KR20220148028A - 광학계 - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 광학계는, 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 순차적으로 배치되는 제 1 내지 제 8 렌즈를 포함하고, 상기 제 1 렌즈는 상기 광축에서 물체 측 면이 볼록하고, 상기 제 8 렌즈는 상기 광축에서 물체 측 면이 볼록하고, 상기 광축에서 센서 측 면이 오목하고, 상기 제 1 렌즈는 상기 광축에서 양의 굴절력을 가지고, 상기 제 8 렌즈는 상기 광축에서 음의 굴절력을 가지고, 상기 제 1 렌즈와 상기 제 8 렌즈는 하기 수학식 1을 만족한다.
[수학식 1]
-0.2 < f8/f1 < 0
(수학식 1에서 f1은 상기 제 1 렌즈의 초점거리를 의미하고 f8은 상기 제 8 렌즈의 초점거리를 의미한다.)
[수학식 1]
-0.2 < f8/f1 < 0
(수학식 1에서 f1은 상기 제 1 렌즈의 초점거리를 의미하고 f8은 상기 제 8 렌즈의 초점거리를 의미한다.)
Description
실시예는 고해상도 및 소형화를 구현할 수 있는 광학계에 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 광학계는 상(image)을 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)를 결상하는 촬상 렌즈이다. 최근 고해상도에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이를 구현하기 위해 복수의 렌즈를 이용한 연구가 진행되고 있다. 또한, 고해상도 구현을 위해 양(+)의 굴절력 또는 음(-)의 굴절력을 가지는 복수의 촬상 렌즈를 이용한 연구가 진행되고 있다. 그러나, 복수의 렌즈를 배치할 경우 우수한 광학적 특성, 수차 특성을 도출하기 어려운 문제점이 있다.
따라서, 상기와 같은 문제를 해결할 수 있는 새로운 광학계가 요구된다.
실시예는 향상된 광학 성능 및 소형화를 구현할 수 있는 광학계를 제공하기 위한 것이다.
실시예에 따른 광학계는, 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 순차적으로 배치되는 제 1 내지 제 8 렌즈를 포함하고, 상기 제 1 렌즈는 상기 광축에서 물체 측 면이 볼록하고, 상기 제 8 렌즈는 상기 광축에서 물체 측 면이 볼록하고, 상기 광축에서 센서 측 면이 오목하고, 상기 제 1 렌즈는 상기 광축에서 양의 굴절력을 가지고, 상기 제 8 렌즈는 상기 광축에서 음의 굴절력을 가지고, 상기 제 1 렌즈와 상기 제 8 렌즈는 하기 수학식 1을 만족한다.
[수학식 1]
-0.2 < f8/f1 < 0
(수학식 1에서 f1은 상기 제 1 렌즈의 초점거리를 의미하고 f8은 상기 제 8 렌즈의 초점거리를 의미한다.)
실시예에 따른 광학계는 다양한 조건의 수학식을 만족할 수 있다.
자세하게, 실시예에 따른 광학계는 렌즈들의 초점거리,, 렌즈와 이미지센서의 거리, 이미지 센서의 거리, F수, 렌즈의 굴절률, 광학계의 시야각, 렌즈의 유효경 크기, 렌즈의 변곡점 위치, 렌즈들의 곡률 반경의 비율 등에 따른 값에 의해 정의되는 다양한 수학식을 만족할 수 있다.
이에 따라, 실시예에 따른 광학계는 수차 특성에 따른 광의 왜곡을 보정할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광학계는 광학계의 길이 방향의 크기를 제어하여 슬림한 크기의 광학계를 구현할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 광학계는, 광학계를 소형화할 수 있고 고화질 및 고해상도를 구현할 수 있다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 2 내지 도 4는 제 1 실시예에 따른 광학계의 MTF 특성, 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 5는 제 2 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 6 내지 도 8은 제 2 실시예에 따른 광학계의 MTF 특성, 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 9는 제 3 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 10 내지 도 12는 제 3 실시예에 따른 광학계의 MTF 특성, 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 13은 실시예에 따른 카메라 모듈이 적용되는 이동 단말기를 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 4는 제 1 실시예에 따른 광학계의 MTF 특성, 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 5는 제 2 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 6 내지 도 8은 제 2 실시예에 따른 광학계의 MTF 특성, 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 9는 제 3 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 10 내지 도 12는 제 3 실시예에 따른 광학계의 MTF 특성, 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 13은 실시예에 따른 카메라 모듈이 적용되는 이동 단말기를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 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 실시 예의 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 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우 뿐 만 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 방향뿐 만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하의 설명에서 첫 번째 렌즈는 물체 측에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 마지막 렌즈는 센서 측에 가장 가까운 렌즈를 의미한다. 또한, 특별한 언급이 없는 한 렌즈의 반지름, 유효경, 두께, 거리, BFL(Back Focal Length), TTL(Total track length or Total Top Length) 등에 대한 단위는 모두 ㎜이다. 또한, 렌즈의 형상은 렌즈의 광축을 기준으로 나타낸 것이다. 일 예로, 렌즈의 물체 측면이 볼록하다는 의미는 해당 렌즈의 물체 측면에서 광축 부근이 볼록하다는 의미이지 광축 주변이 볼록하다는 의미는 아니다. 따라서, 렌즈의 물체 측면이 볼록하다고 설명된 경우라도, 해당 렌즈의 물체 측면에서 광축 주변 부분은 오목할 수 있다. 또한, 렌즈의 두께 및 곡률 반지름은 해당 렌즈의 광축을 기준으로 측정된 것임을 밝혀둔다. 또한, “물체측 면”은 광축을 기준으로 물체 측(Object side)을 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있고, “센서 측(Image side)”은 광축을 기준으로 촬상면을 향하는 렌즈의 면으로 정의될 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 복수의 렌즈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(1000)는 적어도 8매의 렌즈를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)는 8매의 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 광학계(1000)는 제 1 렌즈(110), 제 2 렌즈(120), 제 3 렌즈(130), 제 4 렌즈(140), 제 5 렌즈(150), 제 6 렌즈(160), 제 7 렌즈(170) 및 제 8 렌즈(180)를 포함하는 렌즈들을 포함할 수 있다.
자세하게, 상기 광학계(1000)는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 순차적으로 배치되는 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140), 상기 제 5 렌즈(150), 상기 제 6 렌즈(160), 상기 제 7 렌즈(170), 상기 제 8 렌즈(180) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140), 상기 제 5 렌즈(150), 상기 제 6 렌즈(160), 상기 제 7 렌즈(170) 및 상기 제 8 렌즈(180)는 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
물체의 정보에 해당하는 광은 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140), 상기 제 5 렌즈(150), 상기 제 6 렌즈(160), 상기 제 7 렌즈(170) 및 상기 제 8 렌즈(180)를 통과하여 상기 이미지 센서(300)에 입사될 수 있다.
상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140), 상기 제 5 렌즈(150), 상기 제 6 렌즈(160), 상기 제 7 렌즈(170) 및 상기 제 8 렌즈(180)는 각각 유효 영역 및 비유효 영역을 포함할 수 있다. 상기 유효 영역은 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140), 상기 제 5 렌즈(150), 상기 제 6 렌즈(160), 상기 제 7 렌즈(170) 및 상기 제 8 렌즈(180) 각각의 렌즈에 입사되는 광이 통과하는 영역일 수 있다. 즉, 상기 유효 영역은 입사된 광이 굴절되어 광학 특성을 구현하는 영역으로 정의될 수 있다.
상기 비유효 영역은 상기 유효 영역의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 유효 영역의 주변부에 배치될 수 있다. 즉, 상기 렌즈의 유효 영역을 제외한 영역은 비유효 영역일 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.
실시예에 따른 광학계(1000)는 입사되는 광량을 조절하기 위한 조리개(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 조리개는 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140), 상기 제 5 렌즈(150), 상기 제 6 렌즈(160), 상기 제 7 렌즈(170) 및 상기 제 8 렌즈(180) 중 인접하는 2개의 렌즈들 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 조리개는 상기 제 1 렌즈(110) 및 상기 제 2 렌즈(120) 사이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140), 상기 제 5 렌즈(150), 상기 제 6 렌즈(160), 상기 제 7 렌즈(170) 및 상기 제 8 렌즈(180) 중 적어도 하나의 렌즈는 조리개 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140), 상기 제 5 렌즈(150), 상기 제 6 렌즈(160), 상기 제 7 렌즈(170) 및 상기 제 8 렌즈(180) 중 어느 하나의 렌즈는 렌즈의 물체 측 면 또는 센서 측 면이 광량을 조절하는 조리개 역할을 수행할 수 있다.
상기 제 1 렌즈(110)는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 1 렌즈(110)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 렌즈(110)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제 1 렌즈(110)는 물체 측 면으로 정의되는 제 1 면(S1) 및 센서 측 면으로 정의되는 제 2 면(S2)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 면(S1)은 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 2 면(S2)은 상기 광축에서 상기 센서 측면에 대해 오목할 수 있다. 즉, 상기 제 1 렌즈(110)는 전체적으로 상기 광축에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제 1 면(S1)은 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 2 면(S2)은 상기 광축에서 상기 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제 1 렌즈(110)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다.
상기 제 1 면(S1) 및 상기 제 2 면(S2) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 면(S1) 및 상기 제 2 면(S2)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제 1 렌즈(110)는 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 렌즈(110)의 물체 측 면 및 센서 측 면인 제 1 면(S1) 및 제 2 면(S2) 중 적어도 하나의 면은 변곡점을 포함할 수 있다.
상기 제 1 렌즈(110)는 물체 측 면의 제 1 면(S1)의 유효경의 크기와 센서 측 면의 제 2 면(S2)의 유효경의 크기가 다를 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 렌즈(110)는 제 1 면(S1)의 유효경 크기가 제 2 면(S2)의 유효경 크기보다 클 수 있다.
