WO2023003365A1 - 광학계 및 이를 포함하는 광학 모듈 및 카메라 모듈 - Google Patents

광학계 및 이를 포함하는 광학 모듈 및 카메라 모듈 Download PDF

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WO2023003365A1
WO2023003365A1 PCT/KR2022/010650 KR2022010650W WO2023003365A1 WO 2023003365 A1 WO2023003365 A1 WO 2023003365A1 KR 2022010650 W KR2022010650 W KR 2022010650W WO 2023003365 A1 WO2023003365 A1 WO 2023003365A1
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WO
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lens
lens group
mode
optical system
equation
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PCT/KR2022/010650
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김지성
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엘지이노텍 주식회사
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    • G02B15/24—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with movable lens means specially adapted for focusing at close distances having a front fixed lens or lens group and two movable lenses or lens groups in front of a fixed lens or lens group
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
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    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B2003/0093—Simple or compound lenses characterised by the shape

Definitions

  • Embodiments relate to an optical system and an optical module and a camera module including the same.
  • the camera module performs a function of photographing an object and storing it as an image or video and is installed in various applications.
  • the camera module is manufactured in a small size and is applied to drones and vehicles as well as portable devices such as smartphones, tablet PCs, and laptops to provide various functions.
  • the optical system and optical module of the camera module may include an imaging lens that forms an image and an image sensor that converts the formed image into an electrical signal.
  • the camera module may perform an autofocus (AF) function of aligning the focal length of the lens by automatically adjusting the distance between the image sensor and the imaging lens, and a distant object through a zoom lens It is possible to perform a zooming function of zooming up or zooming out by increasing or decreasing the magnification of .
  • AF autofocus
  • the camera module employs an image stabilization (IS) technology to correct or prevent image stabilization due to camera movement caused by an unstable fixing device or a user's movement.
  • IS image stabilization
  • the most important element for such a camera module to acquire an image is an imaging lens that forms an image.
  • an imaging lens that forms an image Recently, interest in high performance, such as high image quality and high resolution, is increasing, and in order to realize this, research on an optical system including a plurality of lenses is being conducted.
  • research using a plurality of imaging lenses having positive (+) or negative (-) refractive power is being conducted.
  • the length of the entire optical system may increase, and it is difficult to derive excellent optical characteristics and aberration characteristics.
  • the optical system and the optical module include a plurality of lenses
  • zoom, auto A focus (AF) function and the like may be performed.
  • the lens or the lens group is intended to perform the function
  • the movement amount of the lens or the lens group may increase exponentially. Accordingly, a device including the optical system and the optical module may require a lot of energy, and a design considering the amount of movement is required.
  • the optical system and the optical module include a plurality of lenses
  • the total length and height of the optical system and the optical module may increase due to the thickness, spacing, and size of the plurality of lenses. Accordingly, the overall thickness and size of the device including the optical system and the optical module, such as a smart phone and a mobile terminal, may increase, and there is a problem in that it is difficult to provide a smaller size.
  • Embodiments are intended to provide an optical system having improved optical characteristics, and an optical module and a camera module including the same.
  • embodiments are intended to provide an optical system capable of providing an autofocus (AF) function for a subject located at various distances, and an optical module and a camera module including the same.
  • AF autofocus
  • embodiments are intended to provide an optical system that can be implemented in a small and compact manner, and an optical module and a camera module including the same.
  • embodiments are intended to provide an optical system applicable to a folded camera having a thin thickness, and an optical module and a camera module including the same.
  • the optical system according to the embodiment includes a first lens group and a second lens group sequentially disposed along an optical axis from an object side to a sensor side, each including at least one lens, and having a refractive power of the first lens group
  • the sign and the sign of the refractive power of the second lens group are opposite to each other, and the first lens group and the second lens group satisfy Equation 1 below.
  • f_1 is the focal length of the first lens group
  • f_2 is the focal length of the second lens group.
  • An optical system, an optical module, and a camera module may have improved optical characteristics.
  • the effective focal length (EFL) can be controlled by moving at least one lens group among the plurality of lens groups, and the moving distance of the moving lens group can be minimized. Accordingly, since the amount of curvature generated according to the moving distance of the moving lens group can be minimized, deterioration in the image quality of the periphery can be minimized.
  • the embodiment can minimize the power consumption required when moving the lens group by minimizing the moving distance of the moving lens group.
  • the embodiment may provide an autofocus (AF) function for a subject located at various distances using an optical system having a set shape, focal length, interval, and the like.
  • the embodiment may provide an autofocus (AF) function for a subject located at infinity or a short distance using one camera module.
  • the embodiment may have a constant TTL value regardless of the distance to the subject in the range of infinity to near distance. Accordingly, the optical system and the camera module including the optical system may be provided with a slimmer structure.
  • the optical system and camera module according to the embodiment may include at least one lens having a non-circular shape. Accordingly, the optical system has improved optical performance and can be implemented in a small size, so that it can be provided in a compact form compared to an optical system having only a circular shape.
  • the optical system and the camera module according to the embodiment may include a light path changing member. Accordingly, the optical system can be applied to a folded camera that can have a smaller thickness, and a device including the camera can be manufactured with a smaller thickness.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an optical system according to an embodiment operating in a first mode.
  • TTL total track length
  • BFL back focal length
  • FIG. 3 is a configuration diagram of an optical system according to an embodiment operating in a second mode.
  • TTL Total track length
  • BFL Back focal length
  • FIG. 5 is a view for explaining a lens having a non-circular shape.
  • FIG. 6 is a graph of an aberration diagram when the optical system according to the embodiment operates in the first mode.
  • FIG. 7 is a graph of an aberration diagram when the optical system according to the embodiment operates in the second mode.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating that a camera module according to an embodiment is applied to a mobile terminal.
  • the singular form may also include the plural form unless otherwise specified in the phrase, and in the case of “at least one (or more than one) of A and (and) B and C”, A, B, and C are combined. may include one or more of all possible combinations.
  • terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used to describe components of an embodiment of the present invention. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the term is not limited to the nature, order, or order of the corresponding component.
  • a component is described as being 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only directly connected to, combined with, or connected to the other component, but also with the component. It may also include the case of being 'connected', 'combined', or 'connected' due to another component between the other components.
  • top (top) or bottom (bottom) is not only when two components are in direct contact with each other, but also It also includes cases where one or more other components are formed or disposed between two components.
  • up (up) or down (down) it may include the meaning of not only the upward direction but also the downward direction based on one component.
  • the first lens refers to a lens closest to the object side
  • the last lens refers to a lens closest to the sensor side.
  • all units for the radius, effective diameter, thickness, distance, BFL (Back Focal Length), TTL (Total track length or Total Top Length) of the lens are mm.
  • the shape of the lens is expressed based on the optical axis of the lens. For example, the fact that the object side of the lens is convex means that the object side of the lens is convex near the optical axis, and does not mean that the periphery of the optical axis is convex.
  • the portion around the optical axis on the object side of the lens may be concave.
  • the thickness and radius of curvature of the lens are measured based on the optical axis of the lens.
  • object side may mean the side of the lens facing the object side based on the optical axis
  • image side is defined as the side of the lens facing the imaging surface based on the optical axis. It can be.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an optical system according to an embodiment operating in a first mode
  • FIG. 2 is a diagram for explaining TTL (Total track length) and BFL (Back focal length) of the optical system operating in the first mode
  • 3 is a configuration diagram of an optical system according to an embodiment operating in the second mode
  • FIG. 4 is a diagram for explaining TTL (Total track length) and BFL (Back focal length) of the optical system operating in the second mode
  • 5 is a view for explaining a lens having a non-circular shape
  • FIG. 6 is a graph of an aberration diagram when an optical system according to an embodiment operates in a first mode
  • FIG. It is a graph of an aberration diagram when operating in the mode
  • FIG. 8 is a diagram showing that a camera module according to an embodiment is applied to a mobile terminal.
  • an optical system 1000 may include a plurality of lenses.
  • the embodiment is not limited thereto, and the optical system 1000 may include at least 5 lenses.
  • the optical system 1000 will be mainly described including 5 lenses.
  • the optical system 1000 may include a first lens 110 , a second lens 120 , a third lens 130 , a fourth lens 140 and a fifth lens 150 .
  • the optical system 1000 includes the first lens 110, the second lens 120, the third lens 130, and the fourth lens 140 sequentially arranged from the object side to the sensor side. and the fifth lens 150 .
  • the first lens 110, the second lens 120, the third lens 130, the fourth lens 140, and the fifth lens 150 are the optical axis of the optical system 1000 ( OA) can be arranged sequentially.
  • the first lens 110, the second lens 120, the third lens 130, the fourth lens 140 and the fifth lens 150 are the first lens 110, The second lens 120, the third lens 130, the fourth lens 140, and the fifth lens 150 are sequentially arranged so that the centers coincide with the optical axis OA of the optical system 1000. It can be.
  • the light corresponding to the object information passes through the first lens 110, the second lens 120, the third lens 130, the fourth lens 140, and the fifth lens 150, It may be incident on the image sensor unit 300 .
  • the first lens 110, the second lens 120, the third lens 130, the fourth lens 140, and the fifth lens 150 may each include an effective area and an ineffective area.
  • the effective area is the light incident from each of the first lens 110, the second lens 120, the third lens 130, the fourth lens 140, and the fifth lens 150. It may be defined as a region where optical properties are implemented by passing through and refracting the incident light.
  • the non-effective area may be arranged around the effective area.
  • the non-effective area may be disposed in a periphery of the effective area. That is, the area except for the effective area of each lens of the first lens 110, the second lens 120, the third lens 130, the fourth lens 140, and the fifth lens 150 may be an ineffective area.
  • the ineffective area may be an area in which the light is not incident. That is, the non-effective area may be an area unrelated to the optical characteristics. Alternatively, the ineffective area may be an area where the light is incident but has no optical characteristics. Also, the non-effective area may be an area fixed to a barrel (not shown) accommodating the lens.
  • the optical system 1000 may include an aperture (not shown) for adjusting the amount of incident light.
  • the diaphragm is formed between two adjacent lenses among the first lens 110, the second lens 120, the third lens 130, the fourth lens 140, and the fifth lens 150. can be placed in For example, the diaphragm may be disposed between the first lens 110 and the second lens 120 .
  • At least one lens of the first lens 110, the second lens 120, the third lens 130, the fourth lens 140, and the fifth lens 150 serves as a diaphragm.
  • any one of the first lens 110, the second lens 120, the third lens 130, the fourth lens 140, and the fifth lens 150 is a lens.
  • the side of the object or the side of the sensor can serve as an aperture to adjust the amount of light.
  • the optical system 1000 may constitute an optical module 2000 .
  • the optical module 2000 includes the optical system 1000, an additional member disposed in front of the optical system 1000 before passing through the optical system 1000, and/or disposed behind the optical system 1000 to control the optical system 1000.
  • An additional member into which light passing through is incident may be included.
  • the optical module 2000 includes the optical system 1000, a light path changing member disposed in front of the optical system 1000, an image sensor unit 300 disposed behind the optical system 1000, and a filter unit ( 500) may be included.
  • the image sensor unit 300 may detect light.
  • the image sensor unit 300 includes the first lens 110, the second lens 120, the third lens 130, the fourth lens 140, and the fifth lens 150. Light passing sequentially can be sensed.
  • the image sensor 300 may include a Charge Coupled Device (CCD) or Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS).
  • CCD Charge Coupled Device
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • the filter unit 500 may be disposed between the optical system 1000 and the image sensor unit 500 .
  • the filter unit 500 includes a fifth lens 150 which is the last lens most adjacent to the image sensor unit 300 among the plurality of lenses 110 , 120 , 130 , 140 , and 150 of the optical system 1000 . It may be disposed between the image sensors 300 .
  • the filter unit 500 may include at least one of an infrared filter and an optical filter such as a cover glass.
  • the filter unit 500 may pass light of a set wavelength band and filter light of a different wavelength band.
  • the filter unit 500 includes an infrared filter, it is possible to block radiant heat emitted from external light from being transferred to the image sensor unit 300 .
  • the filter unit 500 can transmit visible light and reflect infrared light.
  • the optical module 2000 may further include a light path changing member (not shown).
  • the light path changing member may change a path of light by reflecting light incident from the outside.
  • the light path changing member may include a reflector or a prism.
  • the light path changing member may include a right angle prism.
  • the light path changing member may change the path of light by reflecting the path of incident light at an angle of 90°.
  • the light path changing member may be disposed closer to the object side than the plurality of lenses. That is, when the optical module 2000 includes the light path changing member, the light path changing member, the first lens 110, the second lens 120, and the third lens 130 from the object side toward the sensor , the fourth lens 140, the fifth lens 150, the filter unit 500, and the image sensor unit 300 may be arranged in order.
  • the light path changing member may change a path of light incident from the outside in a set direction.
  • the light path changing member may change the path of light incident to the light path changing member in a first direction in a second direction, which is an arrangement direction of the plurality of lenses (the optical axis OA of the drawing in the direction in which the plurality of lenses are spaced apart). ) direction).
  • the optical module 2000 can be applied to a folded camera capable of reducing the thickness of the camera.
  • the optical module 2000 includes the light path changing member
  • light incident in a direction perpendicular to the surface of the electronic device to which the optical module 2000 is applied is converted into a direction parallel to the surface of the electronic device. can change
  • the optical module 2000 including the plurality of lenses may have a thinner thickness in the electronic device, and thereby the electronic device may be implemented with a smaller thickness.
  • the plurality of lenses may be arranged to extend in a direction perpendicular to the surface of the electronic device in the electronic device. Accordingly, the optical module 2000 including the plurality of lenses has a height in a direction perpendicular to the surface of the electronic device, and as a result, the thickness of the optical module 2000 and the electronic device including the same is formed thin. It can be difficult to do.
  • the plurality of lenses may be arranged to extend in a direction parallel to the surface of the device. That is, the optical module 2000 is disposed so that the optical axis OA is parallel to the surface of the device and can be applied to a folded camera. Accordingly, the optical module 2000 including the plurality of lenses may have a low height in a direction perpendicular to the surface of the device. Accordingly, the camera including the optical module 2000 may have a thin thickness within the device, and the thickness of the electronic device may also be reduced.
  • Lenses of the optical system 1000 and the optical module 2000 may move forward and backward along the optical axis.
  • at least one of the lenses of the optical system 1000 and the optical module 2000 may move toward the object side or the sensor side along the optical axis direction. Accordingly, the optical system 1000 and the optical module 2000 may adjust focal lengths in infinity mode and short distance mode.
  • FIGS. 1 to 4 are diagrams showing configurations of two modes by movement of lenses in the optical system 1000 and the optical module 2000, respectively.
  • FIGS. 1 and 2 are diagrams showing a configuration diagram for a first mode defined as an infinity mode
  • FIGS. 3 and 4 are diagrams illustrating a configuration diagram for a second mode defined as a short-range mode. it is a drawing
  • the lenses of the optical system 1000 and the optical module 2000 may be classified into a plurality of lens groups depending on whether the lenses are moved.
  • the lenses of the optical system 1000 and the optical module 2000 are divided into a first lens group G1 defined as a non-moving fixed lens group and a second lens group G2 defined as a moving moving group lens. can be distinguished.
  • the first lens group G1 may include at least one lens.
  • the first lens group G1 may include a plurality of lenses.
  • the first lens group G1 may include a plurality of lenses spaced apart from each other at set intervals.
  • the first lens group G1 may include the first lens 110, the second lens 120, and the third lens 130 spaced apart from each other.
  • Intervals between the plurality of lenses included in the first lens group G1 may be fixed without being changed by operation changes of the first mode and the second mode.
  • the interval between the first lens 110 and the second lens 120 and the interval between the second lens 120 and the third lens 130 are the first mode and the second mode. It can be fixed without being changed by mode operation change.
  • the interval between the plurality of lenses may mean a distance between the centers of adjacent lenses in the optical axis (OA) direction.
  • the second lens group G2 may include at least one lens.
  • the second lens group G2 may include a plurality of lenses.
  • the number of lenses of the first lens group G1 and the number of lenses of the second lens group G2 may be the same or different.
  • the number of lenses of the second lens group G2 may be smaller than that of the first lens group G1.
  • the second lens group G2 may include a plurality of lenses spaced apart from each other at set intervals.
  • the number of lenses of the first lens group G1 and the number of lenses of the second lens group G2 may be different from each other.
  • the second lens group G2 may include the fourth lens 140 and the fifth lens 150 spaced apart from each other.
  • Intervals between the plurality of lenses included in the second lens group G2 may be fixed without being changed by a change in operation of the first mode and the second mode.
