KR20230037397A - Optical system and camera module including the same - Google Patents
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Abstract
Description
실시예는 향상된 광학 성능을 가지는 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 대한 것이다.The embodiment relates to an optical system having improved optical performance and a camera module including the same.
ADAS(Advanced Driving Assistance System)란 운전자를 운전을 보조하기 위한 첨단 운전자 보조 시스템으로서, 전방의 상황을 센싱하고, 센싱된 결과에 기초하여 상황을 판단하고, 상황 판단에 기초하여 차량의 거동을 제어하는 것으로 구성된다. 예를 들어, ADAS 센서 장치는 전방의 차량을 감지하고, 차선을 인식한다. 이후 목표 차 선이나 목표 속도 및 전방의 타겟이 판단되면, 차량의 ESC(Electrical Stability Control), EMS(Engine Management System), MDPS(Motor Driven Power Steering) 등이 제어된다. 대표적으로, ADAS는 자동 주차 시스템, 저속 시내 주행 보조 시스템, 사각 지대 경고 시스템 등으로 구현될 수 있다.ADAS (Advanced Driving Assistance System) is an advanced driver assistance system for assisting the driver in driving. It senses the situation ahead, determines the situation based on the sensed result, and controls the vehicle behavior based on the situation judgment consists of For example, an ADAS sensor device detects a vehicle ahead and recognizes a lane. Then, when the target lane, target speed, and forward target are determined, the vehicle's Electrical Stability Control (ESC), EMS (Engine Management System), and MDPS (Motor Driven Power Steering) are controlled. Typically, ADAS can be implemented as an automatic parking system, a low-speed city driving assistance system, a blind spot warning system, and the like.
ADAS에서 전방의 상황을 감지하기 위한 센서 장치는 GPS 센서, 레이저 스캐너, 전방 레이더, Lidar 등이 있으며, 가장 대표적인 것은 차량의 전방, 후방 및 측방을 촬영하기 위한 카메라이다. Sensor devices for detecting the situation ahead in ADAS include a GPS sensor, laser scanner, front radar, Lidar, and the like, and the most representative is a camera for photographing the front, rear, and side of the vehicle.
이러한 카메라는 차량의 외부 또는 내부에 배치되어 상기 차량의 주변 상황을 감지할 수 있다. 또한, 상기 카메라는 차량의 내부에 배치되어 운전자 및 동승자의 상황을 감지할 수 있다. 예를 들어, 상기 카메라는 운전자와 인접한 위치에서 상기 운전자를 촬영할 수 있고, 운전자의 건강 상태, 졸음 여부, 음주 여부 등을 감지할 수 있다. 또한, 상기 카메라는 동승자와 인접한 위치에서 상기 동승자를 촬영하며 동승자의 수면 여부, 건강 상태 등을 감지할 수 있고, 운전자에게 동승자에 대한 정보를 제공할 수 있다.Such a camera may be placed outside or inside a vehicle to detect surrounding conditions of the vehicle. In addition, the camera may be disposed inside the vehicle to detect situations of the driver and passengers. For example, the camera may photograph the driver at a location adjacent to the driver, and detect the driver's health condition, drowsiness, or drinking. In addition, the camera can photograph the passenger at a location adjacent to the passenger, detect whether the passenger is sleeping, health status, etc., and provide information about the passenger to the driver.
특히, 카메라에서 상(image)을 얻기 위해 가장 중요한 요소는 상(image)을 결상하는 촬상 렌즈이다. 최근 고화질, 고해상도 등 고성능에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이를 구현하기 위해 복수의 렌즈를 포함하는 광학계에 대한 연구가 진행되고 있다. 그러나, 상기 카메라가 차량의 외부 또는 내부에서 가혹한 환경, 예컨대 고온, 저온, 수분, 고습 등에 노출될 경우 광학계의 특성이 변화하는 문제가 있다. 이 경우, 상기 카메라는 우수한 광학적 특성, 수차 특성을 균일하게 도출하기 어려운 문제점이 있다. 따라서, 상술한 문제를 해결할 수 있는 새로운 광학계 및 카메라가 요구된다.In particular, the most important element to obtain an image from a camera is an imaging lens that forms an image. Recently, interest in high performance, such as high image quality and high resolution, is increasing, and in order to realize this, research on an optical system including a plurality of lenses is being conducted. However, there is a problem in that the characteristics of the optical system change when the camera is exposed to harsh environments outside or inside the vehicle, such as high temperature, low temperature, moisture, and high humidity. In this case, the camera has a problem in that it is difficult to uniformly derive excellent optical characteristics and aberration characteristics. Therefore, a new optical system and camera capable of solving the above problems are required.
실시예는 광학 특성이 향상된 광학계 및 카메라 모듈을 제공하고자 한다.Embodiments are intended to provide an optical system and a camera module with improved optical characteristics.
또한, 실시예는 저온 내지 고온의 환경에서 우수한 광학 성능을 가지는 광학계 및 카메라 모듈을 제공하고자 한다.In addition, embodiments are intended to provide an optical system and a camera module having excellent optical performance in a low-temperature to high-temperature environment.
또한, 실시예는 다양한 온도 범위에서 광학적 특성이 변화하는 것을 방지 또는 최소화할 수 있는 광학계 및 카메라 모듈을 제공하고자 한다.In addition, embodiments are intended to provide an optical system and a camera module capable of preventing or minimizing changes in optical characteristics in various temperature ranges.
실시예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제4 렌즈를 포함하고, 상기 제2 렌즈는 상기 광축에서 음의 굴절력을 가지고, 상기 제3 렌즈는 상기 광축에서 양의 굴절력을 가지고, 상기 제2 및 상기 제3 렌즈는 하기 수학식을 만족할 수 있다.An optical system according to an embodiment includes first to fourth lenses disposed along an optical axis in a direction from an object side to a sensor side, the second lens has a negative refractive power along the optical axis, and the third lens extends along the optical axis. With positive refractive power, the second and third lenses may satisfy the following equation.
5 < L2_CT / d23_CT < 5.65 < L2_CT / d23_CT < 5.6
(L2_CT는 상기 제2 렌즈의 상기 광축에서의 두께를 의미하고, d23_CT는 상기 광축에서 상기 제2 및 제3 렌즈 사이의 간격이다.)(L2_CT means the thickness of the second lens on the optical axis, and d23_CT is the distance between the second and third lenses on the optical axis.)
또한, 상기 제2 렌즈는 상기 광축에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다.Also, the second lens may have a concave shape on both sides of the optical axis.
또한, 상기 제1 렌즈의 물체 측 면은 상기 광축에서 볼록한 형상을 가질 수 있다.Also, an object-side surface of the first lens may have a convex shape in the optical axis.
또한, 상기 제2 및 제3 렌즈는 하기 수학식을 만족할 수 있다.In addition, the second and third lenses may satisfy the following equation.
11.3 < L3_CT / d23_CT < 12.511.3 < L3_CT / d23_CT < 12.5
(L3_CT는 상기 제3 렌즈의 상기 광축에서의 두께를 의미하고, d23_CT는 상기 광축에서 상기 제2 및 제3 렌즈 사이의 간격이다.)(L3_CT means the thickness of the third lens on the optical axis, and d23_CT is the distance between the second and third lenses on the optical axis.)
또한, 상기 제4 렌즈는 하기 수학식을 만족할 수 있다.Also, the fourth lens may satisfy the following equation.
0.1 < L4_CT / L4_ET < 10.1 < L4_CT / L4_ET < 1
(L4_CT는 상기 제4 렌즈의 상기 광축에서의 두께를 의미한다. 또한, L4_ET는 상기 제4 렌즈의 유효 영역 끝단에서의 상기 광축 방향 두께로, 상기 제4 렌즈의 물체 측 면의 유효 영역 끝단과 상기 제4 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단 사이의 상기 광축 방향 거리이다.)(L4_CT denotes the thickness of the fourth lens along the optical axis. In addition, L4_ET is the thickness in the optical axis direction at the end of the effective area of the fourth lens, which is It is the distance between the ends of the effective area of the sensor-side surface of the fourth lens in the optical axis direction.)
또한, 상기 제1 내지 제4 렌즈들 중 상기 제3 렌즈는 가장 큰 굴절률을 가질 수 있다.Also, among the first to fourth lenses, the third lens may have the highest refractive index.
또한, 상기 제1 내지 제4 렌즈들 중 상기 제2 렌즈는 가장 작은 굴절률을 가질 수 있다.Also, among the first to fourth lenses, the second lens may have the smallest refractive index.
또한, 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈의 재료는 서로 다를 수 있다.Also, materials of the first lens and the second lens may be different from each other.
또한, 상기 제1 렌즈는 글라스 재질로 제공되고 상기 제2 렌즈는 플라스틱 재잴로 제공될 수 있다.Also, the first lens may be made of a glass material and the second lens may be made of a plastic material.
또한, 실시예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제4 렌즈를 포함하고, 상기 제2 렌즈는 상기 광축에서 음의 굴절력을 가지고, 상기 제3 렌즈는 상기 광축에서 양의 굴절력을 가지고, 상기 제1 내지 제4 렌즈는 하기 수학식을 만족할 수 있다.In addition, the optical system according to the embodiment includes first to fourth lenses disposed along an optical axis in a direction from an object side to a sensor side, the second lens has a negative refractive power along the optical axis, and the third lens The first to fourth lenses may have positive refractive power on the optical axis and satisfy the following equation.
dnt_1/dt < 0, dnt_2/dt < 0, dnt_3/dt < 0, dnt_4/dt < 0.dnt_1/dt < 0, dnt_2/dt < 0, dnt_3/dt < 0, dnt_4/dt < 0.
(dnt_1/dt, dnt_2/dt, dnt_3/dt, dnt_4/dt는 온도 변화량에 따른 상기 제1 내지 제4 렌즈 각각의 940nm 파장 대역의 광에 대한 굴절률 변화이다.)(dnt_1/dt, dnt_2/dt, dnt_3/dt, and dnt_4/dt are changes in the refractive index of each of the first to fourth lenses for light in the 940 nm wavelength band according to the amount of temperature change.)
또한, 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈의 재료는 서로 다를 수 있다.Also, materials of the first lens and the second lens may be different from each other.
또한, 상기 제4 렌즈와 상기 제2 렌즈의 재료는 서로 다를 수 있다.Also, materials of the fourth lens and the second lens may be different from each other.
또한, 상기 제1 렌즈, 상기 제3 렌즈 및 상기 제4 렌즈는 글라스 재질을 포함하고, 상기 제2 렌즈는 플라스틱 재질을 포함할 수 있다.In addition, the first lens, the third lens, and the fourth lens may include a glass material, and the second lens may include a plastic material.
또한, 상기 제2 및 상기 제3 렌즈는 하기 수학식을 만족할 수 있다.Also, the second and third lenses may satisfy the following equation.
5 < L2_CT / d23_CT < 5.65 < L2_CT / d23_CT < 5.6
(L2_CT는 상기 제2 렌즈의 상기 광축에서의 두께를 의미하고, d23_CT는 상기 광축에서 상기 제2 및 제3 렌즈 사이의 간격이다.)(L2_CT means the thickness of the second lens on the optical axis, and d23_CT is the distance between the second and third lenses on the optical axis.)
또한, 실시예에 따른 카메라 모듈은 상기 광학계 및 이미지 센서를 포함하고, 하기 수학식을 만족할 수 있다.In addition, the camera module according to the embodiment may include the optical system and the image sensor, and may satisfy the following equation.
1 < TTL < 101 < TTL < 10
(TTL은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면에서 상기 센서의 상면까지의 상기 광축에서의 거리이다.)(TTL is the distance on the optical axis from the object-side surface of the first lens to the image surface of the sensor.)
실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 광학계에서 복수의 렌즈들은 설정된 두께, 간격, 굴절력 등을 가질 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 설정된 화각 범위에서 향상된 MTF 특성, 수차 제어 특성, 해상도 특성 등을 가질 수 있고, 화각의 중심부 뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.An optical system and a camera module according to an embodiment may have improved optical characteristics. In detail, in the optical system according to the embodiment, a plurality of lenses may have a set thickness, spacing, refractive power, and the like. Accordingly, the optical system and the camera module according to the embodiment may have improved MTF characteristics, aberration control characteristics, resolution characteristics, etc. in a set field of view range, and may have good optical performance not only at the center of the field of view but also at the periphery.
