KR20220093930A

KR20220093930A - 차량용 광학계 및 카메라 모듈

Info

Publication number: KR20220093930A
Application number: KR1020200185116A
Authority: KR
Inventors: 손창균
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2020-12-28
Filing date: 2020-12-28
Publication date: 2022-07-05
Also published as: WO2022145994A1; CN116830004A

Abstract

발명의 실시예에 개시된 차량용 광학계는 물체측에서 상측 방향으로 광축을 따라 배치된 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈 및 제6렌즈를 포함하며, 상기 제1렌즈는 광축 상에서 볼록한 물체측 제1면과 오목한 상측 제2면을 포함하며, 상기 제2렌즈는 물체측 제3면과 상측 제4면을 포함하며, 상기 제3렌즈는 물체측 제5면과 상측 제6면을 포함하며, 상기 제4렌즈는 물체측 제7면과 상측 제8면을 포함하며, 상기 제5렌즈는 물체측 제9면과 상측 제10면을 포함하며, 상기 제6렌즈는 광축 상에서 볼록한 물체측 제11면과 오목한 상측 제12면을 포함하며, 상기 제1렌즈의 유효경은 상기 제2 내지 제6렌즈 각각의 유효경보다 크며, 상기 제1렌즈는 유리 재질을 포함하며, 상기 제6렌즈는 제11면과 제12면이 비구면이며 플라스틱 재질이며, 상기 제2 내지 제6 렌즈 중에서 적어도 3매는 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 렌즈와 유리 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 실시 예는 플라스틱 렌즈와 유리 렌즈들이 광축 방향으로 정렬된 적어도 6매의 렌즈를 갖는 광학계 및 이를 구비한 카메라 모듈을 제공할 수 있다.

발명의 실시예에 따른 차량용 광학계는 물체측에서 상측 방향으로 광축을 따라 배치된 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈 및 제6렌즈을 포함하며, 상기 제1렌즈는 광축 상에서 볼록한 물체측 제1면과 오목한 상측 제2면을 포함하며, 상기 제2렌즈는 물체측 제3면과 상측 제4면을 포함하며, 상기 제3렌즈는 물체측 제5면과 상측 제6면을 포함하며, 상기 제4렌즈는 물체측 제7면과 상측 제8면을 포함하며, 상기 제5렌즈는 물체측 제9면과 상측 제10면을 포함하며, 상기 제6렌즈는 광축 상에서 볼록한 물체측 제11면과 오목한 상측 제12면을 포함하며, 상기 제1렌즈의 유효경은 상기 제2 내지 제6렌즈 각각의 유효경보다 크며, 상기 제1렌즈는 유리 재질을 포함하며, 상기 제6렌즈는 제11면과 제12면이 비구면이며, 플라스틱 재질이며, 상기 제2 내지 제6 렌즈 중에서 적어도 3매는 플라스틱 재질일 수 있다.

발명의 실시 예에 의하면, 상기 제2렌즈는 유리 재질이며, 상기 광학계에서 플라스틱 재질의 렌즈와 유리 재질의 렌즈의 비율은 1:1일 수 있다.

발명의 실시 예에 의하면, 상기 제2렌즈는 유리 재질이며, 상기 광학계에서 플라스틱 재질의 렌즈와 유리 재질의 렌즈의 비율은 2:1일 수 있다.

발명의 실시 예에 의하면, 상기 광학계에서 TTL은 40mm 이하이며, F 넘버는 1.7 내지 2.2일 수 있다.

발명의 실시 예에 의하면, 상기 제5렌즈의 중심 두께는 광학계의 렌즈 중에서 가장 두꺼울 수 있다. 상기 제1 및 제2렌즈 사이의 간격은 광학계 내의 렌즈들 사이의 간격 중에서 가장 클 수 있다. 상기 제1렌즈의 아베수는 광학계의 렌즈 중에서 가장 크며, 70 이상일 수 있다. 광축 상에서 상기 제2렌즈는 제3면이 볼록하며 제4면이 볼록하며, 광축 상에서 상기 제3렌즈는 제5면이 볼록하며 제6면이 오목하며, 광축 상에서 상기 제4렌즈는 제7면이 볼록하며 제8면이 오목하며, 광축 상에서 상기 제5렌즈는 제9면이 볼록하며 제10면이 볼록할 수 있다.

발명의 실시 예에 의하면, 상기 제2렌즈의 중심 두께는 광학계의 렌즈 중에서 가장 두꺼우며, 상기 제1 및 제2렌즈 사이의 간격은 광학계 내의 렌즈들 사이의 간격 중에서 가장 클 수 있다. 상기 제1렌즈의 아베수는 광학계의 렌즈 중에서 가장 크며, 70 이상이며, 상기 제3렌즈와 상기 제6렌즈의 아베수는 30 이하일 수 있다. 광축 상에서 상기 제2렌즈는 제3면이 볼록하며 제4면이 오목하며, 광축 상에서 상기 제3렌즈는 제5면이 볼록하며 제6면이 볼록하며, 광축 상에서 상기 제4렌즈는 제7면이 볼록하며 제8면이 볼록하며, 광축 상에서 상기 제5렌즈는 제9면이 볼록하며 제10면이 오목할 수 있다.

발명의 실시 예에 의하면, 상기 제2렌즈의 중심 두께가 광학계의 렌즈 중에서 가장 두꺼우며, 상기 제2 및 제3렌즈 사이의 간격은 광학계 내의 렌즈들 사이의 간격 중에서 가장 클 수 있다. 상기 제1렌즈의 아베수는 광학계의 렌즈 중에서 가장 크며, 70 이상이며, 상기 제4렌즈의 아베수는 30 이하일 수 있다. 광축 상에서 상기 제2렌즈는 제3면이 오목하며 제4면이 볼록하며, 광축 상에서 상기 제3렌즈는 제5면이 볼록하며 제6면이 오목하며, 광축 상에서 상기 제4렌즈는 제7면이 볼록하며 제8면이 오목하며, 광축 상에서 상기 제5렌즈는 제9면이 볼록하며 제10면이 오목할 수 있다.

발명의 실시 예에 의하면, 상기 제2렌즈의 중심 두께는 광학계의 렌즈 중에서 가장 두꺼우며, 상기 제4렌즈의 중심 두께는 광학계의 렌즈 중에서 가장 얇고, 상기 제3 및 제4렌즈 사이의 간격은 광학계 내의 렌즈들 사이의 간격 중에서 가장 클 수 있다. 상기 제1,3렌즈의 아베수는 광학계의 렌즈 중에서 가장 크며, 70 이상이며, 상기 제4렌즈의 아베수는 30 이하일 수 있다. 광축 상에서 상기 제2렌즈는 제3면이 오목하며 제4면이 볼록하며, 광축 상에서 상기 제3렌즈는 제5면이 볼록하며 제6면이 오목하며, 광축 상에서 상기 제4렌즈는 제7면이 오목하며 제8면이 오목하며, 광축 상에서 상기 제5렌즈는 제9면이 볼록하며 제10면이 볼록할 수 있다.

발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1렌즈는 부의 굴절력을 가지며, 상기 제2렌즈는 정의 굴절력을 가지며, 상기 제5렌즈는 정의 굴절력을 가지며, 상기 제6렌즈는 부의 굴절력을 가질 수 있다.

발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈은, 이미지 센서; 상기 이미지 센서 상에 광학 필터; 상기 광학 필터와 상기 이미지 센서 사이에 배치된 커버 글라스; 물체측에서 상측 방향으로 광축을 따라 배치된 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈 및 제6렌즈를 포함하는 광학계; 및 상기 제3렌즈의 상측 둘레 또는 상기 제3렌즈의 물체측 둘레에 배치된 조리개를 포함하며, 상기 제1렌즈는 광축 상에서 볼록한 물체측 제1면과 오목한 상측 제2면을 포함하며, 상기 제6렌즈는 광축 상에서 볼록한 물체측 제11면과 오목한 상측 제12면을 포함하며, 상기 제1렌즈의 유효경은 상기 제2 내지 제6렌즈 각각의 유효경보다 크며, 상기 제1 및 제2렌즈는 유리 재질을 포함하며, 상기 제6렌즈는 제11면과 제12면이 비구면이며, 플라스틱 재질이며, 상기 제2 내지 제6 렌즈 중에서 적어도 3매는 플라스틱 재질이며, 상기 제1 내지 제6렌즈 중에서 플라스틱 재질의 렌즈와 유리 재질의 렌즈의 비율은 1:1 내지 2:1일 수 있다.

발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1렌즈는 부의 굴절력을 가지며, 상기 제2렌즈는 정의 굴절력을 가지며, 상기 제5렌즈는 정의 굴절력을 가지며, 상기 제6렌즈는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3렌즈는 정 또는 부의 굴절력을 가지며, 상기 제4렌즈는 정 또는 부의 굴절력을 가질 수 있다.

발명의 실시 예에 따른 광학계는 플라스틱 재질의 렌즈와 유리 재질의 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 3은 도 2의 광학계에서 상고(image height)에 따른 주변 광량비(Relative Illumination)를 나타낸 그래프이다.
도 4는 도 2의 광학계에서 수차 특성에 따른 수평 및 수직 화각(FOV)을 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 7은 도 2의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프로서, 공간 주파수(spatial frequency)에 따른 휘도 비(modulation)를 나타낸 그래프이다.
도 8 내지 도 10은 도 2의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프로서, 디포커싱 포지션(defocusing position)에 따른 휘도 비를 나타낸 그래프이다.
도 11 내지 도 13은 도 2의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration), 상면 만곡(Astigmatic field curves), 및 왜곡(Distortion) 그래프를 나타낸 도면이다.
도 14 내지 도 16은 도 2의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 횡 방향 색수차(lateral color aberration)에 따른 실제 상고를 나타낸 그래프이다.
도 17는 발명의 제2실시예에 따른 차량용 광학계를 나타낸 측 단면도이다.
도 18은 도 17의 광학계에서 상고(image height)에 따른 주변 광량비(Relative Illumination)를 나타낸 그래프이다.
도 19는 도 17의 광학계에서 수차 특성에 따른 수평 및 수직 화각(FOV)을 나타낸 도면이다.
도 20 내지 도 22는 도 17의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프로서, 공간 주파수(spatial frequency)에 따른 휘도 비(modulation)를 나타낸 그래프이다.
도 23 내지 25는 도 17의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프로서, 디포커싱 포지션(defocusing position)에 따른 휘도 비를 나타낸 그래프이다.
도 26 내지 도 28은 도 17의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration), 상면 만곡(Astigmatic field curves), 및 왜곡(Distortion) 그래프를 나타낸 도면이다.
도 29 내지 도 31은 도 17의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 횡 방향 색수차에 따른 실제 상고를 나타낸 그래프이다.
도 32는 발명의 제3 실시예에 따른 차량용 광학계를 나타낸 측 단면도이다.
도 33은 도 32의 광학계에서 상고(image height)에 따른 주변 광량비(Relative Illumination)를 나타낸 그래프이다.
도 34는 도 32의 광학계에서 수차 특성에 따른 수평 및 수직 화각(FOV)을 나타낸 도면이다.
도 35 내지 도 37은 도 32의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프로서, 디포커싱 포지션(defocusing position)에 따른 휘도 비를 나타낸 그래프이다.
도 38 내지 40은 도 32의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프로서, 디포커싱 포지션(defocusing position)에 따른 휘도 비를 나타낸 그래프이다.
도 41 내지 도 43은 도 32의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration), 상면 만곡(Astigmatic field curves), 및 왜곡(Distortion) 그래프를 나타낸 도면이다.
도 44 내지 도 46은 도 32의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 횡 방향 색수차에 따른 실제 상고를 나타낸 그래프이다.
도 47는 발명의 제4실시예에 따른 차량용 광학계를 나타낸 측 단면도이다.
도 48은 도 47의 광학계에서 상고(image height)에 따른 주변 광량비(Relative Illumination)를 나타낸 그래프이다.
도 49는 도 47의 광학계에서 수차 특성에 따른 수평 및 수직 화각(FOV)을 나타낸 도면이다.
도 50 내지 도 52는 도 47의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프로서, 디포커싱 포지션(defocusing position)에 따른 휘도 비를 나타낸 그래프이다.
도 53 내지 55는 도 47의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프로서, 디포커싱 포지션(defocusing position)에 따른 휘도 비를 나타낸 그래프이다.
도 56 내지 도 58은 도 47의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration), 상면 만곡(Astigmatic field curves), 및 왜곡(Distortion) 그래프를 나타낸 도면이다.
도 59 내지 도 61은 도 47의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 횡 방향 색수차에 따른 실제 상고를 나타낸 그래프이다.
도 62는 발명의 제5실시예에 따른 차량용 광학계를 나타낸 측 단면도이다.
도 63은 도 62의 광학계에서 상고(image height)에 따른 주변 광량비(Relative Illumination)를 나타낸 그래프이다.
도 64는 도 62의 광학계에서 수차 특성에 따른 수평 및 수직 화각(FOV)을 나타낸 도면이다.
도 65 내지 도 67은 도 62의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프로서, 디포커싱 포지션(defocusing position)에 따른 휘도 비를 나타낸 그래프이다.
도 68 내지 70은 도 62의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프로서, 디포커싱 포지션(defocusing position)에 따른 휘도 비를 나타낸 그래프이다.
도 71 내지 도 73은 도 62의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration), 상면 만곡(Astigmatic field curves), 및 왜곡(Distortion) 그래프를 나타낸 도면이다.
도 74 내지 도 76은 도 72의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 횡 방향 색수차에 따른 실제 상고를 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.

발명의 설명에서 첫 번째 렌즈는 물체 측에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 마지막 렌즈는 상 측(또는 센서면)에 가장 가까운 렌즈를 의미한다. 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 볼록하다는 의미는 해당 렌즈의 물체 측면에서 광축 부근이 볼록하다는 의미이지 광축 주변이 볼록하다는 의미는 아니다. 따라서, 렌즈의 물체 측면이 볼록하다고 설명된 경우라도, 해당 렌즈의 물체 측면에서 광축 주변 부분은 오목할 수 있다. 본 명세서에서 렌즈의 두께 및 곡률 반지름은 해당 렌즈의 광축을 기준으로 측정된 것임을 밝혀둔다.

<실시 예>

도 1은 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈 또는 광학계가 적용된 차량의 평면도의 예이다.

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, 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 ㎜이며, 광축을 기준으로 측정된 것임을 밝혀둔다. 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. 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 2매의 유리 재질의 렌즈와 적어도 3매의 플라스틱 재질의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 광학계 내의 렌즈 들 중에서 유리 재질의 렌즈와 플라스틱 재질의 렌즈의 매수 비율은 1:2 내지 2:1의 범위일 수 있다. 상기 광학계 내의 전체 렌즈들 중에서 유리 재질의 렌즈는 50% 이하 예컨대, 35% 이하일 수 있으며, 플라스틱 재질의 렌즈는 전체 렌즈들 중에서 50% 이상 예컨대, 75% 이상일 수 있다. 상기 광학계 내의 렌즈는 적어도 5매 이상 예컨대, 6매 이상의 렌즈를 포함할 수 있다.

<제1실시 예>

도 2는 발명의 제1실시예에 따른 차량용 광학계를 나타낸 측 단면도이며, 도 3은 도 2의 광학계에서 상고(image height)에 따른 주변 광량비(Relative Illumination)를 나타낸 그래프이며, 도 4는 도 2의 광학계에서 수차 특성에 따른 수평 및 수직 화각(FOV)을 나타낸 도면이고, 도 5 내지 도 7은 도 2의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프로서, 공간 주파수(spatial frequency)에 따른 휘도 비(modulation)를 나타낸 그래프이며, 도 8 내지 10은 도 2의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프로서, 디포커싱 포지션(defocusing position)에 따른 휘도 비를 나타낸 그래프이고, 도 11 내지 도 13은 도 2의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration), 상면 만곡(Astigmatic field curves), 및 왜곡(Distortion) 그래프를 나타낸 도면이며, 도 14 내지 도 16은 도 2의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 횡 방향 색수차에 따른 실제 상고를 나타낸 그래프이다.

