WO2022182192A1 - 광학계 및 이를 구비한 카메라 모듈 - Google Patents

광학계 및 이를 구비한 카메라 모듈 Download PDF

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서은성
문영섭
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Definitions

  • An embodiment of the invention relates to an optical system and a camera module having 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 for forming an image, and an image sensor for converting 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
  • AF autofocus
  • zooming function of zooming up or zooming out may be performed by increasing or decreasing the magnification of .
  • the camera module employs image stabilization (IS) technology to correct or prevent image stabilization when the camera is moved by an unstable fixing device or a user's movement.
  • IS image stabilization
  • the most important element for this camera module to acquire an image is an imaging lens that forms an image.
  • Recently, interest in high performance such as high image quality and 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 (+) and/or negative (-) refractive power is being conducted to realize a high-performance optical system.
  • the entire optical system may increase, and it is difficult to derive excellent optical and aberration characteristics.
  • At least one of the plurality of lenses may provide an optical system in which any one of an object-side first surface and a sensor-side second surface has a non-circular shape. In an embodiment of the present invention, at least one of the plurality of lenses may provide an optical system in which lengths in first and second directions perpendicular to an optical axis are different from one of an object-side first surface and a sensor-side second surface. In an embodiment of the present invention, at least one of the plurality of lenses may provide an optical system in which one or both sides in the second direction have an inclination with respect to the optical axis. In an embodiment of the present invention, at least one of the plurality of lenses may provide an optical system having both inclined sides. An embodiment of the invention may provide a camera module having the optical system and a portable terminal having the same.
  • An optical system includes a plurality of lenses arranged in a direction from an object side to a sensor side, and at least one first lens of the plurality of lenses includes a first surface that is an object-side surface and a second surface that is a sensor-side surface. Including, wherein the length in the first direction of the first surface is different from the length in the first direction of the second surface, the length in the first direction of the first surface is shorter than the length in the second direction of the first surface, The first direction may be orthogonal to the optical axis of the lenses, and the second direction may be orthogonal to the first direction and the optical axis.
  • the first lens may be the lens closest to the object side among the plurality of lenses.
  • the first lens may be a lens closest to the sensor side among the plurality of lenses.
  • a length of the first surface in the first direction may be shorter than a length of the second surface in the first direction.
  • the first lens may include a first side and a second side on both sides in the first direction, and at least one of the first side and the second side may have an inclination with respect to an optical axis.
  • an angle between at least one of the first side and the second side and the optical axis may be 5 to 10 degrees.
  • the slopes of the first side and the second side may be equal to each other.
  • a length in the second direction of the first surface may be the same as a length in the first direction of the second surface.
  • a length of the first surface in the first direction may be longer than a length of the second surface in the first direction.
  • a radius of curvature of the first surface in the optical axis may be greater than a radius of curvature of the second surface in the optical axis.
  • an inclined side surface on the outside of at least one of the lenses in the camera module, it is possible to reduce the problem that unnecessary light (ie, miscellaneous light) is condensed on the image sensor or the light size increases.
  • one or a plurality of inclined side surfaces are provided on the outer side surface of at least one lens close to the object, thereby reducing the size of stray light by changing the path of some incident light.
  • at least one lens close to the object is provided with different lengths in the first and second directions of any one of the first and second surfaces on which light is incident and emitted, so that an image is obtained by changing the path of some incident light.
  • FIG. 1 is an example of a side cross-sectional view of an optical system according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is a view of a first lens in the optical system of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a perspective view of the first lens of FIG. 2 .
  • FIG. 4 is a side view of the first lens of FIG. 3 .
  • 5A and 5B are plan views illustrating a first surface and a second surface of the first lens of FIG. 2 .
  • 6A and 6B are side views viewed from the first direction Y and the second direction X with respect to the first lens of FIG. 5 .
  • 7A and 7B are a first modified example of the first lens of FIG. 2 , and are other examples of an inclined side surface viewed in the first direction Y. Referring to FIG.
  • FIG. 8 is a second modified example of the first lens of FIG. 2 , and is a side view viewed in the first direction (Y).
  • FIG. 9 is a third modified example of the first lens of FIG. 2 , and is a side view viewed in the first direction (Y).
  • FIG. 10 is a side view of the fourth modified example of the first lens of FIG. 2 as viewed in the first direction Y. Referring to FIG.
  • FIG 11 is a side view of the fifth modified example of the first lens of FIG. 2 viewed in the first direction (Y).
  • 12A and 12B are a sixth modified example of the first lens of FIG. 2 , in which both sides viewed in the first direction Y are different.
  • FIG. 13A and 13B are another example of FIG. 12 , and both sides viewed from the first direction Y are different.
  • FIGS. 14A and 14B are views illustrating a light path incident to a side surface of a first lens as a comparative example and an example of the invention.
  • 15 is another example of a first lens in the optical system of FIG.
  • 16A and 16B are plan views of the first and second surfaces of the first lens of FIG. 15 as viewed from the object side and the sensor side.
  • 17 is a side view of the first lens of FIG. 15 as viewed in the first direction (Y).
  • FIG. 18 is another example of a side view of the first lens of FIG. 15 viewed in the first direction (Y).
  • 19 is another example of the first lens in the optical system of FIG.
  • 20A and 20B are views for explaining an optical path according to a shape change of the second surface of the first lens according to an embodiment of the present invention.
  • 21 (A) (B) (C) are views comparing the path of the incident light according to the side shape of the first lens according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is an example of a cutting line for explaining the inclined side of the first lens in the optical system according to an embodiment of the present invention.
  • 23A and 23B are other examples of plan views illustrating the first and second surfaces of the first lens of FIG. 2 or FIG. 5 .
  • 24 is a view for explaining the degree of change in resolution according to the inclined angle of the side surface of the first lens in the optical system according to an embodiment of the present invention.
  • 25 is a diagram illustrating a location of miscellaneous light in an image sensor according to an embodiment of the present invention.
  • 26 is a view comparing the position and size of a flare formed on an image sensor according to a side inclination angle of a first lens in an optical system according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 27 and 28 are views illustrating a flare distribution and irradiance formed on an image sensor in an optical system according to a comparative example and an embodiment of the present invention.
  • 29 is a perspective view of a portable terminal having an optical system according to an embodiment of the present invention.
  • 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 first lens means the lens closest to the object side among the plurality of lenses aligned with the optical axis
  • the last lens means the lens closest to the sensor side among the plurality of lenses aligned with the optical axis.
  • the units for the radius, thickness/distance, and TTL of the lens are all mm.
  • the shape of the lens is shown based on the optical axis of the lens. For example, that the object-side or sensor-side surface of the lens is convex means that the optical axis vicinity is convex on the object-side or sensor-side surface of the lens, but does not mean that the optical axis periphery is convex.
  • the portion around the optical axis on the object-side or sensor-side surface of the lens may be concave. That the object-side or sensor-side surface of the lens is concave means that the vicinity of the optical axis is concave on the object-side or sensor-side surface of the lens, but does not mean that the periphery of the optical axis is concave. Accordingly, even in the case where the object-side or sensor-side surface of the lens is described as being concave, the portion around the optical axis on the object-side or sensor-side surface of the lens may be convex.
  • the thickness and radius of curvature of the lens are measured based on the optical axis of the lens.
  • object side may mean a surface of the lens that faces the object side with respect to the optical axis
  • sensor side refers to the lens that faces the imaging surface or image sensor with respect to the optical axis. It may mean the side of or the side opposite to the side of the object.
  • the optical system according to an embodiment of the present invention may include a lens made of a glass material and/or a lens made of a plastic material.
  • FIG. 1 is an example of a side cross-sectional view of an optical system according to an embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a view of a first lens in the optical system of FIG. 1
  • FIG. 3 is a perspective view of the first lens of FIG. 2
  • FIG. 4 is FIG. is a side view of the first lens of FIG. 5
  • A) (B) is a plan view viewed from the first and second surfaces of the first lens of FIG. 2, (A) (B) of FIG. It is a side view viewed from the first direction (Y) and the second direction (X) with respect to the first lens.
  • an optical system may include an optical system having four or more lenses or five or more lenses.
  • the optical system may include a lens unit 110 having five lenses 111,112,113,114,115 or six lenses 111,112,113,114,115,116 stacked in the direction of the image sensor 190 from the object side.
  • the lens unit 110 may be aligned with the optical axis Lz from the first lens 111 closest to the object side to the fifth lens 115 or the sixth lens 116 .
  • the first direction (Y) perpendicular to the optical axis (Lz) direction (Z) is the height of the camera module, the thickness direction of the mobile terminal, or the height direction of the movable body, and the second direction (X) is the first direction (Y) ) and the direction perpendicular to the optical axis direction (Z).
  • the optical system may include the reflective member 101 on the object side of the first lens 111 .
  • the reflective member 101 may be implemented as a prism, and may reflect light incident in the direction of the axis Ly orthogonal to the optical axis Lz of the lens unit 110 .
  • another lens may be further disposed on the object side of the reflective member 101 .
  • the optical axis Lz of the lens unit 110 and the center of the image sensor 190 may be disposed on the same axis or may be aligned on different axes.
  • another reflective member may be further disposed between the lens unit 110 and the image sensor 190 .
  • one of at least two first lens groups close to the object side and at least two second lens groups close to the sensor side may be moved in the optical axis direction (Z).
  • any one of the first lens group of the first, second, and third lenses 111 , 112 , and 113 and the second lens group of the fourth, fourth, and sixth lenses 114 , 115 and 116 may be moved in the optical axis direction Z.
  • the optical system may implement an auto focusing (AF) function by a lens group moving in the optical axis direction (Z).
  • An embodiment of the present invention provides an optical system for focusing by moving only one lens group, so that an increase in space or a movement distance can be relatively suppressed.
  • any one of the first lens group and the second lens group may be moved in a direction orthogonal to the optical axis for an OIS (Optical Image Stabilizer) function.
  • the camera module may include a driving member for moving the optical system, and the driving member may be an actuator or a piezoelectric element for an AF function and/or an OIS function.
  • Lenses in the optical system may include lenses made of a solid material, for example, a glass material and/or a plastic material. At least one or all of the lenses 111 , 112 , 113 , 114 , and 115 may include an aspherical surface on an incident-side surface. At least one or all of the lenses 111 , 112 , 113 , 114 and 115 may include an aspherical surface on an object-side surface and/or a sensor-side surface.
  • the optical system may include a diaphragm ST for adjusting the amount of incident light.
  • the diaphragm ST may be disposed between any one of the first, second, and third lenses 111 , 113 , and 115 , and for example, may be disposed around the sensor-side surface of the first lens 111 .
  • the sixth lens 116 may be a lens that does not affect optical performance, and may be removed, and will be described as the center of the lens unit 110 having the first to fifth lenses 111 , 112 , 113 , 114 and 115 .
  • the light corresponding to the image information of the object is the first lens 111 , the second lens 112 , the third lens 113 , the fourth lens 114 , the fifth lens 115 , and the sixth lens 116 .
  • Each of the first to sixth lenses 111 , 112 , 113 , 114 , 115 , and 116 may include an effective area and an ineffective area.
  • the effective area may be an area through which light incident on each lens 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.
  • the ineffective region may be a region independent of the optical characteristic.
  • the ineffective region may be a region fixed to a lens holder or a barrel (not shown) for accommodating lenses.
  • the effective focal length (EFL) may be 35 mm or less, for example, 10 mm to 35 mm or 13 mm to 23 mm.
  • TTL Total Top Length
  • the F number of the optical system may be 4 or less, for example, in the range of 2.5 to 4 or in the range of 3 to 3.6.
  • the distance to the object is at least 30 mm or more, for example, 35 mm, and may be at most infinity.
  • a field of view (FOV) may be a narrow angle, for example, 50 degrees or less.
  • the first lens 111 may be a lens closest to the object side in the optical system or a lens closest to the reflective member 101 .
  • the first lens 111 may have positive (+) refractive power.
  • the first lens 111 may include a glass material or a plastic material.
  • the first lens 111 may include a first surface S1 defined as an object-side surface and a second surface S2 defined as a sensor-side surface.
  • the first surface S1 may be an incident surface, and the second surface S2 may be an exit surface.
  • the first surface S1 may be convex and the second surface S2 may be concave. That is, the first lens 111 may have a meniscus shape convex toward the object.
  • At least one or both of the first surface S1 and the second surface S2 may be aspherical.
  • a radius of curvature of the first surface S1 of the first lens 111 may be greater than a radius of curvature of the second surface S2 of the first lens 111 .
  • the effective diameter or effective area of the first surface S1 of the first lens 111 may be larger than the effective diameter or effective area of the second surface S2 .
  • the effective radius of the first lens 111 may be greater than the effective radius of the second to fifth lenses 112 , 113 , 114 , and 115 with respect to the optical axis. Accordingly, the amount of ambient light of the light focused by the image sensor 190 may be improved.
  • the thickness of the first lens 111 on the optical axis Lz of the optical system ie, the central thickness, may be thicker than the central thickness of each of the second to fourth lenses 112, 113, and 114, and 1.5 mm or more, for example, 1.5 mm to 2 mm. can be a range.
  • the first lens 111 may have a relatively thick thickness and a large effective diameter, and may refract the amount of incident light to focus the light onto the second lens 112 .
  • the first lens 111 may provide side surfaces S11 and S12 in which the height direction (ie, Y) of the camera module is cut.
  • the cut side surface may be any one or both sides of the first lens 111 in the first direction Y, and may provide a surface that is not parallel to the optical axis.
  • the cut side surfaces S11 and S12 may be outer surfaces in which a portion of the effective mirror is cut in the optical axis direction from one side or both sides of the first lens 111 in the first direction Y.
  • a part of the cut effective diameter may be one or both sides of the first surface S1, and one or both sides of the second surface S2 are cut with ribs or flanges without cutting the effective diameter.
  • a portion of the cut effective diameter may be one or both sides of the second surface S2, and one or both sides of the first surface S1 may have ribs or flanges without cutting the effective diameter. can be cut.
  • One of the first and second surfaces S1 and S2 of the first lens 111 may have a non-circular shape, and the other may have a circular shape.
  • the first surface S1 may have a non-circular shape
  • the second surface S2 may have a circular shape.
  • the second surface S2 may have a non-circular shape
  • the first surface S1 may have a circular shape.
  • Any one or both of the first and second side surfaces S11 and S12 of the first lens 111 may have an inclination with respect to the optical axis. The slope may be the same as or different from the first and second side surfaces S11 and S12.
  • the length A1 of the first direction (Y) of the object-side first surface (S1) in the first lens 111 is the second direction (X) may be smaller than the length (B2) of In the first lens 111
  • the length A4 in the first direction Y of the sensor-side second surface S2 may be equal to or smaller than the length in the second direction X
  • the second surface S2 may be larger than the effective diameter A3 of the , and may be the same as the diameter (eg, B2) of the first surface S1.
  • the length A1 of the object-side first surface S1 in the first direction (Y) is the length of the effective diameter of the first surface (S1), and may be smaller than the length (B2) in the second direction (X).
  • the length A4 of the sensor-side second surface S2 in the first and second directions Y and X may be the same as the length including the ribs.
  • the effective diameter for the first and second directions (Y,X) of the object-side first surface S1 and the first and second directions (Y,X) of the sensor-side second surface S2 may not be the same length.
  • the lengths A1 and A3 in the first direction Y are linear distances from the first and second surfaces S1 and S2 of the first lens 111 to the cut side surfaces S11 and S12.
  • the length B2 in the second direction X may be the length of the effective diameter of the first lens 111 .
  • the maximum length B1 in the second direction X of the side surfaces S11 and S12 cut from the first lens 111 may be smaller than the length B2 of the effective diameter of the first surface S1, It may be greater than the length A3 of the effective diameter of the two surfaces S2.
