KR20230037401A - 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 Download PDF

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KR20230037401A
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시예에 개시된 광학계는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제11 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제11 렌즈는 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제11 렌즈의 센서 측 면은 상기 광축에서 오목한 형상을 가지고, 하기 수학식을 만족할 수 있다. (수학식) 0.5 < TTL / ImgH < 3 및 10 < ∑Abb / ∑Index < 50 여기서, TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 상기 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이고, ImgH는 상기 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2이다. 또한, ∑Index는 상기 제1 내지 제11 렌즈 각각의 d-line에서의 굴절률 합이고, ∑Abbe는 상기 제1 내지 제11 렌즈 각각의 아베수(Abbe's number)의 합이다.

Description

광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈{OPTICAL SYSTEM AND CAMERA MODULE INCLUDING 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. 실시예는 화각의 중심부와 주변부에서 우수한 광학 성능을 가지는 광학계를 제공하고자 한다. 실시예는 슬림한 구조를 가질 수 있는 광학계를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제11 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제11 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제11 렌즈의 센서 측 면은 상기 광축에서 오목한 형상을 가지고, 하기 수학식을 만족할 수 있다.
0.5 < TTL / ImgH < 3
10 < ∑Abb / ∑Index < 50
(TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 상기 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이고, ImgH는 상기 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2이다. 또한, ∑Index는 상기 제1 내지 제11 렌즈 각각의 d-line에서의 굴절률 합이고, ∑Abbe는 상기 제1 내지 제11 렌즈 각각의 아베수(Abbe's number)의 합이다.)
또한, 상기 제1 렌즈의 물체 측 면은 상기 광축에서 볼록한 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제11 렌즈는 하기 수학식을 만족할 수 있다.
1 < L1_CT / L11_CT < 5
(L1_CT는 상기 제1 렌즈의 상기 광축에서의 두께이고, L11_CT는 상기 제11 렌즈의 상기 광축에서의 두께이다.)
또한, 상기 광학계는 하기 수학식을 만족할 수 있다.
0.01 < d12_CT / d1011_CT < 1
(d12_CT는 상기 제1 및 제2 렌즈의 상기 광축에서의 간격이고, d1011_CT는 상기 제10 및 제11 렌즈의 상기 광축에서의 간격이다.)
또한, 상기 제11 렌즈는 하기 수학식을 만족할 수 있다.
0.5 < EPD / L11R2 < 5
(EPD는 상기 광학계의 입사동의 크기(Entrance Pupil Diameter)이고, L11R2는 상기 광축에서 상기 제1 렌즈의 센서 측 면의 곡률 반경을 의미한다.)
또한, 상기 광학계는 하기 수학식을 만족할 수 있다.
0.5 < L11S2_max_sag to Sensor < 2
(L11S2_max_sag to Sensor은 상기 제11 렌즈의 센서 측 면의 최대 Sag 값에서 상기 센서까지의 상기 광축 방향 거리이다.)
실시예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되며, 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 제1 및 제2 렌즈군을 포함하고, 상기 제1 렌즈군은 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제2 렌즈군은 상기 광축에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제1 및 제2 렌즈군에 포함된 렌즈 매수의 총 합은 11매이고, 하기 수학식을 만족할 수 있다.
1 < TTL / L_G1 < 8
1 < TTL / L_G2 < 5
(TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 상기 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이다. 또한, L_G1은 상기 제1 렌즈군에 포함된 렌즈 중 물체와 가장 인접한 첫 번째 렌즈의 물체 측 면과 상기 센서와 가장 인접한 마지막 렌즈의 센서 측 면의 상기 광축에서의 거리이고, L_G2은 상기 제2 렌즈군에 포함된 렌즈 중 물체와 가장 인접한 첫 번째 렌즈의 물체 측 면과 상기 센서와 가장 인접한 마지막 렌즈의 센서 측 면의 상기 광축에서의 거리이다.)
또한, 상기 제2 렌즈군은 상기 제1 렌즈군보다 많은 매수의 렌즈를 포함하고, 상기 제1 및 제2 렌즈군 각각의 초점 거리의 절대값은 상기 제2 렌즈군이 더 클 수 있다.
또한, 상기 제1 렌즈군은 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 상기 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제3 렌즈를 포함하고, 상기 제2 렌즈군은 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 상기 광축을 따라 배치되는 제4 내지 제11 렌즈를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 렌즈군은 상기 제4 내지 제7 렌즈를 포함하는 제2-1 렌즈군, 상기 제8 내지 제10 렌즈를 포함하는 제2-2 렌즈군 및 상기 제11 렌즈를 포함하는 제2-3 렌즈군을 포함하고, 상기 제2-1 내지 제2-3 렌즈군 각각의 렌즈군의 초점 거리의 절대값은 상기 제2-1 렌즈군이 가장 클 수 있다.
또한, 상기 제2-1 렌즈군은 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제2-2 렌즈군은 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제2-3 렌즈군은 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 렌즈군의 상기 광축에서의 간격은 상기 제1 렌즈군에 포함된 복수의 렌즈들의 상기 광축에서의 간격보다 클 수 있다.
또한, 상기 제2-1 및 제2-2 렌즈군의 상기 광축에서의 간격은 상기 제2-1 렌즈군에 포함된 복수의 렌즈들의 상기 광축에서의 간격보다 클 수 있다.
또한, 상기 제2-2 및 제2-3 렌즈군의 상기 광축에서의 간격은 상기 제2-2 렌즈군에 포함된 복수의 렌즈들의 상기 광축에서의 간격보다 클 수 있다.
실시예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제11 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제11 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제11 렌즈의 센서 측 면은 상기 광축에서 오목한 형상을 가지고, 하기 수학식을 만족할 수 있다.
1 < f_G1 / F < 5
(f_G1은 상기 제1 내지 제3 렌즈의 복합 초점 거리(mm)이고, F는 상기 광학계의 전체 초점 거리이다.)
또한, 상기 제1 내지 제3 렌즈의 상기 광축에서의 두께는 상기 제1 렌즈가 가장 두껍고 상기 제3 렌즈가 가장 얇을 수 있다.
또한, 상기 제1 내지 제3 렌즈 중 상기 제3 렌즈는 가장 작은 아베수를 가지고, 상기 제3 렌즈의 아베수는 상기 제2 렌즈의 아베수보다 20 이상 작을 수 있다.
또한, 실시예에 따른 카메라 모듈은 상기 광학계를 포함하고, 하기 수학식을 만족할 수 있다.
1 < F / EPD < 5
(F는 상기 광학계의 전체 초점 거리이고, EPD는 상기 광학계의 입사동의 크기(Entrance Pupil Diameter)이다.)
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 수차 특성, 해상력 등을 가질 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 향상된 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 광학계에서 각 렌즈면의 비구면 계수에 대한 데이터이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 광학계에서 렌즈의 중심 두께(Center thickness), 엣지 영역 두께(Edge thickness), 렌즈 사이의 간격 등을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 광학계에서 인접한 두 렌즈 사이의 간격에 대한 데이터이다.
도 5는 제1 실시예에 따른 광학계의 회절 MTF(Diffraction MTF)에 대한 그래프이다.
도 6은 제1 실시예에 따른 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 7은 제2 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 8은 제2 실시예에 따른 광학계에서 각 렌즈면의 비구면 계수에 대한 데이터이다.
도 9는 제2 실시예에 따른 광학계에서 인접한 두 렌즈 사이의 간격에 대한 데이터이다.
도 10은 제2 실시예에 따른 광학계의 회절 MTF(Diffraction MTF)에 대한 그래프이다.
도 11은 제2 실시예에 따른 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 12는 제3 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 13은 제3 실시예에 따른 광학계에서 각 렌즈면의 비구면 계수에 대한 데이터이다.
도 14는 제3 실시예에 따른 광학계에서 인접한 두 렌즈 사이의 간격에 대한 데이터이다.
도 15는 제3 실시예에 따른 광학계의 회절 MTF(Diffraction MTF)에 대한 그래프이다.
도 16은 제3 실시예에 따른 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 17은 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 렌즈군을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)는 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 복수의 렌즈군을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(1000)는 물체 측으로부터 이미지 센서(300) 방향으로 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치되는 제1 렌즈군(G1) 및 제2 렌즈군(G2)을 포함할 수 있다.
상기 제1 렌즈군(G1)은 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제1 렌즈군(G1)은 2매 이상의 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈군(G1)은 3매의 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 제2 렌즈군(G2)은 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 제1 렌즈군(G1)보다 많은 매수의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈군(G2)은 6매 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈군(G2)은 8매의 렌즈를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 렌즈군(G2)은 복수의 서브 렌즈군을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈군(G2)은 물체 측으로부터 이미지 센서(300) 방향으로 순차적으로 배치되며 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 제2-1 렌즈군(G2a), 제2-2 렌즈군(G2b) 및 제2-3 렌즈군(G2c)을 포함할 수 있다.
상기 제2-1 렌즈군(G2a)은 2매 이상의 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2-1 렌즈군(G2a)은 상기 제1 렌즈군(G1)보다 많은 매수의 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2-1 렌즈군(G2a)은 4매의 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 제2-2 렌즈군(G2b)은 2매 이상의 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2-2 렌즈군(G2b)은 상기 제2-1 렌즈군(G2a)보다 적은 매수의 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2-2 렌즈군(G2b)은 상기 제1 렌즈군(G1)과 동일한 3매의 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 제2-3 렌즈군(G2c)은 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2-3 렌즈군(G2c)은 상기 제2-1 렌즈군(G2a), 상기 제2-2 렌즈군(G2b) 및 상기 제2-3 렌즈군(G2c) 중 가장 적은 매수의 렌즈를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2-3 렌즈군(G2c)은 상기 제1 렌즈군(G1)보다 적은 매수의 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2-3 렌즈군(G2c)은 1매의 렌즈를 포함할 수 있다.
이하, 상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2)의 광학적 특징에 대해 보다 자세히 설명하기로 한다.
상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2)은 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈군(G1)은 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 제1 렌즈군(G1)과 동일한 양(+)의 굴절력을 가질 수 있고, 상기 제1 렌즈군(G1)과 상이한 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다.
상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2)은 서로 상이한 초점 거리(focal length)를 가질 수 있다. 이때, 상기 제1 렌즈군(G1)과 상기 제2 렌즈군(G2)은 서로 동일하거나 반대되는 굴절력을 가짐에 따라 상기 제2 렌즈군(G2)의 초점 거리(f_G2)는 상기 제1 렌즈군(G1)의 초점 거리(f_G1)과 동일한 양(+)의 부호를 가지거나 상기 제1 렌즈군(G1)과 반대되는 음(-)의 부호를 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2) 각각의 초점 거리의 절대값은 상기 제2 렌즈군(G2)이 더 클 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈군(G2)의 초점 거리(f_G2)의 절대값은 상기 제1 렌즈군(G1)의 초점 거리(f_G1)의 절대값의 약 3배보다 클 수 있다. 자세하게, 상기 제2 렌즈군(G2)의 초점 거리(f_G2)의 절대값은 상기 제1 렌즈군(G1)의 초점 거리(f_G1)의 절대값의 약 5배보다 클 수 있다.
상기 제2-1 렌즈군(G2a)은 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2-1 렌즈군(G2a)은 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 또한, 상기 제2-2 렌즈군(G2b)은 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2-2 렌즈군(G2b)은 상기 제2-1 렌즈군(G2a)과 동일한 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 또한, 상기 제2-3 렌즈군(G2c)은 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2-3 렌즈군(G2c)은 상기 제2-1 렌즈군(G2a)과 반대되는 굴절력을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2-3 렌즈군(G2c)은 상기 제2-1 렌즈군(G2a) 및 상기 제2-2 렌즈군(G2b)과 반대되는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다.
또한, 상기 제2-1 렌즈군(G2a), 상기 제2-2 렌즈군(G2b) 및 상기 제2-3 렌즈군(G2c) 각각의 초점 거리(f_G2a, f_G2b, f_G2c)의 절대값은 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2-1 렌즈군(G2a), 상기 제2-2 렌즈군(G2b) 및 상기 제2-3 렌즈군(G2c) 각각의 초점 거리의 절대값은 상기 제2-1 렌즈군(G2a), 상기 제2-2 렌즈군(G2b) 및 상기 제2-3 렌즈군(G2c) 순서(f_G2a > f_G2b > f_G2c)로 큰 값을 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 렌즈군(G1)의 초점 거리의 절대값은 상기 제2-3 렌즈군(G2c)의 초점 거리의 절대값보다 클 수 있다. 자세하게, 상기 제1 렌즈군(G1)의 초점 거리의 절대값은 상기 제2-2 렌즈군(G2b) 및 상기 제2-3 렌즈군(G2c)의 초점 거리의 절대값보다 클 수 있고, 상기 제2-1 렌즈군(G2a)의 초점 거리의 절대값보다 작을 수 있다.
이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000)는 각각의 렌즈군의 굴절력, 초점 거리를 제어하여 색수차, 왜곡 수차 등 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있고, 화각(FOV)의 중심부 뿐만 아니라 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2)은 설정된 간격을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제1 렌즈군(G1)에 포함된 마지막 렌즈(제3 렌즈(103))의 센서 측 면(제6 면(S6))과 상기 제2 렌즈군(G2)에 포함된 첫번째 렌즈(제4 렌즈(104)의 물체 측 면(제7 면(S7))은 광축(OA)에서의 간격은 설정된 간격(dG1G2_CT)을 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 간격(dG1G2_CT)은 상기 제1 렌즈군(G1)에 포함된 복수의 렌즈들의 광축(OA)에서의 간격보다 클 수 있다. 자세하게, 상기 간격(dG1G2_CT)은 상기 제1 렌즈(101)와 상기 제2 렌즈(102)의 광축(OA)에서의 간격(d12_CT), 상기 제2 렌즈(102)와 상기 제3 렌즈(103)의 광축(OA)에서의 간격(d23_CT)보다 클 수 있다.
또한, 상기 간격(dG1G2_CT)은 상기 제2 렌즈군(G2)에 포함된 복수의 서브 렌즈군들의 광축(OA)에서의 간격보다 클 수 있다. 자세하게, 상기 간격(dG1G2_CT)은 상기 제2-1 렌즈군(G2a)과 상기 제2-2 렌즈군(G2b)의 광축(OA)에서의 간격(dG2aG2b_CT), 상기 제2-2 렌즈군(G2b)과 상기 제2-3 렌즈군(G2c)의 광축(OA)에서의 간격(dG2bG2c_CT)보다 클 수 있다. 이와 다르게, 상기 간격(dG1G2_CT)은 상기 제2-1 렌즈군(G2a)과 상기 제2-2 렌즈군(G2b)의 광축(OA)에서의 간격(dG2aG2b_CT) 보다 클 수 있고, 상기 제2-2 렌즈군(G2b)과 상기 제2-3 렌즈군(G2c)의 광축(OA)에서의 간격(dG2bG2c_CT)보다 작을 수 있다.
이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 제1 렌즈군(G1)으로 입사되는 광을 효과적으로 제어할 수 있고 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있다.
또한, 상기 제2-1 렌즈군(G2a)과 상기 제2-2 렌즈군(G2b)의 광축(OA)에서의 간격(dG2aG2b_CT)은 상기 제2-1 렌즈군(G2a)에 포함된 복수의 렌즈들의 광축(OA)에서의 간격보다 클 수 있다. 자세하게, 상기 간격(dG2aG2b_CT)은 상기 제4 렌즈(104)와 상기 제5 렌즈(105)의 광축(OA)에서의 간격(d45_CT), 상기 제5 렌즈(105)와 상기 제6 렌즈(106)의 광축(OA)에서의 간격(d56_CT), 상기 제6 렌즈(106)와 상기 제7 렌즈(107)의 광축(OA)에서의 간격(d67_CT)보다 클 수 있다.
또한, 상기 제2-1 렌즈군(G2a)과 상기 제2-2 렌즈군(G2b)의 광축(OA)에서의 간격(dG2aG2b_CT)은 상기 제2-2 렌즈군(G2b)에 포함된 복수의 렌즈들의 광축(OA)에서의 간격보다 클 수 있다. 자세하게, 상기 간격(dG2aG2b_CT)은 상기 제8 렌즈(108)와 상기 제9 렌즈(109)의 광축(OA)에서의 간격(d89_CT), 상기 제9 렌즈(109)와 상기 제10 렌즈(110)의 광축(OA)에서의 간격(d910_CT)보다 클 수 있다.
또한, 상기 제2-2 렌즈군(G2b)과 상기 제2-3 렌즈군(G2c)의 광축(OA)에서의 간격(dG2bG2c_CT)은 상기 제2-2 렌즈군(G2b)에 포함된 복수의 렌즈들의 광축(OA)에서의 간격보다 클 수 있다. 자세하게, 상기 간격(dG2bG2c_CT)은 상기 제8 렌즈(108)와 상기 제9 렌즈(109)의 광축(OA)에서의 간격(d89_CT), 상기 제9 렌즈(109)와 상기 제10 렌즈(110)의 광축(OA)에서의 간격(d910_CT)보다 클 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있고, 향상된 색수차, 왜곡 수차 제어 특성을 가질 수 있다.
즉, 상기 광학계(1000)는 물체 측으로부터 이미지 센서(300) 방향으로 순차적으로 배치되는 제1 렌즈군(G1) 및 제2 렌즈군(G2)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 상기 렌즈군들(G1, G2)에 포함되는 8매 이상의 복수의 렌즈들(100)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(1000)는 제1 렌즈(101), 제2 렌즈(102), 제3 렌즈(103), 제4 렌즈(104), 제5 렌즈(105), 제6 렌즈(106), 제7 렌즈(107), 제8 렌즈(108), 제9 렌즈(109), 제10 렌즈(110) 및 제11 렌즈(111)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제11 렌즈들(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111)은 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
물체의 정보에 해당하는 광은 제1 렌즈(101), 제2 렌즈(102), 제3 렌즈(103), 제4 렌즈(104), 제5 렌즈(105), 제6 렌즈(106), 제7 렌즈(107), 제8 렌즈(108), 제9 렌즈(109), 제10 렌즈(110) 및 제11 렌즈(111)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 제11 렌즈들(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111) 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.
상기 광학계(1000)는 필터(500)를 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 11매 렌즈를 포함할 경우, 상기 필터(500)는 상기 제11 렌즈(111)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 제1 렌즈(101)의 전방에 위치하거나, 상기 제1 렌즈(101)보다 후방에 위치할 수 있다. 상기 조리개는 상기 복수의 렌즈들(100) 중 선택되는 두 렌즈 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 조리개는 상기 제1 렌즈(101)와 상기 제2 렌즈(102) 사이에 위치할 수 있다.
이와 다르게, 상기 복수의 렌즈들(100) 중 선택되는 적어도 하나의 렌즈는 조리개 역할을 수행할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 내지 제11 렌즈들(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111) 중 선택되는 하나의 렌즈의 물체 측 면 또는 센서 측 면은 광량을 조절하는 조리개 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈(101)의 센서 측 면(제2 면(S2)) 또는 상기 제2 렌즈(102)의 물체 측 면(제3 면(S3))은 조리개 역할을 수행할 수 있다.
이하 실시예에 따른 복수의 렌즈들(100)에 대해 보다 자세히 설명하도록 한다.
