KR20230009727A - 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

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KR20230009727A
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최영환
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제9 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제7 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제9 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제1 내지 제9 렌즈 각각의 상기 광축에서의 두께는 상기 제7 렌즈가 가장 두꺼울 수 있다.

Description

광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈{OPTICAL SYSTEM AND CAMERA MODULE INCLDUING THE SAME}
실시예는 향상된 광학 성능을 위한 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 대한 것이다.
카메라 모듈은 객체를 촬영하여 이미지 또는 동영상으로 저장하는 기능을 수행하며 다양한 어플리케이션에 장착되고 있다. 특히 카메라 모듈은 초소형으로 제작되어 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대용 디바이스뿐만 아니라 드론, 차량 등에 적용되어 다양한 기능을 제공하고 있다.
예를 들어, 카메라 모듈의 광학계는 상(image)를 결상하는 촬상 렌즈, 결상된 상을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이때, 상기 카메라 모듈은 이미지 센서와 촬상 렌즈 사이의 간격을 자동 조절하여 렌즈의 초점거리를 정렬하는 오토포커스(autofocus, AF) 기능을 수행할 수 있고, 줌 렌즈(zoom lens)를 통해 원거리의 객체의 배율을 증가 또는 감소시켜 촬영하는 줌 업(zoom up) 또는 줌 아웃(zoom out)의 주밍(zooming) 기능을 수행할 수 있다. 또한, 카메라 모듈은 영상 흔들림 방지(image stabilization, IS)기술을 채용하여 불안정한 고정장치 혹은 사용자의 움직임에 기인한 카메라의 움직임으로 인한 영상의 흔들림을 보정하거나 방지하는 기술이 채용되고 있다.
이러한 카메라 모듈이 상(image)을 얻기 위해 가장 중요한 요소는 상(image)을 결상하는 촬상 렌즈이다. 최근 고해상도에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이를 구현하기 위해 복수의 렌즈를 포함하는 광학계에 대한 연구가 진행되고 있다. 예를 들어, 고해상도 구현을 위해 양(+)의 굴절력 또는 음(-)의 굴절력을 가지는 복수의 촬상 렌즈를 이용한 연구가 진행되고 있다.
그러나, 복수의 렌즈를 포함할 경우 우수한 광학적 특성, 수차 특성을 도출하기 어려운 문제점이 있다. 또한, 복수의 렌즈를 포함할 경우, 상기 복수의 렌즈의 두께, 간격, 크기 등에 의해 전체 길이, 높이 등이 증가할 수 있고, 이로 인해 상기 복수의 렌즈를 포함하는 모듈의 전체 크기가 증가하는 문제가 있다.
또한, 고해상도, 고화질 구현을 위해 이미지 센서의 크기가 증가하고 있다. 그러나, 이미지 센서의 크기가 증가할 경우 복수의 렌즈를 포함하는 광학계의 TTL(Total track length) 또한 증가하며, 이로 인해 상기 광학계를 포함하는 카메라, 이동 단말기 등의 두께 역시 증가하는 문제가 있다.
따라서, 상술한 문제를 해결할 수 있는 새로운 광학계가 요구된다.
실시예는 광학 특성이 향상된 광학계를 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 화각의 중심부와 주변부에서 우수한 광학 성능을 가지는 광학계를 제공하고자 한다,
또한, 실시예는 슬림한 구조를 가질 수 있는 광학계를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제9 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제7 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제9 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제1 내지 제9 렌즈 각각의 상기 광축에서의 두께는 상기 제7 렌즈가 가장 두꺼울 수 있다.
또한, 상기 제7 렌즈는 하기 수학식을 만족할 수 있다.
0 < L7_ET / L7_CT < 1
(L7_CT는 상기 제7 렌즈의 상기 광축에서의 두께이고, L7_ET는 상기 제7 렌즈의 물체 측 면의 유효 영역 끝단과 상기 제7 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단 사이의 상기 광축 방향 거리이다.)
또한, 상기 광축에서 상기 제7 렌즈의 물체 측 면은 볼록한 형상을 가지고 센서 측 면은 볼록한 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 제7 렌즈의 굴절률은 1.6보다 클 수 있다.
또한, 상기 제1 렌즈 또는 상기 제3 렌즈는 상기 제1 내지 제9 렌즈 중 가장 작은 유효경(clear aperture) 크기를 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 렌즈의 센서 측 면은 조리개 역할을 수행할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제9 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제7 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제9 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제7 및 제9 렌즈는 하기 수학식을 만족할 수 있다.
1 < L7_CT / L9_CT < 3
(L7_CT는 상기 제7 렌즈의 상기 광축에서의 두께이고, L9_CT는 상기 제9 렌즈의 상기 광축에서의 두께이다.)
또한, 상기 제1 내지 제9 렌즈 각각의 상기 광축에서의 두께는 상기 제7 렌즈가 가장 두꺼울 수 있다.
또한, 상기 제8 렌즈는 하기 수학식을 만족할 수 있다.
0.2 < L8_CT / L8_ET < 1
(L8_CT는 상기 제8 렌즈의 상기 광축에서의 두께이고, L8_ET는 상기 제8 렌즈의 물체 측 면의 유효 영역 끝단과 상기 제8 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단 사이의 상기 광축 방향 거리이다.)
또한, 상기 제8 렌즈의 물체 측 면은 오목한 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 제7 및 제8 렌즈는 하기 수학식을 만족할 수 있다.
1.4 < L7_CT / L8_CT < 3.5
(L7_CT는 상기 제7 렌즈의 상기 광축에서의 두께이고, L8_CT는 상기 제8 렌즈의 상기 광축에서의 두께이다.)
또한, 상기 광축을 시작점으로 하고 상기 제7 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 제7 및 제8 렌즈 사이의 상기 광축 방향 간격은, 상기 광축에서 상기 제7 렌즈의 센서 측 면 상에 위치한 제7 지점으로 갈수록 커지고, 상기 제7 지점에서 상기 제7 렌즈의 센서 측 면 상에 위치한 제8 지점으로 갈수록 작아지고, 상기 제8 지점은 상기 제7 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단일 수 있다.
또한, 상기 광축을 시작점으로 하고 상기 제7 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역의 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 제7 지점은 상기 광축의 수직인 방향을 기준으로 60% 내지 90%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 광축을 시작점으로 하고 상기 제7 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 제7 및 제8 렌즈 사이의 상기 광축 방향 간격은, 상기 광축에서 상기 제7 렌즈의 센서 측 면 상에 위치한 제7 지점으로 갈수록 커지고, 상기 제7 지점에서 상기 제7 렌즈의 센서 측 면 상에 위치한 제8 지점으로 갈수록 작아지고, 상기 제8 지점에서 상기 제7 렌즈의 센서 측 면 상에 위치한 제9 지점으로 갈수록 커지고, 상기 제9 지점은 상기 제7 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단일 수 있다.
또한, 상기 광축을 시작점으로 하고 상기 제7 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역의 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 제7 지점은 상기 광축의 수직인 방향을 기준으로 50% 내지 70%인 위치에 배치되고, 상기 제8 지점은 80% 내지 95%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제9 렌즈 및 상기 제1 및 제2 렌즈 사이에 배치되는 조리개를 포함하고, 상기 물체 및 상기 조리개 사이에 배치되는 상기 제1 렌즈는 제1 렌즈군으로 정의하고, 상기 조리개 및 상기 센서 사이에 배치되는 상기 제2 내지 제9 렌즈는 제2 렌즈군으로 정의하고, 상기 제1 렌즈군 및 상기 제2 렌즈군 각각의 초점 거리는 양의 값을 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 렌즈군은 하기 수학식을 만족할 수 있다.
5 < f_G1 / f_G2 < 20
(f_G1은 상기 제1 렌즈군의 초점 거리이고, f_G2는 상기 제2 렌즈군의 초점 거리이다.)
또한, 상기 제1 내지 제9 렌즈 각각의 상기 광축에서의 두께는 상기 제7 렌즈가 가장 두꺼울 수 있다.
또한, 실시예에 따른 카메라 모듈은 상기 광학계를 포함하고, 하기 수학식을 만족할 수 있다.
3 < F / BFL < 8
(F는 상기 광학계의 전체 초점 거리이고, BFL(Back focal length)은 상기 센서와 최인접한 렌즈의 센서 측 면과 상기 센서의 상면까지의 상기 광축에서의 거리이다.)
실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 광학계는 복수의 렌즈들이 설정된 형상, 굴절력, 두께, 간격 등을 가짐에 따라 향상된 해상력을 가질 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 향상된 색수차, 왜곡(distortion) 및 수차 제어 특성을 가질 수 있고, 화각(FOV)의 중심부 뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광학계는 향상된 광학 특성을 가지며 작은 TTL(Total track length)을 가질 수 있어, 상기 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈은 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 광학계의 공간주파수에 대한 MTF 그래프이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 광학계의 회절 MTF에 대한 그래프이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 광학계의 수차도이다.
도 5는 제2 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 6은 제2 실시예에 따른 광학계의 공간주파수에 대한 MTF 그래프이다.
도 7은 제2 실시예에 따른 광학계의 회절 MTF에 대한 그래프이다.
도 8은 제2 실시예에 따른 광학계의 수차도이다.
도 9는 제3 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 10은 제3 실시예에 따른 광학계의 공간주파수에 대한 MTF 그래프이다.
도 11은 제3 실시예에 따른 광학계의 회절 MTF에 대한 그래프이다.
도 12는 제3 실시예에 따른 광학계의 수차도이다.
도 13은 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우 뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우 뿐만 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 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, "물체 측 면"은 광축을 기준으로 물체 측을 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있고, "센서 측 면"은 광축을 기준으로 촬상면(이미지 센서)을 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있다.
또한, 렌즈의 면이 볼록하다는 것은 광축에서의 렌즈 면이 볼록한 형상을 가지는 것을 의미할 수 있고, 렌즈의 면이 오목하다는 것은 광축에서의 렌즈 면이 오목한 형상을 가지는 것을 의미할 수 있다.
또한, 렌즈 데이터에 대한 표에 기재된 곡률 반경, 중심 두께, 렌즈 사이의 간격은 광축에서의 값을 의미할 수 있다.
또한, 수직 방향은 광축과 수직인 방향을 의미할 수 있고, 렌즈 또는 렌즈면의 끝단은 입사된 광이 통과하는 렌즈의 유효 영역의 끝단을 의미할 수 있다.
또한, 렌즈면의 유효경의 크기는 측정 방법 등에 따라 최대 ±0.4mm 정도의 측정 오차를 가질 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 복수의 렌즈들(100)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(1000)는 5매 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)는 8매 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 광학계(1000)는 9매 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 복수의 렌즈들(100)은 물체 측으로부터 이미지 센서(300) 측으로 순차적으로 배치되는 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140), 제5 렌즈(150), 제6 렌즈(160), 제7 렌즈(170), 제8 렌즈(180), 제9 렌즈(190)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제9 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190)은 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
물체의 정보에 해당하는 광은 상기 제1 렌즈(110), 상기 제2 렌즈(120), 상기 제3 렌즈(130), 상기 제4 렌즈(140), 상기 제5 렌즈(150), 상기 제6 렌즈(160), 상기 제7 렌즈(170), 상기 제8 렌즈(180) 및 상기 제9 렌즈(190)를 통과하여 이미지 센서(300)에 입사될 수 있다.
상기 복수의 렌즈들(100) 각각은 유효 영역 및 비유효 영역을 포함할 수 있다. 상기 유효 영역은 상기 제1 내지 제9 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190) 각각에 입사된 광이 통과하는 영역일 수 있다. 즉, 상기 유효 영역은 입사된 광이 굴절되어 광학 특성을 구현하는 영역일 수 있다.
상기 비유효 영역은 상기 유효 영역 둘레에 배치될 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 복수의 렌즈들(100)에서 광이 입사되지 않는 영역일 수 있다. 즉, 상기 비유효 영역은 상기 광학 특성과 무관한 영역일 수 있다. 또한, 상기 비유효 영역은 상기 렌즈를 수용하는 배럴(미도시) 등에 고정되는 영역일 수 있다.
상기 광학계(1000)는 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 이미지 센서(300)는 광을 감지할 수 있다. 자세하게, 상기 이미지 센서(300)는 상기 복수의 렌즈들(100), 자세하게 상기 복수의 렌즈들(100)을 순차적으로 통과한 광을 감지할 수 있다. 상기 이미지 센서(300)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등 입사되는 광을 감지할 수 있는 소자를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 필터(500)를 더 포함할 수 있다. 상기 필터(500)는 상기 복수의 렌즈들(100)과 상기 이미지 센서(300) 사이에는 배치될 수 있다. 상기 필터(500)는 상기 복수의 렌즈들(100) 중 상기 이미지 센서(300)와 가장 인접하게 배치된 마지막 렌즈와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(100)가 9매 렌즈를 포함할 경우, 상기 필터(500)는 상기 제9 렌즈(190)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 반사할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광학계(1000)는 조리개(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 조리개는 상기 광학계(1000)에 입사되는 광량을 조절할 수 있다.
상기 조리개는 설정된 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 조리개는 상기 복수의 렌즈들(100)보다 물체와 인접한 상기 복수의 렌즈들(100)의 전방에 위치하거나 상기 복수의 렌즈들(100) 후방에 위치할 수 있다. 또한, 상기 조리개는 상기 복수의 렌즈들(100) 중 선택되는 두 렌즈 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 조리개는 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120) 사이에 위치할 수 있다.
이와 다르게, 상기 복수의 렌즈들(100) 중 선택되는 적어도 하나의 렌즈는 조리개 역할을 수행할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 내지 제9 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190) 중 선택되는 하나의 렌즈의 물체 측 면 또는 센서 측 면은 광량을 조절하는 조리개 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈(110)의 센서 측 면(제2 면(S2))은 조리개 역할을 수행할 수 있다.
상기 복수의 렌즈들(100)은 상기 조리개를 기준으로 하나 또는 복수의 렌즈군으로 구분할 수 있다. 자세하게, 상기 조리개가 복수의 렌즈들(100) 중 인접한 두 렌즈 사이에 위치할 경우 물체와 상기 조리개 사이에 배치된 적어도 하나의 렌즈는 제1 렌즈군(G1)으로, 상기 조리개와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치된 적어도 하나의 렌즈는 제2 렌즈군(G2)으로 정의할 수 있다.
예를 들어, 상기 조리개가 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120) 사이에 배치되거나, 상기 제1 렌즈(110)의 센서 측 면(제2 면(S2))이 조리개 역할을 수행할 수 있다. 이 경우 상기 제1 렌즈(110)는 상기 제1 렌즈군(G1)으로 정의할 수 있고, 상기 제2 내지 제9 렌즈(120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190)은 상기 제2 렌즈군(G2)으로 정의할 수 있다.
상기 광학계(1000)는 적어도 하나의 광 경로 변경 부재(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 광 경로 변경 부재는 외부에서 입사된 광을 반사해 광의 경로를 변경할 수 있다. 상기 광 경로 변경 부재는 반사경, 프리즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광 경로 변경 부재는 직각 프리즘을 포함할 수 있다. 상기 광 경로 변경 부재가 직각 프리즘을 포함할 경우, 상기 광 경로 변경 부재는 입사광의 경로를 90도의 각도로 반사해 광의 경로를 변경할 수 있다.
상기 광 경로 변경 부재는 상기 복수의 렌즈들(100)보다 물체 측과 인접하게 배치될 수 있다. 즉, 상기 광학계(1000)가 하나의 상기 광 경로 변경 부재를 포함할 경우, 물체 측으로부터 센서 방향으로 광 경로 변경 부재, 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140), 제5 렌즈(150), 제6 렌즈(160), 제7 렌즈(170), 제8 렌즈(180), 제9 렌즈(190), 필터(500) 및 이미지 센서(300) 순서로 배치될 수 있다. 이와 다르게, 상기 광 경로 변경 부재는 상기 복수의 렌즈들(100) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 광 경로 변경 부재는 제n 렌즈와 제n+1 렌즈 사이에 배치될 수 있다. 이와 다르게, 상기 광 경로 변경 부재는 상기 복수의 렌즈들(100)과 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다.
상기 광 경로 변경 부재는 외부에서 입사된 광의 경로를 설정된 방향으로 변경할 수 있다. 예를 들어, 상기 광 경로 변경 부재가 상기 복수의 렌즈들(100)보다 물체 측과 인접하게 배치될 경우, 상기 광 경로 변경 부재는 상기 광 경로 변경 부재에 제1 방향으로 입사된 광의 경로를 상기 복수의 렌즈들(100)의 배치 방향인 제2 방향(복수의 렌즈들(100)이 이격된 방향으로 도면의 광축(OA) 방향)으로 변경할 수 있다.
상기 광학계(1000)가 광 경로 변경 부재를 포함할 경우, 상기 광학계는 카메라의 두께를 감소시킬 수 있는 폴디드(folded) 카메라에 적용할 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)가 상기 광 경로 변경 부재를 포함할 경우, 상기 광학계(1000)가 적용된 기기의 표면과 수직한 방향으로 입사된 광을 상기 기기의 표면과 평행한 방향으로 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 복수의 렌즈들(100)을 포함하는 상기 광학계(1000)는 상기 기기 내에서 보다 얇은 두께를 가질 수 있어, 상기 기기는 보다 얇게 제공될 수 있다.
예를 들어, 상기 광학계(1000)가 상기 광 경로 변경 부재를 포함하지 않을 경우, 상기 기기 내에서 상기 복수의 렌즈들(100)은 상기 기기의 표면과 수직한 방향으로 연장하며 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 렌즈들(100)을 포함하는 광학계(1000)는 상기 기기의 표면과 수직한 방향으로 높은 높이를 가지게 되며 이로 인해 상기 광학계(1000) 및 이를 포함하는 기기의 두께를 얇게 형성하기 어려울 수 있다.
그러나, 상기 광학계(1000)가 상기 광 경로 변경 부재를 포함할 경우, 상기 복수의 렌즈들(100)은 상기 기기의 표면과 평행한 방향으로 연장하며 배치될 수 있다. 즉, 상기 광학계(1000)는 광축(OA)이 상기 기기의 표면과 평행하도록 배치되며 폴디드(folded) 카메라에 적용할 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 렌즈들(100)을 포함하는 광학계(1000)는 상기 기기의 표면과 수직한 방향으로 낮은 높이를 가질 수 있다. 따라서, 상기 광학계(1000)를 포함하는 카메라는 상기 기기 내에서 얇은 두께를 가질 수 있고, 상기 기기의 두께 역시 감소할 수 있다.