  • a straight line in the first direction (Y) passing through the center (0) with respect to the center (O) of the first lens 111 and the angle from the first and second side surfaces (S11, S12) to the outer ends of the object side (Q1) may be 60 degrees or less, for example, in the range of 30 degrees to 60 degrees, or in the range of 30 degrees to 50 degrees.
  • the angle Q1 may indicate a position where the first and second side surfaces S11 and S12 start from the object side surface of the first lens 111 .
  • one end or both ends of the first surface S1 of the first lens 111 in the first direction Y is a boundary between the cut side surface and the first surface S1
  • the second One end or both ends of the surface S2 in the first direction Y is a boundary between the cut side surface and the second surface S2.
  • the boundary may be an edge in the first direction Y of the first and second surfaces S1 and S2.
  • the first axis Z1 passing through one end of the first surface S1 of the first lens 111 and parallel to the optical axis may intersect the effective diameter area or the rib area of the second surface S2. have.
  • the second axis Z2 passing through both ends of the inclined side surfaces S11 and S12 in the first lens 111 is the edge of the effective mirror of the first surface S1 and the second surface S2 in the first direction Y. ) may intersect with the effective diameter edge or rib edge. That is, when the effective diameter of the second surface S2 is smaller than the effective diameter of the first surface S1 , the second axis Z2 may intersect the ribs disposed outside the effective diameter of the second surface S2 .
  • the angle R1 formed by each of the inclined side surfaces S11 and S12 of the first lens 111 is the angle of the second axis Z2 with respect to the first axis Z1 and is less than or equal to 10 degrees. , for example, in the range of 0.5 degrees to 10 degrees or in the range of 5 degrees to 10 degrees. If the angle R1 is greater than the above range, the lens height cannot be reduced, so that the height of the camera module increases. If the angle R1 is smaller than the above range, the effect of reducing flare is insignificant.
  • the linear distance between the first side S11 and the second side S12 inclined on both sides in the first direction Y is the minimum distance (ie, A1) on the first side S1.
  • the minimum distance from the first surface S1 may be a length A1 of the first surface S1 in the first direction Y, and the maximum distance from the second surface S2 may be the second surface S2.
  • ) in the first and second directions (Y, X) may be a length A4.
  • a boundary between the second surface S2 and the first and second side surfaces S11 and S12 may be an outer edge of the second surface S2. Accordingly, on the second surface S2 , the length in the first direction Y and the length A4 in the second direction X may be the same as each other.
  • the cutting is performed from the outside of the effective diameter of the first surface S1 toward the outer edge of the second surface S2 . Accordingly, the cut portion of the second surface S2 may be minimized or absent.
  • a portion of the first side surface S11 of the first lens 111 may overlap a rib area outside the effective mirror of the second surface S2 of the first lens 111 in the optical axis direction.
  • a portion of the second side surface S12 may overlap a rib area outside the effective mirror of the second surface S2 of the first lens 111 in the optical axis direction.
  • the length A1 of the effective diameter in the first direction Y of the object-side first surface S1 may be in the range of 4.5 mm or more, for example, 4.5 mm to 5.5 mm, and in the second direction.
  • the length (B2) of the effective diameter of (X) may be 5 mm or more, for example, in the range of 5 mm to 6 mm.
  • the effective diameter length A3 in the first and second directions Y and X of the sensor-side second surface S2 of the first lens 111 may be 4.1 mm or more, for example, in the range of 4.1 mm to 5.2 mm.
  • the second lens 112 may have negative (-) refractive power.
  • the second lens 112 may include a plastic material.
  • the second lens 112 may include a third surface S3 defined as an object-side surface and a fourth surface S4 defined as a sensor-side surface.
  • the third surface S3 may be an incident surface, and the fourth surface S4 may be an exit surface.
  • the third surface S3 may be concave toward the sensor and the fourth surface S4 may be concave toward the object. At least one or both of the third surface S3 and the fourth surface S4 may be aspherical.
  • the thickness of the second lens 112 on the optical axis Lz may be smaller than the thickness of the first and third lenses 111 and 113, and may be 0.6 mm or less, for example, 0.1 mm to 0.5 mm.
  • the second lens 112 may be provided with the thinnest thickness in the lens unit 110 .
  • the third lens 113 may have a positive (+) refractive power.
  • a refractive power value of the third lens 113 may be greater than a refractive power value of the first lens 111 .
  • the third lens 113 may include a glass or plastic material.
  • the third lens 113 may include a fifth surface S5 defined as an object-side surface and a sixth surface S6 defined as a sensor-side surface.
  • the fifth surface S5 may be an incident surface, and the sixth surface S6 may be an exit surface.
  • the fifth surface S5 may be convex toward the object and the sixth surface S6 may be convex toward the sensor. At least one or both of the fifth surface S5 and the sixth surface S6 may be aspherical.
  • the thickness of the third lens 113 on the optical axis Lz may be greater than the thickness of the second and fourth lenses 111 and 114, and may be in the range of 1.2 mm or more, for example, 1.2 mm to 1.6 mm.
  • a thickness of the third lens 113 may be thinner than a thickness of the first lens 111 , and a thickness difference between the first and second lenses 111 and 112 may be 0.5 mm or less.
  • the third lens 113 may receive the light diffused on the concave fourth surface S4 of the second lens 112 and condense the light through the convex fifth surface S5 and the sixth surface S6. have.
  • the fourth lens 114 may have a negative refractive power.
  • the fourth lens 114 may include a glass or plastic material.
  • the fourth lens 114 may include a seventh surface S7 defined as an object-side surface and an eighth surface S8 defined as a sensor-side surface.
  • the seventh surface S7 may be an incident surface, and the eighth surface S8 may be an exit surface.
  • the seventh surface S7 may be concave toward the sensor and the eighth surface S8 may be concave toward the object. At least one or both of the seventh surface S7 and the eighth surface S8 may be aspherical.
  • the thickness of the fourth lens 114 on the optical axis Lz may be smaller than the thickness of the third and fifth lenses 113 and 115, and may be 1 mm or less, for example, 0.2 mm to 0.9 mm.
  • a thickness of the fourth lens 114 may be greater than a thickness of the second lens 114 , and a thickness difference with the third lens 113 may be 0.9 mm or more.
  • the fourth lens 114 receives the light condensed by the convex sixth surface S6 of the third lens 113, and receives the incident light from the concave seventh and eighth surfaces S7 and S8. It can be refracted so that it diffuses through it.
  • the fifth lens 115 may have positive (+) refractive power.
  • the refractive power value of the fifth lens 115 may be smaller than the refractive power value of the first lens 111 .
  • the fifth lens 115 may include a plastic material.
  • the fifth lens 115 may include a ninth surface S9 defined as an object-side surface and a tenth surface S10 defined as a sensor-side surface.
  • the ninth surface S9 may be an incident surface, and the tenth surface S10 may be an exit surface.
  • the ninth surface S9 may be convex toward the sensor and the tenth surface S10 may be convex toward the sensor. At least one or both of the ninth surface S9 and the tenth surface S10 may be aspherical.
  • the thickness of the fifth lens 115 on the optical axis Lz may be greater than the thickness of the fourth lens 114, and may be 1.5 mm or less, for example, 1.5 mm to 2 mm.
  • the fifth lens 115 may have the same thickness as that of the first lens 111 or a thickness difference of 0.2 mm or less.
  • the fifth lens 115 may refract the light diffused by the concave eighth surface S8 of the fourth lens 114 through the concave ninth surface S9 and the convex tenth surface S10 .
  • the sixth lens 116 is disposed between the fifth lens 115 and the image sensor 190, may be larger than the effective diameter of the first lens 111, and may be a lens having the largest diameter in the optical system. .
  • the sixth lens 116 may have a radius of curvature between the object side surface and the sensor side surface greater than that of the first to fifth lenses 111 , 112 , 113 , 114 and 115 , and may be the largest among lenses in the optical system.
  • the thickness of the sixth lens 116 may be thinner than the central thickness of the second lens 112 and may be 0.25 mm or less.
  • the sixth lens 116 may be made of a glass material or a plastic material.
  • the sixth lens 116 may be positioned closer to the image sensor 190 than the fifth lens 115 .
  • the sixth lens 116 may be moved together with the fifth lens 115 in the optical axis direction Z.
  • the sixth lens 116 may be removed in the optical system.
  • the sixth lens 116 may provide a surface in which the height direction (ie, Y) of the camera module is cut.
  • the cut surface may be any one or both of both sides of the sixth lens 116 in the first direction Y, and may provide a surface parallel to the optical axis.
  • the cut surface may be a surface in which a portion of the effective diameter is cut from one side or both sides of the sixth lens 116 in the first direction Y toward the optical axis direction.
  • a portion of the effective diameter cut by the sixth lens 116 may be on one or both sides of the object-side surface, and may be on one or both sides of the sensor-side surface in the first direction.
  • the sixth lens 116 may be a lens closest to the image sensor, and the length of the object-side surface in the first direction (Y) may be different from the length in the second direction (X). In the sixth lens 116 , the length of the sensor-side surface in the first direction (Y) may be different from the length in the second direction (X). In the sixth lens 116 , the length of the object-side surface in the first direction (Y) may be smaller than the length in the second direction (X). In the sixth lens 116 , the length of the sensor-side surface in the first direction (Y) may be smaller than the length in the second direction (X).
  • the sixth lens 116 may have the same length in the first direction (Y) of the object-side surface and the length in the first direction (Y) of the sensor-side surface.
  • the length of the first direction (Y) and the length of the second direction (X) may be the length of the effective diameter of the sixth lens 116 .
  • the length in the first direction (Y) of the object-side surface may be in the range of 4.5 mm or more, for example, 4.5 mm to 5.5 mm
  • the length in the second direction (X) is 5.5 mm or more, for example, in the range of 4.5 mm or more.
  • the length in the first direction (Y) of the sensor-side surface may be in the range of 4.5 mm or more, for example, 4.5 mm to 5.5 mm
  • the length in the second direction (X) is 5.6 mm or more, for example, in the range of 4.5 mm or more.
  • the lengths in the second direction (X) of the object-side surface and the sensor-side surface of the sixth lens 116 are the second lengths of the first surface S1 and the second surface S2 of the first lens 111 . It may be greater than the length of the direction (X).
  • the length in the first direction (Y) of the object-side surface of the sixth lens 116 is the length in the first direction (Y) of the first surface S1 and the second surface S2 of the first lens 111 .
  • the sixth lens 116 may have sides inclined or inclined with respect to the optical axis on one side or both sides of the first direction Y, and the angles of the inclined and inclined sides are 5 degrees to 10 degrees. can be a range.
  • the distance between the first lens 111 and the second lens 112 on the optical axis may be the largest among the distances between the two adjacent lenses, and may be 1.5 mm or more, for example, 1.5 mm to 3 mm. have.
  • the distance between the first and second lenses 111 and 112 is a distance at which light reflected by the inclined side surfaces S11 and S12 of the first lens 111 is not incident on the effective area of the second lens 112 .
  • the distance between the first lens 111 and the second lens 112 may be greater than the central thickness of the first lens 111, and is 1.2 times or more of the central thickness of the first lens 111. For example, It may range from 1.2 to 1.8 times.
  • the distance between the second lens 112 and the third lens 113 may be the smallest among the distances between the two adjacent lenses, and may be 0.05 mm or less, for example, in the range of 0.05 mm to 1.2 mm.
  • a distance between the second lens 112 and the third lens 113 may be smaller than a center thickness of the second lens 112 .
  • the minimum distance between the third lens 113 and the fourth lens 114 may be the second smallest distance between two adjacent lenses, and may be 0.6 mm or less, for example, in the range of 0.35 mm to 0.6 mm. .
  • a distance between the third lens 113 and the fourth lens 114 may be greater than a distance between the second lens 112 and the third lens 113 .
  • the distance between the fourth lens 114 and the fifth lens 115 may be the second largest between the two adjacent lenses, and may be 0.55 mm or more, for example, 0.55 mm to 0.85 mm.
  • a distance between the fourth lens 114 and the fifth lens 115 may be greater than a minimum distance between the third lens 113 and the fourth lens 114 .
  • the focal length of the first lens 111 has a positive value, and may be 7 mm or more, for example, 7 mm to 13 mm.
  • the focal length of the second lens 112 has a negative value, and may be -3 mm or less, for example, in the range of -3 mm to -7 mm.
  • the focal length of the third lens 113 has a positive value and may be 5 mm or less, for example, 1 mm to 5 mm.
  • the focal length of the fourth lens 114 has a negative value, and may be -1 mm or less, for example, -1 mm to -5.5 mm.
  • the focal length of the fifth lens 115 has a positive value, and may be 10 mm or more, for example, 10 mm to 16 mm. When an absolute value is taken, the focal length of the fifth lens 115 may be the largest among the focal lengths of the lenses.
  • the optical filter 192 may include an optical filter such as an infrared filter.
  • the optical filter 192 may pass light of a set wavelength band and filter light of a different wavelength band.
  • the optical filter 192 may block radiant heat emitted from external light from being transmitted to the image sensor 190 .
  • the optical filter 192 may transmit visible light and reflect infrared light.
  • the image sensor 190 may detect the light passing through the optical filter 192 .
  • the image sensor 190 may include a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS).
  • CCD charge coupled device
  • CMOS complementary metal oxide semiconductor
  • At least one first lens 111 of the plurality of lenses 111 , 112 , 113 , 114 , and 115 may include side surfaces S11 and S12 in which both sides or one side in the first direction Y are inclined.
  • any one lens 111 closest to the object side and one lens 116 closest to the sensor among the plurality of lenses 111, 112, 113, 114, 115, 116 may each include an inclined side on either side or one side in the first direction (Y). have.
  • one or a plurality of lenses having cut sides may be disposed in the optical system.
  • the at least one lens having the cut side surface may include inclined side surfaces S11 and S12 on one side or both sides of the first direction Y, respectively.
  • the at least one first lens 111 having the side surfaces S11 and S12 is inclined from the effective area of the object-side surface to the effective area of the sensor-side surface in one or both sides of the first direction Y. It may include at least one of a surface inclined from the effective area of the side surface to the rib area of the sensor side, or a surface inclined from the rib area of the object-side surface to the effective area of the sensor surface. That is, the effective area of at least one of the object-side surface and the sensor-side surface of the at least one lens may be obliquely cut.
  • the inclined side surfaces S11 and S12 of the first lens 111 may have an outer edge S111 in the second direction X in a curved shape.
  • the inclined side surfaces S11 and S12 of the first lens 111 may gradually decrease in width in the second direction X from the object-side first surface S1 to the second surface S2. 4 and 6 (B), the outer surface (S10) of the first lens 111 is provided as a surface perpendicular to the optical axis direction (Z), except for the inclined side (S11, S12), or , the ribs may be arranged in multiple stages.
  • At least the first lens 111 of the plurality of lenses has a length A1 in the first direction (Y) of the first surface (S1) and a length in the first direction (Y) of the second surface (S2).
  • the length A1 of the first surface S1 in the first direction Y may be shorter than the length B2 of the first surface S1 in the second direction X. Accordingly, since the path of the light reflected through the inclined side surfaces S11 and S12 of the first lens 111 is changed, it is prevented from proceeding toward the image sensor 190 and the size of unnecessary light incident on the image sensor 190 is changed. can be minimized.
  • the side surface Sa1 may be provided as a side surface parallel to the optical axis.
  • the light reflected by the inclined side surface Sa2 of the object-side lens 153 in the two adjacent lenses 153 and 154 is outside the effective area (eg, the lower area) of the sensor-side lens 154 . ), no clutter is formed on the image sensor.
  • the side surface Sa2 may be provided as an inclined side surface (eg, S11 and S12 in FIG. 2 ) that is not parallel to the optical axis, for example, the angle Rb of the inclined side surface is 10 degrees with respect to the optical axis as shown in FIG. 24 .
