WO2023113565A1 - 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 Download PDF

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WO2023113565A1
WO2023113565A1 PCT/KR2022/020653 KR2022020653W WO2023113565A1 WO 2023113565 A1 WO2023113565 A1 WO 2023113565A1 KR 2022020653 W KR2022020653 W KR 2022020653W WO 2023113565 A1 WO2023113565 A1 WO 2023113565A1
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WO
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lens
optical axis
lenses
sensor
optical system
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PCT/KR2022/020653
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서은성
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엘지이노텍 주식회사
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    • 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
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G—PHYSICS
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    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • G—PHYSICS
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    • 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

Definitions

  • the embodiment relates to an optical system for improved optical performance and a camera module including the same.
  • the camera module performs a function of photographing an object and storing it as an image or video and is installed in various applications.
  • the camera module is manufactured in a small size and is applied to portable devices such as smartphones, tablet PCs, and laptops, as well as drones and vehicles, providing various functions.
  • the optical system of the camera module may include an imaging lens that forms an image and an image sensor that converts the formed image into an electrical signal.
  • the camera module may perform an autofocus (AF) function of aligning the focal length of the lens by automatically adjusting the distance between the image sensor and the imaging lens, and a distant object through a zoom lens It is possible to perform a zooming function of zooming up or zooming out by increasing or decreasing the magnification of .
  • AF autofocus
  • the camera module employs an image stabilization (IS) technology to correct or prevent image stabilization due to camera movement caused by an unstable fixing device or a user's movement.
  • IS image stabilization
  • the most important element for such a camera module to acquire an image is an imaging lens that forms an image.
  • Recently, interest in high resolution is increasing, and research on an optical system including a plurality of lenses is being conducted to implement this. For example, research using a plurality of imaging lenses having positive (+) refractive power or negative (-) refractive power is being conducted to implement high resolution.
  • the total length, height, etc. may increase due to the thickness, spacing, size, etc. of the plurality of lenses, thereby increasing the overall size of the module including the plurality of lenses.
  • the size of an image sensor is increasing to implement high resolution and high image quality.
  • the total track length (TTL) of an optical system including a plurality of lenses also increases, and as a result, the thickness of a camera, mobile terminal, etc. including the optical system also increases. Therefore, a new optical system capable of solving the above problems is required.
  • Embodiments are intended to provide an optical system with improved optical properties. Embodiments are intended to provide an optical system having excellent optical performance in the center and periphery of the angle of view. Embodiments are intended to provide an optical system capable of having a slim structure.
  • An optical system includes first to eighth 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 eighth lens
  • the optical axis has negative refractive power
  • the object-side surface of the first lens on the optical axis has a convex shape and the sensor-side surface has a concave shape
  • the object-side surface of the fifth lens on the optical axis has a concave shape.
  • the average value of the effective diameter of the object-side surface and the sensor-side surface of the second lens is smaller than the average value of the effective diameters of the object-side surface and the sensor-side surface of the third lens, and the sensor-side surface of the eighth lens
  • the surface is concave on the optical axis and has a critical point, the optical axis distance from the apex of the object-side surface of the first lens to the top surface of the sensor is TTL (Total track length), and 1/2 of the maximum diagonal length of the sensor is ImgH , and satisfies Equation: 0.5 ⁇ TTL / ImgH ⁇ 3.
  • a seventh lens among the first to eighth lenses may have a critical point on an object side surface, and the object side surface of the eighth lens may be provided without a critical point from an optical axis to an end of an effective area.
  • the effective diameter of the object-side surface of the third lens is CA_L3S1
  • the effective diameter of the sensor-side surface of the second lens is CA_L2S2
  • the effective diameter of the sensor-side surface of the third lens is CA_L3S2.
  • an area in which the distance from the sensor side surface is less than 0.1 mm is 55% to 75% of the effective radius from the optical axis. % can be included.
  • the third lens may satisfy Equation: 0.5 ⁇ L3_CT / L3_ET ⁇ 2 (L3_CT is the thickness of the third lens on the optical axis, and L3_ET is the object-side surface of the third lens and the sensor) It is the thickness of the end of the effective area of the side surface).
  • the first, second and eighth lenses may satisfy Equations: 1.6 ⁇ n2, 1.50 ⁇ n1 ⁇ 1.6 and 1.50 ⁇ n8 ⁇ 1.6 (n1 is the refractive index of the first lens, n2 is is the refractive index of the second lens, and n8 is the refractive index of the eighth lens).
  • the second lens and the eighth lens may satisfy Equation: 2 ⁇ AVR_CA_L8 / AVR_CA_L2 ⁇ 4 (the AVR_CA_L8 is the effective diameter (mm) of the object-side surface and the sensor-side surface of the eighth lens. ), and the AVR_CA_L2 is the average value of the effective diameter of the object-side surface and the sensor-side surface of the second lens).
  • the third lens and the eighth lens may satisfy Equation: 1 ⁇ CA_L8S2 / CA_L3S1 ⁇ 5 (CA_L8S2 is the size of the effective diameter (mm) of the sensor-side surface of the eighth lens, and the CA_L3S1 is the average value of the effective diameter of the object-side surface of the third lens).
  • the CA_L8S2 may have a maximum effective diameter among lens surfaces of the first to eighth lenses
  • the CA_L3S1 may have a minimum effective diameter among lens surfaces of the first to eighth lenses.
  • the central thickness of the first and sixth lenses may satisfy Equation: 1 ⁇ L1_CT / L6_CT ⁇ 5 (L1_CT is the thickness of the first lens on the optical axis, and L6_CT is the thickness of the sixth lens on the optical axis). thickness).
  • An optical system includes a first lens group having three or less lenses on an object side; and a second lens group having 5 or less lenses on the sensor side of the first lens group, wherein the first lens group has a positive (+) refractive power on the optical axis, and the second lens group has the It has negative (-) refractive power on the optical axis, the number of lenses of the second lens group is less than twice that of the number of lenses of the first lens group, and among the lens surfaces of the first and second lens groups, the second lens group
  • the effective diameter of the object surface of the lens closest to is the smallest
  • the sensor-side surface closest to the image sensor among the lens surfaces of the first and second lens groups has the largest effective diameter
  • the average size within the first and second lens groups is The lens having the smallest effective diameter is disposed between the object-side lens and the sensor-side lens of the first lens group, and the lens having the largest size is the last lens of the second lens group, and the image sensor from the apex of the object-side surface
  • the optical axis distance to the image surface of is TTL (Total track length), 1/2 of the maximum diagonal length of the sensor is ImgH, and the distance from the object side surface of the first lens group to the sensor side surface of the second lens group is The maximum optical axis distance (mm) is TD, and the largest effective diameter among the effective diameters of the object side and the sensor side of the first to eighth lenses is CA_Max, and Equation: 0.5 ⁇ TTL / ImgH ⁇ 3 and 0.5 ⁇ TD / CA_max ⁇ 1.5 may be satisfied.
  • the absolute value of the focal length of each of the first and second lens groups may be greater than the focal length of the first lens group when the second lens group has a focal length.
  • the minimum and maximum effective diameters of the lens surfaces of the first and second lens groups may satisfy Equation: 1 ⁇ CA_max / CA_min ⁇ 5 (CA_Max is the object side of the first and second lens groups). It is the maximum effective diameter between the surface and the sensor-side surface, and CA_Min is the minimum effective diameter between the object-side surface and the sensor-side surface of the first and second lens groups).
  • 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.
  • the effective diameter of the sensor side of the seventh lens including fourth to eighth lenses disposed along the optical axis and having a critical point may satisfy Equation: 0.4 ⁇ CA_L inf S1 / WD_Sensor ⁇ 0.9 (CA_L inf S1 is the critical point is the effective diameter of the object-side surface of the seventh lens having , and WD_Sensor is the diagonal length of the image sensor).
  • the first, second, sixth, and seventh lenses may satisfy Equations: 2 ⁇ L1_CT / L2_CT ⁇ 4 and 0 ⁇ L6_CT / L7_CT ⁇ 5.
  • L1_CT is the center thickness of the first lens
  • L2_CT is the center thickness of the second lens
  • L6_CT is the center thickness of the sixth lens
  • L7_CT is the center thickness of the seventh lens
  • an area where the distance from the center of the sensor-side surface of the lens closest to the image sensor to the sensor side surface is less than 0.1 mm based on a straight line orthogonal to the optical axis is 55% of the effective radius from the optical axis. to 75% range.
  • a camera module includes an optical system; 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 Equation: 1 ⁇ F / EPD ⁇ 5 (F is the total focus of the optical system) distance, and EPD is the entrance pupil diameter of the optical system).
  • An optical system and a camera module may have improved optical characteristics.
  • the optical system may have improved aberration characteristics, resolving power, and the like as a plurality of lenses are formed with set surface shapes, refractive powers, thicknesses, and intervals.
  • the optical system and camera module according to the embodiment may have improved distortion and aberration control characteristics, and may have good optical performance even in the center and periphery of the FOV.
  • the optical system according to the embodiment may have improved optical characteristics and a small total track length (TTL), so that the optical system and a camera module including the optical system may be provided with a slim and compact structure.
  • TTL total track length
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an optical system according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a relationship among an image sensor, an n-th lens, and an n-1-th lens in the optical system of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is data according to the distance in the first direction (Y) for the thickness of each lens and the distance between two adjacent lenses in the optical system of FIG. 1 .
  • FIG. 4 is data on the aspherical surface coefficient of each lens surface in the optical system of FIG. 1 .
  • FIG. 5 is a graph of diffraction MTF (Diffraction MTF) of the optical system of FIG. 1 .
  • FIG. 6 is a graph showing aberration characteristics of the optical system of FIG. 1 .
  • FIG. 7 is a graph showing the height in the optical axis direction according to the distance in the first direction (Y) with respect to the object-side surface and the sensor side in the n and n ⁇ 1-th lenses of the optical system of FIG. 2 .
  • FIG. 8 is a configuration diagram of an optical system according to a second embodiment.
  • FIG. 9 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. 8 .
  • FIG. 10 is data according to the distance in the first direction (Y) for the thickness of each lens and the distance between two adjacent lenses in the optical system of FIG. 8 .
  • FIG. 11 is data on the aspherical surface coefficient of each lens surface in the optical system of FIG. 8 .
  • FIG. 12 is a graph of diffraction MTF (Diffraction MTF) of the optical system of FIG. 8 .
  • FIG. 13 is a graph showing aberration characteristics of the optical system of FIG. 8 .
  • FIG. 14 is a graph showing the height in the optical axis direction according to the distance in the first direction (Y) with respect to the object-side surface and the sensor side in the n and n-1th lenses of the optical system of FIG. 9 .
  • 15 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.
  • the concave or convex shape of the lens surface will be described as an optical axis, and may also include a paraxial region.
  • the optical system 1000 may include a plurality of lens groups G1 and G2.
  • each of the plurality of lens groups G1 and G2 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 number of lenses of the second lens group G2 may be greater than the number of lenses of the first lens group G1, for example, the number of lenses of the first lens group G1. It may be more than 1 times and less than 2 times.
  • 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 two or more lenses.
  • the second lens group G2 may include more lenses than the number of lenses of the first lens group G1, for example, 1.5 times or more.
  • the second lens group G2 may include 7 or less lenses or 6 lenses or less.
  • the number of lenses of the second lens group G2 may have a difference of 3 or more and 6 or less compared to the number of lenses of the first lens group G1.
  • the second lens group G2 may include 5 lenses.
  • the optical system 1000 may be provided in a structure in which the object-side surface of the last lens, that is, the n-th lens, has no critical point.
  • n may be 5 to 10, preferably 8.
  • the distance between the n-th lens and the image sensor 300 can be reduced, and the sensor of the n-th lens can be reduced.
  • a distance (ie, BFL) between the side surface and the image sensor 300 may be reduced. Accordingly, it is possible to provide a slim optical system and a camera module having the same.
  • the total number of lenses of the first and second lens groups G1 and G2 is 8 or more.
  • the 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. Since the first lens group G1 and the second lens group G2 have opposite refractive powers, the focal length of the second lens group G2 has a negative (-) sign, and the first lens group G2 has a negative (-) sign.
  • the focal length of group G1 may have a positive (+) sign. When expressed as an absolute value, the focal length of the second lens group G2 may be greater than that of the first lens group G1.
  • the absolute value of the focal length f_G2 of the second lens group G2 is 1.4 times or more, for example, 1.4 to 3.5 times the absolute value of the focal length f_G1 of the first lens group G1. 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 optical axis distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 on the optical axis OA is the separation distance on the optical axis, and among the lenses in the first lens group G1, the distance closest to the sensor side. It may be the optical axis distance between the sensor-side surface of the closest lens and 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 is the thickness of the center of the last lens of the first lens group G1 and the thickness of the first lens of the second lens group G2. may be greater than the center thickness.
  • the optical axis distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 is smaller than the optical axis distance of the first lens group G1 and is 20% or more of the optical axis distance of the first lens group G1. It may be, for example, in the range of 20% to 60% or 20% to 50% of the optical axis distance 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 3% 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.
  • a lens having a minimum average effective diameter in the first and second lens groups G1 and G2 may be disposed between the object-side lenses 101 and 111 and the sensor-side lenses 103 and 113 of the first lens group G1. 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 whose optical axis OA is aligned from the object side toward the image sensor 300 .
  • the optical system 1000 may include 10 or less lenses or 9 lenses or less.
  • the first lens group G1 refracts the light incident through the object side to converge, and the second lens group G2 converts the light emitted through the first lens group G1 into the image sensor 300 ) can be refracted so that it can be diffused to the surroundings.
  • the lens closest to the object side has positive (+) refractive power
  • the lens closest to the sensor side has negative (-) refractive power.
  • the number of lenses having positive (+) refractive power may be equal to or greater than the number of lenses having negative (-) refractive power.
  • the number of lenses having positive (+) refractive power may be greater than the number of lenses having negative (-) refractive power.
  • the number of lenses having positive (+) refractive power may be greater than the number of lenses having negative (-) refractive power.
  • the sensor side of the last lens closest to the image sensor 300 may include an area where the Sag value is less than 0.1 mm in absolute value at a position of 55% or more of the effective radius from the optical axis OA, for example, in the range of 55% to 75%. can Accordingly, the distance between the image sensor 300 and the last lens may be reduced.
  • Each of the plurality of lenses 100 and 100A may include an effective area and an ineffective area.
  • the effective area may be an area through which light incident on each of the lenses 100 and 100A passes. That is, the effective area may be an effective area in which the incident light is refracted to realize optical characteristics.
  • the non-effective area may be arranged around the effective area.
  • the ineffective area may be an area in which effective light is not incident from the plurality of lenses 100 and 100A. That is, the non-effective area may be an area unrelated to the optical characteristics.
  • 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 detect light sequentially passing through the plurality of lenses 100 and 100A.
  • the image sensor 300 may include a device capable of sensing incident light, such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS).
  • CCD charge coupled device
  • CMOS complementary metal oxide semiconductor
  • the optical system 1000 may include a filter 500 .
  • the filter 500 may be disposed between the second lens group G2 and the image sensor 300 .
  • the filter 500 may be disposed between a lens closest to a sensor side among the plurality of lenses 100 and 100A and the image sensor 300 .
  • the filter 500 may be disposed between the eighth lens 110 and the image sensor 300 .
