KR20230059654A - 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 Download PDF

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KR20230059654A
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신두식
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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, 하기 수학식을 만족할 수 있다.
0.5 < F / TTL < 1.5
(F는 상기 광학계의 전체 초점 거리이고, TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 상기 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이다.)

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.
0.5 < F / TTL < 1.5
(F는 상기 광학계의 전체 초점 거리이고, TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 상기 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이다.)
또한, 상기 제1 렌즈의 물체 측 면은 상기 광축에서 볼록한 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 렌즈는 하기 수학식을 만족할 수 있다.
1 < F / L1R1 < 10
(F는 상기 광학계의 전체 초점 거리이고, L1R1은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 곡률 반경이다.)
또한, 상기 제11 렌즈는 하기 수학식을 만족할 수 있다.
1 < F / L11R2 < 10
(F는 상기 광학계의 전체 초점 거리이고, L11R2는 상기 제11 렌즈의 센서 측 면의 곡률 반경이다.)
또한, 상기 제11 렌즈는 하기 수학식을 만족할 수 있다.
1 < BFL / L11S2_max_sag to Sensor < 2
(BFL(Back focal length)은 상기 센서와 최인접한 렌즈의 센서 측 면의 정점으로부터 상기 센서의 상면까지의 상기 광축에서의 거리이다. 또한, L11S2_max_sag to Sensor은 상기 제11 렌즈의 센서 측 면의 최대 Sag값에서 상기 센서까지의 상기 광축 방향 거리이다.)
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, 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 양(+)의 값을 가지고, 하기 수학식을 만족할 수 있다.
3 < f4-11 / f1-3 < 15
(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 제1 내지 제3 렌즈 중에서, 상기 제3 렌즈는 가장 큰 굴절률 및 가장 작은 아베수를 가질 수 있다.
또한, 상기 제3 렌즈의 아베수는 상기 제2 렌즈의 아베수보다 20 이상 작을 수 있다.
또한, 상기 제1 내지 제11 렌즈의 물체 측 면 및 센서 측 면 중, 상기 제4 렌즈의 물체 측 면의 유효경의 크기가 가장 작을 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, 상기 제10 렌즈는 물체 측 면 및 센서 측 면 중 적어도 하나의 렌즈면 상에는 상기 렌즈면 상에서 상기 광축의 수직인 방향에 대한 접선의 기울기가 0인 지점으로 정의하는 적어도 하나의 임계점이 배치되고, 상기 제11 렌즈는 물체 측 면 및 센서 측 면 중 적어도 하나의 렌즈면 상에는 상기 렌즈면 상에서 접선의 기울기가 0인 지점으로 정의하는 적어도 하나의 임계점이 배치되고, 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 제10 렌즈는 상기 제10 렌즈의 센서 측 면 상에 배치되는 제2 임계점을 포함하고, 상기 제2 임계점은 상기 광축을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 50% 보다 크고 80%보다 작은 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제11 렌즈는 상기 제11 렌즈의 센서 측 면 상에 배치되는 제5 임계점을 포함하고, 상기 제5 임계점은 상기 광축을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 30% 보다 크고 50%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 거리이다.)
또한, 실시예에 따른 카메라 모듈은 상기 광학계를 포함하고, 하기 수학식을 만족할 수 있다.
1 < F / EPD < 5
(F는 상기 광학계의 전체 초점 거리이고, EPD는 상기 광학계의 입사동의 크기(Entrance Pupil Diameter)이다.)
실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 광학계는 복수의 렌즈들이 설정된 형상, 굴절력, 두께, 간격 등을 가짐에 따라 향상된 수차 특성, 해상력 등을 가질 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 향상된 왜곡(distortion) 및 수차 제어 특성을 가질 수 있고, 화각(FOV)의 중심부 뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광학계는 향상된 광학 특성을 가지며 작은 TTL(Total track length)을 가질 수 있어, 상기 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈은 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 광학계에서 각 렌즈면의 비구면 계수에 대한 데이터이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 광학계에서 렌즈의 중심 두께(Center thickness), 엣지 영역 두께(Edge thickness), 렌즈 사이의 간격 등을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 광학계에서 인접한 두 렌즈 사이의 간격에 대한 데이터이다.
도 5는 제1 실시예에 따른 광학계의 회절 MTF(Diffraction MTF)에 대한 그래프이다.
도 6은 제1 실시예에 따른 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 7은 제2 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 8은 제2 실시예에 따른 광학계에서 각 렌즈면의 비구면 계수에 대한 데이터이다.
도 9는 제2 실시예에 따른 광학계에서 인접한 두 렌즈 사이의 간격에 대한 데이터이다.
도 10은 제2 실시예에 따른 광학계의 회절 MTF(Diffraction MTF)에 대한 그래프이다.
도 11은 제2 실시예에 따른 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 12는 제3 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 13은 제3 실시예에 따른 광학계에서 각 렌즈면의 비구면 계수에 대한 데이터이다.
도 14는 제3 실시예에 따른 광학계에서 인접한 두 렌즈 사이의 간격에 대한 데이터이다.
도 15는 제3 실시예에 따른 광학계의 회절 MTF(Diffraction MTF)에 대한 그래프이다.
도 16은 제3 실시예에 따른 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 17은 제3 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 18은 제3 실시예에 따른 광학계에서 각 렌즈면의 비구면 계수에 대한 데이터이다.
도 19는 제3 실시예에 따른 광학계에서 인접한 두 렌즈 사이의 간격에 대한 데이터이다.
도 20은 제3 실시예에 따른 광학계의 회절 MTF(Diffraction MTF)에 대한 그래프이다.
도 21은 제3 실시예에 따른 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 22는 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 제1 렌즈(101)와 상기 제2 렌즈(102) 사이에 위치할 수 있다.
이와 다르게, 상기 복수의 렌즈들(100) 중 선택되는 적어도 하나의 렌즈는 조리개 역할을 수행할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 내지 제11 렌즈들(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111) 중 선택되는 하나의 렌즈의 물체 측 면 또는 센서 측 면은 광량을 조절하는 조리개 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈(101)의 센서 측 면(제2 면(S2)) 또는 상기 제2 렌즈(102)의 물체 측 면(제3 면(S3))은 조리개 역할을 수행할 수 있다.
이하 실시예에 따른 복수의 렌즈들(100)에 대해 보다 자세히 설명하도록 한다.
상기 제1 렌즈(101)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈(101)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제1 렌즈(101)는 물체 측 면으로 정의하는 제1 면(S1) 및 센서 측 면으로 정의하는 제2 면(S2)을 포함할 수 있다. 상기 제1 면(S1)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈(101)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제1 면(S1)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈(101)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다.
상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제2 렌즈(102)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈(102)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제2 렌즈(102)는 물체 측 면으로 정의하는 제3 면(S3) 및 센서 측 면으로 정의하는 제4 면(S4)을 포함할 수 있다. 상기 제3 면(S3)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈(102)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제3 면(S3)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈(102)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제3 면(S3)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈(102)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제3 면(S3)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈(102)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다.
상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제3 렌즈(103)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 렌즈(103)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제3 렌즈(103)는 물체 측 면으로 정의하는 제5 면(S5) 및 센서 측 면으로 정의하는 제6 면(S6)을 포함할 수 있다. 상기 제5 면(S5)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(103)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제5 면(S5)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(103)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제5 면(S5)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(103)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제5 면(S5)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(103)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다.
상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103) 각각은 설정된 초점 거리를 가질 수 있다. 이때, 상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103) 각각의 초점 거리의 절대값은 상기 제2 렌즈(102)가 가장 클 수 있다. 자세하게, 상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103) 각각의 초점 거리의 절대값은 상기 제2 렌즈(102), 상기 제3 렌즈(103) 및 상기 제1 렌즈(101) 순서로 큰 값을 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103)는 서로 상이한 중심 두께(광축(OA)에서의 두께)를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103) 중에서 상기 제1 렌즈(101)는 가장 두꺼운 중심 두께를 가질 수 있고, 상기 제3 렌즈(103)는 가장 얇은 중심 두께를 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103) 중에서 상기 제3 렌즈(103)는 가장 큰 굴절률을 가질 수 있고, 상기 제1 렌즈(101)의 굴절률은 상기 제2 렌즈(102)의 굴절률보다 클 수 있다. 그리고, 상기 제3 렌즈(103)의 아베수는 상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103) 중 가장 작을 수 있고, 상기 제2 렌즈(102)의 아베수는 상기 제1 렌즈(101)의 아베수보다 클 수 있다. 이때, 상기 제3 렌즈(103)의 아베수는 상기 제2 렌즈(102)의 아베수보다 20 이상 작을 수 있다. 자세하게, 상기 제3 렌즈(103)의 아베수는 상기 제2 렌즈(102)의 아베수보다 30 이상 작을 수 있다.
또한, 상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103) 중에서 렌즈의 유효경의 크기(Clear aperture, CA)는 상기 제3 렌즈(103)가 가장 작을 수 있고, 상기 제1 렌즈(101)가 가장 클 수 있다. 자세하게, 상기 제3 렌즈(103)의 센서 측 면(제6 면(S6))의 유효경의 크기는 상기 제1 내지 제6 면(S1, S2, S3, S4, S5, S6) 중 가장 작을 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 입사하는 광을 제어하여 해상력, 색수차 제어 특성을 향상시킬 수 있고, 상기 광학계(1000)의 비네팅(vignetting) 특성을 개선할 수 있다.
상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제4 렌즈(104)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제4 렌즈(104)는 물체 측 면으로 정의하는 제7 면(S7) 및 센서 측 면으로 정의하는 제8 면(S8)을 포함할 수 있다. 상기 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다.
상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 렌즈(105)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제5 렌즈(105)는 물체 측 면으로 정의하는 제9 면(S9) 및 센서 측 면으로 정의하는 제10 면(S10)을 포함할 수 있다. 상기 제9 면(S9)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제9 면(S9)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제9 면(S9)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제9 면(S9)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다.
상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제6 렌즈(106)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제6 렌즈(106)는 물체 측 면으로 정의하는 제11 면(S11) 및 센서 측 면으로 정의하는 제12 면(S12)을 포함할 수 있다. 상기 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(106)은 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다.
상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제7 렌즈(107)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제7 렌즈(107)는 물체 측 면으로 정의하는 제13 면(S13) 및 센서 측 면으로 정의하는 제14 면(S14)을 포함할 수 있다. 상기 제13 면(S13)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제13 면(S13)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제13 면(S13)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제13 면(S13)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다, 즉, 상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다.
상기 제13 면(S13) 및 상기 제14 면(S14) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제13 면(S13) 및 상기 제14 면(S14)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제8 렌즈(108)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제8 렌즈(108)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제8 렌즈(108)는 물체 측 면으로 정의하는 제15 면(S15) 및 센서 측 면으로 정의하는 제16 면(S16)을 포함할 수 있다. 상기 제15 면(S15)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제8 렌즈(108)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제15 면(S15)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제8 렌즈(108)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제15 면(S15)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제8 렌즈(108)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제15 면(S15)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제8 렌즈(108)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다.
상기 제15 면(S15) 및 상기 제16 면(S16) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제15 면(S15) 및 상기 제16 면(S16)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제9 렌즈(109)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(109)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제9 렌즈(109)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제9 렌즈(109)는 물체 측 면으로 정의하는 제17 면(S17) 및 센서 측 면으로 정의하는 제18 면(S18)을 포함할 수 있다. 상기 제17 면(S17)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제9 렌즈(109)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제17 면(S17)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제9 렌즈(109)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제17 면(S17)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제9 렌즈(109)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제17 면(S17)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제9 렌즈(109)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다.
상기 제17 면(S17) 및 상기 제18 면(S18) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제17 면(S17) 및 상기 제18 면(S18)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제10 렌즈(110)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제10 렌즈(110)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제10 렌즈(110)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제10 렌즈(110)는 물체 측 면으로 정의하는 제19 면(S19) 및 센서 측 면으로 정의하는 제20 면(S20)을 포함할 수 있다. 상기 제19 면(S19)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제20 면(S20)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제10 렌즈(110)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제19 면(S19)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제20 면(S20)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제10 렌즈(110)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제19 면(S19)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제20 면(S20)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제10 렌즈(110)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제19 면(S19)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제20 면(S20)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제10 렌즈(110)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다.
상기 제19 면(S19) 및 상기 제20 면(S20) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제19 면(S19) 및 상기 제20 면(S20)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제10 렌즈(110)는 적어도 하나의 임계점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제19 면(S19) 및 상기 제20 면(S20) 중 적어도 하나의 면은 임계점을 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 3을 참조하면, 렌즈면의 임의의 점을 통과하는 법선(L2)은 광축(OA)과 소정의 각도(θ)를 가질 수 있다. 여기서 임계점은 렌즈면 상에서 법선(L2)과 광축(OA)의 기울기가 0인 지점을 의미할 수 있다. 또한, 상기 임계점은 렌즈면 상에서 접선(L1)과 광축(OA)의 수직인 방향으로 연장하는 가상의 선과 기울기가 0인 지점을 의미할 수 있다. 상기 임계점은 광축(OA) 및 광축(OA)의 수직인 방향에 대한 기울기 값의 부호가 양(+)에서 음(-)으로 또는 음(-)에서 양(+)으로 변하는 지점으로 기울기 값이 0인 지점을 의미할 수 있다.
예를 들어, 상기 제19 면(S19)은 임계점으로 정의하는 제1 임계점(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 제1 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈(110)의 제19 면(S19)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 80% 미만인 위치에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제1 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈(110)의 제19 면(S19)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 50% 보다 크고 약 80%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.
또한, 상기 제20 면(S20)은 임계점으로 정의하는 제2 임계점(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 제2 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈(110)의 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 80% 미만인 위치에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제2 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈(110)의 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 50% 보다 크고 약 80%보다 작은 위치에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제2 임계점의 위치는 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 설정된 위치로, 광축(OA)에서 상기 제2 임계점까지의 직선 거리를 의미할 수 있다.
상기 제10 렌즈(110)에 배치된 임계점의 위치는 상기 광학계(1000)의 광학 특성을 고려하여 상술한 범위를 만족하는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 자세하게, 상기 제1 및 제2 임계점의 위치는 상기 광학계(1000)의 왜곡 특성, 수차 특성, 해상력 등의 광학 특성 제어를 위해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다.
상기 제11 렌즈(111)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제11 렌즈(111)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제11 렌즈(111)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제11 렌즈(111)는 물체 측 면으로 정의하는 제21 면(S21) 및 센서 측 면으로 정의하는 제22 면(S22)을 포함할 수 있다. 상기 제21 면(S21)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제22 면(S22)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제11 렌즈(111)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제21 면(S21)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제22 면(S22)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제11 렌즈(111)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다.
상기 제21 면(S21) 및 상기 제22 면(S22) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제21 면(S21) 및 상기 제22 면(S22)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제11 렌즈(111)는 적어도 하나의 임계점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제21 면(S21) 및 상기 제22 면(S22) 중 적어도 하나의 면은 임계점을 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 3을 참조하면, 렌즈면의 임의의 점을 통과하는 법선(L2)은 광축(OA)과 소정의 각도(θ)를 가질 수 있다. 여기서 임계점은 렌즈면 상에서 법선(L2)과 광축(OA)의 기울기가 0인 지점을 의미할 수 있다. 또한, 상기 임계점은 렌즈면 상에서 접선(L1)과 광축(OA)의 수직인 방향으로 연장하는 가상의 선과 기울기가 0도인 지점을 의미할 수 있다. 상기 임계점은 광축(OA) 및 광축(OA)의 수직인 방향에 대한 기울기 값의 부호가 양(+)에서 음(-)으로 또는 음(-)에서 양(+)으로 변하는 지점으로 기울기 값이 0인 지점을 의미할 수 있다.
예를 들어, 상기 제21 면(S21)은 임계점으로 정의하는 제3 임계점(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 제3 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 40% 미만인 위치에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제3 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 15% 보다 크고 약 40%보다 작은 위치에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제3 임계점의 위치는 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 설정된 위치로, 광축(OA)에서 상기 제3 임계점까지의 직선 거리를 의미할 수 있다.
또한, 상기 제21 면(S21)은 임계점으로 정의하는 제4 임계점(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 제4 임계점은 상기 제3 임계점보다 상기 제21 면(S21)의 유효 영역 끝단과 인접하게 배치될 수 있다. 즉, 상기 제4 임계점은 상기 제3 임계점보다 광축(OA)과 먼 거리에 위치할 수 있다. 상기 제4 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 95% 미만인 위치에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제4 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 80% 보다 크고 약 95%보다 작은 위치에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제4 임계점의 위치는 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 설정된 위치로, 광축(OA)에서 상기 제4 임계점까지의 직선 거리를 의미할 수 있다.