  • the interval between the fourth lens 140 and the fifth lens 150 may be fixed without being changed by the operation of the first mode and the second mode.
  • the interval between the plurality of lenses may mean a distance between the centers of adjacent lenses in the optical axis (OA) direction.
  • the second lens group G2 of the optical system 1000 and the optical module 2000 may move.
  • the second lens group G2 may move along the optical axis direction. That is, the second lens group G2 may move closer to the first lens group G1 or closer to the image sensor unit 500 along the optical axis direction.
  • a driving member (not shown) is connected to the optical system 1000 and the optical module 2000, and the second lens group G2 can move along the optical axis direction through the driving force of the driving member. .
  • the driving member may move the second lens group G2 according to the first mode and the second mode. Accordingly, at least one of the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 and the distance between the second lens group G2 and the image sensor 300 is changed, and , the spacing can be controlled.
  • the short distance of the second mode may mean a distance of about 40 mm or less. In detail, the short distance of the second mode may mean a distance of about 30 mm or less.
  • the first lens group G1 may be fixed and the second lens group G2 may be movable by the driving force of the driving member.
  • the distance between the lenses included in each of the first lens group G1 and the second lens group G2 may not change.
  • the distance between the fourth lens 140 and the fifth lens 150 included in the second lens group G2 is independent of the driving force of the driving member. can be fixed. Accordingly, the total track length (TTL) of the optical system 1000 and the optical module 2000 is maintained, and the back focal length (BFL) of the optical system 1000 and the optical module 2000 is the applied driving force can be changed by
  • the second lens group G2 is the first lens group G1. It may move in the direction of the image sensor unit 300 . In detail, the second lens group G2 may move to a position closer to the image sensor 300 .
  • the second lens group G2 is transferred from the image sensor unit 300 to the first lens group. It can move in the group (G1) direction. In detail, the second lens group G2 may be moved to a position closer to the first lens group G1.
  • the composite focal length of the first lens 110 and the second lens 120, the second lens 120 and the third lens 130 may be maintained.
  • the composite focal length of the fourth lens 140 and the fifth lens 120 may be maintained.
  • the second lens 120, the third lens 130, the fourth lens 140, and the focal length The focal length of the fifth lens 1500 may change.
  • the camera module including the optical system and the optical module controls the position of at least one lens group among the plurality of lens groups G1 and G2 to determine the distance between the lens groups G1 and G2,
  • An effective focal length (EFL) of the optical system 1000 and a composite focal length of a plurality of lenses may be changed.
  • the camera module can control the effective focal length (EFL) according to the distance to the subject, and can effectively provide an autofocus (AF) function for a subject located at infinity or near.
  • the first lens group G1 and the second lens group G2 may have different refractive powers.
  • the first lens group G1 may have positive (+) refractive power.
  • the second lens group G2 may have negative (-) refractive power.
  • the first lens group G1 and the second lens group G2 may have different focal lengths.
  • the focal length of the second lens group G2 is opposite to that of the first lens group G1.
  • the focal length of the first lens group G1 and the second lens group G2 may satisfy Equation 1 below.
  • f_1 is the focal length of the first lens group
  • f_2 is the focal length of the second lens group.
  • the optical system 1000 and the optical module 2000 are capable of focusing on objects located at infinity or near distance.
  • An auto focus (AF) function can be provided.
  • the amount of curvature generated according to the moving distance of the moving lens group can be minimized. Accordingly, the optical system 1000 and the optical module 2000 can minimize deterioration in the image quality of the periphery when the focus changes from infinity to near.
  • the first lens 110 may have positive (+) refractive power along the optical axis.
  • the first lens 110 may include a plastic or glass material.
  • the first lens 110 may be made of a plastic material.
  • the first lens 110 may include a first surface S1 defined as an object side surface and a second surface S2 defined as a sensor side surface.
  • the first surface S1 may be convex with respect to the object-side surface on the optical axis
  • the second surface S2 may be convex with respect to the sensor-side surface along the optical axis. That is, the first lens 110 may have a shape in which both sides are convex in the optical axis as a whole.
  • At least one of the first surface S1 and the second surface S2 may be an aspheric surface.
  • both the first surface S1 and the second surface S2 may be aspheric surfaces.
  • the size of the effective mirror of the first surface S1 on the object side may be different from the size of the effective mirror of the second surface S2 on the sensor side.
  • the effective diameter of the first surface S1 of the first lens 110 may be larger than the effective diameter of the second surface S2.
  • the second lens 120 may have negative (-) refractive power on the optical axis.
  • the second lens 120 may include a plastic or glass material.
  • the second lens 120 may be made of a plastic material.
  • the second lens 120 may include a third surface S3 defined as an object side surface and a fourth surface S4 defined as a sensor side surface.
  • the third surface S3 may be concave with respect to the object side surface in the optical axis
  • the fourth surface S4 may be concave with respect to the sensor side surface in the optical axis. That is, the second lens 120 may have a shape in which both sides are convex in the optical axis as a whole.
  • At least one of the third and fourth surfaces S3 and S4 may be an aspherical surface.
  • both the third surface S3 and the fourth surface S4 may be aspheric.
  • the size of the effective mirror of the third surface S3 of the second lens 120 may be different from that of the fourth surface S4 of the sensor side.
  • the size of the effective diameter of the third surface S3 of the second lens 120 may be greater than the size of the effective diameter of the fourth surface S4.
  • the third lens 130 may have positive (+) refractive power on the optical axis.
  • the third lens 130 may include a plastic or glass material.
  • the third lens 130 may be made of a plastic material.
  • the third lens 130 may include a fifth surface S5 defined as an object side surface and a sixth surface S6 defined as a sensor side surface.
  • the fifth surface S5 may be convex with respect to the object-side surface in the optical axis
  • the sixth surface S6 may be convex with respect to the sensor-side surface in the optical axis. That is, the third lens 130 may have a shape in which both sides are convex in the optical axis as a whole.
  • At least one of the fifth surface S5 and the sixth surface S6 may be an aspheric surface.
  • both the fifth surface S5 and the sixth surface S6 may be aspheric surfaces.
  • the size of the effective mirror of the fifth surface S5 of the third lens 130 may be different from that of the sixth surface S6 of the sensor side.
  • the effective diameter of the fifth surface S5 of the third lens 130 may be larger than the effective diameter of the sixth surface S6.
  • the fourth lens 140 may have negative (-) refractive power on the optical axis.
  • the fourth lens 140 may include a plastic or glass material.
  • the fourth lens 140 may be made of a plastic material.
  • the fourth lens 140 may include a seventh surface S7 defined as an object side surface and an eighth surface S8 defined as a sensor side surface.
  • the seventh surface S7 may be concave with respect to the object side surface in the optical axis
  • the eighth surface S8 may be concave with respect to the sensor side surface in the optical axis. That is, the fourth lens 140 may have a shape in which both sides are convex in the optical axis as a whole.
  • At least one of the seventh surface S7 and the eighth surface S8 may be an aspheric surface.
  • both the seventh surface S7 and the eighth surface S8 may be aspheric surfaces.
  • the fourth lens 140 may include an inflection point.
  • at least one of the object-side and sensor-side surfaces of the fourth lens 140, the seventh and eighth surfaces S7 and S8, may include an inflection point.
  • the seventh surface S7 of the fourth lens 140 may include an inflection point.
  • the size of the effective mirror of the seventh surface S7 of the fourth lens 140 may be different from that of the eighth surface S8 of the sensor side.
  • the effective diameter of the seventh surface S7 may be larger than the effective diameter of the eighth surface S8.
  • the fifth lens 150 may have positive (+) refractive power along the optical axis.
  • the fifth lens 150 may include a plastic or glass material.
  • the fifth lens 150 may be made of a plastic material.
  • the fifth lens 150 may include a ninth surface S9 defined as an object side surface and a tenth surface S10 defined as a sensor side surface.
  • the ninth surface S9 may be convex with respect to the object-side surface along the optical axis
  • the tenth surface S10 may be convex with respect to the sensor-side surface along the optical axis. That is, the fifth lens 150 may have a meniscus shape convex toward the object as a whole.
  • At least one of the ninth surface S9 and the tenth surface S10 may be an aspherical surface.
  • both the ninth surface S9 and the tenth surface S10 may be aspheric surfaces.
  • the size of the effective mirror of the ninth surface S9 of the fifth lens 150 on the object side may be different from the size of the effective mirror of the tenth surface S10 on the sensor side.
  • the effective diameter of the ninth surface S9 may be smaller than the effective diameter of the tenth surface S6.
  • At least one lens among the plurality of lenses may have a non-circular shape.
  • at least one of the lenses included in the first lens group G1 may have a non-circular shape.
  • the first lens 110 may have a non-circular shape.
  • the first surface S1 and the second surface S2 of the first lens 110 may have a non-circular shape
  • the second to fifth lenses 120, 130, 140, and 150 may have a non-circular shape.
  • the third to tenth surfaces S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, and S10 of may have a circular shape. That is, when each of the first surface S1 and the second surface S2 is viewed from the front corresponding to the optical axis OA, the effective area of each lens surface may have a non-circular shape.
  • each effective area of the first surface S1 and the second surface S2 of the first lens 110 includes first to fourth corners A1, A2, A3, and A4. can do.
  • the first corner A1 and the second corner A2 may be corners facing each other in a first direction perpendicular to the optical axis OA (x-axis direction).
  • the first edge A1 and the second edge A2 may have a curved shape.
  • the first edge A1 and the second edge A2 may be provided in a curved shape having the same length and curvature. That is, the first corner A1 and the second corner A2 may have a symmetrical shape based on an imaginary line passing through the optical axis OA and extending in the second direction (y-axis direction).
  • the third corner A3 and the fourth corner A4 may be corners facing each other in a second direction (y-axis direction) perpendicular to the optical axis OA and the first direction.
  • the third edge A3 and the fourth edge A4 may be edges connecting ends of the first edge A1 and the second edge A2.
  • the third edge A3 and the fourth edge A4 may have a straight line shape.
  • the third edge A3 and the fourth edge A4 may have the same length and be parallel to each other. That is, the third edge A3 and the fourth edge A4 may have a symmetrical shape based on an imaginary line passing through the optical axis OA and extending in the first direction (x-axis direction).
  • the first surface S1 and the second surface S2 have a non-circular shape, such as a D-cut, as they include the first to fourth edges A1, A2, A3, and A4 described above. can have a shape.
  • the first surface S1 and the second surface S2 may have the above-described non-circular shape in the process of manufacturing the first lens 110 .
  • the first lens 110 includes a plastic material, it may be manufactured in the aforementioned non-circular shape during an injection process.
  • the first lens 110 may be manufactured in a circular shape through an injection process, and in a subsequent cutting process, portions of the first surface S1 and the second surface S2 are cut to It may have the third edge A3 and the fourth edge A4.
  • each effective area of the first surface S1 and the second surface S2 may have a set size.
  • the length of an imaginary first straight line passing through the optical axis OA and connecting the first edge A1 and the second edge A2 is the optical axis OA. It may be longer than a clear height (CH) of a second imaginary straight line that passes through and connects the third edge A3 and the fourth edge A4.
  • the length CA of the first straight line may mean a maximum clear aperture (CA) of each of the first and second surfaces S1 and S2, and the length of the second straight line (CH) may denote a minimum clear height (CH) of each of the first surface S1 and the second surface S2.
  • the size CH of the minimum effective diameter of the first surface S1 and the second surface S2 may be about 5 mm.
  • each effective area may have a circular shape, and each non-effective area of the first and second surfaces S1 and S2 may have a non-circular shape.
  • the optical system 1000 and the optical module 2000 according to the embodiment may satisfy at least one of equations described below. Accordingly, the optical system 1000 and the optical module 2000 according to the embodiment can improve aberration characteristics and thus have improved optical characteristics. In addition, the embodiment can effectively provide an autofocus (AF) function for a subject located from a short distance to infinity, and can be provided in a slimmer and more compact form.
  • AF autofocus
  • P3, P4, and P5 mean the refractive power of the third lens, fourth lens, and fifth lens, respectively.
  • Equation 2 relates to reduction of curvature aberration in the first mode and the second mode according to the movement of the second lens group.
  • EFL_1 is the effective focal length at the maximum movement distance of the second lens group in the first mode
  • EFL_2 is the effective focal length at the maximum movement distance of the second lens group in the second mode
  • f5 is the 5 means the focal length of the lens.
  • Equation 3 relates to reduction of curvature aberration in the first mode and the second mode according to the movement of the second lens group.
  • the ratio of the focal length of the fifth lens of the second lens group to the effective focal length of the entire optical system may be changed, whereby the first As the two lens groups move, curvature aberrations in the first mode and the second mode increase, and thus optical characteristics may deteriorate.
  • f34_1 is the composite focal length of the third lens and the fourth lens at the maximum movement distance of the second lens group in the first mode
  • f34_2 is the maximum movement distance of the second lens group in the second mode. It is the combined focal length of the 3rd lens and the 4th lens
  • f5 means the focal length of the 5th lens.
  • Equation 4 relates to reduction of curvature aberration in the first mode and the second mode according to the movement of the second lens group.
  • the focal length of the fifth lens and the complex focal length of the third and fourth lenses that change according to the movement of the second lens group The ratio may be changed, thereby increasing curvature aberrations in the first mode and the second mode according to the movement of the second lens group, thereby degrading optical characteristics.
  • f345_1 is the composite focal length of the third lens, the fourth lens, and the fifth lens at the maximum movement distance of the second lens group in the first mode
  • f345_2 is the maximum movement distance of the second lens group in the second mode. It is the composite focal length of the 3rd lens, 4th lens and 5th lens at the moving distance
  • f5 means the focal length of the 5th lens.
  • Equation 5 relates to reduction of curvature aberration in the first mode and the second mode according to the movement of the second lens group.
  • the third lens, the fourth lens, and the fifth lens change according to the focal length of the fifth lens and the movement of the second lens group.
  • the ratio of the composite focal length may be changed, thereby increasing curvature aberrations in the first mode and the second mode according to the movement of the second lens group, thereby degrading optical characteristics.
  • R1 is the radius of curvature of the first surface of the first lens
  • R2 is the radius of curvature of the second surface of the first lens
  • R3 is the radius of curvature of the third surface of the second lens
  • R4 is the radius of curvature of the second surface of the first lens.
  • R5 is the radius of curvature of the 5th surface of the 3rd lens
  • R6 is the radius of curvature of the 6th surface of the 3rd lens
  • R7 is the curvature of the 7th surface of the 4th lens
  • R8 is the radius of curvature of the 8th surface of the 4th lens
  • R9 is the radius of curvature of the 9th surface of the 5th lens
  • R10 is the radius of curvature of the 10th surface of the 5th lens.
  • Equation 6 above is related to spherical aberration of the optical system and/or optical module according to the embodiment.
  • R1 is the radius of curvature of the first surface of the first lens
  • R2 is the radius of curvature of the second surface of the first lens
  • R3 is the radius of curvature of the third surface of the second lens
  • R4 is the radius of curvature of the second surface of the first lens.
  • R5 is the radius of curvature of the 5th surface of the 3rd lens
  • R6 is the radius of curvature of the 6th surface of the 3rd lens
  • R7 is the curvature of the 7th surface of the 4th lens
  • R8 is the radius of curvature of the 8th surface of the 4th lens
  • R9 is the radius of curvature of the 9th surface of the 5th lens
  • R10 is the radius of curvature of the 10th surface of the 5th lens.
  • Equation 7 above is related to spherical aberration of the optical system and/or optical module according to the embodiment.
  • the optical system and/or optical module according to the embodiment does not satisfy Equation 7, as the size and ratio of the radii of curvature of the first to fifth lenses change, the central and The spherical aberration of the periphery may be increased, and overall optical characteristics may be deteriorated.
  • T34_1 is the distance between the third lens and the fourth lens at the maximum movement distance of the second lens group in the first mode
  • T34_2 is the distance at the maximum movement distance of the second lens group in the second mode. It is the distance between the 3rd lens and the 4th lens.
  • Equation 8 is related to reliability and alignment of an optical system and an optical module according to an embodiment.
  • the optical system and the optical module according to the embodiment do not satisfy Equation 8, when the second lens group moves, the third lens and the fourth lens are set in consideration of the change in distance between the third and fourth lenses.
  • coupling may not be easy, and tilt of the lens may occur due to poor coupling, which may degrade overall optical characteristics.
  • T34_1 is the distance between the third lens and the fourth lens at the maximum movement distance of the second lens group in the first mode
  • CT3 is the thickness of the third lens.