도 2를 참조하면, 상기 광학계는 적어도 5매 이상의 렌즈(111,112,113,114,115,116)들이 적층될 수 있으며, 예컨대 4매 내지 8매 또는 4매 내지 6매의 렌즈가 적층될 수 있다. 상기 광학계는 적어도 5매 이상의 고체 렌즈를 포함할 수 있으며, 상기 고체 렌즈는 적어도 2매의 플라스틱 렌즈와 적어도 2매의 유리 렌즈를 포함할 수 있다. 발명의 실시 예에 따른 광학계에는 플라스틱 재질의 렌즈 개수는 유리 재질의 렌즈 개수와 같거나 더 높을 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(112) 및 제3 렌즈(113), 제4 렌즈(114), 제5 렌즈(115) 및 제6 렌즈(116)를 포함할 수 있다. 상기 광학계 또는 이를 갖는 카메라 모듈은 이미지 센서(190), 및 상기 이미지 센서(190)와 렌즈들 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)는 제2 렌즈(112)와 제3 렌즈(113) 사이 또는 제3 렌즈(113)과 제4 렌즈(114) 사이에 배치될 수 있다. 상기 조리개(ST)는 제2 렌즈(112)의 상측 면의 둘레, 제3 렌즈(113)의 물체측 또는 상측 면의 둘레, 또는 제4 렌즈(114)의 물체측 면의 둘레가 조리개로 기능할 수 있다.

상기 조리개(ST)를 기준으로 물체측에 배치된 렌즈 그룹을 제1 렌즈 군과 상측에 배치된 렌즈 그룹을 제2렌즈 군으로 구분할 수 있다. 즉, 제1 렌즈 군은 물체측에서 적어도 2매 또는 3매의 렌즈일 수 있으며, 제2 렌즈 군은 제1렌즈 군과 이미지 센서(190) 사이에서 적어도 3매 또는 4매의 렌즈를 포함할 수 있다.

상기 제1렌즈(111)는 피사체에 가장 가까운 렌즈이며, 유리 재질을 포함할 수 있다. 상기 제1렌즈(111)는 크라운 glass 재질로 형성될 수 있어, 광의 분산 값이 높을 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 구면일 수 있다. 상기 제1렌즈(111)는 부(-)의 굴절력을 가지며, 굴절률이 1.55 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. 상기 제2면(S2)의 외측 둘레는 플랫한 유효영역을 포함할 수 있다. 상기 제1면(S1)의 곡률 반경은 상기 제2면(S2)의 곡률 반경보다 4배 이상 클 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.

광축 상에서 상기 제1 렌즈(111)와 상기 제2 렌즈(112) 사이의 간격은 상기 광학계 내의 렌즈들 사이의 간격 중에서 가장 클 수 있다. 상기 제1 렌즈(111)와 상기 제2 렌즈(112) 사이의 간격은 제2 렌즈(112)와 제3 렌즈(113) 사이의 간격의 10 배 이상 예컨대, 14배 내지 20배의 범위 또는 14배 내지 18배의 범위일 수 있다. 상기 제1 렌즈(111)와 상기 제2 렌즈(112) 사이의 간격은 상기 제1 렌즈(111)의 중심 두께의 5배 이상 예컨대, 5 배 내지 10배의 범위 또는 6.5배 내지 9.5배의 범위일 수 있다. 상기 제1 렌즈(111)의 중심 두께는 상기 제2 렌즈(112)의 중심 두께보다 얇을 수 있으며, 예컨대, 1.5mm 이하 또는 1.2mm 이하일 수 있다.

상기 제1 렌즈(111)의 아베수(Vd)는 광학계의 렌즈 들 중에서 가장 클 수 있다. 상기 제1 렌즈(111)의 아베수(Vd)는 예컨대, 제3, 4렌즈(113,114)의 아베수(Vd)의 2배 이상일 수 있다. 상기 제1 렌즈(111)의 아베수(Vd)는 제2,5,6렌즈(112,115,116)의 아베수(Vd) 보다 클 수 있으며, 예컨대, 70 이상 또는 75 내지 90의 범위일 수 있다. 상기 제1렌즈(111)의 초점 거리는 절대 값으로 나타내면, 제2,4,5렌즈(112,114,115)의 초점 거리보다 클 수 있다.

상기 제1 렌즈(111)에서 빛이 입사되는 유효 경은 다른 제2 내지 제6렌즈(112,113,114,115,116)의 유효경보다 클 수 있다. 상기 제1 렌즈(111)에서 빛이 입사되는 유효 경은 제2 내지 제4렌즈(112,113,114)의 유효경보다 클 수 있다.

상기 제2렌즈(112)는 유리 재질일 수 있다. 상기 제2렌즈(112)는 정(+)의 굴절력을 가지며, 1.6 이상 또는 1.7 이상의 굴절률인 재질로 형성될 수 있다. 상기 제2렌즈(112)의 굴절률은 광학계의 렌즈 중에서 가장 높은 굴절률을 가질 수 있다.

상기 제2렌즈(112)는 제1렌즈(111)와 제3렌즈(113) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 렌즈(112)는 빛이 입사되는 제3면(S3)과 빛이 출사되는 제4면(S4)을 포함하며, 상기 제3면(S3)과 제4면(S4)은 모두 구면일 수 있다. 상기 제3면(S3)은 물체측으로 볼록하며, 제4면(S4)은 상측으로 볼록할 수 있다. 절대 값으로 나타내면, 상기 제3면(S3)의 곡률 반경은 제4면(S4)의 곡률 반경보다 작을 수 있으며, 예컨대 0.2 배 이하일 수 있다. 절대 값으로 나타낼 경우, 상기 제4면(S4)의 곡률 반경은 상기 제1면(S1)의 곡률 반경보다 클 수 있다. 절대 값으로 구해지는 상기 제4면(S4)의 곡률 반경은 광학계의 렌즈 들 중에서 가장 클 수 있다.

광축 상에서 상기 제2 렌즈(112)와 상기 제3 렌즈(113) 사이의 간격은 1mm 미만일 수 있다. 상기 제2 렌즈(112)의 중심 두께는 상기 제2,3렌즈(112,113) 사이의 간격의 2배 이상일 수 있으며, 1.5mm 이상 또는 1.5mm 내지 2.5mm의 범위일 수 있다. 상기 제2 렌즈(112)의 아베수(Vd)는 35 이상 예컨대, 40 이상일 수 있다. 상기 제2렌즈(112)의 초점 거리는 20mm 이하일 수 있다.

상기 제1,2렌즈(111,112)는 물체 측에서 유리 재질로 배치되어, 물체측을 통해 전달되는 열에 의한 팽창 문제를 줄여줄 수 있다. 상기 제2렌즈(112)는 유리 재질의 높은 굴절률을 갖고, 분산 값이 높은 굴절력을 갖고 있어, 입사되는 빛의 수차를 개선시켜 줄 수 있다.

상기 제2 렌즈(112)에서 빛이 입사되는 유효 경은 제3 및 제4렌즈(113,114)의 유효경보다 클 수 있다.

상기 제3렌즈(113)는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제3렌즈(113)는 부(-)의 굴절력을 가지며, 1.6 이상의 굴절률 또는 1.6 내지 1.72 범위의 굴절률로 형성될 수 있다. 상기 제3렌즈(113)는 제2,4렌즈(112,114) 사이에 배치될 수 있다.

상기 제3렌즈(113)는 빛이 입사되는 제5면(S5)과 빛이 출사되는 제6면(S6)을 포함하며, 상기 제5면(S5)과 제6면(S6)은 모두 비구면(asphere)일 수 있다. 상기 제5면(S5)은 물체측으로 볼록하며, 제6면(S6)은 오목할 수 있다. 상기 제3렌즈(113)는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 상기 제5면(S5)의 곡률 반경은 제6면(S6)의 곡률반경보다 더 클 수 있으며, 그 차이는 5mm 이하일 수 있다.

광축 상에서 상기 제3 렌즈(113)와 상기 제4 렌즈(114) 사이의 간격은 제2,3렌즈(112,113) 사이의 간격보다 클 수 있다. 상기 제3 렌즈(113)와 상기 제4 렌즈(114) 사이의 간격은 상기 제3 렌즈(113)의 중심 두께보다 클 수 있다. 상기 제3 렌즈(113)의 중심 두께는 1.5mm 이하 예컨대, 1.0mm 내지 1.5mm의 범위일 수 있다.

상기 제3,4렌즈(113,114)의 굴절률은 서로 동일하거나 0.3 이하의 차이를 가질 수 있다. 상기 제3,4렌즈(113,114)의 아베수(Vd)는 서로 동일하거나 10 이하의 차이를 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(113)의 아베수(Vd)는 30 미만 예컨대, 15 내지 29 범위일 수 있다. 상기 제3렌즈(113)의 초점 거리는 절대 값으로 구한 경우, 25mm 이상 예컨대, 25mm 내지 35mm 범위일 수 있다.

상기 제4렌즈(114)는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제4렌즈(114)는 부(-)의 굴절력을 가지며, 1.6 이상의 굴절률 또는 1.6 내지 1.72 범위의 굴절률로 형성될 수 있다. 상기 제4렌즈(114)는 제3,5렌즈(113,115) 사이에 배치될 수 있다. 여기서, 제3 내지 제6렌즈(113,114,115,116)의 재질이 플라스틱 재질로 형성될 경우, 렌즈의 비구면에 의해 광량을 증가시켜 줄 수 있다.

상기 제4렌즈(114)는 빛이 입사되는 제7면(S7)과 빛이 출사되는 제8면(S8)을 포함하며, 상기 제7면(S7)과 제8면(S8)은 모두 비구면(asphere)일 수 있다. 상기 제7면(S7)은 물체측으로 볼록하며, 제8면(S8)은 오목할 수 있다. 상기 제7면(S7)의 곡률 반경은 제3면(S3)의 곡률반경보다 더 클 수 있으며, 제8면(S8)의 곡률 반경은 제7면(S7)의 곡률 반경 보다 작으며, 예컨대 0.5 배 이하일 수 있다.

광축 상에서 상기 제4 렌즈(114)와 상기 제5 렌즈(115) 사이의 간격은 제3,4렌즈(113,114) 사이의 간격보다 작을 수 있다. 상기 제4 렌즈(114)와 상기 제5 렌즈(115) 사이의 간격은 상기 제4 렌즈(114)의 중심 두께보다 작을 수 있다. 상기 제4 렌즈(114)의 중심 두께는 1.5mm 이하 예컨대, 1.0mm 내지 1.5mm의 범위일 수 있으며, 상기 제4 렌즈(114)와 상기 제5 렌즈(115) 사이의 간격은 1mm 이하일 수 있으며, 예컨대 0.5mm 내지 1mm의 범위일 수 있다.

상기 제4렌즈(114)의 굴절률은 제5 렌즈(115)의 굴절률보다 높을 수 있으며, 그 차이는 0.8 이하일 수 있다. 상기 제4렌즈(114)의 아베수(Vd)는 제5 렌즈(115)의 아베수보다 작을 수 있으며, 30 미만 예컨대, 15 내지 29 범위일 수 있다. 상기 제4렌즈(114)의 초점 거리는 절대 값으로 구한 경우, 20mm 이하 예컨대, 10mm 내지 20mm 범위일 수 있다.

여기서, 조리개(ST)는 제3렌즈(113)과 제4렌즈(114) 사이의 둘레에 배치될 수 있다. 조리개(ST)는 서로 다른 플라스틱 렌즈(113,114)들 사이의 둘레에 배치될 수 있다.

상기 제5렌즈(115)는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제5렌즈(113)는 정(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5렌즈(115)의 굴절률은 제4렌즈(114)의 굴절률보다 낮고, 1.6 이하의 굴절률 또는 1.5 내지 1.6 범위의 굴절률로 형성될 수 있다. 상기 제5렌즈(115)는 제4,6렌즈(114,116) 사이에 배치될 수 있다.

상기 제5렌즈(115)는 빛이 입사되는 제9면(S9)과 빛이 출사되는 제10면(S10)을 포함하며, 상기 제9면(S9)과 제10면(S10)은 모두 비구면(Asphere)일 수 있다. 상기 제9면(S5)은 물체측으로 볼록하며, 제10면(S10)은 볼록할 수 있다. 상기 제5렌즈(115)은 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 상기 제9면(S9)의 곡률 반경은 제10면(S10)의 곡률반경보다 더 클 수 있으며, 그 차이는 절대 값으로 나타낼 경우 5mm 이하일 수 있다.

광축 상에서 상기 제5 렌즈(115)와 상기 제6 렌즈(116) 사이의 간격은 제2,3렌즈(112,113) 사이의 간격보다 클 수 있다. 상기 제5 렌즈(115)와 상기 제6 렌즈(116) 사이의 간격은 상기 제5 렌즈(115)의 중심 두께보다 작을 수 있다. 상기 제5 렌즈(115)의 중심 두께는 광학계의 렌즈 들 중에서 가장 클 수 있으며, 3mm 이상 예컨대, 3mm 내지 3.8mm의 범위일 수 있다.

상기 제5,6렌즈(115,116)의 굴절률은 서로 동일하거나 0.3 이하의 차이를 가질 수 있다. 상기 제5,6렌즈(115,116)의 아베수(Vd)는 서로 동일하거나 10 이하의 차이를 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(115)의 아베수(Vd)는 50 이상 예컨대, 50 내지 60 범위일 수 있다. 상기 제5렌즈(115)의 초점 거리는 절대 값으로 구한 경우, 10mm 이하 예컨대, 5mm 내지 10mm 범위일 수 있다.

상기 제6렌즈(116)는 이미지 센서(190)에 가장 가까운 렌즈이며, 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제6렌즈(116)는 부(-)의 굴절력을 가지며, 1.6 이하 예컨대, 1.5 내지 1.6 범위의 굴절률로 형성될 수 있다. 상기 제6렌즈(116)는 빛이 입사되는 제11면(S11)과 빛이 출사되는 제12면(S12)을 포함하며, 상기 제11면(S11)과 제12면(S12)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제11면(S7)은 상측으로 볼록하며, 제12면(S12)은 오목할 수 있다. 상기 제6렌즈(116)는 제11면(S11)과 제12면(S12) 중 적어도 하나 또는 모두가 변곡점을 가질 수 있다. 상기 제11면(S11)의 곡률 반경은 제12면(S12)의 곡률반경보다 클 수 있다.

상기 제6 렌즈(116)의 중심 두께는 제1렌즈(111)의 중심 두께보다 두꺼울 수 있으며, 1mm 초과 1.1mm 내지 2mm의 범위일 수 있다. 상기 제6 렌즈(116)의 아베수(Vd)는 50 이상 예컨대, 50 내지 60 범위일 수 있다. 상기 제6렌즈(116)의 초점 거리는 절대 값으로 구한 경우, 20mm 이상 예컨대, 20mm 내지 32mm 범위일 수 있다. 상기 제6 렌즈(116)에서 빛이 입사되는 유효 경은 제3 및 제4렌즈(113,114)의 유효경보다 클 수 있다.

상기 렌즈(111,112,113,114,115,116)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. 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 이미지 센서(190)의 대각선 크기는 9mm 이상 예컨대, 9mm 내지 12mm의 범위일 수 있다.

상기 광학필터(192)는 제6렌즈(116)와 이미지 센서(190) 사이에 배치될 수 있다. 상기 광학필터(192)은 렌즈(111,112,113,114,115,116)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)를 포함하거나 제거할 수 있다. 즉, 광학계가 차량 내에 배치되므로, 광학계를 지지하는 렌즈 베럴를 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. 여기서, 상기 광학계를 지지하는 렌즈 베럴은 금속 재질을 포함할 수 있다.

발명의 제1실시 예에 따른 광학계에서 화각(대각선)은 70도 이상 예컨대, 73도 내지 77도의 범위일 수 있다. 유효 초점 거리는 7mm 이상, 예컨대, 7mm 내지 8mm의 범위일 수 있다. 광학계 또는 카메라 모듈의 F 넘버는 2.2 이하, 예컨대, 1.7 내지 2.2의 범위일 수 있다. 주 광선의 각도(CRA: Chief ray angle)는 10도 이상 예컨대, 10도 내지 15도의 범위일 수 있다. 광학계에서 이미지 센서(190)와 제1렌즈(111)의 정점 사이의 거리(TTL)는 40mm 이하일 수 있다. 또한 광학계에서 사용되는 광선의 파장은 400nm 내지 700nm의 범위일 수 있다.