상기 제 2 렌즈(120)는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 2 렌즈(120)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 2 렌즈(120)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제 2 렌즈(120)는 물체 측 면으로 정의되는 제 3 면(S3) 및 센서 측 면으로 정의되는 제 4 면(S4)을 포함할 수 있다. 상기 제 3 면(S3)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 4 면(S4)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 즉, 상기 제 2 렌즈(120)는 전체적으로 상기 광축에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제 3 면(S3)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 4 면(S4)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제 2 렌즈(120)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제 3 면(S3)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 4 면(S4)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 즉, 상기 제 2 렌즈(120)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제 3 면(S3)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 4 면(S4)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제 2 렌즈(120)는 전체적으로 상기 광축에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.
상기 제 3 면(S3) 및 상기 제 4 면(S4) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 3 면(S3) 및 상기 제 4 면(S4)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제 2 렌즈(120)는 물체 측 면의 제 3 면(S3)의 유효경의 크기와 센서 측 면의 제 4 면(S4)의 유효경의 크기가 다를 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 렌즈(120)는 제 3 면(S3)의 유효경 크기가 제 4 면(S4)의 유효경 크기보다 작을 수 있다.
상기 제 3 렌즈(130)는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 3 렌즈(130)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 3 렌즈(130)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제 3 렌즈(130)는 물체 측 면으로 정의되는 제 5 면(S5) 및 센서 측 면으로 정의되는 제 6 면(S6)을 포함할 수 있다. 상기 제 5 면(S5)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 6 면(S6)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 즉, 상기 제 3 렌즈(130)는 전체적으로 상기 광축에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제 5 면(S5)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 6 면(S6)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제 3 렌즈(130)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제 5 면(S5)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 6 면(S6)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 즉, 상기 제 3 렌즈(130)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제 5 면(S5)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 6 면(S6)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제 3 렌즈(130)는 전체적으로 상기 광축에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.
상기 제 5 면(S5) 및 상기 제 6 면(S6) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 5 면(S5) 및 상기 제 6 면(S6)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제 3 렌즈(130)는 물체 측 면의 제 5 면(S5)의 유효경의 크기와 센서 측 면의 제 6 면(S6)의 유효경의 크기가 다를 수 있다. 자세하게, 상기 제 3 렌즈(130)는 제 5 면(S5)의 유효경 크기가 제 6 면(S6)의 유효경 크기보다 작을 수 있다.
상기 제 4 렌즈(140)는 상기 광축에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 4 렌즈(140)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 4 렌즈(140)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제 4 렌즈(140)는 물체 측 면으로 정의되는 제 7 면(S7) 및 센서 측 면으로 정의되는 제 8 면(S8)을 포함할 수 있다. 상기 제 7 면(S7)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 8 면(S8)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 즉, 상기 제 4 렌즈(140)는 전체적으로 상기 광축에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제 7 면(S7)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 8 면(S8)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제 4 렌즈(140)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제 7 면(S7)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 8 면(S8)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 즉, 상기 제 4 렌즈(140)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제 7 면(S7)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 8 면(S8)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제 4 렌즈(140)는 전체적으로 상기 광축에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.
상기 제 7 면(S7) 및 상기 제 8 면(S8) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 7 면(S7) 및 상기 제 8 면(S8)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제 4 렌즈(140)는 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 4 렌즈(140)의 물체 측 면 및 센서 측 면인 제 7 면(S7) 및 제 8 면(S8) 중 적어도 하나의 면은 변곡점을 포함할 수 있다.
상기 제 4 렌즈(140)는 물체 측 면의 제 7 면(S7)의 유효경의 크기와 센서 측 면의 제 8 면(S8)의 유효경의 크기가 다를 수 있다. 자세하게, 상기 제 4 렌즈(140)는 제 7 면(S7)의 유효경 크기가 제 8 면(S8)의 유효경 크기보다 작을 수 있다.
상기 제 5 렌즈(150)는 상기 광축에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 5 렌즈(150)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 5 렌즈(150)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제 5 렌즈(150)는 물체 측 면으로 정의되는 제 9 면(S9) 및 센서 측 면으로 정의되는 제 10 면(S10)을 포함할 수 있다. 상기 제 9 면(S9)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 10 면(S10)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 즉, 상기 제 5 렌즈(150)는 전체적으로 상기 광축에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제 9 면(S9)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 10 면(S10)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제 5 렌즈(150)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제 9 면(S9)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 10 면(S10)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 즉, 상기 제 5 렌즈(150)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제 9 면(S9)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 10 면(S10)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제 5 렌즈(150)는 전체적으로 상기 광축에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.
상기 제 9 면(S9) 및 상기 제 10 면(S10) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 9 면(S9) 및 상기 제 10 면(S10)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제 5 렌즈(150)는 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 5 렌즈(150)의 물체 측 면 및 센서 측 면인 제 9 면(S9) 및 제 10 면(S10) 중 적어도 하나의 면은 변곡점을 포함할 수 있다.
상기 제 5 렌즈(150)는 물체 측 면의 제 9 면(S9)의 유효경의 크기와 센서 측 면의 제 10 면(S10)의 유효경의 크기가 다를 수 있다. 자세하게, 상기 제 5 렌즈(150)는 제 9 면(S9)의 유효경 크기가 제 10 면(S10)의 유효경 크기보다 작을 수 있다.
상기 제 6 렌즈(160)는 상기 광축에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(160)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 6 렌즈(160)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제 6 렌즈(160)는 물체 측 면으로 정의되는 제 11 면(S11) 및 센서 측 면으로 정의되는 제 12 면(S12)을 포함할 수 있다. 상기 제 11 면(S11)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 12 면(S12)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 즉, 상기 제 6 렌즈(160)는 전체적으로 상기 광축에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제 11 면(S11)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 12 면(S12)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제 6 렌즈(160)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제 11 면(S11)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 12 면(S12)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 즉, 상기 제 6 렌즈(160)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제 11 면(S11)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 12 면(S12)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제 6 렌즈(160)는 전체적으로 상기 광축에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.
상기 제 11 면(S11) 및 상기 제 12 면(S12) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 11 면(S11) 및 상기 제 12 면(S12)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제 6 렌즈(160)는 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 6 렌즈(160)의 물체 측 면 및 센서 측 면인 제 11 면(S11) 및 제 12 면(S12) 중 적어도 하나의 면은 변곡점을 포함할 수 있다.
상기 제 6 렌즈(160)는 물체 측 면의 제 11 면(S11)의 유효경의 크기와 센서 측 면의 제 12 면(S12)의 유효경의 크기가 다를 수 있다. 자세하게, 상기 제 6 렌즈(160)는 제 11 면(S11)의 유효경 크기가 제 12 면(S12)의 유효경 크기보다 작을 수 있다.
상기 제 7 렌즈(170)는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 7 렌즈(170)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 7 렌즈(170)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제 7 렌즈(170)는 물체 측 면으로 정의되는 제 13 면(S13) 및 센서 측 면으로 정의되는 제 14 면(S14)을 포함할 수 있다. 상기 제 13 면(S13)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 14 면(S14)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 즉, 상기 제 7 렌즈(170)는 전체적으로 상기 광축에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제 13 면(S13)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 14 면(S14)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제 7 렌즈(170)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제 13 면(S13)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 14 면(S14)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 즉, 상기 제 7 렌즈(170)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제 13 면(S13)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 14 면(S14)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제 7 렌즈(170)는 전체적으로 상기 광축에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.
상기 제 13 면(S13) 및 상기 제 14 면(S14) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 13 면(S13) 및 상기 제 14 면(S14)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제 7 렌즈(170)는 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 7 렌즈(170)의 물체 측 면 및 센서 측 면인 제 13 면(S13) 및 제 14 면(S14) 중 적어도 하나의 면은 변곡점을 포함할 수 있다.
상기 제 7 렌즈(170)는 물체 측 면의 제 13 면(S13)의 유효경의 크기와 센서 측 면의 제 14 면(S14)의 유효경의 크기가 다를 수 있다. 자세하게, 상기 제 7 렌즈(170)는 제 13 면(S13)의 유효경 크기가 제 14 면(S14)의 유효경 크기보다 작을 수 있다.
상기 제 8 렌즈(180)는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 8 렌즈(180)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 8 렌즈(180)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제 8 렌즈(180)는 물체 측 면으로 정의되는 제 15 면(S15) 및 센서 측 면으로 정의되는 제 16 면(S16)을 포함할 수 있다. 상기 제 15 면(S15)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 16 면(S16)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 즉, 상기 제 8 렌즈(180)는 전체적으로 상기 광축에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.
상기 제 15 면(S15) 및 상기 제 16 면(S16) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 15 면(S15) 및 상기 제 16 면(S16)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제 8 렌즈(180)는 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 8 렌즈(180)의 물체 측 면 및 센서 측 면인 제 15 면(S15) 및 제 16 면(S16) 중 적어도 하나의 면은 변곡점을 포함할 수 있다.
상기 제 8 렌즈(180)는 물체 측 면의 제 15 면(S15)의 유효경의 크기와 센서 측 면의 제 16 면(S16)의 유효경의 크기가 다를 수 있다. 자세하게, 상기 제 8 렌즈(180)는 제 15 면(S15)의 유효경 크기가 제 16 면(S16)의 유효경 크기보다 작을 수 있다.
상기 이미지 센서(300)는 광을 감지할 수 있다. 자세하게, 상기 이미지 센서(300)는 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140), 상기 제 5 렌즈(150), 상기 제 6 렌즈(160), 상기 제 7 렌즈(170) 및 상기 제 8 렌즈(180)를 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.
