KR20220082525A - 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 Download PDF

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KR20220082525A
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문성민
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 상 측 방향으로 광축을 따라 순차적으로 배치되는 제1 내지 제5 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 양의 굴절력을 가지고, 상기 제2 렌즈는 양의 굴절력을 가지고, 상기 제1 내지 제5 렌즈 각각은 물체 측 면 및 상 측 면을 포함하고, 상기 제1 렌즈의 상 측 면, 상기 제2 내지 제5 렌즈의 물체 측 면 및 상 측 면 중 적어도 하나의 면은, 상기 제1 렌즈의 물체 측 면보다 큰 유효경(Clear aperture) 크기를 가질 수 있다.

Description

광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈{OPTICAL SYSTEM AND CAMERA MODULE INCLUDING THE SAME}
실시예는 향상된 광학 성능을 위한 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 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 디바이스 뿐만 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 고화질, 고해상도 등 고성능에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이를 구현하기 위해 복수의 렌즈를 포함하는 광학계에 대한 연구가 진행되고 있다.
예를 들어, 고성능의 광학계 구현을 위해 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가지는 복수의 촬상 렌즈를 이용한 연구가 진행되고 있다. 그러나, 복수의 렌즈를 포함할 경우 광학계 전체가 증가할 수 있고, 우수한 광학적 특성, 수차 특성을 도출하기 어려운 문제점이 있다.
또한, 일반적으로 복수의 렌즈를 포함하는 광학계는 설정된 유효 초점 길이 (EFL; Effective Focal Length)를 가질 수 있다. 이때, 상기 유효 초점 거리(EFL) 값이 상대적으로 클 경우, 물체 측과 최인접한 렌즈은 큰 구경을 가지거나, 복수의 렌즈 중 가장 큰 구경을 가진다. 이에 따라, 물체 측과 가장 인접한 렌즈가 상대적으로 큰 크기를 가져 상기 광학계를 소형화하기 어려운 문제가 있다.
또한, 복수의 렌즈를 포함하는 광학계는 상대적으로 높이가 클 수 있다. 예를 들어, 렌즈의 매수가 증가할수록 이미지 센서에서 물체와 최인접한 렌즈의 물체 면까지의 거리는 증가할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계가 배치된 스마트폰 등의 디바이스의 전체 두께는 증가할 수 있고, 소형화하기 어려운 문제가 있다.
따라서, 상술한 문제를 해결할 수 있는 새로운 광학계가 요구된다.
실시예는 광학 특성이 향상된 광학계를 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 작고 컴팩트(compact)하게 구현할 수 있는 광학계를 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 얇은 두께를 가지는 폴디드(folded) 카메라에 적용 가능한 광학계를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 상 측 방향으로 광축을 따라 순차적으로 배치되는 제1 내지 제5 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 양의 굴절력을 가지고, 상기 제2 렌즈는 양의 굴절력을 가지고, 상기 제1 내지 제5 렌즈 각각은 물체 측 면 및 상 측 면을 포함하고, 상기 제1 렌즈의 상 측 면, 상기 제2 내지 제5 렌즈의 물체 측 면 및 상 측 면 중 적어도 하나의 면은, 상기 제1 렌즈의 물체 측 면보다 큰 유효경(Clear aperture) 크기를 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 렌즈의 상 측 면의 유효경의 크기는 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 유효경의 크기보다 클 수 있다.
또한, 상기 제1 렌즈의 물체 측 면은 오목할 수 있다.
또한, 상기 제1 렌즈는 하기 수학식 1을 만족할 수 있다.
[수학식 1]
0.95 < L1S1_CA / L1S2_CA < 1
(수학식 1에서 L1S1_CA은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 유효경(Clear aperture; CA) 크기를 의미하고, L1S2_CA는 상기 제1 렌즈의 상 측 면의 유효경의 크기(Clear aperture; CA)를 의미한다.)
또한, 상기 광학계의 유효 초점 거리(Effective Focal Length)는 하기 수학식 2를 만족할 수 있다.
[수학식 2]
7 < EFL < 40
(수학식 2에서 EFL은 상기 광학계의 유효 초점 거리를 의미한다.
또한, 상기 제1 및 제2 렌즈는 하기 수학식 3을 만족할 수 있다.
[수학식 3]
0.1 < L1_CT / L2_CT < 0.75
(수학식 3에서 L1_CT는 상기 제1 렌즈의 중심 두께를 의미하고, L2_CT는 상기 제2 렌즈의 중심 두께를 의미한다.)
또한, 상기 광학계의 F-number는 3미만일 수 있다.
또한, 상기 물체와 상기 제1 내지 제5 렌즈 사이에 배치되는 광 경로 변경 부재를 더 포함하고, 상기 광 경로 변경 부재는, 상기 광 경로 변경 부재에 제1 방향으로 입사된 광의 경로를 상기 제1 내지 제5 렌즈의 배치 방향인 제2 방향으로 변경할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 상 측 방향으로 광축을 따라 순차적으로 배치되는 제1 내지 제5 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 양의 굴절력을 가지고, 상기 제2 렌즈는 양의 굴절력을 가지고, 상기 제1 렌즈는 상 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지고, 상기 제2 렌즈의 물체 측면은 볼록하고, 상기 제1 내지 제5 렌즈 중 적어도 하나의 렌즈는 비원형 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 내지 제5 렌즈 각각은 물체 측 면 및 상 측 면을 포함하고, 상기 제1 렌즈의 상 측 면, 상기 제2 내지 제5 렌즈의 물체 측 면 및 상 측 면 중 적어도 하나의 면은, 상기 제1 렌즈의 물체 측 면보다 큰 유효경(Clear aperture) 크기를 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 렌즈의 물체 측면은 비원형 형상을 가지며, 하기 수학식 4를 만족할 수 있다.
[수학식 4]
0.52 < L1S1_CH / L1S1_CA < 0.98
(수학식 4에서 L1S1_CA는 상기 제1 렌즈의 유효경의 최대 크기(Clear aperture; CA)를 의미하고, L1S1_CH는 비원형 형상에 따른 상기 제1 렌즈의 유효경의 최소 크기(Clear height; CH)를 의미한다.
또한, 상기 제1 렌즈의 상 측 면 및 상기 제2 렌즈의 물체 측 면은 비원형 형상을 가질 수 있다.
