WO2023085870A1 - 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 Download PDF

Info

Publication number
WO2023085870A1
WO2023085870A1 PCT/KR2022/017805 KR2022017805W WO2023085870A1 WO 2023085870 A1 WO2023085870 A1 WO 2023085870A1 KR 2022017805 W KR2022017805 W KR 2022017805W WO 2023085870 A1 WO2023085870 A1 WO 2023085870A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
lens
sensor
optical axis
lenses
optical system
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/017805
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
신두식
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Publication of WO2023085870A1 publication Critical patent/WO2023085870A1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0045—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having five or more lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/142—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only
    • G02B15/1421—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only the first group being positive
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0087—Simple or compound lenses with index gradient
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/64—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having more than six components
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02—Bodies
    • G03B17/12—Bodies with means for supporting objectives, supplementary lenses, filters, masks, or turrets
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B2003/0093—Simple or compound lenses characterised by the shape

Definitions

  • 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 .
  • the camera module employs an image stabilization (IS) technology to correct or prevent image stabilization due to camera movement caused by an unstable fixing device or a user's movement.
  • IS image stabilization
  • the most important element for such a camera module to acquire an image is an imaging lens that forms an image.
  • an imaging lens that forms an image Recently, interest in high 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.
  • TTL total track length
  • 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 seventh lenses disposed along an optical axis from an object side to a sensor side, the first lens has positive (+) refractive power on the optical axis, and the seventh lens
  • the optical axis has negative refractive power
  • the object-side surface of the first lens has a convex shape along the optical axis
  • the sensor-side surface of the third lens has a minimum effective diameter among the first to seventh lenses.
  • the sensor-side surface of the seventh lens has a maximum effective diameter among the first to seventh lenses, and may satisfy 0.4 ⁇ TTL / ImgH ⁇ 3 and 1 ⁇ CA_Max / CA_min ⁇ 5.
  • Total track length is the distance on the optical axis from the apex of the object-side surface of the first lens to the top surface of the sensor
  • ImgH is 1/2 of the maximum diagonal length of the sensor
  • CA_Max is the first It is the largest effective diameter among the effective diameters of the object-side and sensor-side surfaces of the first to seventh lenses
  • CA_Min is the smallest effective diameter among the effective diameters of the object-side and sensor-side surfaces of the first to seventh lenses.
  • the third and seventh lenses satisfy 2 ⁇ AVR_CA_L7 / AVR_CA_L3 ⁇ 4, the AVR_CA_L7 is an average value of the effective diameters of the object-side surface and the sensor-side surface of the seventh lens, and AVR_CA_L3 is It is an average value of the object-side surface and the sensor-side surface of the third lens.
  • the size of the effective diameter of the object-side surface of the seventh lens satisfies 2 ⁇ CA_L7S1 / AVR_CA_L3 ⁇ 4,
  • the CA_L7S1 is the size of the effective diameter (mm) of the object-side surface of the seventh lens
  • the AVR_CA_L3 is the average value of the effective diameter of the object-side surface and the sensor-side surface of the third lens.
  • the size of the effective diameter of the sensor-side surface of the seventh lens satisfies 2 ⁇ CA_L7S2 / AVR_CA_L3 ⁇ 5, the CA_L7S2 is the size of the effective diameter (mm) of the sensor-side surface of the seventh lens, and the AVR_CA_L3 is the object of the third lens. It is the average value of the effective diameter of the side surface and the sensor side surface.
  • the first and seventh lenses satisfy the following equation, 1 ⁇ L1_CT / L7_CT ⁇ 5, the L1_CT is the thickness of the first lens on the optical axis, and L7_CT is This is the thickness of the 11th lens on the optical axis.
  • the optical axis distance between the third and fourth lenses and the optical axis distance between the sixth and seventh lenses satisfy 1 ⁇ d67_CT / d34_CT ⁇ 4, and the d34_CT corresponds to the third lens and the first 4 is the optical axis distance (mm) between lenses, and d67_CT is the distance (mm) from the optical axis (OA) of the sensor side surface of the sixth lens and the object side surface of the seventh lens.
  • the effective diameter of the sensor-side surface of the seventh lens and the optical axis distance between the sixth and seventh lenses satisfy 3 ⁇ CA_L7S2 / d67_CT ⁇ 10, and CA_L7S2 is the largest effective diameter of the lens surface.
  • d67_CT is the distance (mm) from the optical axis (OA) of the sensor-side surface of the sixth lens and the object-side surface of the seventh lens.
  • the sensor side of the seventh lens has a critical point, satisfies 0.5 ⁇ L7S2_max_sag to Sensor ⁇ 2, and the L7S2_max_sag to Sensor is the image at the maximum sag value of the sensor side of the seventh lens. is the distance in the direction of the optical axis to the sensor.
  • An optical system is disposed along an optical axis from an object side to a sensor side, and includes first and second lens groups including at least one lens, wherein the first lens group has a positive ( +) refractive power, the second lens group has a negative (-) refractive power on the optical axis, the total sum of the number of lenses included in the first and second lens groups is 7, and the second lens group
  • the number of lenses in the group is greater than the number of lenses in the first lens group, the size of the effective diameter of the sensor-side surface closest to the second lens group among the lens surfaces of the first lens group is the smallest, and the lenses of the second lens group Among the surfaces, the sensor-side surface closest to the image sensor has the largest effective diameter, satisfies 0.4 ⁇ TTL / ImgH ⁇ 3 and 0.5 ⁇ TD / CA_max ⁇ 1.5, and the total track length (TTL) is the object of the first lens.
  • the TD is the distance of the second lens group from the object side surface of the first lens group. It is the maximum optical axis distance (mm) to the sensor-side surface, and CA_Max is the largest effective diameter among the effective diameters of the object-side surface and the sensor-side surface of the first to seventh lenses.
  • the absolute value of the focal length of each of the first and second lens groups may be greater than that of the first lens group.
  • a sensor-side surface of the first lens group closest to the second lens group among lens surfaces of the first and second lens groups has a minimum effective diameter, and Among lens surfaces, a sensor-side surface of the second lens group closest to the image sensor may have a maximum effective diameter.
  • the first lens group includes first to third lenses disposed along the optical axis in a direction from the object side to the sensor side, and the second lens group moves from the object side to the sensor side. It includes fourth to seventh lenses disposed along an optical axis, wherein one of the object-side surface and the sensor-side surface of the third lens has a minimum effective diameter, and among the object-side surface and the sensor-side surface of the seventh lens Either one may have a maximum effective diameter.
  • the optical axis distance between the sixth and seventh lenses and the optical axis distance between the third and fourth lenses satisfy 1 ⁇ d67_CT / d34_CT ⁇ 4, and the d34_CT corresponds to the third lens and the first 4 is the optical axis distance (mm) between lenses, and d67_CT is the distance (mm) from the optical axis (OA) of the sensor side surface of the sixth lens and the object side surface of the seventh lens.
  • the optical axis distance between the second lens group and the sixth and seventh lenses satisfies 1 ⁇ G2_TD / d67_CT ⁇ 4, and the G2_TD is the sensor side from the object side of the second lens group. is the maximum optical axis distance (mm), and d67_CT is the distance (mm) from the optical axis (OA) of the sensor-side surface of the sixth lens and the object-side surface of the seventh lens.
  • the distance between the first lens group and the first and second lens groups satisfies 1 ⁇ G1_TD / d34_CT ⁇ 4, and G1_TD is an optical axis between the object-side surface of the first lens and the sensor-side surface of the third lens.
  • d34_CT is the optical axis distance (mm) between the sensor-side surface of the first lens group and the object-side surface of the second lens group.
  • the center position of the first lens, the optical axis distance between the third and fourth lenses, and the center thickness of the sixth lens satisfy L1_CT ⁇ d34_CT ⁇ L6_CT, and L1_CT is the first lens d34_CT is the optical axis spacing between the third and fourth lenses, and L6_CT is the center thickness of the sixth lens having an inflection point in the second lens group.
  • An optical system includes first to seventh lenses disposed along an optical axis in a direction from an object side to a sensor side, wherein the first lens has positive (+) refractive power on the optical axis, and the seventh lens
  • the lens has negative (-) refractive power along the optical axis
  • the sensor-side surface of the third lens has a concave shape in the optical axis
  • the object-side surface of the fourth lens has a concave shape in the optical axis
  • At least one of the object-side surface and sensor-side surface of 6 lenses has a critical point
  • at least one of the object-side surface and sensor-side surface of the seventh lens has a critical point
  • the sensor-side surface of the third lens has a critical point.
  • CA_Min is the smallest effective diameter among the effective diameters of the object-side and sensor-side surfaces of the first to seventh lenses.
  • the critical point of the sensor-side surface of the seventh lens is disposed at a position less than 40% of the distance to the end of the effective area of the sensor-side surface of the seventh lens based on the optical axis, and the seventh lens
  • a critical point on the object-side surface of the seventh lens may be located closer to the optical axis than a critical point on the sensor-side surface of the seventh lens.
  • a critical point of the sensor-side surface of the sixth lens and a critical point of the object-side surface of the sixth lens may be positioned within a range of 46% to 56% of a distance from an end of an effective area of the sixth lens based on an optical axis.
  • 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 disclosed above and may satisfy 1 ⁇ F / EPD ⁇ 5, where 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 have set shapes, refractive powers, thicknesses, intervals, and the like.
  • 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 the aspherical surface coefficient of each lens surface in the optical system of FIG. 1 .
  • FIG. 4 is data on a distance between two adjacent lenses 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 .
  • FIG. 7 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” is directed toward 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, and distance between lenses 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 size of the effective mirror on 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.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an optical system according to an embodiment
  • FIG. 2 is a view for explaining the center thickness, edge thickness, and spacing between lenses in the optical system of FIG. 1
  • FIG. 3 is data on the aspherical surface coefficient of each lens surface in the optical system of FIG. 1
  • FIG. 4 is data on a distance between two adjacent lenses in the optical system of FIG. 1
  • 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 .
  • an 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 three lenses.
  • the second lens group G2 may include at least one lens.
  • the second lens group G2 may include a larger number of lenses than the lenses of the first lens group G1.
  • the second lens group G2 may include 6 lenses or less.
  • the number of lenses of the second lens group G2 may have a difference of 1 or more and 2 or less compared to the number of lenses of the first lens group G1.
  • the second lens group G2 may include four lenses.
  • the first lens group G1 may have positive (+) refractive power.
  • the second lens group G2 may have a different negative (-) refractive power than the first lens group G1.
  • the first lens group G1 and the second lens group G2 may have different focal lengths. As the first lens group G1 and the second lens group G2 have refractive powers opposite to each other, the focal length f_G2 of the second lens group G2 has a negative sign, The focal length f_G1 of the first lens group G1 may have a positive (+) sign.
  • the focal length of the first lens group G1 may be greater than that of the second lens group G2.
  • the absolute value of the focal length f_G1 of the first lens group G1 is 1.1 times or more, for example, 1.1 to 1.6 times the absolute value of the focal length f_G2 of the second lens group G2. range can be 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 the optical axis distance between the object side surface of the lens 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 may be greater than the center thickness of each lens of the first lens group G1, and It may be less than 50% less than the optical axis distance, for example, it may be in the range of 30% to 50%.
  • the optical axis distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 may be greater 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 20% or less of the optical axis distance of the second lens group G2, for example, in a range of 11% to 20%.
  • 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 8 lenses or less.
  • the first lens group G1 refracts light incident through the object side to collect them, and the second lens group G2 transmits the light emitted through the first lens group G1 to the image sensor 300. It can be refracted so that it can be diffused to the periphery of
  • lenses having positive (+) refractive power may be more than lenses having negative (-) refractive power.
  • the second lens group G2 may include lenses having positive (+) refractive power and lenses having negative (-) refractive power.
  • the lens surface (eg, S6) of the first lens group G1 and the lens surface (eg, S7) of the second lens group G2 facing each other may have a concave shape in the optical axis.
  • the optical axis distance between the first and second lens groups G1 and G2 is the maximum between the lenses of the second lens group G2. Excluding the optical axis interval, it may have the largest interval.
  • a sum of convex surfaces on the object side and concave surfaces on the sensor side in the optical axis OA or paraxial region of each lens of the first lens group G1 may be 80% or more in the first lens group G1.
  • the sum of concave surfaces on the object side and convex surfaces on 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 that of the second lens group G2.
  • the optical system 1000 includes a first lens 101, a second lens 102, a third lens 103, a fourth lens 104, a fifth lens 105, and a sixth lens 106. ) and a seventh lens 107.
  • the first to seventh lenses 101 , 102 , 103 , 104 , 105 , 106 , and 107 may be sequentially disposed along the optical axis OA of the optical system 1000 .
  • the light corresponding to the object information is transmitted through the first lens 101, the second lens 102, the third lens 103, the fourth lens 104, the fifth lens 105, the sixth lens 106, and It may pass through the seventh lens 107 and be incident on the image sensor 300 .
  • Each of the plurality of lenses 101 , 102 , 103 , 104 , 105 , 106 , and 107 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 101 , 102 , 103 , 104 , 105 , 106 , and 107 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 may be an area in which effective light is not incident from the plurality of lenses 101 , 102 , 103 , 104 , 105 , 106 , and 107 . 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 101 to 107 .
  • 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).
  • 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 101 to 107 and the image sensor 300 .
  • the filter 500 may be disposed between the seventh lens 111 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.
  • radiant heat emitted from external light may be blocked from being transferred to the image sensor 300 .
  • the filter 500 may transmit visible light and reflect infrared light.
  • the optical system 1000 may include an aperture (not shown).
  • the diaphragm may control the amount of light incident to the optical system 1000 .
  • the diaphragm may be disposed at a set position.
  • 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 the first lens 101 and the second lens 102 .
  • at least one lens selected from among the plurality of lenses 101 to 107 may serve as a diaphragm.
  • an object-side surface or a sensor-side surface of one lens selected from among the lenses 101, 102, and 103 of the first lens group G1 may serve as a diaphragm for adjusting the amount of light.
  • the sensor-side surface S2 of the first lens 101 or the object-side surface S3 of the second lens 102 may serve as a diaphragm.
  • the optical system 1000 may include a first lens 101 to a seventh lens 107 .
  • the first lens 101 is the closest lens to the object side in the first lens group G1.
  • 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 lens 101 may have a meniscus shape convex toward the object side.
  • the first surface S1 may have a convex shape in the optical axis OA or paraxial region
  • the second surface S2 may have a concave shape in the optical axis OA or paraxial region.
  • the second surface S2 may have a convex shape in the optical axis OA or paraxial region. That is, the first lens 101 may have a convex shape on both sides in the optical axis OA or paraxial region. At least one or both of the first surface S1 and the second surface S2 may be aspheric.
  • the second lens 102 may be disposed between the first lens 101 and the third lens 103 .
  • the second lens 102 may have positive (+) or negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the second lens 102 may have positive (+) 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 second lens 102 may have a biconvex shape in the optical axis OA or paraxial region.
  • the third surface S3 may have a convex shape in the optical axis OA or paraxial region
  • the fourth surface S4 may have a convex shape in the optical axis OA or paraxial region.
  • the fourth surface S3 may have a concave shape in the optical axis OA or paraxial region.
  • At least one or both of the third surface S3 and the fourth surface S4 may be aspheric.
  • the third lens 103 is the closest lens to the sensor side in the first lens group G1.
  • 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 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 convex shape in the optical axis OA or paraxial region
  • the sixth surface S6 may have a concave shape in the optical axis OA or paraxial region.
  • the fifth surface S5 may have a concave shape in the optical axis OA.
  • the third lens 103 may have a concave shape on both sides in the optical axis OA or paraxial region. At least one or both of the fifth surface S5 and the sixth surface S6 may be aspherical.
  • the absolute value of the focal length of the second lens 102 may be the largest.
  • the absolute value of the focal length of the first lens group G1 may have a large value in the order of the first lens 101 , the second lens 102 , and the third lens 103 .
  • the first to third lenses 101, 102, and 103 may have different center thicknesses (CT).
  • CT center thicknesses
  • the first lens 101 may have the thickest center thickness
  • the third lens 103 may have the thinnest center thickness. .
  • the third lens 103 may have the largest refractive index, and the refractive index of the first lens 101 is the refractive index of the second lens 102. can be equal to The refractive index of the third lens 103 may be greater than 1.6, and the refractive index of the first and second lenses 101 and 102 may be less than 1.6.
  • the Abbe number of the third lens 103 may be the smallest among the first to third lenses 101 , 102 , and 103 , and the Abbe number of the second lens 102 may be that of the first lens 101 . It can be equal to the Abbe number. In this case, the Abbe number of the third lens 103 may be 20 or more smaller than the Abbe number of the second lens 102 . In detail, the Abbe's number of the third lens 103 may be 30 or more smaller than the Abbe's number of the second lens 102, and may be in the range of 10 to 25, for example.
  • At least one of the object-side surface and the sensor-side surface of the third lens 103 may have the smallest clear aperture (CA) of the lens, and , at least one of the object-side surface and the sensor-side surface of the first lens 101 may be the largest.
  • CA clear aperture
  • the effective diameter of the sixth surface S6 on the sensor side of the third lens 103 may be the smallest among the first to sixth surfaces S1 , S2 , S3 , S4 , S5 , and S6 .
  • the size of the effective diameter of the sixth surface S6 on the sensor side of the third lens 103 is the object side surface of the first to seventh lenses 101, 102, 103, 104, 105, 106, and 107. And it may be the smallest of the sensor side faces. Accordingly, the optical system 1000 can improve resolving power and chromatic aberration control characteristics by controlling incident light, and can improve vignetting characteristics of the optical system 1000 .
  • the fourth lens 104 may have positive (+) or negative (-) refractive power on 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.
  • the fourth lens 104 may have a meniscus shape convex toward the sensor.
  • the seventh surface S7 may have a concave shape in the optical axis OA or paraxial region
  • the eighth surface S8 may have a convex shape in the optical axis OA or paraxial region.
  • the fourth lens 104 may have a meniscus shape convex toward the object side.
  • the seventh surface S7 may have a convex shape in the optical axis OA or paraxial region
  • the eighth surface S8 may have a concave shape in the optical axis OA or paraxial region.
  • the fourth lens 104 may have a concave shape on the seventh and eighth surfaces S7 and S8 or a convex shape on the seventh and eighth surfaces S7 and S8 in the optical axis OA or paraxial region.
  • At least one of the seventh surface S7 and the eighth surface S8 may be an aspheric surface.
  • both the seventh surface S7 and the eighth surface S8 may be aspheric surfaces.
  • the fifth lens 105 may have positive (+) or negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the fifth lens 105 may have negative (-) 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. Both sides of the fifth lens 105 may have a concave shape.
  • the ninth surface S9 may have a concave shape in the optical axis OA or paraxial region
  • the tenth surface S10 may have a concave shape in the optical axis OA or paraxial region.
  • the fifth lens 105 may have a meniscus shape convex toward the object side.
  • the ninth surface S9 may have a convex shape in the optical axis OA or paraxial region
  • the tenth surface S10 may have a concave shape in the optical axis OA or paraxial region.