  • the angle Rb of the inclined side surface is 10 degrees with respect to the optical axis as shown in FIG. 24 .
  • it may be in the range of 0.5 degrees to 10 degrees or in the range of 5 degrees to 10 degrees.
  • the length in the first direction must be smaller than that of the sensor-side surface of the object-side surface. As shown in (C) of FIG.
  • the side surface Sa3 may be provided as an inclined side surface that is not parallel to the optical axis.
  • the angle Ra of the inclined side surface is 10 degrees or less with respect to the optical axis, for example, 0.5 degrees to 10 degrees, or It may range from 5 degrees to 10 degrees.
  • the sensor-side surface is smaller than the object-side surface in the first direction, and the object-side surface and the sensor-side surface have a length in the first direction.
  • the difference in length may be greater than the length of the two sides shown in FIG. 21B .
  • the angle Ra with respect to the optical axis is a positive (+) angle
  • the angle Rb may be a negative (-) angle.
  • the angle of the inclined side surface of the first lens may be in the range of 5 degrees to 10 degrees or -5 degrees to 10 degrees with respect to the optical axis.
  • Table 1 shows the flare positions in the image sensor according to the inclined cutting angle of the side surface of the first lens.
  • 26 shows a region or position where the flare is formed on the image sensor according to the cutting angle of the lens.
  • Table 1 shows this in a table.
  • the cut positive angle is the angle Ra with respect to the optical axis
  • the negative angle is the angle Rb with respect to the optical axis.
  • A11 is the size of the flare F1 on the image sensor 190, and it can be seen that the flare is reduced or removed as the absolute value of the angle of the cut side increases.
  • the height of the camera module increases according to Table 2. Therefore, considering both the flare removal effect and the height of the lens, it is most appropriate for the angle of the cut side to be in the range of 5 degrees to 10 degrees or -10 degrees to -5 degrees with respect to the optical axis. In this case, as the cut angle (absolute value) increases, the height of the first lens to reduce flare may be increased as shown in Table 2.
  • the length of the sensor side surface in the first direction Y by the angle R1 of the cut side surfaces S11 and S12 is the object side. Since the surface is cut longer than the length in the first direction (Y), it is possible to reduce the difference in length between the object-side surface and the sensor-side surface in the first direction (Y), minimize the cutting area of the effective area, and reduce the height of the lens. have. Comparing the size of the stray light of the invention of Fig. 27 (A) with the comparative example of Fig.
  • the effective diameter of the third surface S3 of the second lens 112 is the effective diameter of the first surface S1 (ie, B2). ), may be less than or equal to 4 mm or may be in the range of 4.5 mm to 5 mm, and may be equal to or greater than the effective diameter of the fourth surface S4.
  • the effective diameter of the fourth surface S4 may be 4 mm or less, for example, in the range of 4.5 mm to 4 mm.
  • the effective diameters of the fifth and sixth surfaces S5 and S6 of the third lens 113 may be larger than the effective diameters of the third and fourth surfaces S3 and S4 of the second lens 112 .
  • the effective diameter of the fifth surface S5 may be equal to or greater than the effective diameter of the sixth surface S6, and may be 4.2 mm or less, for example, in the range of 3.7 mm to 4.2 mm.
  • the effective diameter of the sixth surface S7 may be in the range of 4.17 mm or less, for example, 3.7 mm to 4.17 mm.
  • the effective diameters of the seventh and eighth surfaces S5 and S6 of the fourth lens 114 may be smaller than the effective diameters of the fifth and sixth surfaces S7 and S8 of the third lens 113 .
  • the effective diameter of the seventh surface S7 may be equal to or larger than the effective diameter of the eighth surface S8, and may be 3.3 mm or less, for example, in the range of 2.9 mm to 3.1 mm.
  • the effective diameter of the eighth surface S8 may be 3.27 mm or less, for example, in the range of 2.85 mm to 3.27 mm.
  • the effective diameters of the ninth and tenth surfaces S9 and S10 of the fifth lens 115 may be larger than the effective diameters of the seventh and eighth surfaces S7 and S8 of the fourth lens 114 .
  • the effective diameter of the ninth surface S9 may be smaller than the effective diameter of the tenth surface S10, and may be 3.5 mm or less, for example, in the range of 2.8 mm to 3.5 mm.
  • the effective diameter of the tenth surface S10 may be 4.2 mm or less, for example, in the range of 3.7 mm to 4.2 mm.
  • the tenth surface S10 may diffuse the light incident through the ninth surface S9 to uniformly irradiate the light from the center to the peripheral area of the image sensor 190 through the optical filter 192 .
  • the first lens 111 has a lower refractive index than that of the second lens 112, and may be less than 1.6.
  • the second lens 112 has a higher refractive index than that of the first lens 111 , and may be 1.57 or more.
  • the third and fourth lenses 113 and 114 have a lower refractive index than that of the second lens 112 , and a difference between the two refractive indices may be at most 0.1 or less.
  • the fifth lens 115 may have a higher refractive index than that of the fourth lens 114 , and may be 1.6 or more, for example, 1.65 or more.
  • the fifth lens 115 has a refractive index higher than the refractive indices of the first to fourth lenses 111 , 112 , 113 , and 114 , and thus can effectively refract light.
  • the Abbe number of the first lens 111 is greater than the Abbe number of the second lens 112, for example, 1.7 times or more.
  • the Abbe's number of the second lens 112 may be smaller than the Abbe's number of the first lens 111 and the third lens 113 , and may be, for example, 30 or less.
  • the Abbe's number of the third lens 113 may be 50 or more.
  • the Abbe's number of the first, third, and fourth lenses 111 , 113 , and 114 may be 50 or more, and may be equal to each other.
  • the difference in Abbe's number between the third lens 113 and the fourth lens 114 may be no or less than 5.
  • the Abbe's number of the fifth lens 115 may be smaller than the Abbe's number of the fourth lens 114 , and a difference from the Abbe's number of the second lens 112 may be 10 or less.
  • the Abbe's number of the second lens 112 may be the smallest among the lenses of the optical system, and may be smaller than the Abbe's number of the second lens 112 and may be 25 or less.
  • Abbe's numbers in the lenses 111 , 112 , 113 , 114 and 115 decrease when the refractive index of the lenses increases. If the Abbe number is small, color dispersion is effective, and when the Abbe number is large, color dispersion may occur less. When the Abbe's number in the lenses 111, 112, 113, 114, and 115 is high, chromatic aberration may be small and transparency may be improved.
  • the half angle of view may be 12 degrees or less, for example, 5 degrees to 12 degrees.
  • the distance from the center of the image sensor 190 to the end in the diagonal direction may be 3 mm or less, for example, 2 mm to 3 mm.
  • the wavelength of the light beam used in the optical system may be in the range of 870 nm to 1000 nm.
  • the MTF degradation may be 10% or less in a temperature range from a low temperature (eg -40 degrees C) to a high temperature (eg 85 degrees C).
  • the material of the lens barrel or the lens holder supporting the lenses may be a metal material, for example, a metal having high heat dissipation characteristics. Accordingly, even when a plastic lens is used in the optical system, a decrease in heat dissipation efficiency can be prevented.
  • Table 3 shows the lens characteristics of the optical system according to the embodiment of the present invention.
  • first embodiment noodle # Surface type Thickness/ Interval Index Abbe# first lens S1 ASP 1.80 1.52 56.0 S2 ASP 1.5 second lens S3 ASP 0.30 1.61 25.9 S4 ASP 0.10 third lens S5 ASP 0.140 1.53 56.0 S6 ASP 0.43 4th lens S7 ASP 0.46 1.52 56.0 S8 ASP 0.74 5th lens S9 ASP 1.80 1.66 20.4 S10 ASP 4.2 filter FS1 SPH 0.110 1.52 64.20 FS2 SPH 0.452 image sensor Image SPH 0.000
  • the ASP indicates an aspherical surface
  • the thickness indicates the thickness (unit, mm) of each lens on the optical axis
  • the interval indicates the spacing between two lenses aligned on the optical axis. (unit, mm) is indicated.
  • the thickness of the FS1 is the thickness of the filter. 7 to 13 are modified examples of the first lens.
  • the inclined side surfaces S11 and S12 of the first lens 111A may have the same maximum length as the effective diameter of the first surface S1 in the second direction X,
  • the second direction outer edge S111 of the inclined side surfaces S11 and S12 may extend from the edge of the first surface S1 to the edge of the second surface S2 in a curved manner.
  • the inclined side surfaces S11 and S12 of the first lens have a maximum length in the second direction X that is smaller than the effective diameter of the first surface S1, and the inclined side surfaces S11, S12,
  • the second direction outer edge S111 of S12 may extend from the edge of the first surface S1 to the inside edge of the second surface S2 (ie, a position close to the center of the inclined side surface) in a curved manner.
  • the maximum linear distance in the optical axis direction may be equal to or shorter than the height of the outer side surface S10 of the first lens 111 .
  • the inclined side surfaces S11 and S12 of the first lens 111B when viewed from the first direction Y, the inclined side surfaces S11 and S12 of the first lens 111B, for example, a plurality of regions S11A, S11B, and S11C, have at least two or more regions S11A, S11B, and S11C. It may be formed separately, and each of the regions S11A, S11B, and S11C may have outer edges S113, S114, and S115 in a hemispherical shape.
  • the outer edges S113, S114, and S115 are curved from the edge of the first surface S1 to the edge of the second surface S2, or from the edge of the first surface S1 to the second surface S2. It can be placed inside the edge (ie, close to the center of the beveled side).
  • the inclined side surfaces S11 and S12 of the first lens 111C may be formed such that at least two or more, for example, a plurality of regions are connected to each other when viewed from the first direction Y,
  • the edges S113 , S114 , and S115 of the regions connected to each other may be formed in a shape in which hemispherical shapes overlap.
  • the outer edges S113, S114, and S115 are curved from the edge of the first surface S1 to the edge of the second surface S2, or from the edge of the first surface S1 to the second surface S2. It can be placed inside the edge (closer to the center of the beveled side).
  • the inclined side surfaces S11 and S12 of the first lens 111D may have a maximum length in the second direction X that is smaller than the effective diameter of the first surface S1, and the inclined side surfaces S11, S12,
  • the length of the second direction X of S12 may be the minimum at the edge of the first surface S1 and the maximum at the edge of the second surface S2 .
  • the effective area of both the first and second surfaces S1 and S2 may be cut, and may be cut at the inclined angle Ra of FIG. 24 .
  • the second direction outer edges S117 and S118 of the inclined side surfaces S11 and S12 are edges of the cut side and may be connected from the edge of the second surface S2 to the edge of the first surface S1.
  • the inclined side surfaces S11 and S12 of the first lens 111D may have a maximum length equal to the diameter of the second surface S2 in the second direction X, and the inclined side surfaces S11, S12,
  • the length of the second direction X of S12 may be the minimum at the edge of the first surface S1 and the maximum at the edge of the second surface S2 .
  • the effective area of both the first and second surfaces S1 and S2 may be cut, and may be cut at the inclined angle Ra of FIG. 24 .
  • the second direction outer edges S117A and S118A of the inclined side surfaces S11 and S12 are edges of the cut side and may be connected from the edge of the second surface S2 to the edge of the first surface S1.
  • the area, size, or shape of the inclined first side surface S11 and the second side surface S12 may be different with respect to the first lens.
  • the area of the first side surface S11 and the area of the second side surface S12 are different examples, and the area of the first side surface S11 is the second side surface S12 ) may be smaller than the area of As shown in (A) (B) of Figure 13, the shape or / and area of the first side (S11) and the second side (S12) are different, and the inflection point of the curve of the second side (S12) is the first side (S11) ) may have more curves than inflection points.
  • the area of the second side surface S12 may be larger than the area of the first side surface S11 .
  • 14(A) is a case in which the first lens of the comparative example has a flat side surface SF1
  • (B) is a case in which the first lens of the present invention has inclined side surfaces S11 and S12.
  • 14(A)(B) the angle ⁇ 1 incident on the first surface, the incident and reflection angles ⁇ 2 and ⁇ 5 on the side surfaces SF1, S11, S12, and the emission angle from the second surface S2 Comparing ( ⁇ 4, ⁇ 6) is shown in Table 4.
  • the angle ⁇ 6 when the angle ⁇ 5 is reflected by the inclined side surfaces S11 and S12 of the first lens 111 and is emitted at an angle ⁇ 6 through the second surface S2, the angle ⁇ 6 emitted is In order to travel out of the effective range of other lenses, the angle ⁇ 6 always travels out of the effective range when it is a positive (+) angle. It has a great removal effect.
  • Table 3 is an example in which the inclined side surfaces S11 and S12 are measured at an angle of 7.5.
  • 15 to 17 are views illustrating another example of the first lens of FIG. 2 .
  • the first lens 121 may include side surfaces S21 and S22 inclined with respect to an axis parallel to the optical axis Lz.
  • the inclined side surfaces S21 and S22 may be inclined at a predetermined angle R11 with respect to an axis parallel to the optical axis.
  • the angle R11 may be 10 degrees or less, for example, in the range of 0.5 to 10 degrees, or in the range of 5 to 10 degrees.
  • the first and second directions (Y,X) lengths B2 of the first surface S1 of the first lens 121 are equal to each other, and the first and second directions (Y,X) of the second surface S2 ( Y, X) lengths A11 and A4 may be different from each other.
  • the first direction length A11 of the second surface S2 may be smaller than the second direction length A4, and the length B2 of the first surface S1 in the first and second directions Y and X. may be smaller than
  • the angle ( Q2) covers a half region of length B11, and may be less than or equal to 60 degrees, such as in the range of 30 degrees to 60 degrees or in the range of 30 degrees to 50 degrees.
  • the angle Q2 indicates a position where the first and second sides S11 and S12 start from the sensor side of the first lens. 17, the first and second side surfaces S21 and S22 are cut obliquely from the edge of the second surface S2 toward the edge of the first surface S1, and the edge S121 is to be formed in a curved shape.
  • the maximum linear distance (optical axis direction distance) from the first surface S1 to the second surface S2 may be equal to or smaller than the height of the outer surface S10 of the first lens 121 .
  • the first and second side surfaces S21 and S22 of the first lens 121 have a maximum distance in the second direction (X) from the edge of the second surface S2, and the first surface It may be the minimum distance from the edge of (S1).
  • the maximum distance in the second direction X may be equal to or smaller than the diameter of the first lens 121 .
  • the first surface S1 of the first lens 131 may be convex
  • the second surface S2A may be convex, and may include an aspherical surface.
  • the side surfaces S31 and S32 disposed on both sides of the first lens 131 in the first direction Y and inclined from the first surface S1 to the second surface S2A of the first lens 131 have a predetermined angle. (R31).
  • the angle R31 may be 10 degrees or less, for example, in the range of 0.5 to 10 degrees, or in the range of 5 to 10 degrees. When the angle R31 is greater than the above range, the height of the camera module increases, and when the angle R31 is smaller than the above range, the effect of reducing flare is insignificant.
  • 22 illustrates examples of lines cut on one side or both sides of the first lens 111 in the first direction (Y) in the present invention. 22 , when the outer rib F10 of the first lens 111 is connected to the outside of the effective area of the first and second surfaces S1 and S2, the first cutting line C1 is connected to the first surface S1 ) is cut toward the rib of the second surface S2, and the second cutting line C2 is cut toward the rib of the second surface S2 at the boundary between the effective area of the first surface S1 and the rib
  • the third cutting line C3 may be cut from the effective area of the first surface S1 to the boundary between the effective area of the second surface S2 and the rib.
  • the fourth cutting line C4 is cut from the effective area of the second surface S2 toward the rib of the first surface S1
  • the fifth cutting line C5 is the effective area of the second surface S2
  • the sixth cutting line C6 is formed between the effective area of the first surface S1 and the rib in the effective area of the second surface S2. It can be cut to the border.
