KR20230161278A - 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR20230161278A
KR20230161278A KR1020220061128A KR20220061128A KR20230161278A KR 20230161278 A KR20230161278 A KR 20230161278A KR 1020220061128 A KR1020220061128 A KR 1020220061128A KR 20220061128 A KR20220061128 A KR 20220061128A KR 20230161278 A KR20230161278 A KR 20230161278A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lens
optical axis
equation
optical system
sensor
Prior art date
Application number
KR1020220061128A
Other languages
English (en)
Inventor
권덕근
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020220061128A priority Critical patent/KR20230161278A/ko
Priority to TW112118837A priority patent/TW202409631A/zh
Priority to PCT/KR2023/006801 priority patent/WO2023224415A1/ko
Publication of KR20230161278A publication Critical patent/KR20230161278A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0045—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having five or more lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/64—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having more than six components
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02—Bodies
    • G03B17/12—Bodies with means for supporting objectives, supplementary lenses, filters, masks, or turrets
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

발명의 실시 예에 개시된 광학계는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제8 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제2 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제3 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제7 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지며, 상기 제8 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제7 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 중 적어도 하나는 적어도 하나의 임계점을 가지며, 상기 제8 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 각각은 임계점을 가지며, 상기 제8 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 중 적어도 하나는 상기 광축에 대해 제1 방향으로 직교하는 렌즈 면과 상기 광축에 대해 제2 방향으로 직교하는 렌즈 면이 비대칭을 이루는 자유 곡면 형상을 가지며, 상기 자유 곡면은 상기 광축을 기준으로 제1 방향의 양측의 렌즈 면은 대칭 형상을 가지며, 상기 광축을 기준으로 상기 제2 방향의 양측의 렌즈 면은 대칭 형상을 가질 수 있다.

Description

광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈{OPTICAL SYSTEM AND CAMERA MODULE INCLUDING THE SAME}
발명의 실시예는 향상된 광학 성능을 위한 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 대한 것이다.
카메라 모듈은 객체를 촬영하여 이미지 또는 동영상으로 저장하는 기능을 수행하며 다양한 어플리케이션에 장착되고 있다. 특히 카메라 모듈은 초소형으로 제작되어 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대용 디바이스뿐만 아니라 드론, 차량 등에 적용되어 다양한 기능을 제공하고 있다.
예를 들어, 카메라 모듈의 광학계는 상(image)를 결상하는 촬상 렌즈, 결상된 상을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이때, 상기 카메라 모듈은 이미지 센서와 촬상 렌즈 사이의 간격을 자동 조절하여 렌즈의 초점거리를 정렬하는 오토포커스(autofocus, AF) 기능을 수행할 수 있고, 줌 렌즈(zoom lens)를 통해 원거리의 객체의 배율을 증가 또는 감소시켜 촬영하는 줌 업(zoom up) 또는 줌 아웃(zoom out)의 주밍(zooming) 기능을 수행할 수 있다. 또한, 카메라 모듈은 영상 흔들림 방지(image stabilization, IS)기술을 채용하여 불안정한 고정장치 혹은 사용자의 움직임에 기인한 카메라의 움직임으로 인한 영상의 흔들림을 보정하거나 방지하는 기술이 채용되고 있다.
이러한 카메라 모듈이 상(image)을 얻기 위해 가장 중요한 요소는 상(image)을 결상하는 촬상 렌즈이다. 최근 고해상도에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이를 구현하기 위해 복수의 렌즈를 포함하는 광학계에 대한 연구가 진행되고 있다. 예를 들어, 고해상도 구현을 위해 양(+)의 굴절력 또는 음(-)의 굴절력을 가지는 복수의 촬상 렌즈를 이용한 연구가 진행되고 있다.
그러나, 복수의 렌즈를 포함할 경우 우수한 광학적 특성, 수차 특성을 도출하기 어려운 문제점이 있다. 또한, 복수의 렌즈를 포함할 경우, 상기 복수의 렌즈의 두께, 간격, 크기 등에 의해 전체 길이, 높이 등이 증가할 수 있고, 이로 인해 상기 복수의 렌즈를 포함하는 모듈의 전체 크기가 증가하는 문제가 있다.
또한, 고해상도, 고화질 구현을 위해 이미지 센서의 크기가 증가하고 있다. 그러나, 이미지 센서의 크기가 증가할 경우 복수의 렌즈를 포함하는 광학계의 TTL(Total track length) 또한 증가하며, 이로 인해 상기 광학계를 포함하는 카메라, 이동 단말기 등의 두께 역시 증가하는 문제가 있다.
따라서, 상술한 문제를 해결할 수 있는 새로운 광학계가 요구된다.
실시예는 광학 특성이 향상된 광학계를 제공하고자 한다.
실시예는 화각의 중심부와 주변부에서 우수한 광학 성능을 가지는 광학계를 제공하고자 한다.
실시예는 슬림한 구조를 가질 수 있는 광학계를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제8 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제2 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제3 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제7 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지며, 상기 제8 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제7 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 중 적어도 하나는 적어도 하나의 임계점을 가지며, 상기 제8 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 각각은 임계점을 가지며, 상기 제8 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 중 적어도 하나는 상기 광축에 대해 제1 방향으로 직교하는 렌즈 면과 상기 광축에 대해 제2 방향으로 직교하는 렌즈 면이 비대칭을 이루는 자유 곡면 형상을 가지며, 상기 자유 곡면은 상기 광축을 기준으로 제1 방향의 양측의 렌즈 면은 대칭 형상을 가지며, 상기 광축을 기준으로 상기 제2 방향의 양측의 렌즈 면은 대칭 형상을 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제7 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 각각은 임계점을 가지며, 상기 제7 렌즈의 물체측 면의 임계점은 상기 제7 렌즈의 센서측 면의 임계점보다 광축에 더 인접하게 위치될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제7 렌즈의 물체측 면은 광축에서 볼록한 형상을 가지며, 상기 제7 렌즈의 센서측 면은 광축에서 오목한 형상을 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제3 렌즈의 센서측 면은 광축에서 오목한 형상을 가지며, 상기 제4 렌즈의 물체측 면은 광축에서 오목한 형상을 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제5 렌즈의 물체측 면은 광축에서 오목한 형상을 가지며, 곡률 반경의 절대 값이 광학계의 렌즈 면의 곡률 반경 중에서 최대 값을 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제2 렌즈의 물체측 면은 광축에서 볼록한 형상을 가지며, 센서측 면은 광축에서 볼록한 형상을 가지며, 상기 제2 렌즈의 광축에서의 두께는 광학계의 렌즈들의 두께 중 최대일 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제8 렌즈의 센서측 면은 자유 곡면을 가지며, 상기 제8 렌즈의 센서측 면은 상기 광축에서 제1 방향의 임계점까지의 거리와 상기 제2 방향의 임계점까지의 거리가 서로 다를 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제8 렌즈의 물체측 면은 비구면 형상을 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제7 렌즈와 상기 제8 렌즈 사이의 광축 간격은 상기 제7 렌즈의 중심 두께와 상기 제8 렌즈의 중심 두께의 합보다 크며, 상기 제1 내지 제8 렌즈 중 최대 두께를 갖는 렌즈의 두께보다 1.8배 이상일 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 광축으로부터 제 8렌즈의 센서측 면의 제1 방향의 임계점까지의 직선거리(InfX82)이며, 상기 광축으로부터 제 8렌즈의 센서측 면의 제2 방향의 임계점까지의 직선거리(InfY82)는 서로 다르며, -0.1 < InfX82 - InfY82 < 0.1 및 0.4 < TTL/(Imgh*2) < 0.7의 수학식을 만족할 수 있다(TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 이미지 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이고, ImgH는 상기 이미지 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2이다).
발명의 실시 예에 따른 광학계는 물체 측에 3매 이하의 렌즈를 갖는 제1 렌즈 군; 및 상기 제1 렌즈 군의 센서 측에 5매 이하의 렌즈를 갖는 제2렌즈 군을 포함하며, 상기 제1 렌즈군은 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제2 렌즈군은 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제2 렌즈 군의 렌즈 매수는 상기 제1 렌즈 군의 렌즈 매수보다 2배 미만이며, 상기 제1,2 렌즈 군의 렌즈 면 중에서 상기 제2 렌즈 군에 가장 가까운 렌즈의 유효경 크기는 최소이며, 상기 제1,2 렌즈 군의 렌즈 면 중에서 이미지 센서에 가장 가까운 마지막 렌즈는 유효경 크기가 최대이며, 상기 제1 렌즈 군 중에서 상기 제2 렌즈 군에 가장 인접한 센서 측 면은 오목한 형상을 가지며, 상기 제2 렌즈 군 중에서 상기 제1 렌즈 군에 가장 인접한 물체측 면은 오목한 형상을 가지며, 상기 마지막 렌즈의 센서측 면은 임계점을 갖는 자유 곡면 형상을 가지며, 상기 이미지 센서에 가장 인접한 센서측 면은 상기 광축에 대해 제1 방향으로 직교하는 렌즈 면과 상기 광축에 대해 제2 방향으로 직교하는 렌즈 면이 비대칭 형상의 자유 곡면을 가지며, 상기 자유 곡면은 상기 광축을 기준으로 제1 방향의 양측의 렌즈 면은 대칭 형상을 가지며, 상기 광축을 기준으로 상기 제2 방향의 양측의 렌즈 면은 대칭 형상을 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 광축으로부터 마지막 렌즈의 센서측 면의 제1 방향의 임계점까지의 직선거리(InfX82)이며, 상기 광축으로부터 마지막 렌즈의 센서측 면의 제2 방향의 임계점까지의 직선거리(InfY82)는 서로 다르며, 하기 수학식을 만족할 수 있다.
-0.1 < InfX82 - InfY82 < 0.1 (수학식)
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 방향의 전체 초점 거리(FX)와 상기 제2 방향의 전체 초첨 거리(FY)는 서로 다르며, 하기 수학식을 만족할 수 있다.
-0.1 < FX - FY < 0.1 (수학식)
발명의 실시 예에 의하면, 0.4 < TTL/(Imgh*2) < 0.7의 수학식을 만족한다(TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 이미지 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이고, ImgH는 상기 이미지 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2이다).
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 렌즈군은 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 상기 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제3 렌즈를 포함하고, 상기 제2 렌즈군은 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 상기 광축을 따라 배치되는 제4 내지 제8 렌즈를 포함하며, 상기 제7 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 각각은 임계점을 가지며, 상기 제8 렌즈의 물체측 면은 임계점을 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 광축으로부터 상기 제7 렌즈의 물체측 면의 임계점까지의 직선거리(Inf71)와 상기 광축으로부터 상기 제7 렌즈의 센서측 면의 임계점(Inf72)까지의 직선거리는 하기 수학식을 만족할 수 있다.
0.7 < Inf71/Inf72 < 1.2 (수학식)
발명의 실시 예에 의하면, 상기 광축으로부터 상기 제7 렌즈의 물체측 면의 임계점까지의 직선거리(Inf71)와 상기 광축으로부터 상기 제8 렌즈 센서측 면의 X,Y 방향의 임계점까지의 직선거리(InfX82,InfY82)의 평균(Inf82)은 하기 수학식을 만족할 수 있다.
0.7 < Inf71/Inf82 < 1.2 (수학식)
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제7 렌즈는 양(+)의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록한 형상 및 센서측 면이 오목한 형상을 가지며, 상기 8 렌즈는 음(-)의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록한 형상 및 센서측 면이 오목한 형상을 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제8 렌즈 센서측 면의 X,Y 방향의 임계점까지의 직선거리(InfX82,InfY82)의 평균(Inf82)과 상기 제8 렌즈의 광축에서 유효 영역의 끝단까지의 직선 거리(D82)는 하기 수학식을 만족할 수 있다.
0.2 < Inf82/D82 < 0.8 (수학식)
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제2 렌즈의 중심 두께(L2_CT)와 상기 제3 렌즈의 중심 두께(L3_CT)는 하기 수학식을 만족할 수 있다.
1 < L2_CT/L3_CT < 5 (수학식)
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제7 렌즈와 상기 제8 렌즈 사이의 광축 간격은 상기 제2 렌즈의 중심 두께의 1.8배 이상일 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈은 이미지 센서; 및 상기 이미지 센서와 광학계의 마지막 렌즈 사이에 필터를 포함하며, 상기 광학계는 상기에 개시된 광학계를 포함하고, 하기 수학식을 만족할 수 있다.
0.5 < F/TTL < 1.2 (수학식)
(F는 상기 광학계의 광축에 직교하는 두 방향의 전체 초점 거리의 평균이고, TTL은 (Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 상기 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이다)
실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 광학계는 복수의 렌즈들의 표면 형상, 굴절력, 두께, 및 인접한 렌즈들 간의 간격으로 이루어짐에 따라 향상된 수차 특성 및 해상력을 가질 수 있다.
실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 향상된 왜곡(distortion) 및 수차 제어 특성을 가질 수 있고, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
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 발명의 실시예(들)에 따른 광학계 및 카메라 모듈의 구성도이다.
도 2는 도 1의 광학계의 제1 방향(Y)에서 이미지 센서, n 번째 렌즈 및 n-1번째 렌즈의 관계를 나타낸 설명한 도면이다.
도 3은 도 1의 광학계의 제2 방향(X)에서 이미지 센서, n 번째 렌즈 및 n-1번째 렌즈의 관계를 나타낸 설명한 도면이다.
도 4은 도 1를 광학계를 갖는 제1실시 예에 따른 렌즈 데이터를 나타낸 표이다.
도 5는 발명의 제1실시 예에 따른 렌즈들의 비구면 계수의 예이다.
도 6은 발명의 제1실시 예에 따른 광학계의 제2방향(X)에서의 광선 수차 특성을 나타낸 그래프이다.
도 7은 제1실시 예에 따른 광학계의 제1방향(Y)에서의 광선 수차 특성을 나타낸 그래프이다.
도 8은 도 1를 광학계를 갖는 제2실시 예에 따른 렌즈 데이터를 나타낸 표이다.