실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 광학계는 복수의 렌즈들을 포함하며 물체와 최인접한 제1 렌즈의 물체 측 면보다 큰 유효경을 가지는 적어도 하나의 렌즈면을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 렌즈를 포함하는 광학계를 설계 시 향상된 광학 특성을 가질 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 슬림하게 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계는 상대적으로 큰 유효경의 크기를 가지는 렌즈, 예컨대 물체 측과 인접한 적어도 하나의 렌즈의 렌즈면이 비원형 형상, 예컨대 디-컷(D-cut) 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계는 전체 높이를 감소시킬 수 있고 상기 광학계를 포함하는 카메라 모듈 및 기기는 보다 슬림하게 제공될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광학계는 광 경로 변경 부재를 포함하여 적용된 장치, 기기 등의 표면과 수직한 방향으로 입사된 광을 상기 장치, 기기의 표면과 평행한 방향으로 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 렌즈를 포함하는 광학계는 상기 장치, 기기 내에서 보다 얇은 두께를 가질 수 있고, 상기 장치, 기기의 전체 두께는 보다 얇아질 수 있다.
도 1 및 도 2는 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 3은 실시예에 따른 광학계의 렌즈들 중 비원형 형상의 렌즈를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 7은 실시예에 따른 광학계의 수차도, 회절(Diffraction) MTF 특성, 색수차 특성, 코마 수차(Coma aberration) 특성을 도시한 그래프이다.
도 8은 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.
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 경우 뿐만 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.
또한, 렌즈의 중심 두께는 렌즈에서 광축과 중첩되는 물체 측 및 상 측 면 사이의 광축 방향 길이를 의미할 수 있다.
도 1 및 도 2는 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 3은 실시예에 따른 광학계의 렌즈들 중 비원형 형상의 렌즈를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 4 내지 도 7은 실시예에 따른 광학계의 수차도, 회절(Diffraction) MTF 특성, 색수차 특성, 코마 수차(Coma aberration) 특성을 도시한 그래프이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 실시예에 따른 광학계(1000)는 복수의 렌즈들(100)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 렌즈들(100)은 3매 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 복수의 렌즈들(100)은 4매 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 복수의 렌즈들(100)은 5매 이상의 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) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제5 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150)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) 및 상기 제5 렌즈(150)를 통과하여 상기 이미지 센서(300)에 입사될 수 있다.
상기 복수의 렌즈들(100) 각각은 유효 영역 및 비유효 영역을 포함할 수 있다. 상기 유효 영역은 상기 제1 내지 제5 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150) 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.
상기 이미지 센서(300)는 광을 감지할 수 있다. 자세하게, 상기 이미지 센서(300)는 상기 복수의 렌즈들(100), 자세하게 상기 제1 내지 제5 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150)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.
실시예에 따른 광학계(1000)는 필터(500)를 더 포함할 수 있다. 상기 필터(500)는 상기 복수의 렌즈들(100)과 상기 이미지 센서(300) 사이에는 배치될 수 있다. 상기 필터(500)는 상기 복수의 렌즈들(100) 중 상기 이미지 센서(300)와 가장 인접한 마지막 렌즈(제5 렌즈(150))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.
또한, 실시예에 따른 광학계(1000)는 조리개(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 조리개는 상기 광학계(1000)에 입사되는 광량을 조절할 수 있다.
상기 조리개는 상기 제1 렌즈(110) 전방에 위치하거나, 상기 제1 내지 제5 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150) 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 제5 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150) 중 적어도 하나의 렌즈는 조리개 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제5 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150) 중 선택되는 하나의 렌즈의 물체 측 면 또는 상 측 면은 광량을 조절하는 조리개 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 렌즈(130)의 물체 측 면(제5 면(S5))은 조리개 역할을 수행할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광학계(1000)는 광 경로 변경 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 광 경로 변경 부재는 외부에서 입사된 광을 반사시켜 광의 경로를 변경할 수 있다. 상기 광 경로 변경 부재는 반사경, 프리즘을 포함할 수 있다. 예컨대 상기 광 경로 변경 부재는 직각 프리즘을 포함할 수 있다. 상기 광 경로 변경 부재가 직각 프리즘을 포함할 경우, 상기 광 경로 변경 부재는 입사광의 경로를 90도의 각도로 반사시켜 광의 경로를 변경할 수 있다.
상기 광 경로 변경 부재는 상기 복수의 렌즈들(100)보다 물체 측과 인접하게 배치될 수 있다. 즉, 상기 광학계(1000)가 상기 광 경로 변경 부재를 포함할 경우, 물체 측으로부터 상 측 방향으로 상기 광 경로 변경 부재, 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140), 제5 렌즈(150), 필터(500) 및 이미지 센서(300) 순서로 배치될 수 있다.
상기 광 경로 변경 부재는 외부에서 입사된 광을 반사시켜 광의 경로를 설정된 방향으로 변경할 수 있다. 예를 들어, 상기 광 경로 변경 부재는 상기 광 경로 변경 부재에 제1 방향으로 입사된 광의 경로를 상기 복수의 렌즈들(100)의 배치 방향인 제2 방향(복수의 렌즈들(100)이 이격된 방향, 도 1 및 도 2의 광축(OA) 방향)으로 변경할 수 있다.
상기 광학계(1000)가 광 경로 변경 부재를 포함할 경우, 상기 광학계는 카메라의 두께를 감소시킬 수 있는 폴디드(folded) 카메라에 적용할 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)가 상기 광 경로 변경 부재를 포함할 경우, 적용된 기기의 표면과 수직한 방향으로 입사된 광을 상기 기기의 표면과 평행한 방향으로 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 복수의 렌즈를 포함하는 상기 광학계(1000)는 상기 기기 내에서 보다 얇은 두께를 가질 수 있어, 상기 기기는 보다 얇게 제공될 수 있다.
보다 자세하게, 상기 광학계(1000)가 상기 광 경로 변경 부재를 포함하지 않을 경우, 상기 기기 내에서 상기 복수의 렌즈들(100)은 상기 기기의 표면과 수직한 방향으로 연장하며 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 렌즈들(100)을 포함하는 광학계(1000)는 상기 기기의 표면과 수직한 방향으로 높은 높이를 가질 수 있고, 상기 기기의 두께를 얇게 형성하기 어려울 수 있다.
그러나, 상기 광학계(1000)가 상기 광 경로 변경 부재를 포함할 경우, 폴디드(folded) 카메라에 적용할 수 있고, 상기 복수의 렌즈는 상기 기기의 표면과 평행한 방향으로 연장하며 배치될 수 있다. 즉, 상기 광학계(1000)는 광축(OA)이 상기 기기의 표면과 평행하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 렌즈를 포함하는 광학계(1000)는 상기 기기의 표면과 수직한 방향으로 낮은 높이를 가질 수 있다. 따라서, 상기 광학계(1000)를 포함하는 폴디드 카메라는 상기 기기 내에서 얇은 두께를 가질 수 있고, 상기 기기의 두께 역시 감소할 수 있다.