  • the fifth lens 105 may have a shape in which the ninth and tenth surfaces S9 and S10 are concave, or the ninth and tenth surfaces S9 and S10 are convex in the optical axis OA or paraxial region.
  • 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 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 sixth lens 106 may have a meniscus shape convex toward the object in the optical axis OA or paraxial region.
  • the eleventh surface S11 may have a convex shape in the optical axis OA or paraxial region, and the twelfth surface S12 may have a concave shape in the optical axis OA or paraxial region.
  • the eleventh surface S11 may have a convex shape in the optical axis OA or paraxial region
  • the twelfth surface S12 may have a convex shape in the optical axis OA or paraxial region.
  • the sixth lens 106 may have a biconvex shape in the optical axis OA or paraxial region.
  • 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.
  • the seventh lens 107 may have positive (+) or negative (-) refractive power on 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 seventh lens 107 may have a meniscus shape convex toward the object side.
  • the thirteenth surface S13 may have a convex shape in the optical axis OA or paraxial region
  • the fourteenth surface S14 may have a concave shape in the optical axis OA or paraxial region.
  • the thirteenth surface S13 may have a convex shape in the optical axis OA or paraxial region
  • the fourteenth surface S14 may have a convex shape in the optical axis OA or paraxial region.
  • the seventh lens 107 may have a convex shape on both sides in the optical axis OA or paraxial region.
  • At least one of the thirteenth surface S13 and the fourteenth surface S14 may be an aspheric surface.
  • both the thirteenth surface S13 and the fourteenth surface S14 may be aspheric surfaces.
  • At least one of the object-side surface and the sensor-side surface of the fourth lens 104 may have the smallest clear aperture (CA) of the lens, and , at least one of the object-side surface and the sensor-side surface of the seventh lens 107 may be the largest.
  • the size of the effective diameter of the seventh object-side surface S7 of the fourth lens 104 is the smallest among the object-side surfaces and the sensor-side surfaces of the fourth to seventh lenses 104, 105, 106, and 107.
  • the size of the effective diameter of the sensor-side 14th surface S14 of the seventh lens 107 is determined by the object-side surface of the first to seventh lenses 101, 102, 103, 104, 105, 106, and 107 and the sensor. It may be the largest of the sides.
  • the effective diameter of the 14th surface S14 on the sensor side of the seventh lens 107 may be greater than 1 time and smaller than 5 times the size of the effective diameter of the 6th surface S6 of the third lens 103 . Accordingly, the optical system 1000 can improve chromatic aberration reduction and vignetting characteristics.
  • the size of the effective diameter of each of the first to seventh lenses 101, 102, 103, 104, 105, 106, and 107 is defined as the average value of the effective diameter of the object-side surface and the sensor-side surface of each lens
  • the average effective diameter of the fifth and sixth surfaces S5 and S6 of the three lenses 103 that is, the size of the effective diameter of the third lens 103 may be the smallest among the lenses.
  • the average effective diameter of the 13th and 14th surfaces S13 and S14 of the seventh lens 107 that is, the size of the effective diameter of the seventh lens 107 may be the largest among the lenses.
  • the size of the effective diameter of the seventh lens 107 may be more than twice the size of the effective diameter of the third lens 103, for example, greater than 2 times and less than 4 times.
  • At least one of the fourth to seventh lenses 104, 105, 106, and 107 may have a refractive index greater than 1.6.
  • the fifth lens 105 may have the largest refractive index and may be greater than the refractive index of the fourth, sixth, and seventh lenses 104, 106, and 107.
  • the refractive index of the fourth, sixth, and seventh lenses 104, 106, and 107 may be less than 1.6.
  • the number of lenses having a refractive index greater than 1.6 in the optical system 1000 may be 30% or less of the total number of lenses or may be 2 or less.
  • the number of lenses having at least one critical point among the first lenses 101 to the seventh lenses 107 may be 25% or more, for example, 25% to 35%.
  • the sum of the surfaces having the critical point among the first to fourteenth surfaces S1 to S14 may be 25% or more, for example, in the range of 25% to 35%.
  • At least one of the surface S13 and the fourteenth surface S14 may have a critical point P1.
  • each of the thirteenth and fourteenth surfaces S13 and S14 may have at least one critical point.
  • a tangent line K1 passing through an arbitrary point on the fourteenth surface S14 of the seventh lens 107 and a normal line L2 perpendicular to the tangent line K1 are connected to the optical axis OA It may have a predetermined angle ( ⁇ 1).
  • the critical point may mean a point where the slope of the normal line K2 and the optical axis OA is zero on the lens surface.
  • the critical point may refer to a point where the slope of a virtual line extending in a direction perpendicular to the tangent line K1 and the optical axis OA is 0, and may be defined as the first critical point P1. there is.
  • the first threshold point (P1) is the optical axis (OA) and the sign of the slope value with respect to the direction perpendicular to the optical axis (OA) changes from positive (+) to negative (-) or from negative (-) to positive (+). It is a point and may mean a point at which the slope value is 0.
  • the fourteenth surface S14 may have a first critical point P1 at a predetermined distance dP1 from the optical axis OA.
  • the first critical point P1 may be disposed at a position less than 40% of the effective radius r7 of the fourteenth surface S14 based on the optical axis OA.
  • the effective radius r7 is a straight line distance from the optical axis OA to the end of the effective area of the fourteenth surface S14.
  • the first critical point P1 may be disposed in a range of 20% to 40% of the effective radius r7 of the fourteenth surface S14 based on the optical axis OA.
  • the position of the first critical point P1 is a position set based on a direction perpendicular to the optical axis OA, and may be spaced apart by a straight line distance dP1 from the optical axis OA to the first critical point P1. there is.
  • the thirteenth surface S13 of the seventh lens 107 may include a second critical point P2 spaced apart from the optical axis OA by a predetermined distance.
  • the second critical point (P2) is the optical axis (OA) and the sign of the slope value with respect to the direction perpendicular to the optical axis (OA) changes from positive (+) to negative (-) or from negative (-) to positive (+). It is a point and may mean a point at which the slope value is 0.
  • the second threshold point P2 may be spaced apart from the optical axis OA by a predetermined second distance dP2.
  • the second critical point P2 may be disposed at a position less than 20% of an effective radius of the thirteenth surface S13 based on the optical axis OA.
  • the second critical point P2 may be disposed in a range of 10% to 20% of the effective radius of the thirteenth surface S13 based on the optical axis OA.
  • An effective radius of the thirteenth surface S13 may be smaller than an effective radius r7 of the fourteenth surface S14.
  • the location of the second threshold point P2 may be closer to the optical axis OA than the first threshold point P1.
  • the position of the first critical point P1 disposed on the seventh lens 107 is disposed at a position that satisfies the aforementioned range in consideration of the optical characteristics of the optical system 1000 .
  • the position of the first critical point P1 preferably satisfies the above-described range for controlling the optical characteristics, eg, distortion characteristics, of the periphery of the field of view (FOV).
  • At least one of the eleventh surface S11 and the twelfth surface S12 of the sixth lens 106 may have a critical point.
  • the twelfth surface S12 may have at least one third critical point.
  • the eleventh surface S11 may have at least one fourth critical point.
  • the third critical point P3 of the twelfth surface S12 may be spaced apart from the optical axis OA by a predetermined third distance dP3.
  • the third distance dP3 may be greater than the first distance dP1 with respect to the optical axis OA.
  • the third critical point P3 may be disposed at a position of 46% or more of the effective radius r6 of the twelfth surface S12, for example, from 46% to 46% of the effective radius r6 of the twelfth surface S12. It may be in the range of 56% or in the range of 48% to 53%.
  • the fourth critical point P4 of the eleventh surface S11 may be spaced apart from the optical axis OA by a predetermined fourth distance dP4.
  • the fourth distance dP4 may be greater than the first distance dP1 with respect to the optical axis OA.
  • the fourth critical point P4 may be disposed at a position of 46% or more of the effective radius r5 of the eleventh surface S11, for example, from 46% to 46% of the effective radius r5 of the eleventh surface S11. It may be in the range of 56% or in the range of 48% to 53%.
  • the fourth threshold point P4 may be disposed closer to the optical axis OA than the third threshold point P3, and may be disposed farther from the optical axis OA than the second threshold point P2.
  • the sign of the slope value with respect to the optical axis OA and the direction perpendicular to the optical axis OA changes from positive (+) to negative (-) or from negative (-) to positive ( +) and may mean a point where the slope value is 0.
  • the positions of the third and fourth threshold points P3 and P4 disposed on the sixth lens 106 satisfy the above range in consideration of the optical characteristics of the optical system 1000 .
  • the positions of the third and fourth critical points P3 and P4 preferably satisfy the above-described range for controlling the optical characteristics of the periphery of the field of view (FOV), for example, distortion characteristics.
  • the lenses of the optical system 1000 50% or more of the lenses or 4 or more lenses may have an Abbe number in the range of 40 to 70, and 60% or more of the lenses or 5 or more lenses may have a refractive power of less than 1.6. 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.
  • Sag_L7S2_max is the maximum Sag value of the 14th surface S14 at the first critical point P1
  • d7_CT is the center thickness or optical axis thickness of the seventh lens 107
  • L7_ET is the seventh lens 107.
  • D6_CT is the center thickness or optical axis thickness of the sixth lens 106
  • L6_ET is the edge thickness of the sixth lens 107.
  • the edge thickness L7_ET of the seventh lens 107 is the distance from the end of the effective area of the 13th surface S13 to the effective area of the 14th surface S14 in the optical axis direction.
  • d67_CT is an optical axis distance from the center of the sixth lens 106 to the center of the seventh lens 107 (ie, center distance). That is, the optical axis distance d67_CT from the center of the sixth lens 106 to the center of the seventh lens 107 is the distance from the center of the twelfth surface S12 to the center of the thirteenth surface S13. .
  • d67_ET is the distance from the edge of the sixth lens 106 to the edge of the seventh lens 107 in the optical axis direction (ie, the edge interval). That is, the distance d67_ET in the optical axis direction from the edge of the sixth lens 106 to the edge of the seventh lens 107 is equal to a straight line extending in the circumferential direction from the end of the effective area of the twelfth surface S12. This is the distance between the ends of the effective area of the thirteenth surface S13 in the optical axis direction.
  • 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 seventh lenses 101 , 102 , 103 , 104 , 106 , 106 , and 107 , and the center distance and edge distance between two adjacent lenses may be set.
  • the filter is not shown.
  • the optical system 1000 according to the embodiment may satisfy at least one 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 meaning 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 that of FIG. 2 .
  • L1_CT means the thickness (mm) of the first lens 101 along the optical axis OA
  • L3_CT means the thickness (mm) of the third lens 103 along the optical axis OA. do.
  • the optical system 1000 may improve aberration characteristics.
  • L8_CT means the thickness (mm) in the optical axis (OA) of the third lens 103
  • L3_ET is the thickness (mm) in the optical axis (OA) direction at the end of the effective area of the third lens 103 ( 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 the end of the effective area of the sixth surface S6 of the third lens 103 in the direction of the optical axis OA. it means.
  • L7_CT means the thickness (mm) in the optical axis OA of the seventh lens 107
  • L7_ET is the thickness in the optical axis OA direction at the end of the effective area of the seventh lens 111 ( mm) means.
  • L7_ET is the end of the effective area of the object-side surface (the 21st surface (S21)) of the seventh lens 107 and the effective area of the sensor-side surface (22nd surface (S22)) of the seventh lens 107. It means the distance in the direction of the optical axis (OA) between the ends.
  • 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.
  • L7S2_max_sag to Sensor means the distance (mm) from the maximum Sag value of the sensor-side 14th surface S14 of the seventh lens 107 to the image sensor 300 in the direction of the optical axis OA.
  • L7S2_max_sag to Sensor means a distance (mm) from the first critical point P1 to the image sensor 300 in the direction of the optical axis OA.
  • the position of the filter, 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 positions set for convenience in the design of the optical system 1000.
  • the filter 500 may be freely disposed within a range of not contacting the two components 111 and 300, respectively.
  • the optical system 1000 when the value of L7S2_max_sag to Sensor in the lens data is smaller than or 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, the optical system 1000 The BFL and L7S2_max_sag to Sensor do not change and are constant, and the position of the filter 500 is moved within a range of not contacting the two elements 111 and 300, respectively, so that good optical performance can be obtained.
  • BFL Back focal length
  • the L7S2_max_sag to sensor means a distance (mm) in the optical axis direction from the maximum sag value of the fourteenth surface S14 of the seventh lens 107 to the image sensor 300 .
  • L10S2_max_sag to Sensor is the distance from the first critical point P1 to the image sensor 300 in the optical axis direction.
  • L7S2_max slope means the maximum value (Degree) of the tangential angle measured on the sensor-side 14th surface S14 of the seventh lens 107.
  • the L10S2_max slope 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 L7S2 Inflection Point may mean the position of the first critical point P1 located on the 14th surface S14 of the sensor side of the seventh lens 107.
  • the L7S2 Inflection Point has the optical axis OA as a starting point, the end of the effective area of the 14th surface S14 of the seventh lens 107 as an end point, and the optical axis OA as the end point of the 14th surface S14.
  • the optical system 1000 may improve distortion aberration characteristics.
  • d67_CT means the distance (mm) between the sixth and seventh lenses 106 and 107 on the optical axis OA.
  • the d67_CT means the distance (mm) in the optical axis OA between the twelfth surface S12 of the sixth lens 106 and the thirteenth surface S13 of the seventh lens 107.
  • the d67_min means the minimum distance (mm) among the distances in the optical axis (OA) direction between the sixth and seventh lenses 106 and 107 .
  • the d67_CT means the optical axis distance (mm) between the sixth lens 106 and the seventh lens 107.
  • d67_CT is the sensor-side surface of the sixth lens 106 (the twelfth surface S12) and the object-side surface of the seventh lens 107 (the 13th surface S13) on the optical axis OA.
  • the d67_ET is an optical axis (OA) between the end of the effective area of the twelfth surface S12 on the sensor side of the sixth lens 106 and the end of the effective area of the 13th surface S13 on the object side of the seventh lens 107. It means direction distance (mm).
  • 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 d67_CT means an optical axis distance (mm) between the sixth lens 106 and the seventh lens 107.
  • d67_CT means the distance (mm) from the optical axis OA of the twelfth surface S12 on the sensor side of the sixth lens 106 and the thirteenth surface S13 on the object side of the seventh lens 107. do.
  • 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 seventh surface S7 of the fourth lens 104 and the sensor-side fourteenth surface S14 of the seventh lens 107. 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 the sensor-side sixth surface S6 of the third lens 103 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_L7S2 is the effective diameter of the largest lens surface, and is the size of the effective diameter of the 14th surface S14 on the sensor side of the seventh lens 107.
  • the optical system 1000 may improve aberration characteristics and control total track length (TTL) reduction.
  • L1_CT means the thickness (mm) of the first lens 101 along the optical axis OA
  • L7_CT means the thickness (mm) of the seventh lens 107 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).
  • L6_CT means the thickness (mm) of the sixth lens 106 along the optical axis OA
  • L7_CT means the thickness (mm) of the seventh lens 107 along the optical axis OA. do.
  • L1_CT is the center thickness of the thickest first lens 101 in the first lens group G1
  • d34_CT is the center distance between the first and second lens groups G1 and G2 or the third ,4 is the optical axis distance between the lenses 103 and 104
  • L6_CT is the thickness of the thickest lens in the second lens group G2 and is the central thickness of the sixth lens 106 having at least one critical point.
  • Equation 14 L1R1 means the radius of curvature (mm) of the first surface S1 of the first lens 101, and L7R2 is the radius of curvature of the fourteenth surface S14 of the seventh lens 107 ( mm) means.
  • the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 14, the aberration characteristics of the optical system 1000 may be improved.
  • d67_CT means the optical axis distance (mm) between the sixth and seventh lenses 106 and 107
  • d67_ET is the end of the effective area of the twelfth surface S12 on the sensor side of the sixth lens 106 and It means the distance (mm) in the direction of the optical axis (OA) between the ends of the effective area of the object-side thirteenth surface (S13) of the seventh lens (107).
  • occurrence of distortion may be reduced and improved optical performance may be obtained.
  • It means the thickness (mm) of the seventh lens 107 on the optical axis OA.
  • the optical system 1000 can ease the manufacturing precision of the sixth and seventh lenses 106 and 107, and the optical system 1000 of the center and periphery of the field of view (FOV) performance can be improved.
  • FOV field of view
  • CA_L1S1 means the size (mm) of the clear aperture (CA) (H1 in FIG. 1) of the first surface S1 of the first lens 101
  • CA_L3S1 means the size (mm) of the third lens 103 It means the size (mm) of the effective diameter CA (H3 in FIG. 1) of the fifth surface S5) of ).
  • the optical system 1000 may control light incident to the first lens group G1 and may have improved aberration control characteristics.
  • CA_L4S2 means the effective diameter (CA) size (mm) of the eighth surface S8 of the fourth lens 104
  • CA_L7S2 is the size (mm) of the fourteenth surface S14 of the seventh lens 107. It means effective diameter (CA) size (mm).
  • CA_L3S2 means the size (mm) of the effective diameter CA of the sixth surface S6 of the third lens 103
  • CA_L4S1 represents the size (mm) of the seventh surface S7 of the fourth lens 104. It means effective diameter (CA) size (mm).
  • CA_L5S2 means the size (mm) of the effective diameter CA of the 10th surface S10 of the fifth lens 105
  • CA_L7S2 is the size (mm) of the 14th surface S14 of the seventh lens 107. It means the size (mm) of the effective diameter (CA, H7 in FIG. 1).
  • the d34_CT means the distance (mm) between the third lens 103 and the fourth lens 104 on the optical axis OA.
  • 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.
  • d910_CT means the distance (mm) between the sixth and seventh lenses 106 and 107 on the optical axis OA.
  • d67_CT means the distance (mm) of the twelfth surface S12 of the sixth lens 109 and the thirteenth surface S13 of the seventh lens 107 in the optical axis OA.
  • d67_Max means the maximum distance among the distances (mm) between the sixth and seventh lenses 106 and 107.
  • d67_Max means the maximum distance between the twelfth surface S12 of the sixth lens 109 and the thirteenth surface S13 of the seventh lens 107 .
  • L5_CT means the thickness (mm) of the fifth lens 105 on the optical axis (OA)
  • d56_CT is the distance (mm) between the fifth and sixth lenses 105 and 106 on the optical axis (OA).
  • L6_CT means the thickness (mm) of the sixth lens 106 on the optical axis (OA)
  • d67_CT is the distance (mm) between the sixth and seventh lenses 106 and 107 on the optical axis (OA).
  • L7_CT means the thickness (mm) of the seventh lens 107 on the optical axis (OA)
  • d67_CT is the distance (mm) between the sixth and seventh lenses 106 and 107 on the optical axis (OA).
  • Equation 26 L5R1 means the radius of curvature (mm) of the ninth surface S9 of the fifth lens 105, and L5_CT means the thickness (mm) of the fifth lens 105 on the optical axis. .
  • the optical system 1000 controls the refractive power of the fifth lens 105 and improves the optical performance of light incident to the second lens group G2.
  • L7R1 means the radius of curvature (mm) of the thirteenth surface S13 of the seventh lens 107.