도 9는 발명의 제2실시 예에 따른 렌즈들의 비구면 계수의 예이다.
도 10은 발명의 제2실시 예에 따른 광학계의 제2방향(X)에서의 광선 수차 특성을 나타낸 그래프이다.
도 11은 제1실시 예에 따른 광학계의 제1방향(Y)에서의 광선 수차 특성을 나타낸 그래프이다.
도 12는 도 1를 광학계를 갖는 제3실시 예에 따른 렌즈 데이터를 나타낸 표이다.
도 13은 발명의 제3실시 예에 따른 렌즈들의 비구면 계수의 예이다.
도 14는 발명의 제3실시 예에 따른 광학계의 제2방향(X)에서의 광선 수차 특성을 나타낸 그래프이다.
도 15는 제3실시 예에 따른 광학계의 제1방향(Y)에서의 광선 수차 특성을 나타낸 그래프이다.
도 16은 발명의 제1,2,3실시 예에 따른 광학계의 n번째 렌즈의 센서측 면의 제르니케 계수를 나타낸 표이다.
도 17은 발명의 실시 예에 따른 광학계에서 왜곡 그리드(Distortion grid)을 나타낸 도면이다.
도 18은 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 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.
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 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다. 또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
발명의 설명에 있어서, "물체 측 면"은 광축(OA)을 기준으로 물체 측을 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있고, "센서 측 면"은 광축을 기준으로 촬상 면(이미지 센서)을 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있다. 상기 렌즈의 일면이 볼록하다는 것은 광축 또는 근축 영역(Paraxial region)에서 볼록한 형상을 의미할 수 있고, 렌즈의 일면이 오목하다는 것은 광축 또는 근축 영역에서의 오목한 형상을 의미할 수 있다. 렌즈 데이터에 대한 표에 기재된 곡률 반경, 중심 두께, 렌즈 사이의 간격은 광축에서의 값을 의미할 수 있다. 수직 방향은 광축과 수직인 방향을 의미할 수 있고, 렌즈 또는 렌즈면의 끝단은 입사된 광이 통과하는 렌즈의 유효 영역의 끝단을 의미할 수 있다. 렌즈면의 유효경의 크기는 측정 방법 등에 따라 최대 ±0.4 mm 정도의 측정 오차를 가질 수 있다. 상기 근축 영역이라 함은 광축 근처의 매우 좁은 영역을 의미하며, 광축(OA)으로부터 광선이 떨어지는 거리가 거의 0인 영역이다. 이하에서 렌즈 면의 오목 또는 볼록한 형상은 광축으로 설명하며, 근축 영역도 포함할 수 있다.
도 1은 발명의 제1 내지 제3 실시 예들에 따른 광학계(1000) 및 이를 갖는 카메라 모듈을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 광학계(1000)는 복수의 렌즈군(G1,G2)을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 복수의 렌즈 군(G1,G2) 각각은 적어도 하나의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 상기 광학계(1000)는 물체 측으로부터 이미지 센서(300)를 향해 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치되는 제1 렌즈군(G1) 및 제2 렌즈군(G2)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 렌즈 군(G1,G2) 중 제2 렌즈 군(G2)의 렌즈 매수는 제1 렌즈 군(G1)의 렌즈 매수보다 더 많을 수 있으며, 예컨대 제1 렌즈 군(G1)의 렌즈 매수의 1배 초과 2배 미만일 수 있다.
상기 제1 렌즈군(G1)은 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제1 렌즈군(G1)은 3매 이하의 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈군(G1)은 3매의 렌즈일 수 있다. 상기 제2 렌즈군(G2)은 적어도 둘 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 제1 렌즈군(G1)의 렌즈보다 많은 매수 예컨대, 1.5배 이상의 많은 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈군(G2)은 7매 이하 또는 6매 이하의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(G2)의 렌즈 매수는 상기 제1 렌즈 군(G1)의 렌즈 매수보다 3매 이상 및 6매 이하의 차이를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈군(G2)은 5매의 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 광학계(1000)에서 TTL(Total track length)는 이미지 센서(300)의 대각선 길이의 70% 미만일 수 있으며, 예컨대, 40% 내지 69% 범위 또는 50% 내지 61% 범위일 수 있다. 상기 TTL은 물체 측에 가장 가까운 제1 렌즈의 물체측 면에서 상기 이미지 센서의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리이며, 상기 이미지 센서(300)의 대각선 길이는 이미지 센서(300)의 최대 대각 길이이며, 광축(OA)에서 대각선 끝단까지의 거리(Imgh)의 2배일 수 있다. 이에 따라 슬림한 광학계 및 이를 갖는 카메라 모듈을 제공할 수 있다. 상기 제1,2렌즈 군(G1,G2)의 총 렌즈 매수는 7매 내지 9매이다.
상기 제1 렌즈군(G1)은 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 제1 렌즈군(G1)과 다른 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2)은 서로 상이한 초점 거리(focal length)를 갖고, 서로 반대되는 굴절력을 가짐에 따라 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
절대 값으로 나타낼 때, 상기 제2 렌즈군(G2)의 초점 거리는 상기 제1 렌즈군(G1)의 초점 거리보다 더 클 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈군(G2)의 초점 거리(f_G2)의 절대값은 상기 제1 렌즈군(G1)의 초점 거리(f_G1)의 절대값의 1.4배 이상 예컨대, 1.4배 내지 3.5배 범위일 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000)는 각각의 렌즈군의 굴절력 및 초점 거리를 제어하여 색수차, 왜곡 수차 등 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있고, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
광축(OA)에서 상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2)은 설정된 간격을 가질 수 있다. 상기 광축(OA)에서 상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2) 사이의 광축 간격은 광축(OA)에서의 이격 거리이며, 상기 제1 렌즈군(G1) 내의 렌즈 중에서 센서 측에 가장 가까운 렌즈의 센서 측 면과 상기 제2 렌즈군(G2) 내의 렌즈 중에서 물체 측에 가장 가까운 렌즈의 물체 측 면 사이의 광축 간격일 수 있다. 상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2) 사이의 광축 간격은 상기 제1 렌즈 군(G1)의 마지막 렌즈의 중심 두께 및 상기 제2 렌즈 군(G2)의 첫 번째 렌즈의 중심 두께보다 클 수 있다. 상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2) 사이의 광축 간격은 상기 제1 렌즈 군(G1)의 광축 거리보다 작고 상기 제1 렌즈 군(G1)의 광축 거리의 20% 이상일 수 있으며, 예컨대 상기 제1 렌즈 군(G1)의 광축 거리의 23% 내지 53% 범위 또는 23% 내지 43% 범위일 수 있다. 여기서, 상기 제1 렌즈 군(G1)의 광축 거리는 상기 제1 렌즈 군(G1)의 물체 측에 가장 가까운 렌즈의 물체 측 면과 센서 측에 가장 가까운 렌즈의 센서 측 면 사이의 광축 거리이다.
상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2) 사이의 광축 간격은 상기 제2 렌즈 군(G2)의 광축 거리의 21% 이하일 수 있으며, 예컨대 5% 내지 21% 범위일 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(G2)의 광축 거리는 상기 제2 렌즈 군(G2)의 물체 측에 가장 가까운 렌즈의 물체 측 면과 센서 측에 가장 가까운 렌즈의 센서 측 면 사이의 광축 거리이다. 상기 제1 렌즈 군(G1) 내에서 평균 유효경 크기가 최소인 렌즈는 제2 렌즈 군(G2)에 가장 인접한 렌즈일 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(G2) 내에서 평균 유효경 크기가 최소인 렌즈는 제1 렌즈 군(G1)에 가장 인접한 렌즈일 수 있다. 여기서, 평균 유효경 크기는 상기 렌즈의 물체측 유효경과 센서측 유효경의 평균 값이다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부뿐 만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있고, 색수차 및 왜곡 수차를 개선할 수 있다. 상기 제1 렌즈 군(G1) 내에서의 최소 유효경을 갖는 렌즈의 크기는 상기 제2 렌즈 군(G2) 내에서의 최소 유효경을 갖는 렌즈 크기보다 작을 수 있다.
상기 광학계(1000)는 10매 이하 또는 9매 이하의 렌즈들을 포함할 수 있다. 상기 제1 렌즈 군(G1)은 물체 측을 통해 입사된 광들이 모이도록 굴절시켜 주며, 상기 제2 렌즈 군(G2)은 상기 제1 렌즈 군(G1)을 통해 출사된 광을 이미지 센서(300)의 주변까지 확산될 수 있도록 굴절시켜 줄 수 있다.
상기 제1 렌즈 군(G1)의 렌즈들 중에서 물체 측에 가장 가까운 렌즈는 양(+)의 굴절력을 갖고, 상기 제2 렌즈 군(G2)의 렌즈들 중에서 센서 측에 가장 가까운 렌즈는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 이러한 광학계(1000)는 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수는 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수보다 많을 수 있다. 상기 제1 렌즈 군(G1)은 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수가 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수보다 많을 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(G2)은 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수가 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수보다 많을 수 있다.
상기 복수의 렌즈들(100) 각각은 유효 영역 및 비유효 영역을 포함할 수 있다. 상기 유효 영역은 상기 렌즈들(100) 각각에 입사된 광이 통과하는 영역일 수 있다. 즉, 상기 유효 영역은 입사된 광이 굴절되어 광학 특성을 구현하는 유효한 영역일 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 유효 영역의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 복수의 렌즈들(100)에서 유효한 광이 입사되지 않는 영역일 수 있다. 즉, 상기 비유효 영역은 상기 광학 특성과 무관한 영역일 수 있다. 또한, 상기 비유효 영역의 단부는 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 감지하고 전기적 신호로 변환할 수 있다. 상기 이미지 센서(300)는 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 광학필터(500)를 포함할 수 있다. 상기 광학필터(500)는 상기 제2 렌즈 군(G2)과 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 광학필터(500)는 상기 복수의 렌즈들(100) 중 센서 측에 가장 가까운 렌즈와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(100)가 8매 렌즈인 경우, 상기 광학필터(500)는 상기 제8 렌즈(110)와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다.
상기 광학필터(500)는 적외선 필터 또는 커버 글래스의 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 광학필터(500)가 적외선 필터를 포함할 경우 외부 광으로부터 방출되는 복사열이 상기 이미지 센서(300)에 전달되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 상기 광학필터(500)는 가시광선을 투과할 수 있고 적외선을 반사할 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 조리개(ST)를 포함할 수 있다. 상기 조리개(ST)는 상기 광학계(1000)에 입사되는 광량을 조절할 수 있다. 상기 조리개(ST)는 상기 제1 렌즈 군(G1)의 렌즈들 둘레에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 조리개(ST)는 물체 측에 가장 가까운 제1 렌즈(101)의 물체측 면 또는 센서 측 면의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 조리개(ST)는 상기 제1 렌즈 군(G1) 내의 렌즈 중에서 인접한 두 렌즈(101,102) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 조리개(ST)는 물체 측에 가장 가까운 제1 렌즈의 센서 측면의 둘레에 위치할 수 있다. 이와 다르게, 상기 복수의 렌즈들(100) 중 선택되는 적어도 하나의 렌즈는 조리개 역할을 수행할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 렌즈 군(G1)의 렌즈들 중 선택되는 하나의 렌즈의 물체 측 면 또는 센서 측 면은 광량을 조절하는 조리개 역할을 수행할 수 있다.
실시 예에 따른 광학계(1000)는 광의 경로를 변경하기 위한 반사 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 반사부재는 제1 렌즈 군(G1)의 입사 광을 렌즈들 방향으로 반사하는 프리즘으로 구현될 수 있다. 이하, 실시 예에 따른 광학계를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 발명의 실시예(들)에 따른 광학계 및 카메라 모듈의 구성도이며, 도 2는 도 1의 광학계의 제1 방향(Y)에서 이미지 센서, n 번째 렌즈 및 n-1번째 렌즈의 관계를 나타낸 설명한 도면이고, 도 3은 도 1의 광학계의 제2 방향(X)에서 이미지 센서, n 번째 렌즈 및 n-1번째 렌즈의 관계를 나타낸 설명한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 제1 내지 제3 실시예에 따른 광학계(1000)는 복수의 렌즈(100)를 포함하며, 상기 복수의 렌즈(100)는 제1 렌즈(101) 내지 제8 렌즈(108)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제8 렌즈들(101-108)은 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 정렬될 수 있다. 물체의 정보에 해당하는 광은 제1 렌즈(101) 내지 제8 렌즈(108)를 통과하여 이미지 센서(300)에 입사될 수 있다.
상기 제1 렌즈(101)는 광축(OA)에서 양(+)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. 광축(OA)에서 상기 제1 면(S1)은 볼록한 형상일 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 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) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제1,2면(S1,S2)의 비구면 계수는 도 5, 도 9 및 도 13와 같이 제공되며, L1은 제1 렌즈(101)이다.
상기 제2 렌즈(102)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)는 양(+)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. 광축(OA)에서 상기 제3 면(S3)은 오목한 형상일 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈(102)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 광축(OA)에서 상기 제3 면(S3)은 볼록한 형상일 수 있으며, 상기 제4 면(S4)은 오목한 형상일 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 제3,4면(S3,S4)의 비구면 계수는 도 5, 도 9 및 도 13와 같이 제공되며, L2은 제2 렌즈(102)이다.
상기 제3 렌즈(103)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있으며, 바람직하게 양(+)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. 광축(OA)에서 상기 제5 면(S5)은 볼록한 형상일 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(103)는 광축(OA)에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 광축(OA)에서 상기 제5 면(S5)은 볼록한 형상일 수 있으며, 상기 제6 면(S6)은 볼록한 형상일 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 제5,6 면(S5,S6)의 비구면 계수는 도 5, 도 9 및 도 13와 같이 제공되며, L3은 제3 렌즈(103)이다.
