제4렌즈(121,123,125,127)의 d-line(587nm)에서의 아베수는 제2렌즈(123)과 제4렌즈(127)이 30 미만이고, 제3렌즈(125)가 50 이상일 수 있으며, 제1렌즈(121)는 제3렌즈(125)과 제2렌즈(123)의 아베수의 중간 값 예컨대, 40보다 크고 50보다 작을 수 있다. 또한 광축 상에서 제1렌즈(121)와 제2렌즈(123) 사이의 간격은 제2,3렌즈(123,125) 사이의 간격보다 크고, 제3렌즈(125)와 제4렌즈(127) 사이의 간격보다 클 수 있다. 상기 제3,4렌즈(125,127)의 중심부 두께는 1mm 이상이며, 제3렌즈(125)의 중심부 두께가 가장 두꺼운 2.8mm 이상일 수 있고, 제1,2렌즈(121,123)의 중심부 두께는 1mm 미만일 수 있다. Semi-aperture)는 각 렌즈의 반경을 나타낸다. 상기 Sa,Sb는 광학필터의 입사측 면과 출사면 면이며, Sc,Sd은 커버 글라스의 입사측 면과 출사면 면일 수 있다.
표 4는 도 9의 광학계에서 각 렌즈의 면에서의 비구면 계수이다.
비구면 계수
구분 표면 K A B C D E
1렌즈 S11 　 　 　 　 　 　
S12 　 　 　 　 　 　
2렌즈 S13 -9.2287 0.0310 -0.0086 0.0000 0.0023 -0.0008
S14 -10.0000 0.0305 -0.0010 -0.0071 0.0054 -0.0013
Stop 　 　 　 　 　 　
3렌즈 S15 -6.2989 0.0109 -0.0022 0.0002 　 　
S16 -0.7398 -0.0001 0.0000 0.0002 　 　
4렌즈 S17 -0.7764 0.0411 0.0332 -0.0146 0.0032 -0.0003
S18 -2.0601 -0.0239 0.0163 -0.0015 -0.0005 0.0001
도 10 내지 도 12는 도 9의 광학계에서 상온, 저온 및 고온 온도에서의 비점 상면 만곡(astigmatic field curves)과 왜곡(Distortion) 그래프를 나타낸 도면이고, 도 13 내지 15은 도 9의 광학계에서 상온, 저온 및 고온 온도에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프이다. 여기서, 상온은 22도이며, 저온은 -40도이며, 고온은 80도의 예이다. 도 10 내지 도 12와 같이, 상온, 저온 및 고온 온도에서의 비점 상면 만곡(astigmatic field curves) 그래프의 변화가 크지 않음을 알 수 있고, 상온, 저온 및 고온 온도에서의 왜곡(Distortion) 그래프의 변화가 없음을 알 수 있다. 도 13 내지 15과 같이, 광학계에서 상온, 저온 및 고온 온도에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)는 F1(Diff Limit)를 기준으로 조리개(ST)의 개방 시의 데이터들이며, 온도 변화에 따라 데이터들의 변화가 10% 미만으로 크지 않음을 알 수 있다.
제3실시 예는 도 16 내지 22를 참조하기로 한다.
도 16을 참조하면, 광학계는 물체측(Object side)에서 상측(Image side) 방향으로 광축을 따라 적층된 제1 렌즈(131), 제2 렌즈(133) 및 제3 렌즈(135) 및 제4 렌즈(137)를 포함할 수 있다. 상기 광학계 또는 이를 갖는 카메라 모듈은 이미지 센서(190), 상기 이미지 사이에 커버 글라스(191) 및 광학필터(192)를 포함할 수 있다.
상기 광학계는 입사되는 광량을 조절하기 위한 조리개(ST)를 포함할 수 있다. 상기 조리개(ST)를 기준으로 물체측에 배치된 렌즈 그룹을 제1 렌즈 군과 상측에 배치된 렌즈 그룹을 제2렌즈 군으로 구분할 수 있다. 즉, 제1렌즈 군은 제1,2렌즈(131,133)를 포함할 수 있으며, 제2 렌즈 군은 제3,4렌즈(135,137)를 포함할 수 있다. 상기 조리개(ST)는 제2 렌즈(133)과 제3 렌즈(135) 사이의 외측 둘레에 배치되거나, 제2 렌즈(133)의 하면 둘레 또는 제3 렌즈(135)의 상면 둘레가 조리개로 기능할 수 있다.
