WO2022124852A1 - 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 Download PDF

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WO2022124852A1
WO2022124852A1 PCT/KR2021/018757 KR2021018757W WO2022124852A1 WO 2022124852 A1 WO2022124852 A1 WO 2022124852A1 KR 2021018757 W KR2021018757 W KR 2021018757W WO 2022124852 A1 WO2022124852 A1 WO 2022124852A1
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lens
equation
optical system
optical axis
inflection point
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PCT/KR2021/018757
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신두식
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엘지이노텍 주식회사
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    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
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    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B2003/0093—Simple or compound lenses characterised by the shape

Definitions

  • An embodiment relates to an optical system for improved optical performance and a camera module including the same.
  • the camera module captures an object and stores it as an image or video, and is installed in various applications.
  • the camera module is produced in a very small size and is applied to not only portable devices such as smartphones, tablet PCs, and laptops, but also drones and vehicles to provide various functions.
  • the optical system of the camera module may include an imaging lens that forms an image and an image sensor that converts the formed image into an electrical signal.
  • the camera module may perform an autofocus (AF) function of aligning the focal lengths of the lenses by automatically adjusting the distance between the image sensor and the imaging lens, and a distant object through a zoom lens It is possible to perform a zooming function of zooming up or zooming out by increasing or decreasing the magnification of .
  • AF autofocus
  • the camera module employs an image stabilization (IS) technology to correct or prevent image stabilization due to an unstable fixing device or a camera movement caused by a user's movement.
  • IS image stabilization
  • the most important element for this camera module to obtain an image is an imaging lens that forms an image.
  • Recently, interest in high resolution is increasing, and research on an optical system including a plurality of lenses is being conducted in order to realize this. For example, research using a plurality of imaging lenses having positive (+) refractive power or negative (-) refractive power for realizing high resolution is being conducted.
  • the embodiment is intended to provide an optical system with improved optical properties.
  • the embodiment is intended to provide an optical system capable of reducing the size.
  • An optical system includes first to seventh lenses sequentially arranged along an optical axis from an object side to an image side, wherein the first lens has a positive refractive power and is convex toward the object side has a shape, the second lens has positive refractive power, an object-side surface of the second lens is convex, and the second lens may satisfy Equation 1 below.
  • F denotes an effective focal length of the optical system
  • f2 denotes a focal length of the second lens
  • the first and third lenses may satisfy Equation 2 below.
  • SD L1S1 means an effective radius of the object-side surface of the first lens (Semi-Aperture)
  • SD L3S1 means an effective radius of the object-side surface of the third lens.
  • the third lens may have negative refractive power, and the image side surface of the third lens may be concave.
  • the sixth and seventh lenses may satisfy Equation 3 below.
  • SD L6S2 denotes an effective radius of the image side surface of the sixth lens
  • SD L7S1 denotes an effective radius of the object side surface of the seventh lens
  • the sixth lens may have positive refractive power, and the object-side surface of the sixth lens may be convex.
  • the seventh lens may have negative refractive power, and an image side surface of the seventh lens may be concave.
  • An object-side surface of the fifth lens may be concave.
  • An optical system includes first to seventh lenses sequentially arranged along an optical axis from an object side to an image side, wherein the first lens has a positive refractive power and has a meniscus shape convex toward the object.
  • the second lens has a positive refractive power
  • the object-side surface of the second lens is convex
  • the first lens has a first inflection point disposed on the object-side surface and a second inflection point disposed on the image-side surface. and, based on a vertical direction of the optical axis, a distance between the optical axis and the first inflection point may be greater than a distance between the optical axis and the second inflection point.
  • the position is 80% to 99% based on the direction perpendicular to the optical axis.
  • the second inflection point is 55% to 85% based on a direction perpendicular to the optical axis when the optical axis is the starting point and the end point of the image side of the first lens is the end point may be placed in position.
  • At least one of an object-side surface and an image-side surface of the sixth lens may include an inflection point.
  • At least one of an object-side surface and an image-side surface of the seventh lens may include an inflection point.
  • the optical system and camera module according to the embodiment may have improved optical properties.
  • the optical system and the camera module may satisfy at least one of a plurality of equations, thereby blocking unnecessary light rays entering the optical system. Accordingly, the optical system and the camera module may improve aberration characteristics.
  • the optical system according to the embodiment may have a slim structure. Accordingly, the device including the optical system, for example, the camera module may be provided in a slimmer and more compact form.
  • FIG. 1 is a block diagram of an optical system according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a graph illustrating aberration characteristics of the optical system according to FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a block diagram of an optical system according to a second embodiment.
  • FIG. 4 is a graph illustrating aberration characteristics of the optical system according to FIG. 3 .
  • FIG. 5 is a block diagram of an optical system according to a third embodiment.
  • FIG. 6 is a graph illustrating aberration characteristics of the optical system according to FIG. 5 .
  • FIG. 7 is a diagram illustrating that the camera module according to the embodiment is applied to a mobile terminal.
  • the terminology used in the embodiments of the present invention is for describing the embodiments and is not intended to limit the present invention.
  • the singular form may also include the plural form unless otherwise specified in the phrase, and when it is described as "at least one (or one or more) of A and (and) B, C", it is combined with A, B, C It may include one or more of all possible combinations.
  • terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the component from other components, and are not limited to the essence, order, or order of the component by the term.
  • a component when it is described that a component is 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled or connected to the other component, but also with the component It may also include a case of 'connected', 'coupled' or 'connected' due to another element between the other elements.
  • the top (above) or bottom (below) is one as well as when two components are in direct contact with each other. Also includes a case in which another component as described above is formed or disposed between two components.
  • the convex surface of the lens may mean that the lens surface of the region corresponding to the optical axis has a convex shape
  • the concave lens surface means that the lens surface of the region corresponding to the optical axis has a concave shape can do.
  • object-side surface may mean a surface of the lens that faces the object side with respect to the optical axis
  • image-side surface may mean a surface of the lens that faces the imaging surface with respect to the optical axis.
  • the vertical direction may mean a direction perpendicular to the optical axis, and the end of the lens or the lens surface may mean the end of the effective area of the lens through which the incident light passes.
  • the optical system 1000 may include a plurality of lenses 100 .
  • the optical system 1000 according to the embodiment may include five or more lenses.
  • the optical system 1000 may include a seven-element lens. That is, the optical system 1000 includes a first lens 110 , a second lens 120 , a third lens 130 sequentially arranged from the object side to the image side or the sensor side. It may include a fourth lens 140 , a fifth lens 150 , a sixth lens 160 , a seventh lens 170 , and an image sensor 300 .
  • the first to seventh lenses 110 , 120 , 130 , 140 , 150 , 160 , and 170 may be sequentially disposed along the optical axis OA of the optical system 1000 .
  • the light corresponding to the information of the object is the first lens 110 , the second lens 120 , the third lens 130 , the fourth lens 140 , the fifth lens 150 , and the It may be incident on the image sensor 300 through the sixth lens 160 and the seventh lens 170 .
  • Each of the plurality of lenses 100 may include an effective area and an ineffective area.
  • the effective area may be an area through which light incident on each of the first to seventh lenses 110 , 120 , 130 , 140 , 150 , 160 and 170 passes. That is, the effective region may be a region in which incident light is refracted to realize optical properties.
  • the ineffective area may be disposed around the effective area.
  • the ineffective area may be an area to which the light is not incident. That is, the ineffective region may be a region independent of the optical characteristic. Also, the ineffective region may be a region fixed to a barrel (not shown) for accommodating the lens.
  • the image sensor 300 may detect light. In detail, the image sensor 300 detects light sequentially passing through the plurality of lenses 100 , in detail, the first to seventh lenses 110 , 120 , 130 , 140 , 150 , 160 , 170 . can do.
  • the image sensor 300 may include a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS).
  • the optical system 1000 may further include a filter 500 .
  • the filter 500 may be disposed between the plurality of lenses 100 and the image sensor 300 .
  • the filter 500 may be disposed between the last lens (seventh lens 170 ) closest to the image sensor 300 among the plurality of lenses 100 and the image sensor 300 .
  • the filter 500 may include at least one of an infrared filter and an optical filter such as a cover glass.
  • the filter 500 may pass light of a set wavelength band and filter light of a different wavelength band.
  • the filter 500 includes an infrared filter, radiant heat emitted from external light may be blocked from being transmitted to the image sensor 300 .
  • the filter 500 may transmit visible light and reflect infrared light.
  • the optical system 1000 may include an aperture (not shown).
  • the aperture may control the amount of light incident on the optical system 1000 .
  • the aperture may be positioned in front of the first lens 110 or disposed between two lenses selected from among the first to seventh lenses 110 , 120 , 130 , 140 , 150 , 160 and 170 .
  • the aperture may be disposed between the first lens 110 and the second lens 120 .
  • at least one of the first to seventh lenses 110 , 120 , 130 , 140 , 150 , 160 , and 170 may function as an aperture.
  • the object side or image side of one selected from the first to seventh lenses 110 , 120 , 130 , 140 , 150 , 160 , 170 serves as an aperture for controlling the amount of light. can do.
  • the object-side surface (the third surface S3 ) of the second lens 120 may serve as an diaphragm.
  • the optical system 1000 may further include a light path changing member (not shown).
  • the light path changing member may change the path of the light by reflecting the light incident from the outside.
  • the light path changing member may include a reflector and a prism.
  • the light path changing member may include a right-angle prism.
  • the light path changing member may change the path of the light by reflecting the path of the incident light at an angle of 90 degrees.
  • the light path changing member may be disposed closer to the object side than the first to seventh lenses 110 , 120 , 130 , 140 , 150 , 160 , and 170 .
  • the optical path changing member when the optical system 1000 includes the optical path changing member, the optical path changing member, the first lens 110 , the second lens 120 , and the third lens 130 are directed from the object side to the image side. ), the fourth lens 140 , the fifth lens 150 , the sixth lens 160 , the seventh lens 170 , the filter 500 , and the image sensor 300 may be disposed in this order.
  • the light path changing member may reflect light incident from the outside to change the path of the light in a set direction.
  • the light path changing member may reflect the light incident on the light path changing member to change a path of the light toward the first to seventh lenses 110 , 120 , 130 , 140 , 150 , 160 , and 170 .
  • the optical system 1000 When the optical system 1000 includes a light path changing member, the optical system may be applied to a folded camera capable of reducing the thickness of the camera.
  • the optical system 1000 when the optical system 1000 includes the light path changing member, light incident in a direction perpendicular to the surface of the applied device may be changed in a direction parallel to the surface of the device. Accordingly, the optical system 1000 including the plurality of lenses may have a thinner thickness in the device, and thus the device may be provided thinner.
  • the plurality of lenses may be disposed to extend in a direction perpendicular to the surface of the device in the device. Accordingly, the optical system 1000 including the plurality of lenses may have a high height in a direction perpendicular to the surface of the device, and it may be difficult to form a thin thickness of the device.
  • the optical system 1000 includes the light path changing member, it may be applied to a folded camera, and the plurality of lenses may be arranged to extend in a direction parallel to the surface of the device. . That is, the optical system 1000 may be disposed such that the optical axis OA is parallel to the surface of the device.
  • the optical system 1000 including the plurality of lenses may have a low height in a direction perpendicular to the surface of the device. Accordingly, the folded camera including the optical system 1000 may have a thin thickness in the device, and the thickness of the device may also be reduced.
  • the first lens 110 may have positive (+) or negative (-) refractive power.
  • the first lens 110 may include a plastic or glass material.
  • the first lens 110 may be made of a plastic material.
  • the first lens 110 may include a first surface S1 defined as an object side surface and a second surface S2 defined as an image side surface.
  • the upper side may be a sensor side.
  • the first surface S1 may be convex
  • the second surface S2 may be concave. That is, the first lens 110 may have a meniscus shape convex toward the object.
  • At least one of the first surface S1 and the second surface S2 may be an aspherical surface.
  • both the first surface S1 and the second surface S2 may be aspherical.
  • the first lens 110 may include at least one inflection point.
  • at least one of the first surface S1 and the second surface S2 may include an inflection point.
  • the first surface S1 may include a first inflection point defined as an inflection point.
  • the first inflection point may be disposed at a position less than or equal to about 99% when the optical axis OA is the starting point and the end of the first surface S1 of the first lens 110 is the end point.
  • the first inflection point is disposed at a position of about 80% to about 99% when the optical axis OA is the starting point and the tip of the first surface S1 of the first lens 110 is the endpoint.
  • the first inflection point is at a position of about 85% to about 99% when the optical axis OA is the starting point and the tip of the first surface S1 of the first lens 110 is the endpoint.
  • the end of the first surface S1 may mean the end of the effective area of the first surface S1 of the first lens 110
  • the position of the first inflection point is the optical axis OA
  • the second surface S2 may include a second inflection point defined as an inflection point.
  • the second inflection point may be disposed at a position less than or equal to about 85% when the optical axis OA is the starting point and the end of the second surface S2 of the first lens 110 is the end point.
  • the second inflection point is disposed at a position of about 55% to about 85% when the optical axis OA is the starting point and the tip of the second surface S2 of the first lens 110 is the endpoint.
  • the second inflection point is at a position of about 60% to about 80% when the optical axis OA is the starting point and the tip of the second surface S2 of the first lens 110 is the endpoint. can be placed.
  • the end of the second surface S2 may mean the end of the effective area of the second surface S2 of the first lens 110 , and the position of the second inflection point is the optical axis OA ) may be a position set based on the vertical direction.
  • the first inflection point may be located at a greater distance than the second inflection point with respect to the optical axis OA.
  • a distance between the optical axis OA and the first inflection point in a vertical direction of the optical axis OA may be greater than a distance between the optical axis OA and the second inflection point.
  • the second lens 120 may have positive (+) refractive power.
  • the second lens 120 may include a plastic or glass material.
  • the second lens 120 may be made of a plastic material.
  • the second lens 120 may include a third surface S3 defined as an object side surface and a fourth surface S4 defined as an image side surface.
  • the third surface S3 may be convex
  • the fourth surface S4 may be convex. That is, the second lens 120 may have a shape in which both surfaces are convex.
  • the third surface S3 may be convex and the fourth surface S4 may be concave. That is, the second lens 120 may have a meniscus shape convex toward the object.
  • At least one of the third surface S3 and the fourth surface S4 may be an aspherical surface.