  • Equation 9 is related to the reliability and alignment of the optical system and the optical module according to the embodiment.
  • the optical system and the optical module according to the embodiment do not satisfy Equation 9
  • the third lens considering the change in the thickness of the third lens and the distance between the third and fourth lenses
  • the coupling may not be easy, and a tilt of the lens may occur due to poor coupling, which may degrade overall optical characteristics.
  • BFL_1 means the distance in the optical axis direction from the apex of the sensor-side surface of the last lens at the maximum movement distance of the second lens group in the first mode to the top surface of the image sensor
  • BFL_2 is the distance in the second mode It is the distance in the optical axis direction from the apex of the sensor-side surface of the last lens at the maximum movement distance of the second lens group to the top surface of the image sensor.
  • Equation 10 relates to reduction of curvature aberration in the first mode and the second mode according to the movement of the second lens group.
  • the distance in the optical axis direction from the apex of the sensor-side surface of the last lens in the first mode and the second mode to the top surface of the image sensor The ratio may be changed, thereby increasing curvature aberrations in the first mode and the second mode according to the movement of the second lens group, thereby degrading optical characteristics.
  • EFL_1 is the effective focal length at the maximum movement distance of the second lens group in the first mode
  • BFL_1 is the vertex of the sensor side of the last lens at the maximum movement distance of the second lens group in the first mode. is the distance in the optical axis direction from to the upper surface of the image sensor.
  • Equation 11 relates to reduction of curvature aberration in the first mode and the second mode according to the movement of the second lens group.
  • the distance in the optical axis direction from the apex of the sensor-side surface of the last lens in the first mode and the second mode to the top surface of the image sensor The ratio of the ratio to the effective focal length of the optical system may be changed, thereby increasing curvature aberrations in the first mode and the second mode according to the movement of the second lens group, thereby degrading optical characteristics.
  • TD_1 is the distance between the image side of the first lens and the sensor side of the last lens at the maximum movement distance of the second lens group in the first mode
  • TD_1 is the maximum distance of the second lens group in the second mode. It is the distance between the image side of the first lens and the sensor side of the last lens in the moving distance.
  • Equation 12 relates to reduction of curvature aberration in the first mode and the second mode according to the movement of the second lens group.
  • the optical system and the optical module according to the embodiment do not satisfy Equation 12, the ratio of the distance between the image side surface of the first lens and the sensor side surface of the last lens in the first mode and the second mode is changed. As a result, curvature aberrations in the first mode and the second mode according to the movement of the second lens group may increase, thereby deteriorating optical characteristics.
  • EFL_1 is the effective focal length at the maximum movement distance of the second lens group in the first mode
  • EFL_2 is the effective focal length at the maximum movement distance of the second lens group in the second mode.
  • Equation 13 relates to reduction of curvature aberration in the first mode and the second mode according to the movement of the second lens group.
  • the ratio of the effective focal length of the optical system in the first mode and the second mode may be changed, and thereby the second lens group Optical characteristics may be degraded because curvature aberrations in the first mode and the second mode are increased according to movement.
  • N1 is the refractive index of the first lens
  • N2 is the refractive index of the second lens
  • N4 is the refractive index of the fourth lens
  • N5 is the refractive index of the fifth lens.
  • Equation 14 is related to the aberration of the optical system.
  • n_G1 is the number of lenses included in the first lens group
  • n_G2 is the number of lenses included in the second lens group G2.
  • md1 is changed from the infinity mode (first mode) to the near mode (second mode) or from the near mode (second mode) to infinity mode (first mode), the second lens group ( G2), and TTL (Total track length) means the distance in the direction of the optical axis (OA) from the apex of the object-side surface of the lens closest to the object among the plurality of lenses to the upper surface of the image sensor unit. .
  • Equation 16 is related to the driving force and optical characteristics of the optical system according to the moving distance of the second lens group.
  • the movement distance of the second lens group moving in the first mode and the second mode increases, resulting in increased power consumption of the optical system and the optical module.
  • the movement distance of the second lens group moving in the first mode and the second mode may decrease, thereby increasing the amount of curvature of the optical system and the optical module, thereby reducing optical characteristics.
  • G2 means the moving distance
  • ImgH means the distance in the vertical direction of the optical axis OA from the 0 field area of the image sensor unit to the 1.0 field area of the image sensor unit.
  • ImgH means the diagonal length of the effective area of the image sensor unit.
  • Equation 17 is related to the driving force and optical characteristics of the optical system according to the moving distance of the second lens group.
  • the movement distance of the second lens group moving in the first mode and the second mode increases, resulting in increased power consumption of the optical system and the optical module.
  • the movement distance of the second lens group moving in the first mode and the second mode may decrease, thereby increasing the amount of curvature of the optical system and the optical module, thereby reducing optical characteristics.
  • the optical system 1000 and the optical module 2000 according to the embodiment may satisfy at least one of the above equations.
  • the optical system 1000 and the optical module 2000 may satisfy one or a plurality of Equations 1 to 17 above. That is, Equations 1 to 17 may be independently implemented or implemented in relation to each other.
  • the optical system 1000, the optical module 2000, and the camera module including them may have improved optical characteristics.
  • the embodiment can minimize the amount of curvature caused by the movement of the lens group by satisfying at least one of Equations 1 to 17, and autofocus (AF) for subjects located at various distances. function can be provided.
  • the embodiment may be provided with a slim structure by satisfying at least one of Equations 1 to 17.
  • the optical system according to the embodiment may have improved optical characteristics by minimizing the amount of curvature generated according to the movement of the lens group when the focus changes from infinity to near range.
  • noodle radius of curvature (mm) Lens thickness and distance between lenses (mm) refractive index Abe number effective size (mm) 1st lens page 1 9.7549 1.6360 1.5335 55.7000 5.5418 page 2 -16.4281 2.9885 5 2nd lens page 3 -5.4097 0.3902 1.6140 25.9000 3.8478 page 4 12.8936 0.1824 3.7923 3rd lens page 5 3.6938 1.5000 1.5335 55.7000 3.8227 page 6 -4.8224 0.6001 3.64 4th lens page 7 -6.4825 0.3200 1.5335 55.7000 2.9582 page 8 4.2962 0.8345 2.845 5th lens page 9 346.8626 1.8000 1.6610 20.4000 2.9688 page 10 -13.3705 3.7
  • Table 1 relates to lens information when the camera module operates in a first mode, which is an infinity mode.
  • Table 1 shows the radius of curvature of the first to fifth lenses 110, 120, 130, 140, and 150 in the infinity mode, the thickness of each lens, and the distance between each lens. It is about the center distance in the optical axis, the refractive index, Abbe's number, and the size of the clear aperture.
  • Table 2 is data on the size of the image sensor unit, TTL, BFL (BFL1), EFL (EFL1) when operating in infinite mode, and the distance between the moving group and the fixed group.
  • the first lens 110 of the optical system 1000 may have positive (+) refractive power.
  • the first surface S1 of the first lens 110 may be convex with respect to the object-side surface in the optical axis, and the second surface S2 may be convex with respect to the sensor-side surface in the optical axis.
  • the first lens 110 may have a convex shape on both sides.
  • the first surface S1 may be an aspheric surface, and the second surface S2 may be an aspheric surface.
  • the second lens 120 may have negative (-) refractive power.
  • the third surface S3 of the second lens 120 may be concave with respect to the object-side surface in the optical axis, and the fourth surface S4 may be concave with respect to the sensor-side surface in the optical axis. .
  • the second lens 120 may have a concave shape on both sides.
  • the third surface S3 may be an aspherical surface, and the fourth surface S4 may be an aspheric surface.
  • the third lens 130 may have positive (+) refractive power.
  • the fifth surface S5 of the third lens 130 may be convex with respect to the object-side surface in the optical axis, and the sixth surface S6 may be convex with respect to the sensor-side surface in the optical axis. .
  • the third lens 130 may have a convex shape on both sides.
  • the fifth surface S5 may be an aspheric surface, and the sixth surface S6 may be an aspheric surface.
  • the fourth lens 140 may have negative (-) refractive power.
  • the seventh surface S7 of the fourth lens 140 may be concave with respect to the object-side surface in the optical axis, and the eighth surface S8 may be concave with respect to the sensor-side surface in the optical axis. .
  • the fourth lens 140 may have a concave shape on both sides.
  • the seventh surface S7 may be an aspheric surface, and the seventh surface S7 may be an aspheric surface.
  • the fifth lens 150 may have positive (+) refractive power.
  • the ninth surface S9 of the fifth lens 150 may be concave with respect to the object-side surface in the optical axis, and the tenth surface S10 may be convex with respect to the sensor-side surface in the optical axis. .
  • the fifth lens 150 may have a meniscus shape convex toward the sensor.
  • the ninth surface S9 may be an aspherical surface, and the tenth surface S10 may be an aspheric surface.
  • the camera module may operate in an infinity mode to acquire information about a subject located at an infinity distance.
  • the driving member may operate in an infinity mode by controlling a position of at least one lens group among a plurality of lens groups.
  • the first lens group G1 when the camera module operates in an infinity mode, the first lens group G1 may be fixed and the second lens group G2 may move by the driving force of the driving member.
  • the second lens group G2 in the infinity mode, the second lens group G2 may be disposed in a first position.
  • the second lens group G2 when the initial position of the second lens group G2 is not the first position corresponding to the infinity mode, the second lens group G2 may move to the first position. That is, the second lens group G2 may be disposed in an area spaced apart from the first lens group G1 by a first distance d1 by the driving force of the driving member.
  • the first distance d1 may mean a central distance between the third lens 130 and the fourth lens 140 in an optical axis.
  • the second lens group G2 when the initial position of the second lens group G2 is the first position, the second lens group G2 may be disposed at the first position without a separate movement. Accordingly, the second lens group G2 may be disposed in an area spaced apart from the first lens group G1 by a first distance d1.
  • the optical system 1000 may have a first TTL (TTL1) defined as a TTL value and a first BFL (BFL1) defined as a BFL value at the first position, It may have a first EFL (EFL1) defined as an effective focal length (EFL).
  • TTL1 TTL value
  • BFL1 BFL value at the first position
  • EFL1 EFL defined as an effective focal length
  • FIG. 6 is a graph of aberration characteristics of the optical system 1000 operating in the first mode (infinity mode), from left to right: spherical aberration, astigmatic field curves, and distortion aberration. This is a graph that measures (Distortion).
  • the X axis may represent a focal length (mm) and distortion (%)
  • the Y axis may represent the height of an image.
  • a graph of spherical aberration is a graph of light in a wavelength band of about 435 nm, about 486 nm, about 546 nm, about 587 nm, and about 656 nm
  • a graph of astigmatism and distortion is a graph of light in a wavelength band of 546 nm.
  • noodle radius of curvature (mm) Lens thickness and distance between lenses (mm) refractive index Abe number effective size (mm) 1st lens page 1 9.7549 1.6360 1.5348 56.0000 5.5418 page 2 -16.4281 2.9885 5 2nd lens page 3 -5.4097 0.3902 1.6140 25.9000 3.8478 page 4 12.8936 0.1824 3.7923 3rd lens page 5 3.6938 1.5000 1.5348 56.0000 3.8227 page 6 -4.8224 2.4463 3.64 4th lens page 7 -6.4825 0.3200 1.5348 56.0000 2.9582 page 8 4.2962 0.8345 2.845 5th lens page 9 346.8626 1.8000 1.6610 20.4000 2.9688 page 10 -13.3705 3.7
  • Table 3 relates to lens information when the camera module operates in the second mode, which is a short-distance mode.
  • Table 3 shows the radius of curvature of the first to fifth lenses 110, 120, 130, 140, and 150 in the near mode, the thickness of each lens, and the optical axis between each lens. It is about the center distance in , the refractive index, Abbe's number, and the size of the clear aperture.
  • Table 4 is data on the size of the image sensor unit, TTL, BFL (BFL1), EFL (EFL1) when operating in a short-distance mode, and the distance between the moving group and the fixed group.
  • the camera module may operate in a short distance mode to acquire information on a subject located at a short distance.
  • the driving member may operate in a short distance mode by controlling a position of at least one lens group among a plurality of lens groups.
  • the first lens group G1 when the camera module operates in a short distance mode, the first lens group G1 may be fixed and the second lens group G2 may be moved by the driving force of the driving member.
  • the second lens group G2 in the short distance mode, the second lens group G2 may be disposed at a second position.
  • the second lens group G2 when the initial position of the second lens group G2 is not the second position corresponding to the short distance mode, the second lens group G2 may move to the second position. That is, the second lens group G2 may be disposed in an area spaced apart from the first lens group G1 by a second distance d2 by the driving force of the driving member.
  • the second distance d2 may mean a central distance between the third lens 130 and the fourth lens 140 .
  • the second lens group G2 when the initial position of the second lens group G2 is the second position, the second lens group G2 may be disposed at the second position without a separate movement. Accordingly, the second lens group G2 may be disposed in an area spaced apart from the first lens group G1 by a second distance d2.
  • the optical system 1000 may have a second TTL (TTL2) defined as a TTL value and a second BFL (BFL2) defined as a BFL value at the second position. and may have a second EFL (EFL2) defined as an effective focal length (EFL).
  • TTL2 TTL
  • BFL2 BFL2
  • EFL2 EFL
  • the second TTL (TTL2) may be the same as the first TTL (TTL1). That is, as the first lens group G1 is fixed, the first TTL (TTL1) and the second TTL may be the same. Also, the second EFL may be larger than the first EFL, and the second BFL (BFL2) may be smaller than the first BFL (BFL1). In detail, as the first lens group G1 has positive (+) refractive power and the second lens group G2 has negative (-) refractive power, the second BFL (BFL2) has the first It may be smaller than BFL(BFL1).
  • FIG. 7 is a graph of aberration characteristics of the optical system 1000 operating in the second mode (short-distance mode), from left to right: spherical aberration, astigmatic field curves, and distortion aberration. This is a graph that measures (Distortion).
  • the X axis may represent a focal length (mm) and distortion (%)
  • the Y axis may represent the height of an image.
  • a graph of spherical aberration is a graph of light in a wavelength band of about 435 nm, about 486 nm, about 546 nm, about 587 nm, and about 656 nm
  • a graph of astigmatism and distortion is a graph of light in a wavelength band of 546 nm.
  • the camera module according to the embodiment may be converted into an infinity mode or a short distance mode according to the distance to the subject.
  • the second lens group G2 may move to the first position or the second position according to the distance to the subject.
  • the second lens group G2 may be moved from the first position to the second position or from the second position to the first position.
  • the movement distance md1 of the second lens group G2 may be smaller than the total TTL values of the optical system 1000, eg, the first TTL (TTL1) and the second TTL (TTL2). Also, the movement distance md1 of the second lens group G2 may be smaller than the first BFL (BFL1) and the second BFL (BFL2).
  • the movement distance md1 of the second lens group G2 may be smaller than the length ImgH of the image sensor 300 in a diagonal direction, and the effective diameter of the lens having the largest effective diameter among the plurality of lens surfaces. may be smaller than the clear aperture (CA_Sa).
  • the movement distance md1 of the second lens group G2 may be about 1 mm or more.
  • the moving distance of the second lens group G2 may be about 1.8 mm.
  • the movement distance md1 may mean a difference between the second distance d2 and the first distance d1.
  • brightness values in the first mode and the second mode may be 70% or more of the F-number.
  • Equation 1 satisfied Equation 2 satisfied Equation 3 0.61 Equation 4 0.51 Equation 5 0.67 Equation 6 25.94 Equation 7 4.45 Equation 8 4.08 Equation 9 0.40 Equation 10 1.32 Equation 11 2.25 Equation 12 0.85 Equation 13 1.62 Equation 14 satisfied Equation 15 satisfied Equation 16 9.67 Equation 17 0.29
  • Table 5 is for the value of the aspherical surface coefficient of each lens surface in the optical system 1000 according to the embodiment
  • Table 6 is for the result values for the items of the above equations in the optical system, optical module and camera module according to the embodiment.
  • Table 7 also shows result values of Equations 1 to 17 of the optical system 1000 and the optical module 2000 according to the embodiment.
  • the optical system 1000, the optical module 2000, and the camera module according to the embodiment satisfy at least one of Equations 1 to 17.
  • the optical system 1000, the optical module 2000, and the camera module according to the embodiment satisfy all of Equations 1 to 17 above.
  • the exemplary embodiment may have improved optical characteristics and prevent or minimize deterioration of peripheral image quality.
  • the embodiment may provide an autofocus (AF) function for subjects located at various distances by using the optical system 1000 and the optical module 2000 having set shapes, focal lengths, intervals, and the like.