  • the filter 500 may include at least one of an infrared filter and an optical filter of a cover glass.
  • the filter 500 may pass light of a set wavelength band and filter light of a different wavelength band.
  • the filter 500 may transmit visible light and reflect infrared light.
  • the optical system 1000 may include an aperture (not shown).
  • the diaphragm may control the amount of light incident to the optical system 1000 .
  • the diaphragm may be disposed at a set position.
  • 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 around the object side of the lens closest to the object side.
  • at least one lens selected from among the plurality of lenses 100 and 100A may serve as a diaphragm.
  • an object-side surface or a sensor-side surface of one lens selected from among the lenses of the first lens group G1 may serve as a diaphragm for adjusting the amount of light.
  • the optical system 1000 according to the embodiment may further include a reflective member (not shown) for changing a path of light.
  • the reflection member may be implemented as a prism that reflects incident light of the first lens group G1 toward the lenses.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an optical system according to a first embodiment
  • FIG. 2 is an explanatory view showing the relationship between an image sensor, an n-th lens, and an n-1-th lens in the optical system of FIG. 1
  • FIG. 3 is an optical system of FIG. 1
  • Figure 4 is data on the aspherical surface coefficient of each lens surface in the optical system of Figure 1
  • Figure 5 is a 1 is a graph of the diffraction MTF (Diffraction MTF) of the optical system
  • FIG. 6 is a graph showing the aberration characteristics of the optical system of FIG. 1
  • FIG. It is a graph showing the height in the optical axis direction according to the distance in the first direction (Y) to the side of the sensor.
  • an optical system 1000 includes a plurality of lenses 100, and the plurality of lenses 100 include a first lens 101 and a second lens 102. ), a third lens 103, a fourth lens 104, a fifth lens 105, a sixth lens 106, a seventh lens 107, and an eighth lens 108.
  • the first to eighth lenses 101 to 108 may be sequentially aligned 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 eighth lens 108 and be incident on the image sensor 300 .
  • the first lens 101 may have positive (+) refractive power along the optical axis OA.
  • the first lens 101 may include a plastic or glass material.
  • the first lens 101 may be made of a plastic material.
  • the first lens 101 may include a first surface S1 defined as an object side surface and a second surface S2 defined as a sensor side surface.
  • the first surface S1 may have a convex shape
  • the second surface S2 may have a concave shape. That is, the first lens 101 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • At least one of the first surface S1 and the second surface S2 may be an aspheric surface.
  • both the first surface S1 and the second surface S2 may be aspherical. Aspheric coefficients of the first and second surfaces S1 and S2 are provided as shown in FIG. 4 , L1 is the first lens 101, and S1/S2 denotes the first/second surfaces of L1.
  • the second lens 102 may have positive (+) or negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the second lens 102 may have negative (-) refractive power.
  • the second lens 102 may include a plastic or glass material.
  • the second lens 102 may be made of a plastic material.
  • the second lens 102 may include a third surface S3 defined as an object side surface and a fourth surface S4 defined as a sensor side surface.
  • the third surface S3 may have a concave shape
  • the fourth surface S4 may have a concave shape. That is, the second lens 102 may have a concave shape on both sides of the optical axis OA.
  • the third surface S3 may have a convex shape. At least one of the third and fourth surfaces S3 and S4 may be an aspherical surface. For example, both the third surface S3 and the fourth surface S4 may be aspheric surfaces. Aspheric coefficients of the third and fourth surfaces S3 and S4 are provided as shown in FIG. 4 , L2 is the second lens 102, and S1/S2 of L2 represent the first/second surfaces of L2.
  • the third lens 103 may have positive (+) refractive power along the optical axis OA.
  • the third lens 103 may include a plastic or glass material.
  • the third lens 103 may be made of a plastic material.
  • the third lens 103 may include a fifth surface S5 defined as an object side surface and a sixth surface S6 defined as a sensor side surface.
  • the fifth surface S5 may have a convex shape
  • the sixth surface S6 may have a convex shape. That is, the third lens 103 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the fifth surface S5 may have a concave shape.
  • At least one of the fifth surface S5 and the sixth surface S6 may be an aspheric surface.
  • both the fifth surface S5 and the sixth surface S6 may be aspheric surfaces.
  • the aspheric coefficients of the fifth and sixth surfaces S5 and S6 are provided as shown in FIG. 4 , L3 is the third lens 103, and S1/S2 of L3 represent the first/second surfaces of L3.
  • the first lens group G1 may include the first to third lenses 101 , 102 , and 103 .
  • the thickness in the optical axis OA that is, the center thickness of the lens
  • the third lens 103 may be the thickest and the second lens 102 may be the thinnest there is. Accordingly, the optical system 1000 can control incident light and can have improved aberration characteristics and resolution.
  • the second lens 102 may have the smallest average clear aperture (CA) of the lenses, and the first lens 101 may have the largest.
  • CA average clear aperture
  • the effective diameter H1 of the first surface S1 may be the largest
  • the effective diameter H2 of the fourth surface S4 of the second lens 102 may have the largest size.
  • the size of the effective diameter of the fifth surface S5 of the third lens 103 may be smaller than that of the sixth surface S6, and any one of the fourth and fifth surfaces S4 and S5 is the smallest. You can have an effective mirror.
  • the size of the effective diameter of the second lens 102 is smaller than the size of the effective diameter of the first and third lenses 101 and 103 and may be the smallest among the lenses of the optical system 1000 .
  • the size of the effective mirror is an average value of the size of the effective mirror on the object-side surface of each lens and the effective mirror size on the sensor-side surface of each lens. Accordingly, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics, and may improve vignetting characteristics of the optical system 1000 by controlling incident light.
  • the refractive index of the second lens 102 may be greater than the refractive index of at least one or both of the first and third lenses 101 and 103 .
  • the refractive index of the second lens 102 may be greater than 1.6, and the refractive index of the first and third lenses 101 and 103 may be less than 1.6.
  • the third lens 102 may have an Abbe number smaller than the Abbe numbers of at least one or both of the first and third lenses 101 and 103 .
  • the Abbe number of the second lens 102 may be smaller than the Abbe numbers of the first and third lenses 101 and 103 with a difference of 20 or more.
  • the Abbe number of the first and third lenses 101 and 103 may be 30 or more greater than the Abbe number of the second lens 102 . Accordingly, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics.
  • the radius of curvature of the third surface S3 of the second lens 102 may be the largest among the first to third lenses 101 , 102 , and 103 , and the radius of curvature of the third surface S3 of the first lens 101 may be the largest.
  • the radius of curvature of the surface S1 may be the smallest.
  • a difference between a lens surface having a maximum radius of curvature and a lens surface having a minimum radius of curvature may be 100 times or more.
  • the fourth lens 104 may have positive (+) or negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the fourth lens 104 may have negative (-) refractive power.
  • the fourth lens 104 may include a plastic or glass material.
  • the fourth lens 104 may be made of a plastic material.
  • the fourth lens 104 may include a seventh surface S7 defined as an object side surface and an eighth surface S8 defined as a sensor side surface. In the optical axis OA, the seventh surface S7 may have a concave shape, and the eighth surface S8 may have a convex shape. That is, the fourth lens 104 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the sensor.
  • the seventh surface S7 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the eighth surface S8 may have a convex shape along the optical axis OA. That is, the fourth lens 104 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the seventh surface S7 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the eighth surface S8 may have a concave shape along the optical axis OA. That is, the fourth lens 104 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the seventh surface S7 may have a concave shape in the optical axis OA
  • the eighth surface S8 may have a concave shape in the optical axis OA. That is, the fourth lens 104 may have a concave shape on both sides of the optical axis OA.
  • At least one of the seventh surface S7 and the eighth surface S8 may be an aspherical surface.
  • both the seventh surface S7 and the eighth surface S8 may be aspheric surfaces. Aspheric coefficients of the seventh and eighth surfaces S7 and S8 are provided as shown in FIG. 4 , L4 is the fourth lens 104, and S1/S2 of L4 represent the first/second surfaces of L4.
  • the refractive index of the fourth lens 104 may be greater than the refractive index of the third lens 103 .
  • the fourth lens 104 may have a smaller Abbe number than the third lens 103 .
  • the Abbe number of the fourth lens 104 may be about 20 or more, for example, 25 or more smaller than the Abbe number of the third lens 103 . Accordingly, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics.
  • the fifth lens 105 may have positive (+) or negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the fifth lens 105 may have positive (+) refractive power.
  • the fifth lens 105 may include a plastic or glass material.
  • the fifth lens 105 may be made of a plastic material.
  • the fifth lens 105 may include a ninth surface S9 defined as an object side surface and a tenth surface S10 defined as a sensor side surface.
  • the ninth surface S9 may have a concave shape along the optical axis OA
  • the tenth surface S10 may have a convex shape along the optical axis OA. That is, the fifth lens 105 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the sensor.
  • the fifth lens 105 may include at least one critical point.
  • at least one or both of the ninth surface S9 and the tenth surface S10 may include a critical point.
  • At least one of the ninth surface S9 and the tenth surface S10 may be an aspherical surface.
  • both the ninth surface S9 and the tenth surface S10 may be aspheric surfaces. Aspherical coefficients of the ninth and tenth surfaces S9 and S10 are provided as shown in FIG. 4 , L5 is the fifth lens 105, and S1/S2 of L5 represent the first/second surfaces of L5.
  • the sixth lens 106 may have positive (+) or negative (-) refractive power along the optical axis OA.
  • the sixth lens 106 may have positive (+) refractive power.
  • the sixth lens 106 may include a plastic or glass material.
  • the sixth lens 106 may be made of a plastic material.
  • the sixth lens 106 may include an eleventh surface S11 defined as an object side surface and a twelfth surface S12 defined as a sensor side surface.
  • the eleventh surface S11 may have a convex shape along the optical axis OA, and the twelfth surface S12 may have a concave shape along the optical axis OA.
  • the sixth lens 106 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the eleventh surface S11 may have a concave shape along the optical axis OA
  • the twelfth surface S12 may have a convex shape along the optical axis OA. That is, the sixth lens 106 may have a concave or convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the sixth lens 106 may have a meniscus shape convex toward the sensor.
  • 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 aspherical coefficients of the 11th and 12th surfaces S11 and S12 are provided as shown in FIG. 4, L6 is the sixth lens 106, and S1/S2 of L6 represent the first/second surfaces of L6.
  • the seventh lens 107 may have positive (+) or negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the seventh lens 107 may have positive (+) refractive power.
  • the seventh lens 107 may include a plastic or glass material.
  • the seventh lens 107 may be made of a plastic material.
  • the seventh lens 107 may include a thirteenth surface S13 defined as an object side surface and a fourteenth surface S14 defined as a sensor side surface.
  • the thirteenth surface S13 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the fourteenth surface S14 may have a concave shape along the optical axis OA. That is, the seventh lens 107 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the thirteenth surface S13 may have a concave shape along the optical axis OA or the fourteenth surface S14 may have a convex shape along the optical axis OA, that is, the seventh lens 107 may have a concave or convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the seventh lens 107 may have a meniscus shape convex toward the sensor.
  • Both the thirteenth surface S13 and the fourteenth surface S14 of the seventh lens 107 may have at least one critical point from the optical axis OA to the end of the effective area.
  • the critical point of the thirteenth surface S13 may be located at 45% or more of the effective radius of the thirteenth surface S13 with respect to the optical axis OA, for example, in a range of 45% to 65%.
  • the critical point of the fourteenth surface S14 is located at a position of 30% or more of the effective radius of the fourteenth surface S14, which is the distance from the optical axis OA to the end of the effective area, for example, in the range of 30% to 43%.
  • the critical point of the fourteenth surface S14 may be located closer to the optical axis OA than the critical point of the thirteenth surface S13. Accordingly, the fourteenth surface S14 may diffuse the light incident through the thirteenth surface S13.
  • the fourteenth surface S14 may be provided without a critical point.
  • the critical point is a point at which 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 (+). It may mean a point where the value is 0.
  • the critical point may be a point at which the slope value of a tangent passing through the lens surface decreases as it increases, or a point where the slope value increases as it decreases.
  • the position of the critical point of the seventh lens 107 may be disposed at a position that satisfies the aforementioned range in consideration of the optical characteristics of the optical system 1000 .
  • the location of the critical point preferably satisfies the range described above for controlling optical characteristics such as chromatic aberration, distortion characteristics, aberration characteristics, and resolving power of the optical system 1000 . Accordingly, the path of light emitted to the image sensor 300 through the lens can be effectively controlled. Therefore, the optical system 1000 according to the embodiment may have improved optical characteristics even in the center and periphery of the field of view (FOV).
  • At least one of the thirteenth surface S13 and the fourteenth surface S14 may be an aspherical surface.
  • both the thirteenth surface S13 and the fourteenth surface S14 may be aspheric surfaces. Aspheric coefficients of the 13th and 14th surfaces S13 and S14 are provided as shown in FIG. 4, L7 is the seventh lens 107, and S1/S2 of L7 denotes the first/second surfaces of L7.
  • the eighth lens 108 may have negative (-) refractive power along the optical axis OA.
  • the eighth lens 108 may include a plastic or glass material.
  • the eighth lens 108 may be made of a plastic material.
  • the eighth lens 108 may be the closest lens to the sensor side or the last lens in the optical system 1000 .
  • the eighth lens 108 may include a fifteenth surface S15 defined as an object side surface and a sixteenth surface S16 defined as a sensor side surface.
  • the fifteenth surface S15 may have a concave shape in the optical axis OA, and the sixteenth surface S16 may have a concave shape in the optical axis OA. That is, the eighth lens 108 may have a concave shape on both sides of the optical axis OA.
  • the eighth lens 108 may have a convex 16th surface S16 and a convex meniscus toward the sensor.
  • the fifteenth surface S15 of the eighth lens 108 may be provided without a critical point from the optical axis OA to the end of the effective area.
  • the critical point (P1, FIG. 2) of the sixteenth surface (S16) is a distance (dP1, FIG. 2) of 40% or more of the effective radius of the sixteenth surface (S16), which is the distance from the optical axis (OA) to the end of the effective area.
  • dP1, FIG. 2 the distance from the optical axis (OA) to the end of the effective area.
  • the sixteenth surface S16 can diffuse the light incident through the fifteenth surface S15.
  • the fifteenth surface S15 may have at least one critical point.
  • the height up to the sixteenth surface S16 (ie, the optical axis height) is expressed as an absolute value.
  • the area having a value (Sag value) of less than 0.1 mm is from the optical axis OA to a position of 55% or more of the effective radius of the sixteenth surface S16, for example, from 55% to 75% or from 65% to 75%.
  • the distance from the image sensor 300 is closest to the critical point P1 of the sixteenth surface S16, and the closer the critical point P1 is to the end of the effective area or to the optical axis OA, the closer the distance to the image sensor 300 is. may gradually move away.
  • the position of the critical point is preferably arranged in consideration of the optical characteristics of the optical system 1000 .
  • the location of the critical point preferably satisfies the range described above for controlling optical characteristics such as chromatic aberration, distortion characteristics, aberration characteristics, and resolving power of the optical system 1000 . Accordingly, the path of light emitted to the image sensor 300 through the lens can be effectively controlled.
  • the optical system 1000 may have improved optical characteristics even in the center and periphery of the field of view (FOV).