  • both the third surface S3 and the fourth surface S4 may be aspherical.
  • the third lens 130 may have negative (-) refractive power.
  • the third lens 130 may include a plastic or glass material.
  • the third lens 130 may be made of a plastic material.
  • the third lens 130 may include a fifth surface S5 defined as an object side surface and a sixth surface S6 defined as an image side surface.
  • the fifth surface S5 may be convex
  • the sixth surface S6 may be concave. That is, the third lens 130 may have a meniscus shape convex toward the object.
  • the fifth surface S5 may be concave
  • the sixth surface S6 may be concave. That is, the third lens 130 may have a shape in which both surfaces are concave.
  • At least one of the fifth surface S5 and the sixth surface S6 may be an aspherical surface.
  • both the fifth surface S5 and the sixth surface S6 may be aspherical.
  • the fourth lens 140 may have positive (+) or negative (-) refractive power.
  • the fourth lens 140 may include a plastic or glass material.
  • the fourth lens 140 may be made of a plastic material.
  • the fourth lens 140 may include a seventh surface S7 defined as an object side surface and an eighth surface S8 defined as an image side surface.
  • the seventh surface S7 may be convex, and the eighth surface S8 may be concave. That is, the fourth lens 140 may have a meniscus shape convex toward the object.
  • the seventh surface S7 may be convex, and the eighth surface S8 may be convex. That is, the fourth lens 140 may have a shape in which both surfaces are convex.
  • the seventh surface S7 may be concave, and the eighth surface S8 may be concave. That is, the fourth lens 140 may have a shape in which both surfaces are concave.
  • the seventh surface S7 may be concave, and the eighth surface S8 may be convex. That is, the fourth lens 140 may have a meniscus shape convex toward the image.
  • At least one of the seventh surface S7 and the eighth surface S8 may be an aspherical surface.
  • both the seventh surface S7 and the eighth surface S8 may be aspherical.
  • the fourth lens 140 may include at least one inflection point. In detail, at least one of the seventh surface S7 and the eighth surface S8 may include an inflection point.
  • the eighth surface S8 may include a third inflection point defined as an inflection point.
  • the third inflection point may be disposed at a position of about 95% or less with the optical axis OA as the starting point and the end of the eighth surface S8 of the third lens 130 as the end point.
  • the third inflection point is disposed at a position of about 65% to about 95% when the optical axis OA is the starting point and the tip of the eighth surface S8 of the third lens 130 is the endpoint.
  • the third inflection point is at a position of about 70% to about 90% when the optical axis OA is the starting point and the tip of the eighth surface S8 of the third lens 130 is the endpoint. can be placed.
  • the end of the eighth surface S8 may mean the end of the effective area of the eighth surface S8 of the third lens 130 , and the position of the third inflection point is the optical axis OA ) may be a position set based on the vertical direction.
  • the fifth lens 150 may have positive (+) or negative (-) refractive power.
  • the fifth lens 150 may include a plastic or glass material.
  • the fifth lens 150 may be made of a plastic material.
  • the fifth lens 150 may include a ninth surface S9 defined as an object side surface and a tenth surface S10 defined as an image side surface.
  • the ninth surface S9 may be concave, and the tenth surface S10 may be concave. That is, the fifth lens 150 may have a shape in which both surfaces are concave.
  • the ninth surface S9 may be concave, and the tenth surface S10 may be convex. That is, the fifth lens 150 may have a meniscus shape convex toward the image.
  • At least one of the ninth surface S9 and the tenth surface S10 may be an aspherical surface.
  • both the ninth surface S9 and the tenth surface S10 may be aspherical.
  • the sixth lens 160 may have positive (+) refractive power.
  • the sixth lens 160 may include a plastic or glass material.
  • the sixth lens 160 may be made of a plastic material.
  • the sixth lens 160 may include an eleventh surface S11 defined as an object side surface and a twelfth surface S12 defined as an image side surface.
  • the eleventh surface S11 may be convex, and the twelfth surface S12 may be concave. That is, the sixth lens 160 may have a meniscus shape convex toward the object.
  • At least one of the eleventh surface S11 and the twelfth surface S12 may be an aspherical surface.
  • both the eleventh surface S11 and the twelfth surface S12 may be aspherical.
  • the sixth lens 160 may include at least one inflection point.
  • at least one of the eleventh surface S11 and the twelfth surface S12 may include an inflection point.
  • the eleventh surface S11 may include a fourth inflection point defined as an inflection point.
  • the fourth inflection point may be disposed at a position less than or equal to about 70% when the optical axis OA is the starting point and the end of the eleventh surface S11 of the sixth lens 160 is the end point.
  • the fourth inflection point is disposed at a position of about 40% to about 70% when the optical axis OA is the starting point and the tip of the eleventh surface S11 of the sixth lens 160 is the endpoint.
  • the fourth inflection point is at a position of about 45% to about 65% when the optical axis OA is the starting point and the tip of the eleventh surface S11 of the sixth lens 160 is the endpoint. can be placed.
  • the end of the eleventh surface S11 may mean the end of the effective area of the eleventh surface S11 of the sixth lens 160
  • the position of the fourth inflection point is the optical axis OA. It may be a position set based on a vertical direction of .
  • the twelfth surface S12 may include a fifth inflection point defined as an inflection point.
  • the fifth inflection point may be disposed at a position less than or equal to about 65% when the optical axis OA is the starting point and the end of the twelfth surface S12 of the sixth lens 160 is the end point.
  • the fifth inflection point is disposed at a position of about 35% to about 65% when the optical axis OA is the starting point and the tip of the twelfth surface S12 of the sixth lens 160 is the endpoint.
  • the fifth inflection point when the fifth inflection point has the optical axis OA as the starting point and the end of the twelfth surface S12 of the sixth lens 160 as the end point, the fifth inflection point is at a position of about 40% to about 60%. can be placed.
  • the end of the twelfth surface S12 may mean the end of the effective area of the twelfth surface S12 of the sixth lens 160, and the position of the fifth inflection point is the optical axis OA. It may be a position set based on a vertical direction of .
  • the fifth inflection point may be located at a greater distance than the fourth inflection point with respect to the optical axis OA.
  • a distance between the optical axis OA and the fifth inflection point in a vertical direction of the optical axis OA may be greater than a distance between the optical axis OA and the fourth inflection point.
  • the seventh lens 170 may have negative (-) refractive power.
  • the seventh lens 170 may include a plastic or glass material.
  • the seventh lens 170 may be made of a plastic material.
  • the seventh lens 170 may include a thirteenth surface S13 defined as an object side surface and a fourteenth surface S14 defined as an image side surface.
  • the thirteenth surface S13 may be convex, and the fourteenth surface S14 may be concave. That is, the seventh lens 170 may have a meniscus shape convex toward the object.
  • the thirteenth surface S13 may be concave
  • the fourteenth surface S14 may be concave. That is, the seventh lens 170 may have a shape in which both surfaces are concave.
  • At least one of the thirteenth surface S13 and the fourteenth surface S14 may be an aspherical surface.
  • both the thirteenth surface S13 and the fourteenth surface S14 may be aspherical.
  • the seventh lens 170 may include at least one inflection point.
  • at least one of the thirteenth surface S13 and the fourteenth surface S14 may include an inflection point.
  • the thirteenth surface S13 may include a sixth inflection point defined as an inflection point. The sixth inflection point may be disposed at a position less than or equal to about 30% when the optical axis OA is the starting point and the tip of the thirteenth surface S13 of the seventh lens 170 is the end point.
  • the sixth inflection point is disposed at a position of about 5% to about 30% when the optical axis OA is the starting point and the tip of the thirteenth surface S13 of the seventh lens 170 is the endpoint.
  • the sixth inflection point is at a position of about 5% to about 25% when the optical axis OA is the starting point and the tip of the thirteenth surface S13 of the seventh lens 170 is the endpoint.
  • the end of the thirteenth surface S13 may mean the end of the effective area of the thirteenth surface S13 of the seventh lens 170
  • the position of the sixth inflection point is the optical axis OA. It may be a position set based on a vertical direction of .
  • the fourteenth surface S14 may include a seventh inflection point defined as an inflection point.
  • the seventh inflection point may be disposed at a position less than or equal to about 45% when the optical axis OA is the starting point and the end of the fourteenth surface S14 of the seventh lens 170 is the end point.
  • the seventh inflection point is disposed at a position of about 15% to about 45% when the optical axis OA is the starting point and the tip of the 14th surface S14 of the seventh lens 170 is the endpoint.
  • the seventh inflection point is at a position of about 20% to about 40% when the optical axis OA is the starting point and the tip of the 14th surface S14 of the seventh lens 170 is the endpoint.
  • the end of the fourteenth surface S14 may mean the end of the effective area of the fourteenth surface S14 of the seventh lens 170, and the position of the seventh inflection point is the optical axis OA. It may be a position set based on a vertical direction of .
  • the seventh inflection point may be located at a greater distance than the sixth inflection point with respect to the optical axis OA.
  • a distance between the optical axis OA and the seventh inflection point in a vertical direction of the optical axis OA may be greater than a distance between the optical axis OA and the sixth inflection point.
  • the optical system 1000 according to the embodiment may satisfy at least one of the following equations. Accordingly, the optical system 1000 according to the embodiment may have an optically improved effect. Also, the optical system 1000 according to the embodiment may have a slimmer structure.
  • Equation 1 F denotes an effective focal length of the optical system 1000 , and f2 denotes a focal length of the second lens 120 .
  • SD L1S1 means an effective radius (Semi-Aperture) of the object-side surface (first surface S1) of the first lens 110
  • SD L3S1 is the object of the third lens 130
  • It means an effective radius (Semi-Aperture) of the side surface (the fifth surface S5).
  • SD L6S2 means an effective radius (Semi-Aperture) of the image side surface (twelfth surface S12) of the sixth lens 160
  • SD L7S1 is the object of the seventh lens 170. It means the effective radius (Semi-Aperture) of the side (13th surface S13).
  • SD L3S2 means an effective radius (Semi-Aperture) of the image side surface (sixth surface S6) of the third lens 130, and SD L4S2 is the image of the fourth lens 140. It means an effective radius (Semi-Aperture) of the side (eighth surface S8).
  • L1_CT denotes a central thickness of the first lens 110
  • L2_CT denotes a central thickness of the second lens 120 .
  • L2_CT denotes a central thickness of the second lens 120
  • L3_CT denotes a central thickness of the third lens 130 .
  • L3_CT denotes a central thickness of the third lens 130
  • L4_CT denotes a central thickness of the fourth lens 140 .
  • L6_CT denotes a central thickness of the sixth lens 160
  • L7_CT denotes a central thickness of the seventh lens 170 .
  • Equation 9 d12 denotes a center distance between the first lens 110 and the second lens 120 , and d67 denotes a center distance between the sixth lens 160 and the seventh lens 170 .
  • Equation 10 d67 denotes a center distance between the sixth lens 160 and the seventh lens 170 , and L6_CT denotes a central thickness of the sixth lens 160 .
  • Equation 11 f1 denotes a focal length of the first lens 110 , and f2 denotes a focal length of the second lens 120 .
  • Equation 12 f1 denotes a focal length of the first lens 110 , and f3 denotes a focal length of the third lens 130 .
  • Equation 13 f2 denotes a focal length of the second lens 120 , and f3 denotes a focal length of the third lens 130 .
  • Equation 14 f3 denotes a focal length of the third lens 130 , and f4 denotes a focal length of the fourth lens 140 .
  • Equation 15 f6 denotes a focal length of the sixth lens 160 , and f7 denotes a focal length of the seventh lens 170 .
  • Equation 16 f2 denotes a focal length of the second lens 120 , and f7 denotes a focal length of the seventh lens 170 .
  • Equation 17 F denotes an effective focal length of the optical system 1000 , and EPD denotes an entrance pupil size of the optical system 1000 .
  • L1R1 means the radius of curvature of the object-side surface (first surface S1) of the first lens 110
  • L1R2 is the image-side surface (second surface (second surface) of the first lens 110) S2)) means the radius of curvature.
  • L1R1 means the radius of curvature of the object-side surface (first surface S1) of the first lens 110
  • L2R1 is the object-side surface (third surface (third surface) of the second lens 120).
  • S3) means the radius of curvature.
  • n2d denotes a refractive index of the second lens 120 .
  • n2d denotes a refractive index on the d-line of the second lens 120 .
  • V3d denotes the Abbe's number of the third lens 130 .
  • TTL Total Track Length
  • OA optical axis
  • first surface S1 first surface S1
  • ImgH is the vertical angle of the optical axis OA from the field center 0 field area of the image sensor 300 overlapping the optical axis OA to the field area 1.0 of the image sensor 300 . direction distance. That is, the ImgH denotes a value of 1/2 of the length in the diagonal direction of the effective area of the image sensor 300 .
  • the back focal length (BFL) is the distance in the optical axis (OA) direction from the vertex of the image side surface (the 14th surface S14) of the seventh lens 170 to the upper surface of the image sensor 300
  • ImgH is the vertical angle of the optical axis OA from the field center 0 field area of the image sensor 300 overlapping the optical axis OA to the 1.0 field area of the image sensor 300 . direction distance. That is, the ImgH denotes a value of 1/2 of the length in the diagonal direction of the effective area of the image sensor 300 .
  • TTL total track length
  • OA optical axis
  • BFL back focal length refers to the distance in the optical axis (OA) direction from the apex of the image side surface (the 14th surface S14) of the seventh lens 170 to the upper surface of the image sensor 300 .
  • Equation 25 F denotes an effective focal length of the optical system 1000 , and TTL is the vertex of the object-side surface (first surface S1 ) of the first lens 110 of the image sensor 300 . It means the distance in the direction of the optical axis (OA) to the upper surface.
  • Z is Sag, which may mean a distance in the optical axis direction from an arbitrary position on the aspherical surface to the vertex of the aspherical surface.
  • Y may mean a distance in a direction perpendicular to the optical axis from an arbitrary position on the aspherical surface to the optical axis.
  • c may mean a curvature of the lens
  • K may mean a conic constant
  • A, B, C, D, E, and F may mean an aspheric constant.
  • the optical system 1000 may satisfy at least one of Equations 1 to 25.
  • the optical system 1000 may have improved optical properties.
  • the optical system 1000 may block unnecessary light rays entering the optical system 1000 to improve aberration characteristics.