상기 제1렌즈 군(G1)은 상기 제1 내지 제3 렌즈(101,102,103)을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 렌즈(101,102,103) 중에서 광축(OA)에서의 두께, 즉 상기 렌즈의 중심 두께는 상기 제2 렌즈(102)가 가장 두꺼울 수 있고, 상기 제3 렌즈(103)가 가장 얇을 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 입사하는 광을 제어할 수 있고, 향상된 수차 특성 및 해상력을 가질 수 있다.
상기 제1 내지 제3 렌즈(101,102,103) 중에서 렌즈의 유효경의 평균 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 제1 내지 제3 렌즈(101,102,103) 중에서 제1 면(S1)의 유효 반경(D11)의 크기가 가장 클 수 있고, 상기 제3 렌즈(103)의 제6 면(S6)의 유효 반경의 크기가 가장 작을 수 있다. 또한 상기 제2 렌즈(102)의 유효경 크기는 상기 제1 렌즈(101)의 유효경 크기 보다 작고, 상기 제3 렌즈(103)의 유효경 크기보다 클 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)의 유효경 크기는 광학계(1000)의 렌즈 중에서 가장 작을 수 있다. 상기 유효경의 크기는 각 렌즈의 물체측 면의 유효경 크기와 센서측 면의 유효경 크기의 평균 값이다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있고, 입사되는 광을 제어하여 상기 광학계(1000)의 비네팅(vignetting) 특성을 개선할 수 있다.
상기 제3 렌즈(103)의 굴절률은 상기 제1,2 렌즈(101,102) 중 적어도 하나 또는 모두의 굴절률 보다 클 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)의 굴절률은 1.6 초과 예컨대, 1.65 이상이며, 상기 제1,2렌즈(101,102)의 굴절률은 1.6 미만일 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)는 상기 제1,2 렌즈(101,102) 중 적어도 하나 또는 모두의 아베수보다 작은 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 렌즈(103)의 아베수는 상기 제1,2렌즈(101,102)의 아베수보다 20 이상의 차이를 갖고 작을 수 있다. 자세하게, 상기 제1,2 렌즈(101,102)의 아베수는 상기 제3 렌즈(103)의 아베수보다 30 이상 클 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.
광축(OA)에서의 곡률 반경을 절대 값으로 나타낼 때, 상기 제1 내지 제3 렌즈(101,102,103) 중에서 상기 제2 렌즈(102)의 제4 면(S4)의 곡률 반경이 가장 클 수 있으며, 상기 제1 렌즈(101)의 제2 면(S2)의 곡률 반경이 가장 작을 수 있다. 상기 제1 렌즈 군(G1)에서 곡률 반경이 최대인 렌즈 면과 최소인 렌즈 면 사이의 차이는 50배 이상일 수 있다.
상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)는 양(+)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. 광축(OA)에서 상기 제7 면(S7)은 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 센서 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 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 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 제7,8 면(S7,S8)의 비구면 계수는 도 5, 도 9 및 도 13와 같이 제공되며, L4은 제4 렌즈(104)이다.
상기 제4 렌즈(104)의 굴절률은 상기 제3 렌즈(103)의 굴절률보다 작을 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)의 아베수는 상기 제3 렌즈(103)의 아베수보다 크고 제1 렌즈(101)의 아베수보다 작을 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.
상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)는 양(+)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)의 초점 거리는 상기 제4 렌즈(104)의 초점 거리보다 클 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 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 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)는 제9, 10 면(S9,S10)이 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단까지 임계점 없이 제공될 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)의 제10 면(S10)의 곡률 반경은 절대 값으로 나타낼 때, 광학계(1000) 내에서 가장 클 수 있다. 또한 상기 제5 렌즈(105)의 제9,10 면(S9,S10)의 곡률 반경의 평균은 절대 값으로 나타낼 때, 상기 제6 렌즈(106)의 제12 면(S12)의 곡률 반경보다 작고, 120 mm 이상일 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 제9,10 면(S9,S10)의 비구면 계수는 도 5, 도 9 및 도 13와 같이 제공되며, L5은 제5 렌즈(105)이다.
상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)는 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 오목한 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 양면이 오목한 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 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 광축(OA)에서 곡률 반경을 절대 값으로 나타낼 때, 상기 제12 면(S12)의 곡률 반경은 제11 면(S11)의 곡률 반경의 15배 이상일 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)의 굴절률은 1.6 이상 예컨대, 1.65 이상일 수 있으며, 제4,5,7,8 렌즈(104,105,107,108)의 굴절률보다 클 수 있다.
상기 광축(OA)에서 유효 반경의 끝단까지 상기 제11 면(S11)은 임계점 없이 제공될 수 있으며, 상기 제12 면(S12)는 임계점을 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 제11,12 면(S11,S12)의 비구면 계수는 도 5, 도 9 및 도 13와 같이 제공되며, L6은 제6 렌즈(106)이다.
상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)는 양(+)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 오목한 형상을 가지거나 상기 제14 면(S14)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다, 즉, 상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 양면이 오목하거나 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 렌즈(107)는 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.
도 2와 같이, 상기 제7 렌즈(107)는 제13 면(S13)와 제14 면(S14)이 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단까지 적어도 하나의 임계점을 가질 수 있다. 상기 제13 면(S13)의 임계점(P1)은 광축(OA)에서 유효 반경의 끝단까지의 거리인 유효 반경(D71)의 49% 이상의 거리(Inf71) 예컨대, 49% 내지 69%의 범위 또는 54% 내지 64% 범위에 위치할 수 있다. 상기 제14 면(S14)의 임계점(P2)은 광축(OA)을 기준으로 유효 반경(D72)의 40% 이상의 거리(Inf72) 예컨대, 40% 내지 60%의 범위 또는 45% 내지 55% 범위에 위치할 수 있다. 상기 제14 면(S14)의 임계점(P2)의 위치는 상기 제13 면(S13)의 임계점(P1)보다 광축(OA)에서 더 멀리 위치할 수 있다. 이에 따라 상기 제14 면(S14)은 상기 제13 면(S13)을 통해 입사된 광들을 확산시켜 줄 수 있다. 상기 임계점(P1,P2)은 광축(OA) 및 상기 광축(OA)의 수직인 방향에 대한 기울기 값의 부호가 양(+)에서 음(-)으로 또는 음(-)에서 양(+)으로 변하는 지점으로, 기울기 값이 0인 지점을 의미할 수 있다. 또한 상기 임계점은 렌즈 면을 지나는 접선의 기울기 값이 커지다고 작아지는 지점 또는 작아지다가 커지는 지점일 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)의 임계점(P1,P2)의 위치는 상기 광학계(1000)의 광학 특성을 고려하여 상술한 범위를 만족하는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 자세하게, 상기 임계점의 위치는 상기 광학계(1000)의 색수차, 왜곡 특성, 수차 특성, 해상력 등의 광학 특성 제어를 위해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 렌즈를 통해 상기 이미지 센서(300)로 방출되는 광의 경로를 효과적으로 제어할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서도 향상된 광학 특성을 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 제13,14 면(S13,S14)의 비구면 계수는 도 5, 도 9 및 도 13와 같이 제공되며, L7은 제7 렌즈(107)이다.
상기 제8 렌즈(108)는 광축(OA)에서 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 광학계(1000) 중에서 센서 측에 가장 가까운 렌즈 또는 마지막 렌즈일 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 물체측으로 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게 상기 제8 렌즈(108)는 상기 제15 면(S15)이 오목한 형상일 수 있으며, 상기 제16 면(S16)은 오목 또는 볼록한 형상일 수 있다.
상기 제15 면(S15)은 비구면일 수 있다. 상기 제16 면(S16)은 자유 곡면일 수 있다. 상기 제15 면(S15)의 비구면 계수는 도 5, 도 9 및 도 13와 같이 제공되며, L8은 제8 렌즈(108)이며, L8의 S15을 나타낸다. 그리고, 제16 면(S16)의 자유 곡면을 나타내는 제르니케(Zernike) 다항식 계수(C1-C66)는 도 17과 같이, 제1 내지 제3 실시 예에 따라 구해질 수 있다. 이에 따라 상기 제8 렌즈(108)는 자유 곡면 렌즈일 수 있다.
도 2 및 도 3과 같이, 상기 제8 렌즈(108)는 제15 면(S15)와 제16 면(S16)이 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단까지 적어도 하나의 임계점을 가질 수 있다. 상기 제15 면(S15)의 임계점(P3)은 광축(OA)에서 유효 반경의 끝단까지의 거리인 유효 반경(D81)의 45% 이하의 거리(Inf81) 예컨대, 10% 내지 45%의 범위 또는 10% 내지 40% 범위에 위치할 수 있다. 상기 제16 면(S16)의 임계점(P4,P6)은 광축(OA)을 기준으로 유효 반경(D82)의 46% 이하의 제1,2방향(X,Y)의 제1,2거리(InfX82, InfY82) 예컨대, 26% 내지 46%의 범위 또는 31% 내지 41% 범위에 위치할 수 있다. 상기 제14 면(S16)의 임계점(P4,P6)의 위치는 상기 제15 면(S15)의 임계점(P3)보다 광축(OA)에서 더 멀리 위치할 수 있다. 이에 따라 상기 제16 면(S16)은 상기 제15 면(S15)을 통해 입사된 광들을 확산시켜 줄 수 있다.
상기 제8 렌즈(108)는 제15 면(S15) 및 제16 면(S16) 중 적어도 하나는 자유곡면으로 제공될 수 있다. 예컨대, 상기 제8 렌즈(108)의 제16 면(S16)은 자유 곡면이며, 광축(OA)을 기준으로 상기 광축(OA)과 직교하는 제1 방향(X)으로 대칭 형상(+X,-X)이며, 상기 광축(OA)과 직교하는 제2 방향(Y)으로 대칭 형상(+Y,-Y)일 수 있다. 즉, 도 2 및 도 3과 같이, XZ 평면을 기준 또는 광축(OA)을 기준으로 제2 방향(Y)의 양측으로 +Y, -Y의 렌즈 면은 대칭을 이루며, YZ 평면을 기준 또는 광축(OA)을 기준으로 제1 방향(X)의 양측으로 +X, -X의 렌즈 면은 대칭을 이룬다. 여기서, Z축 방향은 광축 방향이다. 상기 제1 방향(X)과 제2 방향(Y)은 서로 직교하며 광축(OA)을 기준으로 비 대칭 형상일 수 있다. 상기 제16 면(S16)의 제1,2방향(X,Y)의 유효 반경(D82)은 동일하거나 다를 수 있다. 상기 제16 면(S16)의 제1,2방향(X,Y)의 유효 반경(D82)에 차이가 있을 경우, 상기 임계점(P4,P6) 간의 차이와 같을 수 있다. 상기 제1 거리(InfX82)는 상기 제16 면(S16)의 광축(OA)에서 제1 방향(X)의 임계점(P4)까지의 거리이며, 제2 거리(InfY82)는 제2 방향(Y)의 임계점(P6)까지의 거리이고, InfX82 > InfY82를 만족할 수 있다. 상기 제1,2거리(InfX82, InfY82)의 차이는 0.5% 이하 예컨대, 0.01% 내지 0.5% 범위일 수 있다. 상기 제1,2거리(InfX82, InfY82)는 광축(OA)에서 1.5 mm 이상 예컨대, 1.5 mm 내지 2.1 mm 범위 내에 배치될 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)의 임계점(P3,P4,P6)의 위치는 상기 광학계(1000)의 광학 특성을 고려하여 상술한 범위를 만족하는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 자세하게, 상기 임계점의 위치는 상기 광학계(1000)의 색수차, 왜곡 특성, 수차 특성, 해상력 등의 광학 특성 제어를 위해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 렌즈를 통해 상기 이미지 센서(300)로 방출되는 광의 경로를 효과적으로 제어할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서도 향상된 광학 특성을 가질 수 있다.
상기 제8 렌즈(108)의 제16 면(S16)은 상기 제1,2방향(X,Y)의 임계점(P4,P6)에서 유효경 끝단까지의 거리(ZX82,XY82)는 서로 다를 수 있으며, 예컨대, ZX82 > ZY82를 만족하며, 1.5 mm 내지 2.2 mm 범위일 수 있다.
또한 마지막 렌즈인 제8 렌즈(108)의 센서측 제16 면(S16)의 임의의 점을 지나는 제1,2방향(X,Y)의 접선(K1,K3)에 수직한 직선인 법선(K4,K4)은 광축(OA)과 소정의 각도(θ1,θ2)를 가질 수 있으며, 상기 제1,2방향(X,Y)에서의 각도(θ1,θ2)는 서로 다를 수 있으며, 최대 각도는 60도 미만일 수 있으며, 예컨대 5도 내지 59도 범위 또는 10도 내지 50도의 범위일 수 있다. 이에 따라 제16 면(S16)의 광축 또는 근축 영역에서 최소 Sag 값을 가지므로, 슬림한 광학계를 제공할 수 있다.
상기 제2 렌즈 군(G2)은 상기 제4 내지 제8 렌즈(104,105,106,107,108)을 포함할 수 있다. 상기 제4 내지 제8 렌즈(104,105,106,107,108) 중에서 최대 중심 두께를 갖는 렌즈는 제3,4렌즈(103,104) 사이의 중심 간격보다 클 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(G2)에서 최대 중심 두께를 갖는 렌즈는 제8 렌즈(105)일 수 있으며, 최소 중심 두께를 갖는 렌즈는 제5 렌즈(105)일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 입사하는 광을 제어할 수 있고, 향상된 수차 특성 및 해상력을 가질 수 있다.
상기 제4 내지 제8 렌즈(104,105,106,107,108) 중에서 렌즈의 유효경의 평균 크기(Clear aperture, CA)는 상기 제4 렌즈(104)가 가장 작을 수 있고, 상기 제8 렌즈(108)가 가장 클 수 있다. 자세하게, 상기 제2 렌즈 군(G2)에서 상기 제4 렌즈(104)의 제7 면(S7)의 유효경 크기는 가장 작을 수 있고, 상기 제16 면(S16)의 유효경 크기는 가장 클 수 있다. 상기 제16 면(S16)의 유효경 크기는 광학계 내에서 최대 유효경일 수 있으며 상기 제7 면(S7)의 유효경 크기의 2.2 배 이상일 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)의 유효경의 크기는 가장 크게 제공되어, 입사되는 광들을 효과적으로 이미지 센서(300)를 향해 굴절시켜 줄 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있고, 입사되는 광을 제어하여 상기 광학계(1000)의 비네팅(vignetting) 특성을 개선할 수 있다.