  • at least one of the first and second surfaces S1 and S2 has lines C1, C3, C4, and C6 in which an effective area is cut. It may be provided laterally.
  • the inclination angle of the cut lines may be 10 degrees or less with respect to the optical axis, for example, in the range of 0.5 to 10 degrees or in the range of 5 to 10 degrees. If it is small, the effect of reducing flare is insignificant.
  • the angle of the inclined side is a positive value, and when the cutting line is located on the outside, the angle of the inclined side can be divided into a negative value.
  • the first lens 111 The angle of the side cut by the cut line C1, C3, C4, C6 may be in the range of 5 degrees to 10 degrees or -10 degrees to -5 degrees with respect to the optical axis.
  • the length A1 in the first direction (Y) of the object-side first surface S1 is the length in the second direction (X) ( It may be smaller than B2).
  • the length A2 in the first direction Y of the sensor-side second surface S2 may be smaller than the length A4 in the second direction X, and the second surface S2 ) may be the same as or larger than the effective diameter of the first surface S1, and may be smaller than the diameter (eg, B2) of the first surface S1.
  • the length A1 of the object-side first surface S1 in the first direction Y is less than or equal to the length of the effective diameter of the first surface S1, and is greater than the length B2 in the second direction X.
  • Lengths A2 and A4 of the sensor-side second surface S2 in the first and second directions Y and X are lengths including ribs, and may have a relationship of length A4>A2>A1.
  • the effective diameter in the first and second directions (Y,X) of the object-side first surface S1 and in the first and second directions (Y,X) of the sensor-side second surface S2 may not be the same length.
  • the lengths A1 and A2 in the first direction Y are the minimum linear distances between the side surfaces S11 and S12 cut on the first and second surfaces S1 and S2 of the first lens 141 . to be.
  • the lengths B1 and B2 in the second direction X may have a relationship of length B2>B1, and the length B1 is the minimum length in the second direction X.
  • a straight line in the first direction (Y) passing through the center (0) with respect to the center (O) of the first lens 141 and a first angle (Q1) to one end of the object side of the first side surface (S11) may be greater than the second angle Q3 between the straight line in the first direction Y and one end of the sensor side of the first side, and be 60 degrees or less, for example, in the range of 30 degrees to 60 degrees or in the range of 30 degrees to 50 degrees.
  • the second angle Q3 may be 45 degrees or less, for example, 30 degrees to 45 degrees.
  • the first and second angles Q1 and Q3 may indicate positions where the first and second sides S11 and S12 start on the object side or the sensor side of the first lens 141 . As shown in FIG.
  • the first lenses 111 and 121 closest to the prism 101 are provided as side surfaces inclined to one side or both sides in the first direction, and the lens unit 110A having four or more lenses is provided to the first lenses 111 and 121 . and the image sensor 190 .
  • a camera module 711 having an optical system may be coupled in a case 700 of a mobile terminal.
  • a plurality of lens modules 712 , 732 , and 752 are arranged in a first direction and/or a second direction, and at least one or all of the lens modules 711 may be vertically upward or downward.
  • a ToF lens module 772 may be added or a camera flash module may be further disposed within the camera module 711 , but the present disclosure is not limited thereto.
  • a part of the camera module may protrude from the case 700 of the terminal.
  • the optical system according to an embodiment of the present invention may reduce the height of the camera module by cutting a part of the first lens 111 .
  • the optical system may change the light incident in a direction perpendicular to the surface of the terminal or the movable body applied including the reflective member 101 in a direction parallel to the surface of the movable body. Accordingly, the optical system including the plurality of lenses may have a thinner thickness in the terminal or the movable body, and thus the terminal or the movable body may be provided thinner.

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Abstract

발명의 실시 예에 개시된 광학계는 물체측에서 센서측 방향으로 배열된 복수개의 렌즈를 포함하며, 상기 복수개의 렌즈 중 적어도 하나의 제1렌즈는 물체측 면인 제1면 및 센서측 면인 제2면을 포함하며, 상기 제1면의 제1방향 길이는 상기 제2면의 상기 제1방향 길이와 다르고, 상기 제1면의 상기 제1방향 길이는 상기 제1면의 제2방향 길이보다 짧으며, 상기 제1방향은 상기 렌즈들의 광축과 직교하며, 상기 제2방향은 상기 제1방향과 상기 광축과 직교할 수 있다.

Description

광학계 및 이를 구비한 카메라 모듈
발명의 실시 예는 광학계 및 이를 구비한 카메라 모듈에 관한 것이다.
카메라 모듈은 객체를 촬영하여 이미지 또는 동영상으로 저장하는 기능을 수행하며 다양한 어플리케이션에 장착되고 있다. 특히 카메라 모듈은 초소형으로 제작되어 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대용 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 줌인(zooming) 기능을 수행할 수 있다.
카메라 모듈은 영상 흔들림 방지(image stabilization, IS)기술을 채용하여 불안정한 고정장치 혹은 사용자의 움직임에 의해 카메라가 움직임인 경우, 영상의 흔들림을 보정하거나 방지하는 기술이 채용되고 있다. 이러한 카메라 모듈이 이미지를 얻기 위해 가장 중요한 요소는 이미지를 결상하는 촬상 렌즈이다. 최근 고화질, 고해상도 등 고성능에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이를 구현하기 위해 복수의 렌즈를 포함하는 광학계에 대한 연구가 진행되고 있다. 예를 들어, 고성능의 광학계 구현을 위해 정(+) 또는/및 부(-)의 굴절력을 가지는 복수의 촬상 렌즈를 이용한 연구가 진행되고 있다. 그러나, 복수의 렌즈를 포함할 경우 광학계 전체가 증가할 수 있고, 우수한 광학적 특성, 수차 특성을 도출하기 어려운 문제점이 있다.
발명의 실시 예에서 복수의 렌즈 중 적어도 하나는 물체측 제1면과 센서측 제2면 중 어느 하나는 비 원형 형상인 광학계를 제공할 수 있다. 발명의 실시 예에서 복수의 렌즈 중 적어도 하나는 물체측 제1면과 센서측 제2면 중 어느 하나는 광축과 직교하는 제1,2방향의 길이가 다른 광학계를 제공할 수 있다. 발명의 실시 예에서 복수의 렌즈 중 적어도 하나는 제2방향의 일측 또는 양 측면이 광축에 대해 기울기를 갖는 광학계를 제공할 수 있다. 발명의 실시 예에서 복수의 렌즈 중 적어도 하나는 경사진 양 측면을 갖는 광학계를 제공할 수 있다. 발명의 실시 예는 상기 광학계를 갖는 카메라 모듈 및 이를 구비한 휴대 단말기를 제공할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 광학계는 물체측에서 센서측 방향으로 배열된 복수개의 렌즈를 포함하며, 상기 복수개의 렌즈 중 적어도 하나의 제1렌즈는 물체측 면인 제1면 및 센서측 면인 제2면을 포함하며, 상기 제1면의 제1방향 길이는 상기 제2면의 상기 제1방향 길이와 다르고, 상기 제1면의 상기 제1방향 길이는 상기 제1면의 제2방향 길이보다 짧으며, 상기 제1방향은 상기 렌즈들의 광축과 직교하며, 상기 제2방향은 상기 제1방향과 상기 광축과 직교할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1렌즈는 상기 복수의 렌즈 중 물체측에 가장 가까운 렌즈일 수 있다. 상기 제1렌즈는 상기 복수의 렌즈 중 센서측에 가장 가까운 렌즈일 수 있다. 상기 제1면의 제1방향 길이는 상기 제2면의 제1방향 길이보다 짧을 수 있다. 상기 제1렌즈는 상기 제1방향 양측에 제1측면 및 제2측면을 포함하며, 상기 제1측면 및 상기 제2측면 중 적어도 하나는 광축에 대해 기울기를 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1측면 및 상기 제2 측면 중 적어도 하나와 상기 광축 사이의 각도는 5도 내지 10도일 수 있다. 상기 제1측면과 상기 제2측면의 기울기는 서로 동일할 수 있다. 상기 제1면의 제2방향 길이는 상기 제2면의 제1방향 길이와 같을 수 있다. 상기 제1면의 제1방향 길이는 상기 제2면의 제1방향 길이보다 길 수 있다. 상기 광축에서 상기 제1면의 곡률반경은 상기 광축에서 상기 제2면의 곡률반경보다 클 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 카메라 모듈 내의 렌즈들 중 적어도 하나의 외측에 경사진 측면을 형성해 줌으로써, 이미지 센서 상에 불필요한 광(즉, 잡광)들이 집광되거나 광 사이즈가 커지는 문제를 줄여줄 수 있다. 발명의 실시 예에 의하면, 물체에 가까운 적어도 한 렌즈의 외 측면에 하나 또는 복수의 경사진 측면을 제공해 주어, 입사되는 일부 광의 경로 변경을 통해 잡광의 크기를 줄여줄 수 있다. 발명의 실시 예에 의하면, 물체에 가까운 적어도 한 렌즈는 광이 입사 및 출사되는 제1,2면 중 어느 하나의 제1,2방향의 길이가 다르게 제공되어, 입사되는 일부 광의 경로 변경을 통해 이미지 센서에 집광되는 잡광의 크기를 줄여줄 수 있다. 발명의 실시 예에 의하면, 협각 광학계를 제공할 수 있다. 발명의 실시 예에 의하면, 고해상도의 협각 카메라 모듈을 구현할 수 있다.
도 1은 발명의 실시예에 따른 광학계의 측 단면도의 예이다.
도 2는 도 1의 광학계에서 제1렌즈의 도면이다.
도 3은 도 2의 제1렌즈의 사시도이다.
도 4는 도 3의 제1렌즈의 측면도이다.
도 5의 (A)(B)는 도 2의 제1렌즈의 제1면 및 제2면을 나타낸 평면도이다.
도 6의 (A)(B)는 도 5의 제1렌즈에 대해 제1방향(Y)과 제2방향(X)에서 바라본 측면도이다.
도 7의 (A)(B)는 도 2의 제1렌즈의 제1변형 예로서, 제1방향(Y)에서 바라본 경사진 측면의 다른 예들이다.
도 8는 도 2의 제1렌즈의 제2변형 예로서, 제1방향(Y)에서 바라본 측면도이다.
도 9는 도 2의 제1렌즈의 제3변형 예로서, 제1방향(Y)에서 바라본 측면도이다.
도 10은 도 2의 제1렌즈의 제4변형 예로서, 제1방향(Y)에서 바라본 측면도이다.
도 11은 도 2의 제1렌즈의 제5변형 예로서, 제1방향(Y)에서 바라본 측면도이다.
도 12의 (A)(B)는 도 2의 제1렌즈의 제6변형 예로서, 제1방향(Y)에서 바라본 양 측면이 다른 예이다.
도 13의 (A)(B)는 도 12의 다른 예로서, 제1방향(Y)에서 바라본 양 측면이 다른 예이다.
도 14의 (A)(B)는 비교 예 및 발명의 예로서, 제1렌즈의 측면으로 입사된 광 경로를 설명한 도면이다.
도 15는 도 2의 광학계에서 제1렌즈의 다른 예이다.
도 16의 (A)(B)는 도 15의 제1렌즈의 물체측 및 센서측에서 바라본 제1,2면의 평면도이다.
도 17은 도 15의 제1렌즈의 제1방향(Y)에서 바라본 측면도이다.
도 18은 도 15의 제1렌즈의 제1방향(Y)에서 바라본 측면도의 다른 예이다.
도 19는 도 2의 광학계에서 제1렌즈의 다른 예이다.
도 20의 (A)(B)는 발명의 실시 예에 따른 제1렌즈의 제2면의 형상 변경에 따른 광 경로를 설명한 도면이다.
도 21의 (A)(B)(C)는 발명의 실시 예에 따른 제1렌즈의 측면 형상에 따른 입사된 광의 경로를 비교한 도면이다.
도 22는 발명의 실시 예에 따른 광학계에서 제1렌즈의 경사진 측면을 설명하기 위한 커팅 라인의 예들이다.
도 23의 (A)(B)는 도 2 또는 도 5의 제1렌즈의 제1면 및 제2면을 나타낸 평면도의 다른 예이다.
도 24는 발명의 실시 예에 따른 광학계에서 제1렌즈의 측면의 경사진 각도에 따른 해상력의 변화 정도를 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 발명의 실시 예에 따른 이미지 센서에서의 잡광 위치를 설명한 도면이다.
도 26은 발명의 실시 예에 있어서, 광학계에서 제1렌즈의 측면 경사 각도에 따른 이미지 센서에 맺히는 플레어 위치 및 크기를 비교한 도면이다.
도 27 및 도 28은 비교 예 및 발명의 실시 예에 따른 광학계에서 이미지 센서 상에 맺히는 플레어 분포 및 복사 조도를 설명한 도면이다.
도 29는 발명의 실시 예에 따른 광학계를 갖는 휴대 단말기의 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다. 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A,B,C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나이상을 포함 할 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 확정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다. 또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다. 이하에서 설명되는 여러 개의 실시예는 서로 조합될 수 없다고 특별히 언급되지 않는 한, 서로 조합할 수 있다. 또한, 여러 개의 실시예 중 어느 하나의 실시예에 대한 설명에서 누락된 부분은 특별히 언급되지 않는 한, 다른 실시예에 대한 설명이 적용될 수 있다.
발명의 설명에서 첫 번째 렌즈는 광축으로 정렬된 복수의 렌즈 중에서 물체 측에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 마지막 렌즈는 광축으로 정렬된 복수의 렌즈 중에서 센서측에 가장 가까운 렌즈를 의미한다. 발명의 설명에서 특별한 언급이 없는 한 렌즈의 반지름, 두께/거리, TTL 등에 대한 단위는 모두 ㎜이다. 본 명세서에서 렌즈의 형상은 렌즈의 광축을 기준으로 나타낸 것이다. 일 예로, 렌즈의 물체측 또는 센서측 면이 볼록하다는 의미는 해당 렌즈의 물체측 또는 센서측 면에서 광축 부근이 볼록하다는 의미이지 광축 주변이 볼록하다는 의미는 아니다. 따라서, 렌즈의 물체측 또는 센서측 면이 볼록하다고 설명된 경우라도, 해당 렌즈의 물체측 또는 센서측 면에서 광축 주변 부분은 오목할 수 있다. 렌즈의 물체측 또는 센서측 면이 오목하다는 의미는 해당 렌즈의 물체측 또는 센서측 면에서 광축 부근이 오목하다는 의미이지 광축 주변이 오목하다는 의미는 아니다. 따라서, 렌즈의 물체측 또는 센서측 면이 오목하다고 설명된 경우라도, 해당 렌즈의 물체측 또는 센서측 면에서 광축 주변 부분은 볼록할 수 있다. 본 명세서에서 렌즈의 두께 및 곡률 반지름은 해당 렌즈의 광축을 기준으로 측정된 것임을 밝혀둔다. 또한, “물체측(Object side) 면”은 광축을 기준으로 물체 측을 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있고, “센서측(Sensor side) 면”은 광축을 기준으로 촬상면 또는 이미지 센서를 향하는 렌즈의 면이거나 물체측 면의 반대측 면을 의미할 수 있다. 발명의 실시예에 따른 광학계는 유리 재질의 렌즈 또는/및 플라스틱 재질의 렌즈를 포함할 수 있다.