상기 제1 렌즈(101)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈(101)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제1 렌즈(101)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(101)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(101)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(102)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈(102)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제2 렌즈(102)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(102)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(102)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(102)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(102)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(103)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 렌즈(103)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제3 렌즈(103)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(103)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(103)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(103)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(103)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 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103) 각각은 설정된 초점 거리를 가질 수 있다. 이때, 상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103) 각각의 초점 거리의 절대값은 상기 제2 렌즈(102)가 가장 클 수 있다. 자세하게, 상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103) 각각의 초점 거리의 절대값은 상기 제2 렌즈(102), 상기 제3 렌즈(103) 및 상기 제1 렌즈(101) 순서로 큰 값을 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103)는 서로 상이한 중심 두께(광축(OA)에서의 두께)를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103) 중에서 상기 제1 렌즈(101)는 가장 두꺼운 중심 두께를 가질 수 있고, 상기 제3 렌즈(103)는 가장 얇은 중심 두께를 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103) 중에서 상기 제3 렌즈(103)는 가장 큰 굴절률을 가질 수 있고, 상기 제1 렌즈(101)의 굴절률은 상기 제2 렌즈(102)의 굴절률보다 클 수 있다. 그리고, 상기 제3 렌즈(103)의 아베수는 상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103) 중 가장 작을 수 있고, 상기 제2 렌즈(102)의 아베수는 상기 제1 렌즈(101)의 아베수보다 클 수 있다. 이때, 상기 제3 렌즈(103)의 아베수는 상기 제2 렌즈(102)의 아베수보다 20 이상 작을 수 있다. 자세하게, 상기 제3 렌즈(103)의 아베수는 상기 제2 렌즈(102)의 아베수보다 30 이상 작을 수 있다.
또한, 상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103) 중에서 렌즈의 유효경의 크기(Clear aperture, CA)는 상기 제3 렌즈(103)가 가장 작을 수 있고, 상기 제1 렌즈(101)가 가장 클 수 있다. 자세하게, 상기 제3 렌즈(103)의 센서 측 면(제6 면(S6))의 유효경의 크기는 상기 제1 내지 제6 면(S1, S2, S3, S4, S5, S6) 중 가장 작을 수 있다. 이때, 상기 제3 렌즈(103)의 센서 측 면(제6 면(S6))의 유효경의 크기는 상기 제1 내지 제11 렌즈들(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111)의 물체 측 면 및 센서 측 면들 중 가장 작을 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 입사하는 광을 제어하여 해상력, 색수차 제어 특성을 향상시킬 수 있고, 상기 광학계(1000)의 비네팅(vignetting) 특성을 개선할 수 있다.
상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제4 렌즈(104)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제4 렌즈(104)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(104)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(104)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(104)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(104)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(105)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 렌즈(105)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제5 렌즈(105)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(105)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(105)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(105)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(105)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(106)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제6 렌즈(106)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제6 렌즈(106)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(106)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(106)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(106)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(106)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(107)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제7 렌즈(107)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제7 렌즈(107)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 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 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(107)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(107)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 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 오목한 형상을 가질 수 있다, 즉, 상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 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(108)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제8 렌즈(108)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제8 렌즈(108)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(108)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(108)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(108)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(108)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 제9 렌즈(109)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(109)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제9 렌즈(109)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제9 렌즈(109)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(109)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제17 면(S17)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제9 렌즈(109)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 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 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제9 렌즈(109)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 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(109)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 제10 렌즈(110)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제10 렌즈(110)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제10 렌즈(110)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제10 렌즈(110)는 물체 측 면으로 정의하는 제19 면(S19) 및 센서 측 면으로 정의하는 제20 면(S20)을 포함할 수 있다. 상기 제19 면(S19)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제20 면(S20)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제10 렌즈(110)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제19 면(S19)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제20 면(S20)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제10 렌즈(110)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제19 면(S19)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제20 면(S20)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제10 렌즈(110)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제19 면(S19)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제20 면(S20)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제10 렌즈(110)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다.
상기 제19 면(S19) 및 상기 제20 면(S20) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제19 면(S19) 및 상기 제20 면(S20)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제10 렌즈(110)는 적어도 하나의 임계점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제19 면(S19) 및 상기 제20 면(S20) 중 적어도 하나의 면은 임계점을 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 3을 참조하면, 렌즈면의 임의의 점을 통과하는 법선(L2)은 광축(OA)과 소정의 각도(θ)를 가질 수 있다. 여기서 임계점은 렌즈면 상에서 법선(L2)과 광축(OA)의 기울기가 0인 지점을 의미할 수 있다. 또한, 상기 임계점은 렌즈면 상에서 접선(L1)과 광축(OA)의 수직인 방향으로 연장하는 가상의 선의 기울기가 0인 지점을 의미할 수 있다. 상기 임계점은 광축(OA) 및 광축(OA)의 수직인 방향에 대한 기울기 값의 부호가 양(+)에서 음(-)으로 또는 음(-)에서 양(+)으로 변하는 지점으로 기울기 값이 0인 지점을 의미할 수 있다.
예를 들어, 상기 제20 면(S20)은 임계점으로 정의하는 제1 임계점(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 제1 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈(110)의 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 80% 이상인 위치에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제1 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈(110)의 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 90% 이상인 위치에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제1 임계점의 위치는 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 설정된 위치로, 광축(OA)에서 상기 제1 임계점까지의 직선 거리를 의미할 수 있다.
상기 제10 렌즈(110)에 배치된 임계점의 위치는 상기 광학계(1000)의 광학 특성을 고려하여 상술한 범위를 만족하는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 자세하게, 상기 제1 임계점의 위치는 화각(FOV)의 주변부의 광학 특성, 예를 들어 왜곡 특성 제어를 위해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다.
상기 제11 렌즈(111)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제11 렌즈(111)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제11 렌즈(111)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제11 렌즈(111)는 물체 측 면으로 정의하는 제21 면(S21) 및 센서 측 면으로 정의하는 제22 면(S22)을 포함할 수 있다. 상기 제21 면(S21)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제22 면(S22)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제11 렌즈(111)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제21 면(S21)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제22 면(S22)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제11 렌즈(111)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다.
상기 제21 면(S21) 및 상기 제22 면(S22) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제21 면(S21) 및 상기 제22 면(S22)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제11 렌즈(111)는 적어도 하나의 임계점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제21 면(S21) 및 상기 제22 면(S22) 중 적어도 하나의 면은 임계점을 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 3을 참조하면, 렌즈면의 임의의 점을 통과하는 법선(L2)은 광축(OA)과 소정의 각도(θ)를 가질 수 있다. 여기서 임계점은 렌즈면 상에서 법선(L2)과 광축(OA)의 기울기가 0인 지점을 의미할 수 있다. 또한, 상기 임계점은 렌즈면 상에서 접선(L1)과 광축(OA)의 수직인 방향으로 연장하는 가상의 선의 기울기가 0인 지점을 의미할 수 있다. 상기 임계점은 광축(OA) 및 광축(OA)의 수직인 방향에 대한 기울기 값의 부호가 양(+)에서 음(-)으로 또는 음(-)에서 양(+)으로 변하는 지점으로 기울기 값이 0인 지점을 의미할 수 있다.
예를 들어, 상기 제21 면(S21)은 임계점으로 정의하는 제2 임계점을 포함할 수 있다. 상기 제2 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 75% 이상인 위치에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제2 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 75% 보다 크고 약 95%보다 작은 위치에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제2 임계점의 위치는 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 설정된 위치로, 광축(OA)에서 상기 제2 임계점까지의 직선 거리를 의미할 수 있다.
또한, 상기 제22 면(S22)은 임계점으로 정의하는 제3 임계점(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 제3 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 70% 미만인 위치에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제3 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 20% 보다 크고 약 70%보다 작은 위치에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제3 임계점의 위치는 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 설정된 위치로 광축(OA)에서 상기 제3 임계점까지의 직선 거리를 의미할 수 있다. 자세하게, 상기 제3 임계점은 상기 제22 면(S22)의 최대 Sag 지점으로, 광축(OA)에서 상기 제3 임계점까지의 거리는 도 3의 L_Sag_L11S2일 수 있다.
이때, 상기 제3 임계점은 상기 제2 임계점보다 광축(OA)와 인접하게 배치될 수 있다. 자세하게, 광축(OA)에서 상기 제3 임계점까지 광축(OA)의 수직 방향 거리는 광축(OA)에서 상기 제2 임계점까지 광축(OA)의 수직 방향 거리보다 짧을 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 뿐만 아니라 주변부의 수차 특성을 개선할 수 있어 향상된 광학 성능을 가질 수 있다.
상기 제4 내지 제11 렌즈(104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 110) 중에서 렌즈의 유효경(Clear aperture, CA)는 상기 제4 렌즈(104)가 가장 작을 수 있고, 상기 제11 렌즈(111)가 가장 클 수 있다. 자세하게, 상기 제4 렌즈(104)의 물체 측 면(제7 면(S7))의 유효경의 크기는 상기 제4 내지 제11 렌즈(104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 110)의 물체 측 면 및 센서 측 면 중에서 가장 작을 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)의 색수차 감소, 비네팅(vignetting) 특성을 개선할 수 있다.
또한, 상기 광학계(1000)에 포함된 복수의 렌즈들(100), 자세하게 상기 제1 내지 제11 렌즈(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111) 중 절반 이상의 렌즈의 아베수는 약 40 이상 약 70 이하일 수 있고, 절반 이하의 렌즈의 굴절력은 약 1.6 이상 약 1.7 미만일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 구현하고, 향상된 수차 특성을 가질 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 이하에서 설명되는 수학식들 중 적어도 하나를 만족할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(1000)가 적어도 하나의 수학식을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차, 왜곡 수차 등의 수차 특성을 효과적으로 제어할 수 있고, 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가질 수 있고, 보다 슬림하고 컴팩트한 구조를 가질 수 있다. 또한, 수학식들에 기재된 렌즈의 광축(OA)에서의 두께, 인접한 렌즈들의 광축(OA)에서의 간격이 의미하는 것은 도 3과 같을 수 있다.
[수학식 1]
1.5 < L_G2 / L_G1 < 5
수학식 1에서 L_G1은 상기 제1 렌즈군(G1)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, L_G1은 상기 제1 렌즈군(G1)에 포함된 렌즈 중 물체와 가장 인접한 첫 번째 렌즈(제1 렌즈(101))의 물체 측 면(제1 면(S1))과 이미지 센서(300)와 가장 인접한 마지막 렌즈(제3 렌즈(103))의 센서 측 면(제6 면(S6))의 광축(OA)에서의 거리를 의미한다.
또한, L_G2은 상기 제2 렌즈군(G2)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, L_G2은 상기 제2 렌즈군(G2)에 포함된 렌즈 중 물체와 가장 인접한 첫 번째 렌즈(제4 렌즈(104))의 물체 측 면(제7 면(S7))과 이미지 센서(300)와 가장 인접한 마지막 렌즈(제11 렌즈(111))의 센서 측 면(제22 면(S22))의 광축(OA)에서의 거리를 의미한다.
[수학식 2]
1 < TTL / L_G1 < 8
수학식 2에서 L_G1은 상기 제1 렌즈군(G1)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, L_G1은 상기 제1 렌즈군(G1)에 포함된 렌즈 중 물체와 가장 인접한 첫 번째 렌즈(제1 렌즈(101))의 물체 측 면(제1 면(S1))과 이미지 센서(300)와 가장 인접한 마지막 렌즈(제3 렌즈(103))의 센서 측 면(제6 면(S6))의 광축(OA)에서의 거리를 의미한다.
또한, TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(101)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 정점에서 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
[수학식 3]
1 < TTL / L_G2 < 5
수학식 3에서 L_G2은 상기 제2 렌즈군(G2)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, L_G2은 상기 제2 렌즈군(G2)에 포함된 렌즈 중 물체와 가장 인접한 첫 번째 렌즈(제4 렌즈(104))의 물체 측 면(제7 면(S7))과 이미지 센서(300)와 가장 인접한 마지막 렌즈(제11 렌즈(111))의 센서 측 면(제22 면(S22))의 광축(OA)에서의 거리를 의미한다.
또한, TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(101)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 정점에서 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 1 내지 수학식 3 중 적어도 하나의 수학식을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각, 초점 거리에서 양호한 광학 성능을 가지며, 상기 광학계(1000)의 TTL(total track length)을 제어할 수 있다.
[수학식 4]
0.1 < L_G2-1 / L_G2 < 0.8
수학식 4에서 L_G2은 상기 제2 렌즈군(G2)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, L_G2은 상기 제2 렌즈군(G2)에 포함된 렌즈 중 물체와 가장 인접한 첫 번째 렌즈(제4 렌즈(104))의 물체 측 면(제7 면(S7))과 이미지 센서(300)와 가장 인접한 마지막 렌즈(제11 렌즈(111))의 센서 측 면(제22 면(S22))의 광축(OA)에서의 거리를 의미한다.
또한, L_G2-1은 상기 제2-1 렌즈군(G2a)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, LG2-1은 상기 제2-1 렌즈군(G2a)에 포함된 렌즈 중 물체와 가장 인접한 첫 번째 렌즈(제4 렌즈(104))의 물체 측 면(제7 면(S7))과 이미지 센서(300)와 가장 인접한 마지막 렌즈(제7 렌즈(107))의 센서 측 면(제14 면(S14))의 광축(OA)에서의 거리를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 4를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있고, 상기 광학계(1000)의 TTL(total track length)을 제어할 수 있다.
[수학식 5]
0.1 < L_G2-2 / L_G2 < 0.8
L_G2은 상기 제2 렌즈군(G2)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, L_G2은 상기 제2 렌즈군(G2)에 포함된 렌즈 중 물체와 가장 인접한 첫 번째 렌즈(제4 렌즈(104))의 물체 측 면(제7 면(S7))과 이미지 센서(300)와 가장 인접한 마지막 렌즈(제11 렌즈(111))의 센서 측 면(제22 면(S22))의 광축(OA)에서의 거리를 의미한다.
또한, L_G2-2는 상기 제2-2 렌즈군(G2b)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, LG2-2는 상기 제2-2 렌즈군(G2b)에 포함된 렌즈 중 물체와 가장 인접한 첫 번째 렌즈(제8 렌즈(108))의 물체 측 면(제15 면(S15))과 이미지 센서(300)와 가장 인접한 마지막 렌즈(제8 렌즈(108))의 센서 측 면(제16 면(S16))의 광축(OA)에서의 거리를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 5를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각, 초점 거리에서 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있다.
[수학식 6]
0.02 < L_G2-3 / L_G2 < 0.5
L_G2은 상기 제2 렌즈군(G2)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, L_G2은 상기 제2 렌즈군(G2)에 포함된 렌즈 중 물체와 가장 인접한 첫 번째 렌즈(제4 렌즈(104))의 물체 측 면(제7 면(S7))과 이미지 센서(300)와 가장 인접한 마지막 렌즈(제11 렌즈(111))의 센서 측 면(제22 면(S22))의 광축(OA)에서의 거리를 의미한다.
또한, L_G2-3는 상기 제2-3 렌즈군(G2c)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, LG2-3는 상기 제2-3 렌즈군(G2c)에 포함된 제11 렌즈(111)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 6을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 왜곡 수차 제어 특성을 가질 수 있고, 상기 광학계(1000)의 TTL(total track length)을 제어할 수 있다.
[수학식 7]
1 < L1_CT / L3_CT < 5
수학식 7에서 L1_CT는 상기 제1 렌즈(101)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L3_CT는 상기 제3 렌즈(103)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 7을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 8]
0.5 < L3_CT / L3_ET < 2
수학식 8에서 L8_CT는 상기 제3 렌즈(103)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L3_ET는 상기 제3 렌즈(103)의 유효 영역 끝단에서의 광축(OA) 방향 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, L3_ET는 상기 제3 렌즈(103)의 물체 측 면(제5 면(S5))의 유효 영역 끝단과 상기 제3 렌즈(103)의 센서 측 면(제6 면(S6))의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 8을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.
[수학식 9]
1 < L11_ET / L11_CT < 5
수학식 9에서 L11_CT는 상기 제11 렌즈(111)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L11_ET는 상기 제11 렌즈(111)의 유효 영역 끝단에서의 광축(OA) 방향 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, L11_ET는 상기 제11 렌즈(111)의 물체 측 면(제21 면(S21))의 유효 영역 끝단과 상기 제11 렌즈(111)의 센서 측 면(제22 면(S22))의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 9를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡이 발생하는 것을 감소시킬 수 있어 향상된 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 10]
1.6 < n3
수학식 10에서 n3는 상기 제3 렌즈(103)의 d-line에서의 굴절률(refractive index)을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 10을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 11]
0.5 < L11S2_max_sag to Sensor < 2
수학식 11에서 L11S2_max_sag to Sensor은 상기 제11 렌즈(111)의 센서 측 면(제22 면(S22))의 최대 Sag값에서 이미지 센서(300)까지의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다. 예를 들어, L11S2_max_sag to Sensor은 상기 제1 임계점에서 상기 이미지 센서(300)까지의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 11을 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 5를 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(제11 렌즈(111))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(111, 300)과 각각 접촉하지 않는 범위 내에서 자유롭게 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 렌즈 데이터에서 상기 L11S2_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 L11S2_max_sag to Sensor는 변화하지 않고 일정하며, 상기 필터(500)의 위치는 두 구성(111, 300)과 각각 접촉하지 않는 범위 내에서 이동하여 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 12]
1 < BFL / L11S2_max_sag to Sensor < 2
수학식 12에서 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, L11S2_max_sag to Sensor은 상기 제11 렌즈(111)의 센서 측 면(제22 면(S22))의 최대 Sag값에서 이미지 센서(300)까지의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다. 예를 들어, L11S2_max_sag to Sensor은 상기 제1 임계점에서 상기 이미지 센서(300)까지의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 12를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡 수차 특성을 개선할 수 있고, 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 13]
0.2 < L11 S2 Inflection Point < 0.7
수학식 13에서 L11 S2 Inflection Point는 상기 제11 렌즈(111)의 센서 측 면(제22 면(S22)) 상에 위치하는 임계점의 위치를 의미한다. 자세하게, L11 S2 Inflection Point는 광축(OA)을 시작점으로, 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 하고, 광축(OA)에서 상기 제22 면(S22)의 유효 영역 끝단까지의 광축(OA)의 수직 방향 길이를 1이라고 할 때, 상기 제22 면(S22) 상에 위치한 임계점(제3 임계점)의 위치를 의미할 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 13을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 14]
5 < |L11S2_max slope| < 45
수학식 14에서 L11S2_max slope는 상기 제11 렌즈(111)의 센서 측 면(제22 면(S22)) 상에서 측정한 접선 각도의 최대값(도)을 의미한다. 자세하게, 상기 제22 면(S22)에서 L11S2_max slope는 광축(OA)의 수직인 방향으로 연장하는 가상의 선에 대해 가장 큰 접선 각도를 가지는 지점의 각도 값(도)을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 14를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 렌즈 플레어(lens flare)의 발생을 제어할 수 있다.
[수학식 15]
1 < L1_CT / L11_CT < 5
수학식 15에서 L1_CT는 상기 제1 렌즈(101)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L11_CT는 상기 제11 렌즈(111)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 15를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 수차 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각에서 양호한 광학 성능을 가지며 TTL(total track length)을 제어할 수 있다.
[수학식 16]
0.01 < d12_CT / d1011_CT < 0.5
수학식 16에서 d12_CT는 광축(OA)에서 상기 제1 렌즈(101)와 상기 제2 렌즈(102) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d12_CT는 상기 제1 렌즈(101)의 센서 측 면(제2 면(S2)) 및 상기 제2 렌즈(102)의 물체 측 면(제3 면(S3))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
또한, d1011_CT는 광축(OA)에서 상기 제10 렌즈(110)와 상기 제11 렌즈(111) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d1011_CT는 상기 제10 렌즈(110)의 센서 측 면(제20 면(S20)) 및 상기 제11 렌즈(111)의 물체 측 면(제21 면(S21))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 있고, 상기 광학계(1000)를 크기, 예를 들어 TTL(total track length) 축소를 제어할 수 있다.
[수학식 17]
0.1 < L1R1 / L11R2 < 1
수학식 17에서 L1R1은 상기 제1 렌즈(101)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 곡률 반경(mm)을 의미하고, L11R2는 상기 제11 렌즈(111)의 센서 측 면(제22 면(S22))의 곡률 반경(mm)을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 17을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 18]
0 < (d1011_CT - d1011_ET) / (d1011_ET) < 2
수학식 18에서 d1011_CT는 광축(OA)에서 상기 제10 렌즈(110)와 상기 제11 렌즈(111) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d1011_CT는 상기 제10 렌즈(110)의 센서 측 면(제20 면(S20)) 및 상기 제11 렌즈(111)의 물체 측 면(제21 면(S21))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
또한, d1011_ET는 상기 제10 렌즈(110)의 센서 측 면(제20 면(S20))의 유효 영역 끝단과 상기 제11 렌즈(111)의 물체 측 면(제21 면(S21))의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 18을 만족할 경우, 화각(FOV)의 중심부 뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 왜곡 발생을 감소시킬 수 있어 향상된 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 19]
1 < CA_L1S1 / CA_L3S1 < 1.5
수학식 19에서 CA_L1S1은 상기 제1 렌즈(101)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 유효경(Clear aperture, CA) 크기(mm)를 의미하고, CA_L3S1은 상기 제3 렌즈(103)의 물체 측 면(제5 면(S5))의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 19를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 입사되는 광을 제어할 수 있고, 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있다.