  • the optical system 1000 may have a slimmer structure, thereby including the optical system 1000
  • the device may be provided to be slimmer and more compact.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an optical system according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a graph illustrating aberration characteristics of the optical system according to the first embodiment.
  • the first lens 110 , the second lens 120 , and the third lens 130 are sequentially arranged from the object side to the image side. ), a fourth lens 140 , a fifth lens 150 , a sixth lens 160 , a seventh lens 170 , and an image sensor 300 .
  • the first to seventh lenses 110 , 120 , 130 , 140 , 150 , 160 , and 170 may be sequentially disposed along the optical axis OA of the optical system 1000 .
  • an aperture (not shown) may be disposed between the first lens 110 and the second lens 120 .
  • a filter 500 may be disposed between the plurality of lenses 100 and the image sensor 300 .
  • the filter 500 may be disposed between the seventh lens 170 and the image sensor 300 .
  • Table 1 shows a radius of curvature of the first to seventh lenses 110 , 120 , 130 , 140 , 150 , 160 , and 170 according to the first embodiment, a thickness of each lens, and each It relates to a distance between lenses, a refractive index, an Abbe's Number, and an effective radius (Semi-aperture).
  • the first lens 110 of the optical system 1000 may have positive (+) refractive power.
  • the first surface S1 of the first lens 110 may be convex, and the second surface S2 may be concave.
  • the first lens 110 may have a meniscus shape convex toward the object.
  • the first surface S1 may be an aspherical surface, and the second surface S2 may be an aspherical surface.
  • the second lens 120 may have positive (+) refractive power.
  • the third surface S3 of the second lens 120 may be convex, and the fourth surface S4 may be convex.
  • the second lens 120 may have a shape in which both surfaces are convex.
  • the third surface S3 may be an aspherical surface, and the fourth surface S4 may be an aspherical surface.
  • the third lens 130 may have negative (-) refractive power.
  • the fifth surface S5 of the third lens 130 may be convex, and the sixth surface S6 may be concave.
  • the third lens 130 may have a meniscus shape convex toward the object.
  • the fifth surface S5 may be an aspherical surface, and the sixth surface S6 may be an aspherical surface.
  • the fourth lens 140 may have positive (+) refractive power.
  • the seventh surface S7 of the fourth lens 140 may be convex, and the eighth surface S8 may be convex.
  • the fourth lens 140 may have a shape in which both surfaces are convex.
  • the seventh surface S7 may be an aspherical surface, and the eighth surface S8 may be an aspherical surface.
  • the fifth lens 150 may have negative (-) refractive power.
  • the ninth surface S9 of the fifth lens 150 may be concave, and the tenth surface S10 may be concave. Both surfaces of the fifth lens 150 may have a concave shape.
  • the ninth surface S9 may be an aspherical surface, and the tenth surface S10 may be an aspherical surface.
  • the sixth lens 160 may have positive (+) refractive power.
  • the eleventh surface S11 of the sixth lens 160 may be convex, and the twelfth surface S12 may be concave.
  • the sixth lens 160 may have a meniscus shape convex toward the object.
  • the eleventh surface S11 may be an aspherical surface, and the twelfth surface S12 may be an aspherical surface.
  • the seventh lens 170 may have negative (-) refractive power.
  • the thirteenth surface S13 of the seventh lens 170 may be convex, and the fourteenth surface S14 may be concave.
  • the seventh lens 170 may have a meniscus shape convex toward the object.
  • the thirteenth surface S13 may be an aspherical surface, and the fourteenth surface S14 may be an aspherical surface.
  • the values of the aspheric coefficients of each lens surface are shown in Table 2 below.
  • Equation 1 1 ⁇ f2 / F ⁇ 1.35 1.3201 Equation 2 0.85 ⁇ (SD L3S1) / (SD L1S1) ⁇ 0.95 0.9302 Equation 3 0.78 ⁇ (SD L6S2) / (SD L7S1) ⁇ 0.95 0.8052 Equation 4 0.8 ⁇ (SD L3S2) / (SD L4S2) ⁇ 0.95 0.8786 Equation 5 0.8 ⁇ L1_CT / L2_CT ⁇ 1.15 0.8281 Equation 6 2.35 ⁇ L2_CT / L3_CT ⁇ 2.65 2.5600 Equation 7 0.55 ⁇ L3_CT / L4_CT ⁇ 0.8 0.6579 Equation 8 1.4 ⁇ L6_CT / L7_CT ⁇ 2.3 1.7321 Equation 9 0.1 ⁇ d12 / d67 ⁇ 0.3 0.1885 Equation 10 0.4 ⁇ d67 / L6_CT ⁇ 1.4 1.2577 Equation 11 1.2 ⁇ f
  • Table 3 relates to the items of the above-described equations in the optical system 1000 according to the first embodiment, and the total track length (TTL), back focal length (BFL), F value, ImgH, and the Focal lengths f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7 of each of the first to seventh lenses 110, 120, 130, 140, 150, 160, and the diameter of the entrance pupil (Entrance Pupil size; EPD) ), etc.
  • TTL total track length
  • BFL back focal length
  • F value ImgH
  • the Focal lengths f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7 of each of the first to seventh lenses 110, 120, 130, 140, 150, 160, and the diameter of the entrance pupil (Entrance Pupil size; EPD) etc.
  • Table 4 shows the result values of Equations 1 to 25 described above in the optical system 1000 according to the first embodiment. Referring to Table 4, it can be seen that the optical system 1000 according to the first embodiment satisfies at least one of Equations 1 to 25. In detail, it can be seen that the optical system 1000 according to the first embodiment satisfies all of Equations 1 to 25 above.
  • the optical system 1000 according to the first embodiment may be provided with a slimmer structure.
  • the optical system 1000 may have improved optical characteristics and aberration characteristics as shown in FIG. 2 .
  • FIG. 2 is a graph of the aberration characteristics of the optical system 1000 according to the first embodiment, showing Longitudinal Spherical Aberration, Astigmatic Field Curves, and Distortion from left to right. This is the measured graph.
  • the X-axis may indicate a focal length (mm) and distortion (%)
  • the Y-axis may indicate the height of an image.
  • the graph for spherical aberration is a graph for light in a wavelength band of about 470 nm, about 510 nm, about 555 nm, about 610 nm, and about 650 nm
  • the graph for astigmatism and distortion aberration is a graph for light in a wavelength band of 555 nm.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of an optical system according to a second embodiment
  • FIG. 4 is a graph illustrating aberration characteristics of the optical system according to the second embodiment.
  • the first lens 110 , the second lens 120 , and the third lens 130 are sequentially arranged from the object side to the image side. ), a fourth lens 140 , a fifth lens 150 , a sixth lens 160 , a seventh lens 170 , and an image sensor 300 .
  • the first to seventh lenses 110 , 120 , 130 , 140 , 150 , 160 , and 170 may be sequentially disposed along the optical axis OA of the optical system 1000 .
  • an aperture (not shown) may be disposed between the first lens 110 and the second lens 120 .
  • a filter 500 may be disposed between the plurality of lenses 100 and the image sensor 300 .
  • the filter 500 may be disposed between the seventh lens 170 and the image sensor 300 .
  • lens noodle radius of curvature (mm) Thickness(mm)/ Distance(mm) refractive index Abbesu Effective radius (mm) first lens side 1 3.16 0.73 1.54 56.09 1.79 2nd side 5.55 0.15 1.75 Stop infinity 0.03 second lens 3rd side 4.38 0.66 1.54 56.09 1.71 side 4 -30.17 0.03 1.65 third lens page 5 14 0.27 1.67 19.24 1.6 page 6 4.59 0.6 1.55 4th lens page 7 -81.31 0.38 1.54 56.09 1.64 page 8 -12.99 0.39 1.89 5th lens page 9 -5.28 0.36 1.67 19.24 2.26 page 10 -49.33 0.27 2.52 6th lens page 11 3.41 1.16 1.62 25.95 2.95 page 12 15.18 0.66 3.9 7th lens page 13 3.07 0.54 1.53 55.66 4.46 page 14 1.69 0.35 4.7
  • Table 5 shows the radius of curvature of the first to seventh lenses 110 , 120 , 130 , 140 , 150 , 160 , and 170 according to the second embodiment, the thickness of each lens, and each It is about distance between lenses, refractive index, Abbe's number and semi-aperture.
  • the first lens 110 of the optical system 1000 may have a positive refractive power.
  • the first surface S1 of the first lens 110 may be convex, and the second surface S2 may be concave.
  • the first lens 110 may have a meniscus shape convex toward the object.
  • the first surface S1 may be an aspherical surface, and the second surface S2 may be an aspherical surface.
  • the second lens 120 may have positive (+) refractive power.
  • the third surface S3 of the second lens 120 may be convex, and the fourth surface S4 may be convex.
  • the second lens 120 may have a shape in which both surfaces are convex.
  • the third surface S3 may be an aspherical surface, and the fourth surface S4 may be an aspherical surface.
  • the third lens 130 may have negative (-) refractive power.
  • the fifth surface S5 of the third lens 130 may be convex, and the sixth surface S6 may be concave.
  • the third lens 130 may have a meniscus shape convex toward the object.
  • the fifth surface S5 may be an aspherical surface, and the sixth surface S6 may be an aspherical surface.
  • the fourth lens 140 may have positive (+) refractive power.
  • the seventh surface S7 of the fourth lens 140 may be concave, and the eighth surface S8 may be convex.
  • the fourth lens 140 may have a meniscus shape convex toward the image.
  • the seventh surface S7 may be an aspherical surface, and the eighth surface S8 may be an aspherical surface.
  • the fifth lens 150 may have negative (-) refractive power.
  • the ninth surface S9 of the fifth lens 150 may be concave, and the tenth surface S10 may be convex.
  • the fifth lens 150 may have a meniscus shape convex toward the image.
  • the ninth surface S9 may be an aspherical surface, and the tenth surface S10 may be an aspherical surface.
  • the sixth lens 160 may have positive (+) refractive power.
  • the eleventh surface S11 of the sixth lens 160 may be convex, and the twelfth surface S12 may be concave.
  • the sixth lens 160 may have a meniscus shape convex toward the object.
  • the eleventh surface S11 may be an aspherical surface, and the twelfth surface S12 may be an aspherical surface.
  • the seventh lens 170 may have negative (-) refractive power.
  • the thirteenth surface S13 of the seventh lens 170 may be convex, and the fourteenth surface S14 may be concave.
  • the seventh lens 170 may have a meniscus shape convex toward the object.
  • the thirteenth surface S13 may be an aspherical surface, and the fourteenth surface S14 may be an aspherical surface.
  • Equation 1 1 ⁇ f2 / F ⁇ 1.35 1.0797 Equation 2 0.85 ⁇ (SD L3S1) / (SD L1S1) ⁇ 0.95 0.8939 Equation 3 0.78 ⁇ (SD L6S2) / (SD L7S1) ⁇ 0.95 0.8744 Equation 4 0.8 ⁇ (SD L3S2) / (SD L4S2) ⁇ 0.95 0.8201 Equation 5 0.8 ⁇ L1_CT / L2_CT ⁇ 1.15 1.1061 Equation 6 2.35 ⁇ L2_CT / L3_CT ⁇ 2.65 2.4444 Equation 7 0.55 ⁇ L3_CT / L4_CT ⁇ 0.8 0.7105 Equation 8 1.4 ⁇ L6_CT / L7_CT ⁇ 2.3 2.1481 Equation 9 0.1 ⁇ d12 / d67 ⁇ 0.3 0.2727 Equation 10 0.4 ⁇ d67 / L6_CT ⁇ 1.4 0.5690 Equation 11 1.2 ⁇
  • Table 7 relates to the items of the above-described equations in the optical system 1000 according to the second embodiment, and the total track length (TTL), back focal length (BFL), F value, ImgH, and Focal lengths f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7 of each of the first to seventh lenses 110, 120, 130, 140, 150, 160, and the diameter of the entrance pupil (Entrance Pupil size; EPD) ), etc.
  • Table 8 shows the result values for Equations 1 to 25 described above in the optical system 1000 according to the second embodiment. Referring to Table 8, the optical system according to the second embodiment ( 1000) satisfies at least one of Equations 1 to 25. In detail, it can be seen that the optical system 1000 according to the second embodiment satisfies all of Equations 1 to 25 above.
  • the optical system 1000 according to the second embodiment may be provided with a slimmer structure.
  • the optical system 1000 may have improved optical characteristics and aberration characteristics as shown in FIG. 4 .
  • FIG. 4 is a graph of the aberration characteristics of the optical system 1000 according to the second embodiment, showing Longitudinal Spherical Aberration, Astigmatic Field Curves, and Distortion from left to right. This is the measured graph.
  • the X-axis may indicate a focal length (mm) and distortion (%)
  • the Y-axis may indicate the height of an image.
  • the graph for spherical aberration is a graph for light in a wavelength band of about 470 nm, about 510 nm, about 555 nm, about 610 nm, and about 650 nm
  • the graph for astigmatism and distortion aberration is a graph for light in a wavelength band of 555 nm.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of an optical system according to the third embodiment
  • FIG. 6 is a graph illustrating aberration characteristics of the optical system according to the third embodiment.
  • the first lens 110 , the second lens 120 , and the third lens 130 are sequentially arranged from the object side to the image side. ), a fourth lens 140 , a fifth lens 150 , a sixth lens 160 , a seventh lens 170 , and an image sensor 300 .
  • the first to seventh lenses 110 , 120 , 130 , 140 , 150 , 160 , and 170 may be sequentially disposed along the optical axis OA of the optical system 1000 .
  • an aperture (not shown) may be disposed between the first lens 110 and the second lens 120 .
  • a filter 500 may be disposed between the plurality of lenses 100 and the image sensor 300 .
  • the filter 500 may be disposed between the seventh lens 170 and the image sensor 300 .