이하, 발명의 실시 예에 따른 광학계를 설명하기로 한다. 도 1은 발명의 실시예에 따른 광학계의 측 단면도의 예이며, 도 2는 도 1의 광학계에서 제1렌즈의 도면이고, 도 3은 도 2의 제1렌즈의 사시도이며, 도 4는 도 3의 제1렌즈의 측면도이고, 도 5의 (A)(B)는 도 2의 제1렌즈의 제1면 및 제2면에서 바라본 평면도이며, 도 6의 (A)(B)는 도 5의 제1렌즈에 대해 제1방향(Y)과 제2방향(X)에서 바라본 측면도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 발명의 실시 예에 따른 광학계는 4매 이상 또는 5매 이상의 렌즈를 갖는 광학계를 포함할 수 있다. 광학계는 물체측에서 이미지 센서(190) 방향으로 적층된 5매의 렌즈(111,112,113,114,115) 또는 6매의 렌즈(111,112,113,114,115,116)를 갖는 렌즈부(110)를 포함할 수 있다. 상기 렌즈부(110)는 물체측에 가장 가까운 제1렌즈(111)부터 제5렌즈(115) 또는 제6렌즈(116)까지 광축(Lz)으로 정렬될 수 있다. 여기서, 광축(Lz) 방향(Z)과 직교하는 제1방향(Y)은 카메라 모듈의 높이, 휴대 단말기의 두께 방향, 또는 이동체의 높이 방향이며, 제2방향(X)은 제1방향(Y)과 광축 방향(Z)에 직교하는 방향이다.
광학계는 제1렌즈(111)의 물체측에 반사 부재(101)를 포함할 수 있다. 반사 부재(101)는 프리즘으로 구현될 수 있으며, 렌즈부(110)의 광축(Lz)와 직교되는 축(Ly) 방향에서 입사된 광을 반사시켜 줄 수 있다. 상기 광학계는 상기 반사 부재(101)의 물체측에 다른 렌즈가 더 배치될 수 있다. 상기 광학계는 렌즈부(110)의 광축(Lz)과 이미지 센서(190)의 중심이 같은 축 상에 배치되거나 다른 축 상에 정렬될 수 있다. 이 경우, 렌즈부(110)의 광축(Lz)과 이미지 센서(190)의 중심이 다른 축 상에 배치될 경우, 렌즈부(110)와 이미지 센서(190) 사이에 다른 반사부재가 더 배치될 수 있다. 광학계는 물체측에 가까운 적어도 2매의 제1렌즈 군과, 센서 측에 가까운 적어도 2매의 제2렌즈 군 중 어느 하나가 광축 방향(Z)으로 이동될 수 있다. 예컨대, 제1,2,3렌즈(111,112,113)의 제1렌즈 군과 제4,5,6렌즈(114,115,116)의 제2렌즈 군 중 어느 하나가 광축 방향(Z)으로 이동될 수 있다. 따라서, 광학계는 광축 방향(Z)으로 이동되는 렌즈 군에 의해 AF(auto focusing) 기능을 구현할 수 있다. 발명의 실시 예는 어느 하나의 렌즈군만 이동시켜 초점을 맞추기 위한 광학계를 제공하여, 상대적으로 공간이나 이동 거리의 증가를 억제할 수 있다. 또한 광학계에서 제1렌즈 군과 제2렌즈 군 중 어느 하나는 OIS (Optical Image Stabilizer) 기능을 위해 광축에 직교하는 방향으로 이동될 수 있다. 카메라 모듈은 광학계의 이동을 위한 구동부재를 포함할 수 있으며, 상기 구동부재는 AF 기능 또는/및 OIS 기능을 위한 액츄에이터 또는 압전소자일 수 있다.
상기 광학계 내에서 렌즈들은 고체 재질, 예컨대, 유리 재질 또는/및 플라스틱 재질의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 렌즈(111,112,113,114,115) 중 적어도 하나 또는 모두는 입사측 면이 비구면을 포함할 수 있다. 상기 렌즈(111,112,113,114,115)들 중 적어도 하나 또는 모두는 물체측 면 또는/및 센서측 면이 비구면을 포함할 수 있다. 상기 광학계는 입사되는 광량을 조절하기 위한 조리개(ST)를 포함할 수 있다. 상기 조리개(ST)는 제1,2,3렌즈(111,113,115)들 사이 중 어느 하나에 배치될 수 있으며, 예들 들면, 제1렌즈(111)의 센서측 면의 둘레에 배치될 수 있다. 광학계에서 제6렌즈(116)는 광학 성능에 영향을 주지 않는 렌즈일 수 있으며, 제거될 수 있어, 제1 내지 제5렌즈(111,112,113,114,115)를 갖는 렌즈부(110)의 중심으로 설명하기로 한다.
물체의 영상 정보에 해당하는 광은 상기 제1 렌즈(111), 제2 렌즈(112), 제3 렌즈(113), 제4 렌즈(114), 제5 렌즈(115), 제6렌즈(116) 및 상기 필터(192)를 통과하여 상기 이미지 센서(190)에 입사될 수 있다. 상기 제1 내지 제6 렌즈(111,112,113,114,115,116) 각각은 유효 영역 및 비유효 영역을 포함할 수 있다. 상기 유효 영역은 각 렌즈에 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 렌즈들을 수용하는 렌즈홀더 또는 배럴(미도시) 등에 고정되는 영역일 수 있다. 발명 실시 예에 따른 광학계에서 유효 초점 거리(EFL)는 35mm 이하 예컨대, 10mm 내지 35mm 또는 13mm 내지 23mm의 범위일 수 있다. 광학계에서 TTL(Total Top Length)는 35mm 이하 예컨대, 10mm 내지 25mm의 범위 또는 13mm 내지 23mm의 범위일 수 있다. 상기 광학계의 F 넘버는 4 이하, 예컨대 2.5 내지 4 범위 또는 3 내지 3.6의 범위일 수 있다. 상기 광학계에서 물체와의 거리는 최소 30mm 이상 예컨대, 35mm이며, 최대 무한대일 수 있다. 상기 광학계는 FOV(Field of View)는 협각 예컨대, 50도 이하일 수 있다.
상기 제1 렌즈(111)는 광학계 내에서 물체측에 가장 가까운 렌즈이거나, 반사부재(101)에 가장 가까운 렌즈일 수 있다. 상기 제1 렌즈(111)는 정(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(111)는 유리 재질 또는 플라스틱 재질을 포함할 수 있다. 상기 제1 렌즈(111)는 물체측 면으로 정의되는 제1면(S1) 및 센서측 면으로 정의되는 제2면(S2)을 포함할 수 있다. 상기 제1면(S1)는 입사면일 수 있으며, 상기 제2면(S2)은 출사면일 수 있다. 광축(Lz) 상에서 상기 제1면(S1)은 볼록할 수 있고 상기 제2면(S2)은 오목할 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈(111)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제1면(S1) 및 상기 제2면(S2) 중 적어도 하나 또는 모두는 비구면일 수 있다. 상기 제1렌즈(111)의 제1면(S1)의 곡률 반경은 제2면(S2)의 곡률 반경보다 클 수 있다. 상기 제1렌즈(111)의 제1면(S1)의 유효경 또는 유효면적은 제2면(S2)의 유효경 또는 유효면적보다 클 수 있다.
상기 제1 렌즈(111)의 유효 반경은 광축을 기준으로 제2 내지 제5렌즈(112,113,114,115)의 유효 반경보다 클 수 있다. 이에 따라 이미지 센서(190)로 집광되는 광의 주변 광량을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 광학계의 광축(Lz) 상에서 제1 렌즈(111)의 두께 즉, 중심 두께는 상기 제2 내지 제4렌즈(112,113,114) 각각의 중심 두께보다 두꺼울 수 있으며, 1.5mm 이상 예컨대, 1.5mm 내지 2mm의 범위일 수 있다. 상기 제1 렌즈(111)는 상대적으로 두꺼운 두께를 갖고 큰 유효 직경을 갖고, 입사 광량을 굴절시켜 제2 렌즈(112)로 집광할 수 있다.
상기 제1 렌즈(111)는 카메라 모듈의 높이 방향(즉, Y)이 커팅된 측면(S11,S12)을 제공할 수 있다. 상기 커팅된 측면은 제1 렌즈(111)의 제1방향(Y)의 양측 중 어느 하나 또는 모두일 수 있으며 광축과 평행하지 않는 면을 제공할 수 있다. 상기 커팅된 측면(S11,S12)은 상기 제1 렌즈(111)의 제1방향(Y)의 일측 또는 양측에서 광축 방향으로 유효경의 일부가 커팅된 외면일 수 있다. 제1예로서, 상기 커팅된 유효경의 일부는 제1면(S1)의 일측 또는 양측일 수 있고, 제2면(S2)의 일측 또는 양측은 유효경의 커팅없이 리브(Rib, 또는 flange)가 커팅될 수 있다. 다른 제2예로서, 상기 커팅된 유효경의 일부는 제2면(S2)의 일측 또는 양측일 수 있고, 제1면(S1)의 일측 또는 양측은 유효경의 커팅 없이 리브(Rib, 또는 flange)가 커팅될 수 있다. 상기 제1 렌즈(111)의 제1,2면(S1,S2) 중 어느 하나는 비 원형 형상이며, 다른 하나는 원 형상일 수 있다. 예컨대, 제1면(S1)는 비원형 형상이며, 제2면(S2)는 원 형상일 수 있다. 반대로, 제2면(S2)는 비원형 형상이며, 제1면(S1)는 원 형상일 수 있다. 상기 제1 렌즈(111)의 제1,2측면(S11,S12) 중 어느 하나 또는 모두는 광축에 대해 기울기를 가질 수 있다. 상기 기울기는 제1,2측면(S11,S12)가 동일하거나 다를 수 있다.
도 5의 (A)(B) 및 도 6과 같이, 상기 제1 렌즈(111)에서 물체측 제1면(S1)의 제1방향(Y)의 길이(A1)는 제2방향(X)의 길이(B2)보다 작을 수 있다. 상기 제1 렌즈(111)에서 센서측 제2면(S2)의 제1방향(Y)의 길이(A4)는 제2방향(X)의 길이와 동일하거나 작을 수 있으며, 제2면(S2)의 유효경(A3)보다 클 수 있고, 제1면(S1)의 직경(예, B2)와 같을 수 있다. 예를 들면, 물체측 제1면(S1)의 제1방향(Y)의 길이(A1)는 제1면(S1)의 유효경의 길이로서, 제2방향(X)의 길이(B2)보다 작을 수 있다. 상기 센서측 제2면(S2)의 제1,2방향(Y,X)의 길이(A4)는 리브를 포함하는 길이로서, 서로 같을 수 있다. 상기 제1렌즈(111)에서 물체측 제1면(S1)의 제1,2방향(Y,X)와 센서측 제2면(S2)의 제1,2방향(Y,X)에 대한 유효경의 길이는 서로 동일하지 않을 수 있다. 여기서, 상기 제1방향(Y)의 길이(A1,A3)는 상기 제1 렌즈(111)의 제1,2면(S1,S2)에서 커팅된 측면(S11,S12)까지의 직선 거리이다. 상기 제2방향(X)의 길이(B2)는 제1 렌즈(111)의 유효경의 길이일 수 있다.
상기 제1 렌즈(111)에서 커팅된 측면(S11,S12)의 제2방향(X)의 최대 길이(B1)는 상기 제1면(S1)의 유효경의 길이(B2)보다 작을 수 있으며, 제2면(S2)의 유효경의 길이(A3)보다 클 수 있다. 상기 제1 렌즈(111)의 중심(O)를 기준으로 상기 중심(0)를 지나는 제1방향(Y)의 직선과 상기 제1,2측면(S11,S12)의 물체측 외측 끝단까지의 각도(Q1)는 60도 이하 예컨대, 30도 내지 60도의 범위 또는 30도 내지 50도의 범위일 수 있다. 상기 각도(Q1)는 상기 제1렌즈(111)의 물체측 면에서 제1,2측면(S11,S12)이 시작되는 위치를 나타낼 수 있다.
도 2 내지 도 4와 같이, 제1 렌즈(111)의 제1면(S1)의 제1방향(Y)의 일단 또는 양단은 커팅된 측면과 제1면(S1) 사이의 경계이며, 제2면(S2)의 제1방향(Y)의 일단 또는 양단은 커팅된 측면과 제2면(S2) 사이의 경계이다. 상기 경계는 제1,2면(S1,S2)의 제1방향(Y)의 에지일 수 있다. 여기서, 제1 렌즈(111)의 제1면(S1)의 일단을 지나며 광축과 평행한 제1축(Z1)은 상기 제2면(S2)의 유효경 영역 또는 리브(Rib) 영역과 교차될 수 있다. 상기 제1 렌즈(111)에서 경사진 측면(S11,S12)의 양단을 지나는 제2축(Z2)은 제1방향(Y)으로 제1면(S1)의 유효경의 에지와 제2면(S2)의 유효경의 에지 또는 리브 에지와 교차될 수 있다. 즉, 제2면(S2)의 유효경이 제1면(S1)의 유효경보다 작은 경우, 제2축(Z2)은 제2면(S2)의 유효경 외측에 배치된 리브와 교차될 수 있다.
상기 제1렌즈(111)의 제1방향 일측 또는 양측에 경사진 측면(S11,S12)을 형성해 줌으로써, 입사되는 광 중에서 원하지 않는 광들이 경사진 측면(S11,S12)에 의해 반사되고, 상기 반사된 광들이 제2,3렌즈(112,113)의 유효 영역이 아닌 유효 영역 외측으로 진행하게 될 수 있다. 이에 따라 원하지 않는 광들이 이미지 센서(190)에 맺히는 문제를 낮추거나 억제할 수 있어, 이미지 센서(190) 상에서 잡광(Flare)의 크기를 최소화할 수 있다. 도 27의 (A)(B)는 비교 예의 광학계에서 제1렌즈의 제1방향 양측이 수직하게 커팅된 측면을 갖는 경우, 이미지 센서에 맺히는 잡광의 크기 및 조도를 나타낸 것이며, 도 28의 (A)(B)는 발명의 실시 예에 따른 광학계의 제1렌즈의 제1방향 양측에 경사지게 커팅된 측면을 갖는 경우, 이미지 센서에 맺히는 잡광이 거의 제거되고 조도가 균일함을 알 수 있다.
도 2와 같이, 상기 제1 렌즈(111)에서 경사진 측면(S11,S12) 각각이 이루는 각도(R1)는 제1축(Z1)에 대한 제2축(Z2)의 각도로서, 10도 이하, 예컨대 0.5도 내지 10도의 범위이거나 5도 내지 10도의 범위일 수 있다. 상기 각도(R1)가 상기 범위보다 크면 렌즈 높이를 줄일 수 없어 카메라 모듈의 높이가 증가하게 되고, 상기 범위보다 작으면 플레어(Flare)를 줄이는 효과가 미미하다. 상기 제1렌즈(111)에서, 제1방향(Y)의 양측에 경사진 제1측면(S11)과 제2측면(S12) 사이의 직선 거리는 제1면(S1) 상에서 최소 거리(즉, A1)이고 제2면(S2) 상에서 최대 거리(즉, A4)가 될 수 있다. 상기 제1면(S1)에서의 최소 거리는 제1면(S1)의 제1방향(Y)의 길이(A1)일 수 있고, 상기 제2면(S2)에서의 최대 거리는 상기 제2면(S2)에서의 제1,2방향(Y,X)의 길이(A4)일 수 있다. 상기 제2면(S2)과 제1,2측면(S11,S12)의 경계는 상기 제2면(S2)의 외곽 테두리일 수 있다. 이에 따라 상기 제2면(S2)에서 제1방향(Y)의 길이와 제2방향(X)의 길이(A4)는 서로 동일할 수 있다. 이를 위해 제1,2측면(S11,S12)을 커팅할 때, 제1면(S1)의 유효경 외측부터 제2면(S2)의 외곽 에지를 향해 커팅하게 된다. 이에 따라 상기 제2면(S2)의 커팅되는 부분이 최소화되거나 없을 수 있다.
