KR20240028846A - Optical system and camera module - Google Patents
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Abstract
발명의 실시예에 개시된 광학계는 물체 측에서 센서 측을 향해 광축을 따라 정렬된 제1 렌즈 내지 제7 렌즈를 포함하며, 상기 제1 렌즈의 굴절력은 음이고, 상기 제2 내지 제7 렌즈의 합성 굴절력은 양이고, 상기 제7 렌즈의 굴절력은 음이며, 상기 제1 렌즈는 최대 중심 두께를 갖는 구면 렌즈이며, 상기 제1 렌즈의 중심 두께는 상기 제5 렌즈의 물체측 면의 중심에서 상기 제6 렌즈의 센서측 면의 중심까지의 광축 거리보다 클 수 있다.The optical system disclosed in the embodiment of the invention includes first to seventh lenses aligned along the optical axis from the object side to the sensor side, the refractive power of the first lens is negative, and the synthesis of the second to seventh lenses. The refractive power is positive, the refractive power of the seventh lens is negative, the first lens is a spherical lens with a maximum central thickness, and the central thickness of the first lens is the second lens at the center of the object-side surface of the fifth lens. 6 It can be larger than the optical axis distance to the center of the sensor side of the lens.
Description
실시예는 향상된 광학 성능을 위한 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 대한 것이다.The embodiment relates to an optical system for improved optical performance and a camera module including the same.
ADAS(Advanced Driving Assistance System)란 운전자를 운전을 보조하기 위한 첨단 운전자 보조 시스템으로서, 전방의 상황을 센싱하고, 센싱된 결과에 기초하여 상황을 판단하고, 상황 판단에 기초하여 차량의 거동을 제어하는 것으로 구성된다. 예를 들어, ADAS 센서 장치는 전방의 차량을 감지하고, 차선을 인식한다. 이후 목표 차 선이나 목표 속도 및 전방의 타겟이 판단되면, 차량의 ESC(Electrical Stability Control), EMS(Engine Management System), MDPS(Motor Driven Power Steering) 등이 제어된다. 대표적으로, ADAS는 자동 주차 시스템, 저속 시내 주행 보조 시스템, 사각 지대 경고 시스템 등으로 구현될 수 있다.ADAS (Advanced Driving Assistance System) is an advanced driver assistance system to assist the driver in driving. It senses the situation ahead, judges the situation based on the sensed results, and controls the vehicle's behavior based on the situation judgment. It consists of For example, ADAS sensor devices detect vehicles in front and recognize lanes. Afterwards, when the target lane, target speed, and target ahead are determined, the vehicle's ESC (Electrical Stability Control), EMS (Engine Management System), and MDPS (Motor Driven Power Steering) are controlled. Typically, ADAS can be implemented as an automatic parking system, a low-speed city driving assistance system, and a blind spot warning system.
ADAS에서 전방의 상황을 감지하기 위한 센서 장치는 GPS 센서, 레이저 스캐너, 전방 레이더, Lidar 등이 있으며, 가장 대표적인 것은 차량의 전방, 후방 및 측방을 촬영하기 위한 카메라이다. Sensor devices for detecting the situation ahead in ADAS include GPS sensors, laser scanners, front radar, and Lidar, and the most representative ones are cameras for photographing the front, rear, and sides of the vehicle.
이러한 카메라는 차량의 외부 또는 내부에 배치되어 상기 차량의 주변 상황을 감지할 수 있다. 또한, 상기 카메라는 차량의 내부에 배치되어 운전자 및 동승자의 상황을 감지할 수 있다. 예를 들어, 상기 카메라는 운전자와 인접한 위치에서 상기 운전자를 촬영할 수 있고, 운전자의 건강 상태, 졸음 여부, 음주 여부 등을 감지할 수 있다. 또한, 상기 카메라는 동승자와 인접한 위치에서 상기 동승자를 촬영하며 동승자의 수면 여부, 건강 상태 등을 감지할 수 있고, 운전자에게 동승자에 대한 정보를 제공할 수 있다.These cameras can be placed outside or inside a vehicle to detect the surrounding conditions of the vehicle. Additionally, the camera may be placed inside the vehicle to detect the situation of the driver and passengers. For example, the camera can photograph the driver from a location adjacent to the driver and detect the driver's health status, drowsiness, drinking, etc. In addition, the camera can photograph the passenger at a location adjacent to the passenger, detect whether the passenger is sleeping, state of health, etc., and provide information about the passenger to the driver.
특히, 카메라에서 상(image)을 얻기 위해 가장 중요한 요소는 상(image)을 결상하는 촬상 렌즈이다. 최근 고화질, 고해상도 등 고성능에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이를 구현하기 위해 복수의 렌즈를 포함하는 광학계에 대한 연구가 진행되고 있다. 그러나, 상기 카메라가 차량의 외부 또는 내부에서 가혹한 환경, 예컨대 고온, 저온, 수분, 고습 등에 노출될 경우 광학계의 특성이 변화하는 문제가 있다. 이 경우, 상기 카메라는 우수한 광학적 특성, 수차 특성을 균일하게 도출하기 어려운 문제점이 있다.In particular, the most important element in obtaining an image from a camera is the imaging lens that forms the image. Recently, interest in high performance such as high image quality and high resolution has been increasing, and research is being conducted on optical systems that include multiple lenses to realize this. However, there is a problem that the characteristics of the optical system change when the camera is exposed to harsh environments, such as high temperature, low temperature, moisture, high humidity, etc., outside or inside the vehicle. In this case, the camera has a problem in that it is difficult to uniformly derive excellent optical and aberration characteristics.
따라서, 상술한 문제를 해결할 수 있는 새로운 광학계 및 카메라가 요구된다.Therefore, a new optical system and camera that can solve the above-mentioned problems are required.
실시예는 광학 특성이 향상된 광학계 및 카메라 모듈을 제공하고자 한다.The embodiment seeks to provide an optical system and camera module with improved optical characteristics.
실시예는 저온 내지 고온의 환경에서 우수한 광학 성능을 가지는 광학계 및 카메라 모듈을 제공하고자 한다.The embodiment seeks to provide an optical system and a camera module with excellent optical performance in low to high temperature environments.
실시예는 다양한 온도 범위에서 광학적 특성이 변화하는 것을 방지 또는 최소화할 수 있는 광학계 및 카메라 모듈을 제공하고자 한다.Embodiments seek to provide an optical system and a camera module that can prevent or minimize changes in optical properties in various temperature ranges.
발명의 실시예에 따른 광학계는 물체 측에서 센서 측을 향해 광축을 따라 정렬된 제1 렌즈 내지 제7 렌즈를 포함하며, 상기 제1 렌즈의 굴절력은 음이고, 상기 제2 내지 제7 렌즈의 합성 굴절력은 양이고, 상기 제7 렌즈의 굴절력은 음이며, 상기 제1 렌즈는 최대 중심 두께를 갖는 구면 렌즈이며, 상기 제1 렌즈의 중심 두께는 상기 제5 렌즈의 물체측 면의 중심에서 상기 제6 렌즈의 센서측 면의 중심까지의 광축 거리보다 클 수 있다.The optical system according to an embodiment of the invention includes first to seventh lenses aligned along the optical axis from the object side to the sensor side, the refractive power of the first lens is negative, and the composite of the second to seventh lenses The refractive power is positive, the refractive power of the seventh lens is negative, the first lens is a spherical lens with a maximum central thickness, and the central thickness of the first lens is the second lens at the center of the object-side surface of the fifth lens. 6 It can be larger than the optical axis distance to the center of the sensor side of the lens.
발명의 실시 예에 의하면, i번째 렌즈와 i+1렌즈 사이의 중심 간격은 CGi이고, i번째 렌즈의 중심 두께는 CTi이며, CTi/CGi의 값은 i가 1일 때 최대일 수 있다.According to an embodiment of the invention, the center spacing between the i-th lens and the i+1 lens is CGi, the center thickness of the i-th lens is CTi, and the value of CTi/CGi may be maximum when i is 1.
발명의 실시 예에 의하면, CTi/CGi의 값은 i가 3일 때 최소일 수 있다.According to an embodiment of the invention, the value of CTi/CGi may be minimum when i is 3.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 렌즈의 유효경은 CA1이고, 상기 제2 렌즈의 유효경은 CA2이고, 상기 제3 렌즈의 유효경은 CA3이며, 상기 제4 렌즈의 유효경은 CA4이며, 수학식: CA1 < CA2 < CA3 < CA4를 만족할 수 있다. According to an embodiment of the invention, the effective diameter of the first lens is CA1, the effective diameter of the second lens is CA2, the effective diameter of the third lens is CA3, the effective diameter of the fourth lens is CA4, and the equation: CA1 < CA2 < CA3 < CA4 can be satisfied.
발명의 실시 예에 의하면, 이미지 센서의 중심에서 대각 끝단까지의 길이는 ImgH이며, 상기 제5 렌즈의 유효경은 CA5이고, 상기 제6 렌즈의 유효경은 CA6이고, 상기 제7 렌즈의 유효경은 CA7이며, 수학식: CA4 > CA5 > CA6 > (2*Imgh) > CA7를 만족할 수 있다.According to an embodiment of the invention, the length from the center of the image sensor to the diagonal end is ImgH, the effective diameter of the fifth lens is CA5, the effective diameter of the sixth lens is CA6, and the effective diameter of the seventh lens is CA7. , the equation: CA4 > CA5 > CA6 > (2*Imgh) > CA7 can be satisfied.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제5 렌즈의 센서측 면과 상기 제6 렌즈의 물체측 면은 서로 접착될 수 있다. According to an embodiment of the invention, the sensor side surface of the fifth lens and the object side surface of the sixth lens may be adhered to each other.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈 사이의 둘레에 배치된 조리개를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the invention, it may include an aperture disposed around the circumference between the first lens and the second lens.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제3 렌즈의 물체측 면과 센서측 면은 광축에서 비구면이며, 상기 제7 렌즈의 물체측 면과 센서측 면은 광축에서 비구면일 수 있다.According to an embodiment of the invention, the object-side surface and the sensor-side surface of the third lens may be aspherical on the optical axis, and the object-side surface and sensor-side surface of the seventh lens may be aspherical on the optical axis.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 내지 제7 렌즈는 유리 재질이며, 광축에서 물체측 면과 센서측 면이 구면인 렌즈의 매수는 물체측 면과 센서측 면이 비구면인 렌즈의 매수보다 2배 이상일 수 있다.According to an embodiment of the invention, the first to seventh lenses are made of glass, and the number of lenses whose object-side surface and sensor-side surface are spherical on the optical axis is 2 times greater than the number of lenses whose object-side surface and sensor-side surface are aspherical. It could be more than twice that.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 렌즈의 중심 두께는 CT1이고, 상기 제1 렌즈의 물체측 면의 중심부터 이미지 센서의 표면까지의 광축 거리는 TTL이며, 수학식: 0.18 ≤CT1/TTL≤0.3을 만족할 수 있다. According to an embodiment of the invention, the center thickness of the first lens is CT1, the optical axis distance from the center of the object side surface of the first lens to the surface of the image sensor is TTL, and the equation: 0.18 ≤ CT1/TTL ≤ 0.3 can be satisfied.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 내지 제7 렌즈의 중심 두께 중 최대는 Max_CT이고, 상기 제1 내지 제7 렌즈 사이의 중심 간격 중 최대는 Max_CG이고, 수학식: 1 < Max_CT/Max_CG < 2를 만족할 수 있다. According to an embodiment of the invention, the maximum of the center thicknesses of the first to seventh lenses is Max_CT, the maximum of the center spacings between the first to seventh lenses is Max_CG, and the equation: 1 < Max_CT/Max_CG < 2 can be satisfied.
발명의 실시 예에 따른 광학계는 물체 측에서 센서 측을 향해 광축을 따라 정렬된 제1 렌즈 내지 제7 렌즈; 및 상기 제1 렌즈와 상기 제3 렌즈 중 어느 두 렌즈 사이에 배치된 조리개를 포함하며, 상기 제1 렌즈의 굴절력은 음이고, 상기 제7 렌즈는 물체측 면과 센서측 면이 비구면이며, 상기 제4 내지 제7 렌즈의 합성 굴절력은 양이며, 상기 제6 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효경 차이는 상기 제1 내지 제4 렌즈들 각각의 물체측 면과 센서측 면의 유효경 차이보다 클 수 있다.An optical system according to an embodiment of the invention includes first to seventh lenses aligned along an optical axis from the object side toward the sensor side; and an aperture disposed between any two of the first lens and the third lens, wherein the first lens has negative refractive power, and the object-side surface and the sensor-side surface of the seventh lens are aspherical, and The composite refractive power of the fourth to seventh lenses is positive, and the difference in effective diameter between the object-side surface and the sensor-side surface of the sixth lens is greater than the effective diameter difference between the object-side surface and the sensor-side surface of each of the first to fourth lenses. It can be big.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 렌즈는 광축에서 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며, 상기 제1 렌즈의 중심 두께는 상기 제2 내지 제7 렌즈 중에서 인접한 두 렌즈의 중심 두께의 합보다 클 수 있다. According to an embodiment of the invention, the first lens has a meniscus shape convex from the optical axis toward the sensor, and the central thickness of the first lens is greater than the sum of the central thicknesses of two adjacent lenses among the second to seventh lenses. You can.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 내지 제7 렌즈 중에서 최대 유효경을 갖는 렌즈는 광축에서 물체측 면과 센서측 면이 비구면인 렌즈와 인접한 두 렌즈가 접합된 접합 렌즈 사이에 배치될 수 있다. According to an embodiment of the invention, the lens having the maximum effective diameter among the first to seventh lenses may be disposed between a lens whose object-side surface and sensor-side surface are aspherical on the optical axis and a bonded lens in which two adjacent lenses are joined.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제3 렌즈는 비구면 렌즈이며, 상기 제5,6 렌즈는 접합 렌즈일 수 있다.According to an embodiment of the invention, the third lens may be an aspherical lens, and the fifth and sixth lenses may be bonded lenses.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 내지 제7 렌즈는 유리 재질이며, 상기 조리개는 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈 사이의 둘레에 배치되며, 상기 제1 내지 제3 렌즈 중 어느 하나는 광축에서 비구면 렌즈일 수 있다.According to an embodiment of the invention, the first to seventh lenses are made of glass, the aperture is disposed around the circumference between the first lens and the second lens, and any one of the first to third lenses is an optical axis. It may be an aspherical lens.
발명의 실시 예에 의하면, 광축에서 물체측 면과 센서측 면이 구면인 렌즈의 매수는 물체측 면과 센서측 면이 비구면인 렌즈 매수보다 2배 이상이며, 이미지 센서의 대각 길이보다 작은 유효경을 갖는 렌즈 매수는 2매 이하일 수 있다.According to an embodiment of the invention, the number of lenses whose object-side surface and sensor-side surface are spherical on the optical axis is more than twice the number of lenses whose object-side surface and sensor-side surface are aspherical, and the effective diameter is smaller than the diagonal length of the image sensor. The number of lenses may be 2 or less.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제5,6 렌즈는 서로 반대의 굴절력을 갖고 접합된 렌즈이며,According to an embodiment of the invention, the fifth and sixth lenses are lenses joined with opposite refractive powers,
상기 제5,6 렌즈의 합성 초점 거리는 양의 값을 가질 수 있다.The composite focal length of the fifth and sixth lenses may have a positive value.
발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈은 이미지 센서; 물체 측에서 센서 측을 향해 광축을 따라 정렬된 제1 내지 제7 렌즈; 상기 제1 내지 제7 렌즈 중 구면 렌즈들 사이에 배치된 조리개: 상기 제7 렌즈와 상기 이미지 센서 사이에 광학 필터를 포함하며, 상기 제1 렌즈는 광축에서 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며, 상기 제1 및 제7 렌즈는 음의 굴절력을 가지며, 상기 제2 내지 제7 렌즈의 합성 굴절력은 양이며, 상기 제1 내지 제4 렌즈 중 어느 하나는 비구면 렌즈이며, 상기 비구면 렌즈는 광축에서 양면이 볼록한 형상을 갖는 렌즈들 사이에 배치될 수 있다. A camera module according to an embodiment of the invention includes an image sensor; first to seventh lenses aligned along the optical axis from the object side toward the sensor side; An aperture disposed between spherical lenses among the first to seventh lenses: comprising an optical filter between the seventh lens and the image sensor, wherein the first lens has a meniscus shape convex from the optical axis toward the sensor, The first and seventh lenses have negative refractive power, the combined refractive power of the second to seventh lenses is positive, one of the first to fourth lenses is an aspherical lens, and the aspherical lens has two sides on the optical axis. It can be placed between lenses having a convex shape.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제3 렌즈는 비구면 렌즈이며, 광축에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며, 상기 제2, 4렌즈는 광축에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다.According to an embodiment of the invention, the third lens is an aspherical lens and has a meniscus shape convex from the optical axis toward the object, and the second and fourth lenses may have a shape where both sides are convex at the optical axis.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제5 내지 제7 렌즈 중 서로 반대의 굴절력을 갖는 두 렌즈가 접합된 접합렌즈를 포함하며, 상기 접합렌즈는 광축에서 양면이 볼록한 렌즈와, 광축에서 양면이 오목한 렌즈를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the invention, it includes a bonded lens in which two lenses having opposite refractive powers among the fifth to seventh lenses are bonded, and the bonded lens includes a lens that is biconvex on the optical axis and a lens that is biconcave on the optical axis. may include.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 접합 렌즈는 상기 제4 렌즈와 상기 제7 렌즈 사이에 배치된 제5,6 렌즈가 접합된 렌즈이며, 상기 제7 렌즈는 비구면 렌즈일 수 있다.According to an embodiment of the invention, the bonded lens is a lens in which the fifth and sixth lenses disposed between the fourth lens and the seventh lens are bonded, and the seventh lens may be an aspherical lens.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 렌즈의 중심 두께는 상기 접합 렌즈의 중심 두께보다 두껍고, 상기 제3,4 렌즈 사이의 중심 간격은 상기 제1 내지 제7 렌즈 사이의 중심 간격 중 최대이며 상기 접합 렌즈의 중심 두께의 84% 내지 95% 범위일 수 있다.According to an embodiment of the invention, the center thickness of the first lens is thicker than the center thickness of the bonded lens, and the center spacing between the third and fourth lenses is the maximum among the center spacings between the first to seventh lenses. It may range from 84% to 95% of the central thickness of the bonded lens.
발명의 실시 예에 의하면, 물체측 면과 센서측 면이 구면인 렌즈의 매수는 물체측 면과 센서측 면이 비구면인 렌즈 매수보다 2배 이상이며, 상기 제1 렌즈의 물체측 면의 중심에서 이미지 센서의 표면까지의 거리는 TTL이며, 상기 이미지 센서의 대각 길이의 1/2은 ImgH이며, 렌즈들의 물체측 면과 센서측 면 중 최대 유효경은 CA_Max이며, 수학식: 2 < TTL / ImgH < 15 및 1 < CA_Max / (2*ImgH) < 3을 만족할 수 있다.According to an embodiment of the invention, the number of lenses whose object-side surface and sensor-side surface are spherical is more than twice the number of lenses whose object-side surface and sensor-side surface are aspherical, and at the center of the object-side surface of the first lens. The distance to the surface of the image sensor is TTL, 1/2 of the diagonal length of the image sensor is ImgH, and the maximum effective diameter between the object side and sensor side of the lenses is CA_Max, equation: 2 < TTL / ImgH < 15 and 1 < CA_Max / (2*ImgH) < 3.
실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 광학계에서 복수의 렌즈들은 설정된 두께, 굴절력 및 인접한 렌즈와의 간격을 가질 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 설정된 화각 범위에서 향상된 MTF 특성, 수차 제어 특성, 해상도 특성 등을 가질 수 있고, 화각의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.The optical system and camera module according to the embodiment may have improved optical characteristics. In detail, in the optical system according to the embodiment, a plurality of lenses may have a set thickness, refractive power, and distance from adjacent lenses. Accordingly, the optical system and camera module according to the embodiment can have improved MTF characteristics, aberration control characteristics, resolution characteristics, etc. in a set angle of view range, and can have good optical performance in the periphery of the angle of view.
또한, 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 저온(약 -20℃ 내지 -40℃) 내지 고온(85℃ 내지 105℃)의 온도 범위에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 광학계에 포함된 복수의 렌즈들은 설정된 재질, 굴절력, 및 굴절률을 가질 수 있다. 이에 따라, 온도 변화에 따른 굴절률 변화로 각 렌즈의 초점 거리가 변화할 경우에도 렌즈들은 상호 보상할 수 있다. 즉, 상기 광학계는 저온 내지 고온의 온도 범위에서 굴절력에 대한 배분을 효과적으로 수행할 수 있고, 저온 내지 고온의 온도 범위에서 광학 특성이 변화하는 것을 방지 또는 최소화할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 다양한 온도 범위에서 향상된 광학 특성을 유지할 수 있다.Additionally, the optical system and camera module according to the embodiment may have good optical performance in a temperature range from low temperature (about -20°C to -40°C) to high temperature (85°C to 105°C). In detail, a plurality of lenses included in the optical system may have set materials, refractive powers, and refractive indices. Accordingly, even when the focal length of each lens changes due to a change in refractive index due to a change in temperature, the lenses can compensate for each other. That is, the optical system can effectively distribute refractive power in a temperature range from low to high temperatures, and prevent or minimize changes in optical properties in the temperature range from low to high temperatures. Therefore, the optical system and camera module according to the embodiment can maintain improved optical properties in various temperature ranges.
또한, 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 비구면 렌즈와 구면 렌즈의 혼합을 통해 설정된 화각을 만족하며 우수한 광학 특성을 구현할 수 있다. 이로 인해 상기 광학계는 보다 슬림한 차량용 카메라 모듈을 제공할 있다. 따라서, 상기 광학계 및 카메라 모듈은 다양한 어플리케이션 및 장치 등에 제공될 수 있고, 가혹한 온도 환경, 예를 들어 차량의 외부에 노출되거나 또는 여름철 고온의 차량 내부에서도 우수한 광학 특성을 가질 수 있다.Additionally, the optical system and camera module according to the embodiment can satisfy the angle of view set through a combination of an aspherical lens and a spherical lens and implement excellent optical characteristics. Because of this, the optical system can provide a slimmer vehicle camera module. Accordingly, the optical system and camera module can be provided for various applications and devices, and can have excellent optical properties even in harsh temperature environments, for example, when exposed to the exterior of a vehicle or inside a vehicle at high temperatures in the summer.
발명은 차량 내에 배치된 ADAS용 광학계 및 카메라 모듈의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.The invention can improve the reliability of ADAS optical systems and camera modules deployed in vehicles.
도 1은 실시예에 따른 광학계 및 이를 갖는 카메라 모듈의 측 단면도이다.
도 2는 도 1의 따른 n번째 및 n-1번째 렌즈의 관계를 설명하기 위한 측 단면도이다.
도 3은 도 1의 광학계의 렌즈 특성을 나타낸 표이다.
도 4는 도 1의 광학계에서 렌즈들의 비구면 계수를 나타낸 표이다.
도 5는 도 1의 광학계의 각 렌즈의 두께 및 인접한 렌즈 간의 간격을 나타낸 표이다.
도 6은 도 1의 광학계에서 이미지 센서의 위치에 따른 상온, 저온 및 고온에서의 CRA(Chief Ray Angle) 데이터를 나타낸 표이다.
도 7은 도 1의 광학계의 상온에서의 회절 MTF(Modulation Transfer Function)에 대한 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 8은 도 1의 광학계의 저온에서의 회절 MTF에 대한 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 9는 도 1의 광학계의 고온에서의 회절 MTF에 대한 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 10은 도 1의 광학계의 상온에서의 수차 특성에 대한 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 11은 도 1의 광학계의 저온에서의 수차 특성에 대한 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 12는 도 1의 광학계의 고온에서의 수차 특성에 대한 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 13은 실시 예에 따른 이미지 센서의 높이에 따른 상대 조도를 나타낸 그래프이다.
도 14는 발명의 실시 예에 따른 광학계를 갖는 차량의 예이다.1 is a side cross-sectional view of an optical system and a camera module having the same according to an embodiment.
FIG. 2 is a side cross-sectional view for explaining the relationship between the nth and n-1th lenses of FIG. 1.
Figure 3 is a table showing the lens characteristics of the optical system of Figure 1.
FIG. 4 is a table showing the aspheric coefficients of lenses in the optical system of FIG. 1.
Figure 5 is a table showing the thickness of each lens and the spacing between adjacent lenses in the optical system of Figure 1.
FIG. 6 is a table showing CRA (Chief Ray Angle) data at room temperature, low temperature, and high temperature according to the position of the image sensor in the optical system of FIG. 1.
FIG. 7 is a graph showing data on the diffraction MTF (Modulation Transfer Function) of the optical system of FIG. 1 at room temperature.
FIG. 8 is a graph showing data on the diffraction MTF of the optical system of FIG. 1 at low temperature.
FIG. 9 is a graph showing data on the diffraction MTF of the optical system of FIG. 1 at high temperature.
FIG. 10 is a graph showing data on aberration characteristics of the optical system of FIG. 1 at room temperature.
FIG. 11 is a graph showing data on aberration characteristics of the optical system of FIG. 1 at low temperature.
FIG. 12 is a graph showing data on aberration characteristics of the optical system of FIG. 1 at high temperature.
Figure 13 is a graph showing relative illuminance according to the height of the image sensor according to an embodiment.
Figure 14 is an example of a vehicle having an optical system according to an embodiment of the invention.
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.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The technical idea of the present invention is not limited to some of the described embodiments, but can be implemented in various different forms, and one or more of the components between the embodiments can be selectively combined as long as it is within the scope of the technical idea of the present invention. , can be used as a replacement. In addition, terms (including technical and scientific terms) used in the embodiments of the present invention, unless explicitly specifically defined and described, are generally understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. It can be interpreted as meaning, and the meaning of commonly used terms, such as terms defined in a dictionary, can be interpreted by considering the contextual meaning of the related technology.
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.The terms used in the embodiments of the present invention are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular may also include the plural unless specifically stated in the phrase, and when described as "at least one (or more than one) of A and B and C", it is combined with A, B, and C. It can contain one or more of all possible combinations. Additionally, when describing the components of an embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and are not limited to the essence, sequence, or order of the component. And, when a component is described as being 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled or connected to the other component, but also is connected to the other component. It may also include cases where other components are 'connected', 'coupled', or 'connected' by another component between them. Additionally, when described as being formed or disposed "above" or "below" each component, "above" or "below" refers not only to cases where two components are in direct contact with each other, but also to one This also includes cases where another component described above is formed or placed between two components. In addition, when expressed as "top (above) or bottom (bottom)", it can include not only the upward direction but also the downward direction based on one component.
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 광축 간격은 광축에서의 값(단위, mm)을 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. 이하, 광축이라는 의미는 각 렌즈의 중심이거나 광축 근처의 매우 좁은 영역을 포함할 수 있다.In the description of the invention, "object side" may refer to the side of the lens facing the object side based on the optical axis (OA), and "sensor side" may refer to the side of the lens facing the imaging surface (image sensor) based on the optical axis. It can refer to the surface of the lens. That one side of the lens is convex may mean a convex shape in the optical axis or paraxial region, and that one side of the lens is concave may mean a concave shape in the optical axis or paraxial region. The radius of curvature, center thickness, and optical axis spacing between lenses listed in the table for lens data may refer to values (unit, mm) at the optical axis. The vertical direction may mean a direction perpendicular to the optical axis, and the end of the lens or lens surface may mean the end of the effective area of the lens through which incident light passes. The size of the effective diameter of the lens surface may have a measurement error of up to ±0.4 mm depending on the measurement method. The paraxial area refers to a very narrow area near the optical axis, and is an area where the distance at which light rays fall from the optical axis (OA) is almost zero. Hereinafter, the meaning of optical axis may include the center of each lens or a very narrow area near the optical axis.
도 1과 같이, 발명의 실시예에 따른 광학계(1000)는 복수의 렌즈군(LG1,LG2)을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 복수의 렌즈 군(LG1,LG2) 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(LG1) 및 제2 렌즈군(LG2)을 포함할 수 있다. As shown in FIG. 1, the
상기 제1 렌즈군(LG1) 및 제2 렌즈군(LG2) 각각의 렌즈 매수는 서로 다를 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 렌즈 매수는 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 렌즈 매수보다 더 많을 수 있으며, 예컨대 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 렌즈 매수의 4배 초과 또는 5배 초과일 수 있다. The number of lenses in each of the first lens group (LG1) and the second lens group (LG2) may be different. The number of lenses of the second lens group (LG2) may be greater than the number of lenses of the first lens group (LG1), for example, 4 times or 5 times the number of lenses of the first lens group (LG1). You can.
