KR20220109228A - 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

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KR20220109228A
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optical system
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서은성
김지성
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 센서 방향으로 광축을 따라 순차적으로 배치되며, 적어도 하나의 렌즈를 각각 포함하는 제1 및 제2 렌즈군을 포함하고, 상기 제1 렌즈군의 초점 거리 부호와 상기 제2 렌즈군의 초점 거리 부호는 서로 반대되고, -1.5 < f_2 / f_1 < 0을 만족하고, (f_1은 상기 제1 렌즈군의 초점 거리이고, f_2는 상기 제2 렌즈군의 초점 거리이다.) 상기 제1 및 제2 렌즈군에 포함된 렌즈의 유효경(Clear aperture)의 크기는 이미지 센서의 대각 방향 길이보다 작고, 상기 제1 및 제2 렌즈군 중 하나의 렌즈군은 상기 광축 방향으로 이동 가능할 수 있다.

Description

광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈{OPTICAL SYSTEM AND CAMERA MODULE INCLUDING THE SAME}
실시예는 향상된 광학 성능 및 슬림한 구조를 가지는 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, 상기 광학계가 복수의 렌즈를 포함할 경우, 적어도 하나의 렌즈 또는 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈군의 위치를 제어하여 줌(zoom), 오토포커스(AF) 기능 등을 수행할 수 있다. 그러나, 상기 렌즈 또는 상기 렌즈군이 상기 기능을 수행하고자 할 경우, 상기 렌즈 또는 상기 렌즈군의 이동량이 기하급수적으로 증가할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계를 포함하는 장치는 많은 에너지가 요구될 수 있고, 이동량을 고려한 설계가 요구되는 문제점이 있다.
또한, 상기 광학계가 복수의 렌즈를 포함할 경우 상기 복수의 렌즈의 두께, 간격, 크기 등에 의해 광학계의 전체 길이, 높이 등이 증가할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계가 배치되는 스마트폰, 이동 단말기 등의 디바이스의 전체 두께는 증가할 수 있고 보다 소형으로 제공하기 어려운 문제점이 있다.
따라서, 상술한 문제를 해결할 수 있는 새로운 광학계가 요구된다.
실시예는 광학 특성이 향상된 광학계 및 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 다양한 거리에 위치한 피사체에 대한 오토포커스(AF) 기능을 제공할 수 있는 광학계 및 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 작고 컴팩트(compact)하게 구현할 수 있는 광학계 및 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 얇은 두께를 가지는 폴디드(folded) 카메라에 적용 가능한 및 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 센서 방향으로 광축을 따라 순차적으로 배치되며, 적어도 하나의 렌즈를 각각 포함하는 제1 및 제2 렌즈군을 포함하고, 상기 제1 렌즈군의 초점 거리 부호와 상기 제2 렌즈군의 초점 거리 부호는 서로 반대되고, -1.5 < f_2 / f_1 / 0을 만족하고, (f_1은 상기 제1 렌즈군의 초점 거리이고, f_2는 상기 제2 렌즈군의 초점 거리이다.) 상기 제1 및 제2 렌즈군에 포함된 렌즈의 유효경(Clear aperture)의 크기는 이미지 센서의 대각 방향 길이보다 작고, 상기 제1 및 제2 렌즈군 중 하나의 렌즈군은 상기 광축 방향으로 이동 가능할 수 있다.
또한, 상기 제1 렌즈군은 상기 물체 측으로부터 상기 센서 측 방향으로 상기 광축을 따라 순차적으로 배치되는 제1 내지 제3 렌즈를 포함하고, 상기 제2 렌즈군은 상기 물체 측으로부터 상기 센서 측 방향으로 상기 광축을 따라 순차적으로 배치되는 제4 및 제5 렌즈를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 렌즈군에서 상기 물체 측과 가장 가깝게 배치된 렌즈는 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제1 렌즈군에서 상기 물체 측과 가장 가깝게 배치된 렌즈의 센서 측 면은 볼록한 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 제2 렌즈군에서 상기 이미지 센서와 가장 가깝게 배치된 렌즈는 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제2 렌즈군에서 상기 이미지 센서와 가장 가깝게 배치된 렌즈의 센서 측 면은 볼록한 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 제2 렌즈군에서 상기 물체 측과 가장 가깝게 배치된 렌즈의 물체 측 면은 오목한 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 렌즈군은 하기 수학식 1을 만족할 수 있다.
[수학식 1]
1 < L_G1 / L_G2 < 4
(수학식 1에서 L_G1은 상기 제1 렌즈군에 포함된 렌즈 중 상기 물체와 최인접한 렌즈의 물체 측 면의 정점에서 상기 이미지 센서와 최인접한 렌즈의 센서 측 면의 정점까지의 광축 방향 길이를 의미한다. 또한, L_G2는 상기 제2 렌즈군에 포함된 렌즈 중 상기 물체와 최인접한 렌즈의 물체 측 면의 정점에서 상기 이미지 센서와 최인접한 렌즈의 센서 측 면의 정점까지의 광축(OA) 방향 길이를 의미한다.)
또한, 상기 제2 렌즈군은 하기 수학식 2를 만족할 수 있다.
[수학식 2]
4 < TTL / L_G2 < 7
(수학식 2에서 L_G2는 상기 제2 렌즈군에 포함된 렌즈 중 상기 물체와 최인접한 렌즈의 물체 측 면의 정점에서 상기 이미지 센서와 최인접한 렌즈의 센서 측 면의 정점까지의 광축(OA) 방향 길이를 의미한다. 또한, TTL(Total track length)은 상기 제1 및 제2 렌즈군에 포함된 복수의 렌즈들 중 물체와 최인접한 렌즈의 물체 측 면의 정점에서 상기 이미지 센서의 상면까지의 광축 방향 거리를 의미한다.)
또한, 상기 제1 렌즈군은 비원형 형상을 가지는 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 카메라 모듈은 상기 광학계 및 구동 부재를 포함하고, 상기 구동 부재는 상기 제2 렌즈군의 위치를 제어할 수 있다.
실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 복수의 렌즈군 중 적어도 하나의 렌즈군을 이동시켜 유효 초점 거리(EFL)을 제어할 수 있고, 이동하는 렌즈군의 이동 거리를 최소화할 수 있다. 이에 따라, 이동하는 렌즈군의 이동 거리에 따라 발생하는 만곡량을 최소화할 수 있어 주변부의 화질이 저하되는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 실시예는 이동하는 렌즈군의 이동 거리를 최소화하여 렌즈군의 이동 시 요구되는 전력 소모를 최소화할 수 있다.
또한, 실시예는 설정된 형상, 초점 거리, 간격 등을 가지는 광학계를 이용하여 다양한 거리에 위치한 피사체에 대한 오토포커스(AF) 기능을 제공할 수 있다. 자세하게, 실시예는 하나의 카메라 모듈을 이용하여 무한대 내지 근거리에 위치한 피사체에 대한 오토포커스(AF) 기능을 제공할 수 있다.
또한, 실시예는 무한대 내지 근거리의 범위에서 피사체와의 거리와 무관하게 일정한 TTL 값을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈은 보다 슬림한 구조로 제공될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 비원형 형상을 가지는 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계는 향상된 광학 성능을 가지며 소형으로 구현할 수 있어, 원형 형상만으로 이루어진 광학계 대비 컴팩트(compact)하게 제공될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 광 경로 변경 부재를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계는 보다 얇은 두께를 가질 수 있는 폴디드(folded) 카메라에 적용 가능하며, 상기 카메라를 포함하는 기기를 얇은 두께로 제조할 수 있다.
도 1은 제1 모드로 동작하는 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 2는 제1 모드로 동작하는 광학계의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length)을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 제2 모드로 동작하는 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 4는 제2 모드로 동작하는 광학계의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length)을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 비원형 형상의 렌즈를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 실시예에 따른 광학계에서 제1 및 제2 렌즈군의 초점 거리와 만곡 수차에 대한 그래프이다.
도 7은 실시예에 따른 광학계가 제1 모드로 동작할 경우의 수차도에 대한 그래프이다.
도 8은 실시예에 따른 광학계가 제2 모드로 동작할 경우의 수차도에 대한 그래프이다.
도 9는 실시예에 따른 광학계가 제3 렌즈군을 더 포함하는 것을 설명하기 위한 구성도이다.
도 10은 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, "센서 측 면"은 광축을 기준으로 이미지 센서를 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 렌즈의 광축에서 물체 측 및 센서 측 면 사이의 광축 방향 길이를 의미할 수 있다.