또한, 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 저온(약 -40℃) 내지 고온(약 85℃)의 온도 범위에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 광학계에 포함된 복수의 렌즈들은 설정된 재질, 굴절력, 굴절률을 가질 수 있다. 이에 따라, 온도 변화에 따른 굴절률 변화로 각 렌즈의 초점 거리가 변화할 경우에도 상기 제1 내지 제4 렌즈는 상호 보상할 수 있다. 즉, 상기 광학계는 저온 내지 고온의 온도 범위에서 굴절력에 대한 배분을 효과적으로 수행할 수 있고, 저온(약 -40℃) 내지 고온(약 85℃)의 온도 범위에서 광학 특성이 변화하는 것을 방지 또는 최소화할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 다양한 온도 범위에서 향상된 광학 특성을 유지할 수 있다.In addition, the optical system and the camera module according to the embodiment may have good optical performance in a temperature range from low temperature (about -40°C) to high temperature (about 85°C). In detail, the plurality of lenses included in the optical system may have a set material, refractive power, and refractive index. Accordingly, even when the focal length of each lens changes due to a change in refractive index due to a change in temperature, the first to fourth lenses can compensate each other. That is, the optical system can effectively distribute the refractive power in a low to high temperature range, and prevent or minimize a change in optical properties in a low temperature (about -40°C) to high temperature (about 85°C) temperature range. can do. Therefore, the optical system and the camera module according to the embodiment may maintain improved optical characteristics in various temperature ranges.
또한, 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 최소한이 렌즈로 설정된 화각을 만족하며 우수한 광학 특성을 구현할 수 있다. 이로 인해 상기 광학계는 보다 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있다. 따라서, 상기 광학계 및 카메라 모듈은 다양한 어플리케이션 및 장치 등에 제공될 수 있고, 가혹한 온도 환경, 예를 들어 차량의 외부에 노출되거나 또는 여름철 고온의 차량 내부에서도 우수한 광학 특성을 가질 수 있다.In addition, the optical system and the camera module according to the embodiment may satisfy the minimum angle of view set by the lens and implement excellent optical characteristics. Due to this, the optical system can be provided with a slimmer and more compact structure. Accordingly, the optical system and the camera module can be provided for various applications and devices, and can have excellent optical properties even in harsh temperature environments, for example, exposed to the outside of a vehicle or inside a high-temperature vehicle in summer.
도 1은 실시예에 따른 카메라 모듈 또는 광학계가 적용된 차량의 평면도를 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3은 실시예에 따른 카메라 모듈 또는 광학계가 적용된 차량의 내부를 도시한 도면이다.
도 4는 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 5는 실시예에 따른 광학계의 상온(25℃)에서의 회절 MTF에 대한 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 6은 실시예에 따른 광학계의 저온(-40℃)에서의 회절 MTF에 대한 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 7은 실시예에 따른 광학계의 고온(85℃)에서의 회절 MTF에 대한 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 8은 실시예에 따른 광학계의 상온(25℃)에서의 수차도에 대한 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 9는 실시예에 따른 광학계의 저온(-40℃)에서의 수차도에 대한 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 10은 실시예에 따른 광학계의 고온(85℃)에서의 수차도에 대한 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 11 내지 도 13은 상온(25℃)에서 실시예에 따른 광학계의 제2 및 제3 렌즈의 간격에 따른 회절 MTF를 나타낸 그래프이다.
도 14는 실시예에 따른 광학계의 왜곡(distortion) 특성에 대한 데이터이다.1 is a plan view of a vehicle to which a camera module or an optical system according to an embodiment is applied.
2 and 3 are views illustrating the interior of a vehicle to which a camera module or optical system according to an embodiment is applied.
4 is a configuration diagram of an optical system according to an embodiment.
5 is a graph showing data on diffraction MTF at room temperature (25° C.) of an optical system according to an embodiment.
6 is a graph showing data on diffraction MTF at a low temperature (-40° C.) of an optical system according to an embodiment.
7 is a graph showing data on diffraction MTF at a high temperature (85° C.) of an optical system according to an embodiment.
8 is a graph showing data on an aberration diagram at room temperature (25° C.) of an optical system according to an embodiment.
9 is a graph showing data on the aberration diagram of an optical system according to an embodiment at a low temperature (-40° C.).
10 is a graph showing data on the aberration diagram of an optical system according to an embodiment at a high temperature (85° C.).
11 to 13 are graphs showing the diffraction MTF according to the distance between the second and third lenses of the optical system according to the embodiment at room temperature (25° C.).
14 is data on distortion characteristics of an optical system according to an embodiment.
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.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical idea of the present invention is not limited to some of the described embodiments, but may be implemented in a variety of different forms, and if it is within the scope of the technical idea of the present invention, one or more of the components among the embodiments can be selectively selected. can be used by combining and substituting. In addition, terms (including technical and scientific terms) used in the embodiments of the present invention, unless explicitly specifically defined and described, can be generally understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. It can be interpreted as meaning, and commonly used terms, such as terms defined in a dictionary, can be interpreted in consideration of contextual meanings of related technologies.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우 뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다. 또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.Also, terms used in the embodiments of the present invention are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form may also include the plural form unless otherwise specified in the phrase, and when described as "at least one (or more than one) of A and (and) B and C", A, B, and C are combined. may include one or more of all possible combinations. Also, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used to describe components of an embodiment of the present invention. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the term is not limited to the nature, order, or order of the corresponding component. And, when a component is described as being 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only directly connected to, combined with, or connected to the other component, but also with the component. It may also include the case of being 'connected', 'combined', or 'connected' due to another component between the other components. In addition, when it is described as being formed or disposed on the "top (above) or bottom (bottom)" of each component, the top (top) or bottom (bottom) is not only a case where two components are in direct contact with each other, but also one A case in which another component above is formed or disposed between two components is also included. In addition, when expressed as "up (up) or down (down)", it may include the meaning of not only the upward direction but also the downward direction based on one component.
또한, 렌즈의 면이 볼록하다는 것은 광축 영역의 렌즈 면이 볼록한 형상을 가지는 것을 의미할 수 있고, 렌즈의 면이 오목하다는 것은 광축 영역의 렌즈 면이 오목한 형상을 가지는 것을 의미할 수 있다. 또한, "물체 측 면"은 광축을 기준으로 물체 측을 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있고, "센서 측 면"은 광축을 기준으로 이미지 센서를 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있다. 또한, 수직 방향은 광축과 수직인 방향을 의미할 수 있고, 렌즈 또는 렌즈면의 끝단은 입사된 광이 통과하는 렌즈의 유효 영역의 최 끝단을 의미할 수 있다. 또한, 렌즈의 중심 두께는 렌즈의 광축에서 물체 측 및 센서 측 면 사이의 광축 방향 길이를 의미할 수 있다. Also, the convex surface of the lens may mean that the lens surface in the optical axis area has a convex shape, and the concave surface of the lens may mean that the lens surface in the optical axis area has a concave shape. Also, the “object-side surface” may refer to a surface of a lens facing the object side based on an optical axis, and the “sensor-side surface” may refer to a surface of a lens facing the image sensor based on an optical axis. In addition, the vertical direction may mean a direction perpendicular to the optical axis, and the end of the lens or lens surface may mean the most end of an effective area of the lens through which incident light passes. In addition, the center thickness of the lens may refer to a length between the object side and the sensor side of the lens in the optical axis direction.
도 1은 실시예에 따른 카메라 모듈 또는 광학계가 적용된 차량의 평면도를 도시한 도면이고, 도 2 및 도 3은 실시예에 따른 카메라 모듈 또는 광학계가 적용된 차량의 내부를 도시한 도면이다.1 is a plan view of a vehicle to which a camera module or optical system according to an embodiment is applied, and FIGS. 2 and 3 are views showing the interior of a vehicle to which a camera module or optical system according to an embodiment is applied.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 차량(2000)은 제1 정보 생성부(2100), 제2 정보 생성부(2200) 및 제어부(2300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a
상기 제1 정보 생성부(2100)는 상기 차량(2000)의 전방을 감지하여 제1 감지 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 정보 생성부(2100)는 상기 차량(2000)의 외부 또는 내부에 배치되는 제1 카메라 모듈(2110)을 포함하며, 상기 제1 카메라 모듈(2110)은 상기 차량(2000)의 전방 영상을 생성할 수 있다. 또한, 상기 제1 카메라 모듈(2110)은 상기 차량(2000)의 전방 뿐만 아니라 하나 이상의 방향에 대한 상기 차량(2000)의 주변을 촬영하여 상기 차량(2000)의 주변 영상을 생성할 수 있다. 여기서, 전방 영상 및 주변 영상은 디지털 영상일 수 있으며, 컬러 영상, 흑백 영상 및 적외선 영상 등을 포함할 수 있다. 또한, 전방 영상 및 주변 영상은 정지 영상 및 동영상을 포함할 수 있다. 상기 제1 카메라 모듈(2110)은 전방 영상 및 주변 영상을 감지하여 형성한 상기 제1 감지 정보를 제어부(2300)에 제공할 수 있다.The first information generator 2100 may generate first detection information by detecting a front of the
또한, 상기 제1 정보 생성부(2100)는 적어도 하나의 레이더(2130)를 포함할 수 있다. 상기 레이더(2130)는 상기 차량(2000)의 전방을 감지하여 형성한 상기 제1 감지 정보를 형성할 수 있다. 상기 레이더(2130)는 상기 차량(2000)의 전방에 위치한 다른 차량들의 위치 및 속도, 보행자의 여부 및 위치 등을 감지하여 상기 제1 감지 정보를 생성하고, 상기 제어부(2300)에 제공할 수 있다.Also, the first information generator 2100 may include at least one radar 2130. The radar 2130 may detect the front of the
상기 제2 정보 생성부(2200)는 상기 제1 정보 생성부(2100)에서 생성한 상기 제1 감지 정보를 기초하여, 상기 차량(2000)의 측면 및/또는 후면을 감지하여 제2 감지 정보를 생성할 수 있다. 상기 제2 정보 생성부(2200)는 적어도 하나의 레이도 및/또는 카메라를 포함할 수 있다.The second information generation unit 2200 detects the side and/or rear side of the
상기 제2 정보 생성부(2200)는 상기 차량(2000)의 측방, 후방에 위치한 다른 차량들의 위치 및 속도를 감지하거나 촬영할 수 있다. 상기 제2 정보 생성부(2210, 2220, 2230, 2240, 2250, 2260)는 차량(2000)의 전방 양 코너, 사이드 미러, 후방 양 코너, 후방 중심 영역 중 적어도 하나의 영역에 배치될 수 있다. 상기 제2 정보 생성부(2200)는 상기 제2 감지 정보를 상기 제어부(2300)에 제공할 수 있다.The second information generation unit 2200 may sense or capture the positions and speeds of other vehicles located at the side and rear of the
상기 제어부(2300)는 상기 제1 정보 생성부(2100)에서 생성한 상기 제1 감지 정보 및 상기 제2 정보 생성부(2200)에서 생성한 상기 제2 감지 정보 중 적어도 하나의 감지 정보를 이용하여, 상기 차량(2000)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(2300)는 상기 차량(2000)은 전방에 위치한 다른 차량과의 거리를 일정하게 유지하도록 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(2300)는 상기 차량(2000)의 운전자가 주행 차로를 변경하거나, 후진할 경우 등 특정 상황에 상기 차량(2000)의 운행을 제어하거나, 경고 신호를 출력하여 차량(2000)의 운행 안정성을 높일 수 있다.The control unit 2300 uses at least one of the first detection information generated by the first information generation unit 2100 and the second detection information generated by the second information generation unit 2200, , the
또한, 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 제1 정보 생성부(2100)는 상기 차량(2000)의 내부에 배치되는 적어도 하나의 제2 카메라 모듈(2120)을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 카메라 모듈(2120)은 운전자 및 동승자와 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 카메라 모듈(2120)은 운전자 및 동승자와 제1 거리 이격된 위치에 배치되어 상기 차량(2000)의 내부 영상을 생성할 수 있다. 이때, 상기 제1 거리는 약 400mm 이상일 수 있다.Also, referring to FIGS. 2 and 3 , the first information generator 2100 may further include at least one
상기 제1 정보 생성부(2100)는 상기 제2 카메라 모듈(2120)을 이용하여 상기 차량(2000)의 내부 영상을 생성할 수 있다. 여기서 상기 차량(2000)의 내부 영상은 디지털 영상일 수 있으며, 컬러 영상, 흑백 영상 및 적외선 영상 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 내부 영상은 정지 영상 및 동영상을 포함할 수 있다. 상기 제1 정보 생성부(2100)는 상기 제2 카메라 모듈(2120)을 통해 촬영한 상기 차량(2000)의 내부 영상을 상기 제어부(2300)에 제공할 수 있다.The first information generating unit 2100 may generate an internal image of the
상기 제어부(2300)는 상기 제1 정보 생성부(2100)로부터 제공된 정보를 바탕으로 상기 차량(2000)의 탑승자에게 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 카메라 모듈(2120)을 통한 정보를 바탕으로 운전자의 건강 상태, 졸음 여부, 음주 여부 등을 감지할 수 있고, 상기 운전자에게 이와 대응되는 안내, 경고 등의 정보를 제공할 수 있다. 또한, 상기 제2 카메라 모듈(2120)에서 제공된 정보를 바탕으로 동승자의 건강 상태, 수면 여부 등을 감지할 수 있고, 운전자 및/또는 동승자에게 이에 대한 정보를 제공할 수 있다.The control unit 2300 may provide information to the occupants of the
상기 차량(2000)은 상술한 제1 카메라 모듈(2110) 및 상기 제2 카메라 모듈(2120) 중 적어도 하나의 카메라 모듈을 이용하여, 상기 차량(2000)의 전방, 후방, 각 측면 또는 코너 영역을 통해 획득된 정보를 이용할 수 있고, 사용자에게 제공하거나 처리하여 자동 운전 또는 주변 안전으로부터 차량(2000)과 물체를 보호할 수 있다. 또한, 상기 차량(2000)의 내부에도 제공되어 운전자 및/또는 동승자에게 다양한 정보를 제공할 수 있다. 즉, 상기 카메라 모듈을 통해 차선유지시스템(LKAS: Lane keeping assistance system), 차선이탈 경보시스템(LDWS), 운전자 감시 시스템(DMS: Driver monitoring system) 등의 기능을 제공할 수 있다.The
이때, 상기 제1 카메라 모듈(2110) 및 상기 제2 카메라 모듈(2120) 중 적어도 하나의 카메라 모듈은 다양한 환경, 예를 들어 다양한 온도 범위에서 안정적이고 향상된 광학 특성 및 신뢰성을 가지기 위해 후술할 광학계(1000)를 포함할 수 있다.At this time, at least one camera module of the
이하 실시예에 따른 광학계(1000)에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the optical system 1000 according to the embodiment will be described in detail.