상기 제1렌즈(131)는 피사체에 가장 가까운 렌즈이며, 플라스틱 재질을 포함할 수 있다. 상기 제1렌즈(131)는 빛이 입사되는 제1면(S21)과 빛이 출사되는 제2면(S22)을 포함하며, 상기 제1면(S21)과 제2면(S22)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제1렌즈(131)는 정(+)의 굴절력을 가지며, 굴절률이 1.6 미만 예컨대, 1.5 내지 1.59 범위일 수 있다. 상기 제1,3렌즈(131,133)는 광학계의 렌즈 중에서 다른 렌즈보다 낮은 굴절률을 가질 수 있다.
상기 제1렌즈(131)의 제1면(S21)은 물체측으로 볼록하며, 제2면(S22)은 상측으로 볼록할 수 있다. 상기 제1렌즈(131)는 제1면(S21)과 제2면(S22) 중 적어도 하나 또는 모두는 변곡점을 가질 수 있다.
상기 제1렌즈(131)는 카메라 모듈에서 차량 내측 또는 외측에서 빛에 노출될 경우 플라스틱 재질로 배치하여 변색을 방지할 수 있으며, 카메라 모듈이 차량 내에 배치될 경우 유리 재질 또는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제1렌즈(131)는 플라스틱 재질로 배치되어, 비구면에 의해 입사 광량을 증가시켜 줄 수 있다.
상기 제2렌즈(133)는 유리 재질일 수 있다. 상기 제2렌즈(133)는 부(-)의 굴절력을 가지며, 1.7 이상 예컨대, 1.7 내지 1.8의 범위의 굴절률인 재질로 형성될 수 있다. 상기 제2렌즈(133)는 제1렌즈(131)와 제3렌즈(135) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 렌즈(133)는 빛이 입사되는 제3면(S23)과 빛이 출사되는 제4면(S24)을 포함하며, 상기 제3면(S23)과 제4면(S24)은 모두 구면일 수 있다. 상기 제3면(S23)은 상측으로 오목하며, 제4면(S4)은 상측으로 볼록할 수 있다. 상기 제2렌즈(133)는 유리 재질의 높은 굴절률을 갖고, 분산 값이 높은 굴절력을 갖고 있어, 입사되는 빛의 수차를 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제3렌즈(135)는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제3렌즈(135)는 정(+)의 굴절력을 가지며, 1.6미만의 굴절률인 재질로 형성될 수 있다. 상기 제3렌즈(135)는 빛이 입사되는 제5면(S25)과 빛이 출사되는 제6면(S26)을 포함하며, 상기 제5면(S25)과 제6면(S26)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제15면(S5)은 물체측으로 볼록하며, 제16면(S6)은 상측으로 볼록할 수 있다. 상기 제3렌즈(135)는 광축을 따라 양면이 볼록할 수 있다. 상기 제3렌즈(135)의 제5면(S25)과 제6면(S26) 중 적어도 하나 또는 모두는 적어도 하나의 변곡점을 가질 수 있다. 예컨대, 제6면(S26)은 중심부보다 에지 근처에서 변곡점을 가질 수 있다. 상기 제3렌즈(135)의 중심부 두께는 다른 렌즈들의 중심부 두께보다 두꺼울 수 있다. 다른 예로서, 상기 제3렌즈(135)는 유리 재질일 수 있다.
상기 제4렌즈(137)는 이미지 센서(190)에 가장 가까운 렌즈이며, 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제4렌즈(137)는 정(+)의 굴절력을 가지며, 1.6 이상 1.7 미만의 굴절률인 재질로 형성될 수 있다. 상기 제4렌즈(137)는 빛이 입사되는 제7면(S27)과 빛이 출사되는 제8면(S28)을 포함하며, 상기 제7면(S27)과 제8면(S28)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제7면(S27)은 상측으로 오목하며, 제8면(S28)은 상측으로 볼록할 수 있다. 상기 제4렌즈(137)는 상측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 상기 제4렌즈(137)의 제7면(S27)과 제8면(S28) 중 적어도 하나 또는 모두는 적어도 하나의 변곡점을 가질 수 있다. 상기 제4렌즈(137)는 유리 재질일 수 있다.