  • the optical performance may be improved by controlling the shape and refractive power of the fifth and seventh lenses 105 and 107, and the optical performance of the second lens group G2 may be improved. can be improved
  • L_CT_max means the thickest thickness (mm) in the optical axis (OA) of each of the plurality of lenses
  • Air_max is the air gap or spacing (mm) between the plurality of lenses ) means the maximum value of
  • ⁇ L_CT means the sum of thicknesses (mm) on the optical axis OA of each of the plurality of lenses 100
  • ⁇ Air_CT is the distance between two adjacent lenses in the plurality of lenses 100. It means the sum of intervals (mm) in the optical axis (OA).
  • ⁇ Index means the sum of refractive indices of each of the first to seventh lenses 101, 102, 103, 104, 105, 106, and 107 at d-line.
  • ⁇ Abbe means the sum of Abbe's numbers of each of the first to seventh lenses 101, 102, 103, 104, 105, 106, and 107.
  • the optical system 1000 may have improved aberration characteristics and resolution.
  • Max_distoriton means the maximum value of distortion in a region from the center (0.0F) to the diagonal end (1.0F) based on the optical characteristics detected by the image sensor 300 .
  • the optical system 1000 may improve distortion characteristics.
  • L_CT_max means the thickest thickness (mm) among the thicknesses on the optical axis (OA) of each of the plurality of lenses
  • Air_CT_Max is the sensor-side surface of the n-1th lens facing each other as shown in FIG. It is the distance in the direction of the optical axis (OA) between the end of the effective area and the end of the effective area on 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. That is, it means the largest value among d(n-1, n)_ET values in lens data to be described later (where n is a natural number greater than 1 and less than or equal to 7).
  • 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
  • CA_Min is the smallest effective diameter (mm) of the first to fourteenth surfaces (S1-S14).
  • CA_max means the largest effective diameter (mm) among the object-side and sensor-side surfaces of the plurality of lenses, and the largest effective diameter (mm) among the first to fourteenth surfaces (S1-S14). means lord
  • the optical system 1000 may provide a slim and compact optical system while maintaining optical performance.
  • CA_L7S2 represents the effective diameter (mm) of the fourteenth surface S14 of the seventh lens 107, and has the largest effective diameter among the lenses.
  • the CA_L3S2 indicates an effective diameter (mm) of the sixth surface S6 of the third lens 103, and has an effective diameter of the smallest lens surface among lenses. That is, the difference between the last lens surface of the first lens group G1 and the last lens surface of the second lens group G2 may be the largest.
  • AVR_CA_L7 represents the average value of the effective diameters (mm) of the 13th and 14th surfaces S13 and S14 of the seventh lens 107, 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_L7S1 of the 13th surface S13 of the seventh lens 107 may be twice or more than the minimum effective diameter CA_min
  • the effective diameter CA_L7S2 of the fourteenth surface S14 may be twice or more than the minimum effective diameter CA_min. That is, the following equation can be satisfied.
  • the effective diameter CA_L7S2 of the 13th surface S13 of the seventh lens 107 is 2 of the average effective diameter AVR_CA_L3 of the third lens 103. It may be twice or more, for example, it may be in the range of 2 to 4 times, and the effective diameter (CA_L7S2) of the 14th surface (S14) may be more than twice 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 5 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 of the plurality of lenses
  • ImgH is the diagonal end at the center (0.0F) of the image sensor 300 overlapping the optical axis (OA). It means the distance (mm) to (1.0F). That is, the ImgH means 1/2 of the maximum diagonal length (mm) of the effective area of the image sensor 300 .
  • 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 fourteenth surface S14 of the seventh lens 107 on the optical axis OA.
  • Equation 40 F means the total focal length (mm) of the optical system 1000, and L7R2 means the radius of curvature (mm) of the fourteenth surface S14 of the seventh lens 107.
  • 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 lens 101 .
  • TTL total track length
  • Equation 42 EPD means the size (mm) of the entrance pupil of the optical system 1000, and L7R2 is the radius of curvature (mm) of the 14th surface S14 of the seventh lens 107. 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 lens 101, and can control incident light.
  • Equation 44 f1 means the focal length (mm) of the first lens 101, and f3 means the focal length (mm) of the third lens 103.
  • the first lens 101 and the third lens 103 may have appropriate refractive power for controlling the incident light path and improve resolving power.
  • Equation 45 f13 means the complex focal length (mm) of the first to third lenses 101, 102, and 103, and F means the total focal length (mm) of the optical system 1000. 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 f13 means the composite focal length (mm) of the first to third lenses 101, 102, and 103, and f47 is the focal length of the fourth to seventh lenses 104, 105, 106, and 107.
  • Means compound focal length (mm). Equation 46 establishes a relationship between the focal length of the first lens group G1 and the focal length of the second lens group G2.
  • the composite focal length of the first to third lenses 101, 102, and 103 may have a positive (+) value
  • the focal length may have a negative (-) value.
  • the optical system 1000 may improve aberration characteristics such as chromatic aberration and distortion aberration.
  • Total track length (TTL) means the distance (mm) on the optical axis OA from the apex of the first surface S1 of the first lens 101 to the top surface of the image sensor 300. do.
  • Equation 48 makes the diagonal size 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 80 degrees or less.
  • 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 lens (101)
  • 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
  • Equation 54 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 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 image sensor 300, and it is possible to minimize the distance between the last lens and the image sensor 300, so that good optical characteristics can be obtained at the center and the periphery of the field of view (FOV).
  • BFL back focal length
  • 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 of 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.
  • Equation 60 The meaning of each item in Equation 60 is as follows.
  • 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 when 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 BFL (Back focal length) 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 it 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.
  • FIG. 4 is a table showing a distance between two adjacent lenses in the optical system of FIG. 1 .
  • the first lens 101 and the second lens 102 may be spaced apart from each other by a first distance d12.
  • the first distance d12 may be a distance between the first lens 101 and the second lens 102 in the optical axis direction Z.
  • the first interval may change according to a position in the first direction (Y) in an area between the first lens 101 and the second lens 102 .
  • the first interval d12 has the optical axis OA as the starting point and the end point of the effective area of the third surface S3 of the second lens 102 as the end point, in the first direction along the optical axis OA. It can change as you go toward (Y).
  • the first interval d12 decreases from the optical axis OA to a first point in the range of 40% to 60%, and increases again from the first point to an end point.
  • the maximum value may be less than or equal to 1.8 times the minimum value, for example, in the range of 1.2 to 1.8 times. Accordingly, the optical system 1000 can effectively control incident light.
  • the first lens 101 and the second lens 102 are spaced apart by a first distance d12 set according to the position, the light incident through the first and second lenses 101 and 102 This can proceed with other lenses and maintain good optical performance.
  • the second lens 102 and the third lens 103 may be spaced apart from each other by a second distance d23.
  • 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 interval may change along the first direction Y in an area between the second lens 102 and the third lens 103 .
  • the second interval d23 gradually increases from the starting point toward the ending point. It can change.
  • the second interval d23 may increase in the first direction Y toward the end point of the optical axis OA.
  • the second interval d23 may be minimum at the optical axis OA or a starting point and maximum at an end 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 7 times the minimum value. Accordingly, the optical system 1000 may have improved optical characteristics.
  • the second lens 102 and the third lens 103 are separated by a second distance d23 set according to their positions, the aberration characteristics of the optical system 1000 may be improved.
  • the maximum value of the first interval d12 is 1.5 times greater than the maximum value of the second interval d23, and the minimum value of the first interval d12 is greater than the maximum value of the second interval d23.
  • 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 lens 103 may be spaced apart from the fourth lens 104 by a third interval 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 distance d34 may change according to positions between the third lens 103 and the fourth lens 104 .
  • the third distance d34 has the optical axis OA as the starting point and the end of the effective area of the sixth surface S6 of the third lens 103 as the end point in the first direction Y. It may change from (OA) to the first direction (Y) perpendicular to the optical axis.
  • the third interval d34 may gradually decrease toward an end point of the first direction Y in the optical axis OA. That is, the third interval may have a maximum value at the optical axis OA and a minimum value at an end point. The maximum value may be 1.5 times or more, for example, 1.5 times to 2.5 times the minimum value.
  • the maximum value of the third interval d34 is twice or more, for example, 2 to 2.5 times the maximum value of the second interval d23, and the minimum value is 1.1 times the maximum value of the second interval d23. It may range from 1.1 times to 1.5 times or more, for example. Accordingly, the optical system 1000 may have improved optical characteristics. In detail, as the third lens 103 and the fourth lens 104 are separated by a third distance d34 set according to their position, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration characteristics. In addition, the optical system 1000 may control vignetting characteristics.
  • the fourth lens 104 and the fifth lens 105 may be spaced apart from each other by a fourth interval d45 in the optical axis direction Z.
  • the fourth interval d45 may change along the first direction Y in an area between the fourth lens 104 and the fifth lens 105 .
  • the fourth interval is the first direction Y from the starting point to the ending point when the starting point is the optical axis OA and the tip of the effective area of the eighth surface S8 of the fourth lens 104 is the ending point. can be changed in an increasing and decreasing form.
  • the minimum value of the fourth interval d45 is located on the optical axis OA or at a point in the range of 40% to 60% of the distance from the start point to the end point, and gradually toward the optical axis OA from the position of the minimum value. and may gradually increase toward the end point from the position of the minimum value.
  • the interval along the optical axis OA may be smaller than the interval at the end point.
  • the maximum value of the fourth interval d45 may be 1.1 times or more, for example, 1.1 to 1.4 times the minimum value.
  • the maximum value of the fourth interval d45 may be greater than the minimum value of the third interval d34 and may be smaller than the maximum value of the third interval d34.
  • the value on the optical axis OA of the fourth interval d45 may be 0.8 times or less, for example, 0.5 to 0.8 times the value on the optical axis OA of the third interval d34. Accordingly, the optical system 1000 may have improved optical characteristics.
  • the optical system 1000 has good optical optics at the center and the periphery of the FOV. performance, and can control improved chromatic aberration and distortion aberration.
  • the fifth lens 105 and the sixth lens 106 may be spaced apart from each other by a fifth distance d56 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. It can change as you go toward (Y).
  • the maximum value is located in a range of 60% or more, for example, 60% to 70% of the distance from the optical axis OA to the end point, and is located from the position of the maximum value toward the optical axis OA.
  • the minimum value of the fifth interval d56 is located on the optical axis, and the maximum value may be three times or more, for example, three to four times the minimum value.
  • 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 greater than the maximum value of the third interval d34.
  • 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 fifth lens 105 and the sixth lens 106 are spaced apart at a fifth distance d56 set according to the position, and the sixth lens 106 may have an improved aberration control characteristic.
  • the size of the effective mirror of the lens 106 can be appropriately controlled.
  • the sixth lens 106 and the seventh lens 107 may be spaced apart from each other in the optical axis direction Z at a sixth distance d67.
  • the sixth interval d67 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 twelfth surface S12 of the sixth lens 106 is the ending point. It can change as you go toward (Y).
  • the maximum value of the sixth interval d67 may be located on the optical axis OA, and the minimum value may be located within a range of 68% or more, for example, 68% to 80% of the distance from the optical axis OA to the end point. there is.
  • the sixth interval d67 may gradually increase toward the optical axis OA from the position of the minimum value, and may gradually increase from the position of the minimum value toward the end point.
  • the maximum value of the sixth interval d67 may be twice or more, for example, 2 to 3 times the minimum value.
  • the maximum value of the sixth interval d67 may be twice or more, for example, 2 to 3 times the maximum value of the third interval d34, and the minimum value is the maximum value of the third interval d34. value can be greater than 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 measures the distortion and aberration characteristics of the periphery of the field of view (FOV) as the sixth lens 106 and the seventh lens 107 are spaced apart at the sixth distance d67 set according to the position. can be improved
  • optical system 1000 according to the embodiment will be described in more detail with reference to the following drawings.
  • the optical system 1000 includes a first lens 101, a second lens 102, a third lens 103, a fourth lens 104, a fifth It may include a lens 105 , a sixth lens 106 , a seventh lens 107 and an image sensor 300 .
  • the first to eleventh lenses 101 , 102 , 103 , 104 , 105 , 106 , and 107 may be sequentially disposed along the optical axis OA of the optical system 1000 .
  • the object-side surface (third surface S3) of the second lens 102 may serve as a diaphragm.
  • a filter 500 may be disposed between the plurality of lenses and the image sensor 300 . In detail, the filter 500 may be disposed between the seventh lens 107 and the image sensor 300 .
  • Table 1 is an example of lens data of the optical system of FIG. 1 .
  • Table 1 shows the radius of curvature of the first to seventh lenses 101, 102, 103, 104, 105, 106, and 107 in the optical axis OA of FIG. 1, the thickness of the lens, It relates to the distance between the lenses, the refractive index in the d-line, the Abbe's Number, and the size of the clear aperture (CA).
  • the first optical system 1000 according to the embodiment
  • the lens 101 may have positive (+) refractive power on the optical axis OA.
  • the first surface S1 of the first lens 101 may have a convex shape in the optical axis OA or paraxial region, and the second surface S2 may have a concave shape in the optical axis OA or paraxial region.
  • the first lens 101 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the first surface S1 and the second surface S2 may have aspheric coefficients as shown in FIG. 3 below.
  • the second lens 102 may have positive (+) refractive power in the optical axis OA.
  • the third surface S3 of the second lens 102 may have a convex shape in the optical axis OA or paraxial region, and the fourth surface S4 may have a convex shape in the optical axis OA or paraxial region.
  • the second lens 102 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the third surface S3 may be an aspherical surface, and the fourth surface S4 may be an aspheric surface.
  • the third surface S3 and the fourth surface S4 may have aspheric coefficients as shown in FIG. 3 below.
  • the third lens 103 may have negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the fifth surface S5 of the third lens 103 may have a convex shape in the optical axis OA or paraxial region, and the sixth surface S6 may have a concave shape in the optical axis OA or paraxial region.
  • the third lens 103 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the fifth surface S5 may be an aspheric surface
  • the sixth surface S6 may be an aspheric surface.
  • the fifth surface S5 and the sixth surface S6 may have aspheric coefficients as shown in FIG. 3 below.
  • the fourth lens 104 may have positive (+) refractive power along the optical axis OA.
  • the seventh surface S7 of the fourth lens 104 may have a concave shape in the optical axis OA or paraxial region, and the eighth surface S8 may have a convex shape in the optical axis OA or paraxial region.
  • the fourth lens 104 may have a convex meniscus shape toward the image sensor 300 from the optical axis OA.
  • the seventh surface S7 may be an aspherical surface
  • the eighth surface S8 may be an aspherical surface and may have an aspherical surface coefficient as shown in FIG. 3 below.
  • the fifth lens 105 may have negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the ninth surface S9 of the fifth lens 105 may have a concave shape in the optical axis OA or paraxial region, and the tenth surface S10 may have a concave shape in the optical axis OA or paraxial region. can Both sides of the fifth lens 105 may have a concave shape.
  • the ninth surface S9 may be an aspheric surface, and the tenth surface S10 may be an aspherical surface.
  • the ninth surface S9 and the tenth surface S10 may have aspheric coefficients as shown in FIG. 2 below.
  • the sixth lens 106 may have positive (+) refractive power along the optical axis OA.
  • the eleventh surface S11 of the sixth lens 106 may have a convex shape in the optical axis OA or paraxial region, and the twelfth surface S12 may have a concave shape in the optical axis OA or paraxial region.
  • the sixth lens 106 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the eleventh surface S11 may be an aspherical surface
  • the twelfth surface S12 may be an aspheric surface and may have an aspherical surface coefficient as shown in FIG. 3 .
  • the seventh lens 107 may have negative (-) refractive power along the optical axis OA.
  • the thirteenth surface S13 of the seventh lens 107 may have a convex shape in the optical axis OA or paraxial region, and the fourteenth surface S14 may have a concave shape in the optical axis OA or paraxial region.
  • the seventh lens 107 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the thirteenth surface S13 may be an aspheric surface, and the fourteenth surface S14 may be an aspheric surface.
  • the thirteenth surface S13 and the fourteenth surface S14 may have aspheric coefficients as shown in FIG. 3 below.
  • the 14th surface S14 of the seventh lens 106 has a first critical point P1
  • the 13th surface S13 has a second critical point P2
  • the sixth lens 106 The twelfth surface S12 of ) may have a third critical point P3, and the eleventh surface S11 may have a fourth critical point P4.
  • the first critical point P1 may be located at a position less than 40% of the effective radius r7 of the fourteenth surface S14 of the seventh lens 106, for example, in a range of 20% to 40%.
  • the second critical point P2 may be located within 20% or less of the effective radius of the thirteenth surface S13, for example, in a range of 10% to 20%.
  • the third critical point P3 may be disposed at a position of 46% or more of the effective radius r6 of the twelfth surface S12, for example, from 46% to 46% of the effective radius r6 of the twelfth surface S12. It may be in the range of 56% or in the range of 48% to 53%.
  • the fourth critical point P4 may be disposed at a position of 46% or more of the effective radius r5 of the eleventh surface S11, for example, from 46% to 46% of the effective radius r5 of the eleventh surface S11. It may be in the range of 56% or in the range of 48% to 53%.
  • At least one lens surface of a plurality of lenses may include an aspherical surface having a 30th order aspherical surface coefficient.
  • the first to seventh lenses 101, 102, 103, 104, 105, 106, and 107 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.
  • An interval between two lenses adjacent to each other in the optical system 1000 may be as shown in FIG. 4 .
  • FIG. 4 may mean the distance in the optical axis (OA) direction between the sensor-side surface of the n-1-th lens and the object-side surface of the n-th lens facing each other.
  • FIG. 4 may mean the distance between the two lenses in the direction of the optical axis (OA) measured from the height point of the 0.1 mm interval in the first direction (Y) perpendicular to the optical axis (OA).
  • the meaning of the maximum height point of the two adjacent lenses is the effective radius value of the lens surface having the smaller effective diameter among the sensor side of the n-1th lens and the object side of the n-th lens facing each other (effective diameter value described in the lens data).
  • the distance at the point of maximum height means the direction of the optical axis (OA) at the height of the effective radius of the lens surface having the smallest effective mirror size among the sensor side of the n-1th lens and the object side of the n-th lens facing each other.
  • Interval can mean Since the ends of the effective radii of the object-side surface and the sensor-side surface of each lens may be different from each other, and the ends of the effective radii of the two adjacent lenses are different from each other, the distance between adjacent lenses (d12, d23, d34, d45 ,d56,d67) can be adjusted within ⁇ 0.1mm of the end of the effective area in the Y direction.
  • the first to sixth intervals d12 , d23 , d34 , d45 , d56 , and d67 may be set based on an end having a small effective radius among ends of an effective area of two adjacent lenses.
  • Table 2 relates to the items of the equations described above in the optical system 1000 of FIG. 1, total track length (TTL), back focal length (BFL), F value, ImgH, the first to The focal lengths f1, f2, f3, f4, f5, f6, and f7 of each of the eleventh lenses 101, 102, 103, 104, 105, 106, and 107, the combined focal length, and the edge thickness (ET) ) and so on.
  • 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.