상기 제1 렌즈군(LG1)은 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제1 렌즈군(LG1)은 2매 이하의 렌즈를 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈 군(LG1)은 바람직하게, 1매의 렌즈일 수 있다. 상기 제2 렌즈군(LG2)은 2매 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈군(LG2)은 5매 이상일 수 있으며, 바람직하게, 6매의 렌즈일 수 있다. 상기 광학계(1000)는 n개의 렌즈를 포함할 수 있으며, n 번째 렌즈는 마지막 렌즈이며, n-1번째 렌즈는 마지막 렌즈에 가장 인접한 렌즈일 수 있다. 상기 n은 5 이상의 정수이며, 예컨대 5 내지 8일 수 있다. The first lens group LG1 may include at least one lens. The first lens group LG1 may have two or less lenses. The first lens group LG1 may preferably include one lens. The second lens group LG2 may include two or more lenses. The second lens group LG2 may have 5 or more lenses, and preferably may have 6 lenses. The
상기 제1 렌즈군(LG1)은 적어도 하나의 유리 재질의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제1 렌즈군(LG1)은 물체측에 가장 인접한 렌즈를 유리 재질의 렌즈로 제공할 수 있다. 이러한 유리 재질은 외부 온도 변화에 따른 팽창과 수축 변화량이 적고, 표면이 잘 긁히지 않아 표면 손상을 방지할 수 있다.The first lens group LG1 may include at least one lens made of glass. The first lens group LG1 may provide the lens closest to the object side as a glass lens. This glass material has a small amount of expansion and contraction due to changes in external temperature, and its surface is less likely to be scratched, preventing surface damage.
상기 제2 렌즈군(LG2)의 렌즈 재질은 유리 재질의 렌즈들을 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈군(LG2)은 5매 이상의 유리 재질의 렌즈를 포함할 수 있으며, 예컨대 5매 내지 8매의 유리 재질의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 렌즈군(LG1,LG2)의 렌즈들은 모두 유리 재질일 수 있으며, 상기 유리 재질들의 렌즈들은 온도 변화에 따른 팽창과 수축 량이 플라스틱 재질보다 작고, 열 보상을 통해 광학 특성의 저하를 방지할 수 있다. 다른 예로서, 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 렌즈들 중 이미지 센서(300)에 가장 인접한 1매 또는 2매의 렌즈는 플라스틱 재질이거나, 비구면의 렌즈로 제공될 수 있다.The lens material of the second lens group LG2 may include lenses made of glass. The second lens group LG2 may include five or more lenses made of glass, for example, 5 to 8 lenses made of glass. The lenses of the first and second lens groups (LG1, LG2) may all be made of glass, and the amount of expansion and contraction of the lenses made of glass according to temperature changes is smaller than that of plastic materials, and the optical properties deteriorate through thermal compensation. can be prevented. As another example, among the lenses of the second lens group LG2, one or two lenses closest to the
상기 제1 렌즈 군(LG1)의 렌즈는 구면 렌즈일 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 렌즈들은 적어도 하나의 비구면 렌즈와 둘 이상의 구면 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 비구면 렌즈는 물체측 면과 센서측 면이 비구면인 렌즈이며, 구면 렌즈는 물체측 면과 센서측 면이 구면인 렌즈이다. 상기 제2 렌즈군(LG2)에서 구면 렌즈의 매수는 비구면 렌즈의 매수보다 2배 이상일 수 있다. 상기 비구면 렌즈들은 광학계(1000) 내에서 구면 수차를 방지할 수 있으며, 유효경을 증가하더라도 수차가 발생되지 않으므로 카메라 모듈의 소형화 및 경량화가 가능할 수 있다.The lenses of the first lens group LG1 may be spherical lenses. The lenses of the second lens group LG2 may include at least one aspherical lens and two or more spherical lenses. The aspherical lens is a lens in which the object-side surface and the sensor-side surface are aspherical, and the spherical lens is a lens in which the object-side surface and the sensor-side surface are spherical. In the second lens group LG2, the number of spherical lenses may be more than twice the number of aspherical lenses. The aspherical lenses can prevent spherical aberration within the
상기 비구면 렌즈는 글라스 몰드 재질일 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 렌즈는 적어도 하나의 비몰드 재질과 적어도 하나의 몰드 재질을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 제2 렌즈 군(LG2)에서 글라스 비몰드 재질의 렌즈는 글라스 몰드 재질의 렌즈보다 2배 이상 많을 수 있다. 상기 비몰드 재질과 몰드 재질은 모두 유리 재질일 수 있으며, 비몰드 렌즈는 사출 성형하지 않고 미세하게 가공한 렌즈이며, 몰드 렌즈는 사출 성형된 렌즈이다. The aspherical lens may be made of a glass mold material. The lenses of the second lens group LG2 may include at least one non-mold material and at least one mold material. For example, in the second lens group LG2, the number of lenses made of glass non-mold material may be more than twice that of the lenses made of glass mold material. Both the non-mold material and the mold material may be glass materials. The non-mold lens is a finely processed lens without injection molding, and the mold lens is an injection molded lens.
상기 광학계(1000)는 유리 재질의 렌즈들로 배치되고, 상기 유리 재질의 렌즈들이 온도 변화에 따른 수축과 팽창의 변화율이 플라스틱 재질보다 작으므로, 상기 렌즈 배럴 내에서 열 보상이 가능하며, 온도 변화에 따른 광학 특성의 저하를 억제할 수 있다. 또한 유리 재질의 렌즈들은 적어도 2매 이상의 비구면 렌즈를 포함하므로, 각종 수차 발생을 억제할 수 있다.The
상기 광학계(1000)의 렌즈들 중에서 최대 아베수(Abbe's number)를 갖는 렌즈는 제2 렌즈군(LG2)에 위치할 수 있으며, 최대 굴절률을 갖는 렌즈는 제1 렌즈군(LG1) 또는 제2 렌즈군(LG2)에 위치할 수 있다. 상기 최대 아베수는 55 이상이며, 최대 굴절률은 1.70 이상일 수 있다. 상기 최대 아베수를 갖는 렌즈에 의해 색 분산을 감소시켜 줄 수 있고, 최대 굴절률을 갖는 렌즈는 입사되는 광의 색 분산을 증가시켜 줄 수 있다. Among the lenses of the
상기 광학계(1000) 내에서 최대 유효경을 갖는 렌즈는 물체측에 가장 가까운 비구면 렌즈의 센서 측에 배치된 렌즈일 수 있다. 여기서, 물체측 비구면 렌즈는 비구면 렌즈가 2개 이상인 경우, 어느 하나는 물체측에 위치하고, 어느 하나는 센서측에 가장 가깝게 위치할 수 있다. 바람직하게, 상기 최대 유효경을 갖는 렌즈는 유리 재질의 렌즈일 수 있으며, 예컨대 유리 재질의 구면 렌즈일 수 있다. 상기 각 렌즈의 유효경은 각 렌즈에서 유효한 광들이 입사되는 유효 영역의 직경일 수 있으며, 물체측 면의 유효경과 센서측 면의 유효경의 평균이다. 발명의 실시 예는 광학계(1000) 내에 비구면 렌즈를 더 혼합해 줌으로써, 카메라 모듈의 무게를 줄여줄 수 있고, 제조 원가를 보다 저렴하게 제공할 수 있고, 온도 변화에 따른 광학 특성의 저하를 억제할 수 있다. The lens having the maximum effective diameter within the
상기 렌즈들 각각은 유효 영역 및 비유효 영역을 포함할 수 있다. 상기 유효 영역은 상기 렌즈들 각각에 입사된 광이 통과하는 영역일 수 있다. 즉, 상기 유효 영역은 입사된 광이 굴절되어 광학 특성을 구현하는 유효한 영역 또는 유효경으로 정의될 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 유효 영역의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 복수의 렌즈들에서 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 렌즈 배럴(미도시) 등에 고정되는 영역일 수 있다.Each of the lenses may include an effective area and an unactive area. The effective area may be an area through which light incident on each of the lenses passes. That is, the effective area may be defined as an effective area or effective diameter in which the incident light is refracted to realize optical characteristics. The non-effective area may be arranged around the effective area. The non-effective area may be an area where effective light does not enter the plurality of lenses. That is, the non-effective area may be an area unrelated to the optical characteristics. Additionally, the end of the non-effective area may be an area fixed to a lens barrel (not shown) that accommodates the lens.
상기 광학계(1000) 내에서 TTL(Total top length)는 ImgH 보다 4배 초과 예컨대, 4배 초과 및 15배 미만일 수 있다. 바람직하게, 4 < TTL/ImgH < 10의 조건을 만족할 수 있다. 상기 TTL(Total track length )은 상기 첫 번째 렌즈의 물체측 면의 중심으로부터 이미지 센서(300)의 표면까지의 광축(OA)에서의 거리이다. 상기 ImgH는 광축(OA)에서 상기 이미지 센서(300)의 대각선 끝단까지의 거리 또는 최대 대각 길이의 1/2이다. 상기 광학계(1000) 내에서 유효 초점 거리(EFL)는 10 mm 이상 및 대각 방향의 화각(FOV)은 45도 미만으로 제공하여, 차량용 카메라 모듈에서 표준 광학계로 제공할 수 있다. 예컨대, 실시 예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 차량 실내 또는 실외에 구비되는 ADAS(Advanced Driving Assistance System)용 카메라 모듈에 적용될 수 있다.The total top length (TTL) within the
상기 광학계(1000)는 TTL/(2*ImgH)의 값이 2 초과일 수 있으며, 예컨대 2 초과 7.5 미만이거나 2 < TTL/(2*ImgH) < 5의 조건을 가질 수 있다. 상기 광학계(1000)가 TTL/(2*ImgH)의 값이 2 초과로 설정해 줌으로써, 차량용 렌즈 광학계를 제공할 수 있다. 상기 제1,2렌즈 군(LG1,LG2)의 총 렌즈 매수는 8매 이하이다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 결상되는 이미지에 대해 과장이나 왜곡이 없는 화상을 제공할 수 있다.The
상기 이미지 센서(300)의 길이는 상기 광축(OA)에 직교하는 방향의 대각선의 최대 길이이다. 상기 광학계(1000) 내에서 이미지 센서(300)의 길이 보다 큰 유효경을 갖는 렌즈 매수는 70% 초과이며, 상기 이미지 센서(300)의 길이보다 작은 유효경을 갖는 렌즈는 30% 이하 예컨대, 10% 내지 30% 범위일 수 있다. 상기 광학계(1000) 내에서 비구면 렌즈들 중 적어도 하나는 상기 이미지 센서(300)의 길이보다 작은 유효경을 가질 수 있고, 적어도 하나는 상기 이미지 센서(300)의 길이보다 큰 유효경을 가질 수 있다. The length of the
렌즈부(100) 내에서 물체측에 가장 가까운 렌즈의 유효경은 상기 이미지 센서(300)에 가장 가까운 렌즈의 유효경 보다 클 수 있다. 이에 따라 광학계의 밝기를 제어할 수 있다. 상기 각 렌즈들의 유효경 크기를 제어함으로써, 상기 광학계(1000)는 입사하는 광을 제어하여 해상력, 온도 변화에 따른 광학 특성 저하를 보상할 수 있으며, 색수차 제어 특성을 개선시킬 수 있고, 상기 광학계(1000)의 비네팅(vignetting) 특성을 개선할 수 있다. The effective diameter of the lens closest to the object within the
상기 광학계(1000)는 내부에 적어도 하나의 접합 렌즈(156)를 포함할 수 있다. 상기 접합 렌즈(156)는 초점 거리가 다른 두 렌즈가 접합된 렌즈일 수 있다. 상기 접합 렌즈(156)의 물체측 면과 센서측 면은 상기 이미지 센서(300)의 길이보다 큰 유효경을 가질 수 있다. 상기 접합 렌즈(156)보다 센서측에 배치된 렌즈(들)의 유효경은 상기 이미지 센서(300)의 길이보다 작을 수 있다. 또한 상기 접합 렌즈(156) 보다 물체측에 위치한 렌즈들의 유효경은 상기 이미지 센서(300)의 길이보다 클 수 있다. 상기 접합 렌즈(156)의 센서측 면은 상기 이미지 센서(300)의 길이의 100% 내지 110% 범위에 배치될 수 있다. 상기 접합 렌즈(156)는 물체측 면과 센서측 면이 구면인 렌즈일 수 있다.The
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 렌즈부(100) 내의 어느 두 렌즈 사이에 배치될 수 있다. 물체와 상기 조리개(ST) 사이에 배치되는 렌즈들에 있어서, 물체측에서 상기 조리개(ST)로 갈수록 렌즈 면의 유효경은 작아지는 경향이 있다. 상기 조리개(ST)와 이미지 센서(300) 사이에 배치되는 상기 렌즈들에 있어서, 상기 조리개(ST)에서 상기 센서 측으로 갈수록 렌즈 면들의 유효경은 커지거나 작아지는 경향이 있다. '상기 조리개(ST)에서 상기 센서 측으로 가면서 상기 렌즈들의 유효경은 커지거나 작아지는 경향이 있다'는 뜻은 상기 조리개(ST)와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치되는 상기 렌즈들에 있어서, 상기 조리개(ST)에서 상기 센서 측으로 가면서 상기 렌즈 면의 유효경이 커지는 렌즈와 작아지는 렌즈를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예와 같이 상기 조리개(ST)와 상기 이미지 센서 사이에 배치되는 상기 렌즈들에 있어서, 상기 조리개(ST)에서 상기 센서 측으로 가면서 렌즈 면들의 유효경이 증가하다가 감소하는 경우도 포함한다.The
상기 조리개(ST)의 물체 측에 제1렌즈(101)가 배치되고, 조리개(ST)의 센서측에 제2 렌즈(102), 제3 렌즈(103)와 제4 렌즈(104)가 배치될 수 있다. 상기 조리개(ST)가 제1 렌즈(101)의 센서측 면에 배치되는 경우, 제1 렌즈의 센서측 면의 유효경 (조리개의 유효경) < 제1 렌즈의 물체측 면의 유효경 < 제2 렌즈의 물체측 면의 유효경 < 제2 렌즈의 센서측 면의 유효경의 조건을 만족한다. 상기 제2 렌즈(102)의 센서측 면의 유효경 < 제3 렌즈의 물체측 면의 유효경 < 제4 렌즈의 물체측 면의 유효경의 조건을 만족한다. A
상기 조리개(ST)는 설정된 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 조리개(ST)는 상기 제2 렌즈군(LG2)의 렌즈들 중 물체 측에 가장 가까운 렌즈의 물체측 면의 둘레에 배치될 수 있다. 이와 다르게, 상기 조리개(ST)는 상기 제1 렌즈군(LG1)의 물체측 렌즈의 물체측 면의 둘레에 배치될 수 있다. 이와 다르게, 상기 복수의 렌즈들 중 선택되는 적어도 하나의 렌즈는 조리개 역할을 수행할 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)의 렌즈들 중 선택되는 하나의 렌즈의 물체 측 면 또는 센서 측 면은 광량을 조절하는 조리개 역할을 수행할 수 있다.The aperture ST may be placed at a set position. For example, the aperture ST may be disposed around the object-side surface of the lens closest to the object side among the lenses of the second lens group LG2. Alternatively, the aperture ST may be disposed around the object-side surface of the object-side lens of the first lens group LG1. Alternatively, at least one lens selected from among the plurality of lenses may function as an aperture. In detail, the object side or the sensor side of one lens selected from among the lenses of the
상기 광축(OA)에서 상기 제1 렌즈군(LG1) 및 상기 제2 렌즈군(LG2) 사이의 광축 간격은 상기 제1 렌즈군(LG1) 내의 렌즈 중에서 센서 측에 가장 가까운 렌즈의 센서 측 면과 상기 제2 렌즈군(LG2) 내의 렌즈 중에서 물체 측에 가장 가까운 렌즈의 물체 측 면 사이의 광축 간격일 수 있다. 상기 제1 렌즈군(LG1) 및 상기 제2 렌즈군(LG2) 사이의 광축 간격은 상기 렌즈부(100) 내에서 물체측 비구면 렌즈와 센서측 구면 렌즈 사이의 중심 간격보다 작을 수 있다. 또한 상기 제1 렌즈군(LG1) 및 상기 제2 렌즈군(LG2) 사이의 광축 간격은 물체측 구면 렌즈와 센서측 비구면 렌즈 사이의 중심 간격보다 작을 수 있다. 상기 제1 렌즈군(LG1) 및 상기 제2 렌즈군(LG2) 사이의 광축 간격은 구면 렌즈와 구면 렌즈 사이의 중심 간격일 수 있다.The optical axis spacing between the first lens group (LG1) and the second lens group (LG2) on the optical axis (OA) is the sensor side of the lens closest to the sensor side among the lenses in the first lens group (LG1). It may be the optical axis spacing between the object side surfaces of the lens closest to the object side among the lenses in the second lens group LG2. The optical axis spacing between the first lens group LG1 and the second lens group LG2 may be smaller than the center spacing between the object-side aspherical lens and the sensor-side spherical lens within the
실시 예에서 상기 제1 렌즈군(LG1) 및 상기 제2 렌즈군(LG2) 사이의 광축 간격은 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 광축 거리의 1배 미만일 수 있으며, 예컨대 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 광축 거리의 0보다 크고 0.5배 미만일 수 있다. 상기 제1 렌즈군(LG1) 및 상기 제2 렌즈군(LG2) 사이의 광축 간격은 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 광축 거리의 0.5배 미만일 수 있으며, 예컨대 0배 초과 0.2배 미만일 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 광축 거리는 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 물체 측에 가장 가까운 렌즈의 물체 측 면과 이미지 센서(300)에 가장 가까운 렌즈의 센서 측 면 사이의 광축 거리이다. In an embodiment, the optical axis interval between the first lens group (LG1) and the second lens group (LG2) may be less than 1 times the optical axis distance of the first lens group (LG1), for example, the first lens group (LG1) It may be greater than 0 and less than 0.5 times the optical axis distance of LG1). The optical axis distance between the first lens group LG1 and the second lens group LG2 may be less than 0.5 times the optical axis distance of the second lens group LG2, for example, more than 0 times and less than 0.2 times. The optical axis distance of the second lens group LG2 is the optical axis distance between the object side of the lens closest to the object side of the second lens group LG2 and the sensor side of the lens closest to the
여기서, 상기 제1 렌즈군(LG1)은 조리개(ST) 보다 물체측에 위치한 렌즈이며, 상기 제2 렌즈군(LG2)은 조리개(ST) 보다 센서측에 위치한 렌즈일 수 있다. 상기 제1 렌즈 군(LG1)과 제2 렌즈 군(LG2)은 조리개(ST)를 기준으로 물체측 렌즈 군과 센서측 렌즈 군으로 구분할 수 있다. 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 센서측 면은 광축에서 볼록하고 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 물체측 면은 광축에서 볼록한 형상을 가질 수 있으며, 서로 대향될 수 있다. Here, the first lens group LG1 may be a lens located closer to the object than the aperture ST, and the second lens group LG2 may be a lens located closer to the sensor than the aperture ST. The first lens group (LG1) and the second lens group (LG2) can be divided into an object-side lens group and a sensor-side lens group based on the aperture (ST). The sensor-side surface of the first lens group LG1 may be convex on the optical axis, and the object-side surface of the second lens group LG2 may have a convex shape on the optical axis, and may be opposed to each other.
상기 제1 렌즈군(LG1)은 음(-)의 굴절력을 갖고, 상기 제2 렌즈군(LG2)은 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈 군(LG1)에서 물체 측에 가장 가까운 렌즈는 음(-)의 굴절력을 갖고, 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 렌즈들 중에서 센서 측에 가장 가까운 렌즈는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 즉, 물체측 제1 렌즈(101)의 굴절력은 음을 갖고, 제2 내지 제7 렌즈(102-107)의 합성 초점거리는 양의 값을 갖는다. The first lens group LG1 may have negative (-) refractive power, and the second lens group LG2 may have positive (+) refractive power. In the first lens group (LG1), the lens closest to the object side has negative (-) refractive power, and among the lenses in the second lens group (LG2), the lens closest to the sensor side has negative (-) refractive power. You can have That is, the refractive power of the object-side
상기 제1 렌즈 군(LG1)의 초점 거리를 F_LG1이고, 제2 렌즈군(LG2)의 초점 거리를 F_LG2로 한 경우, F_LG1 < F_LG2를 만족할 수 있으며, 바람직하게, |F_LG1| > F_LG2를 만족할 수 있다. 즉, F_LG1 < 0를 만족할 수 있다. When the focal length of the first lens group (LG1) is F_LG1 and the focal length of the second lens group (LG2) is F_LG2, F_LG1 < F_LG2 can be satisfied, and preferably, |F_LG1| > F_LG2 can be satisfied. In other words, F_LG1 < 0 can be satisfied.
여기서, 광학계(1000) 내에서 제1 내지 제3 렌즈(101-103)의 합성 초점 거리는 F13으로 하고, 제4 내지 제7 렌즈(104-107)의 합성 초점 거리는 F47로 한 경우, F13 < F47를 만족할 수 있으며, F13, F47 > 0를 만족할 수 있다. 또한 FLG2 < F13, |F_LG1| < F47를 만족할 수 있다.Here, in the case where the composite focal length of the first to third lenses 101-103 in the
상기 제1 렌즈군(LG1)은 물체 측을 통해 입사된 광들이 확산시켜 주고, 상기 제2 렌즈 군(LG2)은 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 센서측 면과 밀착되어 상기 제1 렌즈군(LG1)을 통해 출사된 광을 이미지 센서(300)까지 굴절시켜 줄 수 있다. 상기 제1 렌즈군(LG1) 및 상기 제2 렌즈군(LG2) 사이의 광축 간격은 1mm 미만 예컨대, 0.8mm 이하일 수 있다.The first lens group (LG1) diffuses the light incident through the object side, and the second lens group (LG2) is in close contact with the sensor side of the first lens group (LG1) The light emitted through (LG1) can be refracted to the
초점 거리를 절대 값으로 나타낼 때, 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 초점 거리는 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 초점 거리의 1.5배 이상 예컨대, 1.5배 내지 7배 범위일 수 있다. 상기 광학계(1000)의 유효 초점 거리(EFL)는 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 초점 거리의 절대 값보다 작을 수 있다. 상기 광학계(1000)의 유효 초점거리(EFL)는 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 초점 거리의 절대 값보다 작고 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 초점 거리의 절대 값보다 클 수 있다.When expressing the focal length as an absolute value, the focal length of the first lens group LG1 may be 1.5 times or more, for example, 1.5 to 7 times the focal length of the second lens group LG2. The effective focal length (EFL) of the
렌즈부(100)는 구면 렌즈와 비구면 렌즈들이 혼합될 수 있다. 상기 비구면 렌즈의 렌즈 매수는 전체 렌즈 매수에 비해 50% 미만일 수 있으며, 10% 내지 45% 범위일 수 있다. 초점 거리의 절대 값을 나타낼 때, 상기 구면 렌즈들의 합성 초점 거리의 평균은 상기 비구면 렌즈들의 합성 초점 거리의 평균보다 작을 수 있다. 상기 비구면 렌즈들의 굴절률 평균은 상기 구면 렌즈들의 굴절률 평균보다 작을 수 있다. 또한 상기 구면 렌즈들의 유효경 평균과 상기 비구면 렌즈들의 유효경 평균 차이는 1 mm 이상 예컨대, 1 mm 내지 3 mm 범위일 수 있다. 이에 따라 카메라 모듈 내에 2매 이상의 비구면 렌즈가 배치될 경우, 카메라 모듈의 무게를 줄여줄 수 있고, 광학 특성을 개선시켜 줄 수 있다. The
상기 렌즈부(100) 내에서 상기 구면 재질의 렌즈들의 아베수 평균은 상기 비구면 렌즈들의 아베수 평균보다 클 수 있다. 상기 이미지 센서(300)에 인접한 렌즈는 아베수가 낮고 굴절률이 높게 배치되므로, 이미지 센서(300)에 인접한 렌즈들에 의해 색 분산을 개선시켜 줄 수 있다. 예컨대, 마지막 렌즈인 n번째 렌즈의 아베수와 굴절률의 곱은 n-2 번째, n-3번째, n-4번째, 또는 n-5번째 각각의 아베수와 굴절률의 곱보다 작을 수 있다. 또한 n-1번째 렌즈의 아베수와 굴절률의 곱은 n-2 번째, n-3번째, n-4번째, 또는 n-5번째 각각의 아베수와 굴절률의 곱보다 작을 수 있다.The average Abbe number of the spherical lenses within the
상기 광학계(1000) 내에서 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수는 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수보다 작을 수 있다. 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수는 전체 렌즈 매수에 비해 50% 미만일 수 있으며, 예컨대 20% 내지 45% 범위일 수 있다. In the
실시예의 렌즈부(100)의 렌즈들의 굴절률 합은 8 이상 예컨대, 8 내지 15 범위이며, 상기 굴절률 평균은 1.60 내지 1.72 범위일 수 있다. 상기 렌즈들 각각의 아베수 합은 220 이상 예컨대, 220 내지 380 범위이며, 아베수의 평균은 55 이하 예컨대, 31 내지 55 범위일 수 있다. 전체 렌즈의 중심 두께 합은 15mm 이상 예컨대, 15mm 내지 30mm 범위 또는 15mm 내지 28mm 범위일 수 있다. 상기 전체 렌즈의 중심 두께들의 평균은 4mm 이하 예컨대, 2.7mm 내지 4mm 범위일 수 있다. 광축(OA)에서의 렌즈들 사이의 중심 간격들의 합은 5 mm 이상 예컨대, 5mm 내지 20mm 범위이고 상기 렌즈의 중심 두께 합보다 작을 수 있다. 또한 렌즈부(100)의 각 렌즈 면들의 유효 경의 평균 값은 8mm 이상 예컨대, 8mm 내지 15mm 범위로 제공할 수 있다. 상기 유효경의 최대와 최소의 차이는 5mm 이하의 차이를 가질 수 있다. 따라서, 따라서, 각 렌즈 면의 유효경 차이가 크지 않는 광학계를 제공할 수 있고, 렌즈 배럴 내에 조립되는 렌즈들의 조립성은 개선될 수 있다.The sum of the refractive indices of the lenses of the
렌즈부(100) 내에서 비구면 렌즈의 매수는 Ma이고, 이미지 센서(300)의 대각 길이보다 작은 유효경을 갖는 렌즈 매수는 Mb이고, 음의 굴절력을 갖는 렌즈 매수는 Mc인 경우, Mb ≤ Ma < Mc의 조건을 만족할 수 있으며, 바람직하게 Mb < Ma의 조건을 만족할 수 있다.In the case where the number of aspherical lenses in the
렌즈부(100) 내에서 비구면을 갖는 렌즈 면의 개수는 Ma1이고, 이미지 센서(300)의 대각 길이보다 작은 유효경을 갖는 렌즈 면의 개수는 Mb1이고, 음의 굴절력을 갖는 렌즈 매수는 Mc인 경우, Mb1 ≤ Mc < Ma1의 조건을 만족할 수 있으며, 바람직하게 Mb1 < Mc의 조건을 만족할 수 있다.In the case where the number of lens surfaces with an aspherical surface in the
렌즈부(100) 내에서 비구면을 갖는 렌즈 면의 개수는 Ma1이고, 이미지 센서(300)의 대각 길이보다 작은 유효경을 갖고 비구면인 렌즈 면의 개수는 Ma2이고, 음의 굴절력을 갖는 렌즈 매수는 Mc인 경우, Ma2 < Mc < Ma1의 조건을 만족할 수 있다.The number of lens surfaces having an aspherical surface within the
렌즈부(100) 내에서 구면 렌즈의 매수는 Ga이고, 이미지 센서(300)의 대각 길이보다 큰 유효경을 갖는 렌즈 매수는 Gb이고, 양의 굴절력을 갖는 렌즈 매수는 Gc인 경우, Gc < Ga ≤ Gb의 조건을 만족할 수 있으며, 바람직하게 Ga < Gb의 조건을 만족할 수 있다.In the case where the number of spherical lenses in the
발명의 실시 예에 따른 광학계 또는 카메라 모듈의 F 넘버는 2.4 이하, 예컨대, 1.4 내지 2.4의 범위 또는 1.5 내지 1.8 범위일 수 있다. 발명의 실시 예에 따른 광학계에서 최대 화각(대각선)은 50도 이하 예컨대, 20도 내지 55도 또는 25도 내지 40도의 범위일 수 있다. 차량용 광학계는 Y축 방향의 수평 화각(FOV_H)는 20도 초과 및 40도 미만일 수 있으며, 예컨대 25도 내지 35도 범위일 수 있다. 또한 수직 화각은 상기 수평 화각보다 작은 각도로 제공되며, 20도 이하 예컨대, 10도 내지 20도 범위일 수 있다. 이때의 수평 방향(Y)의 센서 길이는 8.064mm±0.5mm일 수 있으며, 수직 방향(X)의 센서 높이는 4.54mm±0.5mm일 수 있다. 상기 수평 화각(FOV_H)은 센서의 수평(Horizontal) 길이를 기준으로 한 화각이다. 이에 따라 온도 변화에 따라 초점 결상 위치가 변화하는 것을 억제할 수 있고, 다양한 수차가 양호하게 보정되는 차량용 카메라로 제공할 수 있다.The F number of the optical system or camera module according to an embodiment of the invention may be 2.4 or less, for example, in the range of 1.4 to 2.4 or 1.5 to 1.8. In the optical system according to an embodiment of the invention, the maximum angle of view (diagonal) may be 50 degrees or less, for example, in the range of 20 degrees to 55 degrees or 25 degrees to 40 degrees. The horizontal field of view (FOV_H) of the vehicle optical system in the Y-axis direction may be greater than 20 degrees and less than 40 degrees, for example, in the range of 25 degrees to 35 degrees. Additionally, the vertical angle of view is provided at a smaller angle than the horizontal angle of view, and may be 20 degrees or less, for example, in the range of 10 to 20 degrees. At this time, the sensor length in the horizontal direction (Y) may be 8.064 mm ± 0.5 mm, and the sensor height in the vertical direction (X) may be 4.54 mm ± 0.5 mm. The horizontal angle of view (FOV_H) is the angle of view based on the horizontal length of the sensor. Accordingly, it is possible to suppress changes in the focus imaging position due to temperature changes, and it is possible to provide a vehicle camera in which various aberrations are well corrected.