상기 복수의 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180)과 상기 이미지 센서(300) 사이에는 필터(500)가 더 배치될 수 있다. 상기 필터(500)는 상기 복수의 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180) 중 상기 이미지 센서(300)와 가장 인접한 마지막 렌즈인 제8 렌즈(180)와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 필터(500)는 적외선 필터, 커버 글래스 등의 광학적 필터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 필터(500)는 설정된 파장 대역의 광을 통과시키고, 이와 다른 파장 대역의 광을 필터링할 수 있다. 상기 필터(500)가 적외선 필터를 포함할 경우 외부 광으로부터 방출되는 복사열이 상기 이미지 센서(300)에 전달되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 상기 필터(500)는 가시광선을 투과할 수 있고 적외선을 반사시킬 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 이하에서 설명되는 조건식 중 적어도 하나를 만족할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000)는 광학적으로 향상된 효과를 가질 수 있다.
[수학식 1]
-0.2 < f8/f1 < 0
수학식 1에서 f1은 상기 제 1 렌즈(110)의 초점 거리를 의미하고, f8은 상기 제 8 렌즈(180)의 초점 거리를 의미한다.
상기 수학식 1의 f8/f1이 0 이상이거나 -0.2 이하의 값을 가지는 경우, 상기 제 1 렌즈 및 상기 제 8 렌즈의 굴절력이 커지커나 작아질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계의 전체적인 굴절력 배분이 깨져서 광학계의 전체적인 전장 길이가 길어질 수 있고, 충분한 색수차 보정이 어려워질 수 있다.
[수학식 2]
0.5 < TTL/(2 * Img) < 1.0
수학식 2에서 TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면 까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미하고, Img는 광축(OA)과 중첩되는 상기 이미지 센서(300)의 상면에서 상기 이미지 센서(300)의 1.0 필드(field) 영역까지의 수직 방향 거리를 의미한다. 즉, 상기 Img는 상기 이미지 센서(300)의 유효 영역의 대각 방향 길이의 1/2 값을 의미한다.
상기 수학식 2는 상기 이미지 센서의 유효 영역 대비 광학계의 전장 길이의 비율을 한정한 것이다. 상기 수학식 2에 의해 소형의 광학계를 구현할 수 있다. 상기 수학식 2가 0.5 미만인 경우 상기 광학계의 전장 길이는 감소하지만 수차 보정이 어려워지고, 상기 수학식 2가 1.0을 초과하는 경우, 수차 보정을 용이하지만 광학계의 전장 길이가 증가하여 소형의 광학계를 구현할 수 없다.
[수학식 3]
F수(F number) ≤ 2.3
수학식 3의 F수는 광학계의 전체 초점거리(F)를 입사동의 직경으로 나눈 값으로서, 실시예에 따른 광학계는 상기 F수의 크기를 상기 수학식 3의 조건으로 설정하여 고해상도의 광학계를 구현할 수 있다.
[수학식 4]
N1 < 1.6
수학식 4에서 N1은 상기 제 1 렌즈(110)의 굴절률을 의미한다.
상기 광학계는 상기 제 1 렌즈(110)가 상기 수학식 4를 만족하는 소재로 형성됨으로써, 제조 단가를 줄일 수 있고, 렌즈 가공을 용이하게 할 수 있다.
[수학식 5]
TTL < 6.5
수학식 5에서 TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면 까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
상기 광학계는 상기 수학식 5의 TTL의 크기를 만족함에 따라, 광학계의 전장길이 증가를 방지하여 소형의 광학계를 구현할 수 있다.
[수학식 6]
60° < FOV(θ)
수학식 6에서 FOV는 상기 광학계의 유효 시야각을 의미한다.
[수학식 7]
1 < L1CA1/L1CA2이고,
0.3 < L1CA2/L1CA < 0.5
수학식 7에서 L1CA1은 제 1 렌즈(110)의 물체 측 면의 유효경의 크기를 의미하고, L1CA2는 제 1 렌즈(110)의 센서 측 면의 유효경의 크기를 의미하고, L1CA는 제 1 렌즈의 직경 크기를 의미한다.
상기 광학계는 물체측 면에 더 인접한 상기 제 1 렌즈의 유효경 크기를 센서 측면에 더 인접한 상기 제 1 렌즈의 유효경 크기보다 더 크게 하여 광학계의 렌즈로 들어오는 광량을 증가시켜 고해상도의 광학계를 구현할 수 있다.
또한, 상기 광학계는 상기 수학식 7의 상기 센서 측 면의 유효경의 크기와 제 1 렌즈의 직경 크기의 비율을 만족함에 따라 광학예의 고성능을 유지할 수 있다.
[수학식 8]
L2CA1/L2CA2 < 1이고,
0.2 < L2CA1/L2CA < 0.4
수학식 8에서 L2CA1은 제 2 렌즈(120)의 물체 측 면의 유효경의 크기를 의미하고, L2CA2는 제 2 렌즈(120)의 센서 측 면의 유효경의 크기를 의미하고, L2CA는 제 2 렌즈의 직경 크기를 의미한다.
상기 광학계는 물체측 면에 더 인접한 상기 제 2 렌즈의 유효경 크기를 센서 측면에 더 인접한 상기 제 2 렌즈의 유효경 크기보다 더 작게 하여 고해상도의 광학계를 구현할 수 있다.
또한, 상기 광학계는 상기 수학식 8의 상기 센서 측 면의 유효경의 크기와 제 2 렌즈의 직경 크기의 비율을 만족함에 따라 광학계의 고성능을 유지할 수 있다.
[수학식 9]
0.1 < Yc82/EFL < 0.5
수학식 9에서 Yc82는 광축에서 상기 제 8 렌즈의 제 15 면(S15)의 변곡점까지의 수직거리를 의미하고, EFL은 상기 광학계의 유효 초점 거리를 의미한다.
상기 수학식 8의 Yc82/EFL이 0.5 이상이거나 0.1 이하의 값을 가지는 경우, 상기 제 8 렌즈의 변곡점의 위치에 따른 굴절률 변화로 상기 광학계의 전체적인 굴절률 배분이 깨져서 광학계의 전체적인 광학 특성이 감소할 수 있고, 충분한 색수차 보정이 어려워질 수 있다.
[수학식 10]
0.2 < Yc72/EFL < 0.4
수학식 10에서 Yc72는 광축에서 상기 제 7 렌즈의 제 13 면(S13)의 변곡점까지의 수직거리를 의미하고, EFL은 상기 광학계의 유효 초점 거리를 의미한다.
상기 수학식 10의 Yc72/EFL이 0.4 이상이거나 0.2 이하의 값을 가지는 경우, 상기 제 7 렌즈의 변곡점의 위치에 따른 굴절률 변화로 상기 광학계의 전체적인 굴절률 배분이 깨져서 광학계의 전체적인 광학 특성이 감소할 수 있고, 충분한 색수차 보정이 어려워질 수 있다.
[수학식 11]
0.1 < |EFL/f456| < 1
수학식 11에서 EFL은 상기 광학계의 유효 초점 거리를 의미하고, f456은 제 4 렌즈, 제 5 렌즈 및 제 6 렌즈를 통과하는 광의 초점거리를 의미한다.
상기 수학식 11의 |EFL/f456|이 1 이상이거나 0.1 이하의 값을 가지는 경우, 상기 제 4 렌즈, 제 5 렌즈 및 제 제 6 렌즈의 초점거리의 변화에 의해 상기 광학계의 전체적인 굴절률 배분이 깨져서 광학계의 전체적인 광학 특성이 감소할 수 있고, 충분한 색수차 보정이 어려워질 수 있다.
[수학식 12]
L1CA1/L1CA2의 값이 A로 정의되고,
L2CA1/L2CA2, L3CA1/L3CA2, L4CA1/L4CA2, L4CA1/L4CA2, L5CA1/L5CA2, L46A1/L6CA2, L7CA1/L7CA2 및 L8CA1/L8CA2의 각각의 값이 B로 정의될 때,
B < 1 < A
수학식 12에서 L1CA1은 제 1 렌즈(110)의 물체 측 면의 유효경의 크기를 의미하고, L1CA2는 제 1 렌즈(110)의 센서 측 면의 유효경의 크기를 의미하고, L2CA1은 제 2 렌즈(120)의 물체 측 면의 유효경의 크기를 의미하고, L2CA2는 제 2 렌즈(120)의 센서 측 면의 유효경의 크기를 의미하고, L3CA1은 제 3 렌즈(130)의 물체 측 면의 유효경의 크기를 의미하고, L3CA2는 제 3 렌즈(130)의 센서 측 면의 유효경의 크기를 의미하고, L4CA1은 제 4 렌즈(140)의 물체 측 면의 유효경의 크기를 의미하고, L4CA2는 제 4 렌즈(140)의 센서 측 면의 유효경의 크기를 의미하고, L5CA1은 제 5 렌즈(150)의 물체 측 면의 유효경의 크기를 의미하고, L5CA2는 제 5 렌즈(150)의 센서 측 면의 유효경의 크기를 의미하고, L6CA1은 제 6 렌즈(160)의 물체 측 면의 유효경의 크기를 의미하고, L6CA2는 제 6 렌즈(160)의 센서 측 면의 유효경의 크기를 의미하고, L7CA1은 제 7 렌즈(170)의 물체 측 면의 유효경의 크기를 의미하고, L7CA2는 제 7 렌즈(170)의 센서 측 면의 유효경의 크기를 의미하고, L8CA1은 제 8 렌즈(180)의 물체 측 면의 유효경의 크기를 의미하고, L8CA2는 제 8 렌즈(180)의 센서 측 면의 유효경의 크기를 의미한다.
상기 광학계는 상기 수학식 12와 같이 제 1 렌즈는 물체 측 면의 유효경 크기가 센서 측 면의 유효경 크기보다 크고, 제 2 렌즈 내지 제 8 렌즈는 물체 측 면의 유효경 크기가 센서 측 면의 유쇼경 크기보다 작은 것을 만족하여 고해상도의 광학계를 구현할 수 있다.
