KR20230059650A - 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 Download PDF

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KR20230059650A
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

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, 1 < F / EPD < 5의 수학식을 만족할 수 있다(F는 상기 광학계의 전체 초점 거리이고, EPD는 상기 광학계의 입사동의 크기(Entrance Pupil Diameter)이다).

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.
또한, 실시예는 화각의 중심부와 주변부에서 우수한 광학 성능을 가지는 광학계를 제공하고자 한다,
또한, 실시예는 슬림한 구조를 가질 수 있는 광학계를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 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 / EPD < 5
(F는 상기 광학계의 전체 초점 거리이고, EPD는 상기 광학계의 입사동의 크기(Entrance Pupil Diameter)이다.)
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 광학계는 하기 수학식을 만족할 수 있다.
1 < d1011_CT / d1011_min < 20
(d1011_CT는 광축(OA)에서 상기 제10 및 제11 렌즈의 상기 광축에서의 간격이고, d1011_min은 상기 제10 렌즈의 센서 측 면 및 상기 제11 렌즈의 물체 측 면 사이의 상기 광축 방향 간격 중 최소 간격이다.)
또한, 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, 상기 제1 내지 제3 렌즈의 복합 초점 거리는 양(+)의 값을 가지고, 상기 제4 내지 제11 렌즈의 복합 초점 거리는 음(-)의 값을 가지고, 하기 수학식을 만족할 수 있다.
0.1 < f1-3 / f4-11 < 1
(f1-3은 상기 제1 내지 제3 렌즈의 복합 초점 거리이고, f4-11은 상기 제4 내지 제11 렌즈의 복합 초점 거리이다.)
또한, 상기 광학계는 하기 수학식을 만족할 수 있다.
1 < f1-3 / F < 5
(f1-3은 상기 제1 내지 제3 렌즈의 복합 초점 거리이고, F는 상기 광학계의 전체 초점 거리이다.)
또한, 상기 제1 및 제3 렌즈는 하기 수학식을 만족할 수 있다.
-3 < f1 / f3 < 0
(f1은 상기 제1 렌즈의 초점 거리이고, f3은 상기 제3 렌즈의 초점 거리이다.)
또한, 상기 제3 렌즈의 아베수는 상기 제2 렌즈의 아베수보다 20 이상 작을 수 있다.
또한, 상기 제1 내지 제3 렌즈 중 상기 제3 렌즈의 굴절률은 가장 크고, 상기 제1 렌즈의 굴절률은 상기 제2 렌즈의 굴절률보다 크거나 같을 수 있다.
또한, 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.
0.1 < CA_max / (2*ImgH) < 1
(CA_max는 상기 제1 내지 제11 렌즈의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 큰 유효경 크기를 가지는 렌즈면의 유효경(Clear Aperture) 크기이다. 또한, ImgH는 상기 센서의 유효 영역의 최대 대각 방향 길이의 1/2이다.)
또한, 상기 광축을 시작점으로 하고 상기 제9 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 제10 및 제11 렌즈 사이의 상기 광축 방향 간격은, 상기 광축에서 상기 제10 렌즈의 센서 측 면 상에 위치한 제9 지점으로 갈수록 작아지고, 상기 제9 지점에서 상기 제10 렌즈의 센서 측 면상에 위치한 제10 지점으로 갈수록 커지고, 상기 제10 지점은 상기 제10 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단일 수 있다.
또한, 상기 제9 지점은 상기 광축을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 광축의 수직인 방향을 기준으로 60% 내지 85%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제11 렌즈는 센서 측 면 상에 배치되며 상기 제11 렌즈의 센서 측 면 상에서 상기 광축의 수직인 방향에 대한 접선의 기울기가 0인 지점으로 정의하는 제1 임계점을 포함하고, 상기 제1 임계점은 상기 광축을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈의 센서 측 면의 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 광축의 수직인 방향을 기준으로 약 20%보다 크고 60%보다 작은 위치에 배치될 수 있다.
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 거리로, 상기 제1 임계점에서 상기 센서까지의 상기 광축 방향 거리이다.)
또한, 실시예에 따른 카메라 모듈은 상기 광학계를 포함하고, 하기 수학식을 만족할 수 있다.
3 < F / BFL < 10
(F는 상기 광학계의 전체 초점 거리이고, BFL(Back focal length)은 상기 센서와 최인접한 렌즈의 센서 측 면과 상기 센서의 상면까지의 상기 광축에서의 거리이다.)
실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 광학계는 복수의 렌즈들이 설정된 형상, 굴절력, 두께, 간격 등을 가짐에 따라 향상된 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 렌즈들(100)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(1000)는 5매 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)는 8매 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 광학계(1000)는 11매의 복수의 렌즈들(100)을 포함할 수 있다.
상기 복수의 렌즈들(100)은 물체 측으로부터 이미지 센서(300) 측으로 순차적으로 배치되는 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 제3 렌즈(103)와 상기 제4 렌즈(104) 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 제3 렌즈(103)의 센서 측 면(제6 면(S6))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 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)는 서로 상이한 중심 두께(광축(OA)에서의 두께)를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103) 중 상기 제1 렌즈(101)의 중심 두께는 가장 두꺼울 수 있고, 상기 제3 렌즈(103)의 중심 두께는 가장 얇을 수 있다.
또한, 상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103) 중 상기 제3 렌즈(103)의 굴절률을 가장 클 수 있고, 상기 제1 렌즈(101)의 굴절률은 상기 제2 렌즈(102)의 굴절률보다 크거나 같을 수 있다. 그리고, 상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103) 중 상기 제3 렌즈(103)의 아베수는 가장 작을 수 있고, 상기 제1 렌즈(101)의 아베수는 상기 제2 렌즈(102)의 아베수보다 작거나 같을 수 있다. 이때, 상기 제3 렌즈(103)의 아베수는 상기 제2 렌즈(102)의 아베수와 20 이상 차이가 날 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) 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.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 입사하는 광을 제어할 수 있고, 향상된 색수차, 수차 특성 및 해상력을 가질 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.
상기 제3 렌즈(103)의 유효경의 크기는 상기 복수의 렌즈들(100) 중 가장 작을 수 있다. 또한, 상기 제3 렌즈(103)와 마주하는 상기 제4 렌즈(104)는 상기 복수의 렌즈들(100) 중 상기 제3 렌즈(103) 다음으로 작은 유효경의 크기를 가질 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있고, 입사되는 광을 제어하여 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.
또한, 상기 제5 렌즈(105)의 굴절률은 상기 제4 렌즈(104)의 굴절률보다 작을 수 있다. 그리고, 상기 제5 렌즈(105)의 아베수는 상기 제4 렌즈(104)의 아베수보다 클 수 있다. 이때, 상기 제5 렌즈(105)의 아베수는 상기 제4 렌즈(104)의 아베수와 20 이상 차이가 날 수 있다. 자세하게, 상기 제5 렌즈(105)의 아베수는 상기 제4 렌즈(104)의 아베수보다 30이상 클 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 특성을 가질 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 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 선과 기울기가 0도인 지점을 의미할 수 있다. 상기 임계점은 광축(OA) 및 상기 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 제22 면(S22)은 임계점으로 정의하는 제1 임계점(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 제1 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 60% 미만인 위치에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제1 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 60%보다 작은 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. 자세하게, 상기 제1 임계점은 상기 제22 면(S22)의 최대 Sag 지점으로, 광축(OA)에서 상기 제1 지점까지의 거리는 도 3의 L_Sag_L11S2일 수 있다.
상기 제1 임계점의 위치는 상기 광학계(1000)의 광학 특성을 고려하여 상술한 범위를 만족하는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 자세하게, 상기 제1 임계점의 위치는 상기 광학계(1000)의 색수차, 왜곡 특성, 수차 특성, 해상력 등의 광학 특성 제어를 위해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 제11 렌즈(111)는 상기 제11 렌즈(111)를 통해 상기 이미지 센서(300)로 방출되는 광의 경로를 효과적으로 제어할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 향상된 광학 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]
2 < L1_CT / L3_CT < 5
수학식 1에서 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 1을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 2]
1.5 < L1_CT / L2_CT < 5
수학식 2에서 L1_CT는 상기 제1 렌즈(101)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L2_CT는 상기 제2 렌즈(102)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 2를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 입사하는 광을 제어할 수 있고, 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있다.
[수학식 3]
0.5 < L3_CT / L3_ET < 2
수학식 3에서 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 3을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.
[수학식 4]
1 < L11_ET / L11_CT < 5
수학식 4에서 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 4를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡이 발생하는 것을 감소시킬 수 있어 향상된 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 5]
1.6 < n3
수학식 5에서 n3는 상기 제3 렌즈(103)의 d-line에서의 굴절률(refractive index)을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 5를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 6]
1 < CA_L1S1 / CA_L3S1 < 1.5
수학식 6에서 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 6을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 입사되는 광을 제어할 수 있고, 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있다.