이하, 실시예에 따른 복수의 렌즈들(100)에 대해 보다 자세히 설명하도록 한다.
상기 광학계(1000)는 물체 측으로부터 상 측 방향으로 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치되는 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140), 제5 렌즈(150), 필터(500) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 렌즈(110)는 상기 복수의 렌즈들(100) 중 물체 측에 가장 인접하게 배치될 수 있고, 상기 제5 렌즈(150)는 상(이미지 센서(300)) 측에 가장 인접하게 배치될 수 있다.
상기 제1 렌즈(110)는 양(+)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 오목할 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈(110)는 상 측 방향으로 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 제2 렌즈(120)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)는 플라스틱 또는 글라스 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.
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 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)는 플라스틱 또는 글라스 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 오목할 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(130)는 양면이 오목한 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 제3 렌즈(130)는 적어도 하나의 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6) 중 적어도 하나의 면은 변곡점을 포함할 수 있다.
일례로, 상기 제5 면(S5)은 변곡점으로 정의되는 제1 변곡점(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 제1 변곡점은 상기 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제3 렌즈(130)의 제5 면(S5)의 끝단을 끝점으로 할 때, 약 40% 이하인 위치에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제1 변곡점은 상기 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제3 렌즈(130)의 제5 면(S5)의 끝단을 끝점으로 할 때, 약 10% 내지 약 40%인 위치에 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 제1 변곡점은 상기 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제3 렌즈(130)의 제5 면(S5)의 끝단을 끝점으로 할 때, 약 15% 내지 약 35%인 위치에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제5 면(S5)의 끝단은 상기 제3 렌즈(130)의 상기 제5 면(S5)의 유효 영역의 최 끝단을 의미할 수 있고, 상기 제1 변곡점의 위치는 상기 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 설정된 위치일 수 있다.
상기 제4 렌즈(140)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)는 플라스틱 또는 글라스 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.
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 제5 렌즈(150)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(150)는 플라스틱 또는 글라스 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.
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.
또한, 상기 광학계(1000)는 조리개(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 조리개는 물체와 상기 제1 렌즈(110) 사이 또는 상기 제2 및 제3 렌즈(120, 130) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 렌즈(130)의 물체 측 면(제5 면(S5))은 조리개 역할을 수행할 수 있다.
상기 제1 내지 제5 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150)은 설정된 유효경(clear aperture)을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제10 면들(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10) 각각은 설정된 유효경(clear aperture) 크기를 가질 수 있다.
이때, 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120) 중 선택되는 하나의 렌즈의 물체 측 면 또는 상 측 면은, 상기 제1 내지 제5 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150)의 상기 제1 내지 제10 면(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10) 중 가장 큰 유효경 크기를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 광학계(1000)는 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))보다 유효경의 크기가 큰 적어도 하나의 렌즈면을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)는 상기 제1 면(S1)보다 유효경의 크기가 큰 하나의 렌즈면을 포함할 수 있다. 즉, 상기 제2 내지 제10 면(S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10) 중 적어도 하나의 면은 상기 제1 면(S1)보다 큰 유효경의 크기(clear aperture)를 가질 수 있다.
상기 제1 렌즈(110)의 상 측 면(제2 면(S2))의 유효경의 크기는 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 유효경의 크기보다 클 수 있다. 상기 제2 면(S2)의 유효경의 크기는 상기 제1 내지 제10 면들(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10) 중 가장 클 수 있다. 또한, 상기 제1 면(S1)의 유효경의 크기는 상기 제1 내지 제10 면들(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10) 중 상기 제2 면(S2) 다음으로 클 수 있다.
또한, 상기 제2 렌즈(120)의 유효경의 크기는 상기 제1 렌즈(110)의 유효경의 크기보다 작을 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(제3 면(S3)), 상 측 면(제4 면(S4))은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1)) 및 상 측 면(제2 면(S2))보다 작은 유효경을 가질 수 있다. 상기 제3 면(S3)의 유효경의 크기는 상기 제1 내지 제10 면들(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10) 중 상기 제1 면(S1) 다음으로 클 수 있다. 또한, 상기 제4 면(S4)의 유효경의 크기는 상기 제1 내지 제10 면들(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10) 중 상기 제3 면(S3) 다음으로 클 수 있다.
또한, 상기 제1 내지 제5 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150) 중 적어도 하나의 렌즈는 비원형 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120)는 비원형 형상을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제1 면(S1), 상기 제2 면(S2) 및 상기 제3 면(S3)은 비원형 형상을 가질 수 있고, 상기 제4 내지 제10 면(S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10)은 원형 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 내지 제3 면(S1, S2, S3) 각각을 광축(OA)과 대응되는 정면에서 바라보았을 때, 각 렌즈면의 유효 영역은 비원형 형상을 가질 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 제1 면(S1), 상기 제2 면(S2) 및 상기 제3 면(S3) 각각의 유효 영역은 제1 내지 제4 모서리들(A1, A2, A3, A4)을 포함할 수 있다.
상기 제1 모서리(A1) 및 상기 제2 모서리(A2)는 상기 광축(OA)의 수직인 제1 방향(x축 방향)으로 마주하는 모서리일 수 있다. 상기 제1 모서리(A1) 및 상기 제2 모서리(A2)는 곡선 형태를 가질 수 있다. 상기 제1 모서리(A1) 및 상기 제2 모서리(A2)는 동일한 길이, 곡률을 가지는 곡선 형태로 제공될 수 있다. 즉, 상기 제1 모서리(A1) 및 상기 제2 모서리(A2)는 광축(OA)을 통과하며 제2 방향(y축 방향)으로 연장하는 가상의 선을 기준으로 대칭인 형태를 가질 수 있다.
또한, 상기 제3 모서리(A3) 및 상기 제4 모서리(A4)는 상기 광축(OA) 및 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향(y축 방향)으로 마주하는 모서리일 수 있다. 상기 제3 모서리(A3) 및 상기 제4 모서리(A4)는 상기 제1 모서리(A1)와 상기 제2 모서리(A2)의 끝단을 연결하는 모서리일 수 있다. 상기 제3 모서리(A3) 및 상기 제4 모서리(A4)는 직선 형태를 가질 수 있다. 상기 제3 모서리(A3) 및 상기 제4 모서리(A4)는 동일한 길이를 가지며 서로 평행할 수 있다. 즉, 상기 제3 모서리(A3) 및 상기 제4 모서리(A4)는 광축(OA)을 통과하며 제1 방향(x축 방향)으로 연장하는 가상의 선을 기준으로 대칭인 형태를 가질 수 있다.