  • lens noodle radius of curvature (mm) Thickness(mm)/ Distance (mm) refractive index Abbesu Effective radius (mm) first lens side 1 2.83 0.62 1.53 55.66 1.775 2nd side 4.97 0.15 1.75 Stop infinity 0.03 second lens 3rd side 4.95 0.62 1.53 55.66 1.71 side 4 -57.07 0.03 1.65 third lens page 5 18.19 0.25 1.67 19.24 1.6 page 6 5.18 0.58 1.59 4th lens page 7 -43.79 0.41 1.53 55.66 1.64 page 8 -12.38 0.55 1.86 5th lens page 9 -9.18 0.39 1.67 19.24 2.34 page 10 18.5 0.2 2.59 6th lens page 11 3.04 1.11 1.62 25.95 2.9 page 12 8.97 1.03 3.91 7th lens page 13 5.59 0.74 1.53 55.66 4.46 page 14 2.24 0.35 4.98
  • Table 9 shows the radius of curvature of the first to seventh lenses 110 , 120 , 130 , 140 , 150 , 160 , and 170 according to the third embodiment, the thickness of each lens, and each Distance between lenses, refractive index, Abbe's Number, and semi-aperture are related.
  • the first lens 110 of the optical system 1000 may have positive (+) refractive power.
  • the first surface S1 of the first lens 110 may be convex, and the second surface S2 may be concave.
  • the first lens 110 may have a meniscus shape convex toward the object.
  • the first surface S1 may be an aspherical surface, and the second surface S2 may be an aspherical surface.
  • the second lens 120 may have positive (+) refractive power.
  • the third surface S3 of the second lens 120 may be convex, and the fourth surface S4 may be convex.
  • the second lens 120 may have a shape in which both surfaces are convex.
  • the third surface S3 may be an aspherical surface, and the fourth surface S4 may be an aspherical surface.
  • the third lens 130 may have negative (-) refractive power.
  • the fifth surface S5 of the third lens 130 may be convex, and the sixth surface S6 may be concave.
  • the third lens 130 may have a meniscus shape convex toward the object.
  • the fifth surface S5 may be an aspherical surface, and the sixth surface S6 may be an aspherical surface.
  • the fourth lens 140 may have positive (+) refractive power.
  • the seventh surface S7 of the fourth lens 140 may be concave, and the eighth surface S8 may be convex.
  • the fourth lens 140 may have a meniscus shape convex toward the image.
  • the seventh surface S7 may be an aspherical surface, and the eighth surface S8 may be an aspherical surface.
  • the fifth lens 150 may have negative (-) refractive power.
  • the ninth surface S9 of the fifth lens 150 may be concave, and the tenth surface S10 may be concave. Both surfaces of the fifth lens 150 may have a concave shape.
  • the ninth surface S9 may be an aspherical surface, and the tenth surface S10 may be an aspherical surface.
  • the sixth lens 160 may have positive (+) refractive power.
  • the eleventh surface S11 of the sixth lens 160 may be convex, and the twelfth surface S12 may be concave.
  • the sixth lens 160 may have a meniscus shape convex toward the object.
  • the eleventh surface S11 may be an aspherical surface, and the twelfth surface S12 may be an aspherical surface.
  • the seventh lens 170 may have negative (-) refractive power.
  • the thirteenth surface S13 of the seventh lens 170 may be convex, and the fourteenth surface S14 may be concave.
  • the seventh lens 170 may have a meniscus shape convex toward the object.
  • the thirteenth surface S13 may be an aspherical surface, and the fourteenth surface S14 may be an aspherical surface.
  • Equation 1 1 ⁇ f2 / F ⁇ 1.35 1.2794 Equation 2 0.85 ⁇ (SD L3S1) / (SD L1S1) ⁇ 0.95 0.9014 Equation 3 0.78 ⁇ (SD L6S2) / (SD L7S1) ⁇ 0.95 0.8767 Equation 4 0.8 ⁇ (SD L3S2) / (SD L4S2) ⁇ 0.95 0.8548 Equation 5 0.8 ⁇ L1_CT / L2_CT ⁇ 1.15 1.0000 Equation 6 2.35 ⁇ L2_CT / L3_CT ⁇ 2.65 2.4800 Equation 7 0.55 ⁇ L3_CT / L4_CT ⁇ 0.8 0.6098 Equation 8 1.4 ⁇ L6_CT / L7_CT ⁇ 2.3 1.5000 Equation 9 0.1 ⁇ d12 / d67 ⁇ 0.3 0.1748 Equation 10 0.4 ⁇ d67 / L6_CT ⁇ 1.4 0.9279 Equation 11 1.2 ⁇ f1/
  • Table 11 is for the items of the above-described equations in the optical system 1000 according to the third embodiment, and the total track length (TTL), back focal length (BFL), F value, ImgH, and the Focal lengths f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7 of each of the first to seventh lenses 110, 120, 130, 140, 150, 160, and the diameter of the entrance pupil (Entrance Pupil size; EPD) ), etc.
  • Table 12 shows the result values of Equations 1 to 25 described above in the optical system 1000 according to the third embodiment. Referring to Table 12, it can be seen that the optical system 1000 according to the third embodiment satisfies at least one of Equations 1 to 25. In detail, it can be seen that the optical system 1000 according to the third embodiment satisfies all of Equations 1 to 25 above.
  • the optical system 1000 according to the third embodiment may be provided with a slimmer structure.
  • the optical system 1000 may have improved optical characteristics and aberration characteristics as shown in FIG. 6 .
  • FIG. 6 is a graph of the aberration characteristics of the optical system 1000 according to the third embodiment, showing Longitudinal Spherical Aberration, Astigmatic Field Curves, and Distortion from left to right. This is the measured graph.
  • the X-axis may indicate a focal length (mm) and distortion (%)
  • the Y-axis may indicate the height of an image.
  • the graph for spherical aberration is a graph for light in a wavelength band of about 470 nm, about 510 nm, about 555 nm, about 610 nm, and about 650 nm
  • the graph for astigmatism and distortion aberration is a graph for light in a wavelength band of 555 nm.
  • the optical system 1000 may satisfy at least one of the above-described equations. Accordingly, the optical system 1000 may block unnecessary light rays entering the optical system 1000 to improve aberration characteristics. Accordingly, the optical system 1000 may have improved optical characteristics and may have a slimmer structure.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating that the camera module according to the embodiment is applied to a mobile terminal.
  • the mobile terminal 1 may include a camera module 10 provided on the rear side.
  • the camera module 10 may include an image capturing function.
  • the camera module 10 may include at least one of an auto focus function, a zoom function, and an OIS function.
  • the camera module 10 may process a still image image or an image frame of a moving image obtained by the image sensor 300 in a shooting mode or a video call mode.
  • the processed image frame may be displayed on a display unit (not shown) of the mobile terminal 1 and stored in a memory (not shown).
  • the camera module may be further disposed on the front of the mobile terminal 1 .
  • the camera module 10 may include a first camera module 10A and a second camera module 10B.
  • the mobile terminal 1 may further include an autofocus device 31 .
  • the auto focus device 31 may include an auto focus function using a laser.
  • the auto focus device 31 may be mainly used in a condition in which the auto focus function using the image of the camera module 10 is deteriorated, for example, in proximity of 10 m or less or in a dark environment.
  • the autofocus device 31 may include a light emitting unit including a vertical cavity surface emission laser (VCSEL) semiconductor device and a light receiving unit that converts light energy such as a photodiode into electrical energy.
  • the mobile terminal 1 may further include a flash module 33 .
  • the flash module 33 may include a light emitting device emitting light therein. The flash module 33 may be operated by a camera operation of a mobile terminal or a user's control.

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Abstract

실시예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 상 측 방향으로 광축을 따라 순차적으로 배치되는 제1 내지 제7 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 양의 굴절력을 가지며 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지고, 상기 제2 렌즈는 양의 굴절력을 가지고, 상기 제2 렌즈의 물체 측 면은 볼록하고, 상기 제2 렌즈는 하기 수학식 1을 만족할 수 있다. [수학식 1] 1 < f2 / F < 1.4 (수학식 1에서 F는 상기 광학계의 유효 초점 거리를 의미하고, f2는 상기 제2 렌즈의 초점 거리를 의미한다.)

Description

광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
실시예는 향상된 광학 성능을 위한 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 대한 것이다.
카메라 모듈은 객체를 촬영하여 이미지 또는 동영상으로 저장하는 기능을 수행하며 다양한 어플리케이션에 장착되고 있다. 특히 카메라 모듈은 초소형으로 제작되어 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대용 디바이스뿐만 아니라 드론, 차량 등에 적용되어 다양한 기능을 제공하고 있다. 예를 들어, 카메라 모듈의 광학계는 상(image)를 결상하는 촬상 렌즈, 결상된 상을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이때, 상기 카메라 모듈은 이미지 센서와 촬상 렌즈 사이의 간격을 자동 조절하여 렌즈의 초점거리를 정렬하는 오토포커스(autofocus, AF) 기능을 수행할 수 있고, 줌 렌즈(zoom lens)를 통해 원거리의 객체의 배율을 증가 또는 감소시켜 촬영하는 줌 업(zoom up) 또는 줌 아웃(zoom out)의 주밍(zooming) 기능을 수행할 수 있다. 또한, 카메라 모듈은 영상 흔들림 방지(image stabilization, IS)기술을 채용하여 불안정한 고정장치 혹은 사용자의 움직임에 기인한 카메라의 움직임으로 인한 영상의 흔들림을 보정하거나 방지하는 기술이 채용되고 있다. 이러한 카메라 모듈이 상(image)을 얻기 위해 가장 중요한 요소는 상(image)을 결상하는 촬상 렌즈이다. 최근 고해상도에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이를 구현하기 위해 복수의 렌즈를 포함하는 광학계에 대한 연구가 진행되고 있다. 예를 들어, 고해상도 구현을 위해 양(+)의 굴절력 또는 음(-)의 굴절력을 가지는 복수의 촬상 렌즈를 이용한 연구가 진행되고 있다.
그러나, 복수의 렌즈를 포함할 경우 우수한 광학적 특성, 수차 특성을 도출하기 어려운 문제점이 있다. 또한, 복수의 렌즈를 포함할 경우, 상기 복수의 렌즈의 두께, 간격, 크기 등에 의해 전체 길이, 높이 등이 증가할 수 있고, 이로 인해 상기 복수의 렌즈를 포함하는 모듈의 전체 크기가 증가하는 문제가 있다. 따라서, 상술한 문제를 해결할 수 있는 새로운 광학계가 요구된다.
실시예는 광학 특성이 향상된 광학계를 제공하고자 한다.
실시예는 크기를 감소시킬 수 있는 광학계를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 상 측(image side) 방향으로 광축을 따라 순차적으로 배치되는 제1 내지 제7 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 양의 굴절력을 가지며 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지고, 상기 제2 렌즈는 양의 굴절력을 가지고, 상기 제2 렌즈의 물체 측 면은 볼록하고, 상기 제2 렌즈는 하기 수학식 1을 만족할 수 있다.
[수학식 1] 1 < f2 / F < 1.4
(수학식 1에서 F는 상기 광학계의 유효 초점 거리를 의미하고, f2는 상기 제2 렌즈의 초점 거리를 의미한다.)
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제3 렌즈는 하기 수학식 2를 만족할 수 있다.
[수학식 2] 0.85 < (SD L3S1) / (SD L1S1) < 0.95
(수학식 2에서 SD L1S1은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 유효 반경(Semi-Aperture)을 의미하고, SD L3S1은 상기 제3 렌즈의 물체 측 면의 유효 반경을 의미한다.)
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제3 렌즈는 음의 굴절력을 가지고, 상기 제3 렌즈의 상 측 면은 오목할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제6 및 제7 렌즈는 하기 수학식 3을 만족할 수 있다.
[수학식 3] 0.78 < (SD L6S2) / (SD L7S1) < 0.95
(수학식 3에서 SD L6S2는 상기 제6 렌즈의 상 측 면의 유효 반경을 의미하고, SD L7S1은 상기 제7 렌즈의 물체 측 면의 유효 반경을 의미한다.)
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제6 렌즈는 양의 굴절력을 가지고, 상기 제6 렌즈의 물체 측 면은 볼록할 수 있다. 상기 제7 렌즈는 음의 굴절력을 가지고, 상기 제7 렌즈의 상 측 면은 오목할 수 있다. 상기 제5 렌즈의 물체 측 면은 오목할 수 있다.
발명의 실시예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 상 측 방향으로 광축을 따라 순차적으로 배치되는 제1 내지 제7 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 양의 굴절력을 가지며 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지고, 상기 제2 렌즈는 양의 굴절력을 가지고, 상기 제2 렌즈의 물체 측 면은 볼록하고, 상기 제1 렌즈는 물체 측 면에 배치되는 제1 변곡점 및 상 측 면에 배치되는 제2 변곡점을 포함하고, 상기 광축의 수직 방향을 기준으로, 상기 광축과 상기 제1 변곡점 사이의 거리는 상기 광축과 상기 제2 변곡점 사이의 거리보다 클 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 변곡점은 상기 광축을 시작점으로 하고 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 광축의 수직인 방향을 기준으로 80% 내지 99%인 위치에 배치될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제2 변곡점은, 상기 광축을 시작점으로 하고 상기 제1 렌즈의 상 측 면의 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 광축의 수직인 방향을 기준으로 55% 내지 85%인 위치에 배치될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제6 렌즈의 물체 측 면 및 상 측 면 중 적어도 하나의 면은 변곡점을 포함할 수 있다. 상기 제7 렌즈의 물체 측 면 및 상 측 면 중 적어도 하나의 면은 변곡점을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 광학계 및 카메라 모듈은 복수의 수학식들 중 적어도 하나를 만족할 수 있고, 이로 인해 상기 광학계에 들어오는 불필요한 광선을 차단할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계 및 카메라 모듈은 수차 특성을 개선할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광학계는 슬림한 구조를 가질 수 있다. 이에 따라 상기 광학계를 포함하는 장치, 예컨대 상기 카메라 모듈은 보다 슬림하고 컴팩트(compact)하게 제공될 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 2는 도 1에 따른 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 3은 제2 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 4는 도 3에 따른 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 5는 제3 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 6은 도 5에 따른 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 7은 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우 뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다. 또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우 뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다. 또한, 렌즈의 면이 볼록하다는 것은 광축과 대응되는 영역의 렌즈 면이 볼록한 형상을 가지는 것을 의미할 수 있고, 렌즈의 면이 오목하다는 것은 광축과 대응되는 영역의 렌즈 면이 오목한 형상을 가지는 것을 의미할 수 있다. 또한, "물체 측 면"은 광축을 기준으로 물체 측을 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있고, "상 측 면"은 광축을 기준으로 촬상면을 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있다. 또한, 수직 방향은 광축과 수직인 방향을 의미할 수 있고, 렌즈 또는 렌즈면의 끝단은 입사된 광이 통과하는 렌즈의 유효 영역의 최 끝단을 의미할 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 복수의 렌즈들(100)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 실시예에 따른 광학계(1000)는 5매 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)는 7매 렌즈를 포함할 수 있다. 즉, 상기 광학계(1000)는 물체 측으로부터 상 측(image side) 또는 센서 측(sensor side)으로 순차적으로 배치되는 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140), 제5 렌즈(150), 제6 렌즈(160), 제7 렌즈(170) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제7 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170)은 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
물체의 정보에 해당하는 광은 상기 제1 렌즈(110), 상기 제2 렌즈(120), 상기 제3 렌즈(130), 상기 제4 렌즈(140), 상기 제5 렌즈(150), 상기 제6 렌즈(160), 상기 제7 렌즈(170)를 통과하여 상기 이미지 센서(300)에 입사될 수 있다. 상기 복수의 렌즈들(100) 각각은 유효 영역 및 비유효 영역을 포함할 수 있다. 상기 유효 영역은 상기 제1 내지 제7 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170) 각각에 입사된 광이 통과하는 영역일 수 있다. 즉, 상기 유효 영역은 입사된 광이 굴절되어 광학 특성을 구현하는 영역일 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 유효 영역 둘레에 배치될 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 광이 입사되지 않는 영역일 수 있다. 즉, 상기 비유효 영역은 상기 광학 특성과 무관한 영역일 수 있다. 또한, 상기 비유효 영역은 상기 렌즈를 수용하는 배럴(미도시) 등에 고정되는 영역일 수 있다.