  • At least one of the fifteenth surface S15 and the sixteenth surface S16 may be an aspherical surface.
  • both the fifteenth surface S15 and the sixteenth surface S16 may be aspherical surfaces.
  • the aspheric coefficients of the 15th and 16th surfaces S15 and S16 are provided as shown in FIG. 4, L8 is the eighth lens 108, and S1/S2 of L8 represent the first/second surfaces of L8.
  • the maximum inclination angle ⁇ 1 of the sixteenth surface S16 may be less than 60 degrees.
  • r7 is the effective radius of the 14th surface S14 of the seventh lens 107 and 117
  • r8 is the effective radius of the 16th surface S16 of the eighth lens 108 and 118.
  • FIG. 7 shows the object-side 13th and 15th surfaces S15 and the sensor-side 14th and 16th surfaces S14 and S16 of the seventh and eighth lenses 107 and 108 of FIG. 2 , respectively. It is a graph showing the height (Sag value) in the optical axis direction according to the distance in one direction (Y).
  • Y distance in one direction
  • the sixteenth surface L8S2 has a height extending from the optical axis to a position of 3.9 mm along a straight line orthogonal to the center (0) of the sixteenth surface L8S2. It can be seen that there is a critical point within 3.9 mm.
  • the horizontal axis of FIG. 7 represents the distance from the center (0) to the diagonal end of the image sensor, and the vertical axis represents the height (mm).
  • the sixteenth surface S16 of the eighth lens 108 has a positive (+) radius of curvature in the optical axis OA, and the center of the sixteenth surface S16 or A second straight line passing from the center of the sixteenth surface S16 to the surface of the sixteenth surface S16 based on the reference first straight line orthogonal to the optical axis OA may have an inclination, and the optical axis OA The slope of the second straight line may be less than 60 degrees at most. Accordingly, since the optical axis or paraxial region of the sixteenth surface S16 has a minimum Sag value, a slim optical system can be provided.
  • the second lens group G2 may include the fourth to eighth lenses 104 , 105 , 106 , 107 , and 108 .
  • a lens having a maximum center thickness may be smaller than a center distance between the third and fourth lenses 103 and 104 .
  • the lens having the maximum center thickness may be the fifth lens 105
  • the lens having the minimum center thickness may be the fourth lens 104. Accordingly, the optical system 1000 can control incident light and can have improved aberration characteristics and resolution.
  • the fourth lens 104 may have the smallest clear aperture (CA) of the lenses, and the eighth lens 108 may have the largest.
  • the size of the effective diameter of the seventh surface S7 of the fourth lens 104 may be the smallest, and the size of the effective diameter of the sixteenth surface S16 may be the largest.
  • the size of the effective diameter of the sixteenth surface S16 may be 2.5 times greater than the size of the effective diameter of the seventh surface S7.
  • the number of lenses having a refractive index exceeding 1.6 may be smaller than the number of lenses having a refractive index of less than 1.6.
  • the number of lenses having an Abbe number greater than 50 may be smaller than the number of lenses having an Abbe number less than 50.
  • BFL Back focal length
  • BFL is an optical axis distance from the image sensor 300 to the last lens. That is, the BFL is the optical axis distance between the image sensor 300 and the sensor-side 16th surface S16 of the eighth lens 108 .
  • L7_CT is the center thickness or optical axis thickness of the seventh lens 107
  • L7_ET is the end or edge thickness of the effective area of the seventh lens 107.
  • L8_CT is the center thickness or optical axis thickness of the eighth lens 108
  • L8_ET is the end or edge thickness of the effective area of the eighth lens 108.
  • 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.
  • the edge thickness L8_ET of the eighth lens 108 is the distance from the end of the effective area of the fifteenth surface S15 to the effective area of the sixteenth surface S16 in the optical axis direction.
  • D78_CT is the optical axis distance from the center of the sensor-side surface of the seventh lens 107 to the center of the object-side surface of the eighth lens 108 (ie, center distance).
  • the optical axis distance (D78_CT) from the center of the sensor-side surface of the seventh lens 107 to the center of the object-side surface of the eighth lens 108 is the fourth distance from the fourteenth surface S14 in the optical axis OA. It is the distance between 15 planes (S15).
  • D78_ET is the distance in the optical axis direction from the edge of the sensor-side surface of the seventh lens 107 to the edge of the sensor-side surface of the eighth lens 108 (ie, the edge gap). That is, D78_ET is the distance in the optical axis direction between a straight line extending in the circumferential direction from the end of the effective area of the fourteenth surface S14 and the end of the effective area of the fifteenth surface S15.
  • intervals between adjacent lenses may be provided, for example, at intervals of a predetermined distance (eg, 0.1 mm) along the first direction Y with respect to the optical axis OA.
  • the interval D67 and the seventh interval D78 between the seventh and eighth lenses 107 and 108 may be obtained.
  • the first direction Y may include a circumferential direction centered on the optical axis OA or two directions orthogonal to each other, and at the end of the first direction Y
  • the distance between two adjacent lenses of may be based on the end of the effective area of the lens having the smaller effective radius, and the end of the effective radius may include an error of ⁇ 0.2 mm at the end.
  • the thickness of the first lens (L1) is disposed in the range of 0.3 mm to 0.8 mm, may gradually decrease toward the end of the effective area on the optical axis (OA), and the difference between the maximum value and the minimum value may be less than twice.
  • the first distance D12 may be a distance between the first lens 101 and the second lens 102 in the optical axis direction Z along the first direction Y.
  • the first interval D12 extends from the optical axis OA to the end of the effective area when the starting point is the optical axis OA and the end of the effective area of the third surface S3 of the second lens 102 is the end point. It can gradually get smaller and smaller.
  • the maximum value may be less than twice the minimum value, for example, in the range of 1.1 times to 2 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 interval D12 set according to the position, light incident through the first and second lenses 101 and 102 This can proceed with other lenses and maintain good optical performance.
  • the thickness of the second lens (L2) is disposed in the range of 0.20 mm to 0.37 mm, may gradually increase from the optical axis (OA) to the end of the effective area, and the difference between the maximum value and the minimum value may be less than twice, The minimum value may be greater than the maximum value of the second interval 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 distance D23 is the maximum value of the second distance D23 when the starting point is the optical axis OA and the end of the effective area of the fifth surface S5 of the third lens 103 is the end point.
  • the second distance D23 in the optical axis OA may be twice as large as the second distance D23 at the end.
  • the maximum value of the first interval D12 is twice as large as 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 maximum thickness of the third lens L3 may be smaller than the maximum value of the third distance D34 and the minimum value may be smaller than the maximum value of the third distance D34 and greater than the minimum value.
  • the thickness of the third lens L3 may be, for example, in the range of 0.70 mm to 0.85 mm.
  • the first lens group G1 and the second lens group G2 may be spaced apart from each other 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 is formed when the optical axis OA is the starting point and the end point of the effective area of the sixth surface S6 of the third lens 103 is the ending point in the first direction Y.
  • the maximum value of the interval D34 is located at 31% ⁇ 3% of the effective radius, and may gradually decrease from the point of the maximum value toward the optical axis OA or the end point. That is, the distance of the third distance D34 in the optical axis OA may be larger than the distance at the end point, and the maximum value and the minimum value may be 1.1 times or more, for example, 1.1 times to 2 times.
  • the maximum value of the third interval D34 is 3 times or more, for example, 3 to 7 times the maximum value of the first interval D12, and the minimum value is 1.5 times greater than the maximum value of the second interval D23. times or more, such as in the range of 1.5 to 2.5 times. 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 positions, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration characteristics. In addition, the optical system 1000 may control vignetting characteristics.
  • the maximum value of the thickness of the fourth lens L4 may be greater than the maximum value of the fourth interval D45 and the minimum value may be greater than the maximum value of the fourth interval D45.
  • the minimum thickness of the fourth lens L4 may be, for example, 0.25 mm or more, and the difference between the maximum and minimum thickness may be 0.15 mm or less.
  • the fourth distance D45 may be a distance between the fourth lens 104 and the fifth lens 105 in the optical axis direction Z. The fourth interval D45 is reduced from the starting point toward the ending point and then increased again when the starting point is the optical axis OA and the end point of the effective area of the eighth surface S8 of the fourth lens 104 is the ending point. shape can be changed.
  • the minimum value of the fourth interval D45 may be located at 66% ⁇ 3% of the optical axis OA, and the maximum value may be located at the optical axis OA or a starting point and an ending point.
  • the difference between the maximum value and the minimum value of the fourth interval D45 may be 0.1 mm or less.
  • the maximum value of the fourth interval D45 may be greater than 1.3 times greater than the maximum value of the first interval D12, and the minimum value may be greater than 1.1 times greater than the maximum value of the first interval D12.
  • the optical system 1000 has good optical performance at the center and the periphery of the FOV. and can control improved chromatic aberration and distortion aberration.
  • the maximum value of the thickness of the fifth lens L5 is located on the optical axis OA, and the minimum value may be smaller than the maximum value of the fifth interval D56 and the minimum value may be smaller than the maximum value of the fifth interval D56. is 0.5 mm or more, and the difference between the maximum value and the minimum value may be 0.2 mm or less.
  • the fifth distance D56 may be a distance between the fifth lens 105 and the sixth lens 106 in the optical axis direction Z.
  • the fifth interval 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.
  • a minimum value of the fifth interval D56 may be located at the optical axis OA or a starting point, and a maximum value may be located at an edge or an end point.
  • the maximum value of the fifth interval D56 may be 10 times or more of the minimum value, for example, in a range of 10 to 40 times, and may be greater than the minimum value of the third interval D34. It may be greater than the minimum value of the interval D45.
  • the optical performance of the optical system may be improved by the fifth distance D56.
  • the maximum value in the thickness of the sixth lens (L6) is located at the end of the effective area, may be smaller than the minimum value of the sixth interval (D67), the minimum value is 0.5 mm or more, and the difference between the maximum value and the minimum value is 0.2 mm. mm or less.
  • the sixth distance D67 may be an optical axis direction distance between the sixth lens 106 and the seventh lens 107 .
  • the sixth interval D67 is the minimum value of the sixth interval D67 when the starting point is the optical axis OA and the end point of the effective area of the twelfth surface S12 of the sixth lens 106 is the ending point.
  • the maximum value of the sixth interval D67 may be 1.1 times or more, for example, 1.1 times to 2 times the minimum value.
  • the maximum value of the sixth interval D67 may be greater than the maximum value of the third interval D34 and the minimum value may be smaller than the maximum value of the third interval D34 and greater than the minimum value.
  • the aberration control characteristic can be improved by the sixth distance D67, and the size of the effective mirror of the eighth lens 108 can be appropriately controlled.
  • the maximum value in the thickness of the seventh lens (L7) is located at the end of the effective area, may be larger than the minimum value of the seventh interval (D78) and may be smaller than the maximum value, and the minimum value is 0.6 mm or more, and the maximum and minimum values The difference in may be 0.5 mm or less.
  • the seventh distance D78 may be an optical axis direction distance between the seventh lens 107 and the eighth lens 108 .
  • the seventh distance D78 is the maximum value of the seventh distance D78 when the starting point is the optical axis OA and the end point of the effective area of the 14th surface S14 of the seventh lens 107 is the end point.
  • the optical system 1000 may have improved optical characteristics in the center and periphery of the field of view (FOV).
  • the aberration control characteristic can be improved by the seventh interval D78, and the size of the effective mirror of the eighth lens 108 can be appropriately controlled.
  • the optical system 1000 improves the distortion and aberration characteristics of the periphery of the field of view (FOV) as the seventh lens 107 and the eighth lens 108 are spaced apart at a seventh distance D78 set according to the position. can do.
  • the maximum value in the thickness of the eighth lens (L8) is located at the end of the effective area, may be larger than the maximum value of the seventh interval (D78), the minimum value is 0.4 mm or more, and the difference between the maximum value and the minimum value is 1.5 mm or more.
  • a lens having the thickest center thickness in the first lens group G1 may be thicker than a lens having the thickest center thickness in the second lens group G2.
  • the maximum center thickness may be smaller than the maximum center distance, for example, less than 1 time or 0.5 times to 0.99 times the maximum center distance.
  • the center thickness of the first lens 101 is the largest among the lenses, and the center distance D78_CT between the seventh lens 107 and the eighth lens 108 is among the distances between the lenses.
  • the center thickness of the seventh lens 107 may be 75% or less of the center distance between the seventh and eighth lenses 107 and 108, for example, in the range of 50% to 75%.
  • the effective diameter (H8 in FIG. 1) of the sixteenth surface S16 of the eighth lens 108 having the largest effective diameter among the plurality of lenses 100 is 2.5 times or more than the effective diameter of the fifth surface S5. For example, it may range from 2.5 times to 4 times.
  • the eighth lens 108 having the largest average size of the effective diameter is 2.5 times or more, for example, 2.5 times to 4 times or 2.5 times to 3.5 times the size of the second lens 102 having the smallest average size of the effective diameter. It can be a range of times.
  • the size of the effective diameter of the eighth lens 108 is the largest, so that incident light can be effectively refracted toward the image sensor 300 . Accordingly, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics, and may improve vignetting characteristics of the optical system 1000 by controlling incident light.
  • the refractive index of the sixth lens 106 may be greater than that of the seventh and eighth lenses 107 and 108 .
  • the refractive index of the sixth lens 106 may be greater than 1.6, and the refractive index of the seventh and eighth lenses 107 and 108 may be less than 1.6.
  • the sixth lens 106 may have an Abbe number smaller than that of the seventh and eighth lenses 107 and 108 .
  • the Abbe number of the sixth lens 106 may have a difference of 20 or more from the Abbe number of the seventh and eighth lenses 107 and 108 and may be small.
  • the Abbe number of the seventh and eighth lenses 107 and 108 may be 30 or more greater than the Abbe number of the sixth lens 106, for example, 50 or more. Accordingly, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics.
  • the maximum center thickness may be 2.5 times or more, for example, 2.5 times to 5 times the minimum center thickness.
  • the third lens 103 having the maximum central thickness may be 2.5 times or more, for example, 2.5 times to 4 times greater than the second lens 102 having the minimum central thickness.
  • the number of lenses having a center thickness of less than 0.5 mm may be equal to the number of lenses having a center thickness of 0.5 mm or more. Accordingly, the optical system 1000 may be provided with a structure having a slim thickness.
  • the number of surfaces having an effective radius of less than 2 mm may be equal to or greater than the number of surfaces having an effective radius of 2 mm or more.
  • the radius of curvature of the third surface S3 of the second lens 102 among the plurality of lenses 100 may be the largest among the lens surfaces on the optical axis OA, and the eighth lens
  • the radius of curvature of the fifteenth surface S15 of (108) may be the smallest among lens surfaces in the optical axis OA.
  • the focal length of the sixth lens 106 among the plurality of lenses 100 may be the largest among the lenses
  • the focal length of the eighth lens 108 may be the smallest
  • the maximum focal length The distance may be more than 100 times the minimum focus distance.
  • Table 1 is an example of lens data of the optical system of FIG. 1 .
  • Table 1 shows the radius of curvature, the thickness of the lens, the distance between the lenses, d- It is about the refractive index, Abbe's number, and the size of the clear aperture (CA) in the line.