상기 광학계(1000) 또는 카메라 모듈은 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 렌즈부(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.The
여기서, 상기 이미지 센서(300)의 길이는 상기 광축(OA)에 직교하는 대각선 방향의 최대 길이이며, 상기 제1 렌즈 군(LG1) 내에서 물체측에 가장 가까운 렌즈의 유효경 보다 작고, 상기 제2 렌즈 군(LG2) 내에서 센서측에 가장 가까운 렌즈의 유효경 보다 클 수 있다. 여기서, 상기 이미지 센서(300)의 길이보다 큰 유효경을 갖는 렌즈 매수는 5매 내지 6매이며, 상기 이미지 센서(300)의 길이보다 작은 유효경을 갖는 렌즈 매수는 1매 내지 2매일 수 있다.Here, the length of the
상기 광학계(1000) 또는 카메라 모듈은 광학 필터(500)를 포함할 수 있다. 상기 광학 필터(500)는 상기 제2 렌즈 군(LG2)과 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 광학 필터(500)는 상기 렌즈부(100)의 렌즈들 중 센서 측에 가장 가까운 렌즈와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(100)는 마지막 렌즈와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. The
커버 글라스(400)는 상기 광학 필터(500)와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치되며, 상기 이미지 센서(192)의 상부를 보호하며 이미지 센서(192)의 신뢰성 저하를 방지할 수 있다. 상기 커버 글라스(400)는 제거될 수 있다.The
상기 광학 필터(500)는 적외선 필터 또는 적외선 컷 오프 필터(IR cut-off)를 포함할 수 있다. 상기 광학 필터(500)는 설정된 파장 대역의 광을 통과시키고, 이와 다른 파장 대역의 광을 필터링할 수 있다. 상기 광학 필터(500)가 적외선 필터를 포함할 경우 외부 광으로부터 방출되는 복사열이 상기 이미지 센서(300)에 전달되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 상기 광학 필터(500)는 가시광선을 투과할 수 있고 적외선을 반사할 수 있다.The
실시예는 차량카메라에 적용되는 광학계이므로, 비구면 렌즈와 구면 렌즈를 함께 사용하여 설계함에도 제1 렌즈는 유리 재질로 제공할 수 있다. 이는 유리 재질이 플라스틱 재질에 대비 스크래치에 강하고 외부 온도에 민감하지 않은 장점을 갖고 있다. 차량 내부에 배치되거나 이물질에 의한 스크래치를 보다 효과적으로 방지하기 위해 유리 렌즈를 제1 렌즈로 사용하고, 외부 구조물과 비 접촉되도록 제1 렌즈의 물체측 면은 오목한 형상을 가질 수 있다. 제1 렌즈의 물체측 면이 볼록한 형상으로 설계할 경우, 외부 구조물과 접촉으로 스크래치가 발생될 수 있다. 차량 운행 시 운전자 감시, 차량의 전방/후방 촬영, 또는 차선 감지 및 차량 주변의 돌발 물질 감지를 위해 수평 화각은 20도 초과 및 40도 미만일 수 있으며, 예컨대 25도 내지 35도 범위일 수 있다. 이러한 수평 화각은 첨단운전자 지원시스템(ADAD)용으로 미리 설정된 각도일 수 있다. Since the embodiment is an optical system applied to a vehicle camera, the first lens can be made of glass even though it is designed using both an aspherical lens and a spherical lens. This has the advantage that glass material is more resistant to scratches than plastic material and is not sensitive to external temperature. In order to more effectively prevent scratches placed inside the vehicle or caused by foreign substances, a glass lens is used as the first lens, and the object-side surface of the first lens may have a concave shape so as not to contact external structures. If the object-side surface of the first lens is designed to have a convex shape, scratches may occur due to contact with an external structure. For driver monitoring when driving a vehicle, photographing the front/rear of the vehicle, or detecting lanes and unexpected objects around the vehicle, the horizontal angle of view may be greater than 20 degrees and less than 40 degrees, for example, in the range of 25 degrees to 35 degrees. This horizontal angle of view may be a preset angle for an advanced driver assistance system (ADAD).
실시 예에 따른 광학계(1000)는 광의 경로를 변경하기 위한 반사 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 반사부재는 제1 렌즈 군(LG1)의 입사 광을 렌즈들 방향으로 반사하는 프리즘으로 구현될 수 있다. 이하, 실시 예에 따른 광학계를 상세하게 설명하기로 한다. The
발명의 실시 예에 따른 광학계에 대해 설명하기로 한다.An optical system according to an embodiment of the invention will be described.
도 1은 실시예에 따른 광학계 및 이를 갖는 카메라 모듈의 측 단면도이며, 도 2는 도 1의 따른 n번째 및 n-1번째 렌즈의 관계를 설명하기 위한 측 단면도이고, 도 3은 도 1의 광학계의 렌즈 특성을 나타낸 표이며, 도 4는 도 1의 광학계에서 렌즈들의 비구면 계수를 나타낸 표이고, 도 5는 도 1의 광학계의 각 렌즈의 두께 및 인접한 렌즈 간의 간격을 나타낸 표이며, 도 6은 도 1의 광학계에서 이미지 센서의 위치에 따른 상온, 저온 및 고온에서의 CRA(Chief Ray Angle) 데이터를 나타낸 표이고, 도 7 내지 도 9는 도 1의 광학계의 상온, 저온 및 고온에서의 회절 MTF(Modulation Transfer Function)에 대한 데이터를 나타낸 그래프이며, 도 10 내지 도 12는 도 1의 광학계의 상온, 저온 및 고온에서의 수차 특성에 대한 데이터를 나타낸 그래프이다.FIG. 1 is a side cross-sectional view of an optical system and a camera module having the same according to an embodiment, FIG. 2 is a side cross-sectional view for explaining the relationship between the nth and n-1th lenses according to FIG. 1, and FIG. 3 is the optical system of FIG. 1. is a table showing the lens characteristics, Figure 4 is a table showing the aspherical coefficients of the lenses in the optical system of Figure 1, Figure 5 is a table showing the thickness of each lens and the gap between adjacent lenses in the optical system of Figure 1, and Figure 6 is a table showing the thickness of each lens and the gap between adjacent lenses. A table showing CRA (Chief Ray Angle) data at room temperature, low temperature, and high temperature according to the position of the image sensor in the optical system of Figure 1, and Figures 7 to 9 show the diffraction MTF at room temperature, low temperature, and high temperature of the optical system of Figure 1. It is a graph showing data on (Modulation Transfer Function), and Figures 10 to 12 are graphs showing data on aberration characteristics of the optical system of Figure 1 at room temperature, low temperature, and high temperature.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시 예에 따른 광학계(1000)는 렌즈부(100)를 포함하며, 상기 렌즈부(100)는 제1 렌즈(101) 내지 제7 렌즈(107)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제7 렌즈들(101,102,103,104,105,106,107)은 광축(OA)을 따라 순차적으로 정렬될 수 있다. 물체의 정보에 해당하는 광은 제1 렌즈(101) 내지 제7 렌즈(107), 및 광학 필터(500)를 통과하여 이미지 센서(300)에 입사될 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 3, the
상기 제1 렌즈(101)는 상기 제1 렌즈 군(LG1)에서 물체 측에 가장 가까운 렌즈이다. 상기 제7 렌즈(107)는 상기 제2 렌즈 군(LG2) 또는 렌즈부(100) 내에서 이미지 센서(107)에 가장 가까운 렌즈이다. 상기 제1 렌즈(101)는 제1 렌즈 군(LG1)일 수 있으며, 상기 제2 내지 제7 렌즈(102,103,104,105,106,107)는 제2 렌즈 군(LG2)일 수 있다. The
상기 제1 렌즈(101)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)는 음(-)의 굴절력일 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)는 플라스틱 재질 또는 유리(glass) 재질을 포함할 수 있으며, 예컨대 유리 재질 또는 글라스 비몰드 재질일 수 있다. 상기 유리 재질의 제1 렌즈(101)는 주변 환경에 따른 온도 변화에 따른 중심 위치와 곡률 반경 등의 변화를 줄여줄 수 있으며, 광학계(1000)의 입사측 면을 보호할 수 있다. The
광축을 기준으로 상기 제1 렌즈(101)의 물체측 제1 면(S1)은 오목하며, 센서측 제2 면(S2)은 볼록할 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)는 광축에서 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 광축(OA)에서 상기 제1 면(S1)은 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 이러한 제1 렌즈(101)는 가장 두꺼운 두께를 갖는 유리 재질로 제공될 수 있어, 외부 충격에 대한 강성 저하를 방지할 수 있고, 글라스 재질에 의해 저온 또는 고온으로 온도가 변화될 경우, 광학적 성능을 일정하게 유지할 수 있다. 또한 글라스 재질에 구면이 적용되므로, 렌즈의 두께가 두껍게 설계되더라도 광의 굴절률 변화가 크지 않다. 여기서, 상기 렌즈의 두께는 중심 두께와 에지 두께의 평균일 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)의 두께는 렌즈부(100) 내에서 가장 두꺼울 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)의 두께는 상기 접합 렌즈(156)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)의 중심 두께는 상기 접합 렌즈(156)의 중심 두께보다 두꺼울 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)의 에지 두께는 상기 접합 렌즈(156)의 에지 두께보다 두꺼울 수 있다.With respect to the optical axis, the object-side first surface S1 of the
광축에서 상기 제1 면(S1)이 오목하고 상기 제2 면(S2)은 볼록하므로, 입사되는 광을 광축에서 멀어지는 방향으로 굴절시켜 줄 수 있으며, 제1,2 렌즈(101,102) 사이의 중심 간격을 줄여주고 제2렌즈(102)의 유효경을 줄여줄 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)은 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단 즉, 에지까지 임계점(Critical point) 없이 제공될 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)의 제2 면(S2)은 임계점 없이 제공될 수 있다.Since the first surface (S1) is concave and the second surface (S2) is convex on the optical axis, incident light can be refracted in a direction away from the optical axis, and the center spacing between the first and second lenses (101 and 102) It is possible to reduce the effective diameter of the
조리개(ST)는 상기 제1 렌즈(101)의 센서측 면의 둘레에 배치될 수 있다. 이와 다르게, 상기 조리개(ST)는 상기 제2 렌즈(102)의 물체측 또는 센서측 면의 둘레, 또는 상기 제3 렌즈(103)의 물체측 면의 둘레에 배치될 수 있다. The aperture ST may be disposed around the sensor side of the
상기 제2 렌즈(102)는 상기 제1 렌즈(101)과 상기 제3 렌즈(103) 사이에 배치될 수 있다. 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 유리(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈(102)는 유리 재질로 제공될 수 있다.The
광축(OA)을 기준으로 상기 제2 렌즈(102)의 물체 측 제3 면(S3)은 볼록하며, 센서 측 제4 면(S4)은 볼록할 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)는 광축에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제3 면(S3)은 볼록하고, 상기 제4 면(S4)는 오목한 형상일 수 있다. 이와 다르게, 제2 렌즈(102)는 양면이 오목한 형상일 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)는 유리 재질의 구면 렌즈로 제공될 수 있다. 상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4)는 구면일 수 있다. 상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4) 중 적어도 하나 또는 모두는 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단까지 임계점 없이 제공될 수 있다.Based on the optical axis OA, the object-side third surface S3 of the
상기 제3 렌즈(103)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)는 양(+)의 굴절력일 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)는 플라스틱 또는 유리(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 렌즈(103)는 유리 재질 또는 글라스 몰드 재질로 제공될 수 있다.The
광축을 기준으로 상기 제3 렌즈(103)의 물체 측 제5 면(S5)은 볼록하고, 센서 측 제6 면(S6)은 오목할 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)는 광축에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제3 렌즈(103)은 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 또는 상기 제3 렌즈(103)는 광축에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. Based on the optical axis, the object-side fifth surface S5 of the
상기 제3 렌즈(103)는 유리 재질의 비 구면 렌즈로 제공될 수 있다. 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6)는 비 구면일 수 있으며, 비구면 계수는 도 4의 L3S1과 L3S2로 제공될 수 있다. 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6) 중 적어도 하나 또는 모두는 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단까지 임계점 없이 제공될 수 있다.The
광학계(1000) 내에는 비구면을 갖는 유리 재질의 렌즈가 1매 이상 예컨대, 1매 내지 3매일 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)의 제5 면(S5) 또는 상기 제6 면(S6)의 유효 반경은 제1 렌즈(101) 또는 제7 렌즈(107)의 물체측 면 또는 센서측 면의 유효 반경들보다 클 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)의 유효경은 렌즈부(100) 내에서 두 번째로 큰 유효경을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)의 유효경은 비구면 렌즈 중에서 가장 큰 유효경을 가질 수 있다. In the
상기 조리개(ST)의 센서측에 배치된 상기 제2 렌즈(102)가 양의 굴절력(F2 > 0)을 가지므로, 상기 제2 렌즈(102)는 입사되는 광을 광축 방향으로 굴절시켜 줄 수 있고, 제2 렌즈(102)의 센서측 또는 후방측 렌즈들의 유효경이 증가되는 것을 억제할 수 있다. 이에 따라 제2 렌즈(102)에 의해 광학계의 중량별 수율(yield by weight)의 저하를 방지하고 생산 효율의 향상을 도모할 수 있다. 여기서, 상기 조리개(ST)의 센서측에 배치된 제2 내지 제7 렌즈(102-107)의 합성 초점거리는 양의 값을 가질 수 있으며, 화각 범위 내에서 TTL을 줄여줄 수 있다.Since the
상기 제2 렌즈(102)와 상기 제3 렌즈(103) 사이의 간격은 중심에서 에지로 갈수록 점차 커질 수 있다. 이러한 간격은 제2 렌즈(102)의 센서측 면이 볼록하고, 제3 렌즈(103)의 물체측 면이 볼록한 형상에 의해, 광축에서 에지를 향해 갈수록 점차 커질 수 있다.The gap between the
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 유리(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제4 렌즈(104)는 유리 재질로 제공될 수 있다. The
광축을 기준으로 상기 제4 렌즈(104)의 물체 측 제7 면(S7)은 볼록하며, 센서측 제8 면(S8)은 볼록할 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)는 광축에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 광축(OA)에서 상기 제7 면(S7)은 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 오목 또는 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제4 렌즈(104)는 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. Based on the optical axis, the object-side seventh surface S7 of the
상기 제4 렌즈(104)는 유리 재질의 구면 렌즈로 제공될 수 있다. 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8)는 구면일 수 있다. 상기 제7 면(S7) 및 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단까지 임계점 없이 제공될 수 있다.The
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 유리(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 렌즈(105)는 유리 재질로 제공될 수 있다. The
광축(OA)을 기준으로 상기 제5 렌즈(105)는 물체 측 제9 면(S9)은 볼록하고, 센서 측 제10 면(S10)은 볼록할 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 광축(OA)에서 상기 제9 면(S9)은 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제9 면(S9)은 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 오목한 형상을 가질 수 있다.Based on the optical axis OA, the ninth surface S9 on the object side of the
상기 제5 렌즈(105)는 구면 렌즈일 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)의 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10)은 구면일 수 있다. 상기 제9 면(S9)과 상기 제10 면(S10) 중 적어도 하나 또는 모두는 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단까지 임계점 없이 제공될 수 있다.The
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 유리(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제6 렌즈(106)는 유리 재질로 제공될 수 있다. The
광축(OA)을 기준으로 상기 제6 렌즈(106)는 물체 측 제11 면은 오목하고, 센서 측 제12 면(S12)은 오목한 형상일 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제6 렌즈(106)는 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상, 또는 양면이 볼록한 형상일 수 있다. Based on the optical axis OA, the 11th surface on the object side of the
상기 제6 렌즈(106)는 구면일 수 있다. 예컨대, 제11 면 및 상기 제12 면(S12)는 구면일 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)의 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단까지 임계점 없이 제공될 수 있다. 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단까지 임계점 없이 제공될 수 있다. The
상기 제5 렌즈(105)와 상기 제6 렌즈(106)는 접합될 수 있으며, 접합 렌즈(156)로 정의할 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)와 상기 제6 렌즈(106) 사이의 접합 면은 제10 면(S10)으로 정의할 수 있다. 상기 제10 면(S10)은 상기 제6 렌즈(106)의 제11 면과 같은 면일 수 있다. 상기 제5,6렌즈(105,106) 사이의 간격이 G5인 경우, G5는 0.01mm 미만일 수 있다. 상기 제5,6렌즈(105,106) 사이의 간격(G5)은 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단까지 0.01mm 미만일 수 있다. 상기 제5,6 렌즈(105,106)는 서로 반대되는 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5,6 렌즈(105,106)의 합성 굴절력은 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. The
상기 접합 렌즈(156)의 물체측 제5 렌즈(105)의 굴절력과 센서측 제6 렌즈(106)의 굴절력 또는 초점 거리의 곱은 0보다 작을 수 있다. 이에 따라 광학계의 수차 특성을 개선시켜 줄 수 있다. 만약, 접합 렌즈(156)의 두 렌즈의 굴절력의 부호가 서로 같을 경우, 수차 개선에 한계가 있다. The product of the refractive power of the object-side
상기 접합 렌즈(156)의 합성 굴절력은 양의 굴절력을 갖고, 상기 접합 렌즈(156)를 기준으로 물체 측에 배치된 제4 렌즈(104)는 양의 굴절력을 갖고, 센서측에 배치된 제7 렌즈(107)는 음의 굴절력을 가질 수 있다. 이에 따라 상기 제4 렌즈(104), 접합 렌즈(156) 및 상기 제7 렌즈(107)는 입사되는 일부 광을 광축 방향으로 굴절시켜 줄 수 있다. The composite refractive power of the bonded
상기 접합 렌즈(156)의 유효경은 상기 이미지 센서(300)의 대각 길이보다 클 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)의 유효경은 제9 면(S9)과 제10 면(S10)의 유효경 평균이며, 상기 제9 면(S9)과 제10 면(S10) 각각의 유효경은 이미지 센서(300)의 대각 길이보다 클 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)의 유효경은 상기 제5 렌즈(105)의 유효경보다는 작고 상기 이미지 센서(300)의 대각 길이보다 클 수 있다. The effective diameter of the bonded
상기 제4 렌즈(104)의 제7 면(S7)의 유효경은 상기 이미지 센서(300)의 대각 길이보다 클 수 있으며, 제6 렌즈(106)의 제12 면(S12)의 유효경은 상기 이미지 센서(300)의 대각 길이보다 클 수 있다.The effective diameter of the seventh surface (S7) of the
상기 제 6렌즈(106)는 구면 렌즈이고 상기 제7 렌즈(107)가 비구면 렌즈인 경우, 상기 제6 렌즈(106)의 물체측 제11 면과 센서측 제12 면(S12)의 유효경 차이는 렌즈부(100) 내에서 가장 클 수 있다. 예컨대, 제6 렌즈(106)의 제9 면의 유효경과 센서측 제12 면(S12)의 유효경을 CA61 및 CA62로 할 경우, CA61 > CA62의 조건을 만족하며, CA61과 CA62의 차이는 각 렌즈들의 물체측 면과 센서측 면의 유효경 차이 중에서 최대일 수 있다. 이에 따라 제6 렌즈(106)의 물체측 면과 센서측 면의 유효경 차이를 최대로 하여, 상대적으로 작은 유효경을 갖는 비구면 렌즈의 유효 영역으로 광을 가이드할 수 있다. 이에 따라 보다 슬림한 광학계를 제공할 수 있다.When the
상기 제6 렌즈(106)의 유효경은 1.10 < CA61/CA62 < 1.50의 조건을 만족할 수 있다. The effective diameter of the
상기 접합 렌즈(156)는 서로 다른 굴절률을 갖는 유리 렌즈들로 접합되고, 구면의 굴절 면을 갖고, 상기 접합 렌즈(156)보다 센서측에 배치된 적어도 한 렌즈는 비구면 렌즈로 배치되므로, 구면 수차를 보상할 수 있다. 또한 접합 렌즈(156)보다 센서측에 배치된 렌즈는 비구면 렌즈이고 유효경이 작게 배치하므로, 비구면 렌즈를 통해 이미지 센서(300)의 전 영역으로 광을 가이드할 수 있다. 상기 접합 렌즈(156)의 위치는 비구면의 제3 렌즈(103)와 비구면의 제7 렌즈(107) 사이에 배치되거나, 구면의 제4 렌즈(104)와 비구면의 제7 렌즈(107) 사이에 위치하므로, 색 수차 보정이 보다 효율적일 수 있다. 상기 광학계 내에 접합 렌즈(156)를 배치하여, TTL을 줄여줄 수 있다. The bonded
상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)는 플라스틱 또는 유리(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제7 렌즈(107)는 유리 재질 또는 글라스 몰드 재질일 수 있다. The
광축에서 상기 제7 렌즈(107)의 물체 측 제13 면(S13)은 볼록하고, 센서 측 제14 면(S14)은 오목할 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)는 광축에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 이와 다르게, 광축(OA)에서 상기 제13 면(S13)은 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 렌즈(107)는 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)는 유리 재질로 양면이 비구면을 가질 수 있다. 상기 제13 면(S13) 및 상기 제14 면(S14)는 비구면을 가지며, 비구면 계수는 도 4의 L7S1과 L7S2와 같이 제공될 수 있다. On the optical axis, the object-side 13th surface S13 of the
상기 제7 렌즈(107)는 이미지 센서(300)에 가장 인접한 비구면 렌즈일 수 있다. 상기 비구면 렌즈가 이미지 센서(300)에 가장 인접하게 배치함으로써, 광학 성능의 저하를 방지할 수 있고, 수차 특성 개선 및 해상도에 영향을 제어할 수 있다. 또한 이미지 센서(300)에 가장 인접한 렌즈로 비구면 렌즈를 배치함으로써, 구면 렌즈 대비 조립 공차에 둔감할 수 있다. 즉, 조립 공차에 둔감하다는 의미는 조립 시 설계 대비 약간의 차이가 있게 조립되더라도 광학 성능에 크게 영향을 주지 않을 수 있다. The
도 2를 참조하면, 상기 제7 렌즈(107)의 제13 면(S13) 및 제14 면(S14) 중 적어도 하나 또는 모두는 임계점을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)의 제13 면(S13)은 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단까지 적어도 하나의 임계점을 가질 수 있다. 상기 제13 면(S13)의 임계점은 상기 광축(OA)에서 유효 반경의 50% 이하에 위치하거나, 30% 내지 50% 범위 또는 35% 내지 40% 범위에 위치할 수 있다. 상기 제13 면(S13)의 임계점은 상기 광축(OA)에서 2.1 mm 이하의 위치 예컨대, 1.4 mm 내지 2.1 mm 범위 또는 1.6mm 내지 2mm 범위에 위치할 수 있다. 다른 예로서, 상기 제13 면(S13)은 임계점 없이 제공될 수 있다.Referring to FIG. 2, at least one or both of the 13th surface S13 and the 14th surface S14 of the
상기 제7 렌즈(107)의 제14 면(S14)은 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단까지 적어도 하나의 임계점을 가질 수 있다. 상기 제14 면(S14)의 임계점은 상기 광축(OA)에서 유효 반경의 65% 이상의 거리에 위치하거나, 65% 내지 85% 범위 또는 70% 내지 80% 범위에 위치할 수 있다. 상기 제14 면(S14)의 임계점은 상기 광축(OA)에서 3.5 mm 이상의 위치 예컨대, 3.5 mm 내지 4.3 mm 범위 또는 3.6 mm 내지 4.2mm 범위에 위치할 수 있다. 이러한 제7 렌즈(107)의 제14 면(S14)의 임계점이 상기 제13 면(S13)의 임계점보다 더 외측에 배치되므로, 입사된 광을 이미지 센서(300)의 주변부까지 굴절시켜 줄 수 있다.The 14th surface S14 of the
BFL(Back focal length)은 상기 이미지 센서(300)에서 마지막 렌즈까지의 광축 거리이다. 상기 제7 렌즈(107)의 제14 면(S14)의 임의의 지점을 통과하는 접선(K1)과 상기 접선(K1)에 수직인 법선(K2)은 광축(OA)과 소정의 각도(θ1)를 가질 수 있다. 상기 제1 방향(X)의 제14 면(S14) 상에서 최대 접선 각도(θ1)는 광축과 평행한 축을 기준으로 15도 이하 예컨대, 1도 내지 15도 범위 또는 2도 내지 10도 범위일 수 있다. Back focal length (BFL) is the optical axis distance from the
상기 제1 방향(X)의 제13 면(S13) 상에서 최대 접선 각도는 광축과 평행한 축을 기준으로 5도 이상 예컨대, 5도 내지 40도 범위 또는 14도 내지 34도 범위일 수 있다.The maximum tangent angle on the 13th surface S13 in the first direction
도 2에서, CT7는 상기 제7 렌즈(107)의 중심 두께 또는 광축 두께이며, ET7는 상기 제7 렌즈(107)의 에지 두께이다. CT6는 상기 제6 렌즈(106)의 중심 두께 또는 광축 두께이며, ET6는 상기 제6 렌즈(106)의 에지 두께이다. 상기 에지 두께는 각 렌즈의 유효 영역 끝단에서 물체측면과 센서측 면 사이의 광축 방향의 거리이다. CG6는 상기 제6 렌즈(106)의 중심에서 상기 제7 렌즈(107)의 중심까지의 광축 거리(즉, 중심 간격)이다. 즉, CG6는 제12 면(S12)의 중심에서 제13 면(S13)의 중심까지의 거리이다. EG6는 상기 제6 렌즈(106)의 에지에서 상기 제7 렌즈(107)의 에지까지의 광축 방향의 거리(즉, 에지 간격)이다. In FIG. 2, CT7 is the center thickness or optical axis thickness of the
도 3은 도 1의 실시 예의 광학계의 렌즈 데이터의 예이다. 도 3과 같이, 제1 내지 제7 렌즈들(101,102,103,104,105,106,107)의 광축(OA)에서의 곡률 반경(Radius of Curvature), 렌즈의 중심 두께(CT), 인접한 렌즈들 사이의 중심 간격(CG), d-line에서의 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number) 및 유효경(Clear aperture; CA)의 크기를 설정할 수 있다. FIG. 3 is an example of lens data of the optical system of the embodiment of FIG. 1. As shown in Figure 3, the radius of curvature at the optical axis (OA) of the first to seventh lenses (101, 102, 103, 104, 105, 106, 107), the center thickness of the lens (CT), the center distance between adjacent lenses (CG), d -You can set the size of the refractive index, Abbe's Number, and clear aperture (CA) in the line.