상기 이미지 센서(300)는 광을 감지할 수 있다. 자세하게, 상기 이미지 센서(300)는 상기 복수의 렌즈들(100), 자세하게 상기 제1 내지 제7 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170)을 순차적으로 통과한 광을 감지할 수 있다. 상기 이미지 센서(300)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 필터(500)를 더 포함할 수 있다. 상기 필터(500)는 상기 복수의 렌즈들(100)과 상기 이미지 센서(300) 사이에는 배치될 수 있다. 상기 필터(500)는 상기 복수의 렌즈들(100) 중 상기 이미지 센서(300)와 가장 인접한 마지막 렌즈(제7 렌즈(170))와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 필터(500)는 적외선 필터, 커버 글래스 등의 광학적 필터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 필터(500)는 설정된 파장 대역의 광을 통과시키고, 이와 다른 파장 대역의 광을 필터링할 수 있다. 상기 필터(500)가 적외선 필터를 포함할 경우 외부 광으로부터 방출되는 복사열이 상기 이미지 센서(300)에 전달되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 상기 필터(500)는 가시광선을 투과할 수 있고 적외선을 반사시킬 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광학계(1000)는 조리개(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 조리개는 상기 광학계(1000)에 입사되는 광량을 조절할 수 있다. 상기 조리개는 상기 제1 렌즈(110) 전방에 위치하거나, 상기 제1 내지 제7 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170) 중 선택되는 두 렌즈 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 조리개는 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 내지 제7 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170) 중 적어도 하나의 렌즈는 조리개 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제7 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170) 중 선택되는 하나의 렌즈의 물체 측 면 또는 상 측 면은 광량을 조절하는 조리개 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(제3 면(S3))은 조리개 역할을 수행할 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 광 경로 변경 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 광 경로 변경 부재는 외부에서 입사된 광을 반사시켜 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 90도의 각도로 반사시켜 광의 경로를 변경할 수 있다. 상기 광 경로 변경 부재는 상기 제1 내지 제7 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170)보다 물체 측과 인접하게 배치될 수 있다. 즉, 상기 광학계(1000)가 상기 광 경로 변경 부재를 포함할 경우, 물체 측으로부터 상 측 방향으로 상기 광 경로 변경 부재, 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140), 제5 렌즈(150), 제6 렌즈(160), 제7 렌즈(170), 필터(500) 및 이미지 센서(300) 순서로 배치될 수 있다. 상기 광 경로 변경 부재는 외부에서 입사된 광을 반사시켜 광의 경로를 설정된 방향으로 변경할 수 있다. 상기 광 경로 변경 부재는 상기 광 경로 변경 부재에 입사된 광을 반사시켜 광의 경로를 상기 제1 내지 제7 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170) 방향으로 변경할 수 있다. 상기 광학계(1000)가 광 경로 변경 부재를 포함할 경우, 상기 광학계는 카메라의 두께를 감소시킬 수 있는 폴디드(folded) 카메라에 적용할 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)가 상기 광 경로 변경 부재를 포함할 경우, 적용된 기기의 표면과 수직한 방향으로 입사된 광을 상기 기기의 표면과 평행한 방향으로 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 복수의 렌즈를 포함하는 상기 광학계(1000)는 상기 기기 내에서 보다 얇은 두께를 가질 수 있어, 상기 기기는 보다 얇게 제공될 수 있다.
보다 자세하게, 상기 광학계(1000)가 상기 광 경로 변경 부재를 포함하지 않을 경우, 상기 기기 내에서 상기 복수의 렌즈는 상기 기기의 표면과 수직한 방향으로 연장하며 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 렌즈를 포함하는 광학계(1000)는 상기 기기의 표면과 수직한 방향으로 높은 높이를 가질 수 있고, 상기 기기의 두께를 얇게 형성하기 어려울 수 있다. 그러나, 상기 광학계(1000)가 상기 광 경로 변경 부재를 포함할 경우, 폴디드(folded) 카메라에 적용할 수 있고, 상기 복수의 렌즈는 상기 기기의 표면과 평행한 방향으로 연장하며 배치될 수 있다. 즉, 상기 광학계(1000)는 광축(OA)이 상기 기기의 표면과 평행하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 렌즈를 포함하는 광학계(1000)는 상기 기기의 표면과 수직한 방향으로 낮은 높이를 가질 수 있다. 따라서, 상기 광학계(1000)를 포함하는 폴디드 카메라는 상기 기기 내에서 얇은 두께를 가질 수 있고, 상기 기기의 두께 역시 감소할 수 있다.
이하, 복수의 렌즈들(100)에 대해 보다 자세히 설명하도록 한다.
상기 제1 렌즈(110)는 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제1 렌즈(110)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)는 물체 측 면으로 정의되는 제1 면(S1) 및 상 측 면으로 정의되는 제2 면(S2)을 포함할 수 있다. 이하, 상기 상 측 면은 센서 측일 수 있다. 상기 제1 면(S1)은 볼록할 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈(110)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)는 적어도 하나의 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2) 중 적어도 하나의 면은 변곡점을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제1 면(S1)은 변곡점으로 정의되는 제1 변곡점을 포함할 수 있다. 상기 제1 변곡점은 상기 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제1 렌즈(110)의 제1 면(S1)의 끝단을 끝점으로 할 때, 약 99% 이하인 위치에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제1 변곡점은 상기 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제1 렌즈(110)의 제1 면(S1)의 끝단을 끝점으로 할 때, 약 80% 내지 약 99%인 위치에 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 제1 변곡점은 상기 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제1 렌즈(110)의 제1 면(S1)의 끝단을 끝점으로 할 때, 약 85% 내지 약 99%인 위치에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 제1 면(S1)의 끝단은 상기 제1 렌즈(110)의 상기 제1 면(S1)의 유효 영역의 최 끝단을 의미할 수 있고, 상기 제1 변곡점의 위치는 상기 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 설정된 위치일 수 있다. 상기 제2 면(S2)은 변곡점으로 정의되는 제2 변곡점을 포함할 수 있다. 상기 제2 변곡점은 상기 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제1 렌즈(110)의 제2 면(S2)의 끝단을 끝점으로 할 때, 약 85% 이하인 위치에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제2 변곡점은 상기 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제1 렌즈(110)의 제2 면(S2)의 끝단을 끝점으로 할 때, 약 55% 내지 약 85%인 위치에 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 제2 변곡점은 상기 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제1 렌즈(110)의 제2 면(S2)의 끝단을 끝점으로 할 때, 약 60% 내지 약 80%인 위치에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 제2 면(S2)의 끝단은 상기 제1 렌즈(110)의 상기 제2 면(S2)의 유효 영역의 최 끝단을 의미할 수 있고, 상기 제2 변곡점의 위치는 상기 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 설정된 위치일 수 있다.
이때, 상기 광축(OA)을 기준으로 상기 제1 변곡점은 상기 제2 변곡점보다 먼 거리에 위치할 수 있다. 자세하게, 상기 광축(OA)의 수직 방향을 기준으로 상기 광축(OA)과 상기 제1 변곡점 사이의 거리는 상기 광축(OA)과 상기 제2 변곡점 사이의 거리보다 클 수 있다.
상기 제2 렌즈(120)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제2 렌즈(120)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)는 물체 측 면으로 정의되는 제3 면(S3) 및 상 측 면으로 정의되는 제4 면(S4)을 포함할 수 있다. 상기 제3 면(S3)은 볼록할 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈(120)는 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제3 면(S3)은 볼록할 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈(120)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제3 렌즈(130)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제3 렌즈(130)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)는 물체 측 면으로 정의되는 제5 면(S5) 및 상 측 면으로 정의되는 제6 면(S6)을 포함할 수 있다. 상기 제5 면(S5)은 볼록할 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(130)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제5 면(S5)은 오목할 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(130)는 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제4 렌즈(140)는 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제4 렌즈(140)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)는 물체 측 면으로 정의되는 제7 면(S7) 및 상 측 면으로 정의되는 제8 면(S8)을 포함할 수 있다. 상기 제7 면(S7)은 볼록할 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(140)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 볼록할 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(140)는 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 오목할 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(140)는 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 오목할 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(140)는 상 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)는 적어도 하나의 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8) 중 적어도 하나의 면은 변곡점을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제8 면(S8)은 변곡점으로 정의되는 제3 변곡점을 포함할 수 있다. 상기 제3 변곡점은 상기 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제3 렌즈(130)의 제8 면(S8)의 끝단을 끝점으로 할 때, 약 95% 이하인 위치에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제3 변곡점은 상기 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제3 렌즈(130)의 제8 면(S8)의 끝단을 끝점으로 할 때, 약 65% 내지 약 95%인 위치에 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 제3 변곡점은 상기 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제3 렌즈(130)의 제8 면(S8)의 끝단을 끝점으로 할 때, 약 70% 내지 약 90%인 위치에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 제8 면(S8)의 끝단은 상기 제3 렌즈(130)의 상기 제8 면(S8)의 유효 영역의 최 끝단을 의미할 수 있고, 상기 제3 변곡점의 위치는 상기 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 설정된 위치일 수 있다.
상기 제5 렌즈(150)는 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(150)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제5 렌즈(150)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제5 렌즈(150)는 물체 측 면으로 정의되는 제9 면(S9) 및 상 측 면으로 정의되는 제10 면(S10)을 포함할 수 있다. 상기 제9 면(S9)은 오목할 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제5 렌즈(150)는 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제9 면(S9)은 오목할 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제5 렌즈(150)는 상 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제6 렌즈(160)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(160)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제6 렌즈(160)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제6 렌즈(160)는 물체 측 면으로 정의되는 제11 면(S11) 및 상 측 면으로 정의되는 제12 면(S12)을 포함할 수 있다. 상기 제11 면(S11)은 볼록할 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(160)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제6 렌즈(160)는 적어도 하나의 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12) 중 적어도 하나의 면은 변곡점을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제11 면(S11)은 변곡점으로 정의되는 제4 변곡점을 포함할 수 있다. 상기 제4 변곡점은 상기 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제6 렌즈(160)의 제11 면(S11)의 끝단을 끝점으로 할 때, 약 70% 이하인 위치에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제4 변곡점은 상기 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제6 렌즈(160)의 제11 면(S11)의 끝단을 끝점으로 할 때, 약 40% 내지 약 70%인 위치에 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 제4 변곡점은 상기 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제6 렌즈(160)의 제11 면(S11)의 끝단을 끝점으로 할 때, 약 45% 내지 약 65%인 위치에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제11 면(S11)의 끝단은 상기 제6 렌즈(160)의 상기 제11 면(S11)의 유효 영역의 최 끝단을 의미할 수 있고, 상기 제4 변곡점의 위치는 상기 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 설정된 위치일 수 있다. 상기 제12 면(S12)은 변곡점으로 정의되는 제5 변곡점을 포함할 수 있다. 상기 제5 변곡점은 상기 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제6 렌즈(160)의 제12 면(S12)의 끝단을 끝점으로 할 때, 약 65% 이하인 위치에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제5 변곡점은 상기 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제6 렌즈(160)의 제12 면(S12)의 끝단을 끝점으로 할 때, 약 35% 내지 약 65%인 위치에 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 제5 변곡점은 상기 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제6 렌즈(160)의 제12 면(S12)의 끝단을 끝점으로 할 때, 약 40% 내지 약 60%인 위치에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제12 면(S12)의 끝단은 상기 제6 렌즈(160)의 상기 제12 면(S12)의 유효 영역의 최 끝단을 의미할 수 있고, 상기 제5 변곡점의 위치는 상기 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 설정된 위치일 수 있다.
이때, 상기 광축(OA)을 기준으로 상기 제5 변곡점은 상기 제4 변곡점보다 먼 거리에 위치할 수 있다. 자세하게, 상기 광축(OA)의 수직 방향을 기준으로 상기 광축(OA)과 상기 제5 변곡점 사이의 거리는 상기 광축(OA)과 상기 제4 변곡점 사이의 거리보다 클 수 있다.