또한, 상기 제22 면(S22)은 임계점으로 정의하는 제5 임계점(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 제5 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 50% 미만인 위치에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제5 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 30% 보다 크고 약 50%보다 작은 위치에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제5 임계점의 위치는 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 설정된 위치로 광축(OA)에서 상기 제5 임계점까지의 직선 거리를 의미할 수 있다. 자세하게, 상기 제5 임계점은 상기 제22 면(S22)의 최대 Sag 지점으로, 광축(OA)에서 상기 제5 임계점까지의 거리는 도 3의 L_Sag_L11S2일 수 있다.
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.
상기 제4 내지 제11 렌즈(104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111)는 서로 상이한 중심 두께(광축(OA)에서의 두께)를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제4 내지 제11 렌즈(104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111) 중에서 상기 제10 렌즈(110)는 가장 두꺼운 중심 두께를 가질 수 있고, 상기 제5 렌즈(105) 또는 상기 제6 렌즈(106)는 가장 얇은 중심 두께를 가질 수 있다.
또한, 상기 제4 내지 제11 렌즈(104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111) 중에서 렌즈의 유효경 크기(Clear aperture, CA)는 상기 제4 렌즈(104)가 가장 작을 수 있고, 상기 제11 렌즈(111)가 가장 클 수 있다. 이때, 상기 제4 렌즈(104)의 물체 측 면(제7 면(S7))은 상기 복수의 렌즈들(100)의 렌즈면들 중 가장 작은 유효경의 크기를 가질 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 색수차 제어 특성을 향상시킬 수 있고, 화각(FOV)의 중심부 뿐만 아니라 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
또한, 상기 광학계(1000)에 포함된 복수의 렌즈들(100), 자세하게 상기 제1 내지 제11 렌즈(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111) 중 절반 이상의 렌즈의 아베수는 약 45 이상 약 70 이하일 수 있고, 절반 이하의 렌즈의 굴절력은 약 1.6 이상 약 1.7 미만일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 구현하고, 향상된 수차 특성을 가질 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 이하에서 설명되는 수학식들 중 적어도 하나를 만족할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(1000)가 적어도 하나의 수학식을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차, 왜곡 수차 등의 수차 특성을 효과적으로 제어할 수 있고, 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가질 수 있고, 보다 슬림하고 컴팩트한 구조를 가질 수 있다. 또한, 수학식들에 기재된 렌즈의 광축(OA)에서의 두께, 인접한 렌즈들의 광축(OA)에서의 간격이 의미하는 것은 도 3과 같을 수 있다.
[수학식 1]
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]
0.5 < L3_CT / L3_ET < 2
수학식 2에서 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 2를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.
[수학식 3]
1 < L11_ET / L11_CT < 5
수학식 3에서 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 3을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡이 발생하는 것을 감소시킬 수 있어 향상된 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 4]
1.6 < n3
수학식 4에서 n3는 상기 제3 렌즈(103)의 d-line에서의 굴절률(refractive index)을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 4를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 5]
0.5 < L11S2_max_sag to Sensor < 2
수학식 5에서 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 5를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 복수의 렌즈들(100)과 이미지 센서(300) 사이에 필터(500)가 배치될 수 있는 공간을 확보할 수 있어 향상된 조립성을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)가 수학식 5를 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 모듈 제작을 위한 간격을 확보할 수 있다.
또한, 후술할 제1 내지 제3 실시예에 대한 렌즈 데이터에서, 상기 필터의 위치, 자세하게 마지막 렌즈(제11 렌즈(111))와 필터(500) 사이 간격, 이미지 센서(300)와 필터(500) 사이 간격은 광학계(1000)의 설계의 편의상 설정된 위치로, 상기 필터(500)는 상기 두 구성(111, 300)과 각각 접촉하지 않는 범위 내에서 자유롭게 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 렌즈 데이터에서 상기 L11S2_max_sag to Sensor의 값이 상기 필터(500)의 물체 측 면과 이미지 센서(300) 상면 사이의 광축(OA)에서의 거리보다 작거나 같은 경우, 광학계(1000)의 BFL 및 L11S2_max_sag to Sensor는 변화하지 않고 일정하며, 상기 필터(500)의 위치는 두 구성(111, 300)과 각각 접촉하지 않는 범위 내에서 이동하여 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 6]
1 < BFL / L11S2_max_sag to Sensor < 2
수학식 6에서 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 6을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡 수차 특성을 개선할 수 있고, 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 7]
5 < |L11S2_max slope| < 45
수학식 7에서 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 7을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 렌즈 플레어(lens flare)의 발생을 제어할 수 있다.
[수학식 8]
0.2 < L11 S2 Inflection Point < 0.6
수학식 8에서 L11 S2 Inflection Point는 상기 제11 렌즈(111)의 센서 측 면(제22 면(S22)) 상에 위치하는 임계점의 위치를 의미한다. 자세하게, L11 S2 Inflection Point는 광축(OA)을 시작점으로, 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 하고, 광축(OA)에서 상기 제22 면(S22)의 유효 영역 끝단까지의 광축(OA)의 수직 방향 길이를 1이라고 할 때, 상기 제22 면(S22) 상에 위치한 임계점(제1 임계점)의 위치를 의미할 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 8을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 9]
1 < d1011_CT / d1011_min < 40
수학식 9에서 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 9를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡 수차 특성을 개선할 수 있고, 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 10]
1 < d1011_CT / d1011_ET < 5
수학식 10에서 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 10을 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 11]
0.01 < d12_CT / d1011_CT < 1
수학식 11에서 d12_CT는 광축(OA)에서 상기 제1 렌즈(101)와 상기 제2 렌즈(102) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d12_CT는 상기 제1 렌즈(101)의 센서 측 면(제2 면(S2)) 및 상기 제2 렌즈(102)의 물체 측 면(제3 면(S3))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
또한, d1011_CT는 광축(OA)에서 상기 제10 렌즈(110)와 상기 제11 렌즈(111) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d1011_CT는 상기 제10 렌즈(110)의 센서 측 면(제20 면(S20)) 및 상기 제11 렌즈(111)의 물체 측 면(제21 면(S21))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 11을 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 12]
1 < L1_CT / L11_CT < 5
수학식 12에서 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 12를 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 13]
1 < L10_CT / L11_CT < 5
수학식 13에서 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 13을 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 14]
1 < L1R1 / L11R2 < 5
수학식 14에서 L1R1은 상기 제1 렌즈(101)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 곡률 반경(mm)을 의미하고, L11R2는 상기 제11 렌즈(111)의 센서 측 면(제22 면(S22))의 곡률 반경(mm)을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 14를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 15]
0 < (d1011_CT - d1011_ET) / (d1011_CT) < 2
수학식 15에서 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 15를 만족할 경우, 화각(FOV)의 중심부 뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 왜곡 발생을 감소시킬 수 있어 향상된 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 16]
1 < CA_L1S1 / CA_L3S1 < 1.5
수학식 16에서 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 16을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 입사되는 광을 제어할 수 있고, 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있다.
[수학식 17]
1 < CA_L11S2 / CA_L4S2 < 5
수학식 17에서 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 17을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 18]
1 < CA_L3S2 / CA_L4S1 < 1.5
수학식 18에서 CA_L3S2는 상기 제3 렌즈(103)의 센서 측 면(제6 면(S6))의 유효경(CA)의 크기(mm)를 의미하고, CA_L4S1은 상기 제4 렌즈(104)의 물체 측 면(제7 면(S7))의 유효경(CA)의 크기(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 18을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차 특성을 제어할 수 있다.
[수학식 19]
0.5 < CA_L9S2 / CA_L11S2 < 1
수학식 19에서 L9S2는 상기 제9 렌즈(109)의 센서 측 면(제18 면(S18))의 유효경(CA)의 크기(mm)를 의미하고, CA_L11S2는 상기 제11 렌즈(111)의 센서 측 면(제22 면(S22))의 유효경(CA)의 크기(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 19를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 양호한 광학 성능을 가지며 상기 제9 렌즈(109) 및 상기 제11 렌즈(111)의 유효경 크기를 제어할 수 있고, 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 20]
1 < d34_CT / d34_ET < 7
수학식 20에서 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 20을 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 21]
3 < d910_CT / d910_ET < 10
수학식 21에서 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 21을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 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 22]
5 < d910_max / d910_CT < 20
수학식 22에서 d910_CT는 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_max는 상기 제9 렌즈(109)의 센서 측 면(제18 면(S18)) 및 상기 제10 렌즈(110)의 물체 측 면(제19 면(S19)) 사이의 광축(OA) 방향 간격 중 최대 간격(mm)을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 22를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부의 색수차, 왜곡 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 23]
5 < L9_CT / d910_CT < 15
수학식 23에서 L9_CT는 상기 제9 렌즈(109)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, d910_CT는 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 23을 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 24]
0.1 < L10_CT / d1011_CT < 1
수학식 24에서 L10_CT는 상기 제10 렌즈(110)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, d1011_CT는 상기 제10 렌즈(110)와 상기 제11 렌즈(111) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d1011_CT는 상기 제10 렌즈(110)의 센서 측 면(제20 면(S20)) 및 상기 제11 렌즈(111)의 물체 측 면(제21 면(S21))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 24를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 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 25]
0.1 < L11_CT / d1011_CT < 1
수학식 25에서 L11_CT는 상기 제11 렌즈(111)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, d1011_CT는 상기 제10 렌즈(110)와 상기 제11 렌즈(111) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d1011_CT는 상기 제10 렌즈(110)의 센서 측 면(제20 면(S20)) 및 상기 제11 렌즈(111)의 물체 측 면(제21 면(S21))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 25를 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 26]
50 < |L9R1 / L9_CT| < 200
수학식 26에서 L9R1은 상기 제9 렌즈(109)의 물체 측 면(제17 면(S17))의 곡률 반경(mm)을 의미하고, L9_CT는 상기 제9 렌즈(109)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 26을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제9 렌즈(109)의 굴절력을 제어하여 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 27]
-20 < L9R1 / L11R1 < -10
수학식 27에서 L9R1은 상기 제9 렌즈(109)의 물체 측 면(제17 면(S17))의 곡률 반경(mm)이고, L11R1은 상기 제11 렌즈(111)의 물체 측 면(제21 면(S21))의 곡률 반경(mm)이다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 27을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 28]
0 < L_CT_Max / Air_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 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 28을 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 29]
1 < ∑L_CT/ ∑Air_CT < 5
수학식 29에서 ∑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 29를 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 30]
10 <∑Index < 30
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.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 30을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)의 TTL을 제어할 수 있고, 향상된 색수차, 해상력 특성을 가질 수 있다.
[수학식 31]
10 < ∑Abbe/ ∑Index <50
수학식 31에서 ∑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 31을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 수차 특성 및 해상력을 가질 수 있다.
[수학식 32]
0 < |Max_distoriton| < 5
수학식 32에서 Max_distoriton은 상기 광학계(1000)의 최대 왜곡(distortion) 비율을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 32를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 왜곡 특성을 가질 수 있다.
[수학식 33]
0 < Air_Edge_Max / L_CT_Max < 2
수학식 33에서 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 33을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각 및 초점 거리를 가지며, 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 34]
0.5 < CA_L1S1 / CA_min < 2
수학식 34에서 CA_L1S1은 상기 제1 렌즈(101)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 유효경(CA)의 크기(mm)를 의미한다. 또한, CA_min은 상기 복수의 렌즈들(100) 각각의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 작은 유효경(CA) 크기를 가지는 렌즈면의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 34를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 입사되는 광을 제어할 수 있고, 광학 성능을 유지하면서 슬림 및 컴팩트한 구조로 제공될 수 있는 적절한 크기를 가질 수 있다.
[수학식 35]
1 < CA_max / CA_min < 5
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_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 35를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 광학 성능을 유지하면서 슬림 및 컴팩트한 구조로 제공될 수 있는 적절한 크기를 가질 수 있다.
[수학식 36]
1 < CA_max / CA_Aver < 3
수학식 36에서 CA_max는 상기 복수의 렌즈들(100)의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 큰 유효경(CA) 크기를 가지는 렌즈면의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미한다. 또한, CA_Aver은 상기 복수의 렌즈들(100)의 물체 측 면 및 센서 측 면의 유효경(CA) 크기(mm)의 평균을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 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_min / CA_Aver < 1
수학식 37에서 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 37을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있고, 광학 성능 구현을 위한 적절한 크기를 가질 수 있다.
[수학식 38]
0.1 < CA_max / (2*ImgH) < 1
수학식 38에서 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 38을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가지며, 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있다.
[수학식 39]
0.5 < TD / CA_max < 1.5
수학식 39에서 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 39를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있고, 광학 성능 구현을 위한 적절한 크기를 가질 수 있다.
[수학식 40]
1 < F / L11R2 < 10
수학식 40에서 F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(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 40을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)를 크기, 예를 들어 TTL(total track length) 축소를 제어할 수 있다.
[수학식 41]
1 < F / L1R1 < 10
수학식 41에서 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 41을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)를 크기, 예를 들어 TTL(total track length) 축소를 제어할 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]
0.5 < EPD / L1R1 < 8
수학식 43에서 EPD는 상기 광학계(1000)의 입사동의 크기(Entrance Pupil Diameter)(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 43을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 입사되는 광을 제어할 수 있다.
[수학식 44]
-3 < f1 / f3 < 0
수학식 44에서 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 44를 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 45]
1 < f1-3 / F < 5
수학식 45에서 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 45를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)의 TTL(total track length)를 제어할 수 있다.
[수학식 46]
3 < f4-11 / f1-3 < 10
수학식 46에서 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 45를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차 특성, 왜곡 수차 등의 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 47]
2 < TTL < 20
수학식 41에서 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 48]
2 < ImgH
수학식 48에서 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 49]
BFL < 2.5
수학식 49에서 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 49를 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 50]
2 < F < 20
수학식 50에서 F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 의미한다.
[수학식 51]
FOV < 120
수학식 51에서 FOV(Field of view)는 상기 광학계(1000)의 화각(도, °)을 의미한다.
[수학식 52]
0.5 < TTL / CA_max < 2
수학식 52에서 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 52를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있고, 광학 성능 구현을 위한 적절한 크기를 가질 수 있다.
[수학식 53]
0.5 < TTL / ImgH < 3
수학식 53에서 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 53을 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 54]
0.1 < BFL / ImgH < 0.5
수학식 54에서 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 54를 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 55]
4 < TTL / BFL < 10
수학식 55에서 TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(101)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
또한, 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 55를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 BFL을 확보하며 슬림하고 컴팩트하게 제공될 수 있다.
[수학식 56]
0.5 < F / TTL < 1
수학식 56에서 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 56을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트하게 제공될 수 있다.
[수학식 57]
3 < F / BFL < 10
수학식 57에서 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 57을 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 58]
1 < F / ImgH < 3
수학식 58에서 F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 의미하고, ImgH는 광축(OA)과 중첩되는 상기 이미지 센서(300)의 상면 중심 0 필드(filed) 영역에서 상기 이미지 센서(300)의 1.0 필드(field) 영역까지의 상기 광축(OA)의 수직 방향 거리(mm)를 의미한다. 즉, 상기 ImgH는 상기 이미지 센서(300)의 유효 영역의 최대 대각 방향 길이(mm)의 1/2을 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 58을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300), 예를 들어 1인치 전후의 큰 이미지 센서(300)를 적용하며 향상된 수차 특성을 가질 수 있다.
[수학식 59]
1 < F / EPD < 5
수학식 59에서 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 59를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)의 전체 밝기를 제어할 수 있다.
[수학식 60]
Figure pat00001
수학식 60에서 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 59 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 59 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 59 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 작아질 수 있다. 상기 제1 지점(P1)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제3 면(S3)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 15% 내지 약 35%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 간격은 상기 제1 지점(P1)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 커질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 간격은 상기 제1 지점(P1)에서 상기 제3 면(S3) 상에 위치한 제2 지점(P2)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제2 지점(P2)은 상기 제1 지점(P1)보다 광축(OA)과 먼 거리에 위치할 수 있다. 상기 제2 지점(P2)은 상기 제3 면(S3)의 유효 영역 끝단일 수 있다.