상기 제1렌즈(111)에서 상기 제1측면(S11)의 일부는 제1렌즈(111)의 제2면(S2)의 유효경 외측인 리브 영역과 광축 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 제2측면(S12)의 일부는 제1렌즈(111)의 제2면(S2)의 유효경 외측인 리브 영역과 광축 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 제1 렌즈(111)에서 물체측 제1면(S1)의 제1방향(Y)의 유효경의 길이(A1)는 4.5mm 이상 예컨대, 4.5mm 내지 5.5mm의 범위일 수 있으며, 제2방향(X)의 유효경의 길이(B2)는 5mm 이상 예컨대, 5mm 내지 6mm의 범위일 수 있다. 상기 제1 렌즈(111)에서 센서측 제2면(S2)의 제1,2방향(Y,X)의 유효경 길이(A3)는 4.1mm 이상 예컨대, 4.1mm 내지 5.2mm의 범위일 수 있다.
상기 제2 렌즈(112)는 부(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(112)는 플라스틱 재질을 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈(112)는 물체측 면으로 정의되는 제3면(S3) 및 센서측 면으로 정의되는 제4면(S4)을 포함할 수 있다. 상기 제3면(S3)는 입사면일 수 있으며, 제4면(S4)은 출사면일 수 있다. 상기 제3면(S3)은 센서측으로 오목할 수 있고 상기 제4면(S4)은 물체측으로 오목할 수 있다. 상기 제3면(S3) 및 상기 제4면(S4) 중 적어도 하나 또는 모두는 비구면일 수 있다. 광축(Lz) 상에서 제2 렌즈(112)의 두께는 상기 제1 및 제3렌즈(111,113)의 두께보다 작을 수 있으며, 0.6mm 이하 예컨대, 0.1mm 내지 0.5mm의 범위일 수 있다. 상기 제2 렌즈(112)는 렌즈부(110) 내에서 가장 얇은 두께로 제공될 수 있다.
상기 제3 렌즈(113)는 정(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 3 렌즈(113)는 굴절력 값은 상기 제1 렌즈(111)의 굴절력 값보다 클 수 있다. 상기 제3 렌즈(113)는 유리 또는 플라스틱 재질을 포함할 수 있다. 상기 제3 렌즈(113)는 물체측 면으로 정의되는 제5면(S5) 및 센서측 면으로 정의되는 제6면(S6)을 포함할 수 있다. 상기 제5면(S5)은 입사면일 수 있으며, 제6면(S6)은 출사면일 수 있다. 상기 제5면(S5)은 물체측으로 볼록할 수 있고 상기 제6면(S6)은 센서측으로 볼록할 수 있다. 상기 제5면(S5) 및 상기 제6면(S6) 중 적어도 하나 또는 모두는 비구면일 수 있다. 광축(Lz) 상에서 제3 렌즈(113)의 두께는 상기 제2 및 제4렌즈(111,114)의 두께보다 클 수 있으며, 1.2mm 이상 예컨대, 1.2mm 내지 1.6mm의 범위일 수 있다. 상기 제3 렌즈(113)의 두께는 상기 제1 렌즈(111)의 두께보다 얇을 수 있고, 제1,2 렌즈(111,112)의 두께 차이는 0.5mm 이하일 수 있다. 상기 제3 렌즈(113)는 제2 렌즈(112)의 오목한 제4면(S4)으로 확산된 광을 입사받고, 볼록한 제5면(S5) 및 제6면(S6)을 통해 집광시켜 줄 수 있다.
상기 제4 렌즈(114)는 부(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(114)는 유리 또는 플라스틱 재질을 포함할 수 있다. 상기 제4 렌즈(114)는 물체측 면으로 정의되는 제7면(S7) 및 센서측 면으로 정의되는 제8면(S8)을 포함할 수 있다. 상기 제7면(S7)는 입사면일 수 있으며, 제8면(S8)은 출사면일 수 있다. 상기 제7면(S7)은 센서측으로 오목할 수 있고 상기 제8면(S8)은 물체측으로 오목할 수 있다. 상기 제7면(S7) 및 제8면(S8) 중 적어도 하나 또는 모두는 비구면일 수 있다. 광축(Lz) 상에서 제4 렌즈(114)의 두께는 상기 제3 및 제5렌즈(113,115)의 두께보다 작을 수 있으며, 1mm 이하 예컨대, 0.2mm 내지 0.9mm의 범위일 수 있다. 상기 제4 렌즈(114)의 두께는 상기 제2 렌즈(114)의 두께보다 두껍고, 상기 제3 렌즈(113)와의 두께 차이가 0.9 mm 이상일 수 있다. 상기 제4 렌즈(114)는 제3 렌즈(113)의 볼록한 제6면(S6)에 의해 집광된 광을 입사받고, 입사된 광을 오목한 제7면(S7) 및 제8면(S8)을 통해 확산되도록 굴절시켜 줄 수 있다.
상기 제5 렌즈(115)는 정(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(115)의 굴절력 값은 상기 제1 렌즈(111)의 굴절력 값보다 작을 수 있다. 상기 제5 렌즈(115)는 플라스틱 재질을 포함할 수 있다. 상기 제5 렌즈(115)는 물체측 면으로 정의되는 제9면(S9) 및 센서측 면으로 정의되는 제10면(S10)을 포함할 수 있다. 상기 제9면(S9)는 입사면일 수 있으며, 제10면(S10)은 출사면일 수 있다. 상기 제9면(S9)은 센서측으로 볼록할 수 있고 상기 제10면(S10)은 센서측으로 볼록할 수 있다. 상기 제9면(S9) 및 제10면(S10) 중 적어도 하나 또는 모두는 비구면일 수 있다. 광축(Lz) 상에서 제5 렌즈(115)의 두께는 상기 제4렌즈(114)의 두께보다 클 수 있으며, 1.5mm 이하 예컨대, 1.5mm 내지 2mm의 범위일 수 있다. 상기 제5 렌즈(115)는 상기 제1 렌즈(111)의 두께와 동일하거나 0.2mm 이하의 두께 차이를 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(115)는 제4 렌즈(114)의 오목한 제8(S8)에 의해 확산된 광을 오목한 제9면(S9)과 볼록한 제10면(S10)을 통해 굴절시켜 줄 수 있다.
제6 렌즈(116)는 상기 제5 렌즈(115)와 이미지 센서(190) 사이에 배치되며, 제1렌즈(111)의 유효 직경보다 클 수 있으며, 광학계에서 가장 큰 직경을 갖는 렌즈일 수 있다. 상기 제6 렌즈(116)는 물체측 면과 센서 측면의 곡률 반경이 제1 내지 제5 렌즈(111,112,113,114,115)보다 클 수 있으며, 광학계 내의 렌즈들 중에서 가장 클 수 있다. 상기 제6 렌즈(116)의 두께는 제2 렌즈(112)의 중심 두께보다 얇을 수 있으며, 0.25mm 이하일 수 있다. 상기 제6 렌즈(116)는 유리 재질 또는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제6 렌즈(116)의 위치는 상기 제5 렌즈(115)보다는 이미지 센서(190)에 더 인접하게 배치될 수 있다. 상기 제6 렌즈(116)는 제2렌즈 군이 이동 군인 경우, 제5 렌즈(115)와 함께 광축 방향(Z)으로 이동될 수 있다. 상기 제6 렌즈(116)는 광학계 내에서 제거될 수 있다. 상기 제6 렌즈(116)는 카메라 모듈의 높이 방향(즉, Y)이 커팅된 면을 제공할 수 있다. 상기 커팅된 면은 제6 렌즈(116)의 제1방향(Y)의 양 측면 중 어느 하나 또는 모두일 수 있으며 광축과 평행한 면을 제공할 수 있다. 상기 커팅된 면은 상기 제6 렌즈(116)의 제1방향(Y)의 일측 또는 양측에서 광축 방향을 향해 유효경의 일부가 커팅되는 면일 수 있다. 상기 제6 렌즈(116)에서 커팅된 유효경의 일부는 물체측 면의 제1방향 일측 또는 양측일 수 있고, 센서측 면의 제1방향 일측 또는 양측일 수 있다.
상기 제6 렌즈(116)는 이미지 센서에 가장 가까운 렌즈일 수 있으며, 물체측 면의 제1방향(Y)의 길이가 제2방향(X)의 길이와 다를 수 있다. 상기 제6 렌즈(116)는 센서측 면의 제1방향(Y)의 길이가 제2방향(X)의 길이와 다를 수 있다. 상기 제6 렌즈(116)는 물체측 면의 제1방향(Y)의 길이가 제2방향(X)의 길이보다 작을 수 있다. 상기 제6 렌즈(116)는 센서측 면의 제1방향(Y)의 길이가 제2방향(X)의 길이보다 작을 수 있다. 상기 제6렌즈(116)는 물체측 면의 제1방향(Y) 길이와 센서측 면의 제1방향(Y) 길이가 서로 동일할 수 있다. 여기서, 상기 제1방향(Y)의 길이와 제2방향(X)의 길이는 제6 렌즈(116)의 유효경의 길이일 수 있다. 상기 제6 렌즈(116)에서 물체측 면의 제1방향(Y)의 길이는 4.5mm 이상 예컨대, 4.5mm 내지 5.5mm의 범위일 수 있으며, 제2방향(X)의 길이는 5.5mm 이상 예컨대, 5.5mm 내지 6.5mm의 범위일 수 있다. 상기 제6 렌즈(116)에서 센서측 면의 제1방향(Y)의 길이는 4.5mm 이상 예컨대, 4.5mm 내지 5.5mm의 범위일 수 있으며, 제2방향(X)의 길이는 5.6mm 이상 예컨대, 5.6mm 내지 6.65mm의 범위일 수 있다. 여기서, 상기 제6 렌즈(116)의 물체측 면 및 센서측 면의 제2방향(X)의 길이는 제1 렌즈(111)의 제1면(S1) 및 제2면(S2)의 제2방향(X)의 길이보다 클 수 있다. 상기 제6 렌즈(116)의 물체측 면의 제1방향(Y)의 길이는 제1 렌즈(111)의 제1면(S1) 및 제2면(S2)의 제1방향(Y)의 길이와 같을 수 있다. 다른 예로서, 상기 제6 렌즈(116)은 제1방향(Y)의 일측 또는 양측에 광축에 대해 기울기 또는 경사진 측면을 가질 수 있으며, 상기 기울기 및 경사진 측면의 각도는 5도 내지 10도의 범위일 수 있다.
여기서, 광축 상에서 상기 제1 렌즈(111)과 상기 제2 렌즈(112) 사이의 간격은 인접한 두 렌즈들 사이의 간격들 중에서 가장 클 수 있으며, 1.5mm 이상 예컨대, 1.5mm 내지 3mm의 범위일 수 있다. 이때의 제1,2렌즈(111,112) 사이의 간격은 상기 제1렌즈(111)의 경사진 측면(S11,S12)에 의해 반사된 광이 제2렌즈(112)의 유효 영역으로 입사되지 않는 거리일 수 있다. 상기 제1 렌즈(111)과 상기 제2 렌즈(112) 사이의 간격은 상기 제1 렌즈(111)의 중심 두께보다 클 수 있으며, 상기 제1 렌즈(111)의 중심 두께의 1.2배 이상 예컨대, 1.2 내지 1.8배의 범위일 수 있다. 상기 제2 렌즈(112)과 상기 제3 렌즈(113) 사이의 간격은 인접한 두 렌즈들 사이의 간격 중에서 가장 작을 수 있으며, 0.05mm 이하 예컨대, 0.05mm 내지 1.2mm의 범위일 수 있다. 상기 제2 렌즈(112)과 상기 제3 렌즈(113) 사이의 간격은 상기 제2 렌즈(112)의 중심 두께보다 작을 수 있다. 상기 제3 렌즈(113)과 상기 제4 렌즈(114) 사이의 최소 간격은 인접한 두 렌즈들 사이의 간격 중에서 두 번째로 작을 수 있으며, 0.6mm 이하 예컨대, 0.35mm 내지 0.6mm의 범위일 수 있다. 상기 제3 렌즈(113)과 상기 제4 렌즈(114) 사이의 간격은 상기 제2 렌즈(112)과 상기 제3 렌즈(113) 사이의 간격보다 클 수 있다. 상기 제4 렌즈(114)과 상기 제5 렌즈(115) 사이의 간격은 인접한 두 렌즈들 사이의 간격 중에서 두 번째로 클 수 있으며, 0.55mm 이상 예컨대, 0.55mm 내지 0.85mm의 범위일 수 있다. 상기 제4 렌즈(114)과 상기 제5 렌즈(115) 사이의 간격은 상기 제3 렌즈(113)과 상기 제4 렌즈(114) 사이의 최소 간격보다 클 수 있다.
상기 광학계에서, 상기 제1 렌즈(111)의 초점 거리는 정의 값을 가지며, 7mm 이상 예컨대, 7mm 내지 13mm의 범위일 수 있다. 상기 제2 렌즈(112)의 초점 거리는 부의 값을 가지며, -3mm 이하 예컨대, -3mm 내지 -7mm의 범위일 수 있다. 상기 제3 렌즈(113)의 초점 거리는 정의 값을 가지며, 5mm 이하 예컨대, 1mm 내지 5mm의 범위일 수 있다. 상기 제4 렌즈(114)의 초점 거리는 부의 값을 가지며, -1mm 이하 예컨대, -1mm 내지 -5.5mm의 범위일 수 있다. 상기 제5 렌즈(115)의 초점 거리는 정의 값을 가지며, 10mm 이상 예컨대, 10mm 내지 16mm의 범위일 수 있다. 절대 값을 취할 경우, 제5렌즈(115)의 초점 거리는 렌즈들의 초점 거리 중에서 가장 클 수 있다.
상기 광학필터(192)는 적외선 필터와 같은 광학적 필터를 포함할 수 있다. 상기 광학필터(192)는 설정된 파장 대역의 광을 통과시키고, 이와 다른 파장 대역의 광을 필터링할 수 있다. 상기 광학필터(192)는 외부 광으로부터 방출되는 복사열이 상기 이미지 센서(190)에 전달되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 상기 광학필터(192)는 가시광선을 투과할 수 있고 적외선을 반사시킬 수 있다. 상기 이미지 센서(190)는 상기 광학필터(192)를 통과한 광을 감지할 수 있다. 상기 이미지 센서(190)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등을 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 복수의 렌즈(111,112,113,114,115) 중 적어도 하나의 제1렌즈(111)는 제1방향(Y)의 양측 또는 일측이 경사진 측면(S11,S12)을 포함할 수 있다. 또는 복수의 렌즈(111,112,113,114,115,116) 중 물체측에 가장 가까운 어느 한 렌즈(111)와 센서에 가장 가까운 어느 한 렌즈(116) 각각은 제1방향(Y)의 양측 또는 일측이 경사진 측면을 포함할 수 있다.
발명의 실시 예는 광학계 내에서 커팅된 측면을 갖는 렌즈가 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. 상기 커팅된 측면을 갖는 적어도 한 렌즈는 제1방향(Y)의 일측 또는 양측 각각에 경사진 측면(S11,S12)을 포함할 수 있다. 상기 측면(S11,S12)을 갖는 적어도 하나의 제1렌즈(111)는 제1방향(Y)의 일측 또는 양측에서, 물체측 면의 유효 영역부터 센서 측 면의 유효 영역까지 경사진 면, 물체측 면의 유효 영역부터 센서 측 면의 리브 영역까지 경사진 면, 또는 물체측 면의 리브 영역부터 센서 측 면의 유효 영역까지 경사진 면 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 즉, 적어도 하나의 렌즈는 물체측 면과 센서측 면 중 적어도 하나가 유효 영역이 경사지게 커팅될 수 있다.
