KR20240035578A - 광학계 및 이를 포함하는 광학 모듈 및 카메라 모듈 - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 광학계는, 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 순차적으로 배치되며, 적어도 하나의 렌즈를 각각 포함하는 제 1 렌즈군, 제 2 렌즈군 및 제 3 렌즈군을 포함하고, 상기 제 1 렌즈군의 굴절력 부호와 상기 제2 렌즈군의 굴절력 부호는 서로 반대되고, 상기 제 1 렌즈군, 상기 제 2 렌즈군 및 상기 제 3 렌즈군은 하기 수학식 1을 만족한다.
[수학식 1]
0.6 < |f_1 / f_23| < 1.4
(수학식 1에서 f_1은 상기 제 1 렌즈군의 초점 거리이고, f_23는 상기 제 2 렌즈군 및 상기 제 3 렌즈군의 합산초점 거리이다.)
[수학식 1]
0.6 < |f_1 / f_23| < 1.4
(수학식 1에서 f_1은 상기 제 1 렌즈군의 초점 거리이고, f_23는 상기 제 2 렌즈군 및 상기 제 3 렌즈군의 합산초점 거리이다.)
Description
실시예는 광학계 및 이를 포함하는 광학 모듈 및 카메라 모듈에 관한 것이다.
카메라 모듈은 객체를 촬영하여 이미지 또는 동영상으로 저장하는 기능을 수행하며 다양한 어플리케이션에 장착되고 있다. 특히 카메라 모듈은 초소형으로 제작되어 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대용 디바이스 뿐만 아니라 드론, 차량 등에 적용되어 다양한 기능을 제공하고 있다.
예를 들어, 카메라 모듈의 광학계 및 광학 모듈은 상(image)을 결상하는 촬상 렌즈, 결상된 상을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이때, 상기 카메라 모듈은 이미지 센서와 촬상 렌즈 사이의 간격을 자동 조절하여 렌즈의 초점거리를 정렬하는 오토포커스(autofocus, AF) 기능을 수행할 수 있고, 줌 렌즈(zoom lens)를 통해 원거리의 객체의 배율을 증가 또는 감소시켜 촬영하는 줌 업(zoom up) 또는 줌 아웃(zoom out)의 주밍(zooming) 기능을 수행할 수 있다.
또한, 카메라 모듈은 영상 흔들림 방지(image stabilization, IS)기술을 채용하여 불안정한 고정장치 혹은 사용자의 움직임에 기인한 카메라의 움직임으로 인한 영상의 흔들림을 보정하거나 방지하는 기술이 채용되고 있다.
이러한 카메라 모듈이 상(image)을 얻기 위해 가장 중요한 요소는 상(image)을 결상하는 촬상 렌즈이다. 최근 고화질, 고해상도 등 고성능에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이를 구현하기 위해 복수의 렌즈를 포함하는 광학계에 대한 연구가 진행되고 있다. 예를 들어, 고성능의 광학계 구현을 위해 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가지는 복수의 촬상 렌즈를 이용한 연구가 진행되고 있다. 그러나, 복수의 렌즈를 포함하는 경우 광학계 전체가 길이가 증가할 수 있고, 우수한 광학적 특성, 수차 특성을 도출하기 어려운 문제점이 있다.
한편, 상기 광학계 및 광학 모듈이 복수의 렌즈를 포함하는 경우, 복수의 렌즈들 어느 하나의 렌즈의 위치를 제어하거나 또는 2개 이상의 렌즈를 포함하는 렌즈군의 위치를 제어하여 줌(zoom), 오토포커스(AF) 기능 등을 수행할 수 있다. 그러나, 상기 렌즈 또는 상기 렌즈군이 상기 기능을 수행하고자 할 경우, 상기 렌즈 또는 상기 렌즈군의 이동량이 기하급수적으로 증가할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계 및 광학 모듈을 포함하는 장치는 많은 에너지가 요구될 수 있고, 이동량을 고려한 설계가 요구되는 문제점이 있다.
또한, 상기 광학계 및 광학 모듈이 복수의 렌즈를 포함할 경우 상기 복수의 렌즈의 두께, 간격, 크기 등에 의해 광학계 및 광학 모듈의 전체 길이, 높이 등이 증가할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계 및 광학 모듈을 포함하는 스마트폰, 이동 단말기 등의 디바이스의 전체 두께 및 크기가 증가할 수 있고 보다 소형으로 제공하기 어려운 문제점이 있다.
따라서, 상술한 문제를 해결할 수 있는 새로운 광학계, 광학 모듈이 요구된다.
실시예는 향상된 광학 특성을 가지는 광학계 및 이를 포함하는 광학 모듈 및 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 다양한 거리에 위치한 피사체에 대한 오토포커스(AF) 기능을 제공할 수 있는 광학계 및 이를 포함하는 광학 모듈 및 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 작고 컴팩트(compact)하게 구현할 수 있는 광학계 및 이를 포함하는 광학 모듈 및 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 얇은 두께를 가지는 폴디드(folded) 카메라에 적용 가능한 광학계 및 이를 포함하는 광학 모듈 및 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 광학계는, 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 순차적으로 배치되며, 적어도 하나의 렌즈를 각각 포함하는 제 1 렌즈군, 제 2 렌즈군 및 제 3 렌즈군을 포함하고, 상기 제 1 렌즈군의 굴절력 부호와 상기 제2 렌즈군의 굴절력 부호는 서로 반대되고, 상기 제 1 렌즈군, 상기 제 2 렌즈군 및 상기 제 3 렌즈군은 하기 수학식 1을 만족한다.
[수학식 1]
0.6 < |f_1 / f_23| < 1.4
(수학식 1에서 f_1은 상기 제 1 렌즈군의 초점 거리이고, f_23는 상기 제 2 렌즈군 및 상기 제 3 렌즈군의 합산초점 거리이다.)
실시예에 따른 광학계, 광학 모듈 및 카메라 모듈은 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 복수의 렌즈군 중 적어도 하나의 렌즈군을 이동시켜 유효 초점 거리(EFL)를 제어할 수 있고, 이동하는 렌즈군의 이동 거리를 최소화할 수 있다. 이에 따라, 이동하는 렌즈군의 이동 거리에 따라 발생하는 만곡량을 최소화할 수 있어 주변부의 화질이 저하되는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 실시예는 이동하는 렌즈군의 이동 거리를 최소화하여 렌즈군의 이동 시 요구되는 전력 소모를 최소화할 수 있다.
또한, 실시예는 설정된 형상, 초점 거리, 간격 등을 가지는 광학계를 이용하여 다양한 거리에 위치한 피사체에 대한 오토포커스(AF) 기능을 제공할 수 있다. 자세하게, 실시예는 하나의 카메라 모듈을 이용하여 무한대 내지 근거리에 위치한 피사체에 대한 오토포커스(AF) 기능을 제공할 수 있다.
또한, 실시예는 무한대 내지 근거리의 범위에서 피사체와의 거리와 무관하게 일정한 TTL 값을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈은 보다 슬림한 구조로 제공될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 비원형 형상을 가지는 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계는 향상된 광학 성능을 가지며 소형으로 구현할 수 있어, 원형 형상만으로 이루어진 광학계 대비 컴팩트(compact)하게 제공될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 광 경로 변경 부재를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계는 보다 얇은 두께를 가질 수 있는 폴디드(folded) 카메라에 적용 가능하며, 상기 카메라를 포함하는 기기를 얇은 두께로 제조할 수 있다.
도 1은 제 1 모드로 동작하는 제 1 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 2는 제 1 모드로 동작하는 제 1 실시예에 따른 광학계의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length)을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 제 2 모드로 동작하는 제 1 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 4는 제 2 모드로 동작하는 제 1 실시예에 따른 광학계의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length)을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 비원형 형상의 렌즈를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 제 1 실시예에 따른 광학계가 제 1 모드로 동작할 경우의 수차도에 대한 그래프이다.
도 7은 제 1 실시예에 따른 광학계가 제 2 모드로 동작할 경우의 수차도에 대한 그래프이다.
도 8은 제 1 모드로 동작하는 제 2 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 9는 제 2 모드로 동작하는 제 2 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 10은 제 2 실시예에 따른 광학계가 제 1 모드로 동작할 경우의 수차도에 대한 그래프이다.
도 11은 제 2 실시예에 따른 광학계가 제 2 모드로 동작할 경우의 수차도에 대한 그래프이다.
도 12는 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.
도 2는 제 1 모드로 동작하는 제 1 실시예에 따른 광학계의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length)을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 제 2 모드로 동작하는 제 1 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 4는 제 2 모드로 동작하는 제 1 실시예에 따른 광학계의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length)을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 비원형 형상의 렌즈를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 제 1 실시예에 따른 광학계가 제 1 모드로 동작할 경우의 수차도에 대한 그래프이다.
도 7은 제 1 실시예에 따른 광학계가 제 2 모드로 동작할 경우의 수차도에 대한 그래프이다.
도 8은 제 1 모드로 동작하는 제 2 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 9는 제 2 모드로 동작하는 제 2 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 10은 제 2 실시예에 따른 광학계가 제 1 모드로 동작할 경우의 수차도에 대한 그래프이다.
도 11은 제 2 실시예에 따른 광학계가 제 2 모드로 동작할 경우의 수차도에 대한 그래프이다.
도 12는 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예의 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 경우 뿐 만 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 방향뿐 만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하의 설명에서 첫 번째 렌즈는 물체 측에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 마지막 렌즈는 센서 측에 가장 가까운 렌즈를 의미한다. 또한, 특별한 언급이 없는 한 렌즈의 반지름, 유효경, 두께, 거리, BFL(Back Focal Length), TTL(Total track length or Total Top Length) 등에 대한 단위는 모두 ㎜이다. 또한, 렌즈의 형상은 렌즈의 광축을 기준으로 나타낸 것이다. 일 예로, 렌즈의 물체 측면이 볼록하다는 의미는 해당 렌즈의 물체 측면에서 광축 부근이 볼록하다는 의미이며 광축 주변이 볼록하다는 의미는 아니다. 따라서, 렌즈의 물체 측면이 볼록하다고 설명된 경우라도, 해당 렌즈의 물체 측면에서 광축 주변 부분은 오목할 수 있다. 또한, 렌즈의 두께 및 곡률 반지름은 해당 렌즈의 광축을 기준으로 측정된 것임을 밝혀둔다. 또한, “물체 측 면”은 광축을 기준으로 물체 측(Object side)을 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있고, “센서 측(Image side)”은 광축을 기준으로 촬상면을 향하는 렌즈의 면으로 정의될 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여, 실시예에 따른 광학계를 설명한다.
도 1은 제 1 모드로 동작하는 제 1 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 2는 제 1 모드로 동작하는 제 1 실시예에 따른 광학계의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length)을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 제 2 모드로 동작하는 제 1 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 4는 제 2 모드로 동작하는 제 1 실시예에 따른 광학계의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length)을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 비원형 형상의 렌즈를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 제 1 실시예에 따른 광학계가 제 1 모드로 동작할 경우의 수차도에 대한 그래프이고, 도 7은 제 1 실시예에 따른 광학계가 제 2 모드로 동작할 경우의 수차도에 대한 그래프이고, 도 8은 제 1 모드로 동작하는 제 2 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 9는 제 2 모드로 동작하는 제 2 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 10은 제 2 실시예에 따른 광학계가 제 1 모드로 동작할 경우의 수차도에 대한 그래프이고, 도 11은 제 2 실시예에 따른 광학계가 제 2 모드로 동작할 경우의 수차도에 대한 그래프이고, 도 12는 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 실시예에 따른 광학계(1000)는 복수의 렌즈들을 포함할 수 있다.
도면에서는 상기 광학계(1000)가 6매의 렌즈를 포함하는 것을 도시하였으나, 실시예는 이에 제한되지 않고, 상기 광학계(1000)는 적어도 6매 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 상기 광학계(1000)가 6매의 렌즈를 포함하는 것을 중심으로 설명한다.
상기 광학계(1000)는 제 1 렌즈(110), 제 2 렌즈(120), 제 3 렌즈(130), 제 4 렌즈(140), 제 5 렌즈(150) 및 제 6 렌즈(160)를 포함할 수 있다.
자세하게, 상기 광학계(1000)는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 순차적으로 배치되는 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 사기 제 4 렌즈(140), 상기 제 5 렌즈(150) 및 제 6 렌즈(160)를 포함할 수 있다.
자세하게, 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140), 상기 제 5 렌즈(150) 및 제 6 렌즈(160)는 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
자세하게, 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140), 상기 제 5 렌즈(150) 및 제 6 렌즈(160)는 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140), 상기 제 5 렌즈(150) 및 상기 제 6 렌즈(160)의 중심이 상기 광학계(1000)의 광축(OA)과 일치하도록 순차적으로 배치될 수 있다.
물체의 정보에 해당하는 광은 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140), 상기 제 5 렌즈(150) 및 상기 제 6 렌즈(160)를 통과하여 이미지 센서부(300)에 입사될 수 있다.
상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140), 상기 제 5 렌즈(150) 및 상기 제 6 렌즈(160)는 각각 유효 영역 및 비유효 영역을 포함할 수 있다. 상기 유효 영역은 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140), 상기 제 5 렌즈(150) 및 상기 제 6 렌즈(160) 각각의 렌즈에서 입사되는 광이 통과하고, 입사된 광이 굴절되어 광학 특성을 구현하는 영역으로 정의될 수 있다.