  • the sum of the refractive indices of the plurality of lenses 100 is 10 or more, for example, 10 to 15, the Abbe sum is 300 or more, for example, 300 to 350, the sum of the central thicknesses of all lenses is 4.5 mm or less, for example, 3.5 mm to 4.5 mm, and the first to seventh distances (D12) in the optical axis , D23, D34, D45, D56, D67, D78) is 5 mm or less and smaller than the sum of the center thicknesses of the lenses, and may be in the range of 3.4 mm to 4.5 mm.
  • the average value of the effective diameter of each lens surface of the plurality of lenses 100 may be 4 mm or more, for example, in the range of 4 mm to 6 mm, and the average of the center thickness of each lens may be 0.6 mm or less, for example, in the range of 0.4 mm to 0.6 mm.
  • At least one lens surface among the plurality of lenses 100 in the first embodiment may include an aspheric surface having a 30th order aspherical surface coefficient.
  • the first to eighth lenses 101 , 102 , 103 , 104 , 105 , 106 , 107 , and 108 may include lens surfaces having a 30th order aspheric coefficient.
  • an aspherical surface having a 30th order aspheric coefficient (a value other than “0”) can change the aspherical shape of the peripheral portion particularly greatly, so that the optical performance of the peripheral portion of the field of view (FOV) can be well corrected.
  • FIG. 5 is a graph of diffraction MTF characteristics of the optical system 1000 according to the first embodiment
  • FIG. 6 is a graph of aberration characteristics. This is a graph in which spherical aberration, astigmatic field curves, and distortion are measured from left to right in the aberration graph of FIG. 6 .
  • the X axis may represent a focal length (mm) and distortion (%)
  • the Y axis may represent the height of an image.
  • the graph for spherical aberration is a graph for light in a wavelength band of about 470 nm, about 510 nm, about 555 nm, about 610 nm, and about 650 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) 8.000 mm and F11:R(RIH) 8.000 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.
  • the modulation transfer function 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. 8 is a configuration diagram of an optical system according to a second embodiment
  • FIG. 9 is an explanatory view showing the relationship between an image sensor and an nth, n-1th lens in the optical system of FIG. 8, and FIG. Data along the first direction for the thickness of the lens and the distance between two adjacent lenses
  • FIG. 11 is data for the aspheric coefficient of each lens surface in the optical system of FIG. 8
  • FIG. 12 is the diffraction MTF of the optical system of FIG. 8 ( Diffraction MTF)
  • FIG. 13 is a graph showing the aberration characteristics of the optical system of FIG. 8, and FIG. It is a graph showing the height in the optical axis direction according to the distance in the direction (Y).
  • an optical system 1000 includes a plurality of lenses 100A, and the plurality of lenses 100A include first lenses 111 to eighth lenses 118 ) may be included.
  • the first to eighth lenses 111 to 118 may be sequentially disposed along the optical axis OA of the optical system 1000 .
  • the first lens 111 may have positive (+) refractive power along the optical axis OA.
  • the first lens 111 may include a plastic or glass material.
  • the first lens 111 may be made of a plastic material.
  • the first surface S1 may have a convex shape
  • the second surface S2 may have a concave shape. That is, the first lens 111 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • At least one or both of the first surface S1 and the second surface S2 may be aspheric.
  • Aspherical coefficients of the first and second surfaces S1 and S2 are provided as shown in FIG. 11, L1 is the first lens 111, and S1/S2 denotes the first/second surfaces of L1.
  • the second lens 112 may have positive (+) or negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the second lens 112 may have negative (-) refractive power.
  • the second lens 112 may include a plastic or glass material.
  • the second lens 112 may be made of a plastic material.
  • the third surface S3 may have a convex shape
  • the fourth surface S4 may have a concave shape. That is, the second lens 112 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • At least one or both of the third surface S3 and the fourth surface S4 may be aspheric.
  • the aspheric coefficients of the third and fourth surfaces S3 and S4 are provided as shown in FIG. 11, L2 is the second lens 112, and S1/S2 of L2 represent the first/second surfaces of L2.
  • the third lens 113 may have positive (+) refractive power along the optical axis OA.
  • the third lens 113 may include a plastic or glass material.
  • the third lens 113 may be made of a plastic material.
  • the fifth surface S5 may have a convex shape
  • the sixth surface S6 may have a concave shape. That is, the third lens 113 may have a convex shape toward the object from the optical axis OA.
  • the fifth surface S5 may have a concave shape.
  • At least one or both of the fifth surface S5 and the sixth surface S6 may be aspherical. Aspheric coefficients of the fifth and sixth surfaces S5 and S6 are provided as shown in FIG. 11, L3 is the third lens 113, and S1/S2 of L3 denotes the first/second surfaces of L3.
  • the first lens group G1 may include the first to third lenses 111, 112, and 113.
  • the thickness in the optical axis OA that is, the center thickness of the lens
  • the first lens 111 may be the thickest and the second lens 112 may be the thinnest there is. Accordingly, the optical system 1000 can control incident light and can have improved aberration characteristics and resolution.
  • the second lens 112 may have the smallest average clear aperture (CA) of the lenses, and the first lens 111 may have the largest.
  • CA average clear aperture
  • the size of the effective mirror H1 of the first surface S1 may be the largest, and the size of the effective mirror H2 of the fourth surface S4 of the second lens 112 may be the largest.
  • the size of the effective diameter of the fifth surface S5 of the third lens 113 may be smaller than that of the sixth surface S6, and one of the fourth and fifth surfaces S4 and S5 is the smallest.
  • the size of the effective diameter of the second lens 112 is smaller than the size of the effective diameter of the first and third lenses 111 and 113 and may be the smallest among the lenses of the optical system 1000 .
  • the size of the effective mirror is an average value of the size of the effective mirror on the object-side surface of each lens and the effective mirror size on the sensor-side surface of each lens. Accordingly, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics, and may improve vignetting characteristics of the optical system 1000 by controlling incident light.
  • the refractive index of the second lens 112 may be greater than the refractive index of at least one or both of the first and third lenses 111 and 113 .
  • the refractive index of the second lens 112 may be greater than 1.6, and the refractive index of the first and third lenses 111 and 113 may be less than 1.6.
  • the third lens 112 may have an Abbe number smaller than the Abbe numbers of at least one or both of the first and third lenses 111 and 113 .
  • the Abbe number of the second lens 112 may be smaller than the Abbe numbers of the first and third lenses 111 and 113 with a difference of 20 or more.
  • the Abbe number of the first and third lenses 111 and 113 may be 30 or more greater than the Abbe number of the second lens 112 . Accordingly, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics.
  • the radius of curvature of the third surface S3 of the second lens 112 may be the largest among the first to third lenses 111 , 112 , and 113 , and the radius of curvature of the third surface S3 of the first lens 111 may be the largest.
  • the radius of curvature of the surface S1 may be the smallest.
  • a difference between a lens surface having a maximum radius of curvature and a lens surface having a minimum radius of curvature may be 100 times or more.
  • the fourth lens 114 may have positive (+) or negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the fourth lens 114 may have positive (+) refractive power.
  • the fourth lens 114 may include a plastic or glass material.
  • the fourth lens 114 may be made of a plastic material.
  • the seventh surface S7 may have a convex shape
  • the eighth surface S8 may have a concave shape. That is, the fourth lens 114 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the seventh surface S7 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the eighth surface S8 may have a convex shape along the optical axis OA. That is, the fourth lens 114 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the seventh surface S7 may have a concave shape along the optical axis OA
  • the eighth surface S8 may have a convex shape along the optical axis OA. That is, the fourth lens 114 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the sensor.
  • the seventh surface S7 may have a concave shape in the optical axis OA
  • the eighth surface S8 may have a concave shape in the optical axis OA. That is, the fourth lens 114 may have a concave shape on both sides of the optical axis OA. At least one or both of the seventh surface S7 and the eighth surface S8 may be aspheric. Aspheric coefficients of the seventh and eighth surfaces S7 and S8 are provided as shown in FIG. 11, L4 is the fourth lens 114, and S1/S2 of L4 represent the first/second surfaces of L4.
  • the refractive index of the fourth lens 114 may be smaller than the refractive index of the second lens 112 .
  • the fourth lens 114 may have a smaller Abbe number than the third lens 113 . Accordingly, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics.
  • the fifth lens 115 may have positive (+) or negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the fifth lens 115 may have positive (+) refractive power.
  • the fifth lens 115 may include a plastic or glass material.
  • the fifth lens 115 may be made of a plastic material.
  • the ninth surface S9 may have a concave shape
  • the tenth surface S10 may have a convex shape. That is, the fifth lens 115 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the sensor.
  • the fifth lens 115 may include at least one critical point. In detail, at least one or both of the ninth surface S9 and the tenth surface S10 may include a critical point.
  • At least one or both of the ninth surface S9 and the tenth surface S10 may be aspheric.
  • the aspheric coefficients of the ninth and tenth surfaces S9 and S10 are provided as shown in FIG. 11, L5 is the fifth lens 115, and S1/S2 of L5 denotes the first/second surfaces of L5.
  • the sixth lens 116 may have positive (+) or negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the sixth lens 116 may have negative (-) refractive power.
  • the sixth lens 116 may include a plastic or glass material.
  • the sixth lens 116 may be made of a plastic material.
  • the eleventh surface S11 may have a convex shape
  • the twelfth surface S12 may have a concave shape. That is, the sixth lens 116 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the eleventh surface S11 may have a concave shape along the optical axis OA, or the twelfth surface S12 may have a convex shape along the optical axis OA. That is, the sixth lens 116 may have a concave or convex shape on both sides of the optical axis OA. Alternatively, the sixth lens 116 may have a meniscus shape convex toward the sensor. At least one or both of the eleventh surface S11 and the twelfth surface S12 may be aspheric. The aspheric coefficients of the 11th and 12th surfaces S11 and S12 are provided as shown in FIG. 11, L6 is the sixth lens 116, and S1/S2 of L6 represent the first/second surfaces of L6.
  • the seventh lens 117 may have positive (+) or negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the seventh lens 117 may have positive (+) refractive power.
  • the seventh lens 117 may include a plastic or glass material.
  • the seventh lens 117 may be made of a plastic material.
  • the thirteenth surface S13 may have a convex shape
  • the fourteenth surface S14 may have a concave shape. That is, the seventh lens 117 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the thirteenth surface S13 may have a concave shape along the optical axis OA or the fourteenth surface S14 may have a convex shape along the optical axis OA, that is, the seventh lens 117 may have a concave or convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the seventh lens 117 may have a meniscus shape convex toward the sensor.
  • Both the thirteenth surface S13 and the fourteenth surface S14 of the seventh lens 117 may have at least one critical point from the optical axis OA to the end of the effective area.
  • the critical point of the thirteenth surface S13 may be located at 30% or more of the effective radius of the thirteenth surface S13 with respect to the optical axis OA, for example, in a range of 30% to 45%.
  • the fourteenth surface S14 may or may not have a critical point.
  • the position of the critical point of the seventh lens 117 is preferably disposed at a position that satisfies the above range in consideration of the optical characteristics of the optical system 1000 .
  • the location of the critical point preferably satisfies the range described above for controlling optical characteristics such as chromatic aberration, distortion characteristics, aberration characteristics, and resolving power of the optical system 1000 . Accordingly, the path of light emitted to the image sensor 300 through the lens can be effectively controlled. Therefore, the optical system 1000 according to the embodiment may have improved optical characteristics even in the center and periphery of the field of view (FOV).
  • At least one or both of the thirteenth surface S13 and the fourteenth surface S14 may be aspheric. Aspheric coefficients of the 13th and 14th surfaces S13 and S14 are provided as shown in FIG. 11, L7 is the seventh lens 117, and S1/S2 of L7 denotes the first/second surfaces of L7.
  • the eighth lens 118 may have negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the eighth lens 118 may include a plastic or glass material.
  • the eighth lens 118 may be made of a plastic material.
  • the eighth lens 118 may be the closest lens to the sensor side or the last lens in the optical system 1000 .
  • the fifteenth surface S15 may have a concave shape in the optical axis OA
  • the sixteenth surface S16 may have a concave shape in the optical axis OA.
  • the eighth lens 118 may have a concave shape on both sides of the optical axis OA.
  • the 16th surface S16 of the eighth lens 118 may be convex and may have a meniscus shape convex toward the sensor.
  • the fifteenth surface S15 of the eighth lens 118 may be provided without a critical point from the optical axis OA to the end of the effective area.
  • the critical point P2, FIG.
  • the sixteenth surface S16 is a distance (dP2, FIG. 9) of 25% or more of the effective radius of the sixteenth surface (S16), which is the distance from the optical axis (OA) to the end of the effective area.
  • dP2, FIG. 9 the distance of 25% or more of the effective radius of the sixteenth surface (S16), which is the distance from the optical axis (OA) to the end of the effective area.
  • OA optical axis
  • the sixteenth surface S16 can diffuse the light incident through the fifteenth surface S15.
  • the fifteenth surface S15 may have at least one critical point.
  • the height from the center of the sixteenth surface 16 of the eighth lens 118 to the sixteenth surface S16 based on a straight line extending in the first and second directions (X, Y) or in the radial direction (that is, , optical axis height) is less than 0.1 mm in absolute value (Sag value) from the optical axis OA to a position of 50% or more of the effective radius of the sixteenth surface S16, for example, in the range of 50% to 70%. or from 55% to 65%. Accordingly, by lowering the sag value of the sixteenth surface S16, the distance between the last lens 118 and the image sensor 300 may be reduced or the total optical distance may be reduced.
  • the distance from the image sensor 300 is closest to the critical point P2 of the sixteenth surface S16 of the eighth lens 118, and the closer the critical point P2 is to the end of the effective area or to the optical axis OA, the closer the image is.
  • a distance from the sensor 300 may gradually increase.
  • the position of the critical point is preferably arranged in consideration of the optical characteristics of the optical system 1000 .
  • the location of the critical point preferably satisfies the range described above for controlling optical characteristics such as chromatic aberration, distortion characteristics, aberration characteristics, and resolving power of the optical system 1000 . Accordingly, the path of light emitted to the image sensor 300 through the lens can be effectively controlled.
  • the optical system 1000 may have improved optical characteristics even in the center and periphery of the field of view (FOV).
  • At least one or both of the fifteenth surface S15 and the sixteenth surface S16 may be aspheric.
  • the aspheric coefficients of the 15th and 16th surfaces S15 and S16 are provided as shown in FIG. 11, L8 is the eighth lens 118, and S1/S2 of L8 represent the first/second surfaces of L8.
  • FIG. 14 shows the object-side 13th and 15th surfaces S15 and the sensor-side 14th and 16th surfaces S14 and S16 of the seventh and eighth lenses 117 and 118 of FIG. 9, respectively. It is a graph showing the height (Sag value) in the optical axis direction according to the distance in one direction (Y).
  • Y distance in one direction
  • the sixteenth surface L8S2 has a shape extending along a straight line orthogonal to the center (0) of the sixteenth surface L8S2 until the height in the optical axis direction is 3 mm from the optical axis. It can be seen that there is a critical point within 3 mm.
  • the horizontal axis of FIG. 14 represents the distance from the center (0) to the diagonal end of the image sensor, and the vertical axis represents the height (mm).