상기 제1 간격은 상기 제2 지점(P2)에서 최대값을 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 간격은 상기 제1 지점(P1)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 1.2배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 1.2배 내지 약 2.5배를 만족할 수 있다.
이와 다르게, 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 1.2배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 1.2배 내지 약 2.5배를 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)와 상기 제3 렌즈(103)는 제2 간격으로 이격될 수 있다. 상기 제2 간격은 상기 제2 렌즈(102)와 상기 제3 렌즈(103) 사이의 광축(OA) 방향 간격일 수 있다.
상기 제2 간격은 상기 제2 렌즈(102) 및 상기 제3 렌즈(103) 사이에서 위치에 따라 변화할 수 있다. 자세하게, 상기 제2 간격은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제3 렌즈(103)의 물체 측 면(제5 면(S5))의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 변화할 수 있다. 즉, 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 상기 제5 면(S5)의 유효경의 끝단으로 갈수록 변화할 수 있다.
상기 제2 간격은 광축(OA)에서 상기 제5 면(S5) 상에 위치한 제3 지점(P3)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제3 지점(P3)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제5 면(S5)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 65% 내지 약 80%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 간격은 상기 제3 지점(P3)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 작아질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 간격은 상기 제3 지점(P3)에서 상기 제5 면(S5) 상에 위치한 제4 지점(P4)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제4 지점(P4)은 상기 제3 지점(P3)보다 광축(OA)과 먼 거리에 위치할 수 있다. 상기 제4 지점(P4)은 상기 제5 면(S5)의 유효 영역 끝단일 수 있다.
상기 제2 간격은 상기 제3 지점(P3)에서 최대값을 가질 수 있다. 또한, 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 2배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 2배 내지 약 3.5배를 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 제4 렌즈(104)의 물체 측 면(제7 면(S7))의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)에서 광축의 수직인 방향으로 갈수록 변화할 수 있다. 즉, 상기 제3 간격은 광축(OA)에서 상기 제7 면(S7)의 유효경의 끝단으로 갈수록 변화할 수 있다. 상기 제3 간격은 광축(OA)에서 상기 제7 면(S7) 상에 위치한 제5 지점(P5)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제5 지점(P5)은 상기 제7 면(S7)의 유효 영역 끝단일 수 있다.
상기 제3 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있다. 또한, 상기 제3 간격은 제5 지점(P5)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 5배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 5배 내지 약 20배를 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 제7 지점(P7)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제7 지점(P7)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 20% 내지 약 40%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제4 간격은 상기 제7 지점(P7)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 커질 수 있다. 예를 들어, 상기 제4 간격은 상기 제7 지점(P7)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제8 지점(P8)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제8 지점(P8)은 상기 제7 지점(P7)보다 광축(OA)과 먼 거리에 위치할 수 있다. 상기 제8 지점(P8)은 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단일 수 있다.
상기 제4 간격은 상기 제8 지점(P8)에서 최대값을 가질 수 있다. 또한, 상기 제4 간격은 상기 제7 지점(P7)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 2배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 2배 내지 약 5배를 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 제9 지점(P9)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제9 지점(P9)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 55% 내지 약 75%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제5 간격은 상기 제9 지점(P9)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 작아질 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 간격은 상기 제9 지점(P9)에서 상기 제18 면(S18) 상에 위치한 제10 지점(P10)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제10 지점(P10)은 상기 제9 지점(P9)보다 광축(OA)과 먼 거리에 위치할 수 있다. 상기 제10 지점(P10)은 상기 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단일 수 있다.
상기 제5 간격은 상기 제9 지점(P9)에서 최대값을 가질 수 있다. 또한, 상기 제5 간격은 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 10배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 10배 내지 약 20배를 만족할 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 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 제11 지점(P11)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제11 지점(P11)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 5% 내지 약 20%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제6 간격은 상기 제11 지점(P11)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 작아질 수 있다. 예를 들어, 상기 제6 간격은 상기 제11 지점(P11)에서 상기 제20 면(S20) 상에 위치한 제12 지점(P12)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제12 지점(P12)은 상기 제11 지점(P11)보다 광축(OA)과 먼 거리에 위치할 수 있다. 상기 제12 지점(P12)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 70% 내지 약 90%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제6 간격은 상기 제12 지점(P12)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 커질 수 있다. 예를 들어, 상기 제6 간격은 상기 제12 지점(P12)에서 상기 제20 면(S20) 상에 위치한 제13 지점(P13)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제13 지점(P13)은 상기 제11 지점(P11) 및 상기 제12 지점(P12)보다 광축(OA)과 먼 거리에 위치할 수 있다. 상기 제13 지점(P13)은 상기 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단일 수 있다.
상기 제6 간격은 상기 제11 지점(P11)에서 최대값을 가질 수 있다. 또한, 상기 제6 간격은 상기 제12 지점(P12)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제6 간격의 최대값은 최소값의 약 10배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제6 간격의 최대값은 최소값의 약 10배 내지 약 40배를 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 제2 렌즈(102)의 물체 측 면(제3 면(S3))은 조리개 역할을 수행할 수 있다.
또한, 상기 복수의 렌즈들(100) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에는 필터(500)가 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 필터(500)는 상기 제10 렌즈(110) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다.
렌즈 면 곡률 반경(mm) 두께/
간격(mm)		 굴절률 아베수 유효경의 크기(mm)
제1 렌즈 제1 면 2.352 0.602 1.537 54.952 2.860
제2 면 4.485 0.060 2.737
제2 렌즈 제3 면
(Stop)		 4.700 0.331 1.536 55.699 2.677
제4 면 7.710 0.030 2.540
제3 렌즈 제5 면 3.112 0.258 1.678 19.230 2.495
제6 면 2.432 0.298 2.319
제4 렌즈 제7 면 -171.276 0.394 1.536 55.699 2.300
제8 면 -7.776 0.037 2.589
제5 렌즈 제9 면 -18.686 0.254 1.537 54.294 2.770
제10 면 -19.507 0.245 2.969
제6 렌즈 제11 면 -16.845 0.220 1.678 19.230 3.059
제12 면 64.461 0.118 3.389
제7 렌즈 제13 면 -10.645 0.300 1.536 55.699 3.575
제14 면 -8.789 0.035 3.884
제8 렌즈 제15 면 20.532 0.300 1.654 21.352 4.017
제16 면 21.564 0.152 4.439
제9 렌즈 제17 면 -38.513 0.300 1.536 55.699 5.175
제18 면 -25.136 0.031 5.497
제10 렌즈 제19 면 2.596 0.477 1.571 37.137 5.609
제20 면 4.865 0.799 6.075
제11 렌즈 제21 면 2.280 0.333 1.550 45.946 6.677
제22 면 1.250 0.265 7.233
필터 Infinity 0.110 8.009
Infinity 0.755 8.089
이미지 센서 Infinity -0.005 9.000
표 1은 제1 실시예에 따른 상기 제1 내지 제11 렌즈들(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111)의 광축(OA)에서의 곡률 반경(Radius of Curvature), 렌즈의 두께(Thickness), 렌즈 사이의 간격(distance), d-line에서의 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number) 및 유효경(Clear aperture; CA)의 크기에 대한 것이다.
제1 실시예에 따른 광학계(1000)의 제1 렌즈(101)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2)은 하기 도 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제2 렌즈(102)는 광축(OA)에서 양(+) 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)의 제3 면(S3)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제3 면(S3)은 비구면일 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 비구면일 수 있다. 상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4)은 하기 도 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제3 렌즈(103)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)의 제5 면(S5)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 면(S5)은 비구면일 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 비구면일 수 있다. 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6)은 하기 도 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)의 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 면(S7)은 비구면일 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 비구면일 수 있다. 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8)은 하기 도 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)의 제9 면(S9)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 면(S9)은 비구면일 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 비구면일 수 있다. 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10)은 하기 도 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)의 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제11 면(S11)은 비구면일 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 비구면일 수 있다. 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12)은 하기 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 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)의 제15 면(S15)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)는 광축(OA)에서 물체 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 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(109)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 제17 면(S17)은 비구면일 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 비구면일 수 있다. 상기 제17 면(S17) 및 상기 제18 면(S18)은 하기 도 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제10 렌즈(110)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제10 렌즈(110)의 제19 면(S19)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제20 면(S20)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제10 렌즈(110)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제19 면(S19)은 비구면일 수 있고, 상기 제20 면(S20)은 비구면일 수 있다. 상기 제19 면(S19) 및 상기 제20 면(S20)은 하기 도 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제10 렌즈(110)는 임계점을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제10 렌즈(110)의 제19 면(S19) 상에는 상술한 제1 임계점이 배치될 수 있다. 상기 제1 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈(110)의 제19 면(S19)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 50% 보다 크고 약 80%보다 작은 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제1 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈(110)의 제19 면(S19)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 61%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제10 렌즈(110)의 제20 면(S20) 상에는 상술한 제2 임계점이 배치될 수 있다. 상기 제2 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈(110)의 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 50% 보다 크고 약 80%보다 작은 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제2 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈(110)의 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 63%인 위치에 배치될 수 있다.
상기 제11 렌즈(111)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)은 광축(OA)에서 볼록한 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 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제21 면(S21)은 비구면일 수 있고, 상기 제22 면(S22)은 비구면일 수 있다. 상기 제21 면(S21) 및 상기 제22 면(S22)은 하기 도 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제11 렌즈(111)는 임계점을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21) 상에는 상술한 제3 임계점이 배치될 수 있다. 상기 제3 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 15% 보다 크고 약 40%보다 작은 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제3 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 24%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21) 상에는 상술한 제4 임계점이 더 배치될 수 있다. 상기 제4 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 15% 보다 크고 약 40%보다 작은 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제4 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 88%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22) 상에는 상술한 제5 임계점이 배치될 수 있다. 상기 제5 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 30%보다 크고 약 50%보다 작은 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제5 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 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 0.0602 0
0.1 0.0602 0.1
0.2 0.0600 0.2
0.3(P1) 0.0598 0.3
(P1)
0.4 0.0598 0.4
0.5 0.0602 0.5
0.6 0.0611 0.6
0.7 0.0628 0.7
0.8 0.0655 0.8
0.9 0.0692 0.9
1 0.0737 1
1.1 0.0792 1.1
1.2 0.0853 1.2
1.338(P2) 0.0916 1.338
(P2)
표 2를 참조하면, 상기 제1 간격은 광축(OA)에서 상기 제3 면(S3) 상에 위치한 제1 지점(P1)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제1 지점(P1)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제3 면(S3)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 15% 내지 35%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제1 지점(P1)은 약 22%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 간격은 상기 제1 지점(P1)에서 상기 제3 면(S3)의 유효경의 끝단인 제2 지점(P2)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제2 지점(P2)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제1 렌즈(101)의 센서 측 면(제2 면(S2))과 상기 제2 렌즈(102)의 물체 측 면(제3 면(S3)) 중 유효경 크기가 작은 상기 제3 면(S3)의 유효 반경 값으로, 표 1에 기재된 상기 제3 면(S3)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제1 간격은 상기 제2 지점(P2)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제1 지점(P1)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 1.2배 내지 약 2.5배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배일 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, 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 0.0300 0
0.1 0.0310 0.1
0.2 0.0338 0.2
0.3 0.0381 0.3
0.4 0.0436 0.4
0.5 0.0494 0.5
0.6 0.0549 0.6
0.7 0.0594 0.7
0.8 0.0625 0.8
0.9(P3) 0.0640 0.9
(P3)
1 0.0639 1
1.1 0.0627 1.1
1.2 0.0614 1.2
1.247(P4) 0.0580 1.247
(P4)
표 3을 참조하면, 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 상기 제5 면(S5) 상에 위치한 제3 지점(P3)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제3 지점(P3)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제5 면(S5)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 65% 내지 80%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제3 지점(P3)은 약 72%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 간격은 상기 제3 지점(P3)에서 상기 제5 면(S5)의 유효경의 끝단인 제4 지점(P4)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제4 지점(P4)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제2 렌즈(102)의 센서 측 면(제4 면(S4))과 상기 제3 렌즈(103)의 물체 측 면(제5 면(S5)) 중 유효경 크기가 작은 상기 제5 면(S5)의 유효 반경 값으로, 표 1에 기재된 상기 제5 면(S5)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제2 간격은 상기 제3 지점(P3)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 2배 내지 약 3.5배를 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 0.2979 0
0.1 0.2958 0.1
0.2 0.2897 0.2
0.3 0.2798 0.3
0.4 0.2664 0.4
0.5 0.2498 0.5
0.6 0.2303 0.6
0.7 0.2081 0.7
0.8 0.1830 0.8
0.9 0.1543 0.9
1 0.1205 1
1.1 0.0794 1.1
1.150(P5) 0.0269 1.150
(P5)
표 4를 참조하면, 상기 제3 간격은 광축(OA)에서 상기 제7 면(S7)의 유효경의 끝단인 상기 제5 지점(P5)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제5 지점(P5)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 제7 면(S7)의 유효 반경 값으로, 표 1에 기재된 상기 제7 면(S7)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제3 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제5 지점(P5)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 5배 내지 약 20배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 11배일 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 0.1524 0
0.1 0.1520 0.1
0.2 0.1509 0.2
0.3 0.1490 0.3
0.4 0.1466 0.4
0.5 0.1441 0.5
0.6 0.1422 0.6
0.7(P7) 0.1412 0.7
(P7)
0.8 0.1412 0.8
0.9 0.1423 0.9
1 0.1446 1
1.1 0.1481 1.1
1.2 0.1531 1.2
1.3 0.1599 1.3
1.4 0.1688 1.4
1.5 0.1799 1.5
1.6 0.1930 1.6
1.7 0.2078 1.7
1.8 0.2242 1.8
1.9 0.2431 1.9
2.0 0.2661 2.0
2.1 0.2940 2.1
2.219(P8) 0.3261 2.219
(P8)
표 5를 참조하면, 상기 제4 간격은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제7 지점(P7)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제7 지점(P7)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 20% 내지 약 40%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제7 지점(P7)은 약 31.5%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제4 간격은 상기 제7 지점(P7)에서 상기 제16 면(S16)의 유효경의 끝단인 상기 제8 지점(P8)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제8 지점(P8)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제8 렌즈(107)의 센서 측 면(제16 면(S16))과 상기 제9 렌즈(109)의 물체 측 면(제17 면(S17)) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제16 면(S16)의 유효 반경 값으로, 표 1에 기재된 상기 제16 면(S16)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제4 간격은 상기 제8 지점(P8)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제7 지점(P7)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 2배 내지 약 5배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 2.3배일 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 0.0305 0
