KR20220128754A

KR20220128754A - 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈

Info

Publication number: KR20220128754A
Application number: KR1020210033265A
Authority: KR
Inventors: 문성민
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2021-03-15
Filing date: 2021-03-15
Publication date: 2022-09-22

Abstract

본 발명의 실시예에 따르면, 물체(object)측으로부터 상(image)측으로 순차적으로 배치되는 광학부재 및 제1 렌즈 내지 제5 렌즈를 포함하고, 상기 광학부재는 광축에 대한 경사면을 포함하고, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈는 각각이 물체측면 및 상측면을 포함하고, 상기 경사면의 유효경(clear aperture)의 크기는 상기 제1 렌즈의 물체측면의 유효경의 크기보다 큰 광학계를 개시한다.

Description

광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈{OPTICAL SYSTEM AND CAMERA MODULE FOR COMPRISING THE SAME}

실시예는 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것이다.

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

예를 들어, 카메라 모듈의 광학계는상(image)를 결상하는 촬상렌즈, 결상된 상을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이때, 상기 카메라 모듈은 이미지 센서와 촬상렌즈 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 줌인(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 경우광학계 전체가 증가할 수 있고, 우수한 광학적 특성, 수차 특성을 도출하기 어려운 문제점이 있다.

또한, 복수의 렌즈를 포함하는 광학계는 상대적으로 높이가 클 수 있다. 예를 들어, 렌즈의 매수가 증가할수록 이미지 센서에서 물체와 인접한 렌즈의 물체 면까지의 거리는 증가할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계가 배치된 스마트폰 등의 디바이스의 전체 두께는 증가할 수 있고, 소형화하기 어려운 문제가 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 광학 특성이 개선된 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 작고 컴팩트(compact)한 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 복수의 렌즈로 광을 반사하는 광학부재의 반사면의 유효경 또는 유효면적이 렌즈들 중 물체측에 가장 인접한 렌즈의 물체측(object side) 면의 유효경 또는 유효 면적보다 큰 광학계를 제공할 수 있다.

또한, 발명의 실시예는 복수의 렌즈 중 물체측에 인접한 적어도 한 렌즈의 제1 방향과 제2 방향의 길이가 다른 광학계를 제공할 수 있다.

실시예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 광학계는 물체(object)측으로부터 상(image)측으로 순차적으로 배치되는 광학부재 및 제1 렌즈 내지 제5 렌즈를 포함하고, 상기 광학부재는 광축에 대한 경사면을 포함하고, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈는 각각이 물체측면 및 상측면을 포함하고, 상기 경사면의 유효경(clear aperture)의 크기는 상기 제1 렌즈의 물체측면의 유효경의 크기보다 크다.

상기 광학부재는 상기 경사면과 접하는 제1 투과면 및 제2 투과면을 포함하고, 상기 제1 투과면은 상기 광축에 대해 나란히 배치되고, 상기 제2 투과면은 상기 광축에 대해 수직으로 배치될 수 있다.

상기 광축을 따라 상기 제1 투과면, 상기 경사면 및 상기 제2 투과면이 순차로 배치될 수 있다.

상기 경사면은 상기 광축의 방향을 변경하고, 상기 광학부재는 미러 또는 프리즘을 포함할 수 있다.

상기 경사면의 유효경에서 최대길이와 상기 제1 렌즈의 물체측면의 최대길이의 비는 1:0.3 내지 1:0.65일 수 있다.

상기 제1 렌즈, 상기 제2 렌즈 및 상기 제3 렌즈 중 적어도 하나는 제1 방향으로 최대길이보다 제2 방향으로 최대 길이가 더 클 수 있다.

상기 경사면의 상기 제1 방향에 수직한 방향으로 길이와 상기 제1 렌즈의 물체측면의 상기 제2 방향으로 길이의 비는 1:0.57 내지 1:0.67일 수 있다.

상기 제1 렌즈의 물체측면에서 상기 경사면까지의 거리는 5mm이하일 수 있다.

상기 광학부재, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈를 수용하는 수용부를 갖는 하우징;을 더 포함하고, 상기 경사면의 높이는 상기 하우징의 높이의 0.5배 이상이고, 상기 수용부의 제2 방향으로 길이는 상기 경사면의 높이와 비가 1:1 내지 1:2일 수 있다.

상기 경사면의 제2 방향으로 길이는 상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈 중 어느 하나의 렌즈의 상기 제2 방향으로 최대 길이보다 클 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 광학 특성이 개선된 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 구현할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 작고 컴팩트(compact)한 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 구현할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 복수의 렌즈로 광을 반사하는 광학부재의 반사면의 유효경 또는 유효면적이 렌즈들 중 물체측에 가장 인접한 렌즈의 물체측(object side) 면의 유효경 또는 유효 면적보다 큰 광학계를 구현할 수 있다.

또한, 발명의 실시예는 복수의 렌즈 중 물체측에 인접한 적어도 한 렌즈의 제1 방향과 제2 방향의 길이가 다른 광학계를 구현할 수 있다.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1a은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학계의 측 단면도이고,
도 1b는 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고,
도 1c는 도 1b에서 AA’로 절단하여 바라본 단면도이고,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학부재의 도면이고,
도 3의 (A)(B)은 도 1a의 광학계에서 제1 렌즈의 제1 면과 제2 면의 유효 크기를 비교한 도면이고,
도 4의 (A)(B)는 도 1a의 광학계에서 제2 렌즈의 제3 면과 제4 면의 유효 크기를 비교한 도면이고,
도 5의 (A)(B)는 도 1a의 광학계에서 제3 렌즈의 제5 면과 제6 면의 유효 크기를 비교한 도면이고,
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학계의 측 단면도이고,
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광학계의 측 단면도이고,
도 8은 발명의 실시예에 따른 광학계를 갖는 카메라 모듈의 예이다.

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, C 중 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 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 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.

나아가, 렌즈의 면이 물체측으로 볼록한 구성은 상측으로 오목한 구성에 대응하며, 렌즈의 면이 상측으로 볼록한 구성은 물체측으로 오목한 구성에 대응한다. 이하에서는 상측 방향을 기준으로 볼록 또는 오목한 형상을 설명한다.

또한, “물체측면”은 광축을 기준으로 물체측을 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있고, “상측면”은 광축을 기준으로 촬상면(이미지 센서)을 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있다.

또한, 광축 또는 광축 방향은 본 실시예에서 제1 렌즈 등을 지나 이미지 센서로 광이 입사되는 방향을 의미할 수 있다. 이하에서 광축 또는 광축 방향은 “제3 방향”, “제3 축 방향”, “제3 축” 또는 “Z축 방향”과 혼용한다.

그리고 제1 방향은 광축 방향(Z축 방향)에 수직한 방향이며, “제1 축 방향”, “제1 축” 또는 “Y축 방향”과 혼용한다. 그리고 제2 방향은 광축 방향(Z축 방향) 및 제1 방향(Y축 방향)에 수직한 방향이며, “제2 방향 방향”, “제2 방향” 또는 “X축 방향”과 혼용한다. 나아가, 제2 방향(X축 방향)은 휴대폰 기기의 두께 방향에 대응할 수 있다. 또한, 제2 방향(X축 방향)은 렌즈에 D-cut이 가해지는 면들이 서로 향하는 방향일 수 있다. 또한, 제2 방향(X축 방향)은 후술하는 광학부재의 반사면으로 입사되는 광의 입사방향에 대응할 수 있다.

또한, 렌즈 또는 렌즈면의 끝단은 입사된 광이 통과하는 렌즈의 유효 영역의 최 끝단을 의미할 수 있다. 또한, 렌즈의 중심두께는 렌즈에서 광축과 중첩되는 영역의 광축 방향으로 길이 또는 두께를 의미할 수 있다.

<실시예 1>

도 1a은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학계의 측 단면도이고, 도 1b는 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고, 도 1c는 도 1b에서 AA’로 절단하여 바라본 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학부재의 도면이고, 도 3의 (A)(B)은 도 1a의 광학계에서 제1 렌즈의 제1 면과 제2 면의 유효 크기를 비교한 도면이고, 도 4의 (A)(B)는 도 1a의 광학계에서 제2 렌즈의 제3 면과 제4 면의 유효 크기를 비교한 도면이고, 도 5의 (A)(B)는 도 1a의 광학계에서 제3 렌즈의 제5 면과 제6 면의 유효 크기를 비교한 도면이다.

도 1a 내지 도 5를 참조하면, 제1 실시예에 따른 광학계(10A)는 물체측으로부터 상측 방향으로 순차적으로 배치되는 복수의 렌즈를 갖는 광학부재(OM), 렌즈부(110), 필터(192) 및 이미지 센서(190)를 포함할 수 있다. 렌즈부(110)는 4매 이상의 렌즈를 포함할 수 있으며, 예컨대 5매 이상의 렌즈를 포함할 수 있다.

먼저, 도 1b 및 도 1c와 같이, 실시예에 따른 광학계(10A)는 카메라 모듈(1000) 내에 배치될 수 있다. 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 커버(CV), 제1 카메라 엑추에이터(1100), 제2 카메라 엑추에이터(1200), 및 회로 기판(1300)으로 이루어질 수 있다.

여기서, 제1 카메라 엑추에이터(1100)는 제1 엑추에이터로, 제2 카메라 엑추에이터(1200)는 제2 엑추에이터로 혼용될 수 있다.

커버(CV)는 제1 카메라 엑추에이터(1100) 및 제2 카메라 엑추에이터(1200)를 덮을 수 있다. 커버(CV)에 의해 제1 카메라 엑추에이터(1100)와 제2 카메라 엑추에이터(1200) 간의 결합력이 개선될 수 있다.

나아가, 커버(CV)는 전자파 차단을 수행하는 재질로 이루어질 수 있다. 이에, 커버(CV) 내의 제1 카메라 엑추에이터(1100)와 제2 카메라 엑추에이터(1200)를 용이하게 보호할 수 있다.

그리고 제1 카메라 엑추에이터(1100)는 OIS(Optical Image Stabilizer) 엑추에이터일 수 있다. 예컨대, 제1 카메라 엑추에이터(1100)는 광축에 대해 수직한 방향으로 광학 부재를 이동시킬 수 있다.

제1 카메라 엑추에이터(1100)는 소정의 경통(미도시)에 배치된 고정 초점거리 렌즈(fixed focal length les)를 포함할 수 있다. 고정 초점거리 렌즈(fixed focal length les)는“단일 초점거리 렌즈” 또는 “단(單) 렌즈”로 칭해질 수도 있다.

제1 카메라 엑추에이터(1100)는 광의 경로를 변경할 수 있다. 실시예로, 제1 카메라 엑추에이터(1100)는 내부의 광학 부재(예컨대, 프리즘 또는 미러)를 통해 광 경로를 수직으로 변경할 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 이동 단말기의 두께가 감소하더라도 광 경로의 변경을 통해 이동 단말기의 두께보다 큰 렌즈 구성이 이동 단말기 내에 배치되어 배율, 오토 포커싱(AF) 및 OIS 기능이 수행될 수 있다.

다만, 이에 한정되는 것은 아니며 제1 카메라 엑추에이터(1100)는 광 경로를 복수 회 수직 또는 소정의 각도로 변경할 수 있다.

제2 카메라 엑추에이터(1200)는 제1 카메라 엑추에이터(1100) 후단에 배치될 수 있다. 제2 카메라 엑추에이터(1200)는 제1 카메라 엑추에이터(1100)와 결합할 수 있다. 그리고 상호 간의 결합은 다양한 방식에 의해 이루어질 수 있다.

또한, 제2 카메라 엑추에이터(1200)는 줌(Zoom) 엑추에이터 또는 AF(Auto Focus) 엑추에이터일 수 있다. 예를 들어, 제2 카메라 엑추에이터(1200)는 하나 또는 복수의 렌즈를 지지하며 소정의 제어부의 제어신호에 따라 렌즈를 움직여 오토 포커싱 기능 또는 줌 기능을 수행할 수 있다.

그리고 하나 또는 복수의 렌즈는 독립 또는 개별적으로 광축 방향을 따라 이동하여

회로 기판(1300)은 제2 카메라 엑추에이터(1200) 후단에 배치될 수 있다. 회로 기판(1300)은 제2 카메라 엑추에이터(1200) 및 제1 카메라 엑추에이터(1100)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 회로 기판(1300)은 복수 개일 수 있다. 회로 기판(1300)은 이미지 센서 등을 포함하고, 외부의 다른 카메라 모듈 또는 단말기의 프로세스와 전기적으로 연결되는 커넥터를 포함할 수 있다.

실시예에 따른 카메라 모듈은 단일 또는 복수의 카메라 모듈로 이루어질 수도 있다. 예컨대, 복수의 카메라 모듈은 제1 카메라 모듈과 제2 카메라 모듈을 포함할 수 있다.

그리고 제1 카메라 모듈은 단일 또는 복수의 엑추에이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 카메라 모듈은 제1 카메라 엑추에이터(1100)와 제2 카메라 엑추에이터(1200)를 포함할 수 있다.