도 1은 제1 모드로 동작하는 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 2는 제1 모드로 동작하는 광학계의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length)을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 3은 제2 모드로 동작하는 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 4는 제2 모드로 동작하는 광학계의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length)을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 5는 비원형 형상의 렌즈를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 실시예에 따른 광학계에서 제1 및 제2 렌즈군의 초점 거리와 만곡 수차에 대한 그래프이다. 또한, 도 7 및 도 8은 실시예에 따른 광학계가 제1 모드 또는 제2 모드로 동작할 경우의 수차도에 대한 그래프이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 실시예에 따른 광학계(1000)는 복수의 렌즈군을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)는 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 복수의 렌즈군을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(1000)는 물체 측으로부터 센서 방향으로 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치되는 제1 렌즈군(G1), 제2 렌즈군(G2) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다.
상기 제1 렌즈군(G1)은 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈군(G1)은 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 또한, 상기 제2 렌즈군(G2)은 음(-) 또는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 제1 렌즈군(G1)과 반대되는 굴절력을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈군(G1)이 상술한 바와 같이 양(+)의 굴절력을 가질 경우, 상기 제2 렌즈군(G2)은 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다.
상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2)은 서로 상이한 초점 거리를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제1 및 제2 렌즈군(G1, G2)이 서로 반대되는 굴절력을 가짐에 따라 상기 제2 렌즈군(G2)의 초점 거리는 상기 제1 렌즈군(G1)의 초점 거리와 반대되는 부호(+, -)를 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 렌즈군(G1)과 상기 제2 렌즈군(G2)의 초점 거리는 하기 수학식을 만족할 수 있다.
[수학식]
-1.5 < f_2 / f_1 < 0
(f_1은 상기 제1 렌즈군의 초점 거리이고, f_2는 상기 제2 렌즈군의 초점 거리이다.)
상기 제1 렌즈군(G1)과 상기 제2 렌즈군(G2)의 초점 거리가 상술한 범위를 만족함에 따라, 상기 광학계(1000)는 무한대 내지 근거리에 위치한 물체에 대한 오토 포커스(AF) 기능을 제공할 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 렌즈군들(G1, G2)이 상술한 초점 거리를 만족함에 따라 이동하는 렌즈군의 이동 거리에 따라 발생하는 만곡량을 최소화할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 무한대 내지 근거리로 초점이 가변할 때 주변부의 화질이 저하되는 것을 최소화할 수 있다.
상기 제1 렌즈군(G1)은 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제1 렌즈군(G1)은 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 렌즈군(G1)은 2매 이상의 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 제1 렌즈군(G1)에 포함된 복수의 렌즈는 설정된 간격을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제1 렌즈군(G1)에 포함된 복수의 렌즈 사이의 간격은 후술할 동작 모드에서 변화하지 않고 일정할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120) 사이의 간격, 상기 제2 렌즈(120) 및 상기 제3 렌즈(130) 사이의 간격은 후술할 동작 모드에 따라 변화하지 않고 일정할 수 있다. 여기서, 상기 복수의 렌즈 사이의 간격은 인접한 렌즈의 중심 사이의 광축(OA) 방향 거리를 의미할 수 있다.
상기 제2 렌즈군(G2)은 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈군(G2)은 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제2 렌즈군(G2)은 2매 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 제1 렌즈군(G1)보다 적거나 같은 매수의 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 제2 렌즈군(G2)에 포함된 복수의 렌즈는 설정된 간격을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제2 렌즈군(G2)에 포함된 복수의 렌즈 사이의 간격은 후술할 동작 모드에서 변화하지 않고 일정할 수 있다. 예를 들어, 상기 제4 렌즈(140) 및 상기 제5 렌즈(150) 사이의 간격은 후술할 동작 모드에 따라 변화하지 않고 일정할 수 있다. 여기서, 상기 복수의 렌즈 사이의 간격은 인접한 렌즈의 중심 사이의 광축(OA) 방향 거리를 의미할 수 있다.
즉, 상기 광학계(1000)는 물체 측으로부터 센서 방향으로 순차적으로 배치되는 복수의 렌즈군(G1, G2) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 상기 렌즈군(G1, G2)에 포함되는 4매 이상의 복수의 렌즈들(100), 예컨대 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140) 및 제5 렌즈(150)를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 렌즈군(G1)은 상기 제1 내지 제3 렌즈(110, 120, 130)을 포함할 수 있고, 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 제4 및 제5 렌즈(140, 150)을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제5 렌즈(110, 120, 130, 140, 150) 및 이미지 센서(300)는 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치될 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. 상기 이미지 센서(300)는 상기 복수의 렌즈들(100), 예컨대 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.
또한, 상기 광학계(1000)는 필터(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 필터는 상기 복수의 렌즈들(100)과 상기 이미지 센서(300) 사이에는 배치될 수 있다. 상기 필터는 상기 복수의 렌즈군 중 상기 이미지 센서(300)와 최인접한 상기 제2 렌즈군(G2)과 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 필터는 상기 복수의 렌즈들(100) 중 상기 이미지 센서(300)와 가장 인접한 상기 제2 렌즈군(G2)의 마지막 렌즈와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다.
상기 필터는 적외선 필터, 커버 글래스 등의 광학적 필터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 필터는 설정된 파장 대역의 광을 통과시키고, 이와 다른 파장 대역의 광을 필터링할 수 있다. 상기 필터가 적외선 필터를 포함할 경우 외부 광으로부터 방출되는 복사열이 상기 이미지 센서(300)에 전달되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 상기 필터는 가시광선을 투과할 수 있고 적외선을 반사할 수 있다.
또한, 상기 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 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120) 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 센서 측 면은 광량을 조절하는 조리개 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(제3 면(S3))은 조리개 역할을 수행할 수 있다.
또한, 상기 광학계(1000)는 광 경로 변경 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 광 경로 변경 부재는 외부에서 입사된 광을 반사해 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 반사해 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 센서 방향으로 광 경로 변경 부재, 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140), 제5 렌즈(150), 필터 및 이미지 센서(300) 순서로 배치될 수 있다.
상기 광 경로 변경 부재는 외부에서 입사된 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 방향으로 도면의 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, 상기 광학계(1000)가 적용된 기기의 표면과 수직한 방향으로 입사된 광을 상기 기기의 표면과 평행한 방향으로 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 복수의 렌즈들(100)을 포함하는 상기 광학계(1000)는 상기 기기 내에서 보다 얇은 두께를 가질 수 있어, 상기 기기는 보다 얇게 제공될 수 있다.
예를 들어, 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 가지게 되며 이로 인해 상기 광학계(1000) 및 이를 포함하는 기기의 두께를 얇게 형성하기 어려울 수 있다.
그러나, 상기 광학계(1000)가 상기 광 경로 변경 부재를 포함할 경우, 상기 복수의 렌즈들(100)은 상기 기기의 표면과 평행한 방향으로 연장하며 배치될 수 있다. 즉, 상기 광학계(1000)는 광축(OA)이 상기 기기의 표면과 평행하도록 배치되며 폴디드(folded) 카메라에 적용할 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 렌즈들(100)을 포함하는 광학계(1000)는 상기 기기의 표면과 수직한 방향으로 낮은 높이를 가질 수 있다. 따라서, 상기 광학계(1000)를 포함하는 카메라는 상기 기기 내에서 얇은 두께를 가질 수 있고, 상기 기기의 두께 역시 감소할 수 있다.
상기 복수의 렌즈들(100)에 대해 다시 설명하면, 상기 광학계(1000)는 물체 측으로부터 센서 방향으로 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치되는 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140), 제5 렌즈(150), 필터 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)는 상기 복수의 렌즈들(100) 중 물체 측에 가장 인접하게 배치될 수 있고, 상기 제5 렌즈(150)는 상기 이미지 센서(300) 측에 가장 인접하게 배치될 수 있다.
상기 제1 렌즈(110)는 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제1 렌즈(110)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제1 렌즈(110)는 물체 측 면으로 정의되는 제1 면(S1) 및 센서 측 면으로 정의되는 제2 면(S2)을 포함할 수 있다. 상기 제1 면(S1)은 볼록할 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈(110)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제1 면(S1)은 볼록할 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈(110)는 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다.
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(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제2 렌즈(120)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제2 렌즈(120)는 물체 측 면으로 정의되는 제3 면(S3) 및 센서 측 면으로 정의되는 제4 면(S4)을 포함할 수 있다. 상기 제3 면(S3)은 볼록할 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈(120)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제3 면(S3)은 볼록할 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈(120)는 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제3 면(S3)은 오목할 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈(120)는 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제3 면(S3)은 오목할 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈(120)는 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다.