0.1 0.0326 0.1
0.2 0.0391 0.2
0.3 0.0501 0.3
0.4 0.0657 0.4
0.5 0.0860 0.5
0.6 0.1107 0.6
0.7 0.1395 0.7
0.8 0.1715 0.8
0.9 0.2061 0.9
1 0.2420 1
1.1 0.2780 1.1
1.2 0.3128 1.2
1.3 0.3449 1.3
1.4 0.3731 1.4
1.5 0.3960 1.5
1.6 0.4128 1.6
1.7 0.4225 1.7
1.8(P9) 0.4244 1.8
(P9)
1.9 0.4182 1.9
2 0.4037 2
2.1 0.3810 2.1
2.2 0.3507 2.2
2.3 0.3132 2.3
2.4 0.2688 2.4
2.5 0.2182 2.5
2.6 0.1637 2.6
2.7 0.1094 2.7
2.749(P10) 0.0595 2.749
(P10)
표 6을 참조하면, 상기 제5 간격은 광축(OA)에서 상기 제18 면(S18) 상에 위치한 제9 지점(P9)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제9 지점(P9)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 50% 내지 약 75%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제9 지점(P9)은 약 65.5%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제5 간격은 상기 제9 지점(P9)에서 상기 제18 면(S18)의 유효경의 끝단인 상기 제10 지점(P10)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제10 지점(P10)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제9 렌즈(109)의 센서 측 면(제18 면(S18))과 상기 제10 렌즈(110)의 물체 측 면(제19 면(S19)) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제18 면(S18)의 유효 반경 값으로, 표 1에 기재된 상기 제18 면(S18)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제5 간격은 상기 제9 지점(P9)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 10배 내지 약 20배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 14배일 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 0.7994 0
0.1 0.8005 0.1
0.2 0.8034 0.2
0.3 0.8069 0.3
0.4(P11) 0.8092 0.4
(P11)
0.5 0.8084 0.5
0.6 0.8026 0.6
0.7 0.7902 0.7
0.8 0.7702 0.8
0.9 0.7421 0.9
1 0.7059 1
1.1 0.6622 1.1
1.2 0.6119 1.2
1.3 0.5561 1.3
1.4 0.4960 1.4
1.5 0.4329 1.5
1.6 0.3681 1.6
1.7 0.3032 1.7
1.8 0.2403 1.8
1.9 0.1815 1.9
2 0.1290 2
2.1 0.0850 2.1
2.2 0.0514 2.2
2.3 0.0300 2.3
2.4(P12) 0.0223 2.4
(P12)
2.5 0.0302 2.5
2.6 0.0554 2.6
2.7 0.0995 2.7
2.8 0.1630 2.8
2.9 0.2453 2.9
3.0 0.3447 3.0
3.038(P13) 0.4589 3.038
(P13)
표 7을 참조하면, 상기 제6 간격은 광축(OA)에서 상기 제20 면(S20) 상에 위치한 제11 지점(P11)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제11 지점(P11)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 5% 내지 약 20%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제11 지점(P11)은 약 13.2%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제6 간격은 상기 제11 지점(P11)에서 상기 제20 면(S20) 상에 위치한 제12 지점(P12)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제12 지점(P12)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 70% 내지 약 90%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제12 지점(P12)은 약 78.9%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제6 간격은 상기 제12 지점(P12)에서 상기 제20 면(S20)의 유효경의 끝단인 상기 제13 지점(P13)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제13 지점(P13)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 상기 제11 지점(P11)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제12 지점(P12)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제6 간격의 최대값은 최소값의 약 10배 내지 약 40배일 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제6 간격의 최대값은 최소값의 약 36배일 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 5.403 mm
f1 8.393 mm
f2 21.641 mm
f3 -19.387 mm
f4 15.192 mm
f5 -927.546 mm
f6 -19.686 mm
f7 89.094 mm
f8 588.235 mm
f9 134.025 mm
f10 9.060 mm
f11 -5.688 mm
f1-3 7.951 mm
f4-11 51.537 mm
L1_ET 0.2502 mm
L2_ET 0.2500 mm
L3_ET 0.3528 mm
L4_ET 0.2642 mm
L5_ET 0.2501 mm
L6_ET 0.2626 mm
L7_ET 0.2501 mm
L8_ET 0.2542 mm
L9_ET 0.2499 mm
L10_ET 0.2570 mm
L11_ET 0.7210 mm
d12_ET 0.0910 mm
d23_ET 0.0589 mm
d34_ET 0.0519 mm
d45_ET 0.1566 mm
d56_ET 0.0738 mm
d67_ET 0.1143 mm
d78_ET 0.0705 mm
d89_ET 0.3009 mm
d910_ET 0.0496 mm
d1011_ET 0.3895 mm
d1011_min 0.0223 mm
|L11S2_max slope| 22 도(deg)
L11 S2 Inflection Point 0.387
L11S2_max_sag to Sensor 0.880 mm
Air_Edge_max 0.3895 mm
∑L_CT 3.769 mm
∑Air_CT 1.806 mm
∑Index 17.347
∑Abbe 474.936
L_CT_max 0.602 mm
L_CT_min 0.220 mm
L_CT_Aver 0.343 mm
CA_max 7.233 mm
CA_min 2.300 mm
CA_Aver 3.858 mm
TD 5.575 mm
TTL 6.700 mm
BFL 1.125 mm
ImgH 4.5 mm
F-number 1.889
FOV 78.517 도(deg)
EPD 2.861 mm
수학식 제1 실시예
수학식 1 2 < L1_CT / L3_CT < 5 2.336
수학식 2 0.5 < L3_CT / L3_ET < 2 0.730
수학식 3 1 < L11_ET / L11_CT < 5 2.165
수학식 4 1.6 < n3 1.678
수학식 5 0.5 < L11S2_max_sag to Sensor < 2 0.880
수학식 6 1 < BFL / L11S2_max_sag to Sensor < 2 1.278
수학식 7 5 < |L11S2_max slope| < 45 22.000
수학식 8 0.2 < L11S2 Inflection Point < 0.6 0.387
수학식 9 1 < d1011_CT / d1011_min < 40 35.785
수학식 10 1 < d1011_CT / d1011_ET < 5 2.052
수학식 11 0.01 < d12_CT / d1011_CT < 1 0.075
수학식 12 1 < L1_CT / L11_CT < 5 1.807
수학식 13 1 < L10_CT / L11_CT < 5 1.433
수학식 14 1 < L1R1 / L11R2 < 5 1.881
수학식 15 0 < (d1011_CT - d1011_ET) / (d1011_CT) < 2 0.872
수학식 16 1 < CA_L1S1 / CA_L3S1 < 1.5 1.146
수학식 17 1 < CA_L11S2 / CA_L4S2 < 5 2.793
수학식 18 1 < CA_L3S2 / CA_L4S1 < 1.5 1.008
수학식 19 0.5 < CA_L9S2 / CA_L11S2 < 1 0.760
수학식 20 1 < d34_CT / d34_ET < 8 5.740
수학식 21 3 < d910_CT / d910_ET < 10 6.048
수학식 22 5 < d910_max / d910_CT < 20 13.910
수학식 23 5 < L9_CT / d910_CT < 15 9.832
수학식 24 0.1 < L10_CT / d1011_CT < 1 0.597
수학식 25 0.1 < L11_CT / d1011_CT < 1 0.417
수학식 26 50 < |L9R1 / L9_CT| < 400 128.377
수학식 27 -40 < L9R1 / L11R1 < -10 -16.895
수학식 28 0 < L_CT_Max / Air_Max < 2 0.753
수학식 29 1 < ∑L_CT / ∑Air_CT < 5 2.087
수학식 30 10 < ∑Index <30 17.347
수학식 31 10 < ∑Abb / ∑Index <50 27.379
수학식 32 0 < |Max_distoriton| < 5 2.000
수학식 33 0 < Air_Edge_Max / L_CT_Max < 2 0.647
수학식 34 0.5 < CA_L1S1 / CA_min <2 1.243
수학식 35 1 < CA_max / CA_min < 5 3.145
수학식 36 1 < CA_max / CA_Aver < 3 1.875
수학식 37 0.1 < CA_min / CA_Aver < 1 0.596
수학식 38 0.1 < CA_max / (2*ImgH) < 1 0.804
수학식 39 0.5 < TD / CA_max < 1.5 0.771
수학식 40 1 < F / L11R2 < 10 4.321
수학식 41 1 < F / L1R1 < 10 2.297
수학식 42 1 < EPD / L11R2 < 10 2.288
수학식 43 0.5 < EPD / L1R1 < 8 1.216
수학식 44 -3 < f1 / f3 < 0 -0.433
수학식 45 1 < f1-3 / F < 5 1.472
수학식 46 3 < f4-11 / f1-3 < 15 6.482
수학식 47 2 < TTL < 20 6.700
수학식 48 2 < ImgH 4.500
수학식 49 BFL < 2.5 1.125
수학식 50 2 < F < 20 5.403
수학식 51 FOV < 120 78.517
수학식 52 0.5 < TTL / CA_max < 2 0.926
수학식 53 0.5 < TTL / ImgH < 3 1.489
수학식 54 0.1 < BFL / ImgH < 0.5 0.250
수학식 55 4 < TTL / BFL < 10 5.957
수학식 56 0.5 < F / TTL < 1.5 0.806
수학식 57 3 < F / BFL < 10 4.804
수학식 58 1 < F / ImgH < 3 1.201
수학식 59 1 < F / EPD < 5 1.889
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 59에 대한 결과 값에 대한 것이다.
표 9를 참조하면, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 59 중 적어도 하나를 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 수학식 59를 모두 만족하는 것을 알 수 있다.
이에 따라, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있고 도 5 및 도 6과 같은 우수한 광학 특성을 가질 수 있다.
자세하게, 도 5는 제1 실시예에 따른 광학계(1000)의 회절(Diffraction) MTF 특성에 대한 그래프이고, 또한, 도 6은 수차 특성에 대한 그래프이다.
도 6의 수차 그래프에서 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 도 6에서 X축은 초점 거리(mm) 및 왜곡도(%)를 나타낼 수 있고, Y축은 이미지의 높이(height)를 의미할 수 있다. 또한, 구면 수차에 대한 그래프는 약 470nm, 약 510nm, 약 555nm, 약 610nm, 약 660nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이며, 비점 수차 및 왜곡 수차에 대한 그래프는 약 555nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다.
도 6의 수차도에서는 각 곡선들이 Y축에 근접할 수록 수차 보정 기능이 좋은 것으로 해석할 수 있는데, 도 6을 참조하면 실시예에 따른 광학계(1000)는 거의 대부분의 영역에서 측정 값들이 Y축에 인접한 것을 알 수 있다. 즉, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가지며 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
도 7은 제2 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 8은 제2 실시예에 따른 광학계에서 각 렌즈면의 비구면 계수에 대한 데이터이고, 도 9는 제2 실시예에 따른 광학계에서 인접한 두 렌즈 사이의 간격에 대한 데이터이다. 또한, 도 10은 제2 실시예에 따른 광학계의 회절 MTF(Diffraction MTF)에 대한 그래프이고, 도 11은 제2 실시예에 따른 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 7 내지 도 11을 참조하면, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 제1 렌즈(101), 제2 렌즈(102), 제3 렌즈(103), 제4 렌즈(104), 제5 렌즈(105), 제6 렌즈(106), 제7 렌즈(107), 제8 렌즈(108), 제9 렌즈(109), 제10 렌즈(110), 제11 렌즈(111) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제11 렌즈들(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111)은 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
또한, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제2 렌즈(102)의 물체 측 면(제3 면(S3))은 조리개 역할을 수행할 수 있다.
또한, 상기 복수의 렌즈들(100) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에는 필터(500)가 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 필터(500)는 상기 제10 렌즈(110) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다.
렌즈 면 곡률 반경(mm) 두께/
간격(mm)		 굴절률 아베수 유효경의 크기(mm)
제1 렌즈 제1 면 2.634 0.749 1.538 54.280 3.460
제2 면 4.504 0.065 3.298
제2 렌즈 제3 면
(Stop)		 4.310 0.384 1.536 55.699 3.211
제4 면 8.057 0.031 3.029
제3 렌즈 제5 면 3.132 0.251 1.678 19.230 2.966
제6 면 2.442 0.397 2.740
제4 렌즈 제7 면 -180.247 0.427 1.536 55.699 2.710
제8 면 -8.921 0.030 3.026
제5 렌즈 제9 면 -20.485 0.279 1.556 42.831 3.193
제10 면 -18.347 0.187 3.372
제6 렌즈 제11 면 -20.404 0.319 1.678 19.230 3.429
제12 면 25.349 0.123 3.864
제7 렌즈 제13 면 -14.395 0.412 1.536 55.699 4.057
제14 면 -9.204 0.044 4.310
제8 렌즈 제15 면 24.662 0.300 1.675 19.467 4.509
제16 면 23.124 0.082 4.833
제9 렌즈 제17 면 -104.382 0.322 1.536 55.699 5.329
제18 면 -38.523 0.032 5.568
제10 렌즈 제19 면 2.552 0.531 1.572 36.817 6.441
제20 면 4.844 0.889 6.328
제11 렌즈 제21 면 2.685 0.396 1.574 35.813 8.023
제22 면 1.429 0.274 7.433
필터 Infinity 0.110 8.022
Infinity 0.745 8.100
이미지 센서 Infinity 0.005 9.004
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 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)의 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 면(S7)은 비구면일 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 비구면일 수 있다. 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8)은 하기 도 8과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)의 제9 면(S9)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 면(S9)은 비구면일 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 비구면일 수 있다. 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10)은 하기 도 8과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)의 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제11 면(S11)은 비구면일 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 비구면일 수 있다. 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12)은 하기 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 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)는 광축(OA)에서 물체 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 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(109)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 제17 면(S17)은 비구면일 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 비구면일 수 있다. 상기 제17 면(S17) 및 상기 제18 면(S18)은 하기 도 8과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제10 렌즈(110)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제10 렌즈(110)의 제19 면(S19)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제20 면(S20)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제10 렌즈(110)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제19 면(S19)은 비구면일 수 있고, 상기 제20 면(S20)은 비구면일 수 있다. 상기 제19 면(S19) 및 상기 제20 면(S20)은 하기 도 8과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제10 렌즈(110)는 임계점을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제10 렌즈(110)의 제19 면(S19) 상에는 상술한 제1 임계점이 배치될 수 있다. 상기 제1 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈(110)의 제19 면(S19)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 50% 보다 크고 약 80%보다 작은 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제1 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈(110)의 제19 면(S19)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 56%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제10 렌즈(110)의 제20 면(S20) 상에는 상술한 제2 임계점이 배치될 수 있다. 상기 제2 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈(110)의 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 50% 보다 크고 약 80%보다 작은 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제2 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈(110)의 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 63%인 위치에 배치될 수 있다.
상기 제11 렌즈(111)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)은 광축(OA)에서 볼록한 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 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제21 면(S21)은 비구면일 수 있고, 상기 제22 면(S22)은 비구면일 수 있다. 상기 제21 면(S21) 및 상기 제22 면(S22)은 하기 도 8과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제11 렌즈(111)는 임계점을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21) 상에는 상술한 제3 임계점이 배치될 수 있다. 상기 제3 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 15% 보다 크고 약 40%보다 작은 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제3 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 20%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21) 상에는 상술한 제4 임계점이 더 배치될 수 있다. 상기 제4 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 15% 보다 크고 약 40%보다 작은 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제4 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 89%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22) 상에는 상술한 제5 임계점이 배치될 수 있다. 상기 제5 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 30%보다 크고 약 50%보다 작은 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제5 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 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 0.0651 0
0.1 0.0651 0.1
0.2 0.0653 0.2
0.3 0.0655 0.3
0.4 0.0660 0.4
0.5 0.0669 0.5
0.6 0.0684 0.6
0.7 0.0706 0.7
0.8 0.0737 0.8
0.9 0.0776 0.9
1 0.0823 1
1.1 0.0877 1.1
1.2 0.0937 1.2
1.3 0.1003 1.3
1.4 0.1074 1.4
1.5 0.1155 1.5
1.605(P1) 0.1291 1.605
(P1)
표 11을 참조하면, 상기 제1 간격은 광축(OA)에서 상기 제3 면(S3)의 유효경의 끝단인 제1 지점(P1)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제1 지점(P1)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제1 렌즈(101)의 센서 측 면(제2 면(S2))과 상기 제2 렌즈(102)의 물체 측 면(제3 면(S3)) 중 유효경 크기가 작은 상기 제3 면(S3)의 유효 반경 값으로, 표 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 1.2배 내지 약 2.5배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 2배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 입사되는 광을 효과적으로 제어할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 렌즈(101) 및 상기 제2 렌즈(102)가 위치에 따라 설정된 간격(제1 간격)으로 이격됨에 따라, 상기 제1 및 제2 렌즈(101, 102)를 통해 입사된 광이 그 이후에 배치된 렌즈로 제공 시 양호한 광학 성능을 유지할 수 있다.
또한, 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 0.0307 0
0.1 0.0317 0.1
0.2 0.0345 0.2
0.3 0.0391 0.3
0.4 0.0448 0.4
0.5 0.0512 0.5
0.6 0.0576 0.6
0.7 0.0633 0.7
0.8 0.0678 0.8
0.9 0.0709 0.9
1 0.0724 1
1.1(P3) 0.0724 1.1
(P3)
1.2 0.0715 1.2
1.3 0.0701 1.3
1.4 0.0691 1.4
1.483(P4) 0.0652 1.483
(P4)
표 12를 참조하면, 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 상기 제5 면(S5) 상에 위치한 제3 지점(P3)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제3 지점(P3)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제5 면(S5)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 65% 내지 80%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제3 지점(P3)은 약 74%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 간격은 상기 제3 지점(P3)에서 상기 제5 면(S5)의 유효경의 끝단인 제4 지점(P4)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제4 지점(P4)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제2 렌즈(102)의 센서 측 면(제4 면(S4))과 상기 제3 렌즈(103)의 물체 측 면(제5 면(S5)) 중 유효경 크기가 작은 상기 제5 면(S5)의 유효 반경 값으로, 표 10에 기재된 상기 제5 면(S5)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제2 간격은 상기 제3 지점(P3)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 2배 내지 약 3.5배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 2.4배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제2 렌즈(102) 및 상기 제3 렌즈(103)가 위치에 따라 설정된 간격(제2 간격)으로 이격됨에 따라, 상기 광학계(1000)의 수차 특성을 개선할 수 있다.