  • the embodiment may provide an autofocus (AF) function for a subject located at infinity or a short distance using one camera module.
  • the embodiment can control the effective focal length (EFL) by moving at least one lens group, and can minimize the moving distance of the moving lens group.
  • the movement distance md1 of the second lens group G2 according to the embodiment may be 1.8 mm, which is a difference between the second distance d2 and the first distance d1. That is, the second lens group G2 may move 1.8 mm from infinity to near (30 mm) focus.
  • the optical system 1000 according to the embodiment can significantly reduce the moving distance of the lens group when the focus is changed from infinity to near, thereby minimizing power consumption required when moving the lens group.
  • the optical system according to the embodiment may have improved electrical and optical characteristics.
  • the embodiment may have a constant TTL value regardless of the distance to the subject in the range of infinity to near distance. Accordingly, the optical system 1000 and the camera module including the optical system 1000 may be provided with a slimmer structure.
  • At least one lens in the optical system 1000 may have a non-circular shape, for example, a D-cut shape. Accordingly, the optical system 1000 can be implemented in a small size, has improved optical performance, and can be provided in a compact size compared to an optical system having only a circular shape.
  • the optical system 1000 may include a plurality of lenses and a light path changing member (not shown). Accordingly, the optical system 1000 can be applied to a folded camera that can have a smaller thickness, and a device including the camera can be manufactured with a smaller thickness.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating that a camera module according to an embodiment is applied to a mobile terminal.
  • the mobile terminal 1 may include a camera module 10 provided on the rear side.
  • the camera module 10 may include an image capturing function.
  • the camera module 10 may include at least one of an auto focus function, a zoom function, and an OIS function.
  • the camera module 10 may process a still image or video frame obtained by the image sensor 300 in a shooting mode or a video call mode.
  • the processed image frame may be displayed on a display unit (not shown) of the mobile terminal 1 and may be stored in a memory (not shown).
  • the camera module may be further disposed on the front side of the mobile terminal 1 .
  • the camera module 10 may include a first camera module 10A and a second camera module 10B. At this time, at least one of the first camera module 10A and the second camera module 10B may include the above-described optical system 1000 . Accordingly, the camera module 10 may have improved optical characteristics, and may provide an autofocus (AF) function for a subject located at a short distance of infinity to 40 mm or less. In addition, when the optical system 1000 provides the function by moving at least one lens group, the amount of movement of the lens group can be minimized, thereby enabling operation with low power and minimizing the amount of curvature caused by the movement. can do. In addition, the camera module can be provided more compactly by the optical system 1000 having a slim structure.
  • AF autofocus
  • the mobile terminal 1 may further include an auto focus device 31 .
  • the auto focus device 31 may include an auto focus function using a laser.
  • the auto-focus device 31 may be mainly used in a condition in which an auto-focus function using an image of the camera module 10 is degraded, for example, a proximity of 10 m or less or a dark environment.
  • the autofocus device 31 may include a light emitting unit including a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) semiconductor device and a light receiving unit such as a photodiode that converts light energy into electrical energy.
  • VCSEL vertical cavity surface emitting laser
  • the mobile terminal 1 may further include a flash module 33.
  • the flash module 33 may include a light emitting element emitting light therein.
  • the flash module 33 may be operated by a camera operation of a mobile terminal or a user's control.

Abstract

실시예에 따른 광학계는, 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 순차적으로 배치되며, 적어도 하나의 렌즈를 각각 포함하는 제 1 렌즈군 및 제 2 렌즈군을 포함하고, 상기 제 1 렌즈군의 굴절력 부호와 상기 제2 렌즈군의 굴절력 부호는 서로 반대되고, 상기 제 1 렌즈군 및 상기 제 2 렌즈군은 하기 수학식 1을 만족한다. [수학식 1] 0.6 < |f_1 / f_2| < 1.4 만족하고, (f_1은 상기 제 1 렌즈군의 초점 거리이고, f_2는 상기 제 2 렌즈군의 초점 거리이다.)

Description

광학계 및 이를 포함하는 광학 모듈 및 카메라 모듈
실시예는 광학계 및 이를 포함하는 광학 모듈 및 카메라 모듈에 관한 것이다.
카메라 모듈은 객체를 촬영하여 이미지 또는 동영상으로 저장하는 기능을 수행하며 다양한 어플리케이션에 장착되고 있다. 특히 카메라 모듈은 초소형으로 제작되어 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대용 디바이스 뿐만 아니라 드론, 차량 등에 적용되어 다양한 기능을 제공하고 있다.
예를 들어, 카메라 모듈의 광학계 및 광학 모듈은 상(image)을 결상하는 촬상 렌즈, 결상된 상을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이때, 상기 카메라 모듈은 이미지 센서와 촬상 렌즈 사이의 간격을 자동 조절하여 렌즈의 초점거리를 정렬하는 오토포커스(autofocus, AF) 기능을 수행할 수 있고, 줌 렌즈(zoom lens)를 통해 원거리의 객체의 배율을 증가 또는 감소시켜 촬영하는 줌 업(zoom up) 또는 줌 아웃(zoom out)의 주밍(zooming) 기능을 수행할 수 있다.
또한, 카메라 모듈은 영상 흔들림 방지(image stabilization, IS)기술을 채용하여 불안정한 고정장치 혹은 사용자의 움직임에 기인한 카메라의 움직임으로 인한 영상의 흔들림을 보정하거나 방지하는 기술이 채용되고 있다.
이러한 카메라 모듈이 상(image)을 얻기 위해 가장 중요한 요소는 상(image)을 결상하는 촬상 렌즈이다. 최근 고화질, 고해상도 등 고성능에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이를 구현하기 위해 복수의 렌즈를 포함하는 광학계에 대한 연구가 진행되고 있다. 예를 들어, 고성능의 광학계 구현을 위해 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가지는 복수의 촬상 렌즈를 이용한 연구가 진행되고 있다. 그러나, 복수의 렌즈를 포함하는 경우 광학계 전체가 길이가 증가할 수 있고, 우수한 광학적 특성, 수차 특성을 도출하기 어려운 문제점이 있다.
한편, 상기 광학계 및 광학 모듈이 복수의 렌즈를 포함하는 경우, 복수의 렌즈들 어느 하나의 렌즈의 위치를 제어하거나 또는 2개 이상의 렌즈를 포함하는 렌즈군의 위치를 제어하여 줌(zoom), 오토포커스(AF) 기능 등을 수행할 수 있다. 그러나, 상기 렌즈 또는 상기 렌즈군이 상기 기능을 수행하고자 할 경우, 상기 렌즈 또는 상기 렌즈군의 이동량이 기하급수적으로 증가할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계 및 광학 모듈을 포함하는 장치는 많은 에너지가 요구될 수 있고, 이동량을 고려한 설계가 요구되는 문제점이 있다.
또한, 상기 광학계 및 광학 모듈이 복수의 렌즈를 포함할 경우 상기 복수의 렌즈의 두께, 간격, 크기 등에 의해 광학계 및 광학 모듈의 전체 길이, 높이 등이 증가할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계 및 광학 모듈을 포함하는 스마트폰, 이동 단말기 등의 디바이스의 전체 두께 및 크기가 증가할 수 있고 보다 소형으로 제공하기 어려운 문제점이 있다.
따라서, 상술한 문제를 해결할 수 있는 새로운 광학계, 광학 모듈이 요구된다.
실시예는 향상된 광학 특성을 가지는 광학계 및 이를 포함하는 광학 모듈 및 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 다양한 거리에 위치한 피사체에 대한 오토포커스(AF) 기능을 제공할 수 있는 광학계 및 이를 포함하는 광학 모듈 및 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 작고 컴팩트(compact)하게 구현할 수 있는 광학계 및 이를 포함하는 광학 모듈 및 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 얇은 두께를 가지는 폴디드(folded) 카메라에 적용 가능한 광학계 및 이를 포함하는 광학 모듈 및 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 광학계는, 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 순차적으로 배치되며, 적어도 하나의 렌즈를 각각 포함하는 제 1 렌즈군 및 제 2 렌즈군을 포함하고, 상기 제 1 렌즈군의 굴절력 부호와 상기 제2 렌즈군의 굴절력 부호는 서로 반대되고, 상기 제 1 렌즈군 및 상기 제 2 렌즈군은 하기 수학식 1을 만족한다.
[수학식 1]
0.6 < |f_1 / f_2| < 1.4 만족하고,
(f_1은 상기 제 1 렌즈군의 초점 거리이고, f_2는 상기 제 2 렌즈군의 초점 거리이다.)
실시예에 따른 광학계, 광학 모듈 및 카메라 모듈은 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 복수의 렌즈군 중 적어도 하나의 렌즈군을 이동시켜 유효 초점 거리(EFL)를 제어할 수 있고, 이동하는 렌즈군의 이동 거리를 최소화할 수 있다. 이에 따라, 이동하는 렌즈군의 이동 거리에 따라 발생하는 만곡량을 최소화할 수 있어 주변부의 화질이 저하되는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 실시예는 이동하는 렌즈군의 이동 거리를 최소화하여 렌즈군의 이동 시 요구되는 전력 소모를 최소화할 수 있다.
또한, 실시예는 설정된 형상, 초점 거리, 간격 등을 가지는 광학계를 이용하여 다양한 거리에 위치한 피사체에 대한 오토포커스(AF) 기능을 제공할 수 있다. 자세하게, 실시예는 하나의 카메라 모듈을 이용하여 무한대 내지 근거리에 위치한 피사체에 대한 오토포커스(AF) 기능을 제공할 수 있다.
또한, 실시예는 무한대 내지 근거리의 범위에서 피사체와의 거리와 무관하게 일정한 TTL 값을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈은 보다 슬림한 구조로 제공될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 비원형 형상을 가지는 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계는 향상된 광학 성능을 가지며 소형으로 구현할 수 있어, 원형 형상만으로 이루어진 광학계 대비 컴팩트(compact)하게 제공될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 광 경로 변경 부재를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계는 보다 얇은 두께를 가질 수 있는 폴디드(folded) 카메라에 적용 가능하며, 상기 카메라를 포함하는 기기를 얇은 두께로 제조할 수 있다.
도 1은 제 1 모드로 동작하는 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 2는 제 1 모드로 동작하는 광학계의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length)을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 제 2 모드로 동작하는 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 4는 제 2 모드로 동작하는 광학계의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length)을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 비원형 형상의 렌즈를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 실시예에 따른 광학계가 제 1 모드로 동작할 경우의 수차도에 대한 그래프이다.
도 7은 실시예에 따른 광학계가 제 2 모드로 동작할 경우의 수차도에 대한 그래프이다.
도 8은 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우 뿐 만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐 만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하의 설명에서 첫 번째 렌즈는 물체 측에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 마지막 렌즈는 센서 측에 가장 가까운 렌즈를 의미한다. 또한, 특별한 언급이 없는 한 렌즈의 반지름, 유효경, 두께, 거리, BFL(Back Focal Length), TTL(Total track length or Total Top Length) 등에 대한 단위는 모두 ㎜이다. 또한, 렌즈의 형상은 렌즈의 광축을 기준으로 나타낸 것이다. 일 예로, 렌즈의 물체 측면이 볼록하다는 의미는 해당 렌즈의 물체 측면에서 광축 부근이 볼록하다는 의미이며 광축 주변이 볼록하다는 의미는 아니다. 따라서, 렌즈의 물체 측면이 볼록하다고 설명된 경우라도, 해당 렌즈의 물체 측면에서 광축 주변 부분은 오목할 수 있다. 또한, 렌즈의 두께 및 곡률 반지름은 해당 렌즈의 광축을 기준으로 측정된 것임을 밝혀둔다. 또한, “물체 측 면”은 광축을 기준으로 물체 측(Object side)을 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있고, “센서 측(Image side)”은 광축을 기준으로 촬상면을 향하는 렌즈의 면으로 정의될 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여, 실시예에 따른 광학계를 설명한다.
도 1은 제 1 모드로 동작하는 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 2는 제 1 모드로 동작하는 광학계의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length)을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 제 2 모드로 동작하는 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 4는 제 2 모드로 동작하는 광학계의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length)을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 비원형 형상의 렌즈를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 실시예에 따른 광학계가 제 1 모드로 동작할 경우의 수차도에 대한 그래프이고, 도 7은 실시예에 따른 광학계가 제 2 모드로 동작할 경우의 수차도에 대한 그래프이고, 도 8은 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 실시예에 따른 광학계(1000)는 복수의 렌즈들을 포함할 수 있다.
도면에서는 상기 광학계(1000)가 5매의 렌즈를 포함하는 것을 도시하였으나, 실시예는 이에 제한되지 않고, 상기 광학계(1000)는 적어도 5매 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 상기 광학계(1000)가 5매의 렌즈를 포함하는 것을 중심으로 설명한다.
상기 광학계(1000)는 제 1 렌즈(110), 제 2 렌즈(120), 제 3 렌즈(130), 제 4 렌즈(140) 및 제 5 렌즈(150)를 포함할 수 있다.
자세하게, 상기 광학계(1000)는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 순차적으로 배치되는 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 사기 제 4 렌즈(140) 및 상기 제 5 렌즈(150)를 포함할 수 있다.
자세하게, 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140) 및 상기 제 5 렌즈(150)는 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
자세하게, 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140) 및 상기 제 5 렌즈(150)는 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140) 및 상기 제 5 렌즈(150)의 중심이 상기 광학계(1000)의 광축(OA)과 일치하도록 순차적으로 배치될 수 있다.
물체의 정보에 해당하는 광은 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140) 및 상기 제 5 렌즈(150)를 통과하여 이미지 센서부(300)에 입사될 수 있다.
상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140) 및 상기 제 5 렌즈(150)는 각각 유효 영역 및 비유효 영역을 포함할 수 있다. 상기 유효 영역은 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140) 및 상기 제 5 렌즈(150) 각각의 렌즈에서 입사되는 광이 통과하고, 입사된 광이 굴절되어 광학 특성을 구현하는 영역으로 정의될 수 있다.
상기 비유효 영역은 상기 유효 영역의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 유효 영역의 주변부에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140) 및 상기 제 5 렌즈(150) 각각의 렌즈에서 유효 영역을 제외한 영역은 비유효 영역일 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 광이 입사되지 않는 영역일 수 있다. 즉, 상기 비유효 영역은 상기 광학 특성과 무관한 영역일 수 있다. 또는, 상기 비유효 영역은 상기 광이 입사되지만, 광학 특성과 무관한 영역일 수 있다. 또한, 상기 비유효 영역은 상기 렌즈를 수용하는 배럴(미도시) 등에 고정되는 영역일 수 있다.
상기 광학계(1000)는 입사되는 광량을 조절하기 위한 조리개(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 조리개는 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140) 및 상기 제 5 렌즈(150) 중 인접하는 2개의 렌즈들 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 조리개는 상기 제 1 렌즈(110) 및 상기 제 2 렌즈(120) 사이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140) 및 상기 제 5 렌즈(150) 중 적어도 하나의 렌즈는 조리개 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140) 및 상기 제 5 렌즈(150) 중 어느 하나의 렌즈는 렌즈의 물체 측 면 또는 센서 측 면이 광량을 조절하는 조리개 역할을 수행할 수 있다.
상기 광학계(1000)는 광학 모듈(2000)을 구성할 수 있다. 자세하게, 상기 광학 모듈(2000)은 상기 광학계(1000), 상기 광학계(1000)를 통과하기 전에 광학계(1000)의 앞에 배치되는 추가 부재 및/또는 광학계(1000)의 뒤에 배치되어 광학계(1000)를 통과한 광이 입사되는 추가 부재를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 광학 모듈(2000)은 상기 광학계(1000), 상기 광학계(1000)의 앞에 배치되는 광 경로 변경 부재, 상기 광학계(1000)의 뒤에 배치되는 이미지 센서부(300) 및 필터부(500)를 포함할 수 있다.
상기 이미지 센서부(300)는 광을 감지할 수 있다. 자세하게, 상기 이미지 센서부(300)는 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140) 및 상기 제 5 렌즈(150)를 순차적으로 통과한 광을 감지할 수 있다. 상기 이미지 센서(300)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등을 포함할 수 있다.
상기 필터부(500)는 상기 광학계(1000)와 상기 이미지 센서부(500) 사이에 배치될 수 있다.