이하 실시예에 따른 복수의 렌즈들(100)에 대해 보다 자세히 설명하도록 한다.
상기 제1 렌즈(110)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈(110)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제1 렌즈(110)는 물체 측 면으로 정의하는 제1 면(S1) 및 센서 측 면으로 정의하는 제2 면(S2)을 포함할 수 있다. 상기 제1 면(S1)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈(110)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제1 면(S1)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈(110)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다.
상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제2 렌즈(120)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈(120)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제2 렌즈(120)는 물체 측 면으로 정의하는 제3 면(S3) 및 센서 측 면으로 정의하는 제4 면(S4)을 포함할 수 있다. 상기 제3 면(S3)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈(120)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제3 면(S3)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈(120)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제3 면(S3)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈(120)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제3 면(S3)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈(120)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다.
상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제3 렌즈(130)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 렌즈(130)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제3 렌즈(130)는 물체 측 면으로 정의하는 제5 면(S5) 및 센서 측 면으로 정의하는 제6 면(S6)을 포함할 수 있다. 상기 제5 면(S5)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(130)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제5 면(S5)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(130)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제5 면(S5)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(130)는 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제5 면(S5)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(130)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다.
상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제4 렌즈(140)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제4 렌즈(140)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제4 렌즈(140)는 물체 측 면으로 정의하는 제7 면(S7) 및 센서 측 면으로 정의하는 제8 면(S8)을 포함할 수 있다. 상기 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(140)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(140)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(140)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(140)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다.
상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제5 렌즈(150)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(150)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 렌즈(150)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제5 렌즈(150)는 물체 측 면으로 정의하는 제9 면(S9) 및 센서 측 면으로 정의하는 제10 면(S10)을 포함할 수 있다. 상기 제9 면(S9)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제5 렌즈(150)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제9 면(S9)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제5 렌즈(150)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제9 면(S9)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제5 렌즈(150)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제9 면(S9)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제5 렌즈(150)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다.
상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제6 렌즈(160)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(160)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제6 렌즈(160)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제6 렌즈(160)는 물체 측 면으로 정의하는 제11 면(S11) 및 센서 측 면으로 정의하는 제12 면(S12)을 포함할 수 있다. 상기 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(160)은 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(160)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(160)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(160)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다.
상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제7 렌즈(170)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(170)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제7 렌즈(170)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제7 렌즈(170)는 물체 측 면으로 정의하는 제13 면(S13) 및 센서 측 면으로 정의하는 제14 면(S14)을 포함할 수 있다. 상기 제13 면(S13)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제7 렌즈(170)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제13 면(S13)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제7 렌즈(170)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.
상기 제13 면(S13) 및 상기 제14 면(S14) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제13 면(S13) 및 상기 제14 면(S14)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제8 렌즈(180)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(180)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제8 렌즈(180)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제8 렌즈(180)는 물체 측 면으로 정의하는 제15 면(S15) 및 센서 측 면으로 정의하는 제16 면(S16)을 포함할 수 있다. 상기 제15 면(S15)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제8 렌즈(180)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제15 면(S15)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제8 렌즈(180)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제15 면(S15)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제8 렌즈(180)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제15 면(S15)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제8 렌즈(180)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다.
상기 제15 면(S15) 및 상기 제16 면(S16) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제15 면(S15) 및 상기 제16 면(S16)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제8 렌즈(180)는 적어도 하나의 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제15 면(S15) 및 상기 제16 면(S16) 중 적어도 하나의 면은 변곡점을 포함할 수 있다. 여기서 변곡점은 상기 제15 면(S15) 및 상기 제16 면(S16) 중 적어도 하나의 렌즈면 상에서 접선의 기울기가 0인 지점을 의미할 수 있다. 상기 변곡점은 상기 렌즈면 상에서 광축(OA) 및 광축(OA)의 수직인 방향에 대한 기울기 값이 양(+)에서 음(-)으로 또는 음(-)에서 양(+)으로 변하는 지점으로 기울기 값이 0인 지점을 의미할 수 있다.
상기 제8 렌즈(180)는 상기 제16 면(S16) 상에 배치되는 제1 변곡점(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 제1 변곡점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제8 렌즈(180)의 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 40% 내지 약 85%인 위치에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제1 변곡점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제8 렌즈(180)의 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 50% 내지 약 80%인 위치에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제1 변곡점의 위치는 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 설정된 위치로, 광축(OA)에서 상기 제1 변곡점까지의 직선 거리를 의미할 수 있다.
상기 제1 변곡점의 위치는 상기 광학계(1000)의 광학 특성을 고려해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 자세하게, 상기 제1 변곡점의 위치는 상기 광학계(1000)의 왜곡, 수차 특성 제어를 위해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중앙부와 주변부에서 향상된 광학 성능을 가질 수 있다.
상기 제9 렌즈(190)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(190)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제9 렌즈(190)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제9 렌즈(190)는 물체 측 면으로 정의하는 제17 면(S17) 및 센서 측 면으로 정의하는 제18 면(S18)을 포함할 수 있다. 상기 제17 면(S17)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제9 렌즈(190)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제17 면(S17)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제9 렌즈(190)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다.
상기 제17 면(S17) 및 상기 제18 면(S18) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제17 면(S17) 및 상기 제18 면(S18)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제9 렌즈(190)는 적어도 하나의 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제17 면(S17) 및 상기 제18 면(S18) 중 적어도 하나의 면은 변곡점을 포함할 수 있다. 여기서 변곡점은 상기 제17 면(S17) 및 상기 제18 면(S18) 중 적어도 하나의 렌즈면 상에서 접선의 기울기가 0인 지점을 의미할 수 있다. 상기 변곡점은 상기 렌즈면 상에서 광축(OA) 및 광축(OA)의 수직인 방향에 대한 기울기 값이 양(+)에서 음(-)으로 또는 음(-)에서 양(+)으로 변하는 지점으로 기울기 값이 0인 지점을 의미할 수 있다.
상기 제9 렌즈(190)는 상기 제17 면(S17) 상에 배치되는 제2 변곡점(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 제2 변곡점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제9 렌즈(190)의 제17 면(S17)의 유효 영역 끝단을, 끝점으로 할 때, 약 15% 내지 약 60%인 위치에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제2 변곡점은 상기 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제9 렌즈(190)의 제17 면(S17)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 20% 내지 약 50%인 위치에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제2 변곡점의 위치는 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 설정된 위치로 광축(OA)에서 상기 제2 변곡점까지의 직선 거리를 의미할 수 있다.
또한, 상기 제9 렌즈(190)는 상기 제18 면(S18) 상에 배치되는 제3 변곡점(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 제3 변곡점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제9 렌즈(190)의 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 30% 내지 약 80%인 위치에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제3 변곡점은 상기 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제9 렌즈(190)의 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 35% 내지 약 65%인 위치에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제3 변곡점의 위치는 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 설정된 위치로, 광축(OA)에서 상기 제3 변곡점까지의 직선 거리를 의미할 수 있다.
상기 제2 변곡점 및 상기 제3 변곡점의 위치는 상기 광학계(1000)의 광학 특성을 고려해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 자세하게, 상기 제2 및 제3 변곡점의 위치는 상기 광학계(1000)의 왜곡, 수차 특성 제어를 위해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중앙부와 주변부에서 향상된 광학 성능을 가질 수 있다.
상기 복수의 렌즈들은 설정된 유효경(Clear aperture, CA) 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제3 렌즈(110, 120, 130) 중 상기 제1 렌즈(110) 또는 상기 제3 렌즈(130)는 가장 작은 유효경 크기를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제1 렌즈(110) 또는 상기 제3 렌즈(130)는 상기 제1 내지 제9 렌즈(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190) 중 가장 작은 유효경 크기를 가질 수 있다. 가장 작은 유효경 크기를 가지는 상기 제1 렌즈(110) 또는 상기 제3 렌즈(130)는 상기 광학계(1000)에 입사되는 광 중 비네팅(vignetting) 등을 유발할 수 있는 불필요한 광을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제3 렌즈(130)는 상기 제1 내지 제3 렌즈(110, 120, 130) 중 가장 큰 굴절률(refractive index)과 가장 작은 아베수(Abbe number)를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)의 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.
또한, 상기 제4 내지 제9 렌즈(140, 150, 160, 170, 180, 190)는 설정된 굴절률을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제6 렌즈(160)는 상기 제4 내지 제9 렌즈(140, 150, 160, 170, 180, 190) 중 가장 큰 굴절률을 가질 수 있다. 또한, 상기 제6 렌즈(160)는 상기 제4 내지 제9 렌즈(140, 150, 160, 170, 180, 190) 중 가장 작은 아베수를 가질 수 있고, 인접하게 배치된 상기 제5 렌즈(150) 및 상기 제7 렌즈(170) 각각과 아베수 차이가 15이상 날 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있다.
또한, 상기 제7 렌즈(170)의 두께는 상기 제9 렌즈(190)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 자세하게, 상기 제7 렌즈(170)의 두께는 상기 복수의 렌즈들(100) 중 가장 두꺼울 수 있다. 여기서 렌즈의 두께는 중심 두께로 광축(OA)에서의 두께를 의미한다. 이에 따라 상기 광학계(1000)는 향상된 왜곡 제어 특성, 수차 특성을 가질 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 이하에서 설명되는 수학식 중 적어도 하나를 만족할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 향상된 왜곡 및 수차 제어 특성을 가질 수 있고, 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 보다 슬림하고 컴팩트한 구조를 가질 수 있다.
[수학식 1]
1 < L1_CT / L3_CT < 5
수학식 1에서 L1_CT는 상기 제1 렌즈(110)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L3_CT는 상기 제3 렌즈(130)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 1을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 2]
1 < L1_CT / L1_ET < 2
수학식 2에서 L1_CT는 상기 제1 렌즈(110)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L1_ET는 상기 제1 렌즈(110)의 유효 영역 끝단에서의 광축(OA) 방향 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, L1_ET는 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 유효 영역 끝단과 상기 제1 렌즈(110)의 센서 측 면(제2 면(S2))의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 2를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)에 입사하는 광선을 제어하여 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 3]
0.1 < L7_ET / L7_CT < 1
수학식 3에서 L7_CT는 상기 제7 렌즈(170)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L7_ET는 상기 제7 렌즈(170)의 유효 영역 끝단에서의 광축(OA) 방향 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, L7_ET는 상기 제7 렌즈(170)의 물체 측 면(제13 면(S13))의 유효 영역 끝단과 상기 제7 렌즈(170)의 센서 측 면(제14 면(S14))의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 3을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡이 발생하는 것을 감소시킬 수 있어 향상된 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 4]
0.2 < L8_CT / L8_ET < 1
수학식 4에서 L8_CT는 상기 제8 렌즈(180)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L8_ET는 상기 제8 렌즈(180)의 유효 영역 끝단에서의 광축(OA) 방향 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, L8_ET는 상기 제8 렌즈(180)의 물체 측 면(제15 면(S15))의 유효 영역 끝단과 상기 제8 렌즈(180)의 센서 측 면(제16 면(S16))의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 4를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡이 발생하는 것을 감소시킬 수 있고, 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 5]
1 < L9_ET / L9_CT < 4
수학식 5에서 L9_CT는 상기 제9 렌즈(190)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L9_ET는 상기 제9 렌즈(190)의 유효 영역 끝단에서의 광축(OA) 방향 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, L9_ET는 상기 제9 렌즈(190)의 물체 측 면(제17 면(S17))의 유효 영역 끝단과 상기 제9 렌즈(190)의 센서 측 면(제18 면(S18))의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 5를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡이 발생하는 것을 감소시킬 수 있고, 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 6]
1.6 < n3
수학식 6에서 n3는 상기 제3 렌즈(130)의 d-line에서의 굴절률(refractive index)을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 6을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 특성을 가질 수 있다.
[수학식 7]
1 < CA_L1S1 / CA_L2S1 < 2
수학식 7에서 CA_L1S1은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 유효경(Clear aperture, CA) 크기(mm)를 의미하고, CA_L2S1은 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(제3 면(S3))의 유효경(CA)의 크기(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 7을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)에 입사하는 광선을 제어하여 양호한 광학 성능을 가질 수 있고, 상기 광학계(1000)의 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 8]
1 < CA_L9S2 / CA_L2S2 > 5
수학식 8에서 CA_L2S2는 상기 제2 렌즈(120)의 센서 측 면(제4 면(S4))의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미하고, CA_L9S2는 상기 제9 렌즈(190)의 센서 측 면(제18 면(S18))의 유효경(CA)의 크기(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 8을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있고, 왜곡 특성을 제어할 수 있다.
[수학식 9]
0.1 < d23_CT / d23_ET < 1
수학식 9에서 d23_CT는 광축(OA)에서 상기 제2 렌즈(120)와 상기 제3 렌즈(130) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d23_CT는 상기 제2 렌즈(120)의 센서 측 면(제4 면(S4)) 및 상기 제3 렌즈(130)의 물체 측 면(제5 면(S5))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
또한, d23_ET는 상기 제2 렌즈(120)의 센서 측 면(제4 면(S4))의 유효 영역 끝단과 상기 제3 렌즈(130)의 물체 측 면(제5 면(S5))의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 9를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 10]
0.3 < L9S2 Inflection Point < 0.8
수학식 10에서 L9S2 Inflection Point는 상기 제9 렌즈(190)의 센서 측 면(제18 면(S18)) 상에 위치하는 변곡점의 위치를 의미할 수 있다.
자세하게, L9S2 Inflection Point는 광축(OA)을 시작점, 상기 제9 렌즈(190)의 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 하고, 광축(OA)에서 상기 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단까지의 광축(OA)의 수직 방향 길이를 1이라고 할 때, 상기 제18 면(S18) 상에 위치한 변곡점(제3 변곡점)의 위치를 의미할 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 10를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 11]
0.5 < L1_CT / L2_CT < 0.78
수학식 11에서 L1_CT는 상기 제1 렌즈(110)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L2_CT는 상기 제2 렌즈(120)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 11을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)에 입사하는 광선을 제어하여 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 12]
1.4 < L7_CT / L8_CT < 3.5
수학식 12에서 L7_CT는 상기 제7 렌즈(170)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L8_CT는 상기 제8 렌즈(180)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 12를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부의 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 13]
1 < L7_CT / L9_CT < 3
수학식 13에서 L7_CT는 상기 제7 렌즈(170)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L9_CT는 상기 제9 렌즈(190)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 13을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제7 렌즈(170)의 크기를 제어하며 화각(FOV)의 중심부, 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 14]
1 < L1_CT / d12_CT < 5
수학식 14에서 L1_CT는 상기 제1 렌즈(110)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, d12_CT는 광축(OA)에서 상기 제1 렌즈(110)와 상기 제2 렌즈(120) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d12_CT는 상기 제1 렌즈(110)의 센서 측 면(제2 면(S2)) 및 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(제3 면(S3))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 14 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)에 입사하는 광선을 제어하여 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 15]
1 < L2_CT / d12_CT < 7
수학식 15에서 L2_CT는 상기 제2 렌즈(120)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, d12_CT는 광축(OA)에서 상기 제1 렌즈(110)와 상기 제2 렌즈(120) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d12_CT는 상기 제1 렌즈(110)의 센서 측 면(제2 면(S2)) 및 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(제3 면(S3))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 15를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)에 입사하는 광선을 제어하여 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 16]
1 < L4_CT / d45_CT < 2.5
수학식 16에서 L4_CT는 상기 제4 렌즈(140)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, d45_CT는 광축(OA)에서 상기 제4 렌즈(140)와 상기 제5 렌즈(150) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d45_CT는 상기 제4 렌즈(140)의 센서 측 면(제8 면(S8)) 및 상기 제5 렌즈(150)의 물체 측 면(제9 면(S9))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 16을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 17]
0.2 < d12_CT / d89_CT < 1
수학식 17에서 d12_CT는 광축(OA)에서 상기 제1 렌즈(110)와 상기 제2 렌즈(120) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d12_CT는 상기 제1 렌즈(110)의 센서 측 면(제2 면(S2)) 및 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(제3 면(S3))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
또한, d89_CT는 광축(OA)에서 상기 제8 렌즈(180)와 상기 제9 렌즈(190) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d89_CT는 상기 제8 렌즈(180)의 센서 측 면(제16 면(S16)) 및 상기 제9 렌즈(190)의 물체 측 면(제17 면(S17))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 17을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트한 구조를 가지며, 설정된 화각에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 18]
0.85 < L1_CT / L9_CT < 1.8
수학식 18에서 L1_CT는 상기 제1 렌즈(110)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L9_CT는 상기 제9 렌즈(190)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 18을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트한 구조를 가지며 설정된 화각에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 19]
5 < L7_CT / d78_CT < 16
수학식 19에서 L7_CT는 상기 제7 렌즈(170)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, d78_CT는 광축(OA)에서 상기 제7 렌즈(170)와 상기 제8 렌즈(180) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d78_CT는 상기 제7 렌즈(170)의 센서 측 면(제14 면(S14)) 및 상기 제8 렌즈(180)의 물체 측 면(제15 면(S15))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 19를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제7 렌즈(170)의 유효경의 크기를 감소할 수 있고, 광축(OA)에서 상기 제7 렌즈(170)와 상기 제8 렌즈(180) 사이 간격을 감소할 수 있어 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 20]
2.2 < L7_CT / d67_CT < 10
수학식 20에서 L7_CT는 상기 제7 렌즈(170)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, d67_CT는 광축(OA)에서 상기 제6 렌즈(160)와 상기 제7 렌즈(170) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d67_CT는 상기 제6 렌즈(160)의 센서 측 면(제12 면(S12)) 및 상기 제7 렌즈(170)의 물체 측 면(제13 면(S13))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 20을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제7 렌즈(170)의 유효경의 크기를 감소할 수 있어 보다 슬림하게 제공될 수 있다.