[수학식 7]
1 < CA_L11S2 / CA_L4S2 < 5
수학식 7에서 CA_L4S2는 상기 제4 렌즈(104)의 센서 측 면(제8 면(S8))의 유효경(CA) 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 7을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 8]
1 < d34_CT / d34_ET < 5
수학식 8에서 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 8을 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 9]
0.2 < L11 S2 Inflection Point < 0.6
수학식 9에서 L11 S2 Inflection Point는 상기 제11 렌즈(111)의 센서 측 면(제22 면(S22)) 상에 위치하는 임계점의 위치를 의미할 수 있다. 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(제1 임계점)의 위치를 의미할 수 있다. 예를 들어, L11 S2 Inflection Point는 도 3의 L_Sag_L11S2를 의미할 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 9를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 10]
5 < |L11S2_max slope| < 45
수학식 10에서 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 10을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 렌즈 플레어(lens flare)의 발생을 제어할 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 11을 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 < d1011_CT / d1011_min < 20
수학식 12에서 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_min은 상기 제10 렌즈(110)의 센서 측 면(제20 면(S20)) 및 상기 제11 렌즈(111)의 물체 측 면(제21 면(S21)) 사이의 광축(OA) 방향 간격 중 최소 간격(mm)을 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]
0.01 < d12_CT / d1011_CT < 1
수학식 13에서 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(11)의 물체 측 면(제21 면(S21))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 13을 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 14]
1 < L1_CT / L11_CT < 5
수학식 14에서 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 14를 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 15]
0.8 < L9_CT / L10_CT < 5
수학식 15에서 L9_CT는 상기 제9 렌즈(109)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L10_CT는 상기 제10 렌즈(110)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 15를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제9 렌즈(109)와 상기 제10 렌즈(110)의 제조 정밀도를 완화할 수 있다.
[수학식 16]
1 < L10_CT / L11_CT < 5
수학식 16에서 L10_CT는 상기 제10 렌즈(110)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 16을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제10 렌즈(110)와 상기 제11 렌즈(111)의 제조 정밀도를 완화할 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 17]
0.01 < d89_CT / L9_CT < 1
수학식 17에서 L9_CT는 상기 제9 렌즈(109)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, d89_CT는 광축(OA)에서 상기 제8 렌즈(108)와 상기 제9 렌즈(109) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d89_CT는 상기 제8 렌즈(108)의 센서 측 면(제16 면(S16)) 및 상기 제9 렌즈(109)의 물체 측 면(제17 면(S17))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 17을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제9 렌즈(109)의 유효경 크기를 제어할 수 있고, 양호한 광학 성능을 구현하며 상기 제8 렌즈(108)와 상기 제9 렌즈(109) 사이 간격(d89_CT)을 축소할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 양호한 광학 성능을 가지며 상기 광학계(1000)의 TTL 감소를 제어할 수 있다.
[수학식 18]
1 < L9_CT / d910_CT < 10
수학식 18에서 L9_CT는 상기 제9 렌즈(109)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, d910_CT는 광축(OA)에서 상기 제9 렌즈(109)와 상기 제10 렌즈(110) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d910_CT는 상기 제9 렌즈(109)의 센서 측 면(제18 면(S18))및 상기 제10 렌즈(110)의 물체 측 면(제19 면(S19))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 18을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 양호한 광학 성능을 가지며 상기 제9 렌즈(109)의 유효경 크기를 제어할 수 있고, 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 19]
0.1 < L10_CT / d1011_CT < 1
수학식 19에서 L10_CT는 상기 제10 렌즈(110)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, d1011_CT는 광축(OA)에서 상기 제10 렌즈(110)와 상기 제11 렌즈(111) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d10_11CT는 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 19를 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 20]
0.1 < L11_CT / d1011_CT < 1
수학식 20에서 L11_CT는 상기 제11 렌즈(111)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, d1011_CT는 광축(OA)에서 상기 제10 렌즈(110)와 상기 제11 렌즈(111) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d10_11CT는 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 20을 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 21]
0.01 < L1R1 / L3R1 < 1
수학식 21에서 L1R1은 상기 제1 렌즈(101)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 곡률 반경(mm)을 의미하고, L3R1은 상기 제3 렌즈(103)의 물체 측 면(제5 면(S5))의 곡률 반경(mm)을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 21을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 입사되는 광을 제어할 수 있고, 향상된 해상력을 가질 수 있다.
[수학식 22]
0.1 < L3R2 / L4R1 < 1
수학식 22에서 L3R2는 상기 제3 렌즈(103)의 센서 측 면(제6 면(S6))의 곡률 반경(mm)을 의미하고, L4R1은 상기 제4 렌즈(104)의 물체 측 면(제7 면(S7))의 곡률 반경(mm)을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 22를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차를 감소시킬 수 있고, 상기 광학계(1000)의 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 23]
5 < L10R1 / L11R2 < 15
수학식 23에서 L10R1은 상기 제10 렌즈(110)의 물체 측 면(제19 면(S19))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 23을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 24]
1 < d910_CT / d910_ET < 5
수학식 24에서 d910_CT는 광축(OA)에서 상기 제9 렌즈(109)와 상기 제10 렌즈(110) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d910_CT는 상기 제9 렌즈(109)의 센서 측 면(제18 면(S18)) 및 상기 제10 렌즈(110)의 물체 측 면(제19 면(S19))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
또한, d910_ET는 상기 제9 렌즈(109)의 센서 측 면(제18 면(S18))의 유효 영역 끝단과 상기 제10 렌즈(110)의 물체 측 면(제19 면(S19))의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 25를 만족할 경우, 화각(FOV)의 중심부 뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 왜곡이 발생하는 것을 감소시킬 수 있어 향상된 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 25]
1 < d_1011_CT / d1011_ET < 5
수학식 25에서 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 25를 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 26]
0 < L_CT_max / Air_max < 2
수학식 26에서 L_CT_max는 상기 복수의 렌즈들(100) 각각의 광축(OA)에서의 두께 중 가장 두꺼운 렌즈의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, Air_max는 상기 복수의 렌즈들(100) 중 광축(OA)에서 인접한 두 렌즈 사이의 간격(mm)의 최대값을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 26을 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 27]
1 < ∑L_CT/ ∑Air_CT < 5
수학식 27에서 ∑L_CT는 상기 복수의 렌즈들(100) 각각의 광축(OA)에서의 두께(mm)의 합을 의미하고, ∑Air_CT는 상기 복수의 렌즈들(100)에서 인접한 두 렌즈 사이의 광축(OA)에서의 간격(mm)의 합을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 27을 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 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]
10 < ∑Index < 30
수학식 29에서 ∑Index는 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 29를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)의 TTL을 제어할 수 있고, 향상된 색수차, 해상력 특성을 가질 수 있다.
[수학식 30]
10 < ∑Abbe / ∑Index < 50
수학식 30에서 ∑Index는 상기 제1 내지 제11 렌즈(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111) 각각의 d-line에서의 굴절률 합을 의미한다. 또한, ∑Abbe는 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 30을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 수차 특성 및 해상력을 가질 수 있다.
[수학식 31]
1 < CA_L1S1 / CA_L3S1 < 5
수학식 31에서 CA_L1S1은 상기 제1 렌즈(101)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 유효경(Clear aperture, CA)의 크기(mm)이고, CA_L3S1은 상기 제3 렌즈(103)의 물체 측 면(제5 면(S5))의 유효경(CA)의 크기(mm)이다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 31을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 입사하는 광을 제어할 수 있고, 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있다.
[수학식 32]
1 < CA_L11S2 / CA_L4S2 < 5
수학식 32에서 CA_L4S2은 상기 제4 렌즈(104)의 센서 측 면(제8 면(S8))의 유효경(CA)의 크기(mm)이고, CA_L11S2는 상기 제11 렌즈(111)의 센서 측 면(제22 면(S22))의 유효경(CA)의 크기(mm)이다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 32를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있고, 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 33]
0.1 < CA_L3S2 / CA_L4S1 < 1
수학식 33에서 CA_L3S2는 상기 제3 렌즈(103)의 센서 측 면(제6 면(S6))의 유효경(CA)의 크기(mm)이고, CA_L4S1은 상기 제4 렌즈(104)의 물체 측 면(제7 면(S7))의 유효경(CA)의 크기(mm)이다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 33을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있고, 비네팅(vignetting) 특성을 제어할 수 있다.
[수학식 34]
1 < CA_max / CA_min < 5
수학식 34에서 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 34를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 광학 성능을 유지하면서 슬림 및 컴팩트한 구조로 제공될 수 있는 적절한 크기를 가질 수 있다.
[수학식 35]
1 < CA_max / CA_Aver < 3
수학식 35에서 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 35를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있고, 광학 성능 구현을 위한 적절한 크기를 가질 수 있다.
[수학식 36]
0.1 < CA_min / CA_Aver < 1
수학식 36에서 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 36을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있고, 광학 성능 구현을 위한 적절한 크기를 가질 수 있다.
[수학식 37]
0.1 < CA_max / (2*ImgH) < 1
수학식 37에서 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 37을 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가지며, 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있다.
[수학식 38]
-3 < f1 / f3 < 0
수학식 38에서 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 38을 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 39]
1 < f1-3 / F < 5
수학식 39에서 f1-3은 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 39를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)의 TTL(total track length)를 제어할 수 있다.
[수학식 40]
0.1 < f1-3 / f4-11 < 1
수학식 40에서 f1-3은 상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103)의 복합 초점 거리(mm)를 의미하고, f410은 상기 제4 내지 제11 렌즈(104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111)의 복합 초점 거리(mm)를 의미한다. 실시예에서 상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103)의 복합 초점 거리는 양(+)의 값을 가질 수 있고, 상기 제4 내지 제11 렌즈(104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111)의 복합 초점 거리는 양(+)의 값을 가질 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 40을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차 특성, 왜곡 수차 등의 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 41]
0.5 < TD / CA_max < 1.5
수학식 41에서 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 41을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있고, 광학 성능 구현을 위한 적절한 크기를 가질 수 있다.
[수학식 42]
1 < EPD / L11R2 < 10
수학식 42에서 EPD는 상기 광학계(1000)의 입사동의 크기(Entrance Pupil Diameter)(mm)를 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 42를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 전체 밝기를 제어할 수 있고, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 43]
1 < BFL / L11S2_max_sag to Sensor < 2
수학식 43에서 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 43을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡 수차 특성을 개선할 수 있고, 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 44]
2 < TTL < 20
수학식 44에서 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 45]
2 < ImgH
수학식 45에서 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 46]
BFL < 2.5
수학식 46에서 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 46을 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 47]
2 < F < 20
수학식 47에서 F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 의미한다.