[수학식 13]
L1CA1 < L6CA1이고, L1CA2 < L6CA2
수학식 13에서 L1CA1은 제 1 렌즈(110)의 물체 측 면의 유효경의 크기를 의미하고, L1CA2는 제 1 렌즈(110)의 센서 측 면의 유효경의 크기를 의미하고, L6CA1은 제 6 렌즈(160)의 물체 측 면의 유효경의 크기를 의미하고, L6CA2는 제 6 렌즈(160)의 센서 측 면의 유효경의 크기를 의미한다.
상기 광학계는 상기 수학식 13과 같이 제 1 렌즈의 유효경이 제 6 렌즈의 유효경보다 작게 형성되어 소형의 광학계를 구현할 수 있다.
[수학식 14]
0.5 < |L4R1|/|L4R2| < 1.5
수학식 14에서 L4R1은 제 4 렌즈(140)의 물체 측 면의 곡률 반경을 의미하고, L4R2는 제 4 렌즈(140)의 센서 측 면의 곡률 반경을 의미한다.
상기 광학계는 상기 수학식 14의 곡률반경 비율을 만족함에 따라, 광학계의 전체적인 광학 특성을 향상할 수 있고, 충분한 색수차 보정을 구현할 수 있다.
[수학식 15]
0.1 < |L5R1|/|L5R2| < 5.5
수학식 15에서 L5R1은 제 5 렌즈(150)의 물체 측 면의 곡률 반경을 의미하고, L5R2는 제 5 렌즈(150)의 센서 측 면의 곡률 반경을 의미한다.
상기 광학계는 상기 수학식 15의 곡률반경 비율을 만족함에 따라, 광학계의 전체적인 광학 특성을 향상할 수 있고, 충분한 색수차 보정을 구현할 수 있다.
[수학식 16]
1 < |L6R1|/|L6R2| < 6
수학식 16에서 L6R1은 제 6 렌즈(160)의 물체 측 면의 곡률 반경을 의미하고, L6R2는 제 6 렌즈(160)의 센서 측 면의 곡률 반경을 의미한다.
상기 광학계는 상기 수학식 16의 곡률반경 비율을 만족함에 따라, 광학계의 전체적인 광학 특성을 향상할 수 있고, 충분한 색수차 보정을 구현할 수 있다.
[수학식 17
3 < |f5|/|f6| < 11
수학식 17에서 f5는 제 5 렌즈(150)의 초점거리를 의미하고, f6은 제 6 렌즈(160)의 초점거리를 의미한다.
상기 광학계가 수학식 17을 만족함에 따라, 상기 광학계의 전체적인 굴절력 배분을 제어하여 충분한 색수차 보정을 구현할수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 앞서 설명한 수학식 1 내지 수학식 17 중 적어도 하나의 수학식을 만족할 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식들 중 어느 하나 또는 상기 수학식들 중 적어도 2개 이상의 수학식의 조합을 만족할 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 상기 수학식들 중 어느 하나 또는 적어도 2개 이상의 수학식의 조합을 만족함에 따라 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 이미지 결과물에 왜곡(optical distiotion)이 발생하는 것을 최소화할 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)에 들어오는 불필요한 광을 차단할 수 있어 수차 특성을 개선할 수 있다. 또한, 소형의 광학계를 구현할 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 제 1 실시예에 따른 광학계(1000)를 보다 상세히 설명한다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 2 내지 도 4는 제 1 실시예에 따른 광학계의 MTF 특성, 수차 특성을 도시한 그래프이다.
먼저 도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 순차적으로 배치되는 제 1 렌즈(110), 제 2 렌즈(120), 제 3 렌즈(130), 제 4 렌즈(140), 제 5 렌즈(150), 제 6 렌즈(160), 제 7 렌즈(170), 제 8 렌즈(180) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140), 상기 제 5 렌즈(150), 상기 제 6 렌즈(160), 상기 제 7 렌즈(170), 상기 제 8 렌즈(180)는 서로 이격하면서 상기 광학계(1000)의 광축을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 복수의 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180)과 상기 이미지 센서(300) 사이에는 필터(500)가 배치될 수 있다. 상기 필터(500)는 상기 제 8 렌즈(180)와 상기 이미지 센서(300)의 사이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 조리개(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 조리개는 상기 제 1 렌즈(110)와 상기 제 2 렌즈(120) 사이에 배치될 수 있다.
| 렌즈 | 면 | 곡률반경 | 두꼐 또는 거리 | 굴절률 | 아베수 |
| 제 1 렌즈 | 제 1 면 | 2.621 | 0.331 | 1.55 | 56.11 |
| 제 2 면 | 2.550 | 0.106 | |||
| 제 2 렌즈 | 제 3 면 | 2.388 | 0.721 | 1.55 | 56.11 |
| 제 4 면 | -20.605 | 0.101 | |||
| 제 3 렌즈 | 제 5 면 | 4.758 | 0.219 | 1.68 | 19.24 |
| 제 6 면 | 2.690 | 0.292 | |||
| 제 4 렌즈 | 제 7 면 | -188.500 | 0.203 | 1.55 | 56.11 |
| 제 8 면 | -145.896 | 0.108 | |||
| 제 5 렌즈 | 제 9 면 | 60.409 | 0.317 | 1.55 | 56.11 |
| 제 10 면 | -11.997 | 0.344 | |||
| 제 6 렌즈 | 제 11 면 | -5.933 | 0.350 | 1.68 | 19.24 |
| 제 12 면 | 9.984 | 0.131 | |||
| 제 7 렌즈 | 제 13 면 | 2.089 | 0.637 | 1.62 | 25.59 |
| 제 14 면 | 6.606 | 0.554 | |||
| 제 8 렌즈 | 제 15 면 | 3.513 | 0.654 | 1.54 | 55.66 |
| 제 16 면 | 1.632 | 0.287 | |||
| 필터 | 제 17 면 | Infinity | 0.110 | 1.52 | 64.2 |
| 제 18 면 | Infinity | 0.703 | |||
| 이미지 센서 | 제 19 면 | Infinity | -0.012 |
표 1은 제 1 실시예에 따른 상기 제 1 내지 제 8 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180)의 곡률 반경(Radius of Curvature), 각 렌즈의 두께(Thickness), 각 렌즈 사이의 거리(distance), 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number)에 대한 것이다.
도 1 및 표 1을 참조하면, 제 1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제 1 렌즈(110)는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 1 렌즈(110)의 제 1 면(S1)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 2 면(S2)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 상기 제 1 렌즈(110)는 전체적으로 상기 광축에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제 1 면(S1)은 비구면일 수 있고, 상기 제 2 면(S2)은 비구면일 수 있다.
상기 제 2 렌즈(120)는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 2 렌즈(120)의 제 3 면(S3)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 4 면(S4)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 상기 제 2 렌즈(120)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제 3 면(S3)은 비구면일 수 있고, 상기 제 4 면(S4)은 비구면일 수 있다.
상기 제 3 렌즈(130)는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 3 렌즈(130)의 제 5 면(S5)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 6 면(S6)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 상기 제 3 렌즈(130)는 전체적으로 상기 광축에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제 5 면(S5)은 비구면일 수 있고, 상기 제 6 면(S6)은 비구면일 수 있다.
상기 제 4 렌즈(140)는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 4 렌즈(140)의 제 7 면(S7)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 8 면(S8)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 상기 제 4 렌즈(140)는 전체적으로 상기 광축에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제 7 면(S7)은 비구면일 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 비구면일 수 있다.
상기 제 5 렌즈(150)는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 5 렌즈(150)의 제 9 면(S9)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 10 면(S10)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 상기 제 5 렌즈(150)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제 9 면(S9)은 비구면일 수 있고, 상기 제 10 면(S10)은 비구면일 수 있다.
상기 제 6 렌즈(160)는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 6 렌즈(160)의 제 11 면(S11)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 12 면(S12)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 상기 제6 렌즈(160)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제 11 면(S11)은 비구면일 수 있고, 상기 제 12 면(S12)은 비구면일 수 있다.
상기 제 7 렌즈(170)는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 7 렌즈(170)의 제 13 면(S13)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 14 면(S14)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 상기 제 7 렌즈(170)는 전체적으로 상기 광축에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제 13 면(S13)은 비구면일 수 있고, 상기 제 14 면(S14)은 비구면일 수 있다.
상기 제 8 렌즈(180)는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 8 렌즈(180)의 제 15 면(S15)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 16 면(S16)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 상기 제 8 렌즈(180)는 전체적으로 상기 광축에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제 15 면(S15)은 비구면일 수 있고, 상기 제 16 면(S16)은 비구면일 수 있다.