상기 제1 면(S1), 상기 제2 면(S2) 및 상기 제3 면(S3)은 상술한 제1 내지 제4 모서리(A1, A2, A3, A4)를 포함함에 따라 비원형 형상, 예컨대 디-컷(D-cut) 형상을 가질 수 있다.
상기 제1 면(S1), 상기 제2 면(S2) 및 상기 제3 면(S3)은 상기 제1 렌즈(110)와 상기 제2 렌즈(120)를 제조하는 과정에 상술한 비원형 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 렌즈(110, 120)가 플라스틱 재질을 포함할 경우, 사출 과정 중에 상술한 비원형 형태로 제조될 수 있다.
이와 다르게, 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120)는 사출 과정을 통해 원형 형상으로 제조될 수 있고, 이후 진행되는 절단 공정에서 상기 제1 면(S1), 상기 제2 면(S2) 및 상기 제3 면(S3)의 일부 영역이 절단되어 상기 제3 모서리(A3) 및 제4 모서리(A4)를 가질 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 면(S1), 상기 제2 면(S2) 및 상기 제3 면(S3) 각각의 유효 영역은 설정된 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 광축(OA)을 통과하며 상기 제1 모서리(A1) 및 상기 제2 모서리(A2)를 연결하는 가상의 제1 직선의 길이(clear aperture; CA)는 상기 광축(OA)을 통과하며 상기 제3 모서리(A3) 및 상기 제4 모서리(A4)를 연결하는 가상의 제2 직선의 길이(clear height; CH)보다 길 수 있다. 여기서 상기 제1 직선의 길이(CA)는 상기 제1 내지 제3 면들(S1, S2, S3) 각각의 유효경의 최대 크기(clear aperture; CA)를 의미할 수 있고, 상기 제2 직선의 길이(CH)는 상기 제1 내지 제3 면들(S1, S2, S3) 각각의 유효경의 최소 크기(clear height; CH)를 의미할 수 있다.
또한, 상술한 설명에서는 상기 제1 내지 제3 면(S1, S2, S3)의 유효 영역이 비원형 형상을 가지는 것에 대해 설명하였으나 이에 제한하지 않고, 상기 제1 내지 제3 면(S1, S2, S3) 각각의 유효 영역은 원형 형상을 가질 수 있고, 상기 제1 내지 제3 면(S1, S2, S3) 각각의 비유효 영역은 비원형 형상을 가질 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 이하에서 설명되는 수학식 중 적어도 하나를 만족할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)가 후술할 수학식들 중 적어도 하나를 만족할 경우 보다 작고 컴팩트(compact)하게 구현할 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)가 후술할 수학식들 중 적어도 하나를 만족할 경우, 보다 얇은 두께를 가지는 폴디드(folded) 카메라 모듈에 적용 가능하며 상기 카메라 모듈을 포함하는 기기는 보다 얇은 두께를 가질 수 있다.
[수학식 1]
0.9 < L1S1_CA / L1S2_CA < 1
수학식 1에서 L1S1_CA는 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 유효경의 크기(clear aperture; CA)를 의미하고, L1S2_CA는 상기 제1 렌즈(110)의 상 측 면(제2 면(S2))의 유효경의 크기(clear aperture; CA)를 의미한다.
[수학식 2]
1 < L1S1_CA / L2S1_CA < 1.2
수학식 2에서 L1S1_CA는 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 유효경의 크기(clear aperture; CA)를 의미하고, L2S1_CA는 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(제3 면(S3))의 유효경의 크기(clear aperture; CA)를 의미한다.
[수학식 3]
1 < L1S1_CA/ L2S2_CA < 1.35
수학식 3에서 L1S1_CA는 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 유효경의 크기(clear aperture; CA)를 의미하고, L2S2_CA는 상기 제2 렌즈(120)의 상 측 면(제4 면(S4))의 유효경의 크기(clear aperture; CA)를 의미한다.
[수학식 4]
7 < EFL < 40
수학식 4에서 EFL은 광학계(1000)의 유효 초점 거리(Effective Focal Length)를 의미한다.
자세하게, 상기 [수학식 4]는 광학 특성 향상을 고려하여 8 < EFL < 30을 만족할 수 있다. 더 자세하게, 상기 [수학식 4]는 9 < EFL < 26을 만족할 수 있다.
[수학식 5]
6.5 < L1R1 / L1R2 < 8.5
수학식 4에서 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 6]
-20 < L1R1 / L2R1 < -15
수학식 5에서 L1R1은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 곡률 반경을 의미하고, L2R1는 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(제3 면(S3))의 곡률 반경을 의미한다.
[수학식 7]
-3 < L1R2 / L2R1 < -1
수학식 7에서 L1R2는 상기 제1 렌즈(110)의 상 측 면(제2 면(S2))의 곡률 반경을 의미하고, L2R1은 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(제3 면(S3))의 곡률 반경을 의미한다.
[수학식 8]
0.1 < L1R1 / L3R1 < 0.8
수학식 8에서 L1R1은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 곡률 반경을 의미하고, L3R1은 상기 제3 렌즈(130)의 물체 측 면(제5 면(S5))의 곡률 반경을 의미한다.
자세하게, 상기 [수학식 8]은 광학 특성 향상을 고려하여 0.1 < L1R1 / L3R1 < 0.7을 만족할 수 있다. 더 자세하게, 상기 [수학식 8]은 0.1 < L1R1 / L3R1 < 0.6을 만족할 수 있다.
[수학식 9]
-130 < L3R1 / L2R1 < -110
수학식 9에서 L2R1은 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(제3 면(S3))의 곡률 반경을 의미하고, L3R1은 상기 제3 렌즈(130)의 물체 측 면(제5 면(S5))의 곡률 반경을 의미한다.
[수학식 10]
0.1 < L1_CT / L2_CT < 0.75
수학식 10에서 L1_CT는 상기 제1 렌즈(110)의 중심 두께를 의미하고, L2_CT는 상기 제2 렌즈(120)의 중심 두께를 의미한다.
자세하게, 상기 [수학식 10]은 광학 특성 향상을 고려하여 0.2 < L1_CT < L2_CT < 0.65를 만족할 수 있다. 더 자세하게, 상기 [수학식 10]은 0.3 < L1_CT < L2_CT < 0.55를 만족할 수 있다.