또한, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 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 0.3969 0
0.1 0.3948 0.1
0.2 0.3887 0.2
0.3 0.3788 0.3
0.4 0.3654 0.4
0.5 0.3489 0.5
0.6 0.3296 0.6
0.7 0.3078 0.7
0.8 0.2834 0.8
0.9 0.2562 0.9
1 0.2253 1
1.1 0.1893 1.1
1.2 0.1460 1.2
1.3 0.0926 1.3
1.355(P5) 0.0246 1.355
(P5)
표 13을 참조하면, 상기 제3 간격은 광축(OA)에서 상기 제7 면(S7)의 유효경의 끝단인 상기 제5 지점(P5)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제5 지점(P5)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 제7 면(S7)의 유효 반경 값으로, 표 10에 기재된 상기 제7 면(S7)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제3 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제5 지점(P5)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 5배 내지 약 20배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 16배일 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 0.0818 0
0.1 0.0815 0.1
0.2 0.0807 0.2
0.3 0.0793 0.3
0.4 0.0775 0.4
0.5 0.0755 0.5
0.6 0.0739 0.6
0.7(P7) 0.0731 0.7
(P7)
0.8 0.0735 0.8
0.9 0.0752 0.9
1 0.0784 1
1.1 0.0829 1.1
1.2 0.0888 1.2
1.3 0.0964 1.3
1.4 0.1058 1.4
1.5 0.1176 1.5
1.6 0.1317 1.6
1.7 0.1480 1.7
1.8 0.1658 1.8
1.9 0.1843 1.9
2.0 0.2036 2.0
2.1 0.2245 2.1
2.2 0.2489 2.2
2.3 0.2780 2.3
2.417(P8) 0.3117 2.417
(P8)
표 14를 참조하면, 상기 제4 간격은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제7 지점(P7)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제7 지점(P7)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 20% 내지 약 40%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제7 지점(P7)은 약 29%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제4 간격은 상기 제7 지점(P7)에서 상기 제16 면(S16)의 유효경의 끝단인 상기 제8 지점(P8)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제8 지점(P8)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제8 렌즈(107)의 센서 측 면(제16 면(S16))과 상기 제9 렌즈(109)의 물체 측 면(제17 면(S17)) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제16 면(S16)의 유효 반경 값으로, 표 10에 기재된 상기 제16 면(S16)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제4 간격은 상기 제8 지점(P8)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제7 지점(P7)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 2배 내지 약 5배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 4.3배일 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 0.0316 0
0.1 0.0337 0.1
0.2 0.0401 0.2
0.3 0.0507 0.3
0.4 0.0657 0.4
0.5 0.0852 0.5
0.6 0.1090 0.6
0.7 0.1368 0.7
0.8 0.1683 0.8
0.9 0.2029 0.9
1 0.2398 1
1.1 0.2781 1.1
1.2 0.3166 1.2
1.3 0.3539 1.3
1.4 0.3887 1.4
1.5 0.4193 1.5
1.6 0.4443 1.6
1.7 0.4624 1.7
1.8 0.4724 1.8
1.9(P9) 0.4734 1.9
(P9)
2 0.4647 2
2.1 0.4462 2.1
2.2 0.4182 2.2
2.3 0.3813 2.3
2.4 0.3366 2.4
2.5 0.2854 2.5
2.6 0.2285 2.6
2.7 0.1663 2.7
2.784
(P10)		 0.0985 2.784
(P10)
표 15를 참조하면, 상기 제5 간격은 광축(OA)에서 상기 제18 면(S18) 상에 위치한 제9 지점(P9)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제9 지점(P9)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 50% 내지 약 75%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제9 지점(P9)은 약 68.2%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제5 간격은 상기 제9 지점(P9)에서 상기 제18 면(S18)의 유효경의 끝단인 상기 제10 지점(P10)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제10 지점(P10)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제9 렌즈(109)의 센서 측 면(제18 면(S18))과 상기 제10 렌즈(110)의 물체 측 면(제19 면(S19)) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제18 면(S18)의 유효 반경 값으로, 표 10에 기재된 상기 제18 면(S18)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제5 간격은 상기 제9 지점(P9)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 10배 내지 약 20배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 15배일 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 0.8894 0
0.1 0.8902 0.1
0.2 0.8924 0.2
0.3 0.8949 0.3
0.4(P11) 0.8965 0.4
(P11)
0.5 0.8957 0.5
0.6 0.8907 0.6
0.7 0.8799 0.7
0.8 0.8622 0.8
0.9 0.8367 0.9
1 0.8031 1
1.1 0.7617 1.1
1.2 0.7130 1.2
1.3 0.6581 1.3
1.4 0.5980 1.4
1.5 0.5339 1.5
1.6 0.4674 1.6
1.7 0.3998 1.7
1.8 0.3328 1.8
1.9 0.2682 1.9
2 0.2082 2
2.1 0.1547 2.1
2.2 0.1095 2.2
2.3 0.0744 2.3
2.4 0.0508 2.4
2.5(P12) 0.0400 2.5
(P12)
2.6 0.0432 2.6
2.7 0.0616 2.7
2.8 0.0960 2.8
2.9 0.1472 2.9
3.0 0.2151 3.0
3.1 0.2992 3.1
3.164(P13) 0.3981 3.164
(P13)
표 16을 참조하면, 상기 제6 간격은 광축(OA)에서 상기 제20 면(S20) 상에 위치한 제11 지점(P11)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제11 지점(P11)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 5% 내지 약 20%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제11 지점(P11)은 약 12.6%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제6 간격은 상기 제11 지점(P11)에서 상기 제20 면(S20) 상에 위치한 제12 지점(P12)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제12 지점(P12)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 70% 내지 약 90%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제12 지점(P12)은 약 79%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제6 간격은 상기 제12 지점(P12)에서 상기 제20 면(S20)의 유효경의 끝단인 상기 제13 지점(P13)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제13 지점(P13)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 상기 제11 지점(P11)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제12 지점(P12)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제6 간격의 최대값은 최소값의 약 10배 내지 약 40배일 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제6 간격의 최대값은 최소값의 약 22배일 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 5.700 mm
f1 10.356 mm
f2 16.703 mm
f3 -19.159 mm
f4 17.504 mm
f5 302.044 mm
f6 -16.636 mm
f7 46.359 mm
f8 -596.439 mm
f9 113.770 mm
f10 8.703 mm
f11 -6.022 mm
f1-3 8.750 mm
f4-11 33.216 mm
L1_ET 0.2668 mm
L2_ET 0.2564 mm
L3_ET 0.3804 mm
L4_ET 0.2877 mm
L5_ET 0.2502 mm
L6_ET 0.3747 mm
L7_ET 0.2501 mm
L8_ET 0.2533 mm
L9_ET 0.2500 mm
L10_ET 0.4096 mm
L11_ET 0.9002 mm
d12_ET 0.1248 mm
d23_ET 0.0631 mm
d34_ET 0.0529 mm
d45_ET 0.1667 mm
d56_ET 0.0497 mm
d67_ET 0.1512 mm
d78_ET 0.1459 mm
d89_ET 0.3044 mm
d910_ET 0.0679 mm
d1011_ET 0.3648 mm
d1011_min 0.0400 mm
|L11S2_max slope| 19 도(deg)
L11 S2 Inflection Point 0.404
L11S2_max_sag to Sensor 0.879 mm
Air_Edge_max 0.3648 mm
∑L_CT 4.369 mm
∑Air_CT 1.879 mm
∑Index 17.412
∑Abbe 450.463
L_CT_max 0.749 mm
L_CT_min 0.251 mm
L_CT_Aver 0.397 mm
CA_max 8.023 mm
CA_min 2.710 mm
CA_Aver 4.324 mm
TD 6.248 mm
TTL 7.382 mm
BFL 1.134 mm
ImgH 4.502 mm
F-number 1.653
FOV 75.435 도(deg)
EPD 3.449 mm
수학식 제2 실시예
수학식 1 2 < L1_CT / L3_CT < 5 2.983
수학식 2 0.5 < L3_CT / L3_ET < 2 0.660
수학식 3 1 < L11_ET / L11_CT < 5 2.272
수학식 4 1.6 < n3 1.678
수학식 5 0.5 < L11S2_max_sag to Sensor < 2 0.879
수학식 6 1 < BFL / L11S2_max_sag to Sensor < 2 1.290
수학식 7 5 < |L11S2_max slope| < 45 19.000
수학식 8 0.2 < L11S2 Inflection Point < 0.6 0.404
수학식 9 1 < d1011_CT / d1011_min < 40 22.235
수학식 10 1 < d1011_CT / d1011_ET < 5 2.438
수학식 11 0.01 < d12_CT / d1011_CT < 1 0.073
수학식 12 1 < L1_CT / L11_CT < 5 1.890
수학식 13 1 < L10_CT / L11_CT < 5 1.340
수학식 14 1 < L1R1 / L11R2 < 5 1.843
수학식 15 0 < (d1011_CT - d1011_ET) / (d1011_CT) < 2 0.885
수학식 16 1 < CA_L1S1 / CA_L3S1 < 1.5 1.167
수학식 17 1 < CA_L11S2 / CA_L4S2 < 5 2.456
수학식 18 1 < CA_L3S2 / CA_L4S1 < 1.5 1.011
수학식 19 0.5 < CA_L9S2 / CA_L11S2 < 1 0.749
수학식 20 1 < d34_CT / d34_ET < 8 7.502
수학식 21 3 < d910_CT / d910_ET < 10 4.735
수학식 22 5 < d910_max / d910_CT < 20 14.959
수학식 23 5 < L9_CT / d910_CT < 15 10.161
수학식 24 0.1 < L10_CT / d1011_CT < 1 0.597
수학식 25 0.1 < L11_CT / d1011_CT < 1 0.445
수학식 26 50 < |L9R1 / L9_CT| < 400 324.635
수학식 27 -40 < L9R1 / L11R1 < -10 -38.883
수학식 28 0 < L_CT_Max / Air_Max < 2 0.842
수학식 29 1 < ∑L_CT / ∑Air_CT < 5 2.325
수학식 30 10 < ∑Index <30 17.412
수학식 31 10 < ∑Abb / ∑Index <50 25.871
수학식 32 0 < |Max_distoriton| < 5 2.000
수학식 33 0 < Air_Edge_Max / L_CT_Max < 2 0.487
수학식 34 0.5 < CA_L1S1 / CA_min <2 1.277
수학식 35 1 < CA_max / CA_min < 5 2.961
수학식 36 1 < CA_max / CA_Aver < 3 1.855
수학식 37 0.1 < CA_min / CA_Aver < 1 0.627
수학식 38 0.1 < CA_max / (2*ImgH) < 1 0.891
수학식 39 0.5 < TD / CA_max < 1.5 0.779
수학식 40 1 < F / L11R2 < 10 3.988
수학식 41 1 < F / L1R1 < 10 2.164
수학식 42 1 < EPD / L11R2 < 10 2.413
수학식 43 0.5 < EPD / L1R1 < 8 1.309
수학식 44 -3 < f1 / f3 < 0 -0.541
수학식 45 1 < f1-3 / F < 5 1.535
수학식 46 3 < f4-11 / f1-3 < 15 3.796
수학식 47 2 < TTL < 20 7.382
수학식 48 2 < ImgH 4.502
수학식 49 BFL < 2.5 1.134
수학식 50 2 < F < 20 5.700
수학식 51 FOV < 120 75.435
수학식 52 0.5 < TTL / CA_max < 2 0.920
수학식 53 0.5 < TTL / ImgH < 3 1.640
수학식 54 0.1 < BFL / ImgH < 0.5 0.252
수학식 55 4 < TTL / BFL < 10 6.509
수학식 56 0.5 < F / TTL < 1.5 0.772
수학식 57 3 < F / BFL < 10 5.026
수학식 58 1 < F / ImgH < 3 1.266
수학식 59 1 < F / EPD < 5 1.653
표 17은 제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식들의 항목에 대한 것으로, 상기 광학계(1000)의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length), F값, ImgH, 상기 제1 내지 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 18은 제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 59에 대한 결과 값에 대한 것이다.
표 18을 참조하면, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 59 중 적어도 하나를 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 수학식 59를 모두 만족하는 것을 알 수 있다.
이에 따라, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있고 도 10 및 도 11과 같은 우수한 광학 특성을 가질 수 있다.
자세하게, 도 10은 제2 실시예에 따른 광학계(1000)의 회절(Diffraction) MTF 특성에 대한 그래프이고, 또한, 도 11은 수차 특성에 대한 그래프이다.
도 11의 수차 그래프에서 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 도 11에서 X축은 초점 거리(mm) 및 왜곡도(%)를 나타낼 수 있고, Y축은 이미지의 높이(height)를 의미할 수 있다. 또한, 구면 수차에 대한 그래프는 약 470nm, 약 510nm, 약 555nm, 약 610nm, 약 660nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이며, 비점 수차 및 왜곡 수차에 대한 그래프는 약 555nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다.
도 11의 수차도에서는 각 곡선들이 Y축에 근접할 수록 수차 보정 기능이 좋은 것으로 해석할 수 있는데, 도 11을 참조하면 실시예에 따른 광학계(1000)는 거의 대부분의 영역에서 측정 값들이 Y축에 인접한 것을 알 수 있다. 즉, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가지며 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
도 12는 제3 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 13은 제3 실시예에 따른 광학계에서 각 렌즈면의 비구면 계수에 대한 데이터이고, 도 14는 제3 실시예에 따른 광학계에서 인접한 두 렌즈 사이의 간격에 대한 데이터이다. 또한, 도 15는 제3 실시예에 따른 광학계의 회절 MTF(Diffraction MTF)에 대한 그래프이고, 도 16은 제3 실시예에 따른 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 12 내지 도 16을 참조하면, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)는 제1 렌즈(101), 제2 렌즈(102), 제3 렌즈(103), 제4 렌즈(104), 제5 렌즈(105), 제6 렌즈(106), 제7 렌즈(107), 제8 렌즈(108), 제9 렌즈(109), 제10 렌즈(110), 제11 렌즈(111) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제11 렌즈들(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111)은 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
또한, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제2 렌즈(102)의 물체 측 면(제3 면(S3))은 조리개 역할을 수행할 수 있다.
또한, 상기 복수의 렌즈들(100) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에는 필터(500)가 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 필터(500)는 상기 제10 렌즈(110) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다.
렌즈 면 곡률 반경(mm) 두께/
간격(mm)		 굴절률 아베수 유효경의 크기(mm)
제1 렌즈 제1 면 2.325 0.612 1.537 54.531 2.880
제2 면 4.238 0.049 2.748
제2 렌즈 제3 면
(Stop)		 4.306 0.339 1.536 55.699 2.690
제4 면 7.345 0.030 2.547
제3 렌즈 제5 면 2.961 0.229 1.678 19.230 2.500
제6 면 2.330 0.311 2.324
제4 렌즈 제7 면 -110.676 0.381 1.536 55.699 2.300
제8 면 -7.671 0.031 2.587
제5 렌즈 제9 면 -22.505 0.248 1.562 37.573 2.774
제10 면 -24.970 0.215 2.972
제6 렌즈 제11 면 -22.544 0.220 1.678 19.230 3.046
제12 면 31.465 0.122 3.401
제7 렌즈 제13 면 -12.219 0.300 1.536 55.699 3.630
제14 면 -9.778 0.057 3.922
제8 렌즈 제15 면 19.386 0.300 1.648 21.973 4.015
제16 면 22.399 0.131 4.439
제9 렌즈 제17 면 -33.790 0.300 1.536 55.699 5.133
제18 면 -24.353 0.030 5.453
제10 렌즈 제19 면 2.469 0.451 1.565 39.302 5.567
제20 면 4.526 0.786 6.028
제11 렌즈 제21 면 2.109 0.330 1.554 43.689 6.677
제22 면 1.195 0.268 7.188
필터 Infinity 0.110 7.998
Infinity 0.755 8.078
이미지 센서 Infinity -0.005 9.003
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 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)의 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 면(S7)은 비구면일 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 비구면일 수 있다. 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8)은 하기 도 13과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)의 제9 면(S9)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 면(S9)은 비구면일 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 비구면일 수 있다. 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10)은 하기 도 13과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)의 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제11 면(S11)은 비구면일 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 비구면일 수 있다. 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12)은 하기 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 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)의 제15 면(S15)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)는 광축(OA)에서 물체 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 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(109)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 제17 면(S17)은 비구면일 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 비구면일 수 있다. 상기 제17 면(S17) 및 상기 제18 면(S18)은 하기 도 13과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제10 렌즈(110)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제10 렌즈(110)의 제19 면(S19)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제20 면(S20)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제10 렌즈(110)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제19 면(S19)은 비구면일 수 있고, 상기 제20 면(S20)은 비구면일 수 있다. 상기 제19 면(S19) 및 상기 제20 면(S20)은 하기 도 13과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제10 렌즈(110)는 임계점을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제10 렌즈(110)의 제19 면(S19) 상에는 상술한 제1 임계점이 배치될 수 있다. 상기 제1 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈(110)의 제19 면(S19)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 50% 보다 크고 약 80%보다 작은 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제1 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈(110)의 제19 면(S19)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 61%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제10 렌즈(110)의 제20 면(S20) 상에는 상술한 제2 임계점이 배치될 수 있다. 상기 제2 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈(110)의 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 50% 보다 크고 약 80%보다 작은 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제2 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈(110)의 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 63%인 위치에 배치될 수 있다.