상기 비유효 영역은 상기 유효 영역의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 유효 영역의 주변부에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140), 상기 제 5 렌즈(150) 및 상기 제 6 렌즈(160) 각각의 렌즈에서 유효 영역을 제외한 영역은 비유효 영역일 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 광이 입사되지 않는 영역일 수 있다. 즉, 상기 비유효 영역은 상기 광학 특성과 무관한 영역일 수 있다. 또는, 상기 비유효 영역은 상기 광이 입사되지만, 광학 특성과 무관한 영역일 수 있다. 또한, 상기 비유효 영역은 상기 렌즈를 수용하는 배럴(미도시) 등에 고정되는 영역일 수 있다.
상기 광학계(1000)는 입사되는 광량을 조절하기 위한 조리개(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 조리개는 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140), 상기 제 5 렌즈(150) 및 상기 제 6 렌즈(160) 중 인접하는 2개의 렌즈들 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 조리개는 상기 제 1 렌즈(110) 및 상기 제 2 렌즈(120) 사이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140), 상기 제 5 렌즈(150) 및 상기 제 6 렌즈(160) 중 적어도 하나의 렌즈는 조리개 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140), 상기 제 5 렌즈(150) 및 상기 제 6 렌즈(160) 중 어느 하나의 렌즈는 렌즈의 물체 측 면 또는 센서 측 면이 광량을 조절하는 조리개 역할을 수행할 수 있다.
상기 광학계(1000)는 광학 모듈(2000)을 구성할 수 있다. 자세하게, 상기 광학 모듈(2000)은 상기 광학계(1000), 상기 광학계(1000)를 통과하기 전에 광학계(1000)의 앞에 배치되는 추가 부재 및/또는 광학계(1000)의 뒤에 배치되어 광학계(1000)를 통과한 광이 입사되는 추가 부재를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 광학 모듈(2000)은 상기 광학계(1000), 상기 광학계(1000)의 앞에 배치되는 광 경로 변경 부재, 상기 광학계(1000)의 뒤에 배치되는 이미지 센서부(300) 및 필터부(500)를 포함할 수 있다.
상기 이미지 센서부(300)는 광을 감지할 수 있다. 자세하게, 상기 이미지 센서부(300)는 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140), 상기 제 5 렌즈(150) 및 상기 제 6 렌즈(160)를 순차적으로 통과한 광을 감지할 수 있다. 상기 이미지 센서부(300)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등을 포함할 수 있다.
상기 필터부(500)는 상기 광학계(1000)와 상기 이미지 센서부(300) 사이에 배치될 수 있다.
상기 필터부(500)는 상기 광학계(1000)의 복수의 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160) 중 상기 이미지 센서부(300)와 가장 인접한 마지막 렌즈인 제 6 렌즈(160)와 상기 이미지 센서부(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 필터부(500)는 적외선 필터, 커버 글래스 등의 광학적 필터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 필터부(500)는 설정된 파장 대역의 광을 통과시키고, 이와 다른 파장 대역의 광을 필터링할 수 있다. 상기 필터부(500)가 적외선 필터를 포함할 경우 외부 광으로부터 방출되는 복사열이 상기 이미지 센서부(300)에 전달되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 상기 필터부(500)는 가시광선을 투과할 수 있고 적외선을 반사시킬 수 있다.
또한, 상기 광학 모듈(2000)은 광 경로 변경 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다
상기 광 경로 변경 부재는 외부에서 입사된 광을 반사해 광의 경로를 변경할 수 있다. 상기 광 경로 변경 부재는 반사경, 프리즘을 포함할 수 있다. 예컨대 상기 광 경로 변경 부재는 직각 프리즘을 포함할 수 있다. 상기 광 경로 변경 부재가 직각 프리즘을 포함할 경우, 상기 광 경로 변경 부재는 입사광의 경로를 90°의 각도로 반사해 광의 경로를 변경할 수 있다.
상기 광 경로 변경 부재는 상기 복수의 렌즈들보다 물체 측과 인접하게 배치될 수 있다. 즉, 상기 광학 모듈(2000)이 상기 광 경로 변경 부재를 포함할 경우, 물체 측으로부터 센서 방향으로 광 경로 변경 부재, 제 1 렌즈(110), 제 2 렌즈(120), 제 3 렌즈(130), 제 4 렌즈(140), 제 5 렌즈(150), 제 6 렌즈부(160), 필터부(500) 및 이미지 센서부(300) 순서로 배치될 수 있다.
상기 광 경로 변경 부재는 외부에서 입사된 광의 경로를 설정된 방향으로 변경할 수 있다. 예를 들어, 상기 광 경로 변경 부재는 상기 광 경로 변경 부재에 제 1 방향으로 입사된 광의 경로를 상기 복수의 렌즈들의 배치 방향인 제 2 방향(복수의 렌즈들이 이격된 방향으로 도면의 광축(OA) 방향)으로 변경할 수 있다.
상기 광학 모듈(2000)이 광 경로 변경 부재를 포함할 경우, 상기 광학 모듈(2000)은 카메라의 두께를 감소시킬 수 있는 폴디드(folded) 카메라에 적용할 수 있다. 자세하게, 상기 광학 모듈(2000)이 상기 광 경로 변경 부재를 포함할 경우, 상기 광학 모듈(2000)이 적용된 전자 장치의 표면과 수직한 방향으로 입사된 광을 상기 전자 장치의 표면과 평행한 방향으로 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 복수의 렌즈들을 포함하는 상기 광학 모듈(2000)은 상기 전자 장치 내에서 보다 얇은 두께를 가질 수 있고, 이에 의해 상기 전자 장치는 보다 얇은 두께로 구현될 수 있다.
예를 들어, 상기 광학 모듈(2000)이 상기 광 경로 변경 부재를 포함하지 않을 경우, 상기 전자 장치 내에서 상기 복수의 렌즈들은 상기 전자 장치의 표면과 수직한 방향으로 연장하며 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 렌즈들을 포함하는 상기 광학 모듈(2000)은 상기 전자 장치의 표면과 수직한 방향의 높이를 가지게 되며 이로 인해 상기 광학 모듈(2000) 및 이를 포함하는 전자 장치의 두께를 얇게 형성하기 어려울 수 있다.
그러나, 상기 광학 모듈(2000)이 상기 광 경로 변경 부재를 포함할 경우, 상기 복수의 렌즈들은 상기 기기의 표면과 평행한 방향으로 연장하며 배치될 수 있다. 즉, 상기 광학 모듈(2000)은 광축(OA)이 상기 기기의 표면과 평행하도록 배치되며 폴디드(folded) 카메라에 적용할 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 렌즈들을 포함하는 상기 광학 모듈(2000)은 상기 기기의 표면과 수직한 방향으로 낮은 높이를 가질 수 있다. 따라서, 상기 광학 모듈(2000)을 포함하는 카메라는 상기 기기 내에서 얇은 두께를 가질 수 있고, 상기 전자 장치의 두께 역시 감소할 수 있다.
상기 광학계(1000) 및 상기 광학 모듈(2000)의 렌즈들은 상기 광축을 따라 전후 방향으로 이동할 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000) 및 상기 광학 모듈(2000)의 렌즈들 중 적어도 하나의 렌즈는 상기 광축 방향을 따라 상기 물체 측 방향 또는 상기 센서 측 방향으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000) 및 상기 광학 모듈(2000)은 무한대(infinity) 모드와 근거리 모드에서의 초점거리를 조절할 수 있다.
도 1 내지 도 4는 각각 제 1 실시예에 따른 광학계(1000) 및 광학 모듈(2000)에서 렌즈들의 이동에 의한 2개 모드의 구성도를 도시한 도면이다. 자세하게, 도 1 및 도 2는 무한대(infinity) 모드로 정의되는 제 1 모드에 대한 구성도를 도시한 도면이고, 도 3 및 도 4는 근거리 모드로 정의되는 제 2 모드에 대한 구성도를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 광학계(1000) 및 상기 광학 모듈(2000)의 렌즈들은 렌즈가 이동되는지 여부에 따라 복수의 렌즈군으로 구분될 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000) 및 상기 광학 모듈(2000)의 렌즈들은 이동하지 않는 고정군 렌즈로 정의되는 제 1 렌즈군(G1), 이동하는 이동군 렌즈로 정의되는 제 2 렌즈군(G2) 및 이동하지 않는 고정군 렌즈로 정의되는 제 3 렌즈군(G3)으로 구분될 수 있다.
상기 제 1 렌즈군(G1)은 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 렌즈군(G1)은 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 렌즈군(G1)은 설정된 간격으로 이격하여 배치되는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 렌즈군(G1)은 서로 이격하여 배치되는 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120) 및 상기 제 3 렌즈(130)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 렌즈군(G1)에 포함되는 복수의 렌즈들은 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드의 동작 변화에 의해 렌즈들 사이의 간격이 변화하지 않고 고정될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 렌즈(110) 및 상기 제 2 렌즈(120) 사이의 간격, 상기 제 2 렌즈(120) 및 상기 제 3 렌즈(130) 사이의 간격은 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드 동작 변화에 의해 변화되지 않고 고정될 수 있다. 여기서, 상기 복수의 렌즈 사이의 간격은 인접한 렌즈의 중심 사이의 광축(OA) 방향 거리를 의미할 수 있다.
상기 제 2 렌즈군(G2)은 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제 1 렌즈군(G1)의 렌즈 매수와 상기 제 2 렌즈군(G2)의 렌즈 매수는 동일하거나 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 렌즈군(G2)의 렌즈 매수는 상기 제 1 렌즈군(G1)의 렌즈 매수보다 작을 수 있다.
자세하게, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 설정된 간격으로 이격하여 배치되는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제 1 렌즈군(G1)의 렌즈 매수와 상기 제 2 렌즈군(G2)의 렌즈 매수는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 서로 이격하여 배치되는 상기 제 4 렌즈(140) 및 상기 제 5 렌즈(150)를 포함할 수 있다.
상기 제 2 렌즈군(G2)에 포함되는 복수의 렌즈들은 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드 동작 변화에 의해 렌즈들 사이의 간격이 변화되지 않고 고정될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 4 렌즈(140) 및 상기 제 5 렌즈(150) 사이의 간격은 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드 동작에 의해 변화하지 않고 고정될 수 있다. 여기서, 상기 복수의 렌즈 사이의 간격은 인접한 렌즈의 중심 사이의 광축(OA) 방향 거리를 의미할 수 있다.
상기 제 3 렌즈군(G3)은 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제 3 렌즈군(G3)의 렌즈 매수는 상기 제 1 렌즈군(G1)의 렌즈 매수 및 상기 제 2 렌즈군(G2)의 렌즈 매수와 동일하거나 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 제 3 렌즈군(G3)의 렌즈 매수는 상기 제 1 렌즈군(G1) 및 상기 제 2 렌즈군(G2)의 렌즈 매수보다 작을 수 있다.
상기 제 3 렌즈군(G3)에 포함되는 렌즈들 중 적어도 하나의 렌즈는 구면 형상일 수 있다.
예를 들어, 상기 제 3 렌즈군(G3)은 상기 제 6 렌즈(160)를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 3 렌즈군(G3)은 상기 제 2 렌즈군(G2)의 제 5 렌즈(150)와 이격하는 제 6 렌즈(160)를 포함할 수 있다. 상기 제 6 렌즈(160)는 구면 형상일 수 있다.
상기 제 3 렌즈군(G3)에 포함되는 렌즈는 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드의 동작 변화에 의해 이동하지 않고 고정될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 6 렌즈(160) 및 상기 제 2 렌즈(120) 사이의 간격, 상기 제 2 렌즈(120) 및 상기 제 3 렌즈(130) 사이의 간격은 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드 동작 변화에 의해 변화되지 않고 고정될 수 있다. 여기서, 상기 복수의 렌즈 사이의 간격은 인접한 렌즈의 중심 사이의 광축(OA) 방향 거리를 의미할 수 있다
상기 광학계(1000) 및 상기 광학 모듈(2000)의 상기 제 2 렌즈군(G2)은 이동할 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 광축 방향을 따라 이동할 수 있다. 즉, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 광축 방향을 따라, 상기 제 1 렌즈군(G1)에 가까워지거나, 상기 제 3 렌즈군(G3)에 멀어지도록 이동할 수 있다. 또는, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 광축 방향을 따라, 상기 제 1 렌즈군(G1)에 멀어지거나, 상기 제 3 렌즈군(G3)에 가까워지도록 이동할 수 있다
자세하게, 상기 광학계(1000) 및 상기 광학 모듈(2000)에는 구동 부재(미도시)가 연결되고, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 구동 부재의 구동력을 통해 상기 광 축 방향을 따라 이동할 수 있다.
상기 구동 부재는 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드에 따라 상기 제 2 렌즈군(G2)을 이동시킬 수 있다. 이에 의해, 상기 제 1 렌즈군(G1) 및 상기 제 2 렌즈군(G2) 사이의 간격, 상기 제 2 렌즈군(G2) 및 상기 제 3 렌즈군(G3) 사이의 간격 중 적어도 하나의 간격이 변화되고, 간격을 제어할 수 있다. 여기서 상기 제 2 모드의 근거리는 약 40mm 이하의 거리를 의미할 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 모드의 근거리는 약 30mm 이하의 거리를 의미할 수 있다.
예를 들어, 도 1 내지 도 4와 같이 상기 제 1 렌즈군(G1) 및 상기 3 렌즈군(G2)은 고정될 수 있고 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 구동 부재의 구동력에 의해 이동 가능하게 제공할 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 렌즈군(G1), 상기 제 2 렌즈군(G2) 및 상기 제 3 렌즈군(G3) 각각에 포함된 렌즈들 사이의 간격은 변화하지 않을 수 있다.
자세하게, 상기 제 2 렌즈군(G2)이 이동할 경우 상기 제 3 렌즈군(G2)과 상기 이미지 센서부(300) 사이의 간격은 상기 구동 부재의 구동력과 무관한게 고정될 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000) 및 상기 광학 모듈(2000)의 전체 TTL(Total track length)은 유지되고, 상기 광학계(1000) 및 상기 광학 모듈(2000)의 BFL(Back focal length)도 유지될 수 있다.