[수학식 20]
0.2 < CA_L4S2 / CA_L11S2 < 1
수학식 20에서 CA_L4S2는 상기 제4 렌즈(104)의 센서 측 면(제8 면(S8))의 유효경CA) 크기(mm)를 의미하고, CA_L11S2는 상기 제11 렌즈(111)의 센서 측 면(제22 면(S22))의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 20을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있고, 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 21]
1 < d34_CT / d34_ET < 8
수학식 21에서 d34_CT는 광축(OA)에서 상기 제3 렌즈(103)와 상기 제4 렌즈(104) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d34_CT는 상기 제3 렌즈(103)의 센서 측 면(제6 면(S6)) 및 상기 제4 렌즈(104)의 물체 측 면(제7 면(S7))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
또한, d34_ET는 상기 제3 렌즈(103)의 센서 측 면(제6 면(S6))의 유효 영역 끝단과 상기 제4 렌즈(104)의 물체 측 면(제7 면(S7))의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 21을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차를 감소시킬 수 있고, 상기 광학계(1000)의 수차 특성을 개선할 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 비네팅(vignetting)을 제어할 수 있어 향상된 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 22]
1 < d1011_CT / d1011_ET < 5
수학식 22에서 d1011_CT는 광축(OA)에서 상기 제10 렌즈(110)와 상기 제11 렌즈(111) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d1011_CT는 상기 제10 렌즈(110)의 센서 측 면(제20 면(S20)) 및 상기 제11 렌즈(111)의 물체 측 면(제21 면(S21))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
또한, d1011_ET는 상기 제10 렌즈(110)의 센서 측 면(제20 면(S20))의 유효 영역 끝단과 상기 제11 렌즈(111)의 물체 측 면(제21 면(S21))의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 22를 만족할 경우, 화각(FOV)의 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있고, 왜곡이 발생하는 것을 감소시킬 수 있어 향상된 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 23]
0.1 < L10_CT / d1011_CT < 1
수학식 23에서 L10_CT는 상기 제10 렌즈(110)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, d1011_CT는 상기 제10 렌즈(110)와 상기 제11 렌즈(111) 사이의 광축(OA)에서의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d1011_CT는 상기 제10 렌즈(110)의 센서 측 면(제20 면(S20)) 및 상기 제11 렌즈(111)의 물체 측 면(제21 면(S21))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 23을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제10 렌즈(110)의 유효경 크기, 상기 제10 렌즈(110)와 상기 제11 렌즈(111)의 광축(OA)에서의 간격을 축소할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 양호한 광학 성능을 가지며 상기 광학계(1000)의 TTL 감소를 제어할 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 24]
0.1 < L11_CT / d1011_CT < 1
수학식 24에서 L11_CT는 상기 제11 렌즈(111)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, d1011_CT는 상기 제10 렌즈(110)와 상기 제11 렌즈(111) 사이의 광축(OA)에서의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d1011_CT는 상기 제10 렌즈(110)의 센서 측 면(제20 면(S20)) 및 상기 제11 렌즈(111)의 물체 측 면(제21 면(S21))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 24를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제11 렌즈(111)의 유효경의 크기, 두께를 제어할 수 있고, 상기 제10 렌즈(110)와 상기 제11 렌즈(111)의 광축(OA)에서의 간격을 축소할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 양호한 광학 성능을 가지며 상기 광학계(1000)의 TTL 감소를 제어할 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 25]
1 < dG1G2_CT / dG2aG2b_CT < 3
수학식 25에서 dG1G2_CT는 광축(OA)에서 상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2) 사이 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, dG1G2_CT는 상기 제1 렌즈군(G1)에 포함된 제3 렌즈(103)의 센서 측 면(제6 면(S6))과 상기 제2 렌즈군(G2)에 포함된 제4 렌즈(104)의 물체 측 면(제7 면(S7))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
또한, dGaG2b_CT는 광축(OA)에서 상기 제2-1 렌즈군(G2a) 및 상기 제2-2 렌즈군(G2b) 사이 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, dGaG2b_CT는 상기 제2-1 렌즈군(G2a)에 포함된 제7 렌즈(107)의 센서 측 면(제14 면(S14))과 상기 제2-2 렌즈군(G2b)에 포함된 제8 렌즈(108)의 물체 측 면(제15 면(S15))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
[수학식 26]
0.5 < dG1G2_CT / dG2bG2c_CT < 3
수학식 26에서 dG1G2_CT는 광축(OA)에서 상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2) 사이 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, dG1G2_CT는 상기 제1 렌즈군(G1)에 포함된 제3 렌즈(103)의 센서 측 면(제6 면(S6))과 상기 제2 렌즈군(G2)에 포함된 제4 렌즈(104)의 물체 측 면(제7 면(S7))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
또한, dG2bG2c_CT는 광축(OA)에서 상기 제2-2 렌즈군(G2b) 및 상기 제2-3 렌즈군(G2c) 사이 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, dG2bG2c_CT는 상기 제2-2 렌즈군(G2b)에 포함된 제10 렌즈(110)의 센서 측 면(제20 면(S20))과 상기 제2-3 렌즈군(G2c)에 포함된 제11 렌즈(111)의 물체 측 면(제21 면(S21))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
[수학식 27]
0.5 < dG2aG2b_CT / dG2bG2c_CT < 1
수학식 27에서 dGaG2b_CT는 광축(OA)에서 상기 제2-1 렌즈군(G2a) 및 상기 제2-2 렌즈군(G2b) 사이 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, dGaG2b_CT는 상기 제2-1 렌즈군(G2a)에 포함된 제7 렌즈(107)의 센서 측 면(제14 면(S14))과 상기 제2-2 렌즈군(G2b)에 포함된 제8 렌즈(108)의 물체 측 면(제15 면(S15))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
또한, dG2bG2c_CT는 광축(OA)에서 상기 제2-2 렌즈군(G2b) 및 상기 제2-3 렌즈군(G2c) 사이 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, dG2bG2c_CT는 상기 제2-2 렌즈군(G2b)에 포함된 제10 렌즈(110)의 센서 측 면(제20 면(S20))과 상기 제2-3 렌즈군(G2c)에 포함된 제11 렌즈(111)의 물체 측 면(제21 면(S21))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 25 내지 수학식 27 중 적어도 하나를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있고, 향상된 색수차, 왜곡 수차 제어 특성을 가질 수 있다.
[수학식 28]
0 < Air_Edge_Max / L_CT_Max < 2
수학식 28에서 L_CT_max는 상기 복수의 렌즈들(100) 각각의 광축(OA)에서의 두께 중 가장 두꺼운 렌즈의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다.
또한, Air_Edge는 도 3과 같이 서로 마주하는 제(n-1) 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단과 제n 렌즈의 물체 측 면의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리로, Air_Edge_max는 상기 제1 내지 제11 렌즈 중, 서로 마주하는 제(n-1) 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단과 제n 렌즈의 물체 측 면의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리 중 최대 값을 의미한다. 즉, 후술할 렌즈 데이터에서 d(n-1,n)_ET값 중 가장 큰 값을 의미한다. (여기서 n은 1보다 크고 11 이하의 자연수)
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 28을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각 및 초점 거리를 가지며, 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 29]
0.5 < F / |f_Aver| < 3
수학식 29에서 F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 의미하고, f_Aver는 상기 제1 내지 제11 렌즈 각각의 초점 거리(mm)의 평균값을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 29를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 복수의 렌즈들(100)의 굴절력을 적절하게 배분하여 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있고, 슬림 및 컴팩트한 구조로 제공될 수 있는 적절한 크기를 가질 수 있다.
[수학식 30]
-3 < f1 / f3 < 0
수학식 30에서 f1은 상기 제1 렌즈(101)의 초점 거리(mm)를 의미하고, f3은 상기 제3 렌즈(103)의 초점 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 30을 만족할 경우, 상기 제1 렌즈(101) 및 상기 제3 렌즈(103)는 입사하는 광 경로 제어를 위한 적절한 굴절력을 가질 수 있고, 상기 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가질 수 있다.
[수학식 31]
1 < F / f1-3_Aver < 5
수학식 31에서 F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 의미하고, f1-3_Aver는 상기 제1 렌즈군(G1)에 포함된 렌즈들, 예를 들어 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103) 각각의 초점 거리(mm)의 평균값을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 31을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제1 렌즈군(G1)에 포함된 렌즈들의 굴절력을 적절하게 제어하여 입사하는 광을 제어할 수 있고 향상된 해상력을 가질 수 있다.
[수학식 32]
0.2 < |F / f4-11_Aver| < 3
수학식 32에서 F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 의미하고, f4-11_Aver는 상기 제2 렌즈군(G2)에 포함된 렌즈들, 예를 들어 제4 내지 제11 렌즈(104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111) 각각의 초점 거리(mm)의 평균값을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 32를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제2 렌즈군(G2)에 포함된 렌즈들의 굴절력을 적절하게 제어하여 수차 특성 및 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 향상시킬 수 있다.
[수학식 33]
0.2 < |f1-3_Aver / f4-11_Aver| < 2.5
수학식 33에서 f1-3_Aver는 상기 제1 렌즈군(G1)에 포함된 렌즈들, 예를 들어 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103) 각각의 초점 거리(mm)의 평균값을 의미하고, f4-11_Aver는 상기 제2 렌즈군(G2)에 포함된 렌즈들, 예를 들어 제4 내지 제11 렌즈(104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111) 각각의 초점 거리(mm)의 평균값을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 33을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2) 각각에 포함된 렌즈 굴절력을 적절하게 제어할 수 있고, 설정된 전체 초점 거리에서 화각(FOV)의 중심부 뿐만 아니라 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 34]
1 < f_G1 / F < 5
수학식 34에서 f_G1은 상기 제1 렌즈군(G1)의 초점 거리(mm), 예를 들어 상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103)의 복합 초점 거리(mm)를 의미하고, F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 34를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)의 TTL(total track length)를 제어할 수 있다.
[수학식 35]
1 < ²/ ∑?Air_CT < 5
수학식 35에서 ²는 상기 복수의 렌즈들(100) 각각의 광축(OA)에서의 두께(mm)의 합을 의미하고, ²는 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 < ?lt; 30
수학식 36에서 ²는 상기 제1 내지 제11 렌즈(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111) 각각의 d-line에서의 굴절률 합을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 30을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)의 TTL을 제어할 수 있고, 향상된 색수차, 해상력 특성을 가질 수 있다.
[수학식 37]
10 < ²/ ∑?Index <50
수학식 37에서 ²는 상기 제1 내지 제11 렌즈(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111) 각각의 d-line에서의 굴절률 합을 의미한다. 또한, ²는 상기 제1 내지 제11 렌즈(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111) 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 < |Max_distoriton| < 5
수학식 38에서 Max_distoriton은 상기 광학계(1000)의 최대 왜곡(distortion) 비율을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 38을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 왜곡 특성을 가질 수 있다.
[수학식 39]
0.5 < CA_L1S1 / CA_min < 2
수학식 39에서 CA_L1S1은 상기 제1 렌즈(101)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 유효경(CA)의 크기(mm)를 의미한다. 또한, CA_min은 상기 복수의 렌즈들(100) 각각의 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 39를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 입사되는 광을 제어할 수 있고, 광학 성능을 유지하면서 슬림 및 컴팩트한 구조로 제공될 수 있는 적절한 크기를 가질 수 있다.
[수학식 40]
1 < CA_max / CA_min < 5
수학식 40에서 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) 각각의 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 40을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 광학 성능을 유지하면서 슬림 및 컴팩트한 구조로 제공될 수 있는 적절한 크기를 가질 수 있다.
[수학식 41]
1 < CA_max / CA_Aver < 3
수학식 36에서 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_Aver은 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 41을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있고, 광학 성능 구현을 위한 적절한 크기를 가질 수 있다.
[수학식 42]
0.1 < CA_min / CA_Aver < 1
수학식 42에서 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_Aver은 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 42를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있고, 광학 성능 구현을 위한 적절한 크기를 가질 수 있다.
[수학식 43]
0.1 < CA_max / (2*ImgH) < 1
수학식 43에서 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 43을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가지며, 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있다.
[수학식 44]
0.5 < TD / CA_max < 2
수학식 44에서 TD는 상기 제1 렌즈(101)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 정점에서 상기 제11 렌즈(111)의 센서 측 면(제22 면(S22))의 정점까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 44를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있고, 광학 성능 구현을 위한 적절한 크기를 가질 수 있다.
[수학식 45]
1 < F / L11R2 < 10
수학식 45에서 F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 의미하고, L11R2는 광축(OA)에서 상기 제11 렌즈(111)의 센서 측 면(제22 면(S22))의 곡률 반경(mm)을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 45를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)를 크기, 예를 들어 TTL(total track length) 축소를 제어할 수 있다.
[수학식 46]
1 < F / L1R1 < 10
수학식 46에서 F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 의미하고, L1R1은 광축(OA)에서 상기 제1 렌즈(101)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 곡률 반경(mm)을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 46을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)를 크기, 예를 들어 TTL(total track length) 축소를 제어할 수 있다.
[수학식 47]
0.5 < EPD / L11R2 < 5
수학식 47에서 EPD는 상기 광학계(1000)의 입사동의 크기(Entrance Pupil Diameter)(mm)를 의미하고, L11R2는 광축(OA)에서 상기 제11 렌즈(111)의 센서 측 면(제22 면(S22))의 곡률 반경(mm)을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 47을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 전체 밝기를 제어할 수 있고, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 48]
0.5 < EPD / L1R1 < 8
수학식 48에서 EPD는 상기 광학계(1000)의 입사동의 크기(Entrance Pupil Diameter)(mm)를 의미하고, L1R1은 광축(OA)에서 상기 제1 렌즈(101)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 곡률 반경(mm)을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 48을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 입사되는 광을 제어할 수 있다.
[수학식 49]
2 < TTL < 20
수학식 49에서 TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(101)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 정점에서 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
[수학식 50]
2 < ImgH
수학식 50에서 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 51]
BFL < 2.5
수학식 51에서 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 51을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 복수의 렌즈(100)와 이미지 센서(300) 사이에 필터(500)가 배치될 충분한 공간을 확보할 수 있어 향상된 조립성을 가지며 우수한 신뢰성을 가질 수 있다.
[수학식 52]
2 < F < 20
수학식 52에서 F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 의미한다.
[수학식 53]
FOV < 120
수학식 53에서 FOV(Field of view)는 상기 광학계(1000)의 화각(도, °)을 의미한다.
[수학식 54]
0.5 < TTL / CA_max < 2
수학식 54에서 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, TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(101)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 54를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있고, 광학 성능 구현을 위한 적절한 크기를 가질 수 있다.
[수학식 55]
0.5 < TTL / ImgH < 3
수학식 55에서 TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(101)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 55를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300), 예를 들어 1인치 전후의 큰 크기의 이미지 센서(300) 적용을 위한 BFL(Back focal length)을 확보하며 보다 작은 TTL을 가질 수 있어, 고화질 구현 및 슬림한 구조를 가질 수 있다.
[수학식 56]
0.1 < BFL / ImgH < 0.5
수학식 56에서 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 56을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300), 예를 들어 1인치 전후의 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.
[수학식 57]
4 < TTL / BFL < 10
수학식 57에서 TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(101)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 57을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 BFL을 확보하며 슬림하고 컴팩트하게 제공될 수 있다.
[수학식 58]
0.5 < F / TTL < 1.5
수학식 58에서 F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 의미하고, TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(101)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 58을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트하게 제공될 수 있다.
[수학식 59]
3 < F / BFL < 10
수학식 59에서 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 59를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각을 가지며 적절한 초점 거리를 가질 수 있고, 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 60]
1 < F / ImgH < 3
수학식 58에서 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 58을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300), 예를 들어 1인치 전후의 큰 이미지 센서(300)를 적용하며 향상된 수차 특성을 가질 수 있다.
[수학식 61]
1 < F / EPD < 5
수학식 61에서 F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 의미하고, EPD는 상기 광학계(1000)의 입사동의 크기(Entrance Pupil Diameter)(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 61을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)의 전체 밝기를 제어할 수 있다.
[수학식 62]
Figure pat00001
수학식 62에서 각 항목이 의미하는 바는 아래와 같다.
Z: The sag of the surface parallel to the Z-axis (in lens units)
c: The vertex curvature (CUY)
k: The conic constrant
r: The radial distance
rn: The normalization radius (NRADIUS)
u: r/rn
am: The mthQcon coefficient, which correlates to surface sag departure
Qm con: The mthQcon polynomial
실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 61 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 61 중 적어도 하나를 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가지며, 수차 및 왜곡 특성을 개선할 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 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 성능을 가질 수 있다.
또한, 상기 광학계(1000)가 수학식 1 내지 수학식 61 중 적어도 하나의 수학식을 만족할 경우, 상대적으로 큰 크기의 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 렌즈군(G1)에서 상기 제1 렌즈(101)와 상기 제2 렌즈(102)는 제1 간격으로 이격될 수 있다. 상기 제1 간격은 상기 제1 렌즈(101)와 상기 제2 렌즈(102) 사이의 광축(OA) 방향 간격일 수 있다.
상기 제1 간격은 상기 제1 렌즈(101) 및 상기 제2 렌즈(102) 사이에서 위치에 따라 변화할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 간격은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제2 렌즈(102)의 물체 측 면(제3 면(S3))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 제3 면(S3)의 유효경의 끝단으로 갈수록 변화할 수 있다.
상기 제1 간격은 광축(OA)에서 상기 제3 면(S3) 상에 위치한 제1 지점(P1)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제1 지점(P1)은 상기 제3 면(S3)의 유효 영역 끝단일 수 있다.
상기 제1 간격은 상기 제1 지점(P1)에서 최대값을 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 간격은 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 3배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 3배 내지 약 10배를 만족할 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 입사되는 광을 효과적으로 제어할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 렌즈(101) 및 상기 제2 렌즈(102)가 위치에 따라 설정된 간격(제1 간격)으로 이격됨에 따라, 상기 제1 및 제2 렌즈(101, 102)를 통해 입사된 광이 그 이후에 배치된 렌즈로 제공 시 양호한 광학 성능을 유지할 수 있다.
상기 제2 렌즈(102)와 상기 제3 렌즈(103)는 제2 간격으로 이격될 수 있다. 상기 제2 간격은 상기 제2 렌즈(102)와 상기 제3 렌즈(103) 사이의 광축(OA) 방향 간격일 수 있다.
상기 제2 간격은 상기 제2 렌즈(102) 및 상기 제3 렌즈(103) 사이에서 위치에 따라 변화할 수 있다. 자세하게, 상기 제2 간격은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제3 렌즈(103)의 물체 측 면(제5 면(S5))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 제5 면(S5)의 유효경의 끝단으로 갈수록 변화할 수 있다.
상기 제2 간격은 광축(OA)에서 상기 제5 면(S5) 상에 위치한 제2 지점(P2)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제2 지점(P2)은 상기 제5 면(S5)의 유효 영역 끝단일 수 있다.
상기 제2 간격은 상기 제2 지점(P2)에서 최대값을 가질 수 있다. 또한, 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.2배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.2배 내지 약 3배를 만족할 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제2 렌즈(102) 및 상기 제3 렌즈(103)가 위치에 따라 설정된 간격(제2 간격)으로 이격됨에 따라, 상기 광학계(1000)의 수차 특성을 개선할 수 있다.