상기 필터부(500)는 상기 광학계(1000)의 복수의 렌즈들(110, 120, 130, 140, 150) 중 상기 이미지 센서부(300)와 가장 인접한 마지막 렌즈인 제 5 렌즈(150)와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 필터부(500)는 적외선 필터, 커버 글래스 등의 광학적 필터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 필터부(500)는 설정된 파장 대역의 광을 통과시키고, 이와 다른 파장 대역의 광을 필터링할 수 있다. 상기 필터부(500)가 적외선 필터를 포함할 경우 외부 광으로부터 방출되는 복사열이 상기 이미지 센서부(300)에 전달되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 상기 필터부(500)는 가시광선을 투과할 수 있고 적외선을 반사시킬 수 있다.
또한, 상기 광학 모듈(2000)은 광 경로 변경 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다
상기 광 경로 변경 부재는 외부에서 입사된 광을 반사해 광의 경로를 변경할 수 있다. 상기 광 경로 변경 부재는 반사경, 프리즘을 포함할 수 있다. 예컨대 상기 광 경로 변경 부재는 직각 프리즘을 포함할 수 있다. 상기 광 경로 변경 부재가 직각 프리즘을 포함할 경우, 상기 광 경로 변경 부재는 입사광의 경로를 90°의 각도로 반사해 광의 경로를 변경할 수 있다.
상기 광 경로 변경 부재는 상기 복수의 렌즈들보다 물체 측과 인접하게 배치될 수 있다. 즉, 상기 광학 모듈(2000)이 상기 광 경로 변경 부재를 포함할 경우, 물체 측으로부터 센서 방향으로 광 경로 변경 부재, 제 1 렌즈(110), 제 2 렌즈(120), 제 3 렌즈(130), 제 4 렌즈(140), 제 5 렌즈(150), 필터부(500) 및 이미지 센서부(300) 순서로 배치될 수 있다.
상기 광 경로 변경 부재는 외부에서 입사된 광의 경로를 설정된 방향으로 변경할 수 있다. 예를 들어, 상기 광 경로 변경 부재는 상기 광 경로 변경 부재에 제 1 방향으로 입사된 광의 경로를 상기 복수의 렌즈들의 배치 방향인 제 2 방향(복수의 렌즈들이 이격된 방향으로 도면의 광축(OA) 방향)으로 변경할 수 있다.
상기 광학 모듈(2000)이 광 경로 변경 부재를 포함할 경우, 상기 광학 모듈(2000)은 카메라의 두께를 감소시킬 수 있는 폴디드(folded) 카메라에 적용할 수 있다. 자세하게, 상기 광학 모듈(2000)이 상기 광 경로 변경 부재를 포함할 경우, 상기 광학 모듈(2000)이 적용된 전자 장치의 표면과 수직한 방향으로 입사된 광을 상기 전자 장치의 표면과 평행한 방향으로 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 복수의 렌즈들을 포함하는 상기 광학 모듈(2000)은 상기 전자 장치 내에서 보다 얇은 두께를 가질 수 있고, 이에 의해 상기 전자 장치는 보다 얇은 두께로 구현될 수 있다.
예를 들어, 상기 광학 모듈(2000)이 상기 광 경로 변경 부재를 포함하지 않을 경우, 상기 전자 장치 내에서 상기 복수의 렌즈들은 상기 전자 장치의 표면과 수직한 방향으로 연장하며 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 렌즈들을 포함하는 상기 광학 모듈(2000)은 상기 전자 장치의 표면과 수직한 방향의 높이를 가지게 되며 이로 인해 상기 광학 모듈(2000) 및 이를 포함하는 전자 장치의 두께를 얇게 형성하기 어려울 수 있다.
그러나, 상기 광학 모듈(2000)이 상기 광 경로 변경 부재를 포함할 경우, 상기 복수의 렌즈들은 상기 기기의 표면과 평행한 방향으로 연장하며 배치될 수 있다. 즉, 상기 광학 모듈(2000)은 광축(OA)이 상기 기기의 표면과 평행하도록 배치되며 폴디드(folded) 카메라에 적용할 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 렌즈들을 포함하는 상기 광학 모듈(2000)은 상기 기기의 표면과 수직한 방향으로 낮은 높이를 가질 수 있다. 따라서, 상기 광학 모듈(2000)을 포함하는 카메라는 상기 기기 내에서 얇은 두께를 가질 수 있고, 상기 전자 장치의 두께 역시 감소할 수 있다.
상기 광학계(1000) 및 상기 광학 모듈(2000)의 렌즈들은 상기 광축을 따라 전후 방향으로 이동할 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000) 및 상기 광학 모듈(2000)의 렌즈들 중 적어도 하나의 렌즈는 상기 광축 방향을 따라 상기 물체 측 방향 또는 상기 센서 측 방향으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000) 및 상기 광학 모듈(2000)은 무한대(infinity) 모드와 근거리 모드에서의 초점거리를 조절할 수 있다.
도 1 내지 도 4는 각각 상기 광학계(1000) 및 상기 광학 모듈(2000)에서 렌즈들의 이동에 의한 2개 모드의 구성도를 도시한 도면이다. 자세하게, 도 1 및 도 2는 무한대(infinity) 모드로 정의되는 제 1 모드에 대한 구성도를 도시한 도면이고, 도 3 및 도 4는 근거리 모드로 정의되는 제 2 모드에 대한 구성도를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 광학계(1000) 및 상기 광학 모듈(2000)의 렌즈들은 렌즈가 이동되는지 여부에 따라 복수의 렌즈군으로 구분될 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000) 및 상기 광학 모듈(2000)의 렌즈들은 이동하지 않는 고정군 렌즈로 정의되는 제 1 렌즈군(G1) 및 이동하는 이동군 렌즈로 정의되는 제 2 렌즈군(G2)으로 구분될 수 있다.
상기 제 1 렌즈군(G1)은 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 렌즈군(G1)은 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 렌즈군(G1)은 설정된 간격으로 이격하여 배치되는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 렌즈군(G1)은 서로 이격하여 배치되는 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120) 및 상기 제 3 렌즈(130)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 렌즈군(G1)에 포함되는 복수의 렌즈들은 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드의 동작 변화에 의해 렌즈들 사이의 간격이 변화하지 않고 고정될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 렌즈(110) 및 상기 제 2 렌즈(120) 사이의 간격, 상기 제 2 렌즈(120) 및 상기 제 3 렌즈(130) 사이의 간격은 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드 동작 변화에 의해 변화되지 않고 고정될 수 있다. 여기서, 상기 복수의 렌즈 사이의 간격은 인접한 렌즈의 중심 사이의 광축(OA) 방향 거리를 의미할 수 있다.
상기 제 2 렌즈군(G2)은 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제 1 렌즈군(G1)의 렌즈 매수와 상기 제 2 렌즈군(G2)의 렌즈 매수는 동일하거나 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 렌즈군(G2)의 렌즈 매수는 상기 제 1 렌즈군(G1)의 렌즈 매수보다 작을 수 있다.
자세하게, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 설정된 간격으로 이격하여 배치되는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제 1 렌즈군(G1)의 렌즈 매수와 상기 제 2 렌즈군(G2)의 렌즈 매수는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 서로 이격하여 배치되는 상기 제 4 렌즈(140) 및 상기 제 5 렌즈(150)를 포함할 수 있다.
상기 제 2 렌즈군(G2)에 포함되는 복수의 렌즈들은 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드 동작 변화에 의해 렌즈들 사이의 간격이 변화되지 않고 고정될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 4 렌즈(140) 및 상기 제 5 렌즈(150) 사이의 간격은 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드 동작에 의해 변화하지 않고 고정될 수 있다. 여기서, 상기 복수의 렌즈 사이의 간격은 인접한 렌즈의 중심 사이의 광축(OA) 방향 거리를 의미할 수 있다.
상기 광학계(1000) 및 상기 광학 모듈(2000)의 상기 제 2 렌즈군(G2)은 이동할 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 광축 방향을 따라 이동할 수 있다. 즉, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 광축 방향을 따라, 상기 제 1 렌즈군(G1)에 가까워지도록 이동하거나, 또는 상기 이미지 센서부(500)에 가까워지도록 이동할 수 있다.
자세하게, 상기 광학계(1000) 및 상기 광학 모듈(2000)에는 구동 부재(미도시)가 연결되고, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 구동 부재의 구동력을 통해 상기 광 축 방향을 따라 이동할 수 있다.
상기 구동 부재는 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드에 따라 상기 제 2 렌즈군(G2)을 이동시킬 수 있다. 이에 의해, 상기 제 1 렌즈군(G1) 및 상기 제 2 렌즈군(G2) 사이의 간격, 상기 제 2 렌즈군(G2) 및 상기 이미지 센서(300) 사이의 간격 중 적어도 하나의 간격이 변화되고, 간격을 제어할 수 있다. 여기서 상기 제 2 모드의 근거리는 약 40mm 이하의 거리를 의미할 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 모드의 근거리는 약 30mm 이하의 거리를 의미할 수 있다.
예를 들어, 도 1 내지 도 4와 같이 상기 제 1 렌즈군(G1)은 고정될 수 있고 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 구동 부재의 구동력에 의해 이동 가능하게 제공할 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 렌즈군(G1) 및 상기 제 2 렌즈군(G2) 각각에 포함된 렌즈들 사이의 간격은 변화하지 않을 수 있다.
자세하게, 상기 제 2 렌즈군(G2)이 이동할 경우 상기 제 2 렌즈군(G2)에 포함되는 상기 제 4 렌즈(140) 및 상기 제 5 렌즈(150) 사이의 간격은 상기 구동 부재의 구동력과 무관하게 고정될 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000) 및 상기 광학 모듈(2000)의 전체 TTL(Total track length)은 유지되고, 상기 광학계(1000) 및 상기 광학 모듈(2000)의 BFL(Back focal length)은 인가되는 구동력에 의해 변화할 수 있다.
예를 들어, 상기 광학계(1000) 및 상기 광학 모듈(2000)이 상기 제 1 모드에서 상기 제 2 모드로 변환되는 경우, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 제 1 렌즈군(G1)에서 상기 이미지 센서부(300) 방향으로 이동할 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 이미지 센서(300)와 보다 인접한 위치로 이동할 수 있다.
반대로, 상기 광학계(1000) 및 상기 광학 모듈(2000)이 상기 제 2 모드에서 상기 제 1 모드로 변환되는 경우, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 이미지 센서부(300)에서 상기 제 1 렌즈군(G1) 방향으로 이동할 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 제 1 렌즈군(G1)과 보다 인접한 위치로 이동할 수 있다.
또한, 상기 제 2 렌즈군(G2)이 이동하는 경우, 상기 제 1 렌즈(110) 및 상기 제 2 렌즈(120)의 복합 초점거리, 상기 제 2 렌즈(120) 및 상기 제 3 렌즈(130)의 복합 초점거리, 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120) 및 상기 제 3 렌즈(130)의 복합 초점거리는 유지될 수 있다.
또한, 상기 제 2 렌즈군(G2)이 이동하는 경우, 상기 제 4 렌즈(140) 및 상기 제 5 렌즈(120)의 복합 초점거리는 유지될 수 있다.
또한, 상기 제 2 렌즈군(G2)이 이동하는 경우, 상기 제 3 렌즈(130) 및 상기 제 4 렌즈(140)의 초점거리, 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130) 및 상기 제 4 렌즈(140)의 초점거리, 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140)의 초점거리 및 상기 제 5 렌즈(150)의 초점거리, 상기 제 1 렌즈(110), 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130) 및 상기 제 4 렌즈(140)의 초점거리 상기 제 2 렌즈(120), 상기 제 3 렌즈(130), 상기 제 4 렌즈(140) 및 상기 제 5 렌즈(1500의 초점거리는 변화할 수 있다.
즉, 실시예에 따른 광학계 및 광학 모듈을 포함하는 카메라 모듈은 상기 복수의 렌즈군(G1, G2) 중 적어도 하나의 렌즈군의 위치를 제어하여 상기 렌즈군들(G1, G2) 사이의 간격, 상기 광학계(1000)의 유효 초점 거리(Effective Focal Length; EFL) 및 복수 렌즈의 복합 초점거리를 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈은 피사체와의 거리에 따라 유효 초점 거리(EFL)를 제어할 수 있고, 무한대(infinity) 내지 근거리에 위치한 피사체에 대한 오토포커스(AF) 기능을 효과적으로 제공할 수 있다.
상기 제 1 렌즈군(G1)과 상기 제 2 렌즈군(G2)은 서로 다른 굴절력을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 렌즈군(G1)은 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 또한, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다.
상기 제 1 렌즈군(G1) 및 상기 제 2 렌즈군(G2)은 서로 상이한 초점 거리를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 렌즈군(G1) 및 상기 제 2 렌즈군의 서로 반대되는 굴절력을 가짐에 따라, 상기 제 2 렌즈군(G2)의 초점 거리는 상기 제 1 렌즈군(G1)의 초점 거리와 반대되는 부호를 가질 수 있다.
또한, 상기 제 1 렌즈군(G1)과 상기 제2 렌즈군(G2)의 초점 거리는 하기 수학식 1을 만족할 수 있다.
[수학식 1]
0.6 < |f_1 / f_2| < 1.4
(수학식 1에서 f_1은 상기 제 1 렌즈군의 초점 거리이고, f_2는 상기 제 2 렌즈군의 초점 거리이다.)
상기 제 1 렌즈군(G1)과 상기 제 2 렌즈군(G2)의 초점 거리가 상기 범위의 비율을 만족함에 따라, 상기 광학계(1000) 및 상기 광학 모듈(2000)은 무한대 내지 근거리에 위치한 물체에 대한 오토 포커스(AF) 기능을 제공할 수 있다. 또한, 상기 제 1 렌즈군(G1) 및 상기 제 2 렌즈군(G2)이 상기 범위의 초점 거리 비율을 만족함에 따라 이동하는 렌즈군의 이동 거리에 따라 발생하는 만곡량을 최소화할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000) 및 상기 광학 모듈(2000)은 무한대 내지 근거리로 초점이 가변할 때 주변부의 화질이 저하되는 것을 최소화할 수 있다.
이하, 상기 제 1 렌즈군(G1) 및 상기 제 2 렌즈군(G2)에 포함되는 각각의 렌즈들 및 렌즈들의 관계를 상세하게 설명한다.
상기 제 1 렌즈(110)는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 1 렌즈(110)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 렌즈(110)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제 1 렌즈(110)는 물체 측 면으로 정의되는 제 1 면(S1) 및 센서 측 면으로 정의되는 제 2 면(S2)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 면(S1)은 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 2 면(S2)은 상기 광축에서 상기 센서 측면에 대해 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제 1 렌즈(110)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다.
상기 제 1 면(S1) 및 상기 제 2 면(S2) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 면(S1) 및 상기 제 2 면(S2)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제 1 렌즈(110)는 물체 측 면의 제 1 면(S1)의 유효경의 크기와 센서 측 면의 제 2 면(S2)의 유효경의 크기가 다를 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 렌즈(110)는 제 1 면(S1)의 유효경 크기가 제 2 면(S2)의 유효경 크기보다 클 수 있다.
상기 제 2 렌즈(120)는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 2 렌즈(120)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 2 렌즈(120)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제 2 렌즈(120)는 물체 측 면으로 정의되는 제 3 면(S3) 및 센서 측 면으로 정의되는 제 4 면(S4)을 포함할 수 있다. 상기 제 3 면(S3)은 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 4 면(S4)은 상기 광축에서 상기 센서 측면에 대해 오목할 수 있다. 즉, 상기 제 2 렌즈(120)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다.
상기 제 3 면(S3) 및 상기 제 4 면(S4) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 3 면(S3) 및 상기 제 4 면(S4)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제 2 렌즈(120)는 물체 측 면의 제 3 면(S3)의 유효경의 크기와 센서 측 면의 제 4 면(S4)의 유효경의 크기가 다를 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 렌즈(120)는 제 3 면(S3)의 유효경 크기가 제 4 면(S4)의 유효경 크기보다 클 수 있다.
상기 제 3 렌즈(130)는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 3 렌즈(130)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 3 렌즈(130)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제 3 렌즈(130)는 물체 측 면으로 정의되는 제 5 면(S5) 및 센서 측 면으로 정의되는 제 6 면(S6)을 포함할 수 있다. 상기 제 5 면(S5)은 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 6 면(S6)은 상기 광축에서 상기 센서 측면에 대해 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제 3 렌즈(130)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다.
상기 제 5 면(S5) 및 상기 제 6 면(S6) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 5 면(S5) 및 상기 제 6 면(S6)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제 3 렌즈(130)는 물체 측 면의 제 5 면(S5)의 유효경의 크기와 센서 측 면의 제 6 면(S6)의 유효경의 크기가 다를 수 있다. 자세하게, 상기 제 3 렌즈(130)는 제 5 면(S5)의 유효경 크기가 제 6 면(S6)의 유효경 크기보다 클 수 있다.