광축에서 각 렌즈의 곡률 반경을 절대 값으로 나타내면, 광축(OA)에서 제4 렌즈(104)의 제8 면(S8)의 곡률 반경은 렌즈들 중에서 최대이며, 제5 렌즈(105)의 제9 면(S9) 또는 제6 렌즈(106)의 제12 면(S12)의 곡률 반경은 렌즈들 중에서 최소일 수 있다. 최대 곡률 반경과 최소 곡률 반경의 차이는 5배 이상 예컨대, 5 배 내지 20배 범위일 수 있다. 비구면 렌즈인 제3 렌즈(103)의 곡률 반경은 유리 재질의 제1,2 및 제4 렌즈(101,102,104)의 곡률 반경보다 작을 수 있다. 여기서, 곡률 반경은 각 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 곡률 반경의 절대 값의 평균이다.If the radius of curvature of each lens on the optical axis is expressed as an absolute value, the radius of curvature of the eighth surface S8 of the
광축에서 상기 조리개(ST)의 물체측에 배치된 상기 제1 렌즈(101)의 곡률 반경은 상기 조리개(ST)의 센서측에 배치된 상기 제2 렌즈(102)의 곡률 반경 보다 클 수 있다. The radius of curvature of the
상기 제7 렌즈(107)의 곡률 반경은 제6 렌즈(106)의 곡률 반경보다 클 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)의 곡률 반경은 제5,6 렌즈(105,106)의 곡률 반경보다 클 수 있다. The radius of curvature of the
상기 제3 렌즈(103)를 비구면으로 설계할 경우, 열보상을 만족하고 및 광학적 성능을 향상시킬 수 있으나, 구면 렌즈보다는 조립성이 용이하지 않을 수 있고, 비구면의 제3 렌즈(103)의 조립성으로 인해 상기 제3 렌즈(103)보다 센서측에 배치된 렌즈들의 광학 특성에 영향을 줄 수 있다. 만약, 제 3렌즈가 구면 렌즈이면 제3 렌즈가 광학 특성에 영향을 받더라도, 구면 특성에 의해 광축에서 제3 렌즈의 곡률반경은 크게 변경되지 않을 수 있다. 발명은 비구면을 갖는 제3 렌즈(103)의 곡률 반경은 10mm 초과되고 유효경은 크게 설계하여, 조립을 용이하게 할 수 있고, 또한 광축에서 곡률반경이 클 경우, 렌즈의 형상이 완만하게 형성되므로, 광축에서 조금 틸트되어 조립되더라도 센서측 렌즈들에 미치는 영향은 미미할 수 있다. If the
또한 구면의 제1 렌즈(101)가 제4 렌즈(104) 다음으로 곡률반경이 크게 한 이유는 조리개(ST)의 물체측에 배치된 렌즈가 광학적 특성에 가장 민감한 영향을 받는 렌즈이므로, 곡률 반경을 더 크게 제공하거나 두께를 증가시켜 주게 된다. 여기서, 민감한 렌즈라는 뜻은 조립이 조금만 틀어져도 광학계에 미치는 영향이 큰 렌즈이다. 따라서 조리개의 물체측에 배치되는 렌즈가 조립에 가장 민감하므로, 조리개에 인접한 렌즈들의 곡률반경을 가장 크게 설계하고, 다음으로 조립에 민감한 제1 렌즈의 곡률반경을 증가시켜 주게 된다.In addition, the reason why the spherical
상기 제3 렌즈(103)를 비구면으로 제공하므로, 광축에서 곡률 반경을 증가시키지 않고, 물체측 면과 센서측 면의 곡률 반경의 차이를 크게 하지 않을 수 있고, 유리 재질에 의해 열 보상이 가능하고, 유효경에 의해 조립성이 개선될 수 있고 광학적 특성에 대한 영향을 줄여줄 수 있다. Since the
상기 제7 렌즈(107)의 곡률 반경은 유리 재질의 제6 렌즈(106)의 곡률 반경보다 클 수 있다. 이에 따라 상기 제7 렌즈(107)는 상기 제1 내지 제6 렌즈(101-106)를 통해 입사된 광을 이미지 센서(300)의 전 영역으로 가이드할 수 있다. 상기 제7 렌즈(117)의 곡률 반경을 제6 렌즈(116)의 곡률 반경보다 크게 할 경우, 마지막 비구면 렌즈의 조립 성을 개선시키고 광학적 특성의 변화를 최소화시켜 줄 수 있다.The radius of curvature of the
상기 제1 렌즈(101)의 제1,2 면(S1,S2)의 곡률 반경은 L1R1,L1R2로 정의하고, 상기 제7 렌즈(107)의 제13,14 면(S13,S14)의 곡률 반경은 L7R1,L7R2로 정의하고, 상기 제2 내지 제6 렌즈(102-106)의 각 렌즈 면의 곡률 반경들은 L2R1,L2R2,L3R1,L3R2,L4R1,L4R2(L5R1),L5R2,L6R1,및 L6R2로 정의할 수 있다.The radii of curvature of the first and second surfaces (S1 and S2) of the
조건 1: 0 < |L1R1/L1R2| < 1Condition 1: 0 < |L1R1/L1R2| < 1
조건 2: 0.5 < |L2R1/L2R2| < 2Condition 2: 0.5 < |L2R1/L2R2| < 2
조건 3: 0.2 < L3R1/L3R2 < 1.2Condition 3: 0.2 < L3R1/L3R2 < 1.2
조건 4: 0 < |L4R1/L4R2| < 0.5Condition 4: 0 < |L4R1/L4R2| < 0.5
조건 5: 0 < |L5R1/L5R2| < 0.7Condition 5: 0 < |L5R1/L5R2| < 0.7
조건 6: 1 < |L6R1/L6R2| < 2.5Condition 6: 1 < |L6R1/L6R2| < 2.5
조건 7: 1.5 < L7R1/L7R2 < 4.5Condition 7: 1.5 < L7R1/L7R2 < 4.5
조건 8: 1mm ≤ |L3R2-L3R1| ≤ 10mmCondition 8: 1mm ≤ |L3R2-L3R1| ≤10mm
조건 9: 10mm < L7R1-L7R2 < 50mmCondition 9: 10mm < L7R1-L7R2 < 50mm
상기 제3 렌즈(103)의 물체측 곡률 반경과 센서측 곡률 반경의 차이를 상기 범위로 제공할 경우, 비구면을 갖는 제3 렌즈(103)의 조립 성은 개선시키고 상기 제3 렌즈(103)에 의한 광학적 영향을 줄여줄 수 있다.When the difference between the object-side radius of curvature and the sensor-side radius of curvature of the
상기 제1 내지 제7 렌즈(101-107)의 중심 두께를 CT1-CT7로 정의하고, 제1 내지 제7 렌즈(101-107)의 에지 두께를 ET1-ET7로 정의할 경우, 상기 제1 내지 제7 렌즈(101-107)의 중심 두께의 합은 ∑CT로 정의하고, 상기 제1 내지 제7 렌즈(101-107)의 에지 두께의 합은 ∑ET로 정의할 수 있다. When the center thickness of the first to seventh lenses 101-107 is defined as CT1-CT7 and the edge thickness of the first to seventh lenses 101-107 is defined as ET1-ET7, the first to seventh lenses 101-107 are defined as CT1-CT7. The sum of the center thicknesses of the seventh lenses 101-107 may be defined as ∑CT, and the sum of the edge thicknesses of the first to seventh lenses 101-107 may be defined as ∑ET.
렌즈들의 두께를 설명하면, 상기 제1 렌즈(101)의 중심 두께(CT1)는 상기 제2 내지 제7 렌즈(102-107)의 중심 두께(CT2-CT7)보다 클 수 있으며, 렌즈부(100) 내에서 최대 두께를 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)의 중심 두께(CT7)는 상기 제1 내지 제6 렌즈(101-106)의 중심 두께(CT1-CT6)보다 작을 수 있으며, 렌즈부(100) 내에서 최소 두께를 가질 수 있다. 비구면 렌즈는 제3 렌즈(103)와 제7 렌즈(107)를 포함할 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)의 중심 두께(CT1)는 상기 접합 렌즈(156)의 중심 두께(CT56)의 100% 초과일 수 있으며, 예컨대 101% 내지 150% 범위일 수 있다. To describe the thickness of the lenses, the central thickness (CT1) of the
하기 조건을 만족할 수 있다.The following conditions can be satisfied.
조건 1: 0.6 < CT1/ET1 < 1.3Condition 1: 0.6 < CT1/ET1 < 1.3
조건 2: 1 < CT2/ET2 < 2.5 Condition 2: 1 < CT2/ET2 < 2.5
조건 3: 1 < CT3/ET3 < 2Condition 3: 1 < CT3/ET3 < 2
조건 4: 1.2 < CT4/ET4 < 2.5Condition 4: 1.2 < CT4/ET4 < 2.5
조건 5: 1.5 < CT5/ET5 < 3.5Condition 5: 1.5 < CT5/ET5 < 3.5
조건 6: 0 < CT6/ET6 < 1Condition 6: 0 < CT6/ET6 < 1
조건 7: 0.5 < CT7/ET7 < 1.2Condition 7: 0.5 < CT7/ET7 < 1.2
조건 8: 0.8 < ∑CT/∑ET < 1.2Condition 8: 0.8 < ∑CT/∑ET < 1.2
조건9: 0.24 < CT1/∑CT < 0.44Condition 9: 0.24 < CT1/∑CT < 0.44
이와 같이, 각 렌즈들의 중심 두께와 에지 두께의 차이는 0.6mm 초과 4mm 미만으로 설정할 수 있다. 이는 비구면 렌즈를 제3,7 렌즈(103,107)에 배치하여, 각 렌즈의 중심 두께와 에지 두께의 차이를 증가시키지 않고 광을 효과적으로 가이드할 수 있다. 또한 상기 제3 렌즈(103)의 중심 두께와 에지 두께 차이를 조건 3의 범위로 설정해 줌으로써, 물체측 면과 센서측 면의 곡률 반경 차이를 크게 설계하지 않을 수 있고, 비구면 제3 렌즈(103)의 조립성은 개선시키고, 광학적 특성에 대한 영향을 줄여줄 수 있다.In this way, the difference between the center thickness and edge thickness of each lens can be set to more than 0.6 mm and less than 4 mm. By arranging aspherical lenses in the third and
또한 렌즈들에서 최대 중심 두께와 최소 중심 두께의 차이를 3 mm 이상 예컨대, 3 mm 내지 8 mm 범위 또는 3mm 내지 7 mm일 수 있다. 즉, 마지막 비구면 렌즈의 중심 두께를 얇게 제공하더라도, 광학 성능의 저하가 발생되지 않을 수 있고, 카메라 모듈의 두께를 슬림하게 제공할 수 있다. 또한 각 렌즈들의 중심 두께와 에지 두께 사이의 차이를 크게 하지 않게 되므로, 적어도 한 렌즈가 틸트가 되더라도, 광학적 특성에 대한 영향을 줄여줄 수 있다. 또한 렌즈들의 중심부와 에지부 간의 열적 특성에 대한 영향을 줄여줄 수 있다. Additionally, the difference between the maximum and minimum center thickness in the lenses may be 3 mm or more, for example, in the range of 3 mm to 8 mm or 3 mm to 7 mm. That is, even if the center thickness of the last aspherical lens is provided thin, optical performance may not deteriorate, and the camera module can be provided with a slim thickness. In addition, since the difference between the center thickness and edge thickness of each lens is not large, even if at least one lens is tilted, the impact on optical characteristics can be reduced. It can also reduce the influence on thermal characteristics between the center and edge of the lenses.
상기 최대 중심 두께는 인접한 두 렌즈의 중심 두께의 합보다 클 수 있다. 예컨대, 조건: (CT2+CT3) < CT1, (CT3+CT4) < CT1, (CT4+CT5) < CT1, (CT5+CT6) < CT1, 및 (CT6+CT7) < CT1를 만족할 수 있다.The maximum center thickness may be greater than the sum of the center thicknesses of two adjacent lenses. For example, the conditions: (CT2+CT3) < CT1, (CT3 + CT4) < CT1, (CT4 + CT5) < CT1, (CT5 + CT6) < CT1, and (CT6 + CT7) < CT1 may be satisfied.
상기 제1 내지 제7 렌즈(101-107)들 사이의 중심 간격은 CG1-CG6로 정의하고, 상기 제1 내지 제7 렌즈(101-107) 사이의 중심 간격의 합은 ∑CG로 정의할 수 있다. The center spacing between the first to seventh lenses 101-107 can be defined as CG1-CG6, and the sum of the center spacings between the first to seventh lenses 101-107 can be defined as ∑CG. there is.
상기 제3 렌즈(103) 및 제4 렌즈(104) 사이의 중심 간격(CG3)은 비구면 렌즈와 구면 렌즈 사이의 중심 간격이며, 렌즈부(100) 내에서 최대이며, 구면 렌즈들 사이의 중심 간격보다 크다. 즉, 인접한 물체측 비구면 렌즈와 센서측 구면 렌즈 사이의 간격(CG3)은 렌즈부(100) 내에서 최대일 수 있으며, 상기 접합 렌즈(156)의 중심 두께 이하 예컨대, 상기 접합 렌즈(156)의 중심 두께의 84% 이상 예컨대, 84% 내지 95% 범위일 수 있다. The center distance CG3 between the
상기 제6 렌즈(106) 및 제7 렌즈(107) 사이의 중심 간격(CG6)은 상기 중심 간격(CG3)보다 작고 렌즈부(100) 내에서 두 번째로 클 수 있다. 즉, 인접한 물체측 구면 렌즈와 센서측 비구면 렌즈 사이의 간격(CG6)은 CT7 < CG6 < CG3 < CT1의 조건을 만족할 수 있다. The center gap CG6 between the
상기 각 렌즈의 중심 두께와 인접한 렌즈 간의 중심 간격 사이는 하기 조건을 만족할 수 있다. (여기서, 접합 렌즈 내의 간격은 제외하기로 한다)The center thickness of each lens and the center distance between adjacent lenses may satisfy the following conditions. (Here, the gap within the bonded lens is excluded)
조건1: 10 < CT1/CG1 < 30Condition 1: 10 < CT1/CG1 < 30
조건2: 1 < CG6 / CT7 < 3 Condition 2: 1 < CG6 / CT7 < 3
조건3: 1 < CG3/CT3 < 3Condition 3: 1 < CG3/CT3 < 3
조건4: (CG6/CT7) < (CG3/CT3) Condition 4: (CG6/CT7) < (CG3/CT3)
조건5: 0.2 < CG3/∑CG < 0.7Condition 5: 0.2 < CG3/∑CG < 0.7
조건6: 1 < CT1/CG3 < 2Condition 6: 1 < CT1/CG3 < 2
렌즈들 사이의 최대 중심 두께는 최대 중심 간격의 1.1배 이상 예컨대, 1.1배 내지 2배 범위로 제공해 줌으로써, 각 렌즈들의 중심 두께에 비해 중심 간격을 증가하지 않고 광학계 내에 비구면 렌즈를 적용한 카메라 모듈을 제공할 수 있다. 조건 3에서 비구면의 제3 렌즈(103)가 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상으로 제공되므로, 제3,4렌즈(104,105) 사이의 간격을 크게 제공할 수 있다.The maximum center thickness between lenses is 1.1 times or more, for example, 1.1 to 2 times the maximum center spacing, thereby providing a camera module with an aspherical lens applied in the optical system without increasing the center spacing compared to the center thickness of each lens. can do. In
여기서, 인접한 두 렌즈 사이의 중심 간격 중 i번째 중심 간격을 CGi로 정의하고, 상기 CGi보다 물체 측에 배치된 i번째 렌즈의 중심 두께를 CTi로 정의할 경우, 다음의 조건을 만족할 수 있다(여기서, 접합 렌즈 및 접합 렌즈 사이의 간격은 제외한다).Here, if the ith center spacing between two adjacent lenses is defined as CGi, and the center thickness of the ith lens disposed on the object side than the CGi is defined as CTi, the following conditions can be satisfied (where , excluding bonded lenses and the gap between bonded lenses).
CTi/CGi의 비율은 i가 1일 때 최대이며, i가 3일 때 최소일 수 있다. 상기 CTi/CGi의 값이 i가 3일 때 최소인 이유는 비구면 글라스 재질의 제 3렌즈(103)에 의해 구현될 수 있다. The ratio of CTi/CGi may be maximum when i is 1 and minimum when i is 3. The reason why the value of CTi/CGi is minimum when i is 3 can be implemented by the
상기 제1 렌즈(101)의 물체측 면의 중심에서 상기 이미지 센서(300)의 표면까지의 광축 거리는 TTL인 경우, 하기 조건을 만족할 수 있다.When the optical axis distance from the center of the object-side surface of the
조건 1: 0 < CT1/TTL < 0.5Condition 1: 0 < CT1/TTL < 0.5
바람직하게, 조건 1은 0.18 ≤ CT1/TTL ≤ 0.3를 만족할 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)가 구면 렌즈의 글라스 재질이므로, 상기 제1 렌즈(101)가 조건 1을 만족하는 두꺼운 두께에 의해 온도 변화에 따른 열 보상을 만족시킬 수 있는 광학계를 설계할 수 있다. 즉, 조건 1은 제 1렌즈(101)를 구면 글라스로 설계하여 나타나는 특징일 수 있다. Preferably,
조건 2: 0.1 < CT2/TTL < 0.5Condition 2: 0.1 < CT2/TTL < 0.5
조건 3: 0 < CT3/TTL < 0.1Condition 3: 0 < CT3/TTL < 0.1
조건 4: 0 < CT4/TTL < 0.1Condition 4: 0 < CT4/TTL < 0.1
조건 5: 0 < CT5/TTL < 0.15Condition 5: 0 < CT5/TTL < 0.15
조건 6: 0 < CT6/TTL < 0.1Condition 6: 0 < CT6/TTL < 0.1
조건 7: 0 < CT7/TTL < 0.1Condition 7: 0 < CT7/TTL < 0.1
상기 조건 1의 CT1/TTL의 비율은 조건 2 내지 7의 값보다 클 수 있다. The ratio of CT1/TTL in
유효경에 대해 설명하면, 최대 유효경을 갖는 렌즈는 물체에 가장 가까운 제4 렌즈(104)일 수 있다. 최대 유효경을 갖는 제4 렌즈(104)는 구면 렌즈일 수 있다. 최소 유효경을 갖는 렌즈는 이미지 센서(300)에 가장 인접한 렌즈일 수 있으며, 예컨대 제7 렌즈(107)일 수 있다. 상기 최대 유효경을 갖는 제4 렌즈(104)는 비구면인 제3 렌즈(103)와 접합 렌즈(156) 사이에 배치될 수 있다.When explaining the effective diameter, the lens with the maximum effective diameter may be the
상기 제1 렌즈(101) 내지 제7 렌즈(107)의 유효경은 CA1,CA2,CA3,CA4,CA5,CA6,CA7으로 정의할 수 있고, 상기 제1 렌즈(101)의 제1,2면(S1,S2)의 유효경은 CA11,CA12로 정의할 수 있고, 상기 제7 렌즈(107)의 제13,14면(S13,S14)의 유효경은 CA71,CA72로 정의할 수 있고, 상기 제2 내지 제6 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효경은 CA21,CA22,CA31,CA32,CA41,CA42,CA51,CA52,CA61,CA62로 정의할 수 있다. The effective diameters of the
유효경은 하기 조건을 만족할 수 있다.The effective diameter can satisfy the following conditions.
조건 1: CA11 < CA21 < CA22 Condition 1: CA11 < CA21 < CA22
조건 2: CA71 < CA72 Condition 2: CA71 < CA72
조건3: CA22 < CA31 < CA41Condition 3: CA22 < CA31 < CA41
조건4: (CA11-CA12) < (CA61-CA62) Condition 4: (CA11-CA12) < (CA61-CA62)
조건5: CA71 < CA61 < CA51< CA41Condition 5: CA71 < CA61 < CA51 < CA41
조건5: CA1 < CA2 < CA3 < CA4Condition 5: CA1 < CA2 < CA3 < CA4
조건6: CA4 > CA5 > CA6 > (2*Imgh) > CA7Condition 6: CA4 > CA5 > CA6 > (2*Imgh) > CA7
조건 1과 같이, 제1 렌즈(101)는 유효경이 제2 렌즈(102)의 유효경 보다 작게 제공되더라도, 구면의 글라스 재질과 두꺼운 두께로 인해 열 보상이 보다 효과적일 수 있고, 조립성이 개선될 수 있다.As in
굴절률을 설명하면, 제1,3 렌즈(101,103) 중 적어도 하나의 굴절률은 렌즈들 중에서 최대이며, 바람직하게, 제1 렌즈(101)의 굴절률이 최대일 수 있으며, 1.72 이상일 수 있다. 상기 제1,3 렌즈(101,103)의 굴절률 차이는 0.10 이하이다. 제4 렌즈(104)의 굴절률은 렌즈들 중에서 최소이다. 최대 굴절률과 최소 굴절률 차이는 0.20 이상일 수 있다. 구면 렌즈와 비구면 렌즈의 굴절률을 조절하여 입사 효율을 증가시키고, 입사된 광을 이미지 센서(300)로 가이드할 수 있다. When explaining the refractive index, the refractive index of at least one of the first and
아베수를 설명하면, 제4 렌즈(104)의 아베수는 렌즈들 중에서 최대이며, 65 이상일 수 있다. 제1 렌즈(101)의 아베수는 렌즈들 중에서 최소이다. 최대 굴절률과 최소 아베수 차이는 30 이상일 수 있다. 조리개(ST)의 물체측 렌즈의 아베수를 작게 하고, 센서측 렌즈의 아베수는 크게 하고, 이미지 센서(300)에 가장 인접한 비구면의 제7 렌즈(107)의 아베수를 작게 제공해 줌으로써, 유리 재질의 렌즈들 사이로 진행되는 광의 색 분산을 조절하고, 구면 렌즈와 비구면 렌즈 사이의 색 분산을 증가하여 이미지 센서(300)로 가이드할 수 있다. Explaining the Abbe number, the Abbe number of the
구면 렌즈의 유효경 평균은 GL_CA_Aver이며, 비구면 렌즈의 유효경 평균은 GM_CA_Aver인 경우, GM_CA_Aver < GL_CA_Aver의 조건을 만족할 수 있다.If the effective diameter average of a spherical lens is GL_CA_Aver, and the effective diameter average of an aspherical lens is GM_CA_Aver, the condition of GM_CA_Aver < GL_CA_Aver can be satisfied.
구면 렌즈의 중심 두께의 평균은 GL_CT_Aver이며, 비구면 렌즈의 중심 두께의 평균은 GM_CT_Aver인 경우, GM_CT_Aver < GL_CT_Aver의 조건을 만족할 수 있다.If the average of the center thickness of a spherical lens is GL_CT_Aver, and the average of the center thickness of an aspherical lens is GM_CT_Aver, the condition of GM_CT_Aver < GL_CT_Aver can be satisfied.
구면 렌즈의 굴절률 평균은 GL_nd_Aver이며, 비구면 렌즈의 굴절률 평균은 GM_nd_Aver인 경우, GL_nd_Aver < GM_nd_Aver의 조건을 만족할 수 있다.If the average refractive index of a spherical lens is GL_nd_Aver, and the average refractive index of an aspherical lens is GM_nd_Aver, the condition of GL_nd_Aver < GM_nd_Aver can be satisfied.
구면 렌즈의 아베수 평균은 GL_Ad_Aver이며, 비구면 렌즈의 아베수 평균은 GM_Ad_Aver인 경우, GM_Ad_Aver < GL_Ad_Aver의 조건을 만족할 수 있다.If the average Abbe number of a spherical lens is GL_Ad_Aver, and the average Abbe number of an aspherical lens is GM_Ad_Aver, the condition of GM_Ad_Aver < GL_Ad_Aver can be satisfied.
상기 제1,6,7 렌즈(101,106,107)의 초점 거리(F1,F6,F7)는 음의 굴절력을 가지며, 상기 제2,3,4,5 렌즈(102,103,104,105)의 초점 거리(F2,F3,F4,F5)는 양의 굴절력을 가질 수 있다. The focal lengths F1, F6, and F7 of the first, sixth, and seventh lenses (101, 106, and 107) have negative refractive power, and the focal lengths (F2, F3, and F4) of the second, third, and fifth lenses (102, 103, 104, and 105) have negative refractive power. ,F5) may have positive refractive power.
또한 인접하여 배치되는 렌즈들인 제5,6 렌즈(105,106)는 하기 조건을 만족할 수 있다.Additionally, the fifth and
조건 1: 양의 굴절력을 가진 렌즈의 굴절률 < 음의 굴절력을 가진 렌즈의 굴절률Condition 1: Refractive index of a lens with positive refractive power < Refractive index of a lens with negative refractive power
조건 2: 양의 굴절력을 가진 렌즈의 분산값 > 음의 굴절력을 가진 렌즈의 분산값Condition 2: Dispersion value of a lens with positive refractive power > Dispersion value of a lens with negative refractive power
여기서, 제5 렌즈(105)는 양의 굴절력을 갖고 제6 렌즈(106)는 음의 굴절력을 가지고, 상기 조건 1,2와 같이, 제5 렌즈(105)의 굴절률이 상기 제6 렌즈(106)의 굴절률보다 작고, 상기 제5 렌즈(105)의 분산 값이 상기 제6 렌즈(106)의 분산 값보다 크게 된다. 이에 따라 구면 렌즈에서 발생되는 색수차는 비구면 렌즈로 보정할 수 있다. 또한 연속적으로 배치되는 제5, 6 렌즈(105,106) 사이의 굴절률 차이가 0.01 이상 0.15 이하이고 아베수 차이가 20 이상 60 이하를 만족시켜 줌으로써, 구면 렌즈에서 발생하는 색 수차를 접합 렌즈로 보상할 수 있다. 여기서, 굴절률 차이는 소수점 셋째 자리에서 반올림하고, 아베수 차이는 소수점 첫째 자리에서 반올림하여 값을 비교한다.Here, the
광학계(1000)는 색 수차가 발생하며 접합 렌즈(156)를 사용하거나 연속하게 배치된 두 렌즈를 사용하여 색 수차를 보정하게 된다. 저온에서 고온까지의 온도가 변화함에 따라 렌즈가 수축 및 팽창을 반복한다. 같은 소재의 렌즈들은 온도 변화에 따른 렌즈 특성 변화량이 동일하므로, 온도가 변화하더라도 같은 소재의 렌즈끼리 색 수차를 보정하는 것이 효과적이다. The
또한 상기 제3 렌즈(103) 및 상기 제7 렌즈(107)를 사용하여 구면 렌즈에서 발생하는 색 수차를 보정하고, 상기 제6 렌즈(106) 및 상기 제7 렌즈(107)를 사용하여 구면 렌즈와 비구면 렌즈 간의 색 수차를 상호 보정할 수 있다. In addition, the
또한 비구면 제7 렌즈(107)의 물체 측에 배치된 접합 렌즈(156)의 제5 렌즈(105)의 아베수가 상대적으로 높은 유리 렌즈들을 배치함으로써, 유리 렌즈들에 의해 색 분산을 감소시켜 주고, 비구면 렌즈들에 의해 색 분산을 증가시켜 줄 수 있다.In addition, by arranging glass lenses with a relatively high Abbe number of the
초점 거리를 절대 값으로 나타내면, 상기 제3 렌즈(103)의 초점 거리는 렌즈들 중에서 최대이며, 45 이상일 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)의 초점 거리는 렌즈들 중에서 최소이다. 최대 초점 거리와 최소 초점 거리의 차이는 35 이상일 수 있다. 물체측 비구면 제3 렌즈(103)의 초점 거리를 가장 크게 하고, 마지막 비구면 렌즈에 인접한 제6 렌즈(106)의 초점 거리를 가장 작게 제공해 줌으로써, 광학계에서 설정된 화각 범위에서 향상된 MTF 특성, 수차 제어 특성, 해상도 특성 등을 가질 수 있고, 화각의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.If the focal length is expressed as an absolute value, the focal length of the
상기 제7 렌즈(107)의 센서측 면은 임계점(Critical point)을 갖는다. 상기 임계점(Critical point)은 Sag 값의 경향이 바뀌는 지점이다. 즉 Sag 값이 증가하다 감소하는 지점 혹은 Sag 값이 감소하다가 증가하는 지점이다. 상기 제7 렌즈(107)의 센서측 면은 광축을 기준으로 상기 광축과 수직인 방향으로 3.5mm의 지점과 4.4mm의 지점 사이에 임계점(Critical point)이 존재하는 것을 알 수 있다. 예컨대, 상기 제7 렌즈(107)의 센서측 면은 Sag 값이 광축과 수직인 방향으로 임계점까지 증가하다가, 상기 임계점 이후부터 에지를 향해 Sag 값이 감소하고 있다. 상기 제7 렌즈(107)의 센서측면 즉, 마지막 렌즈의 센서측면 즉, 센서와 가장 가까운 렌즈면에 임계점(Critical point)이 존재하면 TTL을 줄일 수 있어서 광학계의 소형화 및 경량화에 용이하다.The sensor side of the
도 2에서, Sag51은 제5 렌즈(105)의 물체측 면의 Sag 값을 나타내며, Sag62는 제6 렌즈(106)의 센서측 면의 Sag 값을 나타내며, Sag72는 제7 렌즈의 센서측 면의 Sag 값을 나타내며, 제7 렌즈의 물체측 면의 Sag 값은 Sag71로 나타낼 수 있다. Sag 값은 렌즈 면이 각 렌즈 면의 중심보다 센서 측에 위치하면, 양의 값을 가지며, 각 렌즈 면의 중심보다 물체측에 위치하면 음의 값을 갖는다.In Figure 2, Sag51 represents the Sag value of the object-side surface of the
도 4와 같이, 실시예에 렌즈부(100)의 렌즈들 중 제3,7 렌즈(103,107)의 렌즈면은 30차 비구면 계수를 가진 비구면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3,7 렌즈(103,107)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.As shown in FIG. 4 , in the embodiment, the lens surfaces of the third and
도 5와 같이, 제1 내지 제7 렌즈(101,102,103,104,105,106,107)의 두께(T1-T7), 인접한 두 렌즈 사이의 간격(G1-G6)을 설정할 수 있다. 도 5와 같이, Y축 방향으로 각 렌즈의 두께(T1-T7)에 대해 0.1mm 또는 0.2mm 이상의 간격마다 나타낼 수 있으며, 각 렌즈 간의 간격(G1-G6)에 대해 0.1mm 또는 0.2mm 이상의 간격마다 나타낼 수 있다. As shown in Figure 5, the thickness (T1-T7) of the first to seventh lenses (101, 102, 103, 104, 105, 106, and 107) and the gap (G1-G6) between two adjacent lenses can be set. As shown in Figure 5, in the Y-axis direction, the thickness of each lens (T1-T7) can be expressed at intervals of 0.1mm or 0.2mm or more, and the interval between each lens (G1-G6) can be expressed at intervals of 0.1mm or 0.2mm or more. It can be displayed every time.