표 1은 도 1의 광학계에서의 렌즈 데이터를 나타낸다.

	표면	모양	반경 R	두께/ 간격	굴절률 Nd	아베수 (Vd)	디옵터	초점거리	semi-aperture
1렌즈	S1	Sphere	65.695	1.000	1.497	81.607	-42.84	-23.34	9.570
1렌즈	S2	Sphere	9.846	8.076	1.497	81.607	-42.84	-23.34	7.562
2렌즈	S3	Sphere	10.368	2.153	1.774	49.624	82.66	12.10	4.605
2렌즈	S4	Sphere	-92.609	0.540	1.774	49.624	82.66	12.10	4.250
3렌즈	S5	Asphere	6.014	1.205	1.674	19.246	-33.47	-29.87	3.108
3렌즈	S6	Asphere	4.267	1.245	1.674	19.246	-33.47	-29.87	2.500
Stop		Flat	1.E+18
4렌즈	S7	Asphere	6.065	0.806	1.674	19.246	-71.30	-14.03	2.713
4렌즈	S8	Asphere	8.770	3.381	1.674	19.246	-71.30	-14.03	3.274
5렌즈	S9	Asphere	-6.008	1.464	1.545	56.095	141.70	7.09	3.905
5렌즈	S10	Asphere	5.966	1.549	1.545	56.095	141.70	7.09	4.100
6렌즈	S11	Asphere	3.860	1.386	1.545	56.095	-37.01	-27.02	4.528
6렌즈	S12	Sphere	65.695	1.000	1.545	56.095	-37.01	-27.02	4.921
BPF	Sa	Flat	1.E+18	0.400	1.517	64.166
BPF	Sb	Flat	1.E+18	1.000	1.517	64.166
Cover glass	Sc	Flat	1.E+18	0.400	1.517	64.166
Cover glass	Sd	Flat	1.E+18	0.200	1.517	64.166
CIS		Flat	1.E+18	0.000

표 1에서 제1 내지 제6렌즈(111,112,113,114,115,116)의 굴절률(Index)은 587nm에서의 굴절률이며, 상기 제1 내지 제6렌즈(111,112,113,114,115,116)의 d-line(587nm)에서의 아베수(Vd)는 제2렌즈(112)과 제3렌즈(113)이 30 미만이고, 제1,5,6렌즈(111,115,116)가 50 이상일 수 있다. Semi-aperture는 각 렌즈의 반경(mm)을 나타낸다. 상기 Sa,Sb는 광학필터의 입사측 면과 출사면 면이며, Sc,Sd은 커버 글라스의 입사측 면과 출사면 면일 수 있다. CIS는 이미지 센서이다. 절대 값으로 나타낼 경우, 디옵터는 제3렌즈 > 제6렌즈 > 제1렌즈 > 제4 렌즈 > 제2렌즈 > 제5렌즈의 순일 수 있다. 위의 표 1을 기초로, 반경, 두께, 간격, 굴절률, 아베수, 초점거리의 값들도 위의 관계식으로 나타낼 수 있다.

표 2는 도 1의 광학계에서 각 렌즈의 각 면에서의 비구면 계수이다.

		비구면 계수
구분	표면	K	A	B	C	D	E	F	G	H	J
1렌즈	S1
1렌즈	S2
2렌즈	S3
2렌즈	S4
3렌즈	S5	1.5644094	-0.0021583	-0.0000441	-0.0000067	5.55E-07	-8.27E-08	-1.95E-08	6.26E-09	-6.11E-10	1.98E-11
3렌즈	S6	0.2231236	-0.0028886	-0.0001023	0.0000041	-4.45E-06	1.50E-08	1.06E-07	-3.15E-09	-2.07E-09	1.68E-10
4렌즈	S7	36.7142834	-0.0065673	-0.0000235	-0.0000280	3.92E-06	-5.68E-07	-3.51E-08	6.49E-09	3.63E-10	-8.34E-11
4렌즈	S8	-2.0012081	-0.0054321	0.0001848	0.0000034	-2.22E-06	1.42E-07	2.66E-09	-3.48E-10	-3.26E-11	2.36E-12
5렌즈	S9	-15.1100718	0.0012671	-0.0001276	0.0000109	-3.09E-07	-2.05E-08	1.53E-09	7.53E-12	-3.16E-12	6.69E-14
5렌즈	S10	-3.1284749	-0.0024085	0.0001352	-0.0000069	2.38E-07	9.63E-09	-8.13E-10	1.52E-12	1.17E-12	-3.58E-14
6렌즈	S11	-0.7805828	-0.0062881	0.0002059	-0.0000025	-8.02E-08	1.89E-09	-3.71E-11	1.94E-12	4.12E-14	-4.85E-15
6렌즈	S12	-1.9420814	-0.0058444	0.0002938	-0.0000100	1.20E-07	3.49E-09	-1.14E-10	-1.60E-12	5.04E-14	2.18E-16

도 3은 도 2의 광학계에서 상고(image height)에 따른 주변광량비 또는 주변조도(Relative illumination)를 나타낸 그래프로서, 이미지 센서의 중심에서 대각선 끝까지 55% 이상 예컨대, 70% 이상의 주변 광량비가 나타남을 알 수 있다. 도 4는 도 2의 광학계에서 상온(예컨대, 22도)에서의 수평 FOV(Field of View)와 수직 FOV에 대한 실제 FOV와 Parax FOV를 나타낸 도면이다. 도 5 내지 도 7은 도 2의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프로서, 공간 주파수(spatial frequency)에 따른 휘도 비(modulation)를 나타낸 그래프이고, 도 8 내지 10은 도 2의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프로서, 디포커싱 포지션(defocusing position)에 따른 휘도 비를 나타낸 그래프이다. 도 5 내지 도 10과 같이, -40도의 저온, 22도의 상온 및 85도 고온에서 휘도 비(modulation)가 거의 변경되지 않음을 알 수 있다. 도 11 내지 도 13과 같이, 도 2의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration), 상면 만곡(Astigmatic field curves), 및 왜곡(Distortion)이 ±17 이하(1.0filed)로 나타남을 알 수 있다. 도 14 내지 도 16와 같이, 도 2의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 횡 방향 색수차에 따른 실제 상고 Red-Green, Green-Blue, 및 Red-Blue 간에 3픽셀(Pixel) 이내에 있음을 알 수 있다. 즉, 도 5 내지 도 16과 같이, 저온에서 고온까지의 온도 변화에 따른 데이터들의 변화가 10% 미만으로 크지 않음을 알 수 있다.

<제2실시 예>

제2실시 예는 도 17 내지 도 31를 참조하기로 한다. 도 17는 발명의 제2실시예에 따른 차량용 광학계를 나타낸 측 단면도이다. 제2실시 예를 설명함에 있어서, 제1실시 예와 동일한 구성은 제1실시 예의 설명을 참조하기로 한다.

도 17을 참조하면, 광학계는 물체측(Object side)에서 상측(Image side) 방향으로 광축을 따라 적층된 제1 렌즈(121), 제2 렌즈(122) 및 제3 렌즈(123),제4 렌즈(124), 제5 렌즈(125) 및 제4 렌즈(126)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(121,122)를 포함할 수 있으며, 제2 렌즈 군은 제3 내지 제6렌즈(123,124,125,126)를 포함할 수 있다. 상기 조리개(ST)는 제2 렌즈(122)과 제3 렌즈(123) 사이의 외측 둘레에 배치되거나, 제2 렌즈(122)의 상측면 둘레 또는 제3 렌즈(123)의 물체측 면 둘레가 조리개로 기능할 수 있다.

상기 제1렌즈(121)는 피사체에 가장 가까운 렌즈이며, 유리 재질을 포함할 수 있다. 상기 제1렌즈(121)는 크라운(Crown) glass 재질로 형성될 수 있어, 광의 분산 값이 높을 수 있다. 상기 제1렌즈(121)는 빛이 입사되는 제1면(S1)과 빛이 출사되는 제2면(S2)을 포함하며, 상기 제1면(S1)과 제2면(S2)은 모두 구면일 수 있다. 상기 제1렌즈(121)는 부(-)의 굴절력을 가지며, 굴절률이 1.55 미만 또는 1.5이하일 수 있다. 상기 제1렌즈(121)는 광학계의 렌즈 중에서 가장 낮은 굴절률을 가질 수 있다.

상기 제1렌즈(121)의 제1면(S1)은 물체측으로 볼록하며, 제2면(S2)은 물체측으로 오목할 수 있다. 상기 제1렌즈(121)는 양면(S1,S2)이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 상기 제2면(S2)의 외측 둘레는 플랫한 유효 영역을 포함할 수 있다. 상기 제1면(S1)의 곡률 반경은 상기 제2면(S2)의 곡률 반경보다 6배 이상 클 수 있으며, 상기 제2면(S2)의 곡률 반경은 10mm 이하일 수 있다. 절대 값으로 구해지는 상기 제1면(S1)의 곡률 반경은 광학계의 렌즈 들 중에서 가장 클 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.

광축 상에서 상기 제1 렌즈(121)와 상기 제2 렌즈(122) 사이의 간격은 상기 광학계 내의 렌즈들 사이의 간격 중에서 가장 클 수 있다. 상기 제1 렌즈(121)와 상기 제2 렌즈(122) 사이의 간격은 제2 렌즈(122)와 제3 렌즈(123) 사이의 간격의 4 배 이상 예컨대, 4배 내지 8배의 범위일 수 있다. 상기 제1 렌즈(121)와 상기 제2 렌즈(122) 사이의 간격은 상기 제1 렌즈(121)의 중심 두께의 1.5배 이상 예컨대, 1.5 배 내지 2.5배의 범위일 수 있다. 상기 제1 렌즈(121)의 중심 두께는 상기 제2 렌즈(122)의 중심 두께보다 얇을 수 있으며, 예컨대, 3.5mm 이하 또는 3.2mm 이하일 수 있다.

상기 제1 렌즈(121)의 아베수(Vd)는 광학계의 렌즈 들 중에서 가장 클 수 있다. 상기 제1 렌즈(121)의 아베수(Vd)는 예컨대, 제3, 6렌즈(123,126)의 아베수(Vd)의 2배 이상일 수 있다. 상기 제1 렌즈(121)의 아베수(Vd)는 제2,4,5렌즈(122,124,125)의 아베수(Vd) 보다 클 수 있으며, 예컨대, 70 이상 또는 75 내지 90의 범위일 수 있다. 상기 제1렌즈(121)의 초점 거리는 절대 값으로 나타내면, 제2,4렌즈(122,124)의 초점 거리보다 클 수 있다.

상기 제1 렌즈(121)에서 빛이 입사되는 유효 경은 다른 제2 내지 제6렌즈(122,123,124,125,126)의 유효경보다 클 수 있다. 상기 제1 렌즈(121)에서 빛이 입사되는 유효 경은 제2 내지 제4렌즈(122,123,124)의 유효경보다 클 수 있다.

상기 제2렌즈(122)는 유리 재질일 수 있다. 상기 제2렌즈(122)는 정(+)의 굴절력을 가지며, 1.6 이상 또는 1.7 이상의 굴절률인 재질로 형성될 수 있다. 상기 제2렌즈(122)의 굴절률은 제1,3렌즈(121,123)의 굴절률 보다 높을 수 있다.

상기 제2렌즈(122)는 제1렌즈(121)와 제3렌즈(123) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 렌즈(122)는 빛이 입사되는 제3면(S3)과 빛이 출사되는 제4면(S4)을 포함하며, 상기 제3면(S3)과 제4면(S4)은 모두 구면일 수 있다. 상기 제3면(S3)은 물체측으로 볼록하며, 제4면(S4)은 상측으로 볼록할 수 있다. 절대 값으로 나타내면, 상기 제3면(S3)의 곡률 반경은 제4면(S4)의 곡률 반경과의 차이가 3 이하일 수 있다. 절대 값으로 나타낼 경우, 상기 제3,4면(S3,S4)의 곡률 반경은 15 이상일 수 있다.

광축 상에서 상기 제2 렌즈(122)와 상기 제3 렌즈(123) 사이의 간격은 0.8mm 이상일 수 있다. 상기 제2 렌즈(122)의 중심 두께는 상기 제2,3렌즈(122,123) 사이의 간격의 2배 이상일 수 있으며, 3mm 이상 또는 3mm 내지 7mm의 범위일 수 있다. 상기 제2 렌즈(122)의 아베수(Vd)는 35 이상 예컨대, 40 이상일 수 있다. 상기 제2렌즈(122)의 초점 거리는 20 이하일 수 있다.

상기 제1,2렌즈(121,122)는 물체 측에서 유리 재질로 배치되어, 물체측을 통해 전달되는 열에 의한 팽창 문제를 줄여줄 수 있다. 상기 제2렌즈(122)는 유리 재질의 높은 굴절률을 갖고, 분산 값이 높은 굴절력을 갖고 있어, 입사되는 빛의 수차를 개선시켜 줄 수 있다.

상기 제3렌즈(123)는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제3렌즈(123)는 부(-)의 굴절력을 가지며, 1.6 이상의 굴절률 또는 1.6 내지 1.72 범위의 굴절률로 형성될 수 있다. 상기 제3렌즈(123)는 제2,4렌즈(122,124) 사이에 배치될 수 있다.

상기 제3렌즈(123)는 빛이 입사되는 제5면(S5)과 빛이 출사되는 제6면(S6)을 포함하며, 상기 제5면(S5)과 제6면(S6)은 모두 비구면(asphere)일 수 있다. 상기 제5면(S5)은 물체측으로 볼록하며, 제6면(S6)은 오목할 수 있다. 상기 제3렌즈(123)는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 상기 제5면(S5)의 곡률 반경은 제6면(S6)의 곡률반경보다 더 클 수 있으며, 그 차이는 5mm 이상일 수 있다.

광축 상에서 상기 제3 렌즈(123)와 상기 제4 렌즈(124) 사이의 간격은 제2,3렌즈(122,123) 사이의 간격과 같거나 클 수 있다. 상기 제3 렌즈(123)와 상기 제4 렌즈(124) 사이의 간격은 상기 제3 렌즈(123)의 중심 두께보다 작을 수 있다. 상기 제3 렌즈(123)의 중심 두께는 1.5mm 이상 예컨대, 1.5mm 내지 2.5mm의 범위일 수 있다.

상기 제3,4렌즈(123,124)의 굴절률은 서로 동일하거나 0.3 이하의 차이를 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(123)의 아베수(Vd)는 제4 렌즈(124)의 아베수보다 작을 수 있다. 상기 제3 렌즈(123)의 아베수(Vd)는 30 미만 예컨대, 15 내지 29 범위일 수 있다. 상기 제3렌즈(123)의 초점 거리는 절대 값으로 구한 경우, 25 이하 예컨대, 10 내지 25 범위일 수 있다.

여기서, 조리개(ST)는 제2렌즈(132)과 제3렌즈(133) 사이의 둘레에 배치될 수 있다. 조리개(ST)는 유리 재질과 플라스틱 렌즈들 사이의 둘레에 배치될 수 있다.

상기 제4렌즈(124)는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제4렌즈(124)는 정(+)의 굴절력을 가지며, 1.4 이상의 굴절률 또는 1.4 내지 1.72 범위의 굴절률로 형성될 수 있다. 상기 제4렌즈(124)는 제3,5렌즈(123,125) 사이에 배치될 수 있다. 여기서, 제3 내지 제6렌즈(123,124,125,126)의 재질 중 플라스틱 재질의 렌즈 비율이 더 높게 배치되어, 렌즈의 비구면에 의해 광량을 증가시켜 줄 수 있다.

상기 제4렌즈(124)는 빛이 입사되는 제7면(S7)과 빛이 출사되는 제8면(S8)을 포함하며, 상기 제7면(S7)과 제8면(S8)은 모두 비구면(asphere)일 수 있다. 상기 제7면(S7)은 물체측으로 볼록하며, 제8면(S8)은 볼록할 수 있다. 절대 값으로 나타내면, 상기 제7면(S7)의 곡률 반경은 제6면(S6)의 곡률반경보다 더 클 수 있으며, 제8면(S8)의 곡률 반경은 제7면(S7)의 곡률 반경 보다 작으며, 예컨대 0.5 배 이하일 수 있다.