  • the sixteenth surface S16 of the eighth lens 118 has a positive radius of curvature in the optical axis OA, and the center of the sixteenth surface S16 or A second straight line (ie, a tangent line) passing from the center of the sixteenth surface S16 to the surface of the sixteenth surface S16 based on the reference first straight line orthogonal to the optical axis OA may have an inclination, An inclination of the second straight line in the optical axis OA may be less than 60 degrees at most. Accordingly, since the optical axis or paraxial region of the sixteenth surface S16 has a minimum Sag value, a slim optical system can be provided.
  • the second lens group G2 may include the fourth to eighth lenses 114 , 115 , 116 , 117 , and 118 .
  • a lens having a maximum center thickness may be greater than a center distance between the third and fourth lenses 113 and 114 .
  • the lens having the maximum center thickness may be the seventh lens 117, and the lens having the minimum center thickness may be the fifth lens 115. Accordingly, the optical system 1000 can control incident light and can have improved aberration characteristics and resolution.
  • the fourth lens 114 may have the smallest clear aperture (CA) of the lenses, and the eighth lens 118 may have the largest.
  • the size of the effective diameter of the seventh surface S7 of the fourth lens 114 may be the smallest, and the size of the effective diameter of the sixteenth surface S16 may be the largest.
  • the size of the effective diameter of the sixteenth surface S16 may be 2.5 times greater than the size of the effective diameter of the seventh surface S7.
  • the number of lenses having a refractive index exceeding 1.6 may be smaller than the number of lenses having a refractive index of less than 1.6.
  • the number of lenses having an Abbe number greater than 50 may be smaller than the number of lenses having an Abbe number less than 50.
  • BFL Back focal length
  • BFL is an optical axis distance from the image sensor 300 to the last lens. That is, BFL is the optical axis distance between the image sensor 300 and the sensor-side 16th surface S16 of the eighth lens 118 .
  • L7_CT is the center thickness or optical axis thickness of the seventh lens 117
  • L8_CT is the center thickness or optical axis thickness of the eighth lens 118.
  • D78_CT is the optical axis distance from the center of the sensor-side surface of the seventh lens 117 to the center of the object-side surface of the eighth lens 118 (ie, center distance).
  • the optical axis distance (D78_CT) from the center of the sensor-side surface of the seventh lens 117 to the center of the object-side surface of the eighth lens 118 is the fourth distance from the 14th surface S14 in the optical axis OA. It is the distance between 15 planes (S15).
  • the center thickness and edge thickness of the first to eighth lenses 111 to 118, and the center distance and edge distance between two adjacent lenses may be set.
  • intervals between adjacent lenses may be provided, for example, at intervals of a predetermined distance (eg, 0.1 mm) along the first direction Y with respect to the optical axis OA. It can be obtained from the first distance D12 to the seventh distance D78 in the area where the distance has been reached.
  • the thicknesses of the respective lenses L1 to L8 are spaced apart from each other by 0.1 mm with respect to the optical axis OA along the first direction Y.
  • the thickness of the first lens (L1) is disposed in the range of 0.3 mm to 0.8 mm, may gradually decrease toward the end of the effective area on the optical axis (OA), and the difference between the maximum value and the minimum value may be less than twice.
  • the first distance D12 is maximum at the end point when the starting point is the optical axis OA and the end point of the effective area of the third surface S3 of the second lens 112 is the end point.
  • the position of 68% ⁇ 3% of the effective radius is the minimum, and from the minimum value, it can gradually increase toward the end of the optical axis or effective area.
  • the maximum value may be less than twice the minimum value, for example, in a range of 1.1 times to 2 times. Accordingly, the optical system 1000 can effectively control incident light.
  • the first lens 111 and the second lens 112 are spaced apart by a first interval D12 set according to the position, the light incident through the first and second lenses 111 and 112 This can proceed with other lenses and maintain good optical performance.
  • the thickness of the second lens (L2) may gradually increase from the optical axis (OA) to the end of the effective area, be at least 0.20 mm, and the difference between the minimum and maximum values may be less than 0.3 mm or less than twice, and The value may be greater than the maximum value of the second interval D23.
  • the second distance D23 may be a distance between the second lens 112 and the third lens 113 in the optical axis direction (Z). The second distance D23 is the maximum value of the second distance D23 when the starting point is the optical axis OA and the end of the effective area of the fifth surface S5 of the third lens 113 is the end point.
  • the second distance D23 in the optical axis OA may be twice as large as the second distance D23 at the end.
  • the maximum value of the first interval D12 is twice as large as 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 maximum value of the thickness of the third lens L3 may be smaller than the maximum value of the third interval D34 and the minimum value may be smaller than the maximum value of the third interval D34 and greater than the minimum value.
  • the thickness of the third lens L3 may be, for example, at least 0.3 mm or more, and the difference between the minimum and maximum values may be 0.2 mm or less.
  • the first lens group G1 and the second lens group G2 may be spaced apart from each other by a third interval D34.
  • the third distance D34 may be a distance between the third lens 113 and the fourth lens 114 in the optical axis direction Z.
  • the third distance D34 is formed when the optical axis OA is the starting point and the effective area end of the sixth surface S6 of the third lens 113 is the ending point in the first direction Y.
  • the maximum value of the interval D34 is located at 88% ⁇ 3% of the effective radius, and may gradually decrease from the point of the maximum value toward the optical axis OA or the end point. That is, the distance of the third distance D34 in the optical axis OA may be larger than the distance at the end point, and the maximum value and the minimum value may be 1.1 times or more, for example, 1.1 times to 2 times.
  • the maximum value of the third interval D34 is 1.1 times or more, for example, 1.1 to 2 times the maximum value of the first interval D12, and the minimum value is 1.5 times greater than the maximum value of the second interval D23. times or more, for example, in the range of 1.5 to 3 times. Accordingly, the optical system 1000 may have improved optical characteristics. In detail, as the third lens 113 and the fourth lens 114 are separated by a third distance D34 set according to their positions, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration characteristics. In addition, the optical system 1000 may control vignetting characteristics.
  • the maximum value of the thickness of the fourth lens L4 may be smaller than the maximum value of the fourth interval D45 and the minimum value may be smaller than the minimum value of the fourth interval D45.
  • the minimum thickness of the fourth lens L4 may be, for example, 0.25 mm or more, and the difference between the maximum and minimum thickness may be 0.15 mm or less.
  • the fourth distance D45 may be a distance between the fourth lens 114 and the fifth lens 115 in the optical axis direction Z.
  • the fourth interval D45 has the optical axis OA as a starting point and the end point of the effective area of the eighth surface S8 of the fourth lens 114 as an end point, in a first direction (Y) from the starting point to the ending point. ) can be changed to a reduced form.
  • the minimum value of the fourth interval D45 may be located at the end point, and the maximum value may be located at the optical axis OA or the starting point.
  • the difference between the maximum value and the minimum value of the fourth interval D45 may be 0.15 mm or less.
  • the maximum value of the fourth interval D45 may be 1.1 times greater than the maximum value of the first interval D12, and the minimum value may be smaller than the maximum value of the first interval D12.
  • the maximum value in the thickness of the fifth lens L5 is located at the end of the effective area, and is larger than the maximum value of the fifth interval D56, and the minimum value may be smaller than the maximum value of the fifth interval D56, and the minimum value is 0.3 mm or more, and the difference between the maximum value and the minimum value may be 0.3 mm or less.
  • the fifth distance D56 may be a distance between the fifth lens 115 and the sixth lens 116 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 of the effective area of the tenth surface S10 of the fifth lens 115 is the ending point.
  • a minimum value of the fifth interval D56 may be located at the optical axis OA or a starting point, and a maximum value may be located at an edge or an end point.
  • the maximum value of the fifth interval D56 may be 5 times or more, for example, 5 times to 20 times the minimum value, and may be larger than the minimum value of the third interval D34, and the minimum value may be the fourth It may be smaller than the minimum value of the interval D45.
  • the optical performance of the optical system may be improved by the fifth distance D56.
  • the maximum value in the thickness of the sixth lens (L6) is located at the end of the effective area, may be greater than the minimum value of the sixth interval (D67), the minimum value is 0.3 mm or more, and the difference between the maximum value and the minimum value is 0.5 mm or more.
  • the sixth distance D67 may be an optical axis direction distance between the sixth lens 116 and the seventh lens 117 .
  • the sixth distance D67 is the maximum value of the sixth distance D67 when the starting point is the optical axis OA and the end of the effective area of the twelfth surface S12 of the sixth lens 116 is the ending point.
  • the maximum value of the sixth interval D67 may be 1.5 times or more, for example, 1.5 times to 4 times the minimum value.
  • the maximum value of the sixth interval D67 may be smaller than the maximum value of the third interval D34 and the minimum value may be smaller than the minimum value of the third interval D34.
  • the aberration control characteristic can be improved by the sixth interval D67, and the size of the effective mirror of the eighth lens 118 can be appropriately controlled.
  • the maximum value in the thickness of the seventh lens L7 is located at the end of the effective area, may be larger than the maximum value of the seventh interval D78, the minimum value is 0.6 mm or more, and the difference between the maximum value and the minimum value is 0.5 mm. mm or more.
  • the seventh distance D78 may be an optical axis direction distance between the seventh lens 117 and the eighth lens 118 .
  • the seventh distance D78 is the maximum value of the seventh distance D78 when the starting point is the optical axis OA and the end of the effective area of the 14th surface S14 of the seventh lens 117 is the end point.
  • the optical system 1000 may have improved optical characteristics in the center and periphery of the field of view (FOV).
  • the aberration control characteristic can be improved by the seventh distance D78, and the size of the effective mirror of the eighth lens 118 can be appropriately controlled.
  • the optical system 1000 improves the distortion and aberration characteristics of the periphery of the field of view (FOV) as the seventh lens 117 and the eighth lens 118 are spaced apart at a seventh interval D78 set according to the position. can do.
  • the maximum value in the thickness of the eighth lens (L8) is located in the range of 72% ⁇ 3% of the effective radius, may be larger than the maximum value of the seventh interval (D78), and the minimum value is 0.2 mm or more, and the maximum value and the minimum value are 0.2 mm or more.
  • the difference in value may be 0.5 mm or more.
  • a lens having the thickest center thickness in the first lens group G1 may be thinner than a lens having the thickest center thickness in the second lens group G2.
  • the maximum center thickness may be smaller than the maximum center distance, for example, less than 1 time or 0.5 times to 0.99 times the maximum center distance.
  • the center thickness of the seventh lens 117 is the largest among the lenses, and the center distance D67_CT between the sixth lens 116 and the seventh lens 117 is among the distances between the lenses.
  • the center thickness of the seventh lens 117 may be 90% or less of the center distance between the sixth and seventh lenses 116 and 117, for example, in the range of 60% to 90%.
  • the effective diameter (H8 in FIG. 1) of the sixteenth surface S16 of the eighth lens 118 having the largest effective diameter among the plurality of lenses 100A is 2.5 times or more than the effective diameter of the fifth surface S5. For example, it may range from 2.5 times to 4 times.
  • the eighth lens 118 having the largest average size of the effective diameter is 2.5 times or more, for example, 2.5 times to 4 times or 2.5 times to 3.5 times the size of the second lens 112 having the smallest average size of the effective diameter. It can be a range of times.
  • the effective diameter of the eighth lens 118 is provided to be the largest, so that incident light can be effectively refracted toward the image sensor 300 . Accordingly, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics, and may improve vignetting characteristics of the optical system 1000 by controlling incident light.
  • the refractive index of the sixth lens 116 may be greater than that of the seventh and eighth lenses 117 and 118 .
  • the refractive index of the sixth lens 116 may be greater than 1.6, and the refractive index of the seventh and eighth lenses 117 and 118 may be less than 1.6.
  • the sixth lens 116 may have an Abbe number smaller than the Abbe number of the seventh and eighth lenses 117 and 118 .
  • the Abbe number of the sixth lens 116 may have a difference of 20 or more from the Abbe number of the eighth lens 118 and may be small. Accordingly, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics.
  • the maximum center thickness may be 2.5 times or more, for example, 2.5 times to 5 times the minimum center thickness.
  • the seventh lens 117 having the maximum central thickness may be 2.5 times or more, for example, 2.5 times to 5 times greater than the second lens 112 having the minimum central thickness.
  • the number of lenses having a center thickness of less than 0.5 mm may be greater than the number of lenses having a center thickness of 0.5 mm or more. Accordingly, the optical system 1000 may be provided with a structure having a slim thickness.
  • the number of surfaces having an effective radius of less than 2 mm may be equal to or greater than the number of surfaces having an effective radius of 2 mm or more.
  • the radius of curvature of the third surface S3 of the second lens 112 among the plurality of lenses 100A may be the largest among the lens surfaces on the optical axis OA, and the eighth lens The radius of curvature of the fifteenth surface S15 of (118) may be the smallest among lens surfaces in the optical axis OA.
  • the focal length of the fourth lens 116 among the plurality of lenses 100A may be the largest among the lenses, the focal length of the eighth lens 118 may be the smallest, and the maximum focal length The distance may be more than 100 times the minimum focus distance.
  • Table 2 is an example of lens data of the optical system of FIG. 8 .
  • Effective diameter (mm) 1st lens page 1 3.387 0.779 1.551 44.305 3.400 side 2 10.435 0.343 3.255 2nd lens 3rd side 638.234 0.220 1.690 17.001 3.167 page 4 (Stop) 14.921 0.156 3.017 3rd lens page 5 9.950 0.446 1.542 49.543 3.055 page 6 319.587 0.462 3.200 4th lens page 7 29.962 0.349 1.555 39.856 3.498 page 8 31.125 0.449 3.600 5th lens page 9 -34.360 0.343 1.541 49.438 3.904 page 10 -8.952 0.044 4.538 6th lens page 11 72.844 0.315 1.606 25.698 5.228 page 12 54.237 1.051 5.809 7th lens page 13 23.004 1.002 1.542 47.725 6.140 page 14 -5.359
  • Table 2 shows the radius of curvature, the thickness of the lens, the distance between the lenses, d- It relates to the refractive index, Abbe's number, and the size of the clear aperture (CA) in the line.
  • the Abbe sum is 300 or more, for example, 300 to 350
  • the sum of the central thicknesses of all lenses is 4.5 mm or less, for example, 3.5 mm to 4.5 mm
  • the first to seventh distances (D12) in the optical axis , D23, D34, D45, D56, D67, D78) is 5 mm or less and greater than the sum of the central thicknesses of the lenses, and may be in the range of 3.4 mm to 5 mm.
  • the average value of the effective diameter of each lens surface of the plurality of lenses 100A may be 4 mm or more, for example, in the range of 4 mm to 6 mm, and the average value of the central thickness of each lens may be 0.6 mm or less, for example, in the range of 0.4 mm to 0.6 mm.
  • At least one lens surface among the plurality of lenses 100A in the second embodiment may include an aspherical surface having a 30th order aspherical surface coefficient.
  • the first to eighth lenses 111 to 118 may include lens surfaces having a 30th order aspheric coefficient.
  • an aspherical surface having a 30th order aspheric coefficient (a value other than “0”) can change the aspherical shape of the peripheral portion particularly greatly, so that the optical performance of the peripheral portion of the field of view (FOV) can be well corrected.