예를 들어, 상기 광학계(1000) 및 상기 광학 모듈(2000)이 상기 제 1 모드에서 상기 제 2 모드로 변환되는 경우, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 제 1 렌즈군(G1)에서 상기 제 3 렌즈군(G3) 방향으로 이동할 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 제 3 렌즈군(G3)에 인접한 위치로 이동할 수 있다.
반대로, 상기 광학계(1000) 및 상기 광학 모듈(2000)이 상기 제 2 모드에서 상기 제 1 모드로 변환되는 경우, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 제 3 렌즈군(G3)에서 상기 제 1 렌즈군(G1) 방향으로 이동할 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 제 1 렌즈군(G1)에 인접한 위치로 이동할 수 있다.
또한, 상기 제 2 렌즈군(G2)이 이동하는 경우, 상기 제 1 렌즈(110) 및 상기 제 2 렌즈(120)의 복합 초점거리, 상기 제 2 렌즈(120) 및 상기 제 3 렌즈(130)의 복합 초점거리, 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120) 및 상기 제 3 렌즈(130)의 복합 초점거리는 유지될 수 있다.
또한, 상기 제 2 렌즈군(G2)이 이동하는 경우, 상기 제 4 렌즈(140) 및 상기 제 5 렌즈(120)의 복합 초점거리는 유지될 수 있다.
또한, 상기 제 2 렌즈군(G2)이 이동하는 경우, 상기 제 3 렌즈(130) 및 상기 제 4 렌즈(140)의 초점거리, 상기 제 5 렌즈(150) 및 상기 제 6 렌즈(160)의 초점거리, 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130) 및 상기 제 4 렌즈(140)의 초점거리, 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140)의 초점거리 및 상기 제 5 렌즈(150)의 초점거리, 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130) 및 상기 제 4 렌즈(140)의 초점거리, 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140) 및 상기 제 5 렌즈(1500의 초점거리, 상기 제 4 렌즈(140), 상기 제 5 렌즈(150) 및 상기 제 6 렌즈(160)의 초점거리, 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140), 상기 제 5 렌즈(160) 및 상기 제 6 렌즈(160)의 초점거리 및 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140), 상기 제 5 렌즈(150) 및 상기 제 6 렌즈(160)의 초점거리는 변화할 수 있다.
즉, 실시예에 따른 광학계 및 광학 모듈을 포함하는 카메라 모듈은 상기 복수의 렌즈군(G1, G2, G3) 중 적어도 하나의 렌즈군의 위치를 제어하여 상기 렌즈군들(G1, G2, G3) 사이의 간격, 상기 광학계(1000)의 유효 초점 거리(Effective Focal Length; EFL) 및 복수 렌즈의 복합 초점거리를 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈은 피사체와의 거리에 따라 유효 초점 거리(EFL)를 제어할 수 있고, 무한대(infinity) 내지 근거리에 위치한 피사체에 대한 오토포커스(AF) 기능을 효과적으로 제공할 수 있다.
상기 제 1 렌즈군(G1), 상기 제 2 렌즈군(G2) 및 상기 제 3 렌즈군(G3)은 서로 다른 굴절력을 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 렌즈군(G1)과 상기 제 2 렌즈군(G2)은 서로 다른 굴절력을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 렌즈군(G1)은 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 또한, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다.
또한, 상기 제 1 렌즈군(G1)과 상기 제 3 렌즈군(G3)은 서로 동일한 굴절력을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 렌즈군(G1) 및 상기 제 3 렌즈군(G3)은 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다.
또한, 상기 제 2 렌즈군(G2)과 상기 제 3 렌즈군(G3)은 서로 다른 굴절력을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 또한, 상기 제 3 렌즈군(G2)은 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다.
상기 제 1 렌즈군(G1), 상기 제 2 렌즈군(G2) 및 상기 제 3 렌즈군(G3)은 서로 상이한 초점 거리를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 렌즈군(G1)의 초점거리와 상기 제 2 렌즈군(G2) 및 상기 제 3 렌즈군(G3)의 합산 초점거리는 하기 수학식 1을 만족할 수 있다.
[수학식 1]
0.6 < |f_1 / f_23| < 1.4
(수학식 1에서 f_1은 상기 제 1 렌즈군의 초점 거리이고, f_23는 상기 제 2 렌즈군 및 상기 제 3 렌즈군의 합산초점 거리이다.)
상기 제 1 렌즈군(G1)과 상기 제 2 렌즈군(G2) 및 상기 제 3 렌즈군(G3)의 합산 초점거리가 상기 범위의 비율을 만족함에 따라, 상기 광학계(1000) 및 상기 광학 모듈(2000)은 무한대 내지 근거리에 위치한 물체에 대한 오토 포커스(AF) 기능을 제공할 수 있다. 또한, 상기 제 1 렌즈군(G1), 상기 제 2 렌즈군(G2) 및 상기 제 3 렌즈군(G3)이 상기 범위의 초점 거리 비율을 만족함에 따라 이동하는 렌즈군의 이동 거리에 따라 발생하는 만곡량을 최소화할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000) 및 상기 광학 모듈(2000)은 무한대 내지 근거리로 초점이 가변할 때 주변부의 화질이 저하되는 것을 최소화할 수 있다.
이하, 상기 제 1 렌즈군(G1), 상기 제 2 렌즈군(G2) 및 상기 제 3 렌즈군(G3)에 포함되는 각각의 렌즈들 및 렌즈들의 관계를 상세하게 설명한다.
상기 제 1 렌즈(110)는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 1 렌즈(110)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 렌즈(110)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제 1 렌즈(110)는 물체 측 면으로 정의되는 제 1 면(S1) 및 센서 측 면으로 정의되는 제 2 면(S2)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 면(S1)은 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 2 면(S2)은 상기 광축에서 상기 센서 측면에 대해 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제 1 렌즈(110)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다.
상기 제 1 면(S1) 및 상기 제 2 면(S2) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 면(S1) 및 상기 제 2 면(S2)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제 1 렌즈(110)는 물체 측 면의 제 1 면(S1)의 유효경의 크기와 센서 측 면의 제 2 면(S2)의 유효경의 크기가 다를 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 렌즈(110)는 제 1 면(S1)의 유효경 크기가 제 2 면(S2)의 유효경 크기보다 클 수 있다.
상기 제 2 렌즈(120)는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 2 렌즈(120)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 2 렌즈(120)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제 2 렌즈(120)는 물체 측 면으로 정의되는 제 3 면(S3) 및 센서 측 면으로 정의되는 제 4 면(S4)을 포함할 수 있다. 상기 제 3 면(S3)은 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 4 면(S4)은 상기 광축에서 상기 센서 측면에 대해 오목할 수 있다. 즉, 상기 제 2 렌즈(120)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다.
상기 제 3 면(S3) 및 상기 제 4 면(S4) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 3 면(S3) 및 상기 제 4 면(S4)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제 2 렌즈(120)는 물체 측 면의 제 3 면(S3)의 유효경의 크기와 센서 측 면의 제 4 면(S4)의 유효경의 크기가 다를 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 렌즈(120)는 제 3 면(S3)의 유효경 크기가 제 4 면(S4)의 유효경 크기보다 작을 수 있다.
상기 제 3 렌즈(130)는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 3 렌즈(130)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 3 렌즈(130)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제 3 렌즈(130)는 물체 측 면으로 정의되는 제 5 면(S5) 및 센서 측 면으로 정의되는 제 6 면(S6)을 포함할 수 있다. 상기 제 5 면(S5)은 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 6 면(S6)은 상기 광축에서 상기 센서 측면에 대해 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제 3 렌즈(130)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다.
상기 제 5 면(S5) 및 상기 제 6 면(S6) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 5 면(S5) 및 상기 제 6 면(S6)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제 3 렌즈(130)는 물체 측 면의 제 5 면(S5)의 유효경의 크기와 센서 측 면의 제 6 면(S6)의 유효경의 크기가 다를 수 있다. 자세하게, 상기 제 3 렌즈(130)는 제 5 면(S5)의 유효경 크기가 제 6 면(S6)의 유효경 크기보다 클 수 있다.
상기 제 4 렌즈(140)는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 4 렌즈(140)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 4 렌즈(140)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제 4 렌즈(140)는 물체 측 면으로 정의되는 제 7 면(S7) 및 센서 측 면으로 정의되는 제 8 면(S8)을 포함할 수 있다. 상기 제 7 면(S7)은 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 8 면(S8)은 상기 광축에서 상기 센서 측면에 대해 오목할 수 있다. 즉, 상기 제 4 렌즈(140)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다.
상기 제 7 면(S7) 및 상기 제 8 면(S8) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 7 면(S7) 및 상기 제 8 면(S8)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제 4 렌즈(140)는 물체 측 면의 제 7 면(S7)의 유효경의 크기와 센서 측 면의 제 8 면(S8)의 유효경의 크기가 다를 수 있다. 자세하게, 상기 제 4 렌즈(140)는 제 7 면(S7)의 유효경 크기가 제 8 면(S8)의 유효경 크기보다 클 수 있다.
상기 제 5 렌즈(150)는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 5 렌즈(150)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 5 렌즈(150)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제 5 렌즈(150)는 물체 측 면으로 정의되는 제 9 면(S9) 및 센서 측 면으로 정의되는 제 10 면(S10)을 포함할 수 있다. 상기 제 9 면(S9)은 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 10 면(S10)은 상기 광축에서 상기 센서 측면에 대해 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제 5 렌즈(150)는 전체적으로 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.
상기 제 9 면(S9) 및 상기 제 10 면(S10) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 9 면(S9) 및 상기 제 10 면(S10)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제 5 렌즈(150)는 물체 측 면의 제 9 면(S9)의 유효경의 크기와 센서 측 면의 제 10 면(S10)의 유효경의 크기가 다를 수 있다. 자세하게, 상기 제 5 렌즈(150)는 제 9 면(S9)의 유효경 크기가 제 10 면(S6)의 유효경 크기보다 작을 수 있다.
상기 제 6 렌즈(160)는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 6 렌즈(160)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 6 렌즈(160)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제 6 렌즈(160)는 물체 측 면으로 정의되는 제 11 면(S11) 및 센서 측 면으로 정의되는 제 12 면(S12)을 포함할 수 있다. 상기 제 11 면(S11)은 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 12 면(S12)은 상기 광축에서 상기 센서 측면에 대해 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제 6 렌즈(160)는 전체적으로 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.
상기 제 11 면(S11) 및 상기 제 12 면(S12) 중 적어도 하나의 면은 구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 11 면(S11) 및 상기 제 12 면(S12)은 모두 구면일 수 있다.
상기 제 6 렌즈(160)는 물체 측 면의 제 11 면(S11)의 유효경의 크기와 센서 측 면의 제 12 면(S12)의 유효경의 크기가 다를 수 있다. 자세하게, 상기 제 6 렌즈(160)는 제 11 면(S11)의 유효경 크기가 제 12 면(S12)의 유효경 크기보다 작을 수 있다.
또한, 상기 제 6 렌즈(160)는 물체 측 면의 제 11 면(S11)의 유효경의 크기와 센서 측 면의 제 12 면(S12)의 유효경의 크기가 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140) 및 상기 제 5 렌즈(150)의 유효경 크기보다 클 수 있다. 자세하게, 상기 제 6 렌즈(160)는 물체 측 면의 제 11 면(S11)의 유효경의 크기와 센서 측 면의 제 12 면(S12)의 유효경의 크기는 각각 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140) 및 상기 제 5 렌즈(150)의 물체 측 면의 유효경 크기 및 센서 측 면의 유효경 크기보다 클 수 있다.
상기 복수의 렌즈들 중 적어도 하나의 렌즈는 비원형 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 렌즈군(G1)에 포함되는 렌즈들 중 적어도 하나의 렌즈는 비원형 형상을 가질 수 있다.
일례로, 상기 제 1 렌즈(110)는 비원형 형상을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 렌즈(110)의 상기 제 1 면(S1) 및 상기 제 2 면(S2)은 비원형 형상을 가질 수 있고, 상기 제 2 내지 제 6 렌즈(120, 130, 140, 150, 160)의 제 3 내지 제 12 면(S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10, S11, S12)은 원형 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제 1 면(S1) 및 상기 제 2 면(S2) 각각을 광축(OA)과 대응되는 정면에서 바라보았을 때, 각 렌즈면의 유효 영역은 비원형 형상을 가질 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 제 1 렌즈(110)의 제 1 면(S1) 및 제 2 면(S2) 각각의 유효 영역은 제 1 내지 제 4 모서리들(A1, A2, A3, A4)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 모서리(A1) 및 상기 제 2 모서리(A2)는 상기 광축(OA)의 수직인 제 1 방향(x축 방향)으로 마주하는 모서리일 수 있다. 상기 제 1 모서리(A1) 및 상기 제 2 모서리(A2)는 곡선 형태를 가질 수 있다. 상기 제 1 모서리(A1) 및 상기 제 2 모서리(A2)는 동일한 길이, 곡률을 가지는 곡선 형태로 제공될 수 있다. 즉, 상기 제 1 모서리(A1) 및 상기 제 2 모서리(A2)는 광축(OA)을 통과하며 제2 방향(y축 방향)으로 연장하는 가상의 선을 기준으로 대칭인 형태를 가질 수 있다.