그리고 제2 카메라 모듈은 소정의 하우징(미도시)에 배치되고, 렌즈부를 구동할 수 있는 엑추에이터(미도시)를 포함할 수 있다. 엑추에이터는 보이스 코일 모터, 마이크로 엑추에이터, 실리콘 엑추에이터 등일 수 있고, 정전방식, 써멀 방식, 바이 모프 방식, 정전기력 방식 등 여러 가지로 응용될 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에서 카메라 엑추에이터는 엑추에이터 등으로 언급할 수 있다. 또한, 복수 개의 카메라 모듈로 이루어진 카메라 모듈은 이동 단말기 등 다양한 전자 기기 내에 실장될 수 있다.

또한, 실시예에 따른 광학계(10A)에서 광학부재(OM)는 제1 카메라 엑추에이터(1100) 내에 위치하고, 렌즈부(110)는 제2 카메라 엑추에이터(1200) 내에 위치할 수 있다. 또는, 광학계(10A)는 제1 카메라 엑추에이터(1100) 또는 제2 카메라 엑추에이터(1200) 내에 위치할 수도 있다. 나아가, 카메라 모듈(1000)은 하기의 다른 실시예(제2,3 실시예)에 따른 광학계도 모두 포함할 수 있다. 이하 광학계(10A)에 대해 설명한다.

도 1a과 같이, 광학부재(OM)는 렌즈부(110)의 전단에 배치될 수 있다. 그리고 렌즈부(110)의 렌즈(111, 112, 113, 114, 115)들은 광축(제3 방향, Lz)을 따라 순차적으로 배치될 수 있으며, 물체의 영상 정보에 해당하는 광은 광학부재(OM)에서 반사되어 복수의 렌즈(111, 112, 113, 114, 115), 필터(192)를 순차적으로 통과하여 이미지 센서(190)에 입사될 수 있다. 이미지 센서(190)와 필터(192)는 렌즈부(110)의 광축(Lz)을 따라 배치될 수 있다. 나아가, 변형예로 이미지 센서(190)의 전단에 반사부재가 더 배치되어 광축과 다른 방향으로 광 경로가 변경되어 이미지 센서(190)가 광축과 다른 방향 또는 위치에 배치될 수도 있다. 예컨대, 상술한 광학부재와 동일한 형상의 광학부재가 렌즈부 내 또는 렌즈부 후단, 필터부 후단에 배치될 수 잇다.

그리고 복수의 렌즈는 제1 렌즈 내지 제5 렌즈(111 내지 115)를 포함할 수 있다. 제1 렌즈 내지 제5 렌즈(111 내지 115) 각각은 유효 영역 및 비유효 영역을 포함할 수 있다. 유효 영역은 각 렌즈(111, 112, 113, 114, 115)에 입사된 광이 통과하는 영역일 수 있다. 즉, 유효 영역은 입사된 광이 굴절되어 광학 특성을 구현하는 영역일 수 있다. 비유효 영역은 유효 영역의 일부 또는 둘레에 배치될 수 있다. 비유효 영역은 광이 입사되지 않는 영역일 수 있다. 즉, 비유효 영역은 광학 특성과 무관한 영역일 수 있다. 또한, 비유효 영역은 각 렌즈(111, 112, 113, 114, 115)를 수용하는 배럴(미도시)등에 고정되는 영역일 수 있다.

이하 광학부재 및 광학계에 대해 자세히 설명한다.

먼저, 광학부재(OM)는 외부에서 입사된 광을 반사시켜 광의 경로를 변경할 수 있다. 광학부재(OM)는 반사부재(예로, 미러, MR) 또는 프리즘(PR)과 같이 광의 경로를 변경하는 부재로 이루어질 수 있다. 예컨대 광학부재(OM)는 입사된 광(Lx)을 직각으로 렌즈부(110)의 광축(Lz) 방향으로 반사할 수 있다.

광학부재(OM)는 복수의 렌즈(111, 112, 113, 114, 115)들보다 물체측과 인접하게 배치될 수 있다. 즉, 광학계는 물체측으로부터 상측 방향으로 광축(Lz)을 따라 순차적으로 배치되는 광학부재(OM), 복수의 렌즈(111, 112, 113, 114, 115), 필터(192) 및 이미지 센서(190)를 포함할 수 있다.

광학부재(OM)는 적어도 하나 또는 둘 이상의 구동부에 의해 제1 방향(X축 방향)을 중심으로 회전, 제2 방향(Y축 방향)을 중심으로 회전 또는/및 제3 방향(Z축 방향) 또는 광축(Lz) 방향의 기준으로 회전될 수 있다.

이에 따라, 실시예에 따른 광학계(10A)는 카메라의 두께를 감소시킬 수 있는 폴디드(folded) 카메라에 적용할 수 있다. 이는 후술하는 광학계도 폴디드 카메라에 모두 적용할 수 있다.

또한, 광학계는 상술한 광학부재(OM)를 통해 적용된 기기의 표면과 수직한 방향으로 입사된 광을 기기의 표면과 평행한 방향으로 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 복수의 렌즈를 포함하는 광학계는 기기 내에서 보다 얇은 두께를 가질 수 있어, 카메라 모듈을 포함하는 전자 기기가 보다 얇게 제공될 수 있다.

본 실시예에 따른 광학계(10A)에서 광학부재(OM)는 상술한 바와 같이 프리즘(PR) 또는 미러(MR)일 수 있고, 광 경로의 변경을 위해 광축에 경사진 경사면(IS)을 포함할 수 있다. 경사면(IS)은 입사되는 광(Lx)을 반사하여입사된 광의 경로를 광축 방향(Z축 방향)으로 변경할 수 있다.

광을 반사하는 경사면(IS)은 광축(Z축 방향)에 대해 수직이 아닌 각도로 기울어질 수 있다. 예컨대, 경사면(IS)은 광축(Z축 방향)과 소정의 경사각(θ)을 이룰 수 있다.

또한, 실시예로, 광학부재(OM)가 프리즘(PR)인 경우 광학부재(OM)는 경사면(IS)과 접하는 제1 투과면(TS1) 및 제2 투과면(TS2)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 투과면(TS1) 및 제2 투과면(TS2은 광축에 대해 나란히 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 투과면(TS1)은 광축 또는 제3 방향(Z축 방향)에 대해 나란하게 배치될 수 있다. 즉, 제1 투과면(TS1)은 광축(Z축 방향)에 대해 나란한 입사면을 가질 수 있다.

그리고 제2 투과면(TS2)은 광축(Z축 방향)에 대해 수직으로 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 투과면(Ts2)은 렌즈부(110)과 나란히 배치될 수 있다.

이에, 광 경로를 기준으로 제1 투과면(TS1), 경사면(IS), 제2 투과면(TS2) 및 렌즈부(110)이 순차로 배치될 수 있다. 예컨대, 광축이 광 경로를 기준으로 보는 경우, 광축을 따라 제1 투과면(TS1), 경사면(IS), 제2 투과면(TS2) 및 렌즈부(110)이 순차로 배치될 수 있다. 또한, 경사면(IS)은 광축의 방향을 변경할 수 있다. 예컨대, 광학부재(OM))는 입사된 광(Lx)을 직각으로 렌즈부(110)의 광축(Lz) 방향으로 반사할 수 있다.

또한, 실시예에 따르면 경사면(IS)의 유효경(clear aperture)의 크기(SA2)는 상기 제1 렌즈의 물체측면의 유효경의 크기보다 클 수 있다. 유효경(clear aperture)은 상술한 유효 영역의 크기 또는 면적(도 3(A)에서 S1의 면적)에 대응할 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 실시예에 따른 광학계는 소형화를 제공함과 동시에 개선된 광학 특성을 제공할 수 있다.

또한, 실시예에 따른 광학계(10A) 또는 이를 포함하는 카메라 모듈은 광학부재(OM), 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈(111 내지 115)를 수용하는 수용부(Ch)를 갖는 하우징(HO)을 더 포함할 수 있다.

수용부(Ch)는 제2 방향(X축 방향)으로 길이(Lh)가 경사면(IS)의 높이(Lt)와 비가 1:1 내지 1:2일 수 있다. 상술한 비가 1:1보다 작은 경우 광 효율이 저하될 수 있다. 그리고 상술한 비가 1:2보다 큰 경우, 광학계 또는 하우징의 크기가 커지는 문제가 존재한다. 여기서, 경사면(IS)의 높이는 상술한 평면(XY)에서 경사면(IS)이 제1 투과면(TS1) 또는 제2 투과면(TS2)과 접하는 에지 또는 변 사이의 이격 거리에 대응할 수 있다. 그리고 경사면(IS)의 길이는 제1 방향(Y축 방향)으로 길이(Lk)에 대응할 수 있다.실시예로, 경사면(IS)의 높이(Lt)는 하우징(HO) 또는 수용부(ch)의 높이 Lh 의 0.5배 이상일 수 있다.

그리고 경사면(IS)의 제1 방향(Y축 방향)으로 길이(Lk)는 제1 투과면(Ts1) 또는 제2 투과면(Ts2)의 제1 방향)으로 길이와 대응할 수 있다.

그리고 경사면(IS)의 제2 방향(X축 방향)으로 길이(Li)는 제1 렌즈 내지 제5 렌즈(111 내지 115) 중 어느 하나의 렌즈의 제2 방향(X축 방향)으로 길이보다 클 수 있다. 예컨대, 어느 하나의 렌즈의 제2 방향(X축 방향)으로 길이는 후술하는 도 3 내지 도 5에서 A, C, E, G, I, K, M, O에 대응할 수 있다. 예컨대, 어느 하나의 렌즈의 제2 방향(X축 방향)으로 길이는 제1 렌즈 내지 제3 렌즈에서 최소 길이일 수 있다.

또한, 실시예에 따른 광학계(10A)는 광학부재(OM) 후단에 배치되며, 물체측으로부터 상측 방향으로 광축(Lz)을 따라 순차적으로 배치되는 제1 렌즈(111), 제2 렌즈(112), 제3 렌즈(113), 제4 렌즈(114), 및 제5 렌즈(115)를 포함할 수 있다. 제1 렌즈 내지 제5 렌즈(111, 112, 113, 114, 115)은 광축(Lz)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 제1 렌즈(111)는 복수의 렌즈(111, 112, 113, 114, 115) 중 물체 또는 광학부재(OM)에 가장 인접하게 배치될 수 있고, 제5 렌즈(115)는 필터(192) 또는 이미지 센서(190)에 가장 인접하게 배치될 수 있다.

제1 렌즈 및 제2 렌즈(111, 112)는 광축(Lz)을 따라 연속적으로 배치될 수 있다. 제1 렌즈 내지 제5 렌즈(111, 112, 113, 114, 115)은 광축(Lz)을 따라 연속적으로 배치될 수 있다. 여기서, 제1 렌즈 내지 제3 렌즈(111, 112, 113)는 제1 렌즈군으로 조합될 수 있고, 제4 렌즈 및 제5 렌즈(114, 115)는 제2 렌즈군으로 조합될 수 있다. 제1 렌즈군과 제2 렌즈군 사이의 간격(또는 에어 갭)은 각 그룹 내의 렌즈들 간격보다 클 수 있다. 예컨대, 제4 렌즈(114)는 제3 렌즈(113)로부터 에어 갭을 가지며, 에어 갭은 제1, 2, 3 렌즈(111, 112, 113)들 사이의 간격보다 클 수 있다. 에어 갭은 제4, 5 렌즈(114, 115) 사이의 간격보다 클 수 있다.

제1 렌즈 내지 제5 렌즈(111, 112, 113, 114, 115) 각각은 광축(Lz)을 따라 각각 물체측면(S1, S3, S5, S7, S9)과 상측면(S2, S4, S6, S8, S10)을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 렌즈(111)는 물체측면(S1) 및 상측면(S2)을 포함하고, 제2 렌즈(112)는 물체측면(S3) 및 상측면(S4)을 포함하고, 제3 렌즈(113)는 물체측면(S5) 및 상측면(S6)을 포함하고, 제4 렌즈(114)는 물체측면(S7) 및 상측면(S8)을 포함하고, 제5 렌즈(115)는 물체측면(S9) 및 상측면(S10)을 포함할 수 있다.

본 명세서 중 실시예에 따른 광학계는 제1 렌즈 내지 제5 렌즈를 포함하고, 제1 렌즈가 양의 굴절력을 가질 수 있고, 제2 렌즈가 양의 굴절력을 가질 수 있고, 제3 렌즈가 음의 굴절력을 가질 수 있고, 제5 렌즈가 양의 굴절력을 가질 수 있다. 또한, 제4 렌즈는 양 또는 음의 굴절력을 갖거나, 제6 렌즈(제2 실시예 참조)는 양 또는 음의 굴절력을 가질 수 있다.

제1 실시예에서, 제1 렌즈(111)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 제1 렌즈(111)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일예로, 제1 렌즈(111)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.

제1 렌즈(111)는 물체측면으로 정의되는 제1 면(S1) 및 상측면으로 정의되는 제2 면(S2)을 포함할 수 있다. 제1 면(S1)은 볼록할 수 있고, 제2 면(S2)은 볼록할 수 있다. 즉, 제1 렌즈(111)는 상측 방향으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 제1 면(S1) 및 제2 면(S2)중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제1 면(S1) 및 제2 면(S2)은 모두 비구면일 수 있다.