상기 접합 렌즈(156)의 중심 두께(CT56)는 에지 두께(ET56)보다 클 수 있다. 상기 접합 렌즈(156)의 중심 두께(CT56)는 제5 렌즈(105)의 물체측 제9 면(S9)의 중심에서 제6 렌즈(106) 제12 면(S12)의 중심까지의 거리이며, 에지 두께(ET56)는 제9 면(S9)의 유효영역의 끝단에서 광축 방향으로 제12 면(S12)까지의 거리이다. 상기 접합 렌즈(156)의 최대 두께는 중심부이며, 최소 두께는 에지부이며, 최대 두께는 최소 두께의 1배 이상 예컨대, 1배 내지 1.5배 범위일 수 있다. 상기 접합 렌즈(156)는 0mm < CT56-ET56 < 2mm의 조건을 만족할 수 있다. The center thickness (CT56) of the bonded
도 6과 같이, 도 1의 광학계 및 카메라 모듈에서 주 광선의 각도(CRA: Chief ray angle)는 10도 이상 예컨대, 10도 내지 35도의 범위 또는 10도 내지 25도 범위일 수 있다. 도 13과 같이 실시 예에 따른 광학계에서 상고(image height)에 따른 주변광량비 또는 주변조도(Relative illumination)를 나타낸 그래프로서, 이미지 센서의 중심에서 대각선 끝까지 70% 이상 예컨대, 75% 이상의 주변 광량비가 나타남을 알 수 있다. 즉, 온도에 따른 주변 조도(Zoom position 1, 2, 3)의 차이는 광축에서 4.4mm까지 거의 차이가 없음을 알 수 있다. As shown in FIG. 6 , the chief ray angle (CRA) in the optical system and camera module of FIG. 1 may be 10 degrees or more, for example, in the range of 10 degrees to 35 degrees or in the range of 10 degrees to 25 degrees. 13 is a graph showing the peripheral light ratio or relative illumination according to the image height in the optical system according to the embodiment, where the peripheral light ratio is 70% or more, for example, 75% or more from the center of the image sensor to the end of the diagonal. You can see that it appears. In other words, it can be seen that there is almost no difference in ambient illuminance (Zoom
도 7 내지 도 9는 도 1의 광학계에서 상온, 저온 및 고온에서의 회절(Diffraction) MTF(Modulation transfer function)를 나타낸 그래프로서, 공간 주파수(spatial frequency)에 따른 휘도 비(modulation)를 나타낸 그래프이다. 도 7 내지 도 9와 같이, 발명의 실시 예에서 상온을 기준으로 저온 또는 고온과의 MTF의 편차는 10% 미만 즉, 7% 이하일 수 있다. 7 to 9 are graphs showing diffraction MTF (modulation transfer function) at room temperature, low temperature, and high temperature in the optical system of FIG. 1, and are graphs showing luminance ratio (modulation) according to spatial frequency. . 7 to 9, in an embodiment of the invention, the deviation of MTF from low or high temperature based on room temperature may be less than 10%, that is, 7% or less.
도 10 내지 12는 도 1의 광학계에서 상온, 저온 및 고온에서의 수차 특성을 나타낸 그래프다. 도 10 내지 도 12의 수차 그래프에서 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 도 10 내지 도 12에서 X축은 초점 거리(mm) 및 왜곡도(%)를 나타낼 수 있고, Y축은 이미지의 높이(height)를 의미할 수 있다. 또한, 구면 수차에 대한 그래프는 약 435nm, 약 486nm, 약 546nm, 약 587nm, 약 656nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이며, 비점 수차 및 왜곡 수차에 대한 그래프는 약 546nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다. 도 10 내지 도 12의 수차도에서는 상온, 저온 및 고온에서의 각 곡선들이 Y축에 근접할 수록 수차 보정 기능이 좋은 것으로 해석할 수 있는데, 실시예에 따른 광학계(1000)는 거의 대부분의 영역에서 측정 값들이 Y축에 인접한 것을 알 수 있다. 즉, 실시예에 따른 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가지며 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 여기서, 저온은 -20도 이하의 예컨대, -20 내지 -40도 범위이며, 상온은 22도±5도 범위 또는 18도 내지 27도 범위이며, 고온은 85도 이상 예컨대, 85도 내지 105도의 범위일 수 있다. 이에 따라 도 10 내지 도 12의 저온에서 고온까지 휘도 비(modulation)의 저하가 10% 미만 예컨대, 5% 이하이거나, 거의 변경되지 않음을 알 수 있다. Figures 10 to 12 are graphs showing aberration characteristics at room temperature, low temperature, and high temperature in the optical system of Figure 1. 10 to 12 are graphs measuring spherical aberration, astigmatic field curves, and distortion from left to right. 10 to 12, the X-axis may represent focal length (mm) and distortion (%), and the Y-axis may represent the height of the image. In addition, the graph for spherical aberration is a graph for light in the wavelength band of about 435 nm, about 486 nm, about 546 nm, about 587 nm, and about 656 nm, and the graph for astigmatism and distortion is a graph for light in the wavelength band of about 546 nm. . In the aberration diagrams of FIGS. 10 to 12, it can be interpreted that the closer each curve at room temperature, low temperature, and high temperature is to the Y-axis, the better the aberration correction function is. The
표 1은 실시 예에 따른 광학계에서 상온, 저온 및 고온에서의 EFL, BFL, F넘버, TTL 및 FOV와 같은 광학 특성의 변화를 비교하였으며, 상온을 기준으로 저온의 광학 특성의 변화율 5% 이하 예컨대, 3%이하로 나타남을 알 수 있으며, 상온을 기준으로 저온의 광학 특성의 변화율이 5% 이하 예컨대, 3% 이하로 나타남을 알 수 있다.Table 1 compares the changes in optical properties such as EFL, BFL, F number, TTL, and FOV at room temperature, low temperature, and high temperature in the optical system according to the embodiment, and the change rate of optical properties at low temperature based on room temperature is 5% or less, e.g. , it can be seen that it appears to be less than 3%, and the change rate of optical properties at low temperatures based on room temperature is less than 5%, for example, less than 3%.
따라서, 표 1과 같이, 저온에서 고온까지의 온도 변화에 따른 광학 특성의 변화 예컨대, 유효초점거리(EFL)의 변화율, TTL, BFL, F 넘버, 대각 화각(FOV)의 변화율이 10% 이하 즉, 5% 이하 예컨대, 0 ~ 5% 범위임을 알 수 있다. 이는 적어도 한 매 또는 두 매 이상의 비구면 렌즈를 사용하더라도, 비구면 렌즈에 대한 온도보상이 가능하게 설계하여, 광학 특성의 신뢰성 저하를 방지할 수 있다. 이와 같이, 제3 렌즈(103)와 제7 렌즈(107)를 비구면 글라스 재질로 제공하므로, 광학계 전체에서의 저온 또는 고온까지의 온도 변화에 따라 열 보상이 가능함을 알 수 있고, 이들 렌즈들에 의한 조립성으로 인한 광학적 특성에 영향을 주지 않음을 알 수 있다. Therefore, as shown in Table 1, the change in optical properties according to the temperature change from low to high temperature, for example, the rate of change in effective focal length (EFL), TTL, BFL, F number, and diagonal angle of view (FOV) is less than 10%, that is, , 5% or less, for example, it can be seen that it is in the range of 0 to 5%. Even if at least one or two aspherical lenses are used, temperature compensation for the aspherical lenses is designed to prevent deterioration in the reliability of optical characteristics. In this way, since the
상기에 개시된 실시 예의 광학계는 색수차, 왜곡 수차 등의 수차 특성을 효과적으로 제어할 수 있고, 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.The optical system of the embodiment disclosed above can effectively control aberration characteristics such as chromatic aberration and distortion aberration, and can have good optical performance not only in the center but also in the periphery of the field of view (FOV).
상기에 개시된 실시 예에 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 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가질 수 있다. 또한, 수학식들에 기재된 렌즈의 광축(OA)에서의 두께, 인접한 렌즈들의 광축(OA)에서의 간격이 의미하는 것은 상기에 개시된 실시 예를 참조할 수 있다. The
[수학식 1] [Equation 1]
1 < CT1 / CT2 < 51 < CT1 / CT2 < 5
수학식 1에서 CT1는 상기 제1 렌즈(101)의 중심 두께를 의미하고, CT2는 상기 제2 렌즈(102)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 수학식 1은 제1,2 렌즈의 중심 두께 차이를 설정해 주어, 광학계의 색 수차를 개선할 수 있다. 수학식 1은 실시 예에서 3 < CT1 / CT2 < 4을 만족할 수 있다. 구면의 제1,2 렌즈(101,102)의 중심 두께를 설정해 줄 수 있어, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다.In
[수학식 2] [Equation 2]
(CT7*CA7) < (CT1*CA1) (CT7*CA7) < (CT1*CA1)
CT7은 제7 렌즈(107)의 중심 두께이고, CA1은 제1 렌즈(101)의 유효경이며, CA7은 제7 렌즈의 유효경이다. 상기 유효경은 제1,7 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효경 평균이다. 바람직하게, CT7 < CT1의 조건과 CA7 < CA1의 조건을 만족할 수 있다. 제1,7렌즈의 두께와 유효경을 설정해 줌으로써, 광학계는 구면 수차를 개선시켜 줄 수 있다. 또한 수학식 2에 의해 글라스 재질의 제1 렌즈(101)의 중심 두께와 유효경에 의해 열 보상이 가능하며, 광학적 특성에 대한 영향을 줄여줄 수 있다. CT7 is the central thickness of the
[수학식 3][Equation 3]
Po1 < 0Po1 < 0
수학식 3에서 Po1는 제1 렌즈(101)의 굴절력을 나타내며, 광학계의 성능을 위해 광학계에서 TTL 대비 짧은 유효 초점 거리(F)를 갖기 위해 설정될 수 있다. 이에 따라 TTL > F을 만족할 수 있으며, 예컨대 TTL은 유효초점 거리(F)의 1.5배 이상 예컨대, 1.5배 내지 3배의 범위일 수 있다. In
[수학식 4][Equation 4]
1.7 < n3 < 2.21.7 < n3 < 2.2
N3는 제3 렌즈(103)의 d-line에서의 굴절률이다. 수학식 4는 제3 렌즈의 굴절률을 높게 설정해 주어, 광학계의 3차 수차(자이델 수차) 감소에 영향을 주는 요소를 조절할 수 있으며, TTL이 다소 길어지면서 발생할 수 있는 수차를 감소할 수 있다. 수학식 4는 바람직하게, 1.72 < n3 < 1.90를 만족할 수 있다. 수학식 4의 하한치보다 낮게 설계된 경우, 수차를 감소시켜 성능을 얻을 수 있고, 상기 제3 렌즈(103)의 굴절력이 약해져 빛을 효율적으로 모으지 못하여 광학계의 성능이 떨어질 수 있다. 상기 수학식 4의 상한치보다 높게 설계될 경우, 재료를 구하기 힘들어지는 단점이 있다. 또한 제3 렌즈(103)의 굴절률이 수학식 4의 하한치보다 낮게 설계될 경우, 제5,6 렌즈의 굴절력을 증가하기 위해, 제5,6 렌즈의 곡률 반경을 증가시켜야 하며, 이 경우 렌즈 제작이 더 어려워지고 렌즈 불량률도 높아지고 수율이 저하될 수 있다.N3 is the refractive index at the d-line of the
[수학식 4-1][Equation 4-1]
1.60 ≤ Aver(n1:n7) ≤ 1.701.60 ≤ Aver(n1:n7) ≤ 1.70
수학식 4-1에서 Aver(n1:n7)는 제1 내지 제7 렌즈의 d-line에서의 굴절률 값들의 평균이다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 4-1을 만족할 경우, 광학계(1000)는 해상력을 설정할 수 있고 TTL에 영향을 억제할 수 있다. In Equation 4-1, Aver(n1:n7) is the average of the refractive index values in the d-line of the first to seventh lenses. When the
[수학식 4-2][Equation 4-2]
0.5 < GL_nd_Aver/GM_nd_Aver < 1.50.5 < GL_nd_Aver/GM_nd_Aver < 1.5
GL_nd_Aver은 상기 렌즈부(100) 내에서 상기 구면 렌즈들의 굴절률 평균이며, GM_nd_Aver은 상기 비구면 렌즈들의 굴절률 평균이다. 굴절률이 높은 제5 내지 제7 렌즈가 센서측에 위치하여, 색 분산을 증가시켜 줄 수 있다. 바람직하게, 수학식 4-2는 0.7 < GL_nd_Aver/GM_nd_Aver < 1를 만족할 수 있다.GL_nd_Aver is the average refractive index of the spherical lenses in the
[수학식 5][Equation 5]
20 < FOV_H < 4020 < FOV_H < 40
수학식 5에서 FOV_H는 수평 화각을 나타내며, 차량용 광학계의 범위를 설정할 수 있다. 수학식 5는 바람직하게, 25 ≤ FOV_H ≤ 35를 만족하거나, 30도±3도 범위를 만족할 수 있으며, 이때 수평 방향의 센서 길이는 8.064mm±0.5mm를 기준으로 할 수 있다. 또한 수학식 5를 만족할 경우, 상온 대비 고온으로 온도가 변화할 때 유효초점 거리의 변화율과 화각의 변화율은 5% 이하 예컨대, 0 내지 5%로 설정해 줄 수 있다. 또한 광학계(1000) 내에 비구면 렌즈를 1매 이상 예컨대, 2매 이상을 구면 렌즈와 혼합하여 사용하더라도, 유리 렌즈의 온도 보상을 통해 광학 특성의 저하를 방지할 수 있다. In
[수학식 6][Equation 6]
L1R1 < 0L1R1 < 0
L1R1은 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 곡률 반경을 나타내며, 0보다 작게 설정될 수 있다. 이러한 수학식 6을 만족할 경우, 광학계의 형상을 제한할 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)의 물체 측 면은 오목하게 형성되어 외부 구조물에 접촉된 경우, 표면 손상을 방지할 수 있다. 또한 L1R1*L1R2 > 0의 조건을 만족하므로, 입사되는 광을 광축과 멀어지는 방향으로 굴절시켜 줄 수 있다. 이에 따라 실시 예는 제1,2렌즈(101,102) 사이의 중심 간격을 줄여줄 수 있고, 제2렌즈(102)의 유효경은 제1렌즈(101)의 유효경보다 크게 제공할 수 있다.L1R1 represents the radius of curvature of the first surface S1 of the
[수학식 6-1][Equation 6-1]
L3R1 > 0L3R1 > 0
L2R2 < 0L2R2 < 0
L3R1는 제3 렌즈(103)의 물체측 면의 곡률 반경이며, L2R2은 제2 렌즈의 센서측 면의 곡률 반경이다. 상기 제1 렌즈(101)가 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지므로, 유효경이 큰 제2,3 렌즈의 에지부까지 광을 굴절시켜 줄 수 있다. 상기 제1 렌즈가 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상을 갖게 되므로, 유효경이 큰 제2,3 렌즈의 에지부까지 굴절시켜 줄 수 있으며, 렌즈 매수를 줄여줄 수 있다. 또한 L3R2 > L3R1의 조건과 |L4R1 < L4R2 |의 조건을 만족하므로, 제5 내지 제7 렌즈의 유효경을 크지 않도록 광을 조절할 수 있으며, TTL을 축소시켜 줄 수 있다. 만약, L3R1 > L3R2의 조건인 경우, 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈의 물체측 면 사이에서 수차가 발생하거나 센서측 렌즈들의 유효경이 증가하거나 TTL이 증가하는 문제가 있다. 상기 제1,2, 제4 렌즈(101,102,104)의 곡률 반경을 크게 설정해 주어, 입사되는 광들에 미치는 광학적 특성의 영향을 줄여줄 수 있다. L3R1 is the radius of curvature of the object-side surface of the
[수학식 7][Equation 7]
0.8 < BFL/L7S2_max_sag to Sensor < 30.8 < BFL/L7S2_max_sag to Sensor < 3
BFL은 마지막 렌즈 즉, 제7 렌즈의 센서측 면의 중심에서 이미지 센서의 표면까지의 광축 거리이다. L7S2_max_sag to Sensor는 제7 렌즈(107)의 최대 Sag 값에서 이미지 센서(300)까지의 광축 방향의 거리일 수 있다. 광학계가 수학식 7을 만족할 경우, TTL을 줄여줄 수 있고, 카메라 모듈의 제작을 위한 조건을 설정할 수 있다. 또한 L7S2_max_sag to Sensor는 이미지 센서(300)과 제7 렌즈(107) 사이에 위치하는 광학 필터(500)와 커버 글라스(400)를 배치할 수 있는 공간을 설정할 수 있다. 수학식 7의 범위가 하한치보다 작을 경우, 광학 필터 및 이미지 센서 등의 회로 구조물을 배치할 공간의 제약이 커져 필터 및 이미지 센서 등의 회로 구조물을 광학계에 조립하는 공정이 어려워질 수 있다. 수학식 7의 범위가 상한치보다 커질 경우, 필터 및 이미지 센서 등의 회로 구조물을 광학계에 조립하는 공정이 용이하지만, TTL이 길어져 광학계의 소형화가 힘들게 된다. 즉, 수학식 7은 이미지 센서(300)와 마지막 렌즈 간의 최소 거리를 설정할 수 있으며, 바람직하게, L7S2_max_sag to Sensor < BFL의 조건을 만족할 수 있다. 또한 상기 마지막 렌즈가 센서측 면의 중심보다 이미지 센서 방향으로 더 돌출되는 지점이 없는 경우, 수학식 6의 값은 BFL(Back focal length)과 같을 수 있다. 상기 BFL은 상기 이미지 센서(300)에서 마지막 렌즈의 센서측 면의 중심까지의 광축 거리이다. 자세하게 1 < BFL/L7S2_max_sag to Sensor < 1.2를 만족하면 제작의 편의성과 TTL 축소가 더 용이하다.BFL is the optical axis distance from the center of the sensor side of the last lens, that is, the seventh lens, to the surface of the image sensor. L7S2_max_sag to Sensor may be the distance in the optical axis direction from the maximum Sag value of the
[수학식 8] [Equation 8]
3 < CT1 / CT7 < 73 < CT1 / CT7 < 7
수학식 8를 만족할 경우, 수차 특성을 개선하며, 광학계의 축소에 대한 영향을 설정할 수 있다. 수학식 8은 바람직하게, 4 < CT1 / CT7 < 5.5를 만족할 수 있다. 수학식 8은 광학계의 물체측 제1 렌즈와 비구면을 갖는 제7렌즈의 중심 두께를 설정하고, 이들의 중심 두께 차이를 한정할 수 있다. 이에 따라 광학계의 색 수차를 개선할 수 있으며, 설정된 화각에서 양호한 광학 성능을 가지며 TTL(total track length)을 제어할 수 있다. If Equation 8 is satisfied, the aberration characteristics can be improved and the influence on the reduction of the optical system can be set. Equation 8 preferably satisfies 4 < CT1 / CT7 < 5.5. Equation 8 sets the central thickness of the first lens on the object side of the optical system and the seventh lens having an aspherical surface, and can limit the difference in central thickness between them. Accordingly, chromatic aberration of the optical system can be improved, good optical performance can be achieved at a set angle of view, and TTL (total track length) can be controlled.
[수학식 8-1][Equation 8-1]
0.4 < CT1/CA11 < 10.4 < CT1/CA11 < 1
수학식 8-1에서 제1 렌즈(101)의 중심 두께(CT1)과 제1 렌즈(101)의 물체측 면(S1)의 유효경(CA11)을 설정해 줄 수 있으며, 이를 만족할 경우, 유리 재질의 렌즈의 강도 및 광학적 특성 저하를 방지할 수 있다. 만약, 수학식 8-1의 범위보다 낮은 경우, 렌즈가 파손되거나 사출 성형이 어렵고, 상기 범위보다 큰 경우 TTL이 증가하게 되고 광학계의 중량이 무거워질 수 있다. 바람직하게, 0.5 < CT1/CA11 < 0.8를 만족할 수 있다.In Equation 8-1, the center thickness (CT1) of the
[수학식 8-2][Equation 8-2]
0.4 < CT1/CA41 < 10.4 < CT1/CA41 < 1
수학식 8-2에서 제1 렌즈(101)의 중심 두께(CT1)과 제4 렌즈(104)의 물체측 면(S7)의 유효경(CA41)을 설정해 줄 수 있으며, 이를 만족할 경우, 최대 중심 두께를 갖는 렌즈와 최대 유효경을 갖는 렌즈를 설정할 수 있다. 바람직하게, 0.5 < CT1/CA41 < 0.7를 만족할 수 있다.In Equation 8-2, the center thickness (CT1) of the
[수학식 9] [Equation 9]
0 < CT3 / CT7 < 30 < CT3 / CT7 < 3
CT3은 제3 렌즈(103)의 중심 두께이고, CT7는 제7 렌즈(107)의 중심 두께를 의미한다. 광학계가 수학식 9를 만족할 경우, 비구면 렌즈의 중심 두께의 비율을 설정할 수 있으며, 수차 특성을 개선하며, 광학계의 축소에 대한 영향을 설정할 수 있다. 수학식 9는 바람직하게, 1.2 < CT3 / CT7 < 1.9를 만족할 수 있다. CT3 is the central thickness of the
[수학식 10][Equation 10]
1 < CT56 / CT7 < 51 < CT56 / CT7 < 5
수학식 10에서 CT56는 제5,6렌즈의 중심 두께의 합이며, 예컨대 접합렌즈(156)의 중심 두께이다. 즉, CT56는 제5 렌즈(105)의 물체측 면의 중심에서 제6 렌즈(106)의 센서측 면의 중심까지의 광축 거리이다. 광학계가 수학식 10을 만족할 경우, 접합 렌즈와 이에 인접한 제7 렌즈(107)의 중심 두께를 설정해 주어, 수차 특성을 개선시켜 줄 수 있으며, 바람직하게 3 < CT56 / CT7 < 4를 만족할 수 있다. 여기서, CT56 > ET56의 조건을 만족할 수 있으며, ET56는 접합 렌즈의 에지 두께이다.In
[수학식 11][Equation 11]
0 < |L2R1 / L4R2| < 10 < |L2R1 / L4R2| < 1
수학식 11에서 L2R1은 상기 제2 렌즈(102)의 제1 면(S1)의 곡률 반경을 의미하고, L4R2는 상기 제4 렌즈(104)의 제8 면(S8)의 곡률 반경을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 11를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성이 개선될 수 있다. 바람직하게, 0 < |L2R1 / L4R2| < 0.5를 만족할 수 있다.In
[수학식 12][Equation 12]
0 < CT56 - ET56 < 2mm0 < CT56 - ET56 < 2mm
수학식 12에서 ET56는 제5 렌즈(105)의 물체측 면의 유효 영역의 끝단에서 상기 제6 렌즈(106)의 센서측 면의 유효 영역의 끝단까지의 광축 거리이다. 광학계가 수학식 12를 만족할 경우, 접합 렌즈의 중심 두께와 에지 두께를 설정해 주어, 수차 특성을 개선시켜 줄 수 있으며, 바람직하게 CT56 < CT1의 조건을 만족할 수 있다. 또한 ET56 < ET1의 조건을 만족할 수 있다. In
[수학식 13][Equation 13]
0 < CA11 / CA31 < 20 < CA11 / CA31 < 2
수학식 13에서 CA11은 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 유효경을 의미하고, CA31은 상기 제3 렌즈(103)의 제5 면(S5))의 유효경을 의미한다. 수학식 13을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 입사되는 광을 제어할 수 있으며 수차에 영향을 주는 요소를 설정할 수 있으며, 바람직하게, 0.5 < CA11 / CA31 < 1를 만족할 수 있다. 제1,3 렌즈가 수학식 13을 만족하므로, 제1,3렌즈의 유효경 차이를 크지 않아, 조립성에 의한 영향을 줄여줄 수 있고, 온도 변화에 의한 광학적 영향을 줄여줄 수 있다.In Equation 13, CA11 refers to the effective diameter of the first surface (S1) of the
[수학식 14][Equation 14]
0 < CA72 / CA42 < 20 < CA72 / CA42 < 2
수학식 14에서 CA42는 상기 제4 렌즈(104)의 제8 면(S8)의 유효경을 의미하고, CA72는 상기 제7 렌즈(107)의 제14 면(S14)의 유효경을 의미한다. 수학식 14을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 입사되는 광 경로를 제어할 수 있고, CRA 및 온도에 따른 성능변화에 대한 요소를 설정할 수 있다. 바람직하게, 수학식 14는 0.5 < CA72 / CA42 < 1.0를 만족할 수 있다. In
[수학식 15][Equation 15]
0 < CA12 / CA21 < 20 < CA12 / CA21 < 2
수학식 15에서 CA12는 상기 제1 렌즈(101)의 제2 면(S2)의 유효경을 의미하고, CA21는 상기 제2 렌즈(102)의 제3 면(S3)의 유효경을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 15을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 제1 렌즈 군(LG1)과 제2 렌즈 군(LG2)으로 진행하는 광을 제어할 수 있고, 렌즈 민감도 감소에 영향을 주는 요소를 설정할 수 있다. 수학식 15는 바람직하게, 0.5 < CA12 / CA21 < 1를 만족할 수 있다. In Equation 15, CA12 refers to the effective diameter of the second surface (S2) of the
상기 제1,2렌즈가 수학식 15를 만족하므로, 제1 내지 제2 렌즈의 곡률 반경과 유효경에 의해, 조립성과 틸트로 인한 광학적 특성에 영향을 주는 것을 억제할 수 있고, 열 보상이 가능할 수 있다.Since the first and second lenses satisfy Equation 15, the influence on optical characteristics due to assembling and tilt can be suppressed by the curvature radius and effective diameter of the first and second lenses, and heat compensation can be possible. there is.
[수학식 16][Equation 16]
0 < CA31 / CA42 < 20 < CA31 / CA42 < 2
CA31는 상기 제3 렌즈(103)의 제5 면(S5)의 유효경을 의미하고, CA42는 상기 제4 렌즈(104)의 제8 면(S8)의 유효경을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 16을 만족할 경우, 비구면 렌즈와 구면 렌즈의 크기를 설정할 수 있다. 수학식 16는 바람직하게, 0.5 < CA31 / CA42 < 1.0를 만족할 수 있다. CA31 refers to the effective diameter of the fifth surface (S5) of the
[수학식 17][Equation 17]
0 < CA51 / CA62 < 20 < CA51 / CA62 < 2
CA51는 상기 제5 렌즈(105)의 제9 면(S9)의 유효경을 의미하며, CA62는 상기 제6 렌즈(106)의 제12 면(S12)의 유효경을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 17를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색 수차를 개선할 수 있으며, 접합 렌즈(156) 내에서 물체측 면과 센서측 면 사이의 크기를 설정할 수 있다. 이에 따라 마지막 비구면 렌즈 보다 물체 측에 인접하게 배치된 접합 렌즈의 유효경 크기를 설정하여, 접합 렌즈를 통해 입사되는 광을 비구면 렌즈로 효과적으로 가이드할 수 있다. 수학식 17는 바람직하게, 1 < CA51 / CA62 < 1.6를 만족할 수 있다. CA51 refers to the effective diameter of the ninth surface (S9) of the
상기 접합 렌즈가 수학식 17를 만족하므로, 광학계 내에서 TTL을 줄여줄 수 있고, 접합 렌즈의 센서측에 배치된 렌즈들의 유효경을 줄여줄 수 있으며, 보다 슬림한 두께를 갖는 카메라 모듈을 제공할 수 있다.Since the bonded lens satisfies Equation 17, the TTL within the optical system can be reduced, the effective diameter of the lenses placed on the sensor side of the bonded lens can be reduced, and a camera module with a slimmer thickness can be provided. there is.
[수학식 18][Equation 18]
0 < CA62 / CA71 < 20 < CA62 / CA71 < 2
CA71는 상기 제7 렌즈(107)의 제13 면(S13)의 유효경을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 18를 만족할 경우, 접합 렌즈(156)의 센서측 면의 유효경과 이에 인접한 렌즈의 물체측 면의 유효경 사이의 관계를 설정할 수 있다. 이에 따라 상기 광학계(1000)는 색 수차를 개선할 수 있으며, 접합 렌즈 내에서 센서측 제6 렌즈의 센서측 면 사이의 크기 및 곡률 반경을 설정할 수 있다. 이에 따라 마지막 렌즈 보다 물체 측에 배치된 제5, 6 렌즈의 유효경 크기를 설정할 수 있다. 수학식 18은 바람직하게, 1 < CA62 / CA71 < 1.2를 만족할 수 있다. CA71 refers to the effective diameter of the 13th surface (S13) of the
[수학식 18-1][Equation 18-1]
1mm < (CA61 - CA62) < 3mm1mm < (CA61 - CA62) < 3mm
수학식 18-1에서 제6 렌즈의 물체측 면과 센서측 면(S12)의 유효경 차이는 1mm 초과일 수 있으며, 다른 렌즈들의 물체측 면과 센서측 면 사이의 유효경 차이보다 클 수 있으며, 광학계 내에서 각 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효경 차이 중 최대일 수 있다. 이에 따라 비구면 렌즈에 인접한 구면 렌즈인 제6 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효경 차이를 최대로 하여 줌으로써, 제6 렌즈를 통해 굴절된 광이 비구면 렌즈의 유효 영역 내로 진행할 수 있다.In Equation 18-1, the effective diameter difference between the object-side surface and the sensor-side surface (S12) of the sixth lens may exceed 1 mm, and may be larger than the effective diameter difference between the object-side surface and the sensor-side surface of other lenses, and the optical system It may be the largest difference in effective diameter between the object side and the sensor side of each lens. Accordingly, by maximizing the difference in effective diameter between the object-side surface and the sensor-side surface of the sixth lens, which is a spherical lens adjacent to the aspherical lens, the light refracted through the sixth lens can proceed into the effective area of the aspherical lens.