[수학식 11]
0.5 < L1_CT / L3_CT < 0.9
수학식 11에서 L1_CT는 상기 제1 렌즈(110)의 중심 두께를 의미하고, L3_CT는 상기 제3 렌즈(130)의 중심 두께를 의미한다.
[수학식 12]
0.1 < d12 / d23 < 0.4
수학식 12에서 d12는 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120) 사이의 중심 간격을 의미하고, d23은 상기 제2 렌즈(120) 및 상기 제3 렌즈(130) 사이의 간격을 의미한다.
[수학식 13]
20 < d34 / d12 < 30
수학식 13에서 d34는 상기 제3 렌즈(130) 및 상기 제4 렌즈(140) 사이의 중심 간격을 의미하고, d12는 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120) 사이의 중심 간격을 의미한다.
[수학식 14]
3.5 < d34 / d23 < 7
수학식 14에서 d34는 상기 제3 렌즈(130) 및 상기 제4 렌즈(140) 사이의 중심 간격을 의미하고, d23은 상기 제2 렌즈(120) 및 상기 제3 렌즈(130) 사이의 중심 간격을 의미한다.
[수학식 15]
0.5 < d34 / d45 < 2
수학식 15에서 d34는 상기 제3 렌즈(130) 및 상기 제4 렌즈(140) 사이의 중심 간격을 의미하고, d45는 상기 제4 렌즈(140) 및 상기 제5 렌즈(150) 사이의 중심 간격을 의미한다.
[수학식 16]
5 < L1_CT / d12 < 15
수학식 16에서 L1_CT는 상기 제1 렌즈(110)의 중심 두께를 의미하고, d12는 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120) 사이의 중심 간격을 의미한다.
[수학식 17]
20 < L2_CT / d12 < 30
수학식 17에서 L2_CT는 상기 제2 렌즈(120)의 중심 두께를 의미하고, d12는 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120) 사이의 중심 간격을 의미한다.
[수학식 18]
1 < f1 / f2 < 2
수학식 18에서 f1은 상기 제1 렌즈(110)의 초점 거리를 의미하고, f2는 상기 제2 렌즈(120)의 초점 거리를 의미한다.
[수학식 19]
1 < f1 / TTL < 1.8
수학식 19에서 f1은 상기 제1 렌즈(110)의 초점 거리를 의미하고, TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
[수학식 20]
0.5 < f2 / TTL < 1.2
수학식 20에서 f2는 상기 제2 렌즈(120)의 초점 거리를 의미하고, TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
[수학식 21]
1 < TTL / bf2 < 1.2
수학식 21에서 TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미하고, bf2는 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(제3 면(S3))의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
[수학식 22]
0.52 < L1S1_CH / L1S1_CA < 0.98
수학식 22에서 L1S1_CA는 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 유효경의 최대 크기(clear aperture; CA)를 의미하고, L1S1_CH는 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 유효경의 최소 크기(clear height; CH)를 의미한다.
자세하게 상기 [수학식 22]는 상기 광학계(1000)를 보다 슬림하게 제공하기 위해 0.56 < L1S1_CH / L1S1_CA < 0.9를 만족할 수 있다. 더 자세하게, 상기 [수학식 22]는 0.6 < L1S1_CH / L1S1_CA < 0.85를 만족할 수 있다.
[수학식 23]
0.52 < L1S2_CH / L1S2_CA < 0.98
수학식 23에서 L1S2_CA는 상기 제1 렌즈(110)의 상 측 면(제2 면(S2))의 유효경의 최대 크기(clear aperture; CA)를 의미하고, L1S2_CH는 상기 제1 렌즈(110)의 상 측 면(제2 면(S2))의 유효경의 최소 크기(clear height; CH)를 의미한다.
자세하게, 상기 [수학식 23]은 상기 광학계(1000)를 보다 슬림하게 제공하기 위해 0.56 < L1S2_CH / L1S2_CA < 0.9를 만족할 수 있다. 더 자세하게, 상기 [수학식 23]은 0.6 < L1S2_CH / L1S2_CA < 0.85를 만족할 수 있다.
[수학식 24]
0.52 < L2S1_CH / L2S1_CA < 0.98
수학식 24에서 L2S1_CA는 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(제3 면(S3))의 유효경의 최대 크기(clear aperture; CA)를 의미하고, L2S1_CH는 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(제3 면(S3))의 유효경의 최소 크기(clear height; CH)를 의미한다.
자세하게, 상기 [수학식 24]는 상기 광학계(1000)를 보다 슬림하게 제공하기 위해 0.56 < L2S1_CH / L2S1_CA < 0.9를 만족할 수 있다. 더 자세하게, 상기 [수학식 24]는 0.6 < L2S1_CH / L2S1_CA < 0.85를 만족할 수 있다.
[수학식 25]
L1S2_CA > L1S1_CA > L2S1_CA
수학식 25에서 L1S1_CA는 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 유효경의 최대 크기(clear aperture; CA)를 의미하고, L1S2_CA는 상기 제1 렌즈(110)의 상 측 면(제2 면(S2))의 유효경의 최대 크기(clear aperture; CA)를 의미한다. 또한, L2S1_CA는 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(제3 면(S3))의 유효경의 최대 크기(clear aperture; CA)를 의미한다.
[수학식 26]
L1S1_CH = L1S2_CH = L2S1_CH
수학식 26에서 L1S1_CH는 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 유효경의 최소 크기(clear height; CH)를 의미하고, L1S2_CH는 상기 제1 렌즈(110)의 상 측 면(제2 면(S2))의 유효경의 최소 크기(clear height; CH)를 의미한다. 또한, L2S1_CH는 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(제3 면(S3))의 유효경의 최소 크기(clear height; CH)를 의미한다.
[수학식 27]
1.4 < n1d < 1.6
수학식 27에서 n1d는 상기 제1 렌즈(110)의 굴절률(Refractive index index)을 의미한다.
[수학식 28]
1.4 < n2d < 1.6
수학식 28에서 n2d는 상기 제2 렌즈(120)의 굴절률(Refractive index)을 의미한다.
[수학식 29]
40 < V1d < 80
수학식 29에서 V1d는 상기 제1 렌즈(110)의 아베수(Abbe-number)를 의미한다.
[수학식 30]
40 < V2d < 80
수학식 30에서 V2d는 상기 제2 렌즈(120)의 아베수(Abbe-number)를 의미한다.
[수학식 31]
F# < 3
수학식 31에서 F#는 상기 광학계(1000)의 F-number를 의미한다.