곡률 반경이 절대 값인 경우, 제1 렌즈(111)의 제1 면(S1)의 곡률 반경은 제2 면(S2)의 곡률 반경보다 클 수 있으며, 예컨대 제2 면(S2)의 곡률 반경의 2배 이상일 수 있으며, 제2 렌즈(112)의 물체측면인 제3 면(S3)의 곡률 반경의 5배 이상일 수 있다. 또한, 곡률 반경이 절대 값인 경우, 제1 렌즈(111)의 제1 면(S1)의 곡률 반경은 제5 렌즈(115)의 물체측면인 제9 면(S9)의 곡률 반경보다 작을 수 있다.

광축(Lz) 상에서 제1 렌즈(111)의 중심두께(T1)는 제2 렌즈(112)의 중심두께 및 제3 렌즈(113)의 중심두께보다 작을 수 있다. 예들 들면, 제1 렌즈(111)의 중심두께는 1mm 미만이며, 제2 렌즈(112)의 중심두께의 0.5배이하일 수 있다.

또한, 경사면(IS)의 유효경(SA2)에서 최대길이와 제1 렌즈(111)의 물체측면(S3)의 최대길이의 비는 1:0.3 내지 1:0.65일 수 있다. 바람직하게게, 경사면(IS)의 유효경(SA2)에서 최대길이와 제1 렌즈(111)의 물체측면(S3)의 최대길이의 비는 1:0.35 내지 1:0.6이고, 더욱 바람직하게 경사면(IS)의 유효경(SA2)에서 최대길이와 제1 렌즈(111)의 물체측면(S3)의 최대길이의 비는 1:0.37 내지 1:0.5일 수 있다. 그리고 경사면(IS)의 유효경(SA2)에서 최대길이는 대각 길이이고, 제1 렌즈(111)의 물체측면(S3)의 최대길이는 대각 또는 제1 방향(Y축 방향)으로 길이일 수 있다. 경사면(IS)의 유효경(SA2)에서 최대길이는 대각 방향 즉, 경사면(IS)에서 제1 방향(Y축 방향)과 제1 방향에 수직한 방향(제2 방향 및 제3 방향 제외, YX축)으로 형성된 평면에서 가장 큰 길이일 수 있다. 또한, 제1 렌즈(111)의 물체측면의 최대길이는 제1 방향(Y축 방향)으로 길이일 수 있다. 또한, 대각 길이는 예컨대, 반사면의 가장자리의 단변과 장변의 접점을 서로 연결한 선의 최대 길이이다.

또한, 경사면(IS)의 제1 방향(Y축 방향)에 수직한 방향(YX축 방향)으로 길이와 제1 렌즈(111)의 물체측면의 제2 방향(X축 방향)으로 길이의 비는 1:0.57 내지 1:0.67일 수 있다. 바람직하게는 1:0.6 내지 1:0.64일 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 실시예에 따른 광학계는 폴디드 카메라 모듈에 적용되기 위한 소형화가 용이하게 이루어지고 향상된 광학 특성을 제공할 수 있다.

제1 렌즈(111)의 물체측면(S1)에서 경사면까지의 거리 (Dg)는 5mm이하일 수 있다. 이 때, 제1 렌즈(111)의 물체측면(S1)에서 경사면까지의 거리(Dg)는 광축 또는 제3 방향(Z축 방향)으로 길이일 수 있다. 또한, 제1 렌즈(111)의 물체측면(S1)에서 경사면(IS)까지의 거리는 1mm 이상일 수 있다. 이에 따라, 손떨림 방지 등을 위한 광학부재(OM)에 의한 틸트를 위한 공간을 확보함과 동시에 충분한 광 경로를 확보할 수 있다.

제2 렌즈(112)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 제2 렌즈(112)는 플라스틱 또는 글라스 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 제2 렌즈(112)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.

제2 렌즈(112)는 물체측면으로 정의되는 제3 면(S3) 및 상측면으로 정의되는 제4 면(S4)을 포함할 수 있다. 제3 면(S3)은 오목할 수 있고, 제4 면(S4)은 오목할 수 있다.

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

제2 렌즈(112)의 제3 면(S3)의 곡률 반경은 제4 면(S4)의 곡률 반경보다 작을 수 있으며, 예컨대 제4 면(S4)의 곡률 반경의 0.5배 이하일 수 있다. 제4 면(S4)의 곡률 반경은 제3 렌즈(113)의 물체측면인 제5 면(S5)의 곡률 반경의 0.2배 이하일 수 있다. 또한, 제2 렌즈(112)의 제4 면(S4)의 곡률 반경은 제3 면(S3) 및 제6 면(S6)의 곡률 반경보다 크고, 제5 면(S5)의 곡률 반경보다 작을 수 있다.

광축(Lz) 상에서 제2 렌즈(112)의 중심두께(T2)는 렌즈부(110) 내에서 가장 두꺼운 두께를 가질 수 있다. 광축(Lz) 상에서 제2 렌즈(112)의 중심두께는 제1, 3, 4, 5 렌즈(111, 113, 114, 115) 중 어느 두 렌즈의 중심두께 합보다 두꺼울 수 있다. 광축 상에서 제2 렌즈(112)의 두께는 제1 렌즈(111)의 두께의 2배 초과이며, 제3 렌즈(113)의 두께의 2배 이하일 수 있다. 제2 렌즈(112)의 중심두께는 1.5mm 이상 예컨대, 1.5mm 내지 2mm의 범위일 수 있다.

제3 렌즈(113)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 제3 렌즈(113)는 플라스틱 또는 글라스 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 제3 렌즈(113)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 다른 예로서, 제3 렌즈(113)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다.

제3 렌즈(113)는 물체측면으로 정의되는 제5 면(S5) 및 상측면으로 정의되는 제6 면(S6)을 포함할 수 있다. 제5 면(S5)은 오목할 수 있고, 제6 면(S6)은 오목할 수 있다.

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

광축(Lz) 상에서 제3 렌즈(113)의 중심두께(T3)는 렌즈부(110) 내에서 두 번째로 두꺼운 두께를 가질 수 있으며, 예컨대 0.7mm 이상 또는 0.7mm 내지 1.2mm의 범위일 수 있다. 제3 렌즈(113)의 중심두께는 제5 렌즈(115)의 중심두께의 2배 이상이며, 제1 렌즈(111)의 중심두께의 2배 이하일 수 있다.

제4 렌즈(114)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 제4 렌즈(114)는 플라스틱 또는 글라스 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 제4 렌즈(114)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 다른 예로서, 제4 렌즈(114)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다.

제4 렌즈(114)는 물체측면으로 정의되는 제7 면(S7) 및 상측면으로 정의되는 제8 면(S8)을 포함할 수 있다. 제7 면(S7)은 오목할 수 있고, 제8 면(S8)은 오목할 수 있다.

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

광축(Lz) 상에서 제4 렌즈(114)의 중심두께(T4)는 제1 렌즈(111)의 중심두께보다 작을 수 있다. 제4 렌즈(114)의 중심두께는 제5 렌즈(115)의 중심두께와 0.1mm의 차이를 가질 수 있다.

제5 렌즈(115)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 제5 렌즈(115)는 플라스틱 또는 글라스 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 제5 렌즈(115)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.

제5 렌즈(115)는 물체측면으로 정의되는 제9 면(S9) 및 상측면으로 정의되는 제10 면(S10)을 포함할 수 있다. 제9 면(S9)은 오목할 수 있고, 제9 면(S9)은 볼록할 수 있다. 제9 면(S9) 및 제10 면(S10) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제9 면(S9) 및 제10 면(S10)은 모두 비구면일 수 있다.

광축(Lz) 상에서 제5 렌즈(115)의 중심두께(T5)는 제4 렌즈(114)의 중심두께보다 작을 수 있다. 절대 값을 취할 경우, 제5 렌즈(115)의 제9 면(S9)의 곡률 반경은 제1 렌즈 내지 제8 면(S1-S8)과 제10 면(S10)의 곡률 반경보다 클 수 있다. 제5 렌즈(115)의 제9 면(S9)의 곡률 반경은 제1 면(S1)의 곡률 반경의 절대 값과 제10 면(S10)의 곡률 반경의 절대 값의 3배 이상일 수 있다.

광학계는 입사되는 광량을 조절하기 위한 조리개(ST)를 포함할 수 있다. 조리개(ST)는 복수의 렌즈(111, 112, 113, 114, 115) 중 선택되는 두 렌즈 사이에 배치될 수 있다. 예컨대, 조리개(ST)는 제2 렌즈(112)와 제3 렌즈(113) 사이의 둘레에 배치되거나, 제1, 2 렌즈(111, 112) 사이의 둘레에 배치될 수 있다. 다른 예로서, 조리개(ST)는 복수의 렌즈 중 적어도 하나의 렌즈의 물체측면 또는 상측면의 둘레 면이 조리개 역할을 할 수 있다. 조리개(ST)는 입사되는 광량 조절하는 역할일 수 있다.

필터(192)는 렌즈부(110) 및 이미지 센서(190) 사이에 배치될 수 있다. 필터(192)는 적외선 필터, 커버 글래스 등의 광학적 필터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 필터(192)는 설정된 파장 대역의 광을 통과시키고, 이와 다른 파장 대역의 광을 필터링할 수 있다. 필터(192)가 적외선 필터를 포함할 경우 외부 광으로부터 방출되는 복사열이 이미지 센서(190)에 전달되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 필터(192)는 가시광선을 투과할 수 있고 적외선을 반사시킬 수 있다.

이미지 센서(190)는 필터(192) 또는 마지막 렌즈를 통과한 광을 감지하고 전기적인 신호로 변환할 수 있다. 이미지 센서(190)는 제1 렌즈 내지 제5 렌즈(111, 112, 113, 114, 115)을 순차적으로 통과한 광을 감지할 수 있다. 이미지 센서(190)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등을 포함할 수 있다.

렌즈부(110)의 제1 렌즈 내지 제5 렌즈(111, 112, 113, 114, 115) 중 적어도 하나 또는 둘 이상은 제2 방향(X축 방향) 또는 휴대용 기기의 두께 방향에 수직한 방향의 길이와 제1 방향(Y축 방향) 또는 휴대용 기기의 두께 방향의 길이가 다를 수 있다. 예를 들면, 제1 렌즈 내지 제3 렌즈(111, 112, 113) 중 적어도 하나 또는 모두는 제2 방향(X축 방향)의 길이가 제1 방향(Y축 방향)의 길이보다 작을 수 있다. 제1 렌즈군의 렌즈(111, 112, 113)들은 제2 방향(Y축 방향) 방향의 길이가 제1 방향(X축 방향)의 길이보다 작을 수 있다. 여기서, 각 렌즈(111, 112, 113, 114, 115)의 길이는 유효경 또는 유효영역의 길이이다.

제1 렌즈 내지 제5 렌즈(111, 112, 113, 114, 115)은 광이 투과되는 유효경(clear aperture)을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 면 내지 제10 면(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10) 각각은 설정된 유효경(clear aperture)을 가질 수 있다.

제1 렌즈(111) 내지 제3 렌즈(113) 중 선택되는 적어도 한 렌즈(111)의 물체측면 또는 상측면은, 다른 물체측면과 상측면들 중 가장 큰 유효경 크기를 가질 수 있다.

예를 들어, 광학계는 제1 렌즈(111)의 물체측 제1 면(S1)보다 유효경의 크기가 큰 적어도 하나의 렌즈면을 포함할 수 있다. 제1 면(S1)보다 유효경의 크기가 큰 하나의 렌즈면을 포함할 수 있다. 제1 렌즈(111)의 상측면인 제2 면(S2)의 유효경의 크기는 제1 면(S1)의 유효경의 크기보다 클 수 있다.

제2 면(S2)의 유효경의 크기는 제1 면 내지 제10 면(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10)중 가장 클 수 있다. 또한, 제1 면(S1)의 유효경의 크기는 제1 면 내지 제10 면(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10)중 두 번째로 클 수 있다.

제2 렌즈(112)의 유효경의 크기는 제1 렌즈(111)의 유효경의 크기보다 작을 수 있다. 예를 들어, 제2 렌즈(112)의 물체측 제3 면(S3), 상측 제4 면(S4)은 제1 렌즈(111)의 제1 면(S1) 및 제2 면(S2)보다 작은 유효경을 가질 수 있다. 제3 면(S3)의 유효경의 크기는 제1 면 내지 제10 면(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10)중 제1 면(S1) 다음으로 클 수 있다. 또한, 제4 면(S4)의 유효경의 크기는 제1 면 내지 제10 면(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10)중 제3 면(S3)다음으로 클 수 있다. 즉, 유효경의 크기는 S2>S1>S3>S4의 순일 수 있다. 또한, 유효 면적의 크기는 S2>S1>S3>S4일 수 있다.

다른 예로서, 제2 렌즈(112)의 유효경의 크기는 제1 렌즈(111)의 어느 한 면의 유효경의 크기보다 클 수 있다. 예를 들어, 제2 렌즈(112)의 제3 면(S3)의 유효경의 크기는 제1 렌즈(111)의 제1 면(S1) 또는/및 제2 면(S2)의 유효경의 크기보다 클 수 있다. 예컨대, 제3 면(S3)의 유효경의 크기는 제1 면(S1) 및 제2 면(S2)의 유효경의 크기보다 클 수 있다. 이 경우, 제3 면(S3)의 유효경의 크기는 제2 면(S2)의 유효경의 크기의 1.5배 미만의 범위에서 제1 면(S1) 및 제2 면(S2)의 유효경의 크기보다 클 수 있다.