상기 제7 렌즈(170)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(170)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제7 렌즈(170)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제7 렌즈(170)는 물체 측 면으로 정의되는 제13 면(S13) 및 상 측 면으로 정의되는 제14 면(S14)을 포함할 수 있다. 상기 제13 면(S13)은 볼록할 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제7 렌즈(170)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제13 면(S13)은 오목할 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제7 렌즈(170)는 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제13 면(S13) 및 상기 제14 면(S14) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제13 면(S13) 및 상기 제14 면(S14)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제7 렌즈(170)는 적어도 하나의 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제13 면(S13) 및 상기 제14 면(S14) 중 적어도 하나의 면은 변곡점을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제13 면(S13)은 변곡점으로 정의되는 제6 변곡점을 포함할 수 있다. 상기 제6 변곡점은 상기 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제7 렌즈(170)의 제13 면(S13)의 끝단을 끝점으로 할 때, 약 30% 이하인 위치에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제6 변곡점은 상기 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제7 렌즈(170)의 제13 면(S13)의 끝단을 끝점으로 할 때, 약 5% 내지 약 30%인 위치에 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 제6 변곡점은 상기 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제7 렌즈(170)의 제13 면(S13)의 끝단을 끝점으로 할 때, 약 5% 내지 약 25%인 위치에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제13 면(S13)의 끝단은 상기 제7 렌즈(170)의 상기 제13 면(S13)의 유효 영역의 최 끝단을 의미할 수 있고, 상기 제6 변곡점의 위치는 상기 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 설정된 위치일 수 있다. 또한, 상기 제14 면(S14)은 변곡점으로 정의되는 제7 변곡점을 포함할 수 있다. 상기 제7 변곡점은 상기 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제7 렌즈(170)의 제14 면(S14)의 끝단을 끝점으로 할 때, 약 45% 이하인 위치에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제7 변곡점은 상기 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제7 렌즈(170)의 제14 면(S14)의 끝단을 끝점으로 할 때, 약 15% 내지 약 45%인 위치에 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 제7 변곡점은 상기 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제7 렌즈(170)의 제14 면(S14)의 끝단을 끝점으로 할 때, 약 20% 내지 약 40%인 위치에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제14 면(S14)의 끝단은 상기 제7 렌즈(170)의 상기 제14 면(S14)의 유효 영역의 최 끝단을 의미할 수 있고, 상기 제7 변곡점의 위치는 상기 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 설정된 위치일 수 있다.
이때, 상기 광축(OA)을 기준으로 상기 제7 변곡점은 상기 제6 변곡점보다 먼 거리에 위치할 수 있다. 자세하게, 상기 광축(OA)의 수직 방향을 기준으로 상기 광축(OA)과 상기 제7 변곡점 사이의 거리는 상기 광축(OA)과 상기 제6 변곡점 사이의 거리보다 클 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 이하에서 설명되는 수학식 중 적어도 하나를 만족할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000)는 광학적으로 향상된 효과를 가질 수 있다. 또한, 실시예에 따른 광학계(1000)는 보다 슬림한 구조를 가질 수 있다.
[수학식 1]
1 < f2 / F < 1.35
수학식 1에서 F는 상기 광학계(1000)의 유효 초점 거리를 의미하고, f2는 상기 제2 렌즈(120)의 초점 거리를 의미한다.
[수학식 2]
0.85 < (SD L3S1) / (SD L1S1) < 0.95
수학식 2에서 SD L1S1은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 유효 반경(Semi-Aperture)을 의미하고, SD L3S1은 상기 제3 렌즈(130)의 물체 측 면(제5 면(S5))의 유효 반경(Semi-Aperture)을 의미한다.
[수학식 3]
0.78 < (SD L6S2) / (SD L7S1) < 0.95
수학식 3에서 SD L6S2는 상기 제6 렌즈(160)의 상 측 면(제12 면(S12))의 유효 반경(Semi-Aperture)을 의미하고, SD L7S1은 상기 제7 렌즈(170)의 물체 측 면(제13 면(S13))의 유효 반경(Semi-Aperture)을 의미한다.
[수학식 4]
0.8 < (SD L3S2) / (SD L4S2) < 0.95
수학식 4에서 SD L3S2는 상기 제3 렌즈(130)의 상 측 면(제6 면(S6))의 유효 반경(Semi-Aperture)을 의미하고, SD L4S2는 상기 제4 렌즈(140)의 상 측 면(제8 면(S8))의 유효 반경(Semi-Aperture)을 의미한다.
[수학식 5]
0.8 < L1_CT / L2_CT < 1.15
수학식 5에서 L1_CT는 상기 제1 렌즈(110)의 중심 두께를 의미하고, L2_CT는 상기 제2 렌즈(120)의 중심 두께를 의미한다.
[수학식 6]
2.35 < L2_CT / L3_CT < 2.65
수학식 6에서 L2_CT는 상기 제2 렌즈(120)의 중심 두께를 의미하고, L3_CT는 상기 제3 렌즈(130)의 중심 두께를 의미한다.
[수학식 7]
0.55 < L3_CT / L4_CT < 0.8
수학식 7에서 L3_CT는 상기 제3 렌즈(130)의 중심 두께를 의미하고, L4_CT는 상기 제4 렌즈(140)의 중심 두께를 의미한다.
[수학식 8]
1.4 < L6_CT / L7_CT < 2.3
수학식 8에서 L6_CT는 상기 제6 렌즈(160)의 중심 두께를 의미하고, L7_CT는 상기 제7 렌즈(170)의 중심 두께를 의미한다.
[수학식 9]
0.1 < d12 / d67 < 0.3
수학식 9에서 d12는 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120) 사이의 중심 간격을 의미하고, d67은 상기 제6 렌즈(160)와 상기 제7 렌즈(170) 사이의 중심 간격을 의미한다.
[수학식 10]
0.4 < d67 / L6_CT < 1.4
수학식 10에서 d67은 상기 제6 렌즈(160)와 상기 제7 렌즈(170) 사이의 중심 간격을 의미하고, L6_CT는 상기 제6 렌즈(160)의 중심 두께를 의미한다.
[수학식 11]
1.2 < f1 / f2 < 1.85
수학식 11에서 f1은 상기 제1 렌즈(110)의 초점 거리를 의미하고, f2는 상기 제2 렌즈(120)의 초점 거리를 의미한다.
[수학식 12]
-1.4 < f1 / f3 < -0.7
수학식 12에서 f1은 상기 제1 렌즈(110)의 초점 거리를 의미하고, f3은 상기 제3 렌즈(130)의 초점 거리를 의미한다.
[수학식 13]
-0.8 < f2 / f3 < -0.6
수학식 13에서 f2는 상기 제2 렌즈(120)의 초점 거리를 의미하고, f3은 상기 제3 렌즈(130)의 초점 거리를 의미한다.
[수학식 14]
-0.45 < f3 / f4 < -0.2
수학식 14에서 f3은 상기 제3 렌즈(130)의 초점 거리를 의미하고, f4는 상기 제4 렌즈(140)의 초점 거리를 의미한다.
[수학식 15]
-1 < f6 / f7 < -0.5
수학식 15에서 f6은 상기 제6 렌즈(160)의 초점 거리를 의미하고, f7은 상기 제7 렌즈(170)의 초점 거리를 의미한다.
[수학식 16]
0.6 < |f2 / f7| < 1.4
수학식 16에서 f2는 상기 제2 렌즈(120)의 초점 거리를 의미하고, f7은 상기 제7 렌즈(170)의 초점 거리를 의미한다.
[수학식 17]
1.65 < F / EPD < 2
수학식 17에서 F는 상기 광학계(1000)의 유효 초점 거리를 의미하고, EPD는 상기 광학계(1000)의 입사동의 직경(Entrance Pupil size)을 의미한다.
[수학식 18]
0.4 < L1R1 / L1R2 < 0.8
수학식 18에서 L1R1은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 곡률 반경을 의미하고, L1R2는 상기 제1 렌즈(110)의 상 측 면(제2 면(S2))의 곡률 반경을 의미한다.
[수학식 19]
0.4 < L1R1 / L2R1 < 0.9
수학식 19에서 L1R1은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 곡률 반경을 의미하고, L2R1은 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(제3 면(S3))의 곡률 반경을 의미한다.
[수학식 20]
n2d < 1.6
수학식 20에서 n2d는 상기 제2 렌즈(120)의 굴절률을 의미한다. 자세하게, n2d는 상기 제2 렌즈(120)의 d-line에서의 굴절률을 의미한다.
[수학식 21]
V3d < 30
수학식 21에서 V3d는 상기 제3 렌즈(130)의 아베수를 의미한다.
[수학식 22]
0.5 < TTL / ImgH < 0.85
수학식 22에서 TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미하고, ImgH는 광축(OA)과 중첩되는 상기 이미지 센서(300)의 상면 중심 0 필드(filed) 영역에서 상기 이미지 센서(300)의 1.0 필드(field) 영역까지의 상기 광축(OA)의 수직 방향 거리를 의미한다. 즉, 상기 ImgH는 상기 이미지 센서(300)의 유효 영역의 대각 방향 길이의 1/2 값을 의미한다.
[수학식 23]
0.05 < BFL / ImgH < 0.15
수학식 23에서 BFL(Back focal length)은 상기 제7 렌즈(170)의 상 측 면(제14 면(S14))의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미하고, ImgH는 광축(OA)과 중첩되는 상기 이미지 센서(300)의 상면 중심 0 필드(filed) 영역에서 상기 이미지 센서(300)의 1.0 필드(field) 영역까지의 상기 광축(OA)의 수직 방향 거리를 의미한다. 즉, 상기 ImgH는 상기 이미지 센서(300)의 유효 영역의 대각 방향 길이의 1/2 값을 의미한다.
[수학식 24]
4 < TTL / BFL < 8
수학식 24에서 TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미하고, BFL(Back focal length)은 상기 제7 렌즈(170)의 상 측 면(제14 면(S14))의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
[수학식 25]
0.65 < F / TTL < 1
수학식 25에서 F는 상기 광학계(1000)의 유효 초점 거리를 의미하고, TTL은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
[수학식 26]
Figure PCTKR2021018757-appb-img-000001
수학식 26에서 Z는 Sag로 비구면 상의 임의의 위치로부터 상기 비구면의 정점까지의 광축 방향의 거리를 의미할 수 있다.
또한, Y는 비구면 상의 임의의 위치로부터 광축까지의 광축에 수직인 방향으로의 거리를 의미할 수 있다.
또한, c는 렌즈의 곡률을 의미할 수 있고, K는 코닉 상수를 의미할 수 있다.
또한, A, B, C, D, E,F은 비구면 계수(Aspheric constant)를 의미할 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 25 중 적어도 하나의 수학식을 만족할 수 있다. 이 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)에 들어오는 불필요한 광선을 차단하여 수차 특성을 개선할 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)가 수학식 1 내지 수학식 25 중 적어도 하나의 수학식을 만족할 경우 보다 상기 광학계(1000)는 보다 슬림한 구조를 가질 수 있고, 이로 인해 상기 광학계(1000)를 포함하는 장치는 보다 슬림하고 컴팩트(compact)하게 제공될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하여 제1 실시예에 따른 광학계(1000)를 보다 상세히 설명한다. 도 1은 제1 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 2는 제1 실시예에 따른 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 물체 측으로부터 상 측 방향으로 순차적으로 배치되는 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140), 제5 렌즈(150), 제6 렌즈(160), 제7 렌즈(170) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제7 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170)은 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120) 사이에는 조리개(미도시)가 배치될 수 있다.
또한, 상기 복수의 렌즈들(100) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에는 필터(500)가 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 필터(500)는 상기 제7 렌즈(170) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다.
렌즈 면 곡률반경(mm) 두께(mm)/ 거리(mm) 굴절률 아베수 유효 반경(mm)
제1 렌즈 제1 면 2.74 0.53 1.54 56.09 1.72
제2 면 4.52 0.2 　 　 1.67
Stop infinity 0.03 　 　
제2 렌즈 제3 면 4.79 0.64 1.54 56.09 1.64
제4 면 -170.99 0.03 　 　 1.62
제3 렌즈 제5 면 10.51 0.25 1.67 19.24 1.6
제6 면 4.48 0.5 　 　 1.52
제4 렌즈 제7 면 105.9 0.38 1.54 56.09 1.58
제8 면 -22.03 0.58 　 　 1.73
제5 렌즈 제9 면 -10.61 0.4 1.67 19.24 2.13
제10 면 11.78 0.17 　 　 2.35
제6 렌즈 제11 면 2.78 0.97 1.62 25.95 2.52
제12 면 9.3 1.22 　 　 3.39
제7 렌즈 제13 면 5.77 0.56 1.53 55.66 4.21
제14 면 2.21 0.27 　 　 4.63
표 1은 제1 실시예에 따른 상기 제1 내지 제7 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170)의 곡률 반경(Radius of Curvature), 각 렌즈의 두께(Thickness), 각 렌즈 사이의 거리(distance), 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number) 및 유효 반경(Semi-aperture)에 대한 것이다.도 1, 도 2 및 표 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)의 상기 제1 렌즈(110)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)의 제1 면(S1)은 볼록할 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 오목할 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 면(S1)은 비구면일 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 비구면일 수 있다.
상기 제2 렌즈(120)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)의 제3 면(S3)은 볼록할 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 볼록할 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)는 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제3 면(S3)은 비구면일 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 비구면일 수 있다.
상기 제3 렌즈(130)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)의 제5 면(S5)은 볼록할 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 오목할 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 면(S5)은 비구면일 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 비구면일 수 있다.
상기 제4 렌즈(140)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)의 제7 면(S7)은 볼록할 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 볼록할 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)는 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 면(S7)은 비구면일 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 비구면일 수 있다.
상기 제5 렌즈(150)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(150)의 제9 면(S9)은 오목할 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 오목할 수 있다. 상기 제5 렌즈(150)는 양 면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 면(S9)은 비구면일 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 비구면일 수 있다.
상기 제6 렌즈(160)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(160)의 제11 면(S11)은 볼록할 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 오목할 수 있다. 상기 제6 렌즈(160)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제11 면(S11)은 비구면일 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 비구면일 수 있다.
상기 제7 렌즈(170)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(170)의 제13 면(S13)은 볼록할 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 오목할 수 있다. 상기 제7 렌즈(170)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제13 면(S13)은 비구면일 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 비구면일 수 있다.
제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 각 렌즈면의 비구면 계수의 값은 하기 표 2와 같다.
