WO2023075466A1 - 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 Download PDF

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WO2023075466A1
WO2023075466A1 PCT/KR2022/016610 KR2022016610W WO2023075466A1 WO 2023075466 A1 WO2023075466 A1 WO 2023075466A1 KR 2022016610 W KR2022016610 W KR 2022016610W WO 2023075466 A1 WO2023075466 A1 WO 2023075466A1
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lenses
optical axis
optical system
sensor
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최영환
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엘지이노텍 주식회사
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    • G02B3/00—Simple or compound lenses
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Definitions

  • the embodiment relates to an optical system for improved optical performance 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 portable devices such as smartphones, tablet PCs, and laptops, as well as drones and vehicles, providing various functions.
  • the optical system of the camera module may include an imaging lens that forms an image and an image sensor that converts the formed image into an electrical signal.
  • the camera module may perform an autofocus (AF) function of aligning the focal 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.
  • Recently, interest in high resolution is increasing, and research on an optical system including a plurality of lenses is being conducted to implement this. For example, research using a plurality of imaging lenses having positive (+) refractive power or negative (-) refractive power is being conducted to implement high resolution.
  • the total length, height, etc. may increase due to the thickness, spacing, size, etc. of the plurality of lenses, thereby increasing the overall size of the module including the plurality of lenses.
  • the size of an image sensor is increasing to implement high resolution and high image quality.
  • the total track length (TTL) of an optical system including a plurality of lenses also increases, and as a result, the thickness of a camera, mobile terminal, etc. including the optical system also increases. Therefore, a new optical system capable of solving the above problems is required.
  • Embodiments are intended to provide an optical system with improved optical properties. Embodiments are intended to provide an optical system having excellent optical performance in the center and periphery of the angle of view. Embodiments are intended to provide an optical system capable of having a slim structure.
  • An optical system includes first to ninth lenses arranged along an optical axis in a direction from an object side to a sensor side, wherein the first lens has a positive (+) refractive power on the optical axis, and the ninth lens The lens has negative (-) refractive power along the optical axis, the object-side surface of the first lens has a convex shape along the optical axis, and the sensor-side surface of the ninth lens has a concave shape along the optical axis.
  • the number of lenses having at least one critical point on the object side surface and the sensor side surface is 40% or more of the total number of lenses, and satisfies the following equation.
  • the object-side surface of the first lens has a convex shape
  • the sensor-side surface of the ninth lens has a concave shape
  • the sixth to ninth lenses have an object-side surface and a sensor-side surface, respectively. may have at least one critical point.
  • the sensor-side surface of the first lens and the object-side surface of the fourth lens have at least one critical point
  • the object-side surface and sensor-side surface of the third lens have at least one critical point
  • the relationship between the optical axis distance (BFL) from the top surface of the image sensor to the sensor side surface of the last lens and the Imgh may satisfy the equation of 0.01 ⁇ BFL / ImgH ⁇ 0.5.
  • the relationship between the effective diameters of the first lens and the ninth lens and the total number of lenses may satisfy the equation of 1 ⁇ ⁇ CA / lens number ⁇ 10 ( ⁇ CA is It is the sum of the effective mirrors of the object-side surface and the sensor-side surface of the 1st to 9th lenses, and the lens number is the total number of lenses).
  • the relationship between the total focal length and the focal length of each lens may satisfy the equation of 1.5 ⁇ ⁇
  • the distance between the lenses on the optical axis of the first to ninth lenses and the thickness of the center of each lens may satisfy the equation of 0.8 ⁇ Air_CT_Max/L_CT_Min ⁇ 6.0 (Air_CT_Max is the adjacent Air_CT_Max). It is the maximum value of the optical axis distance between the two lenses, and L_CT_Min is the minimum value of the thickness of each lens on the optical axis).
  • the relationship between the maximum effective diameter and the minimum effective diameter among the first to ninth lenses may satisfy an equation of 1 ⁇ CA_Max / CA_Min ⁇ 4 (CA_Max is the object side of the first to ninth lenses).
  • CA_Min is the maximum value among the effective diameters of the object-side surface and the sensor-side surface of the first to ninth lenses).
  • the second lens has a concave shape on the sensor-side surface of the optical axis
  • the object-side surface of the third lens has a convex shape facing the sensor-side surface of the second lens on the optical axis.
  • the maximum effective diameter may be a sensor-side surface of the ninth lens
  • the minimum effective diameter may be an object-side surface of the third lens.
  • the center thickness of the first lens and the third lens may satisfy an equation of 1 ⁇ L1_CT / L3_CT ⁇ 5 (L1_CT is the thickness of the first lens on the optical axis, and L3_CT is the thickness of the second lens). 3 is the thickness on the optical axis of the lens).
  • a diaphragm disposed on an outer circumference between the second lens and the third lens, and a relationship between an effective radius of the first to ninth lenses and an effective radius of the diaphragm is 1.5 ⁇ ⁇ Semi_CA / ST_Semi_CA ⁇ 50 can be satisfied ( ⁇ Semi_CA is the sum of all effective radii, and ST_Semi_CA means the effective radius of the diaphragm).
  • the relationship between the effective diameter of the first to ninth lenses and the total number of lenses may satisfy the equation of 1 ⁇ ⁇ CA / lens number ⁇ 10 ( ⁇ CA is the object-side surface of the first to ninth lenses). and the effective diameter of the sensor side, and the lens number is 9).
  • An optical system includes a first lens group having a plurality of lenses on an object side; a second lens group having a plurality of lenses on a sensor side of the first lens group;
  • the first lens group has positive (+) refractive power along the optical axis
  • the second lens group has positive (+) refractive power along the optical axis
  • the number of lenses of the second lens group is 3 times more than the number of lenses of the second lens group
  • the object-side surface closest to the first lens group has the smallest effective mirror size
  • the sensor-side surface closest to the image sensor among the lens surfaces of the second lens group is a first lens group having a plurality of lenses on an object side
  • a second lens group having a plurality of lenses on a sensor side of the first lens group
  • the first lens group has positive (+) refractive power along the optical axis
  • the second lens group has positive (+) refractive power along the optical axis
  • the number of lenses of the second lens group is 3 times more than the number of lenses of the second
  • the sensor-side surface closest to the image sensor among the lens surfaces of the second lens group has the minimum distance between the center of the sensor-side surface and the image sensor, and the effective area of the sensor-side surface The distance gradually increases toward the end, and the following equation may be satisfied.
  • Total track length is the distance on the optical axis from the apex of the object-side surface of the first lens group to the top surface of the image sensor, ImgH is 1/2 of the maximum diagonal length of the sensor, and F is It is the total focal length of the 1st and 2nd lens groups, and EPD is the size of the entrance pupil of the optical system)
  • the focal length of each of the first and second lens groups may be greater than that of the second lens group.
  • the first lens group includes a first lens group and a second lens aligned on an optical axis from the object side toward the sensor, and the second lens group is directed toward the sensor from the first lens group. It may include three to ninth lenses, wherein the average effective diameter of the third lens may be the smallest among the first to ninth lenses, and the average effective diameter of the ninth lens may be the largest among the first to ninth lenses. there is.
  • the sensor-side surface of the ninth lens has a critical point, and may satisfy the equation of 0.5 ⁇ L9S2_max_sag to Sensor ⁇ 2 (L9S2_max_sag to Sensor is the maximum sag of the sensor-side surface of the ninth lens). is the distance from the value to the image sensor in the direction of the optical axis).
  • the number of lenses having critical points on both the object side surface and the sensor side surface of the second lens group may be 50% or more of the lenses of the second lens group.
  • the thickness of the first lens on the optical axis and the distance between the first and second lenses may satisfy an equation of 20 ⁇ L1_CT/d12 (L1_CT is the thickness of the first lens on the optical axis, and d12 is the first , is the distance on the optical axis between the two lenses).
  • the intervals between the eighth lens and the ninth lens may satisfy an equation of 0 ⁇ d89_CT / d89_ET ⁇ 3 (d89_CT is on the optical axis between the eighth lens and the ninth lens).
  • d89_ET is the optical axis distance between the end of the effective area of the sensor-side surface of the eighth lens and the end of the effective area of the object-side surface of the ninth lens).
  • the focal length (f_G1) of the second lens group and the focal length (f_G2) of the second lens group may satisfy an equation of -1.5 ⁇ f_G1 / f_G2 ⁇ 1.7.
  • a camera module includes an image sensor; And a filter between the image sensor and the last lens of the optical system, wherein the optical system includes the optical system and may satisfy the equation of 0.7 ⁇ F / EPD ⁇ 2.6 (F is the total focal length of the optical system, EPD is the entrance pupil diameter of the optical system).
  • An optical system and a camera module may have improved optical characteristics.
  • the optical system may have improved aberration characteristics, resolving power, and the like as a plurality of lenses are formed with set surface shapes, refractive powers, thicknesses, and intervals.
  • the optical system and camera module according to the embodiment may have improved distortion and aberration control characteristics, and may have good optical performance even in the center and periphery of the FOV.
  • the optical system according to the embodiment may have improved optical characteristics and a small total track length (TTL), so that the optical system and a camera module including the optical system may be provided with a slim and compact structure.
  • TTL total track length
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an optical system according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a relationship among an image sensor, an n-th lens, and an n-1-th lens in the optical system of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is data on a distance between two adjacent lenses in the optical system of FIG. 1 .
  • FIG. 4 is data on the aspherical surface coefficient of each lens surface in the optical system of FIG. 1 .
  • FIG. 5 is a graph of diffraction MTF (Diffraction MTF) of the optical system of FIG. 1 .
  • FIG. 6 is a graph showing aberration characteristics of the optical system of FIG. 1 .
  • 7(A)(B) is a graph showing the height in the optical axis direction according to the distance in the first direction (Y) with respect to the object-side surface and the sensor-side surface in the n-th lens and the n-1-th lens of the optical system of FIG. 2 am.
  • FIG. 8 is a configuration diagram of an optical system according to a second embodiment.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a relationship between an image sensor, an n-th lens, and an n-1-th lens in the optical system of FIG. 8 .
  • FIG. 10 is data on a distance between two adjacent lenses in the optical system of FIG. 8 .
  • FIG. 11 is data on the aspherical surface coefficient of each lens surface in the optical system of FIG. 8 .
  • FIG. 12 is a graph of diffraction MTF (Diffraction MTF) of the optical system of FIG. 8 .
  • FIG. 13 is a graph showing aberration characteristics of the optical system of FIG. 8 .
  • FIG. 14 is a graph showing heights in the optical axis direction according to distances in the first direction (Y) with respect to the object-side surface and the sensor-side surface of the n-th lens and the n ⁇ 1-th lens of the optical system of FIG. 9 .
  • 15 is a view showing relative luminous intensity on an image sensor for a chief ray in an optical system according to first and second embodiments of the present invention.
  • 16 is a diagram illustrating that a camera module according to an embodiment is applied to a mobile terminal.
  • the component when 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.
  • the top (top) or bottom (bottom) when it is described as being formed or disposed on the "top (above) or bottom (bottom)" of each component, the top (top) or bottom (bottom) is not only a case where two components are in direct contact with each other, but also one A case in which another component above is formed or disposed between two components is also included.
  • 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 "object-side surface” may mean a surface of the lens facing the object side with respect to the optical axis OA, and the “sensor-side surface” faces the imaging surface (image sensor) with respect to the optical axis. It may mean a surface of a lens.
  • the convex surface of the lens may mean a convex shape in the optical axis or paraxial region, and the concave surface of the lens may mean a concave shape in the optical axis or paraxial region.
  • the radius of curvature, center thickness, distance between lenses, and TTL described in the table for lens data may mean values along an optical axis.
  • the vertical direction may mean a direction perpendicular to the optical axis, and an end of a lens or lens surface may mean an end of an effective area of a lens through which incident light passes.
  • the effective diameter of the lens surface may have a measurement error of up to ⁇ 0.4 mm depending on the measurement method.
  • the paraxial region refers to a very narrow region near the optical axis, and is an region in which a distance from which a light ray falls from the optical axis OA is almost zero.
  • the concave or convex shape of the lens surface will be described as an optical axis, and may also include a paraxial region.
  • the first lens refers to a lens closest to the object (or subject)
  • the nth lens refers to a lens closest to the sensor-side surface (or image sensor).
  • the units of the radius of curvature of the lens, thickness, TTL, ImgH, and focal length are all units of mm.
  • the convex shape of one surface means that the optical axis portion of the corresponding surface is convex
  • the concave shape of one surface means that the optical axis portion of the corresponding surface is concave. Therefore, even if one surface of the lens is described as having a convex shape, the edge portion of the lens may be concave. Likewise, even if one surface of the lens is described as having a concave shape, the edge portion of the lens may be convex.
  • the optical system 1000 may include a plurality of lens groups.
  • each of the plurality of lens groups includes at least one lens.
  • the optical system 1000 may include a first lens group G1 and a second lens group G2 sequentially disposed along the optical axis OA toward the image sensor 300 from the object side. .
  • the first lens group G1 may include at least one lens.
  • the first lens group G1 may include three or less lenses.
  • the first lens group G1 may include two lenses.
  • the second lens group G2 may include at least two or more lenses.
  • the second lens group G2 may include more lenses than the number of lenses of the first lens group G1, for example, twice or more.
  • the second lens group G2 may include seven or fewer lenses.
  • the number of lenses in the second lens group G2 may have a difference of 5 or more and 7 or less compared to the number of lenses in the first lens group G1.
  • the second lens group G2 may include 7 lenses.
  • the number of sensor-side surfaces with a critical point may be greater than those without a critical point.
  • sensor-side surfaces with critical points may be greater than sensor-side surfaces without critical points.
  • lenses having at least one critical point among the object-side surface and the sensor-side surface may be more than lenses without critical points.
  • the optical system 1000 according to an embodiment of the present invention may be provided in a structure in which a sensor-side surface of the n-th lens has a critical point.
  • n may be 8 to 10, preferably 9. Accordingly, it is possible to provide an optical system with high resolution and a camera module having the same.
  • the total number of lenses of the first and second lens groups G1 and G2 is 8 or more.
  • the number of lenses having critical points on both the object-side and sensor-side surfaces of each lens is greater than the number of lenses having critical points on either the object-side or sensor-side surfaces, and more than the number of lenses without critical points on both the object-side and sensor-side surfaces.
  • the number of lenses having a critical point on both the object-side surface and the sensor-side surface of each lens is Lx
  • the number of lenses having a critical point on either the object-side surface or the sensor-side surface is Ly
  • Assuming that the number of lenses without critical points on all surfaces is Lz, the relational expression of Lx>Lz>Ly can be satisfied.
  • the Lx may be 40% or more of the number of lenses
  • Lz may be 30% or more of the number of lenses
  • Ly may be 25% or less of the number of lenses.
  • the critical point on each lens surface changes the sign of the slope value from positive (+) to negative (-) or from negative (-) to positive (+) with respect to the optical axis (OA) and the direction perpendicular to the optical axis (OA).
  • a changing point it may mean a point where the gradient value is 0.
  • the critical point may be a point where the slope value decreases as the value increases or a point where the slope value increases as the value decreases.
  • the first lens group G1 may have positive (+) refractive power.
  • the second lens group G2 may have positive (+) refractive power.
  • the first lens group G1 and the second lens group G2 may have different focal lengths.
  • the first lens group G1 and the second lens group G2 have positive (+) refractive power, and the focal length of the second lens group G2 is greater than the focal length of the first lens group G1.
  • the focal length of the first lens group G1 may be 1.1 times or more, eg, 1.1 times to 2 times the focal length of the second lens group G2.
  • the number of lenses having positive (+) refractive power may be greater than the number of lenses having negative (-) refractive power. Accordingly, the optical system 1000 according to the embodiment may have improved aberration control characteristics such as chromatic aberration and distortion aberration by controlling the refractive power and focal length of each lens group, and good optical performance in the center and periphery of the FOV. can have
  • the first lens group G1 and the second lens group G2 may have a set interval.
  • the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 on the optical axis is the optical axis distance, and the sensor side surface of the lens closest to the sensor side among the lenses in the first lens group G1 It may be an optical axis interval between object-side surfaces of lenses closest to the object-side among the lenses in the second lens group G2.
  • the optical axis distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 is greater than the central thickness of the last lens of the first lens group G1 and the first lens of the second lens group G2.
  • the optical axis distance of the first lens group G1 may be 40% or more than the optical axis distance of the first lens group G1, for example, it may be in the range of 40% to 55%.
  • the optical axis distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 may be smaller than the central thickness of the thickest lens among the lenses of the first lens group G1.
  • the optical axis distance of the first lens group G1 is the optical axis distance between the object side surface of the lens closest to the object side of the first lens group G1 and the sensor side surface of the lens closest to the sensor side.
  • the optical axis distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 may be 15% or less of the optical axis distance of the second lens group G2, for example, in a range of 3% to 15%.
  • the optical axis distance of the second lens group G2 is the optical axis distance between the object side surface of the lens closest to the object side of the second lens group G2 and the sensor side surface of the lens closest to the sensor side. Accordingly, the optical system 1000 may have good optical performance not only at the center of the field of view (FOV) but also at the periphery, and chromatic aberration and distortion aberration may be improved.
  • the optical system 1000 may include a first lens group G1 and a second lens group G2 sequentially arranged from the object side toward the image sensor 300 .
  • the optical system 1000 may include 10 lenses or less.
  • the first lens group G1 refracts light incident through the object side to converge, and the second lens group G2 transmits the light emitted through the first lens group G1 to the image sensor 300 ) can be refracted so that it can be diffused to the surroundings.
  • the number of lenses having positive (+) refractive power and the number of lenses having negative (-) refractive power may be the same.
  • the number of lenses having positive (+) refractive power may be greater than the number of lenses having negative (-) refractive power.
  • the number of lenses of the second lens group G2 may be 3 times or more than the number of lenses of the first lens group G1, for example, in a range of 3 to 4 times.
  • the distance between the sensor-side surface of the first lens group G1 and the object-side surface of the second lens group G2 facing each other may gradually decrease toward the edge side of the optical axis OA.
  • a diaphragm may be disposed on an outer circumference between the sensor-side surface of the first lens group G1 and the second lens group G2.
  • the OA distance between the first and second lens groups G1 and G2 is the second largest in the optical system 1000. It may have an interval, and the largest interval in the optical system 1000 may be the interval between the last two lenses of the second lens group G2.
  • the sum of the convex surface on the object side and the concave surface on the sensor side in the optical axis (OA) or paraxial region of each lens of the first lens group G1 may be 60% or more of the lens surfaces of the first lens group G1. there is.
  • the sum of the concave surface of the object side and the convex surface of the sensor side in the optical axis (OA) or paraxial region of each lens of the second lens group G2 may be 55% or more of the lens surfaces of the second lens group G2. there is.
  • the sum of the convex sensor-side surface and the concave object-side surface may be 60% or more of the total lens surfaces, For example, it may range from 60% to 75%.
  • At least one of the object-side surface and the sensor-side surface of all the lenses of the first lens group G1 may have a critical point.
  • Lens surfaces of a plurality of lenses adjacent to the image sensor 300 among the lenses of the second lens group G1 may have at least one critical point.
  • Each of the plurality of lenses 100 and 100A may include an effective area and an ineffective area.
  • the effective area may be an area through which light incident on each of the lenses 100 and 100A passes. That is, the effective area may be an effective area in which the incident light is refracted to realize optical characteristics.
  • the non-effective area may be arranged around the effective area.
  • the ineffective area is an area in which effective light is not incident from the plurality of lenses 100 and 100A, and may be an area further outside an end of the effective area. That is, the non-effective area may be an area unrelated to the optical characteristics. Also, an end of the non-effective area may be an area fixed to a barrel (not shown) accommodating the lens.
  • the optical system 1000 may include an image sensor 300 .
  • the image sensor 300 may detect light and convert it into an electrical signal.
  • the image sensor 300 may sense light sequentially passing through the plurality of lenses 100 , 100A and 100B.
  • the image sensor 300 may include a device capable of sensing incident light, such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS).
  • CCD charge coupled device
  • CMOS complementary metal oxide semiconductor
  • the optical system 1000 may include a filter 500 .
  • the filter 500 may be disposed between the second lens group G2 and the image sensor 300 .
  • the filter 500 may be disposed between a lens closest to a sensor side among the plurality of lenses 100 and 100A and the image sensor 300 .
  • the filter 500 may be disposed between the n-th lens 109 and the image sensor 300 .
  • the filter 500 may include at least one of an infrared filter and an optical filter of a cover glass.
  • the filter 500 may pass light of a set wavelength band and filter light of a different wavelength band.
  • the filter 500 may transmit visible light and reflect infrared light.
  • the optical system 1000 may include an aperture (not shown).
  • the diaphragm may control the amount of light incident to the optical system 1000 .
  • the diaphragm may be disposed at a set position, for example, disposed around the periphery between the first lens group G1 and the second lens group G2.
  • the diaphragm may be disposed around a circumference between a sensor-side surface of the first lens group G1 and an object-side surface of the second lens group G2.
  • the diaphragm may be disposed around an object side surface or a sensor side surface of the lens closest to the object side.
  • the diaphragm may be disposed between two adjacent lenses among the lenses in the first lens group G1.
  • the diaphragm may be located between two lenses closest to the object side.
  • At least one lens selected from among the plurality of lenses 100 and 100A may serve as a diaphragm.
  • an object-side surface or a sensor-side surface of one lens selected from among the lenses of the first lens group G1 may perform a role of a diaphragm for adjusting the amount of light.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an optical system according to a first embodiment
  • FIG. 2 is an explanatory view showing the relationship between an image sensor, an n-th lens, and an n-1-th lens in the optical system of FIG. 1
  • FIG. 3 is an optical system of FIG. 1 4 is data on the aspheric coefficient of each lens surface in the optical system of FIG. 1
  • FIG. 5 is a graph of the diffraction MTF (Diffraction MTF) of the optical system of FIG. 1
  • 6 is a graph showing aberration characteristics of the optical system of FIG.
  • FIG. 7 is the distance in the first direction (Y) from the n-th lens and the n-1-th lens of the optical system of FIG. 2 to the object-side surface and the sensor-side surface. It is a graph showing the height in the optical axis direction according to
  • an optical system 1000 includes a plurality of lenses 100, and the plurality of lenses 100 include first lenses 101 to ninth lenses 109. ) may be included.
  • the first to ninth lenses 101 to 109 may be sequentially disposed along the optical axis OA of the optical system 1000 .
  • Light corresponding to object information may pass through the first lens 101 to the ninth lens 109 and be incident on the image sensor 300 .
  • the first lens 101 may have positive (+) or negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the first lens 101 may have positive (+) refractive power.
  • the first lens 101 may include a plastic or glass material.
  • the first lens 101 may be made of a plastic material.
  • the first lens 101 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 have a convex shape
  • the second surface S2 may have a convex shape. That is, the first lens 101 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the first surface S1 may have a convex shape
  • the second surface S2 may have a concave shape. That is, the first lens 101 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • 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 aspherical.
  • Aspheric coefficients of the first and second surfaces S1 and S2 are provided as shown in FIG. 4 , L1 is the first lens 101, and S1/S2 denotes the first/second surfaces of L1.
  • the second lens 102 may have positive (+) or negative (-) refractive power along the optical axis OA.
  • the second lens 102 may have negative (-) refractive power.
  • the second lens 102 may include a plastic or glass material.
  • the second lens 102 may be made of a plastic material.
  • the second lens 102 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 have a convex shape
  • the fourth surface S4 may have a concave shape. That is, the second lens 102 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the third surface S3 may have a convex shape
  • the fourth surface S4 may have a convex shape. That is, the second lens 102 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • 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 surfaces.
  • Aspherical coefficients of the third and fourth surfaces S3 and S4 are provided as shown in FIG. 4 , L2 is the second lens 102, and S1/S2 of L2 represent the first/second surfaces of L2.
  • the first lens group G1 may include the first and second lenses 101 and 102 .
  • the thickness in the optical axis OA that is, the center thickness of the lens
  • the second lens 102 may be thinner, and the first lens 101 may be thicker there is. Accordingly, the optical system 1000 can control incident light and can have improved aberration characteristics and resolution.
  • the second lens 102 may have a smaller average clear aperture (CA) of the lens than the first lens 101 .
  • CA average clear aperture
  • the size of the effective mirror (H1 in FIG. 1) of the first surface S1 may be the largest
  • the size of the fourth surface S4 of the second lens 102 may be the largest.
  • the effective diameter may be equal to or larger than the size of the effective diameter of the fifth surface S5.
  • the average size of the effective diameter is the average value of the effective diameter of the object-side surface and the effective diameter of the sensor-side surface of each lens. Accordingly, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics, and may improve vignetting characteristics of the optical system 1000 by controlling incident light.
  • the refractive index of the second lens 102 may be greater than that of the first lens 101 .
  • the refractive index of the second lens 102 may be greater than 1.6, and the refractive index of the first lens 101 may be less than 1.6.
  • the second lens 102 may have an Abbe number smaller than that of the first lens 101 .
  • the Abbe number of the second lens 102 may be smaller than the Abbe number of the first lens 101 with a difference of 20 or more.
  • the Abbe's number of the first lens 101 may be 20 or more greater than the Abbe's number of the second lens 102, for example, 40 or more. Accordingly, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics.
  • the third lens 103 may have positive (+) or negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the third lens 103 may have negative (-) refractive power.
  • the third lens 103 may include a plastic or glass material.
  • the third lens 103 may be made of a plastic material.
  • the third lens 103 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 have a convex shape
  • the sixth surface S6 may have a concave shape. That is, the third lens 103 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the fifth surface S5 may have a concave shape
  • the sixth surface S6 may have a concave shape. That is, the third lens 103 may have a concave shape on both sides of the optical axis OA.
  • the fifth and sixth surfaces S5 and S6 may all have convex shapes.
  • 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. Aspheric coefficients of the fifth and sixth surfaces S5 and S6 are provided as shown in FIG.
  • L3 is the third lens 103, and S1/S2 of L3 denotes the first/second surfaces of L3.
  • An effective diameter size of at least one or both of the fifth and sixth surfaces S6 and S7 may be the smallest among the effective diameter sizes of the first to eighteenth surfaces S1 to S18.
  • the size of the effective diameter H3 of the fifth surface S5 may be equal to or smaller than the size of the effective diameter of the fourth surface S4.
  • the refractive index of the third lens 103 may be greater than that of the first lens 101 and may be the same as the refractive index of the second lens 102 .
  • the refractive index of the third lens 103 may be greater than 1.6.
  • the third lens 103 may have an Abbe number smaller than the Abbe number of the first lens 101 .
  • the Abbe number of the third lens 103 may be smaller than the Abbe number of the first lens 101 with a difference of 20 or more, and may be the same as the Abbe number of the second lens 102 .
  • the Abbe number of the first lens 101 may be 20 or more greater than the Abbe numbers of the second and third lenses 102 and 103, for example, 40 or more.
  • the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics.
  • the distance in the optical axis (OA) between the second lens 102 and the third lens 103 may be smaller than the optical axis thickness of the first lens 101, and the optical axis thickness of the second lens 102 It may be greater than the thickness of the optical axis of the second and third lenses 102 and 103.
  • the fourth lens 104 may have positive (+) or negative (-) refractive power along the optical axis OA.
  • the fourth lens 104 may have positive (+) refractive power.
  • the fourth lens 104 may include a plastic or glass material.
  • the fourth lens 104 may be made of a plastic material.
  • the fourth lens 104 may include a seventh surface S7 defined as an object-side surface and an eighth surface S8 defined as a sensor-side surface. In the optical axis OA, the seventh surface S7 may have a convex shape, and the eighth surface S8 may have a concave shape. That is, the fourth lens 104 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the seventh surface S7 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the eighth surface S8 may have a convex shape along the optical axis OA. That is, the fourth lens 104 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the seventh surface S7 may have a concave shape along the optical axis OA
  • the eighth surface S8 may have a convex shape along the optical axis OA. That is, the fourth lens 104 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the sensor.
  • the seventh surface S7 may have a concave shape in the optical axis OA
  • the eighth surface S8 may have a concave shape in the optical axis OA. That is, the fourth lens 104 may have a concave shape on both sides of the optical axis OA.
  • At least one of the seventh surface S7 and the eighth surface S8 may be an aspherical surface.
  • both the seventh surface S7 and the eighth surface S8 may be aspheric surfaces. Aspheric coefficients of the seventh and eighth surfaces S7 and S8 are provided as shown in FIG. 4 , L4 is the fourth lens 104, and S1/S2 of L4 represent the first/second surfaces of L4.
  • the refractive index of the fourth lens 104 may be smaller than that of the third lens 103 .
  • the fourth lens 104 may have a larger Abbe number than the second and third lenses 102 and 103 .
  • the Abbe number of the fourth lens 104 may be greater than the Abbe number of the third lens 103 by about 5 or more.
  • Abbe numbers of the second, third, and fourth lenses 112, 113, and 114 may be less than 40. Accordingly, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics.
  • the fifth lens 105 may have positive (+) or negative (-) refractive power along the optical axis OA.
  • the fifth lens 105 may have positive (+) refractive power.
  • the fifth lens 105 may include a plastic or glass material.
  • the fifth lens 105 may be made of a plastic material.
  • the fifth lens 105 may include a ninth surface S9 defined as an object-side surface and a tenth surface S10 defined as a sensor-side surface. In the optical axis OA, the ninth surface S9 may have a convex shape, and the tenth surface S10 may have a convex shape. That is, the fifth lens 105 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the ninth surface S9 may have a convex shape along the optical axis OA, and the tenth surface S10 may have a concave shape along the optical axis OA. It may have a convex meniscus shape.
  • the ninth surface S9 may have a concave shape along the optical axis OA, and the tenth surface S10 may have a convex shape along the optical axis OA. That is, the fifth lens 105 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the sensor.
  • the ninth surface S9 may have a concave shape in the optical axis OA, and the tenth surface S10 may have a concave shape in the optical axis OA.
  • the fifth lens 105 may have a concave shape on both sides of the optical axis OA.
  • At least one of the ninth surface S9 and the tenth surface S10 may be an aspheric surface.
  • both the ninth surface S9 and the tenth surface S10 may be aspheric surfaces.
  • the aspheric coefficients of the ninth and tenth surfaces S9 and S10 are provided as shown in FIG. 4, L5 is the fifth lens 105, and S1/S2 of L5 represent the first/second surfaces of L5.
  • the sixth lens 106 may have positive (+) or negative (-) refractive power along the optical axis OA.
  • the sixth lens 106 may have positive (+) refractive power.
  • the sixth lens 106 may include a plastic or glass material.
  • the sixth lens 106 may be made of a plastic material.
  • the sixth lens 106 may include an eleventh surface S11 defined as an object-side surface and a twelfth surface S12 defined as a sensor-side surface.
  • the eleventh surface S11 may have a concave shape along the optical axis OA, and the twelfth surface S12 may have a convex shape along the optical axis OA.
  • the sixth lens 106 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the sensor.
  • the eleventh surface S11 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the twelfth surface S12 may have a convex shape along the optical axis OA. That is, the sixth lens 106 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • At least one of the eleventh surface S11 and the twelfth surface S12 may be an aspheric surface.
  • both the eleventh surface S11 and the twelfth surface S12 may be aspherical surfaces.
  • Aspheric coefficients of the 11th and 12th surfaces S11 and S12 are provided as shown in FIG. 4, L6 is the sixth lens 106, and S1/S2 of L6 represent the first/second surfaces of L6.
  • the seventh lens 107 may have positive (+) or negative (-) refractive power along the optical axis OA.
  • the seventh lens 107 may have negative (-) refractive power.
  • the seventh lens 107 may include a plastic or glass material.
  • the seventh lens 107 may be made of a plastic material.
  • the seventh lens 107 may include a thirteenth surface S13 defined as an object-side surface and a fourteenth surface S14 defined as a sensor-side surface.
  • the thirteenth surface S13 may have a concave shape along the optical axis OA, and the fourteenth surface S14 may have a convex shape along the optical axis OA. That is, the seventh lens 107 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the sensor.
  • the thirteenth surface S13 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the fourteenth surface S14 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the seventh lens ( 107) may have a convex shape on both sides of the optical axis OA
  • the seventh lens 107 may have a meniscus shape that is convex toward the object side or a shape that is concave on both sides.
  • At least one of the thirteenth surface S13 and the fourteenth surface S14 may be an aspherical surface.
  • both the thirteenth surface S13 and the fourteenth surface S14 may be aspheric surfaces. Aspheric coefficients of the 13th and 14th surfaces S13 and S14 are provided as shown in FIG. 4, L7 is the seventh lens 107, and S1/S2 of L7 denotes the first/second surfaces of L7.
  • the eighth lens 108 may have positive (+) or negative (-) refractive power along the optical axis OA.
  • the eighth lens 108 may have positive (+) refractive power.
  • the eighth lens 108 may include a plastic or glass material.
  • the eighth lens 108 may be made of a plastic material.
  • the eighth lens 108 may include a fifteenth surface S15 defined as an object side surface and a sixteenth surface S16 defined as a sensor side surface.
  • the fifteenth surface S15 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the sixteenth surface S16 may have a concave shape along the optical axis OA. That is, the eighth lens 108 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the fifteenth surface S15 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the sixteenth surface S16 may have a convex shape along the optical axis OA. That is, the eighth lens 108 may have a convex shape on both sides. The eighth lens 108 may have a meniscus shape convex toward the sensor or a concave shape on both sides.
  • At least one of the fifteenth surface S15 and the sixteenth surface S16 may be an aspherical surface.
  • both the fifteenth surface S15 and the sixteenth surface S16 may be aspheric surfaces.
  • the aspheric coefficients of the 15th and 16th surfaces S16 and S16 are provided as shown in FIG. 4, L8 is the eighth lens 108, and S1/S2 of L8 denotes the first/second surfaces of L8.
  • the ninth lens 109 may have positive (+) or negative (-) refractive power along the optical axis OA.
  • the ninth lens 109 may have negative (-) refractive power.
  • the ninth lens 109 may include a plastic or glass material.
  • the ninth lens 109 may be made of a plastic material.
  • the ninth lens 109 may include a seventeenth surface S17 defined as an object-side surface and an eighteenth surface S18 defined as a sensor-side surface.
  • the seventeenth surface S17 may have a convex shape along the optical axis OA, and the eighteenth surface S18 may have a concave shape along the optical axis OA.
  • the ninth lens 109 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the seventeenth surface S17 may have a concave shape in the optical axis OA
  • the eighteenth surface S18 may have a concave shape in the optical axis OA. That is, the ninth lens 109 may have a concave shape on both sides of the optical axis OA.
  • At least one of the seventeenth surface S17 and the eighteenth surface S18 may be an aspheric surface.
  • both the seventeenth surface S17 and the eighteenth surface S18 may be aspheric surfaces.
  • Aspheric coefficients of the 17th and 18th surfaces S17 and S18 are provided as shown in FIG. 4, L9 is the ninth lens 109, and S1/S2 of L9 represent the first/second surfaces of L9.