도 3의 (A)(B)와 같이, 제1 렌즈(111)의 유효 영역은 비원형형상일 수 있다. 제1 렌즈(111)의 제1 면(S1)은 제2 방향(X축 방향)의 길이(A)가 제1 방향(Y축 방향)의 길이(B)보다 작을 수 있다. 제1 렌즈(111)는 제1 방향(Y축 방향)으로 유효 영역의 둘레에 플랜지부가 더 배치되어, 렌즈 홀더에 결합될 수 있다. 제1 렌즈(111)는 제2 방향(X축 방향)으로 길이가 제1 방향(Y축 방향)의 길이보다 작게 제공됨으로써, 고해상도 카메라 모듈에서 휴대용 기기의 두께를 증가시키지 않을 수 있다.

제1 렌즈(111)에서 제2 면(S2)의 제2 방향(X축 방향)의 길이(C)는 제1 방향(Y축 방향)의 길이(D)보다 작을 수 있다. 제2 방향(X축 방향)에서 길이(C)는 제1 방향(Y축 방향)에서 길이(A)보다 클 수 있다. 이에 따라 제2 방향(X축 방향)의 길이를 보면, 제1 면(S1)의 길이(A)는 제2 면(S2)의 길이(C)보다 작게 배치되므로, 제1 면(S1)을 통해 입사된 광이 제2 면(S2)을 통해 확산되거나 보다 많은 광량이 입사될 수 있다.

제1 렌즈(111)에서 제2 방향(X축 방향)의 에지 측면부(F11, F12)는 평탄한 평면으로 제공될 수 있다. 제1 렌즈(111)에서 제1 방향(Y축 방향)의 에지부(R11, R12)는 곡면부로 제공될 수 있으며, 외측에 플랜지부가 더 연장될 수 있다. 제1 렌즈(111)에서 제2 방향(X축 방향)의 측면부(F11, F12)의 외측에 플랜지부는 없을 수 있다. 즉, 제1 렌즈(111)의 전체 길이는 유효 영역의 길이(A, C)의 100% 내지 110% 내에서 렌즈 홀더에 접착되거나 걸쳐질 수 있다.

도 4의 (A)(B)와 같이, 제2 렌즈(112)의 유효 영역은 비원형 형상일 수 있다. 제2 렌즈(112)의 제3 면(S3)은 제2 방향(X축 방향)의 길이(E)가 제1 방향(Y축 방향)의 길이(F)보다 작을 수 있다. 제2 렌즈(112)는 제1 방향(Y축 방향)으로 유효 영역의 둘레에 플랜지부가 더 배치되어, 렌즈 홀더에 결합될 수 있다. 제2 렌즈(112)는 제1 방향(Y축 방향)이 제2 방향(X축 방향)의 길이보다 작게 제공됨으로써, 고해상도 카메라 모듈에서 휴대용 기기의 두께를 증가시키지 않을 수 있다.

제2 렌즈(112)에서 제4 면(S4)의 제2 방향(X축 방향)의 길이(G)는 제1 방향(Y축 방향)의 길이(H)보다 작을 수 있다. 이에 따라 제2 방향(X축 방향)의 길이를 보면, 제3 면(S3)의 길이(E)는 제4 면(S4)의 길이(G)와 같거나 작을 수 있다.

제2 렌즈(112)에서 제2 방향(X축 방향)의 에지 측면부(F21, F22)는 평탄한 평면으로 제공될 수 있다. 제2 렌즈(112)에서 제1 방향(Y축 방향)의 에지부(R21, R22)는 곡면부로 제공될 수 있으며, 외측에 플랜지부가 더 연장될 수 있다. 제2 렌즈(112)에서 제2 방향(X축 방향)의 측면부(F21, F22)의 외측에 플랜지부는 없을 수 있다. 즉, 제2 렌즈(112)의 전체 길이는 유효 영역의 길이(A, C)의 100% 내지 110% 내에서 렌즈 홀더에 접착되거나 걸쳐질 수 있다.

제2 렌즈(112)에서 제2 방향(X축 방향)의 측면부(F21, F22)의 제2 방향(Y축 방향)의 길이(B1, B2)는 B1≤B2의 관계를 가질 수 있다.

도 5의 (A)(B)와 같이, 제3 렌즈(113)의 유효 영역은 비원형 형상일 수 있다. 제3 렌즈(113)의 제5 면(S5)은 제2 방향(X축 방향)의 길이(M)가 제1 방향(Y축 방향)의 길이(N)보다 작을 수 있다. 제3 렌즈(113)는 제1 방향(Y축 방향)으로 유효 영역의 둘레에 플랜지부가 더 배치되어, 렌즈 홀더에 결합될 수 있다. 제3 렌즈(113)는 제1 방향(Y축 방향)이 제2 방향(X축 방향)의 길이보다 작게 제공됨으로써, 고해상도 카메라 모듈에서 휴대용 기기의 두께를 증가시키지 않을 수 있다.

따라서 상술한 바와 같이 제1 렌즈(111), 제2 렌즈(112) 및 제3 렌즈(113) 중 적어도 하나는 제1 방향(Y축 방향)으로 최대길이보다 상기 제2 방향으로 최대길이가 더 클 수 있다. 실시예에서, 제1 렌즈(111), 제2 렌즈(112) 및 제3 렌즈(113) 중 적어도 하나의 제1 방향(Y축 방향)으로 길이는 장변 또는 긴변의 길이일 수 있다. 그리고 제1 렌즈(111), 제2 렌즈(112) 및 제3 렌즈(113) 중 적어도 하나는 제2 방향(X축 방향)으로 길이는 단변 또는 짧은 변의 길이일 수 있다.

그리고 렌즈부(110)의 제1 렌즈 내지 제5 렌즈(111, 112, 113, 114, 115) 중 적어도 하나 또는 둘 이상은 제2 방향(X축 방향) 또는 휴대용 기기의 두께 방향에 수직한 방향의 길이와 제1 방향(Y축 방향) 또는 휴대용 기기의 두께 방향의 길이가 다를 수 있다. 예를 들면, 제1 렌즈 내지 제3 렌즈(111, 112, 113) 중 적어도 하나 또는 모두는 제2 방향(X축 방향)의 길이가 제1 방향(Y축 방향)의 길이보다 작을 수 있다. 제1 렌즈군의 렌즈(111, 112, 113)들은 제2 방향(Y축 방향) 방향의 길이가 제1 방향(X축 방향)의 길이보다 작을 수 있다. 여기서, 각 렌즈(111, 112, 113, 114, 115)의 길이는 유효경 또는 유효영역의 길이이다.

제3 렌즈(113)에서 제6 면(S6)의 제2 방향(X축 방향)의 길이(O)는 제1 방향(Y축 방향)의 길이(P)보다 작을 수 있다. 이에 따라 제2 방향(X축 방향)의 길이를 보면, 제5 면(S5)의 길이(M)는 제6 면(S4)의 길이(O)와 같거나 작을 수 있다.

제3 렌즈(113)에서 제2 방향(X축 방향)의 측면부(F31, F32)는 평탄한 평면으로 제공될 수 있다. 제3 렌즈(113)에서 제1 방향(Y축 방향)의 에지부(R31, R32)는 곡면부로 제공될 수 있으며, 외측에 플랜지부가 더 연장될 수 있다. 제3 렌즈(113)에서 제2 방향(X축 방향)의 측면부(F31, F32)의 외측에 플랜지부는 없을 수 있다. 즉, 제3 렌즈(113)의 전체 길이는 유효 영역의 길이(M, O)의 100% 내지 110% 내에서 렌즈 홀더에 접착되거나 걸쳐질 수 있다.

제1 렌즈(111), 제2 렌즈(112) 및 제3 렌즈(113) 각각은 비원형 형상을 가질 수 있다. 제1 렌즈 내지 제3 렌즈(111, 112, 113) 각각을 광축(Lz)과 대응되는 정면에서 바라보았을 때 각각의 렌즈의 유효 영역은 비원형 형상을 가질 수 있다. 제1 렌즈 내지 제3 렌즈(111, 112, 113) 각각의 유효 영역은 에지부(R11, R12, R21, R22, R31, R32)와 측면부(F11, F12, F21, F22, F31, F32)을 포함할 수 있다.

에지부(R11, R12, R21, R22, R31, R32)는 광축(Lz)에 직교하는 제1 방향(Y축 방향)으로 마주하는 외측 영역으로서, 외곽선이 곡선 형태를 가질 수 있다. 측면부(F11, F12, F21, F22, F31, F32)는 광축(Lz)에 대해 직교하는 제2 방향(X축 방향)으로 마주하는 영역일 수 있으며, 플랫한직선 형태를 가질 수 있다. 즉, 제1 렌즈 내지 제3 렌즈(111, 112, 113)는 상부 및 하부가 플랫한 형상을 가질 수 있다.

제1 렌즈 내지 제3 렌즈(111, 112, 113)은 제조되는 과정에 상술한 비원형 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 렌즈 내지 제3 렌즈(111, 112, 113)이 플라스틱 재질을 포함할 경우, 사출 과정에 상술한 비원형 형태로 제조될 수 있다. 이와 다르게, 제1 렌즈 내지 제3 렌즈(111, 112, 113)은 사출 과정을 통해 원형 형상으로 제조될 수 있고, 이후 진행되는 절단 공정에서 일부 영역이 절단된 측면부(F11, F12, F21, F22, F31, F32)로 형성될 수 있다.

이에 따라, 제1 렌즈 내지 제3 렌즈(111, 112, 113) 각각의 유효 영역은 설정된 크기를 가질 수 있다. 여기서 제1 방향(Y축 방향)의 길이(B, D, F, H, N, P)는 제1 렌즈 내지 제3 렌즈(111, 112, 113) 각각의 유효경의 최대 크기(CA; clear aperture)를 의미할 수 있고, 제2 방향(X축 방향)의 길이(A, C, E, G, M, O)는 제1 렌즈 내지 제3 렌즈(111, 112, 113) 각각의 유효경의 최소 크기(CH; clear height)를 의미할 수 있다.

또한, 상술한 설명에서는 제1 렌즈 내지 제3 렌즈(111, 112, 113)의 유효 영역이 비원형 형상을 가지는 것에 대해 설명하였으나 이에 제한하지 않고 각각의 렌즈의 유효 영역은 원형 형상을 가질 수 있고, 비유효 영역은 비원형 형상을 가질 수 있다.

발명의 실시예에 따른 광학계는 이하에서 설명되는 수학식 중 적어도 하나를 만족할 수 있다. 이에 따라, 광학계가하기 수학식들 중 적어도 하나를 만족할 경우 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 또한, 광학계가 수학식들 중 적어도 하나를 만족할 경우, 보다 작고 컴팩트(compact)하게 구현할 수 있다. 또한, 광학계가 수학식들 중 적어도 하나를 만족할 경우, 보다 얇은 두께를 가지는 폴디드(folded) 카메라에 적용가능 하여 카메라를 포함하는 기기를 얇은 두께로 제조할 수 있다.

[수학식 1]

9<EFL < 40

수학식 1에서 EFL은 광학계의 유효 초점 거리(mm)(Effective Focal Length)를 의미한다. 자세하게, 광학계의 EFL은 11 <EFL< 30일 수 있다. 더 자세하게, 광학계의 EFL은 13 < EFL< 26일 수 있다.

[수학식 2]

0.95< L1S1/L1S2 < 1

수학식 2에서 L1S1은 제1 렌즈(111)의 물체측 1 면(S1)의 유효경 크기(clear aperture)(mm)를 의미하고, L1S2는 제1 렌즈(111)의 상측 제2 면(S2)의 유효경의 크기(clear aperture)(mm)를 의미한다. 자세하게, L1S1/L1S2은 0.96 <L1S1/L1S2 < 1을 만족할 수 있다. 자세하게, L1S1/L1S2은 0.99 < L1S1/L1S2 < 1을 만족할 수 있다.

[수학식 3]

-8 < R_L1/R_L3 < 0.98

수학식 3에서 R_L1은 제1 렌즈(111)의 물체측면(제1 면(S1))의 곡률 반경(mm)을 의미하고, R_L3은 제2 렌즈(112)의 물체측면(제3 면(S3))의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 자세하게, R_L1, R_L3은 -8 < R_L1/R_L3 < -2일 수 있다.

[수학식 4]

0.1 < TH_L1/TH_L2 < 0.75

수학식 4에서 TH_L1은 제1 렌즈(111)의 중심두께(mm)를 의미하고, TH_L2는 제2 렌즈(112)의 중심두께(mm)를 의미한다. 자세하게, TH_L1, TH_L2는 0.2 < TH_L1/TH_L2 < 0.65일 수 있다. 더 자세하게, TH_L1, TH_L2는 0.3 <TH_L1/TH_L2 < 0.55일 수 있다.