[수학식 48]
FOV < 120
수학식 48에서 FOV(Field of view)는 상기 광학계(1000)의 화각(도, °)을 의미한다.
[수학식 49]
1 < F / L1R1 < 10
수학식 49에서 F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 의미하고, L1R1은 상기 제1 렌즈(101)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 곡률 반경(mm)을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 49를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)를 크기, 예를 들어 TTL(total track length) 축소를 제어할 수 있다.
[수학식 50]
1 < F / L11R2 < 10
수학식 50에서 F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 의미하고, L11R2는 상기 제11 렌즈(111)의 센서 측 면(제22 면(S20))의 곡률 반경(mm)을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 50을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)를 크기, 예를 들어 TTL(total track length) 축소를 제어할 수 있다.
[수학식 51]
0.5 < TTL / CA_max < 2
수학식 51에서 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 51을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있고, 광학 성능 구현을 위한 적절한 크기를 가질 수 있다.
[수학식 52]
0.5 < TTL / ImgH < 3
수학식 52에서 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 52를 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 53]
0.1 < BFL / ImgH < 0.5
수학식 53에서 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 53을 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 54]
4 < TTL / BFL < 10
수학식 54에서 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 54를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 BFL을 확보하며 슬림하고 컴팩트하게 제공될 수 있다.
[수학식 55]
0.1 < F / TTL < 1
수학식 55에서 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 55를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트하게 제공될 수 있다.
[수학식 56]
3 < F / BFL < 10
수학식 56에서 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 56을 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 57]
1 < F / ImgH < 3
수학식 57에서 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 57을 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 58]
1 < F / EPD < 5
수학식 58에서 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 58을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)의 전체 밝기를 제어할 수 있다.
[수학식 59]
Figure pat00001
수학식 59에서 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 58 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 58 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 58 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 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 1.1배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 1.1배 내지 약 5배를 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)는 상기 제3 렌즈(103)와 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 작아질 수 있다. 여기서 상기 제2 지점(P2)은 상기 제5 면(S5)의 유효 영역 끝단일 수 있다.
상기 제2 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있다. 또한, 상기 제2 간격은 제2 지점(P2)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 내지 약 7배를 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 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 광축(OA)의 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 8배를 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 제8 렌즈(108)는 상기 제9 렌즈(109)와 제4 간격으로 이격될 수 있다 상기 제4 간격은 상기 제8 렌즈(108)와 상기 제9 렌즈(109) 사이의 광축(OA) 방향 간격일 수 있다.
상기 제4 간격은 상기 제8 렌즈(108)와 상기 제9 렌즈(109) 사이에서 위치에 따라 변화할 수 있다. 자세하게, 상기 제4 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 제4 간격은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16)의 유효경의 끝단으로 갈수록 변화할 수 있다.
상기 제4 간격은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제4 지점(P4)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제4 지점(P4)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 60% 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 제16 면(S16) 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 제16 면(S16)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 5배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 5배 내지 약 10배를 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(제4 간격)으로 이격됨에 따라 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있고, 상기 제9 렌즈(109)의 유효경의 크기를 적절하게 제어할 수 있다.
상기 제9 렌즈(109)와 상기 제10 렌즈(110)는 제5 간격으로 이격될 수 있다. 상기 제5 간격은 상기 제9 렌즈(109)와 상기 제10 렌즈(110) 사이의 광축(OA) 방향 간격일 수 있다.
상기 제5 간격은 상기 제9 렌즈(109) 및 상기 제10 렌즈(110) 사이에서 위치에 따라 변화할 수 있다. 자세하게, 상기 제5 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 제5 간격은 광축(OA)에서 상기 제18 면(S18)의 유효경의 끝단으로 갈수록 변화할 수 있다.
상기 제5 간격은 광축(OA)에서 상기 제18 면(S18) 상에 위치한 제6 지점(P6)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제6 지점(P6)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 45% 내지 약 65%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 제18 면(S18) 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 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 80% 내지 약 95%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 제18 면(S18) 상에 위치한 제8 지점(P8)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제8 지점(P8)은 상기 제7 지점(P7)보다 광축(OA)과 먼 거리에 위치할 수 있다. 상기 제8 지점(P8)은 상기 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단일 수 있다.
상기 제5 간격은 상기 제6 지점(P6)에서 최대값을 가질 수 있다. 또한, 상기 제5 간격은 상기 제7 지점(P7)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 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(제5 간격)으로 이격됨에 따라 화각(FOV)의 주변부의 왜곡, 색수차 특성을 개선할 수 있고, 향상된 해상력을 가질 수 있다.
상기 제10 렌즈(110)와 상기 제11 렌즈(111)는 제6 간격으로 이격될 수 있다. 상기 제6 간격은 상기 제10 렌즈(110)와 상기 제11 렌즈(111) 사이의 광축(OA) 방향 간격일 수 있다.
상기 제6 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 제6 간격은 광축(OA)에서 상기 제20 면(S20)의 유효경의 끝단으로 갈수록 변화할 수 있다.
상기 제6 간격은 광축(OA)에서 상기 제20 면(S20) 상에 위치한 제9 지점(P9)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제9 지점(P9)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 60% 내지 약 85%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제6 간격은 상기 제9 지점(P9)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 커질 수 있다. 예를 들어, 상기 제6 간격은 상기 제9 지점(P9)에서 상기 제20 면(S20) 상에 위치한 제10 지점(P10)으로 갈수록 커질 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 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단일 수 있다.
상기 제6 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있다. 또한, 상기 제6 간격은 상기 제9 지점(P9)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제6 간격의 최대값은 최소값의 약 5배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제6 간격의 최대값은 최소값의 약 5배 내지 약 20배를 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(제6 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 제3 렌즈(103)의 센서 측 면(제6 면(S6))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.
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.
렌즈 면 곡률 반경(mm) 두께/
간격(mm)		 굴절률 아베수 유효경의 크기(mm)
제1 렌즈 제1 면 2.151 0.759 1.540 56.000 2.926
제2 면 7.999 0.117 2.720
제2 렌즈 제3 면 5.574 0.285 1.540 56.000 2.606
제4 면 6.709 0.157 2.434
제3 렌즈 제5 면 74.741 0.162 1.65 19.626 2.374
제6 면
(Stop)		 5.488 0.186 2.280
제4 렌즈 제7 면 6.106 0.239 1.648 21.549 2.356
제8 면 5.310 0.104 2.641
제5 렌즈 제9 면 16.116 0.328 1.540 56.000 2.839
제10 면 -187.573 0.111 3.060
제6 렌즈 제11 면 6.734 0.421 1.591 23.033 3.342
제12 면 8.630 0.208 3.610
제7 렌즈 제13 면 -8.028 0.229 1.671 19.200 3.681
제14 면 -7.319 0.033 3.944
제8 렌즈 제15 면 -10.232 0.262 1.572 33.743 4.043
제16 면 -16.475 0.036 4.358
제9 렌즈 제17 면 16.449 0.470 1.540 56.000 4.666
제18 면 -4.796 0.223 5.018
제10 렌즈 제19 면 22.876 0.401 1.562 38.364 5.384
제20 면 -7.395 0.512 5.684
제11 렌즈 제21 면 -5.827 0.242 1.553 46.658 6.014
제22 면 2.354 0.145 6.632
필터 Infinity 0.210 7.140
Infinity 0.655 7.277
이미지 센서 Infinity 0.005 8.006
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 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)의 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 면(S7)은 비구면일 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 비구면일 수 있다. 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8)은 하기 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 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 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)의 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. 상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 물체 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 양(+)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 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)의 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. 상기 제8 렌즈(108)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 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 볼록한 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 양면이 볼록한 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 볼록한 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 양면이 볼록한 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 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. 자세하게, 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22) 상에는 상술한 제1 임계점이 배치될 수 있다. 상기 제1 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 44%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)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 0.1173 0
0.1 0.1176 0.1
0.2 0.1184 0.2
0.3 0.1198 0.3
0.4 0.1217 0.4
0.5 0.1242 0.5
0.6 0.1272 0.6
0.7 0.1307 0.7
0.8 0.1345 0.8
0.9 0.1384 0.9
1 0.1422 1
1.1 0.1457 1.1
1.2 0.1484 1.2
1.303(P1) 0.1496 1.303
(P1)
표 2를 참조하면, 상기 제1 간격은 광축(OA)에서 상기 제3 면(S3)의 유효경의 끝단인 상기 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 유효경의 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 1.1배 내지 약 5배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 1.3배일 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)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 0.1572 0
0.1 0.1565 0.1
0.2 0.1545 0.2
0.3 0.1513 0.3
0.4 0.1467 0.4
0.5 0.1409 0.5
0.6 0.1337 0.6
0.7 0.1253 0.7
0.8 0.1157 0.8
0.9 0.1053 0.9
1 0.0948 1
1.1 0.0844 1.1
1.187(P2) 0.0740 1.187
(P2)
표 3을 참조하면, 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 상기 제5 면(S5)의 유효경의 끝단인 상기 제2 지점(P2)으로 갈수록 작아질 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 유효경의 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 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제2 지점(P2)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 내지 약 7배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 2.1배일 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 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 0.1856 0
0.1 0.1855 0.1
0.2 0.1851 0.2
0.3 0.1843 0.3
0.4 0.1827 0.4
0.5 0.1799 0.5
0.6 0.1752 0.6
0.7 0.1678 0.7
0.8 0.1563 0.8
0.9 0.1388 0.9
1 0.1128 1
1.1 0.0758 1.1
1.178(P3) 0.0373 1.178
(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 8배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 5배일 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 제8 렌즈(108)와 상기 제9 렌즈(109) 사이의 간격(제4 간격)은 하기 표 5와 같을 수 있다.