  • the second lens group G2 may include the third to ninth lenses 103 , 104 , 105 , 106 , 107 , 108 , and 109 .
  • the third to ninth lenses 103, 104, 105, 106, 107, 108, and 109 at least one of the third and fourth lenses 103 and 104 may have the thinnest thickness along the optical axis OA, that is, the center thickness, and for example, the fourth lens 104 may have the thinnest can be thin
  • the center thickness of the sixth lens 106 may be the thickest, and may be twice or more than the center thickness of the fourth lens 104.
  • 70% or more may have a lens center thickness of 0.4 mm or less, and 30% or less may have a lens center thickness of more than 0.4 mm.
  • the center thickness of the third, fourth, fifth, seventh, and ninth lenses 103, 104, 105, 107, and 109 may be 0.4 mm or less, and the center thickness of the sixth and eighth lenses 106 and 108 may be greater than 0.4 mm. Accordingly, the optical system 1000 can control incident light and can have improved aberration characteristics and resolution.
  • a lens having the thickest center thickness in the first lens group G1 may be thinner than a lens having the thickest center thickness in the second lens group G2.
  • the maximum center thickness may be smaller than the maximum center distance, for example, 0.8 times or more or 0.8 times to 0.99 times the maximum center distance.
  • the center thickness of the sixth lens 106 is the largest among the lenses, and the center distance d89 between the eighth lens 108 and the ninth lens 109 is among the distances between the lenses.
  • maximum, and the thickness of the center of the ninth lens 109 may be less than or equal to 0.7 times the center distance between the eighth and ninth lenses 108 and 109, for example, in the range of 0.4 to 0.7 times.
  • the average clear aperture (CA) of the lenses may be the smallest in the third lens 103 and the largest in the ninth lens 109.
  • the object-side fifth surface S5 of the third lens 103 may be the smallest among the lens surfaces of the plurality of lenses 100, and the size of the effective diameter H9 of the eighteenth lens S18 is the largest.
  • the size of the effective mirror H9 of the eighteenth surface S18 may be 1.8 times or more, for example, 1.8 times to 2.3 times the size of the effective mirror of the fifth surface S5.
  • the ninth lens S9 having the largest average size of the effective mirror may be 1.8 times or more, for example, 1.8 times to 2.3 times larger than the second lens 102 having the smallest average size of the effective mirror.
  • the effective diameter of the ninth lens 109 is provided to be the largest, so that incident light can be effectively refracted toward the image sensor 300 . Accordingly, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics, and may improve vignetting characteristics of the optical system 1000 by controlling incident light.
  • the refractive index of the seventh lens 107 may be greater than the refractive index of the eighth and ninth lenses 108 and 109 .
  • the refractive index of the eighth and ninth lenses 108 and 109 may be less than 1.6, and the refractive index of the seventh lens 107 may be greater than or equal to 1.6.
  • the seventh lens 107 may have an Abbe number smaller than that of the eighth and ninth lenses 108 and 109 .
  • the Abbe number of the seventh lens 107 may be small with a difference of 15 or more from the Abbe numbers of the eighth and ninth lenses 108 and 109 .
  • the Abbe number of the eighth and ninth lenses 108 and 109 may be 20 or more greater than the Abbe number of the seventh lens 107 .
  • the number of lenses having a refractive index greater than 1.6 may be smaller than the number of lenses having a refractive index of less than 1.6.
  • the number of lenses having an Abbe number greater than 50 may be smaller than the number of lenses having an Abbe number less than 50. Accordingly, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics.
  • the critical points of the plurality of lenses 100 are described as follows.
  • the first lens 101 may include at least one critical point.
  • the first surface S1 may be provided without a critical point
  • the second surface S2 may have at least one critical point.
  • the critical point of the second surface S2 may be located at 45% or more of the effective diameter of the second surface S2, for example, in a range of 47% to 65%. That is, the critical point of the second surface S2 is at a position of 45% or more of the effective radius of the second surface S2, which is the distance from the optical axis OA to the end of the effective area, for example, in the range of 47% to 65%.
  • the third and fourth surfaces S3 and S4 of the second lens 102 may be provided without critical points.
  • At least one or both of the fifth and sixth surfaces S5 and S6 of the third lens 103 may have a critical point.
  • both the fifth and sixth surfaces S5 and S6 may have critical points.
  • the critical point of the fifth surface S5 is a position of 70% or more of the effective radius of the fifth surface S5, which is the distance from the optical axis OA to the end of the effective area, for example, in the range of 70% to 90% or 75% to 85%.
  • the critical point of the sixth surface S6 may be located at a position of 60% or more of the effective radius of the sixth surface S6 in the optical axis OA, for example, in a range of 60% to 76% or in a range of 65% to 76%. there is. Accordingly, the fifth and sixth surfaces S5 and S6 may diffuse light incident through the fourth surface S4.
  • At least one of the seventh and eighth surfaces S7 and S8 of the fourth lens 104 may have a critical point.
  • the seventh surface S7 may have at least one critical point, and may be located, for example, at a position of 45% or more of the effective radius of the seventh surface S7 in the optical axis OA, for example, in a range of 45% to 60%. Since the critical point of the seventh surface S7 is located at a position of 60% or less, it may be located closer to the optical axis OA than the position of the critical point of the third and fourth surfaces S3 and S4 in the optical axis OA. .
  • the seventh surface S7 may further include another critical point around the end of the effective area, and the critical point around the end may be disposed at a position of 80% or more of the effective radius and may be removed.
  • the eighth surface S8 may be provided without a critical point.
  • the ninth and tenth surfaces S9 and S10 of the fifth lens 105 may be provided without a critical point.
  • the 11th and 12th surfaces S11 and S12 of the sixth lens 106 may be provided without critical points.
  • At least one of the 13th and 14th surfaces S13 and S14 of the seventh lens 107 may have a critical point.
  • both the 13th and 14th surfaces S13 and S14 may have critical points.
  • the critical point of the thirteenth surface S13 may be located at a position of 90% or more of the effective radius of the thirteenth surface S13 in the optical axis OA, for example, in a range of 90% to 99%.
  • the critical point of the fourteenth surface S14 may be located at a position of 90% or more of the effective radius of the fourteenth surface S14 in the optical axis OA, for example, in a range of 90% to 99%. Accordingly, the 13th and 14th surfaces S13 and S14 can diffuse the light incident through the sixth lens 106 .
  • the 15th and 16th surfaces S15 and S16 of the eighth lens 108 may have a critical point.
  • both the fifteenth and sixteenth surfaces S15 and S16 may have critical points P4 and P3.
  • the critical point P4 of the fifteenth surface S15 is a distance dP4 of 65% or more of the effective radius of the fifteenth surface S15 from the optical axis OA, for example, in the range of 65% to 80% or 70% to 80%. It can be located in the range of %.
  • the critical point P3 of the sixteenth surface S16 is a distance dP3 of 65% or more of the effective radius r8 of the sixteenth surface S16 from the optical axis OA, for example, in the range of 65% to 80% or 65%. % to 75%. Accordingly, the 15th and 16th surfaces S15 and S16 can diffuse the light incident through the seventh lens 107 .
  • the locations of the critical points P4 and P3 of the 15th and 16th (S15 and S16) are more outward relative to the optical axis OA than the locations of the critical points of the 13th and 14th surfaces S13 and S14 of the seventh lens 107. can be placed in
  • At least one or both of the 17th and 18th surfaces S17 and S18 of the ninth lens 109 may have a critical point.
  • both the seventeenth and eighteenth surfaces S17 and S18 may have critical points P2 and P1.
  • the critical point P2 of the seventeenth surface S17 may be located at a distance dP2 of 45% or less of the effective radius of the seventeenth surface S17 from the optical axis OA, for example, in a range of 30% to 45%. there is.
  • the critical point P1 of the eighteenth surface S18 is at a distance dP1 of 55% or less of the effective radius r9 of the eighteenth surface S18 from the optical axis OA, for example, in a range of 45% to 55%.
  • the seventeenth and eighteenth surfaces S17 and S18 can diffuse the light refracted through the eighth lens 108 to the periphery of the image sensor 300 .
  • the locations of the critical points (P2, P1) of the 17th and 18th (S17, S18) are closer to the optical axis (OA) than the locations of the critical points (P4, P3) of the 15th and 16th surfaces (S15, S16) of the eighth lens (108). Based on , it may be disposed further inside.
  • the critical point may mean a point where the slope of the normal line K2 and the optical axis OA is 0 on the sensor-side eighteenth surface S18.
  • the critical point may refer to a point at which an inclination of an imaginary line extending in a direction perpendicular to the tangent line K1 and the optical axis OA on the eighteenth surface S18 is 0 degrees.
  • FIG. 7 shows the distance in the first direction (Y) from the optical axis (OA) with respect to the object-side fifteenth surface (S15) and the sensor-side sixteenth surface (S16) in the eighth lens (108) of FIG. (B) is a graph showing the height in the optical axis direction along the 9th lens 109 of FIG.
  • a graph showing the height in the optical axis direction according to the distance in the direction (Y) L8 is the 8th lens, L8S1 is the 15th surface, L8S2 is the 16th surface, L9 is the 9th lens, L9S1 is the 17th surface , L9S2 is the eighteenth plane.
  • the 15th surface L8S1 and the 16th surface L8S2 of the eighth lens 108 are located on the sensor side based on a straight line perpendicular to the center (0) of each lens surface.
  • the critical point of L8S1 is closer to the optical axis than the critical point of L8S2. It can be seen that the critical point of L8S1 is located at 1.5mm ⁇ 0.1mm, and the critical point of L8S2 is located at 1.7mm ⁇ 0.1mm.
  • L9S1 which is the 17th surface of the ninth lens 109, is located in the sensor-side region when viewed from a straight line orthogonal to the center (0), the area adjacent to the center (0), The area adjacent to the end of the effective area is located in the object side area, and the critical point of the L9S1 can be located in the range of 0.9mm ⁇ 0.1mm of the sensor side area.
  • L9S2 which is the 18th surface of the ninth lens 109
  • L9S2 which is the 18th surface of the ninth lens 109
  • the critical point of the L9S2 is located outside the critical point of the L9S1 and may be located at 1.3mm ⁇ 0.1mm of the sensor-side region.
  • the area on the sensor side of the L9S2 exists in the range of 80% to 90% based on a straight line orthogonal to the center (0).
  • the sensor side area is an area up to 0.3 mm from a straight line orthogonal to the center (0)
  • the object side area is an area from -0.5 mm down from a straight line perpendicular to the center (0).
  • the positions of the critical points P1, P2, P3, and P4 of the eighth and ninth lenses 108 and 109 are disposed at positions satisfying the aforementioned range in consideration of the optical characteristics of the optical system 1000.
  • the location of the critical point preferably satisfies the range described above for controlling optical characteristics such as chromatic aberration, distortion characteristics, aberration characteristics, and resolving power of the optical system 1000 . Accordingly, the path of light emitted to the image sensor 300 through the lens can be effectively controlled. Therefore, the optical system 1000 according to the embodiment may have improved optical characteristics not only at the center of the field of view (FOV) but also at the periphery.
  • the angle ⁇ 1 may be greater than 5 degrees and less than 45 degrees.
  • L9_CT is the center thickness or optical axis thickness of the ninth lenses 109 and 119
  • L9_ET is the end or edge thickness of the effective area of the ninth lenses 109 and 119.
  • L8_CT is the center thickness or optical axis thickness of the eighth lenses 108 and 118
  • L8_ET is the end or edge thickness of the effective area of the eighth lenses 108 and 118.
  • the edge thickness L8_ET of the eighth lenses 108 and 118 is the distance from the end of the effective area of the 15th surface S15 to the effective area of the 16th surface S16 in the optical axis direction.
  • the edge thickness L9_ET of the ninth lenses 109 and 119 is the distance from the end of the effective area of the 17th surface S17 to the effective area of the 18th surface S18 in the optical axis direction.
  • D89_CT is the optical axis distance from the center of the sensor-side surface of the eighth lenses 108 and 118 to the center of the object-side surface of the ninth lenses 109 and 119 (ie, center spacing). That is, d89_CT is the distance between the sixteenth surface S16 and the seventeenth surface S17 on the optical axis OA.
  • D89_ET is the distance from the edge of the eighth lens 108 or 118 to the edge of the ninth lens 109 or 119 in the optical axis direction (ie, the edge gap). That is, d89_ET is the distance in the optical axis direction between a straight line extending outward from the end of the effective area of the sixteenth surface S16 and the end of the effective area of the seventeenth surface S17.
  • the distance between the ends of the effective area between adjacent lens surfaces is an optical axis distance between a straight line extending from an end having a short effective radius and an end of the effective area facing the straight line.
  • a back focal length (BFL) is an optical axis distance from the image sensor 300 to the last lens.
  • the center thickness and edge thickness of the first to ninth lenses 101 to 109, and the center distance and edge distance between two adjacent lenses can be set.
  • an interval between adjacent lenses may be provided, for example, a predetermined distance (eg, 0.1 mm) along the first direction Y with respect to the optical axis OA.
  • the first direction Y may include a circumferential direction centered on the optical axis OA or two directions orthogonal to each other, and at the end of the first direction Y
  • the distance between two adjacent lenses of may be based on the end of the effective area of the lens having the smaller effective radius, and the end of the effective radius may include an error of ⁇ 0.2 mm from the end.
  • the first interval d12 is the interval in the optical axis direction Z between the first lens 101 and the second lens 102 along the first direction Y.
  • the first interval d12 has the optical axis OA as a starting point and the end point of the effective area of the third surface S3 of the second lens 102 as an end point, in the first direction Y in the optical axis OA. ) can be gradually increased.
  • the first distance d12 may be minimum on the optical axis OA and maximum at an end of the effective area.
  • the maximum value in the first interval d12 may be 12 times or more, for example, 12 to 17 times the minimum value. Accordingly, the optical system 1000 can effectively control incident light, and light incident through the first and second lenses 101 and 102 can proceed to other lenses by the first distance d12. and maintain good optical performance.
  • the second distance d23 may be a distance between the second lens 102 and the third lens 103 in the optical axis direction (Z).
  • the second distance d23 is the optical axis ( OA) may gradually decrease toward the end point in the first direction Y.
  • the second interval d23 may be maximum at the optical axis OA or a starting point, and may be minimum at an ending point.
  • the maximum value of the second interval d23 may be more than three times the minimum value. In detail, the maximum value of the second interval d23 may satisfy 3 to 5 times the minimum value.
  • the optical system 1000 may have improved optical characteristics, and aberration characteristics of the optical system 1000 may be improved by the second distance d23.
  • the maximum value of the second interval d23 is greater than the maximum value of the first interval d12, and the minimum value of the second interval d23 is between the minimum value and the maximum value of the first interval d12. can be a value
  • the first lens group G1 and the second lens group G2 may be spaced apart from each other by a third distance d34.
  • the third distance d34 may be a distance between the third lens 103 and the fourth lens 104 in the optical axis direction Z.
  • the third interval d34 is based on the optical axis OA as the starting point and when the end point of the effective area of the sixth surface S6 of the third lens 103 is the ending point in the first direction Y, the optical axis OA ) in the form of decreasing and increasing toward the first direction (Y).
  • the third interval d34 gradually decreases toward the position of the critical point of the sixth surface S6 of the third lens 103 in the first direction Y in the optical axis OA, and again after the critical point.
  • the third interval may have a maximum value at an end of the effective area and a minimum value near the critical point (eg, 1.1 mm).
  • the maximum value may be 1.5 times or more, for example, 1.5 times to 3 times the minimum value.
  • the maximum value of the third interval d34 may be smaller than the maximum value of the second interval d23, and the minimum value may be smaller than the minimum value of the second interval d23. Accordingly, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration characteristics and control vignetting characteristics due to the third interval d34.
  • the fourth distance d45 may be a distance between the fourth lens 104 and the fifth lens 105 in the optical axis direction Z.
  • the fourth interval d45 has the optical axis OA as a starting point and the end point of the effective area of the eighth surface S8 of the fourth lens 104 as an end point, in the first direction (Y) from the starting point to the ending point. ), the maximum value may be 0.05 mm or less, greater than the minimum value of the first interval d12, and the minimum value may be less than the minimum value of the first interval d12. .
  • the fifth interval d56 may be an interval between the fifth lens 105 and the sixth lens 106 in the optical axis direction Z.
  • the fifth distance d56 is a first direction perpendicular to the optical axis OA when the starting point is the optical axis OA and the end point of the effective area of the tenth surface S10 of the fifth lens 105 is the ending point. (Y) may increase and decrease.
  • the maximum value of the fifth interval d56 may be located within a range of 65% or more, for example, 65% to 72% of the distance from the optical axis OA to the end point.
  • the minimum value of the fifth distance d56 is located on the optical axis, and the maximum value is greater than the maximum value of the fourth distance d45 and may be 0.05 mm or less.
  • the minimum value of the fifth interval d56 may be smaller than the minimum value of the third interval d34, and the maximum value may be smaller than the maximum value of the third interval d34. Accordingly, the optical system 1000 may have improved optical characteristics, and may have good optical performance at the center and periphery of the FOV due to the fourth and fifth intervals d45 and d56, and improved chromatic aberration and distortion. The aberration can be adjusted.
  • the sixth distance d67 may be a distance between the sixth lens 106 and the seventh lens 107 in an optical axis direction.
  • the sixth interval d67 is the minimum value of the sixth interval d67 when the starting point is the optical axis OA and the end point of the effective area of the twelfth surface S12 of the sixth lens 106 is the ending point. is located in a range of 52% or more, for example, 52% to 62% of the effective radius in the optical axis OA, the maximum value is located at the end, and may gradually increase from the minimum value to the maximum value.
  • the maximum value of the sixth interval d67 may be 7 times or more, for example, 7 times to 15 times the minimum value.
  • the maximum value of the sixth interval d67 may be 1.2 times or more, for example, 1.2 to 2 times the maximum value of the third interval d34, and the minimum value is the minimum value of the third interval d34. value can be greater than
  • the seventh distance d78 may be an optical axis direction distance between the seventh lens 107 and the eighth lens 108 .
  • the seventh distance d78 is the maximum value of the seventh distance d78 when the starting point is the optical axis OA and the end point of the effective area of the 14th surface S14 of the seventh lens 107 is the end point. is located in an area adjacent to the end of the effective area, for example, in a range of 80% or more or 80% to 90% of the effective radius, and the minimum value may be located on the optical axis. It may gradually increase from the minimum value to the maximum value of the seventh interval d78.
  • the maximum value of the seventh interval d78 may be 50 times or more, for example, 50 to 60 times the minimum value, and the minimum value may be smaller than the minimum value of the sixth interval d67. Accordingly, the optical system 1000 may have improved optical characteristics in the center and periphery of the field of view (FOV). In addition, the optical system 1000 may have improved aberration control characteristics as the seventh lens 107 and the eighth lens 108 are spaced apart at a seventh distance d78 set according to positions, and the 9 The effective mirror of the lens 109 can be appropriately controlled.
  • the eighth distance d89 may be an optical axis direction distance between the eighth lens 108 and the ninth lens 109 .
  • the eighth distance d89 is the maximum value of the eighth distance d89 when the starting point is the optical axis OA and the end point of the effective area of the 16th surface S16 of the eighth lens 108 is the end point. is located on the optical axis, the minimum value is located around the end of the effective area, for example, 80% or more of the effective radius from the optical axis, for example, 80% to 90%, and may gradually increase from the minimum value to the maximum value.
  • the maximum value of the eighth interval d89 may be 25 times or more, for example, 25 to 35 times the minimum value. Distortion characteristics and aberration characteristics may be improved at the center and the periphery of the field of view (FOV) by the eighth distance d89.
  • the maximum central thickness may be twice or more, for example, 2 to 4 times the minimum central thickness.
  • the sixth lens 106 having the maximum central thickness may be twice or more, for example, 2 to 4 times larger than the second lens 102 or the fourth lenses 102 and 104 .
  • Any one of the central thicknesses of the second lens 102 or the fourth lenses 102 and 104 may be the minimum thickness, and may be, for example, the second lens 102 .
  • the number of lenses having a center thickness of less than 0.5 mm may be greater than the number of lenses having a center thickness of 0.5 mm or more.
  • the number of lenses less than 0.5 mm may be 70% or more of the total number of lenses. Accordingly, the optical system 1000 may be provided with a structure having a slim thickness.
  • the number of surfaces having an effective radius of less than 1.50 mm may be smaller than the number of surfaces having an effective radius of 1.50 mm or more, and may be, for example, 30% or less or 15% to 30% of the entire lens surface.
  • the radius of curvature of the second surface S2 of the first lens 101 among the plurality of lenses 100 may be the largest among the lens surfaces, and the radius of curvature of the first surface S1 or It may be 7 times or more, for example, 7 times to 20 times the radius of curvature of the six surfaces S6.
  • the focal length of the third lens 103 among the plurality of lenses 100 may be the largest among the lenses, and is 5 times or more of the focal length of the first lens 101, for example, 5 It can range from 2x to 10x.
  • Table 1 is an example of lens data of the optical system of FIG. 1 .
  • Table 1 shows the radius of curvature, the thickness of the lens, the distance between the lenses, d- It is about the size of the refractive index, Abbe's number and clear aperture (CA) in the line.
  • At least one lens surface among the plurality of lenses 100 in the first embodiment may include an aspheric surface having a 30th order aspherical surface coefficient.
  • the first to ninth lenses 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, and 109 may include lens surfaces having a 30th order aspheric coefficient.
  • an aspherical surface having a 30th order aspheric coefficient (a value other than “0”) can change the aspherical shape of the peripheral portion particularly greatly, so that the optical performance of the peripheral portion of the field of view (FOV) can be well corrected.
  • FIG. 5 is a graph of diffraction MTF characteristics of the optical system 1000 according to the first embodiment
  • FIG. 6 is a graph of aberration characteristics. This is a graph in which spherical aberration, astigmatic field curves, and distortion are measured from left to right in the aberration graph of FIG. 6 .
  • the X axis may represent a focal length (mm) and distortion (%)
  • the Y axis may represent the height of an image.
  • the graph for spherical aberration is a graph for light in a wavelength band of about 470 nm, about 510 nm, about 555 nm, about 610 nm, and about 660 nm
  • the graph for astigmatism and distortion aberration is a graph for light in a wavelength band of about 555 nm.
  • the optical system 1000 may have improved resolution and good optical performance not only at the center of the field of view (FOV) but also at the periphery.
  • FIG. 8 is a configuration diagram of an optical system according to a second embodiment
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between an image sensor, an n-th lens, and an n-1-th lens in the optical system of FIG. 8
  • FIG. 10 is a diagram illustrating the optical system of FIG. 11 is data on the aspheric coefficient of each lens surface in the optical system of FIG. 8,
  • FIG. 12 is a graph of the diffraction MTF (Diffraction MTF) of the optical system of FIG. 8
  • 13 is a graph showing aberration characteristics of the optical system of FIG. 8
  • FIG. 13 is the distance in the first direction (Y) from the n-th lens and the n-1-th lens of the optical system of FIG. 9 to the object side surface and the sensor side surface.
  • It is a graph showing the height in the optical axis direction according to
  • descriptions of components or materials identical to those of the first embodiment will be omitted, and the description of the first embodiment may be optionally included.
  • the optical system 1000 includes a plurality of lenses 100A, and the plurality of lenses 100A include a first lens 111 and a second lens 112. ), a third lens 113, a fourth lens 114, a fifth lens 115, a sixth lens 116, an eighth lens 118, and a ninth lens 119.
  • the first to ninth lenses 111 to 119 may be sequentially disposed along the optical axis OA of the optical system 1000 .
  • the first lens 111 may have positive (+) or negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the first lens 111 may have positive (+) refractive power.
  • the first surface S1 of the first lens 111 may have a convex shape
  • the second surface S2 may have a convex shape. That is, the first lens 111 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the first surface S1 may have a convex shape
  • the second surface S2 may have a concave shape. That is, the first lens 111 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • At least one or both of the first surface S1 and the second surface S2 may be aspheric. Aspherical coefficients of the first and second surfaces S1 and S2 are provided as shown in FIG. 11, L1 is the first lens 111, and S1/S2 denotes the first/second surfaces of L1.
  • the second lens 112 may have positive (+) or negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the second lens 112 may have negative (-) refractive power.
  • the third surface S3 of the second lens 112 may have a convex shape
  • the fourth surface S4 may have a concave shape. That is, the second lens 112 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the third surface S3 may have a convex shape
  • the fourth surface S4 may have a convex shape. That is, the second lens 112 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • At least one or both of the third surface S3 and the fourth surface S4 may be aspheric.
  • Aspherical coefficients of the third and fourth surfaces S3 and S4 are provided as shown in FIG. 11, L2 is the second lens 112, and S1/S2 of L2 represent the first/second surfaces of L2.
  • the first lens group G1 may include the first and second lenses 111 and 112 .
  • the second lens 112 may have a smaller thickness along the optical axis OA, that is, a central thickness of the lens than the first lens 111 . Accordingly, the optical system 1000 can control incident light and can have improved aberration characteristics and resolution.
  • the second lens 112 may have a smaller average clear aperture (CA) than the first lens 111 .
  • CA clear aperture
  • the size of the effective mirror (H1 in FIG. 1) of the first surface S1 may be the largest
  • the size of the fourth surface S4 of the second lens 112 may be the largest.
  • the effective diameter may be equal to or larger than the size of the effective diameter of the fifth surface S5. Accordingly, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics, and the vignetting characteristics of the optical system 1000 may be improved by controlling incident light.
  • the refractive index of the second lens 112 may be greater than that of the first lens 111 .
  • the refractive index of the second lens 112 may be greater than 1.6, and the refractive index of the first lens 111 may be less than 1.6.
  • the second lens 112 may have an Abbe number smaller than that of the first lens 111 .
  • the Abbe number of the second lens 112 may be smaller than the Abbe number of the first lens 111 with a difference of 20 or more.
  • the Abbe's number of the first lens 111 may be 20 or more greater than the Abbe's number of the second lens 112, for example, 40 or more. Accordingly, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics.
  • the third lens 113 may have positive (+) or negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the third lens 113 may have negative (-) refractive power.
  • the fifth surface S5 may have a convex shape
  • the sixth surface S6 may have a concave shape. That is, the third lens 113 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the fifth surface S5 may have a concave shape
  • the sixth surface S6 may have a concave shape. That is, the third lens 113 may have a concave shape on both sides of the optical axis OA.
  • the fifth and sixth surfaces S5 and S6 may all have convex shapes. At least one or both of the fifth surface S5 and the sixth surface S6 may be aspherical. Aspherical coefficients of the fifth and sixth surfaces S5 and S6 are provided as shown in FIG. 11, L3 is the third lens 113, and S1/S2 of L3 denotes the first/second surfaces of L3.
  • An effective diameter size of at least one or all of the fourth and fifth surfaces S4 and S5 may be the smallest among the effective diameter sizes of the first to eighteenth surfaces S1 to S18.
  • the size of the effective diameter H3 of the fifth surface S5 may be equal to or smaller than the size of the effective diameter of the fourth surface S4.
  • the refractive index of the third lens 113 may be greater than the refractive index of the first lens 111 and may be the same as the refractive index of the second lens 112 .
  • the refractive index of the third lens 113 may be greater than 1.6.
  • the third lens 113 may have an Abbe number smaller than the Abbe number of the first lens 111 .
  • the Abbe number of the third lens 113 may be smaller than the Abbe number of the first lens 111 with a difference of 20 or more, and may be the same as the Abbe number of the second lens 112 .
  • the Abbe's number of the first lens 111 may be 20 or more greater than the Abbe's number of the second and third lenses 112 and 113, for example, 40 or more.
  • the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics.
  • the distance in the optical axis OA between the second lens 112 and the third lens 113 may be smaller than the thickness of the optical axis of the first lens 111, and the second and third lenses 112 and 113 It may be greater than the optical axis thickness and may be greater than the optical axis thickness of the third lens 113 .
  • the fourth lens 114 may have positive (+) or negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the fourth lens 114 may have positive (+) refractive power.
  • the seventh surface S7 may have a convex shape
  • the eighth surface S8 may have a concave shape. That is, the fourth lens 114 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the seventh surface S7 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the eighth surface S8 may have a convex shape along the optical axis OA.
  • the fourth lens 114 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the seventh surface S7 may have a concave shape along the optical axis OA
  • the eighth surface S8 may have a convex shape along the optical axis OA. That is, the fourth lens 114 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the sensor.
  • the seventh surface S7 may have a concave shape in the optical axis OA
  • the eighth surface S8 may have a concave shape in the optical axis OA. That is, the fourth lens 114 may have a concave shape on both sides of the optical axis OA.
  • At least one or both of the seventh surface S7 and the eighth surface S8 may be aspheric. Aspheric coefficients of the seventh and eighth surfaces S7 and S8 are provided as shown in FIG. 11, L4 is the fourth lens 114, and S1/S2 of L4 represent the first/second surfaces of L4.
  • the refractive index of the fourth lens 114 may be smaller than the refractive index of the third lens 113 .
  • the fourth lens 114 may have a larger Abbe number than the second and third lenses 112 and 113 .
  • the Abbe number of the fourth lens 114 may be greater than the Abbe number of the third lens 113 by about 5 or more.
  • Abbe numbers of the second, third, and fourth lenses 112, 113, and 114 may be less than 40. Accordingly, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics.
  • the fifth lens 115 may have positive (+) or negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the fifth lens 115 may have positive (+) refractive power.
  • the ninth surface S9 may have a convex shape
  • the tenth surface S10 may have a convex shape. That is, the fifth lens 115 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the ninth surface S9 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the tenth surface S10 may have a concave shape along the optical axis OA. It may have a convex meniscus shape.
  • the ninth surface S9 may have a concave shape along the optical axis OA, and the tenth surface S10 may have a convex shape along the optical axis OA. That is, the fifth lens 115 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the sensor.
  • the ninth surface S9 may have a concave shape in the optical axis OA
  • the tenth surface S10 may have a concave shape in the optical axis OA. That is, the fifth lens 115 may have a concave shape on both sides of the optical axis OA.
  • At least one or both of the ninth surface S9 and the tenth surface S10 may be aspheric. Aspheric coefficients of the ninth and tenth surfaces S9 and S10 are provided as shown in FIG. 11, L5 is the fifth lens 115, and S1/S2 of L5 denotes the first/second surfaces of L5.
  • the sixth lens 116 may have positive (+) or negative (-) refractive power along the optical axis OA.
  • the sixth lens 116 may have positive (+) refractive power.
  • the eleventh surface S11 may have a concave shape
  • the twelfth surface S12 may have a convex shape. That is, the sixth lens 116 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the sensor.
  • the eleventh surface S11 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the twelfth surface S12 may have a convex shape along the optical axis OA.
  • the sixth lens 116 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA. At least one or both of the eleventh surface S11 and the twelfth surface S12 may be aspheric. Aspheric coefficients of the 11th and 12th surfaces S11 and S12 are provided as shown in FIG. 11, L6 is the sixth lens 116, and S1/S2 of L6 represent the first/second surfaces of L6.
  • the seventh lens 117 may have positive (+) or negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the seventh lens 117 may have negative (-) refractive power.
  • the thirteenth surface S13 of the seventh lens 117 may have a concave shape along the optical axis, and the fourteenth surface S14 may have a convex shape along the optical axis OA. That is, the seventh lens 117 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the sensor.
  • the thirteenth surface S13 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the fourteenth surface S14 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the seventh lens ( 117) may have a convex shape on both sides of the optical axis OA
  • the seventh lens 117 may have a meniscus shape that is convex toward the object side or a shape that is concave on both sides.
  • At least one or both of the thirteenth surface S13 and the fourteenth surface S14 may be aspheric. Aspheric coefficients of the 13th and 14th surfaces S13 and S14 are provided as shown in FIG. 11, L7 is the seventh lens 117, and S1/S2 of L7 denotes the first/second surfaces of L7.
  • the eighth lens 118 may have positive (+) or negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the eighth lens 118 may have positive (+) refractive power.
  • the fifteenth surface S15 of the eighth lens 118 may have a convex shape along the optical axis, and the sixteenth surface S16 may have a concave shape along the optical axis OA. That is, the eighth lens 118 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the fifteenth surface S15 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the sixteenth surface S16 may have a convex shape along the optical axis OA.
  • the eighth lens 118 may have a convex shape on both sides.
  • the eighth lens 118 may have a meniscus shape that is convex toward the sensor or a shape that is concave on both sides.
  • At least one or both of the fifteenth surface S15 and the sixteenth surface S16 may be aspheric.
  • the aspheric coefficients of the 15th and 16th surfaces S16 and S16 are provided as shown in FIG. 11, L8 is the eighth lens 118, and S1/S2 of L8 denotes the first/second surfaces of L8.
  • the ninth lens 119 may have positive (+) or negative (-) refractive power along the optical axis OA.
  • the ninth lens 119 may have negative (-) refractive power.
  • the seventeenth surface S17 of the ninth lens 119 may have a convex shape along the optical axis, and the eighteenth surface S18 may have a concave shape along the optical axis OA. That is, the ninth lens 119 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the seventeenth surface S17 may have a concave shape in the optical axis OA
  • the eighteenth surface S18 may have a concave shape in the optical axis OA.
  • the ninth lens 119 may have a concave shape on both sides of the optical axis OA. At least one or both of the seventeenth surface S17 and the eighteenth surface S18 may be aspheric. Aspherical coefficients of the 17th and 18th surfaces S17 and S18 are provided as shown in FIG. 11, L9 is the ninth lens 119, and S1/S2 of L9 represent the first/second surfaces of L9.
  • the second lens group G2 may include the third to ninth lenses 113 , 114 , 115 , 116 , 117 , 118 , and 119 .
  • the third to ninth lenses 113, 114, 115, 116, 117, 118, and 119 at least one of the third and fourth lenses 113 and 114 may have the thinnest thickness along the optical axis OA, that is, the center thickness, and for example, the fourth lens 114 may have the thinnest can be thin
  • the center thickness of the sixth lens 116 may be the thickest, and may be twice or more than the center thickness of the fourth lens 114.
  • the optical system 1000 can control incident light and can have improved aberration characteristics and resolution.
  • a lens having the thickest center thickness in the first lens group G1 may be thinner than a lens having the thickest center thickness in the second lens group G2.
  • the maximum center thickness may be smaller than the maximum center distance, for example, 0.8 times or more or 0.8 times to 0.99 times the maximum center distance.
  • the center thickness of the sixth lens 116 is the largest among the lenses, and the center distance d89 between the eighth lens 118 and the ninth lens 119 is among the distances between the lenses.
  • maximum, and the thickness of the center of the ninth lens 119 may be 0.7 times or less, for example, 0.4 times to 0.7 times the center distance between the eighth and ninth lenses 118 and 119.