또한, 상기 제 3 모서리(A3) 및 상기 제 4 모서리(A4)는 상기 광축(OA) 및 상기 제 1 방향과 수직인 제 2 방향(y축 방향)으로 마주하는 모서리일 수 있다. 상기 제 3 모서리(A3) 및 상기 제 4 모서리(A4)는 상기 제1 모서리(A1)와 상기 제2 모서리(A2)의 끝단을 연결하는 모서리일 수 있다. 상기 제 3 모서리(A3) 및 상기 제 4 모서리(A4)는 직선 형태를 가질 수 있다. 상기 제 3 모서리(A3) 및 상기 제 4 모서리(A4)는 동일한 길이를 가지며 서로 평행할 수 있다. 즉, 상기 제 3 모서리(A3) 및 상기 제 4 모서리(A4)는 광축(OA)을 통과하며 제 1 방향(x축 방향)으로 연장하는 가상의 선을 기준으로 대칭인 형태를 가질 수 있다.
상기 제 1 면(S1) 및 상기 제 2 면(S2)은 상술한 제 1 내지 제 4 모서리(A1, A2, A3, A4)를 포함함에 따라 비원형 형상, 예컨대 디-컷(D-cut) 형상을 가질 수 있다.
상기 제 1 면(S1) 및 상기 제 2 면(S2)은 상기 제 1 렌즈(110)를 제조하는 과정에 상술한 비원형 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 렌즈(110)가 플라스틱 재질을 포함할 경우, 사출 과정 중에 상술한 비원형 형태로 제조될 수 있다.
이와 다르게, 상기 제 1 렌즈(110)는 사출 과정을 통해 원형 형상으로 제조될 수 있고, 이후 진행되는 절단 공정에서 상기 제 1 면(S1) 및 상기 제 2 면(S2)의 일부 영역이 절단되어 상기 제 3 모서리(A3) 및 제 4 모서리(A4)를 가질 수 있다.
이에 따라, 상기 제 1 면(S1) 및 상기 제 2 면(S2) 각각의 유효 영역은 설정된 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 광축(OA)을 통과하며 상기 제 1 모서리(A1) 및 상기 제 2 모서리(A2)를 연결하는 가상의 제 1 직선의 길이(clear aperture; CA)는 상기 광축(OA)을 통과하며 상기 제 3 모서리(A3) 및 상기 제 4 모서리(A4)를 연결하는 가상의 제 2 직선의 길이(clear height; CH)보다 길 수 있다. 여기서 상기 제 1 직선의 길이(CA)는 상기 제 1 면(S1) 및 상기 제 2 면(S2) 각각의 최대 유효경의 크기(clear aperture; CA)를 의미할 수 있고, 상기 제 2 직선의 길이(CH)는 상기 제 1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2) 각각의 최소 유효경의 크기(clear height; CH)를 의미할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 면(S1) 및 상기 제 2 면(S2)의 최소 유효경의 크기(CH)는 약 5㎜일 수 있다.
또한, 앞선 설명에서는 상기 제 1 및 제 2 면(S1, S2)의 유효 영역이 비원형 형상을 가지는 것에 대해 설명하였으나 이에 제한하지 않고, 상기 제 1 면(S1) 및 상기 제 2 면(S2) 각각의 유효 영역은 원형 형상을 가질 수 있고, 상기 제 1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2) 각각의 비유효 영역은 비원형 형상을 가질 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000) 및 광학 모듈(2000)은 이하에서 설명되는 수학식들 중 적어도 하나를 만족할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000) 및 광학 모듈(2000)은 수차 특성을 개선할 수 있어, 향상된 광학적 특성을 가질 수 있다. 또한, 실시예는 근거리에서 무한대까지 위치한 피사체에 대한 오토포커스(AF) 기능을 효과적으로 제공할 수 있고, 보다 슬림하고 컴팩트하게 제공될 수 있다.
[수학식 2]
CA_L6S1 > CA_L1S1,
CA_L6S1 > CA_L1S2
(수학식 2에서 CA_L6S1은 제 6 렌즈의 물체 측 면의 최대 유효경(clear aperture; CA)의 크기를 의미하고, CA_L1S1은 제 1 렌즈의 물체 측 면의 최대 유효경의 크기를 의미하고, CA_L1S2은 제 1 렌즈의 센서 측 면의 최대 유효경의 크기를 의미한다.)
상기 수학식 2는 광학계 및 광학 모듈에서 상기 이미지 센서부로 입사되는 광량과 관계될 수 있다.
자세하게, 상기 광학계 및 광학 모듈은 상기 수학식 2를 만족함에 따라, 상기 이미지 센서부로 입사되는 광량을 증가시켜, 광학 모듈 및 카메라 모듈의 해상도가 향상될 수 있다.
[수학식 3]
CA_L6S2 > CA_L1S1,
CA_L6S2 > CA_L1S2
(수학식 3에서 CA_L6S2은 제 6 렌즈의 센서 측 면의 최대 유효경의 크기를 의미하고, CA_L1S1은 제 1 렌즈의 물체 측 면의 최대 유효경의 크기를 의미하고, CA_L1S2은 제 1 렌즈의 센서 측 면의 최대 유효경의 크기를 의미한다.)
상기 수학식 3은 광학계 및 광학 모듈에서 상기 이미지 센서부로 입사되는 광량과 관계될 수 있다.
자세하게, 상기 광학계 및 광학 모듈은 상기 수학식 3을 만족함에 따라, 상기 이미지 센서부로 입사되는 광량을 증가시켜, 광학 모듈 및 카메라 모듈의 해상도가 향상될 수 있다.
[수학식 4]
0 < |P6| < |P1|, |P2|, |P3|, |P4|, |P5|
(수학식 4에서 P1, P2, P3, P4, P5, P6은 각각 제 1 렌즈. 제 2 렌즈. 제 3 렌즈, 제 4 렌즈, 제 5 렌즈 및 제 6 렌즈의 굴절력을 의미한다.)
상기 수학식 4는 실시예에 따른 광학계 및/또는 광학 모듈의 구면 수차와 관련된다.
실시예에 따른 광학계 및/또는 광학 모듈이 상기 수학식 4를 만족하지 못하는 경우, 상기 제 1 렌즈 내지 제 6 렌즈의 곡률반경의 크기 및 비율이 변화함에 따라, 각각의 렌즈 및 전체 광학계에서 중심부와 주변부의 구면 수차가 증가되어 전체적이 광학 특성이 저하될 수 있다.
[수학식 5]
0.6 < |EFL_2/f6| / |EFL_1/f6| < 0.7
(수학식 5에서 EFL_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 유효초점거리이고, EFL_2는 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 유효초점거리이고, f6는 제 6 렌즈의 초점거리를 의미한다.)
상기 수학식 5는 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드 및 제 2 모드에서의 만곡 수차 감소와 관련된다.
실시예에 따른 광학계 및/또는 광학 모듈이 상기 수학식 5를 만족하지 못하는 경우, 제 2 렌즈군의 제 6 렌즈의 초점거리와 전체 광학계의 유효초점거리의 비율이 변화될 수 있고, 이에 의해 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드와 제 2 모드에서의 만곡 수차가 증가되어 광학 특성이 저하될 수 있다.
[수학식 6]
1.0 < |EFL_2/f34_2| / |EFL_1/f34_1| < 2.5
(수학식 6에서 EFL_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 유효초점거리이고, EFL_2는 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 유효초점거리이고, f34_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 3 렌즈와 제 4 렌즈의 복합초점거리이고, f34_2은 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 3 렌즈와 제 4 렌즈의 복합초점거리를 의미한다.)
상기 수학식 6은 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드 및 제 2 모드에서의 만곡 수차 감소와 관련된다.
실시예에 따른 광학계 및/또는 광학 모듈이 상기 수학식 6을 만족하지 못하는 경우, 전체 광학계의 유효초점거리와 제 2 렌즈군의 이동에 따라 변화하는 제 3 렌즈및 제 4 렌즈의 복합초점거리의 비율이 변화될 수 있고, 이에 의해 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드와 제 2 모드에서의 만곡 수차가 증가되어 광학 특성이 저하될 수 있다.
[수학식 7]
0.6 < |EFL_2/f56_2| / |EFL_1/f56_1| < 0.7
(수학식 7에서 EFL_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 유효초점거리이고, EFL_2는 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 유효초점거리이고, f56_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 5 렌즈와 제 6 렌즈의 복합초점거리이고, f56_2은 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 5 렌즈와 제 6 렌즈의 복합초점거리를 의미한다.)
상기 수학식 7은 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드 및 제 2 모드에서의 만곡 수차 감소와 관련된다.
실시예에 따른 광학계 및/또는 광학 모듈이 상기 수학식 7을 만족하지 못하는 경우, 전체 광학계의 유효초점거리와 제 2 렌즈군의 이동에 따라 변화하는 제 5 렌즈 및 제 6 렌즈의 복합초점거리의 비율이 변화될 수 있고, 이에 의해 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드와 제 2 모드에서의 만곡 수차가 증가되어 광학 특성이 저하될 수 있다.
[수학식 8]
0.4 < |EFL_2/f234_2| / |EFL_1/f234_1| < 0.6
(수학식 8에서 EFL_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 유효초점거리이고, EFL_2는 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 유효초점거리이고, f234_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 2 렌즈, 제 3 렌즈 및 제 4 렌즈의 복합초점거리이고, f234_2은 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 2 렌즈, 제 3 렌즈 및 제 4 렌즈의 복합초점거리를 의미한다.)
상기 수학식 8은 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드 및 제 2 모드에서의 만곡 수차 감소와 관련된다.
실시예에 따른 광학계 및/또는 광학 모듈이 상기 수학식 8을 만족하지 못하는 경우, 전체 광학계의 유효초점거리와 제 2 렌즈군의 이동에 따라 변화하는 제 2 렌즈, 제 3 렌즈 및 제 4 렌즈의 복합초점거리의 비율이 변화될 수 있고, 이에 의해 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드와 제 2 모드에서의 만곡 수차가 증가되어 광학 특성이 저하될 수 있다.
[수학식 9]
0.8 < |EFL_2/f345_2| / |EFL_1/f345_1| < 1.0
(수학식 9에서 EFL_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 유효초점거리이고, EFL_2는 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 유효초점거리이고, f345_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 3 렌즈, 제 4 렌즈 및 제 5 렌즈의 복합초점거리이고, f345_2은 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 3 렌즈, 제 4 렌즈 및 제 5 렌즈의 복합초점거리를 의미한다.)
상기 수학식 9는 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드 및 제 2 모드에서의 만곡 수차 감소와 관련된다.
실시예에 따른 광학계 및/또는 광학 모듈이 상기 수학식 9를 만족하지 못하는 경우, 전체 광학계의 유효초점거리와 제 2 렌즈군의 이동에 따라 변화하는 제 3 렌즈, 제 4 렌즈 및 제 5 렌즈의 복합초점거리의 비율이 변화될 수 있고, 이에 의해 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드와 제 2 모드에서의 만곡 수차가 증가되어 광학 특성이 저하될 수 있다.
[수학식 10]
1.5 < |EFL_2/f1234_2| / |EFL_1/f1234_1| < 3.0
(수학식 10에서 EFL_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 유효초점거리이고, EFL_2는 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 유효초점거리이고, f1234_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 1 렌즈, 제 2 렌즈, 제 3 렌즈 및 제 4 렌즈의 복합초점거리이고, f1234_2은 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 1 렌즈, 제 2 렌즈, 제 3 렌즈 및 제 4 렌즈의 복합초점거리를 의미한다.)
상기 수학식 10은 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드 및 제 2 모드에서의 만곡 수차 감소와 관련된다.
실시예에 따른 광학계 및/또는 광학 모듈이 상기 수학식 10을 만족하지 못하는 경우, 전체 광학계의 유효초점거리와 제 2 렌즈군의 이동에 따라 변화하는 제 1 렌즈, 제 2 렌즈, 제 3 렌즈 및 제 4 렌즈의 복합초점거리의 비율이 변화될 수 있고, 이에 의해 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드와 제 2 모드에서의 만곡 수차가 증가되어 광학 특성이 저하될 수 있다.
[수학식 11]
0.3 < |EFL_2/f2345_2| / |EFL_1/f2345_1| < 0.5
(수학식 11에서 EFL_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 유효초점거리이고, EFL_2는 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 유효초점거리이고, f2345_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 2 렌즈, 제 3 렌즈, 제 4 렌즈 및 제 5 렌즈의 복합초점거리이고, f2345_2은 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 2 렌즈, 제 3 렌즈, 제 4 렌즈 및 제 5 렌즈의 복합초점거리를 의미한다.)
상기 수학식 11은 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드 및 제 2 모드에서의 만곡 수차 감소와 관련된다.
실시예에 따른 광학계 및/또는 광학 모듈이 상기 수학식 11을 만족하지 못하는 경우, 전체 광학계의 유효초점거리와 제 2 렌즈군의 이동에 따라 변화하는 제 2 렌즈, 제 3 렌즈, 제 4 렌즈 및 제 5 렌즈의 복합초점거리의 비율이 변화될 수 있고, 이에 의해 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드와 제 2 모드에서의 만곡 수차가 증가되어 광학 특성이 저하될 수 있다.
[수학식 12]
0.6 < |EFL_2/f456_2| / |EFL_1/f456_1| < 0.7
(수학식 12에서 EFL_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 유효초점거리이고, EFL_2는 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 유효초점거리이고, f456_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 4 렌즈, 제 5 렌즈 및 제 6 렌즈의 복합초점거리이고, f456_2은 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 4 렌즈, 제 5 렌즈 및 제 6 렌즈의 복합초점거리를 의미한다.)
상기 수학식 12는 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드 및 제 2 모드에서의 만곡 수차 감소와 관련된다.
실시예에 따른 광학계 및/또는 광학 모듈이 상기 수학식 8을 만족하지 못하는 경우, 전체 광학계의 유효초점거리와 제 2 렌즈군의 이동에 따라 변화하는 제 4 렌즈, 제 5 렌즈 및 제 6 렌즈의 복합초점거리의 비율이 변화될 수 있고, 이에 의해 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드와 제 2 모드에서의 만곡 수차가 증가되어 광학 특성이 저하될 수 있다.