상기 제11 렌즈(111)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)은 광축(OA)에서 볼록한 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 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제21 면(S21)은 비구면일 수 있고, 상기 제22 면(S22)은 비구면일 수 있다. 상기 제21 면(S21) 및 상기 제22 면(S22)은 하기 도 13과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제11 렌즈(111)는 임계점을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21) 상에는 상술한 제3 임계점이 배치될 수 있다. 상기 제3 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 15% 보다 크고 약 40%보다 작은 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제3 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 24%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21) 상에는 상술한 제4 임계점이 더 배치될 수 있다. 상기 제4 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 15% 보다 크고 약 40%보다 작은 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제4 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 86%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22) 상에는 상술한 제5 임계점이 배치될 수 있다. 상기 제5 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 30%보다 크고 약 50%보다 작은 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제5 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 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 0.0495 0
0.1 0.0495 0.1
0.2 0.0494 0.2
0.3(P1) 0.0494 0.3
(P1)
0.4 0.0496 0.4
0.5 0.0502 0.5
0.6 0.0515 0.6
0.7 0.0537 0.7
0.8 0.0568 0.8
0.9 0.0610 0.9
1 0.0662 1
1.1 0.0722 1.1
1.2 0.0789 1.2
1.3 0.0856 1.3
1.345(P2) 0.0990 1.345
(P2)
표 20을 참조하면, 상기 제1 간격은 광축(OA)에서 상기 제3 면(S3) 상에 위치한 제1 지점(P1)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제1 지점(P1)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제3 면(S3)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 15% 내지 35%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제1 지점(P1)은 약 22%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 간격은 상기 제1 지점(P1)에서 상기 제3 면(S3)의 유효경의 끝단인 제2 지점(P2)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제2 지점(P2)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제1 렌즈(101)의 센서 측 면(제2 면(S2))과 상기 제2 렌즈(102)의 물체 측 면(제3 면(S3)) 중 유효경 크기가 작은 상기 제3 면(S3)의 유효 반경 값으로, 표 19에 기재된 상기 제3 면(S3)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제1 간격은 상기 제2 지점(P2)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제1 지점(P1)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 1.2배 내지 약 2.5배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 2배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 입사되는 광을 효과적으로 제어할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 렌즈(101) 및 상기 제2 렌즈(102)가 위치에 따라 설정된 간격(제1 간격)으로 이격됨에 따라, 상기 제1 및 제2 렌즈(101, 102)를 통해 입사된 광이 그 이후에 배치된 렌즈로 제공 시 양호한 광학 성능을 유지할 수 있다.
또한, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)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 0.0300 0
0.1 0.0310 0.1
0.2 0.0339 0.2
0.3 0.0385 0.3
0.4 0.0442 0.4
0.5 0.0502 0.5
0.6 0.0558 0.6
0.7 0.0603 0.7
0.8 0.0632 0.8
0.9(P3) 0.0645 0.9
(P3)
1 0.0642 1
1.1 0.0630 1.1
1.2 0.0621 1.2
1.250(P4) 0.0577 1.250
(P4)
표 21을 참조하면, 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 상기 제5 면(S5) 상에 위치한 제3 지점(P3)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제3 지점(P3)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제5 면(S5)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 65% 내지 80%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제3 지점(P3)은 약 72%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 간격은 상기 제3 지점(P3)에서 상기 제5 면(S5)의 유효경의 끝단인 제4 지점(P4)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제4 지점(P4)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제2 렌즈(102)의 센서 측 면(제4 면(S4))과 상기 제3 렌즈(103)의 물체 측 면(제5 면(S5)) 중 유효경 크기가 작은 상기 제5 면(S5)의 유효 반경 값으로, 표 19에 기재된 상기 제5 면(S5)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제2 간격은 상기 제3 지점(P3)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 2배 내지 약 3.5배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제3 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, 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 0.3108 0
0.1 0.3086 0.1
0.2 0.3022 0.2
0.3 0.2918 0.3
0.4 0.2778 0.4
0.5 0.2605 0.5
0.6 0.2403 0.6
0.7 0.2172 0.7
0.8 0.1910 0.8
0.9 0.1609 0.9
1 0.1249 1
1.1 0.0806 1.1
1.15(P5) 0.0227 1.15
(P5)
표 22를 참조하면, 상기 제3 간격은 광축(OA)에서 상기 제7 면(S7)의 유효경의 끝단인 상기 제5 지점(P5)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제5 지점(P5)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 제7 면(S7)의 유효 반경 값으로, 표 19에 기재된 상기 제7 면(S7)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제3 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제5 지점(P5)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 5배 내지 약 20배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 13.7배일 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 0.1310 0
0.1 0.1306 0.1
0.2 0.1295 0.2
0.3 0.1276 0.3
0.4 0.1252 0.4
0.5 0.1227 0.5
0.6 0.1208 0.6
0.7(P7) 0.1199 0.7
(P7)
0.8 0.1201 0.8
0.9 0.1214 0.9
1 0.1238 1
1.1 0.1276 1.1
1.2 0.1330 1.2
1.3 0.1403 1.3
1.4 0.1498 1.4
1.5 0.1614 1.5
1.6 0.1751 1.6
1.7 0.1903 1.7
1.8 0.2069 1.8
1.9 0.2262 1.9
2.0 0.2503 2.0
2.1 0.2795 2.1
2.219(P8) 0.3134 2.219
(P8)
표 23을 참조하면, 상기 제4 간격은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제7 지점(P7)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제7 지점(P7)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 20% 내지 약 40%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제7 지점(P7)은 약 31.5%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제4 간격은 상기 제7 지점(P7)에서 상기 제16 면(S16)의 유효경의 끝단인 상기 제8 지점(P8)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제8 지점(P8)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제8 렌즈(107)의 센서 측 면(제16 면(S16))과 상기 제9 렌즈(109)의 물체 측 면(제17 면(S17)) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제16 면(S16)의 유효 반경 값으로, 표 19에 기재된 상기 제16 면(S16)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제4 간격은 상기 제8 지점(P8)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제7 지점(P7)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 2배 내지 약 5배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 2.6배일 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 0.0300 0
0.1 0.0322 0.1
0.2 0.0390 0.2
0.3 0.0505 0.3
0.4 0.0668 0.4
0.5 0.0880 0.5
0.6 0.1137 0.6
0.7 0.1436 0.7
0.8 0.1769 0.8
0.9 0.2127 0.9
1 0.2497 1
1.1 0.2867 1.1
1.2 0.3221 1.2
1.3 0.3545 1.3
1.4 0.3825 1.4
1.5 0.4049 1.5
1.6 0.4206 1.6
1.7 0.4289 1.7
1.8(P9) 0.4289 1.8
(P9)
1.9 0.4204 1.9
2 0.4033 2
2.1 0.3782 2.1
2.2 0.3461 2.2
2.3 0.3075 2.3
2.4 0.2627 2.4
2.5 0.2115 2.5
2.6 0.1557 2.6
2.7 0.1001 2.7
2.727(P10) 0.0486 2.727
(P10)
표 24를 참조하면, 상기 제5 간격은 광축(OA)에서 상기 제18 면(S18) 상에 위치한 제9 지점(P9)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제9 지점(P9)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 50% 내지 약 75%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제9 지점(P9)은 약 66%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제5 간격은 상기 제9 지점(P9)에서 상기 제18 면(S18)의 유효경의 끝단인 상기 제10 지점(P10)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제10 지점(P10)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제9 렌즈(109)의 센서 측 면(제18 면(S18))과 상기 제10 렌즈(110)의 물체 측 면(제19 면(S19)) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제18 면(S18)의 유효 반경 값으로, 표 19에 기재된 상기 제18 면(S18)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제5 간격은 상기 제9 지점(P9)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 10배 내지 약 20배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 14.3배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부의 광학 특성을 향상시킬 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)는 상기 제9 렌즈(109) 및 상기 제10 렌즈(110)가 위치에 따라 설정된 간격(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 0.7856 0
0.1 0.7868 0.1
0.2 0.7900 0.2
0.3 0.7938 0.3
0.4(P11) 0.7963 0.4
(P11)
0.5 0.7955 0.5
0.6 0.7894 0.6
0.7 0.7766 0.7
0.8 0.7558 0.8
0.9 0.7266 0.9
1 0.6893 1
1.1 0.6445 1.1
1.2 0.5931 1.2
1.3 0.5365 1.3
1.4 0.4758 1.4
1.5 0.4125 1.5
1.6 0.3481 1.6
1.7 0.2842 1.7
1.8 0.2229 1.8
1.9 0.1663 1.9
2 0.1168 2
2.1 0.0763 2.1
2.2 0.0469 2.2
2.3 0.0300 2.3
2.4(P12) 0.0273 2.4
(P12)
2.5 0.0402 2.5
2.6 0.0703 2.6
2.7 0.1190 2.7
2.8 0.1862 2.8
2.9 0.2707 2.9
3.0 0.3703 3.0
3.014(P13) 0.4829 3.014
(P13)
표 25를 참조하면, 상기 제6 간격은 광축(OA)에서 상기 제20 면(S20) 상에 위치한 제11 지점(P11)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제11 지점(P11)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 5% 내지 약 20%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제11 지점(P11)은 약 13%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제6 간격은 상기 제11 지점(P11)에서 상기 제20 면(S20) 상에 위치한 제12 지점(P12)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제12 지점(P12)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 70% 내지 약 90%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제12 지점(P12)은 약 79.6%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제6 간격은 상기 제12 지점(P12)에서 상기 제20 면(S20)의 유효경의 끝단인 상기 제13 지점(P13)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제13 지점(P13)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 상기 제11 지점(P11)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제12 지점(P12)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제6 간격의 최대값은 최소값의 약 10배 내지 약 40배일 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제6 간격의 최대값은 최소값의 약 29배일 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 제3 실시예
F 5.315 mm
f1 8.621 mm
f2 18.700 mm
f3 -18.907 mm
f4 15.365 mm
f5 -420.609 mm
f6 -19.350 mm
f7 87.604 mm
f8 214.058 mm
f9 160.971 mm
f10 8.919 mm
f11 -5.711 mm
f1-3 7.817 mm
f4-11 48.338 mm
L1_ET 0.2501 mm
L2_ET 0.2500 mm
L3_ET 0.3279 mm
L4_ET 0.2499 mm
L5_ET 0.2500 mm
L6_ET 0.2546 mm
L7_ET 0.2500 mm
L8_ET 0.2513 mm
L9_ET 0.2500 mm
L10_ET 0.2500 mm
L11_ET 0.6700 mm
d12_ET 0.0861 mm
d23_ET 0.0594 mm
d34_ET 0.0501 mm
d45_ET 0.1662 mm
d56_ET 0.0500 mm
d67_ET 0.1329 mm
d78_ET 0.0500 mm
d89_ET 0.2898 mm
d910_ET 0.0500 mm
d1011_ET 0.3957 mm
d1011_min 0.0273 mm
|L11S2_max slope| 23 도(deg)
L11 S2 Inflection Point 0.390
L11S2_max_sag to Sensor 0.880 mm
Air_Edge_max 0.3957 mm
∑L_CT 3.711 mm
∑Air_CT 1.762 mm
∑Index 17.365
∑Abbe 458.323
L_CT_max 0.612 mm
L_CT_min 0.220 mm
L_CT_Aver 0.337 mm
CA_max 7.188 mm
CA_min 2.300 mm
CA_Aver 3.855 mm
TD 5.472 mm
TTL 6.6 mm
BFL 1.128 mm
ImgH 4.501 mm
F-number 1.848
FOV 79.437 도(deg)
EPD 2.876 mm
수학식 제3 실시예
수학식 1 2 < L1_CT / L3_CT < 5 2.671
수학식 2 0.5 < L3_CT / L3_ET < 2 0.699
수학식 3 1 < L11_ET / L11_CT < 5 2.031
수학식 4 1.6 < n3 1.678
수학식 5 0.5 < L11S2_max_sag to Sensor < 2 0.880
수학식 6 1 < BFL / L11S2_max_sag to Sensor < 2 1.281
수학식 7 5 < |L11S2_max slope| < 45 23.000
수학식 8 0.2 < L11S2 Inflection Point < 0.6 0.390
수학식 9 1 < d1011_CT / d1011_min < 40 28.824
수학식 10 1 < d1011_CT / d1011_ET < 5 1.985
수학식 11 0.01 < d12_CT / d1011_CT < 1 0.063
수학식 12 1 < L1_CT / L11_CT < 5 1.856
수학식 13 1 < L10_CT / L11_CT < 5 1.366
수학식 14 1 < L1R1 / L11R2 < 5 1.945
수학식 15 0 < (d1011_CT - d1011_ET) / (d1011_CT) < 2 0.869
수학식 16 1 < CA_L1S1 / CA_L3S1 < 1.5 1.152
수학식 17 1 < CA_L11S2 / CA_L4S2 < 5 2.778
수학식 18 1 < CA_L3S2 / CA_L4S1 < 1.5 1.010
수학식 19 0.5 < CA_L9S2 / CA_L11S2 < 1 0.759
수학식 20 1 < d34_CT / d34_ET < 8 6.204
수학식 21 3 < d910_CT / d910_ET < 10 6.000
수학식 22 5 < d910_max / d910_CT < 20 14.297
수학식 23 5 < L9_CT / d910_CT < 15 10.000
수학식 24 0.1 < L10_CT / d1011_CT < 1 0.574
수학식 25 0.1 < L11_CT / d1011_CT < 1 0.420
수학식 26 50 < |L9R1 / L9_CT| < 400 112.634
수학식 27 -40 < L9R1 / L11R1 < -10 -16.019
수학식 28 0 < L_CT_Max / Air_Max < 2 0.780
수학식 29 1 < ∑L_CT / ∑Air_CT < 5 2.107
수학식 30 10 < ∑Index <30 17.365
수학식 31 10 < ∑Abb / ∑Index <50 26.393
수학식 32 0 < |Max_distoriton| < 5 2.000
수학식 33 0 < Air_Edge_Max / L_CT_Max < 2 0.646
수학식 34 0.5 < CA_L1S1 / CA_min <2 1.252
수학식 35 1 < CA_max / CA_min < 5 3.125
수학식 36 1 < CA_max / CA_Aver < 3 1.864
수학식 37 0.1 < CA_min / CA_Aver < 1 0.597
수학식 38 0.1 < CA_max / (2*ImgH) < 1 0.798
수학식 39 0.5 < TD / CA_max < 1.5 0.761
수학식 40 1 < F / L11R2 < 10 4.446
수학식 41 1 < F / L1R1 < 10 2.286
수학식 42 1 < EPD / L11R2 < 10 2.406
수학식 43 0.5 < EPD / L1R1 < 8 1.237
수학식 44 -3 < f1 / f3 < 0 -0.456
수학식 45 1 < f1-3 / F < 5 1.471
수학식 46 3 < f4-11 / f1-3 < 15 6.184
수학식 47 2 < TTL < 20 6.600
수학식 48 2 < ImgH 4.501
수학식 49 BFL < 2.5 1.128
수학식 50 2 < F < 20 5.315
수학식 51 FOV < 120 79.437
수학식 52 0.5 < TTL / CA_max < 2 0.918
수학식 53 0.5 < TTL / ImgH < 3 1.466
수학식 54 0.1 < BFL / ImgH < 0.5 0.250
수학식 55 4 < TTL / BFL < 10 5.853
수학식 56 0.5 < F / TTL < 1.5 0.805
수학식 57 3 < F / BFL < 10 4.714
수학식 58 1 < F / ImgH < 3 1.181
수학식 59 1 < F / EPD < 5 1.848
표 26는 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 59에 대한 결과 값에 대한 것이다.