  • the clear aperture (CA) of the lenses may be the smallest in the third lens 113 and the largest in the ninth lens 119.
  • the object-side fifth surface S5 of the third lens 113 may be the smallest among the lens surfaces of the plurality of lenses 100A, and the size of the effective diameter H9 of the eighteenth lens S18 is the largest.
  • the size of the effective mirror H9 of the eighteenth surface S18 may be 1.8 times or more, for example, 1.8 times to 2.3 times the size of the effective mirror of the fifth surface S5.
  • the ninth lens S9 having the largest average effective diameter may be 1.8 times or more, for example, 1.8 to 2.3 times larger than the second lens 112 having the smallest effective diameter.
  • the effective diameter of the ninth lens 119 is provided to be the largest, so that incident light can be effectively refracted toward the image sensor 300 . Accordingly, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics, and may improve vignetting characteristics of the optical system 1000 by controlling incident light.
  • the refractive index of the seventh lens 117 may be greater than the refractive index of the eighth and ninth lenses 118 and 119 .
  • the refractive index of the eighth and ninth lenses 118 and 119 may be less than 1.6, and the refractive index of the seventh lens 117 may be greater than or equal to 1.6.
  • the seventh lens 117 may have an Abbe number smaller than that of the eighth and ninth lenses 118 and 119 .
  • the Abbe number of the seventh lens 117 may have a difference of 15 or more from the Abbe numbers of the eighth and ninth lenses 118 and 119 and may be small.
  • the Abbe number of the eighth and ninth lenses 118 and 119 may be 20 or more greater than the Abbe number of the seventh lens 117 .
  • the number of lenses having a refractive index greater than 1.6 may be smaller than the number of lenses having a refractive index of less than 1.6.
  • the number of lenses having an Abbe number greater than 50 may be smaller than the number of lenses having an Abbe number less than 50. Accordingly, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics.
  • the critical points of the plurality of lenses 100A are described as follows.
  • the first lens 111 may include at least one critical point.
  • the first surface S1 may be provided without a critical point, and the second surface S2 may have at least one critical point.
  • the critical point of the second surface S2 may be located at a position of 45% or more of the effective diameter of the second surface S2, for example, in a range of 47% to 60%.
  • the critical point of the second surface S2 is located at a position of 45% or more of the effective radius of the second surface S2, which is the distance from the optical axis OA to the end of the effective area, for example, in the range of 47% to 60%.
  • the third and fourth surfaces S3 and S4 of the second lens 112 may be provided without critical points.
  • At least one or both of the fifth and sixth surfaces S5 and S6 of the third lens 113 may have a critical point.
  • both the fifth and sixth surfaces S5 and S6 may have critical points.
  • the critical point of the fifth surface S5 is a position of 70% or more of the effective radius of the fifth surface S5, which is the distance from the optical axis OA to the end of the effective area, for example, in the range of 70% to 90% or 80% to 90%.
  • the critical point of the sixth surface S6 may be located at a position of 60% or more of the effective radius of the sixth surface S6 in the optical axis OA, for example, in a range of 60% to 76% or in a range of 60% to 70%. there is. Accordingly, the fifth and sixth surfaces S5 and S6 may diffuse light incident through the fourth surface S4.
  • At least one of the seventh and eighth surfaces S7 and S8 of the fourth lens 114 may have a critical point.
  • the seventh surface S7 may have at least one critical point, and may be located, for example, at a position of 45% or more of the effective radius of the seventh surface S7 in the optical axis OA, for example, in a range of 45% to 60%. Since the critical point of the seventh surface S7 is located at a position of 60% or less, it may be located closer to the optical axis OA than the position of the critical point of the third and fourth surfaces S3 and S4 in the optical axis OA. .
  • the seventh surface S7 may further include another critical point around the end of the effective area, and the critical point around the end may be disposed at a position of 80% or more of the effective radius and may be removed.
  • the eighth surface S8 may be provided without a critical point.
  • the ninth and tenth surfaces S9 and S10 of the fifth lens 115 may be provided without a critical point.
  • the 11th and 12th surfaces S11 and S12 of the sixth lens 116 may be provided without critical points.
  • At least one of the 13th and 14th surfaces S13 and S14 of the seventh lens 117 may have a critical point.
  • both the 13th and 14th surfaces S13 and S14 may have critical points.
  • the critical point of the thirteenth surface S13 may be located at a position of 90% or more of the effective radius of the thirteenth surface S13 in the optical axis OA, for example, in a range of 90% to 99%.
  • the critical point of the fourteenth surface S14 may be located at a position of 90% or more of the effective radius of the fourteenth surface S14 in the optical axis OA, for example, in a range of 90% to 99%. Accordingly, the 13th and 14th surfaces S13 and S14 can diffuse the light incident through the sixth lens 116 .
  • the 15th and 16th surfaces S15 and S16 of the eighth lens 118 may have a critical point.
  • both the fifteenth and sixteenth surfaces S15 and S16 may have critical points P4 and P3.
  • the critical point P4 of the fifteenth surface S15 is a distance dP4 of 65% or more of the effective radius of the fifteenth surface S15 from the optical axis OA, for example, in the range of 65% to 80% or 67% to 78%. It can be located in the range of %.
  • the critical point P3 of the sixteenth surface S16 is a distance dP3 of 65% or more of the effective radius r8 of the sixteenth surface S16 from the optical axis OA, for example, in the range of 65% to 80% or 70%. % to 80%. Accordingly, the 15th and 16th surfaces S15 and S16 can diffuse the light incident through the seventh lens 117 .
  • the locations of the critical points P4 and P3 of the 15th and 16th (S15 and S16) are more outward relative to the optical axis OA than the locations of the critical points of the 13th and 14th surfaces S13 and S14 of the seventh lens 117. can be placed in
  • At least one or both of the 17th and 18th surfaces S17 and S18 of the ninth lens 119 may have a critical point.
  • both the seventeenth and eighteenth surfaces S17 and S18 may have critical points P2 and P1.
  • the critical point P2 of the seventeenth surface S17 is a distance dP2 of 45% or less of the effective radius of the seventeenth surface S17 from the optical axis OA, for example, in a range of 30% to 45% or 23% to 45%. It can be located in the 33% range.
  • the critical point P1 of the eighteenth surface S18 is a distance dP1 of 55% or less of the effective radius r9 of the eighteenth surface S18 from the optical axis OA, for example, 45% to 55% or 39%. to 55%. Accordingly, the seventeenth and eighteenth surfaces S17 and S18 can diffuse the light refracted through the eighth lens 118 to the periphery of the image sensor 300 .
  • the locations of the critical points (P2, P1) of the 17th and 18th (S17, S18) are closer to the optical axis (OA) than the locations of the critical points (P4, P3) of the 15th and 16th surfaces (S15, S16) of the eighth lens (118).
  • the critical point may mean a point where the slope of the normal line K2 and the optical axis OA is 0 on the sensor-side eighteenth surface S18. Also, the critical point may refer to a point at which an inclination of an imaginary line extending in a direction perpendicular to the tangent line K1 and the optical axis OA on the eighteenth surface S18 is 0 degrees.
  • FIG. 14(A) shows the distance in the first direction Y from the optical axis OA with respect to the object side 15 surface S15 and the sensor side 16 surface S16 in the eighth lens 118 of FIG. 9 (B) is a graph showing the height in the optical axis direction along the 9th lens 119 of FIG.
  • L8 is the 8th lens
  • L8S1 is the 15th surface
  • L8S2 is the 16th surface
  • L9 is the 9th lens
  • L9S1 is the 17th surface
  • L9S2 is the eighteenth plane.
  • the 15th surface L8S1 and the 16th surface L8S2 of the eighth lens 118 are located on the sensor side based on a straight line perpendicular to the center (0) of each lens surface.
  • the critical point of L8S1 is closer to the optical axis than the critical point of L8S2. It can be seen that the critical point of L8S1 is located at 1.5mm ⁇ 0.1mm, and the critical point of L8S2 is located at 1.75mm ⁇ 0.1mm.
  • L9S1 which is the 17th surface of the ninth lens 119, is located in the sensor-side region when viewed from a straight line orthogonal to the center (0), the area adjacent to the center (0), The area adjacent to the end of the effective area is located in the object side area, and the critical point of the L9S1 can be located in the range of 0.9mm ⁇ 0.1mm of the sensor side area.
  • L9S2 which is the 18th surface of the ninth lens 119
  • the area adjacent to the center (0) is located in the sensor-side area
  • the area adjacent to the end of the effective area is located in the object area.
  • the critical point of the L9S2 is located outside the critical point of the L9S1 and may be located at 1.3mm ⁇ 0.1mm of the sensor-side region.
  • the area on the sensor side of the L9S2 exists in the range of 80% to 90% based on a straight line orthogonal to the center (0).
  • the sensor side area is an area up to 0.3 mm from a straight line orthogonal to the center (0)
  • the object side area is an area from -0.5 mm down from a straight line perpendicular to the center (0).
  • the positions of the critical points P1, P2, P3, and P4 of the eighth and ninth lenses 118 and 119 be disposed at positions satisfying the aforementioned range in consideration of the optical characteristics of the optical system 1000.
  • the location of the critical point preferably satisfies the range described above for controlling optical characteristics such as chromatic aberration, distortion characteristics, aberration characteristics, and resolving power of the optical system 1000 . Accordingly, the path of light emitted to the image sensor 300 through the lens can be effectively controlled. Therefore, the optical system 1000 according to the embodiment may have improved optical characteristics not only at the center of the field of view (FOV) but also at the periphery.
  • the angle ⁇ 1 may be greater than 5 degrees and less than 45 degrees.
  • Center thicknesses and edge thicknesses of the first to ninth lenses 101 to 109, center intervals and edge intervals between two adjacent lenses may be set. For example, as shown in FIGS. 10 and 17 , intervals d12 , d23 , d34 , d45 , d56 , d67 , d78 , and d89 between adjacent lenses may be provided. In the description of FIGS.
  • the first direction Y may include a circumferential direction centered on the optical axis OA or two directions orthogonal to each other, and at the end of the first direction Y
  • the distance between two adjacent lenses of may be based on the end of the effective area of the lens having the smaller effective radius, and the end of the effective radius may include an error of ⁇ 0.2 mm at the end.
  • the first distance d12 has an optical axis OA as a starting point and an end point of the effective area of the third surface S3 of the second lens 112 as an end point. It may gradually increase from (OA) to the first direction (Y).
  • the first distance d12 may be minimum on the optical axis OA and maximum at an end of the effective area.
  • the maximum value in the first interval d12 may be 12 times or more, for example, 12 to 17 times the minimum value. Accordingly, the optical system 1000 can effectively control incident light, and the light incident through the first and second lenses 111 and 112 can proceed to other lenses by the first distance d12. and maintain good optical performance.
  • the second interval d23 may gradually decrease in the first direction Y toward the end point of the optical axis OA.
  • the second interval d23 may be maximum at the optical axis OA or a starting point, and may be minimum at an ending point.
  • the maximum value of the second interval d23 may be more than three times the minimum value.
  • the maximum value of the second interval d23 may satisfy 3 to 5 times the minimum value. Accordingly, the optical system 1000 may have improved optical characteristics, and aberration characteristics of the optical system 1000 may be improved by the second distance d23.
  • the maximum value of the second interval d23 is greater than the maximum value of the first interval d12, and the minimum value of the second interval d23 is between the minimum value and the maximum value of the first interval d12. can be a value
  • the first lens group G1 and the second lens group G2 may be spaced apart from each other by a third distance d34.
  • the third distance d34 may be a distance between the third lens 113 and the fourth lens 114 in the optical axis direction Z.
  • the third distance d34 is based on the optical axis OA as a starting point and when the end point of the effective area of the sixth surface S6 of the third lens 113 is the end point in the first direction Y, the optical axis OA ) in the form of decreasing and increasing toward the first direction (Y).
  • the third interval d34 gradually decreases toward the position of the critical point of the sixth surface S6 of the third lens 113 in the first direction Y in the optical axis OA, and again after the critical point.
  • the third interval d34 may have a maximum value on the optical axis OA and a minimum value near the critical point (eg, 1 mm).
  • the maximum value may be 1.5 times or more, for example, 1.5 times to 3 times the minimum value.
  • the maximum value of the third interval d34 may be smaller than the maximum value of the second interval d23, and the minimum value may be smaller than the minimum value of the second interval d23. Accordingly, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration characteristics and control vignetting characteristics due to the third interval d34.
  • the fourth interval d45 has the optical axis OA as the starting point and the end point of the effective area of the eighth surface S8 of the fourth lens 114 as the end point, in the first direction (Y) from the starting point to the ending point. ), the maximum value may be 0.15 mm or less, greater than the minimum value of the first interval d12, and the minimum value may be greater than the minimum value of the first interval d12. .
  • the fifth distance d56 is a first direction perpendicular to the optical axis OA when the starting point is the optical axis OA and the end of the effective area of the tenth surface S10 of the fifth lens 115 is the ending point. (Y) may increase and decrease.
  • the maximum value of the fifth interval d56 may be located within a range of 65% or more, for example, 65% to 72% of the distance from the optical axis OA to the end point.
  • the minimum value of the fifth interval d56 is located on the optical axis, and the maximum value is smaller than the maximum value of the fourth interval d45 and may be 0.09 mm or less.
  • the minimum value of the fifth interval d56 may be smaller than the minimum value of the third interval d34, and the maximum value may be smaller than the maximum value of the third interval d34.
  • the optical system 1000 may have improved optical characteristics, and may have good optical performance in the center and periphery of the FOV due to the fourth and fifth intervals d45 and d56, and improved chromatic aberration and distortion.
  • the aberration can be adjusted.
  • the sixth interval d67 is the minimum value of the sixth interval d67 when the starting point is the optical axis OA and the end point of the effective area of the twelfth surface S12 of the sixth lens 116 is the ending point. is located in a range of 60% or more, for example, 60% to 75% of the effective radius in the optical axis OA, the maximum value is located at the end, and may gradually increase from the minimum value to the maximum value.
  • the maximum value of the sixth interval d67 may be 25 times or more, for example, 25 to 40 times the minimum value.
  • the maximum value of the sixth interval d67 may be 1.2 times or more, for example, 1.2 to 2 times the maximum value of the third interval d34, and the minimum value is the minimum value of the third interval d34. value can be greater than
  • the seventh distance d78 is the maximum value of the seventh distance d78 when the starting point is the optical axis OA and the end point of the effective area of the 14th surface S14 of the seventh lens 117 is the end point. is located in an area adjacent to the end of the effective area, for example, in a range of 80% or more or 80% to 90% of the effective radius, and the minimum value may be located on the optical axis. It may gradually increase from the minimum value to the maximum value of the seventh interval d78.
  • the maximum value of the seventh interval d78 may be 50 times or more, for example, 50 to 60 times the minimum value, and the minimum value may be smaller than the minimum value of the sixth interval d67.
  • the optical system 1000 may have improved optical characteristics in the center and periphery of the field of view (FOV).
  • the optical system 1000 may have improved aberration control characteristics as the seventh lens 117 and the eighth lens 118 are spaced apart at a seventh distance d78 set according to positions, and the 9 The effective mirror of the lens 119 can be appropriately controlled.
  • the eighth distance d89 is the maximum value of the eighth distance d89 when the starting point is the optical axis OA and the end point of the effective area of the 16th surface S16 of the eighth lens 118 is the end point. is located on the optical axis, the minimum value is located around the end of the effective area, for example, 80% or more of the effective radius from the optical axis, for example, 80% to 90%, and may gradually increase from the minimum value to the maximum value.
  • the maximum value of the eighth interval d89 may be smaller than the maximum value of the seventh interval d78, and the minimum value may be smaller than the minimum value of the seventh interval d78.
  • a maximum value of the seventh and eighth intervals d78 and d89 may be greater than or equal to 0.7 mm. Distortion characteristics and aberration characteristics may be improved at the center and the periphery of the field of view (FOV) by the eighth interval d89.
  • the maximum central thickness may be twice or more, for example, 2 to 4 times the minimum central thickness.
  • the sixth lens 116 having the maximum central thickness may be twice or more, for example, 2 to 4 times larger than the second lens 112 or the fourth lenses 112 and 114 . Any one of the central thicknesses of the second lens 112 or the fourth lenses 112 and 114 may be a minimum thickness.
  • the number of lenses having a center thickness of less than 0.5 mm may be greater than the number of lenses having a center thickness of 0.5 mm or more.
  • the number of lenses less than 0.5 mm may be 70% or more of the total number of lenses. Accordingly, the optical system 1000 may be provided with a structure having a slim thickness.
  • the number of surfaces having an effective radius of less than 1.50 mm may be smaller than the number of surfaces having an effective radius of 1.50 mm or more, and may be, for example, 30% or less or 15% to 30% of the entire lens surface.
  • the radius of curvature of the second surface S2 of the first lens 111 among the plurality of lenses 100A may be the largest among the lens surfaces, and the radius of curvature of the first surface S1 or It may be 7 times or more, for example, 7 times to 20 times the radius of curvature of the six surfaces S6.
  • the focal length of the third lens 113 among the plurality of lenses 100A may be the largest among the lenses, and may be 5 times or more of the focal length of the first lens 111, for example, 5 It can range from 2x to 10x.
  • Table 2 is an example of lens data of the optical system of FIG. 1 .
  • Table 2 shows the radius of curvature, the thickness of the lens, the distance between the lenses, d- It is about the size of the refractive index, Abbe's number and clear aperture (CA) in the line.
  • At least one lens surface among the plurality of lenses 100A in the second embodiment may include an aspherical surface having a 30th order aspherical surface coefficient.
  • the first to tenth lenses 121 to 129 may include lens surfaces having a 30th order aspheric coefficient.
  • an aspherical surface having a 30th order aspheric coefficient (a value other than “0”) can change the aspherical shape of the peripheral portion particularly greatly, so that the optical performance of the peripheral portion of the field of view (FOV) can be well corrected.
  • FIG. 12 is a graph of diffraction MTF characteristics of the optical system 1000 according to the second embodiment
  • FIG. 13 is a graph of aberration characteristics. This is a graph in which spherical aberration, astigmatic field curves, and distortion are measured from left to right in the aberration graph of FIG. 13 .
  • the X-axis may represent a focal length (mm) and distortion (%)
  • the Y-axis may represent the height of an image.
  • the graph for spherical aberration is a graph for light in a wavelength band of about 470 nm, about 510 nm, about 555 nm, about 610 nm, and about 660 nm
  • the graph for astigmatism and distortion aberration is a graph for light in a wavelength band of about 555 nm.
  • the optical system 1000 according to the embodiment may have improved resolution and good optical performance not only at the center of the field of view (FOV) but also at the periphery.
  • the optical system 1000 according to the first and second embodiments assumes that the center of the image sensor 300 is 100% of the chief ray, and the diagonal end (3.4 mm or more) of the image sensor 300 ), it can be seen that more than 25% of relative illumination is displayed.
  • the number of lenses having an Abbe number of 40 or more, for example, in the range of 40 to 70 may be five, and the refractive index may be 1.6 or more, for example, 1.6 to 70.
  • the number of lenses in the 1.7 range can be 4 days. Accordingly, the optical system 1000 may implement good optical performance in the center and periphery of the field of view (FOV) and have improved aberration characteristics.
  • FOV field of view
  • the optical system 1000 according to the first and second embodiments disclosed above may satisfy at least one or two or more of equations described below. Accordingly, the optical system 1000 according to the embodiment may have improved optical characteristics. For example, when the optical system 1000 satisfies at least one equation, the optical system 1000 can effectively control aberration characteristics such as chromatic aberration and distortion aberration, and not only in the center of the field of view (FOV) but also in the periphery. It can have good optical performance. In addition, the optical system 1000 may have improved resolving power and may have a slimmer and more compact structure. In addition, the meanings of the thickness of the optical axis OA of the lens described in the equations, the distance of the optical axis OA of adjacent lenses, and the distance of the edge may be the same as those of FIGS. 2 and 9 .
  • L1_CT means the thickness (mm) of the first lenses 101 and 111 along the optical axis OA
  • L3_CT means the thickness (mm) of the third lenses 103 and 113 along the optical axis OA. do.
  • the optical system 1000 may improve aberration characteristics.
  • L8_CT means the thickness (mm) of the third lenses 103 and 113 in the optical axis OA
  • L3_ET is the thickness in the optical axis OA direction at the end of the effective area of the third lenses 103 and 113 ( mm) means.
  • L3_ET is the distance between the end of the effective area of the fifth surface S5 of the third lens 103 and 113 and the end of the effective area of the sixth surface S6 of the third lens 103 and 113 in the direction of the optical axis OA. it means.
  • the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics.
  • L1_ET means the thickness (mm) in the direction of the optical axis (OA) at the end of the effective area of the first lens (101, 111).
  • the SD is the optical axis distance (mm) from the diaphragm to the sensor-side 18th surface S18 of the ninth lenses 109 and 119
  • the TD is the optical axis distance (mm) from the object-side first surface S1 of the first lenses 101 and 111. This is the optical axis distance (mm) from the ninth lenses 109 and 119 to the sensor-side eighteenth surface S18.
  • f_G1 is the focal length of the first lens group G1
  • f_G2 is the focal length of the second lens group G2.
  • L9_CT means the thickness (mm) of the ninth lenses 109 and 119 in the optical axis OA
  • L9_ET is the thickness in the optical axis OA direction at the end of the effective area of the ninth lenses 109 and 119 ( mm) means.
  • L9_ET is an optical axis (OA) between the end of the effective area of the seventeenth surface S17 on the object side of the ninth lens 109 and 119 and the end of the effective area of the eighteenth surface S18 on the sensor side of the ninth lens 109 and 119. ) means the direction distance.
  • Equation 4 n3 means the refractive index of the third lens 103 at the d-line.
  • the optical system 1000 may improve chromatic aberration characteristics.
  • Equation 4-1 n1 is the refractive index of the first lenses 101, 111, and 121 on the d-line, and n9 is the refractive index of the ninth lenses 109 and 119 on the d-line.
  • L9S2_max_sag to Sensor means the distance (mm) from the maximum sag value of the sensor-side 14th surface S14 of the ninth lenses 109 and 119 to the image sensor 300 in the direction of the optical axis (OA).
  • L9S2_max_sag to Sensor means a distance (mm) from the center of the ninth lenses 109 and 119 to the image sensor 300 in the direction of the optical axis (OA).
  • the position of the filter 500, the distance between the last lens and the filter 500 in detail, and the distance between the image sensor 300 and the filter 500 are the optical system 1000 This position is set for convenience of design, and the filter 500 can be freely disposed within a range where the last lens and the image sensor 300 do not come into contact.
  • the value of the L9S2_max_sag to Sensor in the lens data may be equal to the distance in the optical axis OA between the object side surface of the filter 500 and the image sensor 300 upper surface, which is It may be the same as the back focal length (BFL), and the position of the filter 500 may be moved within a range of not contacting the last lens and the image sensor 300, respectively, so that good optical performance may be obtained. That is, the distance between the critical point P1 and the image sensor 300 of the eighteenth surface S18 of the ninth lenses 109 and 119 is the minimum, and may gradually increase toward the end of the effective area.
  • the back focal length (BFL) is the optical axis from the center of the sensor-side 18th surface S18 of the ninth lenses 109 and 119 closest to the image sensor 300 to the upper surface of the image sensor 300 (OA ) means the distance in mm.
  • the L9S2_max_sag to sensor means a distance (mm) from the maximum Sag (Sagittal) value of the eighteenth surface S18 of the ninth lenses 109 and 119 to the image sensor 300 in the direction of the optical axis (OA).
  • the optical system 1000 may improve distortion aberration characteristics and may have good optical performance in the periphery of the field of view (FOV).
  • the maximum Sag value may be the location of the critical point.
  • L9S2_max slope means the maximum value (Degree) of the tangential angle measured on the sensor-side 18th surface S18 of the ninth lenses 109 and 119.
  • the L9S2_max slope in the eighteenth surface S18 means an angle value (Degree) of a point having the largest tangential angle with respect to a virtual line extending in a direction perpendicular to the optical axis (OA).
  • the L9S2 Inflection Point may mean the location of a critical point located on the sensor-side eighteenth surface S18 of the ninth lenses 109 and 119.
  • the L9S2 Inflection Point has the optical axis OA as a starting point, the end of the effective area of the 18th surface S18 of the ninth lens 109 and 119 as an end point, and the 18th surface S18 on the optical axis OA.
  • the distance to the end of the effective region is set to 1, it may be the distance to the critical point.
  • the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 8, the influence on the slim rate of the optical system 1000 can be suppressed.
  • d89_CT means the distance (mm) between the eighth lenses 108 and 118 and the ninth lenses 109 and 119 on the optical axis OA.
  • the d89_CT means the distance (mm) in the optical axis OA between the 16th surface S16 of the eighth lenses 108 and 118 and the 17th surface S17 of the ninth lenses 109 and 119.
  • the d89_min means the minimum distance (mm) among the distances in the direction of the optical axis (OA) between the eighth lenses 108 and 118 and the ninth lenses 109 and 119.
  • the d89_ET is between the end of the effective area of the sensor-side 16th surface S16 of the eighth lens 108 and 118 and the end of the effective area of the object-side 17th surface S17 of the ninth lens 109 and 119.
  • mm the distance in the direction of the optical axis (OA) of
  • d12_CT means the optical axis distance (mm) between the first lens 101 and the second lens 102.
  • the d12_CT means the distance (mm) of the second surface S2 of the first lens 101 and the third surface S3 of the second lens 102 in the optical axis OA.
  • the optical system 1000 may improve aberration characteristics, and control the size of the optical system 1000, for example, TTL (total track length) reduction. can do.
  • d34_CT means the optical axis distance (mm) between the third lens 103 and the fourth lens 104.
  • the d34_CT means the distance (mm) of the sixth surface S6 of the third lens 103 and the seventh surface S7 of the fourth lens 104 in the optical axis OA.
  • the optical system 1000 may improve aberration characteristics and reduce the size of the optical system 1000, for example, total track length (TTL). can control.
  • TTL total track length
  • Equation 11-2 G2_TD is the distance (mm) in the optical axis between the object-side fifth surface S5 of the third lens 104 and 114 and the sensor-side eighteenth surface S18 of the ninth lens 109 and 119. it means. Equation 11-2 may set the total optical axis distance of the second lens group G2 and the largest interval within the second lens group G2. When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 11-2, the optical system 1000 may improve aberration characteristics and reduce the size of the optical system 1000, for example, total track length (TTL). can control.
  • TTL total track length
  • Equation 11-3 G1_TD is the distance (mm) in the optical axis between the first object-side surface S1 of the first lens 101 and 111 and the sensor-side fourth surface S4 of the second lens 102 and 112 it means. Equation 11-3 may set the total optical axis distance of the first lens group G1 and the interval between the first and second lens groups G1 and G2. When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 11-3, the optical system 1000 may improve aberration characteristics and control total track length (TTL) reduction.
  • TTL total track length
  • CA_L9S2 is the effective diameter of the largest lens surface, and is the size of the effective diameter of the sensor-side 18th surface S18 of the ninth lenses 109 and 119.
  • the optical system 1000 may improve aberration characteristics and control total track length (TTL) reduction.
  • L1_CT means the thickness (mm) of the first lenses 101 and 111 along the optical axis OA
  • L9_CT means the thickness (mm) of the ninth lenses 109 and 119 along the optical axis OA. do.
  • the optical system 1000 may have improved aberration characteristics.
  • the optical system 1000 has good optical performance at a set angle of view and can control a total track length (TTL).
  • L8_CT means the thickness (mm) of the eighth lenses 108 and 118 along the optical axis OA
  • L9_CT means the thickness (mm) of the ninth lenses 109 and 119 along the optical axis OA. do.
  • L1_CT is the center thickness of the thickest first lens 101 and 111 in the first lens group G1
  • d23_CT is the center distance between the first and second lens groups G1 and G2 or the second
  • L6_CT is the central thickness of the thickest lens in the second lens group G2.
  • L9_ET means the edge-side thickness (mm) of the ninth lenses 109 and 119, and when this is satisfied, the effect of reducing distortion aberration can be improved.
  • Equation 14 L1R1 means the radius of curvature (mm) of the first surface S1 of the first lens 101, and L9R2 is the radius of curvature of the eighteenth surface S18 of the ninth lenses 109 and 119 ( mm) means.
  • the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 14, the aberration characteristics of the optical system 1000 may be improved.
  • d89_CT denotes the optical axis distance (mm) between the eighth lenses 108 and 118 and the ninth lenses 109 and 119
  • d89_ET denotes the sensor-side 16th surface S16 of the eighth lenses 108 and 118. It means the distance (mm) in the direction of the optical axis (OA) between the end of the effective area of ?
  • the optical system 1000 can ease the manufacturing precision of the eighth lenses 108 and 118 and the ninth lenses 109 and 119, and the FOV Optical performance of the center and the periphery can be improved.
  • CA_L1S1 means the clear aperture (CA) size (mm) of the first surface S1 of the first lenses 101 and 111
  • CA_L2S1 represents the third surface of the second lenses 102 and 112 ( S3) means the size (mm) of the effective diameter (CA).
  • the optical system 1000 may control light incident to the first lens group G1 and may have improved aberration control characteristics.
  • CA_L3S1 means the size (mm) of the effective diameter CA of the fifth surface S5 of the third lens 103 or 113
  • CA_L9S2 is the size of the eighteenth surface S18 of the ninth lens 109 or 119. It means effective diameter (CA) size (mm).
  • CA_L2S2 means the size (mm) of the effective diameter CA of the fourth surface S4 of the second lenses 102 and 112
  • CA_L3S1 represents the size of the fifth surface S5 of the third lenses 103 and 113. It means effective diameter (CA) size (mm).
  • CA_L8S2 means the effective diameter size (mm) of the 16th surface S16 of the eighth lenses 108 and 118
  • CA_L9S2 is the effective diameter size of the 18th surface S18 of the ninth lenses 109 and 119 ( mm) means.
  • the d23_CT means the distance (mm) between the second lenses 102 and 112 and the third lenses 103 and 113 on the optical axis OA.
  • d23_CT means the distance (mm) from the optical axis OA of the fourth surface S4 of the second lens 102 or 112 and the fifth surface S5 of the third lens 103 or 113.
  • d78_CT means the distance (mm) between the seventh lenses 107 and 117 and the eighth lenses 108 and 118 on the optical axis OA.
  • the d78_ET is the distance (mm) between the end of the effective area of the 14th surface S14 of the seventh lens 107 and 117 and the end of the effective area of the 15th surface S15 of the eighth lens 108 and 118 in the direction of the optical axis (OA).
  • d78_Max means the maximum distance (mm) between the seventh lens 107 and 117 and the eighth lens 108 and 118.
  • d78_Max means the maximum distance between the 14th surface S14 of the seventh lens 107 and 118 and the 15th surface S15 of the eighth lens 108 and 118.
  • L8_CT means the thickness (mm) of the eighth lenses 108 and 118 on the optical axis OA
  • d89_CT is between the eighth lenses 108 and 118 and the ninth lenses 109 and 119 on the optical axis OA.
  • the optical system 1000 can reduce the size of the effective mirror of the eighth lenses 108 and 118 and the central distance between adjacent lenses, and the angle of view (FOV) It is possible to improve the optical performance of the periphery of .
  • L6_CT means the thickness (mm) of the sixth lenses 106 and 116 along the optical axis OA
  • d89_CT represents the distance between the eighth lenses 108 and 118 and the ninth lenses 109 and 119 along the optical axis OA.
  • the optical system 1000 can reduce the size and spacing of the effective mirrors of the 8th, 9th, and 10th lenses, and the optical performance of the periphery of the FOV. can improve
  • L9_CT means the thickness (mm) of the ninth lenses 109 and 119 on the optical axis OA
  • d89_CT is between the eighth lenses 108 and 118 and the ninth lenses 109 and 119 on the optical axis OA.
  • the optical system 1000 determines the size of the effective diameter of the eighth lenses 108 and 118 and the size of the eighth lenses 108 and 118 and The central distance between the 9 lenses 109 and 119 can be reduced, and the optical performance of the periphery of the field of view (FOV) can be improved.
  • Equation 25 L9R1 means the radius of curvature (mm) of the seventeenth surface S17 of the ninth lenses 109 and 119, and L9_CT means the thickness (mm) of the ninth lenses 109 and 119 on the optical axis. .
  • the optical system 1000 controls the refractive power of the ninth lenses 109 and 119 and improves the optical performance of light incident to the second lens group G2.
  • Equation 26 L8R1 means the radius of curvature (mm) of the 15th surface S15 of the eighth lenses 108 and 118, and L9R1 is the radius of curvature of the 17th surface S17 of the ninth lenses 109 and 119 ( mm) means.
  • the optical performance can be improved by controlling the shape and refractive power of the eighth lenses 108 and 118 and the ninth lenses 109 and 119, and the second lens group G2 ) can improve the optical performance.
  • Equation 27 L1_CT is the thickness of the first lenses 101 and 111 along the optical axis OA, and d12 is the distance between the first lenses 101 and 111 and the second lenses 102 and 112 along the optical axis OA.
  • chromatic aberration of the optical system 1000 may be improved.
  • L_CT_max means the thickest thickness (mm) in the optical axis OA of each of the plurality of lenses 100 and 100A
  • Air_CT_max is the air gap between the plurality of lenses 100 and 100A (air gap) or the maximum value of the gap (mm).
  • ⁇ L_CT means the sum of thicknesses (mm) along the optical axis OA of each of the plurality of lenses 100 and 100A
  • ⁇ Air_CT is two adjacent lenses in the plurality of lenses 100 and 100A.
  • TTL total track TTL
  • ⁇ Index means the sum of the refractive indices at the d-line of each of the plurality of lenses 100 and 100A.
  • ⁇ Abbe means the sum of Abbe's numbers of each of the plurality of lenses 100 and 100A.
  • the optical system 1000 may have improved aberration characteristics and resolution.
  • Air_CT_Max means the maximum value of the distance between two adjacent lenses on the optical axis (OA)
  • L_CT_Min is the minimum thickness (mm) on the optical axis (OA) of each of the plurality of lenses (100, 100A).
  • TTL total track TTL
  • L_CT_max means the thickest thickness (mm) among the thicknesses on the optical axis (OA) of each of the plurality of lenses 100 and 100A
  • Air_CT_Max is n ⁇ 1 facing each other as shown in FIGS. 2 and 9 It is the distance in the optical axis (OA) direction between the end of the effective area of the sensor-side surface of the n-th lens and the end of the effective area of the object-side surface of the n-th lens, and means, for example, the maximum value (Air_Edge_max) among the edge spacings between the two lenses.
  • the optical system 1000 has a set angle of view and focal length, and may have good optical performance in the periphery of the angle of view (FOV).