상기 제 4 렌즈(140)는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 4 렌즈(140)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 4 렌즈(140)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제 4 렌즈(140)는 물체 측 면으로 정의되는 제 7 면(S7) 및 센서 측 면으로 정의되는 제 8 면(S8)을 포함할 수 있다. 상기 제 7 면(S7)은 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 8 면(S8)은 상기 광축에서 상기 센서 측면에 대해 오목할 수 있다. 즉, 상기 제 4 렌즈(140)는 전체적으로 상기 광축에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다.
상기 제 7 면(S7) 및 상기 제 8 면(S8) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 7 면(S7) 및 상기 제 8 면(S8)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제 4 렌즈(140)는 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 4 렌즈(140)의 물체 측 면 및 센서 측 면인 제 7 면(S7) 및 제 8 면(S8) 중 적어도 하나의 면은 변곡점을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 4 렌즈(140)의 제 7 면(S7)은 변곡점을 포함할 수 있다.
상기 제 4 렌즈(140)는 물체 측 면의 제 7 면(S7)의 유효경의 크기와 센서 측 면의 제 8 면(S8)의 유효경의 크기가 다를 수 있다. 자세하게, 상기 제 4 렌즈(140)는 제 7 면(S7)의 유효경 크기가 제 8 면(S8)의 유효경 크기보다 클 수 있다.
상기 제 5 렌즈(150)는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 5 렌즈(150)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 5 렌즈(150)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제 5 렌즈(150)는 물체 측 면으로 정의되는 제 9 면(S9) 및 센서 측 면으로 정의되는 제 10 면(S10)을 포함할 수 있다. 상기 제 9 면(S9)은 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 10 면(S10)은 상기 광축에서 상기 센서 측면에 대해 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제 5 렌즈(150)는 전체적으로 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.
상기 제 9 면(S9) 및 상기 제 10 면(S10) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 9 면(S9) 및 상기 제 10 면(S10)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제 5 렌즈(150)는 물체 측 면의 제 9 면(S9)의 유효경의 크기와 센서 측 면의 제 10 면(S10)의 유효경의 크기가 다를 수 있다. 자세하게, 상기 제 5 렌즈(150)는 제 9 면(S9)의 유효경 크기가 제 10 면(S6)의 유효경 크기보다 작을 수 있다.
상기 복수의 렌즈들 중 적어도 하나의 렌즈는 비원형 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 렌즈군(G1)에 포함되는 렌즈들 중 적어도 하나의 렌즈는 비원형 형상을 가질 수 있다.
일례로, 상기 제 1 렌즈(110)는 비원형 형상을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 렌즈(110)의 상기 제 1 면(S1) 및 상기 제 2 면(S2)은 비원형 형상을 가질 수 있고, 상기 제 2 내지 제 5 렌즈(120, 130, 140, 150)의 제 3 내지 제 10 면(S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10)은 원형 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제 1 면(S1) 및 상기 제 2 면(S2) 각각을 광축(OA)과 대응되는 정면에서 바라보았을 때, 각 렌즈면의 유효 영역은 비원형 형상을 가질 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 제 1 렌즈(110)의 제 1 면(S1) 및 제 2 면(S2) 각각의 유효 영역은 제 1 내지 제 4 모서리들(A1, A2, A3, A4)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 모서리(A1) 및 상기 제 2 모서리(A2)는 상기 광축(OA)의 수직인 제 1 방향(x축 방향)으로 마주하는 모서리일 수 있다. 상기 제 1 모서리(A1) 및 상기 제 2 모서리(A2)는 곡선 형태를 가질 수 있다. 상기 제 1 모서리(A1) 및 상기 제 2 모서리(A2)는 동일한 길이, 곡률을 가지는 곡선 형태로 제공될 수 있다. 즉, 상기 제 1 모서리(A1) 및 상기 제 2 모서리(A2)는 광축(OA)을 통과하며 제2 방향(y축 방향)으로 연장하는 가상의 선을 기준으로 대칭인 형태를 가질 수 있다.
또한, 상기 제 3 모서리(A3) 및 상기 제 4 모서리(A4)는 상기 광축(OA) 및 상기 제 1 방향과 수직인 제 2 방향(y축 방향)으로 마주하는 모서리일 수 있다. 상기 제 3 모서리(A3) 및 상기 제 4 모서리(A4)는 상기 제1 모서리(A1)와 상기 제2 모서리(A2)의 끝단을 연결하는 모서리일 수 있다. 상기 제 3 모서리(A3) 및 상기 제 4 모서리(A4)는 직선 형태를 가질 수 있다. 상기 제 3 모서리(A3) 및 상기 제 4 모서리(A4)는 동일한 길이를 가지며 서로 평행할 수 있다. 즉, 상기 제 3 모서리(A3) 및 상기 제 4 모서리(A4)는 광축(OA)을 통과하며 제 1 방향(x축 방향)으로 연장하는 가상의 선을 기준으로 대칭인 형태를 가질 수 있다.
상기 제 1 면(S1) 및 상기 제 2 면(S2)은 상술한 제 1 내지 제 4 모서리(A1, A2, A3, A4)를 포함함에 따라 비원형 형상, 예컨대 디-컷(D-cut) 형상을 가질 수 있다.
상기 제 1 면(S1) 및 상기 제 2 면(S2)은 상기 제 1 렌즈(110)를 제조하는 과정에 상술한 비원형 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 렌즈(110)가 플라스틱 재질을 포함할 경우, 사출 과정 중에 상술한 비원형 형태로 제조될 수 있다.
이와 다르게, 상기 제 1 렌즈(110)는 사출 과정을 통해 원형 형상으로 제조될 수 있고, 이후 진행되는 절단 공정에서 상기 제 1 면(S1) 및 상기 제 2 면(S2)의 일부 영역이 절단되어 상기 제 3 모서리(A3) 및 제 4 모서리(A4)를 가질 수 있다.
이에 따라, 상기 제 1 면(S1) 및 상기 제 2 면(S2) 각각의 유효 영역은 설정된 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 광축(OA)을 통과하며 상기 제 1 모서리(A1) 및 상기 제 2 모서리(A2)를 연결하는 가상의 제 1 직선의 길이(clear aperture; CA)는 상기 광축(OA)을 통과하며 상기 제 3 모서리(A3) 및 상기 제 4 모서리(A4)를 연결하는 가상의 제 2 직선의 길이(clear height; CH)보다 길 수 있다. 여기서 상기 제 1 직선의 길이(CA)는 상기 제 1 면(S1) 및 상기 제 2 면(S2) 각각의 최대 유효경의 크기(clear aperture; CA)를 의미할 수 있고, 상기 제 2 직선의 길이(CH)는 상기 제 1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2) 각각의 최소 유효경의 크기(clear height; CH)를 의미할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 면(S1) 및 상기 제 2 면(S2)의 최소 유효경의 크기(CH)는 약 5㎜일 수 있다.
또한, 앞선 설명에서는 상기 제 1 및 제 2 면(S1, S2)의 유효 영역이 비원형 형상을 가지는 것에 대해 설명하였으나 이에 제한하지 않고, 상기 제 1 면(S1) 및 상기 제 2 면(S2) 각각의 유효 영역은 원형 형상을 가질 수 있고, 상기 제 1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2) 각각의 비유효 영역은 비원형 형상을 가질 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000) 및 광학 모듈(2000)은 이하에서 설명되는 수학식들 중 적어도 하나를 만족할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000) 및 광학 모듈(2000)은 수차 특성을 개선할 수 있어, 향상된 광학적 특성을 가질 수 있다. 또한, 실시예는 근거리에서 무한대까지 위치한 피사체에 대한 오토포커스(AF) 기능을 효과적으로 제공할 수 있고, 보다 슬림하고 컴팩트하게 제공될 수 있다.
[수학식 2]
|P5| < |P4| < |P3|
(수학식 2에서 P3, P4, P5는 각각 제 3 렌즈, 제 4 렌즈 및 제 5 렌즈의 굴절력을 의미한다.)
상기 수학식 2는 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드 및 제 2 모드에서의 만곡 수차 감소와 관련된다.
실시예에 따른 광학계 및/또는 광학 모듈이 상기 수학식 2를 만족하지 못하는 경우, 상기 제 3 렌즈, 상기 제 4 렌즈 및 상기 제 5 렌즈를 통과하는 광의 수렴 특성 및 발산 특성이 변화되고, 이에 의해 전체 광학계 또는 각 렌즈들의 초점거리가 변화될 수 있고, 이에 의해 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드와 제 2 모드에서의 만곡 수차가 증가되어 광학 특성이 저하될 수 있다.
[수학식 3]
0.3 < |EFL_2/f5| / |EFL_1/f5| < 0.9
(수학식 3에서 EFL_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 유효초점거리이고, EFL_2는 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 유효초점거리이고, f5는 제 5 렌즈의 초점거리를 의미한다.)
상기 수학식 3은 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드 및 제 2 모드에서의 만곡 수차 감소와 관련된다.
실시예에 따른 광학계 및/또는 광학 모듈이 상기 수학식 3을 만족하지 못하는 경우, 제 2 렌즈군의 제 5 렌즈의 초점거리와 전체 광학계의 유효초점거리의 비율이 변화될 수 있고, 이에 의해 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드와 제 2 모드에서의 만곡 수차가 증가되어 광학 특성이 저하될 수 있다.
[수학식 4]
0.2 < |f5/f34_1| / |f5/f34_2| < 0.8
(수학식 4에서 f34_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 3 렌즈와 제 4 렌즈의 복합초점거리이고, f34_2은 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 3 렌즈와 제 4 렌즈의 복합초점거리이고, f5는 제 5 렌즈의 초점거리를 의미한다.)
상기 수학식 4는 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드 및 제 2 모드에서의 만곡 수차 감소와 관련된다.
실시예에 따른 광학계 및/또는 광학 모듈이 상기 수학식 4를 만족하지 못하는 경우, 제 5 렌즈의 초점거리와 제 2 렌즈군의 이동에 따라 변화하는 제 3 렌즈및 제 4 렌즈의 복합초점거리의 비율이 변화될 수 있고, 이에 의해 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드와 제 2 모드에서의 만곡 수차가 증가되어 광학 특성이 저하될 수 있다.
[수학식 5]
0.3 < |f5/f345_1| / |f5/f345_2| < 0.9
(수학식 5에서 f345_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 3 렌즈, 제 4 렌즈 및 제 5 렌즈의 복합초점거리이고, f345_2은 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 3 렌즈, 제 4 렌즈 및 제 5 렌즈의 복합초점거리이고, f5는 제 5 렌즈의 초점거리를 의미한다.)
상기 수학식 5는 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드 및 제 2 모드에서의 만곡 수차 감소와 관련된다.
실시예에 따른 광학계 및/또는 광학 모듈이 상기 수학식 5를 만족하지 못하는 경우, 제 5 렌즈의 초점거리와 제 2 렌즈군의 이동에 따라 변화하는 제 3 렌즈, 제 4 렌즈 및 제 5 렌즈의 복합초점거리의 비율이 변화될 수 있고, 이에 의해 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드와 제 2 모드에서의 만곡 수차가 증가되어 광학 특성이 저하될 수 있다.
[수학식 6]
|R1|, |R2|, |R3|, |R4|, |R5|, |R6|, |R7|, |R8|, |R10| < |R9|,
20 < |R9 / R10| < 30
(수학식 6에서 R1은 제 1 렌즈의 제 1 면의 곡률반경이고, R2는 제 1 렌즈의 제 2 면의 곡률반경이고, R3은 제 2 렌즈의 제 3 면의 곡률반경이고, R4는 제 2 렌즈의 제 4 면의 곡률반경이고, R5는 제 3 렌즈의 제 5 면의 곡률반경이고, R6은 제 3 렌즈의 제 6 면의 곡률반경이고, R7은 제 4 렌즈의 제 7 면의 곡률반경이고, R8은 제 4 렌즈의 제 8 면의 곡률반경이고, R9는 제 5 렌즈의 제 9 면의 곡률반경이고, R10은 제 5 렌즈의 제 10 면의 곡률반경이다.)
상기 수학식 6은 실시예에 따른 광학계 및/또는 광학 모듈의 구면 수차와 관련된다.
실시예에 따른 광학계 및/또는 광학 모듈이 상기 수학식 6을 만족하지 못하는 경우, 상기 제 1 렌즈 내지 제 5 렌즈의 곡률반경의 크기 및 비율이 변화함에 따라, 각각의 렌즈 및 전체 광학계에서 중심부와 주변부의 구면 수차가 증가되어 전체적이 광학 특성이 저하될 수 있다.
[수학식 7]
|R1|, |R2|, |R3|, |R4|, |R6|, |R7|, |R8|, |R9|, |R10| < |R5|,
2 < |R2 / R5| < 7
(수학식 7에서 R1은 제 1 렌즈의 제 1 면의 곡률반경이고, R2는 제 1 렌즈의 제 2 면의 곡률반경이고, R3은 제 2 렌즈의 제 3 면의 곡률반경이고, R4는 제 2 렌즈의 제 4 면의 곡률반경이고, R5는 제 3 렌즈의 제 5 면의 곡률반경이고, R6은 제 3 렌즈의 제 6 면의 곡률반경이고, R7은 제 4 렌즈의 제 7 면의 곡률반경이고, R8은 제 4 렌즈의 제 8 면의 곡률반경이고, R9는 제 5 렌즈의 제 9 면의 곡률반경이고, R10은 제 5 렌즈의 제 10 면의 곡률반경이다.)
상기 수학식 7은 실시예에 따른 광학계 및/또는 광학 모듈의 구면 수차와 관련된다.
실시예에 따른 광학계 및/또는 광학 모듈이 상기 수학식 7을 만족하지 못하는 경우, 상기 제 1 렌즈 내지 제 5 렌즈의 곡률반경의 크기 및 비율이 변화함에 따라, 각각의 렌즈 및 전체 광학계에서 중심부와 주변부의 구면 수차가 증가되어 전체적이 광학 특성이 저하될 수 있다.
[수학식 8]
2 < T34_2 / T34_1 < 7
(수학식 8에서 T34_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 3 렌즈와 제 4 렌즈 사이의 거리이고, T34_2는 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 3 렌즈와 제 4 렌즈 사이의 거리이다.)
상기 수학식 8은 실시예에 따른 광학계 및 광학 모듈의 신뢰성 및 얼라인과 관련된다.
실시예에 따른 광학계 및 광학 모듈이 상기 수학식 8을 만족하지 못하는 경우, 제 2 렌즈군이 이동할 때, 제 3 렌즈와 제 4 렌즈 사이의 간격 변화를 고려하여 제 3 렌즈 및 제 4 렌즈를 렌즈 배럴에 결합할 때, 결합이 용이하지 않을 수 있고, 결합 불량에 의해 렌즈의 틸트가 발생할 수 있어, 전체적인 광학 특성이 저하될 수 있다.
[수학식 9]
0.2 < T34_1 / CT3 < 0.7
(수학식 9에서 T34_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 3 렌즈와 제 4 렌즈 사이의 거리이고, CT3은 제 3 렌즈의 두께이다.)
상기 수학식 9는 실시예에 따른 광학계 및 광학 모듈의 신뢰성 및 얼라인과 관련된 있다.
실시예에 따른 광학계 및 광학 모듈이 상기 수학식 9를 만족하지 못하는 경우, 제 2 렌즈군이 이동할 때, 제 3 렌즈의 두께 및 제 3 렌즈와 제 4 렌즈 사이의 간격 변화를 고려하여 제 3 렌즈 및 제 4 렌즈를 렌즈 배럴에 결합할 때, 결합이 용이하지 않을 수 있고, 결합 불량에 의해 렌즈의 틸트가 발생할 수 있어, 전체적인 광학 특성이 저하될 수 있다.
[수학식 10]
0.5 < BFL_1 / BFL_2 < 3
(수학식 10에서 BFL_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 마지막 렌즈의 센서 측 면의 정점으로부터 상기 이미지 센서의 상면까지의 광축 방향 거리를 의미하고, BFL_2는 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 마지막 렌즈의 센서 측 면의 정점으로부터 상기 이미지 센서의 상면까지의 광축 방향 거리이다.)
상기 수학식 10은 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드 및 제 2 모드에서의 만곡 수차 감소와 관련된다.
실시예에 따른 광학계 및 광학 모듈이 상기 수학식 10을 만족하지 못하는 경우, 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드에서의 마지막 렌즈의 센서 측 면의 정점으로부터 상기 이미지 센서의 상면까지의 광축 방향 거리의 비율이 변화될 수 있고, 이에 의해 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드와 제 2 모드에서의 만곡 수차가 증가되어 광학 특성이 저하될 수 있다.