상기 제1 렌즈군(G1)과 상기 제2 렌즈군(G2)은 제3 간격으로 이격될 수 있다. 자세하게, 상기 제3 렌즈(103)는 상기 제4 렌즈(104)와 제3 간격으로 이격될 수 있다. 상기 제3 간격은 상기 제3 렌즈(103)와 상기 제4 렌즈(104) 사이의 광축(OA) 방향 간격일 수 있다.
상기 제3 간격은 상기 제3 렌즈(103) 및 상기 제4 렌즈(104) 사이에서 위치에 따라 변화할 수 있다. 자세하게, 상기 제3 간격은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제3 렌즈(103)의 센서 측 면(제6 면(S6))의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)에서 광축의 수직인 방향으로 갈수록 변화할 수 있다. 즉, 상기 제3 간격은 광축(OA)에서 상기 제6 면(S6)의 유효경의 끝단으로 갈수록 변화할 수 있다.
상기 제3 간격은 광축(OA)에서 상기 제6 면(S6) 상에 위치한 제3 지점(P3)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제3 지점(P3)은 상기 제6 면(S6)의 유효 영역 끝단일 수 있다.
상기 제3 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있다. 또한, 상기 제3 간격은 상기 제3 지점(P3)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 2배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 2배 내지 약 7배를 만족할 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제3 렌즈(103) 및 상기 제4 렌즈(104)가 위치에 따라 설정된 간격(제3 간격)으로 이격됨에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 비네팅(vignetting) 특성을 제어할 수 있다.
상기 제2 렌즈군(G2)에서 상기 제2-1 렌즈군(G2a)과 상기 제2-2 렌즈군(G2b)은 제4 간격으로 이격될 수 있다. 자세하게, 상기 제7 렌즈(107)와 상기 제8 렌즈(108)는 제4 간격으로 이격될 수 있다. 상기 제4 간격은 상기 제7 렌즈(107)와 상기 제8 렌즈(108) 사이의 광축(OA) 방향 간격일 수 있다.
상기 제4 간격은 상기 제7 렌즈(107)와 상기 제8 렌즈(108) 사이에서 위치에 따라 변화할 수 있다. 자세하게, 상기 제4 간격은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제7 렌즈(107)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 유효경의 끝단으로 갈수록 변화할 수 있다.
상기 제4 간격은 광축(OA)에서 상기 제14 면(S14) 상에 위치한 제4 지점(P4)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제4 지점(P4)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제14 면(S14)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 65% 내지 약 85%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제4 간격은 상기 제4 지점(P4)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 작아질 수 있다. 예를 들어, 상기 제4 간격은 상기 제4 지점(P4)에서 상기 제14 면(S14) 상에 위치한 제5 지점(P5)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제5 지점(P5)은 상기 제4 지점(P4)보다 광축(OA)과 먼 거리에 위치할 수 있다. 상기 제5 지점(P5)은 상기 제14 면(S14)의 유효 영역 끝단일 수 있다.
상기 제4 간격은 상기 제4 지점(P4)에서 최대값을 가질 수 있다. 또한, 상기 제4 간격은 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 1.2배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 1.2배 내지 약 2배를 만족할 수 있다
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제7 렌즈(107) 및 상기 제8 렌즈(108)가 위치에 따라 설정된 간격(제4 간격)으로 이격됨에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있고, 향상된 색수차, 왜곡 수차 제어 특성을 가질 수 있다.
상기 제2 렌즈군(G2)의 상기 제2-2 렌즈군(G2b)에서, 상기 제8 렌즈(108)와 상기 제9 렌즈(109)는 제5 간격으로 이격될 수 있다. 상기 제5 간격은 상기 제8 렌즈(108)와 상기 제9 렌즈(109) 사이의 광축(OA) 방향 간격일 수 있다.
상기 제5 간격은 상기 제8 렌즈(108)와 상기 제9 렌즈(109) 사이에서 위치에 따라 변화할 수 있다. 자세하게, 상기 제5 간격은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제8 렌즈(108)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 유효경의 끝단으로 갈수록 변화할 수 있다.
상기 제5 간격은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제6 지점(P6)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제6 지점(P6)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 40% 내지 약 55%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제5 간격은 상기 제6 지점(P6)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 작아질 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 간격은 상기 제6 지점(P6)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제7 지점(P7)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제7 지점(P7)은 상기 제6 지점(P6)보다 광축(OA)과 먼 거리에 위치할 수 있다. 상기 제7 지점(P7)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 55% 내지 약 90%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제5 간격은 상기 제7 지점(P7)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 커질 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 간격은 상기 제7 지점(P7)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제8 지점(P8)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제8 지점(P8)은 상기 제6 지점(P6), 상기 제7 지점(P7)보다 광축(OA)과 먼 거리에 위치할 수 있다. 상기 제8 지점(P8)은 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단일 수 있다.
상기 제5 간격은 제8 지점(P8)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제7 지점(P7)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 2배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 2배 내지 약 3.5배를 만족할 수 있다.
이와 다르게, 상기 제5 간격은 제8 지점(P8)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 8배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 8배 내지 약 15배를 만족할 수 있다.
이와 다르게, 상기 제5 간격은 상기 제6 지점(P6)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 내지 약 3배를 만족할 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 상기 제8 렌즈(108) 및 상기 제9 렌즈(109)가 위치에 따라 설정된 간격(제5 간격)으로 이격됨에 따라 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있고, 상기 제9 렌즈(109)의 유효경의 크기를 적절하게 제어할 수 있다.
상기 제2 렌즈군(G2)의 상기 제2-2 렌즈군(G2b)에서, 상기 제9 렌즈(109)와 상기 제10 렌즈(110)는 제6 간격으로 이격될 수 있다. 상기 제6 간격은 상기 제9 렌즈(109)와 상기 제10 렌즈(110) 사이의 광축(OA) 방향 간격일 수 있다.
상기 제6 간격은 상기 제9 렌즈(109) 및 상기 제10 렌즈(110) 사이에서 위치에 따라 변화할 수 있다. 자세하게, 상기 제6 간격은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제9 렌즈(109)의 센서 측 면(제18 면(S18))의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 변화할 수 있다. 즉, 상기 제6 간격은 광축(OA)에서 상기 제18 면(S18)의 유효경의 끝단으로 갈수록 변화할 수 있다.
상기 제6 간격은 광축(OA)에서 상기 제18 면(S18) 상에 위치한 제9 지점(P9)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제9 지점(P9)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 50% 내지 약 95%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제6 간격은 상기 제9 지점(P9)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 작아질 수 있다. 예를 들어, 상기 제6 간격은 상기 제9 지점(P9)에서 상기 제18 면(S18) 상에 위치한 제10 지점(P10)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제10 지점(P10)은 상기 제9 지점(P9)보다 광축(OA)과 먼 거리에 위치할 수 있다. 상기 제10 지점(P10)은 상기 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단일 수 있다.
상기 제6 간격은 상기 제9 지점(P9)에서 최대값을 가질 수 있다. 또한, 상기 제6 간격은 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제6 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제6 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 내지 약 5배를 만족할 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부의 광학 특성을 향상시킬 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)는 상기 제9 렌즈(109) 및 상기 제10 렌즈(110)가 위치에 따라 설정된 간격(제6 간격)으로 이격됨에 따라 화각(FOV)의 주변부의 왜곡, 색수차 특성을 개선할 수 있고, 향상된 해상력을 가질 수 있다.
상기 제2 렌즈군(G2)에서 상기 제2-2 렌즈군(G2b)과 상기 제2-3 렌즈군(G2c)은 제7 간격으로 이격될 수 있다. 자세하게, 상기 제10 렌즈(110)와 상기 제11 렌즈(111)는 제7 간격으로 이격될 수 있다. 상기 제7 간격은 상기 제10 렌즈(110)와 상기 제11 렌즈(111) 사이의 광축(OA) 방향 간격일 수 있다.
상기 제7 간격은 상기 제10 렌즈(110)와 상기 제11 렌즈(111) 사이에서 위치에 따라 변화할 수 있다. 자세하게, 상기 제6 간격은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈(110)의 센서 측 면(제20 면(S20))의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 변화할 수 있다. 즉, 상기 제7 간격은 광축(OA)에서 상기 제20 면(S20)의 유효경의 끝단으로 갈수록 변화할 수 있다.
상기 제7 간격은 광축(OA)에서 상기 제20 면(S20) 상에 위치한 제11 지점(P11)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제11 지점(P11)은 상기 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단일 수 있다.
상기 제7 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있다. 또한, 상기 제7 간격은 상기 제11 지점(P11)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제7 간격의 최대값은 최소값의 약 2.5배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제7 간격의 최대값은 최소값의 약 2.5배 내지 약 4배를 만족할 수 있다.
이와 다르게, 상기 제7 간격은 광축(OA)에서 상기 제20 면(S20) 상에 위치한 제11 지점(P11)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제11 지점(P11)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 90% 내지 약 99%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제7 간격은 상기 제11 지점(P11)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 커질 수 있다. 예를 들어, 상기 제7 간격은 상기 제11 지점(P11)에서 상기 제20 면(S20) 상에 위치한 제12 지점(P12)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제12 지점(P12)은 상기 제11 지점(P11)보다 광축(OA)과 먼 거리에 위치할 수 있다. 상기 제12 지점(P12)은 상기 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단일 수 있다.
이 경우 상기 제7 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있다. 또한, 상기 제7 간격은 상기 제11 지점(P11)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제7 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제7 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 내지 약 3배를 만족할 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부의 광학 특성을 향상시킬 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)는 상기 제10 렌즈(110) 및 상기 제11 렌즈(111)가 위치에 따라 설정된 간격(제7 간격)으로 이격됨에 따라 화각(FOV)의 주변부의 왜곡 및 수차 특성을 개선할 수 있다.
이하 도면들을 참조하여 실시예에 따른 광학계(1000)를 보다 상세히 설명한다.
도 1은 제1 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 2는 제1 실시예에 따른 광학계에서 각 렌즈면의 비구면 계수에 대한 데이터이다. 또한, 도 3은 제1 실시예에 따른 광학계에서 렌즈의 중심 두께(Center thickness), 엣지 영역 두께(Edge thickness), 렌즈 사이의 간격 등을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 제1 실시예에 따른 광학계에서 인접한 두 렌즈 사이의 간격에 대한 데이터이다. 또한, 도 5는 제1 실시예에 따른 광학계의 회절 MTF(Diffraction MTF)에 대한 그래프이고, 도 6은 제1 실시예에 따른 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 제1 렌즈(101), 제2 렌즈(102), 제3 렌즈(103), 제4 렌즈(104), 제5 렌즈(105), 제6 렌즈(106), 제7 렌즈(107), 제8 렌즈(108), 제9 렌즈(109), 제10 렌즈(110), 제11 렌즈(111) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제11 렌즈들(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111)은 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
또한, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제2 렌즈(102)의 물체 측 면(제3 면(S3))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 제10 렌즈(110) 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 2.797 0.640 1.554 43.736 3.000
제2 면 16.307 0.039 2.865
제2 렌즈 제3 면
(Stop)		 4.642 0.458 1.536 55.699 2.777
제4 면 15.511 0.094 2.624
제3 렌즈 제5 면 10.909 0.354 1.672 19.648 2.507
제6 면 3.011 0.549 2.200
제4 렌즈 제7 면 -7.535 0.345 1.622 25.520 2.532
제8 면 -4.941 0.030 2.964
제5 렌즈 제9 면 -33.043 0.569 1.545 48.172 3.376
제10 면 -7.093 0.035 3.742
제6 렌즈 제11 면 -4.323 0.367 1.575 32.869 3.882
제12 면 -5.596 0.103 4.114
제7 렌즈 제13 면 -4.525 0.300 1.621 25.699 4.288
제14 면 -9.250 0.404 4.545
제8 렌즈 제15 면 10.437 0.566 1.544 48.432 4.956
제16 면 -7.671 0.058 5.503
제9 렌즈 제17 면 -18.753 0.453 1.536 55.699 5.627
제18 면 -5.126 0.030 5.981
제10 렌즈 제19 면 -9.041 0.400 1.580 33.993 6.080
제20 면 -5.728 0.466 6.659
제11 렌즈 제21 면 -3.040 0.350 1.536 55.699 7.214
제22 면 4.198 0.220 7.779
필터 Infinity 0.110 8.378
Infinity 0.755 8.431
이미지 센서 Infinity -0.005 9.000
표 1은 제1 실시예에 따른 상기 제1 내지 제11 렌즈들(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111)의 광축(OA)에서의 곡률 반경(Radius of Curvature), 렌즈의 두께(Thickness), 렌즈 사이의 간격(distance), d-line에서의 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number) 및 유효경(Clear aperture; CA)의 크기에 대한 것이다.
제1 실시예에 따른 광학계(1000)의 제1 렌즈(101)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)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(101)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2)은 하기 도 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제2 렌즈(102)는 광축(OA)에서 양(+) 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)의 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. 상기 제2 렌즈(102)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 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 도 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제3 렌즈(103)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)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(103)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 도 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)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(104)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 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 도 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)의 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. 상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 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 도 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)의 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. 상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 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 도 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)의 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. 상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 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 도 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제8 렌즈(108)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)의 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. 상기 제8 렌즈(108)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 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 도 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제9 렌즈(109)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(109)의 제17 면(S17)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(109)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 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 도 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제10 렌즈(110)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제10 렌즈(110)의 제19 면(S19)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제20 면(S20)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제10 렌즈(110)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제19 면(S19)은 비구면일 수 있고, 상기 제20 면(S20)은 비구면일 수 있다. 상기 제19 면(S19) 및 상기 제20 면(S20)은 하기 도 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제10 렌즈(110)는 임계점을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제10 렌즈(110)의 제20 면(S20) 상에는 상술한 제1 임계점이 배치될 수 있다. 상기 1 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈(110)의 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 80% 이상인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제1 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈(110)의 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 96%인 위치에 배치될 수 있다.
상기 제11 렌즈(111)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제22 면(S22)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제11 렌즈(111)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제21 면(S21)은 비구면일 수 있고, 상기 제22 면(S22)은 비구면일 수 있다. 상기 제21 면(S21) 및 상기 제22 면(S22)은 하기 도 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제11 렌즈(111)는 임계점을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21) 상에는 상술한 제2 임계점이 배치될 수 있다. 상기 제2 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 75% 이상인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제2 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 89%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22) 상에는 상술한 제3 임계점이 배치될 수 있다. 상기 제3 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 20%보다 크고 약 70%보다 작은 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제3 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 54%인 위치에 배치될 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 실시예에 복수의 렌즈들(100) 중 적어도 하나의 렌즈면은 30차 비구면 계수를 가진 비구면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제11 렌즈(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111)는 30차 비구면 계수를 가지는 렌즈면을 포함할 수 있다. 상기와 같이 30차 비구면 계수를 가진 비구면은(“0”이 아닌 수치) 주변부의 비구면 형상을 특히 크게 변화시킬 수 있기 때문에 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 양호하게 보정할 수 있다.
또한, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 서로 인접한 두 렌즈 사이의 간격은 도 4와 같을 수 있다.
도 4는 서로 마주하는 n-1번째 렌즈의 센서 측 면과 n번째 렌즈의 물체 측 면 사이의 광축(OA) 방향 간격을 의미할 수 있다. 자세하게, 도 4는 광축(OA)에서 광축(OA)의 수직 방향으로 0.1mm 간격의 높이 지점에서 측정한 두 렌즈 사이의 광축(OA) 방향 간격을 의미할 수 있다.
이때, 인접한 두 렌즈의 최대 높이(Y) 지점이 의미하는 것은, 마주하는 n-1번째 렌즈의 센서 측 면과 n번째 렌즈의 물체 측 면 중 유효경 크기가 작은 렌즈면의 유효 반경 값(렌즈 데이터에 기재된 유효경 크기의 1/2)으로, 설명의 편의상 0.1mm 간격으로 표시한 것을 의미할 수 있다.
즉, 최대 높이(Y) 지점에서의 간격이 의미하는 것은, 마주하는 n-1번째 렌즈의 센서 측 면과 n번째 렌즈의 물체 측 면 중 유효경 크기가 작은 렌즈면의 유효 반경 높이에서의 광축(OA) 방향 간격을 의미할 수 있다.
자세하게, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)의 상기 제1 렌즈군(G1)에서 상기 제1 렌즈(101)와 상기 제2 렌즈(102) 사이의 간격(제1 간격)은 하기 표 2와 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 0.0394 0
0.1 0.0402 0.1
0.2 0.0425 0.2
0.3 0.0463 0.3
0.4 0.0517 0.4
0.5 0.0587 0.5
0.6 0.0672 0.6
0.7 0.0772 0.7
0.8 0.0888 0.8
0.9 0.1018 0.9
1 0.1161 1
1.1 0.1315 1.1
1.2 0.1479 1.2
1.3 0.1651 1.3
1.389 (P1) 0.1829 1.389 (P1)
표 2를 참조하면, 상기 제1 간격은 광축(OA)에서 상기 제3 면(S3)의 유효경의 끝단인 제1 지점(P1)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제1 지점(P1)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제1 렌즈(101)의 센서 측 면(제2 면(S2))과 상기 제2 렌즈(102)의 물체 측 면(제3 면(S3)) 중 유효경 크기가 작은 상기 제3 면(S3)의 유효 반경 값으로, 표 1에 기재된 상기 제3 면(S3)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제1 간격은 상기 제1 지점(P1)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 3배 내지 약 10배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 4.6배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 입사되는 광을 효과적으로 제어할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 렌즈(101) 및 상기 제2 렌즈(102)가 위치에 따라 설정된 간격(제1 간격)으로 이격됨에 따라, 상기 제1 및 제2 렌즈(101, 102)를 통해 입사된 광이 그 이후에 배치된 렌즈로 제공 시 양호한 광학 성능을 유지할 수 있다.
또한, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)의 제1 렌즈군(G1)에서 상기 제2 렌즈(102)와 상기 제3 렌즈(103) 사이의 간격(제2 간격)은 하기 표 3과 같을 수 있다.
제2 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d23)의 광축 방향 간격(mm)(제2 간격) 제3 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.0940 0
0.1 0.0941 0.1
0.2 0.0945 0.2
0.3 0.0952 0.3
0.4 0.0962 0.4
0.5 0.0976 0.5
0.6 0.0992 0.6
0.7 0.1014 0.7
0.8 0.1043 0.8
0.9 0.1081 0.9
1 0.1135 1
1.1 0.1207 1.1
1.2 0.1305 1.2
1.253 (P2) 0.1430 1.253 (P2)
표 3을 참조하면, 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 상기 제5 면(S5)의 유효경의 끝단인 제2 지점(P2)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제2 지점(P2)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제2 렌즈(102)의 센서 측 면(제4 면(S4))과 상기 제3 렌즈(103)의 물체 측 면(제5 면(S5)) 중 유효경 크기가 작은 상기 제5 면(S5)의 유효 반경 값으로, 표 1에 기재된 상기 제5 면(S5)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제2 간격은 상기 제2 지점(P2)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.2배 내지 약 3배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제2 렌즈(102) 및 상기 제3 렌즈(103)가 위치에 따라 설정된 간격(제2 간격)으로 이격됨에 따라, 상기 광학계(1000)의 수차 특성을 개선할 수 있다.
또한, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2), 예를 들어 상기 제3 렌즈(103)와 상기 제4 렌즈(104) 사이의 간격(제3 간격)은 하기 표 4와 같을 수 있다.
제3 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d34)의 광축 방향 간격(mm)(제3 간격) 제4 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.5489 0
0.1 0.5465 0.1
0.2 0.5395 0.2
0.3 0.5278 0.3
0.4 0.5112 0.4
0.5 0.4897 0.5
0.6 0.4629 0.6
0.7 0.4304 0.7
0.8 0.3918 0.8
0.9 0.3461 0.9
1 0.2923 1
1.1 (P3) 0.2292 1.1 (P3)
표 4를 참조하면, 상기 제3 간격은 광축(OA)에서 상기 제6 면(S6)의 유효경의 끝단인 상기 제3 지점(P3)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제3 지점(P3)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제3 렌즈(103)의 센서 측 면(제6 면(S6))과 상기 제4 렌즈(104)의 물체 측 면(제7 면(S7)) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제6 면(S6)의 유효 반경 값으로, 표 1에 기재된 상기 제6 면(S6)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제3 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제3 지점(P3)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 2배 내지 약 7배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 2.4배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제3 렌즈(103) 및 상기 제4 렌즈(104)가 위치에 따라 설정된 간격(제3 간격)으로 이격됨에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 비네팅(vignetting) 특성을 제어할 수 있다.