광축 상에서 상기 제4 렌즈(124)와 상기 제5 렌즈(125) 사이의 간격은 제3,4렌즈(123,124) 사이의 간격보다 클 수 있다. 상기 제4 렌즈(124)와 상기 제5 렌즈(125) 사이의 간격은 상기 제4 렌즈(124)의 중심 두께보다 클 수 있다. 상기 제4 렌즈(124)의 중심 두께는 1.5mm 이상 예컨대, 1.5mm 내지 2.5mm의 범위일 수 있으며, 상기 제4 렌즈(124)와 상기 제5 렌즈(125) 사이의 간격은 1mm 이상일 수 있으며, 예컨대 1mm 내지 2.5mm의 범위일 수 있다.

상기 제4렌즈(124)의 굴절률은 제5 렌즈(125)의 굴절률보다 작을 수 있으며, 그 차이는 0.5 이하일 수 있다. 상기 제4렌즈(124)의 아베수(Vd)는 제5 렌즈(125)의 아베수보다 클 수 있으며, 50 이상 예컨대, 50 내지 70 범위일 수 있다. 상기 제4렌즈(124)의 초점 거리는 절대 값으로 구한 경우, 15 이하 예컨대, 5 내지 15 범위일 수 있다.

상기 제5렌즈(125)는 유리 재질일 수 있다. 상기 제5렌즈(123)는 정(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5렌즈(125)의 굴절률은 제4렌즈(124)의 굴절률보다 높고, 1.6 이상의 굴절률 또는 1.6 내지 1.82 범위의 굴절률로 형성될 수 있다. 상기 제5렌즈(125)는 제4,6렌즈(124,126) 사이에 배치될 수 있다.

상기 제5렌즈(125)는 빛이 입사되는 제9면(S9)과 빛이 출사되는 제10면(S10)을 포함하며, 상기 제9면(S9)과 제10면(S10)은 모두 비구면(Asphere)일 수 있다. 상기 제5렌즈(125)는 유리 재질을 사출 몰딩으로 형성할 수 있다. 상기 제5렌즈(125)는 제9면(S9)과 제10면(S10) 중 적어도 하나 또는 모두가 변곡점을 가질 수 있다. 상기 제9면(S5)은 물체측으로 볼록하며, 제10면(S10)은 오목할 수 있다. 상기 제9면(S9)의 곡률 반경은 제10면(S10)의 곡률반경보다 더 작을 수 있으며, 0.5 배 이하일 수 있다.

광축 상에서 상기 제5 렌즈(125)와 상기 제6 렌즈(126) 사이의 간격은 제4,5렌즈(124,125) 사이의 간격보다 작을 수 있다. 상기 제5 렌즈(125)와 상기 제6 렌즈(126) 사이의 간격은 상기 제5 렌즈(125)의 중심 두께보다 작을 수 있다. 상기 제5 렌즈(125)의 중심 두께는 1.3mm 이상 예컨대, 1.3mm 내지 2.3mm의 범위일 수 있다.

상기 제5,6렌즈(125,126)의 굴절률은 서로 동일하거나 0.3 이하의 차이를 가질 수 있다. 상기 제5렌즈(125)의 아베수(Vd)는 제6렌즈(126)의 아베수보다 작을 수 있으며, 예컨대 0.5배 이하로 작을 수 있다. 상기 제5 렌즈(125)의 아베수(Vd)는 30 이상 예컨대, 30 내지 60 범위일 수 있다. 상기 제5렌즈(125)의 초점 거리는 절대 값으로 구한 경우, 15 이상 예컨대, 15 내지 25 범위일 수 있다.

상기 제6렌즈(126)는 이미지 센서(190)에 가장 가까운 렌즈이며, 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제6렌즈(126)는 부(-)의 굴절력을 가지며, 1.6 이하 예컨대, 1.5 내지 1.8 범위의 굴절률로 형성될 수 있다. 상기 제6렌즈(126)는 빛이 입사되는 제11면(S11)과 빛이 출사되는 제12면(S12)을 포함하며, 상기 제11면(S11)과 제12면(S12)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제11면(S7)은 상측으로 볼록하며, 제12면(S12)은 오목할 수 있다. 상기 제6렌즈(126)는 제11면(S11)과 제12면(S12) 중 적어도 하나 또는 모두가 변곡점을 가질 수 있다. 상기 제11면(S11)의 곡률 반경은 제12면(S12)의 곡률반경보다 클 수 있다.

상기 제6 렌즈(126)의 중심 두께는 제1렌즈(121)의 중심 두께보다 얇을 수 있으며, 0.8mm 이상 0.8mm 내지 1.5mm의 범위일 수 있다. 상기 제6 렌즈(126)의 아베수(Vd)는 30 이하 예컨대, 15 내지 30 범위일 수 있다. 상기 제6렌즈(126)의 초점 거리는 절대 값으로 구한 경우, 20 이하 예컨대, 10 내지 20 범위일 수 있다. 상기 제6 렌즈(126)에서 빛이 입사되는 유효 경은 제3 및 제4렌즈(123,124)의 유효경보다 클 수 있다.

상기 렌즈(121,122,123,124,125,126)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. 여기서, 플라스틱 재질의 렌즈들과 유리 재질의 렌즈들의 비율은 1:1일 수 있다.

상기 이미지 센서(190), 상기 광학필터(192) 및 커버 글라스(191)는 제1실시 예의 설명을 참조하기로 한다. 발명의 제2실시 예에 따른 광학계에서 화각(대각선)은 70도 이상 예컨대, 73도 내지 77도의 범위일 수 있다. 유효 초점 거리는 7mm 이상, 예컨대, 7mm 내지 8mm의 범위일 수 있다. 광학계 또는 카메라 모듈의 F 넘버는 2.2 이하, 예컨대, 1.7 내지 2.2의 범위일 수 있다. 주 광선의 각도(CRA: Chief ray angle)는 10도 이상 예컨대, 10도 내지 15도의 범위일 수 있다. 광학계에서 이미지 센서(190)와 제1렌즈(121)의 정점 사이의 거리(TTL)는 40mm 이하일 수 있다. 또한 광학계에서 사용되는 광선의 파장은 400nm 내지 700nm의 범위일 수 있다.

표 3은 도 17의 광학계에서의 렌즈 데이터를 나타낸다.

	표면	모양	반경 R	두께/간격	굴절률 Nd	아베수(Vd)	디옵터	초점거리	semi-aperture
1렌즈	S1	Sphere	62.898	2.935	1.497	81.607	-60.23	-16.60	8.263
1렌즈	S2	Sphere	7.209	6.058	1.497	81.607	-60.23	-16.60	5.645
2렌즈	S3	Sphere	17.504	5.896	1.774	49.624	84.42	11.85	4.100
2렌즈	S4	Sphere	-16.592	1.142	1.774	49.624	84.42	11.85	3.300
Stop		Flat	1.E+18
3렌즈	S5	Asphere	14.521	1.906	1.674	19.246	-66.33	-15.08	3.586
3렌즈	S6	Asphere	5.706	1.227	1.674	19.246	-66.33	-15.08	3.954
4렌즈	S7	Asphere	8.377	1.971	1.545	56.095	83.76	11.94	4.466
4렌즈	S8	Asphere	-27.218	1.943	1.545	56.095	83.76	11.94	4.523
5렌즈	S9	Asphere	9.871	1.876	1.774	49.624	49.80	20.08	4.554
5렌즈	S10	Asphere	24.589	-0.141	1.774	49.624	49.80	20.08	4.712
6렌즈	S11	Asphere	11.689	1.113	1.674	19.246	-59.70	-16.75	4.640
6렌즈	S12	Asphere	5.560	0.791	1.674	19.246	-59.70	-16.75	5.100
BPF	Sa	Flat	1.E+18	0.400	1.517	64.166
BPF	Sb	Flat	1.E+18	1.000	1.517	64.166
Cover glass	Sc	Flat	1.E+18	0.400	1.517	64.166
Cover glass	Sd	Flat	1.E+18	0.200	1.517	64.166
CIS		Flat	1.E+18	0.000

표 3에서 제1 내지 제6렌즈(121,122,123,124,125,126)의 굴절률(Index)은 587nm에서의 굴절률이며, 상기 제1 내지 제6렌즈(121,122,123,124,125,126)의 d-line(587nm)에서의 아베수(Vd)는 제3렌즈(123)과 제6렌즈(123,126)이 30 미만이고, 제1,4렌즈(121,124)가 50 이상일 수 있다. 절대 값으로 나타낼 경우, 디옵터는 제2,4렌즈가 다른 렌즈들보다 클 수 있다. 위의 표 3을 기초로, 반경, 두께, 간격, 굴절률, 아베수, 초점거리의 값들은 상대적인 비교를 통해 크고 작은 형태의 관계식으로 나타낼 수 있다. 예를 들면, 절대 값에서 아베수는 제1렌즈> 제4렌즈 >제5,2렌즈>제3,6렌즈의 순으로 관계식을 나타낼 수 있다.

표 4는 도 17의 광학계에서 각 렌즈의 각 면에서의 비구면 계수이다.

		비구면 계수
구분	표면	K	A	B	C	D	E	F	G	H	J
1렌즈	S1
1렌즈	S2
2렌즈	S3
2렌즈	S4
3렌즈	S5	-3.6752639	-0.0020562	0.0000231	0.0000004	-5.06E-08	-1.60E-09	1.09E-10	1.45E-11	-2.64E-13	-5.20E-14
3렌즈	S6	-3.2092541	-0.0017478	0.0000280	-0.0000007	1.62E-08	5.92E-10	-2.83E-12	1.11E-12	6.84E-15	-1.26E-14
4렌즈	S7	-3.4740346	-0.0001815	-0.0000145	-0.0000003	-7.94E-10	-5.10E-10	3.44E-11	2.02E-12	4.07E-14	-3.90E-15
4렌즈	S8	-57.2140771	-0.0009878	0.0000107	-0.0000007	-2.36E-10	-7.60E-11	1.14E-11	5.66E-13	1.37E-14	6.33E-16
5렌즈	S9	-1.0976385	-0.0000806	-0.0000375	-0.0000001	-1.85E-08
5렌즈	S10	4.8341192	-0.0001959	-0.0000604	-0.0000010	4.09E-08
6렌즈	S11	3.0414501	-0.0073145	0.0000900	0.0000013	-2.76E-08
6렌즈	S12	-3.7103989	-0.0055786	0.0001640	-0.0000031	6.36E-09	1.61E-09	2.83E-12	-1.66E-12	6.57E-15	5.40E-16

도 18은 도 17의 광학계에서 상고(image height)에 따른 주변광량비 또는 주변조도(Relative illumination)를 나타낸 그래프로서, 이미지 센서의 중심에서 대각선 끝까지 55% 이상 예컨대, 70% 이상의 주변 광량비가 나타남을 알 수 있다. 도 19는 도 17의 광학계에서 상온(예컨대, 22도)에서의 수평 FOV(Field of View)와 수직 FOV에 대한 실제 FOV와 Parax FOV를 나타낸 도면이다. 도 20 내지 도 22는 도 17의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프로서, 공간 주파수(spatial frequency)에 따른 휘도 비(modulation)를 나타낸 그래프이고, 도 23 내지 25는 도 17의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프로서, 디포커싱 포지션(defocusing position)에 따른 휘도 비를 나타낸 그래프이다. 도 20 내지 도 25와 같이, -40도의 저온, 22도의 상온 및 85도 고온에서 휘도 비(modulation)가 거의 변경되지 않음을 알 수 있다. 도 26 내지 도 28과 같이, 도 17의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration), 상면 만곡(Astigmatic field curves), 및 왜곡(Distortion)이 ±17 이하(1.0filed)로 나타남을 알 수 있다. 도 29 내지 도 31과 같이, 도 17의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 횡 방향 색수차에 따른 실제 상고 Red-Green, Green-Blue, 및 Red-Blue 간에 3픽셀(Pixel) 이내에 있음을 알 수 있다. 즉, 도 21 내지 도 31과 같이, 저온에서 고온까지의 온도 변화에 따른 데이터들의 변화가 10% 미만으로 크지 않음을 알 수 있다.

<제3실시 예>

제3실시 예는 도 32 내지 도 46를 참조하기로 한다. 도 32는 발명의 제3실시예에 따른 차량용 광학계를 나타낸 측 단면도이며, 제3실시 예를 설명함에 있어서, 제1,2실시 예와 동일한 구성은 제1,2실시 예의 설명을 참조하기로 한다.

도 32를 참조하면, 광학계는 물체측(Object side)에서 상측(Image side) 방향으로 광축을 따라 적층된 제1 렌즈(131), 제2 렌즈(132) 및 제3 렌즈(133), 제4 렌즈(134), 제5 렌즈(135) 및 제4 렌즈(136)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 제1,2,3렌즈(131,132,133)를 포함할 수 있으며, 제2 렌즈 군은 제4 내지 제6렌즈(134,135,136)를 포함할 수 있다. 상기 조리개(ST)는 제3 렌즈(133)과 제4 렌즈(134) 사이의 외측 둘레에 배치되거나, 제3 렌즈(133)의 상측면 둘레 또는 제4 렌즈(134)의 물체측 면 둘레가 조리개로 기능할 수 있다.

상기 제1렌즈(131)는 피사체에 가장 가까운 렌즈이며, 유리 재질을 포함할 수 있다. 상기 제1렌즈(131)는 크라운(crown) glass 재질로 형성될 수 있어, 광의 분산 값이 높을 수 있다. 상기 제1렌즈(131)는 빛이 입사되는 제1면(S1)과 빛이 출사되는 제2면(S2)을 포함하며, 상기 제1면(S1)과 제2면(S2)은 모두 구면일 수 있다. 상기 제1렌즈(131)는 부(-)의 굴절력을 가지며, 굴절률이 1.55 미만일 수 있다. 상기 제1렌즈(131)는 광학계의 렌즈 중에서 가장 낮은 굴절률을 가질 수 있다.

상기 제1렌즈(131)의 제1면(S1)은 물체측으로 볼록하며, 제2면(S2)은 물체측으로 오목할 수 있다. 상기 제1렌즈(131)는 양면(S1,S2)이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 상기 제2면(S2)의 외측 둘레는 플랫한 유효영역을 포함할 수 있다. 상기 제1면(S1)의 곡률 반경은 상기 제2면(S2)의 곡률 반경보다 4배 이상 클 수 있다. 절대 값으로 구해지는 상기 제1면(S1)의 곡률 반경은 광학계의 렌즈 들 중에서 가장 클 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.

광축 상에서 상기 제1 렌즈(131)와 상기 제2 렌즈(132) 사이의 간격은 상기 광학계 내의 렌즈들 사이의 간격 중에서 가장 클 수 있다. 상기 제1 렌즈(131)와 상기 제2 렌즈(132) 사이의 간격은 제2 렌즈(132)와 제3 렌즈(133) 사이의 간격의 1.5 배 이상 예컨대, 1.5배 내지 3배의 범위일 수 있다. 상기 제1 렌즈(131)와 상기 제2 렌즈(132) 사이의 간격은 상기 제1 렌즈(131)의 중심 두께의 2.5배 이상 예컨대, 2.5 배 내지 4배의 범위일 수 있다. 상기 제1 렌즈(131)의 중심 두께는 상기 제2 렌즈(132)의 중심 두께보다 얇을 수 있으며, 예컨대, 1.5mm 이하 또는 1mm 내지 1.3mm의 범위일 수 있다.

상기 제1 렌즈(131)의 아베수(Vd)는 광학계의 렌즈 들 중에서 가장 클 수 있다. 상기 제1 렌즈(131)의 아베수(Vd)는 예컨대, 제4렌즈(134)의 아베수(Vd)의 2배 이상일 수 있다. 상기 제1 렌즈(131)의 아베수(Vd)는 제2,3,5,6렌즈(132,133,135,136)의 아베수(Vd) 보다 클 수 있으며, 예컨대, 70 이상 또는 75 내지 90의 범위일 수 있다. 상기 제1렌즈(131)의 초점 거리는 절대 값으로 나타내면, 제4,5렌즈(134,135)의 초점 거리보다 클 수 있고 제2렌즈(132)의 초점거리보다 작을 수 있다.