실시예에 따른 광학계(1000)는 복수의 렌즈들(100), 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)는 2매 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(1000)는 4매 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 광학계(1000)는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 순차적으로 배치되는 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140)를 포함할 수 있고, 상기 제4 렌즈(140) 다음으로 배치되는 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제4 렌즈들(110, 120, 130, 140)은 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.The optical system 1000 according to the embodiment may include a plurality of
물체의 정보에 해당하는 광은 상기 제1 렌즈(110), 상기 제2 렌즈(120), 상기 제3 렌즈(130) 및 상기 제4 렌즈(140)를 통과하여 상기 이미지 센서(300)에 입사될 수 있다.Light corresponding to object information passes through the
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.Each of the plurality of
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.The non-effective area may be arranged around the effective area. The ineffective area may be an area in which light is not incident from the plurality of
상기 이미지 센서(300)는 광을 감지할 수 있다. 자세하게, 상기 이미지 센서(300)는 상기 복수의 렌즈들(100), 자세하게 상기 제1 내지 제3 렌즈들(110, 120, 130)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. The
상기 이미지 센서(300)는 설정된 파장의 광을 감지할 수 있다. 자세하게, 상기 이미지 센서(300)는 가시광선 및 적외선(IR, Infrared Ray) 광 중 적어도 하나의 광을 감지할 수 있다. 예를 들어, 상기 이미지 센서(300)는 약 1500nm 이하의 근적외선(near infrared ray) 광을 감지할 수 있다. 상기 이미지 센서는 약 880nm 내지 약 1000nm 파장 대역의 광을 감지할 수 있다.The
실시예에 따른 광학계(1000)는 필터(500)를 포함할 수 있다. 상기 필터(500)는 복수의 렌즈들(100)과 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 필터(500)는 상기 복수의 렌즈들(100) 중 상기 이미지 센서(300)와 가장 인접한 마지막 렌즈와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(1000)가 4매 렌즈를 포함할 경우, 상기 필터(500)는 상기 제4 렌즈(140)와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다.The optical system 1000 according to the embodiment may include a
상기 필터(500)는 설정된 파장 대역의 광을 통과시키고, 이와 다른 파장 대역의 광을 필터링할 수 있다. 상기 필터(500)는 상기 이미지 센서(300)가 수광하는 광과 대응되는 파장 대역의 광을 통과시킬 수 있고, 상기 수광하는 광과 대응되지 않는 파장 대역의 광을 차단할 수 있다. 자세하게, 상기 필터(500)는 적외선 파장 대역의 광을 통과시킬 수 있고, 자외선, 가시광선 대역의 광을 차단할 수 있다. 예를 들어, 상기 필터(500)는 적외선 패스(IR Pass) 필터, 적외선 컷오프(IR Cut-off) 필터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
또한, 실시예에 따른 광학계(1000)는 커버 글라스(미도시)를 더 포함할 수 있다.In addition, the optical system 1000 according to the embodiment may further include a cover glass (not shown).
상기 커버 글라스는 상기 복수의 렌즈들(100)과 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 커버 글라스는 상기 필터(500)와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 커버 글라스는 상기 이미지 센서(300)와 인접하게 배치될 수 있다. The cover glass may be disposed between the plurality of
상기 커버 글라스는 상기 필터(500)를 통과한 광이 투과할 수 있는 재질을 포함하며 상기 이미지 센서(300)와 대응되는 형상을 가질 수 있다. 상기 커버 글라스는 상기 이미지 센서(300)보다 크거나 같은 크기로 제공되어 상기 이미지 센서(300)의 상부를 보호할 수 있다.The cover glass may include a material through which light passing through the
또한, 실시예에 따른 광학계(1000)는 조리개(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 조리개는 상기 광학계(1000)에 입사되는 광량을 조절할 수 있다.In addition, the optical system 1000 according to the embodiment may include a stop (not shown). The diaphragm may control the amount of light incident to the optical system 1000 .
상기 조리개는 설정된 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 조리개는 상기 제1 렌즈(110) 전방에 위치하거나, 상기 제1 렌즈(110)보다 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.The diaphragm may be disposed at a set position. For example, the diaphragm may be positioned in front of the
또한, 상기 제1 내지 제4 렌즈들(110, 120, 130, 140) 중 적어도 하나의 렌즈는 조리개 역할을 수행할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 내지 제4 렌즈들(110, 120, 130, 140) 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 물체 측 면(제1 면(S1))은 조리개 역할을 수행할 수 있다.In addition, at least one lens of the first to
이하 실시예에 따른 복수의 렌즈들(100)에 대해 보다 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the plurality of
상기 제1 렌즈(110)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다.The
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.The
상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2) 중 적어도 하나의 면은 구면(Sphere)일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2)은 모두 구면(Sphere)일 수 있다. At least one of the first surface S1 and the second surface S2 may be a sphere. For example, both the first surface S1 and the second surface S2 may be spheres.
상기 제2 렌즈(120)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)는 글라스(glass) 또는 플라스틱(plastic) 재질을 포함할 수 있다.The
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 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.The
상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4) 중 적어도 하나의 면은 비구면(Asphere)일 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4)은 모두 비구면(Asphere)일 수 있다. At least one of the third and fourth surfaces S3 and S4 may be an aspheric surface. For example, both the third surface S3 and the fourth surface S4 may be aspheric surfaces (Asphere).
상기 제3 렌즈(130)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)는 글라스(glass) 또는 플라스틱(plastic) 재질을 포함할 수 있다.The
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 광축(OA)에서 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.The
상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6) 중 적어도 하나의 면은 비구면(Asphere)일 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6)은 모두 비구면(Asphere)일 수 있다.At least one of the fifth surface S5 and the sixth surface S6 may be an aspherical surface (Asphere). For example, both the fifth surface S5 and the sixth surface S6 may be aspheric surfaces (Asphere).
상기 제4 렌즈(140)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다.The
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.The
상기 제7 면(S7)및 상기 제8 면(S8) 중 적어도 하나의 면은 구면(Sphere)일 수 있다. 예를 들어, 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8)은 모두 구면(Sphere)일 수 있다. At least one of the seventh surface S7 and the eighth surface S8 may be a sphere. For example, both the seventh surface S7 and the eighth surface S8 may be spheres.
실시예에 따른 광학계(1000)는 이하에서 설명되는 수학식 중 적어도 하나의 수학식을 만족할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000)는 온도에 따라 광학적 특성이 변화하는 것을 방지 또는 최소화할 수 있어, 다양한 온도에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 또한, 실시예에 따른 광학계(1000)는 후술할 수학식 중 적어도 하나를 만족함에 따라 다양한 온도에서 향상된 왜곡 및 수차 특성을 가질 수 있다.The optical system 1000 according to the embodiment may satisfy at least one equation among equations described below. Accordingly, the optical system 1000 according to the embodiment can prevent or minimize a change in optical characteristics depending on temperature, and thus can have good optical performance at various temperatures. In addition, the optical system 1000 according to the embodiment may have improved distortion and aberration characteristics at various temperatures as it satisfies at least one of equations to be described later.
이하 수학식들에 대해 설명하기로 한다. 여기서 수학식들에 기재된 항목들의 값은 상온(25℃)에서의 값을 의미한다.Equations will be described below. Here, the values of the items described in the equations mean values at room temperature (25 ° C.).
[수학식 1][Equation 1]
1.6 < nt_1 < 1.81.6 < nt_1 < 1.8
수학식 1에서 nt_1은 상기 제1 렌즈(110)의 약 940nm 파장 대역의 광에 대한 굴절률(Refractive index)이다.In
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 1를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제1 렌즈(110)를 통해 상기 광학계(1000)에 입사되는 광선을 제어할 수 있다.When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies
[수학식 2][Equation 2]
1.4 < nt_2 < 1.71.4 < nt_2 < 1.7
수학식 2에서 nt_2는 상기 제2 렌즈(120)의 약 940nm 파장 대역의 광에 대한 굴절률(Refractive index)이다.In
[수학식 3][Equation 3]
nt_2 < nt_3nt_2 < nt_3
nt_4 < nt_3nt_4 < nt_3
nt_2 < nt_4nt_2 < nt_4
수학식 3에서 nt_2는 상기 제2 렌즈(120)의 약 940nm 파장 대역의 광에 대한 굴절률이고, nt_3은 상기 제3 렌즈(130)의 약 940nm 파장 대역의 광에 대한 굴절률이고, nt_4는 상기 제4 렌즈(140)의 약 940nm 파장 대역의 광에 대한 굴절률이다.In
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 3을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 저온(약 -40℃) 내지 고온(약 85℃)의 온도 범위에서 온도에 따라 변화하는 렌즈의 굴절률을 상호 보상할 수 있다.When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies
[수학식 4][Equation 4]
dnt_1/dt < 0dnt_1/dt < 0
dnt_2/dt < 0dnt_2/dt < 0
dnt_3/dt < 0dnt_3/dt < 0
dnt_4/dt < 0dnt_4/dt < 0
수학식 4에서 dt는 온도 변화량(℃)을 의미하고, dnt_1은 상기 제1 렌즈(110)의 약 940nm 파장 대역의 광에 대한 굴절률 변화이다. 즉, dnt_1/dt은 온도 변화량에 따른 상기 제1 렌즈(110)의 940nm 파장 대역의 광에 대한 굴절률 변화를 의미한다. 또한, dnt_2는 상기 제2 렌즈(120)의 약 940nm 파장 대역의 광에 대한 굴절률 변화이다. 즉, dnt_2/dt은 온도 변화량에 따른 상기 제2 렌즈(120)의 940nm 파장 대역의 광에 대한 굴절률 변화를 의미한다. 또한, dnt_3은 상기 제3 렌즈(130)의 약 940nm 파장 대역의 광에 대한 굴절률 변화이다. 즉, dnt_3/dt은 온도 변화량에 따른 상기 제3 렌즈(130)의 940nm 파장 대역의 광에 대한 굴절률 변화를 의미한다.In Equation 4, dt denotes a temperature change amount (° C.), and dnt_1 is a refractive index change of the
실시예에 따른 광학계가 수학식 4를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 저온(약 -40℃) 내지 고온(약 85℃)의 온도 범위에서 온도에 따라 변화하는 렌즈의 굴절률을 상호 보상할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 설정된 온도 범위에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.When the optical system according to the embodiment satisfies Equation 4, the optical system 1000 may mutually compensate for the refractive index of the lens that changes according to the temperature in the temperature range of low temperature (about -40 ° C) to high temperature (about 85 ° C). there is. Accordingly, the optical system 1000 may have good optical performance within a set temperature range.