  • CA_L1S1 means the effective diameter (mm) of the first surface (S1) of the first lens (101,111), and CA_Min is the smallest effective diameter (mm) of the first to eighteenth surfaces (S1-S18). means lord
  • CA_max means the largest effective diameter (mm) among the object-side and sensor-side surfaces of the plurality of lenses 100 and 100A, and the effective diameter (mm) of the first to eighteenth surfaces (S1-S18) It means the largest effective diameter among them.
  • the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 35, the optical system 1000 may provide a slim and compact optical system while maintaining optical performance.
  • CA_L9S2 represents the effective diameter (mm) of the eighteenth surface S18 of the ninth lens 109 and 119, and has the largest effective diameter among the lenses.
  • the CA_L3S1 indicates the effective diameter (mm) of the fifth surface S5 of the third lens 103 or 113, and has the smallest effective diameter among the lenses. That is, the difference between the effective diameter between the first lens surface of the second lens group G2 and the last lens surface of the second lens group G2 may be the largest.
  • AVR_CA_L9 represents the average value of effective diameters (mm) of the 18th and 19th surfaces S17 and S18 of the ninth lenses 108 and 118, and is the average of the effective diameters of the two largest lens surfaces among the lenses.
  • the AVR_CA_L3 represents the average value of effective diameters (mm) of the fifth and sixth surfaces S5 and S6 of the third lens 103, and represents the average of the effective diameters of the two smallest lens surfaces among the lenses.
  • the optical system 1000 may provide a slim and compact optical system while maintaining optical performance.
  • the effective diameter CA_L9S1 of the seventeenth surface S17 of the ninth lens 109 and 119 may be 1.5 times or more of the minimum effective diameter CA_min
  • the effective diameter CA_L9S2 of the eighteenth surface S18 may be 1.5 times or more than the minimum effective diameter CA_min. That is, the following equation can be satisfied.
  • the effective diameter CA_L9S1 of the seventeenth surface S17 of the ninth lens 109 and 119 is equal to 1.5 of the average effective diameter AVR_CA_L3 of the third lens 103 and 113. It may be 1.5 times or more, for example, 1.5 times to 4 times, and the effective diameter (CA_L9S2) of the eighteenth surface (S18) may be 1.5 times or more of the average effective diameter (AVR_CA_L3) of the third lens (103). And, for example, it may be in the range of 2 times or more and less than 4 times.
  • CA_max means the largest effective diameter (mm) among the object-side and sensor-side surfaces of the plurality of lenses
  • CA_Aver means the average of the effective diameters of the object-side and sensor-side surfaces of the plurality of lenses.
  • CA_min means the smallest effective diameter (mm) among the object-side and sensor-side surfaces of the plurality of lenses.
  • CA_max means the largest effective diameter among the object-side and sensor-side surfaces of the plurality of lenses 100 and 100A
  • ImgH is the center of the image sensor 300 overlapping the optical axis OA (0.0F). ) to the end of the diagonal (1.0F) (mm). That is, the ImgH means 1/2 of the maximum diagonal length (mm) of the effective area of the image sensor 300 .
  • the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 38, the optical system 1000 has good optical performance in the center and periphery of the FOV, and can provide a slim and compact optical system.
  • the ImgH may be in the range of 2.1 mm to 6 mm.
  • TD is the maximum optical axis distance (mm) from the object-side surface of the first lens group G1 to the sensor-side surface of the second lens group G2. For example, it is the distance from the first surface S1 of the first lens 101 to the eighteenth surface S18 of the ninth lenses 109 and 119 along the optical axis OA.
  • Equation 39-1 ⁇ CA is the sum of all effective mirrors, and lens number is the total number of lenses, for example, 9.
  • the range of Equation 39-1 may preferably be in the range of 3 to 10.
  • Equation 39-2 ⁇ Semi_CA is the sum of all effective radii, and ST_Semi_CA means the effective radius of the diaphragm.
  • Equation 39-2 may preferably range from 20 to 40.
  • Equation 40 F means the total focal length (mm) of the optical system 1000, and L9R2 means the radius of curvature (mm) of the eighteenth surface S18 of the ninth lenses 109 and 119.
  • the optical system 1000 may reduce the size of the optical system 1000, for example, reduce the total track length (TTL).
  • L1R1 means the radius of curvature (mm) of the first surface S1 of the first lenses 101 and 111
  • F represents the total focal length (mm).
  • Equation 42 EPD means the size (mm) of the entrance pupil of the optical system 1000, and L9R2 is the radius of curvature (mm) of the eighteenth surface S18 of the ninth lenses 109 and 119. it means.
  • the optical system 1000 can control overall brightness and can have good optical performance in the center and periphery of the FOV.
  • Equation 42 represents the relationship between the size of the entrance pupil of the optical system and the radius of curvature of the first surface S1 of the first lenses 101 and 111, and can control incident light.
  • Equation 44 f1 means the focal length (mm) of the first lenses 101 and 111, and f3 means the focal length (mm) of the third lenses 103, 113 and 123.
  • the first lenses 101 and 111 and the third lenses 103 and 113 may have appropriate refractive power for controlling the incident light path and improve resolution.
  • Equation 45 f12 means the complex focal length (mm) of the first lenses 101 and 111 to the second lenses 102 and 112, and F means the total focal length of the optical system 1000 (mm). Equation 45 establishes a relationship between the focal length of the first lens group G1 and the total focal length. When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 45, the optical system 1000 may control a total track length (TTL) of the optical system 1000.
  • TTL total track length
  • Equation 46 f12 means the composite focal length (mm) of the first to second lenses, and f39 means the composite focal length (mm) of the third to ninth lenses. Equation 46 establishes a relationship between the focal length f_G1 of the first lens group G1 and the focal length f_G2 of the second lens group G2.
  • the composite focal length of the first to second lenses may have a positive (+) value
  • the composite focal length of the third to ninth lenses may have a positive (+) value.
  • the optical system 1000 may improve aberration characteristics such as chromatic aberration and distortion aberration.
  • Equation 46-1 F is the total focal length, and fi is the sum of the absolute values of the focal lengths of the first lenses 101 and 111 to the ninth lenses 109 and 119, respectively. That is, Equation 46-1 means a value obtained by dividing the total focal length (F) by the sum of absolute values from focal lengths f1 to f10 of each lens.
  • resolving power can be improved by controlling refractive power.
  • Equation 46-1 may range from 2 to 10.
  • Total track length (TTL) means the distance (mm) along the optical axis OA from the apex of the first surface S1 of the first lenses 101 and 111 to the top surface of the image sensor 300. do.
  • Equation 48 makes the diagonal size (2*ImgH) of the image sensor 300 exceed 4 mm, thereby providing an optical system with high resolution.
  • Equation 42 makes the BFL (Back focal length) less than 2.5 mm, thereby securing the installation space of the filter 500 and improving the assembly of the components through the gap between the image sensor 300 and the last lens, The coupling reliability can be improved.
  • Equation 50 the total focal length (F) can be set according to the optical system.
  • a field of view means a degree of view of the optical system 1000, and an optical system of less than 120 degrees may be provided.
  • the FOV may be 60 degrees or more.
  • CA_max means the largest effective diameter (mm) among the object-side and sensor-side surfaces of the plurality of lenses
  • TTL Total track length
  • S1 the first surface of the first lenses (101, 111) It means the distance (mm) in the optical axis OA from the vertex of the image sensor 300 to the upper surface. Equation 52 establishes a relationship between the total optical axis length and the maximum effective diameter of the optical system, thereby providing a slim and compact optical system.
  • Equation 53 may set the total optical axis length (TTL) of the optical system and the diagonal length (ImgH) of the optical axis of the image sensor 300 .
  • TTL total optical axis length
  • ImgH diagonal length
  • the optical system 1000 applies a relatively large image sensor 300, for example, a large image sensor 300 around 1 inch. It is possible to secure a back focal length (BFL) for the BFL and have a smaller TTL, thereby realizing high image quality and having a slim structure.
  • BFL back focal length
  • Equations 54 and 54-1 may set the distance between the optical axis between the image sensor 300 and the last lens and the length in the diagonal direction from the optical axis of the image sensor 300 .
  • the optical system 1000 includes a relatively large image sensor 300, for example, a large image sensor around 1 inch ( 300) can be secured, and the distance between the last lens and the image sensor 300 can be minimized, so that good optical characteristics can be obtained in the center and periphery of the FOV. .
  • Equation 55 may set (unit, mm) the total optical axis length (TTL) of the optical system and the optical axis distance (BFL) between the image sensor 300 and the last lens.
  • TTL total optical axis length
  • BFL optical axis distance
  • Equation 56 may set the total focal length (F) and the total optical axis length (TTL) of the optical system 1000. Accordingly, a slim and compact optical system can be provided.
  • Equation 57 may set (unit, mm) the total focal length (F) of the optical system 1000 and the optical axis distance (BFL) between the image sensor 300 and the last lens.
  • the optical system 1000 may have a set angle of view, may have an appropriate focal length, and may provide a slim and compact optical system.
  • the optical system 1000 can minimize the distance between the last lens and the image sensor 300, so that it can have good optical characteristics in the periphery of the field of view (FOV).
  • Equation 58 may set the total focal length (F, mm) of the optical system 1000 and the diagonal length (ImgH) in the optical axis of the image sensor 300.
  • the optical system 1000 may have improved aberration characteristics by applying a relatively large image sensor 300, for example, a large image sensor 300 of around 1 inch.
  • Equation 59 may set the total focal length (F, mm) and entrance pupil size of the optical system 1000. Accordingly, the overall brightness of the optical system can be controlled.
  • Z is Sag and may mean a distance in the optical axis direction from an arbitrary position on the aspherical surface to the apex of the aspherical surface.
  • the Y may mean a distance in a direction perpendicular to the optical axis from an arbitrary position on the aspheric surface to the optical axis.
  • the c may mean the curvature of the lens, and K may mean the conic constant.
  • A, B, C, D, E, and F may mean aspheric constants.
  • the optical system 1000 may satisfy at least one or two or more of Equations 1 to 59.
  • the optical system 1000 may have improved optical characteristics.
  • the optical system 1000 satisfies at least one or two or more of Equations 1 to 59, the optical system 1000 has improved resolution and can improve aberration and distortion characteristics.
  • the optical system 1000 can secure a back focal length (BFL) for applying the large-size image sensor 300 and can minimize the distance between the last lens and the image sensor 300, thereby increasing the angle of view ( It can have good optical performance in the center and periphery of the FOV).
  • BFL back focal length
  • the optical system 1000 when the optical system 1000 satisfies at least one of Equations 1 to 59, it may include a relatively large image sensor 300, have a relatively small TTL value, and be slimmer. It is possible to provide a compact optical system and a camera module having the same.
  • the distance between the plurality of lenses 100 may have a value set according to the region.
  • Table 3 relates to the items of the equations described above in the optical system 1000 according to the first and second embodiments, TTL (Total track length), BFL (Back focal length), and total focal length of the optical system 1000 F value, ImgH, focal lengths of each of the first to ninth lenses (f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7, f8, f9), combined focal length, edge thickness (ET, Edge Thickness), etc. it is about
  • the edge thickness of the lens means the thickness in the optical axis direction (Z) at the end of the effective area of the lens, and the unit is mm.
  • Example 1 Example 2 F 4.370 4.310 f1 5.290 5.864 f2 -9.110 -11.147 f3 -35.590 -38.827 f4 33.890 22.404 f5 12.800 16.392 f6 15.210 14.381 f7 -17.520 -17.942 f8 7.400 7.306 f9 -7.420 -6.988 f_G1 10.171 10.317 f_G2 7.155 6.991 L1_ET 0.165 0.182 L2_ET 0.301 0.287 L3_ET 0.266 0.269 L4_ET 0.284 0.250 L5_ET 0.099 0.083 L6_ET 0.281 0.329 L7_ET 0.363 0.411 L8_ET 0.560 0.452 L9_ET 0.662 0.713 d12_ET 0.211 0.199 d23_ET 0.069 0.092 d34_ET 0.175 0.183 d45_ET 0.032 0.065 d56_ET 0.0
  • Table 4 shows result values for Equations 1 to 59 described above in the optical system 1000 of FIG. 1 .
  • the optical system 1000 satisfies at least one, two or more, or three or more of Equations 1 to 59.
  • the optical system 1000 according to the embodiment satisfies all of Equations 1 to 59 above. Accordingly, the optical system 1000 may improve optical performance and optical characteristics in the center and periphery of the field of view (FOV).
  • FOV field of view
  • Example 2 One 1 ⁇ L1_CT / L3_CT ⁇ 5 2.660 2.660 2 0.5 ⁇ L3_CT / L3_ET ⁇ 2 0.883 0.873 3 1 ⁇ L9_ET / L9_CT ⁇ 5 1.779 1.916 4 1.60 ⁇ n3 1.701 1.701 5 0.5 ⁇ L9S2_max_sag to Sensor ⁇ 2 0.920 0.848 6 0.5 ⁇ BFL / L9S2_max_sag to Sensor ⁇ 2 1.278 1.288 7
  • the mobile terminal 1 may include a camera module 10 provided on the rear side.
  • the camera module 10 may include an image capture 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 a slim structure and may have improved distortion and aberration characteristics. In addition, the camera module 10 may have good optical performance even in the center and periphery of the field of view (FOV).
  • FOV field of view
  • 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.
  • 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.

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Abstract

실시예에 개시된 광학계는 물체측으로부터 센서측을 향해 정렬된 제1 내지 제9렌즈를 포함하고, 상기 제1렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제9렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제1렌즈의 물체측 면은 상기 광축에서 볼록한 형상을 가지며, 상기 제9렌즈의 센서측 면은 상기 광축에서 오목한 형상을 가지며, 상기 제1렌즈 내지 제9렌즈 중 물체측면과 센서측 면에 적어도 하나의 임계점이 있는 렌즈 매수는 전체 렌즈 매수의 40% 이상이며, -1.5 < f12/f39 < 1.7 및 0.6 < TTL / ImgH < 3.2의 수학식을 만족한다(f12는 제1,2렌즈의 복합 초점 거리이며, f39는 제3렌즈 내지 제9렌즈까지의 복합 초점 거리이며, TTL(Total track length)은 상기 제1렌즈의 물체측 면의 정점으로부터 이미지 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이고, ImgH는 상기 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2이다).

Description

광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
실시예는 향상된 광학 성능을 위한 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 대한 것이다.
카메라 모듈은 객체를 촬영하여 이미지 또는 동영상으로 저장하는 기능을 수행하며 다양한 어플리케이션에 장착되고 있다. 특히 카메라 모듈은 초소형으로 제작되어 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대용 디바이스뿐만 아니라 드론, 차량 등에 적용되어 다양한 기능을 제공하고 있다. 예를 들어, 카메라 모듈의 광학계는 상(image)를 결상하는 촬상 렌즈, 결상된 상을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이때, 상기 카메라 모듈은 이미지 센서와 촬상 렌즈 사이의 간격을 자동 조절하여 렌즈의 초점거리를 정렬하는 오토포커스(autofocus, AF) 기능을 수행할 수 있고, 줌 렌즈(zoom lens)를 통해 원거리의 객체의 배율을 증가 또는 감소시켜 촬영하는 줌 업(zoom up) 또는 줌 아웃(zoom out)의 주밍(zooming) 기능을 수행할 수 있다. 또한, 카메라 모듈은 영상 흔들림 방지(image stabilization, IS)기술을 채용하여 불안정한 고정장치 혹은 사용자의 움직임에 기인한 카메라의 움직임으로 인한 영상의 흔들림을 보정하거나 방지하는 기술이 채용되고 있다. 이러한 카메라 모듈이 상(image)을 얻기 위해 가장 중요한 요소는 상(image)을 결상하는 촬상 렌즈이다. 최근 고해상도에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이를 구현하기 위해 복수의 렌즈를 포함하는 광학계에 대한 연구가 진행되고 있다. 예를 들어, 고해상도 구현을 위해 양(+)의 굴절력 또는 음(-)의 굴절력을 가지는 복수의 촬상 렌즈를 이용한 연구가 진행되고 있다.
그러나, 복수의 렌즈를 포함할 경우 우수한 광학적 특성, 수차 특성을 도출하기 어려운 문제점이 있다. 또한, 복수의 렌즈를 포함할 경우, 상기 복수의 렌즈의 두께, 간격, 크기 등에 의해 전체 길이, 높이 등이 증가할 수 있고, 이로 인해 상기 복수의 렌즈를 포함하는 모듈의 전체 크기가 증가하는 문제가 있다. 또한 고해상도 및 고화질 구현을 위해 이미지 센서의 크기가 증가하고 있다. 그러나, 이미지 센서의 크기가 증가할 경우 복수의 렌즈를 포함하는 광학계의 TTL(Total track length) 또한 증가하며, 이로 인해 상기 광학계를 포함하는 카메라, 이동 단말기 등의 두께 역시 증가하는 문제가 있다. 따라서, 상술한 문제를 해결할 수 있는 새로운 광학계가 요구된다.
실시예는 광학 특성이 향상된 광학계를 제공하고자 한다. 실시예는 화각의 중심부와 주변부에서 우수한 광학 성능을 가지는 광학계를 제공하고자 한다. 실시예는 슬림한 구조를 가질 수 있는 광학계를 제공하고자 한다.
발명의 실시예에 따른 광학계는 물체측으로부터 센서측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제9렌즈를 포함하고, 상기 제1렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제9렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제1렌즈의 물체측 면은 상기 광축에서 볼록한 형상을 가지며, 상기 제9렌즈의 센서측 면은 상기 광축에서 오목한 형상을 가지며, 상기 제1렌즈 내지 제9렌즈 중 물체측면과 센서측 면에 적어도 하나의 임계점이 있는 렌즈 매수는 전체 렌즈 매수의 40% 이상이며, 하기 수학식을 만족한다.
수학식: -1.5 < f12/f39 < 1.7
0.6 < TTL / ImgH < 3.2
(f12는 제1,2렌즈의 복합 초점 거리이며, f39는 제3렌즈 내지 제9렌즈까지의 복합 초점 거리이며, TTL(Total track length)은 상기 제1렌즈의 물체측 면의 정점으로부터 이미지 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이고, ImgH는 상기 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2이다)
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1렌즈의 물체측 면은 볼록한 형상을 가지며, 상기 제9렌즈의 센서측 면은 오목한 형상을 가지며, 상기 제 6 내지 제9렌즈는 물체측면과 센서측 면 각각이 적어도 하나의 임계점을 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1렌즈의 센서측면과 상기 제4렌즈의 물체측 면은 적어도 하나의 임계점을 가지며, 상기 제3렌즈의 물체측 면과 센서측 면은 적어도 하나의 임계점을 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 이미지 센서의 상면에서 마지막 렌즈의 센서측면까지의 광축 간격(BFL)와 상기 Imgh 사이의 관계는 0.01 < BFL / ImgH < 0.5의 수학식을 만족할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1렌즈와 상기 제9렌즈의 유효경과 전체 렌즈 매수(lens number)의 관계는 1 < ∑CA / lens number < 10의 수학식을 만족할 수 있다(∑CA는 제1 내지 제9렌즈의 물체측 면과 센서측면의 유효경의 합이며, lens number는 전체 렌즈 매수이다).
발명의 실시 예에 의하면, 전체 초점 거리와 각 렌즈의 초점 거리의 관계는 1.5 < Σ｜ F/fi｜ < 20의 수학식을 만족할 수 있다(F는 전체 초점 거리이며, fi는 제1렌즈 내지 제9렌즈 각각의 초점 거리의 합이다).
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 내지 제9렌즈의 광축에서의 렌즈들 사이의 간격과, 각 렌즈의 중심 두께는 0.8 < Air_CT_Max/L_CT_Min < 6.0의 수학식을 만족할 수 있다(상기 Air_CT_Max는 인접한 두 렌즈들 사이의 광축 간격 중 최대 값이며, L_CT_Min은 각 렌즈의 광축에서의 두께 중 최소 값이다).
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 내지 제9렌즈 중 최대 유효경과 최소 유효경의 관계는 1 < CA_Max / CA_Min < 4의 수학식을 만족할 수 있다 (CA_Max는 상기 제1 내지 제9렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효 경 중 최대 값이며, CA_Min은 상기 제1 내지 제9렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효 경 중 최대 값이다).
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제2렌즈는 광축에서 센서측 면이 오목한 형상을 가지며, 상기 제3렌즈는 광축에서 물체측 면이 상기 제2렌즈의 센서측면과 대면하며 볼록한 형상을 가지며, 상기 최대 유효경은 상기 제9렌즈의 센서측 면이며, 상기 최소 유효경은 상기 제3렌즈의 물체측 면일 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1렌즈와 상기 제3렌즈의 중심 두께는 1 < L1_CT/ L3_CT < 5의 수학식을 만족할 수 있다 (L1_CT는 제1렌즈의 광축에서의 두께이며, L3_CT는 제3렌즈의 광축에서의 두께이다).
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제2렌즈와 상기 제3렌즈 사이의 외측 둘레에 배치된 조리개를 포함하며, 상기 제1 내지 제9렌즈의 유효 반경과 상기 조리개의 유효 반경의 관계는 1.5 < ΣSemi_CA / ST_Semi_CA < 50의 수학식을 만족할 수 있다(∑Semi_CA는 전체 유효 반경의 합이며, ST_Semi_CA는 조리개의 유효 반경을 의미한다). 상기 제1 내지 제9렌즈의 유효경과 전체 렌즈 매수(lens number)의 관계는 1 < ∑CA / lens number < 10의 수학식을 만족할 수 있다(∑CA는 제1 내지 제9렌즈의 물체측 면과 센서측면의 유효경의 합이며, lens number는 9이다).
발명의 실시 예에 따른 광학계는 물체측에 복수의 렌즈를 갖는 제1렌즈 군; 상기 제1렌즈 군의 센서측에 복수의 렌즈를 갖는 제2렌즈 군; 상기 제1렌즈군은 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제2렌즈군은 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제2렌즈 군의 렌즈 매수는 상기 제1렌즈 군의 렌즈 매수보다 3배 이상이며, 상기 제2렌즈 군 중에서 상기 제1렌즈 군에 가장 가까운 물체측 면은 유효경 크기가 최소이며, 상기 제2렌즈 군의 렌즈 면 중에서 이미지 센서에 가장 가까운 센서측 면은 유효경 크기가 최대이며, 상기 제2렌즈 군의 렌즈 면 중에서 이미지 센서에 가장 가까운 센서측 면은 상기 센서측 면의 중심과 상기 이미지 센서와의 거리가 최소이고, 상기 센서측 면의 유효 영역의 끝단을 향해 갈수록 상기 거리가 점차 커지며, 하기 수학식을 만족할 수 있다.
수학식: 0.6 < TTL / ImgH < 3.2
0.7 < F / EPD < 2.6
(TTL(Total track length)은 상기 제1렌즈 군의 물체측 면의 정점으로부터 이미지 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이고, ImgH는 상기 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2이며, 상기 F는 제1,2렌즈 군의 전체 초점 거리이며, EPD는 광학계의 입사동 크기이다)
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2렌즈군 각각의 초점 거리는 상기 제1렌즈군이 상기 제2렌즈 군보다 더 클 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1렌즈 군은 물체측에서 센서를 향해 광축에 정렬된 제1렌즈와 제2렌즈를 포함하며, 상기 제2렌즈 군은 상기 제1렌즈 군에서 센서를 향해 제3렌즈 내지 제9렌즈를 포함하며, 상기 제3렌즈의 평균 유효경 크기는 상기 제1 내지 제9렌즈 중 최소이며, 상기 제9렌즈의 평균 유효경 크기는 상기 제1 내지 제9렌즈 중 최대일 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제9렌즈의 센서측 면은 임계점을 가지며, 0.5 < L9S2_max_sag to Sensor < 2의 수학식을 만족할 수 있다 (L9S2_max_sag to Sensor은 상기 제9렌즈의 센서측 면의 최대 Sag 값에서 이미지 센서까지의 상기 광축 방향 거리이다). 발명의 실시 예에 의하면, 상기 제2렌즈 군에서 물체측면과 센서측 면 모두에 임계점을 갖는 렌즈 매수는 상기 제2렌즈 군의 렌즈들 중 50% 이상일 수 있다. 상기 제1렌즈의 광축에서의 두께와 상기 제1,2렌즈 사이의 간격은 20 < L1_CT/d12의 수학식을 만족할 수 있다(L1_CT는 제1렌즈의 광축에서의 두께이며, d12는 상기 제1,2렌즈 사이의 광축에서의 간격이다).
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제8렌즈와 상기 제9렌즈 사이의 간격들은 0 < d89_CT / d89_ET < 3의 수학식을 만족할 수 있다(d89_CT는 상기 제8렌즈와 상기 제9렌즈 사이의 광축에서의 두께이며, d89_ET는 상기 제8렌즈의 센서측 면의 유효 영역의 끝단과 상기 제9렌즈의 물체측 면의 유효 영역의 끝단 사이의 광축 거리이다). 상기 제2렌즈 군의 초점 거리(f_G1)와 상기 제2렌즈 군의 초점 거리(f_G2)는 -1.5 < f_G1 / f_G2 < 1.7의 수학식을 만족할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈은 이미지 센서; 및 상기 이미지 센서와 광학계의 마지막 렌즈 사이에 필터를 포함하며, 상기 광학계는 상기 광학계를 포함하고, 0.7 ≤ F / EPD < 2.6의 수학식을 만족할 수 있다(F는 상기 광학계의 전체 초점 거리이고, EPD는 상기 광학계의 입사동의 크기(Entrance Pupil Diameter)이다).
실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 광학계는 복수의 렌즈들이 설정된 표면 형상, 굴절력, 두께, 간격으로 이루어짐에 따라 향상된 수차 특성, 해상력 등을 가질 수 있다. 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 향상된 왜곡(distortion) 및 수차 제어 특성을 가질 수 있고, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 실시예에 따른 광학계는 향상된 광학 특성을 가지며 작은 TTL(Total track length)을 가질 수 있어, 상기 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈은 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 2는 도 1의 광학계에서 이미지 센서, n 번째 렌즈 및 n-1번째 렌즈의 관계를 나타낸 설명한 도면이다.
도 3은 도 1의 광학계에서 인접한 두 렌즈 사이의 간격에 대한 데이터이다.
도 4는 도 1의 광학계에서 각 렌즈면의 비구면 계수에 대한 데이터이다.
도 5는 도 1의 광학계의 회절 MTF(Diffraction MTF)에 대한 그래프이다.
도 6은 도 1의 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 7의 (A)(B)은 도 2의 광학계의 n 번째 렌즈 및 n-1번째 렌즈에서 물체측 면과 센서측면에 대한 제1 방향(Y)의 거리에 따른 광축 방향의 높이를 나타낸 그래프이다.
도 8은 제2 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 9는 도 8의 광학계에서 이미지 센서, n 번째 렌즈 및 n-1번째 렌즈의 관계를 나타낸 설명한 도면이다.
도 10은 도 8의 광학계에서 인접한 두 렌즈 사이의 간격에 대한 데이터이다.
도 11은 도 8의 광학계에서 각 렌즈면의 비구면 계수에 대한 데이터이다.
도 12는 도 8의 광학계의 회절 MTF(Diffraction MTF)에 대한 그래프이다.
도 13은 도 8의 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 14는 도 9의 광학계의 n 번째 렌즈 및 n-1번째 렌즈에서 물체측 면과 센서측면에 대한 제1 방향(Y)의 거리에 따른 광축 방향의 높이를 나타낸 그래프이다.
도 15는 발명의 제1,2실시 예에 따른 광학계에서 주광선(chief ray)에 대한 이미지 센서 상에서의 상대 광도를 나타낸 도면이다.
도 16은 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다. 또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
발명의 설명에 있어서, "물체측 면"은 광축(OA)을 기준으로 물체측을 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있고, "센서측 면"은 광축을 기준으로 촬상 면(이미지 센서)을 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있다. 상기 렌즈의 일면이 볼록하다는 것은 광축 또는 근축 영역(Paraxial region)에서 볼록한 형상을 의미할 수 있고, 렌즈의 일면이 오목하다는 것은 광축 또는 근축 영역에서의 오목한 형상을 의미할 수 있다. 렌즈 데이터에 대한 표에 기재된 곡률 반경, 중심 두께, 렌즈 사이의 간격, TTL은 광축에서의 값을 의미할 수 있다. 수직 방향은 광축과 수직인 방향을 의미할 수 있고, 렌즈 또는 렌즈면의 끝단은 입사된 광이 통과하는 렌즈의 유효 영역의 끝단을 의미할 수 있다. 렌즈면의 유효경은 측정 방법 등에 따라 최대 ±0.4 mm 정도의 측정 오차를 가질 수 있다. 상기 근축 영역이라 함은 광축 근처의 매우 좁은 영역을 의미하며, 광축(OA)으로부터 광선이 떨어지는 거리가 거의 0인 영역이다. 이하에서 렌즈 면의 오목 또는 볼록한 형상은 광축으로 설명하며, 근축 영역도 포함할 수 있다.
본 명세서에서 제1렌즈는 물체(또는 피사체)와 가장 가까운 렌즈를 의미하고, n번째 렌즈는 센서측 면(또는 이미지 센서)와 가장 가까운 렌즈를 의미한다. 본 명세서에서 렌즈의 곡률 반지름(Radius), 두께(Thickness), TTL, ImgH, 초점거리의 단위는 모두 ㎜ 단위이다. 아울러, 렌즈의 형상에 대한 설명에서 일면이 볼록한 형상이라는 의미는 해당 면의 광축 부분이 볼록하다는 의미이고, 일면이 오목한 형상이라는 의미는 해당 면의 광축 부분이 오목하다는 의미이다. 따라서, 렌즈의 일면이 볼록한 형상이라고 설명되어도, 렌즈의 가장자리 부분은 오목할 수 있다. 마찬가지로, 렌즈의 일면이 오목한 형상이라고 설명되어도, 렌즈의 가장자리 부분은 볼록할 수 있다.
도 1 및 도 8과 같이, 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 복수의 렌즈 군을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 복수의 렌즈 군 각각은 적어도 하나의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 상기 광학계(1000)는 물체측으로부터 이미지 센서(300)를 향해 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치되는 제1렌즈군(G1) 및 제2렌즈군(G2)을 포함할 수 있다.
상기 제1렌즈군(G1)은 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제1렌즈군(G1)은 3매 이하의 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1렌즈군(G1)은 2매의 렌즈일 수 있다. 상기 제2렌즈군(G2)은 적어도 둘 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2렌즈군(G2)은 상기 제1렌즈군(G1)의 렌즈보다 많은 매수 예컨대, 2배 이상의 많은 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2렌즈군(G2)은 7매 이하의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2렌즈 군(G2)의 렌즈 매수는 상기 제1렌즈 군(G1)의 렌즈 매수보다 5매 이상 및 7매 이하의 차이를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2렌즈군(G2)은 7매의 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 광학계(1000)는 렌즈들의 센서측이면 중에서 임계점이 있는 센서측 면이 임계점이 없는 센서측면보다 많을 수 있다. 또한 상기 광학계(1000)는 렌즈들의 물체측이면 중에서 임계점이 있는 센서측면이 임계점이 없는 센서측면보다 많을 수 있다. 상기 광학계(1000)는 렌즈들 중에서 물체측 면 및 센서측이면 중 적어도 하나의 임계점을 갖는 렌즈들은 임계점이 없는 렌즈들보다 많을 수 있다. 발명의 실시 예에 따른 광학계(1000)는 n번째 렌즈의 센서측 면이 임계점이 있는 구조로 제공될 수 있다. 여기서, n은 8 내지 10일 수 있으며, 바람직하게 9이다. 이에 따라 해상도가 높은 광학계 및 이를 갖는 카메라 모듈을 제공할 수 있다. 상기 제1,2렌즈 군(G1,G2)의 총 렌즈 매수는 8매 이상이다. 상기 각 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 모두가 임계점이 있는 렌즈 매수는 물체측 면 또는 센서측 면에 임계점이 있는 렌즈 매수보다 많고, 물체측 면과 센서측 면 모두에 임계점이 없는 렌즈 매수보다 많을 수 있다. 상기 각 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 모두가 임계점이 있는 렌즈 매수는 Lx라고 하고, 물체측 면 또는 센서측 면 중 어느 하나에 임계점이 있는 렌즈 매수는 Ly라고 하고, 물체측 면과 센서측 면 모두에 임계점이 없는 렌즈 매수는 Lz라고 할 때, Lx > Lz > Ly의 관계식을 만족할 수 있다. 상기 Lx는 렌즈 매수의 40% 이상이고, Lz는 렌즈 매수의 30% 이상일 수 있으며, Ly는 렌즈 매수의 25% 이하일 수 있다.
상기 각 렌즈 면에서의 임계점은 광축(OA) 및 상기 광축(OA)의 수직인 방향에 대한 기울기 값의 부호가 양(+)에서 음(-)으로 또는 음(-)에서 양(+)으로 변하는 지점으로, 기울기 값이 0인 지점을 의미할 수 있다. 또한 상기 임계점은 기울기 값이 커지다고 작아지는 지점 또는 작아지다가 커지는 지점일 수 있다.
상기 제1렌즈군(G1)은 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2렌즈군(G2)은 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1렌즈군(G1) 및 상기 제2렌즈군(G2)은 서로 상이한 초점 거리(focal length)를 가질 수 있다. 상기 제1렌즈군(G1)과 상기 제2렌즈군(G2)은 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제2렌즈군(G2)의 초점 거리는 상기 제1렌즈군(G1)의 초점 거리보다 작을 수 있다. 예를 들어, 상기 제1렌즈군(G1)의 초점 거리는 상기 제2렌즈군(G2)의 초점 거리의 1.1배 이상 예컨대, 1.1배 내지 2배 범위일 수 있다.
상기 광학계(1000)는 렌즈들 중에서 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수는 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수보다 많을 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000)는 각각의 렌즈군의 굴절력 및 초점 거리를 제어하여 색수차, 왜곡 수차 등 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있고, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
광축에서 상기 제1렌즈군(G1) 및 상기 제2렌즈군(G2)은 설정된 간격을 가질 수 있다. 상기 광축에서 상기 제1렌즈군(G1) 및 상기 제2렌즈군(G2) 사이의 간격은 광축 거리이며, 상기 제1렌즈군(G1) 내의 렌즈 중에서 센서측에 가장 가까운 렌즈의 센서측 면과 상기 제2렌즈군(G2) 내의 렌즈 중에서 물체측에 가장 가까운 렌즈의 물체측 면 사이의 광축 간격일 수 있다. 상기 제1렌즈군(G1) 및 상기 제2렌즈군(G2) 사이의 광축 거리는 상기 제1렌즈 군(G1)의 마지막 렌즈 및 상기 제2렌즈 군(G2)의 첫 번째 렌즈의 중심 두께보다 클 수 있으며, 상기 제1렌즈 군(G1)의 광축 거리보다 40% 이상일 수 있으며, 예컨대 40% 내지 55% 범위일 수 있다. 상기 제1렌즈군(G1) 및 상기 제2렌즈군(G2) 사이의 광축 거리는 상기 제1렌즈 군(G1)의 렌즈들 중 가장 두꺼운 렌즈의 중심 두께보다 작을 수 있다. 여기서, 상기 제1렌즈 군(G1)의 광축 거리는 상기 제1렌즈 군(G1)의 물체측에 가장 가까운 렌즈의 물체측 면과 센서측에 가장 가까운 렌즈의 센서측 면 사이의 광축 거리이다.