상기 제1 렌즈(131)에서 빛이 입사되는 유효 경은 다른 제2 내지 제6렌즈(132,133,134,135,136)의 유효경보다 클 수 있다. 상기 제1 렌즈(131)에서 빛이 입사되는 유효 경은 제2 내지 제4렌즈(132,133,134)의 유효경보다 클 수 있다.

상기 제2렌즈(132)는 유리 재질일 수 있다. 상기 제2렌즈(132)는 정(+)의 굴절력을 가지며, 1.6 이상 또는 1.7 이상의 굴절률인 재질로 형성될 수 있다. 상기 제2,3렌즈(132,33)의 굴절률은 광학계의 렌즈 중에서 가장 높은 굴절률을 가지거나, 제1렌즈(131), 제5,6렌즈(135,136)의 굴절률보다 높을 수 있다.

상기 제2렌즈(132)는 제1렌즈(131)와 제3렌즈(133) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 렌즈(132)는 빛이 입사되는 제3면(S3)과 빛이 출사되는 제4면(S4)을 포함하며, 상기 제3면(S3)과 제4면(S4)은 모두 구면일 수 있다. 상기 제3면(S3)은 물체측으로 오목하며, 제4면(S4)은 상측으로 볼록할 수 있다. 제2렌즈(132)는 상측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 절대 값으로 나타내면, 상기 제3면(S3)의 곡률 반경은 제4면(S4)의 곡률 반경보다 작을 수 있다. 절대 값으로 나타낼 경우, 상기 제4면(S4)의 곡률 반경은 상기 제1면(S1)의 곡률 반경보다 작을 수 있다. 절대 값으로 나타낼 경우, 상기 제3,4면(S3,S4)의 곡률 반경의 차이는 10이하일 수 있다.

광축 상에서 상기 제2 렌즈(132)와 상기 제3 렌즈(133) 사이의 간격은 1.5mm 이상일 수 있다. 상기 제2 렌즈(132)의 중심 두께는 상기 제2,3렌즈(132,133) 사이의 간격의 2배 이상일 수 있으며, 4.5mm 이상 또는 4.5mm 내지 5.5mm의 범위일 수 있다. 상기 제2 렌즈(132)의 아베수(Vd)는 30 이상 예컨대, 40 이상일 수 있다. 상기 제2렌즈(132)의 초점 거리는 40 이상일 수 있다.

상기 제1,2렌즈(131,132)는 물체 측에서 유리 재질로 배치되어, 물체측을 통해 전달되는 열에 의한 팽창 문제를 줄여줄 수 있다. 상기 제2렌즈(132)는 유리 재질의 높은 굴절률을 갖고, 분산 값이 높은 굴절력을 갖고 있어, 입사되는 빛의 수차를 개선시켜 줄 수 있다. 상기 제2 렌즈(132)에서 빛이 입사되는 유효 경은 제3 및 제4렌즈(133,134)의 유효경보다 클 수 있다.

상기 제3렌즈(133)는 유리 재질일 수 있다. 상기 제3렌즈(133)는 정(+)의 굴절력을 가지며, 1.65 이상의 굴절률 또는 1.65 내지 1.82 범위의 굴절률로 형성될 수 있다. 상기 제3렌즈(133)는 제2,4렌즈(132,134) 사이에 배치될 수 있다.

상기 제3렌즈(133)는 빛이 입사되는 제5면(S5)과 빛이 출사되는 제6면(S6)을 포함하며, 상기 제5면(S5)과 제6면(S6)은 모두 비구면(asphere)일 수 있다. 상기 제3렌즈(133)는 유리 재질로 사출 성형될 수 있다. 상기 제5면(S5)은 물체측으로 볼록하며, 제6면(S6)은 오목할 수 있다. 상기 제3렌즈(133)는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 상기 제5면(S5)의 곡률 반경은 제6면(S6)의 곡률반경보다 작을 수 있으며, 5mm 이상 예컨대, 5mm 내지 10mm의 범위일 수 있으며, 두 곡률 반경의 차이는 10mm 이상일 수 있다.

광축 상에서 상기 제3 렌즈(133)와 상기 제4 렌즈(134) 사이의 간격은 제1,2렌즈(131,132) 사이의 간격보다 작을 수 있다. 상기 제3 렌즈(133)와 상기 제4 렌즈(134) 사이의 간격은 상기 제3 렌즈(133)의 중심 두께보다 클 수 있다. 상기 제3 렌즈(133)의 중심 두께는 1.5mm 이상 예컨대, 1.5mm 내지 2.5mm의 범위일 수 있다.

상기 제3,4렌즈(133,134)의 굴절률은 서로 동일하거나 0.3 이하의 차이를 가질 수 있다. 상기 제3렌즈(133)의 아베수(Vd)는 광학계의 렌즈 들 중 가장 작을 수 있으며, 35 이상일 수 있으며, 35 내지 55 범위일 수 있다. 상기 제3렌즈(133)의 초점 거리는 10 이상 예컨대, 10 내지 25 범위일 수 있다.

상기 제4렌즈(134)는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제4렌즈(134)는 부(-)의 굴절력을 가지며, 1.6 이상의 굴절률 또는 1.6 내지 1.72 범위의 굴절률로 형성될 수 있다. 상기 제4렌즈(134)는 제3,5렌즈(133,135) 사이에 배치될 수 있다. 여기서, 제4 내지 제6렌즈(134,135,136)의 재질이 플라스틱 재질로 형성될 경우, 렌즈의 비구면에 의해 광량을 증가시켜 줄 수 있다.

상기 제4렌즈(134)는 빛이 입사되는 제7면(S7)과 빛이 출사되는 제8면(S8)을 포함하며, 상기 제7면(S7)과 제8면(S8)은 모두 비구면(asphere)일 수 있다. 상기 제7면(S7)은 물체측으로 볼록하며, 제8면(S8)은 오목할 수 있다. 절대 값으로 나타내면, 상기 제7면(S7)의 곡률 반경은 제3면(S3)의 곡률반경보다 더 클 수 있으며, 제8면(S8)의 곡률 반경보다 3배 이상 클 수 있다.

광축 상에서 상기 제4 렌즈(134)와 상기 제5 렌즈(135) 사이의 간격은 제3,4렌즈(133,134) 사이의 간격보다 작을 수 있다. 상기 제4 렌즈(134)와 상기 제5 렌즈(135) 사이의 간격은 상기 제4 렌즈(134)의 중심 두께와 같거나 클 수 있다. 상기 제4 렌즈(134)의 중심 두께는 1.5mm 이하 예컨대, 0.7mm 내지 1.5mm의 범위일 수 있으며, 상기 제4 렌즈(134)와 상기 제5 렌즈(135) 사이의 간격은 1.5mm 이하일 수 있으며, 예컨대 0.6mm 내지 1.5mm의 범위일 수 있다.

상기 제4렌즈(134)의 굴절률은 제5 렌즈(135)의 굴절률보다 높을 수 있으며, 그 차이는 0.5 이하일 수 있다. 상기 제4렌즈(134)의 아베수(Vd)는 제5 렌즈(135)의 아베수보다 작을 수 있으며, 광학계 내의 렌즈들 중 가장 작을 수 있으며, 30 미만 예컨대, 15 내지 29 범위일 수 있다. 상기 제4렌즈(134)의 초점 거리는 절대 값으로 구한 경우, 20 이하 예컨대, 10 내지 20 범위일 수 있다.

여기서, 조리개(ST)는 제3렌즈(133)과 제4렌즈(134) 사이의 둘레에 배치될 수 있다. 조리개(ST)는 유리 재질과 플라스틱 렌즈들 사이의 둘레에 배치될 수 있다.

상기 제5렌즈(135)는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제5렌즈(133)는 정(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5렌즈(135)의 굴절률은 제4렌즈(134)의 굴절률보다 낮고, 1.6 이하의 굴절률 또는 1.5 내지 1.6 범위의 굴절률로 형성될 수 있다. 상기 제5렌즈(135)는 제4,6렌즈(134,136) 사이에 배치될 수 있다.

상기 제5렌즈(135)는 빛이 입사되는 제9면(S9)과 빛이 출사되는 제10면(S10)을 포함하며, 상기 제9면(S9)과 제10면(S10)은 모두 비구면(Asphere)일 수 있다. 상기 제9면(S5)은 물체측으로 볼록하며, 제10면(S10)은 볼록할 수 있다. 상기 제5렌즈(135)은 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 절대 값으로 나타낼 경우, 상기 제9면(S9)의 곡률 반경은 제10면(S10)의 곡률반경보다 더 클 수 있으며, 그 차이는 5mm 이하일 수 있다.

광축 상에서 상기 제5 렌즈(135)와 상기 제6 렌즈(136) 사이의 간격은 제2,3렌즈(132,133) 사이의 간격보다 작을 수 있다. 상기 제5 렌즈(135)와 상기 제6 렌즈(136) 사이의 간격은 상기 제5 렌즈(135)의 중심 두께보다 작을 수 있다. 상기 제5 렌즈(135)의 중심 두께는 3mm 이상 예컨대, 3mm 내지 3.8mm의 범위일 수 있다.

상기 제5,6렌즈(135,136)의 굴절률은 서로 동일하거나 0.3 이하의 차이를 가질 수 있다. 상기 제5,6렌즈(135,136)의 아베수(Vd)는 서로 동일하거나 10 이하의 차이를 가질 수 있다. 상기 제5렌즈(135)의 아베수(Vd)는 50 이상 예컨대, 50 내지 60 범위일 수 있다. 상기 제5렌즈(135)의 초점 거리는 절대 값으로 구한 경우, 10 이하 예컨대, 5 내지 10 범위일 수 있다.

상기 제6렌즈(136)는 이미지 센서(190)에 가장 가까운 렌즈이며, 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제6렌즈(136)는 부(-)의 굴절력을 가지며, 1.6 이하 예컨대, 1.5 내지 1.6 범위의 굴절률로 형성될 수 있다. 상기 제6렌즈(136)는 빛이 입사되는 제11면(S11)과 빛이 출사되는 제12면(S12)을 포함하며, 상기 제11면(S11)과 제12면(S12)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제11면(S7)은 상측으로 볼록하며, 제12면(S12)은 오목할 수 있다. 상기 제6렌즈(136)는 제11면(S11)과 제12면(S12) 중 적어도 하나 또는 모두가 변곡점을 가질 수 있다. 상기 제11면(S11)의 곡률 반경은 제12면(S12)의 곡률반경보다 클 수 있다.

상기 제6 렌즈(136)의 중심 두께는 제1렌즈(131)의 중심 두께보다 두꺼울 수 있으며, 2mm 초과 2mm 내지 3mm의 범위일 수 있다. 상기 제6 렌즈(136)의 아베수(Vd)는 50 이상 예컨대, 50 내지 60 범위일 수 있다. 상기 제6렌즈(136)의 초점 거리는 절대 값으로 구한 경우, 15 이상 예컨대, 15 내지 30 범위일 수 있다. 상기 제6 렌즈(136)에서 빛이 입사되는 유효 경은 제3 및 제4렌즈(133,134)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 상기에 개시된 설명을 참조하기로 한다. 발명의 제3실시 예에 따른 광학계에서 화각(대각선)은 70도 이상 예컨대, 73도 내지 77도의 범위일 수 있다. 유효 초점 거리는 7mm 이상, 예컨대, 7mm 내지 8mm의 범위일 수 있다. 광학계 또는 카메라 모듈의 F 넘버는 2.2 이하, 예컨대, 1.7 내지 2.2의 범위일 수 있다. 주 광선의 각도(CRA: Chief ray angle)는 10도 이상 예컨대, 10도 내지 15도의 범위일 수 있다. 광학계에서 이미지 센서(190)와 제1렌즈(131)의 정점 사이의 거리(TTL)는 40mm 이하일 수 있다. 또한 광학계에서 사용되는 광선의 파장은 400nm 내지 700nm의 범위일 수 있다.

표 5은 도 32의 광학계에서의 렌즈 데이터를 나타낸다.

	표면	모양	반경 R	두께/간격	굴절률 Nd	아베수	디옵터	초점거리	semi-aperture
1렌즈	S1	Sphere	50.367	1.326	1.497	81.607	-47.00	-21.27	9.202
1렌즈	S2	Sphere	8.693	4.119	1.497	81.607	-47.00	-21.27	7.019
2렌즈	S3	Flat	1.E+18	1.700	1.774	49.624	18.99	52.65	6.764
2렌즈	S4	Sphere	-20.025	4.997	1.774	49.624	18.99	52.65	6.900
3렌즈	S5	Sphere	-14.917	2.141	1.774	49.624	-64.47	-15.04	4.160
3렌즈	S6	Flat	1.E+18	2.141	1.774	49.624	-64.47	-15.04	3.715
Stop		Flat	1.E+18
4렌즈	S7	Asphere	24.505	0.986	1.674	19.246	-90.61	-11.04	2.834
4렌즈	S8	Asphere	5.672	1.000	1.674	19.246	-90.61	-11.04	3.254
5렌즈	S9	Asphere	8.339	3.486	1.545	56.109	137.66	7.26	3.931
5렌즈	S10	Asphere	-6.485	1.407	1.545	56.109	137.66	7.26	4.200
6렌즈	S11	Asphere	16.811	2.483	1.545	56.109	-53.18	-18.80	4.092
6렌즈	S12	Asphere	6.053	0.867	1.545	56.109	-53.18	-18.80	5.144
BPF	Sa	Flat	1.E+18	0.400	1.517	64.166
BPF	Sb	Flat	1.E+18	1.000	1.517	64.166
Cover glass	Sc	Flat	1.E+18	0.400	1.517	64.166
Cover glass	Sd	Flat	1.E+18	0.200	1.517	64.166
CIS		Flat	1.E+18	0.000

표 5에서 제1 내지 제6렌즈(131,132,133,134,135,136)의 굴절률(Index)은 587nm에서의 굴절률이며, 상기 제1 내지 제6렌즈(131,132,133,134,135,136)의 d-line(587nm)에서의 아베수(Vd)는 제4렌즈(134)가 30 미만이고, 제1,2,5,6렌즈(131,132,135,136)가 50 이상일 수 있다. 절대 값으로 나타낼 경우, 디옵터는 제5렌즈가 다른 렌즈들보다 클 수 있다. 위의 표 5을 기초로, 반경, 두께, 간격, 굴절률, 아베수, 초점거리의 값들은 상대적인 비교를 통해 크고 작은 형태의 관계식으로 나타낼 수 있다. 예를 들면, 절대 값에서 초점 거리는 제2렌즈> 제1렌즈 >제6렌즈>제3렌즈>제4렌즈>제5렌즈의 순으로 관계식을 나타낼 수 있다.

표 6는 도 32의 광학계에서 각 렌즈의 각 면에서의 비구면 계수이다.