표 27을 참조하면, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 59 중 적어도 하나를 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 수학식 59를 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 15은 제3 실시예에 따른 광학계(1000)의 회절(Diffraction) MTF 특성에 대한 그래프이고, 또한, 도 16은 수차 특성에 대한 그래프이다.
도 16의 수차 그래프에서 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 도 16에서 X축은 초점 거리(mm) 및 왜곡도(%)를 나타낼 수 있고, Y축은 이미지의 높이(height)를 의미할 수 있다. 또한, 구면 수차에 대한 그래프는 약 470nm, 약 510nm, 약 555nm, 약 610nm, 약 660nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이며, 비점 수차 및 왜곡 수차에 대한 그래프는 약 555nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다.
도 16의 수차도에서는 각 곡선들이 Y축에 근접할 수록 수차 보정 기능이 좋은 것으로 해석할 수 있는데, 도 16을 참조하면 실시예에 따른 광학계(1000)는 거의 대부분의 영역에서 측정 값들이 Y축에 인접한 것을 알 수 있다. 즉, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가지며 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
도 17은 제4 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 18은 제4 실시예에 따른 광학계에서 각 렌즈면의 비구면 계수에 대한 데이터이고, 도 19는 제4 실시예에 따른 광학계에서 인접한 두 렌즈 사이의 간격에 대한 데이터이다. 도 20은 제4 실시예에 따른 광학계의 회절 MTF(Diffraction MTF)에 대한 그래프이고, 도 21은 제4 실시예에 따른 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 17 내지 도 21을 참조하면, 제4 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, 제4 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제2 렌즈(102)의 물체 측 면(제3 면(S3))은 조리개 역할을 수행할 수 있다.
또한, 상기 복수의 렌즈들(100) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에는 필터(500)가 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 필터(500)는 상기 제10 렌즈(110) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다.
렌즈 면 곡률 반경(mm) 두께/
간격(mm)		 굴절률 아베수 유효경의 크기(mm)
제1 렌즈 제1 면 4.162 1.057 1.537 54.558 5.120
제2 면 7.713 0.099 4.853
제2 렌즈 제3 면
(Stop)		 7.831 0.585 1.536 55.699 4.748
제4 면 13.814 0.044 4.510
제3 렌즈 제5 면 5.375 0.389 1.667 20.088 4.435
제6 면 4.157 0.568 4.137
제4 렌즈 제7 면 -169.676 0.690 1.536 55.699 4.089
제8 면 -13.423 0.075 4.598
제5 렌즈 제9 면 -32.517 0.405 1.625 24.196 4.932
제10 면 -30.899 0.455 5.207
제6 렌즈 제11 면 -27.712 0.446 1.670 19.872 5.394
제12 면 81.066 0.226 6.073
제7 렌즈 제13 면 -19.867 0.549 1.542 49.609 6.423
제14 면 -15.338 0.124 6.894
제8 렌즈 제15 면 36.549 0.661 1.635 23.536 7.154
제16 면 37.942 0.239 8.076
제9 렌즈 제17 면 -64.070 0.432 1.536 55.699 9.207
제18 면 -38.618 0.069 9.503
제10 렌즈 제19 면 4.366 0.837 1.556 43.153 9.793
제20 면 7.584 1.647 10.912
제11 렌즈 제21 면 5.242 0.603 1.546 46.831 12.029
제22 면 2.523 0.454 13.027
필터 Infinity 0.110 14.447
Infinity 1.182 14.528
이미지 센서 Infinity 0.005 16.000
표 28은 제4 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.
제4 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 18과 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 18과 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 18과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)의 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 면(S7)은 비구면일 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 비구면일 수 있다. 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8)은 하기 도 18과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)의 제9 면(S9)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 면(S9)은 비구면일 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 비구면일 수 있다. 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10)은 하기 도 18과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)의 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제11 면(S11)은 비구면일 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 비구면일 수 있다. 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12)은 하기 도 18과 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 18과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제8 렌즈(108)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)의 제15 면(S15)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)는 광축(OA)에서 물체 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 18과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제9 렌즈(109)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(109)의 제17 면(S17)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(109)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 제17 면(S17)은 비구면일 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 비구면일 수 있다. 상기 제17 면(S17) 및 상기 제18 면(S18)은 하기 도 18과 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 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제10 렌즈(110)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제19 면(S19)은 비구면일 수 있고, 상기 제20 면(S20)은 비구면일 수 있다. 상기 제19 면(S19) 및 상기 제20 면(S20)은 하기 도 18과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제10 렌즈(110)는 임계점을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제10 렌즈(110)의 제19 면(S19) 상에는 상술한 제1 임계점이 배치될 수 있다. 상기 제1 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈(110)의 제19 면(S19)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 50% 보다 크고 약 80%보다 작은 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제4 실시예에서 상기 제1 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈(110)의 제19 면(S19)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 61%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제10 렌즈(110)의 제20 면(S20) 상에는 상술한 제2 임계점이 배치될 수 있다. 상기 제2 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈(110)의 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 50% 보다 크고 약 80%보다 작은 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제4 실시예에서 상기 제2 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈(110)의 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 62%인 위치에 배치될 수 있다.
상기 제11 렌즈(111)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)은 광축(OA)에서 볼록한 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 물체 측으로 볼록한 메니스커스 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 18과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제11 렌즈(111)는 임계점을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21) 상에는 상술한 제3 임계점이 배치될 수 있다. 상기 제3 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 15% 보다 크고 약 40%보다 작은 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제4 실시예에서 상기 제3 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 22%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21) 상에는 상술한 제4 임계점이 더 배치될 수 있다. 상기 제4 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 15% 보다 크고 약 40%보다 작은 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제4 실시예에서 상기 제4 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때 약 86%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22) 상에는 상술한 제5 임계점이 배치될 수 있다. 상기 제5 임계점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 30%보다 크고 약 50%보다 작은 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제4 실시예에서 상기 제5 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 18을 참조하면, 제4 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, 제4 실시예에 따른 광학계(1000)에서 서로 인접한 두 렌즈 사이의 간격은 도 19와 같을 수 있다.
도 19는 서로 마주하는 n-1번째 렌즈의 센서 측 면과 n번째 렌즈의 물체 측 면 사이의 광축(OA) 방향 간격을 의미할 수 있다. 자세하게, 도 19는 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, 제4 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈(101)와 상기 제2 렌즈(102) 사이의 간격(제1 간격)은 하기 표 29와 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 0.0993 0
0.1 0.0993 0.1
0.2 0.0992 0.2
0.3 0.0992 0.3
0.4 0.0991 0.4
0.5(P1) 0.0991 0.5
(P1)
0.6 0.0991 0.6
0.7 0.0993 0.7
0.8 0.0997 0.8
0.9 0.1005 0.9
1 0.1015 1
1.1 0.1030 1.1
1.2 0.1050 1.2
1.3 0.1074 1.3
1.4 0.1104 1.4
1.5 0.1138 1.5
1.6 0.1178 1.6
1.7 0.1223 1.7
1.8 0.1273 1.8
1.9 0.1329 1.9
2.0 0.1388 2.0
2.1 0.1450 2.1
2.2 0.1514 2.2
2.3 0.1581 2.3
2.374(P2) 0.1645 2.374
(P2)
표 29를 참조하면, 상기 제1 간격은 광축(OA)에서 상기 제3 면(S3) 상에 위치한 제1 지점(P1)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제1 지점(P1)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제3 면(S3)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 15% 내지 35%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제4 실시예에서 상기 제1 지점(P1)은 약 21%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 간격은 상기 제1 지점(P1)에서 상기 제3 면(S3)의 유효경의 끝단인 제2 지점(P2)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제2 지점(P2)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제1 렌즈(101)의 센서 측 면(제2 면(S2))과 상기 제2 렌즈(102)의 물체 측 면(제3 면(S3)) 중 유효경 크기가 작은 상기 제3 면(S3)의 유효 반경 값으로, 표 28에 기재된 상기 제3 면(S3)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제1 간격은 상기 제2 지점(P2)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제1 지점(P1)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 1.2배 내지 약 2.5배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 1.7배일 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, 제4 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제2 렌즈(102)와 상기 제3 렌즈(103) 사이의 간격(제2 간격)은 하기 표 30과 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 0.0442 0
0.1 0.0448 0.1
0.2 0.0465 0.2
0.3 0.0493 0.3
0.4 0.0530 0.4
0.5 0.0577 0.5
0.6 0.0630 0.6
0.7 0.0689 0.7
0.8 0.0749 0.8
0.9 0.0810 0.9
1 0.0867 1
1.1 0.0920 1.1
1.2 0.0966 1.2
1.3 0.1004 1.3
1.4 0.1033 1.4
1.5 0.1053 1.5
1.6 0.1062 1.6
1.7(P3) 0.1063 1.7
(P3)
1.8 0.1057 1.8
1.9 0.1046 1.9
2.0 0.1034 2.0
2.1 0.1027 2.1
2.218(P4) 0.1026 2.218
(P4)
표 30을 참조하면, 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 상기 제5 면(S5) 상에 위치한 제3 지점(P3)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제3 지점(P3)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제5 면(S5)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 65% 내지 80%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제4 실시예에서 상기 제3 지점(P3)은 약 76.7%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 간격은 상기 제3 지점(P3)에서 상기 제5 면(S5)의 유효경의 끝단인 제4 지점(P4)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제4 지점(P4)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제2 렌즈(102)의 센서 측 면(제4 면(S4))과 상기 제3 렌즈(103)의 물체 측 면(제5 면(S5)) 중 유효경 크기가 작은 상기 제5 면(S5)의 유효 반경 값으로, 표 28에 기재된 상기 제5 면(S5)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제2 간격은 상기 제3 지점(P3)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 2배 내지 약 3.5배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제4 실시예에서 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 2.4배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제2 렌즈(102) 및 상기 제3 렌즈(103)가 위치에 따라 설정된 간격(제2 간격)으로 이격됨에 따라, 상기 광학계(1000)의 수차 특성을 개선할 수 있다.
또한, 제4 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제3 렌즈(103)와 상기 제4 렌즈(104) 사이의 간격(제3 간격)은 하기 표 31과 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 0.5676 0
0.1 0.5664 0.1
0.2 0.5627 0.2
0.3 0.5566 0.3
0.4 0.5483 0.4
0.5 0.5378 0.5
0.6 0.5251 0.6
0.7 0.5105 0.7
0.8 0.4941 0.8
0.9 0.4759 0.9
1 0.4560 1
1.1 0.4345 1.1
1.2 0.4115 1.2
1.3 0.3867 1.3
1.4 0.3601 1.4
1.5 0.3313 1.5
1.6 0.2999 1.6
1.7 0.2653 1.7
1.8 0.2267 1.8
1.9 0.1832 1.9
2.0 0.1334 2.0
2.044(P5) 0.0753 2.044
(P5)
표 31을 참조하면, 상기 제3 간격은 광축(OA)에서 상기 제7 면(S7)의 유효경의 끝단인 상기 제5 지점(P5)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제5 지점(P5)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 제7 면(S7)의 유효 반경 값으로, 표 28에 기재된 상기 제7 면(S7)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제3 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제5 지점(P5)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 5배 내지 약 20배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제4 실시예에서 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 7.5배일 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, 제4 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제8 렌즈(108)와 상기 제9 렌즈(109) 사이의 간격(제4 간격)은 하기 표 32와 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 0.2395 0
0.1 0.2392 0.1
0.2 0.2386 0.2
0.3 0.2375 0.3
0.4 0.2360 0.4
0.5 0.2341 0.5
0.6 0.2318 0.6
0.7 0.2293 0.7
0.8 0.2266 0.8
0.9 0.2241 0.9
1 0.2218 1
1.1 0.2200 1.1
1.2 0.2186 1.2
1.3 0.2178 1.3
1.4(P7) 0.2177 1.4
(P7)
1.5 0.2181 1.5
1.6 0.2192 1.6
1.7 0.2209 1.7
1.8 0.2233 1.8
1.9 0.2265 1.9
2 0.2306 2
2.1 0.2356 2.1
2.2 0.2418 2.2
2.3 0.2491 2.3
2.4 0.2578 2.4
2.5 0.2677 2.5
2.6 0.2789 2.6
2.7 0.2914 2.7
2.8 0.3050 2.8
2.9 0.3197 2.9
3 0.3352 3
3.1 0.3516 3.1
3.2 0.3689 3.2
3.3 0.3872 3.3
3.4 0.4072 3.4
3.5 0.4296 3.5
3.6 0.4548 3.6
3.7 0.4829 3.7
3.8 0.5133 3.8
3.9 0.5459 3.9
4.038
(P8)		 0.5817 4.038
(P8)
표 32를 참조하면, 상기 제4 간격은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제7 지점(P7)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제7 지점(P7)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 20% 내지 약 40%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제4 실시예에서 상기 제7 지점(P7)은 약 34.7%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제4 간격은 상기 제7 지점(P7)에서 상기 제16 면(S16)의 유효경의 끝단인 상기 제8 지점(P8)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제8 지점(P8)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제8 렌즈(107)의 센서 측 면(제16 면(S16))과 상기 제9 렌즈(109)의 물체 측 면(제17 면(S17)) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제16 면(S16)의 유효 반경 값으로, 표 28에 기재된 상기 제16 면(S16)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제4 간격은 상기 제8 지점(P8)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제7 지점(P7)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 2배 내지 약 5배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제4 실시예에서 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 2.6배일 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, 제4 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제9 렌즈(109)와 상기 제10 렌즈(110) 사이의 간격(제5 간격)은 하기 표 33과 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 0.0690 0
0.1 0.0703 0.1
0.2 0.0741 0.2
0.3 0.0806 0.3
0.4 0.0897 0.4
0.5 0.1015 0.5
0.6 0.1161 0.6
0.7 0.1334 0.7
0.8 0.1535 0.8
0.9 0.1762 0.9
1 0.2015 1
1.1 0.2292 1.1
1.2 0.2591 1.2
1.3 0.2910 1.3
1.4 0.3246 1.4
1.5 0.3597 1.5
1.6 0.3958 1.6
1.7 0.4327 1.7
1.8 0.4701 1.8
1.9 0.5075 1.9
2 0.5445 2
2.1 0.5808 2.1
2.2 0.6159 2.2
2.3 0.6494 2.3
2.4 0.6808 2.4
2.5 0.7097 2.5
2.6 0.7358 2.6
2.7 0.7586 2.7
2.8 0.7777 2.8
2.9 0.7928 2.9
3 0.8036 3
3.1 0.8097 3.1
3.2(P9) 0.8110 3.2
3.3 0.8074 3.3
3.4 0.7987 3.4
3.5 0.7850 3.5
3.6 0.7665 3.6
3.7 0.7434 3.7
3.8 0.7159 3.8
3.9 0.6841 3.9
4 0.6482 4
4.1 0.6083 4.1
4.2 0.5642 4.2
4.3 0.5160 4.3
4.4 0.4636 4.4
4.5 0.4076 4.5
4.6 0.3490 4.6
4.7 0.2893 4.7
4.751(P10) 0.2305 4.8
표 33을 참조하면, 상기 제5 간격은 광축(OA)에서 상기 제18 면(S18) 상에 위치한 제9 지점(P9)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제9 지점(P9)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 50% 내지 약 75%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제4 실시예에서 상기 제9 지점(P9)은 약 67.4%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제5 간격은 상기 제9 지점(P9)에서 상기 제18 면(S18)의 유효경의 끝단인 상기 제10 지점(P10)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제10 지점(P10)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제9 렌즈(109)의 센서 측 면(제18 면(S18))과 상기 제10 렌즈(110)의 물체 측 면(제19 면(S19)) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제18 면(S18)의 유효 반경 값으로, 표 28에 기재된 상기 제18 면(S18)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제5 간격은 상기 제9 지점(P9)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 10배 내지 약 20배를 만족할 수 있다. 예를 들어, 제4 실시예에서 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 11.7배일 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, 제4 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제10 렌즈(110)와 상기 제11 렌즈(111) 사이의 간격(제6 간격)은 하기 표 34와 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 1.6469 0
0.1 1.6471 0.1
0.2 1.6479 0.2
0.3 1.6490 0.3
0.4 1.6501 0.4
0.5(P11) 1.6508 0.5
(P11)
0.6 1.6505 0.6
0.7 1.6487 0.7
0.8 1.6450 0.8
0.9 1.6386 0.9
1 1.6292 1
1.1 1.6163 1.1
1.2 1.5996 1.2
1.3 1.5786 1.3
1.4 1.5534 1.4
1.5 1.5237 1.5
1.6 1.4896 1.6
1.7 1.4512 1.7
1.8 1.4086 1.8
1.9 1.3619 1.9
2 1.3116 2
2.1 1.2578 2.1
2.2 1.2009 2.2
2.3 1.1413 2.3
2.4 1.0793 2.4
2.5 1.0154 2.5
2.6 0.9499 2.6
2.7 0.8833 2.7
2.8 0.8161 2.8
2.9 0.7488 2.9
3 0.6820 3
3.1 0.6162 3.1
3.2 0.5521 3.2
3.3 0.4902 3.3
3.4 0.4314 3.4
3.5 0.3761 3.5
3.6 0.3250 3.6
3.7 0.2787 3.7
3.8 0.2377 3.8
3.9 0.2027 3.9
4 0.1741 4
4.1 0.1523 4.1
4.2 0.1379 4.2
4.3(P12) 0.1314 4.3
(P12)
4.4 0.1331 4.4
4.5 0.1436 4.5
4.6 0.1631 4.6
4.7 0.1919 4.7
4.8 0.2301 4.8
4.9 0.2776 4.9
5 0.3342 5
5.1 0.3994 5.1
5.2 0.4728 5.2
5.3 0.5541 5.3
5.4 0.6427 5.4
5.456(P13) 0.7385 5.456
(P13)
표 34를 참조하면, 상기 제6 간격은 광축(OA)에서 상기 제20 면(S20) 상에 위치한 제11 지점(P11)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제11 지점(P11)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 5% 내지 약 20%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제4 실시예에서 상기 제11 지점(P11)은 약 9%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제6 간격은 상기 제11 지점(P11)에서 상기 제20 면(S20) 상에 위치한 제12 지점(P12)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제12 지점(P12)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제20 면(S20)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 70% 내지 약 90%인 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제4 실시예에서 상기 제12 지점(P12)은 약 78.8%인 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제6 간격은 상기 제12 지점(P12)에서 상기 제20 면(S20)의 유효경의 끝단인 상기 제13 지점(P13)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제13 지점(P13)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 28에 기재된 상기 제20 면(S20)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제6 간격은 상기 제11 지점(P11)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제12 지점(P12)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제6 간격의 최대값은 최소값의 약 10배 내지 약 40배일 수 있다. 예를 들어, 제4 실시예에서 상기 제6 간격의 최대값은 최소값의 약 12.6배일 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부의 광학 특성을 향상시킬 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)는 상기 제10 렌즈(110) 및 상기 제11 렌즈(111)가 위치에 따라 설정된 간격(제6 간격)으로 이격됨에 따라 화각(FOV)의 주변부의 왜곡 및 수차 특성을 개선할 수 있다.