상기 렌즈(131,133,135,137)들 각각은 빛이 입사되는 유효경을 갖는 유효영역과 상기 유효영역의 외측에 비 유효영역인 플랜지부를 포함할 수 있다. 상기 비 유효영역은 빛이 스페이서 또는 차광막에 의해 차단되는 영역일 수 있다. 제1렌즈(131)의 유효경은 제2렌즈(133)의 유효경보다 크고, 제4렌즈(137)의 유효경보다 작을 수 있다. 여기서, 조리개(ST)를 기준으로 상측에 배치되는 렌즈들과 물체측에 배치된 렌즈들의 비율은 1:1일 수 있다.
상기 이미지 센서(190), 상기 광학필터(192) 및 커버 글라스(191)는 제1실시 예의 설명을 참조하기로 한다. 제3실시 예의 차량용 카메라 모듈은 광학계 주변에 구동부재(미도시)가 없을 수 있다. 즉, 광학계가 차량 내에 배치되므로, 광학계를 지지하는 렌즈 베럴을 구동부재로 광축 방향 또는/및 광축 방향과 직교되는 방향으로 이동시켜 초점을 제어하는 데 어려움이 있어, 구동부재를 제거할 수 있다. 상기 구동부재는 AF(Auto Focus) 기능 또는/및 OIS(Optical Image Stabilizer) 기능을 위한 액츄에이터 또는 압전소자일 수 있다.
표 5은 도 16의 광학계에서의 렌즈 데이터를 나타낸다.
　 표면 모양 반경 R 두께/ 간격 굴절률 Nd 아베수 Vd 초점거리 semi-aperture
물체평면 0 Flat 1.E+18 640.00 　 　
1렌즈 S21 Asphere -26.275 0.705 1.531 55.900 9.405 1.955
S22 Asphere -4.171 0.840 1.689
2렌즈 S23 Sphere -1.411 0.500 1.671 27.850 -2.655 1.374
S24 Sphere -5.942 0.050 1.274
Stop Flat 1.E+18 0.080 　 　 　 1.208
3렌즈 S25 Asphere 1.300 4.052 1.531 55.900 2.589 1.728
S26 Asphere -2.397 0.779 1.681
4렌즈 S27 Asphere -0.972 1.279 1.671 19.200 -23.586 1.749
S28 Asphere -1.573 0.050 2.510
BPF Sa Flat 1.E+18 0.300 1.508 44.850
Sb Flat 1.E+18 0.600
Cover glass Sc Flat 1.E+18 0.400 1.508 44.850
Sd Flat 1.E+18 0.200
이미지센서 Flat 1.E+18 0.000 　
표 5에서 제1 내지 제4렌즈(131,133,135,137)의 굴절률(Index)은 587nm에서의 굴절률이며, 상기 제1 내지 제4렌즈(131,133,135,137)의 d-line(587nm)에서의 아베수는 제2렌즈(133)과 제4렌즈(137)이 30 미만이고, 제1,3렌즈(131,135)가 50 이상일 수 있다. 또한 광축 상에서 제1렌즈(131)와 제2렌즈(133) 사이의 간격은 제3렌즈(135)와 제4렌즈(137) 사이의 간격보다 클 수 있다. 상기 제3,4렌즈(135,137)의 중심부 두께는 1mm 이상이며, 제3렌즈(135)의 중심부 두께가 가장 두꺼운 3mm 이상일 수 있고, 제1,2렌즈(131,133)의 중심부 두께는 1mm 미만일 수 있다. Semi-aperture)는 각 렌즈의 반경을 나타낸다. 상기 Sa,Sb는 광학필터의 입사측 면과 출사면 면이며, Sc,Sd은 커버 글라스의 입사측 면과 출사면 면일 수 있다.
표 6는 도 16의 광학계에서 각 렌즈의 면에서의 비구면 계수이다.