[수학식 13]
0.9 < |EFL_2/f3456_2| / |EFL_1/f3456_1| < 1.0
(수학식 13에서 EFL_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 유효초점거리이고, EFL_2는 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 유효초점거리이고, f3456_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 3 렌즈, 제 4 렌즈, 제 5 렌즈 및 제 6 렌즈의 복합초점거리이고, f3456_2은 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 3 렌즈, 제 4 렌즈, 제 5 렌즈 및 제 6 렌즈의 복합초점거리를 의미한다.)
상기 수학식 13은 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드 및 제 2 모드에서의 만곡 수차 감소와 관련된다.
실시예에 따른 광학계 및/또는 광학 모듈이 상기 수학식 13을 만족하지 못하는 경우, 전체 광학계의 유효초점거리와 제 2 렌즈군의 이동에 따라 변화하는 제 3 렌즈, 제 4 렌즈, 제 5 렌즈 및 제 6 렌즈의 복합초점거리의 비율이 변화될 수 있고, 이에 의해 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드와 제 2 모드에서의 만곡 수차가 증가되어 광학 특성이 저하될 수 있다.
[수학식 14]
0.3 < |EFL_2/f23456_2| / |EFL_1/f23456_1| < 0.5
(수학식 14에서 EFL_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 유효초점거리이고, EFL_2는 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 유효초점거리이고, f23456_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 2 렌즈, 제 3 렌즈, 제 4 렌즈, 제 5 렌즈 및 제 6 렌즈의 복합초점거리이고, f23456_2은 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 2 렌즈, 제 3 렌즈, 제 4 렌즈, 제 5 렌즈 및 제 6 렌즈의 복합초점거리를 의미한다.)
상기 수학식 14는 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드 및 제 2 모드에서의 만곡 수차 감소와 관련된다.
실시예에 따른 광학계 및/또는 광학 모듈이 상기 수학식 14를 만족하지 못하는 경우, 전체 광학계의 유효초점거리와 제 2 렌즈군의 이동에 따라 변화하는 제 2 렌즈, 제 3 렌즈, 제 4 렌즈, 제 5 렌즈 및 제 6 렌즈의 복합초점거리의 비율이 변화될 수 있고, 이에 의해 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드와 제 2 모드에서의 만곡 수차가 증가되어 광학 특성이 저하될 수 있다.
[수학식 15]
|R1|, |R2|, |R3|, |R4|, |R5|, |R6|, |R7|, |R8|, |R9|, |R10| < |R11|, |R12|
(수학식 15에서 R1은 제 1 렌즈의 제 1 면의 곡률반경이고, R2는 제 1 렌즈의 제 2 면의 곡률반경이고, R3은 제 2 렌즈의 제 3 면의 곡률반경이고, R4는 제 2 렌즈의 제 4 면의 곡률반경이고, R5는 제 3 렌즈의 제 5 면의 곡률반경이고, R6은 제 3 렌즈의 제 6 면의 곡률반경이고, R7은 제 4 렌즈의 제 7 면의 곡률반경이고, R8은 제 4 렌즈의 제 8 면의 곡률반경이고, R9는 제 5 렌즈의 제 9 면의 곡률반경이고, R10은 제 5 렌즈의 제 10 면의 곡률반경이고, R11은 제 6 렌즈의 제 11 면의 곡률반경이고, R12는 제 6 렌즈의 제 12 면의 곡률반경이다.)
상기 수학식 15는 실시예에 따른 광학계 및/또는 광학 모듈의 구면 수차와 관련된다.
실시예에 따른 광학계 및/또는 광학 모듈이 상기 수학식 15를 만족하지 못하는 경우, 상기 제 1 렌즈 내지 제 6 렌즈의 곡률반경의 크기 및 비율이 변화함에 따라, 각각의 렌즈 및 전체 광학계에서 중심부와 주변부의 구면 수차가 증가되어 전체적이 광학 특성이 저하될 수 있다.
[수학식 16]
2.5 < T34_2 / T34_1 < 6.5
(수학식 16에서 T34_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 3 렌즈와 제 4 렌즈의 간격이고, T34_2는 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 3 렌즈와 제 4 렌즈의 간격이다.
상기 수학식 16은 실시예에 따른 광학계 및/또는 광학 모듈의 구동력 및 광학 특성과 관련될 수 있다.
실시예에 따른 광학계 및 광학 모듈이 상기 수학식 16을 만족하지 못하는 경우, 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드에서 이동하는 제 2 렌즈군의 이동거리가 증가하여 광학계 및 광학 모듈의 전력 소모가 커질 수 있다, 또한, 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드에서 이동하는 제 2 렌즈군의 이동거리가 감소하여 광학계 및 광학 모듈의 만곡수차량이 증가하여 광학적 특성이 감소할 수 있다.
[수학식 17]
0.7 < T56_2 / T56_1 < 0.8
(수학식 17에서 T56_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 5 렌즈와 제 6 렌즈의 간격이고, T56_2는 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 5 렌즈와 제 6 렌즈의 간격이다.
상기 수학식 17은 실시예에 따른 광학계 및/또는 광학 모듈의 구동력 및 광학 특성과 관련될 수 있다.
실시예에 따른 광학계 및 광학 모듈이 상기 수학식 17을 만족하지 못하는 경우, 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드에서 이동하는 제 2 렌즈군의 이동거리가 증가하여 광학계 및 광학 모듈의 전력 소모가 커질 수 있다, 또한, 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드에서 이동하는 제 2 렌즈군의 이동거리가 감소하여 광학계 및 광학 모듈의 만곡수차량이 증가하여 광학적 특성이 감소할 수 있다.
[수학식 18]
3 < |T34_1 - T56_1| - |T34_2 - T56_2| < 4
(수학식 18에서 T34_1은 제 1 모드에서의 제 5 렌즈와 제 6 렌즈의 간격이고, T34_2는 제 2 모드에서의 제 5 렌즈와 제 6 렌즈의 간격이 T56_1은 제 1 모드 에서의 제 5 렌즈와 제 6 렌즈의 간격이고, T56_2는 제 2 모드 에서의 제 5 렌즈와 제 6 렌즈의 간격이다.
상기 수학식 18은 실시예에 따른 광학계 및/또는 광학 모듈의 구동력 및 광학 특성과 관련될 수 있다.
실시예에 따른 광학계 및 광학 모듈이 상기 수학식 18을 만족하지 못하는 경우, 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드에서 이동하는 제 2 렌즈군의 이동거리가 증가하여 광학계 및 광학 모듈의 전력 소모가 커질 수 있다, 또한, 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드에서 이동하는 제 2 렌즈군의 이동거리가 감소하여 광학계 및 광학 모듈의 만곡수차량이 증가하여 광학적 특성이 감소할 수 있다.
[수학식 19]
1.5 < EFL_1 / EFL_2 < 1.7
(수학식 19에서 EFL_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 유효초점거리이고, EFL_2는 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 유효초점거리이다.)
상기 수학식 19는 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드 및 제 2 모드에서의 만곡 수차 감소와 관련된다.
실시예에 따른 광학계 및 광학 모듈이 상기 수학식 19를 만족하지 못하는 경우, 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드에서의 광학계의 유효초점거리의 비율이 변화될 수 있고, 이에 의해 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드와 제 2 모드에서의 만곡 수차가 증가되어 광학 특성이 저하될 수 있다.
[수학식 20]
N1 < N2,
N4, N6 < N5
(수학식 20에서 N1은 제 1 렌즈의 굴절율이고, N2는 제 2 렌즈의 굴절율이고, N4은 제 4 렌즈의 굴절율이고, N5은 제 5 렌즈의 굴절율이고, N6은 제 6 렌즈의 굴절율이다.)
[수학식 21]
n_G3 ≤ n_G2 ≤ n_G1
(수학식 2에서 n_G1은 상기 제 1 렌즈군에 포함되는 렌즈 매수이고, n_G2는 상기 제 2 렌즈군(G2)에 포함되는 렌즈 매수이고, n_G3은 상기 제 3 렌즈군에 포함되는 렌즈 매수이다.)
[수학식 22]
8 < TTL / md1 < 12
(수학식 22에서 md1은 무한대 모드(제 1 모드)에서 근거리 모드(제 2 모드)로 또는 근거리 모드(제 2 모드)에서 무한대 모드(제 1 모드)로 변화할 때, 상기 제 2 렌즈군(G2)의 이동 거리를 의미하고, TTL(Total track length)은 상기 복수의 렌즈들 중 물체와 최인접한 렌즈의 물체 측 면의 정점에서 상기 이미지 센서부의 상면까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.)
상기 수학식 22는 제 2 렌즈군의 이동거리에 따른 광학계의 구동력 및 광학적 특성과 관계된다.
실시예에 따른 광학계 및 광학 모듈이 상기 수학식 20을 만족하지 못하는 경우, 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드에서 이동하는 제 2 렌즈군의 이동거리가 증가하여 광학계 및 광학 모듈의 전력 소모가 커질 수 있다, 또한, 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드에서 이동하는 제 2 렌즈군의 이동거리가 감소하여 광학계 및 광학 모듈의 만곡수차량이 증가하여 광학적 특성이 감소할 수 있다.
[수학식 23]
0.1 < md1 / ImgH < 0.3
(수학식 23에서 md1은 무한대 모드(제 1 모드)에서 근거리 모드(제 2 모드)로 또는 근거리 모드(제2 모드)에서 무한대 모드(제 1 모드)로 변화할 때, 상기 제 2 렌즈군(G2)의 이동 거리를 의미하고, ImgH는 상기 이미지 센서부의 0 필드(filed) 영역에서 상기 이미지 센서부의 1.0 필드(field) 영역까지의 상기 광축(OA)의 수직 방향 거리를 의미한다. 즉, 상기 ImgH는 상기 이미지 센서부의 유효 영역의 대각 방향 길이를 의미한다.)
상기 수학식 23은 제 2 렌즈군의 이동거리에 따른 광학계의 구동력 및 광학적 특성과 관계된다.
실시예에 따른 광학계 및 광학 모듈이 상기 수학식 23을 만족하지 못하는 경우, 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드에서 이동하는 제 2 렌즈군의 이동거리가 증가하여 광학계 및 광학 모듈의 전력 소모가 커질 수 있다, 또한, 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드에서 이동하는 제 2 렌즈군의 이동거리가 감소하여 광학계 및 광학 모듈의 만곡수차량이 증가하여 광학적 특성이 감소할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광학계는 무한대 내지 근거리 범위에서 초점이 변화할 때, 렌즈군의 이동에 따라 발생하는 만곡량을 최소화하여 향상된 광학 특성을 가질 수 있다.
이하, 제 1 실시예에 따른 광학계 및 광학 모듈에 대해 보다 자세히 설명하도록 한다. 자세하게, 상기 광학계(1000) 및 광학 모듈(2000)에서 상기 제1 렌즈군(G1) 및 제 3 렌즈군(G3)은 고정되고 상기 제2 렌즈군(G2)이 이동 가능하게 제공될 경우의 복수의 렌즈들(100)에 대해 자세히 설명하도록 한다.
| 면 | 곡률반경 (㎜) |
렌즈두께 및 렌즈들 간격 (㎜) |
굴절률 | 아베수 | 유효경 크기 (㎜) |
|
| 제1렌즈 | 제1면 | 6.6285 | 1.4028 | 1.5348 | 55.7000 | 5.4 |
| 제2면 | -25.0476 | 0.26160 | 5.0767 | |||
| 제2렌즈 | 제3면 | -12.8346 | 0.3700 | 1.5880 | 28.3000 | 3.7571 |
| 제4면 | 3.6092 | 0.1000 | 3.8297 | |||
| 제3렌즈 | 제5면 | 3.1945 | 1.2989 | 1.5348 | 55.7000 | 3.889 |
| 제6면 | -4.2649 | 0.3587 | 3.8293 | |||
| 제4렌즈 | 제7면 | -11.8589 | 0.3700 | 1.5348 | 55.7000 | 3.0369 |
| 제8면 | 3.1218 | 0.6068 | 2.613 | |||
| 제5렌즈 | 제9면 | -29.7485 | 2.1543 | 1.6610 | 20.4000 | 2.56 |
| 제10면 | -9.1599 | 6.2226 | 3.7214 | |||
| 제6렌즈 | 제11면 | -100.000 | 0.5000 | 1.5348 | 55.7000 | 5.8919 |
| 제12면 | -100.000 | 6.0166 |
| TTL1 | 17.2000 |
| BFL1 | 0.7900 |
| EFL1 | 17.1000 |
| ImgH | 6.4280 |
| 제1간격(d1) | 0.3587 |
| 제2간격(d2) | 6.2226 |
표 1은 상기 카메라 모듈이 무한대(infinity) 모드인 제1 모드로 동작할 경우의 렌즈 정보에 대한 것이다. 자세하게, 표 1은 상기 무한대 모드에서의 상기 제 1 렌즈 내지 제 6 렌즈(110, 120, 130, 140, 150, 160)의 곡률 반경(Radius of Curvature), 각 렌즈의 두께(Thickness), 각 렌즈 사이의 광축에서의 중심 간격(distance), 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number), 유효경(clear aperture)의 크기에 대한 것이다.
또한, 표 2는 상기 이미지 센서부의 크기, 무한대 모드로 동작할 경우의 TTL, BFL(BFL1), EFL(EFL1), 및 이동군과 고정군 사이의 간격에 대한 데이터이다.
표 1을 참조하면, 실시예에 따른 광학계(1000)의 제 1 렌즈(110)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 1 렌즈(110)의 제 1 면(S1)은 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 2 면(S2)은 상기 광축에서 상기 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 상기 제 1 렌즈(110)는 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제 1 면(S1)은 비구면일 수 있고, 상기 제 2 면(S2)은 비구면일 수 있다.