항목 제4 실시예
F 9.639 mm
f1 15.245 mm
f2 32.640 mm
f3 -31.510 mm
f4 27.166 mm
f5 905.477 mm
f6 -30.786 mm
f7 119.000 mm
f8 1322.968 mm
f9 180.379 mm
f10 16.943 mm
f11 -9.667 mm
f1-3 14.130 mm
f4-11 161.448 mm
L1_ET 0.4165 mm
L2_ET 0.4325 mm
L3_ET 0.5654 mm
L4_ET 0.4554 mm
L5_ET 0.3727 mm
L6_ET 0.5386 mm
L7_ET 0.4193 mm
L8_ET 0.5849 mm
L9_ET 0.2500 mm
L10_ET 0.6503 mm
L11_ET 1.3205 mm
d12_ET 0.1564 mm
d23_ET 0.0987 mm
d34_ET 0.1014 mm
d45_ET 0.3057 mm
d56_ET 0.1551 mm
d67_ET 0.2428 mm
d78_ET 0.1538 mm
d89_ET 0.5447 mm
d910_ET 0.1527 mm
d1011_ET 0.7134 mm
d1011_min 0.1314 mm
|L11S2_max slope| 23 도(deg)
L11 S2 Inflection Point 0.39
L11S2_max_sag to Sensor 1.281 mm
Air_Edge_max 0.7134 mm
∑L_CT 6.655 mm
∑Air_CT 3.547 mm
∑Index 17.386
∑Abbe 448.94
L_CT_max 1.057 mm
L_CT_min 0.389 mm
L_CT_Aver 0.605 mm
CA_max 13.027 mm
CA_min 4.089 mm
CA_Aver 6.869 mm
TD 10.202 mm
TTL 11.952 mm
BFL 1.751 mm
ImgH 8.0 mm
F-number 1.892
FOV 78.243 도(deg)
EPD 5.094 mm
수학식 제4 실시예
수학식 1 2 < L1_CT / L3_CT < 5 2.722
수학식 2 0.5 < L3_CT / L3_ET < 2 0.687
수학식 3 1 < L11_ET / L11_CT < 5 2.191
수학식 4 1.6 < n3 1.667
수학식 5 0.5 < L11S2_max_sag to Sensor < 2 1.352
수학식 6 1 < BFL / L11S2_max_sag to Sensor < 2 1.295
수학식 7 5 < |L11S2_max slope| < 45 23.000
수학식 8 0.2 < L11S2 Inflection Point < 0.6 0.399
수학식 9 1 < d1011_CT / d1011_min < 40 12.536
수학식 10 1 < d1011_CT / d1011_ET < 5 2.308
수학식 11 0.01 < d12_CT / d1011_CT < 1 0.060
수학식 12 1 < L1_CT / L11_CT < 5 1.754
수학식 13 1 < L10_CT / L11_CT < 5 1.389
수학식 14 1 < L1R1 / L11R2 < 5 1.650
수학식 15 0 < (d1011_CT - d1011_ET) / (d1011_CT) < 2 0.869
수학식 16 1 < CA_L1S1 / CA_L3S1 < 1.5 1.154
수학식 17 1 < CA_L11S2 / CA_L4S2 < 5 2.833
수학식 18 1 < CA_L3S2 / CA_L4S1 < 1.5 1.012
수학식 19 0.5 < CA_L9S2 / CA_L11S2 < 1 0.730
수학식 20 1 < d34_CT / d34_ET < 8 5.598
수학식 21 3 < d910_CT / d910_ET < 10 2.831
수학식 22 5 < d910_max / d910_CT < 20 11.749
수학식 23 5 < L9_CT / d910_CT < 15 6.262
수학식 24 0.1 < L10_CT / d1011_CT < 1 0.508
수학식 25 0.1 < L11_CT / d1011_CT < 1 0.366
수학식 26 50 < |L9R1 / L9_CT| < 400 148.226
수학식 27 -40 < L9R1 / L11R1 < -10 -12.222
수학식 28 0 < L_CT_Max / Air_Max < 2 0.642
수학식 29 1 < ∑L_CT / ∑Air_CT < 5 1.876
수학식 30 10 < ∑Index <30 17.386
수학식 31 10 < ∑Abb / ∑Index <50 25.823
수학식 32 0 < |Max_distoriton| < 5 2.000
수학식 33 0 < Air_Edge_Max / L_CT_Max < 2 0.675
수학식 34 0.5 < CA_L1S1 / CA_min <2 1.252
수학식 35 1 < CA_max / CA_min < 5 3.186
수학식 36 1 < CA_max / CA_Aver < 3 1.896
수학식 37 0.1 < CA_min / CA_Aver < 1 0.595
수학식 38 0.1 < CA_max / (2*ImgH) < 1 0.814
수학식 39 0.5 < TD / CA_max < 1.5 0.783
수학식 40 1 < F / L11R2 < 10 3.821
수학식 41 1 < F / L1R1 < 10 2.316
수학식 42 1 < EPD / L11R2 < 10 2.019
수학식 43 0.5 < EPD / L1R1 < 8 1.224
수학식 44 -3 < f1 / f3 < 0 -0.484
수학식 45 1 < f1-3 / F < 5 1.466
수학식 46 3 < f4-11 / f1-3 < 15 11.426
수학식 47 2 < TTL < 20 11.952
수학식 48 2 < ImgH 8.000
수학식 49 BFL < 2.5 1.751
수학식 50 2 < F < 20 9.639
수학식 51 FOV < 120 78.243
수학식 52 0.5 < TTL / CA_max < 2 0.918
수학식 53 0.5 < TTL / ImgH < 3 1.494
수학식 54 0.1 < BFL / ImgH < 0.5 0.219
수학식 55 4 < TTL / BFL < 10 6.827
수학식 56 0.5 < F / TTL < 1.5 0.806
수학식 57 3 < F / BFL < 10 5.506
수학식 58 1 < F / ImgH < 3 1.205
수학식 59 1 < F / EPD < 5 1.892
표 35는 제4 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 36은 제4 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 59에 대한 결과 값에 대한 것이다.
표 36을 참조하면, 제4 실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 59 중 적어도 하나를 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 제4 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 수학식 59를 모두 만족하는 것을 알 수 있다.
이에 따라, 제4 실시예에 따른 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있고 도 20 및 도 21과 같은 우수한 광학 특성을 가질 수 있다.
자세하게, 도 20은 제4 실시예에 따른 광학계(1000)의 회절(Diffraction) MTF 특성에 대한 그래프이고, 또한, 도 21은 수차 특성에 대한 그래프이다.
도 21의 수차 그래프에서 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 도 21에서 X축은 초점 거리(mm) 및 왜곡도(%)를 나타낼 수 있고, Y축은 이미지의 높이(height)를 의미할 수 있다. 또한, 구면 수차에 대한 그래프는 약 470nm, 약 510nm, 약 555nm, 약 610nm, 약 660nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이며, 비점 수차 및 왜곡 수차에 대한 그래프는 약 555nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다.
도 21의 수차도에서는 각 곡선들이 Y축에 근접할 수록 수차 보정 기능이 좋은 것으로 해석할 수 있는데, 도 21을 참조하면 실시예에 따른 광학계(1000)는 거의 대부분의 영역에서 측정 값들이 Y축에 인접한 것을 알 수 있다. 즉, 제4 실시예에 따른 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가지며 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
도 22는 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.
도 22를 참조하면, 상기 이동 단말기(1)는 후면에 제공되는 카메라 모듈(10)을 포함할 수 있다.
상기 카메라 모듈(10)은 이미지 촬영 기능을 포함할 수 있다. 또한, 상기 카메라 모듈(10)은 자동 초점(Auto focus), 줌(zoom) 기능 및 OIS 기능 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 카메라 모듈(10)은 촬영 모드 또는 화상 통화 모드에서 이미지 센서(300)에 의해 얻어지는 정지 영상 이미지 또는 동영상의 화상 프레임을 처리할 수 있다. 처리된 화상 프레임은 상기 이동 단말기(1)의 디스플레이부(미도시)에 표시될 수 있으며 메모리(미도시)에 저장될 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만 상기 이동 단말기(1)의 전면에도 상기 카메라 모듈이 더 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 카메라 모듈(10)은 제1 카메라 모듈(10A) 및 제2 카메라 모듈(10B)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 카메라 모듈(10A) 및 상기 제2 카메라 모듈(10B) 중 적어도 하나는 상술한 광학계(1000)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈(10)은 슬림한 구조를 가질 수 있고, 향상된 왜곡(distortion) 및 수차 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 카메라 모듈(10)은 화각(FOV)의 중심부 뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
또한, 상기 이동 단말기(1)는 자동 초점 장치(31)를 더 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 레이저를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 상기 카메라 모듈(10)의 이미지를 이용한 자동 초점 기능이 저하되는 조건, 예를 들어 10m 이하의 근접 또는 어두운 환경에서 주로 사용될 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 수직 캐비티 표면 방출 레이저(VCSEL) 반도체 소자를 포함하는 발광부와, 포토 다이오드와 같은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 수광부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이동 단말기(1)는 플래쉬 모듈(33)을 더 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(33)은 내부에 광을 발광하는 발광소자를 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(33)은 이동 단말기의 카메라 작동 또는 사용자의 제어에 의해 작동될 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
광학계: 1000
제1 렌즈: 101 제2 렌즈: 102
제3 렌즈: 103 제4 렌즈: 104
제5 렌즈: 105 제6 렌즈: 106
제7 렌즈: 107 제8 렌즈: 108
제9 렌즈: 109 제10 렌즈: 110
제11 렌즈: 111 이미지 센서: 300
필터: 500

Claims (18)

  1. 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제11 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제11 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고,
    상기 제11 렌즈의 센서 측 면은 상기 광축에서 오목한 형상을 가지고,
    하기 수학식을 만족하는 광학계.
    0.5 < F / TTL < 1.5
    (F는 상기 광학계의 전체 초점 거리이고, TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 상기 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이다.)
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 물체 측 면은 상기 광축에서 볼록한 형상을 가지는 광학계.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    1 < F / L1R1 < 10
    (F는 상기 광학계의 전체 초점 거리이고, L1R1은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 곡률 반경이다.)
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제11 렌즈는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    1 < F / L11R2 < 10
    (F는 상기 광학계의 전체 초점 거리이고, L11R2는 상기 제11 렌즈의 센서 측 면의 곡률 반경이다.)
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제11 렌즈는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    1 < BFL / L11S2_max_sag to Sensor < 2
    (BFL(Back focal length)은 상기 센서와 최인접한 렌즈의 센서 측 면의 정점으로부터 상기 센서의 상면까지의 상기 광축에서의 거리이다. 또한, L11S2_max_sag to Sensor은 상기 제11 렌즈의 센서 측 면의 최대 Sag값에서 상기 센서까지의 상기 광축 방향 거리이다.)
  6. 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.)
  7. 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.)
  8. 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 양(+)의 값을 가지고,
    하기 수학식을 만족하는 광학계.
    3 < f4-11 / f1-3 < 15
    (f1-3은 상기 제1 내지 제3 렌즈의 복합 초점 거리이고, f4-11은 상기 제4 내지 제11 렌즈의 복합 초점 거리이다.)
  9. 제8 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.)
  10. 제8 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.)
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 렌즈 중에서, 상기 제3 렌즈는 가장 큰 굴절률 및 가장 작은 아베수를 가지는 광학계.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제3 렌즈의 아베수는 상기 제2 렌즈의 아베수보다 20 이상 작은 광학계.
  13. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제11 렌즈의 물체 측 면 및 센서 측 면 중, 상기 제4 렌즈의 물체 측 면의 유효경의 크기가 가장 작은 광학계.
  14. 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 제10 렌즈는 물체 측 면 및 센서 측 면 중 적어도 하나의 렌즈면 상에는 상기 렌즈면 상에서 상기 광축의 수직인 방향에 대한 접선의 기울기가 0인 지점으로 정의하는 적어도 하나의 임계점이 배치되고,
    상기 제11 렌즈는 물체 측 면 및 센서 측 면 중 적어도 하나의 렌즈면 상에는 상기 렌즈면 상에서 접선의 기울기가 0인 지점으로 정의하는 적어도 하나의 임계점이 배치되고,
    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.)
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제10 렌즈는 상기 제10 렌즈의 센서 측 면 상에 배치되는 제2 임계점을 포함하고,
    상기 제2 임계점은 상기 광축을 시작점으로 하고 상기 제10 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 50% 보다 크고 80%보다 작은 위치에 배치되는 광학계.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 제11 렌즈는 상기 제11 렌즈의 센서 측 면 상에 배치되는 제5 임계점을 포함하고,
    상기 제5 임계점은 상기 광축을 시작점으로 하고 상기 제11 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 30% 보다 크고 50%보다 작은 위치에 배치되는 광학계.
  17. 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 거리이다.)
  18. 제1 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 따른 광학계를 포함하고,
    하기 수학식을 만족하는 카메라 모듈.
    1 < F / EPD < 5
    (F는 상기 광학계의 전체 초점 거리이고, EPD는 상기 광학계의 입사동의 크기(Entrance Pupil Diameter)이다.)
KR1020210144059A 2021-10-26 2021-10-26 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 KR20230059654A (ko)

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