비구면 계수
구분 표면 K A B C D E
0 　 　 　 　 　 　
1렌즈 S2 -9.9610 0.0206 -0.0035 0.0013 -0.0001 0.0000
S2 -10.0000 0.0458 -0.0167 0.0069 -0.0011 0.0000
2렌즈 S3 　 　 　 　 　 　
S4 　 　 　 　 　 　
Stop 　 　 　 　 　 　
3렌즈 S5 -6.0100 0.0271 -0.0053 0.0019 -0.0003 0.0000
S6 -10.0000 -0.0346 0.0341 -0.0124 0.0023 -0.0003
4렌즈 S7 -0.9885 0.1783 -0.0586 0.0070 0.0043 -0.0025
S8 -2.7970 0.0282 0.0044 -0.0026 -0.0001 0.0001
도 17 내지 도 19는 도 16의 광학계에서 상온, 저온 및 고온 온도에서의 비점 상면 만곡(astigmatic field curves)과 왜곡(Distortion) 그래프를 나타낸 도면이고, 도 20 내지 22은 도 16의 광학계에서 상온, 저온 및 고온 온도에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프이다. 여기서, 상온은 22도이며, 저온은 -40도이며, 고온은 80도의 예이다. 도 17 내지 도 19와 같이, 상온, 저온 및 고온 온도에서의 비점 상면 만곡(astigmatic field curves) 그래프의 변화가 크지 않음을 알 수 있고, 상온, 저온 및 고온 온도에서의 왜곡(Distortion) 그래프의 변화가 없음을 알 수 있다. 도 20 내지 22와 같이, 광학계에서 상온, 저온 및 고온 온도에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)는 F1(Diff Limit)를 기준으로 조리개(ST)의 개방 시의 데이터들이며, 온도 변화에 따라 데이터들의 변화가 10% 미만으로 크지 않음을 알 수 있다.
제4실시 예는 도 23 내지 29를 참조하기로 한다.
도 23을 참조하면, 광학계는 물체측(Object side)에서 상측(Image side) 방향으로 광축을 따라 적층된 제1 렌즈(141), 제2 렌즈(143) 및 제3 렌즈(145) 및 제4 렌즈(147)를 포함할 수 있다. 상기 광학계 또는 이를 갖는 카메라 모듈은 이미지 센서(190), 상기 이미지 사이에 커버 글라스(191) 및 광학필터(192)를 포함할 수 있다.
상기 광학계는 입사되는 광량을 조절하기 위한 조리개(ST)를 포함할 수 있다. 상기 조리개(ST)를 기준으로 물체측에 배치된 렌즈 그룹을 제1 렌즈 군과 상측에 배치된 렌즈 그룹을 제2렌즈 군으로 구분할 수 있다. 즉, 제1렌즈 군은 제1,2렌즈(141,143)를 포함할 수 있으며, 제2 렌즈 군은 제3,4렌즈(145,147)를 포함할 수 있다. 상기 조리개(ST)는 제2 렌즈(143)과 제3 렌즈(145) 사이의 외측 둘레에 배치되거나, 제2 렌즈(143)의 하면 둘레 또는 제3 렌즈(145)의 상면 둘레가 조리개로 기능할 수 있다.
상기 제1렌즈(141)는 피사체에 가장 가까운 렌즈이며, 플라스틱 재질을 포함할 수 있다. 상기 제1렌즈(141)는 빛이 입사되는 제1면(S31)과 빛이 출사되는 제2면(S32)을 포함하며, 상기 제1면(S31)과 제2면(S32)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제1렌즈(141)는 부(-)의 굴절력을 가지며, 굴절률이 1.6 이상 예컨대, 1.6 내지 1.7 범위일 수 있다. 상기 제1렌즈(141)는 제2,3렌즈(143,145)의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가질 수 있다.
상기 제1렌즈(141)의 제1면(S31)은 물체측으로 볼록하며, 제2면(S32)은 물체측으로 오목할 수 있다. 상기 제1렌즈(141)는 제1면(S31)과 제2면(S32) 중 적어도 하나 또는 모두는 변곡점을 가질 수 있다.
상기 제1렌즈(141)는 카메라 모듈에서 차량 내측 또는 외측에서 빛에 노출될 경우 플라스틱 재질로 배치하여 변색을 방지할 수 있으며, 카메라 모듈이 차량 내에 배치될 경우 유리 재질 또는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제1렌즈(141)는 플라스틱 재질로 배치되어, 비구면에 의해 입사 광량을 증가시켜 줄 수 있다.