[수학식 5]

0.52 <CHn(n<4)/CAn(n<4)< 0.98

수학식 5에서 CHn(n<4)은 n번째 렌즈의 유효경의 최소 크기(clear height)(mm)를 의미한다. 자세하게, CHn(n<4)은 제1 렌즈 내지 제3 렌즈(111, 112, 113) 중 선택되는 하나의 렌즈의 유효경의 최소 크기(mm)를 의미한다. 또한, CAn(n<4)은 n번째 렌즈의 유효경의 최대 크기(clear aperture)(mm)를 의미한다. 자세하게, CHn(n<4)은 제1 렌즈 내지 제3 렌즈(111, 112, 113) 중 선택되는 하나의 렌즈의 유효경의 최대 크기(mm)를 의미한다.

여기서, 0.56<CHn(n<4)/CAn(n<4)< 0.99 또는 0.6<CHn(n<4)/CAn(n<4)< 0.85를 만족할 수 있다.

[수학식 6]

20 < |f1| - |f2| < 150

수학식 6에서 f1은 제1 렌즈(111)의 초점 거리(focal length)(mm)를 의미하고, f2는 제2 렌즈(112)의 초점 거리(focal length)(mm)를 의미한다.

[수학식 7]

2< BFL/ImgH< 5

수학식 7에서 BFL(Back focus length)은 복수의 렌즈 중 이미지 센서(190)와 최인접한 렌즈의 상측면에서 이미지 센서(190)까지의 광축방향 거리(mm)를 의미한다. 또한, ImgH는 이미지 센서(190)의 유효 영역의 대각 방향 길이(mm)의 1/2 값을 의미한다. 즉, ImgH는 이미지 센서(190)의 상면의 광축에서1 필드(field) 영역까지의 수직 방향 거리(mm)를 의미한다.

[수학식 8]

0.35 < BFL/EFL < 0.75

수학식 8에서 BFL(Back focus length)은 복수의 렌즈 중 이미지 센서(190)와 가장 인접한 렌즈의 상측면에서 이미지 센서(190)까지의 광축 방향 거리(mm)를 의미한다. 또한, EFL은 광학계의 유효 초점 거리(Effective Focal Length)(mm)를 의미한다.

[수학식 9]

1.5 < TTL/BFL < 2.5

수학식 9에서 TTL(Total track length)은 복수의 렌즈 중 물체측과 최인접한 렌즈(제1 렌즈(111))의 물체측면(제1 면(S1))으로부터 이미지 센서(190)까지의 광축 방향 거리(mm)를 의미한다. 또한, BFL(Back focus length)은 복수의 렌즈 중 이미지 센서(190)와 최인접한 렌즈의 상측면에서 이미지 센서(190)까지의 광축 방향 거리(mm)를 의미한다.

[수학식 10]

0.75 < DL2/TTL < 0.9

수학식 10에서 DL2는 복수의 렌즈 중 물체측과 두번째로 인접한 렌즈(제2 렌즈(112))의 물체측 제3 면(S3)으로부터 이미지 센서(190)까지의 광축 방향 거리(mm)를 의미한다. 또한, TTL(Total track length)은 복수의 렌즈 중 물체측과 가장 인접한 렌즈(제1 렌즈(111))의 물체측면(제1 면(S1))으로부터 이미지 센서(190)까지의 광축 방향 거리(mm)를 의미한다.

또한, 광학계가 제1 실시예와 같이 5매의 렌즈를 포함할 경우, 하기 수학식 10 내지 수학식 14을 더 만족할 수 있다.

[수학식 11]

|f3| < |f2| < |f4| <|f1| ≤ |f5|

수학식 11에서 f1은 제1 렌즈(111)의 초점 거리(focal length)를 의미하고, f2는 제2 렌즈(112)의 초점 거리(focal length)를 의미한다. 또한, f3은 제3 렌즈(113)의 초점 거리(focal length)를 의미하고, f4은 제4 렌즈(114)의 초점 거리(focal length)를 의미하고, f5는 제5 렌즈(115)의 초점 거리(focal length)를 의미한다.

[수학식 12]

0.5 <TH_L1/d12 <1

수학식 12에서 TH_L1은 제1 렌즈(111)의 중심두께(mm)를 의미하고, d12는 제1 렌즈(111)와 제2 렌즈(112)사이의 광축(Lz)방향 간격(mm)을 의미한다.

[수학식 13]

2 <f1/EFL < 4

수학식 13에서 f1은 제1 렌즈(111)의 초점 거리(focal length)(mm)를 의미하고, EFL은 광학계의 유효 초점 거리(Effective Focal Length)(mm)를 의미한다.

[수학식 14]

수학식 14에서 Z는 Sag로 비구면 상의 임의의 위치로부터 비구면의 정점까지의 광축 방향의 거리를 의미할 수 있다.

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

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

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

실시예에 따른 광학계는 수학식 1 내지 수학식 13 중 적어도 하나의 수학식을 만족할 수 있다. 특히, 광학계는 제1 면(S1)보다 큰 유효경을 가지는 적어도 하나의 렌즈면을 포함하며 향상된 광학 특성을 가질 수 있다.

또한, 광학계에서 제1 렌즈 내지 제3 렌즈(111, 112, 113)는 비원형 형상, 예컨대 플랫한 측면부를 갖는 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 광학계는 보다 소형으로 구현 가능하며 원형 형상 대비 컴팩트(compact)하게 제공될 수 있다.

또한, 광학계가 수학식 1 내지 수학식 13 중 적어도 하나의 수학식을 만족할 경우 폴디드(folded) 카메라에 적용 가능할 수 있다. 자세하게, 광학계는 반사부재를 포함하여 적용된 기기의 표면과 수직한 방향으로 입사된 광을 기기의 표면과 평행한 방향으로 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 복수의 렌즈를 포함하는 광학계는 기기 내에서 보다 얇은 두께를 가질 수 있어, 기기는 보다 얇게 제공될 수 있다.

렌즈	면	곡률 반경(mm)	두께 또는 간격(mm)	곡률	굴절률	아베수
제1 렌즈	제1 면	-25.1409	0.6002	-0.039776	1.5368	55.6762
제1 렌즈	제2 면	-10.3922	0.2536	-0.096226
제2 렌즈	제3 면	3.7245	1.70	0.2684944	1.5368	55.6762
제2 렌즈	제4 면	8.6411	0.3566	0.1157257
제3 렌즈	제5 면	17.1113	0.9031	0.058441	1.6206	25.9493
제3 렌즈	제6 면	2.9714	1.9658	0.3365432
제4 렌즈	제7 면	3.9824	0.4429	0.2511019	1.5368	55.6762
제4 렌즈	제8 면	5.6553	0.3096	0.176826
제5 렌즈	제9 면	101.2735	0.4000	0.0098743	1.6689	20.3611
제5 렌즈	제10 면	-27.9823		-0.035737

물체측면이 두께이고, 상측면이 다음 부재와의 간격을 의미한다.

항목	실시예1
TTL	17.3694
EFL	17.1458
BFL	10.4375
ImgH	3.2
f1	32.5380
f2	10.8801
f3	-5.9393
f4	22.9573
f5	32.8448
Fno	3.3619
HFOV	10.5

표 1은 제1 실시예에 따른 제1 렌즈 내지 제5 렌즈(111, 112, 113, 114, 115)의 곡률 반경, 각 렌즈의 중심두께(mm)(thickness), 각 렌즈 사이의 거리(mm)(distance), 곡률(Curvature), 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number)에 대한 것이다.또한, 표 2는 제1 실시예에 따른 광학계의 TTL(Total track length), EFL(Effective Focal Length), BFL(Back focus length) 및 렌즈의 초점 거리(focal length) 등에 대한 것이다.

그리고, 전체 렌즈부의 F 넘버는 3 이상 예컨대, 3.3619이다. 카메라 모듈에서 바라본 각도(HFOV)는 20도 이하 예컨대, 8도 내지 15도의 범위일 수 있다.

표 1을 참조하면, 제1 렌즈(111), 제2 렌즈(112) 및 제4 렌즈(114)의 굴절률은 서로 동일할 수 있다. 또한, 제1 렌즈(111), 제2 렌즈(112) 및 제4 렌즈(114)의 굴절률은 제3 렌즈(113) 및 제5 렌즈(115)의 굴절률보다 작을 수 있다.

제1 렌즈(111), 제2 렌즈(112) 및 제4 렌즈(114)의 아베수는 50 이상이며, 서로 동일할 수 있다. 또한, 제1 렌즈(111), 제2 렌즈(112) 및 제4 렌즈(114)의 아베수는 제3 렌즈(113)의 아베수보다 클 수 있다. 또한, 제3 렌즈(113)의 아베수는50미만이며, 제5 렌즈(115)의 아베수보다 클 수 있다.

또한, 제1 렌즈 내지 제5 렌즈(111, 112, 113, 114, 115)의 각 면(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10)은 설정된 유효경(clear aperture)을 가질 수 있다.

자세하게, 광학계에서 제2 면(S2)의 유효경의 크기는 제1 면(S1)의 유효경의 크기보다 클 수 있고, 제1 면(S1)의 유효경의 크기는 제3 면(S3)의 유효경의 크기보다 클 수 있다.

또한, 표 1에는 개시되지 않았으나, 제2 렌즈(112)는 제1 렌즈(111)보다 큰 유효경의 크기를 가지는 적어도 하나의 면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3 면(S3)의 유효경의 크기는 제1 면(S1)의 유효경의 크기보다 클 수 있다. 또한, 제3 면(S3)의 유효경의 크기는 제1 면(S1) 및 제2 면(S2)의 유효경의 크기보다 클 수 있다.

또한, 표 2를 참조하면, 광학계의 유효 초점 거리(EFL)는 제1 렌즈(111)의 초점 거리(f1)보다 작을 수 있다. 또한, 광학계의 유효 초점 거리(EFL)는 제2 렌즈(112)의 초점 거리(f2)보다 클 수 있다.

	수학식	제1 실시예
수학식 1	9 < EFL < 40	만족
수학식 2	0.95< L1S1/L1S2 < 1	0.9922422
수학식 3	-8 < R_L1/R_L3 < 0.98	-6.130243
수학식 4	0.1 < TH_L1/TH_L2 < 0.75	0.307245
수학식 5	0.52 <CHn(n<4)/CAn(n<4)< 0.98	만족
수학식 6	20 < \|f1\| - \|f2\| < 150	28.9112
수학식 7	2 < BFL/ImgH< 5	3.1478481
수학식 8	0.35 < BFL/EFL < 0.75	0.5876208
수학식 9	1.5 < TTL/BFL < 2.5	1.7368802
수학식 10	0.75 < DL2/TTL < 0.9	0.8031203
수학식 11	\|f3\| < \|f2\| < \|f5\| < \|f1\| < \|f4\|	만족
수학식 12	0.5 < TH_L1/d12 < 1	0.740283
수학식 13	2 < f1/EFL < 4	2.216467

표 3은 상술한 수학식들에 대한 실시예의 광학계의 결과값이다. 표 3를 참조하면, 제1 실시예에 따른 광학계는 수학식 1 내지 수학식 13 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 만족하는 것을 알 수 있다.광학계는 복수의 렌즈(111-115) 및 반사부재(101, 도 6)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 광학계는 보다 얇은 두께를 가질 수 있는 폴디드(folded) 카메라에 적용가능하며, 카메라를 포함하는 기기를 얇은 두께로 제조할 수 있다.

<실시예2>

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학계의 측 단면도이다.

도 6을 참조하면, 제2 실시예에 따른 광학계(10B)는 물체측으로부터 상측 방향으로 순차적으로 배치되는 복수의 렌즈를 갖는 광학부재(OM), 렌즈부(210), 필터(292) 및 이미지 센서(290)를 포함할 수 있다. 렌즈부(210)는 4매 이상의 렌즈를 포함할 수 있으며, 예컨대 5매 이상의 렌즈를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이 광학부재(OM)는 렌즈부(210)의 전단에 배치될 수 있다. 그리고 렌즈부(210)의 렌즈(211, 212, 213, 214, 215, 216)들은 광축(제3 방향, Lz)을 따라 순차적으로 배치될 수 있으며, 물체의 영상 정보에 해당하는 광은 광학부재(OM)에서 반사되어 복수의 렌즈(211 내지 216), 필터(292)를 순차적으로 통과하여 이미지 센서(290)에 입사될 수 있다. 이미지 센서(290)와 필터(292)는 렌즈부(210)의 광축(Lz)을 따라 배치될 수 있다. 나아가, 변형예로 이미지 센서(290)의 전단에 반사부재가 더 배치되어 광축과 다른 방향으로 광 경로가 변경되어 이미지 센서(290)가 광축과 다른 방향 또는 위치에 배치될 수도 있다. 예컨대, 상술한 광학부재와 동일한 형상의 광학부재가 렌즈부 내 또는 렌즈부 후단, 필터부 후단에 배치될 수 잇다.

그리고 복수의 렌즈는 제1 렌즈 내지 제6 렌즈(211 내지 216)를 포함할 수 있다. 제1 렌즈 내지 제6 렌즈(211 내지 216) 각각은 유효 영역 및 비유효 영역을 포함할 수 있다. 유효 영역은 각 렌즈(211 내지 216)에 입사된 광이 통과하는 영역일 수 있다. 즉, 유효 영역은 입사된 광이 굴절되어 광학 특성을 구현하는 영역일 수 있다. 비유효 영역은 유효 영역의 일부 또는 둘레에 배치될 수 있다. 비유효 영역은 광이 입사되지 않는 영역일 수 있다. 즉, 비유효 영역은 광학 특성과 무관한 영역일 수 있다. 또한, 비유효 영역은 각 각 렌즈(211 내지 216)를 수용하는 배럴(미도시)등에 고정되는 영역일 수 있다.