[수학식 5][Equation 5]
5 < L2_CT / d23_CT < 5.65 < L2_CT / d23_CT < 5.6
수학식 5에서 L2_CT는 상기 제2 렌즈(120)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 또한, 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)에서이 거리(mm)를 의미한다.In
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 5를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부의 해상도 특성이 저하되는 것을 방지하며 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies
[수학식 6][Equation 6]
11.3 < L3_CT / d23_CT < 12.511.3 < L3_CT / d23_CT < 12.5
수학식 6에서 L3_CT는 상기 제3 렌즈(130)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 또한, 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)에서이 거리(mm)를 의미한다.In
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 6을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부의 해상도 특성이 저하되는 것을 방지하며 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies
[수학식 7][Equation 7]
1 < L3_CT / d34_CT < 21 < L3_CT / d34_CT < 2
수학식 7에서 L3_CT는 상기 제3 렌즈(130)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 또한, d34_CT는 광축(OA)에서 상기 제3 렌즈(130)와 상기 제4 렌즈(140) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d34_CT는 상기 제3 렌즈(130)의 센서 측 면(제6 면(S6)) 및 상기 제4 렌즈(140)의 물체 측 면(제7 면(S7))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.In
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 7을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 저온(약 -40℃) 내지 고온(약 85℃)의 온도 범위에서 화각(FOV)의 주변부가 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies
[수학식 8][Equation 8]
0.1 < L4_CT / d34_CT < 10.1 < L4_CT / d34_CT < 1
수학식 8에서 L4_CT는 상기 제4 렌즈(140)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 또한, d34_CT는 광축(OA)에서 상기 제3 렌즈(130)와 상기 제4 렌즈(140) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d34_CT는 상기 제3 렌즈(130)의 센서 측 면(제6 면(S6)) 및 상기 제4 렌즈(140)의 물체 측 면(제7 면(S7))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.In
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 8을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 저온(약 -40℃) 내지 고온(약 85℃)의 온도 범위에서 화각(FOV)의 주변부가 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies
[수학식 9][Equation 9]
0 < d23_CT / d34_CT < 0.50 < d23_CT / d34_CT < 0.5
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)에서이 거리(mm)를 의미한다.In Equation 9, d23_CT means the distance (mm) between the
또한, d34_CT는 광축(OA)에서 상기 제3 렌즈(130)와 상기 제4 렌즈(140) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d34_CT는 상기 제3 렌즈(130)의 센서 측 면(제6 면(S6)) 및 상기 제4 렌즈(140)의 물체 측 면(제7 면(S7))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.Also, d34_CT means the distance (mm) between the
실시예에 다른 광학계(1000)가 수학식 9를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 저온(약 -40℃) 내지 고온(약 85℃)의 온도 범위에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 9, the optical system 1000 may have good optical performance in a temperature range from low temperature (about -40°C) to high temperature (about 85°C).
[수학식 10][Equation 10]
0.1 < L4_CT / L4_ET < 10.1 < L4_CT / L4_ET < 1
수학식 10에서 L4_CT는 상기 제4 렌즈(140)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L4_ET는 상기 제4 렌즈(140)의 유효 영역 끝단에서의 광축(OA) 방향 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, L4_ET는 상기 제4 렌즈(140)의 물체 측 면(제7 면(S7))의 유효 영역 끝단과 상기 제4 렌즈(140)의 센서 측 면(제8 면(S8))의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.In
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 10을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부의 MTF 특성을 제어할 수 있다.When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies
[수학식 11][Equation 11]
-1 < L1R1 / L2R1 < 0-1 < L1R1 / L2R1 < 0
수학식 11에서 L1R1은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 곡률 반경(mm)을 의미하고, L2R1은 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(제3 면(S3))의 곡률 반경(mm)을 의미한다.In Equation 11, L1R1 means the radius of curvature (mm) of the object side surface (first surface S1) of the
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 11을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)에 입사되는 광선을 제어할 수 있고, 광학 성능을 개선할 수 있다.When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 11, the optical system 1000 can control light incident on the optical system 1000 and improve optical performance.
[수학식 12][Equation 12]
1 < L1R1 / L2R2 < 21 < L1R1 / L2R2 < 2
수학식 12에서 L1R1은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 곡률 반경(mm)을 의미하고, L2R2는 상기 제2 렌즈(120)의 센서 측 면(제4 면(S4))의 곡률 반경(mm)을 의미한다.In Equation 12, L1R1 means the radius of curvature (mm) of the object side surface (first surface S1) of the
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 12를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)에 입사되는 광선을 제어할 수 있고, MTF 특성을 제어할 수 있다.When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 12, the optical system 1000 can control light incident on the optical system 1000 and control MTF characteristics.
[수학식 13][Equation 13]
20 < L1R2 / L1R1 < 1000020 < L1R2 / L1R1 < 10000
수학식 13에서 L1R1은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 곡률 반경(mm)을 의미하고, L1R2는 상기 제1 렌즈(110)의 센서 측 면(제2 면(S2))의 곡률 반경(mm)을 의미한다.In Equation 13, L1R1 means the radius of curvature (mm) of the object side surface (first surface S1) of the
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 13을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)에 입사되는 광선을 제어할 수 있고, 상기 제1 렌즈(110)의 센서 측 면 상에 코팅층 형성 시 상기 코팅층을 용이하게 형성할 수 있다.When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 13, the optical system 1000 can control the light rays incident on the optical system 1000, and on the sensor side of the
[수학식 14][Equation 14]
-3 < f1 / f2 < -1-3 < f1 / f2 < -1
수학식 14에서 f1은 상기 제1 렌즈(110)의 초점 거리(mm)를 의미하고, f2는 상기 제2 렌즈(120)의 초점 거리(mm)를 의미한다.In Equation 14, f1 means the focal length (mm) of the
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 14를 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120)의 굴절력을 제어할 수 있고, 저온(약 -40℃) 내지 고온(약 85℃)의 온도 범위에서 향상된 해상력을 가질 수 있다.When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 14, the optical system 1000 can control the refractive power of the
[수학식 15][Equation 15]
-3 < f2 / f3 < -1-3 < f2 / f3 < -1
수학식 15에서 f2는 상기 제2 렌즈(120)의 초점 거리(mm)를 의미하고, f3은 상기 제3 렌즈(130)의 초점 거리(mm)를 의미한다.In
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 15를 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 상기 제2 렌즈(120) 및 상기 제3 렌즈(130)의 굴절력을 제어할 수 있고, 저온(약 -40℃) 내지 고온(약 85℃)의 온도 범위에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies
[수학식 16][Equation 16]
1 < CA_L3S2 / CA_L4S1 < 21 < CA_L3S2 / CA_L4S1 < 2
수학식 16에서 CA_L3S2는 상기 제3 렌즈(130)의 센서 측 면(제6 면(S6))의 유효경(Clear Aperture, CA) 크기(mm)를 의미하고, CA_L4S1은 상기 제4 렌즈(140)의 물체 측 면(제7 면(S7))의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미한다.In Equation 16, CA_L3S2 means the clear aperture (CA) size (mm) of the sensor side surface (the sixth surface S6) of the
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 16을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 제어할 수 있다.When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 16, the optical system 1000 may control aberration characteristics.
[수학식 17][Equation 17]
1.5 < CA_max / CA_min < 31.5 < CA_max / CA_min < 3
수학식 17에서 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.In Equation 17, CA_max means the effective diameter CA size (mm) of the lens surface having the largest effective diameter CA size among the object side and the sensor side of the plurality of
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 17을 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 광학 성능을 유지하면서 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있다.When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 17, the optical system 1000 may be provided with a slim and compact structure while maintaining optical performance.
[수학식 18][Equation 18]
1 < CA_max / CA_Aver < 21 < CA_max / CA_Aver < 2
수학식 18에서 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.In Equation 18, CA_max means the effective diameter CA size (mm) of the lens surface having the largest effective diameter CA size among the object side and the sensor side of the plurality of
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 18을 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있고, 광학 성능 구현을 위한 적절한 크기를 가질 수 있다. When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 18, the optical system 1000 may be provided with a slim and compact structure and may have an appropriate size for realizing optical performance.
[수학식 19][Equation 19]
0.1 < CA_min / CA_Aver < 10.1 < CA_min / CA_Aver < 1
수학식 19에서 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.In Equation 19, CA_min means the effective diameter CA size (mm) of the lens surface having the smallest effective diameter CA size among the object side and the sensor side of the plurality of
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 19를 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있고, 광학 성능 구현을 위한 적절한 크기를 가질 수 있다.When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 19, the optical system 1000 may be provided with a slim and compact structure and may have an appropriate size for realizing optical performance.
[수학식 20][Equation 20]
0.5 < CA_max / (2*ImgH) < 10.5 < CA_max / (2*ImgH) < 1
수학식 20에서 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.In
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.In addition, ImgH is the vertical direction of the optical axis OA from the 0 field area at the center of the top surface of the
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 20을 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있다.When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies
[수학식 21][Equation 21]
1 ≤ |v1 - v2| ≤ 101 ≤ |v1 - v2| ≤ 10
수학식 21에서 v1은 상기 제1 렌즈(110)의 아베수이고, v2는 상기 제2 렌즈(120)의 아베수이다.In Equation 21, v1 is the Abbe's number of the
[수학식 22][Equation 22]
20 ≤|v2 - v3| ≤ 5020 ≤|v2 - v3| ≤ 50
수학식 22에서 v2는 상기 제2 렌즈(120)의 아베수이고, v3는 상기 제3 렌즈(130)의 아베수이다.In Equation 22, v2 is the Abbe number of the
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 22를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 22, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics.
[수학식 23][Equation 23]
20 ≤ |v3 - v4| ≤ 5020 ≤ |v3 - v4| ≤ 50
수학식 23에서 v3는 상기 제3 렌즈(130)의 아베수이고, v4는 상기 제4 렌즈(140)의 아베수이다.In Equation 23, v3 is the Abbe's number of the
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 23을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 23, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics.
[수학식 24][Equation 24]
1 < TTL < 101 < TTL < 10
수학식 24에서 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.In Equation 24, Total track length (TTL) is the distance on the optical axis OA from the apex of the object side surface (first surface S1) of the
[수학식 25][Equation 25]
2 < ImgH2 < ImgH
수학식 25에서 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.In
[수학식 26][Equation 26]
0.6 < BFL0.6 < BFL
수학식 26에서 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. In Equation 26, BFL (Back focal length) means the distance (mm) on the optical axis OA from the apex of the sensor-side surface of the lens closest to the
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 26을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 복수의 렌즈들(100)과 상기 이미지 센서(300) 사이에 상기 필터(500) 및 상기 커버 글라스 중 적어도 하나의 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.When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 26, the optical system 1000 has at least one of the
[수학식 27][Equation 27]
30 < FOV < 15030 < FOV < 150
수학식 27에서 FOV(Field of view)는 상기 광학계(1000)의 화각(도, °)을 의미한다.In Equation 27, field of view (FOV) means the angle of view (degrees, °) of the optical system 1000.
[수학식 28][Equation 28]
0.5 < TTL / ImgH < 50.5 < TTL / ImgH < 5
수학식 28에서 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.In Equation 28, Total track length (TTL) is the distance on the optical axis OA from the apex of the object-side surface (first surface S1) of the
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.In addition, ImgH is the vertical direction of the optical axis OA from the 0 field area at the center of the top surface of the
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 28을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상대적으로 큰 크기의 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.When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 28, the optical system 1000 secures a BFL (Back focal length) for application of the relatively
[수학식 29][Equation 29]
0.1 < BFL / ImgH < 0.50.1 < BFL / ImgH < 0.5
수학식 29에서 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.In Equation 29, Back focal length (BFL) means the distance (mm) on the optical axis OA from the apex of the sensor-side surface of the lens closest to the
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.In addition, ImgH is the vertical direction of the optical axis OA from the 0 field area at the center of the top surface of the
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 29를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300)를 적용하기 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.When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 29, the optical system 1000 can secure a BFL (Back focal length) for applying the relatively
[수학식 30][Equation 30]
4 < TTL / BFL < 104 < TTL / BFL < 10
수학식 30에서 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.In
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.In addition, a back focal length (BFL) means a distance (mm) on an optical axis OA from the apex of the sensor-side surface of the lens closest to the
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 30을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 BFL을 확보하며 슬림하고 컴팩트하게 제공될 수 있다.When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies
[수학식 31][Equation 31]
0.1 < F / TTL < 10.1 < F / TTL < 1
수학식 31에서 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.In Equation 31, F means the total focal length (mm) of the optical system 1000, and TTL (Total track length) is the apex of the object side surface (first surface S1) of the
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 31을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트하게 제공될 수 있다.When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 31, the optical system 1000 can be provided slim and compact.