[수학식 32]
4 < TTL / ImgH < 6.5
수학식 32에서 TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미하고, ImgH는 광축(OA)과 중첩되는 상기 이미지 센서(300)의 상면 중심 0 필드(filed) 영역에서 상기 이미지 센서(300)의 1.0 필드(field) 영역까지의 상기 광축(OA)의 수직 방향 거리를 의미한다. 즉, 상기 ImgH는 상기 이미지 센서(300)의 유효 영역의 대각 방향 길이의 1/2 값을 의미한다.
[수학식 33]
1 < BFL / ImgH < 3.5
수학식 33에서 BFL(Back focal length)은 상기 제5 렌즈(150)의 상 측 면(제10 면(S10))의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미하고, ImgH는 광축(OA)과 중첩되는 상기 이미지 센서(300)의 상면 중심 0 필드(filed) 영역에서 상기 이미지 센서(300)의 1.0 필드(field) 영역까지의 상기 광축(OA)의 수직 방향 거리를 의미한다. 즉, 상기 ImgH는 상기 이미지 센서(300)의 유효 영역의 대각 방향 길이의 1/2 값을 의미한다.
[수학식 34]
1.5 < TTL / BFL < 3.5
수학식 34에서 TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미하고, BFL(Back focal length)은 상기 제5 렌즈(150)의 상 측 면(제10 면(S10))의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
[수학식 35]
1 < EFL / TTL < 1.5
수학식 35에서 EFL은 광학계(1000)의 유효 초점 거리(Effective Focal Length)를 의미하고, TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
[수학식 36]
2 < EFL / BFL < 3
수학식 36에서 EFL은 광학계(1000)의 유효 초점 거리(Effective Focal Length)를 의미하고, BFL(Back focal length)은 상기 제5 렌즈(150)의 상 측 면(제10 면(S10))의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
[수학식 37]
2 < EFL / EPD < 4
수학식 37에서 EFL은 광학계(1000)의 유효 초점 거리(Effective Focal Length)를 의미하고, EPD는 상기 광학계(1000)의 입사동의 직경(Entrance Pupil size)을 의미한다.
[수학식 38]
Figure pat00001
수학식 38에서 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 37 중 적어도 하나의 수학식을 만족할 수 있다. 특히, 상기 광학계(1000)는 제1 면(S1)보다 큰 유효경을 가지는 적어도 하나의 렌즈면을 포함하며 향상된 광학 특성을 가질 수 있다.
또한, 상기 광학계(1000)의 복수의 렌즈들(100) 중 적어도 하나의 렌즈는 비원형 형상, 예컨대 디-컷(D-cut) 형상을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120)는 비원형 형상을 가질 수 있다. 더 자세하게, 상기 제1 내지 제3 면(S1, S2, S3)의 유효 영역은 비원형 형상을 가질 수 있고, 상기 세개의 면을 제외한 나머지 면(S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10)의 유효 영역은 원형 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 보다 소형으로 구현 가능하며, 모든 렌즈가 원형 형상을 가지는 광학계와 비교하여 보다 컴팩트(compact)하게 제공될 수 있다.
또한, 상기 광학계(1000)의 적어도 하나의 면이 상술한 비원형 형상을 가짐에 따라, 상기 비원형 렌즈면의 유효 영역은 감소할 수 있고 이로 인해 광학 특성이 저하될 수 있다. 그러나, 실시예에 따른 광학계(1000)는 상술한 수학식 1 내지 수학식 37 중 적어도 하나의 수학식을 만족함에 따라 유효 영역 감소에 따른 성능 저하를 방지 또는 최소화할 수 있다.
또한, 상기 광학계(1000)가 수학식 1 내지 수학식 37 중 적어도 하나의 수학식을 만족할 경우 폴디드(folded) 카메라에 적용 가능할 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)는 상기 광 경로 변경 부재를 포함하여 적용된 기기의 표면과 수직한 방향으로 입사된 광을 상기 기기의 표면과 평행한 방향으로 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 복수의 렌즈를 포함하는 상기 광학계(1000)는 상기 기기 내에서 보다 얇은 두께를 가질 수 있으며, 상기 기기는 보다 얇게 제공될 수 있다.
렌즈 면 곡률 반경 (mm) 두께 또는 간격 (mm) 굴절률 아베수
제1 렌즈 제1 면 -54.5900 0.5494 1.5368 55.6762
제2 면 -7.1533 0.0500
제2 렌즈 제3 면 2.8652 1.3000 1.5368 55.6762
제4 면 5.8532 0.2812
제3 렌즈 제5 면
(stop)		 -347.7532 0.8257 1.6580 21.4847
제6 면 5.1670 1.1500
제4 렌즈 제7 면 28.7814 0.5860 1.5928 28.2687
제8 면 4.2894 1.0500
제5 렌즈 제9 면 3.8192 0.5097 1.6206 25.9493
제10 면 11.2228
렌즈 면 유효경의 최대 크기(Clear aperture; CA) (mm) 유효경의 최소 크기(Clear height; CH) (mm)
제1 렌즈 제1 면 1.9500 1.6000
제2 면 1.9603 1.6000
제2 렌즈 제3 면 1.8493 1.6000
제4 면 1.5498 -
제3 렌즈 제5 면 1.5162 -
제6 면 1.3557 -
제4 렌즈 제7 면 1.2790 -
제8 면 1.2414 -
제5 렌즈 제9 면 1.4082 -
제10 면 1.4000 -
항목 실시예
EFL 11.0808 mm
TTL 11.0000 mm
BFL 4.6979 mm
F# 2.8412
ImgH 2.0510 mm
bf2 10.4006 mm
EPD 3.9000 mm
f1 15.2734 mm
f2 9.0762 mm
f3 -7.7303 mm
f4 -8.5793 mm
f5 9.0888 mm
표 1은 실시예에 따른 제1 내지 제5 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150)의 곡률 반경, 각 렌즈의 중심 두께(mm)(thickness), 각 렌즈 사이의 중심 간격(mm)(distance), 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number)에 대한 것이다.
또한, 표 2는 상기 제1 내지 제5 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150)의 최대 유효경 크기(clear aperture; CA) 및 최소 유효경의 크기(clear aperture; CH)에 대한 것이다.
또한, 표 3은 실시예에 따른 광학계(1000)의 TTL(Total track length), EFL(Effective Focal Length), BFL(Back focus length) 및 복수의 렌즈들(100)의 초점 거리(focal length) 등에 대한 것이다.