  • the edge thickness of the lens means the distance from the end of the effective area on the object side of the lens to the end of the effective area on the sensor side in the direction of the optical axis (OA).
  • d(n-1, n)_ET is the distance in the direction of the optical axis (OA) between the end of the effective area on the sensor side of the (n-1)th lens facing each other and the end of the effective area on the object side of the nth lens facing each other.
  • Air_Edge_max means the largest value among the d(n-1, n)_ET values.
  • Example item Example F 6.973 mm d12_ET 0.3378 mm f1 10.005 mm d23_ET 0.1901 mm f2 11.180mm d34_ET 0.2037 mm f3 -13.321 mm d45_ET 0.4039 mm f4 70.175 mm d56_ET 0.0932 mm f5 -11.015 mm d67_ET 1.0159 mm f6 6.823 mm
  • Table 3 is for the resultant values of 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 have good optical performance at the center and the periphery of the field of view (FOV) and may have excellent optical characteristics as shown in FIGS. 5 and 6 .
  • FOV field of view
  • 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 diffraction (Diffraction) MTF characteristic graph is F1: Diff. It is measured from Limit and F1:(RIH)0.000 mm to F11:T(RIH) 7.1500 mm and F11:R(RIH) 7.1500 mm.
  • T represents the MTF change in spatial frequency per millimeter on a tangential circle
  • R represents the MTF change in spatial frequency per millimeter on the radiation source.
  • MTF depends on the spatial frequency in cycles per millimeter.
  • 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. 7 is a diagram illustrating that a camera module according to an embodiment is applied to a mobile terminal.
  • the mobile terminal 1 may include a camera module 10 provided on the rear side.
  • the camera module 10 may include an image capturing function.
  • the camera module 10 may include at least one of an auto focus function, a zoom function, and an OIS function.
  • the camera module 10 may process a still image or video frame obtained by the image sensor 300 in a shooting mode or a video call mode.
  • the processed image frame may be displayed on a display unit (not shown) of the mobile terminal 1 and may be stored in a memory (not shown).
  • the camera module may be further disposed on the front side of the mobile terminal 1 .
  • the camera module 10 may include a first camera module 10A and a second camera module 10B.
  • 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.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

실시예에 개시된 광학계는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제7 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제7 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제1 렌즈의 물체 측 면은 상기 광축에서 볼록한 형상을 가지며, 상기 제3 렌즈의 센서 측 면은 상기 제1 내지 제7 렌즈 중에서 최소 유효경 크기를 가지며, 상기 제7 렌즈의 센서 측 면은 상기 제1 내지 제7 렌즈 중에서 최대 유효경 크기를 가지며, 0.4 < TTL / ImgH < 3 및 1 < CA_Max / CA_min < 5을 만족할 수 있다. (TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 상기 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이고, ImgH는 상기 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2이며, CA_Max는 상기 제1 내지 제7 렌즈의 물체 측 면과 센서 측 면의 유효경 중에서 가장 큰 유효경이며, CA_Min는 상기 제1 내지 제7 렌즈의 물체 측 면과 센서 측 면의 유효경 중에서 가장 작은 유효경이다.)

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. 고해상도 및 고화질의 이미지의 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.
실시예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제7 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제7 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제1 렌즈의 물체 측 면은 상기 광축에서 볼록한 형상을 가지며, 상기 제3 렌즈의 센서 측 면은 상기 제1 내지 제7 렌즈 중에서 최소 유효경 크기를 가지며, 상기 제7 렌즈의 센서 측 면은 상기 제1 내지 제7 렌즈 중에서 최대 유효경 크기를 가지며, 0.4 < TTL / ImgH < 3 및 1 < CA_Max / CA_min < 5을 만족할 수 있다. (TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 상기 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이고, ImgH는 상기 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2이며, CA_Max는 상기 제1 내지 제7 렌즈의 물체 측 면과 센서 측 면의 유효경 중에서 가장 큰 유효경이며, CA_Min는 상기 제1 내지 제7 렌즈의 물체 측 면과 센서 측 면의 유효경 중에서 가장 작은 유효경이다.)
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제3 및 제7 렌즈에서 2 < AVR_CA_L7 / AVR_CA_L3 < 4을 만족하며, 상기 AVR_CA_L7은 상기 제7 렌즈의 물체 측 면과 센서 측 면의 유효경들의 평균 값이고, AVR_CA_L3은 상기 제3 렌즈의 물체측 면과 센서측 면들의 평균 값이다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제7 렌즈의 물체측 면의 유효경 크기는 2 ≤CA_L7S1 / AVR_CA_L3 ≤ 4을 만족하며, 상기 CA_L7S1는 제7 렌즈의 물체측 면의 유효경(mm) 크기이며, 상기 AVR_CA_L3는 상기 제3 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효경 평균 값이다. 상기 제7 렌즈의 센서측 면의 유효경 크기는 2 ≤CA_L7S2 / AVR_CA_L3 < 5을 만족하며, 상기 CA_L7S2는 제7 렌즈의 센서측 면의 유효경(mm) 크기이며, 상기 AVR_CA_L3는 상기 제3 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효경 평균 값이다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제7 렌즈는 하기 수학식을 만족하며, 1 < L1_CT / L7_CT < 5을 만족하며, 상기 L1_CT는 상기 제1 렌즈의 상기 광축에서의 두께이고, L7_CT는 상기 제11 렌즈의 상기 광축에서의 두께이다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제3,4렌즈 사이의 광축 간격과 상기 제6,7렌즈 사이의 광축 간격은 1 < d67_CT / d34_CT < 4을 만족하며, 상기 d34_CT는 상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈 사이의 광축 간격(mm)이며, d67_CT는 상기 제6 렌즈의 센서측 면 및 상기 제7 렌즈의 물체측 면의 광축(OA)에서의 거리(mm)이다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제7 렌즈의 센서측 면의 유효경 크기와 상기 제6,7렌즈 사이의 광축 간격은 3 < CA_L7S2 / d67_CT < 10을 만족하며, 상기 CA_L7S2는 가장 큰 렌즈 면의 유효경으로서, 제7 렌즈의 센서 측 면의 유효경 크기이며, 상기 d67_CT는 상기 제6 렌즈의 센서측 면 및 상기 제7 렌즈의 물체측 면의 광축(OA)에서의 거리(mm)이다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제7 렌즈의 센서 측 면은 임계점을 가지며, 0.5 < L7S2_max_sag to Sensor < 2을 만족하며, 상기 L7S2_max_sag to Sensor은 상기 제7 렌즈의 센서 측 면의 최대 Sag 값에서 이미지 센서까지의 상기 광축 방향 거리이다.
발명의 실시 예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되며, 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 제1 및 제2 렌즈군을 포함하고, 상기 제1 렌즈군은 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제2 렌즈군은 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제1 및 제2 렌즈군에 포함된 렌즈 매수의 총 합은 7매이고, 상기 제2 렌즈 군의 렌즈 매수는 상기 제1 렌즈 군의 렌즈 매수보다 많으며, 상기 제1 렌즈 군의 렌즈 면 중에서 상기 제2 렌즈 군에 가장 가까운 센서측 면의 유효경 크기는 최소이며, 상기 제2 렌즈 군의 렌즈 면 중에서 이미지 센서에 가장 가까운 센서측 면의 유효경 크기는 최대이며, 0.4 < TTL / ImgH < 3 및 0.5 < TD / CA_max < 1.5을 만족하며, 상기 TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 상기 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이고, ImgH는 상기 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2이며, 상기 TD는 제1 렌즈 군의 물체 측 면에서 상기 제2 렌즈 군의 센서 측 면까지의 최대 광축 거리(mm)이며, 상기 CA_Max는 상기 제1 내지 제7 렌즈의 물체 측 면과 센서 측 면의 유효경 중에서 가장 큰 유효경이다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 렌즈군 각각의 초점 거리의 절대값은 상기 제1 렌즈군이 더 클 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1,2 렌즈 군의 렌즈 면 중에서 상기 제2 렌즈 군에 가장 가까운 상기 제1 렌즈 군의 센서 측 면은 최소 유효경 크기를 가지며, 상기 제1,2 렌즈 군의 렌즈 면 중에서 상기 이미지 센서에 가장 가까운 상기 제2 렌즈 군의 센서 측 면은 최대 유효경 크기를 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 렌즈군은 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 상기 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제3 렌즈를 포함하고, 상기 제2 렌즈군은 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 상기 광축을 따라 배치되는 제4 내지 제7 렌즈를 포함하며, 상기 제3 렌즈의 물체측 면 및 센서 측 면 중 어느 하나는 최소 유효경 크기를 가지며, 상기 제7 렌즈의 물체측 면 및 센서 측 면 중 어느 하나는 최대 유효경 크기를 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제6,7 렌즈 사이의 광축 간격 및 상기 제3,4렌즈 사이의 광축 간격은 1 < d67_CT / d34_CT < 4을 만족하며, 상기 d34_CT는 상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈 사이의 광축 간격(mm)이며, d67_CT는 상기 제6 렌즈의 센서측 면 및 상기 제7 렌즈의 물체측 면의 광축(OA)에서의 거리(mm)이다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제2 렌즈 군과 상기 제6,7렌즈 사이의 광축 간격은 1 < G2_TD / d67_CT < 4을 만족하며, 상기 G2_TD는 상기 제2렌즈 군의 물체측 면에서 센서 측면까지의 최대 광축 거리(mm)이며, d67_CT는 상기 제6 렌즈의 센서측 면 및 상기 제7 렌즈의 물체측 면의 광축(OA)에서의 거리(mm)이다. 상기 제1 렌즈 군과 상기 제1,2렌즈 군 사이의 간격은 1 < G1_TD / d34_CT < 4을 만족하며, 상기 G1_TD는 상기 제1 렌즈의 물체측 면에서 제3 렌즈의 센서 측 면 사이의 광축에서의 거리(mm)이며, d34_CT는 상기 제1렌즈 군의 센서 측 면과 상기 제2 렌즈 군의 물체측 면 사이의 광축 거리(mm)이다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 렌즈의 중심 두게, 상기 제3,4렌즈 사이의 광축 간격, 및 상기 제6 렌즈의 중심 두께는 L1_CT < d34_CT < L6_CT을 만족하며, 상기 L1_CT는 제1 렌즈 군에서 가장 두꺼운 제1 렌즈의 중심 두께이며, 상기 d34_CT는 제3,4렌즈 사이의 광축 간격이며, 상기 L6_CT는 제2 렌즈 군에서 변곡점을 갖는 제6 렌즈의 중심 두께이다.
발명의 실시 예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제7 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제7 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제3 렌즈의 센서 측 면은 상기 광축에서 오목한 형상을 가지며, 상기 제4 렌즈의 물체 측 면은 상기 광축에서 오목한 형상을 가지며, 상기 제6 렌즈의 물체측 면 및 센서 측 면 중 적어도 하나는 임계점을 가지며, 상기 제7 렌즈의 물체측 면 및 센서 측 면 중 적어도 하나는 임계점을 가지며, 상기 제3 렌즈의 센서 측 면은 상기 제1 내지 제7렌즈 중에서 최소 유효경 크기이며, 상기 제7 렌즈의 센서 측 면은 상기 제1 내지 제7렌즈 중에서 최대 유효경 크기를 가지며, 1 < CA_Max / CA_min < 5을 만족하며, 상기 CA_Max는 상기 제1 내지 제7 렌즈의 물체 측 면과 센서 측 면의 유효경 중에서 가장 큰 유효경이며, CA_Min는 상기 제1 내지 제7 렌즈의 물체 측 면과 센서 측 면의 유효경 중에서 가장 작은 유효경이다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제7 렌즈의 센서 측 면의 임계점은 광축을 기준으로 상기 제7 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단까지의 거리의 40% 이하인 위치에 배치되며, 상기 제7 렌즈의 물체측 면의 임계점은 상기 제7 렌즈의 센서 측 면의 임계점보다 광축에 더 가깝게 위치될 수 있다. 상기 제6 렌즈의 센서 측 면의 임계점과 상기 물체측 면의 임계점은 광축을 기준으로 상기 제6 렌즈의 유효 영역 끝단까지의 거리의 46% 내지 56% 범위에 위치될 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈은 이미지 센서; 및 상기 이미지 센서와 광학계의 마지막 렌즈 사이에 필터를 포함하며, 상기 광학계는 상기에 개시된 광학계를 포함하고, 1 ≤ F / EPD < 5을 만족할 수 있으며, 상기 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 형상, 굴절력, 두께, 간격 등을 가짐에 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 각 렌즈면의 비구면 계수에 대한 데이터이다.
도 4는 도 1의 광학계에서 인접한 두 렌즈 사이의 간격에 대한 데이터이다.
도 5는 도 1의 광학계의 회절 MTF(Diffraction MTF)에 대한 그래프이다.
도 6은 도 1의 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 7은 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 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, "물체 측 면"은 광축(OA)을 기준으로 물체 측을 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있고, "센서 측 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 간격은 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 유효경의 크기는 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.
도 1은 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 2은 도 1의 광학계에서 렌즈의 중심 두께(Center thickness), 엣지 두께(Edge thickness), 렌즈들 사이의 간격 등을 설명하기 위한 도면이고, 도 3는 도 1의 광학계에서 각 렌즈면의 비구면 계수에 대한 데이터이다. 도 4는 도 1의 광학계에서 인접한 두 렌즈 사이의 간격에 대한 데이터이다. 도 5는 도 1 광학계의 회절 MTF(Diffraction MTF)에 대한 그래프이고, 도 6은 도 1의 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 광학계(1000)는 복수의 렌즈군을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 복수의 렌즈 군 각각은 적어도 하나의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 상기 광학계(1000)는 물체 측으로부터 이미지 센서(300)를 향해 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치되는 제1 렌즈군(G1) 및 제2 렌즈군(G2)을 포함할 수 있다. 상기 제1 렌즈군(G1)은 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제1 렌즈군(G1)은 3매 이하의 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈군(G1)은 3매의 렌즈일 수 있다. 상기 제2 렌즈군(G2)은 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 제1 렌즈군(G1)의 렌즈보다 많은 매수의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈군(G2)은 6매 이하의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(G2)의 렌즈 매수는 상기 제1 렌즈 군(G1)의 렌즈 매수보다 1매 이상 및 2매 이하의 차이를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈군(G2)은 4매의 렌즈를 포함할 수 있다.
이하, 상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2)의 광학적 특징에 대해 보다 자세히 설명하기로 한다.
상기 제1 렌즈군(G1)은 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 제1 렌즈군(G1)과 다른 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2)은 서로 상이한 초점 거리(focal length)를 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈군(G1)과 상기 제2 렌즈군(G2)은 서로 반대되는 굴절력을 가짐에 따라 상기 제2 렌즈군(G2)의 초점 거리(f_G2)는 음(-)의 부호를 가지며, 상기 제1 렌즈군(G1)의 초점 거리(f_G1)는 양(+)의 부호를 가질 수 있다.
절대 값으로 나타낼 때, 상기 제1 렌즈군(G1)의 초점 거리는 상기 제2 렌즈군(G2)의 초점 거리보다 더 클 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈군(G1)의 초점 거리(f_G1)의 절대값은 상기 제2 렌즈군(G2)의 초점 거리(f_G2)의 절대값의 1.1배 이상 예컨대, 1.1 배 내지 1.6배 범위일 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 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2)은 설정된 간격을 가질 수 있다. 상기 광축에서 상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2) 사이의 간격은 광축 거리이며, 상기 제1 렌즈군(G1) 내의 렌즈 중에서 센서 측에 가장 가까운 렌즈의 센서 측 면과 상기 제2 렌즈군(G2) 내의 렌즈 중에서 물체 측에 가장 가까운 렌즈의 물체 측 면 사이의 광축 간격일 수 있다. 상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2) 사이의 광축 거리는 상기 제1 렌즈 군(G1)의 렌즈들 각각의 중심 두께보다 클 수 있으며, 상기 제1 렌즈 군(G1)의 광축 거리보다 50% 이하로 작을 수 있으며, 예컨대 30% 내지 50% 범위일 수 있다. 상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2) 사이의 광축 거리는 상기 제1 렌즈 군(G1)의 렌즈들 중 가장 두꺼운 렌즈의 중심 두께보다 클 수 있다. 여기서, 상기 제1 렌즈 군(G1)의 광축 거리는 상기 제1 렌즈 군(G1)의 물체 측에 가장 가까운 렌즈의 물체 측 면과 센서 측에 가장 가까운 렌즈의 센서 측 면 사이의 광축 거리이다.
상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2) 사이의 광축 거리는 상기 제2 렌즈 군(G2)의 광축 거리의 20% 이하일 수 있으며, 예컨대 11% 내지 20% 범위일 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(G2)의 광축 거리는 상기 제2 렌즈 군(G2)의 물체 측에 가장 가까운 렌즈의 물체 측 면과 센서 측에 가장 가까운 렌즈의 센서 측 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 물체 측으로부터 이미지 센서(300) 방향으로 순차적으로 배치되는 제1 렌즈군(G1) 및 제2 렌즈군(G2)을 포함할 수 있다. 상기 광학계(1000)는 8매 이하의 렌즈들을 포함할 수 있다. 상기 제1 렌즈 군(G1)은 물체 측을 통해 입사된 광들을 모아주도록 굴절하며, 상기 제2 렌즈 군(G2)은 상기 제1 렌즈 군(G1)을 통해 출사된 광을 이미지 센서(300)의 주변까지 확산될 수 있도록 굴절시켜 줄 수 있다.
상기 제1 렌즈 군(G1)은 정(+)의 굴절력을 갖는 렌즈들이 부(-)의 굴절력을 갖는 렌즈보다 많을 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(G2)은 정(+)의 굴절력을 갖는 렌즈들과 부(-)의 굴절력을 갖는 렌즈들이 같을 수 있다.