제 1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 각 렌즈면의 비구면 계수의 값은 하기 표 2와 같다.
| Surface# | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| k= | -4.09991672 | -23.80073 | -19.94521 | 0 | 0 | -6.337368 | -7410.847 | -2313.968 |
| A4= | -0.13179557 | -0.070468 | 0.1787382 | -0.03723 | -0.084796 | 0.0329535 | -0.000538 | 0.0004484 |
| A6= | -0.008162287 | -0.012503 | -0.020288 | -0.004568 | -0.0160505 | 0.0133192 | 1.25E-07 | -2.75E-05 |
| A8= | 0.003564253 | 0.0110708 | 0.0052444 | -0.002215 | -0.00109 | 0.000806 | 5.59E-05 | -2.18E-05 |
| A10= | -1.36E-04 | -0.004545 | -0.005917 | -0.001169 | 0.0002796 | 0.0003805 | -2.66E-05 | -0.000113 |
| A12= | -2.15E-04 | 1.07E-03 | 0.0003615 | -0.000239 | 0.0001266 | 9.63E-05 | -3.77E-05 | -4.10E-05 |
| A14= | -4.78E-05 | -1.01E-04 | -4.60E-04 | -4.62E-05 | -1.02E-05 | -2.50E-06 | 2.66E-05 | -1.11E-05 |
| A16= | 5.01E-07 | 2.07E-04 | -4.95E-05 | -2.57E-05 | -2.32E-05 | -2.44E-05 | 1.16E-05 | 1.07E-06 |
| A18= | -2.51E-06 | 6.45E-05 | -4.18E-05 | 2.08E-05 | 1.04E-05 | -1.84E-05 | 3.56E-06 | -6.21E-07 |
| A20= | 1.02E-05 | 6.75E-05 | 3.87E-05 | 9.35E-06 | 1.15E-05 | -2.67E-06 | -1.42E-05 | 4.52E-07 |
| Surface# | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| k= | 0 | 0 | 2.8062762 | 0 | -7.17813 | 0.0708046 | -2.595533 | -5.646097 |
| A4= | -0.066337 | -0.007253 | -0.036967 | -0.856602 | -1.210656 | -1.477782 | -3.035726 | -3.233161 |
| A6= | 0.0139682 | 0.0426742 | 0.0354757 | 0.2300418 | 0.0184082 | 0.0043871 | 1.4106807 | 0.8594384 |
| A8= | 0.0007412 | -0.005259 | -0.021889 | -0.083026 | 0.0488853 | 0.0397729 | -0.6145 | -0.172065 |
| A10= | -0.003035 | -0.009753 | -0.012678 | -0.011172 | 0.0087715 | -0.058749 | 0.2033898 | 0.0198368 |
| A12= | -0.001494 | -0.00147 | -0.005658 | -0.011744 | -0.01749 | -0.016728 | -0.102722 | -0.117386 |
| A14= | -0.000478 | 0.0013476 | -0.000706 | 0.0003414 | -0.014647 | -0.014349 | 0.0107607 | -0.043946 |
| A16= | -0.0002 | 0.0006845 | -0.001332 | -0.004737 | -0.011641 | -0.00474 | -0.025596 | -0.037746 |
| A18= | -6.09E-05 | 0.0002414 | -0.000566 | -0.001775 | -0.004367 | -0.000381 | 0.00178 | -0.006808 |
| A20= | -2.44E-06 | 9.54E-05 | -5.04E-05 | -0.000605 | -0.001041 | -0.000551 | -0.006137 | -0.004712 |
| 제 1 실시예 | |
| FOV(θ) | 75.8° |
| F | 2.2 |
| TTL | 6.15 |
| Img | 4.0 |
| Yc72 | 1.76487 |
| Yc82 | 1.52709 |
| L1CA1 | 1.53 |
| L1CA2 | 1.42 |
| L2CA1 | 1.12 |
| L2CA2 | 1.18 |
| L3CA1 | 1.23 |
| L3CA2 | 1.24 |
| L4CA1 | 1.26 |
| L4CA2 | 1.40 |
| L5CA1 | 1.38 |
| L5CA2 | 1.48 |
| L6CA1 | 1.63 |
| L6CA2 | 1.77 |
| L7CA1 | 1.90 |
| L7CA2 | 2.48 |
| L8CA1 | 2.66 |
| L8CA2 | 3.19 |
| EFL | 6.0286 |
| f1 | 222.22 |
| f2 | 3.98 |
| f3 | -9.63 |
| f4 | -23856.98 |
| f5 | 18.13 |
| f6 | -5.41 |
| f7 | 4.65 |
| f8 | -6.49 |
| f456 | 29.554 |
| L1CA | 4.0 |
| L2CA | 4.0 |
| 수학식 | 결과값 | |
| 수학식1 | -0.2 < f8/f1 < 0 | -0.025 |
| 수학식2 | 0.5 < TTL/(2 * Img) < 1.0 | 0.77 |
| 수학식3 | F수(F number) ≤ 2.3 | 2.2 |
| 수학식4 | N1 < 1.6 | 1.54 |
| 수학식5 | TTL < 6.5 | 6.15 |
| 수학식6 | 60° < FOV(θ) | 75.8 |
| 수학식7 | 1 < L1CA1/L1CA2이고, 0.3 < L1CA2/L1CA < 0.5 |
0.36 |
| 수학식8 | L2CA1/L2CA2 < 1이고, 0.2 < L2CA1/L2CA < 0.4 |
0.28 |
| 수학식9 | 0.1 < Yc82/EFL < 0.5 | 0.30 |
| 수학식10 | 0.2 < Yc72/EFL < 0.4 | 0.36 |
| 수학식11 | 0.1 < |EFL/f456| < 1 | 0.17 |
| 수학식12 | L1CA1/L1CA2의 값이 A로 정의되고, L2CA1/L2CA2, L3CA1/L3CA2, L4CA1/L4CA2, L4CA1/L4CA2, L5CA1/L5CA2, L46A1/L6CA2, L7CA1/L7CA2 및 L8CA1/L8CA2의 각각의 값이 B로 정의될 때, B < 1 < A |
만족 |
| 수학식13 | L1CA1 < L6CA1이고, L1CA2 < L6CA2 | 만족 |
| 수학식14 | 0.5 < |L4R1|/|L4R2| < 1.5 | 1.29 |
| 수학식15 | 0.1 < |L5R1|/|L5R2| < 5.5 | 5.04 |
| 수학식16 | 0.5 < |L6R1|/|L6R2| < 1.5 | 0.59 |
| 수학식 17 | 3 < |f5|/|f6| < 11 | 10.6 |
표 3은 제 1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식들의 항목에 대한 것으로, 상기 광학계(1000)의 TTL(Total track length), F값, Img, 상기 제 1 내지 제 8 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180) 각각의 초점 거리(f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7, f8), 최대 화각, 상기 제 1 내지 제 8 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180) 각각의 유효반경의 크기 및 변곡점의 위치 등에 대한 것이다.
또한, 표 4는 제 1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 17에 대한 결과 값에 대한 것이다.
표 4를 참조하면, 제 1 실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 17 중 적어도 하나의 수학식을 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 제 1 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 수학식 17을 모두 만족하는 것을 알 수 있다.
이에 따라, 제 1 실시예에 따른 광학계(1000)는 도 2 내지 도 4와 같은 MTF(Modulation Transfer Function) 특성 및 수차 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 도 4는 제 1 실시예에 따른 광학계(1000)의 수차도에 대한 그래프로, 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distorion)를 측정한 그래프이다. 도 4에서 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, dir 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.
이어서, 도 5 내지 도 8을 참조하여 제 2 실시예에 따른 광학계(1000)를 보다 상세히 설명한다.
도 5는 제 2 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 6 내지 도 8은 제 2 실시예에 따른 광학계의 MTF 특성, 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 5를 참조하면, 제 2 실시예에 따른 광학계(1000)는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 순차적으로 배치되는 제 1 렌즈(110), 제 2 렌즈(120), 제 3 렌즈(130), 제 4 렌즈(140), 제 5 렌즈(150), 제 6 렌즈(160), 제 7 렌즈(170), 제 8 렌즈(180) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 내지 제 8 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180)은 상기 광학계(1000)의 광축을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 복수의 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180)과 상기 이미지 센서(300) 사이에는 필터(500)가 배치될 수 있다. 상기 필터(500)는 상기 제 8 렌즈(180)와 상기 이미지 센서(300)의 사이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제 2 실시예에 따른 광학계(1000)는 조리개(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 조리개는 상기 제 1 렌즈(110)와 상기 제 2 렌즈(120) 사이에 배치될 수 있다.
| 렌즈 | 면 | 곡률반경 | 두꼐 또는 거리 | 굴절률 | 아베수 |
| 제 1 렌즈 | 제 1 면 | 2.620 | 0.331 | 1.55 | 56.11 |
| 제 2 면 | 2.550 | 0.106 | |||
| 제 2 렌즈 | 제 3 면 | 2.390 | 0.721 | 1.55 | 56.11 |
| 제 4 면 | -20.61 | 0.101 | |||
| 제 3 렌즈 | 제 5 면 | 4.76 | 0.219 | 1.68 | 19.24 |
| 제 6 면 | 2.690 | 0.292 | |||
| 제 4 렌즈 | 제 7 면 | -188.500 | 0.203 | 1.55 | 56.11 |
| 제 8 면 | -145.90 | 0.108 | |||
| 제 5 렌즈 | 제 9 면 | 60.41 | 0.317 | 1.55 | 56.11 |
| 제 10 면 | -12.00 | 0.344 | |||
| 제 6 렌즈 | 제 11 면 | -5.930 | 0.350 | 1.68 | 19.24 |
| 제 12 면 | 9.980 | 0.131 | |||
| 제 7 렌즈 | 제 13 면 | 2.090 | 0.637 | 1.62 | 25.59 |
| 제 14 면 | 6.61 | 0.554 | |||
| 제 8 렌즈 | 제 15 면 | 3.51 | 0.654 | 1.54 | 55.66 |
| 제 16 면 | 1.63 | 0.287 | |||
| 필터 | 제 17 면 | Infinity | 0.110 | 1.52 | 64.2 |
| 제 18 면 | Infinity | 0.703 | |||
| 이미지 센서 | 제 19 면 | Infinity | -0.012 |
표 5는 제 2 실시예에 따른 상기 제 1 내지 제 8 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180)의 곡률 반경(Radius of Curvature), 각 렌즈의 두께(Thickness), 각 렌즈 사이의 거리(distance), 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number)에 대한 것이다.
도 5 및 표 5를 참조하면, 제 2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제 1 렌즈(110)는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 1 렌즈(110)의 제1 면(S1)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 2 면(S2)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 상기 제 1 렌즈(110)는 전체적으로 상기 광축에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제 1 면(S1)은 비구면일 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 비구면일 수 있다.