표 1을 참조하면, 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120)의 굴절률은 서로 동일할 수 있다. 또한, 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120)의 굴절률은 상기 제3 렌즈(130)의 굴절률보다 작을 수 있다. 또한, 상기 제4 렌즈(140) 및 상기 제5 렌즈(150)의 굴절률은 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120)의 굴절률보다 클 수 있고, 상기 제3 렌즈(130)의 굴절률보다 작을 수 있다.
상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120)의 아베수는 서로 동일할 수 있다. 또한, 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120)의 아베수는 상기 제3 렌즈(130)의 아베수보다 클 수 있다. 또한, 상기 제4 렌즈(140) 및 상기 제5 렌즈(150)의 아베수는 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120)의 아베수보다 작을 수 있고, 상기 제3 렌즈(130)의 아베수보다 클 수 있다.
또한, 표 2를 참조하면, 상기 제1 내지 제5 렌즈(110, 120, 130, 140, 150)의 각 면들(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10)은 설정된 유효경의 크기를 가질 수 있다.
자세하게, 상기 광학계(1000)에서 상기 제2 면(S2)의 유효경의 최대 크기(Clear aperture; CA)는 상기 제1 면(S1)의 유효경의 최대 크기(Clear aperture; CA)보다 클 수 있고, 상기 제1 면(S1)의 유효경의 최대 크기(Clear aperture; CA)는 상기 제3 면(S3)의 유효경의 최대 크기(Clear aperture; CA)보다 클 수 있다.
또한, 상기 제1 면(S1), 상기 제2 면(S2) 및 상기 제3 면(S3)의 유효경의 최소 크기(Clear height; CH)는 서로 동일할 수 있다. 이때, 상기 제1 내지 제3 면(S1, S2, S3)의 최소 유효경의 크기(Clear height; CH)는 상기 제4 내지 제10 면(S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10)의 최대 유효경의 크기(Clear aperture; CA)보다 클 수 있다.
또한, 표 3을 참조하면, 상기 광학계(1000)의 유효 초점 거리(EFL)는 상기 제1 렌즈(110)의 초점 거리(f1)보다 작을 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)의 유효 초점 거리(EFL)는 상기 제2 렌즈(120)의 초점 거리(f2)보다 클 수 있다. 그리고, 상기 제1 내지 제5 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150) 중 상기 제1 렌즈(110)의 초점 거리(f1)가 가장 클 수 있다.
수학식 실시예
수학식 1 0.9 < L1S1_CA / L1S2_CA < 1 0.995
수학식 2 1 < L1S1_CA / L2S1_CA < 1.2 1.054
수학식 3 1 < L1S1_CA/ L2S2_CA < 1.35 1.258
수학식 4 7 < EFL < 40 11.081
수학식 5 6.5 < L1R1 / L1R2 < 8.5 7.631
수학식 6 |-20 < L1R1 / L2R1 < -15 -19.053
수학식 7 |-3 < L1R2 / L2R1 < -1 -2.497
수학식 8 0 .1 < L1R1 / L3R1 < 0.8 0.157
수학식 9 |-130 < L3R1 / L2R1 < -110 -121.372
수학식 10 0.1 < L1_CT / L2_CT < 0.75 0.423
수학식 11 0.5 < L1_CT / L3_CT < 0.9 0.665
수학식 12 0.1 < d12 / d23 < 0.4 0.178
수학식 13 20 < d34 / d12 < 30 23.000
수학식 14 3.5 < d34 / d23 < 7 4.090
수학식 15 0.5 < d34 / d45 < 2 1.095
수학식 16 5 < L1_CT / d12 < 15 10.988
수학식 17 20 < L2_CT / d12 < 30 26.000
수학식 18 1 < f1 / f2 < 2 1.683
수학식 19 1 < f1 / TTL < 1.8 1.378
수학식 20 0.5 < f2 / TTL < 1.2 0.819
수학식 21 1 < TTL / bf2 < 1.2 1.058
수학식 22 0.52 < L1S1_CH / L1S1_CA < 0.98 0.821
수학식 23 0.52 < L1S2_CH / L1S2_CA < 0.98 0.816
수학식 24 0.52 < L2S1_CH / L2S1_CA < 0.98 0.865
수학식 25 L1S2_CA > L1S1_CA > L2S1_CA 만족
수학식 26 L1S1_CH = L1S2_CH = L2S1_CH 만족
수학식 27 1.4 < n1d < 1.6 1.537
수학식 28 1.4 < n2d < 1.6 1.537
수학식 29 40 < V1d <80 55.676
수학식 30 40 < V2d <80 55.676
수학식 31 F# < 3 2.841
수학식 32 4 < TTL / ImgH < 6.5 5.363
수학식 33 1 < BFL / ImgH < 3.5 2.291
수학식 34 1.5 < TTL / BFL < 3.5 2.341
수학식 35 1 < EFL / TTL < 1.5 1.007
수학식 36 2 < EFL / BFL < 3 2.359
수학식 37 2 < EFL / EPD < 4 2.841
표 4는 상술한 수학식들에 대한 실시예에 따른 광학계(1000)의 결과값이다.
표 4를 참조하면, 실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 37 중 적어도 하나를 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 37을 모두 만족하는 것을 알 수 있다.
이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000)는 도 4 내지 도 7과 같은 광학 특성을 가질 수 있다.
자세하게, 도 4는 실시예에 따른 광학계(1000)의 수차도에 대한 그래프로, 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 도 4에서 X축은 초점 거리(mm) 또는 왜곡도(%)를 나타낼 수 있고, Y축은 이미지의 높이(height)를 의미할 수 있다. 또한, 구면 수차에 대한 그래프는 약 435nm, 약 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.
또한, 도 5는 실시예에 따른 광학계(1000)에서 렌즈 위치에 따라 회절(diffraction) MTF 특성을 나타내는 그래프이고, 도 6은 실시예에 따른 광학계(1000)의 색수차를 보인 수차도이다.
또한, 도 7은 실시예에 따른 광학계(1000)의 코마 수차(Coma aberration)에 대한 그래프로, 상면의 높이(field height)에 따라 약 435nm, 약 486nm, 약 546nm, 약 587nm, 약 656nm 파장 대역의 광의 탄젠셜(tangential) 성분과 새저틀(sagittal) 성분의 수차를 측정한 그래프이다. 코마 수차 그래프의 해석은 양의 축과 음의 축에서 각각 X축에 근접할수록 코마 수차 보정 기능이 좋은 것으로 해석할 수 있다.