		비구면 계수
구분	표면	K	A	B	C	D	E	F	G	H	J
1렌즈	S1
1렌즈	S2
2렌즈	S3
2렌즈	S4
3 렌즈	S5	0.0000000	0.0002998	0.0000057	-0.0000005	1.62E-08	-3.15E-10	-7.14E-11	-3.70E-12	7.16E-14	4.82E-15
3 렌즈	S6	0.0000000	0.0004895	-0.0000181	0.0000003	-9.50E-08	-4.53E-09	1.40E-10	3.42E-12	8.08E-13	-2.74E-14
4렌즈	S7	11.1576006	-0.0047002	0.0000585	-0.0000058	-8.32E-07	-2.29E-08	1.90E-09	4.41E-10	6.93E-11	-1.15E-11
4렌즈	S8	0.0638358	-0.0059795	0.0002834	-0.0000204	-8.97E-08	6.36E-08	1.51E-09	-2.68E-10	-1.58E-11	1.36E-12
5렌즈	S9	-6.6592575	-0.0003575	0.0000324	-0.0000011	-3.77E-08	2.43E-09	-2.71E-11	-1.21E-12	-4.88E-13	1.18E-14
5렌즈	S10	0.4446335	-0.0009464	0.0000847	-0.0000024	4.73E-08	1.64E-09	1.76E-11	-3.61E-12	-1.84E-13	1.78E-15
6렌즈	S11	-48.6716867	-0.0044880	0.0000269	0.0000042	-1.25E-07	-1.05E-08	-3.41E-10	3.11E-11	2.04E-12	-1.36E-13
6렌즈	S12	-5.4590557	-0.0033917	0.0000553	-0.0000006	-7.30E-08	1.34E-09	5.83E-11	-4.02E-13	-7.31E-14	1.12E-15

도 33은 도 32의 광학계에서 상고(image height)에 따른 주변광량비 또는 주변조도(Relative illumination)를 나타낸 그래프로서, 이미지 센서의 중심에서 대각선 끝까지 55% 이상 예컨대, 70% 이상의 주변 광량비가 나타남을 알 수 있다. 도 34는 도 32의 광학계에서 상온(예컨대, 22도)에서의 수평 FOV(Field of View)와 수직 FOV에 대한 실제 FOV와 Parax FOV를 나타낸 도면이다. 도 35 내지 도 37는 도 32의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프로서, 공간 주파수(spatial frequency)에 따른 휘도 비(modulation)를 나타낸 그래프이고, 도 38 내지 40은 도 32의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프로서, 디포커싱 포지션(defocusing position)에 따른 휘도 비를 나타낸 그래프이다. 도 35 내지 도 40과 같이, -40도의 저온, 22도의 상온 및 85도 고온에서 휘도 비(modulation)가 거의 변경되지 않음을 알 수 있다. 도 41 내지 도 43과 같이, 도 32의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration), 상면 만곡(Astigmatic field curves), 및 왜곡(Distortion)이 ±17 이하(1.0filed)로 나타남을 알 수 있다. 도 44 내지 도 46와 같이, 도 32의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 횡 방향 색수차에 따른 실제 상고 Red-Green, Green-Blue, 및 Red-Blue 간에 3픽셀(Pixel) 이내에 있음을 알 수 있다. 즉, 도 35 내지 도 46과 같이, 저온에서 고온까지의 온도 변화에 따른 데이터들의 변화가 10% 미만으로 크지 않음을 알 수 있다.

<제4실시 예>

제4실시 예는 도 47 내지 도 61을 참조하기로 한다. 도 47은 발명의 제4실시예에 따른 차량용 광학계를 나타낸 측 단면도이다. 제4실시 예를 설명함에 있어서, 제1 내지 제3실시 예와 동일한 구성은 제1 내지 제3실시 예의 설명을 참조하기로 한다.

도 47를 참조하면, 광학계는 물체측(Object side)에서 상측(Image side) 방향으로 광축을 따라 적층된 제1 렌즈(141), 제2 렌즈(142) 및 제3 렌즈(143), 제4 렌즈(144), 제5 렌즈(145) 및 제4 렌즈(146)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(141,142)를 포함할 수 있으며, 제2 렌즈 군은 제3 내지 제6렌즈(143,144,145,146)를 포함할 수 있다. 상기 조리개(ST)는 제2 렌즈(142)과 제3 렌즈(143) 사이의 외측 둘레에 배치되거나, 제2 렌즈(142)의 상측면 둘레 또는 제3 렌즈(142)의 물체측 면 둘레가 조리개로 기능할 수 있다.

상기 제1렌즈(141)는 피사체에 가장 가까운 렌즈이며, 유리 재질을 포함할 수 있다. 상기 제1렌즈(141)는 크라운 glass 재질로 형성될 수 있어, 광의 분산 값이 높을 수 있다. 상기 제1렌즈(141)는 빛이 입사되는 제1면(S1)과 빛이 출사되는 제2면(S2)을 포함하며, 상기 제1면(S1)과 제2면(S2)은 모두 구면일 수 있다. 상기 제1렌즈(141)는 부(-)의 굴절력을 가지며, 굴절률이 1.55 미만일 수 있다. 상기 제1렌즈(141)는 광학계의 렌즈 중에서 가장 낮은 굴절률을 가질 수 있다.

상기 제1렌즈(141)의 제1면(S1)은 물체측으로 볼록하며, 제2면(S2)은 물체측으로 오목할 수 있다. 상기 제1렌즈(141)는 양면(S1,S2)이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 상기 제2면(S2)의 외측 둘레는 플랫한 영역을 포함할 수 있다. 상기 제1면(S1)의 곡률 반경은 상기 제2면(S2)의 곡률 반경보다 6배 이상 클 수 있다. 절대 값으로 구해지는 상기 제1면(S1)의 곡률 반경은 광학계의 렌즈 들 중에서 가장 클 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.

광축 상에서 상기 제1 렌즈(141)와 상기 제2 렌즈(142) 사이의 간격은 상기 광학계 내의 렌즈들 사이의 간격 중에서 가장 클 수 있다. 상기 제1 렌즈(141)와 상기 제2 렌즈(142) 사이의 간격은 제2 렌즈(142)와 제3 렌즈(143) 사이의 간격의 2 배 이상 예컨대, 2배 내지 4배의 범위일 수 있다. 상기 제1 렌즈(141)와 상기 제2 렌즈(142) 사이의 간격은 상기 제1 렌즈(141)의 중심 두께의 2배 이상 예컨대, 2 배 내지 4배의 범위일 수 있다. 상기 제1 렌즈(141)의 중심 두께는 상기 제2 렌즈(142)의 중심 두께보다 얇을 수 있으며, 예컨대, 3mm 이하, 또는 2mm 내지 3mm의 범위일 수 있다.

상기 제1 렌즈(141)의 아베수(Vd)는 광학계의 렌즈 들 중에서 가장 클 수 있다. 상기 제1 렌즈(141)의 아베수(Vd)는 예컨대, 제3, 6렌즈(143,146)의 아베수(Vd)의 2배 이상일 수 있다. 상기 제1 렌즈(141)의 아베수(Vd)는 제2,4,5렌즈(142,144,145)의 아베수(Vd) 보다 클 수 있으며, 예컨대, 70 이상 또는 75 내지 90의 범위일 수 있다. 상기 제1렌즈(141)의 초점 거리는 절대 값으로 나타내면, 제2,4렌즈(142,144)의 초점 거리보다 클 수 있다.

상기 제1 렌즈(141)에서 빛이 입사되는 유효 경은 다른 제2 내지 제6렌즈(142,143,144,145,146)의 유효경보다 클 수 있다. 상기 제1 렌즈(141)에서 빛이 입사되는 유효 경은 제2 내지 제4렌즈(142,143,144)의 유효경보다 클 수 있다.

상기 제2렌즈(142)는 유리 재질일 수 있다. 상기 제2렌즈(142)는 정(+)의 굴절력을 가지며, 1.6 이상 또는 1.7 이상의 굴절률인 재질로 형성될 수 있다. 상기 제2,5렌즈(142,145)의 굴절률은 광학계의 렌즈 중에서 가장 높은 굴절률을 가질 수 있다.

상기 제2렌즈(142)는 제1렌즈(141)와 제3렌즈(143) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 렌즈(142)는 빛이 입사되는 제3면(S3)과 빛이 출사되는 제4면(S4)을 포함하며, 상기 제3면(S3)과 제4면(S4)은 모두 구면일 수 있다. 상기 제3면(S3)은 물체측으로 볼록하며, 제4면(S4)은 상측으로 볼록할 수 있다. 절대 값으로 나타내면, 상기 제3면(S3)의 곡률 반경은 제4면(S4)의 곡률 반경보다 작을 수 있다. 절대 값으로 나타낼 경우, 상기 제4면(S4)의 곡률 반경은 상기 제2면(S2)의 곡률 반경보다 클 수 있다.

광축 상에서 상기 제2 렌즈(142)와 상기 제3 렌즈(143) 사이의 간격은 1mm 이상일 수 있다. 상기 제2 렌즈(142)의 중심 두께는 상기 제2,3렌즈(142,143) 사이의 간격의 1.5배 이상일 수 있으며, 4mm 이상 또는 4mm 내지 5mm의 범위일 수 있다. 상기 제2 렌즈(142)의 아베수(Vd)는 30 이상 예컨대, 40 이상일 수 있다. 상기 제2렌즈(142)의 초점 거리는 20 이하일 수 있다.

상기 제1,2렌즈(141,142)는 물체 측에서 유리 재질로 배치되어, 물체측을 통해 전달되는 열에 의한 팽창 문제를 줄여줄 수 있다. 상기 제2렌즈(142)는 유리 재질의 높은 굴절률을 갖고, 분산 값이 높은 굴절력을 갖고 있어, 입사되는 빛의 수차를 개선시켜 줄 수 있다.

상기 제3렌즈(143)는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제3렌즈(143)는 부(-)의 굴절력을 가지며, 1.6 이상의 굴절률 또는 1.6 내지 1.72 범위의 굴절률로 형성될 수 있다. 상기 제3렌즈(143)는 제2,4렌즈(142,144) 사이에 배치될 수 있다.

상기 제3렌즈(143)는 빛이 입사되는 제5면(S5)과 빛이 출사되는 제6면(S6)을 포함하며, 상기 제5면(S5)과 제6면(S6)은 모두 비구면(asphere)일 수 있다. 상기 제5면(S5)은 물체측으로 볼록하며, 제6면(S6)은 오목할 수 있다. 상기 제3렌즈(143)는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 상기 제5면(S5)의 곡률 반경은 제6면(S6)의 곡률반경보다 더 클 수 있으며, 그 차이는 5mm 이상일 수 있다.

광축 상에서 상기 제3 렌즈(143)와 상기 제4 렌즈(144) 사이의 간격은 제2,3렌즈(142,143) 사이의 간격보다 작을 수 있다. 상기 제3 렌즈(143)와 상기 제4 렌즈(144) 사이의 간격은 상기 제3 렌즈(143)의 중심 두께보다 작을 수 있다. 상기 제3 렌즈(143)의 중심 두께는 1.2mm 이상 예컨대, 1.2mm 내지 1.8mm의 범위일 수 있다.

상기 제3렌즈(143)의 굴절률은 제4렌즈(144)의 굴절률보다 클 수 있다. 상기 제3렌즈(143)의 아베수(Vd)는 제4렌즈(144)의 아베수보다 작을 수 있으며, 30 미만일 수 있으며, 예컨대, 15 내지 29 범위일 수 있다. 상기 제3렌즈(143)의 초점 거리는 절대 값으로 구한 경우, 25mm 이하 예컨대, 10mm 내지 25mm 범위일 수 있다.

여기서, 조리개(ST)는 제2렌즈(142)과 제3렌즈(143) 사이의 둘레에 배치될 수 있다. 조리개(ST)는 유리 재질의 렌즈와 플라스틱 재질의 렌즈 사이의 둘레에 배치될 수 있다.

상기 제4렌즈(144)는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제4렌즈(144)는 정(+)의 굴절력을 가지며, 1.6 이하의 굴절률 또는 1.5 내지 1.6 범위의 굴절률로 형성될 수 있다. 상기 제4렌즈(144)는 제3,5렌즈(143,145) 사이에 배치될 수 있다. 여기서, 제3, 4, 6렌즈(143,144,146)의 재질이 플라스틱 재질로 형성될 경우, 렌즈의 비구면에 의해 광량을 증가시켜 줄 수 있다.

상기 제4렌즈(144)는 빛이 입사되는 제7면(S7)과 빛이 출사되는 제8면(S8)을 포함하며, 상기 제7면(S7)과 제8면(S8)은 모두 비구면(asphere)일 수 있다. 상기 제7면(S7)은 물체측으로 볼록하며, 제8면(S8)은 볼록할 수 있다. 절대 값으로 나타내면, 상기 제7면(S7)의 곡률 반경은 제8면(S8)의 곡률 반경보다 작을 수 있다. 절대 값으로 나타내면, 상기 제7면(S7)의 곡률 반경은 제3면(S3)의 곡률반경보다 작을 수 있으며, 제8면(S8)의 곡률 반경은 제7면(S7)의 곡률 반경의 1.5배 이상일 수 있다.

광축 상에서 상기 제4 렌즈(144)와 상기 제5 렌즈(145) 사이의 간격은 제2,3렌즈(142,143) 사이의 간격보다 작을 수 있다. 상기 제4 렌즈(144)와 상기 제5 렌즈(145) 사이의 간격은 상기 제4 렌즈(144)의 중심 두께보다 작을 수 있다. 상기 제4 렌즈(144)의 중심 두께는 1.6mm 이상 예컨대, 1.6mm 내지 2.6mm의 범위일 수 있으며, 상기 제4 렌즈(144)와 상기 제5 렌즈(145) 사이의 간격은 2mm 이하일 수 있으며, 예컨대 1mm 내지 2mm의 범위일 수 있다.

상기 제4렌즈(144)의 굴절률은 제5 렌즈(145)의 굴절률보다 낮을 수 있으며, 그 차이는 0.5 이하일 수 있다. 상기 제4렌즈(144)의 아베수(Vd)는 제5 렌즈(145)의 아베수보다 클 수 있으며, 50 이상 예컨대, 50 내지 70 범위일 수 있다. 상기 제4렌즈(144)의 초점 거리는 절대 값으로 구한 경우, 20 이하 예컨대, 5 내지 20 범위일 수 있다.

상기 제5렌즈(145)는 유리 재질일 수 있다. 상기 제5렌즈(143)는 정(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5렌즈(145)의 굴절률은 제4렌즈(144)의 굴절률보다 높고, 1.7 이상의 굴절률 또는 1.7 내지 1.82 범위의 굴절률로 형성될 수 있다. 상기 제5렌즈(145)는 제4,6렌즈(144,146) 사이에 배치될 수 있다.

상기 제5렌즈(145)는 빛이 입사되는 제9면(S9)과 빛이 출사되는 제10면(S10)을 포함하며, 상기 제9면(S9)과 제10면(S10)은 모두 구면(sphere)일 수 있다. 상기 제9면(S5)은 물체측으로 볼록하며, 제10면(S10)은 오목할 수 있다. 상기 제9면(S9)의 곡률 반경은 제10면(S10)의 곡률반경보다 더 작을 수 있으며, 그 차이는 10mm 이상일 수 있다.

광축 상에서 상기 제5 렌즈(145)와 상기 제6 렌즈(146) 사이의 간격은 제2,3렌즈(142,143) 사이의 간격보다 작을 수 있다. 상기 제5 렌즈(145)와 상기 제6 렌즈(146) 사이의 간격은 상기 제5 렌즈(145)의 중심 두께보다 작을 수 있다. 상기 제5 렌즈(145)의 중심 두께는 1.5mm 이상 예컨대, 1.5mm 내지 2.5mm의 범위일 수 있다.

상기 제5렌즈(145)의 굴절률은 제6렌즈(146)의 굴절률보다 클 수 있으며, 상기 제5렌즈(145)의 아베수(Vd)는 제6렌즈(146)의 아베수의 2배 이상일 수 있다. 상기 제5 렌즈(145)의 아베수(Vd)는 30 이상 예컨대, 30 내지 60 범위일 수 있다. 상기 제5렌즈(145)의 초점 거리는 절대 값으로 구한 경우, 30mm 이하 예컨대, 10mm 내지 30mm 범위일 수 있다.

상기 제6렌즈(146)는 이미지 센서(190)에 가장 가까운 렌즈이며, 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제6렌즈(146)는 부(-)의 굴절력을 가지며, 1.6 이하 예컨대, 1.45 내지 1.6 범위의 굴절률로 형성될 수 있다. 상기 제6렌즈(146)는 빛이 입사되는 제11면(S11)과 빛이 출사되는 제12면(S12)을 포함하며, 상기 제11면(S11)과 제12면(S12)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제11면(S7)은 상측으로 볼록하며, 제12면(S12)은 오목할 수 있다. 상기 제6렌즈(146)는 제11면(S11)과 제12면(S12) 중 적어도 하나 또는 모두가 변곡점을 가질 수 있다. 상기 제11면(S11)의 곡률 반경은 제12면(S12)의 곡률반경보다 클 수 있다.

상기 제6 렌즈(146)의 중심 두께는 제1렌즈(141)의 중심 두께보다 얇을 수 있으며, 2mm 이하 0.8mm 내지 2mm의 범위일 수 있다. 상기 제6 렌즈(146)의 아베수(Vd)는 30 미만 예컨대, 10 내지 29 범위일 수 있다. 상기 제6렌즈(146)의 초점 거리는 절대 값으로 구한 경우, 25mm 이하 예컨대, 14mm 내지 25mm 범위일 수 있다. 상기 제6 렌즈(146)에서 빛이 입사되는 유효 경은 제3 및 제4렌즈(143,144)의 유효경보다 클 수 있다.