상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제3 렌즈(130)는 양(+) 또는 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 센서 측 면으로 정의되는 제6 면(S6)을 포함할 수 있다. 상기 제5 면(S5)은 볼록할 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(130)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제5 면(S5)은 볼록할 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(130)는 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제5 면(S5)은 오목할 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(130)는 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제5 면(S5)은 오목할 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(130)는 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다.
상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제4 렌즈(140)는 양(+) 또는 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 센서 측 면으로 정의되는 제8 면(S8)을 포함할 수 있다. 상기 제7 면(S7)은 오목할 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(140)는 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 오목할 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(140)는 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다.
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(+) 또는 음(-)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 센서 측 면으로 정의되는 제10 면(S10)을 포함할 수 있다. 상기 제9 면(S9)은 볼록할 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제5 렌즈(150)는 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제9 면(S9)은 오목할 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제5 렌즈(150)는 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.
상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 복수의 렌즈들(100) 중 적어도 하나의 렌즈는 비원형 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈(110)는 비원형 형상을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제1 렌즈(110)의 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2)은 비원형 형상을 가질 수 있고, 상기 제2 내지 제5 렌즈(120, 130, 140, 150)의 제3 내지 제10 면(S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10)은 원형 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2) 각각을 광축(OA)과 대응되는 정면에서 바라보았을 때, 각 렌즈면의 유효 영역은 비원형 형상을 가질 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 제1 렌즈(110)의 제1 면(S1) 및 제2 면(S2) 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) 및 상기 제2 면(S2)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) 및 상기 제2 면(S2)은 상기 제1 렌즈(110)를 제조하는 과정에 상술한 비원형 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈(110)가 플라스틱 재질을 포함할 경우, 사출 과정 중에 상술한 비원형 형태로 제조될 수 있다.
이와 다르게, 상기 제1 렌즈(110)는 사출 과정을 통해 원형 형상으로 제조될 수 있고, 이후 진행되는 절단 공정에서 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2)의 일부 영역이 절단되어 상기 제3 모서리(A3) 및 제4 모서리(A4)를 가질 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2) 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 및 제2 면(S1, S2) 각각의 최대 유효경의 크기(clear aperture; CA)를 의미할 수 있고, 상기 제2 직선의 길이(CH)는 상기 제1 및 제2 면(S1, S2) 각각의 최소 유효경의 크기(clear height; CH)를 의미할 수 있다. 일례로, 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2)의 최소 유효경의 크기(CH)는 약 4mm일 수 있다.
또한, 상술한 설명에서는 상기 제1 및 제2 면(S1, S2)의 유효 영역이 비원형 형상을 가지는 것에 대해 설명하였으나 이에 제한하지 않고, 상기 제1 및 제2 면(S1, S2) 각각의 유효 영역은 원형 형상을 가질 수 있고, 상기 제1 및 제2 면(S1, S2) 각각의 비유효 영역은 비원형 형상을 가질 수 있다.
실시예에 따른 카메라 모듈(미도시)은 상술한 광학계(1000)를 포함할 수 있다. 상기 카메라 모듈은 상기 광학계(1000)에 포함된 복수의 렌즈들(100) 중 적어도 하나의 렌즈를 광축(OA) 방향으로 이동시킬 수 있다. 자세하게, 상기 카메라 모듈은 상기 광학계(1000)와 연결된 구동 부재(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 구동 부재는 동작 모드에 따라 적어도 하나의 렌즈군을 광축(OA) 방향으로 이동시킬 수 있다. 상기 동작 모드는 무한대(infinity) 모드로 정의하는 제1 모드 및 근거리 모드로 정의하는 제2 모드를 포함할 수 있다. 상기 구동 부재는 상기 제1 및 제2 모드에 따라 적어도 하나의 렌즈군을 이동시킬 수 있고, 상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2) 사이의 간격, 상기 제2 렌즈군(G2) 및 상기 이미지 센서(300) 사이의 간격 중 적어도 하나의 간격을 제어할 수 있다. 여기서 상기 근거리는 약 40mm 이하의 거리를 의미할 수 있다. 자세하게, 상기 근거리는 약 30mm 이하의 거리를 의미할 수 있다.
일례로, 도 1 내지 도 4와 같이 상기 제1 렌즈군(G1)은 고정될 수 있고 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 구동 부재의 구동력에 의해 이동 가능하게 제공할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 및 제2 렌즈군(G1, G2) 각각에 포함된 렌즈들 사이의 간격은 변화하지 않고 일정할 수 있다. 자세하게, 상기 제2 렌즈군(G2)이 이동할 경우 상기 제2 렌즈군(G2)에 포함된 상기 제4 렌즈(140) 및 상기 제5 렌즈(150) 사이의 간격은 상기 구동 부재의 구동력과 무관하게 일정할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)의 전체 TTL(Total track length)은 일정할 수 있고, 상기 광학계(1000)의 BFL(Back focal length)은 인가되는 구동력에 의해 변화할 수 있다.
상기 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈군(G1)이 고정되고, 상기 제2 렌즈군(G2)이 이동 가능하게 제공될 경우, 상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2) 각각에 포함된 복수의 렌즈들(100)은 설정된 유효경(clear aperture) 크기를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제1 내지 제10 면들(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10) 각각은 설정된 유효경(clear aperture) 크기를 가질 수 있다. 상기 제1 내지 제10 면들(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10) 각각의 유효경의 크기는 상기 이미지 센서(300)의 크기, 예컨대 상기 이미지 센서(300)의 대각 방향 길이(ImgH)보다 작을 수 있다.
상기 광학계(1000)에서 가장 큰 유효경의 크기를 가지는 렌즈면은 고정된 렌즈군에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제10 면들(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10) 중 가장 큰 유효경의 크기를 가지는 렌즈면은 상기 제1 렌즈군(G1)에 포함될 수 있다.
또한, 가장 작은 유효경의 크기를 가지는 렌즈면은 이동하는 렌즈군에 포함될 수 있다. 자세하게, 상기 제1 내지 제10 면들(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10) 중 가장 작은 유효경의 크기를 가지는 렌즈면은 상기 제2 렌즈군(G2)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제10 면들(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10) 중 상기 제8 면(S8)의 유효경의 크기가 가장 작을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 상기 제1 렌즈군(G1)이 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제2 렌즈군(G2)이 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 이 경우, 상기 카메라 모듈이 상기 제1 모드에서 상기 제2 모드로 변환할 경우 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 제1 렌즈군(G1)에서 상기 이미지 센서(300) 방향으로 이동할 수 있다. 자세하게, 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 이미지 센서(300)와 보다 인접한 위치로 이동할 수 있다.
이와 다르게, 상기 제1 렌즈군(G1)이 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제2 렌즈군(G2)이 양(+)의 굴절력을 가질 경우, 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 경우와 반대 방향 예컨대 상기 이미지 센서(300)에서 상기 제1 렌즈군(G1) 방향으로 이동할 수 있다. 자세하게, 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 이미지 센서(300)와 멀어지며 상기 제1 렌즈군(G1)과 보다 인접한 위치로 이동할 수 있다.
즉, 실시예에 따른 카메라 모듈은 상기 복수의 렌즈군(G1, G2) 중 적어도 하나의 렌즈군의 위치를 제어하여 상기 렌즈군들(G1, G2) 사이의 간격, 상기 광학계(1000)의 유효 초점 거리(Effective Focal Length; EFL)를 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈은 피사체와의 거리에 따라 유효 초점 거리(EFL)를 제어할 수 있고, 무한대(infinity) 내지 단거리에 위치한 피사체에 대한 오토포커스(AF) 기능을 효과적으로 제공할 수 있다.
또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 제2 렌즈군(G2)은 고정될 수 있고 상기 제1 렌즈군(G1)은 상기 구동 부재의 구동력에 의해 이동 가능하게 제공할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 및 제2 렌즈군(G1, G2) 각각에 포함된 렌즈들 사이의 간격은 변화하지 않고 일정할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 렌즈군(G1)이 이동할 경우 상기 제1 렌즈군(G1)에 포함된 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120) 사이의 간격, 상기 제2 렌즈(120) 및 상기 제3 렌즈(130) 사이 각각의 간격은 상기 구동 부재의 구동력과 무관하게 일정할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)의 BFL(Back focal length)은 일정할 수 있고, 상기 광학계(1000)의 TTL(Total track length)은 변화할 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 이하에서 설명되는 수학식들 중 적어도 하나를 만족할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있어, 향상된 광학적 특성을 가질 수 있다. 또한, 실시예는 근거리에서 무한대까지 위치한 피사체에 대한 오토포커스(AF) 기능을 효과적으로 제공할 수 있고, 보다 슬림하고 컴팩트하게 제공될 수 있다.