  • FIG. 12 is a graph of diffraction MTF characteristics of the optical system 1000 according to the second embodiment
  • FIG. 13 is a graph of aberration characteristics. This is a graph in which spherical aberration, astigmatic field curves, and distortion are measured from left to right in the aberration graph of FIG. 13 .
  • the X-axis may represent a focal length (mm) and distortion (%)
  • the Y-axis may represent the height of an image.
  • the graph for spherical aberration is a graph for light in a wavelength band of about 470 nm, about 510 nm, about 555 nm, about 610 nm, and about 650 nm
  • the graph for astigmatism and distortion aberration is a graph for light in a wavelength band of about 555 nm.
  • the optical system 1000 may have improved resolution and good optical performance not only at the center of the field of view (FOV) but also at the periphery.
  • the optical system 1000 according to the first and second embodiments disclosed above may satisfy at least one or two or more of equations described below. Accordingly, the optical system 1000 according to the embodiment may have improved optical characteristics. For example, when the optical system 1000 satisfies at least one equation, the optical system 1000 can effectively control aberration characteristics such as chromatic aberration and distortion aberration, and not only in the center of the field of view (FOV) but also in the periphery. It can have good optical performance. In addition, the optical system 1000 may have improved resolving power and may have a slimmer and more compact structure. In addition, the meanings of the thickness of the optical axis OA of the lens described in the equations, the distance of the optical axis OA of adjacent lenses, and the distance of the edge may be the same as those of FIGS. 2 and 9 .
  • L1_CT means the thickness (mm) of the first lenses 101 and 111 along the optical axis OA
  • L2_CT means the thickness (mm) of the second lenses 102 and 112 along the optical axis OA. do.
  • the optical system 1000 may improve aberration characteristics.
  • L3_CT means the thickness (mm) of the third lenses 103 and 113 in the optical axis OA
  • L3_ET is the thickness in the optical axis OA direction at the end of the effective area of the third lenses 103 and 113 ( mm) means.
  • L3_ET is the distance between the end of the effective area of the fifth surface S5 of the third lens 103 and 113 and the end of the effective area of the sixth surface S6 of the third lens 103 and 113 in the direction of the optical axis OA. it means.
  • the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics.
  • L1_ET means the thickness (mm) in the optical axis (OA) direction at the end of the effective area of the first lens (101, 111).
  • L8_CT means the thickness (mm) of the eighth lenses 108 and 118 in the optical axis OA
  • L8_ET is the thickness in the optical axis OA direction at the end of the effective area of the eighth lenses 108 and 118 ( mm) means.
  • L8_ET is an optical axis (OA) between the end of the effective area of the object-side 19th surface S19 of the eighth lens 108 and 118 and the end of the effective area of the sensor-side 16th surface S16 of the eighth lens 108 and 118. ) means the directional distance.
  • the optical system 1000 can reduce distortion and thus have improved optical performance.
  • n2 means the refractive index of the second lenses 102 and 112 at the d-line.
  • the optical system 1000 may improve chromatic aberration characteristics.
  • Equation 4-1 n1 is the refractive index of the first lenses 101 and 111 on the d-line, and n10 is the refractive index of the eighth lenses 108 and 118 on the d-line.
  • L8S2_max_sag to Sensor means the distance (mm) from the maximum Sag value of the sensor-side 14th surface S14 of the eighth lenses 108 and 118 to the image sensor 300 in the direction of the optical axis (OA).
  • L8S2_max_sag to Sensor means a distance (mm) from the center of the eighth lenses 108 and 118 to the image sensor 300 in the direction of the optical axis (OA).
  • the position of the filter 500, the distance between the last lens and the filter 500 in detail, and the distance between the image sensor 300 and the filter 500 are the optical system 1000 This position is set for convenience of design, and the filter 500 can be freely disposed within a range where the last lens and the image sensor 300 do not come into contact.
  • the value of the L8S2_max_sag to Sensor in the lens data may be smaller than the distance in the optical axis OA between the object side surface of the filter 500 and the image sensor 300 upper surface, which is It may be smaller than the back focal length (BFL), and the position of the filter 500 may be moved within a range in which the last lens and the image sensor 300 do not contact each other, so that good optical performance may be obtained. That is, in the sixteenth surface S16 of the eighth lenses 108 and 118, the distance between the critical points P1 and P2 of the sixteenth surface S16 and the image sensor 300 is minimal, and gradually toward the end of the effective area. can grow
  • BFL Back focal length
  • the L8S2_max_sag to sensor means a distance (mm) from the maximum Sag (Sagittal) value of the sixteenth surface S16 of the eighth lenses 108 and 118 to the image sensor 300 in the direction of the optical axis (OA).
  • the optical system 1000 may improve distortion aberration characteristics and may have good optical performance in the periphery of the field of view (FOV).
  • the maximum sag value may be the location of the critical points P1 and P2 of the sixteenth surface S16.
  • L8S2_max slope means the maximum value (Degree) of the tangential angle measured on the sensor-side 16th surface S16 of the eighth lenses 108 and 118.
  • the L8S2_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 L8S2 Inflection Point may mean the location of the critical points P1 and P2 located on the sixteenth surface S16 of the sensor side of the eighth lenses 108 and 118.
  • the L8S2 Inflection Point has the optical axis OA as a starting point, the end point of the effective area of the 16th surface S16 of the eighth lens 108 and 118 as an end point, and the optical axis OA of the 16th surface S16.
  • the optical system 1000 may improve distortion aberration characteristics.
  • D78_CT means the distance (mm) between the seventh lenses 107 and 117 and the eighth lenses 108 and 118 on the optical axis OA.
  • the D78_CT means the distance (mm) in the optical axis OA between the fourteenth surface S14 of the seventh lens 107 and 117 and the fifteenth surface S15 of the eighth lens 108 and 118.
  • the D78_min means a minimum distance (mm) among distances in the optical axis (OA) direction between the seventh and eighth lenses 107 and 117 and 108 and 118, respectively.
  • D78_ET is the optical axis between the end of the effective area of the sensor-side 14th surface S14 of the seventh lens 107 and 117 and the end of the effective area of the object-side 15th surface S15 of the eighth lens 108 and 118.
  • (OA) means direction distance (mm).
  • D12_CT means the optical axis distance (mm) between the first lenses 101 and 111 and the second lenses 102 and 112.
  • the D12_CT means the distance (mm) of the second surface S2 of the first lenses 101 and 111 and the third surface S3 of the second lenses 102 and 112 in the optical axis OA.
  • the D67_CT means an optical axis distance (mm) between the center of the twelfth surface S12 of the sixth lens 106 or 116 and the center of the thirteenth surface S13 of the seventh lens 107 or 117.
  • 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 113 and the fourth lens 104 and 114.
  • the D34_CT means the distance (mm) from the optical axis OA of the sixth surface S6 of the third lens 103 or 113 and the seventh surface S7 of the fourth lens 104 or 114.
  • 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 114 and the sensor-side sixteenth surface S16 of the eighth lens 108 and 118. 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
  • the value of Equation 11-2 may be 2 or more and 10 or less.
  • 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. The value of Equation 11-3 may be greater than 1 and less than or equal to 5.
  • CA_L8S2 is the effective diameter of the largest lens surface, and is the size of the effective diameter of the 16th surface S16 on the sensor side of the eighth lenses 108 and 118.
  • the optical system 1000 may improve aberration characteristics and control total track length (TTL) reduction.
  • L1_CT means the thickness (mm) of the first lenses 101 and 111 along the optical axis OA
  • L6_CT means the thickness (mm) of the eighth lenses 106 and 116 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).
  • L7_CT means the thickness (mm) of the seventh lenses 107 and 117 along the optical axis OA
  • L6_CT means the thickness (mm) of the sixth lenses 106 and 116 along the optical axis OA. do.
  • Equation 13-1 L1_CT is the center thickness (mm) of the first lenses 101 and 111, and D34_CT is the center distance between the first and second lens groups G1 and G2 or between the third and fourth lenses 103 and 104. is an optical axis spacing (mm), and L7_CT is a central thickness (mm) of the seventh lenses 107 and 117.
  • L7_ET means the edge-side thickness (mm) of the seventh lenses 107 and 117, and when this is satisfied, the effect of reducing distortion aberration can be improved.
  • Equation 14 L7R1 means the radius of curvature (mm) of the second surface S2 of the seventh lens 107 and 117, and L8R2 is the radius of curvature of the sixteenth surface S16 of the eighth lens 108 and 118 ( 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 lenses 106 and 116 and the seventh lenses 107 and 117
  • D67_ET is the twelfth surface S12 on the sensor side of the sixth lenses 106 and 116. It means the distance (mm) in the direction of the optical axis (OA) between the end of the effective area of the seventh lens (107, 117) and the end of the effective area of the object-side thirteenth surface (S13) of the seventh lens (107,117).
  • the optical system 1000 can ease the manufacturing precision of the sixth lenses 106 and 116 and the seventh lenses 107 and 117, and the FOV Optical performance of the center and the periphery can be improved.
  • CA_L1S1 means the clear aperture (CA) size (mm) of the first surface S1 of the first lenses 101 and 111
  • CA_L3S1 represents the fifth surface of the third lenses 103 and 113 ( It means the size (mm) of the effective diameter (CA) of S5)).
  • the optical system 1000 may control light incident to the first lens group G1 and may have improved aberration control characteristics.
  • CA_L3S1 means the clear aperture (CA) size (mm) of the first surface S3 of the third lens 103 and 113
  • CA_L7S2 is the 16th lens of the eighth lens 108 and 118. It means the size (mm) of the effective diameter (CA) of the surface (S16).
  • CA_L4S2 means the size (mm) of the effective diameter CA of the eighth surface S8 of the fourth lens 104 or 114
  • CA_L7S2 is the size of the fourteenth surface S14 of the seventh lens 107 or 117. 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 or 113
  • CA_L4S1 is the size of the seventh surface S7 of the fourth lens 104 or 114. It means effective diameter (CA) size (mm).
  • AVR_CA_L2 represents the average value of effective diameters (mm) of the third and fourth surfaces S3 and S4 of the second lenses 102 and 112
  • AVR_CA_L3 represents the fifth, It shows the average value of the effective diameter (mm) of the 6 surfaces (S5, S6).
  • optical performance may be improved by setting the effective mirrors of the last two lenses of the first lens group G1.
  • CA_L3S1 ⁇ CA_L3S2
  • CA_L3S1 is the effective diameter of the fifth surface S5 of the third lenses 103 and 113
  • CA_L2S2 is the effective diameter of the fourth surface S4 of the second lenses 102 and 112
  • CA_L3S2 is the effective diameter of the third lens ( 103 and 113) indicate the effective diameter of the sixth surface S6.
  • CA_L5S2 means the effective diameter (CA) size (mm) of the 10th surface S10 of the fifth lens 105 and 115
  • CA_L7S2 is the size (mm) of the 14th surface S14 of the seventh lens 107 and 117. It means effective diameter size (mm).
  • the CA_L inf S1 is the effective diameter of the object-side surface of the seventh lens 107 or 117 having the critical point among the first to seventh lenses, and WD_Sensor is the diagonal length of the image sensor.
  • CA_L inf S1 is the effective diameter of the object-side surface of the seventh lens 107 having the critical point among the first to seventh lenses, and CA_Max is the maximum effective diameter of the lens surfaces of the first to eighth lenses.
  • the CA_L inf S1 may be an effective mirror of the object-side surface of the seventh lenses 107 and 117.
  • D34_CT means the distance (mm) between the third lenses 103 and 113 and the fourth lenses 104 and 114 on the optical axis OA.
  • D34_CT means the distance (mm) from the optical axis OA of the sixth surface S6 of the third lens 103 or 113 and the seventh surface S7 of the fourth lens 104 or 114.
  • the D34_ET is the distance (mm) between the end of the effective area of the sixth surface S6 of the third lens 103 and 113 and the end of the effective area of the seventh surface S7 of the fourth lens 104 and 114 in the direction of the optical axis OA.
  • D67_CT means the distance (mm) between the sixth lenses 106 and 116 and the seventh lenses 107 and 117 on the optical axis OA.
  • the D67_ET is the distance (mm) between the end of the effective area of the 12th surface S12 of the sixth lens 106 and 116 and the end of the effective area of the 13th surface S13 of the seventh lens 107 and 117 in the direction of the optical axis (OA).
  • D78_Max means the maximum distance (mm) between the seventh lenses 107 and 117 and the eighth lenses 108 and 118.
  • D78_Max means the maximum distance between the 14th surface S14 of the seventh lens 107 and 117 and the 15th surface S15 of the eighth lens 108 and 118 .
  • L5_CT means the thickness (mm) of the fifth lenses 105 and 115 on the optical axis OA
  • D56_CT is between the fifth lenses 105 and 115 and the sixth lenses 106 and 116 on the optical axis OA.
  • the optical system 1000 can reduce the size of the effective mirror of the sixth and seventh lenses and the central distance between adjacent lenses, Optical performance of the periphery can be improved.
  • L6_CT means the thickness (mm) of the sixth lenses 106 and 116 along the optical axis OA
  • D56_CT represents the distance between the fifth lenses 105 and 115 and the sixth lenses 106 and 116 along the optical axis OA.
  • the optical system 1000 may reduce the size and spacing of the effective mirrors of the seventh and eighth lenses, and improve the optical performance of the periphery of the field of view (FOV). can do.
  • L7_CT means the thickness (mm) of the seventh lens 107 or 117 along the optical axis OA.
  • the optical system 1000 determines the size of the effective diameter of the eighth lenses 108 and 118 and the center distance between the fifth and sixth lenses. It can be reduced, and the optical performance of the periphery of the field of view (FOV) can be improved.
  • Equation 26 L5R2 means the radius of curvature (mm) of the tenth surface S10 of the fifth lenses 105 and 115, and L5_CT means the thickness (mm) of the fifth lenses 105 and 115 on the optical axis. .
  • the optical system 1000 controls the refractive power of the fifth lenses 105 and 115 and improves the optical performance of light incident to the second lens group G2.
  • Equation 27 L5R1 means the radius of curvature (mm) of the ninth surface S9 of the fifth lens 105 or 115, and L7R1 is the radius of curvature of the thirteenth surface S13 of the seventh lens 107 or 117 ( mm) means.
  • the optical performance may be improved by controlling the shape and refractive power of the fifth and seventh lenses, and the optical performance of the second lens group G2 may be improved. there is.
  • 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 the thicknesses (mm) in the optical axis OA of each of the plurality of lenses
  • ⁇ Air_CT is in the optical axis OA between two adjacent lenses in the plurality of lenses.
  • ⁇ Index means the sum of the refractive indices at the d-line of each of the plurality of lenses 100 and 100A.
  • ⁇ Abbe means the sum of Abbe's numbers of each of the plurality of lenses 100 and 100A.
  • the optical system 1000 may have improved aberration characteristics and resolution.
  • Max_distortion 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_ET_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 8).
  • the optical system 1000 has a set angle of view and focal length, and may have good optical performance in the periphery of the angle of view (FOV).
  • CA_L1S1 means the effective diameter (mm) of the first surface (S1) of the first lens (101,111), and CA_Min is the smallest effective diameter (mm) of the first to sixteenth surfaces (S1-S16). means lord
  • 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 sixteenth surfaces (S1-S16). means lord
  • the optical system 1000 may provide a slim and compact optical system while maintaining optical performance.