상기 제2렌즈(143)는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제2렌즈(143)는 정(+)의 굴절력을 가지며, 1.6 미만 예컨대, 1.5 내지 1.59의 범위의 굴절률인 재질로 형성될 수 있다. 상기 제2렌즈(143)는 제1렌즈(141)와 제3렌즈(145) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 렌즈(143)는 빛이 입사되는 제3면(S33)과 빛이 출사되는 제4면(S34)을 포함하며, 상기 제3면(S33)과 제4면(S34)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제3면(S33)은 물체측으로 볼록하며, 제4면(S4)은 물체측으로 오목할 수 있다. 상기 제2렌즈(143)는 광학계의 렌즈 중에서 중심부의 두께가 가장 두꺼울 수 있다.
상기 제3렌즈(145)는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제3렌즈(145)는 정(+)의 굴절력을 가지며, 1.6미만 예컨대, 1.5 내지 1.59의 굴절률인 재질로 형성 수 있다. 상기 제3렌즈(145)는 빛이 입사되는 제5면(S35)과 빛이 출사되는 제6면(S36)을 포함하며, 상기 제5면(S35)과 제6면(S36)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제15면(S5)은 상측측으로 오목하며, 제16면(S6)은 상측으로 볼록할 수 있다. 상기 제3렌즈(145)의 제5면(S35)과 제6면(S36) 중 적어도 하나 또는 모두는 적어도 하나의 변곡점을 가질 수 있다. 예컨대, 제6면(S36)은 중심부보다 에지 근처에서 변곡점을 가질 수 있다. 다른 예로서, 상기 제3렌즈(145)는 유리 재질일 수 있다.
상기 제4렌즈(147)는 이미지 센서(190)에 가장 가까운 렌즈이며, 유리 재질일 수 있다. 상기 제4렌즈(147)는 정(+)의 굴절력을 가지며, 1.7 이상 예컨대, 1.7 내지 1.8의 굴절률인 재질로 형성될 수 있다. 상기 제4렌즈(147)는 빛이 입사되는 제7면(S37)과 빛이 출사되는 제8면(S38)을 포함하며, 상기 제7면(S37)과 제8면(S38)은 모두 구면일 수 있다. 상기 제7면(S37)은 상측으로 오목하며, 제8면(S38)은 상측으로 볼록할 수 있다. 상기 제4렌즈(147)는 상측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 다른 예로서, 상기 제4렌즈(147)는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제4렌즈(147)는 유리 재질의 높은 굴절률을 갖고, 분산 값이 높은 굴절력을 갖고 있어, 입사되는 빛의 수차를 개선시켜 줄 수 있다.
상기 렌즈(141,143,145,147)들 각각은 빛이 입사되는 유효경을 갖는 유효영역과 상기 유효영역의 외측에 비 유효영역인 플랜지부를 포함할 수 있다. 상기 비 유효영역은 빛이 스페이서 또는 차광막에 의해 차단되는 영역일 수 있다. 제1렌즈(141)의 유효경은 제2,3,4렌즈(143,145,147)의 유효경보다 클 수 있다. 여기서, 조리개(ST)를 기준으로 상측에 배치되는 렌즈들과 물체측에 배치된 렌즈들의 비율은 1:1일 수 있다.
상기 이미지 센서(190), 상기 광학필터(192) 및 커버 글라스(191)는 제1실시 예의 설명을 참조하기로 한다. 제4실시 예의 차량용 카메라 모듈은 광학계 주변에 구동부재(미도시)가 없을 수 있다. 즉, 광학계가 차량 내에 배치되므로, 광학계를 지지하는 렌즈 베럴을 구동부재로 광축 방향 또는/및 광축 방향과 직교되는 방향으로 이동시켜 초점을 제어하는 데 어려움이 있어, 구동부재를 제거할 수 있다. 상기 구동부재는 AF(Auto Focus) 기능 또는/및 OIS(Optical Image Stabilizer) 기능을 위한 액츄에이터 또는 압전소자일 수 있다.
표 7은 도 23의 광학계에서의 렌즈 데이터를 나타낸다.