제8 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d89)의 광축 방향 간격(mm)(제4 간격) 제9 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.0359 0
0.1 0.0365 0.1
0.2 0.0384 0.2
0.3 0.0418 0.3
0.4 0.0469 0.4
0.5 0.0541 0.5
0.6 0.0639 0.6
0.7 0.0765 0.7
0.8 0.0919 0.8
0.9 0.1100 0.9
1 0.1302 1
1.1 0.1516 1.1
1.2 0.1736 1.2
1.3 0.1952 1.3
1.4 0.2151 1.4
1.5 0.2316 1.5
1.6 0.2428 1.6
1.7(P4) 0.2466 1.7
(P4)
1.8 0.2412 1.8
1.9 0.2259 1.9
2.0 0.2003 2.0
2.1 0.1666 2.1
2.179(P5) 0.1333 2.179
(P5)
표 5를 참조하면, 상기 제4 간격은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제4 지점(P4)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제4 지점(P4)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 60% 내지 약 85%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제4 지점(P4)은 약 78%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제4 간격은 상기 제4 지점(P4)에서 상기 제16 면(S16)의 유효경의 끝단인 상기 제5 지점(P5)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제5 지점(P5)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 제4 간격은 상기 제5 지점(P5)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제4 지점(P4)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 5배 내지 약 10배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 6.9배일 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(제4 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)에서 상기 제9 렌즈(109)와 상기 제10 렌즈(110) 사이의 간격(제5 간격)은 하기 표 6과 같을 수 있다.
제9 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d910)의 광축 방향 간격(mm)(제5 간격) 제10 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.2233 0
0.1 0.2245 0.1
0.2 0.2282 0.2
0.3 0.2341 0.3
0.4 0.2420 0.4
0.5 0.2512 0.5
0.6 0.2613 0.6
0.7 0.2716 0.7
0.8 0.2815 0.8
0.9 0.2905 0.9
1 0.2984 1
1.1 0.3049 1.1
1.2 0.3100 1.2
1.3 0.3131 1.3
1.4(P6) 0.3138 1.4
(P6)
1.5 0.3109 1.5
1.6 0.3036 1.6
1.7 0.2909 1.7
1.8 0.2727 1.8
1.9 0.2497 1.9
2 0.2246 2
2.1 0.2016 2.1
2.2 0.1850 2.2
2.3(P7) 0.1774 2.3
(P7)
2.4 0.1778 2.4
2.509(P8) 0.1827 2.509
(P8)
표 6을 참조하면, 상기 제5 간격은 광축(OA)에서 상기 제18 면(S18) 상에 위치한 제6 지점(P6)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제6 지점(P6)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 45% 내지 약 65%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제6 지점(P6)은 약 55.8%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제5 간격은 상기 제6 지점(P6)에서 상기 제18 면(S18) 상에 위치한 제7 지점(P7)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제7 지점(P7)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 80% 내지 약 95%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제7 지점(P7)은 약 91.7%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제5 간격은 상기 제7 지점(P7)에서 상기 제18 면(S18)의 유효경의 끝단인 상기 제8 지점(P8)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제8 지점(P8)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 제5 간격은 상기 제6 지점(P6)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제7 지점(P7)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 내지 약 5배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 1.8배일 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(제5 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 제10 렌즈(110)와 상기 제11 렌즈(111) 사이의 간격(제6 간격)은 하기 표 7과 같을 수 있다.
제10 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d1011)의 광축 방향 간격(mm)(제6 간격) 제11 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.5124 0
0.1 0.5122 0.1
0.2 0.5114 0.2
0.3 0.5097 0.3
0.4 0.5063 0.4
0.5 0.5005 0.5
0.6 0.4916 0.6
0.7 0.4791 0.7
0.8 0.4626 0.8
0.9 0.4419 0.9
1 0.4174 1
1.1 0.3890 1.1
1.2 0.3572 1.2
1.3 0.3224 1.3
1.4 0.2852 1.4
1.5 0.2467 1.5
1.6 0.2084 1.6
1.7 0.1721 1.7
1.8 0.1401 1.8
1.9 0.1141 1.9
2 0.0958 2
2.1 0.0859 2.1
2.2
(P9)		 0.0846 2.2
(P9)
2.3 0.0916 2.3
2.4 0.1062 2.4
2.5 0.1277 2.5
2.6 0.1553 2.6
2.7 0.1883 2.7
2.8 0.2269 2.8
2.842(P10) 0.2711 2.842
(P10)
표 7을 참조하면, 상기 제6 간격은 광축(OA)에서 상기 제20 면(S20) 상에 위치한 제9 지점(P9)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제9 지점(P9)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 60% 내지 약 85%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제8 지점(P8)은 약 77.4%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제6 간격은 상기 제9 지점(P9)에서 상기 제20 면(S20)의 유효경의 끝단인 상기 제10 지점(P10)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제10 지점(P10)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 제6 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제9 지점(P9)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제6 간격의 최대값은 최소값의 약 5배 내지 약 20배일 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제6 간격의 최대값은 최소값의 약 6.1배일 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(제6 간격)으로 이격됨에 따라 화각(FOV)의 주변부의 왜곡 및 수차 특성을 개선할 수 있다.
항목 제1 실시예
F 5.228 mm
f1 5.189 mm
f2 55.837 mm
f3 -8.807 mm
f4 -70.550 mm
f5 27.381 mm
f6 47.536 mm
f7 107.929 mm
f8 -47.624 mm
f9 6.901 mm
f10 9.934 mm
f11 -2.987 mm
f1-3 7.933 mm
f4-11 41.273 mm
L1_ET 0.271 mm
L2_ET 0.250 mm
L3_ET 0.280 mm
L4_ET 0.277 mm
L5_ET 0.250 mm
L6_ET 0.250 mm
L7_ET 0.250 mm
L8_ET 0.250 mm
L9_ET 0.250 mm
L10_ET 0.250 mm
L11_ET 0.806 mm
d12_ET 0.134 mm
d23_ET 0.069 mm
d34_ET 0.050 mm
d45_ET 0.106 mm
d56_ET 0.165 mm
d67_ET 0.061 mm
d78_ET 0.064 mm
d89_ET 0.106 mm
d910_ET 0.161 mm
d1011_ET 0.244 mm
d1011_min 0.0846 mm
|L11S2_max slope| 23 도(deg)
L11 S2 Inflection Point 0.441
L11S2_max_sag to Sensor 0.872 mm
Air_Edge_max 0.244 mm
∑L_CT 3.798 mm
∑Air_CT 1.688 mm
∑Index 17.421
∑Abbe 435.174
L_CT_max 0.759 mm
L_CT_min 0.162 mm
L_CT_Aver 0.345 mm
CA_max 6.632 mm
CA_min 2.280 mm
CA_Aver 3.755 mm
TD 5.485 mm
TTL 6.500 mm
BFL 1.015 mm
ImgH 4.003 mm
F-number 1.787
FOV 73.735 도(deg)
EPD 2.925 mm
수학식 제1 실시예
수학식 1 2 < L1_CT / L3_CT < 5 4.676
수학식 2 1.5 < L1_CT / L2_CT < 5 2.661
수학식 3 0.5 < L3_CT / L3_ET < 2 0.579
수학식 4 1 < L11_ET / L11_CT < 5 3.327
수학식 5 1.6 < n3 1.665
수학식 6 1 < CA_L1S1 / CA_L3S1 < 1.5 1.232
수학식 7 1 < CA_L11S2 / CA_L4S2 < 5 2.511
수학식 8 1 < d34_CT / d34_ET < 5 3.729
수학식 9 0.2 < L11 S2 Inflection Point < 0.6 0.441
수학식 10 5 < |L11S2_max slope| < 45 23.000
수학식 11 0.5 < L11S2_max_sag to Sensor < 2 0.872
수학식 12 1 < d1011_CT / d1011_min < 20 6.058
수학식 13 0.01 < d12_CT / d1011_CT < 1 0.229
수학식 14 1 < L1_CT / L11_CT < 5 3.134
수학식 15 0.8 < L9_CT / L10_CT < 5 1.172
수학식 16 1 < L10_CT / L11_CT < 5 1.657
수학식 17 0.01 < d89_CT / L9_CT < 1 0.076
수학식 18 1 < L9_CT / d910_CT < 10 2.106
수학식 19 0.1 < L10_CT / d1011_CT < 1 0.783
수학식 20 0.1 < L11_CT / d1011_CT < 1 0.473
수학식 21 0.01 < L1R1 / L3R1 < 1 0.029
수학식 22 0.1 < L3R2 / L4R1 < 1 0.899
수학식 23 5 < L10R1 / L11R2 < 15 9.716
수학식 24 1 < d910_CT / d910_ET < 5 1.390
수학식 25 1 < d_1011_CT / d1011_ET < 5 2.104
수학식 26 0 < L_CT_max / Air_max < 2 1.481
수학식 27 1< ∑L_CT / ∑Air_CT < 5 2.250
수학식 28 0 < Air_Edge_max / L_CT_max < 2 0.321
수학식 29 10 < ∑Index < 30 17.421
수학식 30 10 < ∑Abbe / ∑Index < 50 24.979
수학식 31 1 < CA_L1S1 / CA_L3S1 < 5 1.232
수학식 32 1 < CA_L11S2 / CA_L4S2 < 5 2.511
수학식 33 0.1 < CA_L3S2 / CA_L4S1 < 1 0.968
수학식 34 1 < CA_max / CA_min < 5 2.909
수학식 35 1 < CA_max / CA_Aver < 3 1.766
수학식 36 0.1 < CA_min / CA_Aver < 1 0.607
수학식 37 0.1 < CA_max / (2*ImgH) < 1 0.828
수학식 38 -3 < f1 / f3 < 0 -0.589
수학식 39 1 < f1-3 / F < 5 1.517
수학식 40 0.1 < f1-3 / f4-11 < 1 0.192
수학식 41 0.5 < TD / CA_max < 1.5 0.827
수학식 42 1 < EPD / L11R2 < 10 1.242
수학식 43 1 < BFL / L11S2_max_sag to Sensor < 2 1.163
수학식 44 2 < TTL < 20 6.500
수학식 45 2 < ImgH 4.003
수학식 46 BFL < 2.5 1.015
수학식 47 2 < F < 20 5.228
수학식 48 FOV < 120 73.735
수학식 49 1 < F / L1R1 < 10 2.430
수학식 50 1 < F / L11R2 < 10 2.220
수학식 51 0.5 < TTL / CA_max < 2 0.980
수학식 52 0.5 < TTL / ImgH < 3 1.624
수학식 53 0.1 < BFL / ImgH < 0.5 0.253
수학식 54 4 < TTL / BFL < 10 6.407
수학식 55 0.1 < F / TTL < 1 0.804
수학식 56 3 < F / BFL < 10 5.153
수학식 57 1 < F / ImgH < 3 1.306
수학식 58 1 < F / EPD < 5 1.787
표 8은 제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식들의 항목에 대한 것으로, 상기 광학계(1000)의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length), F값, ImgH, 상기 제1 내지 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 9는 제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 58에 대한 결과 값에 대한 것이다.