상기 제1렌즈군(G1) 및 상기 제2렌즈군(G2) 사이의 광축 거리는 상기 제2렌즈 군(G2)의 광축 거리의 15% 이하일 수 있으며, 예컨대 3% 내지 15% 범위일 수 있다. 상기 제2렌즈 군(G2)의 광축 거리는 상기 제2렌즈 군(G2)의 물체측에 가장 가까운 렌즈의 물체측 면과 센서측에 가장 가까운 렌즈의 센서측 면 사이의 광축 거리이다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부뿐 만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있고, 색수차 및 왜곡 수차를 개선할 수 있다.
상기 광학계(1000)는 물체측으로부터 이미지 센서(300) 방향으로 순차적으로 배치되는 제1렌즈군(G1) 및 제2렌즈군(G2)을 포함할 수 있다. 상기 광학계(1000)는 10매 이하의 렌즈들을 포함할 수 있다. 상기 제1렌즈 군(G1)은 물체측을 통해 입사된 광들이 모이도록 굴절시켜 주며, 상기 제2렌즈 군(G2)은 상기 제1렌즈 군(G1)을 통해 출사된 광을 이미지 센서(300)의 주변까지 확산될 수 있도록 굴절시켜 줄 수 있다.
상기 제1렌즈 군(G1)은 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수와 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수가 동일할 수 있다. 상기 제2렌즈 군(G2)은 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수가 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수보다 많을 수 있다. 상기 제2렌즈 군(G2)의 렌즈 매수는 상기 제1렌즈 군(G1)의 렌즈 매수보다 3배 이상일 수 있으며, 예컨대 3배 내지 4배의 범위일 수 있다.
서로 대면하는 제1렌즈 군(G1)의 센서측 면와 상기 제2렌즈 군(G2)의 물체측 면 사이의 간격은 광축(OA)에서 에지 측으로 갈수록 점차 작아질 수 있다. 상기 제1렌즈 군(G1)의 센서측 면와 상기 제2렌즈 군(G2) 사이의 외측 둘레는 조리개가 배치될 수 있다. 상기 제1,2렌즈 군(G1,G2)의 렌즈들 사이의 간격 중에서 상기 제1,2렌즈 군(G1,G2) 사이의 광축(OA) 간격은 상기 광학계(1000) 내에서 두 번째로 큰 간격을 가질 수 있으며, 상기 광학계(1000)에서 가장 큰 간격은 제2렌즈 군(G2)의 마지막 두 렌즈들 사이의 간격일 수 있다.
상기 제1렌즈 군(G1)의 각 렌즈의 광축(OA) 또는 근축 영역에서 물체측이 볼록한 면 및 센서측이 오목한 면들의 합은 상기 제1렌즈 군(G1)의 렌즈 면 중에서 60% 이상일 수 있다. 상기 제2렌즈 군(G2)의 각 렌즈의 광축(OA) 또는 근축 영역에서 물체측이 오목한 면 및 센서측이 볼록한 면들의 합은 상기 제2렌즈 군(G2)의 렌즈 면들 중에서 55% 이상일 수 있다. 광축(OA) 또는 근축 영역에서 상기 제1,2렌즈 군(G1,G2)의 렌즈 면 중 볼록한 형상의 센서측 면과 오목한 형상의 물체측 면의 합은 전체 렌즈 면의 60% 이상일 수 있으며, 예컨대 60% 내지 75%의 범위일 수 있다.
상기 제1렌즈군(G1)의 모든 렌즈들의 물체측 면과 센서측 면 중 적어도 하나는 임계점을 가질 수 있다. 상기 제2렌즈군(G1)의 렌즈들 중에서 이미지 센서(300)에 인접한 복수의 렌즈의 렌즈 면들은 적어도 하나의 임계점을 가질 수 있다.
상기 복수의 렌즈들(100,100A) 각각은 유효 영역 및 비유효 영역을 포함할 수 있다. 상기 유효 영역은 상기 렌즈들(100,100A) 각각에 입사된 광이 통과하는 영역일 수 있다. 즉, 상기 유효 영역은 입사된 광이 굴절되어 광학 특성을 구현하는 유효한 영역일 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 유효 영역의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 복수의 렌즈들(100,100A)에서 유효한 광이 입사되지 않는 영역이며, 유효영역의 끝단보다 더 외측 영역일 수 있다. 즉, 상기 비유효 영역은 상기 광학 특성과 무관한 영역일 수 있다. 또한, 상기 비유효 영역의 단부는 상기 렌즈를 수용하는 배럴(미도시) 등에 고정되는 영역일 수 있다.
상기 광학계(1000)는 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 이미지 센서(300)는 광을 감지하고 전기적 신호로 변환할 수 있다. 상기 이미지 센서(300)는 상기 복수의 렌즈들(100,100A,100B)을 순차적으로 통과한 광을 감지할 수 있다. 상기 이미지 센서(300)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등 입사되는 광을 감지할 수 있는 소자를 포함할 수 있다.
상기 광학계(1000)는 필터(500)를 포함할 수 있다. 상기 필터(500)는 상기 제2렌즈 군(G2)과 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 필터(500)는 상기 복수의 렌즈들(100,100A) 중 센서측에 가장 가까운 렌즈와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(100,100A)가 9매 렌즈인 경우, 상기 필터(500)는 n번째 즉, 제9렌즈(109)와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 필터(500)는 적외선 필터 또는 커버 글래스의 광학적 필터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 필터(500)는 설정된 파장 대역의 광을 통과시키고, 이와 다른 파장 대역의 광을 필터링할 수 있다. 상기 필터(500)가 적외선 필터를 포함할 경우 외부 광으로부터 방출되는 복사열이 상기 이미지 센서(300)에 전달되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 상기 필터(500)는 가시광선을 투과할 수 있고 적외선을 반사할 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 조리개(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 조리개는 상기 광학계(1000)에 입사되는 광량을 조절할 수 있다. 상기 조리개는 설정된 위치에 배치될 수 있으며, 예를 들면 제1렌즈 군(G1)과 상기 제2렌즈 군(G2) 사이의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 조리개는 제1렌즈 군(G1)의 센서측면과 상기 제2렌즈 군(G2)의 물체측 면 사이의 둘레에 배치될 수 있다. 다른 예로서, 상기 조리개는 물체측에 가장 가까운 렌즈의 물체측 면 또는 센서측 면의 둘레에 배치될 수 있다. 또는 상기 조리개는 상기 제1렌즈 군(G1) 내의 렌즈 중에서 인접한 두 렌즈 사이에 배치될 수 있다. 다른 예로서, 상기 조리개는 물체측에 가장 가까운 두 렌즈 사이에 위치할 수 있다.
이와 다르게, 상기 복수의 렌즈들(100,100A) 중 선택되는 적어도 하나의 렌즈는 조리개 역할을 수행할 수 있다. 자세하게, 상기 제1렌즈 군(G1)의 렌즈들 중 선택되는 하나의 렌즈의 물체측 면 또는 센서측 면은 광량을 조절하는 조리개 역할을 수행할 수 있다. 이하, 실시 예에 따른 광학계를 구체적으로 설명하기로 한다.
<제1실시 예>
도 1은 제1 실시예에 따른 광학계의 구성도이며, 도 2는 도 1의 광학계에서 이미지 센서, n 번째 렌즈 및 n-1번째 렌즈의 관계를 나타낸 설명한 도면이며, 도 3은 도 1의 광학계에서 인접한 두 렌즈 사이의 간격에 대한 데이터이고, 도 4는 도 1의 광학계에서 각 렌즈면의 비구면 계수에 대한 데이터이며, 도 5는 도 1의 광학계의 회절 MTF(Diffraction MTF)에 대한 그래프이고, 도 6은 도 1의 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이며, 도 7은 도 2의 광학계의 n 번째 렌즈 및 n-1번째 렌즈에서 물체측 면과 센서측면에 대한 제1 방향(Y)의 거리에 따른 광축 방향의 높이를 나타낸 그래프이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제1실시예에 따른 광학계(1000)는 복수의 렌즈(100)를 포함하며, 상기 복수의 렌즈(100)는 제1렌즈(101) 내지 제9렌즈(109)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제9렌즈들(101-109)은 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 물체의 정보에 해당하는 광은 제1렌즈(101) 내지 제9렌즈(109)를 통과하여 이미지 센서(300)에 입사될 수 있다.
상기 제1렌즈(101)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1렌즈(101)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1렌즈(101)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1렌즈(101)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제1렌즈(101)는 물체측 면으로 정의하는 제1 면(S1) 및 센서측 면으로 정의하는 제2 면(S2)을 포함할 수 있다. 광축(OA)에서 상기 제1 면(S1)은 볼록한 형상일 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제1렌즈(101)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 광축(OA)에서 상기 제1 면(S1)은 볼록한 형상일 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제1렌즈(101)는 광축(OA)에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제1,2면(S1,S2)의 비구면 계수는 도 4와 같이 제공되며, L1은 제1렌즈(101)이며, S1/S2은 L1의 제1 면/제2 면을 나타낸다.
상기 제2렌즈(102)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2렌즈(102)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2렌즈(102)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2렌즈(102)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제2렌즈(102)는 물체측 면으로 정의하는 제3 면(S3) 및 센서측 면으로 정의하는 제4 면(S4)을 포함할 수 있다. 광축(OA)에서 상기 제3 면(S3)은 볼록한 형상일 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제2렌즈(102)는 광축(OA)에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 광축(OA)에서 상기 제3 면(S3)은 볼록한 형상일 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제2렌즈(102)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제3,4면(S3,S4)의 비구면 계수는 도 4와 같이 제공되며, L2은 제2렌즈(102)이며, L2의 S1/S2은 L2의 제1 면/제2 면을 나타낸다.
상기 제1렌즈 군(G1)은 상기 제1 및 제2렌즈(101,102)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2렌즈(101,102) 중에서 광축(OA)에서의 두께, 즉 상기 렌즈의 중심 두께는 상기 제2렌즈(102)가 더 얇을 수 있고, 상기 제1렌즈(101)가 더 두꺼울 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 입사하는 광을 제어할 수 있고, 향상된 수차 특성 및 해상력을 가질 수 있다.
상기 제1 및 제2렌즈(101,102) 중에서 렌즈의 유효경의 평균 크기(Clear aperture, CA)는 상기 제2렌즈(102)가 상기 제1렌즈(101) 보다 더 작을 수 있다. 자세하게, 상기 제1 및 제2렌즈(101,102) 중에서 제1 면(S1)의 유효경(도 1의 H1)의 크기가 가장 클 수 있고, 상기 제2렌즈(102)의 제4 면(S4)의 유효경은 제5 면(S5)의 유효경 크기와 같거나 클 수 있다. 상기 유효경의 평균 크기는 각 렌즈의 물체측 면의 유효경과 센서측 면의 유효경의 평균 값이다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있고, 입사되는 광을 제어하여 상기 광학계(1000)의 비네팅(vignetting) 특성을 개선할 수 있다.
상기 제2렌즈(102)의 굴절률은 상기 제1렌즈(101)보다 굴절률이 클 수 있다. 상기 제2렌즈(102)의 굴절률은 1.6 초과이며, 상기 제1렌즈(101)의 굴절률은 1.6 미만일 수 있다. 상기 제2렌즈(102)는 상기 제1렌즈(101)의 아베수보다 작은 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2렌즈(102)의 아베수는 상기 제1렌즈(101)의 아베수보다 20 이상의 차이를 갖고 작을 수 있다. 자세하게, 상기 제1렌즈(101)의 아베수는 상기 제2렌즈(102)의 아베수보다 20 이상 클 수 있으며, 예컨대 40 이상일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.
상기 제3렌즈(103)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3렌즈(103)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3렌즈(103)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3렌즈(103)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제3렌즈(103)는 물체측 면으로 정의하는 제5 면(S5) 및 센서측 면으로 정의하는 제6 면(S6)을 포함할 수 있다. 광축(OA)에서 상기 제5 면(S5)은 볼록한 형상일 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제3렌즈(103)는 광축(OA)에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 광축(OA)에서 상기 제5 면(S5)은 오목한 형상일 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제3렌즈(103)는 광축(OA)에서 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 다른 예로서, 상기 제5, 6 면(S5,S6)은 모두 볼록한 형상일 수 있다. 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제5,6 면(S5,S6)의 비구면 계수는 도 4와 같이 제공되며, L3은 제3렌즈(103)이며, L3의 S1/S2은 L3의 제1 면/제2 면을 나타낸다. 상기 제5,6 면(S6,S7) 중 적어도 하나 또는 모두의 유효경 크기는 제1 내지 제18 면(S1-S18)의 유효경 크기 중에서 가장 작을 수 있다. 예컨대, 상기 제5 면(S5)의 유효경 크기(H3)는 제4 면(S4)의 유효경 크기와 같거나 더 작을 수 있다.
상기 제3렌즈(103)의 굴절률은 상기 제1렌즈(101)보다 굴절률이 클 수 있으며, 상기 제2렌즈(102)의 굴절률과 동일할 수 있다. 상기 제3렌즈(103)의 굴절률은 1.6 초과일 수 있다. 상기 제3렌즈(103)는 상기 제1렌즈(101)의 아베수보다 작은 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제3렌즈(103)의 아베수는 상기 제1렌즈(101)의 아베수보다 20 이상의 차이를 갖고 작을 수 있으며, 상기 제2렌즈(102)의 아베수와 같을 수 있다. 자세하게, 상기 제1렌즈(101)의 아베수는 상기 제2,3렌즈(102,103)의 아베수보다 20 이상 클 수 있으며, 예컨대 40 이상일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다. 상기 제2렌즈(102)와 상기 제3렌즈(103) 사이의 광축(OA)에서의 간격은 상기 제1렌즈(101)의 광축 두께보다 작을 수 있고, 상기 제2렌즈(102)의 광축 두께보다 클 수 있으며, 상기 제2,3렌즈(102,103)의 광축 두께보다 클 수 있다.
상기 제4렌즈(104)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4렌즈(104)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4렌즈(104)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제4렌즈(104)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제4렌즈(104)는 물체측 면으로 정의하는 제7 면(S7) 및 센서측 면으로 정의하는 제8 면(S8)을 포함할 수 있다. 광축(OA)에서 상기 제7 면(S7)은 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4렌즈(104)는 광축(OA)에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4렌즈(104)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4렌즈(104)는 광축(OA)에서 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4렌즈(104)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제7,8 면(S7,S8)의 비구면 계수는 도 4와 같이 제공되며, L4은 제4렌즈(104)이며, L4의 S1/S2은 L4의 제1 면/제2 면을 나타낸다. 상기 제4렌즈(104)의 굴절률은 상기 제3렌즈(103)보다 굴절률이 작을 수 있다. 상기 제4렌즈(104)는 상기 제2,3렌즈(102,103)보다 큰 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제4렌즈(104)의 아베수는 상기 제3렌즈(103)의 아베수보다 약 5 이상 클 수 있다. 상기 제2,3,4렌즈(112,113,114)의 아베수는 40 미만일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.
상기 제5렌즈(105)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5렌즈(105)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5렌즈(105)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제5렌즈(105)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제5렌즈(105)는 물체측 면으로 정의하는 제9 면(S9) 및 센서측 면으로 정의하는 제10 면(S10)을 포함할 수 있다. 광축(OA)에서 상기 제9 면(S9)은 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제5렌즈(105)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제9 면(S9)은 광축(OA)에서 볼록한 형상이고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있으며, 이러한 제5렌즈(105)는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제9 면(S9)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제5렌즈(105)는 광축(OA)에서 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제9 면(S9)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제5렌즈(105)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제9,10 면(S9,S10)의 비구면 계수는 도 4와 같이 제공되며, L5은 제5렌즈(105)이며, L5의 S1/S2은 L5의 제1 면/제2 면을 나타낸다.
상기 제6렌즈(106)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6렌즈(106)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6렌즈(106)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제6렌즈(106)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제6렌즈(106)는 물체측 면으로 정의하는 제11 면(S11) 및 센서측 면으로 정의하는 제12 면(S12)을 포함할 수 있다. 상기 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제6렌즈(106)은 광축(OA)에서 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제6렌즈(106)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제11,12 면(S11,S12)의 비구면 계수는 도 4와 같이 제공되며, L6은 제6렌즈(106)이며, L6의 S1/S2은 L6의 제1 면/제2 면을 나타낸다.
상기 제7렌즈(107)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7렌즈(107)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7렌즈(107)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제7렌즈(107)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제7렌즈(107)는 물체측 면으로 정의하는 제13 면(S13) 및 센서측 면으로 정의하는 제14 면(S14)을 포함할 수 있다. 상기 제13 면(S13)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제7렌즈(107)는 광축(OA)에서 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제13 면(S13)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다, 즉, 상기 제7렌즈(107)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7렌즈(107)는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상 또는 양면이 오목한 형상일 수 있다. 상기 제13 면(S13) 및 상기 제14 면(S14) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제13 면(S13) 및 상기 제14 면(S14)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제13,14 면(S13,S14)의 비구면 계수는 도 4와 같이 제공되며, L7은 제7렌즈(107)이며, L7의 S1/S2은 L7의 제1 면/제2 면을 나타낸다.
상기 제8렌즈(108)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제8렌즈(108)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제8렌즈(108)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제8렌즈(108)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제8렌즈(108)는 물체측 면으로 정의하는 제15 면(S15) 및 센서측 면으로 정의하는 제16 면(S16)을 포함할 수 있다. 상기 제15 면(S15)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제8렌즈(108)는 광축(OA)에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제15 면(S15)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제8렌즈(108)는 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 상기 제8렌즈(108)는 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상 또는 양면이 오목한 형상일 수 있다. 상기 제15 면(S15) 및 상기 제16 면(S16) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제15 면(S15) 및 상기 제16 면(S16)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제15,16 면(S16,S16)의 비구면 계수는 도 4와 같이 제공되며, L8은 제8렌즈(108)이며, L8의 S1/S2은 L8의 제1 면/제2 면을 나타낸다.
상기 제9렌즈(109)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제9렌즈(109)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제9렌즈(109)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제9렌즈(109)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제9렌즈(109)는 물체측 면으로 정의하는 제17 면(S17) 및 센서측 면으로 정의하는 제18 면(S18)을 포함할 수 있다. 상기 제17 면(S17)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제9렌즈(109)는 광축(OA)에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제17 면(S17)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제9렌즈(109)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제17 면(S17) 및 상기 제18 면(S18) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제17 면(S17) 및 상기 제18 면(S18)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제17,18 면(S17,S18)의 비구면 계수는 도 4와 같이 제공되며, L9은 제9렌즈(109)이며, L9의 S1/S2은 L9의 제1 면/제2 면을 나타낸다.
상기 제2렌즈 군(G2)은 상기 제3 내지 제9렌즈(103,104,105,106,107,108,109)을 포함할 수 있다. 상기 제3 내지 제9렌즈(103,104,105,106,107,108,109) 중에서 광축(OA)에서의 두께, 즉 중심 두께는 상기 제3,4렌즈(103,104) 중 적어도 하나가 가장 얇을 수 있고, 예컨대 제4렌즈(104)가 가장 얇을 수 있다. 제2렌즈 군(G2) 내에서 제6렌즈(106)의 중심 두께는 가장 두꺼울 수 있으며, 상기 제4렌즈(104)의 중심 두께의 2배 이상일 수 있다. 상기 제2렌즈 군(G2)에서 70% 이상은 렌즈 중심 두께가 0.4 mm 이하이고, 30 이하는 렌즈 중심 두께가 0.4mm 초과일 수 있다. 예를 들면, 상기 제3, 4, 5, 7, 9렌즈(103,104,105,107,109)의 중심 두께는 0.4 mm 이하이고, 제6,8렌즈(106,108)의 중심 두께는 0.4 mm 초과일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 입사하는 광을 제어할 수 있고, 향상된 수차 특성 및 해상력을 가질 수 있다.
상기 제1렌즈 군(G1) 내에서 중심 두께가 가장 두꺼운 렌즈는 상기 제2렌즈 군(G2) 내에서 중심 두께가 가장 두꺼운 렌즈보다 얇을 수 있다. 상기 제1 내지 제9렌즈(101-109) 중에서 최대 중심 두께는 최대 중심 간격보다 더 작을 수 있으며, 예컨대 최대 중심 간격의 0.8배 이상 또는 0.8배 내지 0.99배 범위일 수 있다. 예를 들면, 상기 제6렌즈(106)의 중심 두께는 렌즈들 중에서 최대이며, 상기 제8렌즈(108)와 상기 제9렌즈(109) 사이의 중심 간격(d89)은 렌즈들 사이의 간격 중에서 최대이며, 상기 제9렌즈(109)의 중심 두께는 상기 제8,9렌즈(108,109) 사이의 중심 간격의 0.7배 이하 예컨대, 0.4배 내지 0.7배의 범위일 수 있다. 상기 제3 내지 제9렌즈(103,104,105,106,107,108,109) 중에서 렌즈의 유효경의 평균 크기(Clear aperture, CA)는 상기 제3렌즈(103)가 가장 작을 수 있고, 상기 제9렌즈(109)가 가장 클 수 있다. 바람직하게, 상기 제3렌즈(103)의 물체측 제5 면(S5)은 복수의 렌즈(100)의 렌즈 면 중에서 가장 작을 수 있으며, 상기 제18렌즈(S18)의 유효경(H9) 크기는 가장 클 수 있다. 상기 복수의 렌즈(100) 중에서 제18 면(S18)의 유효경(H9) 크기는 제5 면(S5)의 유효경 크기의 1.8배 이상 예컨대, 1.8배 내지 2.3배의 범위일 수 있다. 상기 복수의 렌즈(100) 중에서 유효경의 평균 크기가 최대인 제9렌즈(S9)는 유효경 평균 크기가 최소인 제2렌즈(102)의 1.8배 이상 예컨대, 1.8배 내지 2.3배의 범위일 수 있다. 상기 제9렌즈(109)의 유효경은 가장 크게 제공되어, 입사되는 광들을 효과적으로 이미지 센서(300)를 향해 굴절시켜 줄 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있고, 입사되는 광을 제어하여 상기 광학계(1000)의 비네팅(vignetting) 특성을 개선할 수 있다.
상기 제7렌즈(107)의 굴절률은 상기 제8,9렌즈(108,109)의 굴절률보다 클 수 있다. 상기 제8,9렌즈(108,109)의 굴절률은 1.6 미만이며, 상기 제7렌즈(107)의 굴절률은 1.6 이상일 수 있다. 상기 제7렌즈(107)는 상기 제8,9렌즈(108,109)의 아베수보다 작은 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제7렌즈(107)의 아베수는 상기 제8,9렌즈(108,109)의 아베수와 15 이상의 차이를 갖고 작을 수 있다. 자세하게, 상기 제8,9렌즈(108,109)의 아베수는 상기 제7렌즈(107)의 아베수보다 20 이상 클 수 있다. 상기 제2렌즈 군(G2)에서 굴절률이 1.6 초과된 렌즈 매수는 1.6 미만의 렌즈 매수보다 작을 수 있다. 상기 제2렌즈 군(G2)에서 아베수가 50 초과인 렌즈 매수는 50 미만의 렌즈 매수보다 작을 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.
상기 복수의 렌즈(100)들의 임계점에 대해 설명하면 다음과 같다.
상기 제1렌즈(101)는 적어도 하나의 임계점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 면(S1)은 임계점 없이 제공될 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 적어도 하나의 임계점을 가질 수 있다. 상기 제2 면(S2)의 임계점은 상기 제2 면(S2)의 유효경의 45% 이상의 위치 예컨대, 47% 내지 65%의 범위에 위치할 수 있다. 즉, 상기 제2 면(S2)의 임계점은 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단 까지의 거리인 상기 제2 면(S2)의 유효 반경의 45% 이상의 위치 예컨대, 47% 내지 65%의 범위에 위치할 수 있다. 여기서, 상기 제2렌즈(102)의 제3, 4면(S3,S4)는 임계점 없이 제공될 수 있다.
상기 제3렌즈(103)은 제5,6 면(S5,S6) 중 적어도 하나 또는 모두가 임계점을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 제5,6 면(S5,S6)은 모두 임계점을 가질 수 있다. 상기 제5 면(S5)의 임계점은 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단 까지의 거리인 상기 제5 면(S5)의 유효 반경의 70% 이상의 위치 예컨대, 70% 내지 90%의 범위 또는 75% 내지 85% 범위에 위치할 수 있다. 상기 제6 면(S6)의 임계점은 광축(OA)에서 상기 제6 면(S6)의 유효 반경의 60% 이상의 위치 예컨대, 60% 내지 76%의 범위 또는 65% 내지 76% 범위에 위치할 수 있다. 이에 따라 상기 제5,6 면(S5,S6)은 상기 제4 면(S4)을 통해 입사된 광들을 확산시켜 줄 수 있다.
상기 제4렌즈(104)의 제7,8 면(S7,S8) 중 적어도 하나가 임계점을 가질 수 있다. 상기 제7 면(S7)은 임계점을 적어도 하나 가질 수 있으며, 예컨대 광축(OA)에서 제7 면(S7)의 유효 반경의 45% 이상의 위치 예컨대, 45% 내지 60% 범위에 위치할 수 있다. 상기 제7 면(S7)의 임계점은 60% 이하의 위치에 위치하므로, 광축(OA)에서 상기 제3,4 면(S3,S4)의 임계점 위치보다 광축(OA)에 더 가깝게 위치할 수 있다. 또한 상기 제7 면(S7)은 유효 영역의 끝단 주변에 다른 임계점을 더 포함할 수 있으며, 이러한 끝단 주변의 임계점은 유효 반경의 80% 이상의 위치에 배치될 수 있으며, 제거될 수 있다. 상기 제8 면(S8)은 임계점 없이 제공될 수 있다. 여기서, 상기 제5렌즈(105)의 제9, 10면(S9,S10)는 임계점 없이 제공될 수 있다. 상기 제6렌즈(106)의 제11, 12면(S11,S12)는 임계점 없이 제공될 수 있다.
상기 제7렌즈(107)은 제13,14 면(S13,S14) 중 적어도 하나가 임계점을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 제13,14 면(S13,S14)은 모두 임계점을 가질 수 있다. 상기 제13 면(S13)의 임계점은 광축(OA)에서 상기 제13 면(S13)의 유효 반경의 90% 이상의 위치 예컨대, 90% 내지 99%의 범위에 위치할 수 있다. 상기 제14 면(S14)의 임계점은 광축(OA)에서 상기 제14 면(S14)의 유효 반경의 90% 이상의 위치 예컨대, 90% 내지 99%의 범위에 위치할 수 있다. 이에 따라 상기 제13,14 면(S13,S14)은 상기 제6렌즈(106)을 통해 입사된 광들을 확산시켜 줄 수 있다.
도 2와 같이, 상기 제8렌즈(108)은 제15,16 면(S15,S16) 중 적어도 하나 또는 모두가 임계점을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 제15,16 면(S15,S16)은 모두 임계점(P4,P3)을 가질 수 있다. 상기 제15 면(S15)의 임계점(P4)은 광축(OA)에서 상기 제15 면(S15)의 유효 반경의 65% 이상의 거리(dP4) 예컨대, 65% 내지 80%의 범위 또는 70% 내지 80%의 범위에 위치할 수 있다. 상기 제16 면(S16)의 임계점(P3)은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16)의 유효 반경(r8)의 65% 이상의 거리(dP3) 예컨대, 65% 내지 80%의 범위 또는 65% 내지 75% 범위에 위치할 수 있다. 이에 따라 상기 제15,16 면(S15,S16)은 상기 제7렌즈(107)을 통해 입사된 광들을 확산시켜 줄 수 있다. 상기 제15,16(S15,S16)의 임계점(P4,P3) 위치는 상기 제7렌즈(107)의 제13,14 면(S13,S14)의 임계점 위치보다 광축(OA)을 기준으로 더 외측에 배치될 수 있다.
상기 제9렌즈(109)은 제17,18 면(S17,S18) 중 적어도 하나 또는 모두가 임계점을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 제17,18 면(S17,S18)은 모두 임계점(P2,P1)을 가질 수 있다. 상기 제17 면(S17)의 임계점(P2)은 광축(OA)에서 상기 제17 면(S17)의 유효 반경의 45% 이하의 거리(dP2) 예컨대, 30% 내지 45%의 범위에 위치할 수 있다. 상기 제18 면(S18)의 임계점(P1)은 광축(OA)에서 상기 제18 면(S18)의 유효 반경(r9)의 55% 이하의 거리(dP1) 예컨대, 45% 내지 55%의 범위에 위치할 수 있다. 이에 따라 상기 제17,18 면(S17,S18)은 상기 제8렌즈(108)을 통해 굴절된 광들을 이미지 센서(300)의 주변부까지 확산시켜 줄 수 있다. 상기 제17,18(S17,S18)의 임계점(P2,P1) 위치는 상기 제8렌즈(108)의 제15,16 면(S15,S16)의 임계점(P4,P3) 위치보다 광축(OA)을 기준으로 더 내측에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 임계점은 센서측 제18 면(S18) 상에서 법선(K2)과 광축(OA)의 기울기가 0인 지점을 의미할 수 있다. 또한, 상기 임계점은 제18 면(S18) 상에서 접선(K1)과 광축(OA)의 수직인 방향으로 연장하는 가상의 선과 기울기가 0도인 지점을 의미할 수 있다.
도 7의 (A)는 도 2의 제8렌즈(108)에서 물체측 제15 면(S15)과 센서측 제16 면(S16)에 대해 광축(OA)에서 제1 방향(Y)의 거리에 따른 광축 방향의 높이를 나타낸 그래프이며, (B)는 도 2의 제9렌즈(109)에서 물체측 제17 면(S17)과 센서측 제18면(S18)에 대해 광축(OA)에서 제1 방향(Y)의 거리에 따른 광축 방향 높이를 나타낸 그래프이며, L8은 제8렌즈며, L8S1은 제15 면이며, L8S2는 제16 면이며, L9는 제9렌즈며, L9S1은 제17 면이며, L9S2는 제18 면이다.
도 7의 (A)와 같이, 제8렌즈(108)의 제15 면인 L8S1과 제16 면인 L8S2는 각 렌즈 면의 중심(0)과 직교하는 직선을 기준으로 센서측에 위치함을 알 수 있으며, L8S1의 임계점이 L8S2의 임계점보다 광축에 더 인접함을 알 수 있다. L8S1의 임계점은 1.5mm±0.1mm에 위치하며, L8S2의 임계점은 1.7mm±0.1mm에 위치함을 알 수 있다. 도 7의 (B)와 같이, 제9렌즈(109)의 제17 면인 L9S1은 중심(0)과 직교하는 직선을 기준으로 볼 때, 중심(0)에 인접한 영역은 센서측 영역에 위치하며, 유효 영역 끝단에 인접한 영역은 물체측 영역에 위치하며, L9S1의 임계점은 센서측 영역의 0.9mm±0.1mm 범위에 위치할 수 있다. 또한 제9렌즈(109)의 제18 면인 L9S2는 중심(0)과 직교하는 직선을 기준으로 볼 때, 중심(0)에 인접한 영역은 센서측 영역에 위치하며, 유효 영역 끝단에 인접한 영역은 물체측 영역에 위치하며, L9S2의 임계점은 L9S1의 임계점보다 더 외측에 위치하며 센서측 영역의 1.3mm ±0.1mm에 위치할 수 있다. 또한 L9S2의 센서측 영역은 중심(0)과 직교하는 직선을 기준으로 80% 내지 90% 범위로 존재한다. 여기서, 센서측 영역은 중심(0)과 직교하는 직선에서 위로 0.3mm까지의 영역이며, 물체측 영역은 중심(0)과 직교하는 직선에서 아래로 -0.5mm까지의 영역이다.
상기 제8,9렌즈(108,109)의 임계점(P1,P2,P3,P4)의 위치는 상기 광학계(1000)의 광학 특성을 고려하여 상술한 범위를 만족하는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 자세하게, 상기 임계점의 위치는 상기 광학계(1000)의 색수차, 왜곡 특성, 수차 특성, 해상력 등의 광학 특성 제어를 위해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 렌즈를 통해 상기 이미지 센서(300)로 방출되는 광의 경로를 효과적으로 제어할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 향상된 광학 특성을 가질 수 있다.
도 2 및 도 9와 같이, 마지막 렌즈인 제9렌즈(109,119)의 센서측 제18 면(S18)의 임의의 점을 통과하는 법선(K2)은 광축(OA)과 소정의 각도(θ1)를 가질 수 있다. 상기 각도(θ1)는 5도 초과 및 45도 미만일 수 있다. L9_CT는 상기 제9렌즈(109,119)의 중심 두께 또는 광축 두께이며, L9_ET는 상기 제9렌즈(109,119)의 유효 영역의 끝단 또는 에지 두께이다. L8_CT는 상기 제8렌즈(108,118)의 중심 두께 또는 광축 두께이며, L8_ET는 상기 제8렌즈(108,118)의 유효 영역의 끝단 또는 에지 두께이다. 상기 제8렌즈(108,118)의 에지 두께(L8_ET)는 제15 면(S15)의 유효 영역 끝단에서 제16 면(S16)의 유효 영역까지의 광축 방향의 거리이다. 상기 제9렌즈(109,119)의 에지 두께(L9_ET)는 제17 면(S17)의 유효 영역 끝단에서 제18 면(S18)의 유효 영역까지의 광축 방향의 거리이다. D89_CT는 상기 제8렌즈(108,118)의 센서측 면의 중심에서 상기 제9렌즈(109,119)의 물체측 면의 중심까지의 광축 거리(즉, 중심 간격)이다. 즉, d89_CT는 광축(OA)에서 제16 면(S16)과 제17 면(S17) 사이의 거리이다. D89_ET는 상기 제8렌즈(108,118)의 에지에서 상기 제9렌즈(109,119)의 에지까지의 광축 방향의 거리(즉, 에지 간격)이다. 즉, d89_ET는 상기 제16면(S16)의 유효 영역 끝단에서 외측 방향으로 연장된 직선과 상기 제17 면(S17)의 유효 영역 끝단 사이의 광축 방향의 거리이다. 여기서, 인접한 렌즈 면들 사이의 유효 영역의 끝단 사이의 거리는 짧은 유효 반경을 갖는 끝단으로부터 연장된 직선과 이에 대면하는 유효 영역 끝단 사이의 광축 간격이다. BFL(Back focal length)은 상기 이미지 센서(300)에서 마지막 렌즈까지의 광축 거리이다.