[수학식 1]
-1.5 < f_2 / f_1 < 0
수학식 1에서 f_1은 상기 제1 렌즈군(G1)의 초점 거리를 의미하고, f_2는 상기 제2 렌즈군(G2)의 초점 거리를 의미한다.
[수학식 2]
n_G2 ≤ n_G1
수학식 2에서 n_G1은 상기 제1 렌즈군(G1)에 포함된 렌즈 매수를 의미하고, n_G2는 상기 제2 렌즈군(G2)에 포함된 렌즈 매수를 의미한다.
[수학식 3]
1 < L_G1 / L_G2 < 4
수학식 3에서 L_G1은 상기 제1 렌즈군(G1)에 포함된 렌즈 중 물체와 최인접한 렌즈의 물체 측 면의 정점에서 이미지 센서(300)와 최인접한 렌즈의 센서 측 면의 정점까지의 광축(OA) 방향 길이를 의미한다. 또한, L_G2는 상기 제2 렌즈군(G2)에 포함된 렌즈 중 물체와 최인접한 렌즈의 물체 측 면의 정점에서 이미지 센서(300)와 최인접한 렌즈의 센서 측 면의 정점까지의 광축(OA) 방향 길이를 의미한다.
[수학식 4]
1.5 < TTL / L_G1 < 3.5
수학식 4에서 L_G1은 상기 제1 렌즈군(G1)에 포함된 렌즈 중 물체와 최인접한 렌즈의 물체 측 면의 정점에서 이미지 센서(300)와 최인접한 렌즈의 센서 측 면의 정점까지의 광축(OA) 방향 길이를 의미한다.
또한, TTL(Total track length)은 상기 복수의 렌즈들(100) 중 물체와 최인접한 렌즈의 물체 측 면의 정점에서 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
[수학식 5]
4 < TTL / L_G2 < 7
수학식 5에서 L_G2는 상기 제2 렌즈군(G2)에 포함된 렌즈 중 물체와 최인접한 렌즈의 물체 측 면의 정점에서 이미지 센서(300)와 최인접한 렌즈의 센서 측 면의 정점까지의 광축(OA) 방향 길이를 의미한다.
또한, TTL(Total track length)은 상기 복수의 렌즈들(100) 중 물체와 최인접한 렌즈의 물체 측 면의 정점에서 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
[수학식 6]
0.8 < CA_L1S2 / CA_L1S1 < 1
수학식 6에서 CA_L1S1은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 유효경(clear aperture; CA)의 크기를 의미하고, CA_L1S2은 상기 제1 렌즈(110)의 센서 측 면(제2 면(S2))의 유효경(clear aperture; CA)의 크기를 의미한다.
[수학식 7]
0.5 < CA_L3S1 / CA_L1S1 < 0.8
수학식 7에서 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 유효경(clear aperture; CA)의 크기를 의미하고, CA_L3S1은 상기 제3 렌즈(130)의 물체 측 면(제5 면(S5))의 유효경(clear aperture; CA)의 크기를 의미한다.
[수학식 8]
CA_L1S1 > CA_L1S2 > CA_L3S1 > CA_L3S2 > CA_L2S1 > CA_L2S2
수학식 8에서 CA_L1S1은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 유효경(clear aperture; CA)의 크기를, CA_L1S2은 상기 제1 렌즈(110)의 센서 측 면(제2 면(S2))의 유효경(clear aperture; CA)의 크기를 의미한다. 또한, CA_L2S1은 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(제3 면(S3))의 유효경(clear aperture; CA)의 크기를, CA_L2S2은 상기 제2 렌즈(120)의 센서 측 면(제4 면(S4))의 유효경(clear aperture; CA)의 크기를 의미한다. 또한, CA_L3S1은 상기 제3 렌즈(110)의 물체 측 면(제5 면(S5))의 유효경(clear aperture; CA)의 크기를 의미하고, CA_L3S2은 상기 제3 렌즈(130)의 센서 측 면(제6 면(S6))의 유효경(clear aperture; CA)의 크기를 의미한다.
[수학식 9]
1 < T12 / L1_CT < 2.5
수학식 9에서 T12는 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120) 사이의 중심 간격을 의미하고, L1_CT는 상기 제1 렌즈(110)의 중심 두께를 의미한다.
[수학식 10]
1 < L1_CT / L2_CT < 10
수학식 10에서 L1_CT는 상기 제1 렌즈(110)의 중심 두께를 의미하고, L2_CT는 상기 제2 렌즈(120)의 중심 두께를 의미한다.
[수학식 11]
0.1 < L2_CT / L3_CT < 1
수학식 11에서 L2_CT는 상기 제2 렌즈(120)의 중심 두께를 의미하고, L3_CT는 상기 제3 렌즈(130)의 중심 두께를 의미한다.
[수학식 12]
0.1 < L4_CT / L5_CT < 1
수학식 12에서 L4_CT는 상기 제4 렌즈(140)의 중심 두께를 의미하고, L5_CT는 상기 제5 렌즈(150)의 중심 두께를 의미한다.
[수학식 13]
2 < L5_CT / T45 < 4
수학식 13에서 L5_CT는 상기 제5 렌즈(150)의 중심 두께를 의미하고, T45는 상기 제4 렌즈(140) 및 상기 제5 렌즈(150) 사이의 중심 간격을 의미한다.
[수학식 14]
0.1 < L_G1 / TTL < 1
수학식 14에서 L_G1은 상기 제1 렌즈군(G1)의 광축(OA) 방향 길이를 의미한다. 자세하게, 상기 제1 렌즈군(G1) 중 물체와 최인접한 렌즈의 물체 측 면의 정점에서 이미지 센서와 최인접한 마지막 렌즈의 센서 측 면의 정점까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
또한, TTL(Total track length)은 상기 복수의 렌즈들(100) 중 물체와 최인접한 렌즈의 물체 측 면의 정점에서 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
[수학식 15]
0.6 < CH_L1S1 / CA_L1S1 < 1
수학식 15에서 CA_L1S1은 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 최대 유효경(clear aperture; CA)의 크기를 의미하고, CH_L1S1은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 최소 유효경(clear height; CH)의 크기를 의미한다.
[수학식 16]
0.05 < L_G2 / TTL < 1
수학식 16에서 L_G2은 상기 제2 렌즈군(G2)의 광축(OA) 방향 길이를 의미한다. 자세하게, 상기 제2 렌즈군(G2) 중 물체와 최인접한 렌즈의 물체 측 면의 정점에서 이미지 센서와 최인접한 마지막 렌즈의 센서 측 면의 정점까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
또한, TTL(Total track length)은 상기 복수의 렌즈들(100) 중 물체와 최인접한 렌즈의 물체 측 면의 정점에서 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
[수학식 17]
3 < L_G1 / md1 < 6.5
수학식 17에서 L_G1은 상기 제1 렌즈군(G1)의 광축(OA) 방향 길이를 의미한다. 자세하게, 상기 제1 렌즈군(G1) 중 물체와 최인접한 렌즈의 물체 측 면의 정점에서 이미지 센서와 최인접한 마지막 렌즈의 센서 측 면의 정점까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
또한, md1은 무한대 모드(제1 모드)에서 근거리 모드(제2 모드)로 또는 근거리 모드(제2 모드)에서 무한대 모드(제1 모드)로 변화할 경우, 이동하는 상기 제2 렌즈군(G2)의 이동 거리를 의미한다. 자세하게, md1은 상기 제2 간격(d2)과 상기 제1 간격(d1)의 차에 대한 값을 의미한다.
[수학식 18]
1 < L_G2 / md1 < 3.5
수학식 18에서 L_G2은 상기 제2 렌즈군(G2)의 광축(OA) 방향 길이를 의미한다. 자세하게, 상기 제2 렌즈군(G2) 중 물체와 최인접한 렌즈의 물체 측 면의 정점에서 이미지 센서와 최인접한 마지막 렌즈의 센서 측 면의 정점까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
또한, md1은 무한대 모드(제1 모드)에서 근거리 모드(제2 모드)로 또는 근거리 모드(제2 모드)에서 무한대 모드(제1 모드)로 변화할 경우, 이동하는 상기 제2 렌즈군(G2)의 이동 거리를 의미한다. 자세하게, md1은 상기 제2 간격(d2)과 상기 제1 간격(d1)의 차에 대한 값을 의미한다.