표 9를 참조하면, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 58 중 적어도 하나를 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 수학식 58을 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 435nm, 약 486nm, 약 546nm, 약 587nm, 약 656nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이며, 비점 수차 및 왜곡 수차에 대한 그래프는 약 546nm 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 제3 렌즈(103)의 센서 측 면(제6 면(S6))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/ 간격(mm) 굴절률 아베수 유효경의 크기(mm)
제1 렌즈 제1 면 2.174 0.794 1.541 55.442 3.040
제2 면 8.211 0.030 2.831
제2 렌즈 제3 면 4.441 0.271 1.540 55.999 2.745
제4 면 4.620 0.169 2.529
제3 렌즈 제5 면 17.022 0.220 1.671 19.202 2.485
제6 면
(Stop)		 5.185 0.223 2.300
제4 렌즈 제7 면 6.524 0.243 1.671 19.200 2.390
제8 면 5.292 0.047 2.739
제5 렌즈 제9 면 23.439 0.397 1.540 55.986 2.845
제10 면 -18.882 0.056 3.064
제6 렌즈 제11 면 9.075 0.419 1.567 39.828 3.303
제12 면 9.443 0.160 3.596
제7 렌즈 제13 면 -8.023 0.220 1.671 19.200 3.683
제14 면 -7.620 0.030 4.000
제8 렌즈 제15 면 -10.821 0.260 1.601 29.799 4.131
제16 면 -16.706 0.034 4.441
제9 렌즈 제17 면 16.239 0.442 1.545 52.234 4.721
제18 면 -4.810 0.064 5.097
제10 렌즈 제19 면 22.077 0.476 1.573 37.500 5.292
제20 면 -4.897 0.568 5.626
제11 렌즈 제21 면 -4.167 0.241 1.560 40.605 6.021
제22 면 2.497 0.108 6.561
필터 Infinity 0.210 7.156
Infinity 0.655 7.291
이미지 센서 Infinity 0.005 8.000
표 10은 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 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)의 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 면(S7)은 비구면일 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 비구면일 수 있다. 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8)은 하기 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 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 8과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)의 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. 상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 물체 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 양(+)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 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)의 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. 상기 제8 렌즈(108)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 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 볼록한 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 양면이 볼록한 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 볼록한 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 양면이 볼록한 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 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. 자세하게, 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22) 상에는 상술한 제1 임계점이 배치될 수 있다. 상기 제1 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 39%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)에서 상기 제1 렌즈(101)와 상기 제2 렌즈(102) 사이의 간격(제1 간격)은 하기 표 11과 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 0.0301 0
0.1 0.0306 0.1
0.2 0.0322 0.2
0.3 0.0349 0.3
0.4 0.0387 0.4
0.5 0.0435 0.5
0.6 0.0491 0.6
0.7 0.0555 0.7
0.8 0.0623 0.8
0.9 0.0693 0.9
1 0.0763 1
1.1 0.0830 1.1
1.2 0.0893 1.2
1.3 0.0961 1.3
1.372(P1) 0.1044 1.372
(P1)
표 11을 참조하면, 상기 제1 간격은 광축(OA)에서 상기 제3 면(S3)의 유효경의 끝단인 상기 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 유효경의 크기가 작은 상기 제3 면(S3)의 유효 반경 값으로, 표 10에 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 1.1배 내지 약 5배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 3.5배일 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)에서 상기 제2 렌즈(102)와 상기 제3 렌즈(103) 사이의 간격(제2 간격)은 하기 표 12와 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 0.1694 0
0.1 0.1686 0.1
0.2 0.1663 0.2
0.3 0.1623 0.3
0.4 0.1569 0.4
0.5 0.1500 0.5
0.6 0.1418 0.6
0.7 0.1322 0.7
0.8 0.1216 0.8
0.9 0.1102 0.9
1 0.0983 1
1.1 0.0854 1.1
1.2 0.0691 1.2
1.243(P2) 0.0359 1.243
(P2)
표 12를 참조하면, 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 상기 제5 면(S5)의 유효경의 끝단인 상기 제2 지점(P2)으로 갈수록 작아질 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 유효경의 크기가 작은 상기 제5 면(S5)의 유효 반경 값으로, 표 10에 기재된 상기 제5 면(S5)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제2 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제2 지점(P2)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 내지 약 7배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 4.7배일 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 제3 렌즈(103)와 상기 제4 렌즈(104) 사이의 간격(제3 간격)은 하기 표 13과 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 0.2234 0
0.1 0.2232 0.1
0.2 0.2226 0.2
0.3 0.2212 0.3
0.4 0.2188 0.4
0.5 0.2148 0.5
0.6 0.2087 0.6
0.7 0.1992 0.7
0.8 0.1850 0.8
0.9 0.1638 0.9
1 0.1333 1
1.1 0.0917 1.1
1.15
(P3)		 0.0411 1.15
(P3)
표 13을 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 10에 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 8배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 5.4배일 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 제8 렌즈(108)와 상기 제9 렌즈(109) 사이의 간격(제4 간격)은 하기 표 14와 같을 수 있다.
제8 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d89)의 광축 방향 간격(mm)(제4 간격) 제9 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.0336 0
0.1 0.0342 0.1
0.2 0.0360 0.2
0.3 0.0392 0.3
0.4 0.0439 0.4
0.5 0.0504 0.5
0.6 0.0591 0.6
0.7 0.0704 0.7
0.8 0.0847 0.8
0.9 0.1019 0.9
1 0.1219 1
1.1 0.1446 1.1
1.2 0.1694 1.2
1.3 0.1954 1.3
1.4 0.2206 1.4
1.5 0.2423 1.5
1.6 0.2568 1.6
1.7(P4) 0.2608 1.7
(P4)
1.8 0.2521 1.8
1.9 0.2302 1.9
2.0 0.1966 2.0
2.1 0.1548 2.1
2.2 0.1138 2.2
2.22(P5) 0.0875 2.22
(P5)
표 14를 참조하면, 상기 제4 간격은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제4 지점(P4)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제4 지점(P4)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 60% 내지 약 85%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제4 지점(P4)은 약 77%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제4 간격은 상기 제4 지점(P4)에서 상기 제16 면(S16)의 유효경의 끝단인 상기 제5 지점(P5)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제5 지점(P5)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 10에 기재된 상기 제16 면(S16)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제4 간격은 상기 제5 지점(P5)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제4 지점(P4)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 5배 내지 약 10배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 7.8배일 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(제4 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)에서 상기 제9 렌즈(109)와 상기 제10 렌즈(110) 사이의 간격(제5 간격)은 하기 표 15와 같을 수 있다.
제9 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d910)의 광축 방향 간격(mm)(제5 간격) 제10 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.0639 0
0.1 0.0652 0.1
0.2 0.0690 0.2
0.3 0.0753 0.3
0.4 0.0839 0.4
0.5 0.0947 0.5
0.6 0.1074 0.6
0.7 0.1214 0.7
0.8 0.1364 0.8
0.9 0.1517 0.9
1 0.1667 1
1.1 0.1806 1.1
1.2 0.1923 1.2
1.3 0.2010 1.3
1.4(P6) 0.2058 1.4
(P6)
1.5 0.2055 1.5
1.6 0.1988 1.6
1.7 0.1845 1.7
1.8 0.1626 1.8
1.9 0.1347 1.9
2 0.1049 2
2.1 0.0788 2.1
2.2 0.0613 2.2
2.3 0.0538 2.3
2.4(P7) 0.0528 2.4
(P7)
2.5 0.0533 2.5
2.548(P8) 0.0546 2.548
(P8)
표 15를 참조하면, 상기 제5 간격은 광축(OA)에서 상기 제18 면(S18) 상에 위치한 제6 지점(P6)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제6 지점(P6)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 45% 내지 약 65%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제6 지점(P6)은 약 55%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제5 간격은 상기 제6 지점(P6)에서 상기 제18 면(S18) 상에 위치한 제7 지점(P7)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제7 지점(P7)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 80% 내지 약 95%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제7 지점(P7)은 약 94.2%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제5 간격은 상기 제7 지점(P7)에서 상기 제18 면(S18)의 유효경의 끝단인 상기 제8 지점(P8)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제8 지점(P8)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 10에 기재된 상기 제18 면(S18)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제5 간격은 상기 제6 지점(P6)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제7 지점(P7)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 내지 약 5배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 3.9배일 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(제5 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 제10 렌즈(110)와 상기 제11 렌즈(111) 사이의 간격(제6 간격)은 하기 표 16과 같을 수 있다.