[수학식 21]
7 < f1 / f2 < 13.5
수학식 21에서 f1은 상기 제1 렌즈(110)의 초점 거리(mm)를 의미하고, f2는 상기 제2 렌즈(120)의 초점 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 21을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120)의 굴절력을 제어하여 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 22]
-2 < f3 / f2 < -0.5
수학식 22에서 f2는 상기 제2 렌즈(120)의 초점 거리(mm)를 의미하고, f3는 상기 제3 렌즈(130)의 초점 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 22를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제2 렌즈(120) 및 상기 제3 렌즈(130)의 굴절력을 제어하여 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 23]
-1 < f7 / f8 < -0.4
수학식 23에서 f7은 상기 제7 렌즈(170)의 초점 거리(mm)를 의미하고, f8은 상기 제8 렌즈(180)의 초점 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 23을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제7 렌즈(170) 및 상기 제8 렌즈(180)의 굴절력을 제어하여 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 24]
5 < f_G1 / F < 12
수학식 24에서 F는 상기 광학계(1000)의 초점 거리(mm)를 의미하고, f_G1은 제1 렌즈군(G1)의 초점 거리(mm)를 의미한다. 실시예는 상기 제1 렌즈(110)의 센서 측 면(제2 면(S2))이 조리개 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라, f_G1은 상기 제1 렌즈군(G1)에 포함된 상기 제1 렌즈(110)의 초점 거리를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 24를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)의 TTL(total track length)를 제어할 수 있다.
[수학식 25]
f_G1 > 0
f_G2 > 0
수학식 25에서 f_G1은 제1 렌즈군(G1)의 초점 거리(mm)를 의미하고, f_G2는 상기 제2 렌즈군(G2)의 초점 거리(mm)를 의미한다. 실시예는 상기 제1 렌즈(110)의 센서 측 면(제2 면(S2))이 조리개 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라, f_G1은 상기 제1 렌즈군(G1)에 포함된 상기 제1 렌즈(110)의 초점 거리를 의미할 수 있고, f_G2는 상기 제2 렌즈군(G2)에 포함된 상기 제2 내지 제9 렌즈(120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190)의 복합 초점 거리를 의미할 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 25를 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 향상된 왜곡 수차 제어 특성을 가질 수 있다.
[수학식 26]
5 < f_G1 / f_G2 < 20
수학식 26에서 f_G1은 제1 렌즈군(G1)의 초점 거리(mm)를 의미하고, f_G2는 상기 제2 렌즈군(G2)의 초점 거리(mm)를 의미한다. 실시예는 상기 제1 렌즈(110)의 센서 측 면(제2 면(S2))이 조리개 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라, f_G1은 상기 제1 렌즈군(G1)에 포함된 상기 제1 렌즈(110)의 초점 거리를 의미할 수 있고, f_G2는 상기 제2 렌즈군(G2)에 포함된 상기 제2 내지 제9 렌즈(120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190)의 복합 초점 거리를 의미할 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 26을 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 향상된 왜곡 수차 제어 특성을 가질 수 있다.
[수학식 27]
1 < CA_max / CA_Aver < 2.5
수학식 27에서 CA_max는 상기 복수의 렌즈들(100)의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 큰 유효경(CA) 크기를 가지는 렌즈면의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미한다. 또한, CA_Aver는 상기 복수의 렌즈들(100)의 물체 측 면 및 센서 측 면의 유효경(CA) 크기(mm)의 평균을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 27을 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있고, 광학 성능 구현을 위한 적절한 크기를 가질 수 있다.
[수학식 28]
0.5 < CA_min / CA_Aver < 1
수학식 28에서 CA_min은 상기 복수의 렌즈들(100)의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 작은 유효경(CA) 크기를 가지는 렌즈면의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미한다. 또한, CA_Aver는 상기 복수의 렌즈들(100)의 물체 측 면 및 센서 측 면의 유효경(CA) 크기(mm)의 평균을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 28을 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있고, 광학 성능 구현을 위한 적절한 크기를 가질 수 있다.
[수학식 29]
1.5 < CA_max / CA_min < 3
수학식 29에서 CA_max는 상기 복수의 렌즈들(100)의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 큰 유효경(CA) 크기를 가지는 렌즈면의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미한다. 또한, CA_min은 상기 복수의 렌즈들(100)의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 작은 유효경(CA) 크기를 가지는 렌즈면의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 29를 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 광학 성능을 유지하면서 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있고, 향상된 조립성을 가질 수 있다.
[수학식 30]
1 < L_CT_max / L_CT_Aver < 2.5
수학식 30에서 L_CT_max는 상기 복수의 렌즈들(100) 중 광축(OA)에서의 두께가 가장 두꺼운 렌즈의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L_CT_Aver는 상기 복수의 렌즈들(100)의 광축(OA)에서의 두께의 평균을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 30을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각(FOV)에서 양호한 광학 성능을 가지며 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있다.
[수학식 31]
0.35 < L_CT_min / L_CT_Aver < 1
수학식 31에서 L_CT_min은 상기 복수의 렌즈들(100) 중 광축(OA)에서의 두께가 가장 두꺼운 렌즈의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L_CT_Aver는 상기 복수의 렌즈들(100)의 광축(OA)에서의 두께의 평균을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 31을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각(FOV)에서 양호한 광학 성능을 가지며 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있다.
[수학식 32]
0.5 < CA_max / (2*ImgH) < 1
수학식 32에서 CA_max는 상기 복수의 렌즈들(100)의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 큰 유효경(CA) 크기를 가지는 렌즈면의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미한다.
또한, ImgH는 광축(OA)과 중첩되는 상기 이미지 센서(300)의 상면 중심 0 필드(filed) 영역에서 상기 이미지 센서(300)의 1.0 필드(field) 영역까지의 상기 광축(OA)의 수직 방향 거리(mm)를 의미한다. 즉, 상기 ImgH는 상기 이미지 센서(300)의 유효 영역의 최대 대각 방향 길이(mm)의 1/2을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 32를 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있다.
[수학식 33]
1 < d89_CT / d89_min < 20
수학식 33에서 d89_CT는 광축(OA)에서 상기 제8 렌즈(180)와 상기 제9 렌즈(190) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d89_CT는 상기 제8 렌즈(180)의 센서 측 면(제16 면(S16)) 및 상기 제9 렌즈(190)의 물체 측 면(제17 면(S17))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
또한, d89_min은 상기 제8 렌즈(180)의 센서 측 면(제16 면(S16)) 및 상기 제9 렌즈(190)의 물체 측 면(제17 면(S17)) 사이의 광축(OA) 방향 간격 중 최소 간격(mm)을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 33을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡 수차 특성을 개선할 수 있고, 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 34]
0 < L_CT_max / Air_max < 3
수학식 34에서 L_CT_max는 상기 복수의 렌즈들(100) 각각의 광축(OA)에서의 두께 중 가장 두꺼운 렌즈의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, Air_max는 상기 복수의 렌즈들(100) 중 광축(OA)에서 인접한 두 렌즈 사이의 간격(mm)의 최대값을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 34를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각 및 초점 거리에서 양호한 광학 성능을 가지며, 상기 광학계(1000)를 크기, 예를 들어 TTL(total track length) 축소를 제어할 수 있다.
[수학식 35]
1 < ∑L_CT/ ∑Air_CT < 5
수학식 27에서 ∑L_CT는 상기 복수의 렌즈들(100) 각각의 광축(OA)에서의 두께(mm)의 합을 의미하고, ∑Air_CT는 상기 복수의 렌즈들(100)에서 인접한 두 렌즈 사이의 광축(OA)에서의 간격(mm)의 합을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 35를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각 및 초점 거리에서 양호한 광학 성능을 가지며, 상기 광학계(1000)를 크기, 예를 들어 TTL(total track length) 축소를 제어할 수 있다.
[수학식 36]
10 < ∑Index < 30
수학식 36에서 ∑Index는 상기 제1 내지 제9 렌즈(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190) 각각의 d-line에서의 굴절률 합을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 36을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)의 TTL을 제어할 수 있고, 향상된 색수차, 해상력 특성을 가질 수 있다.
[수학식 37]
10 < ∑Abbe / ∑Index < 50
수학식 37에서 ∑Index는 상기 제1 내지 제9 렌즈(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190) 각각의 d-line에서의 굴절률 합을 의미한다. 또한, ∑Abbe는 상기 제1 내지 제9 렌즈(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190) 각각의 아베수(Abbe's number)의 합을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 37을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 수차 특성 및 해상력을 가질 수 있다.
[수학식 38]
0.5 < L9S2_max_sag to Sensor < 2
수학식 38에서 L9S2_max_sag to Sensor은 상기 제9 렌즈(190)의 센서 측 면(제18 면(S18))의 최대 Sag값에서 이미지 센서(300)까지의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다. 예를 들어, L9S2_max_sag to Sensor은 상기 제3 변곡점에서 상기 이미지 센서(300)까지의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 38을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 복수의 렌즈들(100)과 이미지 센서(300) 사이에 필터(500)가 배치될 수 있는 공간을 확보할 수 있어 향상된 조립성을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)가 수학식 38을 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 모듈 제작을 위한 간격을 확보할 수 있다.
또한, 후술할 제1 내지 제3 실시예에 대한 렌즈 데이터에서, 상기 필터의 위치, 자세하게 마지막 렌즈(제9 렌즈(190))와 필터(500) 사이 간격, 이미지 센서(300)와 필터(500) 사이 간격은 광학계(1000)의 설계의 편의상 설정된 위치로, 상기 필터(500)는 상기 두 구성(190, 300)과 각각 접촉하지 않는 범위 내에서 자유롭게 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 렌즈 데이터에서 상기 L9S2_max_sag to Sensor의 값이 상기 필터(500)의 물체 측 면과 이미지 센서(300) 상면 사이의 광축(OA)에서의 거리보다 작거나 같은 경우, 광학계(1000)의 BFL 및 L9S2_max_sag to Sensor는 변화하지 않고 일정하며, 상기 필터(500)의 위치는 두 구성(190, 300)과 각각 접촉하지 않는 범위 내에서 이동하여 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 39]
2 < TTL < 20
수학식 39에서 TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 정점에서 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
[수학식 40]
2 < ImgH
수학식 40에서 ImgH는 광축(OA)과 중첩되는 상기 이미지 센서(300)의 상면 중심 0 필드(filed) 영역에서 상기 이미지 센서(300)의 1.0 필드(field) 영역까지의 상기 광축(OA)의 수직 방향 거리(mm)를 의미한다. 즉, 상기 ImgH는 상기 이미지 센서(300)의 유효 영역의 최대 대각 방향 길이(mm)의 1/2을 의미한다.
[수학식 41]
BFL < 2.5
수학식 41에서 BFL(Back focal length)은 이미지 센서(300)와 최인접한 렌즈의 센서 측 면의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 41을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 복수의 렌즈들(100)과 상기 이미지 센서(300) 사이에 상기 필터(500) 등의 구성이 배치될 공간을 확보할 수 있어 향상된 조립성을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 설정된 파장 대역의 광을 투과시키며 향상된 신뢰성을 가질 수 있다.
[수학식 42]
FOV < 120
수학식 42에서 FOV(Field of view)는 상기 광학계(1000)의 화각(도, °)을 의미한다.
[수학식43]
0.5 < TTL / ImgH < 2
수학식 43에서 TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
또한, ImgH는 광축(OA)과 중첩되는 상기 이미지 센서(300)의 상면 중심 0 필드(filed) 영역에서 상기 이미지 센서(300)의 1.0 필드(field) 영역까지의 상기 광축(OA)의 수직 방향 거리(mm)를 의미한다. 즉, 상기 ImgH는 상기 이미지 센서(300)의 유효 영역의 최대 대각 방향 길이(mm)의 1/2을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 43을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300), 예를 들어 1인치 전후의 크기를 가지는 이미지 센서(300) 적용을 위한 BFL(Back focal length)을 확보하며 보다 작은 TTL을 가질 수 있고, 고화질 구현 및 슬림한 구조를 가질 수 있다.
[수학식 44]
0.1 < BFL / ImgH < 0.5
수학식 44에서 BFL(Back focal length)은 이미지 센서(300)와 최인접한 렌즈의 센서 측 면의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
또한, ImgH는 광축(OA)과 중첩되는 상기 이미지 센서(300)의 상면 중심 0 필드(filed) 영역에서 상기 이미지 센서(300)의 1.0 필드(field) 영역까지의 상기 광축(OA)의 수직 방향 거리(mm)를 의미한다. 즉, 상기 ImgH는 상기 이미지 센서(300)의 유효 영역의 최대 대각 방향 길이(mm)의 1/2을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 44를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300), 예를 들어 1인치 전후의 크기를 가지는 이미지 센서(300) 적용을 위한 BFL(Back focal length)을 확보할 수 있고, 마지막 렌즈와 이미지 센서(300) 사이의 간격을 최소화할 수 있어 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 특성을 가질 수 있다.
[수학식 45]
4 < TTL / BFL < 10
수학식 45에서 TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
또한, BFL(Back focal length)은 이미지 센서(300)와 최인접한 렌즈의 센서 측 면의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 45를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 BFL을 확보하며 슬림하고 컴팩트하게 제공될 수 있다.
[수학식 46]
0.1 < F / TTL < 1
수학식 40에서 F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 의미하고, TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 46을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트하게 제공될 수 있다.
[수학식 47]
3 < F / BFL < 8
수학식 47에서 F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 의미하고, BFL(Back focal length)은 이미지 센서(300)와 최인접한 렌즈의 센서 측 면의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 47을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각을 가지며 슬림하고 컴팩트하게 제공될 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 마지막 렌즈와 이미지 센서(300) 사이의 간격을 최소화할 수 있어 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 특성을 가질 수 있다.
[수학식 48]
1 < F / ImgH < 3
수학식 48에서 F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 의미하고, ImgH는 광축(OA)과 중첩되는 상기 이미지 센서(300)의 상면 중심 0 필드(filed) 영역에서 상기 이미지 센서(300)의 1.0 필드(field) 영역까지의 상기 광축(OA)의 수직 방향 거리(mm)를 의미한다. 즉, 상기 ImgH는 상기 이미지 센서(300)의 유효 영역의 최대 대각 방향 길이(mm)의 1/2을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 48을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 이미지 센서(300) 크기 대비 적절한 초점 거리를 가지며 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있고, 고화질 및 고해상도를 구현할 수 있다.
[수학식 49]
Figure pat00001
수학식 49에서 Z는 Sag로 비구면 상의 임의의 위치로부터 상기 비구면의 정점까지의 광축 방향의 거리를 의미할 수 있다.
또한, Y는 비구면 상의 임의의 위치로부터 광축까지의 광축에 수직인 방향으로의 거리를 의미할 수 있다.
또한, c는 렌즈의 곡률을 의미할 수 있고, K는 코닉 상수를 의미할 수 있다.
또한, A, B, C, D, ?? 은 비구면 계수(Aspheric constant)를 의미할 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 48 중 적어도 하나의 수학식을 만족할 수 있다. 이 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)가 수학식 1 내지 수학식 48 중 적어도 하나를 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가지며, 수차 및 왜곡 특성을 개선할 수 있다.
또한, 상기 광학계(1000)는 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300), 예를 들어 1인치 전후의 이미지 센서(300) 적용을 위한 BFL(Back focal length)을 확보할 수 있다. 또한, 렌즈와 렌즈 사이 및/또는 마지막 렌즈와 이미지 센서(300) 사이의 간격을 최소화할 수 있어 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
또한, 상기 광학계(1000)가 수학식 1 내지 수학식 48 중 적어도 하나의 수학식을 만족할 경우, 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300), 예를 들어 1인치 전후의 이미지 센서(300)를 포함하며 상대적으로 작은 TTL 값을 가질 수 있고, 상기 광학계(1000) 및 이를 포함하는 카메라 모듈은 보다 슬림하게 컴팩트(compact)한 구조를 가질 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광학계(1000)에서 복수의 렌즈들(100) 사이 간격은 영역에 따라 설정된 값을 가질 수 있다.
상기 제1 렌즈(110)는 상기 제2 렌즈(120)와 제1 간격으로 이격될 수 있다. 상기 제1 간격은 상기 제1 렌즈(110)와 상기 제2 렌즈(120) 사이의 광축(OA) 방향 간격일 수 있다.
상기 제1 간격은 상기 제1 렌즈(110)와 상기 제2 렌즈(120) 사이에서 위치에 따라 변화할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 간격은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제1 렌즈(110)의 센서 측 면(제2 면(S2))의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 변화할 수 있다. 즉, 상기 제1 간격은 광축(OA)에서 상기 제2 면(S2)의 유효경 끝단으로 갈수록 변화할 수 있다.
상기 제1 간격은 광축(OA)에서 상기 제2 면(S2) 상에 위치한 제1 지점(L1)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제1 지점(L1)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제2 면(S2)의 유효 영역의 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 40% 내지 약 95%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 간격은 상기 제1 지점(L1)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 커질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 간격은 상기 제1 지점(L1)에서 상기 제2 면(S2) 상에 위치한 제2 지점(L2)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제2 지점(L2)은 상기 제2 면(S2)의 유효 영역 끝단일 수 있다.
상기 제1 간격은 광축(OA) 또는 상기 제2 지점(L2)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제1 지점(L1)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 1.03배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 1.03배 내지 약 1.5배를 만족할 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 입사되는 광을 효과적으로 제어할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120)가 상기 제1 간격으로 이격됨에 따라 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120)를 통해 입사된 광은 설정된 경로로 이동하여 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
상기 제5 렌즈(150) 및 상기 제6 렌즈(160)는 제2 간격으로 이격될 수 있다. 상기 제2 간격은 상기 제5 렌즈(150)와 상기 제6 렌즈(160) 사이의 광축(OA) 방향 간격일 수 있다.
상기 제2 간격은 상기 제5 렌즈(150)와 상기 제6 렌즈(160) 사이에서 위치에 따라 변화할 수 있다. 자세하게, 상기 제2 간격은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제5 렌즈(150)의 센서 측 면(제10 면(S10))의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 변화할 수 있다. 즉, 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 상기 제10 면(S10)의 유효경 끝단으로 갈수록 변화할 수 있다.
상기 제2 간격은 광축(OA)에서 상기 제10 면(S10) 상에 위치한 제3 지점(L3)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제3 지점(L3)은 상기 제10 면(S10)의 유효 영역 끝단일 수 있다.
상기 제2 간격은 상기 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있고 상기 제3 지점(L3)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 내지 약 3배일 수 있다.
이와 다르게, 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 상기 제10 면(S10) 상에 위치한 제3 지점(L3)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제3 지점(L3)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 면(S10)의 유효 영역의 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 70% 내지 약 90%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 간격은 상기 제3 지점(L3)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 커질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 간격은 상기 제3 지점(L3)에서 상기 제10 면(S10) 상에 위치한 제4 지점(L4)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제4 지점(L4)은 상기 제10 면(S10)의 유효 영역 끝단일 수 있다.