이하 설명하는 내용을 제외하고 상술한 제1 실시예의 광학계에서 설명한 내용이 동일하게 제2 실시예의 광학계에 적용될 수 있다.

실시예에 따른 광학계(10B)는 광학부재(OM) 후단에 배치되며, 물체측으로부터 상측 방향으로 광축(Lz)을 따라 순차적으로 배치되는 제1 렌즈(211), 제2 렌즈(212), 제3 렌즈(213), 제4 렌즈(214), 제5 렌즈(215) 및 제6 렌즈(216)를 포함할 수 있다. 제1 렌즈 내지 제6 렌즈(211, 212, 213, 214, 215, 216)는 광축(Lz)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 제1 렌즈(211)는 복수의 렌즈(211, 212, 213, 214, 215, 216) 중 물체에 가장 인접하게 배치될 수 있고, 제6 렌즈(216)는 필터(292) 또는 이미지 센서(290)에 가장 인접하게 배치될 수 있다.

제1 렌즈 내지 제5 렌즈(211, 212, 213, 214, 215)은 광축(Lz)을 따라 연속적으로 배치될 수 있다. 여기서, 제1 렌즈 내지 제3 렌즈(211, 212, 213)는 제1 렌즈군으로 조합될 수 있고, 제4 렌즈 내지 제6 렌즈(214, 215, 216)는 제2 렌즈군으로 조합될 수 있다. 제1 렌즈군과 제2 렌즈군 사이의 간격(또는 에어 갭)은 각 그룹 내의 렌즈들 간격보다 클 수 있다. 예컨대, 제4 렌즈(214)는 제3 렌즈(213)로부터 에어 갭을 가지며, 에어 갭은 제1, 2, 3 렌즈(211, 212, 213)들 사이의 간격보다 클 수 있다. 에어 갭은 제4, 5 렌즈(214, 215) 사이의 간격보다 클 수 있다.

제1 렌즈 내지 제5 렌즈(211, 212, 213, 214, 215) 각각은 광축(Lz)을 따라 각각 물체측면(S21, S23, S25, S27, S29, S211)과 상측면(S22, S24, S26, S28, S210, S212)을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 렌즈(211)는 물체측면(S21) 및 상측면(S22)을 포함하고, 제2 렌즈(212)는 물체측면(S23) 및 상측면(S24)을 포함하고, 제3 렌즈(213)는 물체측면(S25) 및 상측면(S26)을 포함하고,, 제4 렌즈(214)는 물체측면(S27) 및 상측면(S28)을 포함하고, 제5 렌즈(215)는 물체측면(S29) 및 상측면(S210)을 포함하고, 제6 렌즈(216)는 물체측면(S211) 및 상측면(S212)을 포함할 수 있다.

제1 렌즈(211)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 제1 렌즈(211)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일예로, 제1 렌즈(211)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.

제1 렌즈(211)는 물체측면으로 정의되는 제1 면(S21) 및 상측면으로 정의되는 제2 면(S22)을 포함할 수 있다. 제1 면(S21)은 오목할 수 있고, 제2 면(S22)은 볼록할 수 있다. 즉, 제1 렌즈(211)는 상측 방향으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 제1 면(S21) 및 제2 면(S22)중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제1 면(S21) 및 제2 면(S22)은 모두 비구면일 수 있다.

곡률 반경이 절대 값인 경우, 제1 렌즈(211)의 제1 면(S21)의 곡률 반경은 제2 면(S22)의 곡률 반경보다 클 수 있다. 또한, 제1 렌즈(211)의 제1 면(S21)의 곡률 반경은 제2 렌즈(212)의 물체측면인 제3 면(S23)의 곡률 반경의 4배 이상일 수 있다.

또한, 곡률 반경이 절대 값인 경우, 제1 렌즈(211)의 제1 면(S21)의 곡률 반경은 제6 렌즈(216)의 물체측면인 제12 면(S212)의 곡률 반경보다 작을 수 있다.

광축(Lz) 상에서 제1 렌즈(211)의 중심두께(T21)는 제2 렌즈(212)의 중심두께(T22) 및 제3 렌즈(213)의 중심두께보다 작을 수 있다. 예들 들면, 제1 렌즈(211)의 중심두께(T21)는 1mm 미만이며, 제2 렌즈(212)의 중심두께(T22)의 0.5배이하일 수 있다.

나아가, 제1 렌즈(211)의 중심두께(T21)는 제4 렌즈(214), 제5 렌즈(215) 및 제6 렌즈(216)의 중심두께(T24 내지 T26)보다 작을 수 있다.

제2 렌즈(212)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 제2 렌즈(212)는 플라스틱 또는 글라스 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 제2 렌즈(212)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.

제2 렌즈(212)는 물체측면으로 정의되는 제3 면(S23) 및 상측면으로 정의되는 제4 면(S24)을 포함할 수 있다. 제3 면(S23)은 오목할 수 있고, 제4 면(S24)은 볼록할 수 있다.

제3 면(S23) 및 제4 면(S24) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제3 면(S23) 및 제4 면(S24)은 모두 비구면일 수 있다.

곡률 반경이 절대 값인 경우, 제2 렌즈(212)의 제3 면(S23)의 곡률 반경은 제4 면(S24)의 곡률 반경보다 작을 수 있으며, 예컨대 제4 면(S24)의 곡률 반경의 0.2배 이하일 수 있다. 제4 면(S24)의 곡률 반경은 제3 렌즈(213)의 물체측면인 제5 면(S25)의 곡률 반경보다 작을 수 있다. 또한, 곡률 반경이 절대 값인 경우, 제2 렌즈(212)의 제4 면(S24)의 곡률 반경은 제3 면(S23) 및 제6 면(S26)의 곡률 반경보다 클 수 있다.

광축(Lz) 상에서 제2 렌즈(212)의 중심두께(T22)는 렌즈부(210) 내에서 가장 두꺼운 두께를 가질 수 있다. 광축(Lz) 상에서 제2 렌즈(212)의 중심두께는 제1, 5, 6 렌즈(211, 215, 216) 중 어느 두 렌즈의 중심두께 합보다 두꺼울 수 있다. 광축 상에서 제2 렌즈(212)의 두께는 제1 렌즈(211)의 두께의 2배보다 크며, 제3 렌즈(213)의 두께의 2배 이하일 수 있다. 제2 렌즈(212)의 중심두께는 1.5mm 이상으로 예컨대, 1.5mm 내지 2mm의 범위일 수 있다.

제3 렌즈(213)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 제3 렌즈(213)는 플라스틱 또는 글라스 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 제3 렌즈(213)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.

제3 렌즈(213)는 물체측면으로 정의되는 제5 면(S25) 및 상측면으로 정의되는 제6 면(S26)을 포함할 수 있다. 제5 면(S25)은 볼록할 수 있고, 제6 면(S26)은 오목할 수 있다.

제5 면(S25) 및 제6 면(S26) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제5 면(S25) 및 제6 면(S26)은 모두 비구면일 수 있다.

광축(Lz) 상에서 제3 렌즈(213)의 중심두께(T23)는 렌즈부(210) 내에서 세 번째로 두꺼운 두께를 가질 수 있으며, 예컨대 0.7mm 이상 또는 0.7mm 내지 1.2mm의 범위일 수 있다. 제3 렌즈(213)의 중심두께는 제5 렌즈(215)의 중심두께 보다 크고, 제1 렌즈(211)의 중심두께의 2배 이하일 수 있다.

제4 렌즈(214)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 제4 렌즈(214)는 플라스틱 또는 글라스 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 제4 렌즈(214)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 다른 예로서, 제4 렌즈(214)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다.

제4 렌즈(214)는 물체측면으로 정의되는 제7 면(S27) 및 상측면으로 정의되는 제8 면(S28)을 포함할 수 있다. 제7 면(S27)은 오목할 수 있고, 제8 면(S28)은 오목할 수 있다. 예컨대, 제4 렌즈(214)는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.

또한, 제7 면(S27) 및 제8 면(S28) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제7 면(S27) 및 제8 면(S28)은 모두 비구면일 수 있다.

광축(Lz) 상에서 제4 렌즈(214)의 중심두께(T24)는 렌즈부(210)에서 두 번재로 큰 두께일 수 있다. 예컨대, 제4 렌즈(214)의 중심두께는 제2 렌즈(212)의 중심두께보다 작을 수 있다. 제4 렌즈(214)의 중심두께는 제3 렌즈(213)의 중심두께보다 클 수 잇다.

제5 렌즈(215)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 제5 렌즈(215)는 플라스틱 또는 글라스 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 제5 렌즈(215)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.

제5 렌즈(215)는 물체측면으로 정의되는 제9 면(S29) 및 상측면으로 정의되는 제10 면(S210)을 포함할 수 있다. 제9 면(S29)은 오목할 수 있고, 제9 면(S29)은 오목할 수 있다. 예컨대, 제5 렌즈(215)는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.

또한, 제9 면(S29) 및 제10 면(S210) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제9 면(S29) 및 제10 면(S210)은 모두 비구면일 수 있다.

그리고 광축(Lz) 상에서 제5 렌즈(215)의 중심두께(T25)는 제4 렌즈(214)의 중심두께보다 작을 수 있다.

또한, 절대 값을 취할 경우, 제5 렌즈(215)의 제9 면(S29)의 곡률 반경은 제6 면(S26)을 제외하고 렌즈부(210)의 각 렌즈의 면 중에 가장 작을 수 있다. 제5 렌즈(215)의 제9 면(S29)의 곡률 반경은 제10 면(S210)의 곡률 반경보다 작을 수 있다.

또한, 절대 값을 취할 경우, 제1 면(S21)의 곡률 반경은 제5 렌즈(215)의 제9 면(S29)의 곡률 반경의 4배보다 클 수 잇다.

제6 렌즈(216)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 제6 렌즈(216)는 플라스틱 또는 글라스 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 제6 렌즈(216)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.

제6 렌즈(216)는 물체측면으로 정의되는 제11 면(S211) 및 상측면으로 정의되는 제12 면(S212)을 포함할 수 있다. 제11 면(S211)은 오목할 수 있고, 제12 면(S212)은 오목할 수 있다. 예컨대, 제6 렌즈(216)는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.

제11 면(S211) 및 제12 면(S212) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제11 면(S211) 및 제12 면(S212)은 모두 비구면일 수 있다.

또한, 제212면(S212)은 변곡점을 가질 수 있다.

그리고 광축(Lz) 상에서 제6 렌즈(216)의 중심두께(T26)는 제5 렌즈(215)의 중심두께보다 작고, 제1 렌즈(211)의 중심두께보다 클 수 있다.

또한, 광학계는 입사되는 광량을 조절하기 위한 조리개(ST)를 포함할 수 있다. 조리개(ST)는 복수의 렌즈(211, 212, 213, 214, 215, 216) 중 선택되는 두 렌즈 사이에 배치될 수 있다. 예컨대, 조리개(ST)는 제2 렌즈(212)와 제3 렌즈(213) 사이의 둘레에 배치되거나, 제1, 2 렌즈(211, 212) 사이의 둘레에 배치될 수 있다. 다른 예로서, 조리개(ST)는 복수의 렌즈 중 적어도 하나의 렌즈의 물체측면 또는 상측면의 둘레 면이 조리개 역할을 할 수 있다. 조리개(ST)는 입사되는 광량 조절하는 역할일 수 있다.

필터(292)는 렌즈부(210) 및 이미지 센서(290) 사이에 배치될 수 있다. 필터(292)는 적외선 필터, 커버 글래스 등의 광학적 필터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

이미지 센서(290)는 필터(292) 또는 마지막 렌즈를 통과한 광을 감지하고 전기적인 신호로 변환할 수 있다. 이미지 센서(290)는 제1 렌즈 내지 제6 렌즈(211, 212, 213, 214, 216)을 순차적으로 통과한 광을 감지할 수 있다. 이미지 센서(290)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등을 포함할 수 있다.

렌즈부(210)의 제1 렌즈 내지 제6 렌즈(211, 212, 213, 214, 215,216) 중 적어도 하나 또는 둘 이상은 제2 방향(X축 방향) 또는 휴대용 기기의 두께 방향에 수직한 방향의 길이와 제1 방향(Y축 방향) 또는 휴대용 기기의 두께 방향의 길이가 다를 수 있다. 예를 들면, 제1 렌즈 내지 제3 렌즈(211, 212, 213) 중 적어도 하나 또는 모두는 제2 방향(X축 방향)의 길이가 제1 방향(Y축 방향)의 길이보다 작을 수 있다. 제1 렌즈군의 렌즈(211, 212, 213)들은 제2 방향(Y축 방향) 방향의 길이가 제1 방향(X축 방향)의 길이보다 작을 수 있다. 여기서, 각 렌즈(211, 212, 213, 214, 215)의 길이는 유효경 또는 유효영역의 길이이다. 또한, 유효경에 대한 설명은 상술한 실시예에서 설명한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.