[수학식 11]
1 < EFL_1 / BFL_1 < 4
(수학식 11에서 EFL_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 유효초점거리이고, BFL_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 마지막 렌즈의 센서 측 면의 정점으로부터 상기 이미지 센서의 상면까지의 광축 방향 거리이다.)
상기 수학식 11은 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드 및 제 2 모드에서의 만곡 수차 감소와 관련된다.
실시예에 따른 광학계 및 광학 모듈이 상기 수학식 11을 만족하지 못하는 경우, 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드에서의 마지막 렌즈의 센서 측 면의 정점으로부터 상기 이미지 센서의 상면까지의 광축 방향 거리의 비율과 광학계의 유효초점거리의 비율이 변화될 수 있고, 이에 의해 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드와 제 2 모드에서의 만곡 수차가 증가되어 광학 특성이 저하될 수 있다.
[수학식 12]
0.5 < TD_1 / TD_2 < 1.2
(수학식 12에서 TD_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 첫 번째 렌즈의 상측 면과 마지막 렌즈의 센서 측면 까지의 거리이고, TD_1는 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 첫 번째 렌즈의 상측 면과 마지막 렌즈의 센서 측면 까지의 거리이다.)
상기 수학식 12는 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드 및 제 2 모드에서의 만곡 수차 감소와 관련된다.
실시예에 따른 광학계 및 광학 모듈이 상기 수학식 12를 만족하지 못하는 경우, 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드에서의 첫 번째 렌즈의 상측 면과 마지막 렌즈의 센서 측면 까지의 거리의 비율이 변화될 수 있고, 이에 의해 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드와 제 2 모드에서의 만곡 수차가 증가되어 광학 특성이 저하될 수 있다.
[수학식 13]
1 < EFL_1 / EFL_2 < 3
(수학식 13에서 EFL_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 유효초점거리이고, EFL_2는 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 유효초점거리이다.)
상기 수학식 13은 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드 및 제 2 모드에서의 만곡 수차 감소와 관련된다.
실시예에 따른 광학계 및 광학 모듈이 상기 수학식 13을 만족하지 못하는 경우, 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드에서의 광학계의 유효초점거리의 비율이 변화될 수 있고, 이에 의해 제 2 렌즈군의 이동에 따른 제 1 모드와 제 2 모드에서의 만곡 수차가 증가되어 광학 특성이 저하될 수 있다.
[수학식 14]
N1 < N2,
N4 < N5
(수학식 14에서 N1은 제 1 렌즈의 굴절율이고, N2는 제 2 렌즈의 굴절율이고, N4은 제 4 렌즈의 굴절율이고, N5은 제 5 렌즈의 굴절율이다.)
상기 수학식 14는 상기 광학계의 수차와 관련된다.
실시예에 따른 광학계 및 광학 모듈이 상기 수학식 18을 만족하지 못하는 경우, 상기 광학계의 색수차 보정이 용이하지 않아 색수차가 증가하고, 이미지 센서부로 충분한 광량이 이동되지 않아 해상도가 저하될 수 있다.
[수학식 15]
n_G2 ≤ n_G1
(수학식 15에서 n_G1은 상기 제1 렌즈군에 포함되는 렌즈 매수이고, n_G2는 상기 제2 렌즈군(G2)에 포함되는 렌즈 매수이다.)
[수학식 16]
8 < TTL / md1 < 12
(수학식 16에서 md1은 무한대 모드(제 1 모드)에서 근거리 모드(제 2 모드)로 또는 근거리 모드(제 2 모드)에서 무한대 모드(제 1 모드)로 변화할 때, 상기 제 2 렌즈군(G2)의 이동 거리를 의미하고, TTL(Total track length)은 상기 복수의 렌즈들 중 물체와 최인접한 렌즈의 물체 측 면의 정점에서 상기 이미지 센서부의 상면까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.)
상기 수학식 16은 제 2 렌즈군의 이동거리에 따른 광학계의 구동력 및 광학적 특성과 관계된다.
실시예에 따른 광학계 및 광학 모듈이 상기 수학식 16을 만족하지 못하는 경우, 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드에서 이동하는 제 2 렌즈군의 이동거리가 증가하여 광학계 및 광학모듈의 전력 소모가 커질 수 있다, 또한, 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드에서 이동하는 제 2 렌즈군의 이동거리가 감소하여 광학계 및 광학모듈의 만곡수차량이 증가하여 광학적 특성이 감소할 수 있다.
[수학식 17]
0.1 < md1 / ImgH < 0.4
(수학식 17에서 md1은 무한대 모드(제 1 모드)에서 근거리 모드(제 2 모드)로 또는 근거리 모드(제2 모드)에서 무한대 모드(제 1 모드)로 변화할 때, 상기 제 2 렌즈군(G2)의 이동 거리를 의미하고, ImgH는 상기 이미지 센서부의 0 필드(filed) 영역에서 상기 이미지 센서부의 1.0 필드(field) 영역까지의 상기 광축(OA)의 수직 방향 거리를 의미한다. 즉, 상기 ImgH는 상기 이미지 센서부의 유효 영역의 대각 방향 길이를 의미한다.)
상기 수학식 17은 제 2 렌즈군의 이동거리에 따른 광학계의 구동력 및 광학적 특성과 관계된다.
실시예에 따른 광학계 및 광학 모듈이 상기 수학식 17을 만족하지 못하는 경우, 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드에서 이동하는 제 2 렌즈군의 이동거리가 증가하여 광학계 및 광학모듈의 전력 소모가 커질 수 있다, 또한, 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드에서 이동하는 제 2 렌즈군의 이동거리가 감소하여 광학계 및 광학모듈의 만곡수차량이 증가하여 광학적 특성이 감소할 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000) 및 광학모듈(2000)은 상기 수학식들 중 적어도 하나의 수학식을 만족할 수 잇다. 자세하게, 상기 광학계(1000) 및 상기 광학모듈(2000)은 상기 수학식 1 내지 수학식 17 중 하나 또는 복수의 수학식을 만족할 수 있다. 즉, 상기 수학힉 1 내지 수학식 17은 각각 독립적으로 구현되거나 또는 서로 관련되어 구현될 수 있다.
이에 따라, 상기 광학계(1000), 상기 광학 모듈(2000) 및 이를 포함하는 카메라 모듈은 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 또한, 실시예는 수학식 1 내지 수학식 17 중 적어도 하나의 수학식을 만족함에 따라 렌즈군의 이동에 따라 발생하는 만곡량을 최소화할 수 있고, 다양한 거리에 위치한 피사체에 대한 오토포커스(AF) 기능을 제공할 수 있다. 또한, 실시예는 수학식 1 내지 수학식 17 중 적어도 하나의 수학식을 만족함에 따라 슬림한 구조로 제공될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광학계는 무한대 내지 근거리 범위에서 초점이 변화할 때, 렌즈군의 이동에 따라 발생하는 만곡량을 최소화하여 향상된 광학 특성을 가질 수 있다.
이하, 실시예에 따른 광학계 및 광학모듈에 대해 보다 자세히 설명하도록 한다. 자세하게, 상기 광학계(1000) 및 광학모듈(2000)에서 상기 제1 렌즈군(G1)은 고정되고 상기 제2 렌즈군(G2)이 이동 가능하게 제공될 경우의 복수의 렌즈들(100)에 대해 자세히 설명하도록 한다.
면 곡률반경
(㎜)		 렌즈두께 및 렌즈들 간격
(㎜)		 굴절률 아베수 유효경 크기
(㎜)
제1렌즈 제1면 9.7549 1.6360 1.5335 55.7000 5.5418
제2면 -16.4281 2.9885 5
제2렌즈 제3면 -5.4097 0.3902 1.6140 25.9000 3.8478
제4면 12.8936 0.1824 3.7923
제3렌즈 제5면 3.6938 1.5000 1.5335 55.7000 3.8227
제6면 -4.8224 0.6001 3.64
제4렌즈 제7면 -6.4825 0.3200 1.5335 55.7000 2.9582
제8면 4.2962 0.8345 2.845
제5렌즈 제9면 346.8626 1.8000 1.6610 20.4000 2.9688
제10면 -13.3705 3.7
TTL1 17.8579
BFL1 7.6063
EFL1 17.1297
ImgH 6.4280
제1간격(d1) 0.6001
표 1은 상기 카메라 모듈이 무한대(infinity) 모드인 제1 모드로 동작할 경우의 렌즈 정보에 대한 것이다. 자세하게, 표 1은 상기 무한대 모드에서의 상기 제1 렌즈내지 제5 렌즈(110, 120, 130, 140, 150)의 곡률 반경(Radius of Curvature), 각 렌즈의 두께(Thickness), 각 렌즈 사이의 광축에서의 중심 간격(distance), 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number), 유효경(clear aperture)의 크기에 대한 것이다.
또한, 표 2는 상기 이미지 센서부의 크기, 무한대 모드로 동작할 경우의 TTL, BFL(BFL1), EFL(EFL1), 및 이동군과 고정군 사이의 간격에 대한 데이터이다.
표 1을 참조하면, 실시예에 따른 광학계(1000)의 제 1 렌즈(110)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 1 렌즈(110)의 제 1 면(S1)은 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 2 면(S2)은 상기 광축에서 상기 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 상기 제 1 렌즈(110)는 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제 1 면(S1)은 비구면일 수 있고, 상기 제 2 면(S2)은 비구면일 수 있다.
상기 제 2 렌즈(120)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 2 렌즈(120)의 제 3 면(S3)은 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 4 면(S4)은 상기 광축에서 상기 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 상기 제 2 렌즈(120)는 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제 3 면(S3)은 비구면일 수 있고, 상기 제 4 면(S4)은 비구면일 수 있다.
상기 제 3 렌즈(130)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 3 렌즈(130)의 제 5 면(S5)은 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 볼록할 수 있고, 상기 제 6 면(S6)은 상기 광축에서 상기 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 상기 제 3 렌즈(130)는 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제 5 면(S5)은 비구면일 수 있고, 상기 제 6 면(S6)은 비구면일 수 있다.
상기 제 4 렌즈(140)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 4 렌즈(140)의 제 7 면(S7)은 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 8 면(S8)은 상기 광축에서 상기 센서 측 면에 대해 오목할 수 있다. 상기 제 4 렌즈(140)는 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제 7 면(S7)은 비구면일 수 있고, 상기 제 7 면(S7)은 비구면일 수 있다.
상기 제 5 렌즈(150)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제 5 렌즈(150)의 제 9 면(S9)는 상기 광축에서 상기 물체 측 면에 대해 오목할 수 있고, 상기 제 10 면(S10)은 상기 광축에서 상기 센서 측 면에 대해 볼록할 수 있다. 상기 제 5 렌즈(150)는 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제 9 면(S9)은 비구면일 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 비구면일 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 카메라 모듈은 무한대 모드로 동작하여 무한대(Infinity) 거리에 위치한 피사체에 대한 정보를 획득할 수 있다. 자세하게, 상기 구동 부재는 복수의 렌즈군 중 적어도 하나의 렌즈군의 위치를 제어하여 무한대 모드로 동작할 수 있다.
예를 들어, 상기 카메라 모듈이 무한대 모드로 동작할 경우, 상기 제 1 렌즈군(G1)은 고정될 수 있고, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 구동 부재의 구동력에 의해 이동할 수 있다. 자세하게, 상기 무한대 모드에서 상기 제 2 렌즈군(G2)은 제 1 위치에 배치될 수 있다. 이때, 상기 제 2 렌즈군(G2)의 초기 위치가 상기 무한대 모드와 대응되는 제 1 위치가 아닐 경우, 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 제 1 위치로 이동할 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 구동 부재의 구동력에 의해 상기 제 1 렌즈군(G1)과 제 1 간격(d1)으로 이격된 영역에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제 1 간격(d1)은 상기 제 3 렌즈(130)와 상기 제 4 렌즈(140) 사이의 광축에서의 중심 간격을 의미할 수 있다.
이와 다르게, 상기 제 2 렌즈군(G2)의 초기 위치가 상기 제 1 위치일 경우, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 별도의 움직임 없이 상기 제 1 위치에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 제 1 렌즈군(G1)과 제 1 간격(d1)으로 이격된 영역에 배치될 수 있다.
상기 카메라 모듈이 무한대 모드로 동작할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제 1 위치에서 TTL 값으로 정의되는 제 1 TTL(TTL1), BFL 값으로 정의되는 제 1 BFL(BFL1)을 가질 수 있고, 유효 초점 거리(EFL)로 정의되는 제1 EFL(EFL1)을 가질 수 있다.
또한, 상기 광학계(1000)는 도 6과 같은 우수한 수차 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 도 6은 제 1 모드(무한대 모드)로 동작하는 광학계(1000)의 수차 특성에 대한 그래프로, 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 도 6에서 X축은 초점 거리(mm) 및 왜곡도(%)를 나타낼 수 있고, Y축은 이미지의 높이(height)를 의미할 수 있다. 또한, 구면 수차에 대한 그래프는 약 435nm, 약 486nm, 약 546nm, 약 587nm, 약 656nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이며, 비점 수차 및 왜곡 수차에 대한 그래프는 546nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다.
면 곡률반경
(㎜)		 렌즈두께 및 렌즈들 간격
(㎜)		 굴절률 아베수 유효경 크기
(㎜)
제1렌즈 제1면 9.7549 1.6360 1.5348 56.0000 5.5418
제2면 -16.4281 2.9885 5
제2렌즈 제3면 -5.4097 0.3902 1.6140 25.9000 3.8478
제4면 12.8936 0.1824 3.7923
제3렌즈 제5면 3.6938 1.5000 1.5348 56.0000 3.8227
제6면 -4.8224 2.4463 3.64
제4렌즈 제7면 -6.4825 0.3200 1.5348 56.0000 2.9582
제8면 4.2962 0.8345 2.845
제5렌즈 제9면 346.8626 1.8000 1.6610 20.4000 2.9688
제10면 -13.3705 3.7
TTL2 17.8579
BFL2 5.7600
EFL2 17.8579
ImgH 6.4280
제2간격(d2) 2.4463
표 3은 상기 카메라 모듈이 근거리 모드인 제 2 모드로 동작할 경우의 렌즈 정보에 대한 것이다. 자세하게, 표 3은 근거리 모드에서의 상기 제 1 렌즈 내지 제 5 렌즈(110, 120, 130, 140, 150)의 곡률 반경(Radius of Curvature), 각 렌즈의 두께(Thickness), 각 렌즈 사이의 광축에서의 중심 간격(distance), 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number), 유효경(clear aperture)의 크기에 대한 것이다.
또한, 표 4는 상기 이미지 센서부의 크기, 근거리 모드로 동작할 경우의 TTL, BFL(BFL1), EFL(EFL1), 및 이동군과 고정군 사이의 간격에 대한 데이터이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 카메라 모듈은 근거리 모드로 동작하여 근거리에 위치한 피사체에 대한 정보를 획득할 수 있다. 상기 피사체가 근거리에 위치할 경우 상기 구동 부재는 복수의 렌즈군 중 적어도 하나의 렌즈군의 위치를 제어하여 근거리 모드로 동작할 수 있다.
예를 들어, 상기 카메라 모듈이 근거리 모드로 동작할 경우, 상기 제 1 렌즈군(G1)은 고정될 수 있고, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 구동 부재의 구동력에 의해 이동할 수 있다. 자세하게, 상기 근거리 모드에서 상기 제 2 렌즈군(G2)은 제 2 위치에 배치될 수 있다. 이때, 상기 제 2 렌즈군(G2)의 초기 위치가 상기 근거리 모드와 대응되는 제 2 위치가 아닐 경우, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 제 2 위치로 이동할 수 있다. 즉, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 구동 부재의 구동력의 의해 상기 제 1 렌즈군(G1)과 제 2 간격(d2)으로 이격된 영역에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제 2 간격(d2)은 상기 제 3 렌즈(130)와 상기 제 4 렌즈(140) 사이의 중심 간격을 의미할 수 있다.
이와 다르게, 상기 제 2 렌즈군(G2)의 초기 위치가 상기 제 2 위치일 경우, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 별도의 움직임 없이 상기 제 2 위치에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 제 1 렌즈군(G1)과 제 2 간격(d2)으로 이격된 영역에 배치될 수 있다.
즉, 상기 카메라 모듈이 근거리 모드로 동작할 경우, 무한대 모드와 비교하여 상기 제 1 렌즈군(G1) 및 상기 제 2 렌즈군(G2) 사이의 간격, 예컨대 상기 제 3 렌즈(130) 및 상기 제 4 렌즈(140) 사이의 간격이 변화할 수 있다.