제10 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d1011)의 광축 방향 간격(mm)
(제6 간격)		 제11 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.5685 0
0.1 0.5683 0.1
0.2 0.5675 0.2
0.3 0.5655 0.3
0.4 0.5613 0.4
0.5 0.5539 0.5
0.6 0.5422 0.6
0.7 0.5253 0.7
0.8 0.5027 0.8
0.9 0.4742 0.9
1 0.4402 1
1.1 0.4014 1.1
1.2 0.3587 1.2
1.3 0.3130 1.3
1.4 0.2655 1.4
1.5 0.2175 1.5
1.6 0.1707 1.6
1.7 0.1272 1.7
1.8 0.0893 1.8
1.9 0.0592 1.9
2 0.0389 2
2.1
(P9)		 0.0291 2.1
(P9)
2.2 0.0300 2.2
2.3 0.0411 2.3
2.4 0.0614 2.4
2.5 0.0903 2.5
2.6 0.1270 2.6
2.7 0.1712 2.7
2.813(P10) 0.2230 2.813
(P10)
표 16을 참조하면, 상기 제6 간격은 광축(OA)에서 상기 제20 면(S20) 상에 위치한 제9 지점(P9)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제9 지점(P9)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 60% 내지 약 85%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제8 지점(P8)은 약 75%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제6 간격은 상기 제9 지점(P9)에서 상기 제20 면(S20)의 유효경의 끝단인 상기 제10 지점(P10)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제10 지점(P10)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 10에 기재된 상기 제20 면(S20)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제6 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제9 지점(P9)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제6 간격의 최대값은 최소값의 약 5배 내지 약 20배일 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제6 간격의 최대값은 최소값의 약 19.5배일 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(제6 간격)으로 이격됨에 따라 화각(FOV)의 주변부의 왜곡 및 수차 특성을 개선할 수 있다.
제2 실시예
F 4.864 mm
f1 5.206 mm
f2 137.513 mm
f3 -11.063 mm
f4 -44.814 mm
f5 19.347 mm
f6 289.275 mm
f7 183.092 mm
f8 -51.584 mm
f9 6.834 mm
f10 7.001 mm
f11 -2.734 mm
f1-3 7.385 mm
f4-11 29.227 mm
L1_ET 0.2500 mm
L2_ET 0.2500 mm
L3_ET 0.3134 mm
L4_ET 0.2917 mm
L5_ET 0.2500 mm
L6_ET 0.2500 mm
L7_ET 0.2500 mm
L8_ET 0.2500 mm
L9_ET 0.2500 mm
L10_ET 0.2513 mm
L11_ET 0.7237 mm
d12_ET 0.0905 mm
d23_ET 0.0503 mm
d34_ET 0.0549 mm
d45_ET 0.0499 mm
d56_ET 0.1310 mm
d67_ET 0.0562 mm
d78_ET 0.0796 mm
d89_ET 0.0812 mm
d910_ET 0.0519 mm
d1011_ET 0.2521 mm
d1011_min 0.0291 mm
|L11S2_max slope| 28 도(deg)
L11 S2 Inflection Point 0.394
L11S2_max_sag to Sensor 0.876 mm
Air_Edge_max 0.252 mm
∑L_CT 3.983 mm
∑Air_CT 1.382 mm
∑Index 17.478
∑Abbe 424.995
L_CT_max 0.794 mm
L_CT_min 0.220 mm
L_CT_Aver 3.793 mm
CA_max 6.561 mm
CA_min 2.300 mm
CA_Aver 3.793 mm
TD 5.366 mm
TTL 6.343 mm
BFL 0.978 mm
ImgH 4.000 mm
F-number 1.600
FOV 77.709 도(deg)
EPD 3.040 mm
수학식 제2 실시예
수학식 1 2 < L1_CT / L3_CT < 5 3.611
수학식 2 1.5 < L1_CT / L2_CT < 5 2.927
수학식 3 0.5 < L3_CT / L3_ET < 2 0.702
수학식 4 1 < L11_ET / L11_CT < 5 3.000
수학식 5 1.6 < n3 1.671
수학식 6 1 < CA_L1S1 / CA_L3S1 < 1.5 1.223
수학식 7 1 < CA_L11S2 / CA_L4S2 < 5 2.395
수학식 8 1 < d34_CT / d34_ET < 5 4.071
수학식 9 0.2 < L11 S2 Inflection Point < 0.6 0.394
수학식 10 5 < |L11S2_max slope| < 45 28.000
수학식 11 0.5 < L11S2_max_sag to Sensor < 2 0.876
수학식 12 1 < d1011_CT / d1011_min < 20 19.512
수학식 13 0.01 < d12_CT / d1011_CT < 1 0.053
수학식 14 1 < L1_CT / L11_CT < 5 3.293
수학식 15 0.8 < L9_CT / L10_CT < 5 0.928
수학식 16 1 < L10_CT / L11_CT < 5 1.973
수학식 17 0.01 < d89_CT / L9_CT < 1 0.076
수학식 18 1 < L9_CT / d910_CT < 10 6.905
수학식 19 0.1 < L10_CT / d1011_CT < 1 0.837
수학식 20 0.1 < L11_CT / d1011_CT < 1 0.424
수학식 21 0.01 < L1R1 / L3R1 < 1 0.128
수학식 22 0.1 < L3R2 / L4R1 < 1 0.795
수학식 23 5 < L10R1 / L11R2 < 15 8.841
수학식 24 1 < d910_CT / d910_ET < 5 1.231
수학식 25 1 < d_1011_CT / d1011_ET < 5 2.255
수학식 26 0 < L_CT_max / Air_max < 2 1.397
수학식 27 1< ∑L_CT / ∑Air_CT < 5 2.881
수학식 28 0 < Air_Edge_max / L_CT_max < 2 0.317
수학식 29 10 < ∑Index < 30 17.478
수학식 30 10 < ∑Abbe / ∑Index < 50 24.315
수학식 31 1 < CA_L1S1 / CA_L3S1 < 5 1.223
수학식 32 1 < CA_L11S2 / CA_L4S2 < 5 2.395
수학식 33 0.1 < CA_L3S2 / CA_L4S1 < 1 0.963
수학식 34 1 < CA_max / CA_min < 5 2.852
수학식 35 1 < CA_max / CA_Aver < 3 1.730
수학식 36 0.1 < CA_min / CA_Aver < 1 0.606
수학식 37 0.1 < CA_max / (2*ImgH) < 1 0.820
수학식 38 -3 < f1 / f3 < 0 -0.471
수학식 39 1 < f1-3 / F < 5 1.518
수학식 40 f1-3 / f4-11 0.253
수학식 41 0.5 < TD / CA_max < 1.5 0.818
수학식 42 1 < EPD / L11R2 < 10 1.217
수학식 43 1 < BFL / L11S2_max_sag to Sensor < 2 1.116
수학식 44 2 < TTL < 20 6.343
수학식 45 2 < ImgH 4.000
수학식 46 BFL < 2.5 0.978
수학식 47 2 < F < 20 4.864
수학식 48 FOV < 120 77.709
수학식 49 1 < F / L1R1 < 10 2.237
수학식 50 1 < F / L11R2 < 10 1.948
수학식 51 0.5 < TTL / CA_max < 2 0.967
수학식 52 0.5 < TTL / ImgH < 3 1.586
수학식 53 0.1 < BFL / ImgH < 0.5 0.244
수학식 54 4 < TTL / BFL < 10 6.488
수학식 55 0.1 < F / TTL < 1 0.767
수학식 56 3 < F / BFL < 10 4.975
수학식 57 1 < F / ImgH < 3 1.216
수학식 58 1 < F / EPD < 5 1.600
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 17은 제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 58에 대한 결과 값에 대한 것이다.