[수학식 32][Equation 32]
3 < F / BFL < 83 < F / BFL < 8
수학식 32에서 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.In Equation 32, F means the total focal length (mm) of the optical system 1000, and BFL (Back focal length) is the
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 32를 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.When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 32, the optical system 1000 has a set angle of view and can be provided slim and compact. In addition, the optical system 1000 can minimize the distance between the last lens and the
[수학식 33][Equation 33]
1 < F / ImgH < 31 < F / ImgH < 3
수학식 33에서 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.In Equation 33, F means the total focal length (mm) of the optical system 1000, and ImgH is the image sensor in the
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 33을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 이미지 센서(300) 크기 대비 적절한 초점 거리를 가지며 향상된 수차 특성을 가질 수 있고, 고화질 및 고해상도를 구현할 수 있다. When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 33, the optical system 1000 may have an appropriate focal length compared to the size of the
[수학식 34][Equation 34]
수학식 34에서 Z는 Sag로 비구면 상의 임의의 위치로부터 상기 비구면의 정점까지의 광축 방향의 거리를 의미할 수 있다.In Equation 34, Z is Sag and may mean a distance in the optical axis direction from an arbitrary position on the aspheric surface to the apex of the aspherical surface.
또한, Y는 비구면 상의 임의의 위치로부터 광축까지의 광축에 수직인 방향으로의 거리를 의미할 수 있다.Also, Y may mean a distance in a direction perpendicular to the optical axis from an arbitrary position on the aspherical surface to the optical axis.
또한, c는 렌즈의 곡률을 의미할 수 있고, K는 코닉 상수를 의미할 수 있다.Also, c may mean the curvature of the lens, and K may mean the conic constant.
또한, A, B, C, D, ?? 은 비구면 계수(Aspheric constant)를 의미할 수 있다.Also, A, B, C, D, ?? may mean an aspheric constant.
실시예에 따른 복수의 렌즈들(100)은 설정된 온도 범위에서 온도 변화에 따라 굴절률이 변화할 수 있다.The refractive index of the plurality of
자세하게, 표 1은 저온 (-40℃), 상온(25℃) 및 고온(85℃)에서 설정된 파장 예를 들어 약 940nm 파장의 광에 대한 상기 제1 내지 제4 렌즈(110, 120, 130, 140) 각각의 굴절률 차이에 대한 데이터이다. 예를 들어, 상기 표 1은 저온(-40℃) 및 고온(85℃) 항목에 대한 값은 상온(25℃)에서의 굴절률 값에 대한 차이 값에 대한 것이다.In detail, Table 1 shows the first to fourth lenses (110, 120, 130, 140) data for each refractive index difference. For example, in Table 1, the values for the low temperature (−40° C.) and high temperature (85° C.) items are the difference values for the refractive index values at room temperature (25° C.).
표 1을 참조하면, 상기 제1 내지 제4 렌즈(110, 120, 130, 140)는 저온(-40℃)에서 상온(25℃)보다 큰 굴절률을 갖는 것을 알 수 있고, 고온(85℃)에서 상온(25℃)보다 작은 굴절률을 갖는 것을 알 수 있다. 특히, 상기 제1 내지 제4 렌즈(110, 120, 130, 140) 각각의 온도 변화에 따른 굴절률의 변화(dnt_1/dt, dnt_2/dt, dnt_3/dt, dnt_4/dt)는 수학식 4와 같이 음(-)의 값을 가지는 것을 알 수 있다.Referring to Table 1, it can be seen that the first to
이때, 상기 제1 렌즈(110)는 상기 제2 렌즈(120)보다 큰 굴절률을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제1 렌즈(110)는 온도 변화에 따라 굴절률의 변화가 상대적으로 큰 상기 제2 렌즈(120)의 굴절률을 보상하기 위해 상기 제2 렌즈(120)보다 큰 굴절률을 가질 수 있다.In this case, the
또한, 상기 제1 내지 제4 렌즈(110, 120, 130, 140) 중 상기 제3 렌즈(130)는 가장 큰 굴절률을 가질 수 있고 상기 제2 렌즈(120)는 가장 작은 굴절률을 가질 수 있다. 상기 복수의 렌즈들(100)은 상기 제3 렌즈(130), 상기 제4 렌즈(140), 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120) 순서로 굴절률이 클 수 있다. 또한, 상기 제3 렌즈(130)는 상기 제1 내지 제4 렌즈(110, 120, 130, 140) 중 가장 큰 디옵터(diopter) 값을 가질 수 있다. 여기서 디옵터 값은 상기 제1 내지 제4 렌즈(110, 120, 130, 140) 각각의 디옵터의 절대값을 의미할 수 있다.Also, among the first to
이에 따라, 상기 제3 렌즈(130)는 저온(-40℃) 내지 고온(85℃)의 온도 범위에서 상기 광학계(1000)의 상기 광학계(1000)의 파워 배분을 효과적으로 수행할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 광학계(1000)는 저온 내지 고온의 온도 환경에서 광학 특성이 변화하는 것을 최소화 또는 방지할 수 있고, 다양한 온도 범위에서 화각(FOV)의 중심부, 주변부는 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. Accordingly, the
즉, 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈(110), 상기 제3 렌즈(130) 및 상기 제4 렌즈(140) 중 적어도 하나의 렌즈는 상기 제2 렌즈(120)와 다른 재료로 제공되며, 상술한 수학식 1 내지 수학식 33 중 적어도 하나의 수학식을 만족할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 저온 내지 고온의 온도에서 광학적 특성이 변화하는 것을 최소화 또는 방지할 수 있다.That is, in the optical system 1000 according to the embodiment, at least one of the
또한, 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 1 내지 수학식 33 중 적어도 하나의 수학식을 만족함에 따라, 상기 광학계(1000)는 다양한 온도 범위에서 왜곡, 수차 특성이 변화하는 것을 방지 또는 최소화할 수 있고, 화각(FOV)의 중심부 뿐만 아니라 주변부에서 우수한 해상도를 가지며 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.In addition, as the optical system 1000 according to the embodiment satisfies at least one of
도 4 내지 도 13을 참조하여 실시예에 따른 광학계(1000)를 보다 상세히 설명한다.The optical system 1000 according to the embodiment will be described in more detail with reference to FIGS. 4 to 13 .
도 4는 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 5 내지 도 7은 실시예에 따른 광학계의 상온(25℃), 저온(-40℃) 및 고온(85℃)에서의 회절 MTF에 대한 데이터이다. 또한, 도 8 내지 도 10은 실시예에 따른 광학계의 상온(25℃), 저온(-40℃) 및 고온(85℃)에서의 수차도에 대한 데이터이고, 도 11 내지 도 13은 상온(25℃)에서 실시예에 따른 광학계의 제2 및 제3 렌즈의 간격에 따른 회절 MTF에 대한 데이터이다. 또한, 도 14는 실시예에 따른 광학계의 왜곡(distortion) 특성에 대한 데이터이다.4 is a configuration diagram of an optical system according to an embodiment, and FIGS. 5 to 7 are diffraction MTF data at room temperature (25 ° C), low temperature (-40 ° C) and high temperature (85 ° C) of the optical system according to the embodiment. am. 8 to 10 are data on aberration diagrams at room temperature (25 ° C), low temperature (-40 ° C), and high temperature (85 ° C) of the optical system according to the embodiment, and FIGS. 11 to 13 are room temperature (25 ° C) ℃) is data on the diffraction MTF according to the distance between the second and third lenses of the optical system according to the embodiment. 14 is data on distortion characteristics of an optical system according to an embodiment.
도 4를 참조하면, 실시예에 따른 광학계(1000)는 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제4 렌즈들(110, 120, 130, 140)은 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. Referring to FIG. 4 , an optical system 1000 according to an embodiment includes a
또한, 상기 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))은 조리개 역할을 수행할 수 있다.Also, in the optical system 1000, the object-side surface (first surface S1) of the
또한, 상기 복수의 렌즈들(100) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에는 필터(500)가 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 필터(500)는 상기 제4 렌즈(140) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다.In addition, a
(Stop)page 1
(Stop)
표 2는 상온(25℃)에서 실시예에 따른 상기 제1 내지 제4 렌즈(110, 120, 130, 140)의 광축(OA)에서의 곡률 반경(Radius of Curvature), 렌즈의 두께(Thickness), 렌즈 사이의 간격(distance), 약 940nm 파장에서의 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number) 및 유효경(Clear aperture; CA)의 크기에 대한 것이다.Table 2 shows the radius of curvature and thickness of the lens in the optical axis (OA) of the first to fourth lenses (110, 120, 130, 140) according to the embodiment at room temperature (25 ° C) , the distance between the lenses, the refractive index at a wavelength of about 940 nm, the Abbe's Number, and the size of the clear aperture (CA).
실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈(110)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)는 글라스 재질로 제공될 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 구면(Sphere)일 수 있다.In the optical system 1000 according to the embodiment, the
상기 제2 렌즈(120)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)는 상기 제1 렌즈(110)와 다른 재료로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈(120)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)이 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. 상기 제2 렌즈(120)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4)은 비구면일 수 있다. 상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4)은 하기 표 3과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.The
상기 제3 렌즈(130)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)는 상기 제2 렌즈(120)와 다른 재료로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 렌즈(130)는 글라스 재질로 제공될 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)의 제5 면(S5)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6)은 비구면일 수 있다. 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6)은 하기 표 3과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.The
상기 제4 렌즈(140)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)는 상기 제1 렌즈(110)와 대응되는 재료로 제공될 수 있고, 상기 제2 렌즈(120)와 다른 재료로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 제4 렌즈(140)는 글라스 재질로 제공될 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)의 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. 상기 제4 렌즈(140)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8)은 구면(Sphere)일 수 있다.The
실시예에 따른 광학계(1000)에서 각 렌즈면의 비구면 계수의 값을 하기 표 3과 같다.In the optical system 1000 according to the embodiment, the value of the aspherical surface coefficient of each lens surface is shown in Table 3 below.
또한, 실시예에 따른 광학계(1000) 상기 제1 렌즈(110)는 상온(25℃)에서 하기 표 4와 같이 높이에 따라 설정된 두께를 가질 수 있다. In addition, the
표 4에서 광축(OA)으로부터 수직 방향 높이가 0인 지점은 광축(OA)을 의미한다. 또한, 표 4에서 수직 방향 높이가 1.137인 지점은 상기 제1 렌즈(110)의 제1 면(S1) 및 제2 면(S2) 중 유효경의 크기가 작은 제1 면(S1)의 유효 반경(표 1의 유효경 크기의 1/2) 값을 의미한다.In Table 4, the point at which the height in the vertical direction is 0 from the optical axis OA means the optical axis OA. In addition, in Table 4, the point at which the height in the vertical direction is 1.137 is the effective radius of the first surface S1 having a small effective mirror among the first and second surfaces S1 and S2 of the first lens 110 ( 1/2 of the size of the effective diameter in Table 1) means the value.