[수학식 18-2] CA4 > CA5 > CA6[Equation 18-2] CA4 > CA5 > CA6
[수학식 18-3] CA41 > (ImgH*2)[Equation 18-3] CA41 > (ImgH*2)
[수학식 18-4] CA51 > (ImgH*2)[Equation 18-4] CA51 > (ImgH*2)
[수학식 18-5] CA62 > (ImgH*2)[Equation 18-5] CA62 > (ImgH*2)
수학식 18-2 내지 18-5에서 CA5는 제5 렌즈(105)의 유효경이며, CA6는 제6 렌즈(106)의 유효경이며, ImgH는 이미지 센서(300)의 대각 길이의 1/2이며, CA62는 제6 렌즈의 센서측 면의 유효경이다. 이에 따라 제5 렌즈(105)의 유효경, 제4 렌즈(104)의 물체측 면의 유효경, 제5 렌즈(105)의 물체측 면의 유효경에 의해 이미지 센서(300)의 영역으로 광 경로를 설정해 줄 수 있다. 실시예에서는 n번째 렌즈를 비구면 렌즈로 제공하므로, 이에 인접한 구면 렌즈와 접합 렌즈의 유효경 비율이 수학식 18 내지 18-5를 만족할 수 있다. In Equations 18-2 to 18-5, CA5 is the effective diameter of the
[수학식 19][Equation 19]
0.2 < GL_CA_Aver/GM_CA_Aver < 20.2 < GL_CA_Aver/GM_CA_Aver < 2
수학식 19에서 GL_CA_Aver는 구면을 갖는 유리 렌즈들의 평균 유효경을 나타내며, GM_CA_Aver은 비구면을 갖는 글라스 몰드 렌즈들의 평균 유효경을 나타낸다. 수학식 19에서 구면 렌즈와 비구면 렌즈의 유효경을 설정해 주어, 입사되는 광의 경로를 효과적을 가이드할 수 있다. 수학식 19는 바람직하게, 1 < GL_CA_Aver/GM_CA_Aver < 1.2를 만족할 수 있다. 즉, 구면 렌즈와 비구면 렌즈들의 유효경 차이는 크지 않게 설정할 수 있다. In Equation 19, GL_CA_Aver represents the average effective diameter of glass lenses having a spherical surface, and GM_CA_Aver represents the average effective diameter of glass mold lenses having an aspherical surface. By setting the effective diameters of the spherical lens and the aspherical lens in Equation 19, the path of incident light can be effectively guided. Equation 19 may preferably satisfy 1 < GL_CA_Aver/GM_CA_Aver < 1.2. In other words, the difference in effective diameter between the spherical lens and the aspherical lens can be set to be not large.
여기서, nGL > nGM를 만족할 수 있다. 상기 nGL은 구면 유리 렌즈 매수이며, nGM은 비구면 유리 렌즈의 매수이다. 실시 예는 비구면 렌즈를 추가해 줌으로써, 렌즈 매수를 줄여줄 수 있고, 광학적 특성의 저하를 방지할 수 있다. Here, nGL > nGM can be satisfied. The nGL is the number of spherical glass lenses, and nGM is the number of aspherical glass lenses. In the embodiment, by adding an aspherical lens, the number of lenses can be reduced and optical characteristics can be prevented from being deteriorated.
[수학식 20][Equation 20]
0 < GL_nd_Aver/GM_nd_Aver < 1.600 < GL_nd_Aver/GM_nd_Aver < 1.60
수학식 19에서 GL_nd_Aver는 유리 재질의 렌즈들의 굴절률 평균이며, 예컨대 제1,2,4,5,6 렌즈의 굴절률 평균이다. GM_nd_Aver는 제3,7 렌즈들의 굴절률 평균이다. 바람직하게, 0.7 < GL_nd_Aver/GM_nd_Aver < 1의 조건을 만족하도록 구면 렌즈의 굴절률과 비구면 렌즈의 굴절률을 설정해 줄 수 있다. In Equation 19, GL_nd_Aver is the average refractive index of glass lenses, for example, the average refractive index of the first, second, fourth, fifth, and sixth lenses. GM_nd_Aver is the average refractive index of the 3rd and 7th lenses. Preferably, the refractive index of the spherical lens and the refractive index of the aspherical lens can be set to satisfy the condition of 0.7 < GL_nd_Aver/GM_nd_Aver < 1.
[수학식 20-1][Equation 20-1]
0 < ΣGM_nd / ΣGL_nd < 10 < ΣGM_nd / ΣGL_nd < 1
ΣGM_nd는 글라스 몰드 렌즈의 굴절률 합이며, ΣGL_nd는 구면 유리 렌즈의 굴절률 합이다. 바람직하게, 0.2 < ΣGM_nd / ΣGL_nd < 0.6를 만족할 수 있다. 광학계는 구면 렌즈와 비구면 렌즈들의 굴절률 차이를 설정해 주어, 해상도 및 색 분산을 조절할 수 있다.ΣGM_nd is the sum of the refractive indices of the glass mold lens, and ΣGL_nd is the sum of the refractive indices of the spherical glass lens. Preferably, 0.2 < ΣGM_nd / ΣGL_nd < 0.6 may be satisfied. The optical system can control resolution and color dispersion by setting the difference in refractive index between spherical lenses and aspherical lenses.
[수학식 21][Equation 21]
CA6 or CA7 < CA5CA6 or CA7 < CA5
수학식 21에서 CA6는 제6 렌즈(106)의 유효경이며, CA7는 제7 렌즈(107)의 유효경이고, CA5는 제5 렌즈의 유효경을 나타낸다. 이러한 수학식 21을 만족할 경우, 광학계는 제5 렌즈(105)와 이미지 센서(300) 사이에 배치된 제6,7 렌즈의 유효경 크기를 제5 렌즈(105)의 유효경보다 작게 설정하여, 이미지 센서(300)의 중심부 및 주변부까지 광의 가이드할 수 있고, 색 수차를 개선시켜 줄 수 있다. In
[수학식 22][Equation 22]
CG2 < CG6 < CG3CG2 < CG6 < CG3
수학식 22에서 CG2는 제2,3 렌즈 사이의 중심 간격이며, CG3는 제3,4 렌즈 사이의 중심 간격이며, CG6은 제6,7 렌즈 사이의 중심 간격이다. 수학식 22를 만족할 경우, 제2 렌즈에서 제7 렌즈까지의 중심 간격을 설정할 수 있어, 중심 간격을 축소할 수 있고 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다. In
[수학식 22-1][Equation 22-1]
G5 < 0.01 또는 CG5 < 0.01G5 < 0.01 or CG5 < 0.01
수학식 22-1에서 G5와 CG5는 제5 렌즈(105)와 제6 렌즈(106) 사이의 간격과 중심 간격이다. 수학식 22-1를 만족할 경우, 제5,6렌즈는 접합 렌즈로 설정될 수 있다. 여기서, 바람직하게, CT56 = CT5 + CT6 + CG5를 만족할 수 있으며, 제5,6 렌즈의 중심 두께(CT5,CT6)와 제5,6렌즈의 중심 간격(CG5)의 합으로 구해질 수 있다. In Equation 22-1, G5 and CG5 are the distance between the
[수학식 23][Equation 23]
0 < CT7 / CG6 < 10 < CT7 / CG6 < 1
수학식 23에서 CG6는 제6 렌즈(106)의 센서측 면과 제7 렌즈(107)의 물체측 면 사이의 중심 간격이다. 수학식 23에서 제7 렌즈(107)의 중심 두께(CT7)와 제6,7 사이의 중심 간격을 설정해 주어, 화각의 주변부에서 광학 성능을 개선시켜 줄 수 있다. 수학식 23은 바람직하게, 0.2 < CT7/CG6 < 0.8를 만족할 수 있다. In
[수학식 24][Equation 24]
LD34 < LD12LD34 < LD12
LD12는 제1 렌즈의 물체측 면에서 상기 제2 렌즈의 센서측 면까지의 광축 거리이며, LD34는 제3 렌즈의 물체측 면에서 상기 제4 렌즈의 센서측 면까지의 광축 거리이다. 수학식 24를 만족할 경우, 입사광을 비구면 렌즈의 유효 영역으로 가이드할 수 있으며, TTL을 축소시켜 줄 수 있다. LD12 is the optical axis distance from the object side of the first lens to the sensor side of the second lens, and LD34 is the optical axis distance from the object side of the third lens to the sensor side of the fourth lens. If
[수학식 25][Equation 25]
CG57 < CG14CG57 < CG14
CG14는 상기 제1 내지 제4 렌즈 사이의 중심 간격들의 합이며, CG46은 상기 제5 내지 제7 렌즈 사이의 중심 간격들의 합을 나타낸다. 수학식 25를 만족할 경우, 접합 렌즈 보다 물체측에 위치한 렌즈들 사이의 중심 간격과 접합 렌즈부터 마지막 렌즈까지의 중심 간격을 조절하여, 입사광을 비구면 렌즈로 가이드할 수 있으며, 색 수차를 개선시키고, TTL을 축소시켜 줄 수 있다. 수학식 25는 제3 렌즈(103)의 비구면 렌즈에 의해 만족될 수 있다.CG14 represents the sum of center spacings between the first to fourth lenses, and CG46 represents the sum of center spacings between the fifth to seventh lenses. If
[수학식 26][Equation 26]
1 < CT6/CT7 < 31 < CT6/CT7 < 3
수학식 26에서 제6 렌즈의 중심 두께(CT6)를 제7 렌즈의 중심 두께(CT7)보다 두껍게 설정해 줌으로써, 수차에 영향을 주는 요소를 제어할 수 있다. 바람직하게, 수학식 26은 1 < CT6/CT7 < 1.5를 만족할 수 있다. In
[수학식 27][Equation 27]
10 < L7R1 / CT7 < 4010 < L7R1 / CT7 < 40
수학식 27에서 L7R1는 제7 렌즈의 제13 면의 곡률 반경을 의미한다. 수학식 27에서 제7 렌즈의 물체측 면의 곡률 반경과 제7 렌즈의 중심 두께를 설정해 주어, 제7 렌즈의 굴절력을 제어할 수 있다. 이에 따라 화각의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 바람직하게, 수학식 27는 18 < L7R1 / CT7 < 30를 만족할 수 있다. 수학식 27에 의해 비구면을 갖는 제7 렌즈의 곡률 반경과 중심 두께를 조절하므로, 광학계의 TTL을 줄여줄 수 있고 광학 성능의 저하를 방지할 수 있다.In Equation 27, L7R1 means the radius of curvature of the 13th surface of the 7th lens. In Equation 27, the refractive power of the seventh lens can be controlled by setting the radius of curvature of the object-side surface of the seventh lens and the central thickness of the seventh lens. Accordingly, good optical performance can be achieved in the center and periphery of the angle of view. Preferably, Equation 27 can satisfy 18 < L7R1 / CT7 < 30. By adjusting the radius of curvature and center thickness of the seventh lens having an aspherical surface using Equation 27, the TTL of the optical system can be reduced and degradation of optical performance can be prevented.
[수학식 28][Equation 28]
0 < |L5R2/L7R1| < 100 < |L5R2/L7R1| < 10
수학식 28에서 L5R2는 제5 렌즈의 제10 면의 곡률 반경을 의미한다. 수학식 28에서 제5 렌즈의 센서측 면의 곡률 반경과 제7 렌즈의 물체측 면의 곡률 반경을 설정해 주어, 제5,7 렌즈의 굴절력을 제어할 수 있다. 이에 따라 화각의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 바람직하게, 수학식 28은 0 < |L5R2 / L7R1| < 1를 만족할 수 있다. In
[수학식 29][Equation 29]
L1R1*L1R2 > 0L1R1*L1R2 > 0
수학식 29에서 L1R1은 제1 렌즈의 물체측 면의 곡률 반경이며, L1R2는 제1 렌즈의 센서측 면의 곡률 반경을 의미한다. 수학식 29를 만족할 경우, 제1 렌즈의 굴절력을 제어하여, 입사된 광을 구면 렌즈로 제어할 수 있다. 바람직하게, L1R1+L1R2 < 0를 만족할 수 있다. 수학식 29에 의해 제1 렌즈의 곡률 반경을 설정해 줌으로써, 구면 렌즈의 조립성 저하를 방지할 수 있고, 제1,2렌즈 사이의 간격을 설정해 줄 수 있다.In Equation 29, L1R1 is the radius of curvature of the object-side surface of the first lens, and L1R2 is the radius of curvature of the sensor-side surface of the first lens. If Equation 29 is satisfied, the refractive power of the first lens can be controlled and the incident light can be controlled by the spherical lens. Preferably, L1R1+L1R2 < 0 may be satisfied. By setting the radius of curvature of the first lens according to Equation 29, it is possible to prevent deterioration of assembly of the spherical lens and set the gap between the first and second lenses.
[수학식 30][Equation 30]
0 < |L5R1/L6R2| < 20 < |L5R1/L6R2| < 2
L5R1은 제5 렌즈의 물체측 면의 곡률 반경이며, L6R2는 제6 렌즈의 센서측 면의 곡률 반경을 의미한다. 수학식 30을 만족할 경우, 제4,5 렌즈가 접합된 렌즈로 나타낼 수 있다. 제5렌즈와 제6 렌즈 사이의 계면의 곡률 반경은 동일하며, 예컨대, L6R1/L5R2 = 1을 만족할 수 있다.L5R1 is the radius of curvature of the object-side surface of the fifth lens, and L6R2 is the radius of curvature of the sensor-side surface of the sixth lens. If
[수학식 31][Equation 31]
0 < |L6R2/L6R1| < 20 < |L6R2/L6R1| < 2
L6R1은 제6 렌즈의 물체측 면의 곡률 반경을 의미하며, L6R2는 제6 렌즈의 센서측 면의 곡률 반경을 의미한다. 수학식 31에서 제6 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 곡률 반경을 설정해 주어, 접합 렌즈에서 비구면 렌즈를 향해 광을 효과적으로 굴절시켜 줄 수 있다. 수학식 31은 바람직하게, 0 < |L6R2 /L6R1| < 1를 만족할 수 있다. L6R1 refers to the radius of curvature of the object-side surface of the sixth lens, and L6R2 refers to the radius of curvature of the sensor-side surface of the sixth lens. By setting the radius of curvature of the object-side surface and the sensor-side surface of the sixth lens in
[수학식 31-1][Equation 31-1]
0 < L7R1 / L7R2 < 10 < L7R1 / L7R2 < 1
수학식 31-1에서 L7R1, L7R2은 제7 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 곡률 반경을 의미한다. 수학식 31-1에서 제7 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 곡률 반경을 설정해 주어, 비구면 렌즈를 통해 이미지 센서로 광을 굴절시켜 줄 수 있다. 수학식 31-1은 바람직하게, 0 < L7R1 / L7R2 < 0.5를 만족할 수 있다. In Equation 31-1, L7R1 and L7R2 mean the radii of curvature of the object-side surface and the sensor-side surface of the seventh lens. In Equation 31-1, by setting the radius of curvature of the object-side surface and the sensor-side surface of the seventh lens, light can be refracted to the image sensor through the aspherical lens. Equation 31-1 preferably satisfies 0 < L7R1 / L7R2 < 0.5.
[수학식 32][Equation 32]
0 < Max_CT / Max_CG < 50 < Max_CT / Max_CG < 5
수학식 32에서 렌즈들 중 최대 중심 두께(CT_Max)와 인접한 렌즈들 사이의 최대 중심 간격(CT_Max)을 설정해 줄 수 있다. 수학식 32를 만족할 경우, 광학계는 설정된 화각에서 초점거리에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있고, TTL을 축소시켜 줄 수 있다. 바람직하게, 실시 예는 1 < Max_CT / Max_CG < 2을 만족할 수 있다.In Equation 32, the maximum center thickness (CT_Max) among the lenses and the maximum center spacing (CT_Max) between adjacent lenses can be set. If Equation 32 is satisfied, the optical system can have good optical performance at the focal distance at the set angle of view and can reduce TTL. Preferably, the embodiment may satisfy 1 < Max_CT / Max_CG < 2.
[수학식 33][Equation 33]
1 < ΣCT / ΣCG < 51 < ΣCT / ΣCG < 5
수학식 33에서 ΣCT는 렌즈들의 중심 두께의 합이며, ΣCG는 인접한 렌즈들 사이의 중심 간격들의 합이다. 수학식 33을 만족할 경우, 광학계는 설정된 화각에서 초점거리에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있고, TTL을 축소시켜 줄 수 있다. 바람직하게, 실시 예는 2 < ΣCT / ΣCG < 3를 만족할 수 있다.In Equation 33, ΣCT is the sum of the central thicknesses of the lenses, and ΣCG is the sum of the central spacing between adjacent lenses. If Equation 33 is satisfied, the optical system can have good optical performance at the focal length at the set angle of view and can reduce TTL. Preferably, the embodiment may satisfy 2 < ΣCT / ΣCG < 3.
[수학식 34][Equation 34]
8 < Σnd < 208 < Σnd < 20
Σnd는 복수의 렌즈 각각의 d-line에서의 굴절률들의 합을 의미한다. 수학식 34를 만족할 경우, 비구면 렌즈와 구면 렌즈가 혼합된 광학계(1000)에서 TTL을 제어할 수 있고, 향상된 해상력을 가질 수 있다. 또한 구면 렌즈의 매수가 비구면 렌즈의 매수보다 많은 경우, 상대적으로 두꺼운 두께를 갖는 구면 렌즈의 매수가 많을 경우, TTL과 굴절률의 합을 설정할 수 있다. 수학식 34는 바람직하게, 10 < Σnd < 13을 만족할 수 있다.Σnd means the sum of the refractive indices at the d-line of each of the plurality of lenses. If Equation 34 is satisfied, TTL can be controlled in the
[수학식 35][Equation 35]
10 < ΣAbbe / Σnd < 5010 < ΣAbbe / Σnd < 50
ΣAbbe는 상기 복수의 렌즈 각각의 아베수(Abbe's number)의 합을 의미한다. 수학식 35을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 수차 특성 및 해상력을 가질 수 있다. 수학식 35를 렌즈들의 아베스 합과 굴절률의 합을 설정해 주어, 광학 특성을 제어할 수 있으며, 바람직하게 20 < ΣAbbe / Σnd < 40를 만족할 수 있다. ΣAbbe refers to the sum of Abbe's numbers of each of the plurality of lenses. When Equation 35 is satisfied, the
[수학식 36][Equation 36]
Distortion < 2 Distortion < 2
왜곡(Distortion)는 이미지 센서(300)에 의해 검출된 광학 특성을 기초로 이미지 센서의 중심(0.0F)에서 대각 방향의 끝단(1.0F)까지 왜곡의 최대 값 또는 최대치의 절대 값을 의미한다. 광학계(1000)가 수학식 36을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡 특성을 개선할 수 있으며, 영상 처리를 위한 조건을 설정할 수 있다. 바람직하게, Distortion < 1을 만족할 수 있다.Distortion refers to the maximum value or absolute value of the maximum distortion from the center (0.0F) of the image sensor to the diagonal end (1.0F) based on the optical characteristics detected by the
[수학식 37][Equation 37]
0 < ΣCT / ΣET < 20 < ΣCT / ΣET < 2
ΣCT는 렌즈들의 중심 두께의 합이며, ΣET는 렌즈들의 유효 영역의 끝단 두께 즉, 에지 두께들의 합이다. 수학식 37을 만족할 경우, 광학계는 설정된 화각에서 초점거리에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있고, TTL을 축소시켜 줄 수 있다. 수학식 37은 바람직하게, 1 < ΣCT / ΣET < 1.5를 만족할 수 있다.ΣCT is the sum of the center thicknesses of the lenses, and ΣET is the end thickness of the effective area of the lenses, that is, the sum of the edge thicknesses. If Equation 37 is satisfied, the optical system can have good optical performance at the focal distance at the set angle of view and can reduce TTL. Equation 37 may preferably satisfy 1 < ΣCT / ΣET < 1.5.
[수학식 38][Equation 38]
0.5 < CA11 / CA_Min < 2.50.5 < CA11 / CA_Min < 2.5
CA11는 제1 렌즈의 물체측 면의 유효경이며, CA_Min은 렌즈들의 물체측 면들과 센서측 면들 중 최소 유효경을 나타낸다. 수학식 38을 만족할 경우, 광학계는 입사광 제어, 광학 성능 유지하며 보다 슬림한 모듈을 제공할 수 있다. 수학식 38은 바람직하게, 1 < CA11 / CA_Min < 2를 만족할 수 있다.CA11 is the effective diameter of the object-side surface of the first lens, and CA_Min represents the minimum effective diameter among the object-side surfaces and sensor-side surfaces of the lenses. If Equation 38 is satisfied, the optical system can control incident light, maintain optical performance, and provide a slimmer module. Equation 38 may preferably satisfy 1 < CA11 / CA_Min < 2.
[수학식 39][Equation 39]
1 < CA_Max / CA_Min < 51 < CA_Max / CA_Min < 5
CA_Max는 렌즈들의 물체측 면들과 센서측 면들 중 최대 유효경을 나타낸다. 수학식 39를 만족할 경우, 광학계는 광학 성능을 유지하며 슬림하고 컴팩트한 구조를 위한 크기를 설정할 수 있다. 수학식 39는 바람직하게, 1 < CA_Max / CA_Min < 2를 만족할 수 있다.CA_Max represents the maximum effective diameter among the object-side and sensor-side surfaces of the lenses. If Equation 39 is satisfied, the optical system can maintain optical performance and set the size for a slim and compact structure. Equation 39 may preferably satisfy 1 < CA_Max / CA_Min < 2.
[수학식 40][Equation 40]
1 < CA_Max / CA_Aver < 31 < CA_Max / CA_Aver < 3
CA_Aver는 렌즈들의 물체측 면들과 센서측 면들의 유효경의 평균을 나타낸다. 수학식 40을 만족할 경우, 광학계는 광학 성능을 유지하며 슬림하고 컴팩트한 구조를 위한 크기를 설정할 수 있다. 수학식 40은 바람직하게, 1 < CA_Max / CA_Aver < 1.5를 만족할 수 있다.CA_Aver represents the average of the effective diameters of the object-side surfaces and sensor-side surfaces of the lenses. If
[수학식 41][Equation 41]
0.5 < CA_Min / CA_Aver < 20.5 < CA_Min / CA_Aver < 2
수학식 41를 만족할 경우, 광학계는 광학 성능을 유지하며 슬림하고 컴팩트한 구조를 위한 크기를 설정할 수 있다. 수학식 41은 바람직하게, 0.5 < CA_Min / CA_Aver < 1를 만족할 수 있다.If Equation 41 is satisfied, the optical system can maintain optical performance and set the size for a slim and compact structure. Equation 41 may preferably satisfy 0.5 < CA_Min / CA_Aver < 1.
[수학식 42][Equation 42]
1 < CA_Max / (2*ImgH) < 31 < CA_Max / (2*ImgH) < 3
수학식 42는 렌즈 면들 최대 유효경(CA_Max)과 이미지 센서의 대각 길이로 설정할 수 있으며, 이를 만족할 경우, 광학계는 양호한 광학 성능을 유지할 수 있으며 슬림하고 컴팩트한 구조를 위한 크기를 설정할 수 있다. 수학식 42는 바람직하게, 1 < CA_Max / (2*ImgH) < 2를 만족할 수 있다. Equation 42 can be set to the maximum effective diameter of the lens surfaces (CA_Max) and the diagonal length of the image sensor. If this is satisfied, the optical system can maintain good optical performance and set the size for a slim and compact structure. Equation 42 may preferably satisfy 1 < CA_Max / (2*ImgH) < 2.
[수학식 43][Equation 43]
1 < TD / CA_Max < 41 < TD / CA_Max < 4
TD는 제1 렌즈의 물체측 면의 중심에서 마지막 렌즈의 센서측 면의 중심까지의 광축 거리이다. 수학식 43을 만족할 경우, 렌즈들의 전체 광축 거리와 최대 유효경을 설정할 수 있어, 양호한 광학 성능을 위한 크기를 설정할 수 있다. 수학식 43은 바람직하게, 2 < TD / CA_Max < 3를 만족할 수 있다. TD is the optical axis distance from the center of the object side of the first lens to the center of the sensor side of the last lens. If Equation 43 is satisfied, the total optical axis distance and maximum effective diameter of the lenses can be set, and the size for good optical performance can be set. Equation 43 may preferably satisfy 2 < TD / CA_Max < 3.
[수학식 43-1] [Equation 43-1]
TD > SDTD > SD
상기 SD는 조리개의 위치에서 마지막 렌즈의 센서측 면의 중심까지의 거리이다. The SD is the distance from the position of the aperture to the center of the sensor side of the last lens.
[수학식 44][Equation 44]
1 < F / CA61 < 10 1 < F/CA61 < 10
수학식 44에서 F는 광학계의 유효 초점 거리(EFL)를 나타내며, 10mm 이상 예컨대, 10mm 내지 20mm 범위일 수 있다. 수학식 44에서 유효 초점 거리와 마지막 구면 렌즈의 물체측 면의 유효경 사이의 관계를 설정해 주어, 광학계 축소, 예컨대 TTL에 대한 영향을 조절할 수 있다. 수학식 44는 바람직하게, 1 < F / CA61 < 2를 만족할 수 있다.In Equation 44, F represents the effective focal length (EFL) of the optical system, and may be 10 mm or more, for example, in the range of 10 mm to 20 mm. By setting the relationship between the effective focal length and the effective diameter of the object side of the last spherical lens in Equation 44, the influence on optical system reduction, such as TTL, can be adjusted. Equation 44 may preferably satisfy 1 < F / CA61 < 2.
[수학식 45][Equation 45]
0 < F / |L1R1| < 1 0 < F / |L1R1| < 1
수학식 45에서 광학계의 유효 초점 거리와 제1 렌즈의 물체측 면의 곡률 반경을 설정해 주어, 입사 광과 TTL에 대한 영향을 조절할 수 있다. 수학식 45는 바람직하게, 0.5 < F / |L1R1| < 1를 만족할 수 있다.By setting the effective focal length of the optical system and the radius of curvature of the object-side surface of the first lens in Equation 45, the influence on incident light and TTL can be adjusted. Equation 45 preferably states that 0.5 < F / |L1R1| < 1 can be satisfied.
[수학식 46][Equation 46]
Max(CT/ET) < 3Max(CT/ET) < 3
Max(CT/ET)는 각 렌즈들의 중심 두께와 에지 두께의 비율이 최대 값을 나타낸다. 수학식 46를 만족할 경우, 광학계는 유효 초점 거리에 대한 영향을 조절할 수 있다. 수학식 46는 바람직하게, 2 < Max(CT/ET) < 3를 만족할 수 있다.Max(CT/ET) represents the maximum ratio of the center thickness and edge thickness of each lens. If Equation 46 is satisfied, the optical system can control the effect on the effective focal length. Equation 46 may preferably satisfy 2 < Max(CT/ET) < 3.
렌즈부 내에서 비구면 렌즈의 중심 두께와 에지 두께의 비율은 0.50 < GM(CT/ET) < 1.3의 조건을 만족할 수 있다. 렌즈부 내에서 구면 렌즈의 중심 두께와 에지 두께의 비율은 0.50 < GL(CT/ET) < 3의 조건을 만족할 수 있다.The ratio of the center thickness and edge thickness of the aspherical lens within the lens unit may satisfy the condition of 0.50 < GM(CT/ET) < 1.3. The ratio of the center thickness and edge thickness of the spherical lens within the lens unit may satisfy the condition of 0.50 < GL(CT/ET) < 3.
상기 비구면 렌즈의 조건이 상기 범위의 하한치보다 작은 경우, 글라스 몰드 렌즈의 제작이 어렵다. 즉, 고온의 수지를 주입하여 저온에서 경화시켜 제작하는 데, 두께 차이가 크면, 렌즈가 저온에서 식으면서 수축이 균일하지 않게 되어 표면의 불량률이 높을 수 있다. 또한 -40도에서 105도까지 온도가 바뀌면서 비구면 렌즈가 수축, 팽창하는 데, 이 과정에서 렌즈 형상의 변화율이 크게 나타나고, 이로 인해 광학계 성능이 저하될 수 있다. When the conditions of the aspherical lens are less than the lower limit of the above range, it is difficult to manufacture a glass mold lens. In other words, it is manufactured by injecting high-temperature resin and curing it at low temperature. If the thickness difference is large, the shrinkage may not be uniform as the lens cools at low temperature, resulting in a high surface defect rate. In addition, as the temperature changes from -40 degrees to 105 degrees, the aspherical lens contracts and expands, and in this process, the rate of change in the shape of the lens increases significantly, which can deteriorate the performance of the optical system.
[수학식 47][Equation 47]
0 < EPD / |L1R1| < 10 < EPD / |L1R1| < 1
EPD는 상기 광학계(1000)의 입사동(Entrance Pupil)의 크기(mm)를 의미하고, L1R1는 상기 제1 렌즈의 제1 면(S1)의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 47를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 입사광을 제어할 수 있다. 수학식 47은 바람직하게, 0.3 < EPD / |L1R1| < 0.7를 만족할 수 있다.EPD refers to the size (mm) of the entrance pupil of the
[수학식 48][Equation 48]
-10 < F1 / F3 < 0-10 < F1 / F3 < 0
F1은 제1 렌즈의 초점 거리이며, F3은 제3 렌즈의 초점 거리이다. 수학식 48을 만족할 경우, 제1,3 렌즈의 굴절력을 제어하여 해상력을 개선시켜 줄 수 있으며, TTL 및 유효초점거리(EFL)에 영향을 줄 수 있다. F1 is the focal length of the first lens, and F3 is the focal length of the third lens. If Equation 48 is satisfied, resolution can be improved by controlling the refractive power of the first and third lenses, and TTL and effective focal length (EFL) can be affected.