　 표면 모양 반경 R 두께/ 간격 굴절률 Nd 아베수 Vd 초점거리 semi-aperture
물체평면 0 Flat 1.E+18 640.00 　 　
1렌즈 S31 Asphere 9.389 0.500 1.671 19.200 -3.970 3.277
S32 Asphere 1.962 0.539 3.032
2렌즈 S33 Asphere 1.153 2.386 1.531 55.900 2.926 2.029
S34 Asphere 1.368 0.644 0.953
Stop Flat 1.E+18 0.079 　 　 　 0.861
3렌즈 S35 Asphere 18825.873 0.979 1.531 55.900 3.299 0.933
S36 Asphere -1.720 1.150 1.205
4렌즈 S37 Sphere -1.801 0.818 1.754 29.238 18.679 1.529
S38 Sphere -1.896 1.404 1.857
BPF Sa Flat 1.E+18 0.300 1.508 44.850
Sb Flat 1.E+18 0.600
Cover glass Sc Flat 1.E+18 0.400 1.508 44.850
Sd Flat 1.E+18 0.200
이미지센서 Flat 1.E+18 0.000 　
표 7에서 제1 내지 제4렌즈(141,143,145,147)의 굴절률(Index)은 587nm에서의 굴절률이며, 상기 제1 내지 제4렌즈(141,143,145,147)의 d-line(587nm)에서의 아베수는 제1렌즈(141)과 제4렌즈(147)이 30 미만이고, 제2,3렌즈(143,145)가 50 이상일 수 있다. 또한 광축 상에서 제1렌즈(141)와 제2렌즈(143) 사이의 간격은 제2,3렌즈(143,145) 사이의 간격보다 작고, 제3렌즈(145)와 제4렌즈(147) 사이의 간격보다 작을 수 있다. 상기 제2렌즈(143)의 중심부 두께는 2mm 이상이며, 제3,4렌즈(143,145)의 중심부 두께는 0.6 초과 1.1미만의 두께일 수 있고, 제1렌즈(141)의 중심부 두께는 가장 작은 0.6 미만일 수 있다. Semi-aperture)는 각 렌즈의 반경을 나타낸다. 상기 Sa,Sb는 광학필터의 입사측 면과 출사면 면이며, Sc,Sd은 커버 글라스의 입사측 면과 출사면 면일 수 있다.
표 8는 도 23의 광학계에서 각 렌즈의 면에서의 비구면 계수이다.
비구면 계수
구분 표면 K A B C D E
1렌즈 S2 1.9413 0.0011 -0.0002 　 　 　
S2 -4.9589 -0.0036 -0.0001 　 　 　
2렌즈 S3 -0.8771 -0.0523 0.0185 -0.0048 0.0005 0.0001
S4 0.7108 0.0405 -0.0430 0.0533 -0.0403 -0.0025
Stop 　 　 　 　 　 　
3렌즈 S5 10.0000 -0.0182 -0.0169 0.0131 -0.0210 -0.0017
S6 0.8240 0.0127 -0.0130 0.0186 -0.0153 0.0053
4렌즈 S7 　 　 　 　 　 　
S8 　 　 　 　 　 　
도 24 내지 도 26는 도 23의 광학계에서 상온, 저온 및 고온 온도에서의 비점 상면 만곡(astigmatic field curves)과 왜곡(Distortion) 그래프를 나타낸 도면이고, 도 27 내지 29은 도 23의 광학계에서 상온, 저온 및 고온 온도에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프이다. 여기서, 상온은 22도이며, 저온은 -40도이며, 고온은 80도의 예이다. 도 24 내지 도 26와 같이, 상온, 저온 및 고온 온도에서의 비점 상면 만곡(astigmatic field curves) 그래프의 변화가 크지 않음을 알 수 있고, 상온, 저온 및 고온 온도에서의 왜곡(Distortion) 그래프의 변화가 없음을 알 수 있다. 도 27 내지 29과 같이, 광학계에서 상온, 저온 및 고온 온도에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)는 F1(Diff Limit)를 기준으로 조리개(ST)의 개방 시의 데이터들이며, 온도 변화에 따라 데이터들의 변화가 10% 미만으로 크지 않음을 알 수 있다.