표 4를 참조하면, 상기 제1 렌즈(110)의 광축(OA) 방향 두께는 광축(OA)에서 상기 제1 면(S1)의 유효 영역 끝단으로 갈수록 작아질 수 있다. 상술한 수직 방향 높이 범위에서 상기 제1 렌즈(110)의 광축(OA) 방향 두께는 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있고 상기 제1 면(S1)의 유효 영역 끝단에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제1 렌즈(110)의 광축(OA) 방향 두께의 최대값은 최소값의 약 1.1배 내지 약 2배일 수 있다. 예를 들어, 실시예에서 상기 제1 렌즈(110)의 광축 방향 두께의 최대값의 최소값의 약 1.32배일 수 있다.Referring to Table 4, the thickness of the
즉, 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈(110)는 상술한 광축(OA) 방향 두께를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각으로 입사되는 광을 효과적으로 제어할 수 있다.That is, in the optical system 1000 according to the embodiment, the
또한, 실시예에 따른 광학계(1000)의 상기 제2 렌즈(120)는 상온(25℃)에서 하기 표 5와 같이 높이에 따라 설정된 두께를 가질 수 있다.In addition, the
표 5에서 광축(OA)으로부터 수직 방향 높이가 0인 지점은 광축(OA)을 의미한다. 또한, 표 5에서 수직 방향 높이가 1.278인 지점은 상기 제2 렌즈(120)의 제3 면(S3) 및 제4 면(S4) 중 유효경의 크기가 작은 제3 면(S3)의 유효 반경(표 1의 유효경 크기의 1/2) 값을 의미한다.In Table 5, the point at which the height in the vertical direction is 0 from the optical axis OA means the optical axis OA. In addition, in Table 5, the point where the height in the vertical direction is 1.278 is the effective radius of the third surface S3 having a smaller effective mirror among the third and fourth surfaces S3 and S4 of the second lens 120 ( 1/2 of the size of the effective diameter in Table 1) means the value.
표 5를 참조하면, 상기 제2 렌즈(120)의 광축(OA) 방향 두께는 광축(OA)에서 상기 제3 면(S3)의 유효 영역 끝단으로 갈수록 커질 수 있다. 상술한 수직 방향 높이 범위에서 상기 제2 렌즈(120)의 광축(OA) 방향 두께는 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있고 상기 제3 면(S3)의 유효 영역 끝단에서 최대값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제2 렌즈(120)의 광축(OA) 방향 두께의 최대값은 최소값의 약 1.1배 내지 약 2배일 수 있다. 예를 들어, 실시예에서 상기 제2 렌즈(120)의 광축 방향 두께의 최대값의 최소값의 약 1.48배일 수 있다.Referring to Table 5, the thickness of the
즉, 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제2 렌즈(120)는 상술한 광축(OA) 방향 두께를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제3 렌즈(130) 사이에서 설정된 간격을 가지며 입사되는 광의 경로를 설정된 경로로 제어할 수 있다.That is, in the optical system 1000 according to the embodiment, the
또한, 실시예에 따른 광학계(1000)의 상기 제3 렌즈(130)는 상온(25℃)에서 하기 표 6과 같이 높이에 따라 설정된 두께를 가질 수 있다.In addition, the
표 6에서 광축(OA)으로부터 수직 방향 높이가 0인 지점은 광축(OA)을 의미한다. 또한, 표 6에서 수직 방향 높이가 1.979인 지점은 상기 제3 렌즈(130)의 제5 면(S5) 및 제6 면(S6) 중 유효경의 크기가 작은 제5 면(S5)의 유효 반경(표 1의 유효경 크기의 1/2) 값을 의미한다.In Table 6, the point at which the height in the vertical direction is 0 from the optical axis OA means the optical axis OA. In addition, in Table 6, the point at which the height in the vertical direction is 1.979 is the effective radius of the fifth surface S5 having a smaller effective mirror among the fifth and sixth surfaces S5 and S6 of the third lens 130 ( 1/2 of the size of the effective diameter in Table 1) means the value.
표 6을 참조하면, 상기 제3 렌즈(130)의 광축(OA) 방향 두께는 광축(OA)에서 상기 제5 면(S5)의 유효 영역 끝단으로 갈수록 작아 수 있다. 상술한 수직 방향 높이 범위에서 상기 제3 렌즈(130)의 광축(OA) 방향 두께는 상기 제5 면(S5)의 유효 영역 끝단에서 최소값을 가질 수 있고 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제3 렌즈(130)의 광축(OA) 방향 두께의 최대값은 최소값의 약 2배 내지 약 3.5배일 수 있다. 예를 들어, 실시예에서 상기 제3 렌즈(130)의 광축 방향 두께의 최대값의 최소값의 약 2.47배일 수 있다.Referring to Table 6, the thickness of the
즉, 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제3 렌즈(130)는 상술한 광축(OA) 방향 두께를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.That is, in the optical system 1000 according to the embodiment, the
또한, 실시예에 따른 광학계(1000)의 상기 제4 렌즈(140)는 상온(25℃)에서 하기 표 7과 같이 높이에 따라 설정된 두께를 가질 수 있다.In addition, the
표 7에서 광축(OA)으로부터 수직 방향 높이가 0인 지점은 광축(OA)을 의미한다. 또한, 표 7에서 수직 방향 높이가 1.767인 지점은 상기 제4 렌즈(140)의 제7 면(S7) 및 제8 면(S8) 중 유효경의 크기가 작은 제7 면(S7)의 유효 반경(표 1의 유효경 크기의 1/2) 값을 의미한다.In Table 7, the point at which the height in the vertical direction is 0 from the optical axis OA means the optical axis OA. In addition, in Table 7, the point at which the height in the vertical direction is 1.767 is the effective radius of the seventh surface S7 having a smaller effective mirror among the seventh and eighth surfaces S7 and S8 of the fourth lens 140 ( 1/2 of the size of the effective diameter in Table 1) means the value.
표 7을 참조하면, 상기 제4 렌즈(140)의 광축(OA) 방향 두께는 광축(OA)에서 상기 제7 면(S7)의 유효 영역 끝단으로 갈수록 작아 수 있다. 상술한 수직 방향 높이 범위에서 상기 제4 렌즈(140)의 광축(OA) 방향 두께는 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있고 상기 제7 면(S7)의 유효 영역 끝단에서 최대값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제4 렌즈(140)의 광축(OA) 방향 두께의 최대값은 최소값의 약 1.5배 내지 약 3배일 수 있다. 예를 들어, 실시예에서 상기 제4 렌즈(140)의 광축 방향 두께의 최대값의 최소값의 약 2.04배일 수 있다.Referring to Table 7, the thickness of the
즉, 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제4 렌즈(140)는 상술한 광축(OA) 방향 두께를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부에서 MTF 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.That is, in the optical system 1000 according to the embodiment, the
또한, 실시예에 따른 광학계(1000)의 상기 제1 렌즈(110)와 상기 제2 렌즈(120)는 상온(25℃)에서 광축(OA) 방향 간격으로 정의하는 제1 간격만큼 이격될 수 있다. 이때, 광축으로부터 높이에 따른 상기 제1 간격은 하기 표 8과 같을 수 있다.In addition, the
(제1 간격)Spacing in the optical axis direction of the air gap (d12) (mm)
(first interval)
(L1)1.238
(L1)
표 8에서 광축(OA)으로부터 수직 방향 높이가 0인 지점은 광축(OA)을 의미한다. 또한, 표 8에서 수직 방향 높이가 1.238인 지점은 서로 마주하는 상기 제1 렌즈(110)의 센서 측 면(제2 면(S2))과 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(제3 면(S3)) 중 유효경의 크기가 작은 제2 면(S2)의 유효 반경(표 1의 유효경 크기의 1/2) 값을 의미한다.In Table 8, the point at which the height in the vertical direction is 0 from the optical axis OA means the optical axis OA. In addition, in Table 8, the point at which the height in the vertical direction is 1.238 is the sensor-side surface (second surface S2) of the
표 8을 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 상기 제2 면(S2)의 유효경의 끝단일 수 있다.Referring to Table 8, the first distance may decrease from the optical axis OA to a first point L1 located on the second surface S2. The first point L1 may be an end of the effective diameter of the second surface S2.
상기 제1 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있고 상기 제1 지점(L1)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 내지 약 4배일 수 있다. 예를 들어, 실시예에서 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 2.8배일 수 있다.The first interval may have a maximum value at the optical axis OA and may have a minimum value at the first point L1. The maximum value of the first interval may be about 1.5 times to about 4 times the minimum value. For example, in an embodiment, the maximum value of the first interval may be about 2.8 times the minimum value.
실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120)는 위치에 따라 상기 범위를 만족하는 제1 간격을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)에 입사되는 광의 경로를 효과적으로 제어할 수 있다.In the optical system 1000 according to the embodiment, the
또한, 실시예에 따른 광학계(1000)의 상기 제2 렌즈(120)와 상기 제3 렌즈(130)는 상온(25℃)에서 광축(OA) 방향 간격으로 정의하는 제2 간격만큼 이격될 수 있다. 이때, 광축으로부터 높이에 따른 상기 제2 간격은 하기 표 9와 같을 수 있다.In addition, the
(제2 간격)Spacing in the optical axis direction of the air gap (d23) (mm)
(second interval)
(L2)1.661
(L2)
표 9에서 광축(OA)으로부터 수직 방향 높이가 0인 지점은 광축(OA)을 의미한다. 또한, 표 9에서 수직 방향 높이가 1.661인 지점은 서로 마주하는 상기 제2 렌즈(120)의 센서 측 면(제4 면(S4))과 제3 렌즈(130)의 물체 측 면(제5 면(S5)) 중 유효경의 크기가 작은 제4 면(S4)의 유효 반경(표 1의 유효경 크기의 1/2) 값을 의미한다.In Table 9, the point at which the height in the vertical direction is 0 from the optical axis OA means the optical axis OA. In addition, in Table 9, the point at which the height in the vertical direction is 1.661 is the sensor-side surface (fourth surface S4) of the
표 9를 참조하면, 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 상기 제4 면(S4) 상에 위치한 제2 지점(L2)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제2 지점(L2)은 상기 제4 면(S4)의 유효경의 끝단일 수 있다.Referring to Table 9, the second interval may increase from the optical axis OA toward a second point L2 located on the fourth surface S4. The second point L2 may be an end of the effective diameter of the fourth surface S4.
상기 제2 간격은 상기 제2 지점(L2)에서 최대값을 가질 수 있고 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 3배 내지 약 10배일 수 있다. 예를 들어, 실시예에서 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 6.33배일 수 있다.The second interval may have a maximum value at the second point L2 and a minimum value at the optical axis OA. The maximum value of the second interval may be about 3 times to about 10 times the minimum value. For example, in an embodiment, the maximum value of the second interval may be about 6.33 times the minimum value.
실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제2 렌즈(120) 및 상기 제3 렌즈(130)는 위치에 따라 상기 범위를 만족하는 제2 간격을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 저온 내지 고온의 온도 범위에서 MTF 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.In the optical system 1000 according to the embodiment, the
또한, 실시예에 따른 광학계(1000)의 상기 제3 렌즈(130)와 상기 제4 렌즈(140)는 상온(25℃)에서 광축(OA) 방향 간격으로 정의하는 제3 간격만큼 이격될 수 있다. 이때, 광축으로부터 높이에 따른 상기 제2 간격은 하기 표 10과 같을 수 있다.In addition, the
(제3 간격)Spacing in the optical axis direction of the air gap (d34) (mm)
(third interval)
(L3)1.767
(L3)
표 10에서 광축(OA)으로부터 수직 방향 높이가 0인 지점은 광축(OA)을 의미한다. 또한, 표 10에서 수직 방향 높이가 1.767인 지점은 서로 마주하는 상기 제3 렌즈(130)의 센서 측 면(제6 면(S6))과 제4 렌즈(140)의 물체 측 면(제7 면(S7)) 중 유효경의 크기가 작은 제7 면(S7)의 유효 반경(표 1의 유효경 크기의 1/2) 값을 의미한다.In Table 10, the point at which the height in the vertical direction is 0 from the optical axis OA means the optical axis OA. In addition, in Table 10, the point at which the height in the vertical direction is 1.767 is the sensor-side surface (sixth surface S6) of the
표 10을 참조하면, 상기 제3 간격은 광축(OA)에서 상기 제7 면(S7) 상에 위치한 제3 지점(L3)으로 갈수록 작아 수 있다. 상기 제3 지점(L3)은 상기 제7 면(S7)의 유효경의 끝단일 수 있다.Referring to Table 10, the third distance may decrease from the optical axis OA toward a third point L3 located on the seventh surface S7. The third point L3 may be an end of the effective diameter of the seventh surface S7.
상기 제3 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있고 상기 제3 지점(L3)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 1.1배 내지 약 2.5배일 수 있다. 예를 들어, 실시예에서 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 1.77배일 수 있다.The third interval may have a maximum value at the optical axis OA and may have a minimum value at the third point L3. The maximum value of the third interval may be about 1.1 times to about 2.5 times the minimum value. For example, in an embodiment, the maximum value of the third interval may be about 1.77 times the minimum value.