상기 제 2 렌즈(120)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 2 렌즈(120)의 제 3 면(S3)은 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 상기 광축에서 오목할 수 있고, 상기 제 4 면(S4)은 상기 광축에서 상기 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 상기 제 2 렌즈(120)는 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제 3 면(S3)은 비구면일 수 있고, 상기 제 4 면(S4)은 비구면일 수 있다.
상기 제 3 렌즈(130)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 3 렌즈(130)의 제 5 면(S5)은 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 6 면(S6)은 상기 광축에서 상기 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 상기 제 3 렌즈(130)는 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제 5 면(S5)은 비구면일 수 있고, 상기 제 6 면(S6)은 비구면일 수 있다.
상기 제 4 렌즈(140)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 4 렌즈(140)의 제 7 면(S7)은 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 8 면(S8)은 상기 광축에서 상기 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 상기 제 4 렌즈(140)는 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제 7 면(S7)은 비구면일 수 있고, 상기 제 7 면(S7)은 비구면일 수 있다.
상기 제 5 렌즈(150)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 5 렌즈(150)의 제 9 면(S9)은 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 10 면(S10)은 상기 광축에서 상기 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 상기 제 5 렌즈(150)는 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제 9 면(S9)은 비구면일 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 비구면일 수 있다.
상기 제 6 렌즈(160)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 6 렌즈(160)의 제 11 면(S11)은 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 12 면(S12)은 상기 광축에서 상기 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 상기 제 6 렌즈(150)는 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제 11 면(S11)은 비구면일 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 비구면일 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 카메라 모듈은 무한대 모드로 동작하여 무한대(Infinity) 거리에 위치한 피사체에 대한 정보를 획득할 수 있다. 자세하게, 상기 구동 부재는 복수의 렌즈군 중 적어도 하나의 렌즈군의 위치를 제어하여 무한대 모드로 동작할 수 있다.
예를 들어, 상기 카메라 모듈이 무한대 모드로 동작할 경우, 상기 제 1 렌즈군(G1) 및 상기 제 3 렌즈군(G3)은 고정될 수 있고, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 구동 부재의 구동력에 의해 이동할 수 있다. 자세하게, 상기 무한대 모드에서 상기 제 2 렌즈군(G2)은 제 1 위치에 배치될 수 있다. 이때, 상기 제 2 렌즈군(G2)의 초기 위치가 상기 무한대 모드와 대응되는 제 1 위치가 아닐 경우, 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 제 1 위치로 이동할 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 구동 부재의 구동력에 의해 상기 제 1 렌즈군(G1)과 제 1 간격(d1)으로 이격되고, 상기 제 3 렌즈군(G3)과 제 2 간격(d2)으로 이격된 영역에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제 1 간격(d1)은 상기 제 3 렌즈(130)와 상기 제 4 렌즈(140) 사이의 광축에서의 중심 간격을 의미하고, 상기 제 2 간격(d2)은 상기 제 5 렌즈(150)와 상기 제 6 렌즈(160) 사이의 광축에서의 중심 간격을 의미할 수 있다.
이와 다르게, 상기 제 2 렌즈군(G2)의 초기 위치가 상기 제 1 위치일 경우, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 별도의 움직임 없이 상기 제 1 위치에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 제 1 렌즈군(G1)과 제 1 간격(d1)으로 이격되고, 상기 제 3 렌즈군(G3)과 제 2 간격(d2)으로 이격된 영역에 배치될 수 있다.
상기 카메라 모듈이 무한대 모드로 동작할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제 1 위치에서 TTL 값으로 정의되는 제 1 TTL(TTL1), BFL 값으로 정의되는 제 1 BFL(BFL1)을 가질 수 있고, 유효 초점 거리(EFL)로 정의되는 제1 EFL(EFL1)을 가질 수 있다.
또한, 상기 광학계(1000)는 도 6과 같은 우수한 수차 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 도 6은 제 1 모드(무한대 모드)로 동작하는 광학계(1000)의 수차 특성에 대한 그래프로, 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 도 6에서 X축은 초점 거리(mm) 및 왜곡도(%)를 나타낼 수 있고, Y축은 이미지의 높이(height)를 의미할 수 있다. 또한, 구면 수차에 대한 그래프는 약 435nm, 약 486nm, 약 546nm, 약 587nm, 약 656nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이며, 비점 수차 및 왜곡 수차에 대한 그래프는 546nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다.
| 면 | 곡률반경 (㎜) |
렌즈두께 및 렌즈들 간격 (㎜) |
굴절률 | 아베수 | 유효경 크기 (㎜) |
|
| 제1렌즈 | 제1면 | 6.6285 | 1.4028 | 1.5348 | 55.7000 | 5.4 |
| 제2면 | -25.0476 | 0.26160 | 5.0767 | |||
| 제2렌즈 | 제3면 | -12.8346 | 0.3700 | 1.5880 | 28.3000 | 3.7571 |
| 제4면 | 3.6092 | 0.1000 | 3.8297 | |||
| 제3렌즈 | 제5면 | 3.1945 | 1.2989 | 1.5348 | 55.7000 | 3.889 |
| 제6면 | -4.2649 | 3.8293 | ||||
| 제4렌즈 | 제7면 | -11.8589 | 0.3700 | 1.5348 | 55.7000 | 3.0369 |
| 제8면 | 3.1218 | 0.6068 | 2.613 | |||
| 제5렌즈 | 제9면 | -29.7485 | 2.1543 | 1.6610 | 20.4000 | 2.56 |
| 제10면 | -9.1599 | 3.7214 | ||||
| 제6렌즈 | 제11면 | -100.000 | 0.5000 | 1.5348 | 55.7000 | 5.8919 |
| 제12면 | -100.000 | 6.0166 |
| TTL2 | 17.2000 |
| BFL2 | 0.7900 |
| EFL2 | 10.6196 |
| ImgH | 6.4280 |
| 제3간격(d3) | 2.1087 |
| 제4간격(d4) | 4.4726 |
표 3은 상기 카메라 모듈이 근거리 모드인 제 2 모드로 동작할 경우의 렌즈 정보에 대한 것이다. 자세하게, 표 3은 근거리 모드에서의 상기 제 1 렌즈 내지 제 6 렌즈(110, 120, 130, 140, 150, 160)의 곡률 반경(Radius of Curvature), 각 렌즈의 두께(Thickness), 각 렌즈 사이의 광축에서의 중심 간격(distance), 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number), 유효경(clear aperture)의 크기에 대한 것이다.
또한, 표 4는 상기 이미지 센서부의 크기, 무한대 모드로 동작할 경우의 TTL, BFL(BFL1), EFL(EFL1), 및 이동군과 고정군 사이의 간격에 대한 데이터이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 카메라 모듈은 근거리 모드로 동작하여 근거리에 위치한 피사체에 대한 정보를 획득할 수 있다. 상기 피사체가 근거리에 위치할 경우 상기 구동 부재는 복수의 렌즈군 중 적어도 하나의 렌즈군의 위치를 제어하여 근거리 모드로 동작할 수 있다.
예를 들어, 상기 카메라 모듈이 근거리 모드로 동작할 경우, 상기 제 1 렌즈군(G1)은 고정될 수 있고, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 구동 부재의 구동력에 의해 이동할 수 있다. 자세하게, 상기 근거리 모드에서 상기 제 2 렌즈군(G2)은 제 2 위치에 배치될 수 있다. 이때, 상기 제 2 렌즈군(G2)의 초기 위치가 상기 근거리 모드와 대응되는 제 2 위치가 아닐 경우, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 제 2 위치로 이동할 수 있다. 즉, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 구동 부재의 구동력의 의해 상기 제 1 렌즈군(G1)과 제 3 간격(d3)으로 이격되고, 상기 제 3 렌즈군(G3)과 제 4 간격(d4)으로 이격 영역에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제 3 간격(d3)은 상기 제 3 렌즈(130)와 상기 제 4 렌즈(140) 사이의 중심 간격을 의미하고, 상기 제 4 간격(d4)은 상기 제 5 렌즈(150)와 상기 제 6 렌즈(160) 사이의 중심 간격을 의미할 수 있다.
이와 다르게, 상기 제 2 렌즈군(G2)의 초기 위치가 상기 제 2 위치일 경우, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 별도의 움직임 없이 상기 제 2 위치에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 제 1 렌즈군(G1)과 제 3 간격(d3)으로 이격되고, 상기 제 3 렌즈군(G3)과 제 4 간격(d4)으로 이격 영역에에 배치될 수 있다.
즉, 상기 카메라 모듈이 근거리 모드로 동작할 경우, 무한대 모드와 비교하여 상기 제 1 렌즈군(G1) 및 상기 제 2 렌즈군(G2) 사이의 간격, 예컨대 상기 제 3 렌즈(130) 및 상기 제 4 렌즈(140) 사이의 간격과 상기 제 2 렌즈군(G2) 및 상기 제 3 렌즈군(G3) 사이의 간격, 예컨대 상기 제 5 렌즈(150) 및 상기 제 6 렌즈(160) 사이의 간격이 변화할 수 있다.
또한, 상기 카메라 모듈이 근거리 모드로 동작할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제 2 위치에서 TTL 값으로 정의되는 제 2 TTL(TTL2), BFL 값으로 정의되는 제 2 BFL(BFL2)을 가질 수 있고, 유효 초점 거리(EFL)로 정의되는 제 2 EFL(EFL2)을 가질 수 있다.
이때, 상기 제 2 TTL(TTL2)은 상기 제 1 TTL(TTL1)과 동일할 수 있다. 즉, 상기 제 1 렌즈군(G1)이 고정됨에 따라 상기 제 1 TTL(TTL1) 및 상기 제 2 TTL은 동일할 수 있다. 또한, 상기 제 2 EFL은 상기 제 1 EFL보다 클 수 있고, 상기 제2 BFL(BFL2)과 상기 제1 BFL(BFL1)은 동일할 수 있다.
또한, 상기 광학계(1000)는 도 7과 같은 우수한 수차 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 도 7은 제 2 모드(근거리 모드)로 동작하는 광학계(1000)의 수차 특성에 대한 그래프로, 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 도 7에서 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 546nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다.
즉, 실시예에 따른 카메라 모듈은 피사체와의 거리에 따라 무한대 모드 또는 근거리 모드로 변환될 수 있다. 이때, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 피사체와의 거리에 따라 상기 제 1 위치 또는 상기 제 2 위치로 이동할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 제 1 위치에서 상기 제 2 위치로 이동하거나, 상기 제 2 위치에서 상기 제 1 위치로 이동할 수 있다.
이때, 상기 제 2 렌즈군(G2)의 이동 거리(md1)는 상기 광학계(1000)의 전체 TTL 값, 예컨대 상기 제1 TTL(TTL1) 및 상기 제2 TTL(TTL2)보다 작을 수 있다. 또한, 상기 제2 렌즈군(G2)의 이동 거리(md1)는 상기 제 1 BFL(BFL1), 상기 제 2 BFL(BFL2) 보다 작을 수 있다.
또한, 상기 제 2 렌즈군(G2)의 이동 거리(md1)는 상기 이미지 센서(300)의 대각 방향 길이(ImgH)보다 작을 수 있고, 상기 복수의 렌즈면들 중 가장 큰 유효경을 가지는 렌즈의 유효경의 크기(clear aperture)(CA_Sa)보다 작을 수 있다. 일례로, 상기 제2 렌즈군(G2)의 이동 거리(md1)는 약 1mm 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제2 렌즈군(G2)의 이동 거리는 약 1.8mm일 수 있다. 여기서 상기 이동 거리(md1)는 상기 제 3 간격(d2)과 상기 제 1 간격(d1)의 차이 또는 상기 제 4 간격과(d4) 상기 제 2 간격(d2)의 차이를 의미할 수 있다.
또한, 제 1 모드와 제 2 모드에서의 밝기 값은 F-number의 80% 이상일 수 있다.
이하, 제 2 실시예에 따른 광학계 및 광학 모듈에 대해 보다 자세히 설명하도록 한다. 자세하게, 상기 광학계(1000) 및 광학 모듈(2000)에서 상기 제1 렌즈군(G1) 및 제 3 렌즈군(G3)은 고정되고 상기 제2 렌즈군(G2)이 이동 가능하게 제공될 경우의 복수의 렌즈들(100)에 대해 자세히 설명하도록 한다.
| 면 | 곡률반경 (㎜) |
렌즈두께 및 렌즈들 간격 (㎜) |
굴절률 | 아베수 | 유효경 크기 (㎜) |
|
| 제1렌즈 | 제1면 | 6.5975 | 2.1000 | 1.5348 | 56.0000 | 5.54 |
| 제2면 | -18.2699 | 1.9820 | 4.62 | |||
| 제2렌즈 | 제3면 | -7.4895 | 0.3000 | 1.6150 | 26.0000 | 3.8534 |
| 제4면 | 6.8696 | 0.1000 | 3.8706 | |||
| 제3렌즈 | 제5면 | 4.7704 | 1.2320 | 1.5348 | 56.0000 | 3.9 |
| 제6면 | -3.9547 | 0.4545 | 3.9 | |||
| 제4렌즈 | 제7면 | -4.3133 | 0.3000 | 1.5445 | 56.0000 | 3.18 |
| 제8면 | 4.7635 | 0.9103 | 2.908 | |||
| 제5렌즈 | 제9면 | -245.0326 | 1.4212 | 1.6150 | 26.0000 | 2.78 |
| 제10면 | -7.5734 | 7.3868 | 3.6 | |||
| 제6렌즈 | 제11면 | -100.000 | 0.4000 | 1.5348 | 56.0000 | 6.0372 |
| 제12면 | -100.000 | 6.1273 |
| TTL1 | 17.1000 |
| BFL1 | 8.7868 |
| EFL1 | 17.1000 |
| ImgH | 6.4280 |
| 제1간격(d1) | 0.4245 |
| 제2간격(d2) | 7.3868 |
표 5는 상기 카메라 모듈이 무한대(infinity) 모드인 제 1 모드로 동작할 경우의 렌즈 정보에 대한 것이다. 자세하게, 표 1은 상기 무한대 모드에서의 상기 제 1 렌즈 내지 제 6 렌즈(110, 120, 130, 140, 150, 160)의 곡률 반경(Radius of Curvature), 각 렌즈의 두께(Thickness), 각 렌즈 사이의 광축에서의 중심 간격(distance), 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number), 유효경(clear aperture)의 크기에 대한 것이다.