상기 제2 렌즈 군(G2)에서 굴절률이 1.6 초과된 렌즈 매수는 1.6 미만의 렌즈 매수보다 작을 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(G2)에서 아베수가 50 초과인 렌즈 매수는 50 미만의 렌즈 매수보다 작을 수 있다.
도 2 및 도 3에서, BFL(Back focal length)은 상기 이미지 센서(300)에서 마지막 렌즈까지의 광축 거리이다. 즉, BFL은 이미지 센서(300)과 제8 렌즈(108)의 센서측 제16 면(S16) 사이의 광축 거리이다. L7_CT는 상기 제7 렌즈(107)의 중심 두께 또는 광축 두께이며, L7_ET는 상기 제7 렌즈(107)의 유효 영역의 끝단 또는 에지 두께이다. L8_CT는 상기 제8 렌즈(108)의 중심 두께 또는 광축 두께이다. D78_CT는 상기 제7 렌즈(107)의 센서측 면의 중심에서 상기 제8 렌즈(108)의 물체측 면의 중심까지의 광축 거리(즉, 중심 간격)이다. 즉, 상기 제7 렌즈(107)의 센서측 면의 중심에서 상기 제8 렌즈(108)의 물체측 면의 중심까지의 광축 거리(D78_CT)는 광축(OA)에서 제14 면(S14)과 제15 면(S15) 사이의 거리이다. 상기 D78_CT는 상기 제3,4 렌즈(103,104) 사이의 광축 거리보다 클 수 있다. 상기 D78_CT는 상기 제7, 8 렌즈(107,108)의 중심 두께의 합보다 클 수 있다. 상기 D78_CT는 광학계(1000) 내에서 최대 두께를 갖는 렌즈 즉, 제2 렌즈(102)의 중심 두께의 1.8배 이상 예컨대, 1.8 배 내지 2.5배 범위일 수 있다.
상기 제2 렌즈(102)의 중심 두께는 렌즈들 중에서 최대이며, 상기 제7 렌즈(107)와 상기 제8 렌즈(108) 사이의 중심 간격(D78_CT)은 렌즈들 사이의 간격 중에서 최대이며, 상기 제3 렌즈(103)의 중심 두께는 렌즈들 중에서 최소이며, 상기 제2,3 렌즈(102,103) 사이의 중심 간격은 렌즈들 사이의 간격 중에서 최소이다. 상기 제4,5 렌즈(104,105) 사이의 중심 간격은 렌즈들 사이의 간격 중에서 상기 제2,3 렌즈(102,103) 사이의 중심 간격의 2.5배 이하 예컨대, 2배 이하일 수 있다.
상기 제6 렌즈(106)의 굴절률은 상기 제7,8 렌즈(107,108)보다 굴절률이 클 수 있으며, 1.6 초과일 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)는 상기 제7,8 렌즈(107,108)의 아베수보다 작은 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제6 렌즈(106)의 아베수는 상기 제7,8 렌즈(107,108)의 아베수와 20 이상의 차이를 갖고 작을 수 있다. 자세하게, 상기 제7,8 렌즈(107,108)의 아베수는 상기 제6 렌즈(106)의 아베수보다 30 이상 클 수 있으며, 예컨대 50 이상일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.
상기 렌즈들(101-108) 중에서 최대 중심 두께는 최소 중심 두께의 2.5배 이상 예컨대, 2.5배 내지 5배의 범위일 수 있다. 최대 중심 두께를 갖는 제3 렌즈(103)는 최소 중심 두께를 갖는 제2 렌즈(102)보다 2.5배 이상 예컨대, 2.5배 내지 4배의 범위일 수 있다. 상기 복수의 렌즈(100) 중에서 중심 두께가 0.5mm 미만인 렌즈 매수는 0.5mm 이상의 렌즈 매수와 같을 수 있다. 이에 따라 광학계(1000)를 슬림한 두께를 갖는 구조로 제공할 수 있다. 상기 복수의 렌즈 면(S1-S16) 중에서 유효 반경이 2mm 미만의 면수는 2mm 이상의 면수와 같거나 많을 수 있다. 곡률 반경을 절대 값으로 설명하면, 상기 복수의 렌즈(100) 중에서 제2 렌즈(102)의 제3 면(S3)의 곡률 반경은 광축(OA)에서 렌즈 면들 중 가장 클 수 있고, 제8 렌즈(108)의 제15 면(S15)의 곡률 반경은 광축(OA)에서 렌즈 면들 중 가장 작을 수 있다.
초점 거리를 절대 값으로 설명하면, 상기 복수의 렌즈(100) 중에서 제6 렌즈(106)의 초점 거리는 렌즈들 중에서 가장 클 수 있고, 제8 렌즈(108)의 초점 거리는 가장 작을 수 있으며, 최대 초점 거리는 최소 초점 거리의 100배 이상일 수 있다.
상기에 개시된 실시예에 따른 광학계(1000)는 이하에서 설명되는 수학식들 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 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 중심부 뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 상기 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가질 수 있고, 보다 슬림하고 컴팩트한 구조를 가질 수 있다.
[수학식 1]
1 < 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. 광학계(1000)가 수학식 1을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있다. 바람직하게, 상기 수학식 1은 1 < L1_CT / L3_CT ≤ 3을 만족할 수 있다.
[수학식 2]
0.5 < L3_CT / L4_CT < 2
수학식 2에서 L3_CT는 상기 제3 렌즈(103)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L4_CT는 상기 제4 렌즈(104)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 광학계(1000)가 수학식 2를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다. 바람직하게, 상기 수학식 2는 0.5 < L3_CT / L4_CT ≤ 1.5를 만족할 수 있다.
[수학식 2-1]
(L1_CT + L3_CT) < L2_CT
수학식 2-1에서 L2_CT는 상기 제2 렌즈(102)의 광축(OA)에서의 두께를 의미하며, 제1 렌즈(101)의 중심 두께(L1_CT)과 제3 렌즈(103)의 중심 두께(L3_CT)의 합보다 클 수 있다. 광학계(1000)가 수학식 2-1를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.
[수학식 3]
1 < L8_CT / L7_CT < 2
수학식 3에서 L8_CT는 상기 제8 렌즈(108)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L7_CT는 상기 제7 렌즈(107)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, 광학계(1000)가 수학식 3을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.
[수학식 4]
0.1 < L1_CT / L8_CT < 1
[수학식 5]
1 < L2_CT / L8_CT < 3
상기 광학계(1000)가 수학식 4 및 5를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다. 이에 따라 제1,2,8 렌즈(101,102,108)의 두께들은 L1_CT < L8_CT < L2_CT를 만족할 수 있다.
[수학식 6]
0.01 < D12_CT / D78_CT < 1
수학식 11에서 D12_CT는 상기 제1 렌즈(101)와 상기 제2 렌즈(102) 사이의 광축 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, 상기 D12_CT는 상기 제1 렌즈(101)의 제2 면(S2) 및 상기 제2 렌즈(102)의 제3 면(S3)의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 상기 D78_CT는 상기 제7 렌즈(107)의 제14 면(S14)의 중심과 상기 제8 렌즈(108)의 제15 면(S15)의 중심 사이의 광축 간격(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 6를 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. 바람직하게, 수학식 6은 0.01 < D12_CT / D78_CT ≤ 0.5를 만족할 수 있다.
[수학식 7]
1 < G1_TD / D34_CT < 5
수학식 7에서 G1_TD는 상기 제1 렌즈(101)의 물체측 제1 면(S1)에서 제3 렌즈(103)의 센서 측 제6 면(S6) 사이의 광축에서의 거리(mm)를 의미한다. D34_CT는 상기 제3 렌즈(103)와 상기 제4 렌즈(104) 사이의 광축 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, 상기 D34_CT는 상기 제3 렌즈(103)의 제6 면(S6) 및 상기 제4 렌즈(104)의 제7 면(S7)의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 광학계(1000)가 수학식 7을 만족할 경우, 제1 렌즈 군(G1)의 두께와 제2 렌즈 군(G2)와의 광축 간격을 설정할 수 있으며, 상기 광학계(1000)의 수차 특성을 개선할 수 있고, TTL(total track length) 축소를 제어할 수 있다.
[수학식 8]
1 < G2_TD / D78_CT < 5
수학식 8에서 G2_TD는 상기 제4 렌즈(104)의 물체측 제7 면(S7)에서 제8 렌즈(108)의 센서 측 제16 면(S16) 사이의 광축에서의 거리(mm)를 의미한다. D78_CT는 상기 제7 렌즈(107)와 상기 제8 렌즈(108) 사이의 광축 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, 상기 D78_CT는 상기 제7 렌즈(107)의 제14 면(S14) 및 상기 제8 렌즈(108)의 제15 면(S15)의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 수학식 8은 제2렌즈 군(G2)의 전체 광축 거리와 제2렌즈 군(G2) 내에서 가장 큰 간격을 설정할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 8을 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. 바람직하게, 수학식 8의 값은 2 이상 4 이하일 수 있다.
또한 수학식 7 또는/및 8은 하기 수학식 8-1 내지 8-7 중 적어도 하나를 더 만족할 수 있다.
[수학식 8-1] G1_TD < G2_TD
[수학식 8-2] D34_CT < D78_CT
[수학식 8-3] G1_TD ≤ D78_CT
[수학식 8-4] 1< G2_TD / G1_TD < 4
[수학식 8-5] 3 < nL / D78_CT < 5.5
여기서, nL은 광학계(1000) 내의 렌즈 매수로서, 예컨대 7 내지 9 범위이거나, 8일 수 있다.
[수학식 8-6] 1 < nL / G2_TD < 3
[수학식 8-7] 3 < nL / G1_TD < 5
[수학식 9]
0 < (L7_CT + L8_CT)/D78_CT < 1
수학식 9는 제7 렌즈(107)의 중심 두께(L7_CT)와 제8 렌즈(108)의 중심 두께(L8_CT)의 합이 제7,8렌즈(107,108) 사이의 광축 간격(D78_CT)보다 작을 수 있다. 상기 광학계(1000)가 수학식 9를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있고, TTL(total track length)를 슬림하게 제어할 수 있다.
[수학식 10]
0 < L1R1 / L8R2 < 5
수학식 10에서 L1R1은 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 광축(OA)에서의 곡률 반경(mm)을 의미하고, L8R2은 상기 제8 렌즈(108)의 제16 면(S16)의 광축(OA)에서의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 10을 만족할 경우, 제1,8 렌즈의 형상 및 굴절력을 제어하며 광학 성능을 개선할 수 있다.
수학식 10은 광학계(1000)의 렌즈의 표면 형상, 굴절력 및 광학 성능을 위해 수학식 10-1 내지 10-3 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
[수학식 10-1] 100 < |L5R1 / L8R2| < 300
수학식 10-1에서 L5R1은 상기 제5 렌즈(105)의 제9 면(S9)의 광축(OA)에서의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 이러한 수학식 10-1을 만족할 경우, 제5,8 렌즈의 형상 및 굴절력을 제어하며, 제2 렌즈 군(G2)의 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 10-2] 1 < |L5R1 / L6R2| < 10
수학식 10-2에서 L6R2은 상기 제6 렌즈(106)의 제12 면(S12)의 광축(OA)에서의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 이러한 수학식 10-2을 만족할 경우, 제5,6 렌즈의 형상 및 굴절력을 제어할 수 있다.
[수학식 10-3] 1 < |L5R1 / L2R2| < 10
수학식 10-2에서 L2R2은 상기 제2 렌즈(102)의 제4 면(S4)의 광축(OA)에서의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 이러한 수학식 10-2을 만족할 경우, 제1,5 렌즈의 형상 및 굴절력을 제어할 수 있다.
여기서, 상기 제2 렌즈(102)의 제4 면(S4), 제5 렌즈(105)의 제9 면(S9), 상기 제6 렌즈(106)의 제12 면(S12)의 곡률 반경의 절대 값은 100 초과일 수 있으며, 절대 값을 나타낼 때, L2R2 < L6R2 < L5R1를 만족할 수 있다.
[수학식 11]
10 < (|L5R1| / L2_CT) /nL < 90
수학식 11에서 L5R1은 상기 제5 렌즈(105)의 제9 면(S9)의 광축(OA)에서의 곡률 반경(mm)을 의미하며, L2_CT는 제2 렌즈(102)의 광축에서의 두께이며, nL은 광학계(1000)의 렌즈 매수이다. 이러한 수학식 11을 만족할 경우, 제2,5 렌즈의 굴절력을 제어하며, 입사되는 광의 광학 성능을 개선할 수 있다.
상기 수학식 11은 하기 수학식 11-1 내지 11-2 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
[수학식 11-1]
10 < (|L_R_Max| / L_CT_Max) /nL < 90
수학식 11-1에서 L_R_Max은 제1 면(S1) 내지 제16 면(16) 중에서 광축(OA)에서의 최대 곡률 반경이며, L_CT_Max는 제1 내지 제8 렌즈(101-108) 중에서 최대 광축 두께이다.
[수학식 11-2]
10 < (|L_R2_Max| / L_CT_Max) /nL < 90
수학식 11-2에서 L_R2_Max은 제1 내지 제8 렌즈(101-108)의 센서측 면들의 곡률 반경(R2)의 최대 값이며, nL은 광학계(1000)의 렌즈 매수이다.