도 6의 (A)와 같이, 상기 제1 렌즈(111)의 경사진 측면(S11,S12)은 제2방향(X)의 외측 테두리(S111)가 곡선 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제1 렌즈(111)의 경사진 측면(S11,S12)은 물체측 제1면(S1)에서 제2면(S2)을 향해 제2방향(X)의 너비가 점차 작아질 수 있다. 도 4 및 도 6의 (B)와 같이, 제1 렌즈(111)의 외측 면(S10)은 경사진 측면(S11,S12)을 제외한 외측 면이 광축 방향(Z)으로 수직한 면으로 제공되거나, 리브들이 다단으로 배치될 수 있다.
발명의 실시 예에서 복수의 렌즈 중 적어도 제1렌즈(111)는 제1면(S1)의 제1방향(Y) 길이(A1)와 제2면(S2)의 제1방향(Y) 길이가 서로 다르며, 상기 제1면(S1)의 제1방향(Y)의 길이(A1)는 제1면(S1)의 제2방향(X)의 길이(B2)보다 짧을 수 있다. 이에 따라 제1렌즈(111)의 경사진 측면(S11,S12)을 통해 반사된 광들의 경로를 변경하므로, 이미지 센서(190)를 향해 진행하지 않도록 하고 이미지 센서(190)에 맺히는 불필요한 광들의 크기를 최소화할 수 있다.
도 21의 (A)와 같이, 인접한 두 렌즈(151,152)에서 물체측 렌즈(151)의 경사진 측면(Sa1)에 의해 반사된 광들이 센서측 렌즈(152)의 유효 영역으로 진행할 경우, 이미지 센서 상에서 잡광을 형성할 수 있다. 이때의 측면(Sa1)은 광축과 평행한 측면으로 제공될 수 있다. 도 21의 (B)와 같이, 인접한 두 렌즈(153,154)에서 물체측 렌즈(153)의 경사진 측면(Sa2)에 의해 반사된 광들이 센서측 렌즈(154)의 유효 영역 밖(예, 하부 영역)으로 진행할 경우, 이미지 센서 상에서 잡광이 형성되지 않게 된다. 이때의 측면(Sa2)은 광축과 평행하지 않는 경사진 측면(예, 도 2의 S11,S12)으로 제공될 수 있으며, 예컨대 도 24와 같이 경사 측면의 각도(Rb)가 광축을 기준으로 10도 이하, 예컨대 0.5도 내지 10도의 범위이거나 5도 내지 10도의 범위일 수 있다. 이러한 도 21의 (B)와 같은 경사진 측면(Sa2)를 물체측 렌즈(153)에 형성하기 위해, 제1방향의 길이가 물체측 면이 센서측 면보다 작아야 한다. 도 21의 (C)와 같이, 인접한 두 렌즈(155,156)에서 물체측 렌즈(155)의 경사진 측면(Sa3)에 의해 반사된 광들이 센서측 렌즈(156)의 유효 영역 밖(예, 상부 영역)으로 진행할 경우, 이미지 센서 상에서 잡광이 형성되지 않게 된다. 이때의 측면(Sa3)은 광축과 평행하지 않는 경사진 측면으로 제공될 수 있으며, 예컨대 도 24와 같이 경사 측면의 각도(Ra)가 광축을 기준으로 10도 이하, 예컨대 0.5도 내지 10도의 범위이거나 5도 내지 10도의 범위일 수 있다. 이러한 도 21의 (C)와 같은 경사진 측면(Sa3)를 물체측 렌즈(155)에 형성하기 위해, 제1방향의 길이가 센서측 면이 물체측 면보다 작고, 물체측 면과 센서측 면의 길이 차이가 도 21의 (B)에 제시된 두 측면의 길이보다 클 수 있다. 여기서, 광축을 기준으로 각도(Ra)는 양(+)의 각도이면, 각도(Rb)는 음(-)의 각도일 수 있다. 발명에서 제1 렌즈의 경사진 측면의 각도는 광축을 기준으로 5도 내지 10도 또는 -5도 내지 10도의 범위일 수 있다.
여기서, 도 25 및 도 26와 하기의 표 1를 참조하면, 제1렌즈의 측면의 경사진 커팅 각도에 따른 이미지 센서에서의 플레어 위치를 보면 표 1과 같다. 도 26은 렌즈의 커팅 각도에 따라 이미지센서에 Flare가 맺히는 영역 또는 위치를 나타낸다. 이를 표로 나타내면 표 1과 같다.
플레어의 위치＼커팅된 각도 -7.5 -5 -2.5 0 2.5 5 7.5
｜ Max ｜ 1.5 3 3 3 3
｜ Min ｜ 1 1.3 2 2.3 2.7
여기서, 커팅된 양의 각도는 광축을 기준으로 각도(Ra)이며, 음의 각도는 광축을 기준으로 각도(Rb)이다. 도 25에서 A11는 이미지 센서(190) 상에서의 플레어(F1)의 크기이며, 커팅된 측면의 각도의 절대값이 커질수록 플레어가 감소되거나 제거됨을 알 수 있다. 다만 커팅된 각도가 무한정 커지면 표 2에 따라 카메라 모듈의 높이가 증가하게 된다. 따라서 플레어 제거 효과와 렌즈의 높이를 모두 고려했을 때, 커팅된 측면의 각도는 광축을 기준으로 5도 내지 10도의 범위 또는 -10도 내지 -5도의 범위가 가장 적절하다. 이때 상기 커팅된 각도(절대 값)가 커질수록 플레어를 줄이기 위한, 제1렌즈의 높이는 표 2와 같이 증가될 수 있다.
커팅된 측면 각도 모듈 높이의 증가 값(mm)
｜ 5 ｜ 0.17
｜ 10 ｜ 0.35
｜ 15 ｜ 0.54
｜ 20 ｜ 0.73
｜ 25 ｜ 0.93
따라서, 경사진 측면(S11,S12)을 갖는 제1렌즈(111)를 위해, 커팅된 측면(S11,S12)의 각도(R1)에 의해 센서측 면의 제1방향(Y) 길이가 물체측 면의 제1방향(Y) 길이보다 더 길게 커팅되므로, 물체측 면과 센서측 면의 제1방향(Y)의 길이 차이를 줄이고 유효 영역의 커팅 면적을 최소화하고, 렌즈의 높이를 감소할 수 있다. 도 27의 (A)의 비교 예와 도 28의 (A)의 발명의 잡광 크기를 비교하면, 비교 예의 광학계에서 이미지 센서에 맺히는 잡광의 크기가 발명보다 크게 나타남을 알 수 있으며, 도 28의 (B)와 같이 발명의 조도 분포는 도 27의 (B)의 비교 예의 조도 분포보다 균일함을 알 수 있다.
광학계에서 제2 내지 제5렌즈(112,113,114,115)의 유효경(effective diameter)을 설명하면, 상기 제2 렌즈(112)의 제3면(S3)의 유효경은 제1면(S1)의 유효경(즉, B2)보다 작으며, 4mm 이하이거나 4.5mm 내지 5mm의 범위일 수 있으며, 제4면(S4)의 유효경과 같거나 클 수 있다. 상기 제4면(S4)의 유효경은 4mm 이하, 예컨대 4.5mm 내지 4mm의 범위일 수 있다. 상기 제3렌즈(113)의 제5,6면(S5,S6)의 유효경은 제2렌즈(112)의 제3,4면(S3,S4)의 유효경보다 클 수 있다. 상기 제5면(S5)의 유효경은 제6면(S6)의 유효경과 같거나 클 수 있으며, 4.2mm 이하 예컨대, 3.7mm 내지 4.2mm의 범위일 수 있다. 상기 제6면(S7)의 유효경은 4.17mm 이하 예컨대, 3.7mm 내지 4.17mm의 범위일 수 있다. 상기 제4렌즈(114)의 제7,8면(S5,S6)의 유효경은 제3렌즈(113)의 제5,6면(S7,S8)의 유효경보다 작을 수 있다. 제7면(S7)의 유효경은 제8면(S8)의 유효경과 같거나 클 수 있으며, 3.3mm 이하 예컨대, 2.9mm 내지 3.1mm의 범위일 수 있다. 제8면(S8)의 유효경은 3.27mm 이하 예컨대, 2.85mm 내지 3.27mm의 범위일 수 있다. 상기 제5렌즈(115)의 제9,10면(S9,S10)의 유효경은 제4렌즈(114)의 제7,8면(S7,S8)의 유효경보다 클 수 있다. 제9면(S9)의 유효경은 제10면(S10)의 유효경보다 작을 수 있으며, 3.5mm 이하 예컨대, 2.8mm 내지 3.5mm의 범위일 수 있다. 제10면(S10)의 유효경은 4.2mm 이하 예컨대, 3.7mm 내지 4.2mm의 범위일 수 있다. 상기 제10면(S10)은 제9면(S9)을 통해 입사된 광을 확산시켜 광학필터(192)를 통해 이미지 센서(190)의 센터에서 주변 영역까지 균일하게 조사할 수 있다.
상기 광학계에서 렌즈의 940nm에서의 상대적인 굴절률을 보면, 상기 제1 렌즈(111)는 제2 렌즈(112)의 굴절률보다 낮은 저 굴절률이며, 1.6 미만일 수 있다. 상기 제2 렌즈(112)는 상기 제1 렌즈(111)의 굴절률에 비해 고 굴절률이며, 1.57 이상일 수 있다. 상기 제3 및 제4렌즈(113,114)는 상기 제2 렌즈(112)의 굴절률보다 낮은 저 굴절률이며, 두 굴절률의 차이는 최대 0.1 이하일 수 있다. 상기 제5 렌즈(115)는 상기 제4렌즈(114)의 굴절률보다 높은 고 굴절률을 가질 수 있으며, 1.6 이상 예컨대, 1.65 이상일 수 있다. 상기 제5 렌즈(115)은 제1 내지 제4렌즈(111,112,113,114)의 굴절률들보다 높은 굴절률을 갖고 있어, 효과적으로 광을 굴절시켜 할 수 있다.
상기 광학계에서 렌즈의 d-line(587nm)에서의 아베수(Abbe number)를 보면, 상기 제1 렌즈(111)의 아베수는 제2 렌즈(112)의 아베수보다 크며 예컨대, 1.7배 이상 클 수 있다. 상기 제2 렌즈(112)의 아베수는 제1 렌즈(111) 및 제3 렌즈(113)의 아베수보다 작을 수 있으며, 예컨대 30 이하일 수 있다. 상기 제3 렌즈(113)의 아베수는 50 이상일 수 있다. 상기 제1, 제3 및 제4렌즈(111,113,114)의 아베수는 50 이상일 수 있으며, 서로 동일할 수 있다. 상기 제3 렌즈(113)와 상기 제4 렌즈(114)의 아베수 차이는 없거나 5 이하일 수 있다. 상기 제5 렌즈(115)의 아베수는 상기 제4 렌즈(114)의 아베수보다 작고, 상기 제2 렌즈(112)의 아베수와의 차이가 10이하일 수 있다. 상기 제2 렌즈(112)의 아베수는 광학계의 렌즈 중에서 가장 작을 수 있으며, 상기 제2 렌즈(112)의 아베수보다 작고, 25 이하일 수 있다.
상기 렌즈(111,112,113,114,115)에서의 아베수는 렌즈의 굴절률이 증가하면 감소하게 되며, 상기 아베수가 작으면 색 분산이 효과적이며, 상기 아베수가 크면 색 분산이 적게 일어날 수 있다. 상기 렌즈(111,112,113,114,115)에서의 아베수가 높으면 색수차가 적을 수 있고 투명도가 개선될 수 있으며, 상기 아베수가 낮으면 색수차가 높을 수 있고 렌즈 중심부 주변에서의 왜곡을 증가시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 광학계에서 반 화각(HFOV)은 12도 이하 예컨대, 5도 내지 12도의 범위일 수 있다. 광학계에서 이미지 센서(190)의 중심에서 대각선 방향의 끝단 까지의 거리는 3mm 이하 예컨대, 2mm 내지 3mm의 범위일 수 있다. 또한 광학계에서 사용되는 광선의 파장은 870nm 내지 1000nm의 범위일 수 있다. 온도가 저온(예, -40도)에서 고온(예, 85도)의 범위에서 MTF 저하가 10% 이하일 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 광학계는 렌즈들을 지지하는 렌즈 베럴 또는 렌즈 홀더의 재질이 금속 재질 예컨대, 방열 특성이 높은 금속일 수 있다. 이에 따라 광학계 내에서 플라스틱 재질의 렌즈를 사용하더라도, 방열 효율의 저하를 방지할 수 있다.
표 3은 발명의 실시 예에 따른 광학계의 렌즈 특성을 나타낸다.
제1실시예 면 # Surface type Thickness/
Interval		 Index Abbe#
제1 렌즈 S1 ASP 1.80 1.52 56.0
S2 ASP 1.5 　 　
제2 렌즈 S3 ASP 0.30 1.61 25.9
S4 ASP 0.10
제3 렌즈 S5 ASP 0.140 1.53 56.0
S6 ASP 0.43 　 　
제4 렌즈 S7 ASP 0.46 1.52 56.0
S8 ASP 0.74 　 　
제5 렌즈 S9 ASP 1.80 1.66 20.4
S10 ASP 4.2 　 　
필터 FS1 SPH 0.110 1.52 64.20
FS2 SPH 0.452 　 　
이미지센서 Image SPH 0.000 　 　
표 3에서 상기 ASP는 비구면을 나타내며, 각 면(S1-S10)의 항목에서 두께(Thickness)는 각 렌즈의 광축에서의 두께(단위, mm)를 나타내며, 간격은 광축에 정렬된 두 렌즈 간의 간격(단위, mm)을 나타낸다. 상기 FS1의 두께는 필터의 두께이다. 도 7 내지 도 13은 제1렌즈의 변형 예들이다.
도 7의 (A)을 참조하면, 제1렌즈(111A)의 경사진 측면(S11,S12)은 제2방향(X)으로 최대 길이가 제1면(S1)의 유효경과 동일할 수 있으며, 경사진 측면(S11,S12)의 제2방향 외곽 테두리(S111)는 곡선으로 제1면(S1)의 에지에서 제2면(S2)의 에지로 연장 수 있다. 도 7의 (B)을 참조하면, 제1렌즈의 경사진 측면(S11,S12)은 제2방향(X)으로 최대 길이가 제1면(S1)의 유효경보다 작고, 경사진 측면(S11,S12)의 제2방향 외곽 테두리(S111)는 곡선으로 제1면(S1)의 에지에서 제2면(S2)의 에지 안쪽(즉, 경사진 측면의 중심에 가까운 위치)으로 연장될 수 있다. 도 7의 (A)(B)와 같이, 경사진 측면(S11,S12)은 광축 방향으로의 최대 직선 거리가 제1렌즈(111)의 외 측면(S10)의 높이와 같거나 짧을 수 있다.
도 8과 같이, 제1렌즈(111B)의 경사진 측면(S11,S12)은 제1방향(Y)에서 바라볼 때, 적어도 2개 이상 예컨대, 복수의 영역(S11A,S11B,S11C)이 서로 분리되게 형성될 수 있으며, 각각의 영역(S11A,S11B,S11C)은 외측 테두리(S113,S114,S115)가 반구형 형상으로 형성될 수 있다. 상기 외측 테두리(S113,S114,S115)는 곡선으로 제1면(S1)의 에지에서 제2면(S2)의 에지로 연결되거나, 제1면(S1)의 에지에서 제2면(S2)의 에지 안쪽(즉, 경사진 측면의 중심에 가까운 위치)으로 배치될 수 있다.
도 9과 같이, 제1렌즈(111C)의 경사진 측면(S11,S12)은 제1방향(Y)에서 바라볼 때, 적어도 2개 이상 예컨대, 복수의 영역이 서로 연결되게 형성될 수 있으며, 서로 연결된 영역들의 테두리(S113,S114,S115)가 반구형 형상들이 중첩되는 형상으로 형성될 수 있다. 상기 외측 테두리(S113,S114,S115)는 곡선으로 제1면(S1)의 에지에서 제2면(S2)의 에지로 연결되거나, 제1면(S1)의 에지에서 제2면(S2)의 에지 안쪽(경사진 측면의 중심에 가까운 위치)으로 배치될 수 있다.