이러한 형식으로 상기 제1 내지 제9렌즈(101-109)의 중심 두께, 에지 두께, 인접한 두 렌즈 사이의 중심 간격 및 에지 간격을 설정할 수 있다. 예를 들면, 도 3 및 도 10과 같이, 인접한 렌즈들 사이의 간격을 제공할 수 있으며, 예를 들면, 광축(OA)을 기준으로 제1 방향(Y)을 따라 소정 거리(예: 0.1 mm)마다 이격된 영역에서 제1렌즈(101,111)와 제2렌즈(102,112) 사이의 제1 간격(d12), 제2렌즈(102,112)와 제 3렌즈(103,113) 사이의 제2 간격(d23), 제3렌즈(103,113)와 제 4렌즈(104,114) 사이의 제3 간격(d34), 제4렌즈(104,114)와 제 5렌즈(105,115) 사이의 제4 간격(d45), 제5렌즈(105,115)와 제 6렌즈(106,116) 사이의 제5 간격(d56), 제6렌즈(106,116)와 제7렌즈(107,117) 사이의 제6 간격(d67), 제7렌즈(107,117)와 제8렌즈(108,118) 사이의 제7 간격(d78), 및 제8렌즈(108,118)와 제9렌즈(109,119) 사이의 제8 간격(d89)으로 나타낼 수 있다. 도 3 및 도 10의 설명에 있어서, 상기 제1 방향(Y)은 광축(OA)을 중심으로 하는 원주 방향 또는 서로 직교하는 두 방향을 포함할 수 있으며, 상기 제1 방향(Y)의 끝단에서의 인접한 두 렌즈 사이의 간격은 유효 반경이 더 작은 렌즈의 유효 영역의 끝단이 기준일 수 있으며, 상기 유효 반경의 끝단은 끝단±0.2 mm의 오차를 포함할 수 있다.
도 3 및 도 1을 참조하면, 상기 제1 간격(d12)은 제1 방향(Y)을 따라 상기 제1렌즈(101)와 상기 제2렌즈(102) 사이의 광축 방향(Z)의 간격일 수 있다. 상기 제1 간격(d12)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제2렌즈(102)의 제3 면(S3)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)에서 제1방향(Y)으로 갈수록 점차 커질 수 있다. 상기 제1 간격(d12)은 광축(OA)에서 최소이고, 유효 영역의 끝단에서 최대일 수 있다. 상기 제1 간격(d12)에서 최대 값은 최소 값의 12 배 이상 예컨대, 12 배 내지 17배 범위일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 입사되는 광을 효과적으로 제어할 수 있으며, 제1 간격(d12)에 의해 상기 제1 및 제2렌즈(101, 102)를 통해 입사된 광이 다른 렌즈로 진행될 수 있고 양호한 광학 성능을 유지할 수 있다.
상기 제2 간격(d23)은 상기 제2렌즈(102)와 상기 제3렌즈(103) 사이의 광축 방향(Z) 간격일 수 있다. 상기 제2 간격(d23)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제3렌즈(103)의 제5 면(S5)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 제2 간격(d23)은 광축(OA)에서 끝점을 향해 제1 방향(Y)으로 갈수록 점차 작아질 수 있다. 상기 제2 간격(d23)은 광축(OA) 또는 시작 점에서 최대이고, 끝점에서 최소일 수 있다. 상기 제2 간격(d23)의 최대 값은 최소 값의 3배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제2 간격(d23)의 최대 값은 최소값의 3배 내지 5배를 만족할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있으며, 제2 간격(d23)에 의해 상기 광학계(1000)의 수차 특성을 개선할 수 있다. 상기 제2 간격(d23)의 최대 값은 상기 제1 간격(d12)의 최대 값보다 크고, 상기 제2 간격(d23)의 최소 값은 상기 제1 간격(d12)의 최소 값과 최대 값 사이의 값일 수 있다.
상기 제1렌즈군(G1)과 상기 제2렌즈군(G2)은 제3 간격(d34)으로 이격될 수 있다. 상기 제3 간격(d34)은 상기 제3렌즈(103)와 상기 제4렌즈(104) 사이의 광축 방향(Z)의 간격일 수 있다. 상기 제3 간격(d34)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제3렌즈(103)의 제6 면(S6)의 유효 영역 끝단을 제1 방향(Y)의 끝점으로 할 때, 광축(OA)에서 제1 방향(Y)을 향해 감소 및 증가되는 형태이다. 예컨대, 상기 제3 간격(d34)은 광축(OA)에서 제1 방향(Y)의 제3렌즈(103)의 제6 면(S6)의 임계점 위치를 향해 갈수록 점차 작아지고, 상기 임계점 이후에 다시 커질 수 있다. 즉, 상기 제3 간격은 유효 영역의 끝단에서 최대 값이고, 상기 임계점 부근(예: 1.1mm)에서 최소 값을 가질 수 있다. 상기 최대 값은 최소 값은 1.5배 이상 예컨대, 1.5배 내지 3배의 범위일 수 있다. 상기 제3 간격(d34)의 최대 값은 상기 제2 간격(d23)의 최대 값보다 작을 수 있으며, 최소 값은 상기 제2 간격(d23)의 최소 값보다 작을 수 있다. 이에 따라, 상기 제3 간격(d34)에 의해 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 특성을 가질 수 있으며, 비네팅(vignetting) 특성을 제어할 수 있다.
상기 제4 간격(d45)은 상기 제4렌즈(104)와 상기 제5렌즈(105) 사이의 광축 방향(Z)의 간격일 수 있다. 상기 제4 간격(d45)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제4렌즈(104)의 제8 면(S8)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 시작점에서 끝점을 향하는 제1 방향(Y)으로 점차 감소되는 형태로 변화될 수 있으며, 최대 값이 0.05mm 이하일 수 있으며, 상기 제1 간격(d12)의 최소 값보다 크고, 최소 값이 제1 간격(d12)의 최소 값보다 작을 수 있다.
상기 제5 간격(d56)은 상기 제5렌즈(105)와 상기 제6렌즈(106) 사이의 광축 방향(Z)의 간격될 수 있다. 상기 제5 간격(d56)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제5렌즈(105)의 제10 면(S10)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)에서 수직인 제1 방향(Y)으로 갈수록 증가 및 감소할 수 있다. 상기 제5 간격(d56)은 최대 값이 상기 광축(OA)에서 끝점까지의 거리의 65% 이상 예컨대, 65% 내지 72%의 범위에 위치할 수 있다. 상기 제5 간격(d56)의 최소 값은 상기 광축에 위치하며, 최대 값은 제4 간격(d45)의 최대 값보다 크며 0.05mm 이하일 수 있다. 상기 제5 간격(d56)의 최소 값은 상기 제3 간격(d34)의 최소 값보다 작고, 최대 값은 상기 제3 간격(d34)의 최대 값보다 작을 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있으며, 제4,5 간격(d45,d56)에 의해 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있고, 향상된 색수차 및 왜곡 수차를 조절할 수 있다.
상기 제6 간격(d67)은 상기 제6렌즈(106)와 상기 제7렌즈(107) 사이의 광축 방향의 간격일 수 있다. 상기 제6 간격(d67)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제6렌즈(106)의 제12 면(S12)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 제6 간격(d67)의 최소 값은 광축(OA)에서 유효 반경의 52% 이상 예컨대, 52% 내지 62% 범위에 위치하고, 최대 값은 끝단에 위치하며, 최소 값에서 최대 값까지 점차 증가할 수 있다. 상기 제6 간격(d67)의 최대 값은 최소 값의 7배 이상 예컨대, 7배 내지 15배의 범위일 수 있다. 상기 제6 간격(d67)의 최대 값은 상기 제3 간격(d34)의 최대 값의 1.2 배 이상 예컨대, 1.2배 내지 2배의 범위일 수 있으며, 최소 값은 상기 제3 간격(d34)의 최소 값보다 클 수 있다.
상기 제7 간격(d78)은 상기 제7렌즈(107)와 상기 제8렌즈(108) 사이의 광축 방향 간격일 수 있다. 상기 제7 간격(d78)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제7렌즈(107)의 제14 면(S14)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 제7 간격(d78)의 최대 값은 유효 영역의 끝단에 인접한 영역 예컨대, 유효 반경의 80% 이상 또는 80% 내지 90% 범위에 위치하고, 최소 값은 광축에 위치할 수 있다. 상기 제7 간격(d78)의 최소 값에서 최대 값까지 점차 증가할 수 있다. 상기 제7 간격(d78)의 최대 값은 최소 값의 50배 이상 예컨대, 50배 내지 60배의 범위일 수 있으며, 최소 값은 제6 간격(d67)의 최소 값보다 작을 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 상기 제7렌즈(107) 및 상기 제8렌즈(108)가 위치에 따라 설정된 제7 간격(d78)으로 이격됨에 따라 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있고, 상기 제9렌즈(109)의 유효경을 적절하게 제어할 수 있다.
상기 제8 간격(d89)은 상기 제8렌즈(108)와 상기 제9렌즈(109) 사이의 광축 방향 간격일 수 있다. 상기 제8 간격(d89)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제8렌즈(108)의 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 제8 간격(d89)의 최대 값은 광축에 위치하고, 최소 값은 유효영역의 끝단 주변 예컨대, 광축에서 유효 반경의 80% 이상 예컨대, 80% 내지 90%에 위치하며, 최소 값에서 최대 값까지 점차 증가할 수 있다. 상기 제8 간격(d89)의 최대 값은 최소 값의 25배 이상 예컨대, 25배 내지 35배의 범위일 수 있다. 상기 제8 간격(d89)에 의해 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 왜곡 특성 및 수차 특성을 개선할 수 있다.
상기 렌즈들(101-109) 중에서 최대 중심 두께는 최소 중심 두께의 2배 이상 예컨대, 2배 내지 4배의 범위일 수 있다. 최대 중심 두께를 갖는 제6렌즈(106)는 제2렌즈(102) 또는 제4렌즈(102,104)보다 2배 이상 예컨대, 2배 내지 4배의 범위일 수 있다. 상기 제2렌즈(102) 또는 제4렌즈(102,104)의 중심 두께 중 어느 하나는 최소 두께일 수 있으며, 예컨대 제2렌즈(102)일 수 있다.
상기 복수의 렌즈(100) 중에서 중심 두께가 0.5mm 미만인 렌즈 매수는 0.5mm 이상의 렌즈 매수보다 많을 수 있다. 상기 복수의 렌즈(100) 중에서 0.5mm 미만의 렌즈 매수는 전체 렌즈 매수의 70% 이상일 수 있다. 이에 따라 광학계(1000)를 슬림한 두께를 갖는 구조로 제공할 수 있다. 상기 복수의 렌즈 면(S1-S18) 중에서 유효 반경이 1.50mm 미만의 면수는 1.50 mm 이상의 면수에 비해 작을 수 있으며, 예컨대 전체 렌즈 면의 30% 이하 또는 15% 내지 30% 범위일 수 있다.
곡률 반경을 절대 값으로 설명하면, 상기 복수의 렌즈(100) 중에서 제1렌즈(101)의 제2 면(S2)의 곡률 반경은 렌즈 면들 중에서 가장 클 수 있고, 제1 면(S1) 또는 제6 면(S6)의 곡률 반경의 7 배 이상 예컨대, 7배 내지 20배 범위일 수 있다. 초점 거리를 절대 값으로 설명하면, 상기 복수의 렌즈(100) 중에서 제3렌즈(103)의 초점 거리는 렌즈들 중에서 가장 클 수 있고, 제1렌즈(101)의 초점 거리의 5 배 이상 예컨대, 5배 내지 10배 범위일 수 있다.
표 1은 도 1의 광학계의 렌즈 데이터의 예이다.
렌즈 면 곡률반경(mm) 두께(mm)/
간격(mm)		 굴절률 아베수 유효경의 크기(mm)
제1 렌즈 제1 면 3.084 0.625 1.529 45.400 3.080
제2 면 -29.895 0.015 2.987
제2 렌즈 제3 면
(Stop)		 2.036 0.212 1.701 15.800 2.827
제4 면 1.481 0.394 2.694
제3 렌즈 제5 면 3.034 0.235 1.701 15.800 2.680
제6 면 2.621 0.154 2.690
제4 렌즈 제7 면 7.899 0.214 1.614 26.000 2.900
제8 면 12.545 0.041 3.120
제5 렌즈 제9 면 13.984 0.351 1.511 56.800 3.234
제10 면 -12.270 0.036 3.262
제6 렌즈 제11 면 -12.457 0.712 1.493 61.200 3.308
제12 면 -4.779 0.092 3.306
제7 렌즈 제13 면 -2.017 0.335 1.614 26.000 3.458
제14 면 -2.636 0.015 3.595
제8 렌즈 제15 면 1.564 0.446 1.516 48.000 3.766
제16 면 2.383 0.734 4.164
제9 렌즈 제17 면 1.847 0.372 1.516 48.000 5.029
제18 면 1.162 0.500 5.316
필터 Infinity 0.145 5.774
Infinity 0.530 6.393
이미지 센서
 Infinity 6.483
표 1은 도 1의 제1 내지 제9렌즈들(101-109)의 광축(OA)에서의 곡률 반경(Radius of Curvature), 렌즈의 두께(Thickness), 렌즈 사이의 간격(distance), d-line에서의 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number) 및 유효경(Clear aperture; CA)의 크기에 대한 것이다.
도 4와 같이, 제1 실시예에 복수의 렌즈들(100) 중 적어도 하나의 렌즈면은 30차 비구면 계수를 가진 비구면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제9렌즈(101,102,103,104,105,106,107,108,109)는 30차 비구면 계수를 가지는 렌즈면을 포함할 수 있다. 상기와 같이 30차 비구면 계수를 가진 비구면은(“0”이 아닌 수치) 주변부의 비구면 형상을 특히 크게 변화시킬 수 있기 때문에 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 양호하게 보정할 수 있다.
도 5는 제1 실시예에 따른 광학계(1000)의 회절(Diffraction) MTF 특성에 대한 그래프이고, 또한, 도 6은 수차 특성에 대한 그래프이다. 도 6의 수차 그래프에서 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 도 6에서 X축은 초점 거리(mm) 및 왜곡도(%)를 나타낼 수 있고, Y축은 이미지의 높이(height)를 의미할 수 있다. 또한, 구면 수차에 대한 그래프는 약 470nm, 약 510nm, 약 555nm, 약 610nm, 약 660nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이며, 비점 수차 및 왜곡 수차에 대한 그래프는 약 555nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다.
도 6의 수차도에서는 각 곡선들이 Y축에 근접할 수록 수차 보정 기능이 좋은 것으로 해석할 수 있는데, 도 6을 참조하면 실시예에 따른 광학계(1000)는 거의 대부분의 영역에서 측정 값들이 Y축에 인접한 것을 알 수 있다. 즉, 실시예에 따른 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가지며 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
<제2실시 예>
도 8은 제2 실시예에 따른 광학계의 구성도이며, 도 9는 도 8의 광학계에서 이미지 센서, n 번째 렌즈 및 n-1번째 렌즈의 관계를 나타낸 설명한 도면이며, 도 10은 도 8의 광학계에서 인접한 두 렌즈 사이의 간격에 대한 데이터이고, 도 11은 도 8의 광학계에서 각 렌즈면의 비구면 계수에 대한 데이터이며, 도 12는 도 8의 광학계의 회절 MTF(Diffraction MTF)에 대한 그래프이고, 도 13은 도 8의 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이며, 도 13은 도 9의 광학계의 n 번째 렌즈 및 n-1번째 렌즈에서 물체측 면과 센서측면에 대한 제1 방향(Y)의 거리에 따른 광축 방향의 높이를 나타낸 그래프이다. 제2실시 예를 설명함에 있어서, 제1실시 예와 동일한 구성 또는 재질은 설명을 생략하기로 하며, 제1실시 예의 설명을 선택적으로 포함할 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 복수의 렌즈(100A)를 포함하며, 상기 복수의 렌즈(100A)는 제1렌즈(111), 제2렌즈(112), 제3렌즈(113), 제4렌즈(114), 제5렌즈(115), 제6렌즈(116), 제8렌즈(118), 및 제9렌즈(119)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제9렌즈들(111-119)은 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
상기 제1렌즈(111)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1렌즈(111)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 광축(OA)에서 상기 제1렌즈(111)의 제1 면(S1)은 볼록한 형상일 수 있고, 제2 면(S2)은 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제1렌즈(111)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 광축(OA)에서 상기 제1 면(S1)은 볼록한 형상일 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제1렌즈(111)는 광축(OA)에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2) 중 적어도 하나 또는 모두는 비구면일 수 있다. 상기 제1,2면(S1,S2)의 비구면 계수는 도 11과 같이 제공되며, L1은 제1렌즈(111)이며, S1/S2은 L1의 제1 면/제2 면을 나타낸다.
상기 제2렌즈(112)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2렌즈(112)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 광축(OA)에서 상기 제2렌즈(112)의 제3 면(S3)은 볼록한 형상일 수 있고, 제4 면(S4)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제2렌즈(112)는 광축(OA)에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 광축(OA)에서 상기 제3 면(S3)은 볼록한 형상일 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제2렌즈(112)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4) 중 적어도 하나 또는 모두는 비구면일 수 있다. 상기 제3,4면(S3,S4)의 비구면 계수는 도 11과 같이 제공되며, L2은 제2렌즈(112)이며, L2의 S1/S2은 L2의 제1 면/제2 면을 나타낸다.
상기 제1렌즈 군(G1)은 상기 제1 및 제2렌즈(111,112)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2렌즈(111,112) 중에서 광축(OA)에서의 두께, 즉 상기 렌즈의 중심 두께는 상기 제2렌즈(112)가 제1렌즈(111) 보다 더 얇을 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 입사하는 광을 제어할 수 있고, 향상된 수차 특성 및 해상력을 가질 수 있다. 상기 제1 및 제2렌즈(111,112) 중에서 렌즈의 유효경의 평균 크기(Clear aperture, CA)는 상기 제2렌즈(112)가 상기 제1렌즈(111) 보다 더 작을 수 있다. 자세하게, 상기 제1 및 제2렌즈(111,112) 중에서 제1 면(S1)의 유효경(도 1의 H1)의 크기가 가장 클 수 있고, 상기 제2렌즈(112)의 제4 면(S4)의 유효경은 제5 면(S5)의 유효경 크기와 같거나 클 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있고, 입사되는 광을 제어하여 상기 광학계(1000)의 비네팅(vignetting) 특성을 개선할 수 있다.
상기 제2렌즈(112)의 굴절률은 상기 제1렌즈(111)보다 굴절률이 클 수 있다. 상기 제2렌즈(112)의 굴절률은 1.6 초과이며, 상기 제1렌즈(111)의 굴절률은 1.6 미만일 수 있다. 상기 제2렌즈(112)는 상기 제1렌즈(111)의 아베수보다 작은 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2렌즈(112)의 아베수는 상기 제1렌즈(111)의 아베수보다 20 이상의 차이를 갖고 작을 수 있다. 자세하게, 상기 제1렌즈(111)의 아베수는 상기 제2렌즈(112)의 아베수보다 20 이상 클 수 있으며, 예컨대 40 이상일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.
상기 제3렌즈(113)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3렌즈(113)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3렌즈(113)의 광축(OA)에서 상기 제5 면(S5)은 볼록한 형상일 수 있고, 제6 면(S6)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제3렌즈(113)는 광축(OA)에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 광축(OA)에서 상기 제5 면(S5)은 오목한 형상일 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제3렌즈(113)는 광축(OA)에서 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 다른 예로서, 상기 제5, 6 면(S5,S6)은 모두 볼록한 형상일 수 있다. 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6) 중 적어도 하나 또는 모두는 비구면일 수 있다. 상기 제5,6 면(S5,S6)의 비구면 계수는 도 11과 같이 제공되며, L3은 제3렌즈(113)이며, L3의 S1/S2은 L3의 제1 면/제2 면을 나타낸다. 상기 제4,5 면(S4,S5) 중 적어도 하나 또는 모두의 유효경 크기는 제1 내지 제18 면(S1-S18)의 유효경 크기 중에서 가장 작을 수 있다. 예컨대, 상기 제5 면(S5)의 유효경 크기(H3)는 상기 제4 면(S4)의 유효경 크기와 같거나 작을 수 있다.
상기 제3렌즈(113)의 굴절률은 상기 제1렌즈(111)의 굴절률보다 클 수 있으며, 상기 제2렌즈(112)의 굴절률과 동일할 수 있다. 상기 제3렌즈(113)의 굴절률은 1.6 초과일 수 있다. 상기 제3렌즈(113)는 상기 제1렌즈(111)의 아베수보다 작은 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제3렌즈(113)의 아베수는 상기 제1렌즈(111)의 아베수보다 20 이상의 차이를 갖고 작을 수 있으며, 상기 제2렌즈(112)의 아베수와 같을 수 있다. 자세하게, 상기 제1렌즈(111)의 아베수는 상기 제2,3렌즈(112,113)의 아베수보다 20 이상 클 수 있으며, 예컨대 40 이상일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다. 상기 제2렌즈(112)와 상기 제3렌즈(113) 사이의 광축(OA)에서의 간격은 상기 제1렌즈(111)의 광축 두께보다 작을 수 있고, 상기 제2,3렌즈(112,113)의 광축 두께보다 클 수 있으며, 상기 제3렌즈(113)의 광축 두께보다 클 수 있다.
상기 제4렌즈(114)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4렌즈(114)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4렌즈(114)의 광축(OA)에서 제7 면(S7)은 볼록한 형상을 가질 수 있고, 제8 면(S8)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4렌즈(114)는 광축(OA)에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4렌즈(114)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4렌즈(114)는 광축(OA)에서 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4렌즈(114)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8) 중 적어도 하나 또는 모두는 비구면일 수 있다. 상기 제7,8 면(S7,S8)의 비구면 계수는 도 11과 같이 제공되며, L4은 제4렌즈(114)이며, L4의 S1/S2은 L4의 제1 면/제2 면을 나타낸다. 상기 제4렌즈(114)의 굴절률은 상기 제3렌즈(113)의 굴절률보다 작을 수 있다. 상기 제4렌즈(114)는 상기 제2,3렌즈(112,113)보다 큰 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제4렌즈(114)의 아베수는 상기 제3렌즈(113)의 아베수보다 약 5 이상 클 수 있다. 상기 제2,3,4렌즈(112,113,114)의 아베수는 40 미만일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.
상기 제5렌즈(115)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5렌즈(115)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5렌즈(115)의 광축(OA)에서 제9 면(S9)은 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제5렌즈(115)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제9 면(S9)은 광축(OA)에서 볼록한 형상이고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있으며, 이러한 제5렌즈(115)는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제9 면(S9)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제5렌즈(115)는 광축(OA)에서 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제9 면(S9)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제5렌즈(115)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10) 중 적어도 하나 또는 모두는 비구면일 수 있다. 상기 제9,10 면(S9,S10)의 비구면 계수는 도 11과 같이 제공되며, L5은 제5렌즈(115)이며, L5의 S1/S2은 L5의 제1 면/제2 면을 나타낸다.
상기 제6렌즈(116)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6렌즈(116)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6렌즈(116)의 광축(OA)에서 제11 면(S11)은 오목한 형상을 가질 수 있고, 제12 면(S12)은 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제6렌즈(116)은 광축(OA)에서 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제6렌즈(116)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12) 중 적어도 하나 또는 모두는 비구면일 수 있다. 상기 제11,12 면(S11,S12)의 비구면 계수는 도 11과 같이 제공되며, L6은 제6렌즈(116)이며, L6의 S1/S2은 L6의 제1 면/제2 면을 나타낸다.
상기 제7렌즈(117)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7렌즈(117)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7렌즈(117)의 광축에서 제13 면(S13)은 오목한 형상을 가질 수 있고, 제14 면(S14)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제7렌즈(117)는 광축(OA)에서 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제13 면(S13)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다, 즉, 상기 제7렌즈(117)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7렌즈(117)는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상 또는 양면이 오목한 형상일 수 있다. 상기 제13 면(S13) 및 상기 제14 면(S14) 중 적어도 하나 또는 모두는 비구면일 수 있다. 상기 제13,14 면(S13,S14)의 비구면 계수는 도 11과 같이 제공되며, L7은 제7렌즈(117)이며, L7의 S1/S2은 L7의 제1 면/제2 면을 나타낸다.
상기 제8렌즈(118)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제8렌즈(118)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제8렌즈(118)의 광축에서 제15 면(S15)은 볼록한 형상을 가질 수 있고, 제16 면(S16)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제8렌즈(118)는 광축(OA)에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제15 면(S15)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제8렌즈(118)는 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 상기 제8렌즈(118)는 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상 또는 양면이 오목한 형상일 수 있다. 상기 제15 면(S15) 및 상기 제16 면(S16) 중 적어도 하나 또는 모두는 비구면일 수 있다. 상기 제15,16 면(S16,S16)의 비구면 계수는 도 11과 같이 제공되며, L8은 제8렌즈(118)이며, L8의 S1/S2은 L8의 제1 면/제2 면을 나타낸다.
상기 제9렌즈(119)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제9렌즈(119)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제9렌즈(119)의 광축에서 제17 면(S17)은 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제9렌즈(119)는 광축(OA)에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제17 면(S17)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제9렌즈(119)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제17 면(S17) 및 상기 제18 면(S18) 중 적어도 하나 또는 모두는 비구면일 수 있다. 상기 제17,18 면(S17,S18)의 비구면 계수는 도 11과 같이 제공되며, L9은 제9렌즈(119)이며, L9의 S1/S2은 L9의 제1 면/제2 면을 나타낸다.
상기 제2렌즈 군(G2)은 상기 제3 내지 제9렌즈(113,114,115,116,117,118,119)을 포함할 수 있다. 상기 제3 내지 제9렌즈(113,114,115,116,117,118,119) 중에서 광축(OA)에서의 두께, 즉 중심 두께는 상기 제3,4렌즈(113,114) 중 적어도 하나가 가장 얇을 수 있고, 예컨대 제4렌즈(114)가 가장 얇을 수 있다. 제2렌즈 군(G2) 내에서 제6렌즈(116)의 중심 두께는 가장 두꺼울 수 있으며, 상기 제4렌즈(114)의 중심 두께의 2배 이상일 수 있다. 상기 제2렌즈 군(G2)에서 70% 이상은 렌즈 중심 두께가 0.4 mm 이하이고, 30 이하는 0.4mm 초과일 수 있다. 예를 들면, 상기 제3, 4, 5, 7, 9렌즈(113,114,115,117,119)의 중심 두께는 0.4 mm 이하이고, 제6,8렌즈(116,118)의 중심 두께는 0.4 mm 초과일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 입사하는 광을 제어할 수 있고, 향상된 수차 특성 및 해상력을 가질 수 있다.
상기 제1렌즈 군(G1) 내에서 중심 두께가 가장 두꺼운 렌즈는 상기 제2렌즈 군(G2) 내에서 중심 두께가 가장 두꺼운 렌즈보다 얇을 수 있다. 상기 제1 내지 제9렌즈(111-119) 중에서 최대 중심 두께는 최대 중심 간격보다 더 작을 수 있으며, 예컨대 최대 중심 간격의 0.8배 이상 또는 0.8배 내지 0.99배 범위일 수 있다. 예를 들면, 상기 제6렌즈(116)의 중심 두께는 렌즈들 중에서 최대이며, 상기 제8렌즈(118)와 상기 제9렌즈(119) 사이의 중심 간격(d89)은 렌즈들 사이의 간격 중에서 최대이며, 상기 제9렌즈(119)의 중심 두께는 상기 제8,9렌즈(118,119) 사이의 중심 간격의 0.7배 이하 예컨대, 0.4배 내지 0.7배의 범위일 수 있다.
상기 제3 내지 제9렌즈(113,114,115,116,117,118,119) 중에서 렌즈의 유효경의 평균 크기(Clear aperture, CA)는 상기 제3렌즈(113)가 가장 작을 수 있고, 상기 제9렌즈(119)가 가장 클 수 있다. 바람직하게, 상기 제3렌즈(113)의 물체측 제5 면(S5)은 복수의 렌즈(100A)의 렌즈 면 중에서 가장 작을 수 있으며, 상기 제18렌즈(S18)의 유효경(H9) 크기는 가장 클 수 있다. 상기 복수의 렌즈(100A) 중에서 제18 면(S18)의 유효경(H9) 크기는 제5 면(S5)의 유효경 크기의 1.8배 이상 예컨대, 1.8배 내지 2.3배의 범위일 수 있다. 상기 복수의 렌즈(100A) 중에서 유효경의 평균 크기가 최대인 제9렌즈(S9)는 유효경 평균 크기가 최소인 제2렌즈(112)의 1.8배 이상 예컨대, 1.8배 내지 2.3배의 범위일 수 있다. 상기 제9렌즈(119)의 유효경은 가장 크게 제공되어, 입사되는 광들을 효과적으로 이미지 센서(300)를 향해 굴절시켜 줄 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있고, 입사되는 광을 제어하여 상기 광학계(1000)의 비네팅(vignetting) 특성을 개선할 수 있다.
상기 제7렌즈(117)의 굴절률은 상기 제8,9렌즈(118,119)의 굴절률보다 클 수 있다. 상기 제8,9렌즈(118,119)의 굴절률은 1.6 미만이며, 상기 제7렌즈(117)의 굴절률은 1.6 이상일 수 있다. 상기 제7렌즈(117)는 상기 제8,9렌즈(118,119)의 아베수보다 작은 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제7렌즈(117)의 아베수는 상기 제8,9렌즈(118,119)의 아베수와 15 이상의 차이를 갖고 작을 수 있다. 자세하게, 상기 제8,9렌즈(118,119)의 아베수는 상기 제7렌즈(117)의 아베수보다 20 이상 클 수 있다. 상기 제2렌즈 군(G2)에서 굴절률이 1.6 초과된 렌즈 매수는 1.6 미만의 렌즈 매수보다 작을 수 있다. 상기 제2렌즈 군(G2)에서 아베수가 50 초과인 렌즈 매수는 50 미만의 렌즈 매수보다 작을 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.
상기 복수의 렌즈(100A)들의 임계점에 대해 설명하면 다음과 같다.
상기 제1렌즈(111)는 적어도 하나의 임계점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 면(S1)은 임계점 없이 제공될 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 적어도 하나의 임계점을 가질 수 있다. 상기 제2 면(S2)의 임계점은 상기 제2 면(S2)의 유효경의 45% 이상의 위치 예컨대, 47% 내지 60%의 범위에 위치할 수 있다. 상기 제2 면(S2)의 임계점은 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단 까지의 거리인 상기 제2 면(S2)의 유효 반경의 45% 이상의 위치 예컨대, 47% 내지 60%의 범위에 위치할 수 있다. 여기서, 상기 제2렌즈(112)의 제3, 4면(S3,S4)는 임계점 없이 제공될 수 있다.
상기 제3렌즈(113)은 제5,6 면(S5,S6) 중 적어도 하나 또는 모두가 임계점을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 제5,6 면(S5,S6)은 모두 임계점을 가질 수 있다. 상기 제5 면(S5)의 임계점은 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단 까지의 거리인 상기 제5 면(S5)의 유효 반경의 70% 이상의 위치 예컨대, 70% 내지 90%의 범위 또는 80% 내지 90% 범위에 위치할 수 있다. 상기 제6 면(S6)의 임계점은 광축(OA)에서 상기 제6 면(S6)의 유효 반경의 60% 이상의 위치 예컨대, 60% 내지 76%의 범위 또는 60% 내지 70% 범위에 위치할 수 있다. 이에 따라 상기 제5,6 면(S5,S6)은 상기 제4 면(S4)을 통해 입사된 광들을 확산시켜 줄 수 있다.
상기 제4렌즈(114)의 제7,8 면(S7,S8) 중 적어도 하나가 임계점을 가질 수 있다. 상기 제7 면(S7)은 임계점을 적어도 하나 가질 수 있으며, 예컨대 광축(OA)에서 제7 면(S7)의 유효 반경의 45% 이상의 위치 예컨대, 45% 내지 60% 범위에 위치할 수 있다. 상기 제7 면(S7)의 임계점은 60% 이하의 위치에 위치하므로, 광축(OA)에서 상기 제3,4 면(S3,S4)의 임계점 위치보다 광축(OA)에 더 가깝게 위치할 수 있다. 또한 상기 제7 면(S7)은 유효 영역의 끝단 주변에 다른 임계점을 더 포함할 수 있으며, 이러한 끝단 주변의 임계점은 유효 반경의 80% 이상의 위치에 배치될 수 있으며, 제거될 수 있다. 상기 제8 면(S8)은 임계점 없이 제공될 수 있다. 여기서, 상기 제5렌즈(115)의 제9, 10면(S9,S10)는 임계점 없이 제공될 수 있다. 상기 제6렌즈(116)의 제11, 12면(S11,S12)는 임계점 없이 제공될 수 있다.
상기 제7렌즈(117)은 제13,14 면(S13,S14) 중 적어도 하나가 임계점을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 제13,14 면(S13,S14)은 모두 임계점을 가질 수 있다. 상기 제13 면(S13)의 임계점은 광축(OA)에서 상기 제13 면(S13)의 유효 반경의 90% 이상의 위치 예컨대, 90% 내지 99%의 범위에 위치할 수 있다. 상기 제14 면(S14)의 임계점은 광축(OA)에서 상기 제14 면(S14)의 유효 반경의 90% 이상의 위치 예컨대, 90% 내지 99%의 범위에 위치할 수 있다. 이에 따라 상기 제13,14 면(S13,S14)은 상기 제6렌즈(116)을 통해 입사된 광들을 확산시켜 줄 수 있다.
도 9와 같이, 상기 제8렌즈(118)은 제15,16 면(S15,S16) 중 적어도 하나 또는 모두가 임계점을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 제15,16 면(S15,S16)은 모두 임계점(P4,P3)을 가질 수 있다. 상기 제15 면(S15)의 임계점(P4)은 광축(OA)에서 상기 제15 면(S15)의 유효 반경의 65% 이상의 거리(dP4) 예컨대, 65% 내지 80%의 범위 또는 67% 내지 78%의 범위에 위치할 수 있다. 상기 제16 면(S16)의 임계점(P3)은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16)의 유효 반경(r8)의 65% 이상의 거리(dP3) 예컨대, 65% 내지 80%의 범위 또는 70% 내지 80% 범위에 위치할 수 있다. 이에 따라 상기 제15,16 면(S15,S16)은 상기 제7렌즈(117)을 통해 입사된 광들을 확산시켜 줄 수 있다. 상기 제15,16(S15,S16)의 임계점(P4,P3) 위치는 상기 제7렌즈(117)의 제13,14 면(S13,S14)의 임계점 위치보다 광축(OA)을 기준으로 더 외측에 배치될 수 있다.