제1 면 제2 면 제3 면 제4 면 제5 면 제6 면 제7 면
K 2.74E+00 -2.30E+01 -7.94E+01 0.00E+00 0.00E+00 -2.64E+00 0.00E+00
A 4.79E-03 1.50E-02 7.61E-02 1.58E-02 9.23E-03 -2.41E-03 -1.95E-02
B -4.73E-03 -1.93E-02 -1.12E-01 -5.60E-02 -4.88E-02 1.71E-03 4.13E-03
C 4.66E-03 8.52E-03 1.27E-01 6.62E-02 6.31E-02 -7.41E-03 -1.94E-02
D -6.70E-03 -4.71E-03 -1.09E-01 -5.44E-02 -5.20E-02 1.89E-02 2.22E-02
E 5.26E-03 3.46E-03 6.74E-02 3.36E-02 3.15E-02 -2.05E-02 -1.54E-02
F -2.63E-03 -1.79E-03 -2.76E-02 -1.49E-02 -1.40E-02 1.27E-02 6.45E-03
G 8.07E-04 5.88E-04 7.04E-03 4.38E-03 4.23E-03 -4.48E-03 -1.45E-03
H -1.34E-04 -1.08E-04 -1.02E-03 -7.36E-04 -7.65E-04 8.54E-04 1.45E-04
J 9.14E-06 8.25E-06 6.25E-05 5.28E-05 6.07E-05 -6.81E-05 -4.16E-06
제8 면 제9 면 제10 면 제11 면 제12 면 제13 면 제14 면
K 0.00E+00 1.39E+01 0.00E+00 -5.21E+00 5.08E+00 -2.33E+00 -6.12E+00
A -1.71E-02 -2.29E-02 -1.18E-01 -7.29E-02 4.78E-03 -8.39E-02 -4.04E-02
B 9.68E-03 3.17E-02 9.43E-02 5.18E-02 -7.11E-03 2.30E-02 1.01E-02
C -2.59E-02 -2.71E-02 -6.21E-02 -3.47E-02 1.79E-03 -4.74E-03 -1.79E-03
D 2.61E-02 1.54E-02 3.00E-02 1.60E-02 -3.80E-04 6.57E-04 1.97E-04
E -1.62E-02 -7.01E-03 -1.06E-02 -5.20E-03 6.65E-05 -5.79E-05 -1.36E-05
F 6.35E-03 2.36E-03 2.58E-03 1.14E-03 -8.20E-06 3.20E-06 5.95E-07
G -1.43E-03 -5.01E-04 -3.97E-04 -1.59E-04 6.30E-07 -1.08E-07 -1.61E-08
H 1.62E-04 5.77E-05 3.40E-05 1.25E-05 -2.64E-08 2.05E-09 2.44E-10
J -7.14E-06 -2.76E-06 -1.22E-06 -4.19E-07 4.59E-10 -1.67E-11 -1.59E-12
제1 실시예
TTL 7.58 mm
F 6.469 mm
f1 11.5 mm
f2 8.54 mm
f3 -11.71 mm
f4 33.44 mm
f5 -8.18 mm
f6 6.06 mm
f7 -7.04 mm
BFL 1.11 mm
ImgH 12 mm
EPD 3.44 mm
수학식 제1 실시예
수학식 1 1 < f2 / F < 1.35 1.3201
수학식 2 0.85 < (SD L3S1) / (SD L1S1) < 0.95 0.9302
수학식 3 0.78 < (SD L6S2) / (SD L7S1) < 0.95 0.8052
수학식 4 0.8 < (SD L3S2) / (SD L4S2) < 0.95 0.8786
수학식 5 0.8 < L1_CT / L2_CT < 1.15 0.8281
수학식 6 2.35 < L2_CT / L3_CT < 2.65 2.5600
수학식 7 0.55 < L3_CT / L4_CT < 0.8 0.6579
수학식 8 1.4 < L6_CT / L7_CT < 2.3 1.7321
수학식 9 0.1 < d12 / d67 < 0.3 0.1885
수학식 10 0.4 < d67 / L6_CT < 1.4 1.2577
수학식 11 1.2 < f1 / f2 < 1.85 1.3466
수학식 12 -1.4 < f1 / f3 < -0.7 -0.9821
수학식 13 -0.8 < f2 / f3 < -0.6 -0.7293
수학식 14 -0.45 < f3 / f4 < -0.2 -0.3502
수학식 15 -1 < f6 / f7 < -0.5 -0.8608
수학식 16 0.6 < |f2 / f7| < 1.4 1.2131
수학식 17 1.65 < F / EPD < 2 1.8805
수학식 18 0.4 < L1R1 / L1R2 < 0.8 0.6062
수학식 19 0.4 < L1R1 / L2R1 < 0.9 0.5720
수학식 20 n2d < 1.6 1.54
수학식 21 V3d < 30 19.24
수학식 22 0.5 < TTL / ImgH < 0.85 0.6317
수학식 23 0.05 < BFL / ImgH < 0.15 0.0925
수학식 24 4 < TTL / BFL < 8 6.8288
수학식 25 0.65 < F / TTL < 1 0.8534
표 3은 제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식들의 항목에 대한 것으로, 상기 광학계(1000)의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length), F값, ImgH, 상기 제1 내지 제7 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160,) 각각의 초점 거리(f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7), 입사동의 직경(Entrance Pupil size; EPD) 등에 대한 것이다.
표 4는 제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 25에 대한 결과 값에 대한 것이다. 표 4를 참조하면, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 25 중 적어도 하나를 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 수학식 25를 모두 만족하는 것을 알 수 있다.
이에 따라, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 보다 슬림한 구조로 제공될 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학적 특성을 가지며 도 2와 같은 수차 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 도 2는 제1 실시예에 따른 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 2에서 X축은 초점 거리(mm) 및 왜곡도(%)를 나타낼 수 있고, Y축은 이미지의 높이(height)를 의미할 수 있다. 또한, 구면 수차에 대한 그래프는 약 470nm, 약 510nm, 약 555nm, 약 610nm, 약 650nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이며, 비점 수차 및 왜곡 수차에 대한 그래프는 555nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다.
도 3 및 도 4를 참조하여 제2 실시예에 따른 광학계(1000)를 보다 상세히 설명한다. 도 3은 제2 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 4는 제2 실시예에 따른 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 물체 측으로부터 상 측 방향으로 순차적으로 배치되는 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140), 제5 렌즈(150), 제6 렌즈(160), 제7 렌즈(170) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제7 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170)은 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120) 사이에는 조리개(미도시)가 배치될 수 있다.
또한, 상기 복수의 렌즈들(100) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에는 필터(500)가 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 필터(500)는 상기 제7 렌즈(170) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다.
렌즈 면 곡률 반경(mm) 두께(mm)/ 거리(mm) 굴절률 아베수 유효 반경(mm)
제1 렌즈 제1 면 3.16 0.73 1.54 56.09 1.79
제2 면 5.55 0.15 　 　 1.75
Stop infinity 0.03 　 　
제2 렌즈 제3 면 4.38 0.66 1.54 56.09 1.71
제4 면 -30.17 0.03 　 　 1.65
제3 렌즈 제5 면 14 0.27 1.67 19.24 1.6
제6 면 4.59 0.6 　 　 1.55
제4 렌즈 제7 면 -81.31 0.38 1.54 56.09 1.64
제8 면 -12.99 0.39 　 　 1.89
제5 렌즈 제9 면 -5.28 0.36 1.67 19.24 2.26
제10 면 -49.33 0.27 　 　 2.52
제6 렌즈 제11 면 3.41 1.16 1.62 25.95 2.95
제12 면 15.18 0.66 　 　 3.9
제7 렌즈 제13 면 3.07 0.54 1.53 55.66 4.46
제14 면 1.69 0.35 　 　 4.7
표 5는 제2 실시예에 따른 상기 제1 내지 제7 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170)의 곡률 반경(Radius of Curvature), 각 렌즈의 두께(Thickness), 각 렌즈 사이의 거리(distance), 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number) 및 유효 반경(Semi-aperture)에 대한 것이다.
도 3, 도 4 및 표 5를 참조하면, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)의 상기 제1 렌즈(110)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)의 제1 면(S1)은 볼록할 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 오목할 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 면(S1)은 비구면일 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 비구면일 수 있다.
상기 제2 렌즈(120)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)의 제3 면(S3)은 볼록할 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 볼록할 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)는 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제3 면(S3)은 비구면일 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 비구면일 수 있다.
상기 제3 렌즈(130)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)의 제5 면(S5)은 볼록할 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 오목할 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 면(S5)은 비구면일 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 비구면일 수 있다.
상기 제4 렌즈(140)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)의 제7 면(S7)은 오목할 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 볼록할 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)는 상 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 면(S7)은 비구면일 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 비구면일 수 있다.
상기 제5 렌즈(150)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(150)의 제9 면(S9)은 오목할 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 볼록할 수 있다. 상기 제5 렌즈(150)느 상 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 면(S9)은 비구면일 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 비구면일 수 있다.
상기 제6 렌즈(160)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(160)의 제11 면(S11)은 볼록할 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 오목할 수 있다. 상기 제6 렌즈(160)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제11 면(S11)은 비구면일 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 비구면일 수 있다.
상기 제7 렌즈(170)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(170)의 제13 면(S13)은 볼록할 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 오목할 수 있다. 상기 제7 렌즈(170)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제13 면(S13)은 비구면일 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 비구면일 수 있다.
제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 각 렌즈면의 비구면 계수의 값은 하기 표 6과 같다.
제1 면 제2 면 제3 면 제4 면 제5 면 제6 면 제7 면
K 3.16E+00 -6.38E+01 -5.77E+01 0.00E+00 0.00E+00 -1.63E+00 0.00E+00
A 2.46E-03 1.93E-02 6.70E-02 5.20E-02 4.33E-02 3.77E-03 -1.36E-02
B -5.85E-03 -5.03E-02 -1.01E-01 -1.42E-01 -1.25E-01 -9.17E-03 -8.56E-03
C 4.50E-03 4.40E-02 1.05E-01 1.95E-01 1.80E-01 1.02E-02 4.25E-04
D -5.19E-03 -3.12E-02 -8.35E-02 -1.80E-01 -1.69E-01 3.05E-04 -4.24E-03
E 3.48E-03 1.80E-02 5.17E-02 1.16E-01 1.10E-01 -7.22E-03 7.49E-03
F -1.48E-03 -7.46E-03 -2.23E-02 -5.19E-02 -4.99E-02 5.87E-03 -5.24E-03
G 3.86E-04 1.98E-03 6.17E-03 1.52E-02 1.50E-02 -2.19E-03 1.88E-03
H -5.56E-05 -2.99E-04 -9.75E-04 -2.58E-03 -2.63E-03 4.13E-04 -3.24E-04
J 3.32E-06 1.94E-05 6.72E-05 1.92E-04 2.03E-04 -3.21E-05 1.96E-05
제8 면 제9 면 제10 면 제11 면 제12 면 제13 면 제14 면
K 0.00E+00 -1.62E+00 0.00E+00 -3.52E+00 -2.29E+01 -1.54E+01 -5.41E+00
A -4.71E-03 -2.42E-02 -8.43E-02 -4.00E-02 1.45E-02 -7.62E-02 -5.10E-02
B -8.38E-03 2.10E-02 4.62E-02 1.34E-02 -5.80E-03 2.05E-02 1.33E-02
C 4.86E-03 -4.17E-03 -2.16E-02 -6.61E-03 -2.00E-04 -4.82E-03 -2.81E-03
D -1.09E-02 -9.48E-03 6.51E-03 1.74E-03 3.87E-04 8.26E-04 3.87E-04
E 1.05E-02 8.61E-03 -1.15E-03 -2.27E-04 -9.56E-05 -8.93E-05 -3.24E-05
F -5.07E-03 -3.23E-03 1.55E-04 2.98E-06 1.22E-05 5.95E-06 1.61E-06
G 1.40E-03 6.37E-04 -2.20E-05 2.88E-06 -8.76E-07 -2.39E-07 -4.53E-08
H -2.09E-04 -6.54E-05 2.34E-06 -3.11E-07 3.32E-08 5.29E-09 6.32E-10
J 1.29E-05 2.77E-06 -1.03E-07 1.00E-08 -5.19E-10 -5.00E-11 -2.96E-12
제2 실시예
TTL 7.8624 mm
F 6.65 mm
f1 12.35 mm
f2 7.18 mm
f3 -10.2 mm
f4 28.77 mm
f5 -8.89 mm
f6 6.85 mm
f7 -8.13 mm
BFL 1.63 mm
ImgH 12.6 mm
EPD 3.54 mm
수학식 제2 실시예
수학식 1 1 < f2 / F < 1.35 1.0797
수학식 2 0.85 < (SD L3S1) / (SD L1S1) < 0.95 0.8939
수학식 3 0.78 < (SD L6S2) / (SD L7S1) < 0.95 0.8744
수학식 4 0.8 < (SD L3S2) / (SD L4S2) < 0.95 0.8201
수학식 5 0.8 < L1_CT / L2_CT < 1.15 1.1061
수학식 6 2.35 < L2_CT / L3_CT < 2.65 2.4444
수학식 7 0.55 < L3_CT / L4_CT < 0.8 0.7105
수학식 8 1.4 < L6_CT / L7_CT < 2.3 2.1481
수학식 9 0.1 < d12 / d67 < 0.3 0.2727
수학식 10 0.4 < d67 / L6_CT < 1.4 0.5690
수학식 11 1.2 < f1 / f2 < 1.85 1.7201
수학식 12 -1.4 < f1 / f3 < -0.7 -1.2108
수학식 13 -0.8 < f2 / f3 < -0.6 -0.7039
수학식 14 -0.45 < f3 / f4 < -0.2 -0.3545
수학식 15 -1 < f6 / f7 < -0.5 -0.8426
수학식 16 0.6 < |f2 / f7| < 1.4 0.8831
수학식 17 1.65 < F / EPD < 2 1.8785
수학식 18 0.4 < L1R1 / L1R2 < 0.8 0.5694
수학식 19 0.4 < L1R1 / L2R1 < 0.9 0.7215
수학식 20 n2d < 1.6 1.54
수학식 21 V3d < 30 19.24
수학식 22 0.5 < TTL / ImgH < 0.85 0.6240
수학식 23 0.05 < BFL / ImgH < 0.15 0.1294
수학식 24 4 < TTL / BFL < 8 4.8236
수학식 25 0.65 < F / TTL < 1 0.8458
표 7은 제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식들의 항목에 대한 것으로, 상기 광학계(1000)의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length), F값, ImgH, 상기 제1 내지 제7 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160,) 각각의 초점 거리(f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7), 입사동의 직경(Entrance Pupil size; EPD) 등에 대한 것이다.표 8은 제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 25에 대한 결과 값에 대한 것이다.표 8을 참조하면, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 25 중 적어도 하나를 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 수학식 25를 모두 만족하는 것을 알 수 있다.