상기 제 2 렌즈(120)는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 2 렌즈(120)의 제 3 면(S3)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 4 면(S4)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 상기 제 2 렌즈(120)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제 3 면(S3)은 비구면일 수 있고, 상기 제 4 면(S4)은 비구면일 수 있다.
상기 제 3 렌즈(130)는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 3 렌즈(130)의 제 5 면(S5)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 6 면(S6)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 상기 제 3 렌즈(130)는 전체적으로 상기 광축에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제 5 면(S5)은 비구면일 수 있고, 상기 제 6 면(S6)은 비구면일 수 있다.
상기 제 4 렌즈(140)는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 4 렌즈(140)의 제 7 면(S7)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 8 면(S8)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 상기 제 4 렌즈(140)는 전체적으로 상기 광축에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제 7 면(S7)은 비구면일 수 있고, 상기 제 8 면(S8)은 비구면일 수 있다.
상기 제 5 렌즈(150)는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 5 렌즈(150)의 제 9 면(S9)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 10 면(S10)은 상기 광축에서 센서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 상기 제 5 렌즈(150)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제 9 면(S9)은 비구면일 수 있고, 상기 제 10 면(S10)은 비구면일 수 있다.
상기 제 6 렌즈(160)는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 6 렌즈(160)의 제 11 면(S11)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 12 면(S12)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 상기 제 6 렌즈(160)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제 11 면(S11)은 비구면일 수 있고, 상기 제 12 면(S12)은 비구면일 수 있다.
상기 제 7 렌즈(170)는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 7 렌즈(170)의 제 13 면(S13)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 14 면(S14)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 상기 제 7 렌즈(170)는 전체적으로 상기 광축에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제 13 면(S13)은 비구면일 수 있고, 상기 제 14 면(S14)은 비구면일 수 있다.
상기 제 8 렌즈(180)는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 8 렌즈(180)의 제 15 면(S15)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 16 면(S16)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 상기 제 8 렌즈(180)는 전체적으로 상기 광축에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제 15 면(S15)은 비구면일 수 있고, 상기 제 16 면(S16)은 비구면일 수 있다.
제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 각 렌즈면의 비구면 계수의 값은 하기 표 6과 같다.
| Surface# | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| k= | -4.098716343 | -23.80383 | -19.96256 | 0 | 0 | -6.342727 | -6695.792 | -2296.04 |
| A4= | -0.131769096 | -0.070471 | 0.178607 | -0.03723 | -0.084796 | 0.0329224 | -0.00063 | 0.0004608 |
| A6= | -0.008156179 | -0.012535 | -0.020275 | -0.004568 | 0.0160505 | 0.0133452 | 2.89E-05 | -5.44E-05 |
| A8= | 0.003544388 | 0.0110074 | 0.005284 | -0.002215 | -0.00109 | 0.0008428 | 0.0001288 | -2.95E-05 |
| A10= | -0.000141777 | -0.004532 | -0.005958 | -0.001169 | 0.0002796 | 0.0003761 | -0.000111 | -0.000156 |
| A12= | -0.000212182 | 0.0011551 | 0.0003749 | -0.000239 | 0.0001266 | 0.0001106 | -2.94E-05 | -5.80E-05 |
| A14= | -4.25E-05 | -3.68E-05 | -0.000466 | -4.62E-05 | -1.02E-05 | 7.88E-06 | 2.46E-05 | -1.08E-05 |
| A16= | 1.36E-06 | 0.0002647 | -4.25E-05 | -2.57E-05 | -2.32E-05 | -2.45E-05 | 2.08E-05 | -1.38E-07 |
| A18= | -2.83E-06 | 9.27E-05 | -3.71E-05 | 2.08E-05 | 1.04E-05 | -2.05E-05 | -3.25E-06 | -3.04E-06 |
| A20= | 9.91E-06 | 8.03E-05 | 4.19E-05 | 9.35E-06 | 1.15E-05 | -3.81E-06 | -1.21E-05 | -1.22E-06 |
| Surface# | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| k= | 0 | 0 | 2.8338804 | 0 | -7.235964 | 0.2755472 | -2.564573 | -5.60143 |
| A4= | -0.066337 | -0.007253 | -0.037236 | -0.856407 | -1.212553 | -1.471081 | -3.027338 | -3.269729 |
| A6= | 0.0139682 | 0.0426742 | 0.0355062 | 0.2297972 | 0.0195827 | 0.0057606 | 1.407233 | 0.8581745 |
| A8= | 0.0007412 | -0.005259 | -0.021928 | -0.082935 | 0.0483257 | 0.0391252 | -0.617782 | -0.173363 |
| A10= | -0.003035 | -0.009753 | -0.012712 | -0.011077 | 0.0089285 | -0.059019 | 0.2054749 | 0.0195263 |
| A12= | -0.001494 | -0.00147 | -0.005652 | -0.011873 | -0.017546 | -0.016343 | -0.101847 | -0.115885 |
| A14= | -0.000478 | 0.0013476 | -0.000634 | 0.0003851 | -0.014659 | -0.014474 | 0.0097398 | -0.043672 |
| A16= | -0.0002 | 0.0006845 | -0.001343 | -0.004737 | -0.011613 | -0.004665 | -0.024526 | -0.038505 |
| A18= | -6.09E-05 | 0.0002414 | -0.000587 | -0.00175 | -0.004269 | -0.000503 | 0.0015032 | -0.008041 |
| A20= | -2.44E-06 | 9.54E-05 | -6.52E-05 | -0.000592 | -0.001015 | -0.000612 | -0.006041 | -0.00503 |
| 제 2 실시예 | |
| FOV(θ) | 76.0° |
| F | 2.2 |
| TTL | 6.16 |
| Img | 4.0 |
| Yc72 | 1.04879 |
| Yc82 | 1.53004 |
| sAPE1 | 1.53 |
| sAPE2 | 1.42 |
| sAPE3 | 1.12 |
| sAPE4 | 1.18 |
| sAPE5 | 1.23 |
| sAPE6 | 1.25 |
| sAPE7 | 1.26 |
| sAPE8 | 1.39 |
| sAPE9 | 1.39 |
| sAPE10 | 1.50 |
| sAPE11 | 1.64 |
| sAPE12 | 1.78 |
| sAPE13 | 1.93 |
| sAPE14 | 2.49 |
| sAPE15 | 2.69 |
| sAPE16 | 3.20 |
| EFL | 5.0382 |
| f1 | 261.87 |
| f2 | 3.96 |
| f3 | -9.51 |
| f4 | 1179.18 |
| f5 | 18.34 |
| f6 | -5.43 |
| f7 | 4.68 |
| f8 | -6.47 |
| f456 | 29.581 |
| L1CA | 4.0 |
| L2CA | 4.0 |
| 수학식 | 결과값 | |
| 수학식1 | -0.2 < f8/f1 < 0 | -0.025 |
| 수학식2 | 0.5 < TTL/(2 * Img) < 1.0 | 0.77 |
| 수학식3 | F수(F number) ≤ 2.3 | 2.2 |
| 수학식4 | N1 < 1.6 | 1.54 |
| 수학식5 | TTL < 6.5 | 6.16 |
| 수학식6 | 60° < FOV(θ) | 76 |
| 수학식7 | 1 < L1CA1/L1CA2이고, 0.3 < L1CA2/L1CA < 0.5 |
0.36 |
| 수학식8 | L2CA1/L2CA2 < 1이고, 0.2 < L2CA1/L2CA < 0.4 |
0.28 |
| 수학식9 | 0.1 < Yc82/EFL < 0.5 | 0.3 |
| 수학식10 | 0.2 < Yc72/EFL < 0.4 | 0.21 |
| 수학식11 | 0.1 < |EFL/f456| < 1 | 0.17 |
| 수학식12 | L1CA1/L1CA2의 값이 A로 정의되고, L2CA1/L2CA2, L3CA1/L3CA2, L4CA1/L4CA2, L4CA1/L4CA2, L5CA1/L5CA2, L46A1/L6CA2, L7CA1/L7CA2 및 L8CA1/L8CA2의 각각의 값이 B로 정의될 때, B < 1 < A |
만족 |
| 수학식13 | L1CA1 < L6CA1이고, L1CA2 < L6CA2 | 만족 |
| 수학식14 | 0.5 < |L4R1|/|L4R2| < 1.5 | 1.29 |
| 수학식15 | 0.1 < |L5R1|/|L5R2| < 5.5 | 5.03 |
| 수학식16 | 0.5 < |L6R1|/|L6R2| < 1.5 | 0.59 |
| 수학식 17 | 3 < |f5|/|f6| < 11 | 3.38 |
표 7은 제 2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식들의 항목에 대한 것으로, 상기 광학계(1000)의 TTL(Total track length), F값, Img, 상기 제 1 내지 제 8 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180) 각각의 초점 거리(f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7, f8), 최대 화각, 상기 제 1 내지 제 8 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180) 각각의 유효반경의 크기 및 변곡점의 위치 등에 대한 것이다.
또한, 표 8은 제 2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 에 대한 결과 값에 대한 것이다.
표 8을 참조하면, 제 2 실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 17 중 적어도 하나를 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 제 2 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 수학식 17을 모두 만족하는 것을 알 수 있다.
이에 따라, 제 2 실시예에 따른 광학계(1000)는 도 6 내지 도 8과 같은 MTF(Modulation Transfer Function) 특성 및 수차 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 도 8은 제 2 실시예에 따른 광학계(1000)의 수차도에 대한 그래프로, 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distorion)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, dir 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.
이어서, 도 9 내지 도 12를 참조하여 제 3 실시예에 따른 광학계(1000)를 보다 상세히 설명한다.