  • CA_L8S2 represents the effective diameter (mm) of the sixteenth surface S16 of the eighth lenses 108 and 118, and has the largest effective diameter among the lenses.
  • the CA_L3S1 represents the effective diameter (mm) of the fifth surface S5 of the third lens 103 or 113, and has the smallest effective diameter among the lenses. That is, the difference between the 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_L8 represents the average value of the effective diameters (mm) of the 15th and 16th surfaces S15 and S16 of the eighth lenses 108 and 118, and is the average of the effective diameters of the two largest lens surfaces among the lenses.
  • the AVR_CA_L2 represents the average value of effective diameters (mm) of the third and fourth surfaces S3 and S4 of the second lens 102, 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_L8S1 of the 19th surface S19 of the eighth lenses 108 and 118 may be more than twice the minimum effective diameter CA_min
  • the effective diameter CA_L8S2 of the sixteenth surface S16 may be twice or more than the minimum effective diameter CA_min. That is, the following equation can be satisfied.
  • the effective diameter CA_L8S1 of the 15th surface S15 of the eighth lenses 108 and 118 is 2 of the average effective diameter AVR_CA_L2 of the second lenses 102 and 112. It can be more than twice, for example, it can be in the range of 2 times to 4.5 times. Also, the effective diameter CA_L8S1 of the 15th surface S15 of the eighth lenses 108 and 118 may be twice or more than the average effective diameter AVR_CA_L3 of the third lenses 103 and 113, for example, in the range of 2 to 4.5 times. can be The effective diameter CA_L8S2 of the sixteenth surface S16 may be in the range of 2 times or more and 5 times or more of the average effective diameter AVR_CA_L3 of the second lens 102 .
  • CA_max means the largest effective diameter (mm) among the object-side and sensor-side surfaces of the plurality of lenses
  • CA_AVR 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 sixteenth surface S16 of the eighth lenses 108 and 118 in the optical axis OA.
  • Equation 40 F means the total focal length (mm) of the optical system 1000, and L8R2 means the radius of curvature (mm) of the fourteenth surface S14 of the seventh lenses 107 and 117.
  • the optical system 1000 may reduce the size of the optical system 1000, for example, reduce the total track length (TTL).
  • L1R1 means the radius of curvature (mm) of the first surface S1 of the first lenses 101 and 111 .
  • the size of the optical system 1000 may be reduced, for example, a total track length (TTL) may be reduced.
  • 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 lenses 107 and 117. it means.
  • the optical system 1000 can control overall brightness and can have good optical performance in the center and periphery of the FOV.
  • Equation 42 represents the relationship between the size of the entrance pupil of the optical system and the radius of curvature of the first surface S1 of the first lenses 101 and 111, and can control incident light.
  • Equation 44 f1 means the focal length (mm) of the first lenses 101 and 111, and f2 means the focal length (mm) of the second lenses 102 and 112.
  • the first lenses 101 and 111 and the second lenses 102 and 112 may have appropriate refractive power for controlling the incident light path and improve resolution.
  • Equation 45 f13 means the composite focal length (mm) of the first to third lenses, 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, and f48 means the composite focal length (mm) of the fourth to eighth lenses. 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 may have a positive (+) value, and the composite focal length of the fourth to eighth lenses 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) in the optical axis OA from the apex of the first surface S1 of the first lenses 101 and 111 to the top surface of the image sensor 300. do.
  • Equation 48 makes the diagonal size 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 the assembly of the components through the distance (mm) between the image sensor 300 and the last lens and improve coupling reliability. That is, when the sensor side of the last lens does not have a critical point, the BFL value may be set to less than 2.5 mm, ie, 2 mm or less.
  • 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 100 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 lenses (101 and 111) It means the distance (mm) in the optical axis OA from the vertex of the image sensor 300 to the upper surface. Equation 52 establishes a relationship between the total optical axis length and the maximum effective diameter of the optical system, thereby providing a slim and compact optical system.
  • Equation 53 may set the total optical axis length (TTL) of the optical system and the diagonal length (Imgh) of the optical axis of the image sensor 300 .
  • TTL total optical axis length
  • Imgh diagonal length
  • the optical system 1000 applies a relatively large image sensor 300, for example, a large image sensor 300 around 1 inch. It is possible to secure a back focal length (BFL) for the BFL and have a smaller TTL, thereby realizing high image quality and having a slim structure.
  • BFL back focal length
  • 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
  • the value of Equation 55 may be 5 mm or more or 6 mm or more.
  • 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 BFL value is further narrowed, so the value of Equation 57 may be 5 mm or more.
  • 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 satisfies at least one or two or more of Equations 1 to 59, the optical system 1000 has improved resolution and can improve aberration and distortion characteristics.
  • the optical system 1000 can secure a back focal length (BFL) for applying the large-size image sensor 300 and can minimize the distance between the last lens and the image sensor 300, thereby increasing the angle of view ( It can have good optical performance in the center and periphery of the FOV).
  • BFL back focal length
  • the optical system 1000 when 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.
  • Table 3 relates to the items of the above-described equations in the optical system 1000 according to the first and second embodiments, TTL (Total track length), BFL (Back focal length), and total focal length of the optical system 1000 F value, ImgH, focal lengths of each of the first to eighth lenses (f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7, f8), combined focal length, edge thickness (ET, Edge Thickness), etc.
  • the edge thickness of the lens means the thickness in the optical axis direction (Z) at the end of the effective area of the lens, and the unit is mm.
  • Example 1 Example 2 F 7.277 6.947 f1 9.565 8.702 f2 -23.668 -21.845 f3 16.599 18.847 f4 -37.925 1297.850 f5 21.016 22.169 f6 19125.108 -349.458 f7 13.644 8.078 f8 -4.814 -3.750 f_G1 8.351 8.278 f_G2 -14.602 -20.627 L1_ET 0.349 0.439 L2_ET 0.292 0.341 L3_ET 0.676 0.280 L4_ET 0.242 0.238 L5_ET 0.287 0.374 L6_ET 0.434 0.294 L7_ET 0.497 0.710 L8_ET 1.060 0.330 D12_ET 0.100 0.318 D23_ET 0.014 0.049 D34_ET 0.496 0.476 D45_ET 0.176 0.216 D56_ET 0.549 0.271 D67_ET 0.256 0.110 D78_
  • Table 4 shows result values for Equations 1 to 59 described above in the optical system 1000 of FIG. 1 .
  • the optical system 1000 satisfies at least one, two or more, or three or more of Equations 1 to 59.
  • the optical system 1000 according to the embodiment satisfies all of Equations 1 to 59 above. Accordingly, the optical system 1000 may improve optical performance and optical characteristics in the center and periphery of the field of view (FOV).
  • FOV field of view
  • Example 2 One 2 ⁇ L1_CT / L2_CT ⁇ 4 3.130 3.539 2 0.5 ⁇ L3_CT / L3_ET ⁇ 2 1.209 1.596 3 1 ⁇ L8_ET / L8_CT ⁇ 5 2.226 1.185 4 1.6 ⁇ n2 1.668 1.690 5 0.5 ⁇ L8S2_max_sag to Sensor ⁇ 2.5 0.923 2.017 6 0.5 ⁇ BFL / L8S2_max_sag to Sensor ⁇ 2 1.088 1.032 7 5 ⁇
  • FIG. 22 is a diagram showing 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 a rear surface.
  • the camera module 10 may include an image capturing function.
  • the camera module 10 may include at least one of an auto focus function, a zoom function, and an OIS function.
  • the camera module 10 may process a still image or video frame obtained by the image sensor 300 in a shooting mode or a video call mode.
  • the processed image frame may be displayed on a display unit (not shown) of the mobile terminal 1 and may be stored in a memory (not shown).
  • the camera module may be further disposed on the front side of the mobile terminal 1 .
  • the camera module 10 may include a first camera module 10A and a second camera module 10B. At this time, at least one of the first camera module 10A and the second camera module 10B may include the above-described optical system 1000 . Accordingly, the camera module 10 may have a slim structure and may have improved distortion and aberration characteristics. In addition, the camera module 10 may have good optical performance even in the center and periphery of the field of view (FOV).
  • FOV field of view
  • the mobile terminal 1 may further include an auto focus device 31 .
  • the auto focus device 31 may include an auto focus function using a laser.
  • the auto-focus device 31 may be mainly used in a condition in which an auto-focus function using an image of the camera module 10 is degraded, for example, a proximity of 10 m or less or a dark environment.
  • the autofocus device 31 may include a light emitting unit including a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) semiconductor device and a light receiving unit such as a photodiode that converts light energy into electrical energy.
  • the mobile terminal 1 may further include a flash module 33.
  • the flash module 33 may include a light emitting element emitting light therein. The flash module 33 may be operated by a camera operation of a mobile terminal or a user's control.

Landscapes

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Abstract

발명의 실시 예에 개시된 광학계는 광축을 따라 배치된 제1 내지 제8 렌즈를 포함하고, 상기 제1,8 렌즈는 양, 음의 굴절력을 가지고, 상기 제1 렌즈의 물체측 면은 볼록하며 센서측 면은 오목하며, 상기 제5 렌즈의 물체측 면은 오목하며 센서측 면은 볼록하며, 상기 제3 렌즈의 물체측 면은 렌즈 면들 중 최소 유효경을 가지며, 상기 제8 렌즈의 센서측 면은 렌즈 면들 중 최대 유효경을 가지며, 상기 제2 렌즈의 양측 면의 유효경의 평균 값은 상기 제3 렌즈의 양측 면의 유효경의 평균 값보다 작고, 상기 제8 렌즈의 센서 측 면은 오목하며 임계점을 가지며, 수학식: 0.5 < TTL / ImgH < 3을 만족할 수 있다(TTL은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 이미지 센서의 상면까지의 광축 거리이고, ImgH는 상기 이미지 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2이다).

Description

광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
실시예는 향상된 광학 성능을 위한 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 대한 것이다.
카메라 모듈은 객체를 촬영하여 이미지 또는 동영상으로 저장하는 기능을 수행하며 다양한 어플리케이션에 장착되고 있다. 특히 카메라 모듈은 초소형으로 제작되어 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대용 디바이스뿐만 아니라 드론, 차량 등에 적용되어 다양한 기능을 제공하고 있다. 예를 들어, 카메라 모듈의 광학계는 상(image)를 결상하는 촬상 렌즈, 결상된 상을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이때, 상기 카메라 모듈은 이미지 센서와 촬상 렌즈 사이의 간격을 자동 조절하여 렌즈의 초점거리를 정렬하는 오토포커스(autofocus, AF) 기능을 수행할 수 있고, 줌 렌즈(zoom lens)를 통해 원거리의 객체의 배율을 증가 또는 감소시켜 촬영하는 줌 업(zoom up) 또는 줌 아웃(zoom out)의 주밍(zooming) 기능을 수행할 수 있다. 또한, 카메라 모듈은 영상 흔들림 방지(image stabilization, IS)기술을 채용하여 불안정한 고정장치 혹은 사용자의 움직임에 기인한 카메라의 움직임으로 인한 영상의 흔들림을 보정하거나 방지하는 기술이 채용되고 있다. 이러한 카메라 모듈이 상(image)을 얻기 위해 가장 중요한 요소는 상(image)을 결상하는 촬상 렌즈이다. 최근 고해상도에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이를 구현하기 위해 복수의 렌즈를 포함하는 광학계에 대한 연구가 진행되고 있다. 예를 들어, 고해상도 구현을 위해 양(+)의 굴절력 또는 음(-)의 굴절력을 가지는 복수의 촬상 렌즈를 이용한 연구가 진행되고 있다.
그러나, 복수의 렌즈를 포함할 경우, 우수한 광학적 특성 및 수차 특성을 도출하기 어려운 문제점이 있다. 또한, 복수의 렌즈를 포함할 경우, 상기 복수의 렌즈의 두께, 간격, 크기 등에 의해 전체 길이, 높이 등이 증가할 수 있고, 이로 인해 상기 복수의 렌즈를 포함하는 모듈의 전체 크기가 증가하는 문제가 있다. 또한, 고해상도, 고화질 구현을 위해 이미지 센서의 크기가 증가하고 있다. 그러나, 이미지 센서의 크기가 증가할 경우 복수의 렌즈를 포함하는 광학계의 TTL(Total track length) 또한 증가하며, 이로 인해 상기 광학계를 포함하는 카메라, 이동 단말기 등의 두께 역시 증가하는 문제가 있다. 따라서, 상술한 문제를 해결할 수 있는 새로운 광학계가 요구된다.
실시예는 광학 특성이 향상된 광학계를 제공하고자 한다. 실시예는 화각의 중심부와 주변부에서 우수한 광학 성능을 가지는 광학계를 제공하고자 한다. 실시예는 슬림한 구조를 가질 수 있는 광학계를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제8 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제8 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 광축 상에서 상기 제1 렌즈의 물체 측 면은 볼록한 형상 및 센서측 면은 오목한 형상을 가지며, 상기 광축 상에서 상기 제5 렌즈의 물체 측 면은 오목한 형상 및 센서측 면은 볼록한 형상을 가지며, 상기 제3 렌즈의 물체측 면은 상기 제1 내지 제8 렌즈 중에서 최소 유효경 크기를 가지며, 상기 제8 렌즈의 센서 측 면은 상기 제1 내지 제8 렌즈 중에서 최대 유효경 크기를 가지며, 상기 제2 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효경 평균 값은 상기 제3 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효경의 평균 값보다 작고, 상기 제8 렌즈의 센서 측 면은 광축에서 오목하며 임계점을 가지며, 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 상기 센서의 상면까지의 광축 거리는 TTL(Total track length)이고, 상기 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2은 ImgH이며, 수학식: 0.5 < TTL / ImgH < 3을 만족한다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 내지 제8 렌즈 중 제7 렌즈는 물체 측 면에 임계점을 가지며, 상기 제8 렌즈의 물체측 면은 광축에서 유효영역 끝단까지 임계점 없이 제공될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제3 렌즈의 물체측 면의 유효경은 CA_L3S1이며, 상기 제2 렌즈의 센서측 면의 유효경은 CA_L2S2이며, 상기 제3 렌즈의 센서측 면의 유효경은 CA_L3S2이며, 수학식: CA_L3S1 < CA_L2S2 및 CA_L3S1 < CA_L3S2을 만족할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제8 렌즈의 센서 측 면의 중심을 지나는 광축과 직교하는 직선을 기준으로 상기 센서 측면과의 거리가 0.1mm 미만의 영역은 상기 광축에서 유효 반경의 55% 내지 75% 범위까지 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제3 렌즈는 수학식: 0.5 < L3_CT/ L3_ET < 2을 만족할수 있다(L3_CT는 제3 렌즈의 광축에서의 두께이며, L3_ET는 제3 렌즈의 물체측 면과 센서 측 면의 유효 영역 끝단의 두께이다).
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1,2,8 렌즈는 수학식: 1.6 < n2, 1.50 < n1 < 1.6 및 1.50 < n8 < 1.6을 만족할 수 있다 (n1은 제1 렌즈의 굴절률이며, n2는 제2 렌즈의 굴절률이며, n8은 제8 렌즈의 굴절률이다).
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제2 렌즈와 상기 제8 렌즈는 수학식: 2 ≤ AVR_CA_L8 / AVR_CA_L2 ≤ 4을 만족할 수 있다(상기 AVR_CA_L8는 제8 렌즈의 물체측 면과 센서 측 면의 유효경(mm)의 평균 값이며, 상기 AVR_CA_L2는 상기 제2 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효경 평균 값이다).