실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제3 렌즈(130) 및 상기 제4 렌즈(140)는 위치에 따라 상기 범위를 만족하는 제3 간격을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 저온 내지 고온의 온도 범위에서 온도에 따라 변화하는 굴절률을 상호 보상하여 다양한 온도 범위에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.In the optical system 1000 according to the embodiment, the
(nt_1= 1.667)Satisfaction
(nt_1= 1.667)
(nt_2= 1.531)Satisfaction
(nt_2= 1.531)
nt_2 < nt_4nt_2 < nt_3nt_4 < nt_3
nt_2 < nt_4
(nt_2= 1.531, nt_3= 1.755, nt_4= 1.694)Satisfaction
(nt_2= 1.531, nt_3= 1.755, nt_4= 1.694)
dnt_3/dt < 0
dnt_4/dt < 0dnt_1/dt < 0 dnt_2/dt < 0
dnt_3/dt < 0
dnt_4/dt < 0
(v1= 48.297, v2= 55.754)Satisfaction
(v1= 48.297, v2= 55.754)
(ImgH= 2.9650mm)Satisfaction
(ImgH= 2.9650mm)
표 11은 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식들의 항목에 대한 것으로, 상온(약 25℃)에서의 상기 제1 내지 제4 렌즈(110, 120,130, 140)의 디옵터(diopter) 값, 초점 거리, 엣지 두께(ET, Edge thickness), 상기 광학계(1000)의 온도별 TTL(Total track length), BFL(Back focal length), F값, ImgH, 유효 초점 거리(EFL) 값 등에 대한 것이다. 여기서 렌즈의 엣지 두께(ET)는 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.Table 11 relates to the items of the above-described equations in the optical system 1000 according to the embodiment, and the diopter values of the first to
또한, 표 12는 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 33에 대한 결과 값에 대한 것이다.Also, Table 12 is for the resultant values of
표 12를 참조하면, 실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 33 중 적어도 하나를 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 33을 모두 만족하는 것을 알 수 있다.Referring to Table 12, it can be seen that the optical system 1000 according to the embodiment satisfies at least one of
이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000)는 저온(-40℃) 내지 고온(85℃)의 온도 범위에서 도 5 내지 도 10과 같은 광학 특성을 가질 수 있다.Accordingly, the optical system 1000 according to the embodiment may have optical characteristics as shown in FIGS. 5 to 10 in a temperature range from low temperature (−40° C.) to high temperature (85° C.).
자세하게, 도 5 내지 도 7은 실시예에 따른 광학계(1000)의 회절(diffraction) MTF에 대한 데이터이다. 자세하게 도 5는 상온(25℃) 환경에서, 도 6은 저온(-40℃) 환경에서, 도 7은 고온(85℃) 환경에서의 회절 MTF에 대한 데이터이다. 도 5 내지 도 7을 참조하면, 상기 광학계(1000)는 저온, 상온, 고온의 환경에서의 편차 없이 우수한 MTF 특성을 가지는 것을 알 수 있다.In detail, FIGS. 5 to 7 are data on the diffraction MTF of the optical system 1000 according to the embodiment. In detail, FIG. 5 is data for diffraction MTF in a room temperature (25° C.) environment, FIG. 6 is a low temperature (-40° C.) environment, and FIG. 7 is a diffraction MTF data in a high temperature (85° C.) environment. Referring to FIGS. 5 to 7 , it can be seen that the optical system 1000 has excellent MTF characteristics without variation in low temperature, room temperature, and high temperature environments.
또한, 도 8 내지 도 10은 실시예에 따른 광학계(1000)의 수차도에 대한 데이터이다. 자세하게, 도 8은 상온(25℃) 환경에서, 도 9는 저온(-40℃) 환경에서, 도 10은 고온(85℃) 환경에서의 수차도에 대한 데이터이다. 도 8 내지 도 10의 수차도에서 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distortion)를 측정한 그래프이다.8 to 10 are data on aberration diagrams of the optical system 1000 according to the embodiment. In detail, FIG. 8 is data for an aberration diagram in a room temperature (25° C.) environment, FIG. 9 is a low temperature (-40° C.) environment, and FIG. 10 is a high temperature (85° C.) environment. It is a graph in which spherical aberration, astigmatic field curves, and distortion are measured from left to right in the aberration diagrams of FIGS. 8 to 10 .
또한, 도 8 내지 도 10의 수차도에서 X축은 초점 거리(mm) 또는 왜곡도(%)를 나타낼 수 있고, Y축은 이미지의 높이(height)를 의미할 수 있다. 또한, 구면 수차, 비점 수차 및 왜곡 수차에 대한 그래프는 940nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다.In addition, in the aberration diagrams of FIGS. 8 to 10, the X axis may indicate a focal length (mm) or distortion (%), and the Y axis may indicate the height of an image. In addition, graphs for spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration are graphs for light in a 940 nm wavelength band.
도 8 내지 도 10의 수차도에서는 각 곡선들이 Y축에 근접할 수록 수차 보정기능이 좋은 것으로 해석할 수 있는데, 도 8 내지 도 10을 참조하면 실시예에 따른 광학계(1000)는 거의 대부분의 영역에서 측정 값들이 Y축에 인접한 것을 알 수 있다.In the aberration diagrams of FIGS. 8 to 10, it can be interpreted that the aberration correction function is better as each curve approaches the Y-axis. Referring to FIGS. It can be seen that the measured values are adjacent to the Y-axis.
(@Nq/2) CenterMTF deviation
(@Nq/2) Center
즉, 도 5 내지 도 10, 표 13을 참조하면, 실시예에 따른 광학계(1000)는 온도가 저온(-40℃) 내지 고온(85℃)의 범위에서 변화하여도 MTF 특성 및 수차 특성의 변화가 거의 없거나 크지 않는 것을 알 수 있다. 자세하게, 저온(-40℃) 및 고온(85℃)에서 MTF 특성 변화가 상온(25℃)의 15% 미만인 것을 알 수 있다.That is, referring to FIGS. 5 to 10 and Table 13, the optical system 1000 according to the embodiment changes MTF characteristics and aberration characteristics even when the temperature is changed in the range of low temperature (-40 ° C) to high temperature (85 ° C). It can be seen that there is little or no significant In detail, it can be seen that the change in MTF properties at low temperature (−40° C.) and high temperature (85° C.) is less than 15% of that at room temperature (25° C.).
이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000)는 다양한 온도 범위에서 우수한 광학 특성을 유지할 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)는 복수의 렌즈들(100)이 설정된 재질을 포함하고 상기 제2 렌즈(120)와 상기 제3 렌즈(130)가 광축(OA)에서 설정된 간격으로 이격됨에 따라 다양한 온도 범위에서 향상된 회절 MTF 제어 특성을 가질 수 있다.Accordingly, the optical system 1000 according to the embodiment may maintain excellent optical characteristics in various temperature ranges. In detail, the optical system 1000 includes a material for which the plurality of
예를 들어, 도 11 내지 도 13은 상온(25℃)의 환경에서 상기 제2 및 제3 렌즈(120, 130)의 간격에 따른 회절 MTF에 대한 데이터이다.For example, FIGS. 11 to 13 are data on the diffraction MTF according to the distance between the second and
먼저 도 11에서 도 11(b)은 상기 제2 렌즈(120)와 상기 제3 렌즈(130)가 표 2에 기재된 바와 같이 광축(OA)에서 0.15mm로 이격된 경우의 회절 MTF에 대한 것이고, 도 11(a)는 상기 제2 렌즈(120)와 상기 제3 렌즈(130)가 광축(OA)에서 0.145mm 이격된 경우의 회절 MTF에 대한 것이고, 도 11(c)는 상기 제2 렌즈(120)와 상기 제3 렌즈(130)가 광축(OA)에서 약 0.155mm 이격된 경우의 회절 MTF에 대한 것이다.First, in FIG. 11, FIG. 11(b) is for the diffraction MTF when the
도 11(a), 도 11(b) 및 도 11(c)를 참조하면, 광축(OA)에서 상기 제2 렌즈(120) 및 상기 제3 렌즈(130) 사이 간격(d23_CT)이 약 0.145mm 내지 약 0.155mm를 만족할 경우, 화각(FOV)의 주변부의 해상도 특성이 유지하며 양호한 광학 성능을 가지는 것을 알 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈(120) 및 상기 제3 렌즈(130) 각각이 표 2와 같은 두께를 가질 경우, 상술한 간격(d23_CT) 범위 내에서 양호한 광학 특성을 가지는 것을 알 수 있다.Referring to FIGS. 11(a), 11(b), and 11(c), the distance d23_CT between the
이어서, 도 12에서 도 12(a)는 상기 제2 렌즈(120)와 상기 제3 렌즈(130)가 광축(OA)에서 0.13mm 이격된 경우의 회절 MTF에 대한 것이고, 도 12(b)는 상기 제2 렌즈(120)와 상기 제3 렌즈(130)가 광축(OA)에서 0.14mm 이격된 경우의 회절 MTF에 대한 것이다. 또한, 도 13에서 도 13(a)는 상기 제2 렌즈(120)와 상기 제3 렌즈(130)가 광축(OA)에서 0.16mm 이격된 경우의 회절 MTF에 대한 것이고, 도 13(b)는 상기 제2 렌즈(120)와 상기 제3 렌즈(130)가 광축(OA)에서 0.17mm 이격된 경우의 회절 MTF에 대한 것이다.Subsequently, in FIG. 12, FIG. 12(a) is for the diffraction MTF when the
도 12 및 도 13을 참조하면, 광축(OA)에서 상기 제2 렌즈(120) 및 상기 제3 렌즈(130) 사이 간격(d23_CT)이 상술한 범위(약 0.145mm 내지 약 0.155mm)를 벗어난 것을 알 수 있다. 이 경우 상기 간격(d23_CT)이 상술한 범위를 벗어날수록 화각(FOV)의 주변부의 해상도 특성이 저하되는 것을 알 수 있다.12 and 13, the distance d23_CT between the
즉, 실시예에 따른 광학계(1000)는 광축(OA)에서 상기 제2 렌즈(120) 및 상기 제3 렌즈(130)가 설정된 간격을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제2 및 제3 렌즈(120, 130)의 광축(OA)에서의 간격은, 상기 제2 렌즈(120) 및 상기 제3 렌즈(130) 각각의 광축(OA)에서의 두께에 대해 설정된 비율을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 다양한 온도 범위에서 향상된 회절 MTF 제어 특성을 가질 수 있고, 화각(FOV)의 중심부 뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 해상도 특성을 가질 수 있다.That is, in the optical system 1000 according to the embodiment, the
또한, 도 14를 참조하면, 실시예에 따른 광학계(1000)는 저온(-40도) 내지 고온(85도)의 온도 범위에서 온도 변화에 따라 양호한 광학 성능을 가지며 설정된 왜곡(distortion) 특성을 가질 수 있다.In addition, referring to FIG. 14, the optical system 1000 according to the embodiment has good optical performance according to temperature change in the temperature range of low temperature (-40 degrees) to high temperature (85 degrees) and has set distortion characteristics. can
예를 들어, 상기 광학계(1000)는 아래와 같은 광각, 어안 렌즈의 맵핑 함수(mapping function) 중 어느 하나의 방식에 기초할 수 있다. 자세하게, 상기 이미지 센서(300)의 상면 중심 0필드 영역에서 1필드 영역까지의 거리(mm) 자세하게, 상기 이미지 센서(300)의 유효 영역의 최대 대각 방향 길이(mm)의 1/2을 ImgH라 하고, 화각(FOV)을 θ라 하고, 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 F로 정의할 때, 광각 또는 어안 광학계의 맵핑 함수는 하기와 같이 정의할 수 있다.For example, the optical system 1000 may be based on any one of the following mapping functions of a wide-angle lens and a fisheye lens. In detail, the distance (mm) from the 0 field area to the 1 field area at the center of the
먼저, Equidistance 맵핑은 ImgH = F * θ로 정의할 수 있고, Equal Area(Equisolid angle) 맵핑은 ImgH = 2 * F * sin(θ/2)으로 정의할 수 있다. 또한, Orthographic 맵핑은 ImgH = f * sin θ로 정의할 수 있고, Stereographic 맵핑은 ImgH = 2 * F * tan(θ/2)로 정의할 수 있다. 또한, Rectilinear 맵핑은 ImgH = f * tanθ로 정의할 수 있다.First, equidistance mapping can be defined as ImgH = F * θ, and Equal Area (Equisolid angle) mapping can be defined as ImgH = 2 * F * sin(θ/2). In addition, orthographic mapping can be defined as ImgH = f * sin θ, and stereographic mapping can be defined as ImgH = 2 * F * tan(θ/2). In addition, Rectilinear mapping can be defined as ImgH = f * tanθ.