도 9는 제 3 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 10 내지 도 12는 제 3 실시예에 따른 광학계의 MTF 특성, 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 9를 참조하면, 제 3 실시예에 따른 광학계(1000)는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 순차적으로 배치되는 제 1 렌즈(110), 제 2 렌즈(120), 제 3 렌즈(130), 제 4 렌즈(140), 제 5 렌즈(150), 제 6 렌즈(160), 제 7 렌즈(170), 제 8 렌즈(180) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 내지 제 8 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180)은 상기 광학계(1000)의 광축을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 복수의 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180)과 상기 이미지 센서(300) 사이에는 필터(500)가 배치될 수 있다. 상기 필터(500)는 상기 제 8 렌즈(180)와 상기 이미지 센서(300)의 사이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제 3 실시예에 따른 광학계(1000)는 조리개(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 조리개는 상기 제 1 렌즈(110)와 상기 제 2 렌즈(120) 사이에 배치될 수 있다.
| 렌즈 | 면 | 곡률반경 | 두꼐 또는 거리 | 굴절률 | 아베수 |
| 제 1 렌즈 | 제 1 면 | 2.620 | 0.325 | 1.55 | 56.11 |
| 제 2 면 | 2.510 | 0.100 | |||
| 제 2 렌즈 | 제 3 면 | 2.310 | 0.792 | 1.55 | 56.11 |
| 제 4 면 | -14.81 | 0.114 | |||
| 제 3 렌즈 | 제 5 면 | 5.19 | 0.223 | 1.68 | 19.24 |
| 제 6 면 | 2.58 | 0.320 | |||
| 제 4 렌즈 | 제 7 면 | 27.18 | 0.182 | 1.55 | 56.11 |
| 제 8 면 | 35.46 | 0.129 | |||
| 제 5 렌즈 | 제 9 면 | 43.61 | 0.281 | 1.55 | 56.11 |
| 제 10 면 | -327.38 | 0.332 | |||
| 제 6 렌즈 | 제 11 면 | -10.05 | 0.253 | 1.68 | 19.24 |
| 제 12 면 | 8.34 | 0.100 | |||
| 제 7 렌즈 | 제 13 면 | 2.07 | 0.636 | 1.62 | 25.59 |
| 제 14 면 | 5.60 | 0.602 | |||
| 제 8 렌즈 | 제 15 면 | 3.23 | 0.653 | 1.54 | 55.66 |
| 제 16 면 | 1.71 | 0.315 | |||
| 필터 | 제 17 면 | Infinity | 0.110 | 1.52 | 64.2 |
| 제 18 면 | Infinity | 0.703 | |||
| 이미지 센서 | 제 19 면 | Infinity | -0.015 |
표 9는 제 3 실시예에 따른 상기 제 1 내지 제 8 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180)의 곡률 반경(Radius of Curvature), 각 렌즈의 두께(Thickness), 각 렌즈 사이의 거리(distance), 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number)에 대한 것이다.
도 9 및 표 9를 참조하면, 제 3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제 1 렌즈(110)는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 1 렌즈(110)의 제 1 면(S1)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 2 면(S2)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 상기 제 1 렌즈(110)는 전체적으로 상기 광축에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제 1 면(S1)은 비구면일 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 비구면일 수 있다.
상기 제 2 렌즈(120)는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 2 렌즈(120)의 제 3 면(S3)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 4 면(S4)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 상기 제 2 렌즈(120)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제 3 면(S3)은 비구면일 수 있고, 상기 제 4 면(S4)은 비구면일 수 있다.
상기 제 3 렌즈(130)는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 3 렌즈(130)의 제 5 면(S5)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 6 면(S6)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 상기 제 3 렌즈(130)는 전체적으로 상기 광축에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제 5 면(S5)은 비구면일 수 있고, 상기 제 6 면(S6)은 비구면일 수 있다.
상기 제 4 렌즈(140)는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 4 렌즈(140)의 제 7 면(S7)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 8 면(S8)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 상기 제 4 렌즈(140)는 상기 광축에서 전체적으로 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제 7 면(S7)은 비구면일 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 비구면일 수 있다.
상기 제 5 렌즈(150)는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 5 렌즈(150)의 제 9 면(S9)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 10 면(S10)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 상기 제 5 렌즈(150)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제 9 면(S9)은 비구면일 수 있고, 상기 제 10 면(S10)은 비구면일 수 있다.
상기 제 6 렌즈(160)는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 6 렌즈(160)의 제 11 면(S11)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 12 면(S12)은 v 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 상기 제6 렌즈(160)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제 11 면(S11)은 비구면일 수 있고, 상기 제 12 면(S12)은 비구면일 수 있다.
상기 제 7 렌즈(170)는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 7 렌즈(170)의 제 13 면(S13)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 14 면(S14)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 상기 제 7 렌즈(170)는 전체적으로 상기 광축에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제 13 면(S13)은 비구면일 수 있고, 상기 제 14 면(S14)은 비구면일 수 있다.
상기 제 8 렌즈(180)는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 8 렌즈(180)의 제 15 면(S15)은 상기 광축에서 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 16 면(S16)은 상기 광축에서 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 상기 제 8 렌즈(180)는 전체적으로 상기 광축에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제 15 면(S15)은 비구면일 수 있고, 상기 제 16 면(S16)은 비구면일 수 있다.
제 3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 각 렌즈면의 비구면 계수의 값은 하기 표 10과 같다.
| Surface# | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| k= | -4.053691083 | -23.911 | -19.97833 | 0 | 0 | -6.256807 | -2533.234 | -3445.084 |
| A4= | -0.131068219 | -0.070808 | 0.1781043 | -0.03723 | -0.084796 | 0.0335886 | 0.0006434 | -0.000346 |
| A6= | -0.00865904 | -0.012482 | -0.020596 | -0.004568 | 0.0160505 | 0.0131379 | 0.0005173 | -0.000646 |
| A8= | 0.003257353 | 0.0107567 | 0.0055666 | -0.002215 | -0.00109 | 0.0005882 | -0.000165 | -0.000225 |
| A10= | 4.07E-05 | -0.004272 | -0.005914 | -0.001169 | 0.0002796 | 0.0002197 | -0.000285 | -5.37E-05 |
| A12= | -0.000159463 | 0.0011575 | 0.0004383 | -0.000239 | 0.0001266 | 7.45E-05 | 0.0004632 | 0.0002587 |
| A14= | 3.09E-05 | -0.000196 | -0.000594 | -4.62E-05 | -1.02E-05 | -8.98E-06 | -2.65E-05 | 9.55E-05 |
| A16= | 1.52E-05 | 8.79E-05 | -0.000106 | -2.57E-05 | -2.32E-05 | -1.58E-05 | -0.000132 | 2.65E-05 |
| A18= | -8.45E-06 | -2.37E-05 | 8.21E-05 | 2.08E-05 | 1.04E-05 | -8.01E-06 | -0.000109 | -9.32E-05 |
| A20= | -3.88E-06 | 4.63E-05 | 3.50E-05 | 9.35E-06 | 1.15E-05 | 4.75E-07 | 5.44E-06 | -0.000166 |
| Surface# | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| k= | 0 | 0 | 7.7606722 | 0 | -7.464315 | 0.3483474 | -2.237461 | -4.8886 |
| A4= | -0.066337 | -0.007253 | -0.043301 | -0.832965 | -1.231466 | -1.506972 | -2.910957 | -3.784791 |
| A6= | 0.0139682 | 0.0426742 | 0.0322691 | 0.2287982 | 0.0284572 | 0.0343134 | 1.4260999 | 0.9824314 |
| A8= | 0.0007412 | -0.005259 | -0.020728 | -0.086493 | 0.0460922 | 0.0304407 | -0.643219 | -0.161105 |
| A10= | -0.003035 | -0.009753 | -0.012814 | -0.009777 | 0.0085254 | -0.057532 | 0.1986173 | -0.017586 |
| A12= | -0.001494 | -0.00147 | -0.00679 | -0.012157 | -0.016454 | -0.013295 | -0.098952 | -0.107365 |
| A14= | -0.000478 | 0.0013476 | -2.32E-05 | 0.0006745 | -0.015094 | -0.017267 | -0.001373 | -0.036808 |
| A16= | -0.0002 | 0.0006845 | -0.000645 | -0.005228 | -0.01175 | -0.003555 | -0.019122 | -0.041298 |
| A18= | -6.09E-05 | 0.0002414 | -0.00013 | -0.001444 | -0.003996 | -0.000926 | -0.00131 | -0.015559 |
| A20= | -2.44E-06 | 9.54E-05 | 9.34E-05 | -0.000411 | -0.000938 | -0.000301 | -0.005344 | -0.007211 |
| 제 3 실시예 | |
| FOV(θ) | 65° |
| F | 2.3 |
| TTL | 6.18 |
| Img | 3.3 |
| Yc72 | 1.41925 |
| Yc82 | 1.22570 |
| sAPE1 | 1.49 |
| sAPE2 | 1.39 |
| sAPE3 | 1.10 |
| sAPE4 | 1.14 |
| sAPE5 | 1.18 |
| sAPE6 | 1.19 |
| sAPE7 | 1.23 |
| sAPE8 | 1.28 |
| sAPE9 | 1.33 |
| sAPE10 | 1.42 |
| sAPE11 | 1.54 |
| sAPE12 | 1.61 |
| sAPE13 | 1.75 |
| sAPE14 | 2.15 |
| sAPE15 | 2.28 |
| sAPE16 | 2.70 |
| EFL | 5.1861 |
| f1 | 2106.09 |
| f2 | 3.71 |
| f3 | -7.84 |
| f4 | 211.31 |
| f5 | 70.43 |
| f6 | -6.67 |
| f7 | 4.96 |
| f8 | -7.94 |
| f456 | -35.0739 |
| L1CA | 8.0 |
| L2CA | 8.0 |
| 수학식 | 결과값 | |
| 수학식1 | -0.2 < f8/f1 < 0 | -0.004 |
| 수학식2 | 0.5 < TTL/(2 * Img) < 1.0 | 0.94 |
| 수학식3 | F수(F number) ≤ 2.3 | 2.3 |
| 수학식4 | N1 < 1.6 | 1.54 |
| 수학식5 | TTL < 6.5 | 6.18 |
| 수학식6 | 60° < FOV(θ) | 65 |
| 수학식7 | 1 < L1CA1/L1CA2이고, 0.3 < L1CA2/L1CA < 0.5 |
0.35 |
| 수학식8 | L2CA1/L2CA2 < 1이고, 0.2 < L2CA1/L2CA < 0.4 |
0.28 |
| 수학식9 | 0.1 < Yc82/EFL < 0.5 | 0.24 |
| 수학식10 | 0.2 < Yc72/EFL < 0.4 | 0.27 |
| 수학식11 | 0.1 < |EFL/f456| < 1 | 0.15 |
| 수학식12 | L1CA1/L1CA2의 값이 A로 정의되고, L2CA1/L2CA2, L3CA1/L3CA2, L4CA1/L4CA2, L4CA1/L4CA2, L5CA1/L5CA2, L46A1/L6CA2, L7CA1/L7CA2 및 L8CA1/L8CA2의 각각의 값이 B로 정의될 때, B < 1 < A |
만족 |
| 수학식13 | L1CA1 < L6CA1이고, L1CA2 < L6CA2 | 만족 |
| 수학식14 | 0.5 < |L4R1|/|L4R2| < 1.5 | 0.77 |
| 수학식15 | 0.1 < |L5R1|/|L5R2| < 5.5 | 0.13 |
| 수학식16 | 0.5 < |L6R1|/|L6R2| < 1.5 | 1.21 |
| 수학식 17 | 3 < |f5|/|f6| < 11 | 10.56 |
표 11은 제 3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식들의 항목에 대한 것으로, 상기 광학계(1000)의 TTL(Total track length), F값, Img, 상기 제 1 내지 제 8 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180) 각각의 초점 거리(f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7, f8), 최대 화각, 상기 제 1 내지 제 8 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180) 각각의 유효반경의 크기 및 변곡점의 위치 등에 대한 것이다.