렌즈	면	곡률 반경(mm)	두께 또는 간격(mm)	곡률	굴절률	아베수
제1 렌즈	제1 면	-19.9933	0.6000	-0.050017	1.6206	25.9493
제1 렌즈	제2 면	-16.7452	0.0500	-0.059719
제2 렌즈	제3 면	4.3203	1.6000	0.2314648	1.5368	55.6762
제2 렌즈	제4 면	-40.7755	0.7525	-0.024525
제3 렌즈	제5 면	-43.2080	0.9494	-0.023144	1.6206	25.9493
제3 렌즈	제6 면	3.2413	0.4500	0.3085145
제4 렌즈	제7 면	4.9217	1.2609	0.2031803	1.6461	23.5179
제4 렌즈	제8 면	5.7652	1.0962	0.1734547
제5 렌즈	제9 면	3.9124	0.8952	0.2555971	1.5368	55.6762
제5 렌즈	제10 면	4.0317	0.6932	0.2480369
제6 렌즈	제11 면	8.9672	0.6526		1.6461	23.5179
제6 렌즈	제12 면	28.9156	-

항목	제2 실시예
TTL	17.3614
EFL	17.1380
BFL	8.3614
ImgH	3.2000
f1	155.1162
f2	7.3685
f3	-4.8207
f4	32.8128
f5	68.0291
f6	19.8623
Fno	3.3604
HFOV	10.5

표 4은 제2 실시예에 따른 제1 렌즈 내지 제6 렌즈(211, 212, 213, 214, 215, 216)의 곡률 반경, 각 렌즈의 중심두께(mm)(thickness), 각 렌즈 사이의 거리(mm)(distance), 곡률(Curvature), 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number)에 대한 것이다.또한, 표 5는 제2 실시예에 따른 광학계의 TTL(Total track length), EFL(Effective Focal Length), BFL(Back focus length) 및 렌즈의 초점 거리(focal length) 등에 대한 것이다.

그리고, 전체 렌즈부의 F 넘버(Fno)는 3 이상 예컨대, 3.3604이다. 카메라 모듈에서 바라본 각도(HFOV)는 20도 이하 예컨대, 8도 내지 15도의 범위일 수 있다.

표 4을 참조하면, 제1 렌즈(211), 및 제3 렌즈(213)의 굴절률은 서로 동일할 수 있다. 또한, 제4 렌즈(214)와 제6 렌즈(216)은 굴절률이 서로 동일할 수 있다. 그리고 제2 렌즈(212)와 제5 렌즈(215)의 굴절률은 서로 동일할 수 잇다.

또한, 제4 렌즈(214) 및 제6 렌즈(226)의 굴절률은 렌즈부에서 가장 클 수 있다. 그리고 제3 렌즈(213)와 제1 렌즈(211)은 제2 렌즈(212)와 제5 렌즈(225)의 굴절류보다 클 수 있다.

제2 렌즈(212) 및 제5 렌즈(215)의 아베수는 50 이상이며, 서로 동일할 수 있다. 또한, 제1 렌즈(211), 제3 렌즈(213), 제4 렌즈(214) 및 제6 렌즈(216)의 아베수는 제2 렌즈(212) 및 제5 렌즈(215)의 아베수보다 작을 수 있다. 또한, 제1 렌즈(211), 제3 렌즈(213), 제4 렌즈(214) 및 제6 렌즈(216)의 아베수는 50미만일 수 있다.

그리고 제1 렌즈(211) 및 제3 렌즈(213)의 아베수는 제4 렌즈(214) 및 제6 렌즈(216)의 아베수보다 클 수 잇다.

또한, 제1 렌즈 내지 제6 렌즈(211, 212, 213, 214, 215, 216)의 각 면(S21, S22, S23, S24, S25, S26, S27, S28, S29, S210, S211, S212)은 설정된 유효경(clear aperture)을 가질 수 있다.

자세하게, 광학계에서 제2 면(S22)의 유효경의 크기는 제1 면(S21)의 유효경의 크기보다 클 수 있고, 제1 면(S21)의 유효경의 크기는 제3 면(S23)의 유효경의 크기보다 클 수 있다.

또한, 표 5를 참조하면, 광학계의 유효 초점 거리(EFL)는 제1 렌즈(211)의 초점 거리(f1)보다 작을 수 있다. 또한, 광학계의 유효 초점 거리(EFL)는 제2 렌즈(212)의 초점 거리(f2)보다 클 수 있다.

	수학식	제2 실시예
수학식 1	9 < EFL < 40	만족
수학식 2	0.95< L1S21/L1S22 < 1	만족
수학식 3	-8 < R_L1/R_L3 < 0.98	만족
수학식 6	20 < \|f1\| - \|f2\| < 150	만족
수학식 7	2 < BFL/ImgH< 5	만족
수학식 8	0.35 < BFL/EFL < 0.75	만족
수학식 9	1.5 < TTL/BFL < 2.5	만족

표 6은 상술한 수학식들에 대한 실시예의 광학계의 결과값이다. 표 6를 참조하면, 제2 실시예에 따른 광학계는 수학식 1 내지 수학식 13 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 만족하는 것을 알 수 있다(만족 수학식만 기재).<실시예3>

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광학계의 측 단면도이다.

도 7을 참조하면, 제3 실시예에 따른 광학계(10C)는 물체측으로부터 상측 방향으로 순차적으로 배치되는 복수의 렌즈를 갖는 광학부재(OM), 렌즈부(310), 필터(392) 및 이미지 센서(390)를 포함할 수 있다. 렌즈부(310)는 4매 이상의 렌즈를 포함할 수 있으며, 예컨대 5매 이상의 렌즈를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이 광학부재(OM)는 렌즈부(310)의 전단에 배치될 수 있다. 그리고 렌즈부(310)의 렌즈(311, 312, 313, 314, 315)들은 광축(제3 방향, Lz)을 따라 순차적으로 배치될 수 있으며, 물체의 영상 정보에 해당하는 광은 광학부재(OM)에서 반사되어 복수의 렌즈(311, 312, 313, 314, 315), 필터(392)를 순차적으로 통과하여 이미지 센서(390)에 입사될 수 있다. 이미지 센서(390)와 필터(392)는 렌즈부(310)의 광축(Lz)을 따라 배치될 수 있다. 나아가, 변형예로 이미지 센서(390)의 전단에 반사부재가 더 배치되어 광축과 다른 방향으로 광 경로가 변경되어 이미지 센서(390)가 광축과 다른 방향 또는 위치에 배치될 수도 있다. 예컨대, 상술한 광학부재와 동일한 형상의 광학부재가 렌즈부 내 또는 렌즈부 후단, 필터부 후단에 배치될 수 잇다.

그리고 복수의 렌즈는 제1 렌즈 내지 제5 렌즈(311 내지 315)를 포함할 수 있다. 제1 렌즈 내지 제5 렌즈(311 내지 315) 각각은 유효 영역 및 비유효 영역을 포함할 수 있다. 유효 영역은 각 렌즈(311, 312, 313, 314, 315)에 입사된 광이 통과하는 영역일 수 있다. 즉, 유효 영역은 입사된 광이 굴절되어 광학 특성을 구현하는 영역일 수 있다. 비유효 영역은 유효 영역의 일부 또는 둘레에 배치될 수 있다. 비유효 영역은 광이 입사되지 않는 영역일 수 있다. 즉, 비유효 영역은 광학 특성과 무관한 영역일 수 있다. 또한, 비유효 영역은 각 렌즈(311, 312, 313, 314, 315)를 수용하는 배럴(미도시)등에 고정되는 영역일 수 있다.

이하 설명하는 내용을 제외하고 상술한 제1,2 실시예의 광학계에서 설명한 내용이 동일하게 제3 실시예의 광학계에 적용될 수 있다.

실시예에 따른 광학계(10C)는 광학부재(OM) 후단에 배치되며, 물체측으로부터 상측 방향으로 광축(Lz)을 따라 순차적으로 배치되는 제1 렌즈(311), 제2 렌즈(312), 제3 렌즈(313), 제4 렌즈(314), 및 제5 렌즈(315)를 포함할 수 있다. 제1 렌즈 내지 제5 렌즈(311, 312, 313, 314, 315)은 광축(Lz)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 제1 렌즈(311)는 복수의 렌즈(311, 312, 313, 314, 315) 중 물체에 가장 인접하게 배치될 수 있고, 제5 렌즈(315)는 필터(392) 또는 이미지 센서(390)에 가장 인접하게 배치될 수 있다.

제1 렌즈 및 제2 렌즈(311, 212)는 광축(Lz)을 따라 연속적으로 배치될 수 있다. 제1 렌즈 내지 제5 렌즈(211, 312, 313, 314, 315)은 광축(Lz)을 따라 연속적으로 배치될 수 있다. 여기서, 제1 렌즈 내지 제3 렌즈(311, 312, 313)는 제1 렌즈군으로 조합될 수 있고, 제4 렌즈 및 제5 렌즈(314, 315)는 제2 렌즈군으로 조합될 수 있다. 제1 렌즈군과 제2 렌즈군 사이의 간격(또는 에어 갭)은 각 그룹 내의 렌즈들 간격보다 클 수 있다. 예컨대, 제4 렌즈(314)는 제3 렌즈(313)로부터 에어 갭을 가지며, 제4 렌즈(314)와 제3 렌즈(313) 간의 에어 갭은 제1, 2, 3 렌즈(311, 312, 313)들 사이의 간격보다 클 수 있다. 또한, 제4 렌즈(314)와 제3 렌즈(313) 간의 에어 갭은 제4, 5 렌즈(314, 315) 사이의 에어갭 또는 간격보다 클 수 있다.

제1 렌즈 내지 제5 렌즈(211, 312, 313, 314, 315) 각각은 광축(Lz)을 따라 각각 물체측면(S31, S33, S35, S37, S39)과 상측면(S32, S34, S36, S38, S310)을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 렌즈(311)는 물체측면(S31) 및 상측면(S32)을 포함하고, 제2 렌즈(312)는 물체측면(S33) 및 상측면(S34)을 포함하고, 제3 렌즈(313)는 물체측면(S35) 및 상측면(S36)을 포함하고,, 제4 렌즈(314)는 물체측면(S37) 및 상측면(S38)을 포함하고, 제5 렌즈(315)는 물체측면(S39) 및 상측면(S310)을 포함할 수 있다.

제1 렌즈(311)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 제1 렌즈(311)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일예로, 제1 렌즈(311)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.

제1 렌즈(311)는 물체측면으로 정의되는 제1 면(S31) 및 상측면으로 정의되는 제2 면(S32)을 포함할 수 있다. 제1 면(S31)은 볼록할 수 있고, 제2 면(S32)은 볼록할 수 있다. 즉, 제1 렌즈(311)는 상측 방향으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 제1 면(S31) 및 제2 면(S32)중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제1 면(S31) 및 제2 면(S32)은 모두 비구면일 수 있다.

곡률 반경이 절대 값인 경우, 제1 렌즈(311)의 제1 면(S31)의 곡률 반경은 제2 면(S32)의 곡률 반경보다 클 수 있으며, 예컨대 제2 면(S32)의 곡률 반경의 20배 이상일 수 있다. 나아가, 제1 렌즈(311)의 제1 면(S31)의 곡률 반경은 렌즈부(310)에서 가장 클 수 있다.

또한, 곡률 반경이 절대 값인 경우, 제1 렌즈(311)의 제1 면(S31)의 곡률 반경은 제1 렌즈(311) 내지 제5 렌즈(315)의 제1 면 이외의 2개의 면을 합한 것보다 클 수 있다.

광축(Lz) 상에서 제1 렌즈(311)의 중심두께(T31)는 제4 렌즈(314)의 중심두께(T34)보다 크고 제5 렌즈(315)의 중심두께(T35)보다 작을 수 있다. 예들 들면, 제1 렌즈(311)의 중심두께는 1mm 미만이며, 제2 렌즈(312)의 중심두께의 0.5배보다 클 수 있다.

제2 렌즈(312)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 제2 렌즈(312)는 플라스틱 또는 글라스 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 제2 렌즈(312)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.

제2 렌즈(312)는 물체측면으로 정의되는 제3 면(S33) 및 상측면으로 정의되는 제4 면(S34)을 포함할 수 있다. 제3 면(S33)은 오목할 수 있고, 제4 면(S34)은 오목할 수 있다. 즉, 제2 렌즈(312)는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 제3 면(S33) 및 제4 면(S34) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제3 면(S33) 및 제4 면(S34)은 모두 비구면일 수 있다.

곡률 반경이 절대 값인 경우, 제2 렌즈(312)의 제3 면(S33)의 곡률 반경은 제4 면(S34)의 곡률 반경보다 작을 수 있으며, 예컨대 제4 면(S34)의 곡률 반경의 0.5배 이하일 수 있다. 제3 면(S33) 의 곡률 반경은 렌즈부(310)에서 가장 작을 수 있다.

곡률 반경이 절대 값인 경우, 제4 면(S34)의 곡률 반경은 제3 렌즈(313)의 물체측면인 제5 면(S35)의 곡률 반경보다 클 수 있다. 또한, 제2 렌즈(312)의 제4 면(S34)의 곡률 반경은 제3 면(S33), 제5면(S35) 및 제6 면(S36)의 곡률 반경보다 크고, 제8 면(S38)의 곡률 반경보다 작을 수 있다.