[수학식 19]
0.15 < md1 / CA_Sa < 1
수학식 19에서 md1은 무한대 모드(제1 모드)에서 근거리 모드(제2 모드)로 또는 근거리 모드(제2 모드)에서 무한대 모드(제1 모드)로 변화할 경우, 이동하는 상기 제2 렌즈군(G2)의 이동 거리를 의미한다. 자세하게, md1은 상기 제2 간격(d2)과 상기 제1 간격(d1)의 차에 대한 값을 의미한다.
또한, CA_Sa은 상기 복수의 렌즈들(100)의 렌즈면 중 가장 큰 유효경(clear aperture) 크기를 가지는 렌즈면의 유효경 크기 값을 의미한다.
[수학식 20]
0.3 < md1 / CA_Sb < 1
수학식 20에서 md1은 무한대 모드(제1 모드)에서 근거리 모드(제2 모드)로 또는 근거리 모드(제2 모드)에서 무한대 모드(제1 모드)로 변화할 경우, 이동하는 상기 제2 렌즈군(G2)의 이동 거리를 의미한다. 자세하게, md1은 상기 제2 간격(d2)과 상기 제1 간격(d1)의 차에 대한 값을 의미한다.
또한, CA_Sb은 상기 복수의 렌즈들(100)의 렌즈면 중 가장 작은 유효경(clear aperture) 크기를 가지는 렌즈면의 유효경 크기 값을 의미한다.
[수학식 21]
2 < TTL / md1 < 20
수학식 21에서 TTL(Total track length)은 상기 복수의 렌즈들(100) 중 물체와 최인접한 렌즈의 물체 측 면의 정점에서 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
또한, md1은 무한대 모드(제1 모드)에서 근거리 모드(제2 모드)로 또는 근거리 모드(제2 모드)에서 무한대 모드(제1 모드)로 변화할 경우, 이동하는 상기 제2 렌즈군(G2)의 이동 거리를 의미한다. 자세하게, md1은 상기 제2 간격(d2)과 상기 제1 간격(d1)의 차에 대한 값을 의미한다.
[수학식 22]
0.1 < md1 / ImgH < 1
수학식 22에서 md1은 무한대 모드(제1 모드)에서 근거리 모드(제2 모드)로 또는 근거리 모드(제2 모드)에서 무한대 모드(제1 모드)로 변화할 경우, 이동하는 상기 제2 렌즈군(G2)의 이동 거리를 의미한다. 자세하게, md1은 상기 제2 간격(d2)과 상기 제1 간격(d1)의 차에 대한 값을 의미한다.
또한, ImgH는 상기 이미지 센서(300)의 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 길이를 의미한다.
[수학식 23]
0.1 < CA_Sa / ImgH < 1
수학식 23에서 CA_Sa은 상기 복수의 렌즈들(100)의 렌즈면 중 가장 큰 유효경(clear aperture) 크기를 가지는 렌즈면의 유효경 크기 값을 의미하고, ImgH는 상기 이미지 센서(300)의 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 길이를 의미한다.
[수학식 24]
0.2 < CA_Sb / ImgH < 0.9
수학식 24에서 CA_Sb은 상기 복수의 렌즈들(100)의 렌즈면 중 가장 작은 유효경(clear aperture) 크기를 가지는 렌즈면의 유효경 크기 값을 의미하고, ImgH는 상기 이미지 센서(300)의 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 길이를 의미한다.
[수학식 25]
10 < EFL1 / T34_1 < 60
수학식 25에서 EFL1은 제1 모드(무한대 모드)로 동작할 경우의 상기 광학계(1000)의 유효 초점 거리(EFL)를 의미하고, T34_1은 제1 모드(무한대 모드)로 동작할 경우의 제1 렌즈군(G1) 및 제2 렌즈군(G2) 사이의 중심 간격을 의미한다. 자세하게, T34_1은 상기 제3 렌즈(130)와 상기 제4 렌즈(140) 사이의 중심 간격을 의미한다.
[수학식 26]
1 < EFL1 / BFL1 < 5
수학식 26에서 EFL1은 제1 모드(무한대 모드)로 동작할 경우의 상기 광학계(1000)의 유효 초점 거리(EFL)를 의미하고, BFL1은 제1 모드(무한대 모드)로 동작할 경우의 마지막 렌즈의 센서 측 면의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다. 자세하게, BFL1은 상기 제1 모드에서 상기 제5 렌즈(150)의 센서 측 면(제10 면(S10))의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
[수학식 27]
5 < EFL1 / md1 < 18
수학식 27에서 EFL1은 제1 모드(무한대 모드)로 동작할 경우의 상기 광학계(1000)의 유효 초점 거리(EFL)를 의미하고, md1은 무한대 모드(제1 모드)에서 근거리 모드(제2 모드)로 또는 근거리 모드(제2 모드)에서 무한대 모드(제1 모드)로 변화할 경우, 이동하는 상기 제2 렌즈군(G2)의 이동 거리를 의미한다. 자세하게, md1은 상기 제2 간격(d2)과 상기 제1 간격(d1)의 차에 대한 값을 의미한다.
[수학식 28]
2 < EFL2 / T34_2 < 8
수학식 28에서 EFL2는 제2 모드(근거리 모드)로 동작할 경우의 상기 광학계(1000)의 유효 초점 거리(EFL)를 의미하고, T34_2은 제2 모드(근거리 모드)로 동작할 경우의 제1 렌즈군(G1) 및 제2 렌즈군(G2) 사이의 중심 간격을 의미한다. 자세하게, T34_2는 상기 제3 렌즈(130)와 상기 제4 렌즈(140) 사이의 중심 간격을 의미한다.
[수학식 29]
1 < EFL2 / BFL2 < 4
수학식 29에서 EFL2는 제2 모드(근거리 모드)로 동작할 경우의 상기 광학계(1000)의 유효 초점 거리(EFL)를 의미하고, BFL2는 제2 모드(근거리 모드)로 동작할 경우의 마지막 렌즈의 센서 측 면의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다. 자세하게, BFL2는 상기 제2 모드에서 상기 제5 렌즈(150)의 센서 측 면(제10 면(S10))의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
[수학식 30]
3 < EFL2 / md1 < 12
수학식 30에서 EFL2는 제2 모드(근거리 모드)로 동작할 경우의 상기 광학계(1000)의 유효 초점 거리(EFL)를 의미하고, md1은 무한대 모드(제1 모드)에서 근거리 모드(제2 모드)로 또는 근거리 모드(제2 모드)에서 무한대 모드(제1 모드)로 변화할 경우, 이동하는 상기 제2 렌즈군(G2)의 이동 거리를 의미한다. 자세하게, md1은 상기 제2 간격(d2)과 상기 제1 간격(d1)의 차에 대한 값을 의미한다.
실시예는 수학식 1 내지 수학식 30 중 적어도 하나의 수학식을 만족할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000) 및 카메라 모듈은 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 또한, 실시예는 수학식 1 내지 수학식 30 중 적어도 하나의 수학식을 만족함에 따라 렌즈군의 이동에 따라 발생하는 만곡량을 최소화할 수 있고, 다양한 거리에 위치한 피사체에 대한 오토포커스(AF) 기능을 제공할 수 있다. 또한, 실시예는 수학식 1 내지 수학식 30 중 적어도 하나의 수학식을 만족함에 따라 슬림한 구조로 제공될 수 있다.
특히, 실시예에 따른 광학계(1000) 및 카메라 모듈은 상기 수학식 1을 만족하여 우수한 만곡 수차 특성을 가질 수 있다.
수학식 1(f_2/f_1)의 결과값 만곡량 (mm)
-0.4447 -0.02925
-0.8399 -0.01041
-1.1597 0.119402
-1.3908 0.780061
-1.4543 1.677117
-1.5209 10.6856
-1.5911 -3.61428
-1.7175 -1.4527
-2.3191 -0.90102
-2.9463 -0.98717
-3.3864 -1.08481
-4.7675 -1.43251
-7.8750 -2.24839
-11.5721 -3.21877
자세하게, 상기 표 1 및 도 6을 참조하면 상기 제2 렌즈군(G2)의 초점 거리(f_2)에 대한 상기 제1 렌즈군(G1)의 초점 거리(f_1)의 비율 값은 상기와 같을 수 있다.