표 18을 참조하면, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 58 중 적어도 하나를 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 수학식 58을 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 10의 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 435nm, 약 486nm, 약 546nm, 약 587nm, 약 656nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이며, 비점 수차 및 왜곡 수차에 대한 그래프는 약 546nm 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. 또한, 도 14는 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 제3 렌즈(103)의 센서 측 면(제6 면(S6))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/간격(mm) 굴절률 아베수 유효경의 크기(mm)
제1 렌즈 제1 면 2.030 0.691 1.540 55.720 2.600
제2 면 6.769 0.032 2.401
제2 렌즈 제3 면 3.959 0.286 1.540 55.991 2.341
제4 면 4.274 0.179 2.172
제3 렌즈 제5 면 21.394 0.220 1.671 19.204 2.120
제6 면
(Stop)		 4.884 0.164 2.000
제4 렌즈 제7 면 5.989 0.224 1.670 19.253 2.137
제8 면 5.266 0.045 2.424
제5 렌즈 제9 면 11.902 0.339 1.540 55.735 2.571
제10 면 -805.490 0.060 2.857
제6 렌즈 제11 면 7.125 0.409 1.582 34.377 3.099
제12 면 8.208 0.213 3.409
제7 렌즈 제13 면 -7.487 0.221 1.670 19.243 3.503
제14 면 -7.102 0.040 3.782
제8 렌즈 제15 면 -9.862 0.222 1.557 40.325 3.898
제16 면 -16.833 0.032 4.236
제9 렌즈 제17 면 16.009 0.404 1.560 42.915 4.476
제18 면 -4.844 0.182 4.894
제10 렌즈 제19 면 22.143 0.286 1.542 47.025 5.258
제20 면 -5.144 0.550 5.620
제11 렌즈 제21 면 -4.259 0.220 1.555 45.354 5.911
제22 면 2.338 0.110 6.255
필터 Infinity 0.210 7.173
Infinity 0.665 7.306
이미지 센서 Infinity -0.005 8.003
표 19는 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 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)의 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 면(S7)은 비구면일 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 비구면일 수 있다. 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8)은 하기 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 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)의 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. 상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 물체 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 양(+)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 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)의 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. 상기 제8 렌즈(108)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 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 볼록한 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 양면이 볼록한 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 볼록한 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 양면이 볼록한 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. 자세하게, 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22) 상에는 상술한 제1 임계점이 배치될 수 있다. 상기 제1 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 40%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)에서 상기 제1 렌즈(101)와 상기 제2 렌즈(102) 사이의 간격(제1 간격)은 하기 표 20과 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 0.0319 0
0.1 0.0325 0.1
0.2 0.0341 0.2
0.3 0.0368 0.3
0.4 0.0407 0.4
0.5 0.0455 0.5
0.6 0.0513 0.6
0.7 0.0579 0.7
0.8 0.0650 0.8
0.9 0.0724 0.9
1 0.0793 1
1.1 0.0852 1.1
1.171(P1) 0.0902 1.171
(P1)
표 20을 참조하면, 상기 제1 간격은 광축(OA)에서 상기 제3 면(S3)의 유효경의 끝단인 상기 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 유효경의 크기가 작은 상기 제3 면(S3)의 유효 반경 값으로, 표 19에 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 1.1배 내지 약 5배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 2.8배일 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)에서 상기 제2 렌즈(102)와 상기 제3 렌즈(103) 사이의 간격(제2 간격)은 하기 표 21과 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 0.1794 0
0.1 0.1784 0.1
0.2 0.1756 0.2
0.3 0.1710 0.3
0.4 0.1645 0.4
0.5 0.1562 0.5
0.6 0.1461 0.6
0.7 0.1345 0.7
0.8 0.1217 0.8
0.9 0.1082 0.9
1 0.0942 1
1.060(P2) 0.0788 1.060
(P2)
표 21을 참조하면, 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 상기 제5 면(S5)의 유효경의 끝단인 상기 제2 지점(P2)으로 갈수록 작아질 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 유효경의 크기가 작은 상기 제5 면(S5)의 유효 반경 값으로, 표 19에 기재된 상기 제5 면(S5)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제2 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제2 지점(P2)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 내지 약 7배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 2.3배일 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 제3 렌즈(103)와 상기 제4 렌즈(104) 사이의 간격(제3 간격)은 하기 표 22와 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 0.1636 0
0.1 0.1634 0.1
0.2 0.1627 0.2
0.3 0.1614 0.3
0.4 0.1592 0.4
0.5 0.1555 0.5
0.6 0.1496 0.6
0.7 0.1403 0.7
0.8 0.1259 0.8
0.9 0.1041 0.9
1.0(P3) 0.0721 1.0
(P3)
표 22를 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 19에 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 8배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 2.3배일 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 제8 렌즈(108)와 상기 제9 렌즈(109) 사이의 간격(제4 간격)은 하기 표 23과 같을 수 있다.
제8 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d89)의 광축 방향 간격(mm)
(제4 간격)		 제9 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.0315 0
0.1 0.0322 0.1
0.2 0.0341 0.2
0.3 0.0374 0.3
0.4 0.0426 0.4
0.5 0.0500 0.5
0.6 0.0600 0.6
0.7 0.0730 0.7
0.8 0.0890 0.8
0.9 0.1078 0.9
1 0.1286 1
1.1 0.1505 1.1
1.2 0.1724 1.2
1.3 0.1927 1.3
1.4 0.2097 1.4
1.5 0.2211 1.5
1.6(P4) 0.2244 1.6
(P4)
1.7 0.2175 1.7
1.8 0.1992 1.8
1.9 0.1704 1.9
2.0 0.1333 2.0
2.118(P5) 0.0941 2.118
(P5)
표 23을 참조하면, 상기 제4 간격은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제4 지점(P4)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제4 지점(P4)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 60% 내지 약 85%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제4 지점(P4)은 약 75%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제4 간격은 상기 제4 지점(P4)에서 상기 제16 면(S16)의 유효경의 끝단인 상기 제5 지점(P5)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제5 지점(P5)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 19에 기재된 상기 제16 면(S16)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제4 간격은 상기 제5 지점(P5)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제4 지점(P4)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 5배 내지 약 10배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 7.1배일 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(제4 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)에서 상기 제9 렌즈(109)와 상기 제10 렌즈(110) 사이의 간격(제5 간격)은 하기 표 24와 같을 수 있다.
제9 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d910)의 광축 방향 간격(mm)
(제5 간격)		 제10 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.1816 0
0.1 0.1829 0.1
0.2 0.1866 0.2
0.3 0.1928 0.3
0.4 0.2011 0.4
0.5 0.2111 0.5
0.6 0.2222 0.6
0.7 0.2336 0.7
0.8 0.2445 0.8
0.9 0.2542 0.9
1 0.2619 1
1.1 0.2672 1.1
1.2 0.2698 1.2
1.3(P6) 0.2693 1.3
(P6)
1.4 0.2653 1.4
1.5 0.2571 1.5
1.6 0.2439 1.6
1.7 0.2252 1.7
1.8 0.2011 1.8
1.9 0.1734 1.9
2 0.1459 2
2.1 0.1233 2.1
2.2 0.1094 2.2
2.3(P7) 0.1047 2.3
(P7)
2.4 0.1066 2.4
2.47(P8) 0.1106 2.47
(P8)
표 24를 참조하면, 상기 제5 간격은 광축(OA)에서 상기 제18 면(S18) 상에 위치한 제6 지점(P6)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제6 지점(P6)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 45% 내지 약 65%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제6 지점(P6)은 약 53%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제5 간격은 상기 제6 지점(P6)에서 상기 제18 면(S18) 상에 위치한 제7 지점(P7)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제7 지점(P7)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 80% 내지 약 95%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제7 지점(P7)은 약 94%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제5 간격은 상기 제7 지점(P7)에서 상기 제18 면(S18)의 유효경의 끝단인 상기 제8 지점(P8)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제8 지점(P8)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 19에 기재된 상기 제18 면(S18)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제5 간격은 상기 제6 지점(P6)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제7 지점(P7)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 내지 약 5배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 2.6배일 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(제5 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 제10 렌즈(110)와 상기 제11 렌즈(111) 사이의 간격(제6 간격)은 하기 표 25와 같을 수 있다.
제10 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 에어갭(d1011)의 광축 방향 간격(mm)
(제6 간격)		 제11 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0 0.5501 0
0.1 0.5499 0.1
0.2 0.5490 0.2
0.3 0.5468 0.3
0.4 0.5423 0.4
0.5 0.5346 0.5
0.6 0.5226 0.6
0.7 0.5059 0.7
0.8 0.4841 0.8
0.9 0.4577 0.9
1 0.4271 1
1.1 0.3928 1.1
1.2 0.3553 1.2
1.3 0.3149 1.3
1.4 0.2720 1.4
1.5 0.2275 1.5
1.6 0.1828 1.6
1.7 0.1401 1.7
1.8 0.1019 1.8
1.9 0.0707 1.9
2 0.0482 2
2.1 0.0347 2.1
2.2
(P9)		 0.0300 2.2
(P9)
2.3 0.0326 2.3
2.4 0.0406 2.4
2.5 0.0524 2.5
2.6 0.0668 2.6
2.7 0.0838 2.7
2.810(P10) 0.1044 2.810
(P10)
표 25를 참조하면, 상기 제6 간격은 광축(OA)에서 상기 제20 면(S20) 상에 위치한 제9 지점(P9)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제9 지점(P9)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 60% 내지 약 85%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제8 지점(P8)은 약 78.3%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제6 간격은 상기 제9 지점(P9)에서 상기 제20 면(S20)의 유효경의 끝단인 상기 제10 지점(P10)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제10 지점(P10)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 19에 기재된 상기 제20 면(S20)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제6 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제9 지점(P9)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제6 간격의 최대값은 최소값의 약 5배 내지 약 20배일 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제6 간격의 최대값은 최소값의 약 18.3배일 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(제6 간격)으로 이격됨에 따라 화각(FOV)의 주변부의 왜곡 및 수차 특성을 개선할 수 있다.