광축(Lz) 상에서 제2 렌즈(312)의 중심두께(T32)는 렌즈부(210) 내에서 두 번째로 두꺼운 두께를 가질 수 있다. 예컨대, 제2 렌즈(312)의 중심두께는 제3 렌즈(313)의 중심두께보다 작을 수 있다.

제3 렌즈(313)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 제3 렌즈(313)는 플라스틱 또는 글라스 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 제3 렌즈(313)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 다른 예로서, 제3 렌즈(313)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다.

제3 렌즈(313)는 물체측면으로 정의되는 제5 면(S35) 및 상측면으로 정의되는 제6 면(S36)을 포함할 수 있다. 제5 면(S35)은 볼록할 수 있고, 제6 면(S36)은 오목할 수 있다.

제5 면(S35) 및 제6 면(S36) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제5 면(S35) 및 제6 면(S36)은 모두 비구면일 수 있다.

광축(Lz) 상에서 제3 렌즈(313)의 중심두께(T33)는 렌즈부(210) 내에서 가장 클 수 잇따. 예컨대 제3 렌즈(313)의 중심두께는 0.7mm 이상 또는 0.7mm 내지 1.2mm의 범위일 수 있다. 제3 렌즈(313)의 중심두께는 제4 렌즈(314)의 중심두께의 2배 이상이며, 제1 렌즈(311)의 중심두께의 2배 이하일 수 있다.

제4 렌즈(314)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 제4 렌즈(314)는 플라스틱 또는 글라스 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 제4 렌즈(314)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.

제4 렌즈(314)는 물체측면으로 정의되는 제7 면(S37) 및 상측면으로 정의되는 제8 면(S38)을 포함할 수 있다. 제7 면(S37)은 볼록할 수 있고, 제8 면(S38)은 볼록할 수 있다. 즉, 제4 렌즈(314)는 상측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 제7 면(S37) 및 제8 면(S38) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제7 면(S37) 및 제8 면(S38)은 모두 비구면일 수 있다.

또한, 제8 면(S38)은 변곡점을 가질 수 있다. 예컨대, 제8 면(S38)의 변곡점은 광축으로부터 1mm이상 이격될 수 잇다. 그리고 제8 면(S38)의 변곡점은 제9 면(S39)의 변곡점보다 광축으로부터 인접하게 배치될 수 있다.

광축(Lz) 상에서 제4 렌즈(314)의 중심두께(T3)는 제1 렌즈(311)의 중심두께보다 작을 수 있다. 예컨대, 제4 렌즈(314)의 중심두께는 렌즈부(310)에서 가장 작을 수 있다.

제5 렌즈(315)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 제5 렌즈(315)는 플라스틱 또는 글라스 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 제5 렌즈(315)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.

제5 렌즈(315)는 물체측면으로 정의되는 제9 면(S39) 및 상측면으로 정의되는 제10 면(S310)을 포함할 수 있다. 제9 면(S39)은 오목할 수 있고, 제9 면(S39)은 볼록할 수 있다. 제9 면(S39) 및 제10 면(S310) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 제9 면(S39) 및 제10 면(S310)은 모두 비구면일 수 있다. 또한, 제9 면(S39)은 변곡점을 가질 수 있다.

광축(Lz) 상에서 제5 렌즈(315)의 중심두께(T35)는 제2 렌즈(312)의 중심두께보다 작을 수 있다. 또한, 제5 렌즈(315)의 중심두께는 제1 렌즈(311)의 중심두께보다 클 수 있다.

그리고 절대 값을 취할 경우, 제5 렌즈(315)의 제9 면(S39)의 곡률 반경은 렌즈부(310)에서 제1 면(S31)을 제외하고 가장 클 수 있다.

광학계는 입사되는 광량을 조절하기 위한 조리개(ST)를 포함할 수 있다. 조리개(ST)는 복수의 렌즈(311, 312, 313, 314, 315) 중 선택되는 두 렌즈 사이에 배치될 수 있다. 예컨대, 조리개(ST)는 제2 렌즈(312)와 제3 렌즈(313) 사이의 둘레에 배치되거나, 제1, 2 렌즈(311, 212) 사이의 둘레에 배치될 수 있다. 다른 예로서, 조리개(ST)는 복수의 렌즈 중 적어도 하나의 렌즈의 물체측면 또는 상측면의 둘레 면이 조리개 역할을 할 수 있다. 조리개(ST)는 입사되는 광량 조절하는 역할일 수 있다.

필터(392)는 렌즈부(210) 및 이미지 센서(390) 사이에 배치될 수 있다. 필터(392)는 적외선 필터, 커버 글래스 등의 광학적 필터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 필터(392)는 설정된 파장 대역의 광을 통과시키고, 이와 다른 파장 대역의 광을 필터링할 수 있다. 필터(392)가 적외선 필터를 포함할 경우 외부 광으로부터 방출되는 복사열이 이미지 센서(390)에 전달되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 필터(392)는 가시광선을 투과할 수 있고 적외선을 반사시킬 수 있다.

이미지 센서(390)는 필터(392) 또는 마지막 렌즈를 통과한 광을 감지하고 전기적인 신호로 변환할 수 있다. 이미지 센서(390)는 제1 렌즈 내지 제5 렌즈(311, 312, 313, 314, 315)을 순차적으로 통과한 광을 감지할 수 있다. 이미지 센서(390)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등을 포함할 수 있다.

렌즈	면	곡률 반경(mm)	두께 또는 간격(mm)	곡률	굴절률	아베수
제1 렌즈	제1 면	-250.0000	0.4343	-0.004	1.5368	55.6762
제1 렌즈	제2 면	-9.9977	0.0500	-0.100023
제2 렌즈	제3 면	2.8519	0.7735	0.350645	1.5368	55.6762
제2 렌즈	제4 면	18.2922	0.8437	0.0546681
제3 렌즈	제5 면	-10.0095	0.7802	-0.099905	1.6689	20.3611
제3 렌즈	제6 면	7.1983	1.6000	0.138921
제4 렌즈	제7 면	-4.0288	0.3500	-0.24821	1.5368	55.6762
제4 렌즈	제8 면	-39.1660	0.7500	-0.025532
제5 렌즈	제9 면	25.3156	0.5483	0.0395014	1.6689	20.3611
제5 렌즈	제10 면	-16.1782	-	-0.061812

항목	실시예
TTL	10.7000
EFL	12.2144
BFL	4.5700
ImgH	2.0510
f1	19.3880
f2	6.1858
f3	-6.1476
f4	-8.3950
f5	14.8337
Fno	3.7816
HFOV	9.45

표 7은 제3 실시예에 따른 제1 렌즈 내지 제5 렌즈(311, 312, 313, 314, 315)의 곡률 반경, 각 렌즈의 중심두께(mm)(thickness), 각 렌즈 사이의 거리(mm)(distance), 곡률(Curvature), 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number)에 대한 것이다.또한, 표 8는 제3 실시예에 따른 광학계의 TTL(Total track length), EFL(Effective Focal Length), BFL(Back focus length) 및 렌즈의 초점 거리(focal length) 등에 대한 것이다.

그리고, 전체 렌즈부의 F 넘버는 3 이상 예컨대, 3.7816이다. 카메라 모듈에서 바라본 각도(HFOV)는 20도 이하 예컨대, 8도 내지 15도의 범위일 수 있다.

표 7을 참조하면, 제1 렌즈(311), 제2 렌즈(312) 및 제4 렌즈(314)의 굴절률은 서로 동일할 수 있다. 또한, 제1 렌즈(311), 제2 렌즈(312) 및 제4 렌즈(314)의 굴절률은 제3 렌즈(313) 및 제5 렌즈(315)의 굴절률보다 작을 수 있다.

제1 렌즈(311), 제2 렌즈(312) 및 제4 렌즈(314)의 아베수는 50 이상이며, 서로 동일할 수 있다. 또한, 제1 렌즈(311), 제2 렌즈(312) 및 제4 렌즈(314)의 아베수는 제3 렌즈(313)의 아베수보다 클 수 있다. 또한, 제3 렌즈(313)의 아베수는 50미만이며, 제5 렌즈(315)의 아베수와 동일할 수 있다.

또한, 표 8를 참조하면, 광학계의 유효 초점 거리(EFL)는 제1 렌즈(311)의 초점 거리(f1)보다 작을 수 있다. 또한, 광학계의 유효 초점 거리(EFL)는 제2 렌즈(312)의 초점 거리(f2)보다 클 수 있다.

	수학식	제3 실시예
수학식 1	9 < EFL < 40	만족
수학식 4	0.1 < TH_L1/TH_L2 < 0.75	만족
수학식 7	2 < BFL/ImgH< 5	만족
수학식 8	0.35 < BFL/EFL < 0.75	만족
수학식 9	1.5 < TTL/BFL < 2.5	만족

표 9은 상술한 수학식들에 대한 실시예의 광학계의 결과값이다. 표 3를 참조하면, 제3 실시예에 따른 광학계는 수학식 1 내지 수학식 13 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 만족하는 것을 알 수 있다(만족 수학식만 기재).도 8은 발명의 실시예에 따른 광학계를 갖는 카메라 모듈의 예이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 이동 단말기(1500)는 일면 또는 후면에 제공된 카메라 모듈(1520), 플래쉬 모듈(1530), 자동 초점 장치(1510)를 포함할 수 있다. 카메라 모듈(1520)은 도 1b, 도 1c에서 기재한 카메라 모듈(1000)을 포함할 수 있다. 또한, 카메라 모듈(1520)은 복수 개로 이루어질 수 있다. 예컨대, 카메라 모듈은 1개 내지 4개 또는 5개 이상으로 이루어질 수 있다. 나아가, 복수의 카메라 모듈은 OIS 및/또는 AF를 수행하거나 OIS/AF 없이 구동되는 카메라 모듈을 모두 포함할 수 있다. 또한, 복수의 카메라 모듈은 서로 다른 배율을 제공할 수도 있다.

그리고 여기에서 자동 초점 장치(1510)는 발광층으로서 표면발광 레이저소자 및 광 수신부를 포함할 수 있다.

플래쉬 모듈(1530)은 그 내부에 광을 발광하는 이미터를 포함할 수 있다. 플래쉬 모듈(1530)은 이동 단말기의 카메라 작동 또는 사용자의 제어에 의해 작동될 수 있다. 카메라 모듈(1520)은 이미지 촬영 기능 및 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 예컨대 카메라 모듈(1520)은 이미지를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다.

자동 초점 장치(1510)는 레이저를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 자동 초점 장치(1510)는 카메라 모듈(1520)의 이미지를 이용한 자동 초점 기능이 저하되는 조건, 예컨대 10m 이하의 근접 또는 어두운 환경에서 주로 사용될 수 있다.

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.

Claims

물체(object)측으로부터 상(image)측으로 순차적으로 배치되는 광학부재 및 제1 렌즈 내지 제5 렌즈를 포함하고,
상기 광학부재는 광축에 대한 경사면을 포함하고,
상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈는 각각이 물체측면 및 상측면을 포함하고,
상기 경사면의 유효경(clear aperture)의 크기는 상기 제1 렌즈의 물체측면의 유효경의 크기보다 큰 광학계.
제1항에 있어서,
상기 광학부재는 상기 경사면과 접하는 제1 투과면 및 제2 투과면을 포함하고,
상기 제1 투과면은 상기 광축에 대해 나란히 배치되고,
상기 제2 투과면은 상기 광축에 대해 수직으로 배치되는 광학계.
제2항에 있어서,
상기 광축을 따라 상기 제1 투과면, 상기 경사면 및 상기 제2 투과면이 순차로 배치되는 광학계.
제1항에 있어서,
상기 경사면은 상기 광축의 방향을 변경하고,
상기 광학부재는 미러 또는 프리즘을 포함하는 광학계.
제1항에 있어서,
상기 경사면의 유효경에서 최대길이와 상기 제1 렌즈의 물체측면의 최대길이의 비는 1:0.3 내지 1:0.65인 광학계.
제1항에 있어서,
상기 제1 렌즈, 상기 제2 렌즈 및 상기 제3 렌즈 중 적어도 하나는 제1 방향으로 최대길이보다 제2 방향으로 최대 길이가 더 큰 광학계.
제6항에 있어서,
상기 경사면의 상기 제1 방향에 수직한 방향으로 길이와 상기 제1 렌즈의 물체측면의 상기 제2 방향으로 길이의 비는 1:0.57 내지 1:0.67인 광학계.
제1항에 있어서,
상기 제1 렌즈의 물체측면에서 상기 경사면까지의 거리는 5mm이하인 광학계.
제1항에 있어서,
상기 광학부재, 상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈를 수용하는 수용부를 갖는 하우징;을 더 포함하고,
상기 경사면의 높이는 상기 하우징의 높이의 0.5배 이상이고,
상기 수용부의 제2 방향으로 길이는 상기 경사면의 높이와 비가 1:1 내지 1:2인 광학계.
제1항에 있어서,
상기 경사면의 제2 방향으로 길이는 상기 제1 렌즈 내지 상기 제5 렌즈 중 어느 하나의 렌즈의 상기 제2 방향으로 최대 길이보다 큰 광학계.