상기 제2 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제3 지점(L3)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 내지 약 2배를 만족할 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있고, 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
상기 제6 렌즈(160) 및 상기 제7 렌즈(170)는 제3 간격으로 이격될 수 있다. 상기 제3 간격은 상기 제6 렌즈(160)와 상기 제7 렌즈(170) 사이의 광축(OA) 방향 간격일 수 있다.
상기 제3 간격은 상기 제6 렌즈(160)와 상기 제7 렌즈(170) 사이에서 위치에 따라 변화할 수 있다. 자세하게, 상기 제3 간격은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제6 렌즈(160)의 센서 측 면(제12 면(S12))의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 변화할 수 있다. 즉, 상기 제3 간격은 광축(OA)에서 상기 제12 면(S12)의 유효경 끝단으로 갈수록 변화할 수 있다.
상기 제3 간격은 광축(OA)에서 상기 제12 면(S12) 상에 위치한 제5 지점(L5)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제5 지점(L5)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제12 면(S12)의 유효 영역의 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 80% 내지 약 95%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제3 간격은 상기 제5 지점(L5)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 작아질 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 간격은 상기 제5 지점(L5)에서 상기 제12 면(S12) 상에 위치한 제6 지점(L6)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제6 지점(L6)은 상기 제12 면(S12)의 유효 영역 끝단일 수 있다.
상기 제3 간격은 상기 제5 지점(L5)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 1.2배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 1.2배 내지 약 2배를 만족할 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 상기 제7 렌즈(170)의 유효경의 크기를 감소할 수 있어 슬림한 구조를 가질 수 있고, 상기 광학계(1000)의 왜곡 특성을 제어할 수 있다.
상기 제7 렌즈(170) 및 상기 제8 렌즈(180)는 제4 간격으로 이격될 수 있다. 상기 제4 간격은 상기 제7 렌즈(170)와 상기 제8 렌즈(180) 사이의 광축(OA) 방향 간격일 수 있다.
상기 제4 간격은 상기 제7 렌즈(170)와 상기 제8 렌즈(180) 사이에서 위치에 따라 변화할 수 있다. 자세하게, 상기 제4 간격은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제7 렌즈(170)의 센서 측 면(제14 면(S14))의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 변화할 수 있다. 즉, 상기 제4 간격은 광축(OA)에서 상기 제14 면(S14)의 유효경 끝단으로 갈수록 변화할 수 있다.
상기 제4 간격은 광축(OA)에서 상기 제14 면(S14) 상에 위치한 제7 지점(L7)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제7 지점(L7)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제14 면(S14)의 유효 영역의 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 60% 내지 약 90%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제4 간격은 상기 제7 지점(L7)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 작아질 수 있다. 예를 들어, 상기 제4 간격은 상기 제7 지점(L7)에서 상기 제14 면(S14) 상에 위치한 제8 지점(L8)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제8 지점(L8)은 상기 제14 면(S14)의 유효 영역 끝단일 수 있다.
상기 제4 간격은 상기 제7 지점(L7)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 2.5배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 2.5배 내지 약 4.5배를 만족할 수 있다.
이와 다르게, 상기 제4 간격은 광축(OA)에서 상기 제14 면(S14) 상에 위치한 제7 지점(L7)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제7 지점(L7)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제14 면(S14)의 유효 영역의 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 50% 내지 약 70%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제4 간격은 상기 제7 지점(L7)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 작아질 수 있다. 예를 들어, 상기 제4 간격은 상기 제7 지점(L7)에서 상기 제14 면(S14) 상에 위치한 제8 지점(L8)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제8 지점(L8)은 상기 제7 지점(L7)보다 광축(OA)과 먼 거리에 위치할 수 있다. 상기 제8 지점(L8)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제14 면(S14)의 유효 영역의 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 80% 내지 약 95%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제4 간격은 상기 제8 지점(L8)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 커질 수 있다. 예를 들어, 상기 제4 간격은 상기 제8 지점(L8)에서 상기 제14 면(S14) 상에 위치한 제9 지점(L9)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제9 지점(L9)은 상기 제14 면(S14)의 유효 영역 끝단일 수 있다.
상기 제4 간격은 상기 제7 지점(L7)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 2.5배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 2.5배 내지 약 4.5배를 만족할 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)의 왜곡 특성을 제어할 수 있고, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
상기 제8 렌즈(180) 및 상기 제9 렌즈(190)는 제5 간격으로 이격될 수 있다. 상기 제5 간격은 상기 제8 렌즈(180)와 상기 제9 렌즈(190) 사이의 광축(OA) 방향 간격일 수 있다.
상기 제5 간격은 상기 제8 렌즈(180)와 상기 제9 렌즈(190) 사이에서 위치에 따라 변화할 수 있다. 자세하게, 상기 제5 간격은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제8 렌즈(180)의 센서 측 면(제16 면(S16))의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 변화할 수 있다. 즉, 상기 제5 간격은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16)의 유효경 끝단으로 갈수록 변화할 수 있다.
상기 제5 간격은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제10 지점(L10)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제10 지점(L10)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 유효 영역의 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 70% 내지 약 90%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제5 간격은 상기 제10 지점(L10)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 커질 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 간격은 상기 제10 지점(L10)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제11 지점(L11)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제11 지점(L11)은 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단일 수 있다.
상기 제5 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있고 상기 제10 지점(L10)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 10배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 10배 내지 약 20배를 만족할 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차, 왜곡 수차 제어 특성을 가질 수 있고, 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
이하 도면들을 참조하여 제1 실시예에 따른 광학계(1000)를 보다 상세히 설명한다.
도 1은 제1 실시예에 따른 광학계의 구성도이다. 또한, 도 2는 제1 실시예에 따른 광학계의 공간주파수에 대한 MTF 그래프이고, 도 3은 제1 실시예에 따른 광학계의 회절 MTF에 대한 그래프이고, 도 4는 제1 실시예에 따른 광학계의 수차도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140), 제5 렌즈(150), 제6 렌즈(160), 제7 렌즈(170), 제8 렌즈(180), 제9 렌즈(190) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제9 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190)은 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
또한, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120) 사이에 조리개가 배치될 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)의 센서 측 면(제2 면(S2))은 조리개 역할을 수행할 수 있다.
또한, 상기 복수의 렌즈들(100) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에는 필터(500)가 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 필터(500)는 상기 제9 렌즈(190) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다.
렌즈 면 곡률 반경(mm) 두께 또는 간격(mm) 굴절률 아베수 유효경의 크기(mm)
제1 렌즈 제1 면 2.881 0.435 1.529 62.48 3.155
제2 면
(Stop)		 3.020 0.265 3.000
제2 렌즈 제3 면 3.187 0.631 1.627 59.09 3.094
제4 면 -50.277 0.100 3.132
제3 렌즈 제5 면 10.988 0.305 1.755 57.57 3.167
제6 면 3.378 0.398 3.156
제4 렌즈 제7 면 17.389 0.597 1.734 45.62 3.185
제8 면 120.657 0.328 3.464
제5 렌즈 제9 면 9.780 0.524 1.744 44.85 3.742
제10 면 -107.295 0.205 3.930
제6 렌즈 제11 면 -7.951 0.260 1.755 27.57 4.000
제12 면 95.604 0.321 4.389
제7 렌즈 제13 면 18.227 0.906 1.682 50.82 4.850
제14 면 -2.691 0.100 5.183
제8 렌즈 제15 면 -42.420 0.489 1.512 58.38 5.460
제16 면 4.018 0.409 6.606
제9 렌즈 제17 면 4.942 0.495 1.746 40.17 6.907
제18 면 2.199 0.320 7.655
필터 Infinity 0.110 7.971
Infinity 0.749 8.056
이미지 센서 Infinity 0.001 9.029
표 1은 제1 실시예에 따른 상기 제1 내지 제9 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190)의 광축(OA)에서의 곡률 반경(Radius of Curvature), 렌즈의 두께(Thickness), 렌즈 사이의 간격(distance), 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number) 및 유효경(Clear aperture; CA)의 크기에 대한 것이다.
제1 실시예에 따른 광학계(1000)의 제1 렌즈(110)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)의 제1 면(S1)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2)은 하기 표 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제2 렌즈(120)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)의 제3 면(S3)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제3 면(S3)은 비구면일 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 비구면일 수 있다. 상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4)은 하기 표 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제3 렌즈(130)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)의 제5 면(S5)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 면(S5)은 비구면일 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 비구면일 수 있다. 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6)은 하기 표 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제4 렌즈(140)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)의 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 면(S7)은 비구면일 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 비구면일 수 있다. 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8)은 하기 표 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제5 렌즈(150)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(150)의 제9 면(S9)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(150)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 면(S9)은 비구면일 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 비구면일 수 있다. 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10)은 하기 표 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제6 렌즈(160)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(160)의 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(160)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제11 면(S11)은 비구면일 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 비구면일 수 있다. 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12)은 하기 표 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제7 렌즈(170)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(170)의 제13 면(S13)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(170)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제13 면(S13)은 비구면일 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 비구면일 수 있다. 상기 제13 면(S13) 및 상기 제14 면(S14)은 하기 표 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제8 렌즈(180)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(180)의 제15 면(S15)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(180)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제15 면(S15)은 비구면일 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 비구면일 수 있다. 상기 제15 면(S15) 및 상기 제16 면(S16)은 하기 표 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제8 렌즈(180)는 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제8 렌즈(180)의 제16 면(S16) 상에는 상술한 제1 변곡점이 배치될 수 있다. 상기 제1 변곡점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제8 렌즈(180)의 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 40% 내지 약 85%인 위치에 배치될 수 있다. 제1 실시예에 따른 광학계에서 상기 제1 변곡점 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제8 렌즈(180)의 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 61%인 위치에 배치될 수 있다.
상기 제9 렌즈(190)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(190)의 제17 면(S17)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(190)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 제17 면(S17)은 비구면일 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 비구면일 수 있다. 상기 제17 면(S17) 및 상기 제18 면(S18)은 하기 표 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제9 렌즈(190)는 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제9 렌즈(190)의 제17 면(S17) 상에는 상술한 제2 변곡점이 배치될 수 있다. 상기 제2 변곡점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제9 렌즈(190)의 제17 면(S17)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 15% 내지 약 60%인 위치에 배치될 수 있다. 제1 실시예에 따른 광학계에서 상기 제2 변곡점 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제9 렌즈(190)의 제17 면(S17)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 35%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제9 렌즈(190)의 제18 면(S18) 상에는 상술한 제3 변곡점이 배치될 수 있다. 상기 제3 변곡점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제9 렌즈(190)의 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 30% 내지 약 80%인 위치에 배치될 수 있다. 제1 실시예에 따른 광학계에서 상기 제3 변곡점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제9 렌즈(190)의 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 53%인 위치에 배치될 수 있다.
제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 복수의 렌즈들(100)은 복수의 렌즈군을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 렌즈들(100)은 상기 물체와 상기 조리개 사이에 배치되는 제1 렌즈군(G1) 및 상기 조리개와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치되는 제2 렌즈군(G2)을 포함할 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈군(G1)은 상기 제1 렌즈(110)를 포함할 수 있고, 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 제2 내지 제9 렌즈(120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 렌즈군(G1)의 복합 초점 거리 및 상기 제2 렌즈군(G2)의 복합 초점 거리 각각은 양의 값을 가질 수 있다. 이에 따라, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 향상된 왜곡 수차 제어 특성을 가질 수 있다.
제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 각 렌즈면의 비구면 계수의 값을 하기 표 2와 같다.
L1 L2 L3 L4 L5
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9
R 2.881 3.020 3.187 -50.277 10.988 3.378 17.389 120.657 9.780
K -1.460 -3.014 -0.138 100 -68.936 -2.343 27.787 -100 -12.670
A -2.08E-03 -8.58E-03 -1.32E-02 -2.12E-03 -9.15E-04 -6.07E-04 -6.56E-03 -1.66E-02 -1.94E-02
B 4.07E-04 -6.54E-04 -1.58E-03 -2.21E-03 5.64E-04 2.25E-03 -3.24E-03 -1.59E-03 2.87E-04
C -7.20E-04 1.16E-04 3.58E-04 -2.53E-04 -4.06E-04 -1.59E-04 4.43E-04 -6.79E-05 2.68E-05
D 1.25E-04 -6.28E-05 -9.61E-05 5.24E-05 1.57E-04 2.73E-05 -1.57E-05 4.68E-06 2.86E-05
E -5.74E-07 -1.27E-04 -1.36E-04 9.16E-06 -8.17E-07 7.18E-06 1.01E-05 1.35E-05 -6.27E-06
F -1.07E-06 8.01E-05 3.02E-05 2.18E-05 9.80E-06 3.52E-07 9.15E-06 9.58E-07 2.64E-07
G -1.18E-05 -2.48E-06 3.35E-05 4.82E-06 -3.35E-06 -1.31E-06 -6.68E-07 1.77E-07 8.45E-08
H 6.06E-06 -9.01E-07 -2.93E-06 -5.31E-08 -1.20E-06 -6.20E-07 -2.85E-07 -3.53E-08 3.77E-08
J -8.43E-07 -4.45E-07 -1.44E-06 -4.74E-07 3.25E-07 3.21E-07 -5.93E-08 -4.18E-08 1.66E-09
L5 L6 L7 L8 L9
S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18
R -107.295 -7.951 95.604 18.227 -2.691 -42.420 4.018 4.942 2.199
K 100 -25.919 100 -73.678 -4.615 -100 -5.544 -58.238 -9.638
A -1.37E-02 -1.33E-02 -1.07E-02 6.00E-06 8.56E-03 -5.82E-03 -7.10E-03 -1.40E-02 -1.51E-02
B -1.80E-03 4.45E-04 -1.45E-03 -2.34E-03 -1.39E-03 -2.52E-03 -1.19E-03 -1.82E-04 1.03E-03
C 8.32E-04 -4.41E-06 9.04E-04 3.94E-04 -2.06E-05 5.13E-04 2.19E-04 1.85E-04 -3.12E-05
D -1.56E-04 3.77E-05 -1.62E-04 -4.77E-05 2.20E-05 -3.90E-05 -1.91E-05 -1.33E-05 1.05E-06
E 1.86E-05 -3.94E-06 1.64E-05 3.23E-06 -2.49E-06 2.19E-06 7.45E-07 3.93E-07 -2.38E-08
F -9.74E-07 2.32E-07 -8.84E-07 -3.92E-07 7.54E-08 -1.45E-07 -1.80E-08 -6.08E-09 1.13E-10
G -1.26E-08 2.19E-08 1.65E-08 4.45E-09 -1.85E-09 -7.09E-09 5.06E-10 1.09E-11 -1.99E-11
H -3.57E-09 7.58E-09 4.73E-10 1.41E-09 -1.55E-10 -7.74E-10 -9.99E-12 7.34E-14 -4.84E-13
J 4.02E-09 -7.48E-10 7.40E-10 2.55E-10 -4.54E-11 9.36E-11 -1.04E-12 -1.50E-14 -1.74E-14
또한, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈(110)와 상기 제2 렌즈(120) 사이의 간격(제1 간격)은 하기 표 3과 같을 수 있다.
제1 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d12)의 광축 방향 간격(mm)
(제1 간격)		 제2 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.2652 0
0.1 0.2652 0.1
0.2 0.2649 0.2
0.3 0.2645 0.3
0.4 0.2641 0.4
0.5 0.2635 0.5
0.6 0.2631 0.6
0.7 0.2627 0.7
0.8
(L1)		 0.2625 0.8
(L1)
0.9 0.2626 0.9
1 0.2630 1
1.1 0.2638 1.1
1.2 0.2650 1.2
1.3 0.2668 1.3
1.4 0.2695 1.4
1.5
(L2)		 0.2741 1.5
(L2)
표 3을 참조하면, 상기 제1 간격은 광축(OA)에서 상기 제2 면(S2) 상에 위치한 제1 지점(L1)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제1 지점(L1)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제3 면(S3)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 40% 내지 약 95%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제1 지점(L1)은 약 53.3%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 간격은 상기 제1 지점(L1)에서 상기 제3 면(S3)의 유효경의 끝단인 상기 제2 지점(L2)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제2 지점(L2)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제1 렌즈(110)의 센서 측 면(제2 면(S2))과 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(제3 면(S3)) 중 유효경 크기가 작은 상기 제2 면(S2)의 유효 반경 값으로, 표 1에 기재된 상기 제2 면(S2)의 유효경의 크기의 1/2을 의미할 수 있다.
상기 제1 간격은 상기 제2 지점(L2)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제1 지점(L1)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 1.03배 내지 약 1.5배일 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 1.04배일 수 있다.
제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120)는 영역에 따라 상기와 같은 범위를 만족하는 제1 간격을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120)를 통해 입사된 광은 설정된 경로로 이동하여 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
또한, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제5 렌즈(150) 및 상기 제6 렌즈(160) 사이의 간격(제2 간격)은 하기 표 4와 같을 수 있다.
제5 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d56)의 광축 방향 간격(mm)
(제2 간격)		 제6 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.2054 0
0.1 0.2048 0.1
0.2 0.2031 0.2
0.3 0.2002 0.3
0.4 0.1963 0.4
0.5 0.1913 0.5
0.6 0.1853 0.6
0.7 0.1785 0.7
0.8 0.1710 0.8
0.9 0.1629 0.9
1 0.1544 1
1.1 0.1456 1.1
1.2 0.1367 1.2
1.3 0.1279 1.3
1.4 0.1194 1.4
1.5 0.1115 1.5
1.6 0.1045 1.6
1.7 0.0987 1.7
1.8 0.0946 1.8
1.965
(L3)		 0.0927 1.965
(L3)
표 4를 참조하면, 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 상기 제10 면(S10)의 유효경의 끝단인 상기 제3 지점(L3)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제3 지점(L3)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제5 렌즈(150)의 센서 측 면(제10 면(S10))과 상기 제6 렌즈(160)의 물체 측 면(제11 면(S11)) 중 유효경 크기가 작은 상기 제10 면(S10)의 유효 반경 값으로, 표 1에 기재된 상기 제10 면(S10)의 유효경의 크기의 1/2을 의미할 수 있다.
상기 제2 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제3 지점(L3)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 내지 약 3배일 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 2.22배일 수 있다.
제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제5 렌즈(150) 및 상기 제6 렌즈(160)는 영역에 따라 상기와 같은 범위를 만족하는 제2 간격을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있고 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
또한, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제6 렌즈(160) 및 상기 제7 렌즈(170) 사이의 간격(제3 간격)은 하기 표 5와 같을 수 있다.