상기 이미지 센서(190), 상기 광학필터(192) 및 커버 글라스(191)는 제1실시 예의 설명을 참조하기로 한다. 발명의 제4실시 예에 따른 광학계에서 화각(대각선)은 70도 이상 예컨대, 73도 내지 77도의 범위일 수 있다. 유효 초점 거리는 7mm 이상, 예컨대, 7mm 내지 8mm의 범위일 수 있다. 광학계 또는 카메라 모듈의 F 넘버는 2.2 이하, 예컨대, 1.7 내지 2.2의 범위일 수 있다. 주 광선의 각도(CRA: Chief ray angle)는 10도 이상 예컨대, 10도 내지 15도의 범위일 수 있다. 광학계에서 이미지 센서(190)와 제1렌즈(141)의 정점 사이의 거리(TTL)는 40mm 이하일 수 있다. 또한 광학계에서 사용되는 광선의 파장은 400nm 내지 700nm의 범위일 수 있다.

표 7은 도 47의 광학계에서의 렌즈 데이터를 나타낸다.

	표면	모양	반경 R	두께/간격	굴절률 Nd	아베수(Vd)	디옵터	초점거리	semi-aperture
1렌즈	S1	Sphere	74.690	2.762	1.497	81.607	-60.84	-15.91	8.020
1렌즈	S2	Sphere	7.091	6.058	1.497	81.607	-60.84	-15.91	5.529
2렌즈	S3	Sphere	16.984	4.683	1.774	49.624	84.74	12.23	4.050
2렌즈	S4	Sphere	-19.034	2.306	1.774	49.624	84.74	12.23	3.300
Stop		Flat	1.E+18
3렌즈	S5	Asphere	15.340	1.577	1.674	19.246	-69.14	-14.46	3.781
3렌즈	S6	Asphere	5.760	1.226	1.674	19.246	-69.14	-14.46	4.212
4렌즈	S7	Asphere	9.607	2.212	1.545	56.095	85.32	11.72	4.800
4렌즈	S8	Asphere	-17.728	1.691	1.545	56.095	85.32	11.72	4.855
5렌즈	S9	Sphere	9.827	1.968	1.774	49.624	52.41	19.08	5.091
5렌즈	S10	Sphere	26.528	0.602	1.774	49.624	52.41	19.08	4.880
6렌즈	S11	Asphere	12.964	1.266	1.674	19.246	-57.98	-17.25	4.809
6렌즈	S12	Asphere	5.929	0.839	1.674	19.246	-57.98	-17.25	5.200
BPF	Sa	Flat	1.E+18	0.400	1.517	64.166
BPF	Sb	Flat	1.E+18	1.000	1.517	64.166
Cover glass	Sc	Flat	1.E+18	0.400	1.517	64.166
Cover glass	Sd	Flat	1.E+18	0.200	1.517	64.166
CIS		Flat	1.E+18	0.000

표 8에서 제1 내지 제6렌즈(141,142,143,144,145,146)의 굴절률(Index)은 587nm에서의 굴절률이며, 상기 제1 내지 제6렌즈(141,142,143,144,145,146)의 d-line(587nm)에서의 아베수(Vd)는 제3렌즈(143)과 제6렌즈(146)이 30 미만이고, 제1,4렌즈(141,144)가 50 이상일 수 있다. Semi-aperture는 각 렌즈의 반경을 나타낸다. 위의 표 8을 기초로, 반경, 두께, 간격, 굴절률, 아베수, 초점거리의 값들은 상대적인 비교를 통해 크고 작은 형태의 관계식으로 나타낼 수 있다. 예를 들면, 아베수는 제1렌즈> 제4렌즈 >제2,5렌즈>제3,6렌즈의 순으로 관계식을 나타낼 수 있다.

표 8은 도 47의 광학계에서 각 렌즈의 각 면에서의 비구면 계수이다.

		비구면 계수
구분	표면	K	A	B	C	D	E	F	G	H	J
1렌즈	S1
1렌즈	S2
2렌즈	S3
2렌즈	S4
3 렌즈	S5	-20.6736681	-0.0021989	0.0000496	-0.0000006	-2.80E-08	-1.33E-10	-1.13E-11	1.25E-12	1.08E-13	-9.89E-15
3 렌즈	S6	-4.8313063	-0.0016277	0.0000446	-0.0000008	3.69E-09	3.57E-11	-1.16E-11	1.24E-13	3.84E-15	-1.19E-15
4렌즈	S7	-7.0809749	-0.0001074	-0.0000077	-0.0000003	2.09E-08	-5.67E-11	2.05E-12	2.82E-14	-1.22E-15	-7.33E-18
4렌즈	S8	-15.1636399	-0.0009005	0.0000123	-0.0000006	1.06E-08	9.98E-11	4.42E-12	1.26E-13	4.35E-15	4.55E-17
5렌즈	S9
5렌즈	S10
6렌즈	S11	3.9427194	-0.0059390	0.0000621	0.0000030	-8.66E-08
6렌즈	S12	-4.0008157	-0.0041338	0.0001038	-0.0000017	1.71E-08	7.69E-11	-1.73E-13	-3.32E-13	4.40E-15

도 48은 도 47의 광학계에서 상고(image height)에 따른 주변광량비 또는 주변조도(Relative illumination)를 나타낸 그래프로서, 이미지 센서의 중심에서 대각선 끝까지 55% 이상 예컨대, 70% 이상의 주변 광량비가 나타남을 알 수 있다. 도 49는 도 47의 광학계에서 상온(예컨대, 22도)에서의 수평 FOV(Field of View)와 수직 FOV에 대한 실제 FOV와 Parax FOV를 나타낸 도면이다. 도 50 내지 도 52는 도 47의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프로서, 공간 주파수(spatial frequency)에 따른 휘도 비(modulation)를 나타낸 그래프이고, 도 53 내지 55는 도 47의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프로서, 디포커싱 포지션(defocusing position)에 따른 휘도 비를 나타낸 그래프이다. 도 50 내지 도 55와 같이, -40도의 저온, 22도의 상온 및 85도 고온에서 휘도 비(modulation)가 거의 변경되지 않음을 알 수 있다. 도 56 내지 도 58과 같이, 도 47의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration), 상면 만곡(Astigmatic field curves), 및 왜곡(Distortion)이 ±17 이하(1.0filed)로 나타남을 알 수 있다. 도 59 내지 도 61과 같이, 도 47의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 횡 방향 색수차에 따른 실제 상고 Red-Green, Green-Blue, 및 Red-Blue 간에 3픽셀(Pixel) 이내에 있음을 알 수 있다. 즉, 도 50 내지 도 61과 같이, 저온에서 고온까지의 온도 변화에 따른 데이터들의 변화가 10% 미만으로 크지 않음을 알 수 있다.

<제5실시 예>

제5실시 예는 도 62 내지 도 76을 참조하기로 한다. 도 62은 발명의 제5실시예에 따른 차량용 광학계를 나타낸 측 단면도이다. 제5실시 예를 설명함에 있어서, 제1 내지 제4실시 예와 동일한 구성은 제1 내지 제4실시 예의 설명을 참조하기로 한다.

도 62를 참조하면, 광학계는 물체측(Object side)에서 상측(Image side) 방향으로 광축을 따라 적층된 제1 렌즈(151), 제2 렌즈(152) 및 제3 렌즈(153), 제4 렌즈(154), 제5 렌즈(155) 및 제4 렌즈(156)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(151,152)를 포함할 수 있으며, 제2 렌즈 군은 제3 내지 제6렌즈(153,154,155,156)를 포함할 수 있다. 상기 조리개(ST)는 제2 렌즈(152)과 제3 렌즈(153) 사이의 외측 둘레에 배치되거나, 제2 렌즈(152)의 상측면 둘레 또는 제3 렌즈(152)의 물체측 면 둘레가 조리개로 기능할 수 있다.

상기 제1렌즈(151)는 피사체에 가장 가까운 렌즈이며, 유리 재질을 포함할 수 있다. 상기 제1렌즈(151)는 크라운 glass 재질로 형성될 수 있어, 광의 분산 값이 높을 수 있다. 상기 제1렌즈(151)는 빛이 입사되는 제1면(S1)과 빛이 출사되는 제2면(S2)을 포함하며, 상기 제1면(S1)과 제2면(S2)은 모두 구면일 수 있다. 상기 제1렌즈(151)는 부(-)의 굴절력을 가지며, 굴절률이 1.55 미만일 수 있다. 상기 제1렌즈(151)는 광학계의 렌즈 중에서 가장 낮은 굴절률을 가질 수 있다.

상기 제1렌즈(151)의 제1면(S1)은 물체측으로 볼록하며, 제2면(S2)은 물체측으로 오목할 수 있다. 상기 제1렌즈(151)는 양면(S1,S2)이 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 상기 제2면(S2)은 외곽 둘레에 플랫한 유효 영역을 포함할 수 있다. 절대 값으로 나타내면, 상기 제1면(S1)의 곡률 반경은 상기 제2면(S2)의 곡률 반경보다 3배 이상 또는 4배 이상으로 클 수 있다. 절대 값으로 구해지는 상기 제1면(S1)의 곡률 반경은 광학계의 렌즈 들 중에서 가장 클 수 있다.

상기 제1렌즈(151)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.

광축 상에서 상기 제1 렌즈(151)와 상기 제2 렌즈(152) 사이의 간격은 상기 제1렌즈(151)의 중심 두께의 3배 이상일 수 있으며, 예컨대 2.5mm이상일 수 있다. 상기 제1 렌즈(151)와 상기 제2 렌즈(152) 사이의 간격은 제2 렌즈(152)와 제3 렌즈(153) 사이의 간격보다 작을 수 있다. 상기 제1 렌즈(151)의 중심 두께는 상기 제2 렌즈(152)의 중심 두께보다 얇을 수 있으며, 제4렌즈(154)의 중심 두께보다 두꺼울 수 있다.

상기 제1,3 렌즈(15,1531)의 아베수(Vd)는 광학계의 렌즈 들 중에서 가장 클 수 있다. 상기 제1 렌즈(151)의 아베수(Vd)는 예컨대, 제4렌즈(154)의 아베수(Vd)의 2배 이상일 수 있다. 상기 제1 렌즈(151)의 아베수(Vd)는 제2, 5, 6렌즈(152,155,156)의 아베수보다 클 수 있다. 상기 제1 렌즈(151)의 아베수(Vd)는 예컨대, 70 이상 또는 75 내지 90의 범위일 수 있다. 상기 제1렌즈(151)의 초점 거리는 절대 값으로 나타내면, 10 이상 예컨대, 10 내지 25의 범위일 수 있으며, 제5,6렌즈(155,156)의 초점 거리보다 클 수 있다.

상기 제1 렌즈(151)에서 빛이 입사되는 유효 경은 다른 제2 내지 제6렌즈(152,153,154,155,156)의 유효경보다 클 수 있다. 상기 제1 렌즈(151)에서 빛이 입사되는 유효 경은 제2 내지 제4렌즈(152,153,154)의 유효경보다 클 수 있다.

상기 제2렌즈(152)는 유리 재질일 수 있다. 상기 제2렌즈(152)는 정(+)의 굴절력을 가지며, 1.6 이상 또는 1.7 이상의 굴절률인 재질로 형성될 수 있다. 상기 제2렌즈(152)의 굴절률은 광학계의 렌즈 중에서 가장 높은 굴절률을 가질 수 있다.

상기 제2렌즈(152)는 제1렌즈(151)와 제3렌즈(153) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 렌즈(152)는 빛이 입사되는 제3면(S3)과 빛이 출사되는 제4면(S4)을 포함하며, 상기 제3면(S3)과 제4면(S4)은 모두 구면일 수 있다. 상기 제3면(S3)은 오목하며, 제4면(S4)은 상측으로 볼록할 수 있다. 절대 값으로 나타내면, 상기 제3면(S3)의 곡률 반경은 제4면(S4)의 곡률 반경보다 클 수 있으며, 2 배 이상일 수 있다. 절대 값으로 나타낼 경우, 상기 제4면(S4)의 곡률 반경은 상기 제1면(S1)의 곡률 반경보다 작을 수 있다.

광축 상에서 상기 제2 렌즈(152)와 상기 제3 렌즈(153) 사이의 간격은 3mm 이상일 수 있다. 상기 제2 렌즈(152)의 중심 두께는 상기 제2,3렌즈(152,153) 사이의 간격의 1.5배 이상일 수 있으며, 7mm 이상 또는 7mm 내지 9mm의 범위일 수 있다. 상기 제2 렌즈(152)의 아베수(Vd)는 30 이상 예컨대, 40 이상일 수 있다. 상기 제2렌즈(152)의 초점 거리는 20mm 이상일 수 있다.

상기 제1,2렌즈(151,152)는 물체 측에서 유리 재질로 배치되어, 물체측을 통해 전달되는 열에 의한 팽창 문제를 줄여줄 수 있다. 상기 제2렌즈(152)는 유리 재질의 높은 굴절률을 갖고, 분산 값이 높은 굴절력을 갖고 있어, 입사되는 빛의 수차를 개선시켜 줄 수 있다. 상기 제2 렌즈(152)에서 빛이 입사되는 유효 경은 제3 및 제4렌즈(153,154)의 유효경보다 클 수 있다.

조리개(ST)는 제2,3렌즈(152,153) 사이의 둘레에 배치될 수 있다. 조리개(ST)는 인접한 유리 재질의 렌즈들 사이에 배치될 수 있다.

상기 제3렌즈(153)는 유리 재질일 수 있다. 상기 제3렌즈(153)는 정(+)의 굴절력을 가지며, 1.6 이하의 굴절률 또는 1.3 내지 1.6 범위의 굴절률로 형성될 수 있다. 상기 제3렌즈(153)는 제2,4렌즈(152,154) 사이에 배치될 수 있다.

상기 제3렌즈(153)는 빛이 입사되는 제5면(S5)과 빛이 출사되는 제6면(S6)을 포함하며, 상기 제5면(S5)과 제6면(S6)은 모두 구면(sphere)일 수 있다. 상기 제5면(S5)은 물체측으로 볼록하며, 제6면(S6)은 오목할 수 있다. 상기 제3렌즈(153)는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 상기 제5면(S5)의 곡률 반경은 제6면(S6)의 곡률반경보다 더 작을 수 있으며, 예컨대 10mm 이하일 수 있다. 상기 제6면(S6)의 곡률 반경은 20mm 이상일 수 있다.

광축 상에서 상기 제3 렌즈(153)와 상기 제4 렌즈(154) 사이의 간격은 제2,3렌즈(152,153) 사이의 간격보다 작을 수 있다. 상기 제3 렌즈(153)와 상기 제4 렌즈(154) 사이의 간격은 상기 제3 렌즈(153)의 중심 두께보다 작을 수 있다. 상기 제3 렌즈(153)의 중심 두께는 2mm 이하 예컨대, 1.5mm 내지 2mm의 범위일 수 있다.

상기 제1,3렌즈(151,153)의 굴절률은 서로 동일하거나 0.3 이하의 차이를 가질 수 있다. 상기 제1,3렌즈(151,153)의 아베수(Vd)는 서로 동일하거나 10 이하의 차이를 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(153)의 아베수(Vd)는 60 이상 예컨대, 70 내지 90 범위일 수 있다. 상기 제3렌즈(153)의 초점 거리는, 25mm 이하 예컨대, 15mm 내지 25mm 범위일 수 있다.

상기 제4렌즈(154)는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제4렌즈(154)는 부(-)의 굴절력을 가지며, 1.6 이상의 굴절률 또는 1.6 내지 1.72 범위의 굴절률로 형성될 수 있다. 상기 제4렌즈(154)는 제3,5렌즈(153,155) 사이에 배치될 수 있다. 여기서, 제4 내지 제6렌즈(154,155,156)의 재질이 플라스틱 재질로 형성될 경우, 렌즈의 비구면에 의해 광량을 증가시켜 줄 수 있다.

상기 제4렌즈(154)는 빛이 입사되는 제7면(S7)과 빛이 출사되는 제8면(S8)을 포함하며, 상기 제7면(S7)과 제8면(S8)은 모두 비구면(asphere)일 수 있다. 상기 제7면(S7)은 오목하며, 제8면(S8)은 오목할 수 있다. 절대 값으로 나타내면, 상기 제7면(S7)의 곡률 반경은 제5면(S5)의 곡률반경보다 더 클 수 있으며, 제8면(S8)의 곡률반경보다 클 수 있다. 절대 값으로 나타내면, 상기 제8면(S8)의 곡률 반경은 제7면(S7)의 곡률 반경과의 차이가 20mm 이하일 수 있다.