[수학식 48-1] |F6|<F4[Equation 48-1] |F6|<F4
[수학식 48-2] |F6|<F5[Equation 48-2] |F6|<F5
[수학식 48-3] |F6|<|F7|[Equation 48-3] |F6|<|F7|
수학식 48-1 내지 48-3에서 F5는 제5 렌즈의 초점 거리이며, F4는 제4 렌즈의 초점 거리이며, F6는 제6 렌즈의 초점 거리이며, F7는 제7 렌즈의 초점 거리이다. 이에 따라 마지막 비구면 렌즈에 인접한 제6 렌즈의 초점 거리의 절대 값은 제4,5 렌즈의 초점 거리보다 작고 제7 렌즈의 초점 거리보다 작을 수 있다. 이에 따라 마지막 구면 렌즈의 굴절력을 제어하여 비구면 렌즈로 효과적으로 광을 가이드할 수 있다.In Equations 48-1 to 48-3, F5 is the focal length of the fifth lens, F4 is the focal length of the fourth lens, F6 is the focal length of the sixth lens, and F7 is the focal length of the seventh lens. Accordingly, the absolute value of the focal length of the sixth lens adjacent to the last aspherical lens may be smaller than the focal length of the fourth and fifth lenses and smaller than the focal length of the seventh lens. Accordingly, the refractive power of the last spherical lens can be controlled to effectively guide light to the aspherical lens.
조리개(ST)는 제1 렌즈(101)의 센서측 면에 배치된다. 조리개(ST)보다 센서측면에 배치되고 조리개(ST)와 가장 인접하게 배치되는 렌즈의 초점거리는 0보다 크다. 본 발명의 실시예에서 상기 제2 렌즈(102)의 초점거리인 F2가 0보다 크게 설계되어야 한다. 이 경우, 상기 제2 렌즈(102)가 빛을 모아주어 상기 제2 렌즈(102)보다 더 센서와 가깝게 배치되는 렌즈들인 제4 렌즈 내지 제7 렌즈의 유효경이 커지는 것을 방지할 수 있다. 또한 TTL이 길어지는 것을 방지할 수 있어 광학계의 소형화가 가능하다. 상기 제4 내지 제7 렌즈(104-107)의 합성 초점 거리는 양의 굴절력을 가질 수 있다.The aperture ST is disposed on the sensor side of the
조리개(ST) 보다 센서측에 배치된 렌즈 즉, 조리개보다 센서와 더 가깝도록 배치된 렌즈들의 합성초점거리는 0보다 크게 설계된다. 발명의 실시예에서 제2렌즈 내지 제 7 렌즈의 합성초점거리는 0보다 크게 설계된다. 이 경우, 수평 화각(FOV_H) 25도 내지 35도에서 TTL을 줄여서 광학계를 소형화 할 수 있다. The composite focal length of the lens placed closer to the sensor than the aperture (ST), that is, the lens placed closer to the sensor than the aperture, is designed to be greater than 0. In an embodiment of the invention, the composite focal length of the second to seventh lenses is designed to be greater than zero. In this case, the optical system can be miniaturized by reducing the TTL at a horizontal angle of view (FOV_H) of 25 to 35 degrees.
[수학식 49][Equation 49]
Po5 * Po6 < 0 Po5 * Po6 < 0
Po5는 제5 렌즈의 굴절력 값이며, Po6는 제6 렌즈의 굴절력 값이다. 즉, 제5,6렌즈의 굴절력은 서로 반대되는 굴절력을 갖고 있어, 수차를 개선할 수 있으며, 비구면 렌즈로 광을 효과적으로 가이드할 수 있다. Po4 * Po5 값이 0보다 클 경우, 접합렌즈로서 색수차 개선의 효과가 크게 나타나지 않는다. Po5 is the refractive power value of the fifth lens, and Po6 is the refractive power value of the sixth lens. That is, the refractive powers of the fifth and sixth lenses are opposite to each other, so aberrations can be improved and light can be effectively guided to the aspherical lens. If the Po4 * Po5 value is greater than 0, the effect of improving chromatic aberration as a bonded lens is not significant.
[수학식 49-1] Po1(Po5 * Po6) > 0[Equation 49-1] Po1(Po5 * Po6) > 0
[수학식 49-2] F56 > 0[Equation 49-2] F56 > 0
[수학식 49-3] F5*F6 < 0[Equation 49-3] F5*F6 < 0
Po1는 제1 렌즈의 굴절력 값이며, F56은 제5,6 렌즈의 합성 초점거리며, F5는 제5 렌즈의 초점 거리이며, F6는 제6 렌즈의 초점 거리이다. 수학식 49-1 내지 49-3를 만족할 경우, 접합렌즈인 상기 제5 렌즈와 상기 제6 렌즈로 상기 광학계의 수차를 개선하는데 용이하고, 입사된 광들을 비구면 렌즈로 효과적으로 가이드할 수 있다. Po1 is the refractive power value of the first lens, F56 is the composite focal length of the fifth and sixth lenses, F5 is the focal length of the fifth lens, and F6 is the focal length of the sixth lens. When Equations 49-1 to 49-3 are satisfied, it is easy to improve the aberration of the optical system with the fifth lens and the sixth lens, which are bonded lenses, and the incident light can be effectively guided to the aspherical lens.
[수학식 50][Equation 50]
15 < v5-v6 < 6015 < v5-v6 < 60
수학식 50에서 v5는 제5 렌즈의 아베수이며, v6는 제6 렌즈의 아베수이다. 수학식 50를 만족할 경우, 접합 렌즈를 이루는 적어도 두 렌즈의 아베수 차이를 일정 값 이상으로 유지할 수 있으며, 색수차를 개선시켜 줄 수 있다. 수학식 50은 바람직하게, 20 < v5-v6 < 40를 만족할 수 있다. 접합된 렌즈들의 아베수 차이가 수학식 50의 하한치의 미만인 경우, 광학계의 수차 특성을 개선하는 데 미미할 수 있다. 이에 따라 접합 렌즈 내의 물체측 렌즈와 센서측 렌즈의 아베수 차이는 20 초과 40 미만일 경우, 수차 특성을 향상시켜 줄 수 있다.In
[수학식 50-1][Equation 50-1]
(v1*n1) < (v2*n2) < (v4*n4) (v1*n1) < (v2*n2) < (v4*n4)
v1,v2,v4은 제1,2,4 렌즈의 아베수이며, n1,n2,n4은 제1,2,4 렌즈의 d-line에서의 굴절률이다. v1, v2, and v4 are the Abbe numbers of the first, second, and fourth lenses, and n1, n2, and n4 are the refractive indices at the d-line of the first, second, and fourth lenses.
[수학식 51][Equation 51]
0 < |F1 / F| < 200 < |F1 / F| < 20
수학식 51은 제1 렌즈의 초점 거리(F1)과 유효 초점거리(F)의 관계를 설정해 주어, 광학계의 TTL를 설정할 수 있다. 수학식 51은 바람직하게, 1 < |F1 / F| < 5를 만족할 수 있다.Equation 51 sets the relationship between the focal length (F1) of the first lens and the effective focal length (F), so that the TTL of the optical system can be set. Equation 51 preferably states that 1 < |F1 / F| < 5 can be satisfied.
[수학식 52][Equation 52]
0 < | F5/F6 | < 2 0 < | F5/F6 | < 2
수학식 52에서 제5,6 렌즈의 초점 거리(F5,F6)의 관계를 설정해 주어, 마지막 구면 렌즈들의 굴절력 및 광 경로를 조절할 수 있고, 해상력을 개선시켜 줄 수 있다. 수학식 52는 바람직하게, 1 < | F5/ F6 | < 1.5를 만족할 수 있다.By setting the relationship between the focal lengths (F5, F6) of the fifth and sixth lenses in Equation 52, the refractive power and optical path of the last spherical lenses can be adjusted and resolution can be improved. Equation 52 preferably has 1 < | F5/F6 | < 1.5 can be satisfied.
[수학식 53][Equation 53]
0 < | F5/F7 | < 10 < | F5/F7 | < 1
수학식 53에서 제5,7렌즈의 초점 거리(F5,F7)의 관계를 설정해 주어, 구면 렌즈와 마지막 비구면 렌즈의 굴절력 및 광 경로를 조절할 수 있고, 해상력을 개선시켜 줄 수 있다. 수학식 53은 바람직하게, 0.2 < | F5/F7 | < 0.6를 만족할 수 있다.By setting the relationship between the focal lengths (F5, F7) of the fifth and seventh lenses in Equation 53, the refractive power and optical path of the spherical lens and the last aspherical lens can be adjusted and resolution can be improved. Equation 53 preferably states that 0.2 < | F5/F7 | < 0.6 can be satisfied.
[수학식 54][Equation 54]
0 < | F6 / F1 | < 1.20 < | F6/F1 | < 1.2
수학식 54에서 제1,6렌즈의 초점 거리(F1,F6)의 관계를 설정해 주어, 첫 번째 구면 렌즈와 마지막 구면 렌즈의 굴절력 및 광 경로를 조절할 수 있고, TTL의 영향을 조절하며 해상력을 개선시켜 줄 수 있다. 수학식 54은 바람직하게, 0.1 < | F6/F1 | < 0.6를 만족할 수 있다.By setting the relationship between the focal lengths (F1, F6) of the first and sixth lenses in Equation 54, the refractive power and optical path of the first and last spherical lenses can be adjusted, and the influence of TTL is adjusted to improve resolution. I can do it for you. Equation 54 preferably states that 0.1 < | F6/F1 | < 0.6 can be satisfied.
[수학식 55][Equation 55]
0 < | F27 / F| < 20 < | F27/F| < 2
수학식 55에서 제2 내지 제7렌즈의 합성 초점거리(F27)과 유효 초점 거리(F)의 관계를 설정해 주어, 제2 내지 제7 렌즈의 굴절력을 제어하여 해상력을 개선시켜 줄 수 있으며, 광학계를 슬림하고 컴팩트한 크기로 제공할 수 있다. 수학식 55는 바람직하게, 0 < | F27/F | < 0.5를 만족할 수 있다. By setting the relationship between the composite focal length (F27) and the effective focal length (F) of the second to seventh lenses in Equation 55, the refractive power of the second to seventh lenses can be controlled to improve resolution, and the optical system can be provided in a slim and compact size. Equation 55 preferably has 0 < | F27/F | < 0.5 can be satisfied.
[수학식 56][Equation 56]
1 < | F47 / F6 | < 51 < | F47/F6 | < 5
수학식 56에서 제4 내지 제7렌즈의 합성 초점거리(F47)과 제6 렌즈의 초점 거리(F6)의 관계를 설정해 주어, 제4 내지 제7 렌즈의 합성 굴절력과 마지막 구면 렌즈의 굴절력을 조절하여 해상력을 개선시켜 줄 수 있으며, 광학계를 슬림하고 컴팩트한 크기로 제공할 수 있다. 수학식 56은 바람직하게, 2.5 < | F47 / F6 | < 4.5를 만족할 수 있다.In Equation 56, the relationship between the composite focal length (F47) of the fourth to seventh lenses and the focal length (F6) of the sixth lens is set, and the composite refractive power of the fourth to seventh lenses and the refractive power of the last spherical lens are adjusted. This can improve resolution and provide an optical system in a slim and compact size. Equation (56) preferably states that 2.5 < | F47/F6 | < 4.5 can be satisfied.
[수학식 57][Equation 57]
0 < | F47 / F7 | < 30 < | F47/F7 | < 3
수학식 57에서 제4 내지 제7렌즈의 합성 초점거리(F47)과 제7 렌즈의 초점 거리(F7)의 관계를 설정해 주어, 제4 내지 제7 렌즈의 합성 굴절력과 마지막 비구면 렌즈의 굴절력을 조절하여 해상력을 개선시켜 줄 수 있으며, 광학계를 슬림하고 컴팩트한 크기로 제공할 수 있다. 수학식 57는 바람직하게, 1 < | F47 / F7 | < 2를 만족할 수 있다.In Equation 57, the relationship between the composite focal length (F47) of the fourth to seventh lenses and the focal length (F7) of the seventh lens is set, and the composite refractive power of the fourth to seventh lenses and the refractive power of the last aspherical lens are adjusted. This can improve resolution and provide an optical system in a slim and compact size. Equation 57 preferably has 1 < | F47/F7 | < 2 can be satisfied.
[수학식 58][Equation 58]
0 < |F6 / F| < 50 < |F6 / F| < 5
수학식 58에서 제6 렌즈의 초점거리(F6)과 유효 초점거리(F)의 관계를 설정해 주어, 마지막 구면 렌즈와 전체 초점 거리의 굴절력을 조절하여 해상력을 개선시켜 줄 수 있으며, 광학계를 슬림하고 컴팩트한 크기로 제공할 수 있다. 수학식 58은 바람직하게, 0 < |F6 / F| < 1를 만족할 수 있다.By setting the relationship between the focal length (F6) of the sixth lens and the effective focal length (F) in Equation 58, the refractive power of the last spherical lens and the total focal length can be adjusted to improve resolution, slim the optical system, and It can be provided in a compact size. Equation 58 preferably states that 0 < |F6 / F| < 1 can be satisfied.
[수학식 59][Equation 59]
F_LG1/F_LG2 < 0F_LG1/F_LG2 < 0
수학식 59에서 제1 렌즈 군(LG1)의 초점 거리(F_LG1)과 제2 렌즈 군(F_LG2)의 초점 거리의 관계를 설정해 줄 수 있다. 제1 렌즈 군의 초점 거리는 음의 값을 갖고, 제2 렌즈 군의 초점 거리는 양의 값을 가질 수 있다. 수학식 59를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차 및 왜곡 수차 등의 수차 특성을 개선할 수 있다. 수학식 59는 바람직하게, 2 < | F_LG1/F_LG2 | < 7를 만족할 수 있다.In Equation 59, the relationship between the focal length (F_LG1) of the first lens group (LG1) and the focal length of the second lens group (F_LG2) can be set. The focal length of the first lens group may have a negative value, and the focal length of the second lens group may have a positive value. When Equation 59 is satisfied, the
[수학식 60][Equation 60]
1 < nGL /nGM < 41 < nGL /nGM < 4
수학식 60에서 nGL은 구면 렌즈의 매수이고, nGM은 비구면 렌즈의 매수를 나타낸다. 수학식 60에서 비구면 렌즈의 매수를 구면 렌즈의 매수에 비해 1배 초과되도록 배치함으로써, 광학계의 두께를 감소시켜 줄 수 있고 비구면을 통해 보다 다양한 굴절력을 제공할 수 있다. 수학식 60은 바람직하게, 2 < nGL /nGM < 3를 만족할 수 있다.In
[수학식 61][Equation 61]
1 < nSS / nAS < 41 < nSS / nAS < 4
nSS는 렌즈부 내에서 구면을 갖는 렌즈 면의 개수이며, nAS는 렌즈부 내에서 비구면을 갖는 렌즈 면의 개수이다. 수학식 61에서 비구면의 렌즈 면의 매수를 구면의 렌즈 면의 매수에 비해 1배 초과되도록 배치함으로써, 광학계의 두께를 감소시켜 줄 수 있고 비구면을 통해 보다 다양한 굴절력을 제공할 수 있다. 수학식 60은 바람직하게, 2 < nSS / nAS < 3를 만족할 수 있다.nSS is the number of lens surfaces having a spherical surface within the lens unit, and nAS is the number of lens surfaces having an aspherical surface within the lens unit. In Equation 61, by arranging the number of aspherical lens surfaces to be 1 times more than the number of spherical lens surfaces, the thickness of the optical system can be reduced and more diverse refractive power can be provided through the aspherical surface.
[수학식 62][Equation 62]
CA1 < CA3 < CA4CA1 < CA3 < CA4
제3 렌즈의 유효경(CA3)은 제1 렌즈의 유효경(CA1)보다 크고 제4 렌즈의 유효경(CA4)보다 작을 수 있다. 이에 따라 8매 이하의 렌즈들의 광 경로를 설정할 수 있다. 또한 제5 렌즈의 유효경은 조건: CA5 < CA3을 만족할 수 있다.The effective diameter (CA3) of the third lens may be larger than the effective diameter (CA1) of the first lens and smaller than the effective diameter (CA4) of the fourth lens. Accordingly, the optical path of 8 or less lenses can be set. Additionally, the effective diameter of the fifth lens may satisfy the condition: CA5 < CA3.
[수학식62-1][Equation 62-1]
(Max_CAS/Min_CAS) < (Max_CT/Min_CT)(Max_CAS/Min_CAS) < (Max_CT/Min_CT)
Max_CAS는 렌즈들의 물체측 면과 센서측 면의 유효경 중에서 최대이며, Min_CAS는 렌즈들의 물체측 면과 센서측 면의 유효경 중에서 최소이다. Max_CT는 렌즈들의 중심 두께 중에서 최대이며, Min_CT는 렌즈들의 중심 두께 중에서 최소이다. 수학식 62-1는 렌즈들의 유효경 차이를 렌즈들의 중심 두께의 차이보다 작게 설정해 주어, 렌즈들의 조립성을 개선시켜 줄 수 있다. 바람직하게, 1.5 < (Max_CAS/Min_CAS) / (Max_CT/Min_CT) < 4를 만족할 수 있다.Max_CAS is the maximum among the effective diameters of the object side and sensor side of the lenses, and Min_CAS is the minimum among the effective diameters of the object side and sensor side of the lenses. Max_CT is the maximum central thickness of the lenses, and Min_CT is the minimum central thickness of the lenses. Equation 62-1 sets the difference in effective diameter of the lenses to be smaller than the difference in the center thickness of the lenses, which can improve the assembling of the lenses. Preferably, 1.5 < (Max_CAS/Min_CAS) / (Max_CT/Min_CT) < 4 may be satisfied.
[수학식 63][Equation 63]
0 < ΣGM_CT / ΣGL_CT < 10 < ΣGM_CT / ΣGL_CT < 1
ΣGM_CT는 비구면 렌즈(들)의 중심 두께 합이며, ΣGL_CT는 구면 렌즈들의 중심 두께의 합이다. 수학식 62를 만족할 경우, TTL 대비 비구면 렌즈의 두께와 구면 렌즈의 두께 관계를 설정해 주어 전체 TTL를 제어할 수 있다. 수학식 63은 바람직하게, 실시 예는 0 < ΣGM_CT / ΣGL_CT < 0.5를 만족할 수 있다.ΣGM_CT is the sum of the central thicknesses of the aspherical lens(s), and ΣGL_CT is the sum of the central thicknesses of the spherical lenses. If Equation 62 is satisfied, the entire TTL can be controlled by setting the relationship between the thickness of the aspherical lens and the thickness of the spherical lens compared to TTL. Equation 63 preferably satisfies 0 < ΣGM_CT / ΣGL_CT < 0.5.
[수학식 64][Equation 64]
10mm < TTL < 50mm10mm < TTL < 50mm
TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 중심에서 상기 이미지 센서(300)의 표면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 수학식 64에서 TTL을 10mm 초과 또는 20mm 초과되도록 하여, 차량용 광학계를 제공할 수 있다. 수학식 64는 바람직하게, 22mm < TTL < 40mm를 만족하거나 TD < TTL의 조건을 만족할 수 있다. Total track length (TTL) refers to the distance (mm) from the center of the first surface S1 of the
[수학식 65][Equation 65]
2mm < ImgH2mm <ImgH
수학식 65는 이미지 센서(300)의 대각 길이(2*ImgH)를 설정할 수 있으며, 차량용 센서 사이즈를 갖는 광학계를 제공할 수 있다. 수학식 65는 바람직하게, 4mm ≤ ImgH를 만족할 수 있다. Equation 65 can set the diagonal length (2*ImgH) of the
[수학식 66][Equation 66]
2mm < BFL < 7mm2mm < BFL < 7mm
수학식 66에서 BFL(Back focal length)은 2 mm 초과 및 7mm 미만으로 설정하여, 광학 필터(500) 및 커버 글라스(400)의 설치 공간을 확보할 수 있고 이미지 센서(300)와 마지막 렌즈 사이의 간격을 통해 구성 요소들의 조립성을 개선하며 결합 신뢰성을 개선할 수 있다. 수학식 66는 바람직하게, 2.5mm ≤ BFL ≤ 3.5mm를 만족할 수 있다. 상기 BFL이 수학식 68의 범위 미만인 경우 이미지 센서로 진행되는 일부 광이 이미지 센서로 전달되지 못하여 해상도 저하의 원이 될 수 있다. 상기 BFL이 수학식 68의 범위를 초과하는 경우 잡광이 유입되어 광학계의 수차 특성이 저하될 수 있다.In Equation 66, the back focal length (BFL) is set to more than 2 mm and less than 7 mm, so that installation space for the
[수학식 67][Equation 67]
0 < BFL/CG3 < 10 < BFL/CG3 < 1
수학식 67에서 BFL(Back focal length)은 렌즈들의 간격 예컨대, 제3,4 렌즈 사이의 중심 간격(CG3)을 설정하여, 광학 필터(500) 및 커버 글라스(400)의 설치 공간을 확보할 수 있고 이미지 센서(300)와 마지막 렌즈 사이의 간격을 통해 구성 요소들의 조립성을 개선하며 결합 신뢰성을 개선할 수 있다. 수학식 67에서 실시 예는 0.3 < BFL / CG3 < 0.8를 만족할 수 있다. 상기 제3,4 렌즈 사이의 중심 간격(CG3)은 렌즈부 내에서 가장 클 수 있다.In Equation 67, the back focal length (BFL) sets the spacing between the lenses, for example, the center spacing (CG3) between the third and fourth lenses, so that the installation space for the
[수학식 68][Equation 68]
1 < CT1 / BFL < 31 < CT1 / BFL < 3
수학식 68에서 BFL(Back focal length)은 렌즈들의 간격 예컨대, 제1 렌즈의 중심 두께보다 작게 설정하여, 광학 필터(500) 및 커버 글라스(400)의 설치 공간을 확보할 수 있고 이미지 센서(300)와 마지막 렌즈 사이의 간격을 통해 구성 요소들의 조립성을 개선하며 결합 신뢰성을 개선할 수 있다. 또한 마지막 렌즈인 제7 렌즈는 입사된 광을 이미지 센서의 유효 영역으로 분산시켜 줄 수 있으나, 상기 BFL이 수학식 68을 만족하지 않을 경우, 분사된 광의 일부가 이미지 센서의 유효 영역으로 전달되지 못할 수 있고, 이에 따라 해상도를 저하시킬 수 있다. 바람직하게, 2 < CT1 / BFL < 3를 만족할 수 있다.In Equation 68, the back focal length (BFL) is set to be smaller than the distance between the lenses, for example, the center thickness of the first lens, so that installation space for the
[수학식 69][Equation 69]
3 < F < 403 < F < 40
수학식 69는 전체 유효초점 거리(F)를 차량용 광학계에 맞게 설정할 수 있다. 수학식 69는 10 < F < 30를 만족할 수 있다.Equation 69 can set the overall effective focal length (F) to suit the vehicle optical system. Equation 69 can satisfy 10 < F < 30.
[수학식 70][Equation 70]
FOV < 45FOV < 45
수학식 70에서 FOV(Field of view)는 상기 광학계(1000)의 대각 방향의 화각(Degree)을 의미하며, 45도 미만의 차량용 광학계를 제공할 수 있다. 상기 FOV는 바람직하게, 20 ≤ FOV ≤ 40를 만족할 수 있다.In
[수학식 71][Equation 71]
1 < TTL / CA_Max < 51 < TTL / CA_Max < 5
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 제4 렌즈의 제7 면(S7)의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 수학식 71는 광학계의 전체 광축 길이와 최대 유효 경의 관계를 설정하여, 개선된 차량용 광학계를 제공할 수 있다. 수학식 71는 바람직하게, 2 < TTL / CA_Max ≤ 4를 만족할 수 있다.CA_Max refers to the largest effective diameter (mm) among the object side and sensor side of the plurality of lenses, and TTL (Total track length) refers to the image sensor ( 300) means the distance (mm) from the optical axis (OA) to the upper surface. Equation 71 sets the relationship between the total optical axis length and the maximum effective diameter of the optical system, thereby providing an improved optical system for vehicles. Equation 71 may preferably satisfy 2 < TTL /
[수학식 72][Equation 72]
2 < TTL / ImgH < 152 <TTL/ImgH<15
수학식 72는 광학계의 전체 광축 길이(TTL)와 이미지 센서(300)의 광축에서 대각 방향의 길이(ImgH)를 설정할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 72를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 차량용 이미지 센서(300)의 적용을 위한 TTL을 가질 수 있어, 보다 개선된 화질을 제공할 수 있다. 수학식 72는 바람직하게, 4 < TTL / ImgH ≤ 10을 만족할 수 있다.Equation 72 can set the total optical axis length (TTL) of the optical system and the diagonal length (ImgH) of the optical axis of the
[수학식 73][Equation 73]
0.1 < BFL / ImgH < 20.1 <BFL/ImgH<2
수학식 73은 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 73을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 차량용 이미지 센서(300)의 크기를 적용하기 위한 BFL(Back focal length)을 확보할 수 있고, 마지막 렌즈와 이미지 센서(300) 사이의 간격을 설정할 수 있고, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 특성을 가질 수 있다. 수학식 73은 바람직하게, 0.3 < BFL / ImgH < 1이며, BFL < ImgH의 조건을 만족할 수 있다.Equation 73 can set the optical axis spacing between the
[수학식 74][Equation 74]
5 < TTL / BFL < 205 <TTL/BFL<20
수학식 74는 광학계의 전체 광축 길이(TTL), 및 상기 이미지 센서(300)와 마지막 렌즈 사이의 광축 간격(BFL)를 설정할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 55을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 BFL을 확보할 수 있다. 수학식 74는 바람직하게, 8 < TTL / BFL < 16를 만족할 수 있다.Equation 74 can set the total optical axis length (TTL) of the optical system and the optical axis distance (BFL) between the
[수학식 75][Equation 75]
1 < TTL/F < 31 < TTL/F < 3
수학식 75는 광학계(1000)의 전체 초점 거리(F)와 전체 광축 길이(TTL)를 설정할 수 있다. 이에 따라 운전자 지원시스템용 광학계를 제공할 수 있다. 수학식 75는 바람직하게, 1.5 ≤ TTL / F ≤ 2.8를 만족할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 75을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 TTL 범위에서 적절한 초점 거리를 가질 수 있고, 저온에서 고온으로 온도가 변화함에도 적절한 초점 거리를 유지하며 결상이 될 수 있는 광학계를 제공한다. 수학식 75의 하한치 미만인 경우, 렌즈들의 굴절력을 증가시켜 할 필요가 있어, 구면수차 또는 왜곡 수차의 보정이 어려워지며, 수학식 75의 상한치 초과인 경우, 렌즈들이 유효경이나 TTL이 길어지게 되어, 촬상 렌즈계가 대형화되는 문제가 발생될 수 있다.Equation 75 can set the total focal length (F) and total optical axis length (TTL) of the
[수학식 76][Equation 76]
1 < F / BFL < 101 < F/BFL < 10
수학식 76은 광학계(1000)의 전체 유효초점 거리(F), 상기 이미지 센서(300)와 마지막 렌즈 사이의 광축 간격(BFL)를 설정할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 76을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각을 가지며 적절한 초점 거리를 가질 수 있고, 차량용 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 76은 바람직하게, 3 < F / BFL < 8를 만족할 수 있다.Equation 76 can set the overall effective focal length (F) of the
[수학식 77][Equation 77]
1 < F / ImgH < 51 < F/ImgH < 5
수학식 77은 상기 광학계(1000)의 전체 유효초점 거리(F)와 상기 이미지 센서(300)의 광축에서 대각선 길이(ImgH)를 설정할 수 있다. 이러한 광학계(1000)는 차량용 이미지 센서(300)의 크기에서 향상된 수차 특성을 가질 수 있다. 수학식 77은 바람직하게, 2 < F / ImgH < 4.1를 만족할 수 있다.Equation 77 can set the total effective focal length (F) of the
[수학식 78][Equation 78]
1 < F / EPD < 51 < F/EPD < 5
수학식 78은 상기 광학계(1000)의 전체 유효초점 거리(F)와 입사동 크기를 설정할 수 있다. 이에 따라 광학계의 전체 밝기를 제어할 수 있다. 수학식 78은 바람직하게, 1 < F / EPD < 3를 설정할 수 있다.Equation 78 can set the total effective focal length (F) and entrance pupil size of the
[수학식 79][Equation 79]
0 < BFL/TD < 0.30 < BFL/TD < 0.3
수학식 79는 상기 광학계(1000)의 렌즈들의 광축 거리(TD)와 후방 초점 거리(BFL)의 관계를 설정할 수 있다. 이에 따라 광학계의 해상력을 유지하며 전체 크기를 제어할 수 있다. 수학식 79는 바람직하게, 0 < BFL/TD < 0.2를 만족할 수 있다. BFL/TD의 조건 값이 0.2 이상이 될 경우, TD 대비 BFL이 크게 설계되므로 전체 광학계의 크기가 커지게 되고 이로 인해 광학계의 소형화가 어렵고, 상기 제7 렌즈와 상기 이미지센서 사이의 거리가 길어지며, 이로 인해 상기 제7 렌즈와 상기 이미지센서 사이를 통해 불필요한 광량이 증가될 수 있고 이로 인해 수차 특성이 저하되는 등 해상력이 낮아지는 문제가 있다. Equation 79 can establish the relationship between the optical axis distance (TD) and the back focal length (BFL) of the lenses of the
[수학식 80][Equation 80]
0 < EPD/ImgH/FOV < 0.20 < EPD/ImgH/FOV < 0.2
수학식 80은 입사동 크기(EPD), 이미지 센서의 대각선 길이의 1/2의 길이(ImgH), 및 대각 방향의 화각의 관계를 설정할 수 있다. 이에 따라 광학계의 전체 크기 및 밝기를 제어할 수 있다. 수학식 80은 바람직하게, 0 < EPD/ImgH/FOV < 0.1를 만족할 수 있다.