상기 제9렌즈(119)은 제17,18 면(S17,S18) 중 적어도 하나 또는 모두가 임계점을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 제17,18 면(S17,S18)은 모두 임계점(P2,P1)을 가질 수 있다. 상기 제17 면(S17)의 임계점(P2)은 광축(OA)에서 상기 제17 면(S17)의 유효 반경의 45% 이하의 거리(dP2) 예컨대, 30% 내지 45%의 범위 또는 23% 내지 33% 범위에 위치할 수 있다. 상기 제18 면(S18)의 임계점(P1)은 광축(OA)에서 상기 제18 면(S18)의 유효 반경(r9)의 55% 이하의 거리(dP1) 예컨대, 45% 내지 55% 또는 39% 내지 55% 범위에 위치할 수 있다. 이에 따라 상기 제17,18 면(S17,S18)은 상기 제8렌즈(118)을 통해 굴절된 광들을 이미지 센서(300)의 주변부까지 확산시켜 줄 수 있다. 상기 제17,18(S17,S18)의 임계점(P2,P1) 위치는 상기 제8렌즈(118)의 제15,16 면(S15,S16)의 임계점(P4,P3) 위치보다 광축(OA)을 기준으로 더 내측에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 임계점은 센서측 제18 면(S18) 상에서 법선(K2)과 광축(OA)의 기울기가 0인 지점을 의미할 수 있다. 또한, 상기 임계점은 제18 면(S18) 상에서 접선(K1)과 광축(OA)의 수직인 방향으로 연장하는 가상의 선과 기울기가 0도인 지점을 의미할 수 있다.
도 14의 (A)는 도 9의 제8렌즈(118)에서 물체측 제15 면(S15)과 센서측 제16 면(S16)에 대해 광축(OA)에서 제1 방향(Y)의 거리에 따른 광축 방향의 높이를 나타낸 그래프이며, (B)는 도 9의 제9렌즈(119)에서 물체측 제17 면(S17)과 센서측 제18면(S18)에 대해 광축(OA)에서 제1 방향(Y)의 거리에 따른 광축 방향 높이를 나타낸 그래프이며, L8은 제8렌즈며, L8S1은 제15 면이며, L8S2는 제16 면이며, L9는 제9렌즈며, L9S1은 제17 면이며, L9S2는 제18 면이다.
도 14의 (A)와 같이, 제8렌즈(118)의 제15 면인 L8S1과 제16 면인 L8S2는 각 렌즈 면의 중심(0)과 직교하는 직선을 기준으로 센서측에 위치함을 알 수 있으며, L8S1의 임계점이 L8S2의 임계점보다 광축에 더 인접함을 알 수 있다. L8S1의 임계점은 1.5mm±0.1mm에 위치하며, L8S2의 임계점은 1.75mm±0.1mm에 위치함을 알 수 있다. 도 14의 (B)와 같이, 제9렌즈(119)의 제17 면인 L9S1은 중심(0)과 직교하는 직선을 기준으로 볼 때, 중심(0)에 인접한 영역은 센서측 영역에 위치하며, 유효 영역 끝단에 인접한 영역은 물체측 영역에 위치하며, L9S1의 임계점은 센서측 영역의 0.9mm±0.1mm 범위에 위치할 수 있다. 또한 제9렌즈(119)의 제18 면인 L9S2는 중심(0)과 직교하는 직선을 기준으로 볼 때, 중심(0)에 인접한 영역은 센서측 영역에 위치하며, 유효 영역 끝단에 인접한 영역은 물체측 영역에 위치하며, L9S2의 임계점은 L9S1의 임계점보다 더 외측에 위치하며 센서측 영역의 1.3mm ±0.1mm에 위치할 수 있다. 또한 L9S2의 센서측 영역은 중심(0)과 직교하는 직선을 기준으로 80% 내지 90% 범위로 존재한다. 여기서, 센서측 영역은 중심(0)과 직교하는 직선에서 위로 0.3mm까지의 영역이며, 물체측 영역은 중심(0)과 직교하는 직선에서 아래로 -0.5mm까지의 영역이다.
상기 제8,9렌즈(118,119)의 임계점(P1,P2,P3,P4)의 위치는 상기 광학계(1000)의 광학 특성을 고려하여 상술한 범위를 만족하는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 자세하게, 상기 임계점의 위치는 상기 광학계(1000)의 색수차, 왜곡 특성, 수차 특성, 해상력 등의 광학 특성 제어를 위해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 렌즈를 통해 상기 이미지 센서(300)로 방출되는 광의 경로를 효과적으로 제어할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 향상된 광학 특성을 가질 수 있다.
도 9 및 도 16과 같이, 마지막 렌즈인 제9렌즈(109,119)의 센서측 제18 면(S18)의 임의의 점을 통과하는 법선(K2)은 광축(OA)과 소정의 각도(θ1)를 가질 수 있다. 상기 각도(θ1)는 5도 초과 및 45도 미만일 수 있다.
상기 제1 내지 제9렌즈(101-109)의 중심 두께, 에지 두께, 인접한 두 렌즈 사이의 중심 간격 및 에지 간격을 설정할 수 있다. 예를 들면, 도 10 및 도 17과 같이, 인접한 렌즈들 사이의 간격(d12,d23,d34,d45,d56,d67,d78,d89)을 제공할 수 있다. 도 10 및 도 17의 설명에 있어서, 상기 제1 방향(Y)은 광축(OA)을 중심으로 하는 원주 방향 또는 서로 직교하는 두 방향을 포함할 수 있으며, 상기 제1 방향(Y)의 끝단에서의 인접한 두 렌즈 사이의 간격은 유효 반경이 더 작은 렌즈의 유효 영역의 끝단이 기준일 수 있으며, 상기 유효 반경의 끝단은 끝단±0.2 mm의 오차를 포함할 수 있다.
도 10 및 도 8을 참조하면, 상기 제1 간격(d12)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제2렌즈(112)의 제3 면(S3)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)에서 제1방향(Y)으로 갈수록 점차 커질 수 있다. 상기 제1 간격(d12)은 광축(OA)에서 최소이고, 유효 영역의 끝단에서 최대일 수 있다. 상기 제1 간격(d12)에서 최대 값은 최소 값의 12 배 이상 예컨대, 12 배 내지 17배 범위일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 입사되는 광을 효과적으로 제어할 수 있으며, 제1 간격(d12)에 의해 상기 제1 및 제2렌즈(111, 112)를 통해 입사된 광이 다른 렌즈로 진행될 수 있고 양호한 광학 성능을 유지할 수 있다.
상기 제2 간격(d23)은 광축(OA)에서 끝점을 향해 제1 방향(Y)으로 갈수록 점차 작아질 수 있다. 상기 제2 간격(d23)은 광축(OA) 또는 시작 점에서 최대이고, 끝점에서 최소일 수 있다. 상기 제2 간격(d23)의 최대 값은 최소 값의 3배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제2 간격(d23)의 최대 값은 최소값의 3배 내지 5배를 만족할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있으며, 제2 간격(d23)에 의해 상기 광학계(1000)의 수차 특성을 개선할 수 있다. 상기 제2 간격(d23)의 최대 값은 상기 제1 간격(d12)의 최대 값보다 크고, 상기 제2 간격(d23)의 최소 값은 상기 제1 간격(d12)의 최소 값과 최대 값 사이의 값일 수 있다.
상기 제1렌즈군(G1)과 상기 제2렌즈군(G2)은 제3 간격(d34)으로 이격될 수 있다. 상기 제3 간격(d34)은 상기 제3렌즈(113)와 상기 제4렌즈(114) 사이의 광축 방향(Z)의 간격일 수 있다. 상기 제3 간격(d34)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제3렌즈(113)의 제6 면(S6)의 유효 영역 끝단을 제1 방향(Y)의 끝점으로 할 때, 광축(OA)에서 제1 방향(Y)을 향해 감소 및 증가되는 형태이다. 예컨대, 상기 제3 간격(d34)은 광축(OA)에서 제1 방향(Y)의 제3렌즈(113)의 제6 면(S6)의 임계점 위치를 향해 갈수록 점차 작아지고, 상기 임계점 이후에 다시 커질 수 있다. 즉, 상기 제3 간격(d34)은 광축(OA)에서 최대 값이고, 상기 임계점 부근(예: 1mm)에서 최소 값을 가질 수 있다. 상기 최대 값은 최소 값은 1.5배 이상 예컨대, 1.5배 내지 3배의 범위일 수 있다. 상기 제3 간격(d34)의 최대 값은 상기 제2 간격(d23)의 최대 값보다 작을 수 있으며, 최소 값은 상기 제2 간격(d23)의 최소 값보다 작을 수 있다. 이에 따라, 상기 제3 간격(d34)에 의해 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 특성을 가질 수 있으며, 비네팅(vignetting) 특성을 제어할 수 있다.
상기 제4 간격(d45)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제4렌즈(114)의 제8 면(S8)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 시작점에서 끝점을 향하는 제1 방향(Y)으로 점차 감소되는 형태로 변화될 수 있으며, 최대 값이 0.15mm 이하일 수 있으며, 상기 제1 간격(d12)의 최소 값보다 크고, 최소 값이 제1 간격(d12)의 최소 값보다 클 수 있다. 상기 제5 간격(d56)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제5렌즈(115)의 제10 면(S10)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)에서 수직인 제1 방향(Y)으로 갈수록 증가 및 감소할 수 있다. 상기 제5 간격(d56)은 최대 값이 상기 광축(OA)에서 끝점까지의 거리의 65% 이상 예컨대, 65% 내지 72%의 범위에 위치할 수 있다. 상기 제5 간격(d56)의 최소 값은 상기 광축에 위치하며, 최대 값은 제4 간격(d45)의 최대 값보다 작으며 0.09mm 이하일 수 있다. 상기 제5 간격(d56)의 최소 값은 상기 제3 간격(d34)의 최소 값보다 작고, 최대 값은 상기 제3 간격(d34)의 최대 값보다 작을 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있으며, 제4,5 간격(d45,d56)에 의해 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있고, 향상된 색수차 및 왜곡 수차를 조절할 수 있다.
상기 제6 간격(d67)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제6렌즈(116)의 제12 면(S12)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 제6 간격(d67)의 최소 값은 광축(OA)에서 유효 반경의 60% 이상 예컨대, 60% 내지 75% 범위에 위치하고, 최대 값은 끝단에 위치하며, 최소 값에서 최대 값까지 점차 증가할 수 있다. 상기 제6 간격(d67)의 최대 값은 최소 값의 25배 이상 예컨대, 25배 내지 40배의 범위일 수 있다. 상기 제6 간격(d67)의 최대 값은 상기 제3 간격(d34)의 최대 값의 1.2 배 이상 예컨대, 1.2배 내지 2배의 범위일 수 있으며, 최소 값은 상기 제3 간격(d34)의 최소 값보다 클 수 있다.
상기 제7 간격(d78)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제7렌즈(117)의 제14 면(S14)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 제7 간격(d78)의 최대 값은 유효 영역의 끝단에 인접한 영역 예컨대, 유효 반경의 80% 이상 또는 80% 내지 90% 범위에 위치하고, 최소 값은 광축에 위치할 수 있다. 상기 제7 간격(d78)의 최소 값에서 최대 값까지 점차 증가할 수 있다. 상기 제7 간격(d78)의 최대 값은 최소 값의 50배 이상 예컨대, 50배 내지 60배의 범위일 수 있으며, 최소 값은 제6 간격(d67)의 최소 값보다 작을 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 상기 제7렌즈(117) 및 상기 제8렌즈(118)가 위치에 따라 설정된 제7 간격(d78)으로 이격됨에 따라 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있고, 상기 제9렌즈(119)의 유효경을 적절하게 제어할 수 있다.
상기 제8 간격(d89)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제8렌즈(118)의 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 제8 간격(d89)의 최대 값은 광축에 위치하고, 최소 값은 유효영역의 끝단 주변 예컨대, 광축에서 유효 반경의 80% 이상 예컨대, 80% 내지 90%에 위치하며, 최소 값에서 최대 값까지 점차 증가할 수 있다. 상기 제8 간격(d89)의 최대 값은 제7 간격(d78)의 최대 값보다 작을 수 있으며, 최소값은 제7 간격(d78)의 최소 값보다 작을 수 있다. 상기 제7, 8 간격(d78,d89)의 최대 값은 0.7mm 이상일 수 있다. 상기 제8 간격(d89)에 의해 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 왜곡 특성 및 수차 특성을 개선할 수 있다.
상기 렌즈들(111-119) 중에서 최대 중심 두께는 최소 중심 두께의 2배 이상 예컨대, 2배 내지 4배의 범위일 수 있다. 최대 중심 두께를 갖는 제6렌즈(116)는 제2렌즈(112) 또는 제4렌즈(112,114)보다 2배 이상 예컨대, 2배 내지 4배의 범위일 수 있다. 상기 제2렌즈(112) 또는 제4렌즈(112,114)의 중심 두께 중 어느 하나는 최소 두께일 수 있다.
상기 복수의 렌즈(100A) 중에서 중심 두께가 0.5mm 미만인 렌즈 매수는 0.5mm 이상의 렌즈 매수보다 많을 수 있다. 상기 복수의 렌즈(100A) 중에서 0.5mm 미만의 렌즈 매수는 전체 렌즈 매수의 70% 이상일 수 있다. 이에 따라 광학계(1000)를 슬림한 두께를 갖는 구조로 제공할 수 있다. 상기 복수의 렌즈 면(S1-S18) 중에서 유효 반경이 1.50 mm 미만의 면수는 1.50 mm 이상의 면수에 비해 작을 수 있으며, 예컨대 전체 렌즈 면의 30% 이하 또는 15% 내지 30% 범위일 수 있다.
곡률 반경을 절대 값으로 설명하면, 상기 복수의 렌즈(100A) 중에서 제1렌즈(111)의 제2 면(S2)의 곡률 반경은 렌즈 면들 중에서 가장 클 수 있고, 제1 면(S1) 또는 제6 면(S6)의 곡률 반경의 7 배 이상 예컨대, 7배 내지 20배 범위일 수 있다. 초점 거리를 절대 값으로 설명하면, 상기 복수의 렌즈(100A) 중에서 제3렌즈(113)의 초점 거리는 렌즈들 중에서 가장 클 수 있고, 제1렌즈(111)의 초점 거리의 5 배 이상 예컨대, 5배 내지 10배 범위일 수 있다.
표 2은 도 1의 광학계의 렌즈 데이터의 예이다.
렌즈 면 곡률반경(mm) 두께(mm)/
간격(mm)		 굴절률 아베수 유효경(mm)
제1렌즈 제1 면 3.387 0.625 1.529 45.400 3.142
제2 면 -36.295 0.015 3.037
제2렌즈 제3 면
(Stop)		 1.928 0.212 1.701 15.800 2.891
제4 면 1.479 0.390 2.776
제3렌즈 제5 면 3.113 0.235 1.701 15.800 2.772
제6 면 2.709 0.153 2.765
제4렌즈 제7 면 7.226 0.214 1.614 26.000 2.900
제8 면 14.936 0.100 3.120
제5렌즈 제9 면 25.958 0.351 1.511 56.800 3.222
제10 면 -12.368 0.036 3.277
제6렌즈 제11 면 -25.789 0.712 1.493 61.200 3.318
제12 면 -5.625 0.092 3.314
제7렌즈 제13 면 -2.034 0.335 1.614 26.000 3.483
제14 면 -2.648 0.015 3.606
제8렌즈 제15 면 1.568 0.446 1.516 48.000 3.760
제16 면 2.418 0.758 4.301
제9렌즈 제17 면 2.038 0.372 1.516 48.000 5.106
제18 면 1.223 0.500 5.548
필터 Infinity 0.145 5.950
Infinity 0.447 6.487
이미지 센서 Infinity 0.000 6.570
표 2은 도 8의 제1 내지 제9렌즈들(111-119)의 광축(OA)에서의 곡률 반경(Radius of Curvature), 렌즈의 두께(Thickness), 렌즈 사이의 간격(distance), d-line에서의 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number) 및 유효경(Clear aperture; CA)의 크기에 대한 것이다.
도 11과 같이, 제2 실시예에 복수의 렌즈들(100A) 중 적어도 하나의 렌즈면은 30차 비구면 계수를 가진 비구면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제10 렌즈(121-129)는 30차 비구면 계수를 가지는 렌즈면을 포함할 수 있다. 상기와 같이 30차 비구면 계수를 가진 비구면은(“0”이 아닌 수치) 주변부의 비구면 형상을 특히 크게 변화시킬 수 있기 때문에 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 양호하게 보정할 수 있다.
도 12는 제2 실시예에 따른 광학계(1000)의 회절(Diffraction) MTF 특성에 대한 그래프이고, 도 13은 수차 특성에 대한 그래프이다. 도 13의 수차 그래프에서 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 도 13에서 X축은 초점 거리(mm) 및 왜곡도(%)를 나타낼 수 있고, Y축은 이미지의 높이(height)를 의미할 수 있다. 또한, 구면 수차에 대한 그래프는 약 470nm, 약 510nm, 약 555nm, 약 610nm, 약 660nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이며, 비점 수차 및 왜곡 수차에 대한 그래프는 약 555nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다.
도 13의 수차도에서는 각 곡선들이 Y축에 근접할 수록 수차 보정 기능이 좋은 것으로 해석할 수 있는데, 도 13을 참조하면 실시예에 따른 광학계(1000)는 거의 대부분의 영역에서 측정 값들이 Y축에 인접한 것을 알 수 있다. 즉, 실시예에 따른 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가지며 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 도 15와 같이, 제1,2실시 예에 따른 광학계(1000)는 주광선(Chief ray)이 이미지 센서(300)의 중심을 100%라고 할 때, 이미지 센서(300)의 대각선 끝단(3.4mm 이상)의 영역까지 25% 이상의 상대 조도(Relative illumination)을 나타남을 알 수 있다.
상기한 제1 및 제2 실시 예에 따른 광학계(1000)의 렌즈(100,100A)들 중에서 아베수가 40 이상 예컨대, 40 내지 70 범위의 렌즈 매수는 5매일 수 있으며, 굴절률이 1.6 이상 예컨대, 1.6 내지 1.7 범위의 렌즈 매수는 4매일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 구현하고, 향상된 수차 특성을 가질 수 있다.
상기에 개시된 제1 및 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 이하에서 설명되는 수학식들 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 만족할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(1000)가 적어도 하나의 수학식을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차, 왜곡 수차 등의 수차 특성을 효과적으로 제어할 수 있고, 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가질 수 있고, 보다 슬림하고 컴팩트한 구조를 가질 수 있다. 또한, 수학식들에 기재된 렌즈의 광축(OA)에서의 두께, 인접한 렌즈들의 광축(OA)에서의 간격 및 에지에서의 간격이 의미하는 것은 도 2 및 도 9와 같을 수 있다.
[수학식 1] 1 < L1_CT / L3_CT < 5
수학식 1에서 L1_CT는 상기 제1렌즈(101,111)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L3_CT는 상기 제3렌즈(103,113)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 1을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 2] 0.5 < L3_CT / L3_ET < 2
수학식 2에서 L8_CT는 상기 제3렌즈(103,113)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L3_ET는 상기 제3렌즈(103,113)의 유효 영역 끝단에서의 광축(OA) 방향 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, L3_ET는 상기 제3렌즈(103,113)의 제5 면(S5)의 유효 영역 끝단과 상기 제3렌즈(103,113)의 제6 면(S6)의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 2를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.
[수학식 2-1] 1 < L1_CT / L1_ET <5
수학식 2-1에서 L1_ET는 상기 제1렌즈(101,111)의 유효 영역 끝단에서의 광축(OA) 방향 두께(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 2-1를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.
[수학식 2-2] 0.5 < SD / TD < 1
상기 SD는 조리개에서 상기 제9렌즈(109,119)의 센서측 제18 면(S18)까지의 광축 거리(mm)이며, 상기 TD는 제1렌즈(101,111)의 물체측 제1 면(S1)에서 상기 제9렌즈(109,119)의 센서측 제18 면(S18)까지의 광축 거리(mm)이다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 2-2를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차가 개선될 수 있다.
[수학식 2-3] -1.5 < f_G1 /f_G2 < 1.5
상기 f_G1은 제1렌즈 군(G1)의 초점 거리이며, 상기 f_G2는 제2렌즈 군(G2)의 초점 거리이다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 2-3를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차가 개선될 수 있다. 즉, 수학식 2-3의 값이 1에 가까워질수록 왜곡 수차가 감소될 수 있다.
[수학식 3] 1 < L9_ET / L9_CT < 5
수학식 3에서 L9_CT는 상기 제9렌즈(109,119)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L9_ET는 상기 제9렌즈(109,119)의 유효 영역 끝단에서의 광축(OA) 방향 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, L9_ET는 상기 제9렌즈(109,119)의 물체측 제17 면(S17)의 유효 영역 끝단과 상기 제9렌즈(109,119)의 센서측 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 3을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡이 발생하는 것을 감소시킬 수 있어 향상된 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 4] 1.6 < n3
수학식 4에서 n3는 상기 제3렌즈(103)의 d-line에서의 굴절률(refractive index)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 4를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 4-1]
1.50 < n1 <1.6
1.50 < n9 <1.6
수학식 4-1에서 n1은 제1렌즈(101,111,121)의 d-line에서의 굴절률이며, n9은 제9렌즈(109,119)의 d-line에서의 굴절률을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 4-1를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)의 TTL에 영향을 억제할 수 있다.
[수학식 5] 0.5 < L9S2_max_sag to Sensor < 2
수학식 5에서 L9S2_max_sag to Sensor은 상기 제9렌즈(109,119)의 센서측 제14면(S14)의 최대 Sag값에서 이미지 센서(300)까지의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다. 예를 들어, L9S2_max_sag to Sensor은 상기 제9렌즈(109,119)의 중심에서 상기 이미지 센서(300)까지의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 5를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 복수의 렌즈들(100)과 이미지 센서(300) 사이에 필터(500)가 배치될 수 있는 공간을 확보할 수 있어 향상된 조립성을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)가 수학식 5를 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 모듈 제작을 위한 간격을 확보할 수 있다.
제1 및 제3 실시예에 대한 렌즈 데이터에서, 상기 필터(500)의 위치, 자세하게 마지막 렌즈와 필터(500) 사이 간격, 및 이미지 센서(300)와 필터(500) 사이 간격은 광학계(1000)의 설계의 편의상 설정된 위치이며, 상기 필터(500)는 상기 마지막 렌즈와 이미지 센서(300)와 접촉하지 않는 범위 내에서 자유롭게 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 렌즈 데이터에서 상기 L9S2_max_sag to Sensor의 값은 상기 필터(500)의 물체측 면과 이미지 센서(300) 상면 사이의 광축(OA)에서의 거리와 같을 수 있으며, 이는 광학계(1000)의 BFL(Back focal length)와 동일할 수 있으며, 상기 필터(500)의 위치는 마지막 렌즈와 이미지 센서(300)과 각각 접촉하지 않는 범위 내에서 이동하여 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 즉, 제9렌즈(109,119)의 제18 면(S18)은 임계점(P1)과 이미지 센서(300) 사이의 거리가 최소이고, 유효 영역의 끝단을 향해 점차 커질 수 있다.
[수학식 6] 0.5 < BFL / L9S2_max_sag to Sensor < 2
수학식 6에서 BFL(Back focal length)은 이미지 센서(300)에 가장 인접한 제9렌즈(109,119)의 센서측 제18 면(S18)의 중심으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
상기 L9S2_max_sag to Sensor은 상기 제9렌즈(109,119)의 제18 면(S18)의 최대 Sag(Sagittal)값에서 이미지 센서(300)까지의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 6을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡 수차 특성을 개선할 수 있고, 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 여기서, 최대 Sag 값은 상기 임계점 위치일 수 있다.
[수학식 7] |L9S2_max slope| < 45
수학식 7에서 L9S2_max slope는 상기 제9렌즈(109,119)의 센서측 제18 면(S18) 상에서 측정한 접선 각도의 최대값(Degree)을 의미한다. 자세하게, 상기 제18 면(S18)에서 L9S2_max slope는 광축(OA)의 수직인 방향으로 연장하는 가상의 선에 대해 가장 큰 접선 각도를 가지는 지점의 각도 값(Degree)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 7를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 렌즈 플레어(lens flare)의 발생을 제어할 수 있다.
[수학식 8] 0.2 < L9S2 Inflection Point < 0.6
수학식 8에서 L9S2 Inflection Point는 상기 제9렌즈(109,119)의 센서측 제18 면(S18) 상에 위치하는 임계점의 위치를 의미할 수 있다. 자세하게, L9S2 Inflection Point는 광축(OA)을 시작점으로, 상기 제9렌즈(109,119)의 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 하고, 광축(OA)에서 상기 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단까지의 거리를 1로 할 때, 임계점까지의 거리일 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 8를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)의 슬림 레이트에 영향을 주는 것을 억제할 수 있다.
[수학식 9] 1 < d89_CT / d89_min < 10
수학식 9에서 d89_CT는 광축(OA)에서 상기 제8렌즈(108,118)와 제9렌즈(109,119) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, 상기 d89_CT는 상기 제8렌즈(108,118)의 제16 면(S16)과 상기 제9렌즈(109,119)의 제17 면(S17) 사이의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 상기 d89_min은 상기 제8렌즈(108,118) 및 제9렌즈(109,119) 사이의 광축(OA) 방향의 간격 중 최소 간격(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 9를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡 수차 특성을 개선할 수 있고, 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 10] 1 < d89_CT / d89_ET < 5
수학식 10에서 상기 d89_ET는 상기 상기 제8렌즈(108,118)의 센서측 제 16면(S16)의 유효 영역 끝단과 상기 제9렌즈(109,119)의 물체측 제17 면(S17)의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 10을 만족할 경우, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 왜곡이 발생하는 것을 감소시킬 수 있어 향상된 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 11] 0.01 < d23_CT / d89_CT < 1
수학식 11에서 d12_CT는 상기 제1렌즈(101)와 상기 제2렌즈(102) 사이의 광축 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, 상기 d12_CT는 상기 제1렌즈(101)의 제2 면(S2) 및 상기 제2렌즈(102)의 제3 면(S3)의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 11를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있고, 상기 광학계(1000)를 크기, 예를 들어 TTL(total track length) 축소를 제어할 수 있다.
[수학식 11-1] 1 < d89_CT / d34_CT < 4
수학식 11-1에서 d34_CT는 상기 제3렌즈(103)와 상기 제4렌즈(104) 사이의 광축 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, 상기 d34_CT는 상기 제3렌즈(103)의 제6 면(S6) 및 상기 제4렌즈(104)의 제7 면(S7)의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 11-1를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있고, 상기 광학계(1000)를 크기, 예를 들어 TTL(total track length) 축소를 제어할 수 있다.
[수학식 11-2] 1 < G2_TD / d89_CT < 15
수학식 11-2에서 G2_TD는 상기 제3렌즈(104,114)의 물체측 제5 면(S5)에서 제9렌즈(109,119)의 센서측 제18 면(S18) 사이의 광축에서의 거리(mm)를 의미한다. 수학식 11-2는 제2렌즈 군(G2)의 전체 광축 거리와 제2렌즈 군(G2) 내에서 가장 큰 간격을 설정할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 11-2를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있고, 상기 광학계(1000)를 크기, 예를 들어 TTL(total track length) 축소를 제어할 수 있다.
[수학식 11-3] 0 < G1_TD / d23_CT < 2
수학식 11-3에서 G1_TD는 상기 제1렌즈(101,111)의 물체측 제1 면(S1)에서 제2렌즈(102,112)의 센서측 제4 면(S4) 사이의 광축에서의 거리(mm)를 의미한다. 수학식 11-3는 제1렌즈 군(G1)의 전체 광축 거리와 제1,2렌즈 군(G1,G2) 사이의 간격을 설정할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 11-3를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있고, TTL(total track length) 축소를 제어할 수 있다.
[수학식 11-4] 3 < CA_L9S2 / d89_CT < 20
수학식 11-4에서 CA_L9S2는 가장 큰 렌즈 면의 유효경으로서, 제9렌즈(109,119)의 센서측 제18 면(S18)의 유효경 크기이다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 11-4를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있고, TTL(total track length) 축소를 제어할 수 있다.
[수학식 12] 1 < L1_CT / L9_CT < 5
수학식 12에서 L1_CT는 상기 제1렌즈(101,111)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L9_CT는 상기 제9렌즈(109,119)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 12를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 수차 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각에서 양호한 광학 성능을 가지며 TTL(total track length)을 제어할 수 있다.
[수학식 13] 1 < L8_CT / L9_CT < 5
수학식 13에서 L8_CT는 상기 제8렌즈(108,118)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L9_CT는 상기 제9렌즈(109,119)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 13를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제8렌즈(108,118) 및 제9렌즈(109,119)의 제조 정밀도를 완화할 수 있으며, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 13-1] d23_CT < L1_CT < L6_CT
수학식 13-1에서, L1_CT는 제1렌즈 군(G1)에서 가장 두꺼운 제1렌즈(101,111)의 중심 두께이며, d23_CT는 제1,2렌즈 군(G1,G2) 사이의 중심 간격이거나 제2,3렌즈(102,103) 사이의 광축 간격이며, L6_CT는 제2렌즈 군(G2)에서 가장 두꺼운 렌즈의 중심 두께이다. 이러한 수학식 13-1을 만족할 경우, 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 13-2] 1 < L9_ET / L9_CT < 5
수학식 13-2에서 L9_ET는 상기 제9렌즈(109,119)의 에지 측 두께(mm)를 의미하며, 이를 만족할 경우 왜곡 수차 감소에 영향을 개선할 수 있다.
[수학식 14] 1 < L1R1 / L9R2 < 5
수학식 14에서 L1R1은 상기 제1렌즈(101)의 제1 면(S1)의 곡률 반경(mm)을 의미하고, L9R2는 상기 제9렌즈(109,119)의 제18 면(S18)의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 14를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성이 개선될 수 있다.
[수학식 15] 0 < (d89_CT - d89_ET) / (d89_CT) < 5
수학식 15에서 d89_CT는 상기 제8렌즈(108,118) 및 제9렌즈(109,119) 사이의 광축 간격(mm)를 의미하고, 상기 d89_ET는 상기 제8렌즈(108,118)의 센서측 제 16면(S16)의 유효 영역 끝단과 상기 제9렌즈(109,119)의 물체측 제17 면(S17)의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 15를 만족할 경우, 왜곡이 발생하는 것을 감소시킬 수 있고 향상된 광학 성능을 가질 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 15를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제8렌즈(108,118) 및 제9렌즈(109,119)의 제조 정밀도를 완화할 수 있으며, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 16] 1 < CA_L1S1 / CA_L2S1 < 1.5
수학식 16에서 CA_L1S1은 상기 제1렌즈(101,111)의 제1 면(S1)의 유효경(Clear aperture, CA) 크기(mm)를 의미하고, CA_L2S1은 상기 제2렌즈(102,112)의 제3 면(S3))의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 16을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 제1렌즈 군(G1)으로 입사되는 광을 제어할 수 있고, 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있다.
[수학식 17] 1 < CA_L9S2 / CA_L3S1 < 5
수학식 17에서 CA_L3S1는 상기 제3렌즈(103,113)의 제5 면(S5)의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미하고, CA_L9S2는 상기 제9렌즈(109,119)의 제18 면(S18)의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 17을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 제2렌즈 군(G2)으로 입사되는 광을 제어할 수 있고, 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 18] 0 < CA_L2S2 / CA_L3S1 < 2
수학식 18에서 CA_L2S2는 상기 제2렌즈(102,112)의 제4 면(S4)의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미하고, CA_L3S1는 상기 제3렌즈(103,113)의 제5 면(S5)의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 18을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색 수차를 개선할 수 있고, 광학 성능을 위해 비네팅(vignetting)을 제어할 수 있다.
[수학식 19] 0.1 < CA_L8S2 / CA_L9S2 < 1
수학식 19에서 CA_L8S2는 상기 제8렌즈(108,118)의 제16 면(S16)의 유효경 크기(mm)를 의미하고, CA_L9S2는 상기 제9렌즈(109,119)의 제18 면(S18)의 유효경 크기(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 19를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색 수차를 개선할 수 있다.
[수학식 20] 1 < d23_CT / d23_ET < 10
수학식 8에서 상기 d23_CT는 광축(OA)에서 상기 제2렌즈(102,112)와 상기 제3렌즈(103,113) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d23_CT는 상기 제2렌즈(102,112)의 제4 면(S4) 및 상기 제3렌즈(103,113)의 제5 면(S5)의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 상기 d23_ET는 상기 제2렌즈(102,112)의 제4 면(S4)의 유효 영역 끝단과 상기 제3렌즈(103,113)의 제5 면(S5)의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 20을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차를 감소시킬 수 있고, 수차 특성을 개선할 수 있으며, 광학 성능을 위해 비네팅(vignetting)을 제어할 수 있다.
[수학식 21] 1 < d78_CT / d78_ET < 3
수학식 21에서 d78_CT는 광축(OA)에서 상기 제7렌즈(107,117)과 제8렌즈(108,118) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 상기 d78_ET는 상기 제7렌즈(107,117)의 제14 면(S14)의 유효영역 끝단과 제8렌즈(108,118)의 제15 면(S15)의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 21를 만족할 경우, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있으며, 왜곡 발생을 억제할 수 있다.
[수학식 22] 0 < d78_max / d78_CT < 2
수학식 22에서 d78_Max는 상기 제7렌즈(107,117) 및 제8렌즈(108,118) 사이의 간격(mm) 중 최대 간격을 의미한다. 자세하게, d78_Max는 상기 제7렌즈(107,118)의 제14 면(S14) 및 상기 제8렌즈(108,118)의 제15 면(S15) 사이의 최대 간격을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 22를 만족할 경우, 화각(FOV)의 주변부에서 광학 성능을 개선할 수 있으며, 수차 특성의 왜곡을 억제할 수 있다.
[수학식 23] 1 < L8_CT / d89_CT < 2
수학식 23에서 L8_CT는 상기 제8렌즈(108,118)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, d89_CT는 광축(OA)에서 상기 제8렌즈(108,118)와 제9렌즈(109,119) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 23을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제8렌즈(108,118)의 유효경 크기 및 인접한 렌즈들 사이의 중심 간격을 축소할 수 있으며, 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 24] 0.1 < L6_CT / d89_CT < 3
수학식 24에서 L6_CT는 상기 제6렌즈(106,116)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, d89_CT는 광축(OA)에서 상기 제8렌즈(108,118) 및 제9렌즈(109,119) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 24를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제8,9,10 렌즈들의 유효경 크기 및 간격을 축소할 수 있으며, 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 24-1] 0.01 < L9_CT / d89_CT < 1
수학식 25에서 L9_CT는 상기 제9렌즈(109,119)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, d89_CT는 광축(OA)에서 상기 제8렌즈(108,118) 및 제9렌즈(109,119) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 24 또는/및 수학식 24-1를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제8렌즈(108,118)의 유효경 크기 및 상기 제8렌즈(108,118) 및 제9렌즈(109,119) 사이의 중심 간격을 축소할 수 있으며, 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 25] 1 < |L9R1 / L9_CT| < 50
수학식 25에서 L9R1은 상기 제9렌즈(109,119)의 제17 면(S17)의 곡률 반경(mm)을 의미하고, L9_CT는 상기 제9렌즈(109,119)의 광축에서의 두께(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 25를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 제9렌즈(109,119)의 굴절력을 제어하며, 제2렌즈 군(G2)으로 입사되는 광의 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 26] 1 < |L8R1 / L9R1| < 10
수학식 26에서 L8R1은 상기 제8렌즈(108,118)의 제15 면(S15)의 곡률 반경(mm)을 의미하고, L9R1은 상기 제9렌즈(109,119)의 제17 면(S17)의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 26을 만족할 경우, 제8렌즈(108,118)와 제9렌즈(109,119)의 형상 및 굴절력을 제어하며 광학 성능을 개선할 수 있으며, 제2렌즈 군(G2)의 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 27] 20 < L1_CT / d12_CT
수학식 27에서 L1_CT는 광축(OA)에서 제1렌즈(101,111)의 두께이고, d12는 광축(OA)에서 제1렌즈(101,111)와 제2렌즈(102,112) 사이의 간격이다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 27를 만족할 경우, 광학계(1000)의 색 수차 개선할 수 있다.