광축 상에서 상기 제4 렌즈(154)와 상기 제5 렌즈(155) 사이의 간격은 제3,4렌즈(153,154) 사이의 간격보다 클 수 있다. 상기 제4 렌즈(154)와 상기 제5 렌즈(155) 사이의 간격은 상기 제4 렌즈(154)의 중심 두께보다 클 수 있으며, 예컨대 2배 이상일 수 있다. 상기 제4 렌즈(154)의 중심 두께는 1mm 이하 예컨대, 0.2mm 내지 0.8mm의 범위일 수 있으며, 상기 제4 렌즈(154)와 상기 제5 렌즈(155) 사이의 간격은 2mm 이상일 수 있으며, 예컨대 2mm 내지 3mm의 범위일 수 있다. 상기 제4 렌즈(154)의 중심 두께는 광학계의 렌즈들 중에서 가장 작을 수 있다.

상기 제4렌즈(154)의 굴절률은 제5 렌즈(155)의 굴절률보다 높을 수 있다. 상기 제4렌즈(154)의 아베수(Vd)는 제5 렌즈(155)의 아베수보다 작을 수 있으며, 30 미만 예컨대, 15 내지 29 범위일 수 있다. 상기 제4렌즈(154)의 초점 거리는 절대 값으로 구한 경우, 18mm 이상 예컨대, 18mm 내지 30mm 범위일 수 있다.

상기 제5렌즈(155)는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제5렌즈(153)는 정(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5렌즈(155)의 굴절률은 제4렌즈(154)의 굴절률보다 낮고, 1.6 이하의 굴절률 또는 1.5 내지 1.6 범위의 굴절률로 형성될 수 있다. 상기 제5렌즈(155)는 제4,6렌즈(154,156) 사이에 배치될 수 있다.

상기 제5렌즈(155)는 빛이 입사되는 제9면(S9)과 빛이 출사되는 제10면(S10)을 포함하며, 상기 제9면(S9)과 제10면(S10)은 모두 비구면(Asphere)일 수 있다. 상기 제9면(S5)은 물체측으로 볼록하며, 제10면(S10)은 볼록할 수 있다. 상기 제5렌즈(155)은 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 절대 값으로 나타내면, 상기 제9면(S9)의 곡률 반경은 제10면(S10)의 곡률반경보다 작을 수 있으며, 그 차이는 절대 값으로 나타낼 경우 5mm 이상일 수 있다.

광축 상에서 상기 제5 렌즈(155)와 상기 제6 렌즈(156) 사이의 간격은 제2,3렌즈(152,153) 사이의 간격보다 작을 수 있다. 상기 제5 렌즈(155)와 상기 제6 렌즈(156) 사이의 간격은 상기 제5 렌즈(155)의 중심 두께보다 작을 수 있다. 상기 제5 렌즈(155)의 중심 두께는 광학계의 렌즈 들 중에서 두 번째로 클 수 있으며, 3mm 이상 예컨대, 3mm 내지 4.2mm의 범위일 수 있다.

상기 제5렌즈(155)의 굴절률은 제6렌즈(156)의 굴절률보다 작을 수 있으며, 상기 제5렌즈(155)의 아베수(Vd)는 제6렌즈(156)의 아베수보다 클 수 있다. 상기 제5 렌즈(155)의 아베수(Vd)는 50 이상 예컨대, 50 내지 60 범위일 수 있다. 상기 제5렌즈(155)의 초점 거리는 절대 값으로 구한 경우, 15mm 이하 예컨대, 5mm 내지 15mm 범위일 수 있다.

상기 제6렌즈(156)는 이미지 센서(190)에 가장 가까운 렌즈이며, 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제6렌즈(156)는 부(-)의 굴절력을 가지며, 1.55 이상 예컨대, 1.55 내지 1.7 범위의 굴절률로 형성될 수 있다. 상기 제6렌즈(156)는 빛이 입사되는 제11면(S11)과 빛이 출사되는 제12면(S12)을 포함하며, 상기 제11면(S11)과 제12면(S12)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제11면(S7)은 상측으로 볼록하며, 제12면(S12)은 오목할 수 있다. 상기 제6렌즈(156)는 제11면(S11)과 제12면(S12) 중 적어도 하나 또는 모두가 변곡점을 가질 수 있다. 상기 제11면(S11)의 곡률 반경은 제12면(S12)의 곡률반경보다 클 수 있다.

상기 제6 렌즈(156)의 중심 두께는 제1렌즈(151)의 중심 두께보다 두꺼울 수 있으며, 1mm 초과 1mm 내지 2mm의 범위일 수 있다. 상기 제6 렌즈(156)의 아베수(Vd)는 30 이하 예컨대, 20 내지 30 범위일 수 있다. 상기 제6렌즈(156)의 초점 거리는 절대 값으로 구한 경우, 20mm 이하 예컨대, 10mm 내지 20mm 범위일 수 있다. 상기 제6 렌즈(156)에서 빛이 입사되는 유효 경은 제3 및 제4렌즈(153,154)의 유효경보다 클 수 있다.

여기서, 조리개(ST)를 기준으로 상측에 배치되는 렌즈들과 물체측에 배치된 렌즈들의 비율은 2:1일 수 있다.

상기 이미지 센서(190), 상기 광학필터(192) 및 커버 글라스(191)는 상기에 개시된 실시 예의 설명을 참조하기로 한다. 발명의 제5실시 예에 따른 광학계에서 화각(대각선)은 70도 이상 예컨대, 73도 내지 77도의 범위일 수 있다. 유효 초점 거리는 7mm 이상, 예컨대, 7mm 내지 8mm의 범위일 수 있다. 광학계 또는 카메라 모듈의 F 넘버는 2.2 이하, 예컨대, 1.7 내지 2.2의 범위일 수 있다. 주 광선의 각도(CRA: Chief ray angle)는 10도 이상 예컨대, 10도 내지 15도의 범위일 수 있다. 광학계에서 이미지 센서(190)와 제1렌즈(151)의 정점 사이의 거리(TTL)는 40mm 이하일 수 있다. 또한 광학계에서 사용되는 광선의 파장은 400nm 내지 700nm의 범위일 수 있다.

표 9은 도 62의 광학계에서의 렌즈 데이터를 나타낸다.

	표면	모양	반경 R	두께/ 간격	굴절률 Nd	아베수(Vd)	디옵터	초점거리	semi-aperture
1렌즈	S1	Sphere	-280.070	0.700	1.497	81.607	-57.45	-17.41	7.301
1렌즈	S2	Sphere	8.973	2.718	1.497	81.607	-57.45	-17.41	5.966
2렌즈	S3	Sphere	-63.835	8.406	1.774	49.624	33.60	29.76	5.749
2렌즈	S4	Sphere	-17.968	4.413	1.774	49.624	33.60	29.76	5.000
Stop		Flat	1.E+18
3렌즈	S5	Sphere	6.446	1.709	1.497	81.607	61.19	-16.34	3.292
3렌즈	S6	Sphere	28.004	1.023	1.497	81.607	61.19	-16.34	3.268
4렌즈	S7	Asphere	-38.152	0.450	1.545	19.246	-42.21	-23.69	3.305
4렌즈	S8	Asphere	28.260	2.437	1.545	19.246	-42.21	-23.69	3.297
5렌즈	S9	Asphere	7.148	3.984	1.637	56.095	105.46	9.48	4.621
5렌즈	S10	Asphere	-15.202	0.591	1.637	56.095	105.46	9.48	4.600
6렌즈	S11	Asphere	19.683	1.464	1.637	23.901	-88.83	-11.26	4.206
6렌즈	S12	Asphere	5.147	0.788	1.637	23.901	-88.83	-11.26	4.873
BPF	Sa	Flat	1.E+18	0.400	1.517	64.166
BPF	Sb	Flat	1.E+18	1.000	1.517	64.166
Cover glass	Sc	Flat	1.E+18	0.400	1.517	64.166
Cover glass	Sd	Flat	1.E+18	0.200	1.517	64.166
CIS		Flat	1.E+18	0.000

표 9에서 제1 내지 제6렌즈(151,152,153,154,155,156)의 굴절률(Index)은 587nm에서의 굴절률이며, 상기 제1 내지 제6렌즈(151,152,153,154,155,156)의 d-line(587nm)에서의 아베수(Vd)는 제4렌즈(154)과 제6렌즈(156)이 30 미만이고, 제1,3,5렌즈(151,153,155)가 50 이상일 수 있다. 위의 표 9를 기초로, 반경, 두께, 간격, 굴절률, 아베수, 초점거리의 값들도 위의 관계식으로 나타낼 수 있다. 예를 들면, 아베수를 보면, 제1,3렌즈 > 제5렌즈 > 제2렌즈 > 제5 렌즈 > 제4렌즈의 순으로 관계식을 가질 수 있다.

표 10는 도 62의 광학계에서 각 렌즈의 각 면에서의 비구면 계수이다.

		비구면 계수
구분	표면	K	A	B	C	D	E	F	G	H	J
1렌즈	S1
1렌즈	S2
2렌즈	S3
2렌즈	S4
3렌즈	S5
3렌즈	S6
4렌즈	S7	39.2490976	0.0001875	0.0000810	0.0000007	-1.07E-07	-9.49E-09	-3.04E-10	3.35E-11	4.17E-12	-2.42E-13
4렌즈	S8	15.9872457	0.0000588	0.0001095	0.0000010	-1.05E-07	-7.05E-09	1.51E-10	3.76E-11	-1.50E-12	-2.16E-14
5렌즈	S9	-2.4578343	0.0000320	-0.0000007	-0.0000003	6.87E-09	3.56E-10	2.40E-12	-2.69E-13	-4.53E-15	3.21E-16
5렌즈	S10	6.3473556	-0.0011846	0.0000385	-0.0000012	4.14E-08	5.33E-10	-1.97E-11	-8.08E-13	6.98E-15	8.70E-16
6렌즈	S11	-99.0000000	-0.0083581	0.0000252	0.0000149	-2.22E-07	-5.14E-09	-2.10E-10	1.31E-12	3.22E-13	-4.80E-15
6렌즈	S12	-5.1365465	-0.0058209	0.0002027	-0.0000039	-5.25E-09	2.76E-09	2.94E-11	-3.09E-12	-6.54E-14	2.49E-15

도 63은 도 62의 광학계에서 상고(image height)에 따른 주변광량비 또는 주변조도(Relative illumination)를 나타낸 그래프로서, 이미지 센서의 중심에서 대각선 끝까지 55% 이상 예컨대, 70% 이상의 주변 광량비가 나타남을 알 수 있다. 도 64는 도 62의 광학계에서 상온(예컨대, 22도)에서의 수평 FOV(Field of View)와 수직 FOV에 대한 실제 FOV와 Parax FOV를 나타낸 도면이다. 도 65 내지 도 67는 도 62의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프로서, 공간 주파수(spatial frequency)에 따른 휘도 비(modulation)를 나타낸 그래프이고, 도 68 내지 70은 도 62의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프로서, 디포커싱 포지션(defocusing position)에 따른 휘도 비를 나타낸 그래프이다. 도 65 내지 도 70과 같이, -40도의 저온, 22도의 상온 및 85도 고온에서 휘도 비(modulation)가 거의 변경되지 않음을 알 수 있다. 도 71 내지 도 73과 같이, 도 62의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 종방향 구면수차(Longitudinal spherical aberration), 상면 만곡(Astigmatic field curves), 및 왜곡(Distortion)이 ±17 이하(1.0filed)로 나타남을 알 수 있다. 도 74 내지 도 76와 같이, 도 62의 광학계에서 저온, 상온 및 고온에서의 횡 방향 색수차에 따른 실제 상고 Red-Green, Green-Blue, 및 Red-Blue 간에 3픽셀(Pixel) 이내에 있음을 알 수 있다. 즉, 도 65 내지 도 76과 같이, 저온에서 고온까지의 온도 변화에 따른 데이터들의 변화가 10% 미만으로 크지 않음을 알 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.

111,121,131,141,151: 제1렌즈
112,122,132,142,152: 제2렌즈
113,123,133,143,153: 제3렌즈
114,124,134,144,154: 제4렌즈
115,125,135,145,155: 제5렌즈
116,126,136,146,156: 제6렌즈
190: 이미지 센서
191: 커버 글라스
192: 광학필터

Claims

물체측에서 상측 방향으로 광축을 따라 배치된 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈 및 제6렌즈를 포함하고,
상기 제1렌즈는 광축 상에서 볼록한 물체측 제1면과 오목한 상측 제2면을 포함하며,
상기 제2렌즈는 물체측 제3면과 상측 제4면을 포함하며,
상기 제3렌즈는 물체측 제5면과 상측 제6면을 포함하며,
상기 제4렌즈는 물체측 제7면과 상측 제8면을 포함하며,
상기 제5렌즈는 물체측 제9면과 상측 제10면을 포함하며,
상기 제6렌즈는 광축 상에서 볼록한 물체측 제11면과 오목한 상측 제12면을 포함하며,
상기 제1렌즈의 유효경은 상기 제2 내지 제6렌즈 각각의 유효경보다 크며,
상기 제1렌즈는 유리 재질을 포함하며,
상기 제6렌즈는 제11면과 제12면이 비구면이며, 플라스틱 재질이며,
상기 제2 내지 제6 렌즈 중에서 적어도 3매는 플라스틱 재질인 광학계.
제1항에 있어서,
상기 제2렌즈는 유리 재질이며,
상기 광학계에서 플라스틱 재질의 렌즈와 유리 재질의 렌즈의 비율은 1:1인, 광학계.
제1항에 있어서,
상기 제2렌즈는 유리 재질이며,
상기 광학계에서 플라스틱 재질의 렌즈와 유리 재질의 렌즈의 비율은 2:1인, 광학계.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광학계에서 TTL은 40mm 이하이며, F 넘버는 1.7 내지 2.2인 광학계.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제5렌즈의 중심 두께는 광학계의 렌즈 중에서 가장 두꺼운, 광학계.
제5항에 있어서,
상기 제1 및 제2렌즈 사이의 간격은 광학계 내의 렌즈들 사이의 간격 중에서 가장 큰, 광학계.
제6항에 있어서,
상기 제1렌즈의 아베수는 광학계의 렌즈 중에서 가장 크며, 70 이상인, 광학계.
제7항에 있어서,
광축 상에서 상기 제2렌즈는 제3면이 볼록하며 제4면이 볼록하며,
광축 상에서 상기 제3렌즈는 제5면이 볼록하며 제6면이 오목하며,
광축 상에서 상기 제4렌즈는 제7면이 볼록하며 제8면이 오목하며,
광축 상에서 상기 제5렌즈는 제9면이 볼록하며 제10면이 볼록한, 광학계.
이미지 센서;
상기 이미지 센서 상에 광학 필터;
상기 광학 필터와 상기 이미지 센서 사이에 배치된 커버 글라스;
물체측에서 상측 방향으로 광축을 따라 배치된 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제3 렌즈, 제4 렌즈, 제5 렌즈 및 제6렌즈를 포함하는 광학계; 및
상기 제3렌즈의 상측 둘레 또는 상기 제3렌즈의 물체측 둘레에 배치된 조리개를 포함하며,
상기 제1렌즈는 광축 상에서 볼록한 물체측 제1면과 오목한 상측 제2면을 포함하며,
상기 제6렌즈는 광축 상에서 볼록한 물체측 제11면과 오목한 상측 제12면을 포함하며,
상기 제1렌즈의 유효경은 상기 제2 내지 제6렌즈 각각의 유효경보다 크며,
상기 제1 및 제2렌즈는 유리 재질을 포함하며,
상기 제6렌즈는 제11면과 제12면이 비구면이며, 플라스틱 재질이며,
상기 제2 내지 제6 렌즈 중에서 적어도 3매는 플라스틱 재질이며,
상기 제1 내지 제6렌즈 중에서 플라스틱 재질의 렌즈와 유리 재질의 렌즈의 비율은 1:1 내지 2:1인, 카메라 모듈.