이에 따라, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 보다 슬림한 구조로 제공될 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학적 특성을 가지며 도 4와 같은 수차 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 도 4는 제2 실시예에 따른 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 4에서 X축은 초점 거리(mm) 및 왜곡도(%)를 나타낼 수 있고, Y축은 이미지의 높이(height)를 의미할 수 있다. 또한, 구면 수차에 대한 그래프는 약 470nm, 약 510nm, 약 555nm, 약 610nm, 약 650nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이며, 비점 수차 및 왜곡 수차에 대한 그래프는 555nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다.
도 5 및 도 6을 참조하여 제3 실시예에 따른 광학계(1000)를 보다 상세히 설명한다. 도 5는 제3 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 6은 제3 실시예에 따른 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)는 물체 측으로부터 상 측 방향으로 순차적으로 배치되는 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140), 제5 렌즈(150), 제6 렌즈(160), 제7 렌즈(170) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제7 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170)은 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120) 사이에는 조리개(미도시)가 배치될 수 있다.
또한, 상기 복수의 렌즈들(100) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에는 필터(500)가 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 필터(500)는 상기 제7 렌즈(170) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다.
렌즈 면 곡률 반경(mm) 두께(mm)/
거리(mm)		 굴절률 아베수 유효 반경(mm)
제1 렌즈 제1 면 2.83 0.62 1.53 55.66 1.775
제2 면 4.97 0.15 　 　 1.75
Stop infinity 0.03 　 　
제2 렌즈 제3 면 4.95 0.62 1.53 55.66 1.71
제4 면 -57.07 0.03 　 　 1.65
제3 렌즈 제5 면 18.19 0.25 1.67 19.24 1.6
제6 면 5.18 0.58 　 　 1.59
제4 렌즈 제7 면 -43.79 0.41 1.53 55.66 1.64
제8 면 -12.38 0.55 　 　 1.86
제5 렌즈 제9 면 -9.18 0.39 1.67 19.24 2.34
제10 면 18.5 0.2 　 　 2.59
제6 렌즈 제11 면 3.04 1.11 1.62 25.95 2.9
제12 면 8.97 1.03 　 　 3.91
제7 렌즈 제13 면 5.59 0.74 1.53 55.66 4.46
제14 면 2.24 0.35 　 　 4.98
표 9는 제3 실시예에 따른 상기 제1 내지 제7 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170)의 곡률 반경(Radius of Curvature), 각 렌즈의 두께(Thickness), 각 렌즈 사이의 거리(distance), 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number) 및 유효 반경(Semi-aperture)에 대한 것이다.도 5, 도 6 및 표 9를 참조하면, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)의 상기 제1 렌즈(110)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)의 제1 면(S1)은 볼록할 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 오목할 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 면(S1)은 비구면일 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 비구면일 수 있다.
상기 제2 렌즈(120)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)의 제3 면(S3)은 볼록할 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 볼록할 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)는 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제3 면(S3)은 비구면일 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 비구면일 수 있다.
상기 제3 렌즈(130)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)의 제5 면(S5)은 볼록할 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 오목할 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 면(S5)은 비구면일 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 비구면일 수 있다.
상기 제4 렌즈(140)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)의 제7 면(S7)은 오목할 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 볼록할 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)는 상 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 면(S7)은 비구면일 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 비구면일 수 있다.
상기 제5 렌즈(150)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(150)의 제9 면(S9)은 오목할 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 오목할 수 있다. 상기 제5 렌즈(150)는 양 면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 면(S9)은 비구면일 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 비구면일 수 있다.
상기 제6 렌즈(160)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(160)의 제11 면(S11)은 볼록할 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 오목할 수 있다. 상기 제6 렌즈(160)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제11 면(S11)은 비구면일 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 비구면일 수 있다.
상기 제7 렌즈(170)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(170)의 제13 면(S13)은 볼록할 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 오목할 수 있다. 상기 제7 렌즈(170)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제13 면(S13)은 비구면일 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 비구면일 수 있다.
제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 각 렌즈면의 비구면 계수의 값은 하기 표 10과 같다.
제1 면 제2 면 제3 면 제4 면 제5 면 제6 면 제7 면
K 2.83E+00 -4.55E+01 -8.14E+01 0.00E+00 0.00E+00 -2.03E+00 0.00E+00
A 5.35E-03 2.67E-02 6.69E-02 1.62E-02 9.65E-03 -1.54E-03 -1.66E-02
B -5.68E-03 -4.67E-02 -9.85E-02 -4.20E-02 -3.81E-02 7.20E-04 -7.69E-03
C 6.10E-03 4.01E-02 1.04E-01 4.94E-02 5.36E-02 7.91E-04 1.08E-02
D -8.09E-03 -3.28E-02 -8.52E-02 -4.66E-02 -5.44E-02 1.74E-03 -2.08E-02
E 5.87E-03 2.09E-02 5.12E-02 3.55E-02 4.18E-02 -2.04E-03 2.17E-02
F -2.70E-03 -8.79E-03 -2.03E-02 -1.90E-02 -2.24E-02 9.84E-04 -1.33E-02
G 7.59E-04 2.27E-03 4.97E-03 6.27E-03 7.59E-03 -1.57E-04 4.82E-03
H -1.16E-04 -3.28E-04 -6.76E-04 -1.13E-03 -1.43E-03 -6.65E-06 -9.37E-04
J 7.34E-06 2.01E-05 3.90E-05 8.46E-05 1.13E-04 2.75E-06 7.45E-05
제8 면 제9 면 제10 면 제11 면 제12 면 제13 면 제14 면
K 0.00E+00 8.03E+00 0.00E+00 -4.32E+00 3.98E+00 -4.42E+00 -6.24E+00
A -1.46E-02 -1.80E-02 -8.53E-02 -4.97E-02 5.00E-03 -7.03E-02 -3.13E-02
B 3.14E-04 1.88E-02 5.26E-02 2.54E-02 -4.41E-03 2.06E-02 7.67E-03
C -3.64E-03 -1.06E-02 -2.64E-02 -1.30E-02 4.14E-04 -4.87E-03 -1.39E-03
D -7.51E-04 3.01E-03 9.61E-03 4.51E-03 5.47E-05 7.74E-04 1.56E-04
E 2.85E-03 -7.76E-04 -2.67E-03 -1.11E-03 -2.07E-05 -7.77E-05 -1.12E-05
F -1.92E-03 2.93E-04 5.53E-04 1.90E-04 2.77E-06 4.89E-06 5.26E-07
G 6.82E-04 -7.61E-05 -7.53E-05 -2.12E-05 -2.02E-07 -1.88E-07 -1.58E-08
H -1.22E-04 9.67E-06 5.74E-06 1.39E-06 7.93E-09 4.05E-09 2.78E-10
J 8.29E-06 -4.71E-07 -1.83E-07 -3.93E-08 -1.31E-10 -3.76E-11 -2.16E-12
제3 실시예
TTL 7.9 mm
F 6.6594 mm
f1 11.12 mm
f2 8.52 mm
f3 -10.94 mm
f4 32.02 mm
f5 -9.14 mm
f6 6.93 mm
f7 -7.52 mm
BFL 1.18 mm
ImgH 12.6 mm
EPD 3.54 mm
수학식 제3 실시예
수학식 1 1 < f2 / F < 1.35 1.2794
수학식 2 0.85 < (SD L3S1) / (SD L1S1) < 0.95 0.9014
수학식 3 0.78 < (SD L6S2) / (SD L7S1) < 0.95 0.8767
수학식 4 0.8 < (SD L3S2) / (SD L4S2) < 0.95 0.8548
수학식 5 0.8 < L1_CT / L2_CT < 1.15 1.0000
수학식 6 2.35 < L2_CT / L3_CT < 2.65 2.4800
수학식 7 0.55 < L3_CT / L4_CT < 0.8 0.6098
수학식 8 1.4 < L6_CT / L7_CT < 2.3 1.5000
수학식 9 0.1 < d12 / d67 < 0.3 0.1748
수학식 10 0.4 < d67 / L6_CT < 1.4 0.9279
수학식 11 1.2 < f1 / f2 < 1.85 1.3052
수학식 12 -1.4 < f1 / f3 < -0.7 -1.0165
수학식 13 -0.8 < f2 / f3 < -0.6 -0.7788
수학식 14 -0.45 < f3 / f4 < -0.2 -0.3417
수학식 15 -1 < f6 / f7 < -0.5 -0.9215
수학식 16 0.6 < |f2 / f7| < 1.4 0.8831
수학식 17 1.65 < F / EPD < 2 1.8812
수학식 18 0.4 < L1R1 / L1R2 < 0.8 0.5694
수학식 19 0.4 < L1R1 / L2R1 < 0.9 0.5717
수학식 20 n2d < 1.6 1.53
수학식 21 V3d < 30 19.24
수학식 22 0.5 < TTL / ImgH < 0.85 0.6270
수학식 23 0.05 < BFL / ImgH < 0.15 0.0937
수학식 24 4 < TTL / BFL < 8 6.6949
수학식 25 0.65 < F / TTL < 1 0.8430
표 11은 제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식들의 항목에 대한 것으로, 상기 광학계(1000)의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length), F값, ImgH, 상기 제1 내지 제7 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150, 160,) 각각의 초점 거리(f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7), 입사동의 직경(Entrance Pupil size; EPD) 등에 대한 것이다.또한, 표 12는 제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 25에 대한 결과 값에 대한 것이다. 표 12를 참조하면, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 25 중 적어도 하나를 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 수학식 25를 모두 만족하는 것을 알 수 있다.
이에 따라, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)는 보다 슬림한 구조로 제공될 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학적 특성을 가지며 도 6과 같은 수차 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 도 6은 제3 실시예에 따른 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 470nm, 약 510nm, 약 555nm, 약 610nm, 약 650nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이며, 비점 수차 및 왜곡 수차에 대한 그래프는 555nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 상술한 수학식들 중 적어도 하나를 만족할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)에 들어오는 불필요한 광선을 차단하여 수차 특성을 개선할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있고, 보다 슬림한 구조를 가질 수 있다.
도 7은 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.
도 7을 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 수차 특성을 가질 수 있고, 슬림한 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 이동 단말기(1)는 자동 초점 장치(31)를 더 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 레이저를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 상기 카메라 모듈(10)의 이미지를 이용한 자동 초점 기능이 저하되는 조건, 예컨대 10m 이하의 근접 또는 어두운 환경에서 주로 사용될 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 수직 캐비티 표면 방출 레이저(VCSEL) 반도체 소자를 포함하는 발광부와, 포토 다이오드와 같은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 수광부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 이동 단말기(1)는 플래쉬 모듈(33)을 더 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(33)은 내부에 광을 발광하는 발광소자를 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(33)은 이동 단말기의 카메라 작동 또는 사용자의 제어에 의해 작동될 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. 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 (12)

  1. 물체 측으로부터 상 측 방향으로 광축을 따라 순차적으로 배치되는 제1 내지 제7 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈는 양의 굴절력을 가지며 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지고,
    상기 제2 렌즈는 양의 굴절력을 가지고,
    상기 제2 렌즈의 물체 측 면은 볼록하고,
    상기 제2 렌즈는 하기 수학식 1을 만족하는 광학계.
    [수학식 1]
    1 < f2 / F < 1.4
    (수학식 1에서 F는 상기 광학계의 유효 초점 거리를 의미하고, f2는 상기 제2 렌즈의 초점 거리를 의미한다.)
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제1 및 제3 렌즈는 하기 수학식 2를 만족하는 광학계.
    [수학식 2]
    0.85 < (SD L3S1) / (SD L1S1) < 0.95
    (수학식 2에서 SD L1S1은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 유효 반경(Semi-Aperture)을 의미하고, SD L3S1은 상기 제3 렌즈의 물체 측 면의 유효 반경을 의미한다.)
  3. 제2 항에 있어서, 상기 제3 렌즈는 음의 굴절력을 가지고,
    상기 제3 렌즈의 상 측 면은 오목한 광학계.
  4. 제2 항에 있어서, 상기 제6 및 제7 렌즈는 하기 수학식 3을 만족하는 광학계.
    [수학식 3]
    0.78 < (SD L6S2) / (SD L7S1) < 0.95
    (수학식 3에서 SD L6S2는 상기 제6 렌즈의 상 측 면의 유효 반경을 의미하고, SD L7S1은 상기 제7 렌즈의 물체 측 면의 유효 반경을 의미한다.)
  5. 제4 항에 있어서, 상기 제6 렌즈는 양의 굴절력을 가지고,
    상기 제6 렌즈의 물체 측 면은 볼록한 광학계.
  6. 제4 항에 있어서, 상기 제7 렌즈는 음의 굴절력을 가지고,
    상기 제7 렌즈의 상 측 면은 오목한 광학계.
  7. 제4 항에 있어서, 상기 제5 렌즈의 물체 측 면은 오목한 광학계.
  8. 물체 측으로부터 상 측 방향으로 광축을 따라 순차적으로 배치되는 제1 내지 제7 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈는 양의 굴절력을 가지며 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지고,
    상기 제2 렌즈는 양의 굴절력을 가지고,
    상기 제2 렌즈의 물체 측 면은 볼록하고,
    상기 제1 렌즈는 물체 측 면에 배치되는 제1 변곡점 및 상 측 면에 배치되는 제2 변곡점을 포함하고,
    상기 광축의 수직 방향을 기준으로, 상기 광축과 상기 제1 변곡점 사이의 거리는 상기 광축과 상기 제2 변곡점 사이의 거리보다 큰 광학계.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 제1 변곡점은 상기 광축을 시작점으로 하고 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 광축의 수직인 방향을 기준으로 80% 내지 99%인 위치에 배치되는 광학계.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 제2 변곡점은, 상기 광축을 시작점으로 하고 상기 제1 렌즈의 상 측 면의 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 광축의 수직인 방향을 기준으로 55% 내지 85%인 위치에 배치되는 광학계.
  11. 제8 항에 있어서, 상기 제6 렌즈의 물체 측 면 및 상 측 면 중 적어도 하나의 면은 변곡점을 포함하는 광학계.
  12. 제8 항에 있어서, 상기 제7 렌즈의 물체 측 면 및 상 측 면 중 적어도 하나의 면은 변곡점을 포함하는 광학계.
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