[수학식 12]
11 < D6_CT / D67_CT < 30
수학식 12는 제6 렌즈(106)의 광축에서의 두께(D6_CT)와 제6,7 렌즈(106,107)의 광축에서의 간격(D67_CT)를 설정할 수 있다. 광학계가 수학식 12를 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 13]
0 < (D78_CT) / InfX82 < 3
수학식 13에서 D78_CT는 제7,8렌즈(107,108) 간의 광축 간격이며, InfX82는 광축(OA)으로부터 제 8렌즈(108)의 센서측 면(S16)에 위치된 X축 방향의 임계점(P6)까지의 직선거리(mm)이다. 상기 임계점(P6)은 광축(OA)에 인접한 X축 방향의 첫 번째 임계점일 수 있다. 광학계가 수학식 13을 만족할 경우, 광학 성능 예컨대, X축 방향의 주변부에서 왜곡 수차 특성을 개선시켜 줄 수 있다. 바람직하게 수학식 13의 값은 0.5 이상 2 이하일 수 있다.
[수학식 14]
0 < (D78_CT) / InfY82 < 3
수학식 14에서 InfY82는 광축(OA)으로부터 제 8렌즈(108)의 센서측 면(S16)에 위치된 Y축 방향의 임계점(P4)까지의 직선거리(mm)이다. 상기 임계점(P4)은 광축(OA)에 인접한 Y축 방향의 첫 번째 임계점일 수 있다. 광학계가 수학식 14을 만족할 경우, 광학 성능 예컨대, Y축 방향의 주변부에서 왜곡 수차 특성을 개선시켜 줄 수 있다. 바람직하게 수학식 14의 값은 0.5 이상 2 이하일 수 있으며, 수학식 13의 값보다 클 수 있다. 또한 InfX82와 InfY82는 서로 다를 수 있으며, 그 차이는 0.5 mm 이하일 수 있다.
[수학식 15]
0 < (D78_CT) / Inf82 < 3
수학식 15에서 Inf82는 광축(OA)으로부터 제 8렌즈(108)의 센서측 면(S16)에 위치된 Y축 방향의 임계점(P4)까지의 직선거리(mm)와 X축 방향의 임계점(P6)까지의 거리의 평균 값이다. 광학계가 수학식 15를 만족할 경우, 광학 성능 예컨대, X,Y축 방향의 주변부에서 왜곡 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 16]
1.60 < n3
수학식 4에서 n3는 상기 제3 렌즈(103)의 d-line에서의 굴절률(refractive index)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 16를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차 특성을 개선할 수 있다.
상기 수학식 16는 하기 수학식 16-1 내지 16-2 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
[수학식 16-1] 1.50 < n1 <1.6
[수학식 16-2] 1.50 < n8 <1.6
수학식 16-1, 16-2에서 n1은 제1 렌즈(101)의 d-line에서의 굴절률이며, n8은 제8 렌즈(108)의 d-line에서의 굴절률을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 16-1, 16-2를 만족할 경우, 색수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 17]
1.65 < AVR(n3, n6) < 1.75
수학식 17에서 n6는 상기 제6 렌즈(106)의 d-line에서의 굴절률(refractive index)을 의미하며, AVR(n3, n6)은 제3,6렌즈(103,106)의 굴절률 평균을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 17를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 18]
1 < CA_L1S1 / CA_L3S1 < 2
수학식 18에서 CA_L1S1은 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 유효경(Clear aperture, CA) 크기(mm)를 의미하고, CA_L3S1은 상기 제3 렌즈(103)의 제5 면(S5))의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 18을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 제1 렌즈 군(G1)으로 입사되는 광을 제어할 수 있고, 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있다. 상기 수학식 18의 값은 1.5 이하일 수 있다.
[수학식 19]
1 < CA_L8S2 / CA_L4S2 < 5
수학식 19에서 CA_L4S2은 상기 제4 렌즈(104)의 제8 면(S8)의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 19를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 제2 렌즈 군(G2)을 통해 진행되는 광의 경로를 제어할 수 있으며, 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있다. 상기 수학식 19의 값은 4 이하일 수 있다.
[수학식 20]
0.2 < CA_L3S2 / CA_L4S1 < 2
수학식 20에서 CA_L3S2는 상기 제3 렌즈(103)의 제6 면(S6)의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미하고, CA_L4S1는 상기 제4 렌즈(104)의 제7 면(S7)의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 18을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색 수차를 개선할 수 있고, 제1 렌즈 군(G1)과 제2 렌즈 군(G2)의 대향되는 렌즈 면들의 길이를 설정할 수 있으며, 광학 성능을 위해 비네팅(vignetting)을 제어할 수 있다.
[수학식 21]
0.1 < CA_L6S2 / CA_L8S2 < 2
수학식 21에서 CA_L6S2는 상기 제6 렌즈(106)의 제12 면(S12)의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 21를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 제6 내지 제8 렌즈(106,107,108)으로 진행하는 광을 제어할 수 있고, 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 22]
1 < L7R1 / L7_CT < 10
수학식 22에서 L7R1은 상기 제7 렌즈(107)의 제2 면(S2)의 곡률 반경(mm)을 의미하고, L7_CT는 상기 제7 렌즈(107)의 광축에서의 두께를 나타낸다. 즉, 수학식 22는 L7R1 > L7_CT를 만족할 수 있으며, 수학식 22의 값은 2 이상일 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 22를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성이 개선될 수 있다.
[수학식 23]
1 < |L6R1 / L8R1| < 5
수학식 14에서 L6R1은 상기 제6 렌즈(106)의 제11 면(S11)의 곡률 반경(mm)을 의미하고, L8R1는 상기 제8 렌즈(108)의 제15 면(S15)의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 23을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성이 개선될 수 있다. 수학식 23의 값은 4이하일 수 있다.
[수학식 24]
0 < L_CT_Max / Air_Max < 5
수학식 24에서 L_CT_max는 상기 복수의 렌즈들 각각의 광축(OA)에서의 두께 가 가장 두꺼운 두께(mm)를 의미하고, Air_max는 상기 복수의 렌즈들 사이의 광축 간격의 최대값을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 24를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각 및 초점 거리에서 양호한 광학 성능을 가지며, 상기 광학계(1000)를 크기 축소, 예를 들어 TTL(total track length)를 줄여줄 수 있다. 상기 수학식 24의 값은 3 이하 또는 1 이하일 수 있다.
[수학식 25]
0.5 < ∑L_CT / ∑Air_CT < 2
수학식 25에서 ∑L_CT는 상기 복수의 렌즈들 각각의 광축(OA)에서의 두께(mm)들의 합을 의미하고, ∑Air_CT는 상기 복수의 렌즈들에서 인접한 두 렌즈 사이의 광축(OA)에서의 간격(mm)들의 합을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 25를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각 및 초점 거리에서 양호한 광학 성능을 가지며, 상기 광학계(1000)를 크기 축소, 예를 들어 TTL(total track length)를 줄여줄 수 있다.
[수학식 26]
10 < ∑Index < 30
수학식 26에서 ∑Index는 상기 복수의 렌즈(100) 각각의 d-line에서의 굴절률들의 합을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 26을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)의 TTL을 제어할 수 있고, 향상된 해상력을 가질 수 있다.
수학식 26는 수학식 26-1, 26-2을 더 만족할 수 있다.
[수학식 26-1] 1.5 < ∑Index / nL < 1.6
[수학식 26-2] 30 < ∑Abb/ nL < 50
상기 ∑Abbe는 상기 복수의 렌즈(100) 각각의 아베수(Abbe's number)의 합을 의미하며, nL은 광학계 내의 렌즈 매수이며, 예컨대 7 내지 9 범위 또는 8일 수 있다.
[수학식 27]
10 < ∑Abb / ∑Index < 50
수학식 27에서 ∑Abbe는 상기 복수의 렌즈(100) 각각의 아베수(Abbe's number)의 합을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 27을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 수차 특성 및 해상력을 가질 수 있다.
수학식 27은 수학식 27-1을 더 만족할 수 있다.
[수학식 27-1] 20 < (∑Abb + ∑Index) / nL < 50
[수학식 28]
0.5 < CA_L1S1 / CA_min < 2
수학식 28에서 CA_L1S1는 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 유효경(mm)을 의미하며, CA_Min은 제1 내지 제16 면(S1-S16)의 유효경(mm) 중에서 가장 작은 유효 경을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 28을 만족할 경우, 제1 렌즈(101)을 통해 입사되는 광을 제어하며, 광학 성능을 유지하면서 슬림한 광학계를 제공할 수 있다.
[수학식 29]
1 < CA_max / CA_min < 5
수학식 29에서 CA_max는 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 큰 유효경(mm)를 의미하는 것으로, 제1 내지 제16 면(S1-S16)의 유효경(mm) 중에서 가장 큰 유효 경을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 29를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 광학 성능을 유지하면서 슬림 및 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다. 상기 제16 면(S16)의 유효경은 최대 유효경을 가지며, 상기 제6 면(S6)의 유효경은 최소 유효경을 가질 수 있다.
수학식 29는 수학식 29-1 내지 29-4 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
[수학식 29-1] 1 < CA_L8 / CA_L3 < 5
[수학식 29-2] 1 < CA_L8 / CA_L4 < 5
[수학식 29-3] 2 < CA_L8 / CA_L2 < 4
[수학식 29-4] CA_L3 < CA_L4 < CA_L2 < CA_L5
여기서, 상기 CA_L2, CA_L3, CA_L4, CA_L5, 및 CA_L8은 각 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효경의 평균 값이다. 상기 광학계가 수학식 29-1 내지 29-4를 만족할 경우, 광학계(1000)는 광학 성능을 유지하면서 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다.
[수학식 30]
1 < CA_max / CA_AVR < 3
수학식 30에서 CA_max는 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 큰 유효경(mm)를 의미하며, CA_AVR은 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 면의 유효경들의 평균을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 30를 만족할 경우, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다.
[수학식 31]
0.1 < CA_min / CA_AVR < 1
수학식 31에서 CA_min는 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 작은 유효경(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 31를 만족할 경우, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다.
[수학식 32]
0.1 < CA_max / (2*ImgH) < 1
수학식 32에서 CA_max는 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 큰 유효경을 의미하며, ImgH는 광축(OA)과 중첩되는 상기 이미지 센서(300)의 중심(0.0F)에서 대각선 끝단(1.0F)까지의 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 32을 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가지며, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다. *는 곱셈을 나타낸다.
수학식 32는 하기 수학식 32-2을 포함할 수 있다.
[수학식 32-1] 0.5 < ImgH / nL < 2
[수학식 32-1] 0.5 < TTL / nL < 2
상기 nL은 광학계의 렌즈 매수이며, 예컨대 7 내지 9이며, 바람직하게 8일 수 있으며, TTL은 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 정점에서 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
[수학식 33]
0.5 < TD / CA_max < 1.5
수학식 39에서 TD는 상기 제1 렌즈(101)의 물체 측 면에서 n번째 렌즈 즉, 상기 제8 렌즈 군(108)의 센서 측 면까지의 광축 거리(mm)이다. 예를 들면, 광축(OA)에서 제1 면(S1)에서 제16 면(S16)까지의 거리이다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 33을 만족할 경우, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다.
[수학식 34]
0 < F / L8R2 < 10
수학식 34에서 F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 의미하고, L8R2는 자유곡면을 갖는 상기 제8 렌즈(108)의 제16 면(S16)의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 34을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)의 크기 축소, 예를 들어 TTL(total track length)를 줄여줄 수 있다.
[수학식 35]
1 < F / L1R1 < 10
수학식 35에서 L1R1은 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1))의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 35을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)를 크기 축소, 예를 들어 TTL(total track length)를 줄여줄 수 있다. 상기 수학식 35의 값은 5 이하 예컨대, 3 이하일 수 있다.
[수학식 36]
0 < EPD / L8R2 < 10
수학식 36에서 EPD는 상기 광학계(1000)의 입사동(Entrance Pupil)의 크기(mm)를 의미하고, L8R2는 자유곡면을 갖는 상기 제8 렌즈(108)의 제16 면(S14)의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 36을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 전체 밝기를 제어할 수 있고, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 상기 수학식 36의 값은 5 이하 예컨대, 3 이하일 수 있다.
[수학식 37]
0.5 < EPD / L1R1 < 8
수학식 37는 광학계의 입사동 크기(EPD)와 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 곡률 반경의 관계를 나타낸 것으로, 입사 광을 제어할 수 있다. 상기 수학식 37의 값은 5 이하 예컨대, 3 이하일 수 있다.
[수학식 38]
-3 < F1 / F3 < 0
수학식 38에서 F1은 상기 제1 렌즈(101)의 초점 거리(mm)를 의미하고, F3은 상기 제3 렌즈(103)의 초점 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 38를 만족할 경우, 상기 제1 렌즈(101) 및 상기 제3 렌즈(103)을 통해 진행하는 광 경로 제어를 위한 적절한 굴절력을 가질 수 있고, 해상력을 개선할 수 있다.
[수학식 39]
1 < F13 / F < 5
수학식 39에서 F13은 상기 제1 내지 제3 렌즈의 복합 초점 거리(mm)를 의미하고, F는 상기 광학계(1000)에서 광축(OA)과 직교하는 두 방향(X,Y)의 유효초점거리(mm)의 평균을 의미한다. 즉, X 방향의 유효초점 거리(Fx)와 Y 방향의 유효초점 거리(Fy)는 서로 다르고, 이들의 평균은 F로 정의할 수 있다. 수학식 39는 제1 렌즈 군(G1)의 초점 거리와 전체 유효초점거리 사이의 관계를 설정하고 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 39를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)의 TTL(total track length)를 제어할 수 있다.
[수학식 40]
0 < |F48 / F13| < 10
수학식 40에서 F13은 상기 제1 내지 제3 렌즈의 복합 초점 거리(mm)를 의미하고, F48은 상기 제4 내지 제8 렌즈의 복합 초점 거리(mm)를 의미한다. 수학식 40는 제1 렌즈 군(G1)의 초점 거리와 제2 렌즈 군(G2)의 초점 거리 사이의 관계를 설정하고 있다. 실시예에서 상기 제1 내지 제3 렌즈의 복합 초점 거리는 양(+)의 값을 가질 수 있고, 상기 제4 내지 제8 렌즈의 복합 초점 거리는 음(-)의 값을 가질 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 40을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차 및 왜곡 수차 등의 수차 특성을 개선할 수 있다. 수학식 40의 값은 8 이하 예컨대, 5 이하일 수 있다.