서로 마주하는 제1 렌즈 군(G1)의 렌즈 면(예, S6)와 상기 제2렌즈 군(G2)의 렌즈 면(예, S7)은 광축에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제1,2렌즈 군(G1,G2)의 렌즈들 사이의 간격 중에서 상기 제1,2렌즈 군(G1,G2) 사이의 광축 간격은 상기 제2 렌즈 군(G2)의 렌즈들 사이의 최대 광축 간격을 제외할 경우, 가장 큰 간격을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈 군(G1)의 각 렌즈의 광축(OA) 또는 근축 영역에서 물체 측이 볼록한 면 및 센서 측이 오목한 면들의 합은 상기 제1 렌즈 군(G1) 내에서 80% 이상일 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(G2)의 각 렌즈의 광축(OA) 또는 근축 영역에서 물체 측이 오목한 면 및 센서 측이 볼록한 면들의 합은 상기 제2 렌즈 군(G2)의 55% 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(1000)는 제1 렌즈(101), 제2 렌즈(102), 제3 렌즈(103), 제4 렌즈(104), 제5 렌즈(105), 제6 렌즈(106) 및 제7 렌즈(107)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제7 렌즈들(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107)은 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
물체의 정보에 해당하는 광은 제1 렌즈(101), 제2 렌즈(102), 제3 렌즈(103), 제4 렌즈(104), 제5 렌즈(105), 제6 렌즈(106) 및 제7 렌즈(107)를 통과하여 이미지 센서(300)에 입사될 수 있다. 상기 복수의 렌즈들(101,102,103,104,105,106,107) 각각은 유효 영역 및 비유효 영역을 포함할 수 있다. 상기 유효 영역은 상기 렌즈들(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107) 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(101,102,103,104,105,106,107)에서 유효한 광이 입사되지 않는 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(101-107)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 제2 렌즈 군(G2)와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 필터(500)는 상기 복수의 렌즈들(101-107) 중 센서 측에 가장 가까운 렌즈와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(100)가 7매 렌즈인 경우, 상기 필터(500)는 상기 제7 렌즈(111)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 있다. 예를 들어, 상기 조리개는 물체 측에 가장 가까운 렌즈의 물체측 면 또는 센서 측 면의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 조리개는 상기 제1 렌즈 군(G1) 내의 렌즈 중에서 인접한 두 렌즈 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 조리개는 상기 제1 렌즈(101)와 상기 제2 렌즈(102) 사이에 위치할 수 있다. 이와 다르게, 상기 복수의 렌즈들(101-107) 중 선택되는 적어도 하나의 렌즈는 조리개 역할을 수행할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 렌즈 군(G1)의 렌즈들(101, 102, 103) 중 선택되는 하나의 렌즈의 물체 측 면 또는 센서 측 면은 광량을 조절하는 조리개 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈(101)의 센서 측 면(S2) 또는 상기 제2 렌즈(102)의 물체 측 면(S3)은 조리개 역할을 수행할 수 있다.
발명의 실시예에 따른 광학계(1000)는 제1 렌즈(101) 내지 제7 렌즈(107)로 이루어질 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)는 상기 제1 렌즈 군(G1)에서 물체 측에 가장 가까운 렌즈이다. 상기 제1 렌즈(101)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)는 양(+)의 굴절력일 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 제1 렌즈(101)는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)는 물체 측 면으로 정의하는 제1 면(S1) 및 센서 측 면으로 정의하는 제2 면(S2)을 포함할 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 부연 설명하면, 상기 제1 면(S1)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제1,2 면(S1,S2) 중에서 상기 제2 면(S2)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈(101)는 광축(OA) 또는 근축 영역에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2) 중 적어도 하나의 면 또는 모두는 비구면일 수 있다.
상기 제2 렌즈(102)는 상기 제1 렌즈(101)과 상기 제3 렌즈(103) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)는 양(+)의 굴절력일 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈(102)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)는 물체 측 면으로 정의하는 제3 면(S3) 및 센서 측 면으로 정의하는 제4 면(S4)을 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)는 광축(OA) 또는 근축 영역에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 부연 설명하면, 상기 제3 면(S3)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제3,4 면(S3,S4) 중에서 상기 제4 면(S3)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4) 중 적어도 하나 또는 모두는 비구면일 수 있다.
상기 제3 렌즈(103)는 상기 제1 렌즈 군(G1) 내에서 센서 측에 가장 가까운 렌즈이다. 상기 제3 렌즈(103)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)는 음(-)의 굴절력일 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 렌즈(103)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)는 물체 측 면으로 정의하는 제5 면(S5) 및 센서 측 면으로 정의하는 제6 면(S6)을 포함할 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 부연 설명하면, 상기 제5 면(S5)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제5,6면(S5,S6) 중에서 상기 제5 면(S5)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(103)는 광축(OA) 또는 근축 영역에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6) 중 적어도 하나 또는 모두는 비구면일 수 있다.
상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103) 중에서 상기 제2 렌즈(102)의 초점 거리의 절대값은 가장 클 수 있다. 상기 제1 렌즈 군(G1)의 초점 거리의 절대값은 상기 제1 렌즈(101), 상기 제2 렌즈(102) 및 상기 제3 렌즈(103) 순서로 큰 값을 가질 수 있다. 상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103)는 서로 상이한 중심 두께(CT: Center Thickness)를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103) 중에서 상기 제1 렌즈(101)는 가장 두꺼운 중심 두께를 가질 수 있고, 상기 제3 렌즈(103)는 가장 얇은 중심 두께를 가질 수 있다. 상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103) 중에서 상기 제3 렌즈(103)는 가장 큰 굴절률을 가질 수 있고, 상기 제1 렌즈(101)의 굴절률은 상기 제2 렌즈(102)의 굴절률과 같을 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)의 굴절률은 1.6 초과이며, 상기 제1,2 렌즈(101,102)의 굴절률은 1.6 미만일 수 있다.
상기 제3 렌즈(103)의 아베수는 상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103) 중 가장 작을 수 있고, 상기 제2 렌즈(102)의 아베수는 상기 제1 렌즈(101)의 아베수와 같을 수 있다. 이때, 상기 제3 렌즈(103)의 아베수는 상기 제2 렌즈(102)의 아베수보다 20 이상 작을 수 있다. 자세하게, 상기 제3 렌즈(103)의 아베수는 상기 제2 렌즈(102)의 아베수보다 30 이상 작을 수 있으며, 예컨대 10 내지 25 사이의 범위일 수 있다.
상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103) 중에서 렌즈의 유효경의 크기(Clear aperture, CA)는 상기 제3 렌즈(103)의 물체측 면 또는 센서 측 면 중 적어도 하나가 가장 작을 수 있고, 상기 제1 렌즈(101)의 물체측 면 또는 센서측 면 중 적어도 하나가 가장 클 수 있다. 자세하게, 상기 제3 렌즈(103)의 센서 측 제6면(S6)의 유효경의 크기는 상기 제1 내지 제6 면(S1, S2, S3, S4, S5, S6) 중 가장 작을 수 있다. 이때, 상기 제3 렌즈(103)의 센서 측 제6면(S6)의 유효경의 크기는 상기 제1 내지 제7 렌즈들(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107)의 물체 측 면 및 센서 측 면들 중 가장 작을 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 입사하는 광을 제어하여 해상력, 색수차 제어 특성을 개선시킬 수 있고, 상기 광학계(1000)의 비네팅(vignetting) 특성을 개선할 수 있다.
상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)는 양의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제4 렌즈(104)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)는 물체 측 면으로 정의하는 제7 면(S7) 및 센서 측 면으로 정의하는 제8 면(S8)을 포함할 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)는 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 부연 설명하면, 상기 제7 면(S7)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제4 렌즈(104)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 부연 설명하면, 상기 제7 면(S7)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA) 또는 근축 영역에서 제7,8면(S7,S8)이 오목한 형상이거나, 제7,8면(S7,S8)이 볼록한 형상일 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 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 렌즈(105)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)는 물체 측 면으로 정의하는 제9 면(S9) 및 센서 측 면으로 정의하는 제10 면(S10)을 포함할 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)는 양측이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 면(S9)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제5 렌즈(105)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 부연 설명하면, 상기 제9 면(S9)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA) 또는 근축 영역에서 제9,10면(S9,S10)이 오목한 형상이거나, 제9,10면(S9,S10)이 볼록한 형상일 수 있다. 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제6 렌즈(106)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)는 물체 측 면으로 정의하는 제11 면(S11) 및 센서 측 면으로 정의하는 제12 면(S12)을 포함할 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제11 면(S11)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제11 면(S11)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA) 또는 근축 영역에서 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 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)는 음(-))의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제7 렌즈(107)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)는 물체 측 면으로 정의하는 제13 면(S13) 및 센서 측 면으로 정의하는 제14 면(S14)을 포함할 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제13 면(S13)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 이와 다르게, 상기 제13 면(S13)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA) 또는 근축 영역에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제13 면(S13) 및 상기 제14 면(S14) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제13 면(S13) 및 상기 제14 면(S14)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제4 내지 제7 렌즈(104, 105, 106, 107) 중에서 렌즈의 유효경(Clear aperture, CA)는 상기 제4 렌즈(104)의 물체측 면 및 센서측 면 중 적어도 하나가 가장 작을 수 있고, 상기 제7 렌즈(107)의 물체측 면 및 센서측 면 중 적어도 하나가 가장 클 수 있다. 자세하게, 상기 제4 렌즈(104)의 물체 측 제7면(S7)의 유효경의 크기는 상기 제4 내지 제7 렌즈(104, 105, 106, 107)의 물체 측 면 및 센서 측 면 중에서 가장 작을 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)의 센서 측 제14 면(S14)의 유효경의 크기는 상기 제1 내지 제7 렌즈들(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107)의 물체 측 면 및 센서 측 면들 중 가장 클 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)의 센서 측 제14 면(S14)의 유효경의 크기는 상기 제3 렌즈(103)의 제6 면(S6)의 유효경 크기의 1배 초과 및 5배 미만일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 색수차 감소, 비네팅(vignetting) 특성을 개선할 수 있다.
상기 제1 내지 제7 렌즈들(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107) 각각의 유효경 크기를 각 렌즈의 물체 측 면과 센서 측 면의 유효경의 평균 값으로 정의할 때, 상기 제3 렌즈(103)의 제5,6 면(S5,S6)의 유효경 평균 즉, 상기 제3 렌즈(103)의 유효경 크기는 렌즈들 중에서 가장 작을 수 있다. 또한 상기 제7 렌즈(107)의 제13,14 면(S13,S14)의 유효경 평균 즉, 상기 제7 렌즈(107)의 유효경 크기는 렌즈들 중에서 가장 클 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)의 유효경 크기는 상기 제3 렌즈(103)의 유효경 크기의 2배 초과일 수 있으며, 예컨대 2배 초과 및 4배 미만일 수 있다.
상기 제4 내지 제7 렌즈(104, 105, 106, 107) 중에서 적어도 하나는 굴절률이 1.6 초과일 수 있다. 상기 제4 내지 제7 렌즈(104, 105, 106, 107) 중에서 상기 제5 렌즈(105)는 가장 큰 굴절률을 가질 수 있고, 상기 제4,6,7 렌즈(104,106,107)의 굴절률보다 클 수 있다. 상기 제4,6,7 렌즈(104,106,107)의 굴절률은 1.6 미만일 수 있다. 광학계(1000) 내에서 1.6 초과의 굴절률을 갖는 렌즈 매수는 전체 매수의 30% 이하이거나 2매 이하일 수 있다.
상기 제1 렌즈(101) 내지 제7 렌즈(107) 중에서 적어도 하나의 임계점을 갖는 렌즈 매수는 25% 이상 예컨대, 25% 내지 35% 범위일 수 있다. 상기 제1 내지 제14 면(S1-S14) 중에서 임계점을 갖는 면들의 합은 25% 이상 예컨대, 25% 내지 35% 범위일 수 있다.발명의 실시 예는 상기 제7 렌즈(107)의 제13 면(S13) 및 상기 제14 면(S14) 중 적어도 하나가 임계점(P1)을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 상기 제13 면(S13) 및 제14 면(S14) 각각은 적어도 하나의 임계점을 가질 수 있다.
도 2을 참조하면, 상기 제7 렌즈(107)의 제14 면(S14)의 임의의 지점을 통과하는 접선(K1)과 상기 접선(K1)에 수직인 법선(L2)은 광축(OA)과 소정의 각도(θ1)를 가질 수 있다. 여기서, 임계점은 렌즈면 상에서 법선(K2)과 광축(OA)의 기울기가 0인 지점을 의미할 수 있다. 상기 제14 면(S14)에서 임계점은 접선(K1)과 광축(OA)의 수직인 방향으로 연장하는 가상의 선의 기울기가 0인 지점을 의미할 수 있으며, 제1 임계점(P1)으로 정의할 수 있다. 상기 제1 임계점(P1)은 광축(OA) 및 광축(OA)의 수직인 방향에 대한 기울기 값의 부호가 양(+)에서 음(-)으로 또는 음(-)에서 양(+)으로 변하는 지점이며 기울기 값이 0인 지점을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 제14 면(S14)은 광축(OA)에서 소정 거리(dP1)에 제1 임계점(P1)을 구비할 수 있다. 상기 제1 임계점(P1)은 광축(OA)을 기준으로 제14 면(S14)의 유효 반경(r7)의 40% 이하인 위치에 배치될 수 있다. 상기 유효 반경(r7)은 상기 광축(OA)에서 제14 면(S14)의 유효 영역 끝단까지의 직선 거리이다. 자세하게, 상기 제1 임계점(P1)은 광축(OA)을 기준으로 제14 면(S14)의 유효 반경(r7)의 20% 내지 40%의 범위에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 제1 임계점(P1)의 위치는 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 설정된 위치로, 광축(OA)에서 상기 제1 임계점(P1)까지의 직선 거리(dP1)로 이격될 수 있다.
상기 제7 렌즈(107)의 제13 면(S13)은 광축(OA)에서 소정 거리로 이격된 제2 임계점(P2)을 구비할 수 있다. 상기 제2 임계점(P2)은 광축(OA) 및 광축(OA)의 수직인 방향에 대한 기울기 값의 부호가 양(+)에서 음(-)으로 또는 음(-)에서 양(+)으로 변하는 지점이며 기울기 값이 0인 지점을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 임계점(P2)은 광축(OA)을 기준으로 소정의 제2 거리(dP2)로 이격될 수 있다. 상기 제2 임계점(P2)은 광축(OA)을 기준으로 상기 제13 면(S13)의 유효 반경의 20% 이하인 위치에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제2 임계점(P2)은 광축(OA)을 기준으로 제13 면(S13)의 유효 반경의 10% 내지 20%의 범위에 배치될 수 있다. 상기 제13 면(S13)의 유효 반경은 상기 제14 면(S14)의 유효 반경(r7)보다 작을 수 있다. 여기서, 상기 제2 임계점(P2)의 위치는 상기 제1 임계점(P1)보다 광축(OA)에 더 가깝게 배치될 수 있다.
상기 제7 렌즈(107)에 배치된 제1 임계점(P1)의 위치는 상기 광학계(1000)의 광학 특성을 고려하여 상술한 범위를 만족하는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 자세하게, 상기 제1 임계점(P1)의 위치는 화각(FOV)의 주변부의 광학 특성, 예를 들어 왜곡 특성 제어를 위해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다.
상기 제6 렌즈(106)는 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12) 중 적어도 하나가 임계점을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제12 면(S12)은 적어도 하나의 제3 임계점을 가질 수 있다. 상기 제11 면(S11)은 적어도 하나의 제4 임계점을 가질 수 있다. 상기 제12 면(S12)의 제3 임계점(P3)은 상기 광축(OA)에서 소정의 제3거리(dP3)로 이격될 수 있다. 상기 제3거리(dP3)는 상기 광축(OA)을 기준으로 상기 제1거리(dP1)보다 클 수 있다. 상기 제3 임계점(P3)은 상기 제12 면(S12)의 유효 반경(r6)의 46% 이상의 위치에 배치될 수 있으며, 예컨대 상기 제12 면(S12)의 유효 반경(r6)의 46% 내지 56%의 범위 또는 48 % 내지 53% 범위에 위치할 수 있다. 상기 제11 면(S11)의 제4 임계점(P4)은 상기 광축(OA)에서 소정의 제4거리(dP4)로 이격될 수 있다. 상기 제4 거리(dP4)는 상기 광축(OA)을 기준으로 상기 제1거리(dP1)보다 클 수 있다. 상기 제4 임계점(P4)은 상기 제11 면(S11)의 유효 반경(r5)의 46% 이상의 위치에 배치될 수 있으며, 예컨대 상기 제11 면(S11)의 유효 반경(r5)의 46% 내지 56%의 범위 또는 48 % 내지 53% 범위에 위치할 수 있다. 상기 제4 임계점(P4)은 상기 제3 임계점(P3)보다 광축(OA)에 가깝게 배치될 수 있으며, 상기 제2 임계점(P2)보다 광축(OA)에서 더 멀리 배치될 수 있다. 상기 제3,4 임계점(P3,P4)는 광축(OA) 및 광축(OA)의 수직인 방향에 대한 기울기 값의 부호가 양(+)에서 음(-)으로 또는 음(-)에서 양(+)으로 변하는 지점이며 기울기 값이 0인 지점을 의미할 수 있다.
상기 제6 렌즈(106)에 배치된 제3,4 임계점(P3,P4)의 위치는 상기 광학계(1000)의 광학 특성을 고려하여 상술한 범위를 만족하는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 자세하게, 상기 제3,4 임계점(P3,P4)의 위치는 화각(FOV)의 주변부의 광학 특성, 예를 들어 왜곡 특성 제어를 위해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 상기 광학계(1000)의 렌즈들 중에서 50% 이상의 렌즈 또는 4매 이상의 렌즈는 아베수가 40 내지 70 범위일 수 있고, 60% 이상의 렌즈 또는 5매 이상의 렌즈는 굴절력이 1.6 미만일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 구현하고, 향상된 수차 특성을 가질 수 있다.
도 2와 같이, Sag_L7S2_max는 제1 임계점(P1)에서의 제14 면(S14)의 최대 Sag 값이며, d7_CT는 상기 제7 렌즈(107)의 중심 두께 또는 광축 두께이며, L7_ET는 상기 제7 렌즈(107)의 에지 두께이다. D6_CT는 상기 제6 렌즈(106)의 중심 두께 또는 광축 두께이며, L6_ET는 상기 제6 렌즈(107)의 에지 두께이다. 상기 제7 렌즈(107)의 에지 두께(L7_ET)는 제13 면(S13)의 유효 영역 끝단에서 제14 면(S14)의 유효 영역까지의 광축 방향의 거리이다.
d67_CT는 상기 제6 렌즈(106)의 중심에서 상기 제7 렌즈(107)의 중심까지의 광축 거리(즉, 중심 간격)이다. 즉, 상기 제6 렌즈(106)의 중심에서 상기 제7 렌즈(107)의 중심까지의 광축 거리(d67_CT)는 제12 면(S12)의 중심에서 제13 면(S13)의 중심까지의 거리이다.
d67_ET는 상기 제6 렌즈(106)의 에지에서 상기 제7 렌즈(107)의 에지까지의 광축 방향의 거리(즉, 에지 간격)이다. 즉, 상기 제6 렌즈(106)의 에지에서 상기 제7 렌즈(107)의 에지까지의 광축 방향의 거리(d67_ET)는 상기 제12 면(S12)의 유효 영역 끝단에서 원주 방향으로 연장된 직선과 상기 제13 면(S13)의 유효 영역 끝단 사이의 광축 방향의 거리이다. BFL(Back focal length)은 상기 이미지 센서(300)에서 마지막 렌즈까지의 광축 거리이다. 이러한 방식으로 제1 내지 제7 렌즈(101,102,103,104,106,106,107)의 중심 두께, 에지 두께, 인접한 두 렌즈 사이의 중심 간격 및 에지 간격을 설정할 수 있다. 도 2에서는 설명의 편의를 위해, 필터를 도시하지 않았다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 이하에서 설명되는 수학식들 중 적어도 하나를 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 2와 같을 수 있다.