제3 실시예
F 4.876 mm
f1 5.081 mm
f2 75.094 mm
f3 -9.370 mm
f4 -73.504 mm
f5 21.619 mm
f6 80.789 mm
f7 164.944 mm
f8 -42.980 mm
f9 6.654 mm
f10 7.691 mm
f11 -2.673 mm
f1-3 7.461 mm
f4-11 36.943 mm
L1_ET 0.3086 mm
L2_ET 0.2526 mm
L3_ET 0.3088 mm
L4_ET 0.2539 mm
L5_ET 0.2510 mm
L6_ET 0.2503 mm
L7_ET 0.2500 mm
L8_ET 0.2500 mm
L9_ET 0.2500 mm
L10_ET 0.2500 mm
L11_ET 0.3328 mm
d12_ET 0.0818 mm
d23_ET 0.0789 mm
d34_ET 0.0647 mm
d45_ET 0.0547 mm
d56_ET 0.1055 mm
d67_ET 0.0667 mm
d78_ET 0.0677 mm
d89_ET 0.0593 mm
d910_ET 0.0953 mm
d1011_ET 0.1165 mm
d1011_min 0.0300 mm
|L11S2_max slope| 42 도(deg)
L11 S2 Inflection Point 0.406
L11S2_max_sag to Sensor 0.881 mm
Air_Edge_max 0.117 mm
∑L_CT 3.523 mm
∑Air_CT 1.497 mm
∑Index 17.428
∑Abbe 435.141
L_CT_max 0.691 mm
L_CT_min 0.220 mm
L_CT_Aver 0.320 mm
CA_max 6.255 mm
CA_min 2.000 mm
CA_Aver 3.544 mm
TD 5.019 mm
TTL 6.000 mm
BFL 0.981 mm
ImgH 4.002 mm
F-number 1.875
FOV 77.672 도(deg)
EPD 2.600 mm
수학식 제3 실시예
수학식 1 2 < L1_CT / L3_CT < 5 3.143
수학식 2 1.5 < L1_CT / L2_CT < 5 2.415
수학식 3 0.5 < L3_CT / L3_ET < 2 0.712
수학식 4 1 < L11_ET / L11_CT < 5 1.513
수학식 5 1.6 < n3 1.671
수학식 6 1 < CA_L1S1 / CA_L3S1 < 1.5 1.227
수학식 7 1 < CA_L11S2 / CA_L4S2 < 5 2.581
수학식 8 1 < d34_CT / d34_ET < 5 2.527
수학식 9 0.2 < L11 S2 Inflection Point < 0.6 0.406
수학식 10 5 < |L11S2_max slope| < 45 42.000
수학식 11 0.5 < L11S2_max_sag to Sensor < 2 0.881
수학식 12 1 < d1011_CT / d1011_min < 20 18.337
수학식 13 0.01 < d12_CT / d1011_CT < 1 0.058
수학식 14 1 < L1_CT / L11_CT < 5 3.143
수학식 15 0.8 < L9_CT / L10_CT < 5 1.414
수학식 16 1 < L10_CT / L11_CT < 5 1.299
수학식 17 0.01 < d89_CT / L9_CT < 1 0.078
수학식 18 1 < L9_CT / d910_CT < 10 2.224
수학식 19 0.1 < L10_CT / d1011_CT < 1 0.519
수학식 20 0.1 < L11_CT / d1011_CT < 1 0.400
수학식 21 0.01 < L1R1 / L3R1 < 1 0.095
수학식 22 0.1 < L3R2 / L4R1 < 1 0.816
수학식 23 5 < L10R1 / L11R2 < 15 9.473
수학식 24 1 < d910_CT / d910_ET < 5 1.906
수학식 25 1 < d_1011_CT / d1011_ET < 5 4.723
수학식 26 0 < L_CT_max / Air_max < 2 1.257
수학식 27 1< ∑L_CT / ∑Air_CT < 5 2.353
수학식 28 0 < Air_Edge_max / L_CT_max < 2 0.168
수학식 29 10 < ∑Index < 30 17.428
수학식 30 10 < ∑Abbe / ∑Index < 50 24.968
수학식 31 1 < CA_L1S1 / CA_L3S1 < 5 1.227
수학식 32 1 < CA_L11S2 / CA_L4S2 < 5 2.581
수학식 33 0.1 < CA_L3S2 / CA_L4S1 < 1 0.936
수학식 34 1 < CA_max / CA_min < 5 3.127
수학식 35 1 < CA_max / CA_Aver < 3 1.765
수학식 36 0.1 < CA_min / CA_Aver < 1 0.564
수학식 37 0.1 < CA_max / (2*ImgH) < 1 0.782
수학식 38 -3 < f1 / f3 < 0 -0.542
수학식 39 1 < f1-3 / F < 5 1.530
수학식 40 0.1 < f1-3 / f4-11 < 1 0.2025
수학식 41 0.5 < TD / CA_max < 1.5 0.802
수학식 42 1 < EPD / L11R2 < 10 1.112
수학식 43 1 < BFL / L11S2_max_sag to Sensor < 2 1.113
수학식 44 2 < TTL < 20 6.000
수학식 45 2 < ImgH 4.002
수학식 46 BFL < 2.5 0.981
수학식 47 2 < F < 20 4.876
수학식 48 FOV < 120 77.672
수학식 49 1 < F / L1R1 < 10 2.402
수학식 50 1 < F / L11R2 < 10 2.086
수학식 51 0.5 < TTL / CA_max < 2 0.959
수학식 52 0.5 < TTL / ImgH < 3 1.499
수학식 53 0.1 < BFL / ImgH < 0.5 0.245
수학식 54 4 < TTL / BFL < 10 6.118
수학식 55 0.1 < F / TTL < 1 0.813
수학식 56 3 < F / BFL < 10 4.972
수학식 57 1 < F / ImgH < 3 1.219
수학식 58 1 < F / EPD < 5 1.875
표 26은 제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식들의 항목에 대한 것으로, 상기 광학계(1000)의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length), F값, ImgH, 상기 제1 내지 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 27은 제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 58에 대한 결과 값에 대한 것이다.
표 27을 참조하면, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 58 중 적어도 하나를 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 수학식 58을 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 435nm, 약 486nm, 약 546nm, 약 587nm, 약 656nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이며, 비점 수차 및 왜곡 수차에 대한 그래프는 약 546nm 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, 예컨대 10m 이하의 근접 또는 어두운 환경에서 주로 사용될 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 수직 캐비티 표면 방출 레이저(VCSEL) 반도체 소자를 포함하는 발광부와, 포토 다이오드와 같은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 수광부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 이동 단말기(1)는 플래쉬 모듈(33)을 더 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(33)은 내부에 광을 발광하는 발광소자를 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(33)은 이동 단말기의 카메라 작동 또는 사용자의 제어에 의해 작동될 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. 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 (16)

  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.
    1 < F / EPD < 5
    (F는 상기 광학계의 전체 초점 거리이고, EPD는 상기 광학계의 입사동의 크기(Entrance Pupil Diameter)이다.)
  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 광학계는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    1 < d1011_CT / d1011_min < 20
    (d1011_CT는 광축(OA)에서 상기 제10 및 제11 렌즈의 상기 광축에서의 간격이고, d1011_min은 상기 제10 렌즈의 센서 측 면 및 상기 제11 렌즈의 물체 측 면 사이의 상기 광축 방향 간격 중 최소 간격이다.)
  6. 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,
    상기 제1 내지 제3 렌즈의 복합 초점 거리는 양(+)의 값을 가지고,
    상기 제4 내지 제11 렌즈의 복합 초점 거리는 음(-)의 값을 가지고,
    하기 수학식을 만족하는 광학계.
    0.1 < f1-3 / f4-11 < 1
    (f1-3은 상기 제1 내지 제3 렌즈의 복합 초점 거리이고, f4-11은 상기 제4 내지 제11 렌즈의 복합 초점 거리이다.)
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 광학계는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    1 < f1-3 / F < 5
    (f1-3은 상기 제1 내지 제3 렌즈의 복합 초점 거리이고, F는 상기 광학계의 전체 초점 거리이다.)
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 및 제3 렌즈는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    -3 < f1 / f3 < 0
    (f1은 상기 제1 렌즈의 초점 거리이고, f3은 상기 제3 렌즈의 초점 거리이다.)
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 제3 렌즈의 아베수는 상기 제2 렌즈의 아베수보다 20 이상 작은 광학계.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 렌즈 중 상기 제3 렌즈의 굴절률은 가장 크고,
    상기 제1 렌즈의 굴절률은 상기 제2 렌즈의 굴절률보다 크거나 같은 광학계.
  11. 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.
    0.1 < CA_max / (2*ImgH) < 1
    (CA_max는 상기 제1 내지 제11 렌즈의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 큰 유효경 크기를 가지는 렌즈면의 유효경(Clear Aperture) 크기이다. 또한, ImgH는 상기 센서의 유효 영역의 최대 대각 방향 길이의 1/2이다.)
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 광축을 시작점으로 하고 상기 제9 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 제10 및 제11 렌즈 사이의 상기 광축 방향 간격은,
    상기 광축에서 상기 제10 렌즈의 센서 측 면 상에 위치한 제9 지점으로 갈수록 작아지고, 상기 제9 지점에서 상기 제10 렌즈의 센서 측 면상에 위치한 제10 지점으로 갈수록 커지고,
    상기 제10 지점은 상기 제10 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단인 광학계.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제9 지점은 상기 광축을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 광축의 수직인 방향을 기준으로 60% 내지 85%인 위치에 배치되는 광학계.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 제11 렌즈는 센서 측 면 상에 배치되며 상기 제11 렌즈의 센서 측 면 상에서 상기 광축의 수직인 방향에 대한 접선의 기울기가 0인 지점으로 정의하는 제1 임계점을 포함하고,
    상기 제1 임계점은 상기 광축을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈의 센서 측 면의 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 광축의 수직인 방향을 기준으로 약 20%보다 크고 60%보다 작은 위치에 배치되는 광학계.
  15. 제14 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 거리로, 상기 제1 임계점에서 상기 센서까지의 상기 광축 방향 거리이다.)
  16. 제1 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 따른 광학계를 포함하고,
    하기 수학식을 만족하는 카메라 모듈.
    3 < F / BFL < 10
    (F는 상기 광학계의 전체 초점 거리이고, BFL(Back focal length)은 상기 센서와 최인접한 렌즈의 센서 측 면과 상기 센서의 상면까지의 상기 광축에서의 거리이다.)
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