또한, 상기 카메라 모듈이 근거리 모드로 동작할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제 2 위치에서 TTL 값으로 정의되는 제 2 TTL(TTL2), BFL 값으로 정의되는 제 2 BFL(BFL2)을 가질 수 있고, 유효 초점 거리(EFL)로 정의되는 제 2 EFL(EFL2)을 가질 수 있다.
이때, 상기 제 2 TTL(TTL2)은 상기 제 1 TTL(TTL1)과 동일할 수 있다. 즉, 상기 제 1 렌즈군(G1)이 고정됨에 따라 상기 제 1 TTL(TTL1) 및 상기 제 2 TTL은 동일할 수 있다. 또한, 상기 제 2 EFL은 상기 제 1 EFL보다 클 수 있고, 상기 제2 BFL(BFL2)은 상기 제1 BFL(BFL1) 보다 작을 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 렌즈군(G1)이 양(+)의 굴절력을 가지고 상기 제 2 렌즈군(G2)이 음(-)의 굴절력을 가짐에 따라, 상기 제 2 BFL(BFL2)은 상기 제 1 BFL(BFL1)보다 작을 수 있다.
또한, 상기 광학계(1000)는 도 7과 같은 우수한 수차 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 도 7은 제 2 모드(근거리 모드)로 동작하는 광학계(1000)의 수차 특성에 대한 그래프로, 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 도 7에서 X축은 초점 거리(mm) 및 왜곡도(%)를 나타낼 수 있고, Y축은 이미지의 높이(height)를 의미할 수 있다. 또한, 구면 수차에 대한 그래프는 약 435nm, 약 486nm, 약 546nm, 약 587nm, 약 656nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이며, 비점 수차 및 왜곡 수차에 대한 그래프는 546nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다.
즉, 실시예에 따른 카메라 모듈은 피사체와의 거리에 따라 무한대 모드 또는 근거리 모드로 변환될 수 있다. 이때, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 피사체와의 거리에 따라 상기 제 1 위치 또는 상기 제 2 위치로 이동할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 상기 제1 위치에서 상기 제 2 위치로 이동하거나, 상기 제 2 위치에서 상기 제 1 위치로 이동할 수 있다.
이때, 상기 제 2 렌즈군(G2)의 이동 거리(md1)는 상기 광학계(1000)의 전체 TTL 값, 예컨대 상기 제1 TTL(TTL1) 및 상기 제2 TTL(TTL2)보다 작을 수 있다. 또한, 상기 제2 렌즈군(G2)의 이동 거리(md1)는 상기 제 1 BFL(BFL1), 상기 제 2 BFL(BFL2) 보다 작을 수 있다.
또한, 상기 제 2 렌즈군(G2)의 이동 거리(md1)는 상기 이미지 센서(300)의 대각 방향 길이(ImgH)보다 작을 수 있고, 상기 복수의 렌즈면들 중 가장 큰 유효경을 가지는 렌즈의 유효경의 크기(clear aperture)(CA_Sa)보다 작을 수 있다. 일례로, 상기 제2 렌즈군(G2)의 이동 거리(md1)는 약 1mm 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제2 렌즈군(G2)의 이동 거리는 약 1.8mm일 수 있다. 여기서 상기 이동 거리(md1)는 상기 제 2 간격(d2)과 상기 제 1 간격(d1)의 차를 의미할 수 있다.
또한, 제 1 모드와 제 2 모드에서의 밝기 값은 F-number의 70% 이상일 수 있다.
Surface# 1 2 3 4 5 6 7 8
k= -1.94478338 -16.00066248 -7.90444402 17.110871 -8.15322584 -6.785687283 5.873906658 -12.03419904
A4= -0.000126247 -0.000137616 0.014396986 0.005282308 0.003396487 -0.004543882 0.044299315 0.046706849
A6= 7.62E-05 0.000302957 -0.005955112 -0.001831066 0.000152243 6.56E-05 -1.33E-02 -5.86E-03
A8= 5.59E-06 -0.000127656 0.001438788 2.48E-05 -2.77E-04 3.32E-04 1.98E-03 -1.69E-02
A10= -3.06E-06 6.72E-05 -1.55E-04 8.79E-05 1.97E-04 -8.24E-05 9369E-04 2.47E-02
A12= 4.24E-07 -2.48E-05 -8.95E-06 1.36E-05 -3.70E-05 2.47E-05 -4.54E-04 -1.91E-02
A14= 8.30E-08 5.98E-06 -3.43E-06 -4.03E-06 -3.04E-06 -2.25E-05 4.83E-05 9.04E-03
A16= -2.61E-08 -8.69E-07 3.01E06 -9.79E-06 7.12E-08 1.28E-05 -2.76E-06 -2.53E-03
A18= 2.47E-09 6.90E-08 -5.39E-07 3.70E-06 4.17E-07 -3.32E-06 5.75E-06 3.73E-04
A20= -8.11E-11 2.29E-09 3.43E-08 -3.64E-07 -4.54E-08 3.19E-07 -1.41E-06 -2.20E-05
Surface# 9 10
k= 99 18.08207612
A4= -0.02030574 -0.009076768
A6= 5.04E-03 0.000739579
A8= -9.11E-03 -0.000645258
A10= 9.26E-03 0.000282075
A12= -6.23E-03 -7.67E-05
A14= 2.34E-03 1.19E-05
A16= -3.62E-04 -1.00E-06
A18= -2.83E-05 4.30E-08
A20= 1.13E-05 -7.38E-10
실시예
md1 1.8462
f1 11.6499
f2 -6.0908
f3 4.1497
f4 -4.7612
f5 19.2853
f34_1 10.2670889
f345_1 8.1326
f34_2 5.240934
f345_2 5.439846
ImgH 6.4280
EPD 5.2489
F-number 3.2634
실시예
수학식 1 만족
수학식 2 만족
수학식 3 0.61
수학식 4 0.51
수학식 5 0.67
수학식 6 25.94
수학식 7 4.45
수학식 8 4.08
수학식 9 0.40
수학식 10 1.32
수학식 11 2.25
수학식 12 0.85
수학식 13 1.62
수학식 14 만족
수학식 15 만족
수학식 16 9.67
수학식 17 0.29
표 5는 실시예에 따른 광학계(1000)에서 각 렌즈면의 비구면 계수의 값에 대한 것이고, 표 6은 실시예에 따른 광학계, 광학모듈 및 카메라 모듈에서 상기 수학식들의 항목에 대한 결과값에 대한 것으로서, 이동 가능한 렌즈군(제 2 렌즈군(G2))의 이동 거리(md1), 제 1 렌즈 내지 제 5 렌즈(110, 120, 130, 140, 150) 각각의 초점 거리(f1, f2, f3, f4, f5), 입사동의 직경(Entrance Pupil size; EPD) 등에 대한 것이다.
또한, 표 7은 실시예에 따른 광학계(1000) 및 광학모듈(2000)의 수학식 1 내지 수학식 17에 대한 결과 값에 대한 것이다.
표 7을 참조하면, 실시예에 따른 광학계(1000), 광학모듈(2000) 및 카메라 모듈은 수학식 1 내지 수학식 17 중 적어도 하나를 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 광학계(1000), 광학모듈(2000) 및 카메라 모듈은 상기 수학식 1 내지 수학식 17을 모두 만족하는 것을 알 수 있다.
이에 따라, 실시예는 향상된 광학 특성을 가지며 주변부 화질이 저하되는 것을 방지 또는 최소화할 수 있다. 또한, 실시예는 설정된 형상, 초점 거리, 간격 등을 가지는 광학계(1000) 및 광학모듈(2000)을 이용하여 다양한 거리에 위치한 피사체에 대한 오토포커스(AF) 기능을 제공할 수 있다. 자세하게, 실시예는 하나의 카메라 모듈을 이용하여 무한대 내지 근거리에 위치한 피사체에 대한 오토포커스(AF) 기능을 제공할 수 있다.
특히, 실시예는 적어도 하나의 렌즈군을 이동시켜 유효 초점 거리(EFL)을 제어할 수 있고, 이동하는 렌즈군의 이동 거리를 최소화할 수 있다. 예를 들어, 실시예에 따른 제 2 렌즈군(G2)의 이동 거리(md1)는 상기 제 2 간격(d2)과 상기 제 1 간격(d1)의 차인 1.8mm일 수 있다. 즉, 상기 제 2 렌즈군(G2)은 무한대에서 근거리(30mm) 초점을 위해 1.8mm 이동할 수 있다.
이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000)는 무한대에서 근거리로 초점 변화 시 렌즈군의 이동 거리를 현저히 감소시킬 수 있어 렌즈군 이동 시 요구되는 전력 소모를 최소화할 수 있다. 또한, 렌즈군의 이동 거리를 최소화하여 이동하는 렌즈군의 이동 거리에 따라 발생하는 만곡량을 최소화할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 광학계는 향상된 전기적, 광학적 특성을 가질 수 있다.
또한, 실시예는 무한대 내지 근거리의 범위에서 피사체와의 거리와 무관하게 일정한 TTL 값을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000) 및 이를 포함하는 카메라 모듈은 보다 슬림한 구조로 제공될 수 있다.
또한, 상기 광학계(1000)에서 적어도 하나의 렌즈는 비원형 형상, 예컨대 디-컷(D-cut) 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 소형으로 구현 가능함과 동시에 향상된 광학 성능을 가지며, 원형 형상만으로 이루어진 광학계 대비 컴팩트(compact)하게 제공될 수 있다.
또한, 상기 광학계(1000)는 복수의 렌즈 및 광 경로 변경 부재(미도시)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 보다 얇은 두께를 가질 수 있는 폴디드(folded) 카메라에 적용 가능하며, 상기 카메라를 포함하는 기기를 얇은 두께로 제조할 수 있다.
도 8은 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 상기 이동 단말기(1)는 후면에 제공되는 카메라 모듈(10)을 포함할 수 있다.
상기 카메라 모듈(10)은 이미지 촬영 기능을 포함할 수 있다. 또한, 상기 카메라 모듈(10)은 자동 초점(Auto focus), 줌(zoom) 기능 및 OIS 기능 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 카메라 모듈(10)은 촬영 모드 또는 화상 통화 모드에서 이미지 센서(300)에 의해 얻어지는 정지 영상 이미지 또는 동영상의 화상 프레임을 처리할 수 있다. 처리된 화상 프레임은 상기 이동 단말기(1)의 디스플레이부(미도시)에 표시될 수 있으며 메모리(미도시)에 저장될 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만 상기 이동 단말기(1)의 전면에도 상기 카메라 모듈이 더 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 카메라 모듈(10)은 제1 카메라 모듈(10A) 및 제2 카메라 모듈(10B)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 카메라 모듈(10A) 및 상기 제2 카메라 모듈(10B) 중 적어도 하나는 상술한 광학계(1000)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈(10)은 향상된 광학 특성을 가질 수 있고, 무한대 내지 40mm 이하의 근거리에 위치한 피사체에 대한 오토포커스(AF) 기능을 제공할 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 적어도 하나의 렌즈군의 이동하여 상기 기능을 제공할 경우, 상기 렌즈군의 이동량을 최소화할 수 있으며 이로 인해 저전력으로 동작할 수 있고 이동에 따라 발생하는 만곡량을 최소화할 수 있다. 또한, 상기 카메라 모듈은 슬림한 구조를 가지는 광학계(1000)에 의해 보다 컴팩트하게 제공될 수 있다.
상기 이동 단말기(1)는 자동 초점 장치(31)를 더 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 레이저를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 상기 카메라 모듈(10)의 이미지를 이용한 자동 초점 기능이 저하되는 조건, 예컨대 10m 이하의 근접 또는 어두운 환경에서 주로 사용될 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 수직 캐비티 표면 방출 레이저(VCSEL) 반도체 소자를 포함하는 발광부와, 포토 다이오드와 같은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 수광부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이동 단말기(1)는 플래쉬 모듈(33)을 더 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(33)은 내부에 광을 발광하는 발광소자를 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(33)은 이동 단말기의 카메라 작동 또는 사용자의 제어에 의해 작동될 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 순차적으로 배치되며, 적어도 하나의 렌즈를 각각 포함하는 제 1 렌즈군 및 제 2 렌즈군을 포함하고,
    상기 제 1 렌즈군의 굴절력 부호와 상기 제2 렌즈군의 굴절력 부호는 서로 반대되고,
    상기 제 1 렌즈군 및 상기 제 2 렌즈군은 하기 수학식 1 및 수학식 8을 만족하는 광학계.
    [수학식 1]
    0.6 < |f_1 / f_2| < 1.4 만족하고,
    (f_1은 상기 제 1 렌즈군의 초점 거리이고, f_2는 상기 제 2 렌즈군의 초점 거리이다.)
    [수학식 8]
    2 < T34_2 / T34_1 < 7
    (수학식 8에서 T34_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 3 렌즈와 제 4 렌즈 사이의 거리이고, T34_2는 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 제 3 렌즈와 제 4 렌즈 사이의 거리이다.)
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 렌즈군은 상기 물체 측으로부터 상기 센서 측 방향으로 상기 광축을 따라 순차적으로 배치되는 제 1 렌즈, 제 2 렌즈 및 제 3 렌즈를 포함하고,
    상기 제 2 렌즈군은 상기 물체 측으로부터 상기 센서 측 방향으로 상기 광축을 따라 순차적으로 배치되는 제 4 렌즈 및 제 5 렌즈를 포함하는 광학계.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 렌즈군은 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제 2 렌즈군은 음(-)의 굴절력을 가지는 광학계.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 렌즈군은 비원형 형상을 가지는 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 광학계.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 광학계는 하기의 수학식 2를 만족하는 광학계.
    [수학식 2]
    |P5| < |P4| < |P3|
    (수학식 2에서 P3, P4, P5는 각각 제 3 렌즈, 제 4 렌즈 및 제 5 렌즈의 굴절력을 의미한다.)
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 광학계는 하기의 수학식 3을 만족하는 광학계.
    [수학식 3]
    0.3 < |EFL_2/f5| / |EFL_1/f5| < 0.9
    (수학식 3에서 EFL_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 유효초점거리이고, EFL_2는 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 유효초점거리이고, f5는 제 5 렌즈의 초점거리를 의미한다.)
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 광학계는 하기의 수학식 6을 만족하는 광학계.
    [수학식 6]
    |R1|, |R2|, |R3|, |R4|, |R5|, |R6|, |R7|, |R8|, |R10| < |R9|,
    20 < |R9 / R10| < 30
    (수학식 6에서 R1은 제 1 렌즈의 제 1 면의 곡률반경이고, R2는 제 1 렌즈의 제 2 면의 곡률반경이고, R3은 제 2 렌즈의 제 3 면의 곡률반경이고, R4는 제 2 렌즈의 제 4 면의 곡률반경이고, R5는 제 3 렌즈의 제 5 면의 곡률반경이고, R6은 제 3 렌즈의 제 6 면의 곡률반경이고, R7은 제 4 렌즈의 제 7 면의 곡률반경이고, R8은 제 4 렌즈의 제 8 면의 곡률반경이고, R9는 제 5 렌즈의 제 9 면의 곡률반경이고, R10은 제 5 렌즈의 제 10 면의 곡률반경이다.)
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 광학계는 하기의 수학식 7을 만족하는 광학계.
    [수학식 7]
    |R1|, |R2|, |R3|, |R4|, |R6|, |R7|, |R8|, |R9|, |R10| < |R5|,
    2 < |R2 / R5| < 7
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 광학계는 하기의 수학식 10을 만족하는 광학계.
    [수학식 10]
    0.5 < BFL_1 / BFL_2 < 3
    (수학식 10에서 BFL_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 마지막 렌즈의 센서 측 면의 정점으로부터 상기 이미지 센서의 상면까지의 광축 방향 거리를 의미하고, BFL_2는 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 마지막 렌즈의 센서 측 면의 정점으로부터 상기 이미지 센서의 상면까지의 광축 방향 거리이다.)
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 광학계는 하기의 수학식 12를 만족하는 광학계.
    [수학식 12]
    0.5 < TD_1 / TD_2 < 1.2
    (수학식 12에서 TD_1은 제 1 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 첫 번째 렌즈의 상측 면과 마지막 렌즈의 센서 측면 까지의 거리이고, TD_1는 제 2 모드에서 제 2 렌즈군의 최대 이동거리에서의 첫 번째 렌즈의 상측 면과 마지막 렌즈의 센서 측면 까지의 거리이다.)
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