[수학식 1] 2 < L1_CT / L3_CT < 4
수학식 1에서 L1_CT는 상기 제1 렌즈(101)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L3_CT는 상기 제3 렌즈(103)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 제3 렌즈(103)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L3_ET는 상기 제3 렌즈(103)의 유효 영역 끝단에서의 광축(OA) 방향 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, L3_ET는 상기 제3 렌즈(103)의 제5 면(S5)의 유효 영역 끝단과 상기 제3 렌즈(103)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 3] 1 < L7_ET / L7_CT < 5
수학식 9에서 L7_CT는 상기 제7 렌즈(107)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L7_ET는 상기 제7 렌즈(111)의 유효 영역 끝단에서의 광축(OA) 방향 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, L7_ET는 상기 제7 렌즈(107)의 물체 측 면(제21 면(S21))의 유효 영역 끝단과 상기 제7 렌즈(107)의 센서 측 면(제22 면(S22))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 제3 렌즈(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 5] 0.5 < L7S2_max_sag to Sensor < 2
수학식 5에서 L7S2_max_sag to Sensor은 상기 제7 렌즈(107)의 센서 측 제14면(S14)의 최대 Sag값에서 이미지 센서(300)까지의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다. 예를 들어, L7S2_max_sag to Sensor은 상기 제1 임계점(P1)에서 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.
후술할 실시예에 대한 렌즈 데이터에서, 상기 필터의 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 두 구성(111, 300)과 각각 접촉하지 않는 범위 내에서 자유롭게 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 렌즈 데이터에서 상기 L7S2_max_sag to Sensor의 값이 상기 필터(500)의 물체 측 면과 이미지 센서(300) 상면 사이의 광축(OA)에서의 거리보다 작거나 같은 경우, 광학계(1000)의 BFL 및 L7S2_max_sag to Sensor는 변화하지 않고 일정하며, 상기 필터(500)의 위치는 두 구성(111, 300)과 각각 접촉하지 않는 범위 내에서 이동하여 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 6] 1 < BFL / L10S2_max_sag to Sensor < 2
수학식 6에서 BFL(Back focal length)은 이미지 센서(300)에 가장 인접한 제7 렌즈(107)의 센서 측 제14 면(S14)의 중심으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리를 의미한다. 상기 L7S2_max_sag to Sensor은 상기 제7 렌즈(107)의 제14 면(S14)의 최대 Sag값에서 이미지 센서(300)까지의 광축 방향의 거리(mm)를 의미한다. 예를 들어, L10S2_max_sag to Sensor은 상기 제1 임계점(P1)에서 상기 이미지 센서(300)까지의 광축 방향의 거리이다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 6을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡수차 특성을 개선할 수 있고, 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 7] 5 < |L7S2_max slope| < 45
수학식 7에서 L7S2_max slope는 상기 제7 렌즈(107)의 센서 측 제14 면(S14) 상에서 측정한 접선 각도의 최대값(Degree)을 의미한다. 자세하게, 상기 제14 면(S14)에서 L10S2_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 < L7S2 Inflection Point < 0.6
수학식 8에서 L7S2 Inflection Point는 상기 제7 렌즈(107)의 센서 측 제14면(S14) 상에 위치하는 제1 임계점(P1)의 위치를 의미할 수 있다. 자세하게, L7S2 Inflection Point는 광축(OA)을 시작점으로, 상기 제7 렌즈(107)의 제14 면(S14)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 하고, 광축(OA)에서 상기 제14 면(S14)의 유효 영역 끝단까지의 광축(OA)의 수직 방향 길이를 1이라고 할 때, 상기 제14 면(S14) 상에 위치한 제1 임계점(P1)의 위치를 의미할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 8를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 9] 1 < d67_CT / d67_min < 10
수학식 9에서 d67_CT는 광축(OA)에서 상기 제6,7 렌즈(106,107) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, 상기 d67_CT는 상기 제6 렌즈(106)의 제12 면(S12)과 상기 제7 렌즈(107)의 제13 면(S13) 사이의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 상기 d67_min은 상기 제6,7 렌즈(106,107) 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 < d67_CT / d67_ET < 5
수학식 10에서 상기 d67_CT는 상기 제6 렌즈(106)와 상기 제7 렌즈(107) 사이의 광축 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d67_CT는 상기 제6 렌즈(106)의 센서 측 면(제12 면(S12)) 및 상기 제7 렌즈(107)의 물체 측 면(제13 면(S13))의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 상기 d67_ET는 상기 제6 렌즈(106)의 센서 측 제 12면(S12)의 유효 영역 끝단과 상기 제7 렌즈(107)의 물체 측 제13 면(S13)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 < d12_CT / d67_CT < 1
수학식 11에서 d12_CT는 상기 제1 렌즈(101)와 상기 제2 렌즈(102) 사이의 광축 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, 상기 d12_CT는 상기 제1 렌즈(101)의 제2 면(S2) 및 상기 제2 렌즈(102)의 제3 면(S3)의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 상기 d67_CT는 상기 제6 렌즈(106)와 상기 제7 렌즈(107) 사이의 광축 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d67_CT는 상기 제6 렌즈(106)의 센서측 제12 면(S12) 및 상기 제7 렌즈(107)의 물체측 제13 면(S13)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 < d67_CT / d34_CT < 4
수학식 11-1에서 d34_CT는 상기 제3 렌즈(103)와 상기 제4 렌즈(104) 사이의 광축 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, 상기 d34_CT는 상기 제3 렌즈(103)의 제6 면(S6) 및 상기 제4 렌즈(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 / d67_CT < 4
수학식 11-2에서 G2_TD는 상기 제4 렌즈(104)의 물체측 제7 면(S7)에서 제7 렌즈(107)의 센서 측 제14 면(S14) 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] 1 < G1_TD / d34_CT < 4
수학식 11-3에서 G1_TD는 상기 제1 렌즈(101)의 물체측 제1 면(S1)에서 제3 렌즈(103)의 센서 측 제6 면(S6) 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_L7S2 / d67_CT < 10
수학식 11-4에서 CA_L7S2는 가장 큰 렌즈 면의 유효경으로서, 제7 렌즈(107)의 센서 측 제14 면(S14)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 / L7_CT < 5
수학식 12에서 L1_CT는 상기 제1 렌즈(101)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L7_CT는 상기 제7 렌즈(107)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 < L6_CT / L7_CT < 5
수학식 13에서 L6_CT는 상기 제6 렌즈(106)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L7_CT는 상기 제7 렌즈(107)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 13를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제6,7 렌즈(106,107)의 제조 정밀도를 완화할 수 있으며, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 13-1] L1_CT < d34_CT < L6_CT
수학식 13-1에서, L1_CT는 제1 렌즈 군(G1)에서 가장 두꺼운 제1 렌즈(101)의 중심 두께이며, d34_CT는 제1,2렌즈 군(G1,G2) 사이의 중심 간격이거나 제3,4렌즈(103,104) 사이의 광축 간격이며, L6_CT는 제2 렌즈 군(G2)에서 가장 두꺼운 렌즈 두께로서, 적어도 하나의 임계점을 갖는 제6 렌즈(106)의 중심 두께이다. 이러한 수학식 13-1을 만족할 경우, 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 14] 1 < L1R1 / L7R2 < 5
수학식 14에서 L1R1은 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 곡률 반경(mm)을 의미하고, L7R2는 상기 제7 렌즈(107)의 제14 면(S14)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 < (d67_CT - d67_ET) / (d67_CT) < 2
수학식 15에서 d67_CT는 상기 제6,7 렌즈(106,107) 사이의 광축 간격(mm)를 의미하고, 상기 d67_ET는 상기 제6 렌즈(106)의 센서 측 제 12면(S12)의 유효 영역 끝단과 상기 제7 렌즈(107)의 물체 측 제13 면(S13)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. 제7 렌즈(107)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 13를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제6,7 렌즈(106,107)의 제조 정밀도를 완화할 수 있으며, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 16] 1 < CA_L1S1 / CA_L3S1 < 1.5
수학식 16에서 CA_L1S1은 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 유효경(Clear aperture, CA)(도 1의 H1) 크기(mm)를 의미하고, CA_L3S1은 상기 제3 렌즈(103)의 제5 면(S5))의 유효경(CA)(도 1의 H3) 크기(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 16을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 제1 렌즈 군(G1)으로 입사되는 광을 제어할 수 있고, 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있다.
[수학식 17] 1 < CA_L7S2 / CA_L4S2 < 5
수학식 17에서 CA_L4S2는 상기 제4 렌즈(104)의 제8 면(S8)의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미하고, CA_L7S2는 상기 제7 렌즈(107)의 제14 면(S14)의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 17을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 제2 렌즈 군(G2)으로 입사되는 광을 제어할 수 있고, 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 18] 0.2 < CA_L3S2 / CA_L4S1 < 1
수학식 18에서 CA_L3S2는 상기 제3 렌즈(103)의 제6 면(S6)의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미하고, CA_L4S1는 상기 제4 렌즈(104)의 제7 면(S7)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_L5S2 / CA_L7S2 < 1
수학식 19에서 CA_L5S2는 상기 제5 렌즈(105)의 제10 면(S10)의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미하고, CA_L7S2는 상기 제7 렌즈(107)의 제14 면(S14)의 유효경(CA, 도 1의 H7) 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 < d34_CT / d34_ET < 8
수학식 8에서 상기 d34_CT는 광축(OA)에서 상기 제3 렌즈(103)와 상기 제4 렌즈(104) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d34_CT는 상기 제3 렌즈(103)의 제6 면(S6) 및 상기 제4 렌즈(104)의 제7 면(S7)의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 상기 d34_ET는 상기 제3 렌즈(103)의 제6 면(S6)의 유효 영역 끝단과 상기 제4 렌즈(104)의 제7 면(S7)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 < d67_CT / d67_ET < 3
수학식 21에서 d910_CT는 광축(OA)에서 상기 제6,7 렌즈(106,107) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, d67_CT는 상기 제6 렌즈(109)의 제12 면(S12) 및 상기 제7 렌즈(107)의 제13 면(S13)의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 상기 d67_ET는 상기 제6 렌즈(106)의 제12 면(S12)의 유효 영역 끝단과 상기 제7 렌즈(107)의 제13 면(S13)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 < d67_max / d67_CT < 2
수학식 22에서 d67_Max는 상기 제6,7 렌즈(106,107) 사이의 간격(mm) 중 최대 간격을 의미한다. 자세하게, d67_Max는 상기 제6 렌즈(109)의 제12 면(S12) 및 상기 제7 렌즈(107)의 제13 면(S13) 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 < L5_CT / d56_CT < 2
수학식 23에서 L5_CT는 상기 제5 렌즈(105)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, d56_CT는 광축(OA)에서 상기 제5,6 렌즈(105,106) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 23을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제5 렌즈(105)의 유효경 크기 및 상기 제5,6 렌즈(105,106) 사이의 중심 간격을 축소할 수 있으며, 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 24] 0.1 < L6_CT / d67_CT < 1
수학식 24에서 L6_CT는 상기 제6 렌즈(106)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, d67_CT는 광축(OA)에서 상기 제6,7 렌즈(106,107) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 24를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제6 렌즈(106)의 유효경 크기 및 상기 제6,7 렌즈(106,107) 사이의 중심 간격을 축소할 수 있으며, 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 25] 0.01 < L7_CT / d67_CT < 1
수학식 25에서 L7_CT는 상기 제7 렌즈(107)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, d67_CT는 광축(OA)에서 상기 제6,7 렌즈(106,107) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 25를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제7 렌즈(107)의 유효경 크기 및 상기 제6,7 렌즈(106,107) 사이의 중심 간격을 축소할 수 있으며, 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 26] 1 < |L5R1 / L5_CT| < 100
수학식 26에서 L5R1은 상기 제5 렌즈(105)의 제9 면(S9)의 곡률 반경(mm)을 의미하고, L5_CT는 상기 제5 렌즈(105)의 광축에서의 두께(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 26을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 제5 렌즈(105)의 굴절력을 제어하며, 제2 렌즈 군(G2)으로 입사되는 광의 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 27] 1 < |L5R1 / L7R1| < 5
수학식 27에서 L7R1은 상기 제7 렌즈(107)의 제13 면(S13)의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 27을 만족할 경우, 제5,7 렌즈(105,107)의 형상 및 굴절력을 제어하며 광학 성능을 개선할 수 있으며, 제2 렌즈 군(G2)의 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 28] 0 < L_CT_Max / Air_Max < 2
수학식 28에서 L_CT_max는 상기 복수의 렌즈들 각각의 광축(OA)에서의 두께 가 가장 두꺼운 두께(mm)를 의미하고, Air_max는 상기 복수의 렌즈들 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 TTL를 줄여줄 수 있다.
[수학식 29] 0.5 < ∑L_CT/ ∑Air_CT < 2
수학식 29에서 ∑L_CT는 상기 복수의 렌즈(100)들 각각의 광축(OA)에서의 두께(mm)들의 합을 의미하고, ∑Air_CT는 상기 복수의 렌즈(100)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 TTL를 줄여줄 수 있다.
[수학식 30] 10 < ∑Index < 30
수학식 30에서 ∑Index는 상기 제1 내지 제7 렌즈(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107) 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 제1 내지 제7 렌즈(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107) 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 < |Max_distoriton| < 5
수학식 32에서 Max_distoriton는 이미지 센서(300)에 의해 검출된 광학 특성을 기초로 중심(0.0F)에서 대각 방향의 끝단(1.0F)까지의 영역에서 왜곡의 최대 값을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 32를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 33] 0 < Air_ET_Max / L_CT_Max < 2
수학식 33에서 L_CT_max는 상기 복수의 렌즈들 각각의 광축(OA)에서의 두께 중 가장 두꺼운 두께(mm)를 의미하며, Air_CT_Max는 도 2와 같이 서로 마주하는 n-1번째 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단과 n번째 렌즈의 물체 측 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 1보다 크고 7 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 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 유효경(mm)을 의미하며, CA_Min은 제1 내지 제14 면(S1-S14)의 유효경(mm) 중에서 가장 작은 유효 경을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 34을 만족할 경우, 제1 렌즈(101)을 통해 입사되는 광을 제어하며, 광학 성능을 유지하면서 슬림한 광학계를 제공할 수 있다.
[수학식 35] 1 < CA_max / CA_min < 5 또는 2 ≤ CA_max / CA_min < 5
수학식 35에서 CA_max는 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 큰 유효경(mm)를 의미하는 것으로, 제1 내지 제14 면(S1-S14)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_L7S2 / CA_L3S2 < 5 또는 2 ≤ CA_L7S2 / CA_L3S2 < 5
수학식 35에서 CA_L7S2는 상기 제7 렌즈(107)의 제14 면(S14)의 유효경(mm)을 나타내며, 렌즈들 중에서 가장 큰 렌즈 면의 유효경을 가진다. 상기 CA_L3S2는 상기 제3 렌즈(103)의 제6 면(S6)의 유효경(mm)을 나타내며, 렌즈들 중에서 가장 작은 렌즈 면의 유효경을 가진다. 즉, 제1 렌즈 군(G1)의 마지막 렌즈 면과 상기 제2 렌즈 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] 2 ≤ AVR_CA_L7 / AVR_CA_L3 < 4
수학식 35에서 AVR_CA_L7는 상기 제7 렌즈(107)의 제13, 14 면(S13,S14)의 유효경(mm)의 평균 값을 나타내며, 렌즈들 중에서 가장 큰 두 렌즈 면의 유효경의 평균이다. 상기 AVR_CA_L3는 상기 제3 렌즈(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, 제1 렌즈 군(G1)의 마지막 렌즈(L1)의 물체 측 및 센서 측 면(S5,S6)들의 평균 유효경과 상기 제2 렌즈 군(G2)의 마지막 렌즈(L7)의 물체측 및 센서 측 면들(S13,S14)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.
수학식 35, 35-1, 및 35-2를 이용하여, 상기 제7 렌즈(107)의 제13 면(S13)의 유효경(CA_L7S1)은 최소 유효경(CA_min)의 2배 이상이 될 수 있으며, 제14 면(S14)의 유효경(CA_L7S2)은 최소 유효경(CA_min)의 2배 이상이 될 수 있다. 즉, 다음의 수학식을 만족할 수 있다.
2 ≤CA_L7S1 / CA_min < 5 (수학식 35-3)
2 ≤CA_L7S2 / CA_min < 5 (수학식 35-4)
이러한 수학식 35, 35-1 내지 35-4를 이용하여, 상기 제7 렌즈(107)의 제13 면(S13)의 유효경(CA_L7S2)은 제3 렌즈(103)의 평균 유효경(AVR_CA_L3)의 2배 이상이 될 수 있으며, 예컨대 2배 내지 4배의 범위일 수 있으며, 제14 면(S14)의 유효경(CA_L7S2)은 제3 렌즈(103)의 평균 유효경(AVR_CA_L3)의 2배 이상이 될 수 있으며, 예컨대 2배 이상 및 5배 미만의 범위일 수 있다.
다음의 수학식을 만족할 수 있다.
2 ≤CA_L7S1 / AVR_CA_L3 ≤ 4 (수학식 35-5)
2 ≤CA_L7S2 / AVR_CA_L3 < 5 (수학식 35-6)
[수학식 36] 1 < CA_max / CA_Aver < 3
수학식 36에서 CA_max는 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 큰 유효경(mm)를 의미하며, CA_Aver은 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 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 물체 측 면 및 센서 측 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 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 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.
[수학식 39] 0.5 < TD / CA_max < 1.5
수학식 39에서 TD는 상기 제1 렌즈 군(G1)의 물체 측 면에서 상기 제2 렌즈 군(G2)의 센서 측 면까지의 최대 광축 거리(mm)이다. 예를 들면, 광축(OA)에서 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)에서 상기 제7 렌즈(107)의 제14 면(S14)까지의 거리이다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 39을 만족할 경우, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다.
[수학식 40] 1 < F / L7R2 < 10
수학식 40에서 F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 의미하고, L7R2는 상기 제7 렌즈(107)의 제 14면(S14)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 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1))의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 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 / L7R2 < 10
수학식 42에서 EPD는 상기 광학계(1000)의 입사동(Entrance Pupil)의 크기(mm)를 의미하고, L7R2는 상기 제7 렌즈(107)의 제14 면(S14)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 제1 렌즈(101)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 제1 렌즈(101)의 초점 거리(mm)를 의미하고, f3은 상기 제3 렌즈(103)의 초점 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 44를 만족할 경우, 상기 제1 렌즈(101) 및 상기 제3 렌즈(103)는 입사하는 광 경로 제어를 위한 적절한 굴절력을 가질 수 있고, 해상력을 개선할 수 있다.
[수학식 45] 1 < f13 / F < 5
수학식 45에서 f13은 상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103)의 복합 초점 거리(mm)를 의미하고, F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 의미한다. 수학식 45는 제1 렌즈 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] 0 < |f47 / f13|< 2
수학식 46에서 f13은 상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103)의 복합 초점 거리(mm)를 의미하고, f47은 상기 제4 내지 제7 렌즈(104, 105, 106, 107)의 복합 초점 거리(mm)를 의미한다. 수학식 46는 제1 렌즈 군(G1)의 초점 거리와 제2 렌즈 군(G2)의 초점 거리 사이의 관계를 설정하고 있다. 실시예에서 상기 제1 내지 제3 렌즈(101, 102, 103)의 복합 초점 거리는 양(+)의 값을 가질 수 있고, 상기 제4 내지 제7 렌즈(104, 105, 106, 107)의 복합 초점 거리는 음(-)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 47] 2 < TTL < 20
수학식 47에서 TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(101)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 크기를 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] 2 < 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 80도 이하일 수 있다.