또한, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서, 상기 제2-1 렌즈군(G2a)과 상기 제2-2 렌즈군(G2b) 사이의 간격, 예를 들어 상기 제7 렌즈(107)와 상기 제8 렌즈(108) 사이의 간격(제4 간격)은 하기 표 5와 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 0.4043 0
0.1 0.4054 0.1
0.2 0.4084 0.2
0.3 0.4135 0.3
0.4 0.4206 0.4
0.5 0.4297 0.5
0.6 0.4407 0.6
0.7 0.4536 0.7
0.8 0.4681 0.8
0.9 0.4842 0.9
1 0.5016 1
1.1 0.5200 1.1
1.2 0.5390 1.2
1.3 0.5581 1.3
1.4 0.5768 1.4
1.5 0.5941 1.5
1.6 0.6091 1.6
1.7 0.6205 1.7
1.8 (P4) 0.6263 1.8 (P4)
1.9 0.6250 1.9
2.0 0.6150 2.0
2.1 0.5950 2.1
2.2 0.5628 2.2
2.272 (P5) 0.5160 2.272 (P5)
표 5를 참조하면, 상기 제4 간격은 광축(OA)에서 상기 제14 면(S14) 상에 위치한 제4 지점(P4)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제4 지점(P4)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제14 면(S14)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 65% 내지 약 85%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제4 지점(P4)은 약 79%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제4 간격은 상기 제4 지점(P4)에서 상기 제14 면(S14)의 유효경의 끝단인 제5 지점(P5)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제5 지점(P5)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제7 렌즈(107)의 센서 측 면(제14 면(S14))과 상기 제8 렌즈(108)의 물체 측 면(제15 면(S15)) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제14 면(S14)의 유효 반경 값으로, 표 1에 기재된 상기 제14 면(S14)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제4 간격은 상기 제4 지점(P4)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 1.2배 내지 약 2배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제7 렌즈(107) 및 상기 제8 렌즈(108)가 위치에 따라 설정된 간격(제4 간격)으로 이격됨에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있고, 향상된 색수차, 왜곡 수차 제어 특성을 가질 수 있다.
또한, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)의 제2-2 렌즈군(G2b)에서 상기 제8 렌즈(108)와 상기 제9 렌즈(109) 사이의 간격(제5 간격)은 하기 표 6과 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 0.0580 0
0.1 0.0584 0.1
0.2 0.0595 0.2
0.3 0.0613 0.3
0.4 0.0635 0.4
0.5 0.0661 0.5
0.6 0.0689 0.6
0.7 0.0717 0.7
0.8 0.0743 0.8
0.9 0.0767 0.9
1 0.0786 1
1.1 0.0797 1.1
1.2 (P6) 0.0799 1.2 (P6)
1.3 0.0788 1.3
1.4 0.0765 1.4
1.5 0.0731 1.5
1.6 0.0689 1.6
1.7 0.0643 1.7
1.8 0.0594 1.8
1.9 0.0545 1.9
2.0 0.0500 2.0
2.1 0.0465 2.1
2.2 (P7) 0.0448 2.2 (P7)
2.3 0.0460 2.3
2.4 0.0509 2.4
2.5 0.0605 2.5
2.6 0.0762 2.6
2.7 0.0995 2.7
2.752 (P8) 0.1315 2.752 (P8)
표 6을 참조하면, 상기 제5 간격은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제6 지점(P6)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제6 지점(P6)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 40% 내지 약 55%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제6 지점(P6)은 약 43.6%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제5 간격은 상기 제6 지점(P6)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제7 지점(P7)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제7 지점(P7)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 55% 내지 약 90%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제7 지점(P7)은 약 80%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제5 간격은 상기 제7 지점(P7)에서 상기 제16 면(S16)의 유효경의 끝단인 상기 제8 지점(P8)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제8 지점(P8)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제8 렌즈(107)의 센서 측 면(제16 면(S16))과 상기 제9 렌즈(109)의 물체 측 면(제17 면(S17)) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제16 면(S16)의 유효 반경 값으로, 표 1에 기재된 상기 제16 면(S16)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제5 간격은 상기 제8 지점(P8)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제7 지점(P7)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 2배 내지 약 3.5배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 2.9배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 상기 제8 렌즈(108) 및 상기 제9 렌즈(109)가 위치에 따라 설정된 간격(제5 간격)으로 이격됨에 따라 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있고, 상기 제9 렌즈(109)의 유효경의 크기를 적절하게 제어할 수 있다.
또한, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)의 제2-2 렌즈군(G2b)에서 상기 제9 렌즈(109)와 상기 제10 렌즈(110) 사이의 간격(제6 간격)은 하기 표 7과 같을 수 있다.
제9 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d910)의 광축 방향 간격(mm)(제6 간격) 제10 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.0300 0
0.1 0.0304 0.1
0.2 0.0317 0.2
0.3 0.0337 0.3
0.4 0.0364 0.4
0.5 0.0398 0.5
0.6 0.0438 0.6
0.7 0.0481 0.7
0.8 0.0528 0.8
0.9 0.0575 0.9
1 0.0619 1
1.1 0.0660 1.1
1.2 0.0697 1.2
1.3 0.0729 1.3
1.4 0.0758 1.4
1.5 0.0784 1.5
1.6 0.0804 1.6
1.7 0.0820 1.7
1.8 0.0831 1.8
1.9 0.0841 1.9
2 0.0852 2
2.1 0.0865 2.1
2.2 0.0879 2.2
2.3 0.0891 2.3
2.4 0.0898 2.4
2.5 (P9) 0.0900 2.5 (P9)
2.6 0.0897 2.6
2.7 0.0888 2.7
2.8 0.0867 2.8
2.9 0.0838 2.9
2.991 (P10) 0.0820 2.991 (P10)
표 7을 참조하면, 상기 제6 간격은 광축(OA)에서 상기 제18 면(S18) 상에 위치한 제9 지점(P9)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제9 지점(P9)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 50% 내지 약 95%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제9 지점(P9)은 약 83.6%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제6 간격은 상기 제9 지점(P9)에서 상기 제18 면(S18)의 유효경의 끝단인 상기 제10 지점(P10)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제10 지점(P10)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제9 렌즈(109)의 센서 측 면(제18 면(S18))과 상기 제10 렌즈(110)의 물체 측 면(제19 면(S19)) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제18 면(S18)의 유효 반경 값으로, 표 1에 기재된 상기 제18 면(S18)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제6 간격은 상기 제9 지점(P9)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제6 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 내지 약 5배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제6 간격의 최대값은 최소값의 약 3배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부의 광학 특성을 향상시킬 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)는 상기 제9 렌즈(109) 및 상기 제10 렌즈(110)가 위치에 따라 설정된 간격(제6 간격)으로 이격됨에 따라 화각(FOV)의 주변부의 왜곡, 색수차 특성을 개선할 수 있고, 향상된 해상력을 가질 수 있다.
또한, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제2-2 렌즈군(G2b)과 상기 제2-3 렌즈군(G2c), 예를 들어 상기 제10 렌즈(110)와 상기 제11 렌즈(111) 사이의 간격(제7 간격)은 하기 표 8과 같을 수 있다.
제10 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d1011)의 광축 방향 간격(mm)(제7 간격) 제11 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.4658 0
0.1 0.4650 0.1
0.2 0.4627 0.2
0.3 0.4589 0.3
0.4 0.4536 0.4
0.5 0.4469 0.5
0.6 0.4388 0.6
0.7 0.4293 0.7
0.8 0.4184 0.8
0.9 0.4064 0.9
1 0.3934 1
1.1 0.3794 1.1
1.2 0.3648 1.2
1.3 0.3496 1.3
1.4 0.3339 1.4
1.5 0.3179 1.5
1.6 0.3016 1.6
1.7 0.2854 1.7
1.8 0.2693 1.8
1.9 0.2535 1.9
2 0.2383 2
2.1 0.2238 2.1
2.2 0.2104 2.2
2.3 0.1983 2.3
2.4 0.1877 2.4
2.5 0.1785 2.5
2.6 0.1703 2.6
2.7 0.1626 2.7
2.8 0.1553 2.8
2.9 0.1486 2.9
3.0 0.1430 3.0
3.1 0.1386 3.1
3.2 0.1355 3.2
3.33 (P11) 0.1340 3.33 (P11)
표 8을 참조하면, 상기 제7 간격은 광축(OA)에서 상기 제20 면(S20)의 유효경의 끝단인 상기 제11 지점(P11)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제11 지점(P11)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제10 렌즈(110)의 센서 측 면(제20 면(S20))과 상기 제11 렌즈(111)의 물체 측 면(제21 면(S21)) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제20 면(S20)의 유효 반경 값으로, 표 1에 기재된 상기 제20 면(S20)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제7 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제11 지점(P11)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제7 간격의 최대값은 최소값의 약 2.5배 내지 약 4배일 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제7 간격의 최대값은 최소값의 약 3.5배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부의 광학 특성을 향상시킬 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)는 상기 제10 렌즈(110) 및 상기 제11 렌즈(111)가 위치에 따라 설정된 간격(제7 간격)으로 이격됨에 따라 화각(FOV)의 주변부의 왜곡 및 수차 특성을 개선할 수 있다.
항목 제1 실시예 항목 제1 실시예
F 6.213 mm L10_ET 0.5016 mm
f1 5.990 mm L11_ET 0.6348 mm
f2 12.185 mm d12_ET 0.1746 mm
f3 -6.298 mm d23_ET 0.1358 mm
f4 21.974 mm d34_ET 0.1831 mm
f5 16.446 mm d45_ET 0.1576 mm
f6 -36.940 mm d56_ET 0.0882 mm
f7 -14.636 mm d67_ET 0.1196 mm
f8 8.222 mm d78_ET 0.3479 mm
f9 13.017 mm d89_ET 0.0887 mm
f10 25.789 mm d910_ET 0.0653 mm
f11 -3.236 mm d1011_ET 0.1776 mm
f_G1 7.890 mm |L11S2_max slope| 42 도(deg)
f_G2 -123.468 mm L11 S2 Inflection Point 0.54
f_G2a 141.694 mm L11S2_max_sag to Sensor 0.880 mm
f_G2b 4.460 mm Air_Edge_max 0.3479 mm
f_G2c -3.236 mm ∑L_CT 4.801 mm
f_Aver 3.865 mm ∑Air_CT 1.809 mm
f1-3_Aver 3.959 mm ∑Index 17.320
f4-11_Aver 3.829 mm ∑Abbe 445.165
L_G1 1.585 mm L_CT_max 0.640 mm
L_G2 4.476 mm L_CT_min 0.300 mm
L_G2-1 1.749 mm L_CT_Aver 0.436 mm
L_G2-2 1.507 mm CA_max 7.779 mm
L_G2-3 0.350 mm CA_min 2.200 mm
L1_ET 0.2866 mm CA_Aver 4.328 mm
L2_ET 0.2795 mm TD 6.610 mm
L3_ET 0.4906 mm TTL 7.690 mm
L4_ET 0.3421 mm BFL 1.080 mm
L5_ET 0.3193 mm ImgH 4.5 mm
L6_ET 0.2500 mm F-number 2.078
L7_ET 0.2836 mm FOV 70.788 도(deg)
L8_ET 0.3812 mm EPD 2.989 mm
L9_ET 0.3000 mm
수학식 제1 실시예
수학식 1 1.5 < L_G2 / L_G1 < 5 2.824
수학식 2 1 < TTL / L_G1 < 8 4.851
수학식 3 1 < TTL / L_G2 < 5 1.718
수학식 4 0.1 < L_G2-1 / L_G2 < 0.8 0.391
수학식 5 0.1 < L_G2-2 / L_G2 < 0.8 0.337
수학식 6 0.02 < L_G2-3 / L_G2 < 0.5 0.078
수학식 7 1 < L1_CT / L3_CT < 5 1.808
수학식 8 0.5 < L3_CT / L3_ET < 2 0.721
수학식 9 1 < L11_ET / L11_CT < 5 1.814
수학식 10 1.6 < n3 1.672
수학식 11 0.5 < L11S2_max_sag to Sensor < 2 0.880
수학식 12 1 < BFL / L11S2_max_sag to Sensor < 2 1.227
수학식 13 0.2 < L11S2 Inflection Point < 0.7 0.540
수학식 14 5 < |L11S2_max slope| < 45 42.000
수학식 15 1 < L1_CT / L11_CT < 5 1.828
수학식 16 0.01 < d12_CT / d1011_CT < 0.5 0.085
수학식 17 0.1 < L1R1 / L11R2 < 1 0.666
수학식 18 0 < (d1011_CT - d1011_ET) / (d1011_ET) < 2 1.623
수학식 19 1 < CA_L1S1 / CA_L3S1 < 1.5 1.197
수학식 20 0.2 < CA_L4S2 / CA_L11S2 < 1 0.381
수학식 21 1 < d34_CT / d34_ET < 8 2.998
수학식 22 1 < d1011_CT / d1011_ET < 5 2.623
수학식 23 0.1 < L10_CT / d1011_CT < 1 0.859
수학식 24 0.1 < L11_CT / d1011_CT < 1 0.751
수학식 25 1 < dG1G2_CT / dG2aG2b_CT < 3 1.357
수학식 26 0.5 < dG1G2_CT / dG2bG2c_CT < 3 1.178
수학식 27 0.5 < dG2aG2b_CT / dG2bG2c_CT < 1 0.868
수학식 28 0 < Air_Edge_Max / L_CT_Max < 2 0.544
수학식 29 0.5 < F / |f_Aver| < 3 1.607
수학식 30 -3 < f1 / f3 < 0 -0.951
수학식 31 1 < F / f1-3_Aver < 5 1.569
수학식 32 0.2 < |F / f4-11_Aver| < 3 1.622
수학식 33 0.2 < |f1-3_Aver / f4-11_Aver| < 2.5 1.034
수학식 34 1 < f_G1 / F < 5 1.270
수학식 35 1 < ∑L_CT / ∑Air_CT < 5 2.654
수학식 36 10 < ∑Index <30 17.320
수학식 37 10 < ∑Abb / ∑Index <50 25.703
수학식 38 0 < |Max_distoriton| < 5 2.000
수학식 39 0.5 < CA_L1S1 / CA_min < 2 1.364
수학식 40 1 < CA_max / CA_min < 5 3.536
수학식 41 1 < CA_max / CA_Aver < 3 1.797
수학식 42 0.1 < CA_min / CA_Aver < 1 0.508
수학식 43 0.1 < CA_max / (2*ImgH) < 1 0.864
수학식 44 0.5 < TD / CA_max < 2 0.850
수학식 45 1 < F / L11R2 < 10 1.480
수학식 46 1 < F / L1R1 < 10 2.221
수학식 47 0.5 < EPD / L11R2 < 5 0.712
수학식 48 0.5 < EPD / L1R1 < 8 1.069
수학식 49 2 < TTL < 20 7.690
수학식 50 2 < ImgH 4.500
수학식 51 BFL < 2.5 1.080
수학식 52 2 < F < 20 6.213
수학식 53 FOV < 120 70.788
수학식 54 0.5 < TTL / CA_max < 2 0.988
수학식 55 0.5 < TTL / ImgH < 3 1.709
수학식 56 0.1 < BFL / ImgH < 0.5 0.240
수학식 57 4 < TTL / BFL < 10 7.120
수학식 58 0.5 < F / TTL < 1.5 0.808
수학식 59 3 < F / BFL < 10 5.752
수학식 60 1 < F / ImgH < 3 1.381
수학식 61 1 < F / EPD < 5 2.078
표 9는 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 제11 렌즈들(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111) 각각의 초점 거리(f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7, f8, f9, f10, f11), 합성 초점 거리, 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, d(n-1, n)_ET는 서로 마주하는 제(n-1) 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단과 제n 렌즈의 물체 측 면의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리를 의미하고, Air_Edge_max는 상기 d(n-1, n)_ET 값들 중 가장 큰 값을 의미한다.
또한, 표 10은 제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 61에 대한 결과 값에 대한 것이다.
표 10을 참조하면, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 61 중 적어도 하나를 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 수학식 61을 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 5 및 도 6과 같은 우수한 광학 특성을 가질 수 있다.
자세하게, 도 5는 제1 실시예에 따른 광학계(1000)의 회절(Diffraction) MTF 특성에 대한 그래프이고, 또한, 도 6은 수차 특성에 대한 그래프이다.
도 6의 수차 그래프에서 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 도 6에서 X축은 초점 거리(mm) 및 왜곡도(%)를 나타낼 수 있고, Y축은 이미지의 높이(height)를 의미할 수 있다. 또한, 구면 수차에 대한 그래프는 약 470nm, 약 510nm, 약 555nm, 약 610nm, 약 660nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이며, 비점 수차 및 왜곡 수차에 대한 그래프는 약 555nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다.
도 6의 수차도에서는 각 곡선들이 Y축에 근접할 수록 수차 보정 기능이 좋은 것으로 해석할 수 있는데, 도 6을 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 7은 제2 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 8은 제2 실시예에 따른 광학계에서 각 렌즈면의 비구면 계수에 대한 데이터이고, 도 9는 제2 실시예에 따른 광학계에서 인접한 두 렌즈 사이의 간격에 대한 데이터이다. 또한, 도 10은 제2 실시예에 따른 광학계의 회절 MTF(Diffraction MTF)에 대한 그래프이고, 도 11은 제2 실시예에 따른 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 7 내지 도 11을 참조하면, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 제1 렌즈(101), 제2 렌즈(102), 제3 렌즈(103), 제4 렌즈(104), 제5 렌즈(105), 제6 렌즈(106), 제7 렌즈(107), 제8 렌즈(108), 제9 렌즈(109), 제10 렌즈(110), 제11 렌즈(111) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제11 렌즈들(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111)은 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
또한, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제2 렌즈(102)의 물체 측 면(제3 면(S3))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 제10 렌즈(110) 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 0.845 1.558 41.806 3.800
제2 면 21.505 0.031 3.660
제2 렌즈 제3 면
(Stop)		 5.370 0.491 1.536 55.699 3.525
제4 면 17.077 0.058 3.360
제3 렌즈 제5 면 12.344 0.300 1.678 19.230 3.199
제6 면 3.185 0.727 2.800
제4 렌즈 제7 면 -8.231 0.300 1.651 21.680 3.075
제8 면 -4.749 0.030 3.457
제5 렌즈 제9 면 -24.155 0.497 1.536 55.699 3.971
제10 면 -8.001 0.073 4.220
제6 렌즈 제11 면 -4.422 0.464 1.585 32.792 4.372
제12 면 -4.806 0.030 4.586
제7 렌즈 제13 면 -4.232 0.300 1.627 23.443 4.781
제14 면 -9.465 0.441 5.038
제8 렌즈 제15 면 8.936 0.667 1.542 51.136 5.384
제16 면 -8.949 0.030 5.937
제9 렌즈 제17 면 -18.661 0.400 1.556 42.886 6.278
제18 면 -5.948 0.030 6.538
제10 렌즈 제19 면 -9.626 0.400 1.630 24.287 6.658
제20 면 -5.084 0.455 6.934
제11 렌즈 제21 면 -2.652 0.350 1.549 44.999 7.475
제22 면 5.333 0.230 8.221
필터 Infinity 0.110 8.523
Infinity 0.740 8.563
이미지 센서 Infinity -0.001 9.000
표 11은 제2 실시예에 따른 상기 제1 내지 제11 렌즈들(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111)의 광축(OA)에서의 곡률 반경(Radius of Curvature), 렌즈의 두께(Thickness), 렌즈 사이의 간격(distance), d-line에서의 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number) 및 유효경(Clear aperture; CA)의 크기에 대한 것이다.