또한, 표 6은 상기 이미지 센서부의 크기, 무한대 모드로 동작할 경우의 TTL, BFL(BFL1), EFL(EFL1), 및 이동군과 고정군 사이의 간격에 대한 데이터이다.
표 5를 참조하면, 실시예에 따른 광학계(1000)의 제 1 렌즈(110)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 1 렌즈(110)의 제 1 면(S1)은 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 2 면(S2)은 상기 광축에서 상기 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 상기 제 1 렌즈(110)는 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제 1 면(S1)은 비구면일 수 있고, 상기 제 2 면(S2)은 비구면일 수 있다.
상기 제 2 렌즈(120)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 2 렌즈(120)의 제 3 면(S3)은 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 상기 광축에서 오목할 수 있고, 상기 제 4 면(S4)은 상기 광축에서 상기 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 상기 제 2 렌즈(120)는 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제 3 면(S3)은 비구면일 수 있고, 상기 제 4 면(S4)은 비구면일 수 있다.
상기 제 3 렌즈(130)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 3 렌즈(130)의 제 5 면(S5)은 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 6 면(S6)은 상기 광축에서 상기 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 상기 제 3 렌즈(130)는 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제 5 면(S5)은 비구면일 수 있고, 상기 제 6 면(S6)은 비구면일 수 있다.
상기 제 4 렌즈(140)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 4 렌즈(140)의 제 7 면(S7)은 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 8 면(S8)은 상기 광축에서 상기 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 상기 제 4 렌즈(140)는 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제 7 면(S7)은 비구면일 수 있고, 상기 제 7 면(S7)은 비구면일 수 있다.
상기 제 5 렌즈(150)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 5 렌즈(150)의 제 9 면(S9)은 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 10 면(S10)은 상기 광축에서 상기 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 상기 제 5 렌즈(150)는 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제 9 면(S9)은 비구면일 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 비구면일 수 있다.
상기 제 6 렌즈(160)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 6 렌즈(160)의 제 11 면(S11)은 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 12 면(S12)은 상기 광축에서 상기 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 상기 제 6 렌즈(150)는 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제 11 면(S11)은 비구면일 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 비구면일 수 있다.
또한, 상기 광학계(1000)는 도 10과 같은 우수한 수차 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 도 10은 제 1 모드(무한대 모드)로 동작하는 광학계(1000)의 수차 특성에 대한 그래프로, 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 도 10에서 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 546nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다.
| 면 | 곡률반경 (㎜) |
렌즈두께 및 렌즈들 간격 (㎜) |
굴절률 | 아베수 | 유효경 크기 (㎜) |
|
| 제1렌즈 | 제1면 | 6.5975 | 2.1000 | 1.5348 | 56.0000 | 5.54 |
| 제2면 | -18.2699 | 1.9820 | 4.62 | |||
| 제2렌즈 | 제3면 | -7.4895 | 0.3000 | 1.6150 | 26.0000 | 3.8534 |
| 제4면 | 6.8696 | 0.1000 | 3.8706 | |||
| 제3렌즈 | 제5면 | 4.7704 | 1.2320 | 1.5348 | 56.0000 | 3.9 |
| 제6면 | -3.9547 | 0.4545 | 3.9 | |||
| 제4렌즈 | 제7면 | -4.3133 | 0.3000 | 1.5445 | 56.0000 | 3.18 |
| 제8면 | 4.7635 | 0.9103 | 2.908 | |||
| 제5렌즈 | 제9면 | -245.0326 | 1.4212 | 1.6150 | 26.0000 | 2.78 |
| 제10면 | -7.5734 | 7.3868 | 3.6 | |||
| 제6렌즈 | 제11면 | -100.000 | 0.4000 | 1.5348 | 56.0000 | 6.0372 |
| 제12면 | -100.000 | 6.1273 |
| TTL2 | 17.1000 |
| BFL2 | 8.7868 |
| EFL2 | 11.0244 |
| ImgH | 6.4280 |
| 제3간격(d3) | 2.114972 |
| 제4간격(d4) | 5.696421 |
표 7은 상기 카메라 모듈이 근거리 모드인 제 2 모드로 동작할 경우의 렌즈 정보에 대한 것이다. 자세하게, 표 7은 근거리 모드에서의 상기 제 1 렌즈 내지 제 6 렌즈(110, 120, 130, 140, 150, 160)의 곡률 반경(Radius of Curvature), 각 렌즈의 두께(Thickness), 각 렌즈 사이의 광축에서의 중심 간격(distance), 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number), 유효경(clear aperture)의 크기에 대한 것이다.
또한, 표 8은 상기 이미지 센서부의 크기, 무한대 모드로 동작할 경우의 TTL, BFL(BFL1), EFL(EFL1), 및 이동군과 고정군 사이의 간격에 대한 데이터이다.
상기 광학계(1000)는 도 11과 같은 우수한 수차 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 도 11은 제 2 모드(근거리 모드)로 동작하는 광학계(1000)의 수차 특성에 대한 그래프로, 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 도 11에서 X축은 초점 거리(mm) 및 왜곡도(%)를 나타낼 수 있고, Y축은 이미지의 높이(height)를 의미할 수 있다. 또한, 구면 수차에 대한 그래프는 약 435nm, 약 486nm, 약 546nm, 약 587nm, 약 656nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이며, 비점 수차 및 왜곡 수차에 대한 그래프는 546nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다.
즉, 실시예에 따른 카메라 모듈은 피사체와의 거리에 따라 무한대 모드 또는 근거리 모드로 변환될 수 있다. 이때, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 피사체와의 거리에 따라 상기 제 1 위치 또는 상기 제 2 위치로 이동할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 제 1 위치에서 상기 제 2 위치로 이동하거나, 상기 제 2 위치에서 상기 제 1 위치로 이동할 수 있다.
이때, 상기 제 2 렌즈군(G2)의 이동 거리(md1)는 상기 광학계(1000)의 전체 TTL 값, 예컨대 상기 제1 TTL(TTL1) 및 상기 제2 TTL(TTL2)보다 작을 수 있다. 또한, 상기 제2 렌즈군(G2)의 이동 거리(md1)는 상기 제 1 BFL(BFL1), 상기 제 2 BFL(BFL2) 보다 작을 수 있다.
또한, 상기 제 2 렌즈군(G2)의 이동 거리(md1)는 상기 이미지 센서(300)의 대각 방향 길이(ImgH)보다 작을 수 있고, 상기 복수의 렌즈면들 중 가장 큰 유효경을 가지는 렌즈의 유효경의 크기(clear aperture)(CA_Sa)보다 작을 수 있다. 일례로, 상기 제2 렌즈군(G2)의 이동 거리(md1)는 약 1mm 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제2 렌즈군(G2)의 이동 거리는 약 1.8mm일 수 있다. 여기서 상기 이동 거리(md1)는 상기 제 3 간격(d2)과 상기 제 1 간격(d1)의 차이 또는 상기 제 4 간격과(d4) 상기 제 2 간격(d2)의 차이를 의미할 수 있다.
또한, 제 1 모드와 제 2 모드에서의 밝기 값은 F-number의 80% 이상일 수 있다.
| Surface# | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| k= | -1.396620492 | 17.38603977 | 14.15701402 | -3.600048925 | 0.973147017 | -7.720865274 | 11.72001004 | -7.828154572 |
| A4= | 0.000430534 | 0.000856998 | -0.000757242 | 0.003852822 | -0.01228791 | -0.011357945 | 0.0033120424 | 0.060218225 |
| A6= | 7.17E-05 | 0.00014968 | 0.000356179 | -0.001415838 | -0.001723982 | 0.001944989 | -0.011397934 | -0.020024501 |
| A8= | 1.42E-05 | 2.43E-05 | -1.57E-04 | -304E-05 | -7.31E-05 | -5.43E-04 | 2.88E-05 | 7.43E-03 |
| A10= | -8.66E-07 | -5.40E-06 | 2.31E-05 | -3.95E-06 | 2.85E-05 | 3.84E-07 | 2.93E-05 | -2.05E-03 |
| A12= | 1.24E-07 | 1.16E-06 | -1.38E-05 | 6.81E-07 | -8.54E-08 | 5.92E-05 | -1.01E-04 | 4.05E-04 |
| A14= | 1.07E-08 | 1.35E-07 | -7.97E-07 | 4.28E-07 | -3.17E-06 | -8.90E-06 | -3.10E-05 | -1.32E-04 |
| A16= | -1.08E-09 | 1.95E-08 | 3.32E-06 | -1.01E-06 | 6.42E-07 | -3.74E-06 | 4.89E-06 | 1.02E-04 |
| A18= | 4.74E-11 | -2.17E-09 | -9.96E-07 | 1.44E-07 | -3.81E-07 | 1.17E-06 | 6.05E-06 | -3.67E-05 |
| A20= | 6.21E-12 | 1.33E-10 | 9.19E-08 | 9.84E-09 | 6.28E-08 | -8.51E-08 | -1.27E-06 | 6.43E-08 |
| Surface# | 9 | 10 | 11 | 12 | ||||
| k= | -63.33670388 | -63.54490696 | - | - | ||||
| A4= | -0.013153937 | -0.017486472 | - | - | ||||
| A6= | -0.001588474 | 0.003308073 | - | - | ||||
| A8= | 9.95E-04 | -1.32E-03 | - | - | ||||
| A10= | -7.23E-04 | 4.62E-04 | - | - | ||||
| A12= | -6.76E-05 | -2.28E-04 | - | - | ||||
| A14= | -1.35E-04 | 1.13E-04 | - | - | ||||
| A16= | 2.40E-04 | -3.61E-05 | - | - | ||||
| A18= | -8.2E-05 | 6.06E-06 | - | - | ||||
| A20= | 1.44E-06 | -4.06E-07 | - | - |
| Surface# | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| k= | -0.159805028 | -57.33390889 | -23.3350635 | 8.168154991 | -4.137505117 | -6.173738764 | -24.07288368 | 5.236599822 |
| 4= | 0.000177917 | 0.000296648 | -0.002454073 | 0.001590455 | 0.002194885 | 0.010791333 | 0.020361515 | 0.033601749 |
| A6= | 4.29E-05 | 2.09E-04 | 3.60E-04 | -2.61E-03 | -2.47E-03 | 6.44E-04 | -7.83E-03 | -2.09E-02 |
| A8= | 7.47E-06 | 2.34E-05 | -3.94E-04 | -1.36E-04 | -3.61E-05 | -1.70E-04 | 1.99E-03 | 6.30E-03 |
| A10= | 5.97E-07 | -3.17E-06 | 2.60E-05 | -8.87E-05 | 7.86E-05 | 1.34E-05 | -4.81E-04 | -1.67E-03 |
| A12= | 1.31E-08 | 6.75E-07 | -9.69E-06 | 8.32E-06 | -1.02E-06 | 3.49E-05 | 2.40E-04 | 2.89E-05 |
| A14= | -1.35E-08 | -1.87E-07 | 1.01E-06 | 7.53E-06 | -7.43E-06 | -9.05E-06 | -8.42E-05 | 7.16E-05 |
| A16= | -5.08E-10 | 2.56E-08 | 3.14E-06 | 6.27E-07 | 1.69E-06 | -2.33E-06 | 7.41E-06 | -2.67E-05 |
| A18= | 3.78E-10 | 1.82E-11 | -9.50E-07 | -3.94E-07 | 3.17E-07 | 1.12E-06 | 2.10E-06 | -5.71E-07 |
| A20= | -2.10E-11 | -1.06E-10 | 7.50E-08 | 3.54E-09 | -8.45E-08 | -1.11E-07 | -3.80E-07 | 6.49E-08 |
| Surface# | 9 | 10 | 11 | 12 | ||||
| k= | -90 | -25.11031424 | - | - | ||||
| A4= | -0.023927354 | -0.019627623 | - | - | ||||
| A6= | -4.03E-03 | 6.96E-04 | - | - | ||||
| A8= | 6.00E-03 | -2.21E-04 | - | - | ||||
| A10= | -6.88E-03 | 9.88E-05 | - | - | ||||
| A12= | 3.12E-03 | -1.92E-04 | - | - | ||||
| A14= | -6.91E-4 | 1.17E-04 | - | - | ||||
| A16= | 6.41E-05 | -3.66E-05 | - | - | ||||
| A18= | -2.05E-05 | 5.90E-06 | - | - | ||||
| A20= | 1.44E-06 | -3.99E-07 | - | - |
| 실시예 1 | 실시예 2 | |
| md1 | 1.75 | 1.69 |
| EFL(EFL_1/EFL_2) | 17.1000/10.6196 | 17.1000/11.0244 |
| f1 | 9.9122 | 9.2990 |
| f2 | -4.7118 | -5.7277 |
| f3 | 3.6149 | 4.2347 |
| f4 | -4.5617 | -4.0918 |
| f5 | 18.9983 | 12.5637 |
| f6 | 106566.7727 | 133208.0000 |
| f34(f34_1/f34_2) | 8.2123687/4.388 | 22.950716/7.085831 |
| f56(f56_1/f56_2) | 19.0292/19.0289 | 12.5808/12.58062 |
| f234(f234_1/f234_2) | -7.93879/-11.2149 | -6.083/-7.81789 |
| f345(f345_1/f345_2) | 6.979879/4.7563975 | 10.0348/6.641186 |
| f1234(f1234_1/f1234_2) | 27.2926/10.719 | 53.424984/12.4057 |
| f2345(f2345_1/f2345_2) | -17.71/-30.0825193 | -17.528/-26.3102 |
| f456(f456_1/f456_2) | -7.2420/-7.2419 | -7.8510/-7.8509 |
| f3456(f3456_1/f3456_2) | 6.99228/4.764969 | 10.048877/6.65 |
| f23456(f23456_1/f23456_2) | -17.7462/-30.1453 | -17.55699/-26.354 |
| CA_L1S1 | 5.4 | 5.54 |
| CA_L1S2 | 5.0767 | 4.62 |
| CA_L6S1 | 5.8919 | 6.0372 |
| CA_L6S2 | 6.0166 | 6.1273 |
| P1 | 0.1009 | 0.1075 |
| P2 | -0.2122 | -0.1746 |
| P3 | 0.2766 | 0.2361 |
| P4 | -0.2192 | -0.2444 |
| P5 | 0.0526 | 0.0796 |
| P6 | 0.000001 | 0.000001 |
| TTL | 17.2000 | 17.5570 |
| ImgH | 6.4280 | 6.4280 |
| 실시예 1 | 실시예 2 | |
| 수학식 1 | 만족 | 만족 |
| 수학식 2 | 만족 | 만족 |
| 수학식 3 | 만족 | 만족 |
| 수학식 4 | 만족 | 만족 |
| 수학식 5 | 0.62 | 0.65 |
| 수학식 6 | 1.16 | 2.01 |
| 수학식 7 | 0.62 | 0.64 |
| 수학식 8 | 0.44 | 0.50 |
| 수학식 9 | 0.91 | 0.98 |
| 수학식 10 | 1.58 | 2.78 |
| 수학식 11 | 0.36 | 0.43 |
| 수학식 12 | 0.62 | 0.65 |
| 수학식 13 | 0.91 | 0.98 |
| 수학식 14 | 0.37 | 0.43 |
| 수학식 15 | 만족 | 만족 |
| 수학식 16 | 5.87 | 4.98 |
| 수학식 17 | 0.72 | 0.77 |
| 수학식 18 | 3.50 | 3.38 |
| 수학식 19 | 1.61 | 1.55 |
| 수학식 20 | 만족 | 만족 |
| 수학식 21 | 만족 | 만족 |
| 수학식 22 | 9.82 | 10.38 |
| 수학식 23 | 0.27 | 0.26 |
표 9는 제 1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 각 렌즈면의 비구면 계수의 값에 대한 것이고, 표 10은 제 2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 각 렌즈면의 비구면 계수의 값에 대한 것이고, 표 11은 실시예에 따른 광학계, 광학 모듈 및 카메라 모듈에서 상기 수학식들의 항목에 대한 결과값에 대한 것이고, 표 12는 실시예들에 따른 광학계(1000) 및 광학 모듈(2000)의 수학식 1 내지 수학식 23에 대한 결과 값에 대한 것이다.