[수학식 52] 0.5 < TTL / CA_max < 2
수학식 52에서 CA_max는 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 큰 유효경(mm)를 의미하며, TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(101)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] 0.4 < TTL / ImgH < 3
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 54는 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 54를 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] 0.5 < 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 < 1
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] 1 ≤F / EPD < 5
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 PCTKR2022017805-appb-img-000001
수학식 60에서 각 항목이 의미하는 바는 아래와 같다.
Z: The sag of the surface parallel to the Z-axis (in lens units)
c: The vertex curvature (CUY)
k: The conic constrant
r: The radial distance
rn: The normalization radius (NRADIUS)
u: r/rn
am: The mthQcon coefficient, which correlates to surface sag departure
Qm con: The mthQcon polynomial
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. 도 4는 도 1의 광학계에서 인접한 두 렌즈들 사이의 간격을 나타낸 표이다.
도 4 및 도 1을 참조하면, 상기 제1 렌즈군(G1)에서 상기 제1 렌즈(101)와 상기 제2 렌즈(102)는 제1 간격(d12)으로 이격될 수 있다. 상기 제1 간격(d12)은 상기 제1 렌즈(101)와 상기 제2 렌즈(102) 사이의 광축 방향(Z)의 간격일 수 있다. 상기 제1 간격은 상기 제1 렌즈(101) 및 상기 제2 렌즈(102) 사이의 영역에서 제1방향(Y)의 위치에 따라 변화할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 간격(d12)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제2 렌즈(102)의 제3 면(S3)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)에서 제1방향(Y)으로 갈수록 변화할 수 있다.
상기 제1 간격(d12)은 광축(OA)에서 40% 내지 60%의 범위의 제1 지점까지 감소하고, 상기 제1 지점에서 끝점까지 다시 증가하게 된다. 상기 제1 간격(d12)에서 최대 값은 최소 값의 1.8 배 이하 예컨대, 1.2 배 내지 1.8배 범위일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 입사되는 광을 효과적으로 제어할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 렌즈(101) 및 상기 제2 렌즈(102)가 위치에 따라 설정된 제1 간격(d12)으로 이격됨에 따라, 상기 제1 및 제2 렌즈(101, 102)를 통해 입사된 광이 다른 렌즈로 진행될 수 있고 양호한 광학 성능을 유지할 수 있다.
상기 제2 렌즈(102)와 상기 제3 렌즈(103)는 제2 간격(d23)으로 이격될 수 있다. 상기 제2 간격(d23)은 상기 제2 렌즈(102)와 상기 제3 렌즈(103) 사이의 광축 방향(Z) 간격일 수 있다. 상기 제2 간격은 상기 제2 렌즈(102) 및 상기 제3 렌즈(103) 사이의 영역에서 제1 방향(Y)에 따라 변화할 수 있다. 자세하게, 상기 제2 간격(d23)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제3 렌즈(103)의 제5 면(S5)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 시작 점에서 끝점을 향해 갈수록 변화될 수 있다.
상기 제2 간격(d23)은 광축(OA)에서 끝점을 향해 제1 방향(Y)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제2 간격(d23)은 광축(OA) 또는 시작 점에서 최소이고, 끝점에서 최대일 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 7배를 만족할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제2 렌즈(102) 및 상기 제3 렌즈(103)가 위치에 따라 설정된 제2 간격(d23)으로 이격됨에 따라, 상기 광학계(1000)의 수차 특성을 개선할 수 있다. 상기 제1 간격(d12)의 최대 값은 상기 제2 간격(d23)의 최대 값보다 1.5배 이상 크고, 상기 제1 간격(d12)의 최소 값은 상기 제2 간격(d23)의 최대 값보다 클 수 있다.
상기 제1 렌즈군(G1)과 상기 제2 렌즈군(G2)은 제3 간격(d34)으로 이격될 수 있다. 자세하게, 상기 제3 렌즈(103)는 상기 제4 렌즈(104)와 제3 간격(d34)으로 이격될 수 있다. 상기 제3 간격(d34)은 상기 제3 렌즈(103)와 상기 제4 렌즈(104) 사이의 광축 방향(Z)의 간격일 수 있다. 상기 제3 간격(d34)은 상기 제3 렌즈(103) 및 상기 제4 렌즈(104) 사이에서 위치에 따라 변화할 수 있다. 자세하게, 상기 제3 간격(d34)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제3 렌즈(103)의 제6 면(S6)의 유효 영역 끝단을 제1 방향(Y)의 끝점으로 할 때, 광축(OA)에서 광축의 수직인 제1 방향(Y)으로 갈수록 변화할 수 있다.
상기 제3 간격(d34)은 광축(OA)에서 제1 방향(Y)의 끝점을 향해 갈수록 점차 작아질 수 있다. 즉, 상기 제3 간격은 광축(OA)에서 최대 값이고, 끝점에서 최소 값을 가질 수 있다. 상기 최대 값은 최소 값은 1.5배 이상 예컨대, 1.5배 내지 2.5배의 범위일 수 있다. 상기 제3 간격(d34)의 최대 값은 상기 제2 간격(d23)의 최대 값의 2배 이상 예컨대, 2배 내지 2.5배 범위이며, 최소 값은 상기 제2 간격(d23)의 최대 값의 1.1배 이상 예컨대, 1.1배 내지 1.5 배의 범위일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제3 렌즈(103) 및 상기 제4 렌즈(104)가 위치에 따라 설정된 제3 간격(d34)으로 이격됨에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 비네팅(vignetting) 특성을 제어할 수 있다.
상기 제2 렌즈군(G2)에서 상기 제4 렌즈(104)와 상기 제5 렌즈(105)는 광축 방향(Z)으로 제4 간격(d45)으로 이격될 수 있다. 상기 제4 간격(d45)은 상기 제4 렌즈(104)와 상기 제5 렌즈(105) 사이에서 영역에서 제1 방향(Y)을 따라 변화할 수 있다. 자세하게, 상기 제4 간격은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제4 렌즈(104)의 제8 면(S8)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 시작점에서 끝점을 향하는 제1 방향(Y)으로 증가 및 감소되는 형태로 변화될 수 있다.
상기 제4 간격(d45)의 최소 값은 상기 광축(OA) 또는 시작 점에서 끝점까지 거리의 40% 내지 60%의 범위의 지점에 위치하며, 상기 최소 값의 위치에서 광축(OA)을 향해 점차 커지며, 상기 최소 값의 위치에서 끝점을 향해 점차 커질 수 있다. 여기서, 상기 제4 간격(d45)은 상기 광축(OA)에서의 간격이 상기 끝점에서의 간격보다 더 작을 수 있다.
상기 제4 간격(d45)의 최대 값은 최소 값의 1.1배 이상 예컨대, 1.1 배 내지 1.4 배의 범위일 수 있다. 상기 제4 간격(d45)의 최대 값은 상기 제3 간격(d34)의 최소 값보다 크며, 상기 제3 간격(d34)의 최대 값보다 작을 수 있다. 상기 제4 간격(d45)의 광축(OA)에서의 값은 상기 제3 간격(d34)의 광축(OA)에서의 값보다 0.8배 이하 예컨대, 0.5배 내지 0.8배 범위일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제4 렌즈(104) 및 상기 제5 렌즈(105)가 위치에 따라 설정된 제4 간격(d45)으로 이격됨에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있고, 향상된 색수차 및 왜곡 수차를 조절할 수 있다.
상기 제2 렌즈군(G2)에서 상기 제5 렌즈(105)와 상기 제6 렌즈(106)는 광축 방향(Z)으로 제5 간격(d56)으로 이격될 수 있다. 상기 제5 간격(d56)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제5 렌즈(105)의 제10 면(S10)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)에서 수직인 제1 방향(Y)으로 갈수록 변화할 수 있다. 상기 제5 간격(d56)은 최대 값이 상기 광축(OA)에서 끝점까지의 거리의 60% 이상 예컨대, 60% 내지 70%의 범위에 위치하며, 상기 최대 값의 위치에서 광축(OA)을 향해 점차 작아지며, 상기 최대 값의 위치에서 끝점을 향해 점차 작아질 수 있다. 상기 제5 간격(d56)의 최소 값은 상기 광축에 위치하며, 최대 값은 최소 값의 3배 이상 예컨대, 3배 내지 4배의 범위일 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 클 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 제5 렌즈(105) 및 상기 제6 렌즈(106)가 위치에 따라 설정된 제5 간격(d56)으로 이격됨에 따라 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있고, 상기 제6 렌즈(106)의 유효경의 크기를 적절하게 제어할 수 있다.
상기 제2 렌즈군(G2)에서, 상기 제6 렌즈(106)와 상기 제7 렌즈(107)는 제6 간격(d67)으로 광축 방향(Z)으로 이격될 수 있다. 상기 제6 간격(d67)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제6 렌즈(106)의 제12 면(S12)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)에서 수직인 제1 방향(Y)으로 갈수록 변화할 수 있다. 상기 제6 간격(d67)은 최대 값이 상기 광축(OA)에 위치하며, 최소 값이 상기 광축(OA)에서 끝점까지의 거리의 68% 이상 예컨대, 68% 내지 80%의 범위에 위치할 수 있다. 상기 제6 간격(d67)은 상기 최소 값의 위치에서 광축(OA)을 향해 점차 커지며, 상기 최소 값의 위치에서 끝점을 향해 점차 커질 수 있다. 상기 제6 간격(d67)의 최대 값은 최소 값의 2배 이상 예컨대, 2배 내지 3배의 범위일 수 있다. 상기 제6 간격(d67)의 최대 값은 상기 제3 간격(d34)의 최대 값의 2 배 이상 예컨대, 2배 내지 3배의 범위일 수 있으며, 최소 값은 상기 제3 간격(d34)의 최대 값보다 클 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 제6 렌즈(106) 및 상기 제7 렌즈(107)가 위치에 따라 설정된 제6 간격(d67)으로 이격됨에 따라 화각(FOV)의 주변부의 왜곡 및 수차 특성을 개선할 수 있다.
이하 도면들을 참조하여 실시예에 따른 광학계(1000)를 보다 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 제1 렌즈(101), 제2 렌즈(102), 제3 렌즈(103), 제4 렌즈(104), 제5 렌즈(105), 제6 렌즈(106), 제7 렌즈(107) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제11 렌즈들(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107)은 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)의 물체 측 면(제3 면(S3))은 조리개 역할을 수행할 수 있다. 상기 복수의 렌즈들 및 상기 이미지 센서(300) 사이에는 필터(500)가 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 필터(500)는 상기 제7 렌즈(107) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다.
표 1은 도 1의 광학계의 렌즈 데이터의 예이다.
렌즈 면 곡률 반경(mm) 두께(mm)/
간격(mm)		 굴절률 아베수 유효경(mm)
제1 렌즈 제1 면 2.803 0.647 1.537 55.710 3.640
제2 면 5.394 0.218 3.507
제2 렌즈 제3 면
(Stop)		 6.474 0.537 1.537 55.710 3.428
제4 면 -79.316 0.030 3.327
제3 렌즈 제5 면 10.058 0.250 1.686 18.411 3.163
제6 면 4.741 0.726 2.900
제4 렌즈 제7 면 -35.230 0.388 1.537 55.710 3.500
제8 면 -18.271 0.483 4.146
제5 렌즈 제9 면 -8.165 0.339 1.686 18.411 5.723
제10 면 103.878 0.246 6.233
제6 렌즈 제11 면 2.590 0.758 1.595 30.377 6.884
제12 면 6.380 1.727 7.675
제7 렌즈 제13 면 5.371 0.391 1.537 55.710 10.073
제14 면 2.062 0.250 10.791
필터 Infinity 0.110 13.276
Infinity 0.755 13.358
이미지 센서 Infinity -0.005 14.300
표 1은 도 1의 제1 내지 제7 렌즈들(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107)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.실시예에 따른 광학계(1000)의 제1 렌즈(101)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2)은 하기 도 3과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제2 렌즈(102)는 광축(OA)에서 양(+) 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)의 제3 면(S3)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제3 면(S3)은 비구면일 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 비구면일 수 있다. 상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4)은 하기 도 3과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제3 렌즈(103)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)의 제5 면(S5)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 면(S5)은 비구면일 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 비구면일 수 있다. 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6)은 하기 도 3과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)의 제7 면(S7)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 이미지 센서(300) 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 면(S7)은 비구면일 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 비구면일 수 있으며, 하기 도 3과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)의 제9 면(S9)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)는 양측이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 면(S9)은 비구면일 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 비구면일 수 있다. 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10)은 하기 도 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)의 제11 면(S11)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제11 면(S11)은 비구면일 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 비구면일 수 있으며, 도 3과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)의 제13 면(S13)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 광축(OA) 또는 근축 영역에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제13 면(S13)은 비구면일 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 비구면일 수 있다. 상기 제13 면(S13) 및 상기 제14 면(S14)은 하기 도 3과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
도 2와 같이, 상기 제7 렌즈(106)의 제14 면(S14)은 제1 임계점(P1)을 가지며, 제13 면(S13)은 제2 임계점(P2)을 가지며, 제6 렌즈(106)의 제12 면(S12)은 제3 임계점(P3)을 가지며, 제11 면(S11)은 제4 임계점(P4)을 가질 수 있다. 상기 제1 임계점(P1)은 상기 제7 렌즈(106)의 제14 면(S14)의 유효 반경(r7)의 40% 이하인 위치 예컨대, 20% 내지 40%의 범위에 위치할 수 있다. 상기 제2 임계점(P2)은 제13 면(S13)의 유효 반경의 20% 이하 예컨대, 10% 내지 20%의 범위에 위치할 수 있다. 상기 제3 임계점(P3)은 상기 제12 면(S12)의 유효 반경(r6)의 46% 이상의 위치에 배치될 수 있으며, 예컨대 상기 제12 면(S12)의 유효 반경(r6)의 46% 내지 56%의 범위 또는 48 % 내지 53% 범위에 위치할 수 있다. 상기 제4 임계점(P4)은 상기 제11 면(S11)의 유효 반경(r5)의 46% 이상의 위치에 배치될 수 있으며, 예컨대 상기 제11 면(S11)의 유효 반경(r5)의 46% 내지 56%의 범위 또는 48 % 내지 53% 범위에 위치할 수 있다.
도 3을 참조하면, 복수의 렌즈들 중 적어도 하나의 렌즈면은 30차 비구면 계수를 가진 비구면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제7 렌즈(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107)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.
광학계(1000)에서 서로 인접한 두 렌즈 사이의 간격은 도 4와 같을 수 있다.
도 4는 서로 마주하는 n-1번째 렌즈의 센서 측 면과 n번째 렌즈의 물체 측 면 사이의 광축(OA) 방향 간격을 의미할 수 있다. 자세하게, 도 4는 광축(OA)에서 광축(OA)의 수직한 제1 방향(Y)으로 0.1mm 간격의 높이 지점에서 측정한 두 렌즈 사이의 광축(OA) 방향 간격을 의미할 수 있다. 이때, 인접한 두 렌즈의 최대 높이 지점이 의미하는 것은, 마주하는 n-1번째 렌즈의 센서 측 면과 n번째 렌즈의 물체 측 면 중 유효경 크기가 작은 렌즈면의 유효 반경 값(렌즈 데이터에 기재된 유효경 크기의 1/2)으로, 설명의 편의상 0.1mm 간격으로 표시한 것을 의미할 수 있다. 즉, 최대 높이 지점에서의 간격이 의미하는 것은, 마주하는 n-1번째 렌즈의 센서 측 면과 n번째 렌즈의 물체 측 면 중 유효경 크기가 작은 렌즈면의 유효 반경 높이에서의 광축(OA) 방향 간격을 의미할 수 있다. 상기 각각의 렌즈의 물체측 면 및 센서 측 면의 유효 반경의 끝단이 서로 다를 수 있고, 또한 인접한 두 렌즈들의 유효 반경 끝단이 서로 다르므로, 인접한 렌즈들 사이의 간격(d12,d23,d34,d45,d56,d67)들의 끝단은 Y 방향의 유효 영역의 끝단±0.1mm 범위 내에서 조절될 수 있다. 또는 제1 내지 제6 간격(d12,d23,d34,d45,d56,d67)들은 인접한 두 렌즈의 유효 영역 끝단 중에서 작은 유효 반경을 갖는 끝단을 기준으로 설정될 수 있다.
표 2는 도 1의 광학계(1000)에서 상술한 수학식들의 항목에 대한 것으로, 상기 광학계(1000)의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length), F값, ImgH, 상기 제1 내지 제11 렌즈들(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107) 각각의 초점 거리(f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7), 합성 초점 거리, 엣지 두께(ET, Edge Thickness) 등에 대한 것이다. 여기서 렌즈의 엣지 두께는 렌즈의 유효 영역 끝단에서의 광축 방향(Z) 두께를 의미한다. 자세하게, 렌즈의 엣지 두께는 렌즈의 물체 측 면의 유효 영역의 끝단에서 센서 측 면의 유효 영역 끝단까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다. 또한, d(n-1, n)_ET는 서로 마주하는 제(n-1) 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단과 제n 렌즈의 물체 측 면의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리를 의미하고, Air_Edge_max는 상기 d(n-1, n)_ET 값들 중 가장 큰 값을 의미한다.
항목 실시예 항목 실시예
F 6.973 mm d12_ET 0.3378 mm
f1 10.005 mm d23_ET 0.1901 mm
f2 11.180 mm d34_ET 0.2037 mm
f3 -13.321 mm d45_ET 0.4039 mm
f4 70.175 mm d56_ET 0.0932 mm
f5 -11.015 mm d67_ET 1.0159 mm
f6 6.823 mm |L7S2_max slope| 37 도(deg)
f7 -6.509 mm L7S2 Inflection Point 0.31
f_G1 8.234 mm L7S2_max_sag to Sensor 0.898 mm
f_G2 -6.057 mm Air_Edge_max 0.544 mm
f_Aver 9.620 mm ∑L_CT 3.309 mm
f1-3_Aver 2.622 mm ∑Air_CT 3.431 mm
f4-7_Aver 14.869 mm ∑Index 11.114
L_G1 1.434 mm ∑Abbe 290.040
L_G2 1.875 mm L_CT_max 0.758 mm
L1_ET 0.2999 mm L_CT_min 0.250 mm
L2_ET 0.2501 mm L_CT_Aver 0.473 mm
L3_ET 0.3876 mm CA_max 10.791 mm
L4_ET 0.2636 mm CA_min 2.900 mm
L5_ET 0.2771 mm CA_Aver 5.356 mm
L6_ET 0.3134 mm TD 6.989 mm
L7_ET 0.5581 mm TTL 7.850 mm
F-number 1.9533 BFL 1.110 mm
FOV 45.035도(deg) ImgH 14.30 mm
EPD 3.569 mm
표 3은 도 1의 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 59에 대한 결과 값에 대한 것이다. 표 3을 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 양호한 광학 성능을 가질 수 있고 도 5 및 도 6과 같은 우수한 광학 특성을 가질 수 있다.