발명의 실시예에서 조리개(ST)를 기준으로 상측에 배치되는 렌즈 즉, 제3렌즈(115,125,135,145)는 물체측 제5면과 상측 제6면이 볼록하며, 정(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 조리개(ST)의 물체측에 배치된 렌즈 즉, 제2렌즈(113,123,133,143)가 유리 재질인 경우, 부(-)의 굴절력일 수 있고, 상측에 배치된 렌즈 즉, 제3렌즈(115,125,135,145)는 정(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 조리개(ST)의 상측에 배치된 렌즈 즉, 제3렌즈(115,125,135,145)가 유리 재질인 경우, 물체측에 배치된 제2렌즈(113,123,133,143)는 정(+)의 굴절력일 수 있고, 상측에 배치된 제3렌즈(115,125,135,145)는 정(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 발명의 실시 예에 따른 광학계의 각 렌즈 둘레에 배치되는 렌즈베럴은 금속 재질 예컨대, 알루미늄 재질로 형성되어, 내부 렌즈에서 발생된 열을 효과적으로 방열할 수 있다.
또한 광학계에서의 화각은 50도 이상 예컨대, 50도 내지 80 또는 55도 내지 65도의 범위이며, 유효초점거리는 3mm 이상 예컨대, 3mm 내지 6mm의 범위일 수 있다. 또한 차량 내 또는 광학계의 온도가 저온에서 고온(-40도에서 80도)의 범위에서 MFT의 변화는 10% 미만임을 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.
111,121,131,141: 제1렌즈
113,123,133,143: 제2렌즈
115,125,135,145: 제3렌즈
117,127,137,147: 제4렌즈
190: 이미지 센서
191: 커버 글라스
192: 광학필터

Claims (15)

  1. 물체측에서 상측 방향으로 광축을 따라 배치된 제1렌즈, 제2렌즈, 제3렌즈 및 제4렌즈의 순으로 적층되며,
    조리개는 상기 제2렌즈와 상기 제3렌즈 사이의 외측 둘레에 배치되며,
    상기 제1렌즈는 물체측 제1면과 상측 제2면을 포함하며,
    상기 제2렌즈는 물체측 제3면과 상측 제4면을 포함하며,
    상기 제3렌즈는 물체측 제5면과 상측 제6면을 포함하며,
    상기 조리개를 기준으로 상측에 배치되는 제3렌즈는 광축 상에서 물체측 제5면과 상측 제6면이 볼록하며,
    광축 상에서 상기 제1렌즈의 제1면은 물체측으로 볼록하며,
    상기 제3렌즈는 정의 굴절력을 가지며,
    상기 제1렌즈에서 제4렌즈 중 어느 하나는 유리 재질이며, 다른 적어도 하나는 플라스틱 재질인, 광학계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제3렌즈는 유리 재질이며, 제1,2,4렌즈는 플라스틱 재질인, 광학계.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1렌즈는 광축 상에서 제2면이 오목하며,
    상기 제2렌즈는 광축 상에서 제3면이 볼록하며 제4면이 오목하며,
    상기 제3렌즈는 광축 상에서 제5면이 볼록하고 제6면이 볼록한, 광학계.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1렌즈는 부의 굴절력을 가지며,
    상기 제2 및 제4렌즈는 정의 굴절력을 가지는, 광학계.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1렌즈는 유리 재질이며, 제2 내지 제4렌즈는 플라스틱 재질인, 광학계.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1렌즈는 광축 상에서 제2면이 오목하며,
    상기 제2렌즈는 광축 상에서 제3면이 오목하며 제4면이 오목하며,
    상기 제3렌즈는 광축 상에서 제5면이 볼록하고 제6면이 볼록한, 광학계.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2렌즈는 부의 굴절력을 가지며,
    상기 제1 및 제4렌즈는 정의 굴절력을 가지는, 광학계.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2렌즈는 유리 재질이며, 제1,3,4렌즈는 플라스틱 재질인, 광학계.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1렌즈는 광축 상에서 제2면이 볼록하며,
    상기 제2렌즈는 광축 상에서 제3면이 오목하며 제4면이 볼록하며,
    상기 제3렌즈는 광축 상에서 제5면이 볼록하고 제6면이 볼록한, 광학계.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2,4렌즈는 부의 굴절력을 가지며,
    상기 제1 및 제3렌즈는 정의 굴절력을 가지는, 광학계.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제4렌즈는 유리 재질이며, 제1 내지 3렌즈는 플라스틱 재질인, 광학계.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1렌즈는 광축 상에서 제2면이 오목하며,
    상기 제2렌즈는 광축 상에서 제3면이 볼록하며 제4면이 오목하며,
    상기 제3렌즈는 광축 상에서 제5면이 오목하고 제6면이 볼록한, 광학계.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1렌즈는 부의 굴절력을 가지며,
    상기 제2 내지 제4렌즈는 정의 굴절력을 가지는, 광학계.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제4렌즈는 정 또는 부의 굴절력을 갖고, 물체측 제7면이 오목하고, 상측 제8면이 볼록한, 광학계.