제2 실시예에 따른 광학계(1000)의 제1 렌즈(101)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)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(101)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2)은 하기 도 8과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제2 렌즈(102)는 광축(OA)에서 양(+) 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)의 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. 상기 제2 렌즈(102)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 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 도 8과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제3 렌즈(103)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)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(103)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 도 8과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)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(104)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 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 도 8과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)의 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. 상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 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 도 8과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)의 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. 상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 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 도 8과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)의 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. 상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 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 도 8과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제8 렌즈(108)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)의 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. 상기 제8 렌즈(108)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 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 도 8과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제9 렌즈(109)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(109)의 제17 면(S17)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(109)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 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 도 8과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제10 렌즈(110)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제10 렌즈(110)의 제19 면(S19)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제20 면(S20)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제10 렌즈(110)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제19 면(S19)은 비구면일 수 있고, 상기 제20 면(S20)은 비구면일 수 있다. 상기 제19 면(S19) 및 상기 제20 면(S20)은 하기 도 8과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제10 렌즈(110)는 임계점을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제10 렌즈(110)의 제20 면(S20) 상에는 상술한 제1 임계점이 배치될 수 있다. 상기 1 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈(110)의 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 80% 이상인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제1 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈(110)의 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 95%인 위치에 배치될 수 있다.
상기 제11 렌즈(111)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제22 면(S22)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제11 렌즈(111)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제21 면(S21)은 비구면일 수 있고, 상기 제22 면(S22)은 비구면일 수 있다. 상기 제21 면(S21) 및 상기 제22 면(S22)은 하기 도 8과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제11 렌즈(111)는 임계점을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21) 상에는 상술한 제2 임계점이 배치될 수 있다. 상기 제2 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 75% 이상인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제2 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 88%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22) 상에는 상술한 제3 임계점이 배치될 수 있다. 상기 제3 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 20%보다 크고 약 70%보다 작은 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제3 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 61%인 위치에 배치될 수 있다.
도 8을 참조하면, 제2 실시예에 복수의 렌즈들(100) 중 적어도 하나의 렌즈면은 30차 비구면 계수를 가진 비구면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제11 렌즈(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111)는 30차 비구면 계수를 가지는 렌즈면을 포함할 수 있다. 상기와 같이 30차 비구면 계수를 가진 비구면은(“0”이 아닌 수치) 주변부의 비구면 형상을 특히 크게 변화시킬 수 있기 때문에 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 양호하게 보정할 수 있다.
또한, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 서로 인접한 두 렌즈 사이의 간격은 도 9와 같을 수 있다.
도 9는 서로 마주하는 n-1번째 렌즈의 센서 측 면과 n번째 렌즈의 물체 측 면 사이의 광축(OA) 방향 간격을 의미할 수 있다. 자세하게, 도 9는 광축(OA)에서 광축(OA)의 수직 방향으로 0.1mm 간격의 높이 지점에서 측정한 두 렌즈 사이의 광축(OA) 방향 간격을 의미할 수 있다.
이때, 인접한 두 렌즈의 최대 높이(Y) 지점이 의미하는 것은, 마주하는 n-1번째 렌즈의 센서 측 면과 n번째 렌즈의 물체 측 면 중 유효경 크기가 작은 렌즈면의 유효 반경 값(렌즈 데이터에 기재된 유효경 크기의 1/2)으로, 설명의 편의상 0.1mm 간격으로 표시한 것을 의미할 수 있다.
즉, 최대 높이(Y) 지점에서의 간격이 의미하는 것은, 마주하는 n-1번째 렌즈의 센서 측 면과 n번째 렌즈의 물체 측 면 중 유효경 크기가 작은 렌즈면의 유효 반경 높이에서의 광축(OA) 방향 간격을 의미할 수 있다.
자세하게, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)의 상기 제1 렌즈군(G1)에서 상기 제1 렌즈(101)와 상기 제2 렌즈(102) 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 0.0305 0
0.1 0.0312 0.1
0.2 0.0333 0.2
0.3 0.0368 0.3
0.4 0.0416 0.4
0.5 0.0478 0.5
0.6 0.0554 0.6
0.7 0.0642 0.7
0.8 0.0743 0.8
0.9 0.0855 0.9
1 0.0979 1
1.1 0.1113 1.1
1.2 0.1256 1.2
1.3 0.1406 1.3
1.4 0.1560 1.4
1.5 0.1717 1.5
1.6 0.1873 1.6
1.7 0.2025 1.7
1.762 (P1) 0.2177 1.762 (P1)
표 12를 참조하면, 상기 제1 간격은 광축(OA)에서 상기 제3 면(S3)의 유효경의 끝단인 제1 지점(P1)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제1 지점(P1)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제1 렌즈(101)의 센서 측 면(제2 면(S2))과 상기 제2 렌즈(102)의 물체 측 면(제3 면(S3)) 중 유효경 크기가 작은 상기 제3 면(S3)의 유효 반경 값으로, 표 11에 기재된 상기 제3 면(S3)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제1 간격은 상기 제1 지점(P1)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 3배 내지 약 10배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 7.1배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 입사되는 광을 효과적으로 제어할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 렌즈(101) 및 상기 제2 렌즈(102)가 위치에 따라 설정된 간격(제1 간격)으로 이격됨에 따라, 상기 제1 및 제2 렌즈(101, 102)를 통해 입사된 광이 그 이후에 배치된 렌즈로 제공 시 양호한 광학 성능을 유지할 수 있다.
또한, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)의 제1 렌즈군(G1)에서 상기 제2 렌즈(102)와 상기 제3 렌즈(103) 사이의 간격(제2 간격)은 하기 표 13과 같을 수 있다.
제2 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d23)의 광축 방향 간격(mm)
(제2 간격)		 제3 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.0579 0
0.1 0.0580 0.1
0.2 0.0583 0.2
0.3 0.0589 0.3
0.4 0.0597 0.4
0.5 0.0608 0.5
0.6 0.0623 0.6
0.7 0.0642 0.7
0.8 0.0665 0.8
0.9 0.0696 0.9
1 0.0736 1
1.1 0.0787 1.1
1.2 0.0855 1.2
1.3 0.0944 1.3
1.4 0.1061 1.4
1.5 0.1214 1.5
1.6 (P2) 0.1411 1.6 (P2)
표 13을 참조하면, 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 상기 제5 면(S5)의 유효경의 끝단인 제2 지점(P2)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제2 지점(P2)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제2 렌즈(102)의 센서 측 면(제4 면(S4))과 상기 제3 렌즈(103)의 물체 측 면(제5 면(S5)) 중 유효경 크기가 작은 상기 제5 면(S5)의 유효 반경 값으로, 표 11에 기재된 상기 제5 면(S5)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제2 간격은 상기 제2 지점(P2)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.2배 내지 약 3배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 2.4배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제2 렌즈(102) 및 상기 제3 렌즈(103)가 위치에 따라 설정된 간격(제2 간격)으로 이격됨에 따라, 상기 광학계(1000)의 수차 특성을 개선할 수 있다.
또한, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2), 예를 들어 상기 제3 렌즈(103)와 상기 제4 렌즈(104) 사이의 간격(제3 간격)은 하기 표 14와 같을 수 있다.
제3 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d34)의 광축 방향 간격(mm)(제3 간격) 제4 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.7270 0
0.1 0.7248 0.1
0.2 0.7182 0.2
0.3 0.7072 0.3
0.4 0.6917 0.4
0.5 0.6715 0.5
0.6 0.6464 0.6
0.7 0.6162 0.7
0.8 0.5805 0.8
0.9 0.5389 0.9
1 0.4908 1
1.1 0.4355 1.1
1.2 0.3721 1.2
1.3 0.2992 1.3
1.4 (P3) 0.2151 1.4 (P3)
표 14를 참조하면, 상기 제3 간격은 광축(OA)에서 상기 제6 면(S6)의 유효경의 끝단인 상기 제3 지점(P3)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제3 지점(P3)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제3 렌즈(103)의 센서 측 면(제6 면(S6))과 상기 제4 렌즈(104)의 물체 측 면(제7 면(S7)) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제6 면(S6)의 유효 반경 값으로, 표 11에 기재된 상기 제6 면(S6)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제3 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제3 지점(P3)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 2배 내지 약 7배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 3.4배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제3 렌즈(103) 및 상기 제4 렌즈(104)가 위치에 따라 설정된 간격(제3 간격)으로 이격됨에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 비네팅(vignetting) 특성을 제어할 수 있다.
또한, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서, 상기 제2-1 렌즈군(G2a)과 상기 제2-2 렌즈군(G2b) 사이의 간격, 예를 들어 상기 제7 렌즈(107)와 상기 제8 렌즈(108) 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 0.4412 0
0.1 0.4423 0.1
0.2 0.4455 0.2
0.3 0.4509 0.3
0.4 0.4583 0.4
0.5 0.4677 0.5
0.6 0.4789 0.6
0.7 0.4917 0.7
0.8 0.5061 0.8
0.9 0.5217 0.9
1 0.5384 1
1.1 0.5559 1.1
1.2 0.5738 1.2
1.3 0.5917 1.3
1.4 0.6092 1.4
1.5 0.6255 1.5
1.6 0.6400 1.6
1.7 0.6517 1.7
1.8 0.6595 1.8
1.9 (P4) 0.6622 1.9 (P4)
2.0 0.6582 2.0
2.1 0.6457 2.1
2.2 0.6227 2.2
2.3 0.5873 2.3
2.4 0.5378 2.4
2.519 (P5) 0.4741 2.519 (P5)
표 15를 참조하면, 상기 제4 간격은 광축(OA)에서 상기 제14 면(S14) 상에 위치한 제4 지점(P4)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제4 지점(P4)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제14 면(S14)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 65% 내지 약 85%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제4 지점(P4)은 약 75.4%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제4 간격은 상기 제4 지점(P4)에서 상기 제14 면(S14)의 유효경의 끝단인 제5 지점(P5)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제5 지점(P5)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제7 렌즈(107)의 센서 측 면(제14 면(S14))과 상기 제8 렌즈(108)의 물체 측 면(제15 면(S15)) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제14 면(S14)의 유효 반경 값으로, 표 11에 기재된 상기 제14 면(S14)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제4 간격은 상기 제4 지점(P4)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 1.2배 내지 약 2배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 1.7배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제7 렌즈(107) 및 상기 제8 렌즈(108)가 위치에 따라 설정된 간격(제4 간격)으로 이격됨에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있고, 향상된 색수차, 왜곡 수차 제어 특성을 가질 수 있다.
또한, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)의 제2-2 렌즈군(G2b)에서 상기 제8 렌즈(108)와 상기 제9 렌즈(109) 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 0.0301 0
0.1 0.0304 0.1
0.2 0.0312 0.2
0.3 0.0326 0.3
0.4 0.0344 0.4
0.5 0.0364 0.5
0.6 0.0387 0.6
0.7 0.0410 0.7
0.8 0.0433 0.8
0.9 0.0453 0.9
1 0.0469 1
1.1 0.0481 1.1
1.2 0.0488 1.2
1.3 (P6) 0.0489 1.3 (P6)
1.4 0.0486 1.4
1.5 0.0479 1.5
1.6 0.0470 1.6
1.7 0.0463 1.7
1.8 (P7) 0.0462 1.8 (P7)
1.9 0.0472 1.9
2.0 0.0500 2.0
2.1 0.0552 2.1
2.2 0.0638 2.2
2.3 0.0766 2.3
2.4 0.0947 2.4
2.5 0.1190 2.5
2.6 0.1504 2.6
2.7 0.1895 2.7
2.8 0.2371 2.8
2.9 0.2937 2.9
2.968 (P8) 0.3585 2.968 (P8)
표 16을 참조하면, 상기 제5 간격은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제6 지점(P6)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제6 지점(P6)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 40% 내지 약 55%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제6 지점(P6)은 약 43.8%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제5 간격은 상기 제6 지점(P6)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제7 지점(P7)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제7 지점(P7)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 55% 내지 약 90%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제7 지점(P7)은 약 60.6%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제5 간격은 상기 제7 지점(P7)에서 상기 제16 면(S16)의 유효경의 끝단인 상기 제8 지점(P8)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제8 지점(P8)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제8 렌즈(107)의 센서 측 면(제16 면(S16))과 상기 제9 렌즈(109)의 물체 측 면(제17 면(S17)) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제16 면(S16)의 유효 반경 값으로, 표 11에 기재된 상기 제16 면(S16)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제5 간격은 상기 제8 지점(P8)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 8배 내지 약 15배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 11.9배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 상기 제8 렌즈(108) 및 상기 제9 렌즈(109)가 위치에 따라 설정된 간격(제5 간격)으로 이격됨에 따라 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있고, 상기 제9 렌즈(109)의 유효경의 크기를 적절하게 제어할 수 있다.
또한, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)의 제2-2 렌즈군(G2b)에서 상기 제9 렌즈(109)와 상기 제10 렌즈(110) 사이의 간격(제6 간격)은 하기 표 17과 같을 수 있다.
제9 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d910)의 광축 방향 간격(mm)(제6 간격) 제10 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.0300 0
0.1 0.0303 0.1
0.2 0.0313 0.2
0.3 0.0329 0.3
0.4 0.0350 0.4
0.5 0.0378 0.5
0.6 0.0410 0.6
0.7 0.0447 0.7
0.8 0.0489 0.8
0.9 0.0534 0.9
1 0.0581 1
1.1 0.0630 1.1
1.2 0.0681 1.2
1.3 0.0731 1.3
1.4 0.0782 1.4
1.5 0.0831 1.5
1.6 0.0879 1.6
1.7 0.0924 1.7
1.8 0.0966 1.8
1.9 0.1005 1.9
2 0.1041 2
2.1 0.1073 2.1
2.2 0.1102 2.2
2.3 0.1128 2.3
2.4 0.1151 2.4
2.5 0.1171 2.5
2.6 0.1188 2.6
2.7 0.1203 2.7
2.8 0.1215 2.8
2.9 0.1222 2.9
3.0 (P9) 0.1222 3.0 (P9)
3.1 0.1211 3.1
3.2 0.1183 3.2
3.269 (P10) 0.1127 3.269 (P10)
표 17을 참조하면, 상기 제6 간격은 광축(OA)에서 상기 제18 면(S18) 상에 위치한 제9 지점(P9)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제9 지점(P9)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 50% 내지 약 95%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제9 지점(P9)은 약 91.8%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제6 간격은 상기 제9 지점(P9)에서 상기 제18 면(S18)의 유효경의 끝단인 상기 제10 지점(P10)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제10 지점(P10)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제9 렌즈(109)의 센서 측 면(제18 면(S18))과 상기 제10 렌즈(110)의 물체 측 면(제19 면(S19)) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제18 면(S18)의 유효 반경 값으로, 표 11에 기재된 상기 제18 면(S18)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제6 간격은 상기 제9 지점(P9)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제6 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 내지 약 5배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제6 간격의 최대값은 최소값의 약 4.1배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부의 광학 특성을 향상시킬 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)는 상기 제9 렌즈(109) 및 상기 제10 렌즈(110)가 위치에 따라 설정된 간격(제6 간격)으로 이격됨에 따라 화각(FOV)의 주변부의 왜곡, 색수차 특성을 개선할 수 있고, 향상된 해상력을 가질 수 있다.
또한, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제2-2 렌즈군(G2b)과 상기 제2-3 렌즈군(G2c), 예를 들어 상기 제10 렌즈(110)와 상기 제11 렌즈(111) 사이의 간격(제7 간격)은 하기 표 18과 같을 수 있다.
제10 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d1011)의 광축 방향 간격(mm)(제7 간격) 제11 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.4552 0
0.1 0.4543 0.1
0.2 0.4516 0.2
0.3 0.4472 0.3
0.4 0.4411 0.4
0.5 0.4334 0.5
0.6 0.4243 0.6
0.7 0.4138 0.7
0.8 0.4022 0.8
0.9 0.3895 0.9
1 0.3759 1
1.1 0.3616 1.1
1.2 0.3468 1.2
1.3 0.3316 1.3
1.4 0.3161 1.4
1.5 0.3005 1.5
1.6 0.2849 1.6
1.7 0.2695 1.7
1.8 0.2543 1.8
1.9 0.2396 1.9
2 0.2255 2
2.1 0.2120 2.1
2.2 0.1993 2.2
2.3 0.1875 2.3
2.4 0.1768 2.4
2.5 0.1671 2.5
2.6 0.1587 2.6
2.7 0.1516 2.7
2.8 0.1457 2.8
2.9 0.1410 2.9
3.0 0.1376 3.0
3.1 0.1352 3.1
3.2 0.1336 3.2
3.3 0.1323 3.3
3.4 0.1306 3.4
3.467 (P11) 0.1282 3.467 (P11)
표 18을 참조하면, 상기 제7 간격은 광축(OA)에서 상기 제20 면(S20)의 유효경의 끝단인 상기 제11 지점(P11)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제11 지점(P11)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제10 렌즈(110)의 센서 측 면(제20 면(S20))과 상기 제11 렌즈(111)의 물체 측 면(제21 면(S21)) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제20 면(S20)의 유효 반경 값으로, 표 11에 기재된 상기 제20 면(S20)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제7 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제11 지점(P11)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제7 간격의 최대값은 최소값의 약 2.5배 내지 약 4배일 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제7 간격의 최대값은 최소값의 약 3.6배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부의 광학 특성을 향상시킬 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)는 상기 제10 렌즈(110) 및 상기 제11 렌즈(111)가 위치에 따라 설정된 간격(제7 간격)으로 이격됨에 따라 화각(FOV)의 주변부의 왜곡 및 수차 특성을 개선할 수 있다.