즉, 실시예에 따른 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)는 제1 렌즈(110)의 제1 면(S1)보다 큰 유효경(clear aperture) 크기를 가지는 적어도 하나의 렌즈면을 포함하며 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 도 4 내지 도 7을 참조하면, 상기 광학계(1000)는 우수한 수차 특성을 가지는 것을 알 수 있고, 도 7과 같이 거의 모든 필드에서 측정 값이 X축에 인접하게 나타나므로 우수한 코마 수차 보정 기능을 가지는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 광학계(1000)에서 적어도 하나의 렌즈는 비원형 형상, 예컨대 디-컷(D-cut) 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 소형으로 구현 가능함과 동시에 향상된 광학 성능을 가지며, 원형 형상만으로 이루어진 광학계 대비 컴팩트(compact)하게 제공될 수 있다.
또한, 상기 광학계(1000)는 복수의 렌즈 및 광 경로 변경 부재(미도시)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 보다 얇은 두께를 가질 수 있는 폴디드(folded) 카메라에 적용 가능하며, 상기 카메라를 포함하는 기기를 얇은 두께로 제조할 수 있다.
도 8은 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 상기 이동 단말기(1)는 후면에 제공되는 카메라 모듈(10)을 포함할 수 있다.
상기 카메라 모듈(10)은 이미지 촬영 기능을 포함할 수 있다. 또한, 상기 카메라 모듈(10)은 자동 초점(Auto focus), 줌(zoom) 기능 및 OIS 기능 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 카메라 모듈(10)은 촬영 모드 또는 화상 통화 모드에서 이미지 센서(300)에 의해 얻어지는 정지 영상 이미지 또는 동영상의 화상 프레임을 처리할 수 있다. 처리된 화상 프레임은 상기 이동 단말기(1)의 디스플레이부(미도시)에 표시될 수 있으며 메모리(미도시)에 저장될 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만 상기 이동 단말기(1)의 전면에도 상기 카메라 모듈이 더 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 카메라 모듈(10)은 제1 카메라 모듈(10A) 및 제2 카메라 모듈(10B)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 카메라 모듈(10A) 및 상기 제2 카메라 모듈(10B) 중 적어도 하나는 상술한 광학계(1000)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈(10)은 향상된 광학 특성을 가질 수 있고, 슬림한 구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 이동 단말기(1)는 자동 초점 장치(31)를 더 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 레이저를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 상기 카메라 모듈(10)의 이미지를 이용한 자동 초점 기능이 저하되는 조건, 예컨대 10m 이하의 근접 또는 어두운 환경에서 주로 사용될 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 수직 캐비티 표면 방출 레이저(VCSEL) 반도체 소자를 포함하는 발광부와, 포토 다이오드와 같은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 수광부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이동 단말기(1)는 플래쉬 모듈(33)을 더 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(33)은 내부에 광을 발광하는 발광소자를 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(33)은 이동 단말기의 카메라 작동 또는 사용자의 제어에 의해 작동될 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
제1 렌즈: 110 제2 렌즈: 120
제3 렌즈: 130 제4 렌즈: 140
제5 렌즈: 150 이미지 센서: 500
카메라 모듈: 10 이동 단말기: 1

Claims (12)

  1. 물체 측으로부터 상 측 방향으로 광축을 따라 순차적으로 배치되는 제1 내지 제5 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈는 양의 굴절력을 가지고,
    상기 제2 렌즈는 양의 굴절력을 가지고,
    상기 제1 내지 제5 렌즈 각각은 물체 측 면 및 상 측 면을 포함하고,
    상기 제1 렌즈의 상 측 면, 상기 제2 내지 제5 렌즈의 물체 측 면 및 상 측 면 중 적어도 하나의 면은, 상기 제1 렌즈의 물체 측 면보다 큰 유효경(Clear aperture) 크기를 가지는 광학계.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 상 측 면의 유효경의 크기는 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 유효경의 크기보다 큰 광학계.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 물체 측 면은 오목한 광학계.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 하기 수학식 1을 만족하는 광학계.
    [수학식 1]
    0.95 < L1S1_CA / L1S2_CA < 1
    (수학식 1에서 L1S1_CA은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 유효경(Clear aperture; CA) 크기를 의미하고, L1S2_CA는 상기 제1 렌즈의 상 측 면의 유효경의 크기(Clear aperture; CA)를 의미한다.)
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 광학계의 유효 초점 거리(Effective Focal Length)는 하기 수학식 2를 만족하는 광학계.
    [수학식 2]
    7 < EFL < 40
    (수학식 2에서 EFL은 상기 광학계의 유효 초점 거리를 의미한다.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 렌즈는 하기 수학식 3을 만족하는 광학계.
    [수학식 3]
    0.1 < L1_CT / L2_CT < 0.75
    (수학식 3에서 L1_CT는 상기 제1 렌즈의 중심 두께를 의미하고, L2_CT는 상기 제2 렌즈의 중심 두께를 의미한다.)
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학계의 F-number는 3미만인 광학계.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 물체와 상기 제1 내지 제5 렌즈 사이에 배치되는 광 경로 변경 부재를 더 포함하고,
    상기 광 경로 변경 부재는, 상기 광 경로 변경 부재에 제1 방향으로 입사된 광의 경로를 상기 제1 내지 제5 렌즈의 배치 방향인 제2 방향으로 변경하는 광학계.
  9. 물체 측으로부터 상 측 방향으로 광축을 따라 순차적으로 배치되는 제1 내지 제5 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈는 양의 굴절력을 가지고,
    상기 제2 렌즈는 양의 굴절력을 가지고,
    상기 제1 렌즈는 상 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지고,
    상기 제2 렌즈의 물체 측면은 볼록하고,
    상기 제1 내지 제5 렌즈 중 적어도 하나의 렌즈는 비원형 형상을 가지는 광학계.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제5 렌즈 각각은 물체 측 면 및 상 측 면을 포함하고,
    상기 제1 렌즈의 상 측 면, 상기 제2 내지 제5 렌즈의 물체 측 면 및 상 측 면 중 적어도 하나의 면은, 상기 제1 렌즈의 물체 측 면보다 큰 유효경(Clear aperture) 크기를 가지는 광학계.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 물체 측면은 비원형 형상을 가지며, 하기 수학식 4를 만족하는 광학계.
    [수학식 4]
    0.52 < L1S1_CH / L1S1_CA < 0.98
    (수학식 4에서 L1S1_CA는 상기 제1 렌즈의 유효경의 최대 크기(Clear aperture; CA)를 의미하고, L1S1_CH는 비원형 형상에 따른 상기 제1 렌즈의 유효경의 최소 크기(Clear height; CH)를 의미한다.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 상 측 면 및 상기 제2 렌즈의 물체 측 면은 비원형 형상을 가지는 광학계.
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