  15. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 광학계;
    이미지 센서;
    상기 이미지 센서와 상기 제4렌즈 사이에 커버 글라스; 및
    상기 커버 글라스와 상기 제4렌즈 사이에 광학필터를 포함하는, 카메라 모듈.
KR1020200100459A 2020-08-11 2020-08-11 차량용 광학계 및 카메라 모듈 KR20220020028A (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200100459A KR20220020028A (ko) 2020-08-11 2020-08-11 차량용 광학계 및 카메라 모듈
US18/020,740 US20240036232A1 (en) 2020-08-11 2021-08-11 Optical system and camera module for vehicle
CN202180055805.4A CN116057421A (zh) 2020-08-11 2021-08-11 用于车辆的光学系统和相机模块
PCT/KR2021/010643 WO2022035213A1 (ko) 2020-08-11 2021-08-11 차량용 광학계 및 카메라 모듈
EP21856219.7A EP4198598A1 (en) 2020-08-11 2021-08-11 Optical system and camera module for vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200100459A KR20220020028A (ko) 2020-08-11 2020-08-11 차량용 광학계 및 카메라 모듈

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220020028A true KR20220020028A (ko) 2022-02-18

Family

ID=80248061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200100459A KR20220020028A (ko) 2020-08-11 2020-08-11 차량용 광학계 및 카메라 모듈

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240036232A1 (ko)
EP (1) EP4198598A1 (ko)
KR (1) KR20220020028A (ko)
CN (1) CN116057421A (ko)
WO (1) WO2022035213A1 (ko)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3610160B2 (ja) * 1996-03-22 2005-01-12 オリンパス株式会社 写真レンズ
JP4461913B2 (ja) * 2004-06-08 2010-05-12 コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 読取レンズ
KR101758734B1 (ko) * 2011-11-16 2017-07-14 한화테크윈 주식회사 광각 렌즈 및 이를 구비한 촬상 장치
KR20180088191A (ko) * 2017-01-26 2018-08-03 주식회사 코렌 적외선용 촬영 렌즈 광학계
JP7285643B2 (ja) * 2018-12-27 2023-06-02 株式会社タムロン 光学系及び撮像装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN116057421A (zh) 2023-05-02
US20240036232A1 (en) 2024-02-01
WO2022035213A1 (ko) 2022-02-17
EP4198598A1 (en) 2023-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008008960A (ja) レンズユニット
CN116848451A (zh) 用于车辆的光学系统和相机模块
US20230314911A1 (en) Camera lens for vehicle and camera module comprising same
KR20220020028A (ko) 차량용 광학계 및 카메라 모듈
KR20220116994A (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR20220093930A (ko) 차량용 광학계 및 카메라 모듈
KR102443674B1 (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
US20240111130A1 (en) Optical system and camera module comprising same
US20230314752A1 (en) Camera module for vehicle
EP4336818A1 (en) Camera module and vehicle comprising same
KR20230089561A (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR20230094048A (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR20230039455A (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR20220128465A (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR20220133568A (ko) 카메라 모듈 및 이를 구비한 차량
KR20230091464A (ko) 카메라 모듈 및 이를 구비한 차량
KR20240044829A (ko) 카메라 모듈 및 이를 구비한 차량
KR20240037046A (ko) 카메라 모듈 및 이를 구비한 차량
KR20230037397A (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
TW202343069A (zh) 光學系統和包含光學系統的攝像模組
KR20240034565A (ko) 카메라 모듈 및 이를 구비한 차량
KR20230155279A (ko) 카메라 모듈 및 이를 구비한 차량
KR20220133555A (ko) 카메라 모듈 및 이를 구비한 차량
KR20230084957A (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR20230084956A (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