제6 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d67)의 광축 방향 간격(mm)
(제3 간격)		 제7 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.3210 0
0.1 0.3212 0.1
0.2 0.3219 0.2
0.3 0.3231 0.3
0.4 0.3248 0.4
0.5 0.3271 0.5
0.6 0.3301 0.6
0.7 0.3340 0.7
0.8 0.3387 0.8
0.9 0.3444 0.9
1 0.3512 1
1.1 0.3591 1.1
1.2 0.3681 1.2
1.3 0.3782 1.3
1.4 0.3891 1.4
1.5 0.4006 1.5
1.6 0.4123 1.6
1.7 0.4237 1.7
1.8 0.4339 1.8
1.9 0.4418 1.9
2
(L5)		 0.4459 2
(L5)
2.1 0.4440 2.1
2.194
(L6)		 0.4326 2.194
(L6)
표 5를 참조하면, 상기 제3 간격은 광축(OA)에서 상기 제12 면(S12) 상에 위치한 제5 지점(L5)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제5 지점(L5)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 면(S10)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 80% 내지 약 95%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제5 지점(L5)은 약 91.2%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제3 간격은 상기 제5 지점(L5)에서 상기 제12 면(S12)의 유효경의 끝단인 상기 제6 지점(L6)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제6 지점(L6)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제6 렌즈(160)의 센서 측 면(제12 면(S12))과 상기 제7 렌즈(170)의 물체 측 면(제13 면(S13)) 중 유효경 크기가 작은 상기 제12 면(S12)의 유효 반경 값으로, 표 1에 기재된 상기 제12 면(S12)의 유효경의 크기의 1/2을 의미할 수 있다.
상기 제3 간격은 상기 제5 지점(L5)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 1.2배 내지 약 2배일 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 1.39배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 상기 제7 렌즈(170)의 유효경의 크기를 감소할 수 있어 슬림한 구조를 가질 수 있고, 상기 광학계(1000)의 왜곡 특성을 제어할 수 있다.
또한, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제7 렌즈(170)와 상기 제8 렌즈(180) 사이의 간격(제4 간격)은 하기 표 6과 같을 수 있다.
제7 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d78)의 광축 방향 간격(mm)
(제4 간격)		 제8 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.1000 0
0.1 0.1017 0.1
0.2 0.1069 0.2
0.3 0.1154 0.3
0.4 0.1269 0.4
0.5 0.1412 0.5
0.6 0.1580 0.6
0.7 0.1768 0.7
0.8 0.1971 0.8
0.9 0.2185 0.9
1 0.2404 1
1.1 0.2623 1.1
1.2 0.2836 1.2
1.3 0.3039 1.3
1.4 0.3227 1.4
1.5 0.3395 1.5
1.6 0.3540 1.6
1.7 0.3660 1.7
1.8 0.3754 1.8
1.9 0.3821 1.9
2 0.3862 2
2.1 0.3882 2.1
2.2
(L7)		 0.3883 2.2
(L7)
2.3 0.3869 2.3
2.4 0.3844 2.4
2.5 0.3809 2.5
2.592
(L8)		 0.3764 2.592
(L8)
표 6을 참조하면, 상기 제4 간격은 광축(OA)에서 상기 제14 면(S14) 상에 위치한 제7 지점(L7)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제7 지점(L7)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제14 면(S14)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 60% 내지 약 90%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제7 지점(L7)은 약 84.8%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제4 간격은 상기 제7 지점(L7)에서 상기 제14 면(S14)의 유효경의 끝단인 상기 제8 지점(L8)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제8 지점(L8)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제7 렌즈(170)의 센서 측 면(제14 면(S14))과 상기 제8 렌즈(180)의 물체 측 면(제15 면(S15)) 중 유효경 크기가 작은 상기 제14 면(S14)의 유효 반경 값으로, 표 1에 기재된 상기 제14 면(S14)의 유효경의 크기의 1/2을 의미할 수 있다.
상기 제4 간격은 상기 제7 지점(L7)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 2.5배 내지 약 4.5배일 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 3.88배일 수 있다.
제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제7 렌즈(170) 및 상기 제8 렌즈(180)는 영역에 따라 상기와 같은 범위를 만족하는 제4 간격을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)의 왜곡 특성을 제어할 수 있고, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
또한, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제8 렌즈(180)와 상기 제9 렌즈(190) 사이의 간격(제5 간격)은 하기 표 7과 같을 수 있다.
제8 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d89)의 광축 방향 간격(mm)
(제5 간격)		 제9 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.4090 0
0.1 0.4088 0.1
0.2 0.4080 0.2
0.3 0.4065 0.3
0.4 0.4040 0.4
0.5 0.4004 0.5
0.6 0.3953 0.6
0.7 0.3887 0.7
0.8 0.3803 0.8
0.9 0.3700 0.9
1 0.3579 1
1.1 0.3438 1.1
1.2 0.3279 1.2
1.3 0.3101 1.3
1.4 0.2904 1.4
1.5 0.2692 1.5
1.6 0.2464 1.6
1.7 0.2223 1.7
1.8 0.1974 1.8
1.9 0.1718 1.9
2 0.1461 2
2.1 0.1210 2.1
2.2 0.0971 2.2
2.3 0.0754 2.3
2.4 0.0569 2.4
2.5 0.0429 2.5
2.6 0.0349 2.6
2.7
(L10)		 0.0347 2.7
(L10)
2.8 0.0444 2.8
2.9 0.0663 2.9
3 0.1032 3
3.1 0.1585 3.1
3.2 0.2361 3.2
3.303
(L11)		 0.3409 3.303
(L11)
표 7을 참조하면, 상기 제5 간격은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제10 지점(L10)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제10 지점(L10)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 70% 내지 약 90%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제10 지점(L10)은 약 81.7%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제4 간격은 상기 제10 지점(L10)에서 상기 제16 면(S16)의 유효경의 끝단인 상기 제11 지점(L11)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제11 지점(L11)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제8 렌즈(180)의 센서 측 면(제16 면(S16))과 상기 제9 렌즈(190)의 물체 측 면(제17 면(S17)) 중 유효경 크기가 작은 상기 제16 면(S16)의 유효 반경 값으로, 표 1에 기재된 상기 제16 면(S16)의 유효경의 크기의 1/2을 의미할 수 있다.
상기 제5 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제10 지점(L10)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 10배 내지 약 20배일 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 11.78배일 수 있다.
제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제8 렌즈(180) 및 상기 제9 렌즈(190)는 영역에 따라 상기와 같은 범위를 만족하는 제5 간격을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차, 왜곡 수차 제어 특성을 가질 수 있고, 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
제1 실시예
F 5.7 mm
f1 56.811 mm
f2 4.804 mm
f3 -6.571 mm
f4 27.601 mm
f5 12.070 mm
f6 -9.701 mm
f7 3.501 mm
f8 -7.149 mm
f9 -5.755 mm
f_G1 56.815 mm
f_G2 6.249 mm
L1_ET 0.287 mm
L2_ET 0.222 mm
L3_ET 0.612 mm
L4_ET 0.408 mm
L5_ET 0.344 mm
L6_ET 0.456 mm
L7_ET 0.260 mm
L8_ET 0.778 mm
L9_ET 1.026 mm
d12_ET 0.325 mm
d23_ET 0.262 mm
d34_ET -0.007 mm
d45_ET 0.463 mm
d56_ET 0.087 mm
d67_ET 0.335 mm
d78_ET 0.244 mm
d89_ET 0.309 mm
L9S2 Inflection Point 0.53
CA_max 7.655 mm
CA_min 3.000 mm
CA_Aver 4.337 mm
L_CT_max 0.906 mm
L_CT_min 0.260 mm
L_CT_Aver 0.516 mm
d89_min 0.0347 mm
L9S2_max_sag to Sensor 0.890 mm
∑L_CT 4.642 mm
∑Air_CT 2.126 mm
∑Index 15.083
∑Abbe 446.550
TTL 7.948 mm
BFL 1.180 mm
ImgH 4.515 mm
F-number 1.959
FOV 76.5 도
EPD 2.910 mm
수학식 제1 실시예
수학식 1 1 < L1_CT / L3_CT < 5 1.425
수학식 2 1 < L1_CT / L1_ET < 2 1.518
수학식 3 0.1 < L7_ET / L7_CT < 1 0.287
수학식 4 0.2 < L8_CT / L8_ET < 1 0.629
수학식 5 1 < L9_ET / L9_CT < 4 2.072
수학식 6 1.6 < n3 만족
수학식 7 1 < CA_L1S1 / CA_L2S1 < 2 1.020
수학식 8 1 < CA_L9S2 / CA_L2S2 < 5 2.444
수학식 9 0.1 < d23_CT / d23_ET < 1 0.381
수학식 10 0.3 < L9S2 Inflection Point < 0.8 0.530
수학식 11 0.5 < L1_CT / L2_CT < 0.78 0.690
수학식 12 1.4 < L7_CT / L8_CT < 3.5 1.851
수학식 13 1 < L7_CT / L9_CT < 3 1.830
수학식 14 1 < L1_CT / d12_CT < 5 1.641
수학식 15 1 < L2_CT / d12_CT < 7 2.378
수학식 16 1 < L4_CT / d45_CT < 2.5 1.821
수학식 17 0.2 < d12_CT / d89_CT < 1 0.649
수학식 18 0.85 < L1_CT / L9_CT < 1.8 0.890
수학식 19 5 < L7_CT / d78_CT < 16 9.056
수학식 20 2.2 < L7_CT / d67_CT < 10 2.821
수학식 21 7 < f1 / f2 < 13.5 11.827
수학식 22 -2 < f3 / f2 < -0.5 -1.368
수학식 23 -1 < f7 / f8 < -0.4 -0.490
수학식 24 5 < f_G1 / F < 12 9.968
수학식 25 f_G1 > 0f_G2 > 0 만족
수학식 26 5 < f_G1 / f_G2 < 20 9.092
수학식 27 1 < CA_max / CA_Aver < 2.5 1.765
수학식 28 0.5 < CA_min / CA_Aver < 1 0.692
수학식 29 1.5 < CA_max / CA_min < 3 2.552
수학식 30 1 < L_CT_max / L_CT_Aver < 2.5 1.756
수학식 31 0.35 < L_CT_min / L_CT_Aver < 1 0.504
수학식 32 0.5 < CA_max / (2*ImgH) < 1 0.848
수학식 33 1 < d89_CT / d89_min < 20 11.787
수학식 34 0 < L_CT_max / Air_max < 3 2.214
수학식 35 1 < ∑L_CT / ∑Air_CT < 5 2.183
수학식 36 10 < ∑Index < 30 15.083
수학식 37 10 < ∑Abbe / ∑Index < 50 29.606
수학식 38 0.5 < L9S2_max_sag to Sensor < 2 0.890
수학식 39 2 < TTL < 20 만족
수학식 40 2 < ImgH 만족
수학식 41 BFL < 2.5 만족
수학식 42 FOV < 120 만족
수학식 43 0.5 < TTL / ImgH < 2 1.761
수학식 44 0.1 < BFL / ImgH < 0.5 0.261
수학식 45 4 < TTL / BFL < 10 6.736
수학식 46 0.1 < F / TTL < 1 0.717
수학식 47 3 < F / BFL < 8 4.830
수학식 48 1 < F / ImgH < 3 1.263
표 8은 제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식들의 항목에 대한 것으로, 상기 광학계(1000)의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length), F값, ImgH, 상기 제1 내지 제9 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190) 각각의 초점 거리(f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7, f8, f9), 엣지 두께(ET, Edge Thickness) 등에 대한 것이다. 여기서 렌즈의 엣지 두께는 렌즈의 유효 영역 끝단에서의 광축(OA) 방향 두께를 의미한다. 자세하게, 렌즈의 엣지 두께는 렌즈의 물체 측 면의 유효 영역의 끝단에서 센서 측 면의 유효 영역 끝단까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
또한, 표 9는 제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 48에 대한 결과 값에 대한 것이다.
표 9를 참조하면, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 48 중 적어도 하나를 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 수학식 48을 모두 만족하는 것을 알 수 있다.
이에 따라, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있고 도 2 내지 도 4와 같은 우수한 광학 특성을 가질 수 있다.
자세하게, 도 2는 제1 실시예에 따른 광학계(1000)의 공간주파수에 대한 MTF 그래프이고, 도 3은 제1 실시예에 따른 광학계의 회절 MTF에 대한 그래프이고, 도 4는 제1 실시예에 따른 광학계의 수차도이다.
도 2는 공간 주파수에 따른 MTF 특성을 측정한 것으로 MTF 값이 1인 경우가 가장 우수한 해상도를 가지는 것을 의미하고, MTF 값이 1에서 감소할수록 해상도가 떨어지는 것을 의미할 수 있다.
또한, 도 4의 수차 그래프에서 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 도 4에서 X축은 초점 거리(mm) 및 왜곡도(%)를 나타낼 수 있고, Y축은 이미지의 높이(height)를 의미할 수 있다. 또한, 구면 수차, 비점 수차, 왜곡 수차에 대한 그래프는 약 486nm, 약 587nm, 약 656nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다.
도 4의 수차도에서는 각 곡선들이 Y축에 근접할 수록 수차 보정 기능이 좋은 것으로 해석할 수 있는데, 도 4를 참조하면 실시예에 따른 광학계(1000)는 거의 대부분의 영역에서 측정 값들이 Y축에 인접한 것을 알 수 있다. 즉, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가지며 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
도 5는 제2 실시예에 따른 광학계의 구성도이다. 또한, 도 6은 제2 실시예에 따른 광학계의 공간주파수에 대한 MTF 그래프이고, 도 7은 제2 실시예에 따른 광학계의 회절 MTF에 대한 그래프이고, 도 8은 제2 실시예에 따른 광학계의 수차도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140), 제5 렌즈(150), 제6 렌즈(160), 제7 렌즈(170), 제8 렌즈(180), 제9 렌즈(190) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제9 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190)은 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
또한, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120) 사이에 조리개가 배치될 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)의 센서 측 면(제2 면(S2))은 조리개 역할을 수행할 수 있다.
또한, 상기 복수의 렌즈들(100) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에는 필터(500)가 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 필터(500)는 상기 제9 렌즈(190) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다.
렌즈 면 곡률 반경(mm) 두께 또는 간격(mm) 굴절률 아베수 유효경의 크기(mm)
제1 렌즈 제1 면 2.859 0.483 1.562 63.74 3.580
제2 면
(Stop)		 3.001 0.232 3.200
제2 렌즈 제3 면 3.251 0.690 1.620 60.32 3.395
제4 면 -46.541 0.100 3.420
제3 렌즈 제5 면 11.528 0.280 1.755 27.57 3.411
제6 면 3.452 0.440 3.368
제4 렌즈 제7 면 16.696 0.547 1.744 44.85 3.363
제8 면 802.754 0.323 3.598
제5 렌즈 제9 면 10.380 0.512 1.744 44.85 3.812
제10 면 -56.608 0.211 3.955
제6 렌즈 제11 면 -7.769 0.280 1.755 27.57 4.000
제12 면 94.010 0.314 4.391
제7 렌즈 제13 면 13.002 0.928 1.705 48.29 4.877
제14 면 -2.717 0.100 5.241
제8 렌즈 제15 면 -15.593 0.386 1.521 54.76 5.426
제16 면 3.894 0.427 6.580
제9 렌즈 제17 면 5.296 0.488 1.747 36.95 6.808
제18 면 2.316 0.297 7.559
필터 Infinity 0.110 7.920
Infinity 0.750 8.008
이미지 센서 Infinity 0.000 9.031
표 10은 제2 실시예에 따른 상기 제1 내지 제9 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190)의 광축(OA)에서의 곡률 반경(Radius of Curvature), 렌즈의 두께(Thickness), 렌즈 사이의 간격(distance), 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number) 및 유효경(Clear aperture; CA)의 크기에 대한 것이다.
제2 실시예에 따른 광학계(1000)의 제1 렌즈(110)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)의 제1 면(S1)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2)은 하기 표 11과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제2 렌즈(120)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)의 제3 면(S3)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제3 면(S3)은 비구면일 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 비구면일 수 있다. 상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4)은 하기 표 11과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제3 렌즈(130)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)의 제5 면(S5)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 면(S5)은 비구면일 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 비구면일 수 있다. 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6)은 하기 표 11과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제4 렌즈(140)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)의 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 면(S7)은 비구면일 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 비구면일 수 있다. 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8)은 하기 표 11과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제5 렌즈(150)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(150)의 제9 면(S9)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(150)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 면(S9)은 비구면일 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 비구면일 수 있다. 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10)은 하기 표 11과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제6 렌즈(160)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(160)의 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(160)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제11 면(S11)은 비구면일 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 비구면일 수 있다. 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12)은 하기 표 11과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제7 렌즈(170)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(170)의 제13 면(S13)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(170)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제13 면(S13)은 비구면일 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 비구면일 수 있다. 상기 제13 면(S13) 및 상기 제14 면(S14)은 하기 표 11과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제8 렌즈(180)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(180)의 제15 면(S15)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(180)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제15 면(S15)은 비구면일 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 비구면일 수 있다. 상기 제15 면(S15) 및 상기 제16 면(S16)은 하기 표 11과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제8 렌즈(180)는 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제8 렌즈(180)의 제16 면(S16) 상에는 상술한 제1 변곡점이 배치될 수 있다. 상기 제1 변곡점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제8 렌즈(180)의 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 40% 내지 약 85%인 위치에 배치될 수 있다. 제2 실시예에 따른 광학계에서 상기 제1 변곡점 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제8 렌즈(180)의 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 66%인 위치에 배치될 수 있다.
상기 제9 렌즈(190)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(190)의 제17 면(S17)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(190)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 제17 면(S17)은 비구면일 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 비구면일 수 있다. 상기 제17 면(S17) 및 상기 제18 면(S18)은 하기 표 11과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제9 렌즈(190)는 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제9 렌즈(190)의 제17 면(S17) 상에는 상술한 제2 변곡점이 배치될 수 있다. 상기 제2 변곡점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제9 렌즈(190)의 제17 면(S17)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 15% 내지 약 60%인 위치에 배치될 수 있다. 제2 실시예에 따른 광학계에서 상기 제2 변곡점 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제9 렌즈(190)의 제17 면(S17)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 38%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제9 렌즈(190)의 제18 면(S18) 상에는 상술한 제3 변곡점이 배치될 수 있다. 상기 제3 변곡점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제9 렌즈(190)의 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 30% 내지 약 80%인 위치에 배치될 수 있다. 제2 실시예에 따른 광학계에서 상기 제3 변곡점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제9 렌즈(190)의 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 51%인 위치에 배치될 수 있다.