도 14를 참조하면, 실시예에 따른 광학계(1000)는 Rectilinear 맵핑 방식(비교예 3)과 비교하여 설정된 왜곡 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(1000)는 0도 화각에서 최대 반화각(HFOV)으로 갈수록 상기 비교예 3과 비교하여 약 5% 이내의 왜곡 특성을 만족할 수 있다. 자세하게, 실시예는 상기 비교예 3과 비교하여 약 3% 이내의 왜곡 특성을 만족할 수 있다. 더 자세하게, 실시예는 비교예 1과 비교하여 약 1.5% 이내의 왜곡 특성을 만족할 수 있다.Referring to FIG. 14 , the optical system 1000 according to the embodiment may have set distortion characteristics compared to that of the Rectilinear mapping method (Comparative Example 3). For example, the optical system 1000 may satisfy a distortion characteristic of less than about 5% compared to Comparative Example 3 as it goes from a 0 degree field of view to a maximum half field of view (HFOV). In detail, Example may satisfy distortion characteristics within about 3% compared to Comparative Example 3. More specifically, Example may satisfy distortion characteristics within about 1.5% compared to Comparative Example 1.
또한, 실시예에 따른 광학계(1000)는 Stereographic 맵핑(비교예 1), Equidistance 맵핑(비교예 2), Equal Area 맵핑(비교예 4), Orthographic 맵핑(비교예 5)과 비교하여, 설정된 왜곡 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(1000)는 0도 화각에서 최대 반화각(HFOV, FOV의 1/2)으로 갈수록 상기 비교예 1, 비교예 2, 비교예 4 및 비교예 5와 비교하여 약 20% 이내의 왜곡 특성을 만족할 수 있다. 자세하게, 실시예는 상기 비교예 1과 비교하여 최대 약 10% 이내의 왜곡 특성을 만족할 수 있고, 상기 비교예 2와 비교하여 최대 약 12% 이내의 왜곡 특성을 만족할 수 있다. 또한, 실시예는 상기 비교예 4와 비교하여 최대 약 13% 이내의 왜곡 특성을 만족할 수 있고, 상기 비교예 5와 비교하여 최대 약 15% 이내의 왜곡 특성을 만족할 수 있다.In addition, the optical system 1000 according to the embodiment compares stereographic mapping (Comparative Example 1), equidistance mapping (Comparative Example 2), Equal Area mapping (Comparative Example 4), and Orthographic mapping (Comparative Example 5) to set distortion characteristics. can have For example, the optical system 1000 is about 20% as compared to Comparative Example 1, Comparative Example 2, Comparative Example 4, and Comparative Example 5 from 0 degree angle of view to the maximum half angle of view (HFOV, 1/2 of FOV). It is possible to satisfy distortion characteristics within In detail, Example may satisfy distortion characteristics of up to about 10% compared to Comparative Example 1, and may satisfy distortion characteristics of up to about 12% compared to Comparative Example 2. In addition, the embodiment may satisfy distortion characteristics of up to about 13% compared to Comparative Example 4, and may satisfy distortion characteristics of up to about 15% compared to Comparative Example 5.
여기서 왜곡 특성에 대한 비율은, 특정 반화각 위치에서 ImgH의 값에 대한 것으로 ((비교예-실시예)/실시예 * 100)으로 계산한 것을 의미할 수 있다.Here, the ratio for the distortion characteristic may mean a value calculated as ((Comparative Example-Example)/Example * 100) for the value of ImgH at a specific half-angle position.
따라서, 실시예에 따른 광학계(1000)는 Rectilinear 맵핑 방식(비교예 3)에 기초할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 Rectilinear 맵핑 방식(비교예 3)에 기초하여 저온(-40도) 내지 고온(85도)의 온도 범위에서 온도 변화에 따라 광학 특성이 변화하는 것을 방지할 수 있고, 다양한 온도 범위에서 향상된 광학 성능, 예를 들어 향상된 왜곡 수차 특성을 가질 수 있다.Accordingly, the optical system 1000 according to the embodiment may be based on the Rectilinear mapping method (Comparative Example 3). Accordingly, the optical system 1000 can prevent optical characteristics from changing due to temperature changes in the temperature range from low temperature (-40 degrees) to high temperature (85 degrees) based on the Rectilinear mapping method (Comparative Example 3), , can have improved optical performance, for example, improved distortion aberration characteristics, in various temperature ranges.
즉, 실시예에 따른 광학계(1000)에 포함된 복수의 렌즈들(100)은 설정된 재질, 굴절력, 굴절률을 가질 수 있다. 이에 따라, 온도 변화에 따른 굴절률 변화로 각 렌즈의 초점 거리가 변화할 경우에도 상기 제1 내지 제4 렌즈(110, 120, 130, 140)는 상호 보상할 수 있다. 즉, 상기 광학계(1000)는 저온 내지 고온의 온도 범위에서 굴절력에 대한 배분을 효과적으로 수행할 수 있고, 저온(약 -40) 내지 고온(약 85)의 온도 범위에서 광학 특성이 변화하는 것을 방지 또는 최소화할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 광학계(1000) 및 이를 포함하는 카메라 모듈은 다양한 온도 범위에서 양호한 광학 특성을 가질 수 있다.That is, the plurality of
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.Features, structures, effects, etc. described in the embodiments above are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, and effects illustrated in each embodiment can be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art in the field to which the embodiments belong. Therefore, contents related to these combinations and variations should be construed as being included in the scope of the present invention. In addition, although the above has been described with a focus on the embodiments, these are only examples and do not limit the present invention, and those skilled in the art to which the present invention belongs can exemplify the above to the extent that does not deviate from the essential characteristics of the present embodiment. It will be seen that various variations and applications that have not been made are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified and implemented. And differences related to these modifications and applications should be construed as being included in the scope of the present invention as defined in the appended claims.
광학계: 1000
제1 렌즈: 110
제2 렌즈: 120
제3 렌즈: 130
제4 렌즈: 140
이미지 센서: 300
필터: 500Optics: 1000
1st lens: 110 2nd lens: 120
3rd lens: 130 4th lens: 140
Image Sensor: 300 Filter: 500
Claims (15)
상기 제2 렌즈는 상기 광축에서 음의 굴절력을 가지고,
상기 제3 렌즈는 상기 광축에서 양의 굴절력을 가지고,
상기 제2 및 상기 제3 렌즈는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
5 < L2_CT / d23_CT < 5.6
(L2_CT는 상기 제2 렌즈의 상기 광축에서의 두께를 의미하고, d23_CT는 상기 광축에서 상기 제2 및 제3 렌즈 사이의 간격이다.)Including first to fourth lenses disposed along the optical axis in a direction from the object side to the sensor side,
the second lens has a negative refractive power on the optical axis;
The third lens has a positive refractive power on the optical axis,
The second and third lenses satisfy the following equation.
5 < L2_CT / d23_CT < 5.6
(L2_CT means the thickness of the second lens on the optical axis, and d23_CT is the distance between the second and third lenses on the optical axis.)
상기 제2 렌즈는 상기 광축에서 양면이 오목한 형상을 가지는 광학계.According to claim 1,
The second lens has a concave shape on both sides of the optical axis.
상기 제1 렌즈의 물체 측 면은 상기 광축에서 볼록한 형상을 가지는 광학계.According to claim 1,
The object-side surface of the first lens has a convex shape in the optical axis.
상기 제2 및 제3 렌즈는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
11.3 < L3_CT / d23_CT < 12.5
(L3_CT는 상기 제3 렌즈의 상기 광축에서의 두께를 의미하고, d23_CT는 상기 광축에서 상기 제2 및 제3 렌즈 사이의 간격이다.)According to claim 1,
The second and third lenses satisfy the following equation.
11.3 < L3_CT / d23_CT < 12.5
(L3_CT means the thickness of the third lens on the optical axis, and d23_CT is the distance between the second and third lenses on the optical axis.)
상기 제4 렌즈는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
0.1 < L4_CT / L4_ET < 1
(L4_CT는 상기 제4 렌즈의 상기 광축에서의 두께를 의미한다. 또한, L4_ET는 상기 제4 렌즈의 유효 영역 끝단에서의 상기 광축 방향 두께로, 상기 제4 렌즈의 물체 측 면의 유효 영역 끝단과 상기 제4 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단 사이의 상기 광축 방향 거리이다.)According to claim 1,
The fourth lens is an optical system that satisfies the following equation.
0.1 < L4_CT / L4_ET < 1
(L4_CT denotes the thickness of the fourth lens along the optical axis. In addition, L4_ET is the thickness in the optical axis direction at the end of the effective area of the fourth lens, which is It is the distance between the ends of the effective area of the sensor-side surface of the fourth lens in the optical axis direction.)
상기 제1 내지 제4 렌즈들 중 상기 제3 렌즈는 가장 큰 굴절률을 가지는 광학계.According to claim 1,
Among the first to fourth lenses, the third lens has the largest refractive index.
상기 제1 내지 제4 렌즈들 중 상기 제2 렌즈는 가장 작은 굴절률을 가지는 광학계.According to claim 6,
Among the first to fourth lenses, the second lens has the smallest refractive index.
상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈의 재료는 서로 다른 광학계.According to claim 1,
The first lens and the second lens are made of different optical systems.
상기 제1 렌즈는 글라스 재질로 제공되고 상기 제2 렌즈는 플라스틱 재잴로 제공되는 광학계.According to claim 8,
The optical system of claim 1 , wherein the first lens is made of a glass material and the second lens is made of a plastic material.
상기 제2 렌즈는 상기 광축에서 음의 굴절력을 가지고,
상기 제3 렌즈는 상기 광축에서 양의 굴절력을 가지고,
상기 제1 내지 제4 렌즈는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
dnt_1/dt < 0,
dnt_2/dt < 0,
dnt_3/dt < 0,
dnt_4/dt < 0
(dnt_1/dt, dnt_2/dt, dnt_3/dt, dnt_4/dt는 온도 변화량에 따른 상기 제1 내지 제4 렌즈 각각의 940nm 파장 대역의 광에 대한 굴절률 변화이다.)Including first to fourth lenses disposed along the optical axis in a direction from the object side to the sensor side,
the second lens has a negative refractive power on the optical axis;
The third lens has a positive refractive power on the optical axis,
The first to fourth lenses satisfy the following equation.
dnt_1/dt <0;
dnt_2/dt <0;
dnt_3/dt <0;
dnt_4/dt < 0
(dnt_1/dt, dnt_2/dt, dnt_3/dt, and dnt_4/dt are changes in the refractive index of each of the first to fourth lenses for light in the 940 nm wavelength band according to the amount of temperature change.)
상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈의 재료는 서로 다른 광학계.According to claim 10,
The first lens and the second lens are made of different optical systems.
상기 제4 렌즈와 상기 제2 렌즈의 재료는 서로 다른 광학계.According to claim 11,
The fourth lens and the second lens are made of different optical systems.
상기 제1 렌즈, 상기 제3 렌즈 및 상기 제4 렌즈는 글라스 재질을 포함하고, 상기 제2 렌즈는 플라스틱 재질을 포함하는 광학계.According to claim 12,
The first lens, the third lens, and the fourth lens include a glass material, and the second lens includes a plastic material.
상기 제2 및 상기 제3 렌즈는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
5 < L2_CT / d23_CT < 5.6
(L2_CT는 상기 제2 렌즈의 상기 광축에서의 두께를 의미하고, d23_CT는 상기 광축에서 상기 제2 및 제3 렌즈 사이의 간격이다.)According to claim 10,
The second and third lenses satisfy the following equation.
5 < L2_CT / d23_CT < 5.6
(L2_CT means the thickness of the second lens on the optical axis, and d23_CT is the distance between the second and third lenses on the optical axis.)
상기 광학계는 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 광학계를 포함하고,
하기 수학식을 만족하는 카메라 모듈.
1 < TTL < 10
(TTL은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면에서 상기 이미지 센서의 상면까지의 상기 광축에서의 거리이다.)Including an optical system and an image sensor,
The optical system includes an optical system according to any one of claims 1 to 14,
A camera module that satisfies the following equation.
1 < TTL < 10
(TTL is the distance on the optical axis from the object side surface of the first lens to the image sensor image sensor.)
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