[수학식 28] 0 < L_CT_Max / Air_CT_Max < 5
수학식 28에서 L_CT_max는 상기 복수의 렌즈(100,100A)들 각각의 광축(OA)에서의 두께 가 가장 두꺼운 두께(mm)를 의미하고, Air_CT_max는 상기 복수의 렌즈(100,100A)들 사이의 에어 갭(air gap) 또는 간격(mm)의 최대값을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 28을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각 및 초점 거리에서 양호한 광학 성능을 가지며, 상기 광학계(1000)를 크기 축소, 예를 들어 TTL(total track length)를 줄여줄 수 있다.
[수학식 29] 0.5 < ∑L_CT/ ∑Air_CT < 2
수학식 29에서 ∑L_CT는 상기 복수의 렌즈(100,100A)들 각각의 광축(OA)에서의 두께(mm)들의 합을 의미하고, ∑Air_CT는 상기 복수의 렌즈(100,100A)들에서 인접한 두 렌즈 사이의 광축(OA)에서의 간격(mm)들의 합을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 29를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각 및 초점 거리에서 양호한 광학 성능을 가지며, 상기 광학계(1000)를 크기 축소, 예를 들어 TTL(total track length)를 줄여줄 수 있다.
[수학식 30] 10 < ∑Index < 30
수학식 30에서 ∑Index는 상기 복수의 렌즈(100,100A) 각각의 d-line에서의 굴절률들의 합을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 30을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)의 TTL을 제어할 수 있고, 향상된 해상력을 가질 수 있다.
[수학식 31] 10 < ∑Abbe / ∑Index <50
수학식 31에서 ∑Abbe는 상기 복수의 렌즈(100,100A) 각각의 아베수(Abbe's number)의 합을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 31을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 수차 특성 및 해상력을 가질 수 있다.
[수학식 32] 0.8 < Air_CT_Max/L_CT_Min < 6.0
수학식 32에서 Air_CT_Max는 광축(OA)에서 인접한 두 렌즈들 사이의 간격이 최대 값을 의미하며, L_CT_Min는 상기 복수의 렌즈(100,100A)들 각각의 광축(OA)에서의 두께가 최소 두께(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 32를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각 및 초점 거리에서 양호한 광학 성능을 가지며, 상기 광학계(1000)를 크기 축소, 예를 들어 TTL(total track length)를 줄여줄 수 있다.
[수학식 33] 0 < Air_ET_Max / L_CT_Max < 2
수학식 33에서 L_CT_max는 상기 복수의 렌즈(100,100A)들 각각의 광축(OA)에서의 두께 중 가장 두꺼운 두께(mm)를 의미하며, Air_CT_Max는 도 2 및 도 9와 같이 서로 마주하는 n-1번째 렌즈의 센서측 면의 유효 영역 끝단과 n번째 렌즈의 물체측 면의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리이며, 예컨대 두 렌즈 사이의 에지 간격들 중 최대 값(Air_Edge_max)을 의미한다. 즉, 후술할 렌즈 데이터에서 d(n-1, n)_ET값 중 가장 큰 값을 의미한다(여기서 n은 3보다 크고 9 이하의 자연수). 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 33을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각 및 초점 거리를 가지며, 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 34] 0.5 < CA_L1S1 / CA_min <2
수학식 34에서 CA_L1S1는 제1렌즈(101,111)의 제1 면(S1)의 유효경(mm)을 의미하며, CA_Min은 제1 내지 제18 면(S1-S18)의 유효경(mm) 중에서 가장 작은 유효 경을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 34을 만족할 경우, 제1렌즈(101,111)을 통해 입사되는 광을 제어하며, 광학 성능을 유지하면서 슬림한 광학계를 제공할 수 있다.
[수학식 35] 1 < CA_max / CA_min < 4
수학식 35에서 CA_max는 상기 복수의 렌즈(100,100A)들의 물체측 면 및 센서측 면 중 가장 큰 유효경(mm)를 의미하는 것으로, 제1 내지 제18 면(S1-S18)의 유효경(mm) 중에서 가장 큰 유효 경을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 35을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 광학 성능을 유지하면서 슬림 및 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다.
[수학식 35-1] 1 < CA_L9S2 / CA_L3S1 < 4
수학식 35에서 CA_L9S2는 상기 제9렌즈(109,119)의 제18 면(S18)의 유효경(mm)을 나타내며, 렌즈들 중에서 가장 큰 렌즈 면의 유효경을 가진다. 상기 CA_L3S1는 상기 제3렌즈(103,113,)의 제5 면(S5)의 유효경(mm)을 나타내며, 렌즈들 중에서 가장 작은 렌즈 면의 유효경을 가진다. 즉, 제2렌즈 군(G2)의 첫 번째 렌즈 면과 상기 제2렌즈 군(G2)의 마지막 렌즈 면의 유효경 차이가 가장 클 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 35-1을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 광학 성능을 유지하면서 슬림 및 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다.
[수학식 35-2] 1.5 ≤ AVR_CA_L9 / AVR_CA_L3 < 4
수학식 35에서 AVR_CA_L9는 상기 제9렌즈(108,118)의 제18,19 면(S17,S18)의 유효경(mm)의 평균 값을 나타내며, 렌즈들 중에서 가장 큰 두 렌즈 면의 유효경의 평균이다. 상기 AVR_CA_L3는 상기 제3렌즈(103)의 제5,6 면(S5,S6)의 유효경(mm)의 평균 값을 나타내며, 렌즈들 중에서 가장 작은 두 렌즈 면의 유효경의 평균을 나타낸다. 즉, 제2렌즈 군(G2)의 첫 번째 렌즈(L3)의 물체측 및 센서측 면(S5,S6)들의 평균 유효경과 상기 제2렌즈 군(G2)의 마지막 렌즈(L9)의 물체측 및 센서측 면들(S17,S18)의 평균 유효경의 차이가 가장 클 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 35-2을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 광학 성능을 유지하면서 슬림 및 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다.
이러한 수학식 35, 35-1, 및 35-2를 이용하여, 상기 제9렌즈(109,119)의 제17 면(S17)의 유효경(CA_L9S1)은 최소 유효경(CA_min)의 1.5배 이상이 될 수 있으며, 제18 면(S18)의 유효경(CA_L9S2)은 최소 유효경(CA_min)의 1.5배 이상이 될 수 있다. 즉, 다음의 수학식을 만족할 수 있다.
[수학식 35-3] 1.5 ≤CA_L9S1 / CA_min < 4
[수학식 35-4] 1.5 ≤ CA_L9S2 / CA_min < 4 (수학식 35-4)
이러한 수학식 35, 35-1 내지 35-4를 이용하여, 상기 제9렌즈(109,119)의 제17 면(S17)의 유효경(CA_L9S1)은 제3렌즈(103,113)의 평균 유효경(AVR_CA_L3)의 1.5배 이상이 될 수 있으며, 예컨대 1.5배 내지 4배의 범위일 수 있으며, 제18 면(S18)의 유효경(CA_L9S2)은 제3렌즈(103)의 평균 유효경(AVR_CA_L3)의 1.5배 이상이 될 수 있으며, 예컨대 2배 이상 및 4배 미만의 범위일 수 있다.
즉, 다음의 수학식을 만족할 수 있다.
[수학식 35-5] 1.5 ≤CA_L9S1 / AVR_CA_L3 ≤ 4
[수학식 35-6] 1.5 ≤CA_L9S2 / AVR_CA_L3 ≤ 4
[수학식 36] 1 < CA_max / CA_Aver < 3
수학식 36에서 CA_max는 상기 복수의 렌즈들의 물체측 면 및 센서측 면 중 가장 큰 유효경(mm)를 의미하며, CA_Aver은 상기 복수의 렌즈들의 물체측 면 및 센서측 면의 유효경들의 평균을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 36를 만족할 경우, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다.
[수학식 37] 0.1 < CA_min / CA_Aver < 1
수학식 37에서 CA_min는 상기 복수의 렌즈들의 물체측 면 및 센서측 면 중 가장 작은 유효경(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 37를 만족할 경우, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다.
[수학식 38] 0.1 < CA_max / (2×ImgH) < 1
수학식 38에서 CA_max는 상기 복수의 렌즈(100,100A)들의 물체측 면 및 센서측 면 중 가장 큰 유효경을 의미하며, ImgH는 광축(OA)과 중첩되는 상기 이미지 센서(300)의 중심(0.0F)에서 대각선 끝단(1.0F)까지의 거리(mm)를 의미한다. 즉, 상기 ImgH는 상기 이미지 센서(300)의 유효 영역의 최대 대각 방향 길이(mm)의 1/2을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 38을 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가지며, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다. 여기서, 상기 ImgH는 2.1mm 내지 6mm 범위일 수 있다.
[수학식 39] 0.5 < TD / CA_max < 1.5
수학식 39에서 TD는 상기 제1렌즈 군(G1)의 물체측 면에서 상기 제2렌즈 군(G2)의 센서측 면까지의 최대 광축 거리(mm)이다. 예를 들면, 광축(OA)에서 제1렌즈(101)의 제1 면(S1)에서 상기 제9렌즈(109,119)의 제18 면(S18)까지의 거리이다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 39을 만족할 경우, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다.
[수학식 39-1] 1 < ∑CA / lens number < 10
수학식 39-1에서 ∑CA는 전체 유효경의 합이며, lens number는 전체 렌즈 매수 예컨대, 9매이다. 광학계가 수학식 39-1을 만족할 경우, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다. 수학식 39-1의 범위는 바람직하게, 3 내지 10의 범위일 수 있다.
[수학식 39-2] 1.5 < ΣSemi_CA / ST_Semi_CA < 50
수학식 39-2에서 ∑ Semi_CA는 전체 유효 반경의 합이며, ST_Semi_CA는 조리개의 유효 반경을 의미한다. 광학계가 수학식 39-2을 만족할 경우, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다. 수학식 39-2는 바람직하게, 20 내지 40의 범위일 수 있다.
[수학식 40] 1 < F / L9R2 < 10
수학식 40에서 F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 의미하고, L9R2는 상기 제9렌즈(109,119)의 제 18면(S18)의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 40을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)의 크기 축소, 예를 들어 TTL(total track length)를 줄여줄 수 있다.
[수학식 41] 1 < F / L1R1 < 10
수학식 41에서 L1R1은 상기 제1렌즈(101,111)의 제1 면(S1))의 곡률 반경(mm)을 의미하며, F는 전체 초점 거리(mm)를 나타낸다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 41을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)를 크기 축소, 예를 들어 TTL(total track length)를 줄여줄 수 있다.
[수학식 42] 1 < EPD / L9R2 < 10
수학식 42에서 EPD는 상기 광학계(1000)의 입사동(Entrance Pupil)의 크기(mm)를 의미하고, L9R2는 상기 제9렌즈(109,119)의 제18 면(S18)의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 42를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 전체 밝기를 제어할 수 있고, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 43] 0.5 < EPD / L1R1 < 8
수학식 42는 광학계의 입사동 크기와 제1렌즈(101,111)의 제1 면(S1)의 곡률 반경의 관계를 나타낸 것으로, 입사 광을 제어할 수 있다.
[수학식 44] -3 < f1 / f3 < 0
수학식 44에서 f1은 상기 제1렌즈(101,111)의 초점 거리(mm)를 의미하고, f3은 상기 제3렌즈(103,113,123)의 초점 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 44를 만족할 경우, 상기 제1렌즈(101,111) 및 상기 제3렌즈(103,113)는 입사하는 광 경로 제어를 위한 적절한 굴절력을 가질 수 있고, 해상력을 개선할 수 있다.
[수학식 45] 1 < f12 / F < 10
수학식 45에서 f12은 상기 제1렌즈(101,111) 내지 제2렌즈(102,112)의 복합 초점 거리(mm)를 의미하고, F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 의미한다. 수학식 45는 제1렌즈 군(G1)의 초점 거리와 전체 초점 거리 사이의 관계를 설정하고 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 45을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)의 TTL(total track length)를 제어할 수 있다.
[수학식 46] -1.5 < f12 / f39 < 1.7
수학식 46에서 f12은 상기 제1 내지 제2렌즈의 복합 초점 거리(mm)를 의미하고, f39은 상기 제3 내지 제9렌즈의 복합 초점 거리(mm)를 의미한다. 수학식 46는 제1렌즈 군(G1)의 초점 거리(f_G1)와 제2렌즈 군(G2)의 초점 거리(f_G2) 사이의 관계를 설정하고 있다. 실시예에서 상기 제1 내지 제2렌즈의 복합 초점 거리는 양(+)의 값을 가질 수 있고, 상기 제3 내지 제9렌즈의 복합 초점 거리는 양(+)의 값을 가질 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 46을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차 및 왜곡 수차 등의 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 46-1] 1.5 < Σ｜F/fi｜ < 20
수학식 46-1에서 F는 전체 초점 거리이며, fi는 제1렌즈(101,111) 내지 제9렌즈(109,119) 각각의 초점 거리의 절대 값의 합이다. 즉, 수학식 46-1은 전체 초점 거리(F)를 각 렌즈의 초점 거리 f1에서 f10까지의 절대 값의 합으로 나눈 값을 의미한다. 이러한 수학식 46-1을 광학계가 만족할 경우, 굴절력을 제어하여 해상력을 개선시켜 줄 수 있다. 바람직하게, 수학식 46-1은 2 내지 10의 범위일 수 있다.
[수학식 47] 2 < TTL < 20
수학식 47에서 TTL(Total track length)은 상기 제1렌즈(101,111)의 제1 면(S1)의 정점에서 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 수학식 47에서 TTL을 20 미만으로 하여, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다.
[수학식 48] 2 < ImgH
수학식 48는 이미지 센서(300)의 대각 크기(2*ImgH)를 4mm 초과되도록 하여, 높은 해상력을 갖는 광학계를 제공할 수 있다.
[수학식 49] BFL < 2.5
수학식 42는 BFL(Back focal length)를 2.5 mm 미만으로 하여, 필터(500)의 설치 공간을 확보할 수 있고 이미지 센서(300)와 마지막 렌즈 사이의 간격을 통해 구성 요소들의 조립성을 개선하며 결합 신뢰성을 개선할 수 있다.
[수학식 50] 1 < F < 20
수학식 50에서 전체 초점 거리(F)를 광학계에 맞게 설정할 수 있다.
[수학식 51] FOV < 120
수학식 51에서 FOV(Field of view)는 상기 광학계(1000)의 화각(Degree)을 의미하며, 120도 미만의 광학계를 제공할 수 있다. 상기 FOV는 60도 이상일 수 있다.
[수학식 52] 0.5 < TTL / CA_max < 2
수학식 52에서 CA_max는 상기 복수의 렌즈들의 물체측 면 및 센서측 면 중 가장 큰 유효경(mm)를 의미하며, TTL(Total track length)은 상기 제1렌즈(101,111)의 제1 면(S1)의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 수학식 52는 광학계의 전체 광축 길이와 최대 유효 경의 관계를 설정하여, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다.
[수학식 53] 0.6 < TTL / ImgH < 3.2
수학식 53는 광학계의 전체 광축 길이(TTL)와 이미지 센서(300)의 광축에서 대각 방향의 길이(ImgH)를 설정할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 53을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300), 예를 들어 1인치 전후의 큰 크기의 이미지 센서(300) 적용을 위한 BFL(Back focal length)을 확보하며 보다 작은 TTL을 가질 수 있어, 고화질 구현 및 슬림한 구조를 가질 수 있다.
[수학식 54] 0.01 < BFL / ImgH < 0.5
[수학식 54-1] 2 < Imgh / BFL < 10
수학식 54 및 54-1은 이미지 센서(300)와 마지막 렌즈 간의 광축 간격과 이미지 센서(300)의 광축에서 대각 방향의 길이를 설정할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 54 또는 54-1을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300), 예를 들어 1인치 전후의 큰 크기의 이미지 센서(300)를 적용하기 위한 BFL(Back focal length)을 확보할 수 있고, 마지막 렌즈와 이미지 센서(300) 사이의 간격을 최소화할 수 있어 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 특성을 가질 수 있다.
[수학식 55] 4 < TTL / BFL < 10
수학식 55는 광학계의 전체 광축 길이(TTL), 및 상기 이미지 센서(300)와 마지막 렌즈 사이의 광축 간격(BFL)를 설정(단위, mm)할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 55을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 BFL을 확보하며 슬림하고 컴팩트하게 제공될 수 있다.
[수학식 56] 0.1 < F / TTL < 1.5
수학식 56는 광학계(1000)의 전체 초점 거리(F)와 전체 광축 길이(TTL)를 설정할 수 있다. 이에 따라 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다.
[수학식 57] 3 < F / BFL < 10
수학식 57는 광학계(1000)의 전체 초점 거리(F), 상기 이미지 센서(300)와 마지막 렌즈 사이의 광축 간격(BFL)를 설정(단위, mm)할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 57을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각을 가지며 적절한 초점 거리를 가질 수 있고, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 마지막 렌즈와 이미지 센서(300) 사이의 간격을 최소화할 수 있어 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 특성을 가질 수 있다.
[수학식 58] 0.1 < F / ImgH < 3
수학식 58은 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(F,mm)와 상기 이미지 센서(300)의 광축에서 대각선 길이(ImgH)를 설정할 수 있다. 이러한 광학계(1000)는 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300), 예를 들어 1인치 전후의 큰 이미지 센서(300)를 적용하며 향상된 수차 특성을 가질 수 있다.
[수학식 59] 0.7 < F / EPD < 2.6
수학식 59는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(F,mm)와 입사동 크기를 설정할 수 있다. 이에 따라 광학계의 전체 밝기를 제어할 수 있다.
[수학식 60]
Figure PCTKR2022016610-appb-img-000001
수학식 60에서 Z는 Sag로 비구면 상의 임의의 위치로부터 상기 비구면의 정점까지의 광축 방향의 거리를 의미할 수 있다. 상기 Y는 비구면 상의 임의의 위치로부터 광축까지의 광축에 수직인 방향으로의 거리를 의미할 수 있다. 상기 c는 렌즈의 곡률을 의미할 수 있고, K는 코닉 상수를 의미할 수 있다. 또한, A, B, C, D, E,F는 비구면 계수(Aspheric constant)를 의미할 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 59 중 적어도 하나 또는 둘 이상의 수학식을 만족할 수 있다. 이 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)가 수학식 1 내지 수학식 59 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가지며, 수차 및 왜곡 특성을 개선할 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 큰 크기의 이미지 센서(300)를 적용하기 위한 BFL(Back focal length)을 확보할 수 있고, 마지막 렌즈와 이미지 센서(300) 사이의 간격을 최소화할 수 있어 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)가 수학식 1 내지 수학식 59 중 적어도 하나의 수학식을 만족할 경우, 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300)를 포함하며 상대적으로 작은 TTL 값을 가질 수 있고, 보다 슬림하게 컴팩트(compact)한 광학계 및 이를 갖는 카메라 모듈을 제공 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)에서 복수의 렌즈들(100) 사이 간격은 영역에 따라 설정된 값을 가질 수 있다.
표 3은 제1 및 제2 실시 예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식들의 항목에 대한 것으로, 상기 광학계(1000)의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length), 전체 초점 거리 F값, ImgH, 상기 제1 내지 제9렌즈들 각각의 초점 거리(f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7,f8,f9), 합성 초점 거리, 엣지 두께(ET, Edge Thickness) 등에 대한 것이다. 여기서 렌즈의 엣지 두께는 렌즈의 유효 영역 끝단에서의 광축 방향(Z) 두께를 의미하며, 단위는 mm이다.
항목 실시예1 실시예2
F 4.370 4.310
f1 5.290 5.864
f2 -9.110 -11.147
f3 -35.590 -38.827
f4 33.890 22.404
f5 12.800 16.392
f6 15.210 14.381
f7 -17.520 -17.942
f8 7.400 7.306
f9 -7.420 -6.988
f_G1 10.171 10.317
f_G2 7.155 6.991
L1_ET 0.165 0.182
L2_ET 0.301 0.287
L3_ET 0.266 0.269
L4_ET 0.284 0.250
L5_ET 0.099 0.083
L6_ET 0.281 0.329
L7_ET 0.363 0.411
L8_ET 0.560 0.452
L9_ET 0.662 0.713
d12_ET 0.211 0.199
d23_ET 0.069 0.092
d34_ET 0.175 0.183
d45_ET 0.032 0.065
d56_ET 0.011 0.027
d67_ET 0.253 0.253
d78_ET 0.390 0.362
d89_ET 0.266 0.348
EPD 3.080 3.140
BFL 1.175 1.092
TD 5.483 5.560
Imgh 3.530 3.537
TTL 5.689 5.683
F-number 1.418 1.373
FOV 78.4도 77.2도
표 4는 도 1의 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 59에 대한 결과 값에 대한 것이다. 표 4를 참조하면, 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 59 중 적어도 하나, 두 개 이상 또는 세 개 이상을 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 수학식 59을 모두 만족하는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서 광학 성능 및 광학 특성을 개선할 수 있다.
수학식 실시예1 실시예2
1 1 < L1_CT / L3_CT < 5 2.660 2.660
2 0.5 < L3_CT / L3_ET < 2 0.883 0.873
3 1 < L9_ET / L9_CT < 5 1.779 1.916
4 1.60 < n3 1.701 1.701
5 0.5 < L9S2_max_sag to Sensor < 2 0.920 0.848
6 0.5 < BFL / L9S2_max_sag to Sensor < 2 1.278 1.288
7 |L9S2_max slope| < 45 0.346 0.378
8 0.2 < L9S2 Inflection Point < 0.6 0.500 0.490
9 100 < d89_CT / d89_min 28.784 757.750
10 0 < d89_CT / d89_ET < 3 1.675 1.282
11 0.01 <d23_CT / d89_CT < 1 0.537 0.514
12 1 < L1_CT / L9_CT < 5 0.570 0.570
13 1 < L8_CT / L9_CT < 5 1.199 1.199
14 0 < L1R1 / L9R2 < 5 2.654 2.770
15 0 < (d89_CT - d89_ET) / (d89_CT) < 5 0.637 0.541
16 1 < CA_L1S1 / CA_L2S1 < 1.5 1.089 1.086
17 1 < CA_L9S2 / CA_L3S1 < 5 1.984 2.001
18 0.2 < CA_L2S2 / CA_L3S1 < 2 1.005 1.001
19 0.1 < CA_L8S2 / CA_L9S2 < 1 0.783 0.775
20 3 < d23_CT / d23_ET < 10 6.655 5.347
21 0 < d78_CT / d78_ET < 3 0.038 0.041
22 0 < d78_max / d89_CT < 2 1.003 1.001
23 1 < L8_CT / d89_CT < 30 0.608 0.589
24 0.01 < L6_CT / d89_CT < 3 1.914 1.914
25 1 < |L9R1 / L9_CT| < 100 4.964 5.478
26 1 < |L8R1 / L9R1| < 100 0.847 0.770
27 20 < L1_CT/d12 41.67 41.67
28 0 <CT_Max / Air_Max <5 0.97 0.94
29 0.5 < ∑L_CT / ∑Air_CT < 2 2.267 2.112
30 10 < ∑Index <30 14.195 14.195
31 10 < ∑Abb / ∑Index <50 24.163 24.163
32 0.8 < Air_CT_max/L_CT_min < 6.0 3.46 3.57
33 0 < Air_ET_Max / L_CT_Max < 2 0.548 0.508
34 0.5 < CA_L1S1 / CA_min <2 1.149 1.136
35 1 < CA_max / CA_min < 5 1.984 2.007
36 1 < CA_max / CA_Aver < 3 1.566 1.610
37 0.1 < CA_min / CA_Aver < 1 0.790 0.802
38 0.1 < CA_max / (2*ImgH) < 1 0.753 0.784
39 0.5 < TD / CA_max < 1.5 1.031 1.002
40 0 < F / L9R2 < 10 3.761 3.525
41 1 < F / L1R1 < 10 1.417 1.273
42 0 < EPD / L9R2 < 10 2.651 2.568
43 0.5 < EPD / L1R1 < 8 0.999 0.927
44 -3 < f1 / f3 < 0 -0.149 -0.151
45 1 < f13 / F < 10 7.173 7.516
46 -1.5 < f12/f39 < 1.7 1.42 1.48
47 2 < TTL < 20 5.688 5.683
48 2 < ImgH 3.530 3.537
49 BFL < 2.5 1.175 1.092
50 1 < F < 20 4.370 4.310
51 FOV < 120 76.400 77.200
52 0.5 < TTL / CA_max < 2 1.070 1.024
53 0.6 < TTL / ImgH < 3.2 1.611 1.607
54 0.01 < BFL / ImgH < 0.5 0.333 0.309
55 4 < TTL / BFL < 10 4.840 5.202
56 0.1 < F / TTL < 1.5 0.768 0.758
57 3 < F / BFL < 10 3.718 3.945
58 0.1 < F / ImgH < 3 1.238 1.219
59 0.7 < F / EPD < 2.6 1.419 1.373
도 16은 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다. 도 16을 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 슬림한 구조를 가질 수 있고, 향상된 왜곡(distortion) 및 수차 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 카메라 모듈(10)은 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
또한, 상기 이동 단말기(1)는 자동 초점 장치(31)를 더 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 레이저를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 상기 카메라 모듈(10)의 이미지를 이용한 자동 초점 기능이 저하되는 조건, 예를 들어 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. 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 (21)

  1. 물체측으로부터 센서측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제9렌즈를 포함하고,
    상기 제1렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제9렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고,
    상기 제1렌즈의 물체측 면은 상기 광축에서 볼록한 형상을 가지며,
    상기 제9렌즈의 센서측 면은 상기 광축에서 오목한 형상을 가지며,
    상기 제1렌즈 내지 제9렌즈 중 물체측면과 센서측 면에 적어도 하나의 임계점이 있는 렌즈 매수는 전체 렌즈 매수의 40% 이상이며,
    하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식:
    -1.5 < f12/f39 < 1.7
    0.6 < TTL / ImgH < 3.2
    (f12는 제1,2렌즈의 복합 초점 거리이며, f39는 제3렌즈 내지 제9렌즈까지의 복합 초점 거리이며, TTL(Total track length)은 상기 제1렌즈의 물체측 면의 정점으로부터 이미지 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이고, ImgH는 상기 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2이다)
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제1렌즈의 물체측 면은 볼록한 형상을 가지며,
    상기 제9렌즈의 센서측 면은 오목한 형상을 가지며,
    상기 제 6 내지 제9렌즈는 물체측면과 센서측 면 각각이 적어도 하나의 임계점을 갖는 광학계.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 제1렌즈의 센서측면과 상기 제4렌즈의 물체측 면은 적어도 하나의 임계점을 가지며,
    상기 제3렌즈의 물체측 면과 센서측 면은 적어도 하나의 임계점을 갖는 광학계.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이미지 센서의 상면에서 마지막 렌즈의 센서측면까지의 광축 간격(BFL)와 상기 Imgh 사이의 관계는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 0.01 < BFL / ImgH < 0.5
  5. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1렌즈와 상기 제9렌즈의 유효경과 전체 렌즈 매수(lens number)의 관계는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 1 < ∑CA / lens number < 10
    (∑CA는 제1 내지 제9렌즈의 물체측 면과 센서측면의 유효경의 합이며, lens number는 전체 렌즈 매수이다)
  6. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서, 전체 초점 거리와 각 렌즈의 초점 거리의 관계는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 1.5 < Σ｜ F/fi｜ < 20
    (F는 전체 초점 거리이며, fi는 제1렌즈 내지 제9렌즈 각각의 초점 거리의 합이다)
  7. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 내지 제9렌즈의 광축에서의 렌즈들 사이의 간격과, 각 렌즈의 중심 두께는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 0.8 < Air_CT_Max/L_CT_Min < 6.0
    (상기 Air_CT_Max는 인접한 두 렌즈들 사이의 광축 간격 중 최대 값이며, L_CT_Min은 각 렌즈의 광축에서의 두께 중 최소 값이다)
  8. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 내지 제9렌즈 중 최대 유효경과 최소 유효경의 관계는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 1 < CA_Max / CA_Min < 4
    (CA_Max는 상기 제1 내지 제9렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효 경 중 최대 값이며, CA_Min은 상기 제1 내지 제9렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효 경 중 최대 값이다)
  9. 제8 항에 있어서, 상기 제2렌즈는 광축에서 센서측 면이 오목한 형상을 가지며,
    상기 제3렌즈는 광축에서 물체측 면이 상기 제2렌즈의 센서측면과 대면하며 볼록한 형상을 가지며,
    상기 최대 유효경은 상기 제9렌즈의 센서측 면이며,
    상기 최소 유효경은 상기 제3렌즈의 물체측 면인 광학계.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 제1렌즈와 상기 제3렌즈의 중심 두께는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 1 < L1_CT/ L3_CT < 5
    (L1_CT는 제1렌즈의 광축에서의 두께이며, L3_CT는 제3렌즈의 광축에서의 두께이다)
  11. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2렌즈와 상기 제3렌즈 사이의 외측 둘레에 배치된 조리개를 포함하며,
    상기 제1 내지 제9렌즈의 유효 반경과 상기 조리개의 유효 반경의 관계는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 1.5 < ΣSemi_CA / ST_Semi_CA < 50
    (∑Semi_CA는 전체 유효 반경의 합이며, ST_Semi_CA는 조리개의 유효 반경을 의미한다)
  12. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 내지 제9렌즈의 유효경과 전체 렌즈 매수(lens number)의 관계는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 1 < ∑CA / lens number < 10
    (∑CA는 제1 내지 제9렌즈의 물체측 면과 센서측면의 유효경의 합이며, lens number는 9이다)
  13. 물체측에 복수의 렌즈를 갖는 제1렌즈 군;
    상기 제1렌즈 군의 센서측에 복수의 렌즈를 갖는 제2렌즈 군;
    상기 제1렌즈군은 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제2렌즈군은 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제2렌즈 군의 렌즈 매수는 상기 제1렌즈 군의 렌즈 매수보다 3배 이상이며,
    상기 제2렌즈 군 중에서 상기 제1렌즈 군에 가장 가까운 물체측 면은 유효경 크기가 최소이며,
    상기 제2렌즈 군의 렌즈 면 중에서 이미지 센서에 가장 가까운 센서측 면은 유효경 크기가 최대이며,
    상기 제2렌즈 군의 렌즈 면 중에서 이미지 센서에 가장 가까운 센서측 면은 상기 센서측 면의 중심과 상기 이미지 센서와의 거리가 최소이고, 상기 센서측 면의 유효 영역의 끝단을 향해 갈수록 상기 거리가 점차 커지며,
    하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식:
    0.6 < TTL / ImgH < 3.2
    0.7 < F / EPD < 2.6
    (TTL(Total track length)은 상기 제1렌즈 군의 물체측 면의 정점으로부터 이미지 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이고, ImgH는 상기 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2이며, 상기 F는 제1,2렌즈 군의 전체 초점 거리이며, EPD는 광학계의 입사동 크기이다)
  14. 제13 항에 있어서, 상기 제1 및 제2렌즈군 각각의 초점 거리는 상기 제1렌즈군이 상기 제2렌즈 군보다 더 큰 광학계.
  15. 제13 항 또는 제14 항에 있어서, 상기 제1렌즈 군은 물체측에서 센서를 향해 광축에 정렬된 제1렌즈와 제2렌즈를 포함하며,
    상기 제2렌즈 군은 상기 제1렌즈 군에서 센서를 향해 정렬된 제3렌즈 내지 제9렌즈를 포함하며,
    상기 제3렌즈의 평균 유효경 크기는 상기 제1 내지 제9렌즈 중 최소이며,
    상기 제9렌즈의 평균 유효경 크기는 상기 제1 내지 제9렌즈 중 최대인 광학계.
  16. 제15 항에 있어서, 상기 제9렌즈의 센서측 면은 임계점을 가지며, 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 0.5 < L9S2_max_sag to Sensor < 2
    (L9S2_max_sag to Sensor은 상기 제9렌즈의 센서측 면의 최대 Sag 값에서 이미지 센서까지의 상기 광축 방향 거리이다)
  17. 제15 항에 있어서, 상기 제2렌즈 군에서 물체측면과 센서측 면 모두에 임계점을 갖는 렌즈 매수는 상기 제2렌즈 군의 렌즈들 중 50% 이상인 광학계.
  18. 제15 항에 있어서, 상기 제1렌즈의 광축에서의 두께와 상기 제1,2렌즈 사이의 간격은 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 20 < L1_CT/d12
    (L1_CT는 제1렌즈의 광축에서의 두께이며, d12는 상기 제1,2렌즈 사이의 광축에서의 간격이다)
  19. 제18 항에 있어서, 상기 제8렌즈와 상기 제9렌즈 사이의 간격들은 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 0 < d89_CT / d89_ET < 3
    (d89_CT는 상기 제8렌즈와 상기 제9렌즈 사이의 광축에서의 두께이며, d89_ET는 상기 제8렌즈의 센서측 면의 유효 영역의 끝단과 상기 제9렌즈의 물체측 면의 유효 영역의 끝단 사이의 광축 거리이다)
  20. 제12 항 또는 제13 항에 있어서, 상기 제2렌즈 군의 초점 거리(f_G1)와 상기 제2렌즈 군의 초점 거리(f_G2)는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: -1.5 < f_G1 / f_G2 < 1.7
  21. 이미지 센서; 및 상기 이미지 센서와 광학계의 마지막 렌즈 사이에 필터를 포함하며,
    상기 광학계는 제1 항 및 제13 항 중 어느 한 항에 따른 광학계를 포함하고,
    하기 수학식을 만족하는 카메라 모듈.
    수학식: 0.7 ≤ F / EPD < 2.6
    (F는 상기 광학계의 전체 초점 거리이고, EPD는 상기 광학계의 입사동의 크기(Entrance Pupil Diameter)이다.)
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