제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 복수의 렌즈들(100)은 복수의 렌즈군을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 렌즈들(100)은 상기 물체와 상기 조리개 사이에 배치되는 제1 렌즈군(G1) 및 상기 조리개와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치되는 제2 렌즈군(G2)을 포함할 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈군(G1)은 상기 제1 렌즈(110)를 포함할 수 있고, 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 제2 내지 제9 렌즈(120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 렌즈군(G1)의 복합 초점 거리 및 상기 제2 렌즈군(G2)의 복합 초점 거리 각각은 양의 값을 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 향상된 왜곡 수차 제어 특성을 가질 수 있다.
제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 각 렌즈면의 비구면 계수의 값을 하기 표 11과 같다.
L1 L2 L3 L4 L5
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9
R 2.859 3.001 3.251 -46.541 11.528 3.452 16.696 802.754 10.380
K -1.337 -2.914 -0.288 98.980 -76.480 -2.317 22.091 -100.000 -10.482
A -1.53E-03 -8.49E-03 -1.39E-02 -2.15E-03 -1.00E-03 -4.31E-04 -6.68E-03 -1.68E-02 -1.93E-02
B 5.47E-04 -7.83E-04 -1.73E-03 -2.34E-03 5.57E-04 2.44E-03 -3.39E-03 -1.64E-03 2.85E-04
C -7.17E-04 2.89E-05 3.38E-04 -2.78E-04 -4.00E-04 -9.51E-05 3.92E-04 -9.97E-05 2.92E-05
D 1.19E-04 -9.01E-05 -1.02E-04 4.68E-05 1.64E-04 4.22E-05 -2.74E-05 -1.49E-06 2.98E-05
E -2.83E-06 -1.32E-04 -1.40E-04 7.59E-06 1.70E-06 9.23E-06 7.64E-06 1.34E-05 -6.03E-06
F -1.53E-06 8.02E-05 2.77E-05 2.12E-05 9.89E-06 6.93E-08 8.60E-06 1.28E-06 2.68E-07
G -1.19E-05 -1.97E-06 3.28E-05 4.43E-06 -3.71E-06 -1.64E-06 -7.48E-07 2.65E-07 6.81E-08
H 6.09E-06 -6.50E-07 -2.96E-06 -3.22E-07 -1.42E-06 -7.50E-07 -2.34E-07 -4.07E-08 3.09E-08
J -8.17E-07 -3.71E-07 -1.30E-06 -6.54E-07 2.47E-07 2.96E-07 6.84E-09 -5.82E-08 1.79E-10
L5 L6 L7 L8 L9
S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18
R -56.608 -7.769 94.010 13.002 -2.717 -15.593 3.894 5.296 2.316
K 100.000 -22.228 100.000 -55.721 -5.327 -57.719 -5.505 -61.819 -10.233
A -1.42E-02 -1.33E-02 -1.06E-02 5.15E-05 8.60E-03 -5.49E-03 -7.17E-03 -1.33E-02 -1.55E-02
B -1.89E-03 4.70E-04 -1.45E-03 -2.36E-03 -1.34E-03 -2.49E-03 -1.08E-03 -1.96E-04 1.07E-03
C 8.19E-04 -1.08E-07 9.05E-04 3.96E-04 -1.56E-05 5.15E-04 2.17E-04 1.84E-04 -3.14E-05
D -1.58E-04 3.85E-05 -1.62E-04 -4.73E-05 2.22E-05 -3.85E-05 -1.94E-05 -1.33E-05 1.02E-06
E 1.83E-05 -3.76E-06 1.64E-05 3.23E-06 -2.50E-06 2.20E-06 7.41E-07 3.91E-07 -2.51E-08
F -1.02E-06 2.69E-07 -8.84E-07 -3.96E-07 7.22E-08 -1.47E-07 -1.72E-08 -6.18E-09 6.53E-11
G -1.44E-08 2.87E-08 1.74E-08 3.79E-09 -2.46E-09 -7.53E-09 5.88E-10 6.78E-12 -2.16E-11
H -1.56E-09 8.90E-09 9.64E-10 1.38E-09 -2.58E-10 -7.98E-10 -5.18E-12 -1.11E-13 -5.29E-13
J 4.87E-09 -3.37E-10 9.07E-10 2.63E-10 -6.10E-11 9.67E-11 -8.71E-13 -2.86E-14 -1.68E-14
또한, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈(110)와 상기 제2 렌즈(120) 사이의 간격(제1 간격)은 하기 표 12와 같을 수 있다.
제1 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d12)의 광축 방향 간격(mm)
(제1 간격)		 제2 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.2315 0
0.1 0.2314 0.1
0.2 0.2310 0.2
0.3 0.2304 0.3
0.4 0.2296 0.4
0.5 0.2287 0.5
0.6 0.2276 0.6
0.7 0.2265 0.7
0.8 0.2253 0.8
0.9 0.2242 0.9
1 0.2232 1
1.1 0.2223 1.1
1.2 0.2215 1.2
1.3
(L1)		 0.2210 1.3
(L1)
1.4 0.2210 1.4
1.5 0.2221 1.5
1.6
(L2)		 0.2255 1.6
(L2)
표 12를 참조하면, 상기 제1 간격은 광축(OA)에서 상기 제2 면(S2) 상에 위치한 제1 지점(L1)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제1 지점(L1)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제3 면(S3)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 40% 내지 약 95%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제1 지점(L1)은 약 81.3%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 간격은 상기 제1 지점(L1)에서 상기 제3 면(S3)의 유효경의 끝단인 상기 제2 지점(L2)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제2 지점(L2)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제1 렌즈(110)의 센서 측 면(제2 면(S2))과 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(제3 면(S3)) 중 유효경 크기가 작은 상기 제2 면(S2)의 유효 반경 값으로, 표 10에 기재된 상기 제2 면(S2)의 유효경의 크기의 1/2을 의미할 수 있다.
상기 제1 간격은 상기 제2 지점(L2)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제1 지점(L1)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 1.03배 내지 약 1.5배일 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 1.05배일 수 있다.
제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120)는 영역에 따라 상기와 같은 범위를 만족하는 제1 간격을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120)를 통해 입사된 광은 설정된 경로로 이동하여 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
또한, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제5 렌즈(150) 및 상기 제6 렌즈(160) 사이의 간격(제2 간격)은 하기 표 13과 같을 수 있다.
제5 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d56)의 광축 방향 간격(mm)
(제2 간격)		 제6 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.2110 0
0.1 0.2105 0.1
0.2 0.2088 0.2
0.3 0.2061 0.3
0.4 0.2023 0.4
0.5 0.1976 0.5
0.6 0.1920 0.6
0.7 0.1856 0.7
0.8 0.1785 0.8
0.9 0.1709 0.9
1 0.1630 1
1.1 0.1550 1.1
1.2 0.1471 1.2
1.3 0.1395 1.3
1.4 0.1326 1.4
1.5 0.1267 1.5
1.6 0.1222 1.6
1.7
(L3)		 0.1198 1.7
(L3)
1.8 0.1202 1.8
1.9 0.1245 1.9
1.978
(L4)		 0.1337 1.978
(L4)
표 13을 참조하면, 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 상기 제10 면(S10) 상에 위치한 제3 지점(L3)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제3 지점(L3)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 면(S10)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 70% 내지 약 90%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제3 지점(L3)은 약 85.95%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 간격은 상기 제3 지점(L3)에서 상기 제10 면(S10)의 유효경의 끝단인 상기 제3 지점(L3)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제4 지점이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제5 렌즈(150)의 센서 측 면(제10 면(S10))과 상기 제6 렌즈(160)의 물체 측 면(제11 면(S11)) 중 유효경 크기가 작은 상기 제10 면(S10)의 유효 반경 값으로, 표 10에 기재된 상기 제10 면(S10)의 유효경의 크기의 1/2을 의미할 수 있다.
상기 제2 간격은 상기 제3 지점(L3)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 내지 약 2배일 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.76배일 수 있다.
제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제5 렌즈(150) 및 상기 제6 렌즈(160)는 영역에 따라 상기와 같은 범위를 만족하는 제2 간격을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있고 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
또한, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제6 렌즈(160) 및 상기 제7 렌즈(170) 사이의 간격(제3 간격)은 하기 표 14와 같을 수 있다.
제6 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d67)의 광축 방향 간격(mm)
(제3 간격)		 제7 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.3138 0
0.1 0.3141 0.1
0.2 0.3152 0.2
0.3 0.3169 0.3
0.4 0.3193 0.4
0.5 0.3226 0.5
0.6 0.3267 0.6
0.7 0.3318 0.7
0.8 0.3379 0.8
0.9 0.3452 0.9
1 0.3536 1
1.1 0.3633 1.1
1.2 0.3741 1.2
1.3 0.3860 1.3
1.4 0.3988 1.4
1.5 0.4123 1.5
1.6 0.4260 1.6
1.7 0.4393 1.7
1.8 0.4515 1.8
1.9 0.4613 1.9
2
(L5)		 0.4672 2
(L5)
2.1 0.4667 2.1
2.195
(L6)		 0.4560 2.195
(L6)
표 14를 참조하면, 상기 제3 간격은 광축(OA)에서 상기 제12 면(S12) 상에 위치한 제5 지점(L5)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제5 지점(L5)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 면(S10)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 80% 내지 약 95%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제5 지점(L5)은 약 91.1%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제3 간격은 상기 제5 지점(L5)에서 상기 제12 면(S12)의 유효경의 끝단인 상기 제6 지점(L6)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제6 지점(L6)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제6 렌즈(160)의 센서 측 면(제12 면(S12))과 상기 제7 렌즈(170)의 물체 측 면(제13 면(S13)) 중 유효경 크기가 작은 상기 제12 면(S12)의 유효 반경 값으로, 표 10에 기재된 상기 제12 면(S12)의 유효경의 크기의 1/2을 의미할 수 있다.
상기 제3 간격은 상기 제5 지점(L5)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 1.2배 내지 약 2배일 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 1.49배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 상기 제7 렌즈(170)의 유효경의 크기를 감소할 수 있어 슬림한 구조를 가질 수 있고, 상기 광학계(1000)의 왜곡 특성을 제어할 수 있다.
또한, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제7 렌즈(170)와 상기 제8 렌즈(180) 사이의 간격(제4 간격)은 하기 표 15와 같을 수 있다.
제7 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d78)의 광축 방향 간격(mm)
(제4 간격)		 제8 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.1000 0
0.1 0.1015 0.1
0.2 0.1060 0.2
0.3 0.1134 0.3
0.4 0.1233 0.4
0.5 0.1356 0.5
0.6 0.1499 0.6
0.7 0.1657 0.7
0.8 0.1826 0.8
0.9 0.2002 0.9
1 0.2178 1
1.1 0.2350 1.1
1.2 0.2513 1.2
1.3 0.2662 1.3
1.4 0.2792 1.4
1.5 0.2900 1.5
1.6 0.2983 1.6
1.7 0.3038 1.7
1.8
(L7)		 0.3065 1.8
(L7)
1.9 0.3064 1.9
2 0.3037 2
2.1 0.2988 2.1
2.2 0.2921 2.2
2.3 0.2842 2.3
2.4 0.2757 2.4
2.5 0.2675 2.5
2.62
(L8)		 0.2606 2.62
(L8)
표 15를 참조하면, 상기 제4 간격은 광축(OA)에서 상기 제14 면(S14) 상에 위치한 제7 지점(L7)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제7 지점(L7)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제14 면(S14)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 60% 내지 약 90%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제7 지점(L7)은 약 68.7%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제4 간격은 상기 제7 지점(L7)에서 상기 제14 면(S14)의 유효경의 끝단인 상기 제8 지점(L8)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제8 지점(L8)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제7 렌즈(170)의 센서 측 면(제14 면(S14))과 상기 제8 렌즈(180)의 물체 측 면(제15 면(S15)) 중 유효경 크기가 작은 상기 제14 면(S14)의 유효 반경 값으로, 표 10에 기재된 상기 제14 면(S14)의 유효경의 크기의 1/2을 의미할 수 있다.
상기 제4 간격은 상기 제7 지점(L7)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 2.5배 내지 약 4.5배일 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 3.07배일 수 있다.
제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제7 렌즈(170) 및 상기 제8 렌즈(180)는 영역에 따라 상기와 같은 범위를 만족하는 제4 간격을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)의 왜곡 특성을 제어할 수 있고, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
또한, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제8 렌즈(180)와 상기 제9 렌즈(190) 사이의 간격(제5 간격)은 하기 표 16과 같을 수 있다.
제8 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d89)의 광축 방향 간격(mm)
(제5 간격)		 제9 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.4269 0
0.1 0.4266 0.1
0.2 0.4255 0.2
0.3 0.4235 0.3
0.4 0.4205 0.4
0.5 0.4161 0.5
0.6 0.4103 0.6
0.7 0.4028 0.7
0.8 0.3935 0.8
0.9 0.3825 0.9
1 0.3696 1
1.1 0.3547 1.1
1.2 0.3381 1.2
1.3 0.3196 1.3
1.4 0.2993 1.4
1.5 0.2775 1.5
1.6 0.2542 1.6
1.7 0.2296 1.7
1.8 0.2041 1.8
1.9 0.1780 1.9
2 0.1517 2
2.1 0.1258 2.1
2.2 0.1010 2.2
2.3 0.0780 2.3
2.4 0.0580 2.4
2.5 0.0420 2.5
2.6 0.0315 2.6
2.7
(L10)		 0.0281 2.7
(L10)
2.8 0.0336 2.8
2.9 0.0500 2.9
3 0.0796 3
3.1 0.1247 3.1
3.2 0.1881 3.2
3.29
(L11)		 0.2722 3.29
(L11)
표 16을 참조하면, 상기 제5 간격은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제10 지점(L10)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제10 지점(L10)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 70% 내지 약 90%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제10 지점(L10)은 약 82.1%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제4 간격은 상기 제9 지점(L9)에서 상기 제16 면(S16)의 유효경의 끝단인 상기 제11 지점(L11)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제11 지점(L11)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제8 렌즈(180)의 센서 측 면(제16 면(S16))과 상기 제9 렌즈(190)의 물체 측 면(제17 면(S17)) 중 유효경 크기가 작은 상기 제16 면(S16)의 유효 반경 값으로, 표 10에 기재된 상기 제16 면(S16)의 유효경의 크기의 1/2을 의미할 수 있다.
상기 제5 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제10 지점(L10)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 10배 내지 약 20배일 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 15.2배일 수 있다.
제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제8 렌즈(180) 및 상기 제9 렌즈(190)는 영역에 따라 상기와 같은 범위를 만족하는 제5 간격을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차, 왜곡 수차 제어 특성을 가질 수 있고, 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
제2 실시예
F 5.699 mm
f1 48.524 mm
f2 4.925 mm
f3 -6.625 mm
f4 22.912 mm
f5 11.828 mm
f6 -9.490 mm
f7 3.267 mm
f8 -5.935 mm
f9 -5.922 mm
f_G1 48.524 mm
f_G2 6.355 mm
L1_ET 0.301 mm
L2_ET 0.260 mm
L3_ET 0.620 mm
L4_ET 0.330 mm
L5_ET 0.307 mm
L6_ET 0.482 mm
L7_ET 0.287 mm
L8_ET 0.832 mm
L9_ET 0.947 mm
d12_ET 0.261 mm
d23_ET 0.283 mm
d34_ET -0.004 mm
d45_ET 0.490 mm
d56_ET 0.124 mm
d67_ET 0.355 mm
d78_ET 0.172 mm
d89_ET 0.232 mm
L9S2 Inflection Point 0.51
CA_max 7.559 mm
CA_min 3.200 mm
CA_Aver 4.444 mm
L_CT_max 0.928 mm
L_CT_min 0.280 mm
L_CT_Aver 0.510 mm
d89_min 0.0281 mm
L9S2_max_sag to Sensor 0.889 mm
∑L_CT 4.594 mm
∑Air_CT 2.147 mm
∑Index 15.154
∑Abbe 408.900
TTL 7.898 mm
BFL 1.157 mm
ImgH 4.515 mm
F-number 1.722
FOV 76.52 도
EPD 3.309 mm
수학식 제2 실시예
수학식 1 1 < L1_CT / L3_CT < 5 1.723
수학식 2 1 < L1_CT / L1_ET < 2 1.601
수학식 3 0.1 < L7_ET / L7_CT < 1 0.309
수학식 4 0.2 < L8_CT / L8_ET < 1 0.464
수학식 5 1 < L9_ET / L9_CT < 4 1.939
수학식 6 1.6 < n3 만족
수학식 7 1 < CA_L1S1 / CA_L2S1 < 2 1.055
수학식 8 1 < CA_L9S2 / CA_L2S2 < 5 2.210
수학식 9 0.1 < d23_CT / d23_ET < 1 0.353
수학식 10 0.3 < L9S2 Inflection Point < 0.8 0.510
수학식 11 0.5 < L1_CT / L2_CT < 0.78 0.699
수학식 12 1.4 < L7_CT / L8_CT < 3.5 2.404
수학식 13 1 < L7_CT / L9_CT < 3 1.899
수학식 14 1 < L1_CT / d12_CT < 5 2.084
수학식 15 1 < L2_CT / d12_CT < 7 2.980
수학식 16 1 < L4_CT / d45_CT < 2.5 1.693
수학식 17 0.2 < d12_CT / d89_CT < 1 0.542
수학식 18 0.85 < L1_CT / L9_CT < 1.8 1.250
수학식 19 5 < L7_CT / d78_CT < 16 9.276
수학식 20 2.2 < L7_CT / d67_CT < 10 2.956
수학식 21 7 < f1 / f2 < 13.5 9.853
수학식 22 -2 < f3 / f2 < -0.5 -1.345
수학식 23 -1 < f7 / f8 < -0.4 -0.550
수학식 24 5 < f_G1 / F < 12 8.514
수학식 25 f_G1 > 0f_G2 > 0 만족
수학식 26 5 < f_G1 / f_G2 < 20 7.635
수학식 27 1 < CA_max / CA_Aver < 2.5 1.701
수학식 28 0.5 < CA_min / CA_Aver < 1 0.720
수학식 29 1.5 < CA_max / CA_min < 3 2.362
수학식 30 1 < L_CT_max / L_CT_Aver < 2.5 1.817
수학식 31 0.35 < L_CT_min / L_CT_Aver < 1 0.549
수학식 32 0.5 < CA_max / (2*ImgH) < 1 0.837
수학식 33 1 < d89_CT / d89_min < 20 15.194
수학식 34 0 < L_CT_max / Air_max < 3 2.106
수학식 35 1 < ∑L_CT / ∑Air_CT < 5 2.140
수학식 36 10 < ∑Index < 30 15.154
수학식 37 10 < ∑Abbe / ∑Index < 50 26.983
수학식 38 0.5 < L9S2_max_sag to Sensor < 2 0.889
수학식 39 2 < TTL < 20 만족
수학식 40 2 < ImgH 만족
수학식 41 BFL < 2.5 만족
수학식 42 FOV < 120 만족
수학식 43 0.5 < TTL / ImgH < 2 1.749
수학식 44 0.1 < BFL / ImgH < 0.5 0.256
수학식 45 4 < TTL / BFL < 10 6.827
수학식 46 0.1 < F / TTL < 1 0.722
수학식 47 3 < F / BFL < 8 4.926
수학식 48 1 < F / ImgH < 3 1.262
표 17은 제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식들의 항목에 대한 것으로, 상기 광학계(1000)의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length), F값, ImgH, 상기 제1 내지 제9 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190) 각각의 초점 거리(f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7, f8, f9), 엣지 두께(ET, Edge Thickness) 등에 대한 것이다. 여기서 렌즈의 엣지 두께는 렌즈의 유효 영역 끝단에서의 광축(OA) 방향 두께를 의미한다. 자세하게, 렌즈의 엣지 두께는 렌즈의 물체 측 면의 유효 영역의 끝단에서 센서 측 면의 유효 영역 끝단까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
또한, 표 18은 제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 48에 대한 결과 값에 대한 것이다.