수학식 39 및 40 중 적어도 하나는 수학식 40-1 내지 40-4를 포함할 수 있다.
[수학식 40-1] -10 < F48 / F < 0
[수학식 40-2] 0 < F/nL < 2
[수학식 40-3] 1 < (F13 + |F48| + F)/nL < 5
[수학식 40-4] 0.5 < (F13 + |F48|)/nL < 4
여기서, nL은 광학계의 렌즈 매수이며, 7 내지 9 범위 또는 8일 수 있다)
[수학식 41]
2 < TTL < 20
수학식 41에서 TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 중심에서 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 수학식 41에서 TTL을 20 미만으로 하여, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다.
수학식 41은 수학식 41-1을 더 포함할 수 있다.
[수학식 41-1] 1 ≤ (TTL+Imgh)/nL < 5
여기서, nL은 광학계의 렌즈 매수이며, 7 내지 9일 수 있으며, 바람직하게 8일 수 있다.
[수학식 42]
2 < ImgH
수학식 42는 이미지 센서(300)의 대각 크기를 4mm 초과되도록 하여, 높은 해상력을 갖는 광학계를 제공할 수 있다.
[수학식 43]
BFL < 2.5
수학식 43는 BFL(Back focal length)를 2.5 mm 미만으로 하여, 필터(500)의 설치 공간을 확보할 수 있고 이미지 센서(300)와 마지막 렌즈 사이의 간격(mm)을 통해 구성 요소들의 조립성을 개선하며 결합 신뢰성을 개선할 수 있다. 즉, 마지막 렌즈의 센서 측면이 임계점을 갖지 않는 경우, BFL 값을 2.5mm 미만 즉, 2mm 이하로 설정할 수 있다.
[수학식 44]
2 < F < 20
수학식 44에서 전체 초점 거리(F)를 광학계에 맞게 설정할 수 있다.
[수학식 45]
FOV < 120
수학식 45에서 FOV(Field of view)는 상기 광학계(1000)의 화각(Degree)을 의미하며, 120도 미만의 광학계를 제공할 수 있다. 상기 FOV는 100도 이하일 수 있다.
[수학식 46]
0.5 < TTL / CA_max < 2
수학식 46에서 CA_max는 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 큰 유효경(mm)를 의미하며, TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 수학식 46은 광학계의 전체 광축 길이와 최대 유효 경의 관계를 설정하여, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다.
수학식 46은 수학식 46-1을 더 포함할 수 있다. 여기서, nL은 광학계의 렌즈 매수이며, 7 내지 9일 수 있으며, 바람직하게 8일 수 있다.
[수학식 46-1] 0 < (TTL / CA_max)/nL < 0.2
[수학식 47]
0.4 < TTL / (2*ImgH) < 0.7
수학식 47은 광학계의 전체 광축 길이(TTL)와 이미지 센서(300)의 대각 방향의 길이(2*Imgh)를 설정할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 47을 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 47은 수학식 47-1을 더 포함할 수 있다. 여기서, nL은 광학계의 렌즈 매수이며, 7 내지 9일 수 있으며, 바람직하게 8일 수 있다.
[수학식 47-1] 0 < (TTL / (2*ImgH))/nL < 0.2
[수학식 48]
0.01 < BFL / ImgH < 0.5
수학식 48은 이미지 센서(300)와 마지막 렌즈 간의 광축 간격과 이미지 센서(300)의 광축에서 대각 방향의 길이를 설정할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 48을 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 48은 수학식 48-1을 더 포함할 수 있다. 여기서, nL은 광학계의 렌즈 매수이며, 7 내지 9일 수 있으며, 바람직하게 8일 수 있다.
[수학식 48-1] 0 < (BFL / ImgH)/nL < 0.1
[수학식 49]
4 < TTL / BFL < 10
수학식 49는 광학계의 전체 광축 길이(TTL), 및 상기 이미지 센서(300)와 마지막 렌즈 사이의 광축 간격(BFL)를 설정(단위, mm)할 수 있다. 발명에서, 마지막 렌즈의 센서 측 면이 임계점이 없으므로, 수학식 55의 값은 5 mm 이상 또는 6 mm 이상일 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 49을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 BFL을 확보하며 슬림하고 컴팩트하게 제공될 수 있다.
수학식 49은 수학식 49-1을 더 포함할 수 있다. 여기서, nL은 광학계의 렌즈 매수이며, 7 내지 9일 수 있으며, 바람직하게 8일 수 있다.
[수학식 49-1] 0.3 < (TTL / BFL)/nL < 1
[수학식 50]
0.5 < F / TTL < 1.5
수학식 50는 광학계(1000)의 전체 초점 거리(F)와 전체 광축 길이(TTL)를 설정할 수 있다. 이에 따라 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다.
수학식 50은 수학식 50-1을 더 포함할 수 있다. 여기서, nL은 광학계의 렌즈 매수이며, 7 내지 9일 수 있으며, 바람직하게 8일 수 있다.
[수학식 50-1] 0 < (F / TTL)/nL < 0.3
[수학식 51]
3 < F / BFL < 10
수학식 51는 광학계(1000)의 전체 초점 거리(F), 상기 이미지 센서(300)와 마지막 렌즈 사이의 광축 간격(BFL)를 설정(단위, mm)할 수 있다. 발명에서, 마지막 렌즈의 센서 측 면이 임계점이 없으므로, BFL 값이 더 좁혀지므로, 수학식 51의 값은 5mm 이상일 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 51을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각을 가지며 적절한 초점 거리를 가질 수 있고, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 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 51은 수학식 51-1을 더 포함할 수 있다. 여기서, nL은 광학계의 렌즈 매수이며, 7 내지 9일 수 있으며, 바람직하게 8일 수 있다.
[수학식 51-1] 0.2 < (F / TTL)/nL < 3
[수학식 52]
0.1 < F / ImgH < 3
수학식 52은 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(F,mm)와 상기 이미지 센서(300)의 광축에서 대각선 길이(Imgh)를 설정할 수 있다. 이러한 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 52는 수학식 52-1을 더 포함할 수 있다. 여기서, nL은 광학계의 렌즈 매수이며, 7 내지 9일 수 있으며, 바람직하게 8일 수 있다.
[수학식 52-1] 0 < (F/Imgh)/nL < 0.3
[수학식 53]
1 ≤F / EPD < 5
수학식 53는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(F,mm)와 입사동 크기를 설정할 수 있다. 이에 따라 광학계의 전체 밝기를 제어할 수 있다.
수학식 53는 수학식 53-1을 더 포함할 수 있다. 여기서, nL은 광학계의 렌즈 매수이며, 7 내지 9일 수 있으며, 바람직하게 8일 수 있다.
[수학식 53-1] 0.1 < (F / EPD)/nL < 0.4
[수학식 54]
0.5 < TTL/(D82 x 2) < 1.5
수학식 54에서 D82는 광축(OA)에서 제8 렌즈(108)의 센서측 제16 면(S16)의 유효경까지의 직선 거리이며, 유효 반경으로 정의될 수 있다. 광학계는 수학식 54에 의해 광축 방향의 길이와 최대 유효경을 설정할 수 있다.
[수학식 55]
0.5 < F2/F < 1.5
수학식 55에서 F2는 제2 렌즈(102)의 초점 거리이며, F는 광학계의 X,Y 방향의 유효 초점 거리의 평균 값이다. 광학계 및 카메라 모듈은 수학식 55를 만족함에 따라 제2 렌즈와 광축과 직교하는 두 방향(X,Y)의 평균 유효초점 거리의 비율을 설정된 범위로 설정하여, 색수차 특성을 개선할 수 있다.
수학식 55는 하기 수학식 55-1 내지 55-7 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
[수학식 55-1] 1.5 < F1/F < 3.2
[수학식 55-2] -2.5 < F3/F < 0
[수학식 55-3] 5.5 < F4/F < 7
[수학식 55-4] 21 < F5/F < 31
[수학식 55-5] -2.5 < F6/F < 0
[수학식 55-6] 0.5 < F7/F < 1.9
[수학식 55-7] -1.5 < F8/F < 0
수학식 55-1 내지 55-7에서 F1,F3,F4,F5,F6,F7,F8은 제1, 2-8 렌즈의 초점 거리이며, F는 광학계의 X,Y 방향의 유효 초점 거리의 평균 값이다. 광학계는 수학식 55, 55-1 내지 55-7를 만족함에 따라 각 렌즈와 광축과 직교하는 두 방향(X,Y)의 평균 유효초점 거리의 비율을 설정된 범위로 설정하여, 왜곡수차 및 색수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 56]
-5 < F2/F3 < 0
광학계는 수학식 56을 만족함에 따라 제2,3 렌즈의 초점 거리의 비율을 설정된 범위로 설정하여, 왜곡 수차 및 색수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 57]
0.8 < F2/F12 < 1.8
수학식 57에서 F12는 제1,2 렌즈의 합성 초점 거리이다. 광학계는 수학식 57을 만족함에 따라 제1,2 렌즈들의 초점 거리의 비율을 설정된 범위로 설정하여, 제1 렌즈 군(G1)에서의 왜곡 수차 및 색수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 58]
0.5 < F12/F < 1.5
광학계는 수학식 58을 만족함에 따라 제1,2 렌즈들의 합성 초점 거리와 광축과 직교하는 두 방향(X,Y)의 평균 유효초점 거리의 비율을 설정된 범위로 설정하여, 왜곡 수차 및 색수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 59]
0 < L2R1/|L2R2| < 1
수학식 59에서 L2R1는 제2 렌즈(102)의 물체측 제3 면의 곡률 반경이며, L2R2는 제2 렌즈(102)의 센서측 제4 면의 곡률 반경이다. 광학계는 수학식 59를 만족함에 따라 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 60]
0 < L3R2/|L3R1| < 1
수학식 60에서 L3R1는 제3 렌즈(103)의 물체측 제5 면의 곡률 반경이며, L3R2는 제3 렌즈(103)의 센서측 제6 면의 곡률 반경이다. 광학계는 수학식 60을 만족함에 따라 수차 특성을 개선할 수 있다. 또한 수학식 59 및 60을 만족함에 따라 설정된 화각에서 양호한 광학 성능으로 제어할 수 있다.
[수학식 61]
0.8 < n2/n3 < 1.2
수학식 61에서 n2는 제2 렌즈의 d-line에서의 굴절률이며, n3은 제3 렌즈(103)의 d-line에서의 굴절률이다. 수학식 61을 만족함에 따라 광학계의 색수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 62]
1 < L2_CT/L3_CT < 5
수학식 62에서 제2,3 렌즈의 중심 두께를 상기 범위로 설정해 줌으로써, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.
[수학식 63]
0.7 < Inf71/Inf72 < 1.2
수학식 63에서 Inf71은 광축(OA)으로부터 제7 렌즈(107)의 물체측 제13 면(S13)의 임계점(P1, 도 2)까지의 직선거리이며, Inf72는 광축(OA)으로부터 제7 렌즈(107)의 센서측 제14 면(S14)의 임계점(P2, 도 2)까지의 직선거리이다. 여기서의 임계점(P1,P2)들은 제7 렌즈(107)의 제13, 14면(S13,S14)에서 광축(OA)에 가장 인접한 임계점이다. 광학계는 수학식 63의 범위를 만족함으로써, 왜곡 수차 특성을 개선할 수 있고, 화각의 주변부에 대해 양호한 광학 성능을 제공할 수 있다.
[수학식 64]
0.7 < Inf71/Inf82 < 1.2
수학식 64에서 Inf82는 광축(OA)으로부터 제8 렌즈(108) 센서측 제16 면(S16)의 X,Y 방향의 임계점(P4,P6, 도 2 및 도 3)까지의 직선거리의 평균이다. 즉, Inf82는 제8 렌즈(108) 센서측 제16 면(S16)의 X 방향의 임계점(P6, 도 3)까지의 직선 거리(InfX82)와, 제8 렌즈(108) 센서측 제16 면(S16)의 Y 방향의 임계점(P4, 도 2)까지의 직선 거리(InfY82)의 평균 값이다. 상기 InfX82와 InfY82는 서로 다를 수 있으며, 상기 임계점(P4,P6)들은 제8 렌즈(108)의 제16 면(S16)에서 X,Y 방향으로 광축(OA)에 가장 인접한 임계점이다. 광학계는 수학식 64의 범위를 만족함으로써, 왜곡 수차 특성을 개선할 수 있고, 화각의 주변부에 대해 양호한 광학 성능을 제공할 수 있다.
[수학식 65]
0.3 < Inf71/D71 < 1.0
수학식 65에서 D71은 광축(OA)으로부터 제7 렌즈(107) 물체측 제13 면(S13)의 유효경까지의 직선 거리이다. 광학계는 수학식 65의 범위를 만족함으로써, 제7,8 렌즈(107,108)를 통해 입사되는 광을 주변부로 굴절시켜 줄 수 있고, 왜곡 수차 특성을 개선할 수 있고, 화각의 주변부에 대해 양호한 광학 성능을 제공할 수 있다.
[수학식 66]
0.3 < Inf72/D72 < 1.0
수학식 66에서 D72은 광축(OA)으로부터 제7 렌즈(107) 센서측 제14 면(S14)의 유효경까지의 직선 거리이다. 광학계는 수학식 66의 범위를 만족함으로써, 제7,8 렌즈(107,108)를 통해 입사되는 광을 주변부로 굴절시켜 줄 수 있고, 왜곡 수차 특성을 개선할 수 있고, 화각의 주변부에 대해 양호한 광학 성능을 제공할 수 있다.