항목 제2 실시예 항목 제2 실시예
F 6.372 mm L10_ET 0.3056 mm
f1 5.810 mm L11_ET 0.9909 mm
f2 14.412 mm d12_ET 0.1997 mm
f3 -6.419 mm d23_ET 0.1419 mm
f4 16.680 mm d34_ET 0.1714 mm
f5 22.094 mm d45_ET 0.1926 mm
f6 -171.060 mm d56_ET 0.0989 mm
f7 -12.487 mm d67_ET 0.1073 mm
f8 8.364 mm d78_ET 0.2874 mm
f9 15.528 mm d89_ET 0.2924 mm
f10 16.552 mm d910_ET 0.1003 mm
f11 -3.180 mm d1011_ET 0.1909 mm
f_G1 8.256 mm |L11S2_max slope| 37 도(deg)
f_G2 -29810.573 mm L11 S2 Inflection Point 0.608
f_G2a 71.968 mm L11S2_max_sag to Sensor 0.853 mm
f_G2b 4.336 mm Air_Edge_max 0.2924 mm
f_G2c -3.180 mm ∑L_CT 5.015 mm
f_Aver -8.519 mm ∑Air_CT 1.905 mm
f1-3_Aver 4.601 mm ∑Index 17.446
f4-11_Aver -13.439 mm ∑Abbe 413.656
L_G1 1.724 mm L_CT_max 0.845 mm
L_G2 4.469 mm L_CT_min 0.300 mm
L_G2-1 1.695 mm L_CT_Aver 0.456 mm
L_G2-2 1.527 mm CA_max 8.221 mm
L_G2-3 0.350 mm CA_min 2.800 mm
L1_ET 0.2451 mm CA_Aver 4.876 mm
L2_ET 0.2472 mm TD 6.920 mm
L3_ET 0.5256 mm TTL 8.000 mm
L4_ET 0.3239 mm BFL 1.080 mm
L5_ET 0.2502 mm ImgH 4.5 mm
L6_ET 0.2499 mm F-number 1.677
L7_ET 0.2826 mm FOV 70.033 도(deg)
L8_ET 0.3905 mm EPD 3.800 mm
L9_ET 0.3000 mm
수학식 제2 실시예
수학식 1 1.5 < L_G2 / L_G1 < 5 2.591
수학식 2 1 < TTL / L_G1 < 8 4.639
수학식 3 1 < TTL / L_G2 < 5 1.790
수학식 4 0.1 < L_G2-1 / L_G2 < 0.8 0.379
수학식 5 0.1 < L_G2-2 / L_G2 < 0.8 0.342
수학식 6 0.02 < L_G2-3 / L_G2 < 0.5 0.078
수학식 7 1 < L1_CT / L3_CT < 5 2.818
수학식 8 0.5 < L3_CT / L3_ET < 2 0.571
수학식 9 1 < L11_ET / L11_CT < 5 2.831
수학식 10 1.6 < n3 1.678
수학식 11 0.5 < L11S2_max_sag to Sensor < 2 0.853
수학식 12 1 < BFL / L11S2_max_sag to Sensor < 2 1.266
수학식 13 0.2 < L11S2 Inflection Point < 0.7 0.608
수학식 14 5 < |L11S2_max slope| < 45 37.000
수학식 15 1 < L1_CT / L11_CT < 5 2.416
수학식 16 0.01 < d12_CT / d1011_CT < 0.5 0.067
수학식 17 0.1 < L1R1 / L11R2 < 1 0.536
수학식 18 0 < (d1011_CT - d1011_ET) / (d1011_ET) < 2 1.385
수학식 19 1 < CA_L1S1 / CA_L3S1 < 1.5 1.188
수학식 20 0.2 < CA_L4S2 / CA_L11S2 < 1 0.420
수학식 21 1 < d34_CT / d34_ET < 8 4.241
수학식 22 1 < d1011_CT / d1011_ET < 5 2.385
수학식 23 0.1 < L10_CT / d1011_CT < 1 0.879
수학식 24 0.1 < L11_CT / d1011_CT < 1 0.769
수학식 25 1 < dG1G2_CT / dG2aG2b_CT < 3 1.648
수학식 26 0.5 < dG1G2_CT / dG2bG2c_CT < 3 1.597
수학식 27 0.5 < dG2aG2b_CT / dG2bG2c_CT < 1 0.969
수학식 28 0 < Air_Edge_Max / L_CT_Max < 2 0.346
수학식 29 0.5 < F / |f_Aver| < 3 0.748
수학식 30 -3 < f1 / f3 < 0 -0.905
수학식 31 1 < F / f1-3_Aver < 5 1.385
수학식 32 0.2 < |F / f4-11_Aver| < 3 0.474
수학식 33 0.2 < |f1-3_Aver / f4-11_Aver| < 2.5 0.342
수학식 34 1 < f_G1 / F < 5 1.296
수학식 35 1 < ∑L_CT / ∑Air_CT < 5 2.632
수학식 36 10 < ∑Index <30 17.446
수학식 37 10 < ∑Abb / ∑Index <50 23.711
수학식 38 0 < |Max_distoriton| < 5 2.000
수학식 39 0.5 < CA_L1S1 / CA_min < 2 1.357
수학식 40 1 < CA_max / CA_min < 5 2.936
수학식 41 1 < CA_max / CA_Aver < 3 1.686
수학식 42 0.1 < CA_min / CA_Aver < 1 0.574
수학식 43 0.1 < CA_max / (2*ImgH) < 1 0.913
수학식 44 0.5 < TD / CA_max < 2 0.842
수학식 45 1 < F / L11R2 < 10 1.195
수학식 46 1 < F / L1R1 < 10 2.229
수학식 47 0.5 < EPD / L11R2 < 5 0.713
수학식 48 0.5 < EPD / L1R1 < 8 1.329
수학식 49 2 < TTL < 20 8.000
수학식 50 2 < ImgH 4.500
수학식 51 BFL < 2.5 1.080
수학식 52 2 < F < 20 6.372
수학식 53 FOV < 120 70.033
수학식 54 0.5 < TTL / CA_max < 2 0.973
수학식 55 0.5 < TTL / ImgH < 3 1.778
수학식 56 0.1 < BFL / ImgH < 0.5 0.240
수학식 57 4 < TTL / BFL < 10 7.407
수학식 58 0.5 < F / TTL < 1.5 0.797
수학식 59 3 < F / BFL < 10 5.900
수학식 60 1 < F / ImgH < 3 1.416
수학식 61 1 < F / EPD < 5 1.677
표 19는 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 제11 렌즈들(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111) 각각의 초점 거리(f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7, f8, f9, f10, f11), 합성 초점 거리, 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, d(n-1, n)_ET는 서로 마주하는 제(n-1) 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단과 제n 렌즈의 물체 측 면의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리를 의미하고, Air_Edge_max는 상기 d(n-1, n)_ET 값들 중 가장 큰 값을 의미한다.
또한, 표 20은 제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 61에 대한 결과 값에 대한 것이다.
표 20을 참조하면, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 61 중 적어도 하나를 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 수학식 61을 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 10 및 도 11과 같은 우수한 광학 특성을 가질 수 있다.
자세하게, 도 10은 제2 실시예에 따른 광학계(1000)의 회절(Diffraction) MTF 특성에 대한 그래프이고, 또한, 도 11은 수차 특성에 대한 그래프이다.
도 11의 수차 그래프에서 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 도 11에서 X축은 초점 거리(mm) 및 왜곡도(%)를 나타낼 수 있고, Y축은 이미지의 높이(height)를 의미할 수 있다. 또한, 구면 수차에 대한 그래프는 약 470nm, 약 510nm, 약 555nm, 약 610nm, 약 660nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이며, 비점 수차 및 왜곡 수차에 대한 그래프는 약 555nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다.
도 11의 수차도에서는 각 곡선들이 Y축에 근접할 수록 수차 보정 기능이 좋은 것으로 해석할 수 있는데, 도 11을 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 12는 제3 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 13은 제3 실시예에 따른 광학계에서 각 렌즈면의 비구면 계수에 대한 데이터이고, 도 14는 제3 실시예에 따른 광학계에서 인접한 두 렌즈 사이의 간격에 대한 데이터이다. 도 15는 제3 실시예에 따른 광학계의 회절 MTF(Diffraction MTF)에 대한 그래프이고, 도 16은 제3 실시예에 따른 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 12 내지 도 16을 참조하면, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)는 제1 렌즈(101), 제2 렌즈(102), 제3 렌즈(103), 제4 렌즈(104), 제5 렌즈(105), 제6 렌즈(106), 제7 렌즈(107), 제8 렌즈(108), 제9 렌즈(109), 제10 렌즈(110), 제11 렌즈(111) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제11 렌즈들(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111)은 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
또한, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제2 렌즈(102)의 물체 측 면(제3 면(S3))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 제10 렌즈(110) 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 2.753 0.569 1.562 40.186 2.900
제2 면 14.459 0.030 2.795
제2 렌즈 제3 면
(Stop)		 4.234 0.439 1.536 55.429 2.714
제4 면 11.890 0.065 2.575
제3 렌즈 제5 면 9.053 0.300 1.676 19.354 2.477
제6 면 2.851 0.415 2.200
제4 렌즈 제7 면 -7.646 0.300 1.653 21.453 2.336
제8 면 -5.022 0.030 2.716
제5 렌즈 제9 면 106.693 0.474 1.539 53.376 3.290
제10 면 -9.428 0.086 3.566
제6 렌즈 제11 면 -4.217 0.350 1.542 50.687 3.673
제12 면 -5.694 0.030 3.926
제7 렌즈 제13 면 -4.500 0.300 1.603 28.496 4.003
제14 면 -8.297 0.368 4.254
제8 렌즈 제15 면 17.723 0.464 1.536 55.347 4.706
제16 면 -5.960 0.049 5.186
제9 렌즈 제17 면 -24.268 0.426 1.536 55.699 5.303
제18 면 -5.417 0.044 5.693
제10 렌즈 제19 면 -10.932 0.418 1.568 35.588 5.782
제20 면 -4.824 0.512 6.217
제11 렌즈 제21 면 -3.014 0.350 1.538 53.932 7.093
제22 면 3.691 0.220 7.705
필터 Infinity 0.110 8.228
Infinity 0.755 8.292
이미지 센서 Infinity -0.005 9.000
표 21은 제3 실시예에 따른 상기 제1 내지 제11 렌즈들(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111)의 광축(OA)에서의 곡률 반경(Radius of Curvature), 렌즈의 두께(Thickness), 렌즈 사이의 간격(distance), d-line에서의 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number) 및 유효경(Clear aperture; CA)의 크기에 대한 것이다.
제3 실시예에 따른 광학계(1000)의 제1 렌즈(101)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)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(101)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2)은 하기 도 13과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제2 렌즈(102)는 광축(OA)에서 양(+) 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)의 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. 상기 제2 렌즈(102)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 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 도 13과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제3 렌즈(103)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)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(103)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 도 13과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)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(104)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 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 도 13과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)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(105)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 도 13과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)의 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. 상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 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 도 13과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)의 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. 상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 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 도 13과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제8 렌즈(108)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)의 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. 상기 제8 렌즈(108)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 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 도 13과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제9 렌즈(109)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(109)의 제17 면(S17)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(109)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 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 도 13과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제10 렌즈(110)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제10 렌즈(110)의 제19 면(S19)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제20 면(S20)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제10 렌즈(110)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제19 면(S19)은 비구면일 수 있고, 상기 제20 면(S20)은 비구면일 수 있다. 상기 제19 면(S19) 및 상기 제20 면(S20)은 하기 도 13과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제11 렌즈(111)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제22 면(S22)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제11 렌즈(111)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제21 면(S21)은 비구면일 수 있고, 상기 제22 면(S22)은 비구면일 수 있다. 상기 제21 면(S21) 및 상기 제22 면(S22)은 하기 도 13과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제11 렌즈(111)는 임계점을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21) 상에는 상술한 제2 임계점이 배치될 수 있다. 상기 제2 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 75% 이상인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제2 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 87%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22) 상에는 상술한 제3 임계점이 배치될 수 있다. 상기 제3 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 20%보다 크고 약 70%보다 작은 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제3 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 57%인 위치에 배치될 수 있다.
도 13을 참조하면, 제3 실시예에 복수의 렌즈들(100) 중 적어도 하나의 렌즈면은 30차 비구면 계수를 가진 비구면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제11 렌즈(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111)는 30차 비구면 계수를 가지는 렌즈면을 포함할 수 있다. 상기와 같이 30차 비구면 계수를 가진 비구면은(“0”이 아닌 수치) 주변부의 비구면 형상을 특히 크게 변화시킬 수 있기 때문에 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 양호하게 보정할 수 있다.
또한, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 서로 인접한 두 렌즈 사이의 간격은 도 14와 같을 수 있다.
도 14는 서로 마주하는 n-1번째 렌즈의 센서 측 면과 n번째 렌즈의 물체 측 면 사이의 광축(OA) 방향 간격을 의미할 수 있다. 자세하게, 도 14는 광축(OA)에서 광축(OA)의 수직 방향으로 0.1mm 간격의 높이 지점에서 측정한 두 렌즈 사이의 광축(OA) 방향 간격을 의미할 수 있다.
이때, 인접한 두 렌즈의 최대 높이(Y) 지점이 의미하는 것은, 마주하는 n-1번째 렌즈의 센서 측 면과 n번째 렌즈의 물체 측 면 중 유효경 크기가 작은 렌즈면의 유효 반경 값(렌즈 데이터에 기재된 유효경 크기의 1/2)으로, 설명의 편의상 0.1mm 간격으로 표시한 것을 의미할 수 있다.
즉, 최대 높이(Y) 지점에서의 간격이 의미하는 것은, 마주하는 n-1번째 렌즈의 센서 측 면과 n번째 렌즈의 물체 측 면 중 유효경 크기가 작은 렌즈면의 유효 반경 높이에서의 광축(OA) 방향 간격을 의미할 수 있다.
자세하게, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)의 상기 제1 렌즈군(G1)에서 상기 제1 렌즈(101)와 상기 제2 렌즈(102) 사이의 간격(제1 간격)은 하기 표 22와 같을 수 있다.
제1렌즈의 센서 측면에서 광축으로부터의 광축의 수직방향 높이(mm) 에어갭(d12)의 광축방향 간격(mm)(제1 간격) 제2 렌즈의 물체 측면에서 광축으로부터의 광축의 수직방향 높이(mm)
0 0.0304 0
0.1 0.0312 0.1
0.2 0.0337 0.2
0.3 0.0379 0.3
0.4 0.0437 0.4
0.5 0.0513 0.5
0.6 0.0606 0.6
0.7 0.0716 0.7
0.8 0.0843 0.8
0.9 0.0986 0.9
1 0.1145 1
1.1 0.1318 1.1
1.2 0.1503 1.2
1.3 0.1694 1.3
1.357 (P1) 0.1889 1.357 (P1)
표 22를 참조하면, 상기 제1 간격은 광축(OA)에서 상기 제3 면(S3)의 유효경의 끝단인 제1 지점(P1)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제1 지점(P1)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제1 렌즈(101)의 센서 측 면(제2 면(S2))과 상기 제2 렌즈(102)의 물체 측 면(제3 면(S3)) 중 유효경 크기가 작은 상기 제3 면(S3)의 유효 반경 값으로, 표 21에 기재된 상기 제3 면(S3)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제1 간격은 상기 제1 지점(P1)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 3배 내지 약 10배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 6.2배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 입사되는 광을 효과적으로 제어할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 렌즈(101) 및 상기 제2 렌즈(102)가 위치에 따라 설정된 간격(제1 간격)으로 이격됨에 따라, 상기 제1 및 제2 렌즈(101, 102)를 통해 입사된 광이 그 이후에 배치된 렌즈로 제공 시 양호한 광학 성능을 유지할 수 있다.
또한, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)의 제1 렌즈군(G1)에서 상기 제2 렌즈(102)와 상기 제3 렌즈(103) 사이의 간격(제2 간격)은 하기 표 23과 같을 수 있다.
제2렌즈의 센서 측면에서 광축으로부터의 광축의 수직방향 높이(mm) 에어갭(d23)의 광축방향 간격(mm)(제2간격) 제3렌즈의 물체 측면에서 광축으로부터의 광축의 수직방향 높이(mm)
0 0.0654 0
0.1 0.0655 0.1
0.2 0.0660 0.2
0.3 0.0667 0.3
0.4 0.0677 0.4
0.5 0.0690 0.5
0.6 0.0708 0.6
0.7 0.0732 0.7
0.8 0.0764 0.8
0.9 0.0809 0.9
1 0.0872 1
1.1 0.0959 1.1
1.2 0.1078 1.2
1.239 (P2) 0.1233 1.239 (P2)
표 23을 참조하면, 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 상기 제5 면(S5)의 유효경의 끝단인 제2 지점(P2)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제2 지점(P2)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제2 렌즈(102)의 센서 측 면(제4 면(S4))과 상기 제3 렌즈(103)의 물체 측 면(제5 면(S5)) 중 유효경 크기가 작은 상기 제5 면(S5)의 유효 반경 값으로, 표 21에 기재된 상기 제5 면(S5)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제2 간격은 상기 제2 지점(P2)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.2배 내지 약 3배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.9배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제2 렌즈(102) 및 상기 제3 렌즈(103)가 위치에 따라 설정된 간격(제2 간격)으로 이격됨에 따라, 상기 광학계(1000)의 수차 특성을 개선할 수 있다.
또한, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2), 예를 들어 상기 제3 렌즈(103)와 상기 제4 렌즈(104) 사이의 간격(제3 간격)은 하기 표 24와 같을 수 있다.
제3렌즈의 센서 측면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d34)의 광축방향 간격(mm)(제3간격) 제4렌즈의 물체 측면에서 광축으로부터의 광축의 수직방향 높이(mm)
0 0.4154 0
0.1 0.4130 0.1
0.2 0.4057 0.2
0.3 0.3936 0.3
0.4 0.3764 0.4
0.5 0.3540 0.5
0.6 0.3261 0.6
0.7 0.2923 0.7
0.8 0.2520 0.8
0.9 0.2043 0.9
1 0.1478 1
1.1 (P3) 0.0812 1.1 (P3)
표 24를 참조하면, 상기 제3 간격은 광축(OA)에서 상기 제6 면(S6)의 유효경의 끝단인 상기 제3 지점(P3)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제3 지점(P3)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제3 렌즈(103)의 센서 측 면(제6 면(S6))과 상기 제4 렌즈(104)의 물체 측 면(제7 면(S7)) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제6 면(S6)의 유효 반경 값으로, 표 21에 기재된 상기 제6 면(S6)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제3 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제3 지점(P3)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 2배 내지 약 7배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 5.1배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제3 렌즈(103) 및 상기 제4 렌즈(104)가 위치에 따라 설정된 간격(제3 간격)으로 이격됨에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 비네팅(vignetting) 특성을 제어할 수 있다.
또한, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서, 상기 제2-1 렌즈군(G2a)과 상기 제2-2 렌즈군(G2b) 사이의 간격, 예를 들어 상기 제7 렌즈(107)와 상기 제8 렌즈(108) 사이의 간격(제4 간격)은 하기 표 25와 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 0.3680 0
0.1 0.3688 0.1
0.2 0.3715 0.2
0.3 0.3759 0.3
0.4 0.3821 0.4
0.5 0.3902 0.5
0.6 0.4000 0.6
0.7 0.4118 0.7
0.8 0.4254 0.8
0.9 0.4407 0.9
1 0.4575 1
1.1 0.4755 1.1
1.2 0.4944 1.2
1.3 0.5138 1.3
1.4 0.5332 1.4
1.5 0.5516 1.5
1.6 0.5676 1.6
1.7 0.5792 1.7
1.8 (P4) 0.5844 1.8 (P4)
1.9 0.5816 1.9
2.0 0.5696 2.0
2.1 0.5471 2.1
2.127 (P5) 0.5114 2.127 (P5)
표 25를 참조하면, 상기 제4 간격은 광축(OA)에서 상기 제14 면(S14) 상에 위치한 제4 지점(P4)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제4 지점(P4)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제14 면(S14)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 65% 내지 약 85%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제4 지점(P4)은 약 84.6%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제4 간격은 상기 제4 지점(P4)에서 상기 제14 면(S14)의 유효경의 끝단인 제5 지점(P5)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제5 지점(P5)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제7 렌즈(107)의 센서 측 면(제14 면(S14))과 상기 제8 렌즈(108)의 물체 측 면(제15 면(S15)) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제14 면(S14)의 유효 반경 값으로, 표 21에 기재된 상기 제14 면(S14)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제4 간격은 상기 제4 지점(P4)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 1.2배 내지 약 2배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 1.6배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제7 렌즈(107) 및 상기 제8 렌즈(108)가 위치에 따라 설정된 간격(제4 간격)으로 이격됨에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있고, 향상된 색수차, 왜곡 수차 제어 특성을 가질 수 있다.
또한, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)의 제2-2 렌즈군(G2b)에서 상기 제8 렌즈(108)와 상기 제9 렌즈(109) 사이의 간격(제5 간격)은 하기 표 26과 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 0.0487 0
0.1 0.0493 0.1
0.2 0.0511 0.2
0.3 0.0541 0.3
0.4 0.0581 0.4
0.5 0.0628 0.5
0.6 0.0681 0.6
0.7 0.0736 0.7
0.8 0.0790 0.8
0.9 0.0841 0.9
1 0.0886 1
1.1 0.0924 1.1
1.2 0.0953 1.2
1.3 0.0971 1.3
1.4 (P6) 0.0975 1.4 (P6)
1.5 0.0964 1.5
1.6 0.0937 1.6
1.7 0.0896 1.7
1.8 0.0844 1.8
1.9 0.0785 1.9
2.0 0.0722 2.0
2.1 0.0661 2.1
2.2 0.0615 2.2
2.3 (P7) 0.0602 2.3 (P7)
2.4 0.0642 2.4
2.5 0.0757 2.5
2.593 (P8) 0.0965 2.593 (P8)
표 26을 참조하면, 상기 제5 간격은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제6 지점(P6)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제6 지점(P6)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 40% 내지 약 55%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제6 지점(P6)은 약 54%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제5 간격은 상기 제6 지점(P6)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제7 지점(P7)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제7 지점(P7)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 55% 내지 약 90%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제7 지점(P7)은 약 88.7%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제5 간격은 상기 제7 지점(P7)에서 상기 제16 면(S16)의 유효경의 끝단인 상기 제8 지점(P8)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제8 지점(P8)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제8 렌즈(107)의 센서 측 면(제16 면(S16))과 상기 제9 렌즈(109)의 물체 측 면(제17 면(S17)) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제16 면(S16)의 유효 반경 값으로, 표 21에 기재된 상기 제16 면(S16)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제5 간격은 상기 제6 지점(P6)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 내지 약 3배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 2배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 상기 제8 렌즈(108) 및 상기 제9 렌즈(109)가 위치에 따라 설정된 간격(제5 간격)으로 이격됨에 따라 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있고, 상기 제9 렌즈(109)의 유효경의 크기를 적절하게 제어할 수 있다.