수학식 실시예
수학식 1 2 < L1_CT / L3_CT < 4 2.589
수학식 2 0.5 < L3_CT / L3_ET < 2 0.645
수학식 3 1 < L7_ET / L7_CT < 5 1.428
수학식 4 1.6 < n3 1.686
수학식 5 0.5 < L7S2_max_sag to Sensor < 2 0.898
수학식 6 1 < BFL / L7S2_max_sag to Sensor < 2 1.236
수학식 7 5 < |L7S2_max slope| < 45 37.000
수학식 8 0.2 < L7S2 Inflection Point < 0.6 0.315
수학식 9 1 < d67_CT / d67_min < 10 2.036
수학식 10 1 < d67_CT / d67_ET < 5 1.700
수학식 11 0.01 <d12_CT / d67_CT < 1 0.126
수학식 12 1 < L1_CT / L7_CT < 5 1.656
수학식 13 1 < L6_CT / L7_CT < 5 1.939
수학식 14 1 < L1R1 / L7R2 < 5 1.359
수학식 15 0 < (d67_CT - d67_ET) / (d67_CT) < 2 0.735
수학식 16 1 < CA_L1S1 / CA_L3S1 < 1.5 1.151
수학식 17 1 < CA_L7S2 / CA_L4S2 < 5 2.603
수학식 18 0.2 < CA_L3S2 / CA_L4S1 < 1 0.829
수학식 19 0.1 < CA_L5S2 / CA_L7S2 < 1 0.578
수학식 20 1 < d34_CT / d34_ET < 8 3.565
수학식 21 1 < d67_CT / d67_ET < 3 1.700
수학식 22 0 < d67_max / d67_CT < 2 1.000
수학식 23 1 < L5_CT / d56_CT < 2 1.375
수학식 24 0.1 < L6_CT / d67_CT < 1 0.439
수학식 25 0.01 < L7_CT / d67_CT < 1 0.226
수학식 26 1 < |L5R1 / L5_CT| < 100 24.103
수학식 27 1 < |L5R1 / L7R1| < 5 1.520
수학식 28 0 < L_CT_Max / Air_Max < 2 0.439
수학식 29 0.5 < ∑L_CT / ∑Air_CT < 2 0.964
수학식 30 10 < ∑Index <30 11.114
수학식 31 10 < ∑Abb / ∑Index <50 26.097
수학식 32 0 < |Max_distoriton| < 5 2.500
수학식 33 0 < Air_ET_Max / L_CT_Max < 2 1.341
수학식 34 0.5 < CA_L1S1 / CA_min <2 1.255
수학식 35 1 < CA_max / CA_min < 5 3.721
수학식 36 1 < CA_max / CA_Aver < 3 2.015
수학식 37 0.1 < CA_min / CA_Aver < 1 0.541
수학식 38 0.1 < CA_max / (2*ImgH) < 1 0.377
수학식 39 0.5 < TD / CA_max < 1.5 0.648
수학식 40 1 < F / L7R2 < 10 3.381
수학식 41 1 < F / L1R1 < 10 2.487
수학식 42 1 < EPD / L7R2 < 10 1.731
수학식 43 0.5 < EPD / L1R1 < 8 1.273
수학식 44 -3 < f1 / f3 < 0 -0.751
수학식 45 1 < f13 / F < 5 1.181
수학식 46 0 < |f47 / f13|< 2 0.736
수학식 47 2 < TTL < 20 7.850
수학식 48 2 < ImgH 7.150
수학식 49 BFL < 2.5 1.110
수학식 50 2 < F < 20 6.973
수학식 51 FOV < 120 45.036
수학식 52 0.5 < TTL / CA_max < 2 0.727
수학식 53 0.4 < TTL / ImgH < 3 1.098
수학식 54 0.01 < BFL / ImgH < 0.5 0.155
수학식 55 4 < TTL / BFL < 10 7.071
수학식 56 0.5 < F / TTL < 1.5 0.888
수학식 57 3 < F / BFL < 10 6.281
수학식 58 0.1 < F / ImgH < 1 0.958
수학식 59 1 ≤ F / EPD < 5 1.953
자세하게, 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.
상기 회절(Diffraction) MTF 특성 그래프는 공간 주파수 0.000 mm부터 5.000 mm 범위까지 약 0.7150mm 단위로 F1:Diff. Limit 및 F1:(RIH)0.000 mm부터 F11:T(RIH) 7.1500 mm 및 F11:R(RIH) 7.1500 mm까지 측정한 것이다. 회절 MTF 그래프에서 T는 원심원상(tangential)의 밀리미터당 공간주파수의 MTF 변화를 나타내며, R은 방사원상의 밀리미터당 공간주파수의 MTF 변화를 나타낸다. 여기서, MTF는 밀리미터당 사이클의 공간주파수에 의존한다.
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.
도 7은 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 상기 이동 단말기(1)는 후면에 제공되는 카메라 모듈(10)을 포함할 수 있다. 상기 카메라 모듈(10)은 이미지 촬영 기능을 포함할 수 있다. 또한, 상기 카메라 모듈(10)은 자동 초점(Auto focus), 줌(zoom) 기능 및 OIS 기능 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 카메라 모듈(10)은 촬영 모드 또는 화상 통화 모드에서 이미지 센서(300)에 의해 얻어지는 정지 영상 이미지 또는 동영상의 화상 프레임을 처리할 수 있다. 처리된 화상 프레임은 상기 이동 단말기(1)의 디스플레이부(미도시)에 표시될 수 있으며 메모리(미도시)에 저장될 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만 상기 이동 단말기(1)의 전면에도 상기 카메라 모듈이 더 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 카메라 모듈(10)은 제1 카메라 모듈(10A) 및 제2 카메라 모듈(10B)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 카메라 모듈(10A) 및 상기 제2 카메라 모듈(10B) 중 적어도 하나는 상술한 광학계(1000)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈(10)은 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.
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. 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 (20)

  1. 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제7 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제7 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고,
    상기 제1 렌즈의 물체 측 면은 상기 광축에서 볼록한 형상을 가지며,
    상기 제3 렌즈의 센서 측 면은 상기 제1 내지 제7 렌즈 중에서 최소 유효경 크기를 가지며,
    상기 제7 렌즈의 센서 측 면은 상기 제1 내지 제7 렌즈 중에서 최대 유효경 크기를 가지며,
    하기 수학식을 만족하는 광학계.
    0.4 < TTL / ImgH < 3
    1 < CA_Max / CA_min < 5
    (TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 상기 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이고, ImgH는 상기 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2이며, CA_Max는 상기 제1 내지 제7 렌즈의 물체 측 면과 센서 측 면의 유효경 중에서 가장 큰 유효경이며, CA_Min는 상기 제1 내지 제7 렌즈의 물체 측 면과 센서 측 면의 유효경 중에서 가장 작은 유효경이다.)
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제3 및 제7 렌즈는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    2 < AVR_CA_L7 / AVR_CA_L3 < 4
    (상기 AVR_CA_L7은 상기 제7 렌즈의 물체 측 면과 센서 측 면의 유효경들의 평균 값이고, AVR_CA_L3은 상기 제3 렌즈의 물체측 면과 센서측 면들의 평균 값이다)
  3. 제1항 또는 제2 항에 있어서, 상기 제7 렌즈의 물체측 면의 유효경 크기는 다음의 수학식을 만족하는 광학계.
    2 ≤CA_L7S1 / AVR_CA_L3 ≤ 4
    (상기 CA_L7S1는 제7 렌즈의 물체측 면의 유효경(mm) 크기이며, 상기 AVR_CA_L3는 상기 제3 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효경 평균 값이다)
  4. 제1항 또는 제2 항에 있어서, 상기 제7 렌즈의 센서측 면의 유효경 크기는 다음의 수학식을 만족하는 광학계.
    2 ≤CA_L7S2 / AVR_CA_L3 < 5
    (상기 CA_L7S2는 제7 렌즈의 센서측 면의 유효경(mm) 크기이며, 상기 AVR_CA_L3는 상기 제3 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효경 평균 값이다)
  5. 제1항 또는 제2 항에 있어서, 상기 제1 및 제7 렌즈는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    1 < L1_CT / L7_CT < 5
    (L1_CT는 상기 제1 렌즈의 상기 광축에서의 두께이고, L7_CT는 상기 제11 렌즈의 상기 광축에서의 두께이다.)
  6. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 제3,4렌즈 사이의 광축 간격과 상기 제6,7렌즈 사이의 광축 간격은 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    1 < d67_CT / d34_CT < 4
    (상기 d34_CT는 상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈 사이의 광축 간격(mm)이며, d67_CT는 상기 제6 렌즈의 센서측 면 및 상기 제7 렌즈의 물체측 면의 광축(OA)에서의 거리(mm)이다)
  7. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 제7 렌즈의 센서측 면의 유효경 크기와 상기 제6,7렌즈 사이의 광축 간격은 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    3 < CA_L7S2 / d67_CT < 10
    (상기 CA_L7S2는 가장 큰 렌즈 면의 유효경으로서, 제7 렌즈의 센서 측 면의 유효경 크기이며, 상기 d67_CT는 상기 제6 렌즈의 센서측 면 및 상기 제7 렌즈의 물체측 면의 광축(OA)에서의 거리(mm)이다)
  8. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 제7 렌즈의 센서 측 면은 임계점을 가지며, 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    0.5 < L7S2_max_sag to Sensor < 2
    (L7S2_max_sag to Sensor은 상기 제7 렌즈의 센서 측 면의 최대 Sag 값에서 이미지 센서까지의 상기 광축 방향 거리이다.)
  9. 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되며, 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 제1 및 제2 렌즈군을 포함하고,
    상기 제1 렌즈군은 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제2 렌즈군은 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고,
    상기 제1 및 제2 렌즈군에 포함된 렌즈 매수의 총 합은 7매이고,
    상기 제2 렌즈 군의 렌즈 매수는 상기 제1 렌즈 군의 렌즈 매수보다 많으며,
    상기 제1 렌즈 군의 렌즈 면 중에서 상기 제2 렌즈 군에 가장 가까운 센서측 면의 유효경 크기는 최소이며,
    상기 제2 렌즈 군의 렌즈 면 중에서 이미지 센서에 가장 가까운 센서측 면의 유효경 크기는 최대이며,
    하기 수학식을 만족하는 광학계.
    0.4 < TTL / ImgH < 3
    0.5 < TD / CA_max < 1.5
    (TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 이미지 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이고, ImgH는 상기 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2이며, 상기 TD는 제1 렌즈 군의 물체 측 면에서 상기 제2 렌즈 군의 센서 측 면까지의 최대 광축 거리(mm)이며, 상기 CA_Max는 상기 제1 내지 제7 렌즈의 물체 측 면과 센서 측 면의 유효경 중에서 가장 큰 유효경이다)
  10. 제9 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 렌즈군 각각의 초점 거리의 절대값은 상기 제1 렌즈군이 더 큰 광학계.
  11. 제9 항 또는 제10 항에 있어서, 상기 제1,2 렌즈 군의 렌즈 면 중에서 상기 제2 렌즈 군에 가장 가까운 상기 제1 렌즈 군의 센서 측 면은 최소 유효경 크기를 가지며,
    상기 제1,2 렌즈 군의 렌즈 면 중에서 상기 이미지 센서에 가장 가까운 상기 제2 렌즈 군의 센서 측 면은 최대 유효경 크기를 가지는 광학계.
  12. 제9 항 또는 제10 항에 있어서, 상기 제1 렌즈군은 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 상기 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제3 렌즈를 포함하고,
    상기 제2 렌즈군은 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 상기 광축을 따라 배치되는 제4 내지 제7 렌즈를 포함하며,
    상기 제3 렌즈의 물체측 면 및 센서 측 면 중 어느 하나는 최소 유효경 크기를 가지며,
    상기 제7 렌즈의 물체측 면 및 센서 측 면 중 어느 하나는 최대 유효경 크기를 가지는 광학계.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 제6,7 렌즈 사이의 광축 간격 및 상기 제3,4렌즈 사이의 광축 간격은 하기의 수학식을 만족하는 광학계.
    1 < d67_CT / d34_CT < 4
    (상기 d34_CT는 상기 제3 렌즈와 상기 제4 렌즈 사이의 광축 간격(mm)이며, d67_CT는 상기 제6 렌즈의 센서측 면 및 상기 제7 렌즈의 물체측 면의 광축(OA)에서의 거리(mm)이다)
  14. 제12 항에 있어서, 상기 제2 렌즈 군과 상기 제6,7렌즈 사이의 광축 간격은 하기의 수학식을 만족하는 광학계.
    1 < G2_TD / d67_CT < 4
    (상기 G2_TD는 상기 제2렌즈 군의 물체측 면에서 센서 측면까지의 최대 광축 거리(mm)이며, d67_CT는 상기 제6 렌즈의 센서측 면 및 상기 제7 렌즈의 물체측 면의 광축(OA)에서의 거리(mm)이다)
  15. 제12 항에 있어서, 상기 제1 렌즈 군과 상기 제1,2렌즈 군 사이의 간격은 하기의 수학식을 만족하는 광학계.
    1 < G1_TD / d34_CT < 4
    (G1_TD는 상기 제1 렌즈의 물체측 면에서 제3 렌즈의 센서 측 면 사이의 광축에서의 거리(mm)이며, d34_CT는 상기 제1렌즈 군의 센서 측 면과 상기 제2 렌즈 군의 물체측 면 사이의 광축 거리(mm)이다)
  16. 제12 항에 있어서, 상기 제1 렌즈의 중심 두게, 상기 제3,4렌즈 사이의 광축 간격, 및 상기 제6 렌즈의 중심 두께는 하기의 수학식을 만족하는 광학계.
    L1_CT < d34_CT < L6_CT
    (상기 L1_CT는 제1 렌즈 군에서 가장 두꺼운 제1 렌즈의 중심 두께이며, 상기 d34_CT는 제3,4렌즈 사이의 광축 간격이며, 상기 L6_CT는 제2 렌즈 군에서 변곡점을 갖는 제6 렌즈의 중심 두께이다)
  17. 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제7 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제7 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고,
    상기 제3 렌즈의 센서 측 면은 상기 광축에서 오목한 형상을 가지며,
    상기 제4 렌즈의 물체 측 면은 상기 광축에서 오목한 형상을 가지며,
    상기 제6 렌즈의 물체측 면 및 센서 측 면 중 적어도 하나는 임계점을 가지며,
    상기 제7 렌즈의 물체측 면 및 센서 측 면 중 적어도 하나는 임계점을 가지며,
    상기 제3 렌즈의 센서 측 면은 상기 제1 내지 제7렌즈 중에서 최소 유효경 크기이며,
    상기 제7 렌즈의 센서 측 면은 상기 제1 내지 제7렌즈 중에서 최대 유효경 크기를 가지며,
    하기 수학식을 만족하는 광학계.
    1 < CA_Max / CA_min < 5
    (CA_Max는 상기 제1 내지 제7 렌즈의 물체 측 면과 센서 측 면의 유효경 중에서 가장 큰 유효경이며, CA_Min는 상기 제1 내지 제7 렌즈의 물체 측 면과 센서 측 면의 유효경 중에서 가장 작은 유효경이다)
  18. 제17 항에 있어서, 상기 제7 렌즈의 센서 측 면의 임계점은 광축을 기준으로 상기 제7 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단까지의 거리의 40% 이하인 위치에 배치되며,
    상기 제7 렌즈의 물체측 면의 임계점은 상기 제7 렌즈의 센서 측 면의 임계점보다 광축에 더 가깝게 위치되는 광학계.
  19. 제17 항 또는 제18 항에 있어서, 상기 제6 렌즈의 센서 측 면의 임계점과 상기 물체측 면의 임계점은 광축을 기준으로 상기 제6 렌즈의 유효 영역 끝단까지의 거리의 46% 내지 56% 범위에 위치되는 광학계.
  20. 이미지 센서; 및
    상기 이미지 센서와 광학계의 마지막 렌즈 사이에 필터를 포함하며,
    상기 광학계는 제1 항, 제9 항 및 제17 항 중 어느 한 항에 따른 광학계를 포함하고,
    하기 수학식을 만족하는 카메라 모듈.
    1 ≤ F / EPD < 5
    (F는 상기 광학계의 전체 초점 거리이고, EPD는 상기 광학계의 입사동의 크기(Entrance Pupil Diameter)이다.)
PCT/KR2022/017805 2021-11-11 2022-11-11 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 WO2023085870A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210155170A KR20230068899A (ko) 2021-11-11 2021-11-11 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR10-2021-0155170 2021-11-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023085870A1 true WO2023085870A1 (ko) 2023-05-19

Family

ID=86336312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2022/017805 WO2023085870A1 (ko) 2021-11-11 2022-11-11 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR20230068899A (ko)
TW (1) TW202334695A (ko)
WO (1) WO2023085870A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000028919A (ja) * 1998-07-09 2000-01-28 Mamiya Op Co Ltd 中望遠レンズ
JP2015072402A (ja) * 2013-10-04 2015-04-16 コニカミノルタ株式会社 撮像レンズ、撮像装置及び携帯端末
CN107436481A (zh) * 2017-09-20 2017-12-05 浙江舜宇光学有限公司 摄像透镜组
US20200174228A1 (en) * 2017-06-03 2020-06-04 Largan Precision Co., Ltd. Image capturing lens assembly, imaging apparatus and electronic device
CN112578534A (zh) * 2020-12-07 2021-03-30 江西晶超光学有限公司 光学系统、摄像模组及电子设备

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000028919A (ja) * 1998-07-09 2000-01-28 Mamiya Op Co Ltd 中望遠レンズ
JP2015072402A (ja) * 2013-10-04 2015-04-16 コニカミノルタ株式会社 撮像レンズ、撮像装置及び携帯端末
US20200174228A1 (en) * 2017-06-03 2020-06-04 Largan Precision Co., Ltd. Image capturing lens assembly, imaging apparatus and electronic device
CN107436481A (zh) * 2017-09-20 2017-12-05 浙江舜宇光学有限公司 摄像透镜组
CN112578534A (zh) * 2020-12-07 2021-03-30 江西晶超光学有限公司 光学系统、摄像模组及电子设备

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230068899A (ko) 2023-05-18
TW202334695A (zh) 2023-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016003211A1 (en) Photographing lens and photographing apparatus
WO2013065972A1 (en) Imaging lens
WO2010077050A2 (ko) 어안 렌즈
WO2022124850A1 (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
WO2018080100A1 (ko) 렌즈 광학계
WO2016140526A1 (ko) 촬상 렌즈 및 이를 포함하는 카메라 모듈
WO2021201568A1 (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
WO2015190783A1 (ko) 광각 렌즈
WO2018080103A1 (ko) 렌즈 광학계
WO2023003365A1 (ko) 광학계 및 이를 포함하는 광학 모듈 및 카메라 모듈
WO2023018233A1 (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
WO2022035134A1 (ko) 광학계
WO2023085870A1 (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
WO2022045690A1 (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
WO2021215807A1 (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
WO2023106858A1 (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
WO2023282727A1 (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
WO2023113565A1 (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
WO2022145961A1 (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
WO2022265452A2 (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
WO2023277651A1 (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
WO2023075466A1 (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
WO2023085868A1 (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
WO2024054095A1 (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 장치
WO2023085869A1 (ko) 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22893289

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1