[수학식 67]
0.2 < Inf82/D82 < 0.8
수학식 67에서 D82은 광축(OA)으로부터 제8 렌즈(108) 센서측 제16 면(S16)의 유효경까지의 직선 거리이다. 광학계는 수학식 67의 범위를 만족함으로써, 제8 렌즈(108)를 통해 진행되는 광을 주변부로 굴절시켜 줄 수 있고, 왜곡 수차 특성을 개선할 수 있고, 화각의 주변부에 대해 양호한 광학 성능을 제공할 수 있다. 상기 수학식 67의 값은 0.6 이하 예컨대, 0.5 이하일 수 있다.
[수학식 68]
-0.1 < FX - FY < 0.1
수학식 68에서 FX는 X 방향의 유효 초점 거리이며, FY는 Y 방향의 유효 초점 거리이다. 즉, 광축(OA)과 직교하는 두 방향(X,Y)의 유효 초점 거리(FX, FY)는 서로 다를 수 있다. 광학계는 수학식 68을 만족함으로써, 설정된 화각 및 초점 거리에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 여기서, FX > O, FY > 0이다.
[수학식 69]
-0.1 < InfX82 - InfY82 < 0.1
수학식 69에서 InfX82는 광축(OA)으로부터 제8 렌즈(108) 센서측 제16 면(S16)의 X 방향의 임계점(P6, 도 3)까지의 직선거리(mm)이며, InfY82는 광축(OA)에서 제8 렌즈(108) 센서측 제16 면(S16)의 Y 방향의 임계점(P4, 도 2)까지의 직선 거리(mm)이다. 상기 InfX82와 InfY82는 서로 다를 수 있다. 광학계는 수학식 69의 범위를 만족함으로써, 왜곡 수차 특성을 개선할 수 있고, 화각의 주변부에 대해 양호한 광학 성능을 제공할 수 있다. 여기서, InfX82 > O, InfY82 > 0이다.
[수학식 70]
-0.5 < ZX82 - ZY82 < 0.5
수학식 70에서 ZX82는 제8 렌즈(108) 센서측 제16 면(S16)의 X 방향의 임계점(P6, 도 3)에서 유효 영역의 끝단까지의 직선거리(mm)이며, ZY82는 제8 렌즈(108) 센서측 제16 면(S16)의 Y 방향의 임계점(P4, 도 2)에서 유효 영역의 끝단까지의 직선 거리(mm)이다. 상기 ZX82와 ZY82는 서로 다를 수 있다. 광학계는 수학식 70의 범위를 만족함으로써, 왜곡 수차 특성을 개선할 수 있고, 화각의 주변부에 대해 양호한 광학 성능을 제공할 수 있다.
[수학식 71]
수학식 71에서 Z는 Sag 값이며, 비구면 상의 임의의 위치로부터 상기 비구면의 정점까지의 광축 방향의 거리를 의미할 수 있다. 상기 Y는 비구면 상의 임의의 위치로부터 광축까지의 광축에 수직인 방향으로의 거리를 의미할 수 있다. 상기 c는 렌즈의 곡률을 의미할 수 있고, K는 코닉 상수를 의미할 수 있다. 또한, A, B, C, D, E,F는 비구면 계수(Aspheric constant)를 의미할 수 있다. 발명의 실시 에는 제1 면(S1)에서 제15 면(S15)까지는 비구면으로 제공될 수 있다.
[수학식 72]
수학식 72에서 Z는 제16 면(S16)의 Sag 값으로서, 자유 곡면 상의 임의의 위치로부터 상기 자유구면의 정점까지의 광축 방향의 거리를 의미할 수 있다. 상기 C는 제8 렌즈(108)의 제16 면(S16)의 곡률 값이고, r은 제16 면(S16)의 유효경 값이고, k는 코닉 상수이고, Cj는 j차수에서의 제르니케 함수이고, x,y 다항식 계수 중 x,y의 0,2,4,6,8,10승 계수(m,n) 만을 사용할 수 있으며, xmym은 x,y 방향에 대한 j차수에서의 제르니케 베이시스(basis)이다. 도 16은 위의 수학식에 의해 계산되는 제1,2,3실시 예에 따른 자유곡면인 제16 면의 제르니케 계수를 나타낸다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 70 중 적어도 하나 또는 둘 이상의 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 70 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 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 70 중 적어도 하나의 수학식을 만족할 경우, 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300)를 포함하며 상대적으로 작은 TTL 값을 가질 수 있고, 보다 슬림하게 컴팩트(compact)한 광학계 및 이를 갖는 카메라 모듈을 제공 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)에서 복수의 렌즈들(100) 사이 간격은 영역에 따라 설정된 값을 가질 수 있다.
도 4는 도 1의 광학계를 갖는 제1실시 예에 따른 렌즈 데이터의 예이며, 도 8은 도 1의 광학계를 갖는 제2실시 예에 따른 렌즈 데이터의 예이며, 도 12는 도 1의 광학계를 갖는 제3실시 예에 따른 렌즈 데이터의 예이다.
도 4, 도 8 및 도 12와 같이, 제1,2,3 실시 예에 따른 광학계는 제1 내지 제8 렌즈들(101-108)의 광축(OA)에서의 곡률 반경(Radius of Curvature), 렌즈의 두께(Thickness), 렌즈 사이의 간격(distance), d-line(588nm)에서의 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number) 및 유효경(Clear aperture; CA)의 크기에 대한 것이다.
복수의 렌즈(100)의 굴절률 합은 10 이상 예컨대, 10 내지 15 범위이며, 아베 합은 300 이상 예컨대, 300 내지 350 범위이며, 전체 렌즈의 중심 두께 합은 4.5mm 이하 예컨대, 3.5mm 내지 4.5mm 범위이며, 광축에서의 상기 제1 내지 제8 렌즈들 사이의 중심 간격의 합은 5mm 이하이고, 상기 렌즈들의 중심 두께 합보다 작고, 2.8mm 내지 3.5mm 범위일 수 있다. 또한 복수의 렌즈(100)의 각 렌즈 면의 유효 경의 평균 값은 4mm 이상 예컨대, 4mm 내지 6mm 범위이며, 각 렌즈들의 중심 두께의 평균은 0.55mm 이하 예컨대, 0.35mm 내지 0.55mm 범위일 수 있다. 상기 복수의 렌즈(100)의 유효경의 합은 제1 면(S1)에서 제16 면(S16)까지의 유효경 합이며, 58 mm 이상 예컨대, 58 mm 내지 78 mm 범위일 수 있다.
도 5, 도 9 및 도 13과 같이, 제1,2,3 실시예에 복수의 렌즈들(100) 중 적어도 하나의 렌즈면은 30차 비구면 계수를 가진 비구면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제8 렌즈(101,102,103,104,105,106,107,108)는 제1 면(S1)부터 제15 면(S15)까지의 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.
도 6은 발명의 제1 실시 예에 따른 광학계의 제2방향(X)에서의 광선 수차 특성을 나타낸 그래프이며, 도 7은 제1 실시 예에 따른 광학계의 제1방향(Y)에서의 광선 수차 특성을 나타낸 그래프이다. 도 10은 발명의 제2 실시 예에 따른 광학계의 제2방향(X)에서의 광선 수차 특성을 나타낸 그래프이며, 도 11은 제2 실시 예에 따른 광학계의 제1방향(Y)에서의 광선 수차 특성을 나타낸 그래프이다. 도 14는 발명의 제3 실시 예에 따른 광학계의 제2방향(X)에서의 광선 수차 특성을 나타낸 그래프이며, 도 15는 제3 실시 예에 따른 광학계의 제1방향(Y)에서의 광선 수차 특성을 나타낸 그래프이다.
도 6, 도 7, 도 10, 도 11, 도 14 및 도 15와 같이, 제1 내지 제3 실시 예에 따른 광학계에 의한 자오상면(Tangential field curvature) 및 구결상면(Sagittal field curvature)에서 광축 상의 상대 필드 높이(relative field height)가 0.0 내지 1.0인 영역에서의 제1,2방향(X,Y)에 대해 횡수차를 나타내는 분석 그래프로서, 약 470nm, 약 510nm, 약 555nm, 약 610nm, 약 650nm 파장 대역의 광에 대해 횡수차의 보정 상태가 양호한 광학계를 얻을 수 있음을 확인할 수 있다. 즉, 실시예에 따른 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가지며 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 상기 실시예에서 확인한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예 1의 렌즈계는 8매의 렌즈 구성으로 소형 경량화하면서 동시에 구면수차, 비점수차, 왜곡수차, 색수차, 코마수차 모두 양호하게 보정되어 고해상도의 구현이 가능하므로 카메라의 광학 기기에 내장되어 활용될 수 있다.
표 1은 제1 내지 제3 실시 예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식들의 항목에 대한 것으로, 상기 광학계(1000)의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length), 전체 유효초점거리인 F값, ImgH, 상기 제1 내지 제8 렌즈들 각각의 초점 거리(F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7,F8), 합성 초점 거리 등에 대한 것이다.
항목 실시예1 실시예2 실시예3
F 7.463 7.454 7.463
F1 20.695 20.873 20.742
F2 7.354 7.334 7.350
F3 -13.449 -13.485 -13.490
F4 48.157 53.711 49.752
F5 198.362 175.790 159.656
F6 -13.071 -13.225 -12.994
F7 8.680 8.531 8.680
F8 -6.189 -6.089 -6.139
F13 8.379 8.374 8.365
F48 -15.046 -14.954 -14.816
FX 7.462 7.454 7.462
FY 7.463 7.455 7.463
Inf71 1.624 1.620 1.623
Inf72 1.677 1.672 1.674
InfX82 1.831 1.833 1.835
InfY82 1.827 1.825 1.829
Inf82 1.829 1.829 1.832
D71 2.746 2.746 2.743
D72 3.320 3.305 3.315
D82 5.142 5.139 5.140
ZX82 1.979 1.972 1.977
ZY82 1.770 1.746 1.759
Inf71 1.624 1.620 1.623
Inf72 1.677 1.672 1.674
InfX82 1.831 1.833 1.835
EPD 3.824 3.826 3.826
BFL 1.237 1.252 1.237
Imgh 7.150 7.150 7.150
TTL 8.130 8.130 8.130
F-number 1.952 1.948 1.950
FOV 86도 86도 86도
표 2는 도 1의 광학계(1000)를 갖는 제1,2,3실시 예에 따른 제1렌즈 내지 제8 렌즈인 L1에서 L8의 S1-S16에 대한 유효 반경(Semi-Aperture)(mm)을 나타낸 표이다.
Lens surface 실시예 1-
유효반경		 실시예 2-
유효반경		 실시예 3-
유효반경
L1 S1 1.940 1.940 1.940
S2 1.903 1.900 1.903
Stop 1.890 1.888 1.890
L2 S3 1.900 1.900 1.900
S4 1.840 1.836 1.840
L3 S5 1.722 1.718 1.721
S6 1.550 1.550 1.550
L4 S7 1.609 1.611 1.610
S8 1.767 1.777 1.768
L5 S9 2.032 2.038 2.037
S10 2.241 2.241 2.241
L6 S11 2.350 2.350 2.350
S12 2.580 2.577 2.579
L7 S13 2.746 2.746 2.743
S14 3.320 3.305 3.315
L8 S15 4.820 4.820 4.820
S16 5.142 5.139 5.140
표 3는 도 1의 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 70에 대한 결과 값에 대한 것이다. 표 3을 참조하면, 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 70 중 적어도 하나, 두 개 이상 또는 세 개 이상을 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 수학식 70을 모두 만족하는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서 광학 성능 및 광학 특성을 개선할 수 있다.