또한, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)의 제2-2 렌즈군(G2b)에서 상기 제9 렌즈(109)와 상기 제10 렌즈(110) 사이의 간격(제6 간격)은 하기 표 27과 같을 수 있다.
제9 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d910)의 광축 방향 간격(mm)
(제6 간격)		 제10 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.0440 0
0.1 0.0444 0.1
0.2 0.0458 0.2
0.3 0.0481 0.3
0.4 0.0512 0.4
0.5 0.0549 0.5
0.6 0.0592 0.6
0.7 0.0639 0.7
0.8 0.0688 0.8
0.9 0.0738 0.9
1 0.0787 1
1.1 0.0832 1.1
1.2 0.0871 1.2
1.3 0.0901 1.3
1.4 0.0921 1.4
1.5 (P9) 0.0930 1.5 (P9)
1.6 0.0930 1.6
1.7 0.0920 1.7
1.8 0.0904 1.8
1.9 0.0884 1.9
2 0.0864 2
2.1 0.0846 2.1
2.2 0.0833 2.2
2.3 0.0820 2.3
2.4 0.0799 2.4
2.5 0.0766 2.5
2.6 0.0725 2.6
2.7 0.0682 2.7
2.8 0.0646 2.8
2.847 (P10) 0.0635 2.847 (P10)
표 27을 참조하면, 상기 제6 간격은 광축(OA)에서 상기 제18 면(S18) 상에 위치한 제9 지점(P9)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제9 지점(P9)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 50% 내지 약 95%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제9 지점(P9)은 약 52.7%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제6 간격은 상기 제9 지점(P9)에서 상기 제18 면(S18)의 유효경의 끝단인 상기 제10 지점(P10)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제10 지점(P10)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제9 렌즈(109)의 센서 측 면(제18 면(S18))과 상기 제10 렌즈(110)의 물체 측 면(제19 면(S19)) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제18 면(S18)의 유효 반경 값으로, 표 21에 기재된 상기 제18 면(S18)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제6 간격은 상기 제9 지점(P9)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제6 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 내지 약 5배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제6 간격의 최대값은 최소값의 약 2.1배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부의 광학 특성을 향상시킬 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)는 상기 제9 렌즈(109) 및 상기 제10 렌즈(110)가 위치에 따라 설정된 간격(제6 간격)으로 이격됨에 따라 화각(FOV)의 주변부의 왜곡, 색수차 특성을 개선할 수 있고, 향상된 해상력을 가질 수 있다.
또한, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제2-2 렌즈군(G2b)과 상기 제2-3 렌즈군(G2c), 예를 들어 상기 제10 렌즈(110)와 상기 제11 렌즈(111) 사이의 간격(제7 간격)은 하기 표 28과 같을 수 있다.
제10 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d1011)의 광축 방향 간격(mm)
(제7 간격)		 제11 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.5120 0
0.1 0.5114 0.1
0.2 0.5096 0.2
0.3 0.5064 0.3
0.4 0.5021 0.4
0.5 0.4966 0.5
0.6 0.4899 0.6
0.7 0.4822 0.7
0.8 0.4735 0.8
0.9 0.4638 0.9
1 0.4531 1
1.1 0.4416 1.1
1.2 0.4293 1.2
1.3 0.4164 1.3
1.4 0.4029 1.4
1.5 0.3890 1.5
1.6 0.3748 1.6
1.7 0.3605 1.7
1.8 0.3464 1.8
1.9 0.3328 1.9
2 0.3203 2
2.1 0.3093 2.1
2.2 0.3000 2.2
2.3 0.2927 2.3
2.4 0.2872 2.4
2.5 0.2834 2.5
2.6 0.2810 2.6
2.7 0.2794 2.7
2.8 0.2779 2.8
2.9 0.2765 2.9
3.0 (P11) 0.2761 3.0 (P11)
3.108 (P12) 0.2779 3.108 (P12)
표 28을 참조하면, 상기 제7 간격은 광축(OA)에서 상기 제20 면(S20) 상에 위치한 제11 지점(P11)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제11 지점(P11)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 90% 내지 약 99%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제11 지점(P11)은 약 96.5%인 위치에 배치될 수 있다.
또한 상기 제7 간격은 상기 제11 지점(P11)에서 상기 제20 면(S20)의 유효경의 끝단인 상기 제12 지점(P12)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제12 지점(P12)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제10 렌즈(110)의 센서 측 면(제20 면(S20))과 상기 제11 렌즈(111)의 물체 측 면(제21 면(S21)) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제20 면(S20)의 유효 반경 값으로, 표 21에 기재된 상기 제20 면(S20)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제7 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제11 지점(P11)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제7 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 내지 약 3배일 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제7 간격의 최대값은 최소값의 약 1.9배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부의 광학 특성을 향상시킬 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)는 상기 제10 렌즈(110) 및 상기 제11 렌즈(111)가 위치에 따라 설정된 간격(제7 간격)으로 이격됨에 따라 화각(FOV)의 주변부의 왜곡 및 수차 특성을 개선할 수 있다.
항목 제3 실시예 항목 제3 실시예
F 5.584 mm L10_ET 0.3663 mm
f1 5.944 mm L11_ET 0.7816 mm
f2 12.024 mm d12_ET 0.1737 mm
f3 -6.283 mm d23_ET 0.1125 mm
f4 21.443 mm d34_ET 0.0635 mm
f5 16.105 mm d45_ET 0.1984 mm
f6 -32.702 mm d56_ET 0.0646 mm
f7 -16.799 mm d67_ET 0.0504 mm
f8 8.375 mm d78_ET 0.3635 mm
f9 12.913 mm d89_ET 0.0745 mm
f10 14.834 mm d910_ET 0.0519 mm
f11 -3.029 mm d1011_ET 0.3416 mm
f_G1 7.908 mm |L11S2_max slope| 31 도(deg)
f_G2 46.535 mm L11 S2 Inflection Point 0.571
f_G2a 7.908 mm L11S2_max_sag to Sensor 0.846 mm
f_G2b 61.804 mm Air_Edge_max 0.3635 mm
f_G2c 3.994 mm ∑L_CT 4.390 mm
f_Aver 2.984 mm ∑Air_CT 1.630 mm
f1-3_Aver 3.895 mm ∑Index 17.289
f4-11_Aver 2.643 mm ∑Abbe 469.546
L_G1 1.404 mm L_CT_max 0.569 mm
L_G2 4.201 mm L_CT_min 0.300 mm
L_G2-1 1.570 mm L_CT_Aver 0.399 mm
L_G2-2 1.401 mm CA_max 7.705 mm
L_G2-3 0.350 mm CA_min 2.200 mm
L1_ET 0.2505 mm CA_Aver 4.141 mm
L2_ET 0.2528 mm TD 6.020 mm
L3_ET 0.4383 mm TTL 7.100 mm
L4_ET 0.2845 mm BFL 1.080 mm
L5_ET 0.2501 mm ImgH 4.5 mm
L6_ET 0.2500 mm F-number 1.925
L7_ET 0.2554 mm FOV 76.66 도(deg)
L8_ET 0.3333 mm EPD 2.900 mm
L9_ET 0.3222 mm
수학식 제3 실시예
수학식 1 1.5 < L_G2 / L_G1 < 5 2.992
수학식 2 1 < TTL / L_G1 < 8 5.057
수학식 3 1 < TTL / L_G2 < 5 1.690
수학식 4 0.1 < L_G2-1 / L_G2 < 0.8 0.374
수학식 5 0.1 < L_G2-2 / L_G2 < 0.8 0.334
수학식 6 0.02 < L_G2-3 / L_G2 < 0.5 0.083
수학식 7 1 < L1_CT / L3_CT < 5 1.896
수학식 8 0.5 < L3_CT / L3_ET < 2 0.685
수학식 9 1 < L11_ET / L11_CT < 5 2.233
수학식 10 1.6 < n3 1.676
수학식 11 0.5 < L11S2_max_sag to Sensor < 2 0.846
수학식 12 1 < BFL / L11S2_max_sag to Sensor < 2 1.276
수학식 13 0.2 < L11S2 Inflection Point < 0.7 0.571
수학식 14 5 < |L11S2_max slope| < 45 31.000
수학식 15 1 < L1_CT / L11_CT < 5 1.626
수학식 16 0.01 < d12_CT / d1011_CT < 0.5 0.059
수학식 17 0.1 < L1R1 / L11R2 < 1 0.746
수학식 18 0 < (d1011_CT - d1011_ET) / (d1011_ET) < 2 0.499
수학식 19 1 < CA_L1S1 / CA_L3S1 < 1.5 1.171
수학식 20 0.2 < CA_L4S2 / CA_L11S2 < 1 0.353
수학식 21 1 < d34_CT / d34_ET < 8 6.542
수학식 22 1 < d1011_CT / d1011_ET < 5 1.499
수학식 23 0.1 < L10_CT / d1011_CT < 1 0.817
수학식 24 0.1 < L11_CT / d1011_CT < 1 0.684
수학식 25 1 < dG1G2_CT / dG2aG2b_CT < 3 1.129
수학식 26 0.5 < dG1G2_CT / dG2bG2c_CT < 3 0.811
수학식 27 0.5 < dG2aG2b_CT / dG2bG2c_CT < 1 0.719
수학식 28 0 < Air_Edge_Max / L_CT_Max < 2 0.639
수학식 29 0.5 < F / |f_Aver| < 3 1.871
수학식 30 -3 < f1 / f3 < 0 -0.946
수학식 31 1 < F / f1-3_Aver < 5 1.434
수학식 32 0.2 < |F / f4-11_Aver| < 3 2.113
수학식 33 0.2 < |f1-3_Aver / f4-11_Aver| < 2.5 1.474
수학식 34 1 < f_G1 / F < 5 1.416
수학식 35 1 < ∑L_CT / ∑Air_CT < 5 2.694
수학식 36 10 < ∑Index <30 17.289
수학식 37 10 < ∑Abb / ∑Index <50 27.158
수학식 38 0 < |Max_distoriton| < 5 2.000
수학식 39 0.5 < CA_L1S1 / CA_min < 2 1.318
수학식 40 1 < CA_max / CA_min < 5 3.502
수학식 41 1 < CA_max / CA_Aver < 3 1.860
수학식 42 0.1 < CA_min / CA_Aver < 1 0.531
수학식 43 0.1 < CA_max / (2*ImgH) < 1 0.856
수학식 44 0.5 < TD / CA_max < 2 0.781
수학식 45 1 < F / L11R2 < 10 1.513
수학식 46 1 < F / L1R1 < 10 2.028
수학식 47 0.5 < EPD / L11R2 < 5 0.786
수학식 48 0.5 < EPD / L1R1 < 8 1.053
수학식 49 2 < TTL < 20 7.100
수학식 50 2 < ImgH 4.500
수학식 51 BFL < 2.5 1.080
수학식 52 2 < F < 20 5.584
수학식 53 FOV < 120 76.660
수학식 54 0.5 < TTL / CA_max < 2 0.921
수학식 55 0.5 < TTL / ImgH < 3 1.578
수학식 56 0.1 < BFL / ImgH < 0.5 0.240
수학식 57 4 < TTL / BFL < 10 6.574
수학식 58 0.5 < F / TTL < 1.5 0.786
수학식 59 3 < F / BFL < 10 5.170
수학식 60 1 < F / ImgH < 3 1.241
수학식 61 1 < F / EPD < 5 1.925
표 29는 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 제11 렌즈들(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111) 각각의 초점 거리(f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7, f8, f9, f10, f11), 합성 초점 거리, 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 30은 제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 61에 대한 결과 값에 대한 것이다.
표 30을 참조하면, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 61 중 적어도 하나를 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 수학식 61을 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 15 및 도 16과 같은 우수한 광학 특성을 가질 수 있다.
자세하게, 도 15는 제3 실시예에 따른 광학계(1000)의 회절(Diffraction) MTF 특성에 대한 그래프이고, 또한, 도 16은 수차 특성에 대한 그래프이다.
도 16의 수차 그래프에서 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 도 16에서 X축은 초점 거리(mm) 및 왜곡도(%)를 나타낼 수 있고, Y축은 이미지의 높이(height)를 의미할 수 있다. 또한, 구면 수차에 대한 그래프는 약 470nm, 약 510nm, 약 555nm, 약 610nm, 약 660nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이며, 비점 수차 및 왜곡 수차에 대한 그래프는 약 555nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다.
도 16의 수차도에서는 각 곡선들이 Y축에 근접할 수록 수차 보정 기능이 좋은 것으로 해석할 수 있는데, 도 16을 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 17은 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.
도 17을 참조하면, 상기 이동 단말기(1)는 후면에 제공되는 카메라 모듈(10)을 포함할 수 있다.
상기 카메라 모듈(10)은 이미지 촬영 기능을 포함할 수 있다. 또한, 상기 카메라 모듈(10)은 자동 초점(Auto focus), 줌(zoom) 기능 및 OIS 기능 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 카메라 모듈(10)은 촬영 모드 또는 화상 통화 모드에서 이미지 센서(300)에 의해 얻어지는 정지 영상 이미지 또는 동영상의 화상 프레임을 처리할 수 있다. 처리된 화상 프레임은 상기 이동 단말기(1)의 디스플레이부(미도시)에 표시될 수 있으며 메모리(미도시)에 저장될 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만 상기 이동 단말기(1)의 전면에도 상기 카메라 모듈이 더 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 카메라 모듈(10)은 제1 카메라 모듈(10A) 및 제2 카메라 모듈(10B)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 카메라 모듈(10A) 및 상기 제2 카메라 모듈(10B) 중 적어도 하나는 상술한 광학계(1000)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈(10)은 슬림한 구조를 가질 수 있고, 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, 예를 들어 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: 101 제2 렌즈: 102
제3 렌즈: 103 제4 렌즈: 104
제5 렌즈: 105 제6 렌즈: 106
제7 렌즈: 107 제8 렌즈: 108
제9 렌즈: 109 제10 렌즈: 110
제11 렌즈: 111 이미지 센서: 300
필터: 500

Claims (18)

  1. 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제11 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제11 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고,
    상기 제11 렌즈의 센서 측 면은 상기 광축에서 오목한 형상을 가지고,
    하기 수학식을 만족하는 광학계.
    0.5 < TTL / ImgH < 3
    10 < ∑Abb / ∑Index < 50
    (TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 상기 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이고, ImgH는 상기 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2이다. 또한, ∑Index는 상기 제1 내지 제11 렌즈 각각의 d-line에서의 굴절률 합이고, ∑Abbe는 상기 제1 내지 제11 렌즈 각각의 아베수(Abbe's number)의 합이다.)
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 물체 측 면은 상기 광축에서 볼록한 형상을 가지는 광학계.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제11 렌즈는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    1 < L1_CT / L11_CT < 5
    (L1_CT는 상기 제1 렌즈의 상기 광축에서의 두께이고, L11_CT는 상기 제11 렌즈의 상기 광축에서의 두께이다.)
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 광학계는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    0.01 < d12_CT / d1011_CT < 1
    (d12_CT는 상기 제1 및 제2 렌즈의 상기 광축에서의 간격이고, d1011_CT는 상기 제10 및 제11 렌즈의 상기 광축에서의 간격이다.)
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제11 렌즈는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    0.5 < EPD / L11R2 < 5
    (EPD는 상기 광학계의 입사동의 크기(Entrance Pupil Diameter)이고, L11R2는 상기 광축에서 상기 제1 렌즈의 센서 측 면의 곡률 반경을 의미한다.)
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 광학계는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    0.5 < L11S2_max_sag to Sensor < 2
    (L11S2_max_sag to Sensor은 상기 제11 렌즈의 센서 측 면의 최대 Sag 값에서 상기 센서까지의 상기 광축 방향 거리이다.)
  7. 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되며, 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 제1 및 제2 렌즈군을 포함하고,
    상기 제1 렌즈군은 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제2 렌즈군은 상기 광축에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가지고,
    상기 제1 및 제2 렌즈군에 포함된 렌즈 매수의 총 합은 11매이고,
    하기 수학식을 만족하는 광학계.
    1 < TTL / L_G1 < 8
    1 < TTL / L_G2 < 5
    (TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 상기 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이다. 또한, L_G1은 상기 제1 렌즈군에 포함된 렌즈 중 물체와 가장 인접한 첫 번째 렌즈의 물체 측 면과 상기 센서와 가장 인접한 마지막 렌즈의 센서 측 면의 상기 광축에서의 거리이고, L_G2은 상기 제2 렌즈군에 포함된 렌즈 중 물체와 가장 인접한 첫 번째 렌즈의 물체 측 면과 상기 센서와 가장 인접한 마지막 렌즈의 센서 측 면의 상기 광축에서의 거리이다.)
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 렌즈군은 상기 제1 렌즈군보다 많은 매수의 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 렌즈군 각각의 초점 거리의 절대값은 상기 제2 렌즈군이 더 큰 광학계.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈군은 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 상기 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제3 렌즈를 포함하고,
    상기 제2 렌즈군은 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 상기 광축을 따라 배치되는 제4 내지 제11 렌즈를 포함하는 광학계.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제2 렌즈군은,
    상기 제4 내지 제7 렌즈를 포함하는 제2-1 렌즈군;
    상기 제8 내지 제10 렌즈를 포함하는 제2-2 렌즈군; 및
    상기 제11 렌즈를 포함하는 제2-3 렌즈군을 포함하고,
    상기 제2-1 내지 제2-3 렌즈군 각각의 렌즈군의 초점 거리의 절대값은 상기 제2-1 렌즈군이 가장 큰 광학계.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 제2-1 렌즈군은 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제2-2 렌즈군은 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제2-3 렌즈군은 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지는 광학계.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 렌즈군의 상기 광축에서의 간격은 상기 제1 렌즈군에 포함된 복수의 렌즈들의 상기 광축에서의 간격보다 큰 광학계.
  13. 제9 항에 있어서,
    상기 제2-1 및 제2-2 렌즈군의 상기 광축에서의 간격은 상기 제2-1 렌즈군에 포함된 복수의 렌즈들의 상기 광축에서의 간격보다 큰 광학계.
  14. 제9 항에 있어서,
    상기 제2-2 및 제2-3 렌즈군의 상기 광축에서의 간격은 상기 제2-2 렌즈군에 포함된 복수의 렌즈들의 상기 광축에서의 간격보다 큰 광학계.
  15. 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제11 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제11 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고,
    상기 제11 렌즈의 센서 측 면은 상기 광축에서 오목한 형상을 가지고,
    하기 수학식을 만족하는 광학계.
    1 < f_G1 / F < 5
    (f_G1은 상기 제1 내지 제3 렌즈의 복합 초점 거리(mm)이고, F는 상기 광학계의 전체 초점 거리이다.)
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 렌즈의 상기 광축에서의 두께는 상기 제1 렌즈가 가장 두껍고 상기 제3 렌즈가 가장 얇은 광학계.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 렌즈 중 상기 제3 렌즈는 가장 작은 아베수를 가지고,
    상기 제3 렌즈의 아베수는 상기 제2 렌즈의 아베수보다 20 이상 작은 광학계.
  18. 제1 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 따른 광학계를 포함하고,
    하기 수학식을 만족하는 카메라 모듈.
    1 < F / EPD < 5
    (F는 상기 광학계의 전체 초점 거리이고, EPD는 상기 광학계의 입사동의 크기(Entrance Pupil Diameter)이다.)
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