또한, 표 12는 제 3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 에 대한 결과 값에 대한 것이다.
표 12를 참조하면, 제 3 실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 중 적어도 하나를 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 제 3 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 수학식 을 모두 만족하는 것을 알 수 있다.
이에 따라, 제 3 실시예에 따른 광학계(1000)는 도 10 내지 도 12와 같은 MTF(Modulation Transfer Function) 특성 및 수차 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 도 12는 제 3 실시예에 따른 광학계(1000)의 수차도에 대한 그래프로, 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distorion)를 측정한 그래프이다. 도 12에서 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, dir 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.
도 13은 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.
도 13을 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 슬림한 구조를 가질 수 있고, 다양한 배율로 피사체를 촬영할 수 있다.
또한, 상기 이동 단말기(1)는 자동 초점 장치(31)를 더 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 레이저를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 상기 카메라 모듈(10)의 이미지를 이용한 자동 초점 기능이 저하되는 조건, 예컨대 10m 이하의 근접 또는 어두운 환경에서 주로 사용될 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 수직 캐비티 표면 방출 레이저(VCSEL) 반도체 소자를 포함하는 발광부와, 포토 다이오드와 같은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 수광부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이동 단말기(1)는 플래쉬 모듈(33)을 더 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(33)은 내부에 광을 발광하는 발광소자를 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(33)은 가시광 파장 대역의 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 상기 플래쉬 모듈(33)은 백색(white) 광 또는 백색과 유사한 색상의 광을 방출할 수 있다. 그러나, 실시예는 이에 제한하지 않으며 상기 플래쉬 모듈(33)은 다양한 색상의 광을 방출할 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.
Claims (12)
- 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 순차적으로 배치되는 제 1 내지 제 8 렌즈를 포함하고,
상기 제 1 렌즈는 상기 광축에서 물체 측 면이 볼록하고,
상기 제 8 렌즈는 상기 광축에서 물체 측 면이 볼록하고, 상기 광축에서 센서 측 면이 오목하고,
상기 제 1 렌즈는 상기 광축에서 양의 굴절력을 가지고,
상기 제 8 렌즈는 상기 광축에서 음의 굴절력을 가지고,
상기 제 1 렌즈와 상기 제 8 렌즈는 하기 수학식 1을 만족하는 광학계.
[수학식 1]
-0.2 < f8/f1 < 0
(수학식 1에서 f1은 상기 제 1 렌즈의 초점거리를 의미하고 f8은 상기 제 8 렌즈의 초점거리를 의미한다.) - 제 1항에 있어서,
상기 제 2 렌즈는 상기 광축에서 양의 굴절력을 가지고,
상기 제 3 렌즈는 상기 광축에서 음의 굴절력을 가지고,
상기 제 7 렌즈는 상기 광축에서 음의 굴절력을 가지는 광학계 - 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 제 8 렌즈는 하기의 수학식 9를 만족하는 광학계.
[수학식 9]
0.1 < Yc82/EFL < 0.5
(수학식 9에서 Yc82는 광축에서 상기 제 8 렌즈의 제 15 면의 변곡점까지의 수직거리를 의미하고, EFL은 상기 광학계의 유효 초점 거리를 의미한다.) - 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 제 7 렌즈는 하기의 수학식 10을 만족하는 광학계.
[수학식 10]
0.2 < Yc72/EFL < 0.4
(수학식 10에서 Yc72는 광축에서 상기 제 7 렌즈의 제 13 면의 변곡점까지의 수직거리를 의미하고, EFL은 상기 광학계의 유효 초점 거리를 의미한다.) - 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 제 4 렌즈, 상기 제 5 렌즈 및 상기 제 6 렌즈는 하기의 수학식 11을 만족하는 광학계.
[수학식 11]
0.1 < |EFL/f456| < 1
(수학식 11에서 EFL은 상기 광학계의 유효 초점 거리를 의미하고, f456은 제 4 렌즈, 제 5 렌즈 및 제 6 렌즈를 통과하는 광의 초점거리를 의미한다. - 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 순차적으로 배치되는 제 1 내지 제 8 렌즈를 포함하고,
상기 제 1 렌즈는 상기 광축에서 물체 측 면이 볼록하고,
상기 제 8 렌즈는 상기 광축에서 물체 측 면이 볼록하고, 상기 광축에서 센서 측 면이 오목하고,
상기 제 1 렌즈는 상기 광축에서 양의 굴절력을 가지고,
상기 제 8 렌즈는 상기 광축에서 음의 굴절력을 가지고,
상기 제 1 렌즈는 하기 수학식 7을 만족하는 광학계.
[수학식 7]
0.3 < L1CA2/L1CA < 0.5
(수학식 7에서 L1CA2는 제 1 렌즈의 센서 측 면의 유효경의 크기를 의미하고, L1CA는 제 1 렌즈의 직경 크기를 의미한다.) - 제 6항에 있어서,
상기 제 1 렌즈는 물체 측 면의 유효경 크기가 센서 측 면의 유효경 크기보다 크고,
상기 제 2 렌즈 내지 상기 제 8 렌즈는 물체 측 면의 유효경 크기가 센서 측 면의 유효경 크기보다 작은 광학계. - 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
상기 제 2 렌즌느 하기 수학식 8을 만족하는 광학계.
[수학식 8]
0.2 < L2CA1/L2CA < 0.4
(수학식 8에서 L2CA1은 제 2 렌즈(120)의 물체 측 면의 유효경의 크기를 의미하고, L2CA는 제 2 렌즈의 직경 크기를 의미한다.) - 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
상기 제 1 렌즈 및 상기 제 6 렌즈는 하기의 수학식 13을 만족하는 광학계.
[수학식 13]
L1CA1 < L6CA1이고, L1CA2 < L6CA2
수학식 13에서 L1CA1은 제 1 렌즈의 물체 측 면의 유효경의 크기를 의미하고, L1CA2는 제 1 렌즈의 센서 측 면의 유효경의 크기를 의미하고, L6CA1은 제 6 렌즈의 물체 측 면의 유효경의 크기를 의미하고, L6CA2는 제 6 렌즈의 센서 측 면의 유효경의 크기를 의미한다. - 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
상기 제 1 렌즈 및 상기 제 4 렌즈는 하기의 수학식 14를 만족하는 광학계.
[수학식 14]
0.5 < |L4R1|/|L4R2| < 1.5
(수학식 14에서 L4R1은 제 4 렌즈의 물체 측 면의 곡률 반경을 의미하고, L4R2는 제 4 렌즈(140)의 센서 측 면의 곡률 반경을 의미한다.) - 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
상기 제 1 렌즈 및 상기 제 5 렌즈는 하기의 수학식 15를 만족하는 광학계.
[수학식 15]
0.1 < |L5R1|/|L5R2| < 5.5
(수학식 15에서 L5R1은 제 5 렌즈의 물체 측 면의 곡률 반경을 의미하고, L5R2는 제 5 렌즈(150)의 센서 측 면의 곡률 반경을 의미한다.) - 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
상기 제 1 렌즈 및 상기 제 6 렌즈는 하기의 수학식 16을 만족하는 광학계.
[수학식 16]
1 < |L6R1|/|L6R2| < 6
(수학식 16에서 L6R1은 제 6 렌즈의 물체 측 면의 곡률 반경을 의미하고, L6R2는 제 6 렌즈(160)의 센서 측 면의 곡률 반경을 의미한다.)
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| KR1020210055268A KR20220148028A (ko) | 2021-04-28 | 2021-04-28 | 광학계 |
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- 2021-04-28 KR KR1020210055268A patent/KR20220148028A/ko active Search and Examination
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