도 10과 같이, 제1렌즈(111D)의 경사진 측면(S11,S12)은 제2방향(X)으로 최대 길이가 제1면(S1)의 유효경보다 작을 수 있으며, 경사진 측면(S11,S12)의 제2방향(X) 길이는 제1면(S1)의 에지에서 최소이고, 제2면(S2)의 에지에서 최대일 수 있다. 이는 제1,2면(S1,S2)이 모두 유효 영역이 커팅될 수 있고, 도 24의 경사진 각도(Ra)로 커팅될 수 있다. 경사진 측면(S11,S12)의 제2방향 외곽 테두리(S117,S118)는 커팅된 측면의 테두리로 제2면(S2)의 에지에서 제1면(S1)의 에지로 연결될 수 있다.
도 11과 같이, 제1렌즈(111D)의 경사진 측면(S11,S12)은 제2방향(X)으로 최대 길이가 제2면(S2)의 직경과 같을 수 있으며, 경사진 측면(S11,S12)의 제2방향(X) 길이는 제1면(S1)의 에지에서 최소이고, 제2면(S2)의 에지에서 최대일 수 있다. 이는 제1,2면(S1,S2)이 모두 유효 영역이 커팅될 수 있고, 도 24의 경사진 각도(Ra)로 커팅될 수 있다. 경사진 측면(S11,S12)의 제2방향 외곽 테두리(S117A,S118A)는 커팅된 측면의 테두리로 제2면(S2)의 에지에서 제1면(S1)의 에지로 연결될 수 있다.
발명의 실시 예는 제1렌즈에 대해, 경사진 제1측면(S11)과 제2측면(S12)의 면적, 크기, 또는 형상이 다를 수 있다. 예를 들면, 도 12의 (A)(B)와 같이, 제1측면(S11)과 제2측면(S12)의 면적이 다른 예이며, 제1측면(S11)의 면적이 제2측면(S12)의 면적보다 작을 수 있다. 도 13의 (A)(B)와 같이, 제1측면(S11)과 제2측면(S12)의 형상 또는/및 면적이 다르며, 제2측면(S12)의 곡선의 변곡점이 제1측면(S11)의 곡선이 변곡점보다 더 많을 수 있다. 또한 제2측면(S12)의 면적이 제1측면(S11)의 면적보다 더 클 수 있다.
도 14의 (A)는 비교 예의 제1렌즈로서, 플랫한 측면(SF1)을 갖는 경우이며, (B)는 발명의 제1렌즈로서, 경사진 측면(S11,S12)을 갖는 경우이다. 도 14의 (A)(B)에 제1면으로 입사되는 각도(θ1), 측면(SF1,S11,S12)으로 입사 및 반사 각도(θ2,θ5), 제2면(S2)에서의 출사 각도(θ4, θ6)를 비교하면 표 4와 같다.
SF1 θ1 θ2 θ3 θ4
각도분포 0 ~ 30 ~ -15 -15 ~ 0 15 ~ 0
S11(S12) θ1 θ2 θ5 θ6
각도분포 0 ~ 30 0 ~ 15 15 ~ 0 -5 ~ 5
여기서, 제1렌즈(111)의 경사진 측면(S11,S12)에 의해 각도(θ5)로 반사되고 제2면(S2)을 통해 각도(θ6)로 출사될 때, 출사되는 각도(θ6)가 다른 렌즈의 유효 영역 밖으로 진행하기 위해, 각도(θ6)는 양(+)의 각도일 때 항상 유효 영역 밖으로 진행하게 되며, 상기 각도가 음(-)의 각도일 때, 상기 각도가 작을수록 잡광을 제거하는 효과가 크다. 여기서, 표 3은 경사진 측면(S11,S12)이 7.5의 각도로 측정한 예이다.
도 15 내지 도 17은 도 2의 제1렌즈의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 15 내지 도 17을 참조하면, 제1렌즈(121)는 광축(Lz)에 평행한 축을 기준으로 경사진 측면(S21,S22)을 포함할 수 있다. 상기 경사진 측면(S21,S22)은 광축과 평행한 축을 기준으로 소정의 각도(R11)로 경사질 수 있다. 상기 각도(R11)는 10도 이하, 예컨대 0.5도 내지 10도의 범위이거나 5도 내지 10도의 범위일 수 있다. 도 16과 같이, 제1렌즈(121)의 제1면(S1)의 제1,2방향(Y,X) 길이(B2)는 서로 같고, 제2면(S2)의 제1,2방향(Y,X) 길이(A11,A4)는 서로 다를 수 있다. 상기 제2면(S2)의 제1방향 길이(A11)는 제2방향 길이(A4)보다 작을 수 있고, 제1면(S1)의 제1,2방향(Y,X)의 길이(B2)보다 작을 수 있다. 상기 제1 렌즈(121)의 중심(O)를 기준으로 상기 중심(0)를 지나는 제1방향(Y)의 직선과 상기 제1,2측면(S21,S22)의 센서측 끝단까지의 각도(Q2)는 길이(B11)의 하프 영역을 커버하며, 60도 이하 예컨대, 30도 내지 60도의 범위 또는 30도 내지 50도의 범위일 수 있다. 상기 각도(Q2)는 제1렌즈의 센서측면에서 제1,2측면(S11,S12)이 시작되는 위치를 나타낸다. 도 17과 같이, 제1,2측면(S21,S22)은 제2면(S2)의 에지에서 제1면(S1)의 에지를 향해 경사지게 커팅되며, 그 테두리(S121)는 곡선 형태로 형성될 수 있다. 제1렌즈(121)의 제1방향(Y) 양측에는, 제1,2측면(S21,S22)과 같이 커팅된 면이 하나 또는 복수이거나, 그 제1,2측면(S21,22)에서 제1면(S1)에서 제2면(S2)까지의 최대 직선 거리(광축 방향 거리)는 제1렌즈(121)의 외측면(S10)의 높이와 같거나 작을 수 있다.
도 17 및 도 18과 같이, 상기 제1렌즈(121)의 제1,2측면(S21,S22)은 제2면(S2)의 에지에서 제2방향(X) 거리가 최대이고, 제1면(S1)의 에지에서 최소 거리일 수 있다. 상기 제2방향(X)의 최대 거리는 제1렌즈(121)의 직경과 같거나 직경보다 작을 수 있다.
도 19와 같이, 제1렌즈(131)의 제1면(S1)은 볼록하며, 제2면(S2A)은 볼록할 수 있으며, 비구면을 포함할 수 있다. 제1렌즈(131)의 제1방향(Y) 양측에 배치되고 제1렌즈(131)의 제1면(S1)에서 제2면(S2A)을 향해 경사진 측면(S31,S32)은 소정 각도(R31)로 경사질 수 있다. 상기 각도(R31)는 10도 이하, 예컨대 0.5도 내지 10도의 범위이거나 5도 내지 10도의 범위일 수 있다. 상기 각도(R31)가 상기 범위보다 크면 카메라 모듈의 높이가 증가하게 되고, 상기 범위보다 작으면 플레어(Flare)를 줄이는 효과가 미미하다. 도 20과 같이, 제1렌즈의 제2면(S2)이 오목한 경우(FIG. 20(A))와, 제2면(S2B)가 볼록한 경우(FIG. 20(B)), 출사되는 광(L1)의 경로가 달라질 수 있다. 이때 도 20의 (B)와 같이 볼록한 제2면(S2B)에 의해 광이 굴절된 경로는 도 20의 (A)와 같은 오목한 제2면(S2)에 의해 광이 굴절된 광 경로에 비해 플레어(Flare)를 제거하는 데 더 효과적일 수 있다.
도 22은 발명에서 제1렌즈(111)의 제1방향(Y) 일측 또는 양측에 커팅된 라인의 예들 설명한 것이다. 도 22와 같이, 제1렌즈(111)의 외측 리브(F10)가 제1,2면(S1,S2)의 유효 영역 외측에 연결되는 경우, 제1커팅 라인(C1)은 제1면(S1)의 유효 영역에서 제2면(S2)의 리브를 향해 커팅되며, 제2커팅 라인(C2)는 제1면(S1)의 유효 영역과 리브의 경계에서 제2면(S2)의 리브를 향해 커팅되며, 제3커팅 라인(C3)는 제1면(S1)의 유효 영역에서 제2면(S2)의 유효 영역과 리브 사이의 경계로 커팅될 수 있다. 반대로, 제4커팅 라인(C4)은 제2면(S2)의 유효 영역에서 제1면(S1)의 리브를 향해 커팅되며, 제5커팅 라인(C5)는 제2면(S2)의 유효 영역과 리브 사이의 경계에서 제1면(S1)의 리브를 향해 커팅되며, 제6커팅 라인(C6)는 제2면(S2)의 유효 영역에서 제1면(S1)의 유효 영역과 리브 사이의 경계로 커팅될 수 있다. 상기 제1렌즈(111)에서 입사된 광에 대한 경로를 제어하기 위해, 제1,2면(S1,S2) 중 적어도 하나는 유효 영역이 커팅된 라인(C1,C3,C4,C6)을 갖는 측면으로 제공될 수 있다. 상기 커팅된 라인들의 경사 각도는 광축을 기준으로 10도 이하, 예컨대 0.5도 내지 10도의 범위이거나 5도 내지 10도의 범위일 수 있으며, 상기 범위보다 크면 카메라 모듈의 높이가 증가하게 되고, 상기 범위보다 작으면 플레어(Flare)를 줄이는 효과가 미미하다. 광축을 기준으로 커팅 라인이 렌즈 내측에 위치하면 경사진 측면의 각도는 양의 값이고, 외측에 위치하면 경사진 측면의 각도는 음의 값으로 구분할 수 있으며, 이 경우, 제1렌즈(111)에서 커팅된 라인(C1,C3,C4,C6)으로 커팅된 측면의 각도는 광축을 기준으로 5도 내지 10도의 범위 또는 -10도 내지 -5도의 범위일 수 있다.
도 23의 (A)(B)는 도 2 및 도 5의 다른 예로서, 도 22에서 커팅 라인 C3로 커팅한 제1면과 제2면의 예이다. 도 23의 (A)(B)를 참조하면, 제1 렌즈(141)에서 물체측 제1면(S1)의 제1방향(Y)의 길이(A1)는 제2방향(X)의 길이(B2)보다 작을 수 있다. 상기 제1 렌즈(141)에서 센서측 제2면(S2)의 제1방향(Y)의 길이(A2)는 제2방향(X)의 길이(A4)보다 작을 수 있으며, 제2면(S2)의 유효경과 같거나 클 수 있고, 제1면(S1)의 직경(예, B2)보다 작을 수 있다. 예를 들면, 물체측 제1면(S1)의 제1방향(Y)의 길이(A1)는 제1면(S1)의 유효경의 길이 이하이며, 제2방향(X)의 길이(B2)보다 작을 수 있다. 상기 센서측 제2면(S2)의 제1,2방향(Y,X)의 길이(A2,A4)는 리브를 포함하는 길이로서, 길이 A4>A2>A1의 관계를 가질 수 있다. 상기 제1렌즈(141)에서 물체측 제1면(S1)의 제1,2방향(Y,X)와 센서측 제2면(S2)의 제1,2방향(Y,X)에 대하 유효경의 길이는 서로 동일하지 않을 수 있다. 여기서, 상기 제1방향(Y)의 길이(A1,A2)는 상기 제1 렌즈(141)의 제1,2면(S1,S2) 상에서 커팅된 측면(S11,S12)들 사이의 최소 직선 거리이다. 상기 제2방향(X)의 길이(B1,B2)는 길이 B2>B1의 관계를 가질 수 있으며, 길이 B1은 제2 방향(X)의 최소 길이이다. 상기 제1 렌즈(141)의 중심(O)를 기준으로 상기 중심(0)를 지나는 제1방향(Y)의 직선과 상기 제1측면(S11)의 물체측 일단까지의 제1각도(Q1)는 제1방향(Y)의 직선과 상기 제1 측면의 센서측 일단 사이의 제2각도(Q3)보다 클 수 있으며, 60도 이하 예컨대, 30도 내지 60도의 범위 또는 30도 내지 50도의 범위일 수 있다. 상기 제2각도(Q3)는 45도 이하 예컨대, 30도 내지 45도의 범위일 수 있다. 상기 제1,2각도(Q1,Q3)는 제1렌즈(141)의 물체측 또는 센서측면에서 제1,2측면(S11,S12)가 시작되는 위치를 나타낼 수 있다. 도 24와 같이 프리즘(101)에 가장 인접한 제1렌즈(111,121)의 제1방향 일측 또는 양측으로 경사진 측면으로 제공하고, 4매 이상의 렌즈를 갖는 렌즈부(110A)를 제1렌즈(111,121)와 이미지 센서(190) 사이에 배치할 수 있다.
도 29와 같이, 실시 예에 따른 광학계를 갖는 카메라 모듈(711)은 이동 단말기의 케이스(700) 내에 결합될 수 있다. 상기 카메라 모듈(711)은 복수의 렌즈 모듈(712,732,752)들이 제1방향 또는/및 제2방향으로 배열되고, 적어도 하나 또는 모두는 수직 방향으로 업 또는 다운될 수 있다. 카메라 모듈(711) 내에는 ToF 렌즈 모듈(772)이 추가되거나, 카메라 플래시 모듈이 더 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 이러한 단말기의 케이스(700)에는 카메라 모듈의 일부가 돌출될 수 있다. 발명의 실시 예에 따른 광학계는 제1렌즈(111)의 일부를 커팅하여 카메라 모듈의 높이를 감소시킬 수 있다. 상기 광학계는 상기 반사부재(101)를 포함하여 적용된 단말기 또는 이동체의 표면과 수직한 방향으로 입사된 광을 상기 이동체의 표면과 평행한 방향으로 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 복수의 렌즈를 포함하는 광학계는 상기 단말기 또는 이동체 내에서 보다 얇은 두께를 가질 수 있어, 상기 단말기 또는 이동체는 보다 얇게 제공될 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. 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 물체측에서 센서측 방향으로 배열된 복수개의 렌즈를 포함하며,
    상기 복수개의 렌즈 중 적어도 하나의 제1렌즈는 물체측 면인 제1면 및 센서측 면인 제2면을 포함하며,
    상기 제1면의 제1방향 길이는 상기 제2면의 상기 제1방향 길이와 다르고,
    상기 제1면의 상기 제1방향 길이는 상기 제1면의 제2방향 길이보다 짧으며,
    상기 제1방향은 상기 렌즈들의 광축과 직교하며,
    상기 제2방향은 상기 제1방향과 상기 광축과 직교하는, 광학계.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1렌즈는 상기 복수의 렌즈 중 물체측에 가장 가까운 렌즈인, 광학계.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1렌즈는 상기 복수의 렌즈 중 센서측에 가장 가까운 렌즈인, 광학계.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1면의 제1방향 길이는 상기 제2면의 제1방향 길이보다 짧은, 광학계.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1렌즈는 상기 제1방향 양측에 제1측면 및 제2측면을 포함하며,
    상기 제1측면 및 상기 제2측면 중 적어도 하나는 광축에 대해 기울기를 갖는, 광학계.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1측면 및 상기 제2 측면 중 적어도 하나와 상기 광축 사이의 각도는 5도 내지 10도인 광학계.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제1측면과 상기 제2측면의 기울기는 서로 동일한, 광학계.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1면의 제2방향 길이는 상기 제2면의 제1방향 길이와 같은, 광학계.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1면의 제1방향 길이는 상기 제2면의 제1방향 길이보다 긴, 광학계.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1면의 곡률반경은 상기 제2면의 곡률반경보다 큰 광학계.
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