예를 들어, 상기 두 렌즈군(G1, G2)의 초점 거리에 대한 값(f_2/f_1)이 -10 이상인 지점에서 -1.5인 영역으로 인접할수록(도 6에서 왼쪽에서 오른쪽 방향) 만곡 수차는 0에 가까워질 수 있다. 그러나, 상기 값(f_2/f_1)이 -1.5와 인접한 영역에서 만곡 수차는 마이너스(-) 무한대로 발산하는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 두 렌즈군(G1, G2)의 초점 거리에 대한 값(f_2/f_1)이 -1.5인 영역에서 0으로 갈수록(도 6에서 왼쪽에서 오른쪽 방향) 만곡 수차는 플러스(+) 무한대에서 0으로 수렴하는 것을 알 수 있다.
즉, 상기 수학식 1의 값(f_2 / f_1)이 -1.5보다 작을 경우, 만곡 수차가 마이너스(-) 무한대로 발산하여 광학적으로 사용할 수 있는 영역이 존재하지 않을 수 있고, 상기 광학계(1000)의 광학 특성이 현저히 저하될 수 있다. 그러나, 상기 수학식 1의 값(f_2 / f_1)이 상술한 범위를 만족할 경우, 만곡 수차가 0으로 수렴할 수 있다. 이에 따라, 실시예는 무한대 내지 근거리 범위에서 초점이 변화할 때, 렌즈군의 이동에 따라 발생하는 만곡량을 최소화하여 향상된 광학 특성을 가질 수 있다.
이하, 실시예에 따른 복수의 렌즈들(100)에 대해 보다 자세히 설명하도록 한다. 자세하게, 상기 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈군(G1)은 고정되고 상기 제2 렌즈군(G2)이 이동 가능하게 제공될 경우의 복수의 렌즈들(100)에 대해 자세히 설명하도록 한다.
렌즈 면 곡률 반경 두께 또는 간격(mm) 굴절률 아베수 유효경의 크기(mm)
제1 렌즈 제1 면 6.4903 1.8000 1.5434 56.0000 5.388
제2 면 -238.7295 2.6325 4.7429
제2 렌즈 제3 면 -21.1663 0.3000 1.6140 25.9000 3.8763
제4 면 3.9474 0.1000 3.8596
제3 렌즈 제5 면 3.1773 1.4286 1.5348 56.0000 3.9377
제6 면 -4.1889 0.4311 3.9
제4 렌즈 제7 면 -3.7710 0.4604 1.5434 56.0000 3.14
제8 면 5.2314 0.7398 2.9831
제5 렌즈 제9 면 11.9070 1.8000 1.6610 20.4000 3.2082
제10 면 -31.7323 4
TTL(TTL1) 17.3029 mm
BFL(BFL1) 7.6011 mm
EFL(EFL1) 17.1 mm
ImgH 6.428 mm
제1 간격(d1) 0.4311 mm
표 2는 상기 카메라 모듈이 무한대(infinity) 모드인 제1 모드로 동작할 경우의 렌즈 정보에 대한 것이다. 자세하게, 표 1은 상기 무한대 모드에서의 상기 제1 내지 제5 렌즈(110, 120, 130, 140, 150)의 곡률 반경(Radius of Curvature), 각 렌즈의 두께(Thickness), 각 렌즈 사이의 중심 간격(distance), 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number), 유효경(clear aperture)의 크기에 대한 것이다.
또한, 표 3은 상기 이미지 센서(300)의 크기, 무한대 모드로 동작할 경우의 TTL, BFL(BFL1), EFL(EFL1), 화각(FOV), F-number에 대한 데이터이다.
표 2를 참조하면, 실시예에 따른 광학계(1000)의 제1 렌즈(110)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)의 제1 면(S1)은 볼록할 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 볼록할 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)는 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 면(S1)은 비구면일 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 비구면일 수 있다.
상기 제2 렌즈(120)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)의 제3 면(S3)은 오목할 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 오목할 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)는 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제3 면(S3)은 비구면일 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 비구면일 수 있다.
상기 제3 렌즈(130)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)의 제5 면(S5)은 볼록할 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 볼록할 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)는 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 면(S5)은 비구면일 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 비구면일 수 있다.
상기 제4 렌즈(140)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)의 제7 면(S7)은 오목할 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 오목할 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)는 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 면(S7)은 비구면일 수 있고, 상기 제7 면(S7)은 비구면일 수 있다.
상기 제5 렌즈(150)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(150)의 제9 면(S9)는 볼록할 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 볼록할 수 있다. 상기 제5 렌즈(150)는 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 면(S9)은 비구면일 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 비구면일 수 있다.
또한, 표 2 및 표 3을 참조하면, 상기 카메라 모듈은 무한대 모드로 동작하여 무한대(Infinity) 거리에 위치한 피사체에 대한 정보를 획득할 수 있다. 자세하게, 상기 구동 부재는 상기 복수의 렌즈군 중 적어도 하나의 렌즈군의 위치를 제어하여 무한대 모드로 동작할 수 있다.
예를 들어, 상기 카메라 모듈이 무한대 모드로 동작할 경우, 상기 제1 렌즈군(G1)은 고정될 수 있고, 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 구동 부재의 구동력에 의해 이동할 수 있다. 자세하게, 상기 무한대 모드에서 상기 제2 렌즈군(G2)은 제1 위치에 배치될 수 있다. 이때, 상기 제2 렌즈군(G2)의 초기 위치가 상기 무한대 모드와 대응되는 제1 위치가 아닐 경우, 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 제1 위치로 이동할 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 구동 부재의 구동력에 의해 상기 제1 렌즈군(G1)과 제1 간격(d1)으로 이격된 영역에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제1 간격(d1)은 상기 제3 렌즈(130)와 상기 제4 렌즈(140) 사이의 중심 간격을 의미할 수 있다.
이와 다르게, 상기 제2 렌즈군(G2)의 초기 위치가 상기 제1 위치일 경우, 상기 제2 렌즈군(G2)은 별도의 움직임 없이 상기 제1 위치에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 제1 렌즈군(G1)과 제1 간격(d1)으로 이격된 영역에 배치될 수 있다.
상기 카메라 모듈이 무한대 모드로 동작할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제1 위치에서 TTL 값으로 정의되는 제1 TTL(TTL1), BFL 값으로 정의되는 제1 BFL(BFL1)을 가질 수 있고, 유효 초점 거리(EFL)로 정의되는 제1 EFL(EFL1)을 가질 수 있다.
또한, 상기 광학계(1000)는 도 7과 같은 우수한 수차 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 도 7은 제1 모드(무한대 모드)로 동작하는 광학계(1000)의 수차 특성에 대한 그래프로, 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 도 7에서 X축은 초점 거리(mm) 및 왜곡도(%)를 나타낼 수 있고, Y축은 이미지의 높이(height)를 의미할 수 있다. 또한, 구면 수차에 대한 그래프는 약 435nm, 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.
렌즈 면 곡률 반경 두께 또는 간격(mm) 굴절률 아베수 유효경의 크기(mm)
제1 렌즈 제1 면 6.4903 1.8000 1.5434 56.0000 5.388
제2 면 -238.7295 2.6325 4.7429
제2 렌즈 제3 면 -21.1663 0.3000 1.6140 25.9000 3.8763
제4 면 3.9474 0.1000 3.8596
제3 렌즈 제5 면 3.1773 1.4286 1.5348 56.0000 3.9377
제6 면 -4.1889 2.0311 3.9
제4 렌즈 제7 면 -3.7710 0.4604 1.5434 56.0000 3.14
제8 면 5.2314 0.7398 2.9831
제5 렌즈 제9 면 11.9070 1.8000 1.6610 20.4000 3.2082
제10 면 -31.7323 4
TTL(TTL2) 17.3029 mm
BFL(BFL2) 6.01 mm
EFL(EFL 2) 10.4269 mm
ImgH 6.428 mm
제2 간격(d2) 2.0311 mm
표 4는 상기 카메라 모듈이 근거리 모드인 제2 모드로 동작할 경우의 렌즈 정보에 대한 것이다. 자세하게, 표 4는 근거리 모드에서의 상기 제1 내지 제5 렌즈(110, 120, 130, 140, 150)의 곡률 반경(Radius of Curvature), 각 렌즈의 두께(Thickness), 각 렌즈 사이의 중심 간격(distance), 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number), 유효경(clear aperture)의 크기에 대한 것이다.
또한, 표 5는 상기 이미지 센서(300)의 크기, 근거리 모드로 동작할 경우의 TTL, BFL(BFL2), EFL(EFL2), 화각(FOV), F-number에 대한 데이터이다.