표 18을 참조하면, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 48 중 적어도 하나를 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 수학식 48을 모두 만족하는 것을 알 수 있다.
이에 따라, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있고 도 6 내지 도 8과 같은 우수한 광학 특성을 가질 수 있다.
자세하게, 도 6은 제2 실시예에 따른 광학계(1000)의 공간주파수에 대한 MTF 그래프이고, 도 7은 제2 실시예에 따른 광학계의 회절 MTF에 대한 그래프이고, 도 8은 제2 실시예에 따른 광학계의 수차도이다.
도 6은 공간 주파수에 따른 MTF 특성을 측정한 것으로 MTF 값이 1인 경우가 가장 우수한 해상도를 가지는 것을 의미하고, MTF 값이 1에서 감소할수록 해상도가 떨어지는 것을 의미할 수 있다.
또한, 도 8의 수차 그래프에서 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 도 8에서 X축은 초점 거리(mm) 및 왜곡도(%)를 나타낼 수 있고, Y축은 이미지의 높이(height)를 의미할 수 있다. 또한, 구면 수차, 비점 수차, 왜곡 수차에 대한 그래프는 약 486nm, 약 587nm, 약 656nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다.
도 8의 수차도에서는 각 곡선들이 Y축에 근접할 수록 수차 보정 기능이 좋은 것으로 해석할 수 있는데, 도 8을 참조하면 실시예에 따른 광학계(1000)는 거의 대부분의 영역에서 측정 값들이 Y축에 인접한 것을 알 수 있다. 즉, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가지며 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
도 9는 제3 실시예에 따른 광학계의 구성도이다. 또한, 도 10은 제3 실시예에 따른 광학계의 공간주파수에 대한 MTF 그래프이고, 도 11은 제3 실시예에 따른 광학계의 회절 MTF에 대한 그래프이고, 도 12는 제3 실시예에 따른 광학계의 수차도이다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)는 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140), 제5 렌즈(150), 제6 렌즈(160), 제7 렌즈(170), 제8 렌즈(180), 제9 렌즈(190) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제9 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190)은 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
또한, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120) 사이에 조리개가 배치될 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)의 센서 측 면(제2 면(S2))은 조리개 역할을 수행할 수 있다.
또한, 상기 복수의 렌즈들(100) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에는 필터(500)가 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 필터(500)는 상기 제9 렌즈(190) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다.
렌즈 면 곡률 반경(mm) 두께 또는 간격(mm) 굴절률 아베수 유효경의 크기(mm)
제1 렌즈 제1 면 2.823 0.491 1.564 62.25 3.707
제2 면
(Stop)		 2.881 0.188 3.400
제2 렌즈 제3 면 3.183 0.739 1.606 60.37 3.472
제4 면 -77.842 0.100 3.499
제3 렌즈 제5 면 13.055 0.300 1.755 27.57 3.441
제6 면 3.626 0.467 3.327
제4 렌즈 제7 면 15.390 0.527 1.626 44.85 3.348
제8 면 142.267 0.256 3.590
제5 렌즈 제9 면 9.803 0.582 1.635 44.85 3.781
제10 면 -33.831 0.187 3.970
제6 렌즈 제11 면 -7.416 0.300 1.727 27.57 4.000
제12 면 116.364 0.351 4.482
제7 렌즈 제13 면 11.919 0.927 1.627 45.31 5.014
제14 면 -2.793 0.100 5.427
제8 렌즈 제15 면 -13.670 0.300 1.581 50.49 5.583
제16 면 3.822 0.427 6.782
제9 렌즈 제17 면 5.676 0.477 1.741 32.48 7.163
제18 면 2.402 0.286 7.636
필터 Infinity 0.110 7.818
Infinity 0.750 7.912
이미지 센서 Infinity 0.000 9.030
표 19는 제3 실시예에 따른 상기 제1 내지 제9 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190)의 광축(OA)에서의 곡률 반경(Radius of Curvature), 렌즈의 두께(Thickness), 렌즈 사이의 간격(distance), 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number) 및 유효경(Clear aperture; CA)의 크기에 대한 것이다.
제3 실시예에 따른 광학계(1000)의 제1 렌즈(110)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)의 제1 면(S1)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2)은 하기 표 20과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제2 렌즈(120)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)의 제3 면(S3)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제3 면(S3)은 비구면일 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 비구면일 수 있다. 상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4)은 하기 표 20과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제3 렌즈(130)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)의 제5 면(S5)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 면(S5)은 비구면일 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 비구면일 수 있다. 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6)은 하기 표 20과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제4 렌즈(140)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)의 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 면(S7)은 비구면일 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 비구면일 수 있다. 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8)은 하기 표 20과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제5 렌즈(150)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(150)의 제9 면(S9)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(150)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 면(S9)은 비구면일 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 비구면일 수 있다. 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10)은 하기 표 20과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제6 렌즈(160)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(160)의 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(160)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제11 면(S11)은 비구면일 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 비구면일 수 있다. 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12)은 하기 표 20과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제7 렌즈(170)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(170)의 제13 면(S13)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(170)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제13 면(S13)은 비구면일 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 비구면일 수 있다. 상기 제13 면(S13) 및 상기 제14 면(S14)은 하기 표 20과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제8 렌즈(180)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(180)의 제15 면(S15)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(180)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제15 면(S15)은 비구면일 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 비구면일 수 있다. 상기 제15 면(S15) 및 상기 제16 면(S16)은 하기 표 20과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제8 렌즈(180)는 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제8 렌즈(180)의 제16 면(S16) 상에는 상술한 제1 변곡점이 배치될 수 있다. 상기 제1 변곡점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제8 렌즈(180)의 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 40% 내지 약 85%인 위치에 배치될 수 있다. 제3 실시예에 따른 광학계에서 상기 제1 변곡점 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제8 렌즈(180)의 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 67%인 위치에 배치될 수 있다.
상기 제9 렌즈(190)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(190)의 제17 면(S17)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(190)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 제17 면(S17)은 비구면일 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 비구면일 수 있다. 상기 제17 면(S17) 및 상기 제18 면(S18)은 하기 표 20과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제9 렌즈(190)는 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제9 렌즈(190)의 제17 면(S17) 상에는 상술한 제2 변곡점이 배치될 수 있다. 상기 제2 변곡점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제9 렌즈(190)의 제17 면(S17)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 15% 내지 약 60%인 위치에 배치될 수 있다. 제3 실시예에 따른 광학계에서 상기 제2 변곡점 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제9 렌즈(190)의 제17 면(S17)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 37%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제9 렌즈(190)의 제18 면(S18) 상에는 상술한 제3 변곡점이 배치될 수 있다. 상기 제3 변곡점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제9 렌즈(190)의 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 30% 내지 약 80%인 위치에 배치될 수 있다. 제3 실시예에 따른 광학계에서 상기 제3 변곡점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제9 렌즈(190)의 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 50%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 제3 실시예에서 상기 제9 렌즈(190)의 제18 면(S18) 상에는 제4 변곡점으로 정의하는 변곡점이 더 배치될 수 있다. 상기 제4 변곡점은 상기 제3 변곡점보다 광축(OA)과 먼 거리에 배치될 수 있다. 상기 제4 변곡점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제9 렌즈(190)의 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 60% 내지 약 90%인 위치에 배치될 수 있다. 제3 실시예에 따른 광학계에서 상기 제4 변곡점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제9 렌즈(190)의 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 74%인 위치에 배치될 수 있다.
제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 복수의 렌즈들(100)은 복수의 렌즈군을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 렌즈들(100)은 상기 물체와 상기 조리개 사이에 배치되는 제1 렌즈군(G1) 및 상기 조리개와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치되는 제2 렌즈군(G2)을 포함할 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈군(G1)은 상기 제1 렌즈(110)를 포함할 수 있고, 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 제2 내지 제9 렌즈(120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 렌즈군(G1)의 복합 초점 거리 및 상기 제2 렌즈군(G2)의 복합 초점 거리 각각은 양의 값을 가질 수 있다. 이에 따라, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)는 향상된 왜곡 수차 제어 특성을 가질 수 있다.
제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 각 렌즈면의 비구면 계수의 값을 하기 표 20과 같다.
L1 L2 L3 L4 L5
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9
R 2.823 2.881 3.183 -77.842 13.055 3.626 15.390 142.267 9.803
K -1.253 -2.819 -0.386 11.508 -100.000 -2.310 22.038 -100.000 -11.345
A -1.13E-03 -8.18E-03 -1.45E-02 -2.24E-03 -1.13E-03 -3.57E-04 -6.33E-03 -1.70E-02 -1.93E-02
B 6.51E-04 -7.90E-04 -1.75E-03 -2.47E-03 5.60E-04 2.51E-03 -3.64E-03 -1.80E-03 2.69E-04
C -6.77E-04 -3.79E-05 3.36E-04 -2.55E-04 -4.06E-04 -9.97E-05 2.25E-04 -1.59E-04 2.89E-05
D 1.21E-04 -1.11E-04 -1.05E-04 5.66E-05 1.74E-04 4.59E-05 -7.19E-05 -1.28E-05 2.97E-05
E -5.26E-06 -1.35E-04 -1.44E-04 7.83E-06 8.69E-06 1.38E-05 1.50E-06 1.21E-05 -6.21E-06
F -2.64E-06 8.07E-05 2.59E-05 2.02E-05 1.24E-05 2.06E-06 8.78E-06 1.13E-06 1.64E-07
G -1.21E-05 -1.69E-06 3.22E-05 3.92E-06 -3.22E-06 -1.20E-06 -4.86E-07 2.19E-07 2.58E-08
H 6.08E-06 -6.63E-07 -3.06E-06 -4.79E-07 -1.46E-06 -7.95E-07 -2.49E-07 -5.51E-08 1.64E-08
J -7.97E-07 -4.54E-07 -1.27E-06 -6.76E-07 1.47E-07 1.90E-07 -6.95E-08 -5.64E-08 -4.39E-09
L5 L6 L7 L8 L9
S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18
R -33.831 -7.416 116.364 11.919 -2.793 -13.670 3.822 5.676 2.402
K 100.000 -14.851 100.000 -32.564 -6.208 -29.578 -5.046 -64.282 -10.542
A -1.47E-02 -1.37E-02 -1.00E-02 4.27E-04 8.70E-03 -5.10E-03 -7.27E-03 -1.22E-02 -1.57E-02
B -2.05E-03 4.67E-04 -1.39E-03 -2.43E-03 -1.27E-03 -2.39E-03 -9.71E-04 -1.61E-04 1.10E-03
C 7.97E-04 -1.06E-06 9.12E-04 3.95E-04 -3.79E-06 5.30E-04 2.17E-04 1.84E-04 -2.90E-05
D -1.61E-04 3.78E-05 -1.61E-04 -4.68E-05 2.26E-05 -3.62E-05 -1.95E-05 -1.33E-05 1.06E-06
E 1.80E-05 -3.86E-06 1.65E-05 3.28E-06 -2.54E-06 2.35E-06 7.59E-07 3.91E-07 -2.50E-08
F -1.09E-06 2.75E-07 -8.90E-07 -3.95E-07 6.39E-08 -1.52E-07 -1.57E-08 -6.12E-09 2.62E-11
G -2.92E-08 3.55E-08 1.44E-08 3.54E-09 -3.60E-09 -9.61E-09 6.47E-10 1.35E-11 -2.50E-11
H -3.93E-09 1.13E-08 3.95E-10 1.33E-09 -3.98E-10 -1.08E-09 -5.69E-12 4.62E-13 -7.69E-13
J 4.75E-09 4.15E-10 8.37E-10 2.59E-10 -7.69E-11 6.81E-11 -1.22E-12 1.59E-14 -3.25E-14
또한, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈(110)와 상기 제2 렌즈(120) 사이의 간격(제1 간격)은 하기 표 21과 같을 수 있다.
제1 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d12)의 광축 방향 간격(mm)
(제1 간격)		 제2 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.1879 0
0.1 0.1877 0.1
0.2 0.1873 0.2
0.3 0.1865 0.3
0.4 0.1854 0.4
0.5 0.1841 0.5
0.6 0.1826 0.6
0.7 0.1810 0.7
0.8 0.1792 0.8
0.9 0.1774 0.9
1 0.1755 1
1.1 0.1737 1.1
1.2 0.1719 1.2
1.3 0.1702 1.3
1.4 0.1689 1.4
1.5
(L1)		 0.1686 1.5
(L1)
1.6 0.1704 1.6
1.7
(L2)		 0.1750 1.7
(L2)
표 21을 참조하면, 상기 제1 간격은 광축(OA)에서 상기 제2 면(S2) 상에 위치한 제1 지점(L1)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제1 지점(L1)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제3 면(S3)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 40% 내지 약 95%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제1 지점(L1)은 약 88.2%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 간격은 상기 제1 지점(L1)에서 상기 제3 면(S3)의 유효경의 끝단인 상기 제2 지점(L2)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제2 지점(L2)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제1 렌즈(110)의 센서 측 면(제2 면(S2))과 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(제3 면(S3)) 중 유효경 크기가 작은 상기 제2 면(S2)의 유효 반경 값으로, 표 19에 기재된 상기 제2 면(S2)의 유효경의 크기의 1/2을 의미할 수 있다.
상기 제1 간격은 상기 제2 지점(L2)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제1 지점(L1)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 1.03배 내지 약 1.5배일 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 1.11배일 수 있다.
제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120)는 영역에 따라 상기와 같은 범위를 만족하는 제1 간격을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120)를 통해 입사된 광은 설정된 경로로 이동하여 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
또한, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제5 렌즈(150) 및 상기 제6 렌즈(160) 사이의 간격(제2 간격)은 하기 표 22와 같을 수 있다.
제5 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d56)의 광축 방향 간격(mm)
(제2 간격)		 제6 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.1867 0
0.1 0.1862 0.1
0.2 0.1846 0.2
0.3 0.1820 0.3
0.4 0.1784 0.4
0.5 0.1739 0.5
0.6 0.1686 0.6
0.7 0.1624 0.7
0.8 0.1557 0.8
0.9 0.1486 0.9
1 0.1411 1
1.1 0.1337 1.1
1.2 0.1265 1.2
1.3 0.1198 1.3
1.4 0.1141 1.4
1.5 0.1098 1.5
1.6
(L3)		 0.1075 1.6
(L3)
1.7 0.1082 1.7
1.8 0.1130 1.8
1.9 0.1237 1.9
1.985
(L4)		 0.1428 1.985
(L4)
표 22를 참조하면, 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 상기 제10 면(S10) 상에 위치한 제3 지점(L3)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제3 지점(L3)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 면(S10)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 70% 내지 약 90%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제3 지점(L3)은 약 80.6%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 간격은 상기 제3 지점(L3)에서 상기 제10 면(S10)의 유효경의 끝단인 상기 제3 지점(L3)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제4 지점이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제5 렌즈(150)의 센서 측 면(제10 면(S10))과 상기 제6 렌즈(160)의 물체 측 면(제11 면(S11)) 중 유효경 크기가 작은 상기 제10 면(S10)의 유효 반경 값으로, 표 19에 기재된 상기 제10 면(S10)의 유효경의 크기의 1/2을 의미할 수 있다.
상기 제2 간격은 상기 제3 지점(L3)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 내지 약 2배일 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약1.74배일 수 있다.
제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제5 렌즈(150) 및 상기 제6 렌즈(160)는 영역에 따라 상기와 같은 범위를 만족하는 제2 간격을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있고 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
또한, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제6 렌즈(160) 및 상기 제7 렌즈(170) 사이의 간격(제3 간격)은 하기 표 23과 같을 수 있다.
제6 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d67)의 광축 방향 간격(mm)
(제3 간격)		 제7 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.3510 0
0.1 0.3513 0.1
0.2 0.3525 0.2
0.3 0.3544 0.3
0.4 0.3572 0.4
0.5 0.3609 0.5
0.6 0.3655 0.6
0.7 0.3712 0.7
0.8 0.3781 0.8
0.9 0.3862 0.9
1 0.3955 1
1.1 0.4061 1.1
1.2 0.4179 1.2
1.3 0.4308 1.3
1.4 0.4446 1.4
1.5 0.4589 1.5
1.6 0.4732 1.6
1.7 0.4868 1.7
1.8 0.4988 1.8
1.9 0.5080 1.9
2
(L5)		 0.5126 2
(L5)
2.1 0.5100 2.1
2.2 0.4966 2.2
2.241
(L6)		 0.4666 2.241
(L6)
표 23을 참조하면, 상기 제3 간격은 광축(OA)에서 상기 제12 면(S12) 상에 위치한 제5 지점(L5)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제5 지점(L5)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 면(S10)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 80% 내지 약 95%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제5 지점(L5)은 약 89.3%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제3 간격은 상기 제5 지점(L5)에서 상기 제12 면(S12)의 유효경의 끝단인 상기 제6 지점(L6)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제6 지점(L6)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제6 렌즈(160)의 센서 측 면(제12 면(S12))과 상기 제7 렌즈(170)의 물체 측 면(제13 면(S13)) 중 유효경 크기가 작은 상기 제12 면(S12)의 유효 반경 값으로, 표 19에 기재된 상기 제12 면(S12)의 유효경의 크기의 1/2을 의미할 수 있다.