수학식 실시예1 실시예2 실시예3
1 1 < L1_CT / L3_CT < 5 1.57 1.60 1.57
2 0.5 < L3_CT / L4_CT < 2 0.906 0.911 0.914
3 1 < L8_CT / L7_CT < 2 1.240 1.258 1.235
4 0.1 < L1_CT / L8_CT < 1 0.265 0.266 0.266
5 1 < L2_CT / L8_CT < 3 1.272 1.292 1.284
6 0.01 <D12_CT / D78_CT < 1 0.024 0.022 0.023
7 1 < G1_TD/D34_CT <5 3.059 3.080 3.058
8 1 < G2_TD/D78_CT < 5 2.775 2.767 2.780
9 0 < (L7_CT+L8_CT)/D78_CT < 1 0.696 0.685 0.696
10 0 < L1R1 / L8R2 < 5 1.757 1.779 1.765
11 10 < (|L5R1|/L2_CT)/nL < 90 41.604 113.141 34.333
12 1 < L6_CT / D67_CT < 30 1.183 1.208 1.165
13 0 < (D78_CT) / InfX82 < 3 0.928 0.929 0.926
14 0 < (D78_CT) / InfY82 < 3 0.930 0.931 0.928
15 0 < (D78_CT) / Inf82 < 3 0.929 0.930 0.927
16 1.60 < n3 1.681 1.681 1.681
17 1.65< AVR(n3, n6) < 1.75 1.681 1.681 1.681
18 1 < CA_L1S1 / CA_L3S1 < 2 1.127 1.129 1.127
19 1 < CA_L8S2 / CA_L4S2 < 5 2.910 2.892 2.907
20 0.2 < CA_L3S2 / CA_L4S1 < 2 0.963 0.962 0.963
21 0.1 < CA_L6S2 / CA_L8S2 < 2 0.502 0.502 0.502
22 1 < L7R1 / L7_CT < 10 6.372 6.372 6.372
23 1 < |L6R1 / L8R1| < 5 1.035 1.035 1.035
24 0 <L_CT_Max / Air_CT_Max <5 0.49 0.49 0.49
25 0.5 < ∑L_CT / ∑Air_CT < 2 1.189 1.189 1.189
26 10 < ∑Index <30 12.653 12.653 12.653
27 10 < ∑Abb / ∑Index <50 25.714 25.714 25.714
28 0.5 < CA_L1S1 / CA_min <2 1.252 1.252 1.252
29 1 < CA_max / CA_min < 5 3.318 3.315 3.316
30 1 < CA_max / CA_Aver < 3 2.085 2.084 2.084
31 0.1 < CA_min / CA_Aver < 1 0.628 0.629 0.629
32 0.1 < CA_max / (2*ImgH) < 1 0.719 0.719 0.719
33 0.5 < TD / CA_max < 1.5 0.670 0.671 0.671
34 0 <F / L8R2 < 10 4.628 4.662 4.649
35 1 < F / L1R1 < 10 2.635 2.621 2.635
36 0 < EPD / L8R2 < 10 0.422 0.418 0.420
37 0.5 < EPD / L1R1 < 8 1.350 1.344 1.351
38 -3 < F1 / F3 < 0 -1.539 -1.548 -1.538
39 1 <F13 / F < 5 1.123 1.123 1.121
40 0 < |F48 / F13|< 10 1.796 1.786 1.771
41 2 < TTL < 20 8.130 8.130 8.130
42 2 < ImgH 7.150 7.150 7.150
43 BFL < 2.5 1.237 1.252 1.237
44 2 < F < 20 7.463 7.454 7.463
45 FOV < 120 86.000 86.000 86.000
46 0.5 < TTL / CA_max < 2 0.791 0.791 0.791
47 0.4 < TTL / (ImgH*2) < 0.7 0.569 0.569 0.569
48 0.01 < BFL / ImgH < 0.5 0.173 0.175 0.173
49 4 < TTL/BFL < 10 6.574 6.493 6.575
50 0.5 < F / TTL < 1.5 1.089 1.091 1.089
51 3 < F / BFL < 10 6.035 5.953 6.036
52 0.1 < F / ImgH < 3 1.044 1.043 1.044
53 1 < F / EPD < 3 1.952 1.949 1.951
54 0.5 < TTL/(D82 x 2) < 1.5 0.791 0.791 0.791
55 0.5 < F2/F < 1.5 0.985 0.984 0.985
56 -5 < F2/F3 < 0 -0.547 -0.544 -0.545
57 0.8 < F2/F12 < 1.8 1.297 1.293 1.296
58 0.5 < F12/F < 1.5 0.760 0.761 0.760
59 0 < L2R1/|L2R2| < 1 0.026 0.027 0.026
60 0 < L3R2/|L3R1| < 1 0.587 0.587 0.588
61 0.8 < n2/n3 < 1.2 0.913 0.913 0.913
62 1 < L2_CT/L3_CT < 5 2.914 2.966 2.917
63 0.7 < Inf71/Inf72 < 1.2 0.968 0.969 0.970
64 0.7 < Inf71/Inf82 < 1.2 0.888 0.886 0.886
65 0.3 < Inf71/D71 < 1.0 0.591 0.590 0.592
66 0.3 < Inf72/D72 < 1.0 0.505 0.506 0.505
67 0.2 < Inf82/D82 < 0.8 0.356 0.356 0.356
68 -0.1 < FX - FY < 0.1 -0.001 -0.0009 -0.001
69 -0.1 < InfX82 - InfY82 < 0.1 0.004 0.008 0.006
70 -0.5 < ZX82 - ZY82 < 0.5 0.209 0.226 0.219
도 17은 도 1의 광학계에서에서의 수평 FOV(Field of View)와 수직 FOV에 대한 실제 FOV와 Parax FOV를 위한 왜곡 그리드를 나타낸 도면이다. 제1 내지 제3 실시예에 따른 광학계에서 빛을 출사되는 경우 발생하는 왜곡 그리드로, 여기서는 수평 방향(Horizontal FOV(Field of view)) 및 수직 방향(vertical FOV)의 좌우 및 상하 외곽을 향해 왜곡이 균일하게 발생하는 것을 확인할 수 있다.
도 18은 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.
도 18을 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 및 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.
제1 렌즈: 101
제2 렌즈: 102
제3 렌즈: 103
제4 렌즈: 104
제5 렌즈: 105
제6 렌즈: 106
제7 렌즈: 107
제8 렌즈: 108
이미지 센서: 300
필터: 500
광학계: 1000

Claims (22)

  1. 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제8 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가지고,
    상기 제2 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제3 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고,
    상기 제7 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지며,
    상기 제8 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고,
    상기 제7 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 중 적어도 하나는 적어도 하나의 임계점을 가지며,
    상기 제8 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 각각은 임계점을 가지며,
    상기 제8 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 중 적어도 하나는 상기 광축에 대해 제1 방향으로 직교하는 렌즈 면과 상기 광축에 대해 제2 방향으로 직교하는 렌즈 면이 비대칭을 이루는 자유 곡면 형상을 가지며,
    상기 자유 곡면은 상기 광축을 기준으로 제1 방향의 양측의 렌즈 면은 대칭 형상을 가지며, 상기 광축을 기준으로 상기 제2 방향의 양측의 렌즈 면은 대칭 형상을 가지는, 광학계.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제7 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 각각은 임계점을 가지며,
    상기 제7 렌즈의 물체측 면의 임계점은 상기 제7 렌즈의 센서측 면의 임계점보다 광축에 더 인접하게 위치되는, 광학계.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제7 렌즈의 물체측 면은 광축에서 볼록한 형상을 가지며,
    상기 제7 렌즈의 센서측 면은 광축에서 오목한 형상을 가지는, 광학계.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제3 렌즈의 센서측 면은 광축에서 오목한 형상을 가지며,
    상기 제4 렌즈의 물체측 면은 광축에서 오목한 형상을 갖는, 광학계.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 제5 렌즈의 물체측 면은 광축에서 오목한 형상을 가지며, 곡률 반경의 절대 값이 광학계의 렌즈 면의 곡률 반경 중에서 최대 값을 갖는, 광학계.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 렌즈의 물체측 면은 광축에서 볼록한 형상을 가지며, 센서측 면은 광축에서 볼록한 형상을 가지며,
    상기 제2 렌즈의 광축에서의 두께는 광학계의 렌즈들의 두께 중 최대인, 광학계.
  7. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제8 렌즈의 센서측 면은 자유 곡면을 가지며,
    상기 제8 렌즈의 센서측 면은 상기 광축에서 제1 방향의 임계점까지의 거리와 상기 제2 방향의 임계점까지의 거리가 서로 다른, 광학계.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제8 렌즈의 물체측 면은 비구면 형상을 갖는, 광학계.
  9. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제7 렌즈와 상기 제8 렌즈 사이의 광축 간격은 상기 제7 렌즈의 중심 두께와 상기 제8 렌즈의 중심 두께의 합보다 크며, 상기 제1 내지 제8 렌즈 중 최대 두께를 갖는 렌즈의 두께보다 1.8배 이상인 광학계.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 광축으로부터 제 8렌즈의 센서측 면의 제1 방향의 임계점까지의 직선거리(InfX82)이며, 상기 광축으로부터 제 8렌즈의 센서측 면의 제2 방향의 임계점까지의 직선거리(InfY82)는 서로 다르며,
    하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: -0.1 < InfX82 - InfY82 < 0.1
    수학식: 0.4 < TTL/(Imgh*2) < 0.7
    (TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 이미지 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이고, ImgH는 상기 이미지 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2이다)
  11. 물체 측에 3매 이하의 렌즈를 갖는 제1 렌즈 군; 및
    상기 제1 렌즈 군의 센서 측에 5매 이하의 렌즈를 갖는 제2렌즈 군을 포함하며,
    상기 제1 렌즈군은 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제2 렌즈군은 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고,
    상기 제2 렌즈 군의 렌즈 매수는 상기 제1 렌즈 군의 렌즈 매수보다 2배 미만이며,
    상기 제1,2 렌즈 군의 렌즈 면 중에서 상기 제2 렌즈 군에 가장 가까운 렌즈의 유효경 크기는 최소이며,
    상기 제1,2 렌즈 군의 렌즈 면 중에서 이미지 센서에 가장 가까운 마지막 렌즈는 유효경 크기가 최대이며,
    상기 제1 렌즈 군 중에서 상기 제2 렌즈 군에 가장 인접한 센서 측 면은 오목한 형상을 가지며,
    상기 제2 렌즈 군 중에서 상기 제1 렌즈 군에 가장 인접한 물체측 면은 오목한 형상을 가지며,
    상기 마지막 렌즈의 센서측 면은 임계점을 갖는 자유 곡면 형상을 가지며,
    상기 이미지 센서에 가장 인접한 센서측 면은 상기 광축에 대해 제1 방향으로 직교하는 렌즈 면과 상기 광축에 대해 제2 방향으로 직교하는 렌즈 면이 비대칭 형상의 자유 곡면을 가지며,
    상기 자유 곡면은 상기 광축을 기준으로 제1 방향의 양측의 렌즈 면은 대칭 형상을 가지며, 상기 광축을 기준으로 상기 제2 방향의 양측의 렌즈 면은 대칭 형상을 가지는, 광학계.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 광축으로부터 마지막 렌즈의 센서측 면의 제1 방향의 임계점까지의 직선거리(InfX82)이며, 상기 광축으로부터 마지막 렌즈의 센서측 면의 제2 방향의 임계점까지의 직선거리(InfY82)는 서로 다르며,
    하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: -0.1 < InfX82 - InfY82 < 0.1
  13. 제11 항 또는 제12 항에 있어서,
    상기 제1 방향의 전체 초점 거리(FX)와 상기 제2 방향의 전체 초첨 거리(FY)는 서로 다르며, 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: -0.1 < FX - FY < 0.1
  14. 제11 항 또는 제12 항에 있어서,
    하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 0.4 < TTL/(Imgh*2) < 0.7
    (TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 이미지 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이고, ImgH는 상기 이미지 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2이다)
  15. 제11 항 또는 제12 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈군은 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 상기 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제3 렌즈를 포함하고,
    상기 제2 렌즈군은 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 상기 광축을 따라 배치되는 제4 내지 제8 렌즈를 포함하며,
    상기 제7 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 각각은 임계점을 가지며,
    상기 제8 렌즈의 물체측 면은 임계점을 갖는 광학계.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 광축으로부터 상기 제7 렌즈의 물체측 면의 임계점까지의 직선거리(Inf71)와 상기 광축으로부터 상기 제7 렌즈의 센서측 면의 임계점(Inf72)까지의 직선거리는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 0.7 < Inf71/Inf72 < 1.2
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 광축으로부터 상기 제7 렌즈의 물체측 면의 임계점까지의 직선거리(Inf71)와 상기 광축으로부터 상기 제8 렌즈 센서측 면의 X,Y 방향의 임계점까지의 직선거리(InfX82,InfY82)의 평균(Inf82)은 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 0.7 < Inf71/Inf82 < 1.2
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 제7 렌즈는 양(+)의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록한 형상 및 센서측 면이 오목한 형상을 가지며,
    상기 8 렌즈는 음(-)의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록한 형상 및 센서측 면이 오목한 형상을 갖는, 광학계.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 제8 렌즈 센서측 면의 X,Y 방향의 임계점까지의 직선거리(InfX82,InfY82)의 평균(Inf82)과 상기 제8 렌즈의 광축에서 유효 영역의 끝단까지의 직선 거리(D82)는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    0.2 < Inf82/D82 < 0.8
  20. 제15 항에 있어서,
    상기 제2 렌즈의 중심 두께(L2_CT)와 상기 제3 렌즈의 중심 두께(L3_CT)는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 1 < L2_CT/L3_CT < 5
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 제7 렌즈와 상기 제8 렌즈 사이의 광축 간격은 상기 제2 렌즈의 중심 두께의 1.8배 이상인 광학계.
  22. 이미지 센서; 및
    상기 이미지 센서와 광학계의 마지막 렌즈 사이에 필터를 포함하며,
    상기 광학계는 제1 항 또는 제11항에 따른 광학계를 포함하고,
    하기 수학식을 만족하는 카메라 모듈.
    수학식: 0.5 < F/TTL < 1.2
    (F는 상기 광학계의 광축에 직교하는 두 방향의 전체 초점 거리의 평균이고, TTL은 (Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 상기 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이다)
KR1020220061128A 2022-05-18 2022-05-18 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 KR20230161278A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220061128A KR20230161278A (ko) 2022-05-18 2022-05-18 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
TW112118837A TW202409631A (zh) 2022-05-18 2023-05-18 光學系統及包含其之相機模組
PCT/KR2023/006801 WO2023224415A1 (ko) 2022-05-18 2023-05-18 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220061128A KR20230161278A (ko) 2022-05-18 2022-05-18 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230161278A true KR20230161278A (ko) 2023-11-27

Family

ID=88835841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220061128A KR20230161278A (ko) 2022-05-18 2022-05-18 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR20230161278A (ko)
TW (1) TW202409631A (ko)
WO (1) WO2023224415A1 (ko)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6570062B2 (ja) * 2015-08-31 2019-09-04 カンタツ株式会社 撮像レンズ
CN110824664B (zh) * 2018-08-10 2022-08-02 佳能企业股份有限公司 光学镜头
CN109581631B (zh) * 2019-01-21 2024-06-04 浙江舜宇光学有限公司 成像镜头
CN111736309B (zh) * 2020-07-27 2020-11-10 常州市瑞泰光电有限公司 摄像光学镜头
CN112748547B (zh) * 2021-02-02 2022-05-03 浙江舜宇光学有限公司 光学成像透镜组

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023224415A1 (ko) 2023-11-23
TW202409631A (zh) 2024-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11733490B2 (en) Optical system
US20240027732A1 (en) Optical system and camera module including same
KR20220019487A (ko) 광학계
KR20230161278A (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
US20240094509A1 (en) Optical system
US20230280568A1 (en) Optical system
US20240045178A1 (en) Optical system and camera module including same
KR20230158177A (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR20230091508A (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR20230161279A (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR20230172309A (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR20230087307A (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR20230068904A (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR20230162391A (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR20230120938A (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR20230088088A (ko) 광학계 및 카메라 모듈
KR20230105259A (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR20240033721A (ko) 광학계 및 카메라 모듈
KR20230162392A (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR20230068887A (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR20230068906A (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR20230088108A (ko) 광학계 및 카메라 모듈
KR20230105256A (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR20230088072A (ko) 광학계 및 카메라 모듈
KR20230162390A (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