표 12를 참조하면, 실시예들에 따른 광학계(1000), 광학 모듈(2000) 및 카메라 모듈은 수학식 1 내지 수학식 23 중 적어도 하나를 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 실시예들에 따른 광학계(1000), 광학 모듈(2000) 및 카메라 모듈은 상기 수학식 1 내지 수학식 23을 모두 만족하는 것을 알 수 있다.
이에 따라, 실시예는 향상된 광학 특성을 가지며 주변부 화질이 저하되는 것을 방지 또는 최소화할 수 있다. 또한, 실시예는 설정된 형상, 초점 거리, 간격 등을 가지는 광학계(1000) 및 광학 모듈(2000)을 이용하여 다양한 거리에 위치한 피사체에 대한 오토포커스(AF) 기능을 제공할 수 있다. 자세하게, 실시예는 하나의 카메라 모듈을 이용하여 무한대 내지 근거리에 위치한 피사체에 대한 오토포커스(AF) 기능을 제공할 수 있다.
특히, 실시예는 적어도 하나의 렌즈군을 이동시켜 유효 초점 거리(EFL)을 제어할 수 있고, 이동하는 렌즈군의 이동 거리를 최소화할 수 있다. 예를 들어, 실시예에 따른 제 2 렌즈군(G2)의 이동 거리(md1)는 상기 제 2 간격(d2)과 상기 제 1 간격(d1)의 차인 1.8mm일 수 있다. 즉, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 무한대에서 근거리(30mm) 초점을 위해 1.8mm 이동할 수 있다.
이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000)는 무한대에서 근거리로 초점 변화 시 렌즈군의 이동 거리를 현저히 감소시킬 수 있어 렌즈군 이동 시 요구되는 전력 소모를 최소화할 수 있다. 또한, 렌즈군의 이동 거리를 최소화하여 이동하는 렌즈군의 이동 거리에 따라 발생하는 만곡량을 최소화할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 광학계는 향상된 전기적, 광학적 특성을 가질 수 있다.
또한, 실시예는 무한대 내지 근거리의 범위에서 피사체와의 거리와 무관하게 일정한 TTL 값을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000) 및 이를 포함하는 카메라 모듈은 보다 슬림한 구조로 제공될 수 있다.
또한, 상기 광학계(1000)에서 적어도 하나의 렌즈는 비원형 형상, 예컨대 디-컷(D-cut) 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 소형으로 구현 가능함과 동시에 향상된 광학 성능을 가지며, 원형 형상만으로 이루어진 광학계 대비 컴팩트(compact)하게 제공될 수 있다.
또한, 상기 광학계(1000)는 복수의 렌즈 및 광 경로 변경 부재(미도시)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 보다 얇은 두께를 가질 수 있는 폴디드(folded) 카메라에 적용 가능하며, 상기 카메라를 포함하는 기기를 얇은 두께로 제조할 수 있다.
도 13은 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, 상기 이동 단말기(1)는 후면에 제공되는 카메라 모듈(10)을 포함할 수 있다.
상기 카메라 모듈(10)은 이미지 촬영 기능을 포함할 수 있다. 또한, 상기 카메라 모듈(10)은 자동 초점(Auto focus), 줌(zoom) 기능 및 OIS 기능 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 카메라 모듈(10)은 촬영 모드 또는 화상 통화 모드에서 이미지 센서(300)에 의해 얻어지는 정지 영상 이미지 또는 동영상의 화상 프레임을 처리할 수 있다. 처리된 화상 프레임은 상기 이동 단말기(1)의 디스플레이부(미도시)에 표시될 수 있으며 메모리(미도시)에 저장될 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만 상기 이동 단말기(1)의 전면에도 상기 카메라 모듈이 더 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 카메라 모듈(10)은 제1 카메라 모듈(10A) 및 제2 카메라 모듈(10B)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 카메라 모듈(10A) 및 상기 제2 카메라 모듈(10B) 중 적어도 하나는 상술한 광학계(1000)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈(10)은 향상된 광학 특성을 가질 수 있고, 무한대 내지 40mm 이하의 근거리에 위치한 피사체에 대한 오토포커스(AF) 기능을 제공할 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 적어도 하나의 렌즈군의 이동하여 상기 기능을 제공할 경우, 상기 렌즈군의 이동량을 최소화할 수 있으며 이로 인해 저전력으로 동작할 수 있고 이동에 따라 발생하는 만곡량을 최소화할 수 있다. 또한, 상기 카메라 모듈은 슬림한 구조를 가지는 광학계(1000)에 의해 보다 컴팩트하게 제공될 수 있다.
상기 이동 단말기(1)는 자동 초점 장치(31)를 더 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 레이저를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 상기 카메라 모듈(10)의 이미지를 이용한 자동 초점 기능이 저하되는 조건, 예컨대 10m 이하의 근접 또는 어두운 환경에서 주로 사용될 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 수직 캐비티 표면 방출 레이저(VCSEL) 반도체 소자를 포함하는 발광부와, 포토 다이오드와 같은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 수광부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이동 단말기(1)는 플래쉬 모듈(33)을 더 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(33)은 내부에 광을 발광하는 발광소자를 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(33)은 이동 단말기의 카메라 작동 또는 사용자의 제어에 의해 작동될 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
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.
Claims (10)
- 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 순차적으로 배치되며, 적어도 하나의 렌즈를 각각 포함하는 제 1 렌즈군, 제 2 렌즈군 및 제 3 렌즈군을 포함하고,
상기 제 1 렌즈군의 굴절력 부호와 상기 제2 렌즈군의 굴절력 부호는 서로 반대되고,
상기 제 1 렌즈군, 상기 제 2 렌즈군 및 상기 제 3 렌즈군은 하기 수학식 1을 만족하는 광학계.
[수학식 1]
0.6 < |f_1 / f_23| < 1.4
(수학식 1에서 f_1은 상기 제 1 렌즈군의 초점 거리이고, f_23는 상기 제 2 렌즈군 및 상기 제 3 렌즈군의 합산초점 거리이다.) - 제 1항에 있어서,
상기 제 1 렌즈군은 상기 물체 측으로부터 상기 센서 측 방향으로 상기 광축을 따라 순차적으로 배치되는 제 1 렌즈, 제 2 렌즈 및 제 3 렌즈를 포함하고,
상기 제 2 렌즈군은 상기 물체 측으로부터 상기 센서 측 방향으로 상기 광축을 따라 순차적으로 배치되는 제 4 렌즈 및 제 5 렌즈를 포함하고,
상기 제 3 렌즈군은 상기 물체 측으로부터 상기 센서 측 방향으로 상기 광축을 따라 순차적으로 배치되는 제 6 렌즈를 포함하는 광학계. - 제 1항에 있어서,
상기 제 1 렌즈군은 양(+)의 굴절력을 가지고,
상기 제 2 렌즈군은 음(-)의 굴절력을 가지는 광학계. - 제 1항에 있어서,
상기 제 1 렌즈군은 비원형 형상을 가지는 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 광학계. - 제 1항에 있어서,
상기 제 3 렌즈군은 구면 형상을 가지는 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 광학계. - 제 1항에 있어서,
상기 광학계는 하기의 수학식 2 및 수학식 3을 만족하는 광학계.
[수학식 2]
CA_L6S1 > CA_L1S1,
CA_L6S1 > CA_L1S2
(수학식 2에서 CA_L6S1은 제 6 렌즈의 물체 측 면의 최대 유효경(clear aperture; CA)의 크기를 의미하고, CA_L1S1은 제 1 렌즈의 물체 측 면의 최대 유효경의 크기를 의미하고, CA_L1S2은 제 1 렌즈의 센서 측 면의 최대 유효경의 크기를 의미한다.)
[수학식 3]
CA_L6S2 > CA_L1S1,
CA_L6S2 > CA_L1S2
(수학식 3에서 CA_L6S2은 제 6 렌즈의 센서 측 면의 최대 유효경의 크기를 의미하고, CA_L1S1은 제 1 렌즈의 물체 측 면의 최대 유효경의 크기를 의미하고, CA_L1S2은 제 1 렌즈의 센서 측 면의 최대 유효경의 크기를 의미한다.) - 제 1항에 있어서,
상기 광학계는 하기의 수학식 4를 만족하는 광학계.
[수학식 4]
0 < |P6| < |P1|, |P2|, |P3|, |P4|, |P5|
(수학식 4에서 P1, P2, P3, P4, P5, P6은 각각 제 1 렌즈. 제 2 렌즈. 제 3 렌즈, 제 4 렌즈, 제 5 렌즈 및 제 6 렌즈의 굴절력을 의미한다.) - 제 1항에 있어서,
상기 광학계는 하기의 수학식 22를 만족하는 광학계.
[수학식 22]
8 < TTL / md1 < 12
(수학식 22에서 md1은 무한대 모드(제 1 모드)에서 근거리 모드(제 2 모드)로 또는 근거리 모드(제 2 모드)에서 무한대 모드(제 1 모드)로 변화할 때, 상기 제 2 렌즈군(G2)의 이동 거리를 의미하고, TTL(Total track length)은 상기 복수의 렌즈들 중 물체와 최인접한 렌즈의 물체 측 면의 정점에서 상기 이미지 센서부의 상면까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.) - 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 광학계; 및
상기 광학계를 통과하는 광이 입사되는 이미지 센서부를 포함하는 광학 모듈. - 제 9항에 있어서,
상기 광학 모듈은 하기의 수학식 23을 만족하는 광학 모듈.
[수학식 23]
0.1 < md1 / ImgH < 0.3
(수학식 23에서 md1은 무한대 모드(제 1 모드)에서 근거리 모드(제 2 모드)로 또는 근거리 모드(제2 모드)에서 무한대 모드(제 1 모드)로 변화할 때, 상기 제 2 렌즈군(G2)의 이동 거리를 의미하고, ImgH는 상기 이미지 센서부의 0 필드(filed) 영역에서 상기 이미지 센서부의 1.0 필드(field) 영역까지의 상기 광축(OA)의 수직 방향 거리를 의미한다. 즉, 상기 ImgH는 상기 이미지 센서부의 유효 영역의 대각 방향 길이를 의미한다.)
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2022
- 2022-07-20 KR KR1020247005478A patent/KR20240035578A/ko unknown
- 2022-07-20 CN CN202280063378.9A patent/CN118043716A/zh active Pending
- 2022-07-20 WO PCT/KR2022/010653 patent/WO2023003367A1/ko active Application Filing
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| Publication number | Publication date |
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