상기 제3 간격은 상기 제5 지점(L5)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 1.2배 내지 약 2배일 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 1.46배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 상기 제7 렌즈(170)의 유효경의 크기를 감소할 수 있어 슬림한 구조를 가질 수 있고, 상기 광학계(1000)의 왜곡 특성을 제어할 수 있다.
또한, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제7 렌즈(170)와 상기 제8 렌즈(180) 사이의 간격(제4 간격)은 하기 표 24와 같을 수 있다.
제7 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d78)의 광축 방향 간격(mm)
(제4 간격)		 제8 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.1000 0
0.1 0.1014 0.1
0.2 0.1056 0.2
0.3 0.1125 0.3
0.4 0.1217 0.4
0.5 0.1331 0.5
0.6 0.1462 0.6
0.7 0.1605 0.7
0.8 0.1757 0.8
0.9 0.1912 0.9
1 0.2065 1
1.1 0.2212 1.1
1.2 0.2347 1.2
1.3 0.2467 1.3
1.4 0.2565 1.4
1.5 0.2641 1.5
1.6 0.2690 1.6
1.7
(L7)		 0.2711 1.7
(L7)
1.8 0.2706 1.8
1.9 0.2676 1.9
2 0.2625 2
2.1 0.2559 2.1
2.2 0.2488 2.2
2.3 0.2422 2.3
2.4 0.2373 2.4
2.5
(L8)		 0.2357 2.5
(L8)
2.6 0.2389 2.6
2.714
(L9)		 0.2492 2.714
(L9)
표 24를 참조하면, 상기 제4 간격은 광축(OA)에서 상기 제14 면(S14) 상에 위치한 제7 지점(L7)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제7 지점(L7)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제14 면(S14)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 50% 내지 약 70%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제7 지점(L7)은 약 62.6%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제4 간격은 광축(OA)에서 상기 제14 면(S14) 상에 위치한 제8 지점(L8)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제8 지점(L8)은 상기 제7 지점(L7)보다 광축(OA)과 먼 거리에 위치할 수 있다. 상기 제8 지점(L8)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 80% 내지 약 95%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제8 지점(L8)은 약 92.1%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제4 간격은 상기 제8 지점(L8)에서 상기 제14 면(S14)의 유효경의 끝단인 상기 제9 지점(L9)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제9 지점(L9)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제7 렌즈(170)의 센서 측 면(제14 면(S14))과 상기 제8 렌즈(180)의 물체 측 면(제15 면(S15)) 중 유효경 크기가 작은 상기 제14 면(S14)의 유효 반경 값으로, 표 19에 기재된 상기 제14 면(S14)의 유효경의 크기의 1/2을 의미할 수 있다.
상기 제4 간격은 상기 제7 지점(L7)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 2.5배 내지 약 4.5배일 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 2.71배일 수 있다.
제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제7 렌즈(170) 및 상기 제8 렌즈(180)는 영역에 따라 상기와 같은 범위를 만족하는 제4 간격을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)의 왜곡 특성을 제어할 수 있고, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
또한, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제8 렌즈(180)와 상기 제9 렌즈(190) 사이의 간격(제5 간격)은 하기 표 25와 같을 수 있다.
제8 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d89)의 광축 방향 간격(mm)
(제5 간격)		 제9 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.4271 0
0.1 0.4267 0.1
0.2 0.4253 0.2
0.3 0.4230 0.3
0.4 0.4194 0.4
0.5 0.4145 0.5
0.6 0.4080 0.6
0.7 0.3999 0.7
0.8 0.3900 0.8
0.9 0.3784 0.9
1 0.3649 1
1.1 0.3495 1.1
1.2 0.3324 1.2
1.3 0.3135 1.3
1.4 0.2931 1.4
1.5 0.2711 1.5
1.6 0.2478 1.6
1.7 0.2234 1.7
1.8 0.1982 1.8
1.9 0.1726 1.9
2 0.1470 2
2.1 0.1219 2.1
2.2 0.0980 2.2
2.3 0.0760 2.3
2.4 0.0570 2.4
2.5 0.0419 2.5
2.6 0.0320 2.6
2.7
(L10)		 0.0287 2.7
(L10)
2.8 0.0334 2.8
2.9 0.0478 2.9
3 0.0735 3
3.1 0.1122 3.1
3.2 0.1653 3.2
3.3 0.2345 3.3
3.391
(L11)		 0.3210 3.391
(L11)
표 25를 참조하면, 상기 제5 간격은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제10 지점(L10)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제10 지점(L10)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 70% 내지 약 90%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제10 지점(L10)은 약 79.6%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제4 간격은 상기 제10 지점(L10)에서 상기 제16 면(S16)의 유효경의 끝단인 상기 제11 지점(L11)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제11 지점(L11)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제8 렌즈(180)의 센서 측 면(제16 면(S16))과 상기 제9 렌즈(190)의 물체 측 면(제17 면(S17)) 중 유효경 크기가 작은 상기 제16 면(S16)의 유효 반경 값으로, 표 19에 기재된 상기 제16 면(S16)의 유효경의 크기의 1/2을 의미할 수 있다.
상기 제5 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제10 지점(L10)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 10배 내지 약 20배일 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 14.9배일 수 있다.
제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제8 렌즈(180) 및 상기 제9 렌즈(190)는 영역에 따라 상기와 같은 범위를 만족하는 제5 간격을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차, 왜곡 수차 제어 특성을 가질 수 있고, 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
제3 실시예
F 5.647 mm
f1 58.152 mm
f2 4.955 mm
f3 -6.740 mm
f4 23.155 mm
f5 10.275 mm
f6 -9.222 mm
f7 3.150 mm
f8 -5.542 mm
f9 -5.917 mm
f_G1 58.152 mm
f_G2 6.061 mm
L1_ET 0.303 mm
L2_ET 0.300 mm
L3_ET 0.621 mm
L4_ET 0.315 mm
L5_ET 0.312 mm
L6_ET 0.558 mm
L7_ET 0.300 mm
L8_ET 0.865 mm
L9_ET 0.860 mm
d12_ET 0.191 mm
d23_ET 0.284 mm
d34_ET 0.030 mm
d45_ET 0.435 mm
d56_ET 0.123 mm
d67_ET 0.364 mm
d78_ET 0.167 mm
d89_ET 0.322 mm
L9S2 Inflection Point 0.5
CA_max 7.636 mm
CA_min 3.400 mm
CA_Aver 4.535 mm
L_CT_max 0.927 mm
L_CT_min 0.300 mm
L_CT_Aver 0.516 mm
d89_min 0.0287 mm
L9S2_max_sag to Sensor 0.889 mm
∑L_CT 4.643 mm
∑Air_CT 2.075 mm
∑Index 15.083
∑Abbe 446.550
TTL 7.864 mm
BFL 1.146 mm
ImgH 4.515 mm
F-number 1.628
FOV 77.02 도
EPD 3.470 mm
수학식 제3 실시예
수학식 1 1 < L1_CT / L3_CT < 5 1.638
수학식 2 1 < L1_CT / L1_ET < 2 1.621
수학식 3 0.1 < L7_ET / L7_CT < 1 0.324
수학식 4 0.2 < L8_CT / L8_ET < 1 0.347
수학식 5 1 < L9_ET / L9_CT < 4 1.803
수학식 6 1.6 < n3 만족
수학식 7 1 < CA_L1S1 / CA_L2S1 < 2 1.068
수학식 8 1 < CA_L9S2 / CA_L2S2 < 5 2.183
수학식 9 0.1 < d23_CT / d23_ET < 1 0.353
수학식 10 0.3 < L9S2 Inflection Point < 0.8 0.500
수학식 11 0.5 < L1_CT / L2_CT < 0.78 0.665
수학식 12 1.4 < L7_CT / L8_CT < 3.5 3.089
수학식 13 1 < L7_CT / L9_CT < 3 1.942
수학식 14 1 < L1_CT / d12_CT < 5 2.615
수학식 15 1 < L2_CT / d12_CT < 7 3.934
수학식 16 1 < L4_CT / d45_CT < 2.5 2.060
수학식 17 0.2 < d12_CT / d89_CT < 1 0.440
수학식 18 0.85 < L1_CT / L9_CT < 1.8 1.638
수학식 19 5 < L7_CT / d78_CT < 16 9.267
수학식 20 2.2 < L7_CT / d67_CT < 10 2.640
수학식 21 7 < f1 / f2 < 13.5 11.736
수학식 22 -2 < f3 / f2 < -0.5 -1.360
수학식 23 -1 < f7 / f8 < -0.4 -0.568
수학식 24 5 < f_G1 / F < 12 10.298
수학식 25 f_G1 > 0f_G2 > 0 만족
수학식 26 5 < f_G1 / f_G2 < 20 9.595
수학식 27 1 < CA_max / CA_Aver < 2.5 1.684
수학식 28 0.5 < CA_min / CA_Aver < 1 0.750
수학식 29 1.5 < CA_max / CA_min < 3 2.246
수학식 30 1 < L_CT_max / L_CT_Aver < 2.5 1.796
수학식 31 0.35 < L_CT_min / L_CT_Aver < 1 0.581
수학식 32 0.5 < CA_max / (2*ImgH) < 1 0.846
수학식 33 1 < d89_CT / d89_min < 20 14.882
수학식 34 0 < L_CT_max / Air_max < 3 1.985
수학식 35 1 < ∑L_CT / ∑Air_CT < 5 2.238
수학식 36 10 < ∑Index < 30 14.862
수학식 37 10 < ∑Abbe / ∑Index < 50 26.627
수학식 38 0.5 < L9S2_max_sag to Sensor < 2 0.889
수학식 39 2 < TTL < 20 만족
수학식 40 2 < ImgH 만족
수학식 41 BFL < 2.5 만족
수학식 42 FOV < 120 만족
수학식 43 0.5 < TTL / ImgH < 2 1.742
수학식 44 0.1 < BFL / ImgH < 0.5 0.254
수학식 45 4 < TTL / BFL < 10 6.863
수학식 46 0.1 < F / TTL < 1 0.718
수학식 47 3 < F / BFL < 8 4.928
수학식 48 1 < F / ImgH < 3 1.251
표 26은 제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식들의 항목에 대한 것으로, 상기 광학계(1000)의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length), F값, ImgH, 상기 제1 내지 제9 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190) 각각의 초점 거리(f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7, f8, f9), 엣지 두께(ET, Edge Thickness) 등에 대한 것이다. 여기서 렌즈의 엣지 두께는 렌즈의 유효 영역 끝단에서의 광축(OA) 방향 두께를 의미한다. 자세하게, 렌즈의 엣지 두께는 렌즈의 물체 측 면의 유효 영역의 끝단에서 센서 측 면의 유효 영역 끝단까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
또한, 표 27은 제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 48에 대한 결과 값에 대한 것이다.
표 27을 참조하면, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 48 중 적어도 하나를 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 수학식 48을 모두 만족하는 것을 알 수 있다.
이에 따라, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있고 도 10 내지 도 12와 같은 우수한 광학 특성을 가질 수 있다.
자세하게, 도 10은 제3 실시예에 따른 광학계(1000)의 공간주파수에 대한 MTF 그래프이고, 도 11은 제3 실시예에 따른 광학계의 회절 MTF에 대한 그래프이고, 도 12는 제3 실시예에 따른 광학계의 수차도이다.
도 10은 공간 주파수에 따른 MTF 특성을 측정한 것으로 MTF 값이 1인 경우가 가장 우수한 해상도를 가지는 것을 의미하고, MTF 값이 1에서 감소할수록 해상도가 떨어지는 것을 의미할 수 있다.
또한, 도 12의 수차 그래프에서 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distortion)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 수차, 비점 수차, 왜곡 수차에 대한 그래프는 약 486nm, 약 587nm, 약 656nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다.
도 12의 수차도에서는 각 곡선들이 Y축에 근접할 수록 수차 보정 기능이 좋은 것으로 해석할 수 있는데, 도 12를 참조하면 실시예에 따른 광학계(1000)는 거의 대부분의 영역에서 측정 값들이 Y축에 인접한 것을 알 수 있다. 즉, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가지며 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
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) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈(10)은 슬림한 구조를 가질 수 있고, 향상된 왜곡(distortion) 및 수차 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 카메라 모듈(10)은 화각(FOV)의 중심부 뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
또한, 상기 이동 단말기(1)는 자동 초점 장치(31)를 더 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 레이저를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 상기 카메라 모듈(10)의 이미지를 이용한 자동 초점 기능이 저하되는 조건, 예컨대 10m 이하의 근접 또는 어두운 환경에서 주로 사용될 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 수직 캐비티 표면 방출 레이저(VCSEL) 반도체 소자를 포함하는 발광부와, 포토 다이오드와 같은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 수광부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이동 단말기(1)는 플래쉬 모듈(33)을 더 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(33)은 내부에 광을 발광하는 발광소자를 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(33)은 이동 단말기의 카메라 작동 또는 사용자의 제어에 의해 작동될 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
광학계: 1000
제1 렌즈: 110 제2 렌즈: 120
제3 렌즈: 130 제4 렌즈: 140
제5 렌즈: 150 제6 렌즈: 160
제7 렌즈: 170 제8 렌즈: 180
제9 렌즈: 190 이미지 센서: 300
필터: 500

Claims (19)

  1. 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제9 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제7 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제9 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고,
    상기 제1 내지 제9 렌즈 각각의 상기 광축에서의 두께는 상기 제7 렌즈가 가장 두꺼운 광학계.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제7 렌즈는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    0 < L7_ET / L7_CT < 1
    (L7_CT는 상기 제7 렌즈의 상기 광축에서의 두께이고, L7_ET는 상기 제7 렌즈의 물체 측 면의 유효 영역 끝단과 상기 제7 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단 사이의 상기 광축 방향 거리이다.)
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 광축에서 상기 제7 렌즈의 물체 측 면은 볼록한 형상을 가지고 센서 측 면은 볼록한 형상을 가지는 광학계.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제7 렌즈의 굴절률은 1.6보다 큰 광학계.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 또는 상기 제3 렌즈는 상기 제1 내지 제9 렌즈 중 가장 작은 유효경(clear aperture) 크기를 가지는 광학계.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 센서 측 면은 조리개 역할을 수행하는 광학계.
  7. 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제9 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제7 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제9 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고,
    상기 제7 및 제9 렌즈는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    1 < L7_CT / L9_CT < 3
    (L7_CT는 상기 제7 렌즈의 상기 광축에서의 두께이고, L9_CT는 상기 제9 렌즈의 상기 광축에서의 두께이다.)
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제9 렌즈 각각의 상기 광축에서의 두께는 상기 제7 렌즈가 가장 두꺼운 광학계.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 제8 렌즈는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    0.2 < L8_CT / L8_ET < 1
    (L8_CT는 상기 제8 렌즈의 상기 광축에서의 두께이고, L8_ET는 상기 제8 렌즈의 물체 측 면의 유효 영역 끝단과 상기 제8 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단 사이의 상기 광축 방향 거리이다.)
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 제8 렌즈의 물체 측 면은 오목한 형상을 가지는 광학계.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 제7 및 제8 렌즈는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    1.4 < L7_CT / L8_CT < 3.5
    (L7_CT는 상기 제7 렌즈의 상기 광축에서의 두께이고, L8_CT는 상기 제8 렌즈의 상기 광축에서의 두께이다.)
  12. 제7 항에 있어서,
    상기 광축을 시작점으로 하고 상기 제7 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 제7 및 제8 렌즈 사이의 상기 광축 방향 간격은,
    상기 광축에서 상기 제7 렌즈의 센서 측 면 상에 위치한 제7 지점으로 갈수록 커지고,
    상기 제7 지점에서 상기 제7 렌즈의 센서 측 면 상에 위치한 제8 지점으로 갈수록 작아지고,
    상기 제8 지점은 상기 제7 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단인 광학계.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 광축을 시작점으로 하고 상기 제7 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역의 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 제7 지점은 상기 광축의 수직인 방향을 기준으로 60% 내지 90%인 위치에 배치되는 광학계.
  14. 제7 항에 있어서,
    상기 광축을 시작점으로 하고 상기 제7 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 제7 및 제8 렌즈 사이의 상기 광축 방향 간격은,
    상기 광축에서 상기 제7 렌즈의 센서 측 면 상에 위치한 제7 지점으로 갈수록 커지고,
    상기 제7 지점에서 상기 제7 렌즈의 센서 측 면 상에 위치한 제8 지점으로 갈수록 작아지고,
    상기 제8 지점에서 상기 제7 렌즈의 센서 측 면 상에 위치한 제9 지점으로 갈수록 커지고,
    상기 제9 지점은 상기 제7 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단인 광학계.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 광축을 시작점으로 하고 상기 제7 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역의 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 제7 지점은 상기 광축의 수직인 방향을 기준으로 50% 내지 70%인 위치에 배치되고, 상기 제8 지점은 80% 내지 95%인 위치에 배치되는 광학계.
  16. 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제9 렌즈; 및
    상기 제1 및 제2 렌즈 사이에 배치되는 조리개를 포함하고,
    상기 물체 및 상기 조리개 사이에 배치되는 상기 제1 렌즈는 제1 렌즈군으로 정의하고,
    상기 조리개 및 상기 센서 사이에 배치되는 상기 제2 내지 제9 렌즈는 제2 렌즈군으로 정의하고,
    상기 제1 렌즈군 및 상기 제2 렌즈군 각각의 초점 거리는 양의 값을 가지는 광학계.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 렌즈군은 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    5 < f_G1 / f_G2 < 20
    (f_G1은 상기 제1 렌즈군의 초점 거리이고, f_G2는 상기 제2 렌즈군의 초점 거리이다.)
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제9 렌즈 각각의 상기 광축에서의 두께는 상기 제7 렌즈가 가장 두꺼운 광학계.
  19. 제1 항 내지 제18 항 중 어느 한 항에 따른 광학계를 포함하고,
    하기 수학식을 만족하는 카메라 모듈.
    3 < F / BFL < 8
    (F는 상기 광학계의 전체 초점 거리이고, BFL(Back focal length)은 상기 센서와 최인접한 렌즈의 센서 측 면과 상기 센서의 상면까지의 상기 광축에서의 거리이다.)
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