[수학식 81][Equation 81]
5 < FOV / F# < 405 < FOV / F# < 40
수학식 81은 광학계의 대각 방향의 화각과 F 넘버의 관계를 설정할 수 있다. 수학식 81은 바람직하게, 10 < FOV / F# < 30를 만족할 수 있다. 여기서, F#는 1.8 이하로 제공하여, 밝은 화상을 제공할 수 있다.Equation 81 can establish the relationship between the angle of view in the diagonal direction of the optical system and the F number. Equation 81 preferably satisfies 10 < FOV / F # < 30. Here, F# can be set to 1.8 or less to provide a bright image.
[수학식 82][Equation 82]
1 < ΣGL_CT / F# < 201 < ΣGL_CT / F# < 20
수학식 82는 광학계의 유리 렌즈들의 중심 두께의 합(ΣGL_CT)과 F 넘버(F#)의 관계를 설정할 수 있다. 바람직하게, 수학식 82에서 실시 예는 1 < ΣGL_CT / F# < 5를 만족할 수 있으며, 제2실시 예는 5 < ΣGL_CT / F# < 15를 만족할 수 있다.Equation 82 can establish the relationship between the sum of the central thicknesses of the glass lenses of the optical system (ΣGL_CT) and the F number (F#). Preferably, in Equation 82, the embodiment may satisfy 1 < ΣGL_CT / F# < 5, and the second embodiment may satisfy 5 < ΣGL_CT / F# < 15.
[수학식 83][Equation 83]
1 < ΣGM_CT / F# < 51 < ΣGM_CT / F# < 5
수학식 83은 광학계의 비구면 렌즈들의 중심 두께의 합(ΣGM_CT)과 F 넘버(F#)의 관계를 설정할 수 있다. 수학식 83는 바람직하게, 1 < ΣGM_CT / F# < 3를 만족할 수 있다.Equation 83 can establish the relationship between the sum of the central thicknesses of the aspherical lenses of the optical system (ΣGM_CT) and the F number (F#). Equation 83 may preferably satisfy 1 < ΣGM_CT / F# < 3.
[수학식 84][Equation 84]
1 < ΣGL_nd / F# < 101 < ΣGL_nd / F# < 10
수학식 84는 광학계의 구면 렌즈들의 굴절률 합(ΣGL_nd)과 F 넘버(F#)의 관계를 설정할 수 있다. 수학식 84는 바람직하게, 3 < ΣGL_nd / F# < 10를 만족할 수 있다.Equation 84 can establish the relationship between the sum of refractive indices (ΣGL_nd) and the F number (F#) of the spherical lenses of the optical system. Equation 84 may preferably satisfy 3 < ΣGL_nd / F# < 10.
[수학식 85][Equation 85]
1 < ΣGM_nd / F# < 101 < ΣGM_nd / F# < 10
수학식 84는 광학계의 비구면 렌즈들의 굴절률 합(ΣGM_nd)과 F 넘버(F#)의 관계를 설정할 수 있다. 수학식 84는 바람직하게, 1 < ΣGM_nd / F# < 5를 만족할 수 있다.Equation 84 can establish the relationship between the refractive index sum (ΣGM_nd) and the F number (F#) of the aspherical lenses of the optical system. Equation 84 may preferably satisfy 1 < ΣGM_nd / F# < 5.
[수학식 86][Equation 86]
|Max_Sag62| < |Max_Sag51| |Max_Sag62| < |Max_Sag51|
Max_Sag62는 제6 렌즈의 센서측 면에서 광축과 직교하는 직선에서 상기 제6 렌즈의 센서측 면까지의 광축 방향의 최대 거리이며, Max_Sag51는 제5 렌즈의 물체측 면에서 광축과 직교하는 직선에서 상기 제5 렌즈의 물체측 면까지의 광축 방향의 최대 거리이다. 수학식 86를 만족할 경우, 제6 렌즈의 센서측 면의 곡률 반경에 의해, 마지막 구면 렌즈에서 마지막 비구면 렌즈로의 광을 가이드할 수 있고, 제5,6 렌즈의 유효경을 조절할 수 있다.Max_Sag62 is the maximum distance in the optical axis direction from the straight line perpendicular to the optical axis on the sensor side of the sixth lens to the sensor side of the sixth lens, and Max_Sag51 is the maximum distance in the optical axis direction from the straight line perpendicular to the optical axis on the object side of the fifth lens. This is the maximum distance in the optical axis direction to the object side of the fifth lens. If Equation 86 is satisfied, light can be guided from the last spherical lens to the last aspherical lens by the radius of curvature of the sensor side of the sixth lens, and the effective diameters of the fifth and sixth lenses can be adjusted.
[수학식 87][Equation 87]
|Max_Sag72| < |Max_Sag62| |Max_Sag72| < |Max_Sag62|
Max_Sag72는 제7 렌즈의 센서측 면에서 광축과 직교하는 직선에서 상기 제7 렌즈의 센서측 면까지의 광축 방향의 최대 거리이다. 수학식 87를 만족할 경우, 제6 렌즈의 센서측 면의 곡률 반경에 의해, 마지막 구면 렌즈에서 마지막 비구면 렌즈로의 광을 가이드할 수 있고, 제6,7 렌즈의 유효경을 조절할 수 있다.Max_Sag72 is the maximum distance in the optical axis direction from the straight line perpendicular to the optical axis from the sensor side of the seventh lens to the sensor side of the seventh lens. If Equation 87 is satisfied, light can be guided from the last spherical lens to the last aspherical lens by the radius of curvature of the sensor side of the sixth lens, and the effective diameters of the sixth and seventh lenses can be adjusted.
[수학식 87-1][Equation 87-1]
|Max_Sag41| < |Max_Sag52||Max_Sag41| < |Max_Sag52|
|Max_Sag52| < |Max_Sag51||Max_Sag52| < |Max_Sag51|
|Max_Sag72| < |Max_Sag71||Max_Sag72| < |Max_Sag71|
수학식 87-1은 위의 수식 중 적어도 하나를 만족할 수 있다.Equation 87-1 can satisfy at least one of the above equations.
Max_Sag41은 제4 렌즈의 물체측 면에서 광축과 직교하는 직선에서 상기 제4 렌즈의 물체측 면까지의 광축 방향의 최대 거리이다. Max_Sag52는 제5 렌즈의 센서측 면에서 광축과 직교하는 직선에서 상기 제5 렌즈의 센서측 면까지의 광축 방향의 최대 거리이다. Max_Sag71는 제7 렌즈의 물체측 면에서 광축과 직교하는 직선에서 상기 제7 렌즈의 물체측 면까지의 광축 방향의 최대 거리이다.Max_Sag41 is the maximum distance in the optical axis direction from the straight line perpendicular to the optical axis from the object-side surface of the fourth lens to the object-side surface of the fourth lens. Max_Sag52 is the maximum distance in the optical axis direction from the straight line perpendicular to the optical axis from the sensor side of the fifth lens to the sensor side of the fifth lens. Max_Sag71 is the maximum distance in the optical axis direction from the straight line perpendicular to the optical axis from the object-side surface of the seventh lens to the object-side surface of the seventh lens.
[수학식 88][Equation 88]
수학식 93에서 Z는 Sag로 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.In Equation 93, Z is Sag and can mean the distance in the optical axis direction from any position on the aspherical surface to the vertex of the aspherical surface. The Y may refer to the distance from any position on the aspherical surface to the optical axis in a direction perpendicular to the optical axis. The c may refer to the curvature of the lens, and K may refer to the Conic constant. Additionally, A, B, C, D, E, and F may mean aspheric constants.
실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 44 중 적어도 하나 또는 둘 이상의 수학식을 만족할 수 있다. 수학식 1 내지 44 중 적어도 하나 또는 둘 이상은 수학식 45 내지 87 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 만족할 수 있다. 이 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)가 수학식 1 내지 수학식 44 중 적어도 하나 또는/및 수학식 45 내지 87 중 적어도 하나를 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가지며, 수차 및 왜곡 특성을 개선할 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 차량용 이미지 센서(300)를 적용하기 위한 BFL(Back focal length)을 확보할 수 있고, 온도 변화에 따른 광학 특성 저하를 보상할 수 있으며, 마지막 렌즈와 이미지 센서(300) 사이의 간격을 최소화할 수 있어 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. The
표 2는 실시 예의 광학계(1000)에서 상술한 수학식들의 항목에 대한 것으로, 상기 광학계(1000)의 TTL(Total track length)(mm), BFL(Back focal length), 유효초점 거리(F)(mm), ImgH(mm), 유효경(CA)(mm), 두께(mm), TTL(mm), 제1 면(S1)에서 제14 면(S14)까지의 광축 거리인 TD(mm), 상기 제1 내지 제7 렌즈들 각각의 초점 거리(F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7)(mm), 굴절률 합, 아베수 합, 두께 합(mm), 인접한 렌즈들 사이의 간격 합, 대각 화각(FOV)(Degree), 에지 두께(ET), 제1,2 렌즈 군의 초점 거리, F 넘버 등에 대한 것이다. Table 2 shows the items of the above-described equations in the
표 3은 실시 예의 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 44에 대한 결과 값에 대한 것이다. 표 3을 참조하면, 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 44 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 44을 모두 만족하는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있고 우수한 광학 특성을 가질 수 있다. Table 3 shows the result values for
표 4는 실시 예의 광학계(1000)에서 상술한 수학식 45 내지 수학식 87에 대한 결과 값에 대한 것이다. 표 4를 참조하면, 광학계(1000)는 수학식 45 내지 수학식 87 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 87을 모두 만족하는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있고 우수한 광학 특성을 가질 수 있다. Table 4 shows the result values for Equations 45 to 87 described above in the
도 14는 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈 또는 광학계가 적용된 차량의 평면도의 예이다. Figure 14 is an example of a top view of a vehicle to which a camera module or optical system is applied according to an embodiment of the invention.
도 14를 참조하면, 발명의 실시 예에 따른 차량용 카메라 시스템은, 영상 생성부(11), 제1 정보 생성부(12), 제2 정보 생성부(21,22,23,24,25,26) 및 제어부(14)를 포함한다. 상기 영상 생성부(11)는 자차량에 배치되는 적어도 하나의 카메라 모듈(31)을 포함할 수 있으며, 자차량의 전방 또는/및 운전자를 촬영하여 자차량의 전방영상이나 차량 내부 영상을 생성할 수 있다. 영상 생성부(11)는 카메라 모듈(31)을 이용하여 자차량의 전방뿐만 아니라 하나 이상의 방향에 대한 자차량의 주변을 촬영하여 자차량의 주변영상을 생성할 수 있다. 여기서, 전방영상 및 주변영상은 디지털 영상일 수 있으며, 컬러 영상, 흑백 영상 및 적외선 영상 등을 포함할 수 있다. 또한 전방영상 및 주변영상은 정지영상 및 동영상을 포함할 수 있다. 영상 생성부(11)는 운전자 영상, 전방영상 및 주변영상을 제어부(14)에 제공한다. 이어서, 제1 정보 생성부(12)는 자차량에 배치되는 적어도 하나의 레이더 또는/및 카메라를 포함할 수 있으며, 자차량의 전방을 감지하여 제1 감지정보를 생성한다. 구체적으로, 제1 정보 생성부(12)는 자차량에 배치되고, 자차량의 전방에 위치한 차량들의 위치 및 속도, 보행자의 여부 및 위치 등을 감지하여 제1 감지정보를 생성한다. Referring to FIG. 14, the vehicle camera system according to an embodiment of the invention includes an
제1 정보 생성부(12)에서 생성한 제1 감지정보를 이용하여 자차량과 앞차와의 거리를 일정하게 유지하도록 제어할 수 있고, 운전자가 자차량의 주행 차로를 변경하고자 하는 경우나 후진 주차 시와 같이 기 설정된 특정한 경우에 차량 운행의 안정성을 높일 수 있다. 제1 정보 생성부(12)는 제1 감지정보를 제어부(14)에 제공한다. 제2 정보 생성부(21,22,23,24,25,26)는 영상 생성부(11)에서 생성한 전방영상과 제1 정보 생성부(12)에서 생성한 제 1 감지정보에 기초하여, 자차량의 각 측면을 감지하여 제2 감지정보를 생성한다. 구체적으로, 제2 정보 생성부(21,22,23,24,25,26)는 자차량에 배치되는 적어도 하나의 레이더 또는/및 카메라를 포함할 수 있으며, 자차량의 측면에 위치한 차량들의 위치 및 속도를 감지하거나 영상을 촬영할 수 있다. 여기서, 제2 정보 생성부(21,22,23,24,25,26)는 자차량의 전방 양 코너, 사이드 미러, 및 후방 중앙 및 후방 양 코너에 각각 배치될 수 있다. The first detection information generated by the
이러한 차량용 카메라 시스템 중 적어도 하나의 정보 생성부는 상기에 개시된 실시 예(들)에 기재된 광학계 및 이를 갖는 카메라 모듈을 구비할 수 있으며, 자차량의 전방, 후방, 각 측면 또는 코너 영역을 통해 획득된 정보를 이용하여 사용자에게 제공하거나 처리하여 자동 운전 또는 주변 안전으로부터 차량과 물체를 보호할 수 있다.At least one information generator of these vehicle camera systems may include an optical system described in the embodiment(s) disclosed above and a camera module having the same, and may include information acquired through the front, rear, each side, or corner area of the vehicle. It can be provided to the user or processed to protect vehicles and objects from automatic driving or surrounding safety.
발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 광학계는 ADAS(Advanced Driving Assistance System)를 이용하여 안전 규제, 자율주행 기능의 강화 및 편의성 증가를 위해 차량 내에 복수로 탑재될 수 있다. 또한 카메라 모듈의 광학계는 차선유지시스템(LKAS: Lane keeping assistance system), 차선이탈 경보시스템(LDWS), 운전자 감시 시스템(DMS: Driver monitoring system)과 같은 제어를 위한 부품으로서, 차량 내에 적용되고 있다. 이러한 차량용 카메라 모듈은 주위 온도 변화에도 안정적인 광학 성능을 구현할 수 있고 가격 경쟁력이 있는 모듈을 제공하여, 차량용 부품의 신뢰성을 확보할 수 있다.The optical system of the camera module according to an embodiment of the invention can be mounted in multiple instances in a vehicle to improve safety regulations, strengthen autonomous driving functions, and increase convenience using ADAS (Advanced Driving Assistance System). Additionally, the optical system of the camera module is used in vehicles as a control component for lane keeping assistance systems (LKAS), lane departure warning systems (LDWS), and driver monitoring systems (DMS). These automotive camera modules can provide stable optical performance despite changes in ambient temperature and provide price-competitive modules to ensure the reliability of automotive components.
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. The features, structures, effects, etc. described in the embodiments above are included in at least one embodiment of the present invention and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, etc. illustrated in each embodiment can be combined or modified and implemented in other embodiments by a person with ordinary knowledge in the field to which the embodiments belong. Therefore, contents related to such combinations and modifications should be construed as being included in the scope of the present invention.
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.In addition, although the above description has been made focusing on the examples, this is only an example and does not limit the present invention, and those skilled in the art will understand the above examples without departing from the essential characteristics of the present embodiment. You will be able to see that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the examples can be modified and implemented. And these variations and differences in application should be construed as being included in the scope of the present invention as defined in the appended claims.
제1 렌즈: 101
제2 렌즈: 102
제3 렌즈: 103
제4 렌즈: 104
제5 렌즈: 105
제6 렌즈: 106
제7 렌즈: 107
렌즈부: 100
이미지 센서: 300
커버 글라스: 400
필터: 500
광학계: 10001st lens: 101 2nd lens: 102
Third lens: 103 Fourth lens: 104
5th lens: 105 6th lens: 106
7th lens: 107 Lens section: 100
Image sensor: 300 Cover glass: 400
Filter: 500 Optics: 1000
Claims (24)
상기 제1 렌즈의 굴절력은 음이고,
상기 제2 내지 제7 렌즈의 합성 굴절력은 양이고,
상기 제7 렌즈의 굴절력은 음이며,
상기 제1 렌즈는 최대 중심 두께를 갖는 구면 렌즈이며,
상기 제1 렌즈의 중심 두께는 상기 제5 렌즈의 물체측 면의 중심에서 상기 제6 렌즈의 센서측 면의 중심까지의 광축 거리보다 큰 광학계.It includes first to seventh lenses aligned along the optical axis from the object side toward the sensor side,
The refractive power of the first lens is negative,
The composite refractive power of the second to seventh lenses is positive,
The refractive power of the seventh lens is negative,
The first lens is a spherical lens with a maximum central thickness,
An optical system in which the central thickness of the first lens is greater than the optical axis distance from the center of the object-side surface of the fifth lens to the center of the sensor-side surface of the sixth lens.
i번째 렌즈와 i+1렌즈 사이의 중심 간격은 CGi이고,
i번째 렌즈의 중심 두께는 CTi이며,
CTi/CGi의 값은 i가 1일 때 최대인 광학계.According to paragraph 1,
The center spacing between the ith lens and the i+1 lens is CGi,
The central thickness of the ith lens is CTi,
An optical system in which the value of CTi/CGi is maximum when i is 1.
CTi/CGi의 값은 i가 3일 때 최소인 광학계.According to clause 2,
The value of CTi/CGi is minimum when i is 3.
상기 제1 렌즈의 유효경은 CA1이고,
상기 제2 렌즈의 유효경은 CA2이고,
상기 제3 렌즈의 유효경은 CA3이며,
상기 제4 렌즈의 유효경은 CA4이며,
수학식: CA1 < CA2 < CA3 < CA4
를 만족하는 광학계.According to claim 1,
The effective diameter of the first lens is CA1,
The effective diameter of the second lens is CA2,
The effective diameter of the third lens is CA3,
The effective diameter of the fourth lens is CA4,
Equation: CA1 < CA2 < CA3 < CA4
An optical system that satisfies .
이미지 센서의 중심에서 대각 끝단까지의 길이는 ImgH이며,
상기 제5 렌즈의 유효경은 CA5이고,
상기 제6 렌즈의 유효경은 CA6이고,
상기 제7 렌즈의 유효경은 CA7이며,
수학식: CA4 > CA5 > CA6 > (2*Imgh) > CA7
를 만족하는 광학계.According to clause 4,
The length from the center of the image sensor to the diagonal end is ImgH,
The effective diameter of the fifth lens is CA5,
The effective diameter of the sixth lens is CA6,
The effective diameter of the seventh lens is CA7,
Equation: CA4 > CA5 > CA6 > (2*Imgh) > CA7
An optical system that satisfies .
상기 제5 렌즈의 센서측 면과 상기 제6 렌즈의 물체측 면은 서로 접착되는 광학계.According to any one of claims 1 to 5,
An optical system in which the sensor-side surface of the fifth lens and the object-side surface of the sixth lens are adhered to each other.
상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈 사이의 둘레에 배치된 조리개를 포함하는광학계.According to any one of claims 2 to 5,
An optical system comprising an aperture disposed around the circumference between the first lens and the second lens.
상기 제3 렌즈의 물체측 면과 센서측 면은 광축에서 비구면이며,
상기 제7 렌즈의 물체측 면과 센서측 면은 광축에서 비구면인 광학계.According to any one of claims 2 to 5,
The object side and sensor side of the third lens are aspherical at the optical axis,
An optical system in which the object-side surface and the sensor-side surface of the seventh lens are aspherical on the optical axis.
상기 제1 내지 제7 렌즈는 유리 재질이며,
광축에서 물체측 면과 센서측 면이 구면인 렌즈의 매수는 물체측 면과 센서측 면이 비구면인 렌즈의 매수보다 2배 이상인 광학계.According to any one of claims 2 to 5,
The first to seventh lenses are made of glass,
An optical system in which the number of lenses whose object-side and sensor-side surfaces are spherical on the optical axis is more than twice the number of lenses whose object-side and sensor-side surfaces are aspherical.
상기 제1 렌즈의 중심 두께는 CT1이고,
상기 제1 렌즈의 물체측 면의 중심부터 이미지 센서의 표면까지의 광축 거리는 TTL이며,
수학식: 0.18 ≤CT1/TTL≤0.3
을 만족하는 광학계.According to any one of claims 1 to 3,
The central thickness of the first lens is CT1,
The optical axis distance from the center of the object side of the first lens to the surface of the image sensor is TTL,
Equation: 0.18 ≤CT1/TTL≤0.3
An optical system that satisfies .
상기 제1 내지 제7 렌즈의 중심 두께 중 최대는 Max_CT이고,
상기 제1 내지 제7 렌즈 사이의 중심 간격 중 최대는 Max_CG이고,
수학식: 1 < Max_CT / Max_CG < 2
를 만족하는 광학계. According to any one of claims 1 to 3,
The maximum central thickness of the first to seventh lenses is Max_CT,
The maximum center spacing between the first to seventh lenses is Max_CG,
Equation: 1 < Max_CT / Max_CG < 2
An optical system that satisfies .
상기 제1 렌즈와 상기 제3 렌즈 중 어느 두 렌즈 사이에 배치된 조리개를 포함하며,
상기 제1 렌즈의 굴절력은 음이고,
상기 제7 렌즈는 광축에서 물체측 면과 센서측 면이 비구면이며,
상기 제4 내지 제7 렌즈의 합성 굴절력은 양이며,
상기 제6 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효경 차이는 상기 제1 내지 제4 렌즈들 각각의 물체측 면과 센서측 면의 유효경 차이보다 큰 광학계.First to seventh lenses aligned along the optical axis from the object side toward the sensor side; And
It includes an aperture disposed between any two of the first lens and the third lens,
The refractive power of the first lens is negative,
The seventh lens has an aspherical surface on the object side and a sensor side on the optical axis,
The composite refractive power of the fourth to seventh lenses is positive,
An optical system wherein the effective diameter difference between the object-side surface and the sensor-side surface of the sixth lens is greater than the effective diameter difference between the object-side surface and the sensor-side surface of each of the first to fourth lenses.
상기 제1 렌즈는 광축에서 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며,
상기 제1 렌즈의 중심 두께는 상기 제2 내지 제7 렌즈 중에서 인접한 두 렌즈의 중심 두께의 합보다 큰 광학계.According to claim 12,
The first lens has a meniscus shape convex from the optical axis toward the sensor,
An optical system in which the central thickness of the first lens is greater than the sum of the central thicknesses of two adjacent lenses among the second to seventh lenses.
상기 제1 내지 제7 렌즈 중에서 최대 유효경을 갖는 렌즈는 광축에서 물체측 면과 센서측 면이 비구면인 렌즈와 인접한 두 렌즈가 접합된 접합 렌즈 사이에 배치되는 광학계.According to claim 12,
An optical system in which the lens having the maximum effective diameter among the first to seventh lenses is disposed between a lens whose object-side surface and sensor-side surface are aspherical on the optical axis and a bonded lens in which two adjacent lenses are joined.
상기 제3 렌즈는 광축에서 비구면 렌즈이며,
상기 제5,6 렌즈는 접합 렌즈인 광학계.The method according to any one of claims 12 to 14,
The third lens is an aspherical lens at the optical axis,
An optical system in which the fifth and sixth lenses are bonded lenses.
상기 제1 내지 제7 렌즈는 유리 재질이며,
상기 조리개는 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈 사이의 둘레에 배치되며,
상기 제1 내지 제3 렌즈 중 어느 하나는 광축에서 비구면 렌즈인 광학계.The method according to any one of claims 12 to 14,
The first to seventh lenses are made of glass,
The aperture is disposed around the perimeter between the first lens and the second lens,
An optical system wherein one of the first to third lenses is an aspherical lens on the optical axis.
광축에서 물체측 면과 센서측 면이 구면인 렌즈의 매수는 물체측 면과 센서측 면이 비구면인 렌즈 매수보다 2배 이상이며,
이미지 센서의 대각 길이보다 작은 유효경을 갖는 렌즈 매수는 2매 이하인 광학계.According to claim 16,
The number of lenses whose object and sensor sides are spherical on the optical axis is more than twice the number of lenses whose object and sensor sides are aspherical.
An optical system in which the number of lenses with an effective diameter smaller than the diagonal length of the image sensor is two or less.
상기 제5,6 렌즈는 서로 반대의 굴절력을 갖고 접합된 렌즈이며,
상기 제5,6 렌즈의 합성 초점 거리는 양의 값을 갖는 광학계.The method according to any one of claims 12 to 14,
The fifth and sixth lenses are lenses bonded with opposite refractive powers,
An optical system in which the composite focal length of the fifth and sixth lenses has a positive value.
물체 측에서 센서 측을 향해 광축을 따라 정렬된 제1 내지 제7 렌즈;
상기 제1 내지 제7 렌즈 중 구면 렌즈들 사이에 배치된 조리개: 및
상기 제7 렌즈와 상기 이미지 센서 사이에 광학 필터를 포함하며,
상기 제1 렌즈는 광축에서 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며,
상기 제1 및 제7 렌즈는 음의 굴절력을 가지며,
상기 제2 내지 제7 렌즈의 합성 굴절력은 양이며,
상기 제1 내지 제4 렌즈 중 어느 하나는 비구면 렌즈이며,
상기 비구면 렌즈는 광축에서 양면이 볼록한 메니스커스 형상을 갖는 렌즈들 사이에 배치되는 카메라 모듈.image sensor;
first to seventh lenses aligned along the optical axis from the object side toward the sensor side;
An aperture disposed between spherical lenses among the first to seventh lenses: and
Includes an optical filter between the seventh lens and the image sensor,
The first lens has a meniscus shape convex from the optical axis toward the sensor,
The first and seventh lenses have negative refractive power,
The composite refractive power of the second to seventh lenses is positive,
Any one of the first to fourth lenses is an aspherical lens,
The aspherical lens is a camera module disposed between lenses having a meniscus shape with both sides convex at the optical axis.
상기 제3 렌즈는 비구면 렌즈이며, 광축에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며,
상기 제2, 4렌즈는 광축에서 양면이 볼록한 형상을 가지는 카메라 모듈.According to clause 19,
The third lens is an aspherical lens and has a meniscus shape convex from the optical axis toward the object,
The second and fourth lenses are camera modules having convex shapes on both sides of the optical axis.
상기 제5 내지 제7 렌즈 중 서로 반대의 굴절력을 갖는 두 렌즈가 접합된 접합렌즈를 포함하며,
상기 접합렌즈는 광축에서 양면이 볼록한 렌즈와, 광축에서 양면이 오목한 렌즈를 포함하는 카메라 모듈.According to clause 19,
Among the fifth to seventh lenses, it includes a bonded lens in which two lenses having opposite refractive powers are bonded together,
The bonded lens is a camera module including a lens whose sides are convex on the optical axis and a lens whose sides are concave on the optical axis.
상기 접합 렌즈는 상기 제4 렌즈와 상기 제7 렌즈 사이에 배치된 제5,6 렌즈가 접합된 렌즈이며,
상기 제7 렌즈는 비구면 렌즈인 카메라 모듈. According to claim 20,
The bonded lens is a lens in which the fifth and sixth lenses disposed between the fourth lens and the seventh lens are bonded,
A camera module in which the seventh lens is an aspherical lens.
상기 제1 렌즈의 중심 두께는 상기 접합 렌즈의 중심 두께보다 두껍고,
상기 제3,4 렌즈 사이의 중심 간격은 상기 제1 내지 제7 렌즈 사이의 중심 간격 중 최대이며, 상기 접합 렌즈의 중심 두께의 84% 내지 95% 범위인 카메라 모듈.The method of claim 21 or 22,
The central thickness of the first lens is thicker than the central thickness of the bonded lens,
The center spacing between the third and fourth lenses is the maximum among the center spacings between the first to seventh lenses, and is in the range of 84% to 95% of the center thickness of the bonded lens.
물체측 면과 센서측 면이 구면인 렌즈의 매수는 물체측 면과 센서측 면이 비구면인 렌즈 매수보다 2배 이상이며,
상기 제1 렌즈의 물체측 면의 중심에서 이미지 센서의 표면까지의 거리는 TTL이며,
상기 이미지 센서의 대각 길이의 1/2은 ImgH이며,
렌즈들의 물체측 면과 센서측 면 중 최대 유효경은 CA_Max이며,
수학식: 2 < TTL / ImgH < 15
1 < CA_Max / (2*ImgH) < 3
을 만족하는 카메라 모듈.According to any one of claims 19 to 22,
The number of lenses whose object-side and sensor-side surfaces are spherical is more than twice the number of lenses whose object-side and sensor-side surfaces are aspherical.
The distance from the center of the object side of the first lens to the surface of the image sensor is TTL,
1/2 of the diagonal length of the image sensor is ImgH,
The maximum effective diameter of the lenses on the object side and the sensor side is CA_Max,
Equation: 2 < TTL / ImgH < 15
1 < CA_Max / (2*ImgH) < 3
A camera module that satisfies the requirements.
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
KR1020220107102A KR20240028846A (en) | 2022-08-25 | 2022-08-25 | Optical system and camera module |
PCT/KR2023/012669 WO2024043757A1 (en) | 2022-08-25 | 2023-08-25 | Optical system and camera module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020220107102A KR20240028846A (en) | 2022-08-25 | 2022-08-25 | Optical system and camera module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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KR20240028846A true KR20240028846A (en) | 2024-03-05 |
Family
ID=90298955
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020220107102A KR20240028846A (en) | 2022-08-25 | 2022-08-25 | Optical system and camera module |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR20240028846A (en) |
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2022
- 2022-08-25 KR KR1020220107102A patent/KR20240028846A/en unknown
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