표 4 및 표 5를 참조하면, 상기 카메라 모듈은 근거리 모드로 동작하여 근거리에 위치한 피사체에 대한 정보를 획득할 수 있다. 상기 피사체가 근거리에 위치할 경우 상기 구동 부재는 상기 복수의 렌즈군 중 적어도 하나의 렌즈군의 위치를 제어하여 근거리 모드로 동작할 수 있다.
예를 들어, 상기 카메라 모듈이 근거리 모드로 동작할 경우, 상기 제1 렌즈군(G1)은 고정될 수 있고, 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 구동 부재의 구동력에 의해 이동할 수 있다. 자세하게, 상기 근거리 모드에서 상기 제2 렌즈군(G2)은 제2 위치에 배치될 수 있다. 이때, 상기 제2 렌즈군(G2)의 초기 위치가 상기 근거리 모드와 대응되는 제2 위치가 아닐 경우, 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 제2 위치로 이동할 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 구동 부재의 구동력의 의해 상기 제1 렌즈군(G1)과 제2 간격(d2)으로 이격된 영역에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제2 간격(d2)은 상기 제3 렌즈(130)와 상기 제4 렌즈(140) 사이의 중심 간격을 의미할 수 있다.
이와 다르게, 상기 제2 렌즈군(G2)의 초기 위치가 상기 제2 위치일 경우, 상기 제2 렌즈군(G2)은 별도의 움직임 없이 상기 제2 위치에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 제1 렌즈군(G1)과 제2 간격(d2)으로 이격된 영역에 배치될 수 있다.
즉, 상기 카메라 모듈이 근거리 모드로 동작할 경우, 무한대 모드와 비교하여 상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2) 사이의 간격, 예컨대 상기 제3 렌즈(130) 및 상기 제4 렌즈(140) 사이의 간격이 변화할 수 있다.
또한, 상기 카메라 모듈이 근거리 모드로 동작할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제2 위치에서 TTL 값으로 정의되는 제2 TTL(TTL2), BFL 값으로 정의되는 제2 BFL(BFL2)을 가질 수 있고, 유효 초점 거리(EFL)로 정의되는 제2 EFL(EFL2)을 가질 수 있다.
이때, 상기 제2 TTL(TTL2)은 상기 제1 TTL(TTL1)과 동일할 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈군(G1)이 고정됨에 따라 상기 제1 TTL(TTL1) 및 상기 제2 TTL은 동일할 수 있다. 또한, 상기 제2 EFL은 상기 제1 EFL보다 작을 수 있고, 상기 제2 BFL(BFL2)은 상기 제1 BFL(BFL1) 보다 작을 수 있다. 자세하게, 상기 제1 렌즈군(G1)이 양(+)의 굴절력을 가지고 상기 제2 렌즈군(G2)이 음(-)의 굴절력을 가짐에 따라, 상기 제2 BFL(BFL2)은 상기 제1 BFL(BFL1)보다 작을 수 있다.
또한, 상기 광학계(1000)는 도 8과 같은 우수한 수차 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 도 8은 제2 모드(근거리 모드)로 동작하는 광학계(1000)의 수차 특성에 대한 그래프로, 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 도 8에서 X축은 초점 거리(mm) 및 왜곡도(%)를 나타낼 수 있고, Y축은 이미지의 높이(height)를 의미할 수 있다. 또한, 구면 수차에 대한 그래프는 약 435nm, 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.
즉, 실시예에 따른 카메라 모듈은 피사체와의 거리에 따라 무한대 모드 또는 근거리 모드로 변환될 수 있다. 이때, 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 피사체와의 거리에 따라 상기 제1 위치 또는 상기 제2 위치로 이동할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 제1 위치에서 상기 제2 위치로 이동하거나, 상기 제2 위치에서 상기 제1 위치로 이동할 수 있다.
이때, 상기 제2 렌즈군(G2)의 이동 거리(md1)는 상기 광학계(1000)의 전체 TTL 값, 예컨대 상기 제1 TTL(TTL1) 및 상기 제2 TTL(TTL2)보다 작을 수 있다. 또한, 상기 제2 렌즈군(G2)의 이동 거리(md1)는 상기 제1 BFL(BFL1), 상기 제2 BFL(BFL2) 보다 작을 수 있다.
또한, 상기 제2 렌즈군(G2)의 이동 거리(md1)는 상기 이미지 센서(300)의 대각 방향 길이(ImgH)보다 작을 수 있고, 상기 복수의 렌즈면들 중 가장 큰 유효경을 가지는 렌즈의 유효경의 크기(clear aperture)(CA_Sa)보다 작을 수 있다. 일례로, 상기 제2 렌즈군(G2)의 이동 거리(md1)는 약 1mm 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제2 렌즈군(G2)의 이동 거리는 약 1.6mm일 수 있다. 여기서 상기 이동 거리(md1)는 상기 제2 간격(d2)과 상기 제1 간격(d1)의 차를 의미할 수 있다.
실시예
md1 (제2 렌즈군의 이동거리) 1.6 mm
f1 11.6076
f2 -5.3452
f3 3.6086
f4 -3.9440
f5 13.1671
f_1 6.59
f_2 -6.78
ImgH 6.428 mm
EPD 5.38mm
F-number 3.1784
제1 모드에서의 만곡량 0
제2 모드에서의 만곡량 0.148
수학식 실시예
수학식 1 -1.5 < f_2 / f_1 < 0 만족
수학식 2 n_G2 ≤ n_G1 만족
수학식 3 1 < L_G1 / L_G2 < 4 2.0869
수학식 4 1.5 < TTL / L_G1 < 3.5 2.7636
수학식 5 4 < TTL / L_G2 < 7 5.7672
수학식 6 0.8 < CA_L1S2 / CA_L1S1 < 1 0.8803
수학식 7 0.5 < CA_L3S1 / CA_L1S1 < 0.8 0.7308
수학식 8 CA_L1S1 > CA_L1S2 > CA_L3S1 >
CA_L3S2 > CA_L2S1 > CA_L2S2		 만족
수학식 9 1 < T12 / L1_CT < 2.5 1.4625
수학식 10 1 < L1_CT / L2_CT < 10 6.0000
수학식 11 0.1 < L2_CT / L3_CT < 1 0.2100
수학식 12 0.1 < L4_CT / L5_CT < 1 0.2558
수학식 13 2 < L5_CT / T45 <4 2.4331
수학식 14 0.6 < CH_L1S1 / CA_L1S1 < 1 0.7424
수학식 15 0.1 < L_G1 / TTL < 1 0.3619
수학식 16 0.05 < L_G2 / TTL < 1 0.1734
수학식 17 3 < L_G1 / md1 < 6.5 3.9132
수학식 18 1 < L_G2 / md1 < 3.5 1.8751
수학식 19 0.15 < md1 / CA_Sa < 1 0.2970
수학식 20 0.3 < md1 / CA_Sb < 1 0.5364
수학식 21 2 < TTL / md1 < 20 10.8143
수학식 22 0.1 < md1 / ImgH < 1 0.2489
수학식 23 0.1 < CA_Sa / ImgH < 1 0.8382
수학식 24 0.2 < CA_Sb / ImgH < 0.9 0.4641
수학식 25 10 < EFL1 / T34_1 < 60 39.6660
수학식 26 1 < EFL1 / BFL1 < 5 2.2470
수학식 27 5 < EFL1 / md1 < 18 10.6875
수학식 28 2 < EFL2 / T34_2 < 8 5.1339
수학식 29 1 < EFL2 / BFL2 < 4 1.7349
수학식 30 3 < EFL2 / md1 < 12 6.5168
표 6은 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈에서 상술한 수학식들의 항목에 대한 것으로, 이동 가능한 렌즈군(제2 렌즈군(G2))의 이동 거리(md1), 제1 내지 제5 렌즈(110, 120, 130, 140, 150) 각각의 초점 거리(f1, f2, f3, f4, f5), 제1 및 제2 렌즈군(G1, G2)의 초점 거리, 입사동의 직경(Entrance Pupil size; EPD), 만곡량 등에 대한 것이다.
또한, 표 7은 실시예에 따른 광학계(1000)의 수학식 1 내지 수학식 30에 대한 결과 값에 대한 것이다.
표 7을 참조하면, 실시예에 따른 광학계(1000) 및 카메라 모듈은 수학식 1 내지 수학식 30 중 적어도 하나를 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 광학계(1000) 및 카메라 모듈은 상기 수학식 1 내지 수학식 30을 모두 만족하는 것을 알 수 있다.
이에 따라, 실시예는 향상된 광학 특성을 가지며 주변부 화질이 저하되는 것을 방지 또는 최소화할 수 있다. 또한, 실시예는 설정된 형상, 초점 거리, 간격 등을 가지는 광학계(1000)를 이용하여 다양한 거리에 위치한 피사체에 대한 오토포커스(AF) 기능을 제공할 수 있다. 자세하게, 실시예는 하나의 카메라 모듈을 이용하여 무한대 내지 근거리에 위치한 피사체에 대한 오토포커스(AF) 기능을 제공할 수 있다.
특히, 실시예는 적어도 하나의 렌즈군을 이동시켜 유효 초점 거리(EFL)을 제어할 수 있고, 이동하는 렌즈군의 이동 거리를 최소화할 수 있다. 예를 들어, 실시예에 따른 제2 렌즈군(G2)의 이동 거리(md1)는 상기 제2 간격(d2)과 상기 제1 간격(d1)의 차인 1.6mm일 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈군(G2)은 무한대에서 근거리(30mm) 초점을 위해 1.6mm 이동할 수 있다. 또한, 무한대에서 다른 근거리(70mm) 초점을 위해 약 0.08mm 이동할 수 있다. 반면, 상기 제1 및 제2 렌즈군이 하나의 렌즈군으로 이동하는 비교예(미도시)의 경우, 무한대에서 근거리(30mm) 초점을 위해 약 16mm 이동할 수 있고, 무한대에서 다른 근거리(70mm) 초점을 위해 약 0.43mm 이동할 수 있다.
이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000)는 무한대에서 근거리로 초점 변화 시 비교예보다 렌즈군의 이동 거리를 현저히 감소시킬 수 있어 렌즈군 이동 시 요구되는 전력 소모를 최소화할 수 있다. 또한, 렌즈군의 이동 거리를 최소화하여 이동하는 렌즈군의 이동 거리에 따라 발생하는 만곡량을 최소화할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 광학계는 향상된 전기적, 광학적 특성을 가질 수 있다.
또한, 실시예는 무한대 내지 근거리의 범위에서 피사체와의 거리와 무관하게 일정한 TTL 값을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000) 및 이를 포함하는 카메라 모듈은 보다 슬림한 구조로 제공될 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 9는 실시예에 따른 광학계가 제3 렌즈군을 더 포함하는 것을 설명하기 위한 구성도이다.
도 9를 참조하면, 실시예에 따른 광학계(1000)는 상술한 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2) 이외에 제3 렌즈군(G3)을 더 포함할 수 있다. 상기 제3 렌즈군(G3)은 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈군(G3)은 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제3 렌즈군(G3)이 복수의 렌즈를 포함할 경우, 상기 제3 렌즈군(G3)에 포함된 복수의 렌즈 사이의 중심 간격은 동작 모드에 따라 변화하지 않고 일정할 수 있다.
상기 제3 렌즈군(G3)은 설정된 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 렌즈군(G3)은 도 9(a)와 같이 상기 제2 렌즈군(G2) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 제3 렌즈군(G3)은 상기 제1 렌즈군(G1)과 같이 고정될 수 있고, 상기 제2 렌즈군(G2)은 이동 가능하게 제공될 수 있다.
이 경우, 상기 제3 렌즈군(G3)에 포함된 적어도 하나의 렌즈는 설정된 유효경(clear aperture) 크기를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제3 렌즈군(G3)에 포함된 복수의 렌즈면들 중 적어도 하나의 렌즈면의 유효경의 크기는, 상기 제1 내지 제3 렌즈군(G1, G2, G3)에 포함된 복수의 렌즈 중 물체와 최인접하게 배치된 렌즈의 물체 측 면의 유효경의 크기보다 클 수 있다.
또한, 상기 제3 렌즈군(G3)은 도 9(b)와 같이 물체 및 상기 제1 렌즈군(G1) 사이에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 렌즈군(G1)은 상기 제1 렌즈군(G1)과 같이 고정되거나, 상기 제2 렌즈군(G2)과 같이 이동 가능하게 제공될 수 있다.
이 경우, 상기 제3 렌즈군(G3)에 포함된 적어도 하나의 렌즈는 설정된 유효경(clear aperture) 크기를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)는 상기 제3 렌즈군(G3) 중 물체와 최인접하게 배치된 렌즈의 물체 측 면보다 큰 유효경을 가지는 렌즈면을 포함할 수 있다.
도 10은 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.
도 10을 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, 무한대 내지 40mm 이하의 근거리에 위치한 피사체에 대한 오토포커스(AF) 기능을 제공할 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 적어도 하나의 렌즈군의 이동하여 상기 기능을 제공할 경우, 상기 렌즈군의 이동량을 최소화할 수 있으며 이로 인해 저전력으로 동작할 수 있고 이동에 따라 발생하는 만곡량을 최소화할 수 있다. 또한, 상기 카메라 모듈은 슬림한 구조를 가지는 광학계(1000)에 의해 보다 컴팩트하게 제공될 수 있다.
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 렌즈군: G1 제2 렌즈군:G2
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 (9)

  1. 물체 측으로부터 센서 방향으로 광축을 따라 순차적으로 배치되며, 적어도 하나의 렌즈를 각각 포함하는 제1 및 제2 렌즈군을 포함하고,
    상기 제1 렌즈군의 초점 거리 부호와 상기 제2 렌즈군의 초점 거리 부호는 서로 반대되고,
    -1.5 < f_2 / f_1 < 0을 만족하고,
    (f_1은 상기 제1 렌즈군의 초점 거리이고, f_2는 상기 제2 렌즈군의 초점 거리이다.)
    상기 제1 및 제2 렌즈군에 포함된 렌즈의 유효경(Clear aperture)의 크기는 이미지 센서의 대각 방향 길이보다 작고,
    상기 제1 및 제2 렌즈군 중 하나의 렌즈군은 상기 광축 방향으로 이동 가능한 광학계.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈군은 상기 물체 측으로부터 상기 센서 방향으로 상기 광축을 따라 순차적으로 배치되는 제1 내지 제3 렌즈를 포함하고,
    상기 제2 렌즈군은 상기 물체 측으로부터 상기 센서 방향으로 상기 광축을 따라 순차적으로 배치되는 제4 및 제5 렌즈를 포함하는 광학계.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈군에서 상기 물체 측과 가장 가깝게 배치된 렌즈는 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제1 렌즈군에서 상기 물체 측과 가장 가깝게 배치된 렌즈의 센서 측 면은 볼록한 형상을 가지는 광학계.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 렌즈군에서 상기 이미지 센서와 가장 가깝게 배치된 렌즈는 음(-)의 굴절력을 가지고,
    상기 제2 렌즈군에서 상기 이미지 센서와 가장 가깝게 배치된 렌즈의 센서 측 면은 볼록한 형상을 가지는 광학계.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 렌즈군에서 상기 물체 측과 가장 가깝게 배치된 렌즈의 물체 측 면은 오목한 형상을 가지는 광학계.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 렌즈군은 하기 수학식 1을 만족하는 광학계.
    [수학식 1]
    1 < L_G1 / L_G2 < 4
    (수학식 1에서 L_G1은 상기 제1 렌즈군에 포함된 렌즈 중 상기 물체와 최인접한 렌즈의 물체 측 면의 정점에서 상기 이미지 센서와 최인접한 렌즈의 센서 측 면의 정점까지의 광축 방향 길이를 의미한다. 또한, L_G2는 상기 제2 렌즈군에 포함된 렌즈 중 상기 물체와 최인접한 렌즈의 물체 측 면의 정점에서 상기 이미지 센서와 최인접한 렌즈의 센서 측 면의 정점까지의 광축(OA) 방향 길이를 의미한다.)
  7. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 렌즈군은 하기 수학식 2를 만족하는 광학계.
    [수학식 2]
    4 < TTL / L_G2 < 7
    (수학식 2에서 L_G2는 상기 제2 렌즈군에 포함된 렌즈 중 상기 물체와 최인접한 렌즈의 물체 측 면의 정점에서 상기 이미지 센서와 최인접한 렌즈의 센서 측 면의 정점까지의 광축(OA) 방향 길이를 의미한다. 또한, TTL(Total track length)은 상기 제1 및 제2 렌즈군에 포함된 복수의 렌즈들 중 물체와 최인접한 렌즈의 물체 측 면의 정점에서 상기 이미지 센서의 상면까지의 광축 방향 거리를 의미한다.)
  8. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈군은 비원형 형상을 가지는 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 광학계.
  9. 광학계 및 구동 부재를 포함하는 카메라 모듈에 있어서,
    상기 광학계는 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 따른 광학계를 포함하고,
    상기 구동 부재는 상기 제2 렌즈군의 위치를 제어하는 카메라 모듈.
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