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제3 렌즈와 상기 제8 렌즈는 수학식: 1 < CA_L8S2 / CA_L3S1 < 5을 만족할 수 있다 (CA_L8S2는 제8 렌즈의 센서측 면의 유효경(mm) 크기이며, 상기 CA_L3S1는 상기 제3 렌즈의 물체측 면의 유효경 평균 값이다).
발명의 실시 예에 의하면, 상기 CA_L8S2는 제1 내지 제8 렌즈의 렌즈 면 중에서 최대 유효경이며, 상기 CA_L3S1은 제1 내지 제8 렌즈의 렌즈 면 중에서 최소 유효경을 가질 수 있다. 상기 제1 및 제6 렌즈의 중심 두께는 수학식: 1 < L1_CT / L6_CT < 5을 만족할 수 있다(L1_CT는 상기 제1 렌즈의 상기 광축에서의 두께이고, L6_CT는 상기 제6 렌즈의 광축에서의 두께이다).
발명의 실시 예에 따른 광학계는 물체 측에 3매 이하의 렌즈를 갖는 제1 렌즈 군; 및 상기 제1 렌즈 군의 센서 측에 5매 이하의 렌즈를 갖는 제2렌즈 군을 포함하며, 상기 제1 렌즈군은 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제2 렌즈군은 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제2 렌즈 군의 렌즈 매수는 상기 제1 렌즈 군의 렌즈 매수보다 2배 미만이며, 상기 제1,2 렌즈 군의 렌즈 면 중에서 상기 제2 렌즈 군에 가장 가까운 렌즈의 물체 면의 유효경 크기는 최소이며, 상기 제1,2 렌즈 군의 렌즈 면 중에서 이미지 센서에 가장 가까운 센서측 면은 유효경 크기가 최대이며, 상기 제1,2 렌즈 군 내에서 평균 유효경 크기가 최소인 렌즈는 제1 렌즈 군의 물체측 렌즈와 센서측 렌즈 사이에 배치되며, 최대인 렌즈는 제2 렌즈 군의 마지막 렌즈이며, 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 이미지 센서의 상면까지의 광축 거리는 TTL(Total track length)이고, 상기 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2은 ImgH이며, 상기 제1 렌즈 군의 물체 측 면에서 상기 제2 렌즈 군의 센서 측 면까지의 최대 광축 거리(mm)는 TD이며, 상기 제1 내지 제8 렌즈의 물체 측 면과 센서 측 면의 유효경 중에서 가장 큰 유효경은 CA_Max이며, 수학식: 0.5 < TTL / ImgH < 3 및 0.5 < TD / CA_max < 1.5을 만족할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 렌즈군 각각의 초점 거리의 절대값은 상기 제2 렌즈군의 초점 거리가 상기 제1 렌즈 군의 초점 거리보다 더 클 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1,2 렌즈 군의 렌즈 면의 최소 및 최대 유효경은 수학식: 1 < CA_max / CA_min < 5을 만족할 수 있다(CA_Max는 상기 제1,2 렌즈 군의 물체측 면과 센서측 면 중 최대 유효경 크기이며, CA_Min은 상기 제1,2 렌즈 군의 물체측 면과 센서측 면 중 최소 유효경 크기이다).
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 제8 렌즈를 포함하며, 임계점을 갖는 제7 렌즈의 센서 측 면의 유효경은 수학식: 0.4 < CA_LinfS1 / WD_Sensor < 0.9을 만족할 수 있다(CA_LinfS1는 임계점을 갖는 제7 렌즈의 물체측 면의 유효경이며, WD_Sensor는 이미지 센서의 대각선 길이이다).
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1,2,6,7 렌즈들은 수학식: 2 < L1_CT / L2_CT < 4 및 0 < L6_CT / L7_CT < 5을 만족할 수 있다. (L1_CT는 제1 렌즈의 중심 두께이고, L2_CT는 제2 렌즈의 중심 두께이며, L6_CT는 제6 렌즈의 중심 두께이며, L7_CT는 제7 렌즈의 중심 두께이다).
발명의 실시 예에 의하면, 상기 이미지 센서에 가장 가까운 렌즈의 센서 측 면의 중심에서 광축과 직교하는 직선을 기준으로 상기 센서 측면과의 거리가 0.1mm 미만의 영역은 상기 광축에서 유효 반경의 55% 내지 75% 범위까지 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈은 광학계; 이미지 센서; 및 상기 이미지 센서와 상기 광학계의 마지막 렌즈 사이에 필터를 포함하며, 상기 광학계는 상기에 개시된 광학계를 포함하고, 수학식: 1 < F / EPD < 5을 만족할 수 있다(F는 상기 광학계의 전체 초점 거리이고, EPD는 상기 광학계의 입사동의 크기(Entrance Pupil Diameter)이다).
실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 광학계는 복수의 렌즈들이 설정된 표면 형상, 굴절력, 두께, 간격으로 이루어짐에 따라 향상된 수차 특성, 해상력 등을 가질 수 있다. 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 향상된 왜곡(distortion) 및 수차 제어 특성을 가질 수 있고, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
실시예에 따른 광학계는 향상된 광학 특성을 가지며 작은 TTL(Total track length)을 가질 수 있어, 상기 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈은 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 2는 도 1의 광학계에서 이미지 센서, n 번째 렌즈 및 n-1번째 렌즈의 관계를 나타낸 설명한 도면이다.
도 3은 도 1의 광학계에서 각 렌즈의 두께 및 인접한 두 렌즈 사이의 간격에 대한 제1 방향(Y)의 거리에 따른 데이터이다.
도 4는 도 1의 광학계에서 각 렌즈면의 비구면 계수에 대한 데이터이다.
도 5는 도 1의 광학계의 회절 MTF(Diffraction MTF)에 대한 그래프이다.
도 6은 도 1의 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 7은 도 2의 광학계의 n, n-1 번째 렌즈에서 물체측 면과 센서 측면에 대한 제1 방향(Y)의 거리에 따른 광축 방향의 높이를 나타낸 그래프이다.
도 8은 제2 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 9는 도 8의 광학계에서 이미지 센서, n 번째 렌즈 및 n-1번째 렌즈의 관계를 나타낸 설명한 도면이다.
도 10은 도 8의 광학계에서 각 렌즈의 두께 및 인접한 두 렌즈 사이의 간격에 대한 제1 방향(Y)의 거리에 따른 데이터이다.
도 11은 도 8의 광학계에서 각 렌즈면의 비구면 계수에 대한 데이터이다.
도 12는 도 8의 광학계의 회절 MTF(Diffraction MTF)에 대한 그래프이다.
도 13은 도 8의 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이다.
도 14는 도 9의 광학계의 n, n-1 번째 렌즈에서 물체측 면과 센서 측면에 대한 제1 방향(Y)의 거리에 따른 광축 방향의 높이를 나타낸 그래프이다.
도 15는 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. 이하에서 렌즈 면의 오목 또는 볼록한 형상은 광축으로 설명하며, 근축 영역도 포함할 수 있다.
도 1 및 도 8과 같이, 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 복수의 렌즈군(G1,G2)을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 복수의 렌즈 군(G1,G2) 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 복수의 렌즈 군(G1,G2) 중 제2 렌즈 군(G2)의 렌즈 매수는 제1 렌즈 군(G1)의 렌즈 매수보다 더 많을 수 있으며, 예컨대 제1 렌즈 군(G1)의 렌즈 매수의 1배 초과 2배 미만일 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 둘 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 제1 렌즈군(G1)의 렌즈보다 많은 매수 예컨대, 1.5배 이상의 많은 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈군(G2)은 7매 이하 또는 6매 이하의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(G2)의 렌즈 매수는 상기 제1 렌즈 군(G1)의 렌즈 매수보다 3매 이상 및 6매 이하의 차이를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈군(G2)은 5매의 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 광학계(1000)는 마지막 렌즈 즉, n번째 렌즈의 물체 측 면이 임계점이 없는 구조로 제공될 수 있다. 여기서, n은 5 내지 10일 수 있으며, 바람직하게 8이다. 상기 마지막 n 번째 렌즈의 물체측 면에 임계점을 제거해 주고, 센서측 면의 Sag 값을 최소화해 줌으로서, n번째 렌즈와 이미지 센서(300) 사이의 간격을 줄여줄 수 있고, n번째 렌즈의 센서 측면과 이미지 센서(300) 간의 거리(즉, BFL)를 줄여줄 수 있다. 이에 따라 슬림한 광학계 및 이를 갖는 카메라 모듈을 제공할 수 있다. 상기 제1,2렌즈 군(G1,G2)의 총 렌즈 매수는 8매 이상이다.
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 거리는 음(-)의 부호를 가지며, 상기 제1 렌즈군(G1)의 초점 거리는 양(+)의 부호를 가질 수 있다. 절대 값으로 나타낼 때, 상기 제2 렌즈군(G2)의 초점 거리는 상기 제1 렌즈군(G1)의 초점 거리보다 더 클 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈군(G2)의 초점 거리(f_G2)의 절대값은 상기 제1 렌즈군(G1)의 초점 거리(f_G1)의 절대값의 1.4배 이상 예컨대, 1.4배 내지 3.5배 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.
광축(OA)에서 상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2)은 설정된 간격을 가질 수 있다. 상기 광축(OA)에서 상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2) 사이의 광축 간격은 광축에서의 이격 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 간격은 상기 제1 렌즈 군(G1)의 마지막 렌즈의 중심 두께 및 상기 제2 렌즈 군(G2)의 첫 번째 렌즈의 중심 두께보다 클 수 있다. 상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2) 사이의 광축 간격은 상기 제1 렌즈 군(G1)의 광축 거리보다 작고 상기 제1 렌즈 군(G1)의 광축 거리의 20% 이상일 수 있으며, 예컨대 상기 제1 렌즈 군(G1)의 광축 거리의 20% 내지 60% 범위 또는 20% 내지 50% 범위일 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 간격은 상기 제2 렌즈 군(G2)의 광축 거리의 20% 이하일 수 있으며, 예컨대 3% 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. 상기 제1,2 렌즈 군(G1,G2) 내에서 평균 유효경 크기가 최소인 렌즈는 제1 렌즈 군(G1)의 물체측 렌즈(101,111)와 센서측 렌즈(103,113) 사이에 배치될 수 있다. 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)를 향해 광축(OA)이 정렬된 제1 렌즈군(G1) 및 제2 렌즈군(G2)을 포함할 수 있다. 상기 광학계(1000)는 10매 이하 또는 9매 이하의 렌즈들을 포함할 수 있다. 상기 제1 렌즈 군(G1)은 물체 측을 통해 입사된 광들이 모이도록 굴절시켜 주며, 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)의 렌즈들 중에서 물체 측에 가장 가까운 렌즈는 양(+)의 굴절력을 갖고, 상기 제2 렌즈 군(G2)의 렌즈들 중에서 센서 측에 가장 가까운 렌즈는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 이러한 광학계(1000)는 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수는 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수와 같거나 많을 수 있다. 상기 제1 렌즈 군(G1)은 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수가 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수보다 많을 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(G2)은 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수가 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수보다 많을 수 있다.
상기 이미지 센서(300)에 가장 인접한 마지막 렌즈의 센서 측면은 Sag 값이 절대 값으로 0.1 mm 미만의 영역은 광축(OA)에서 유효 반경의 55% 이상의 위치 예컨대, 55% 내지 75% 범위까지 포함할 수 있다. 이에 따라 이미지 센서(300)와 마지막 렌즈 간의 간격을 줄여줄 수 있다.
상기 복수의 렌즈들(100,100A) 각각은 유효 영역 및 비유효 영역을 포함할 수 있다. 상기 유효 영역은 상기 렌즈들(100,100A) 각각에 입사된 광이 통과하는 영역일 수 있다. 즉, 상기 유효 영역은 입사된 광이 굴절되어 광학 특성을 구현하는 유효한 영역일 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 유효 영역의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 복수의 렌즈들(100,100A)에서 유효한 광이 입사되지 않는 영역일 수 있다. 즉, 상기 비유효 영역은 상기 광학 특성과 무관한 영역일 수 있다. 또한, 상기 비유효 영역의 단부는 상기 렌즈를 수용하는 배럴(미도시) 등에 고정되는 영역일 수 있다.
상기 광학계(1000)는 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 이미지 센서(300)는 광을 감지하고 전기적 신호로 변환할 수 있다. 상기 이미지 센서(300)는 상기 복수의 렌즈들(100,100A)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)과 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 필터(500)는 상기 복수의 렌즈들(100,100A) 중 센서 측에 가장 가까운 렌즈와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(100,100A)가 8매 렌즈인 경우, 상기 필터(500)는 상기 제8 렌즈(110)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 물체 측에 가장 가까운 렌즈의 물체 측면의 둘레에 위치할 수 있다. 이와 다르게, 상기 복수의 렌즈들(100,100A) 중 선택되는 적어도 하나의 렌즈는 조리개 역할을 수행할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 렌즈 군(G1)의 렌즈들 중 선택되는 하나의 렌즈의 물체 측 면 또는 센서 측 면은 광량을 조절하는 조리개 역할을 수행할 수 있다. 실시 예에 따른 광학계(1000)는 광의 경로를 변경하기 위한 반사 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 반사부재는 제1 렌즈 군(G1)의 입사 광을 렌즈들 방향으로 반사하는 프리즘으로 구현될 수 있다. 이하, 실시 예에 따른 광학계를 상세하게 설명하기로 한다.
<제1실시 예>
도 1은 제1 실시예에 따른 광학계의 구성도이며, 도 2는 도 1의 광학계에서 이미지 센서, n 번째 렌즈 및 n-1번째 렌즈의 관계를 나타낸 설명한 도면이며, 도 3은 도 1의 광학계에서 각 렌즈의 두께 및 인접한 두 렌즈 사이의 간격에 대한 제1 방향(Y)의 거리에 따른 데이터이고, 도 4는 도 1의 광학계에서 각 렌즈면의 비구면 계수에 대한 데이터이며, 도 5는 도 1의 광학계의 회절 MTF(Diffraction MTF)에 대한 그래프이고, 도 6은 도 1의 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이며, 도 7은 도 2의 광학계의 n, n-1 번째 렌즈에서 물체측 면과 센서 측면에 대한 제1 방향(Y)의 거리에 따른 광축 방향의 높이를 나타낸 그래프이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제1실시예에 따른 광학계(1000)는 복수의 렌즈(100)를 포함하며, 상기 복수의 렌즈(100)는 제1 렌즈(101), 제2 렌즈(102), 제3 렌즈(103), 제4 렌즈(104), 제5 렌즈(105), 제6 렌즈(106), 제7 렌즈(107), 및 제8 렌즈(108)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제8 렌즈들(101-108)은 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 정렬될 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 제8 렌즈(108)를 통과하여 이미지 센서(300)에 입사될 수 있다.
상기 제1 렌즈(101)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈(101)는 플라스틱 재질로 제공될 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. 광축(OA)에서 상기 제1 면(S1)은 볼록한 형상일 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 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) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제1,2면(S1,S2)의 비구면 계수는 도 4와 같이 제공되며, L1은 제1 렌즈(101)이며, S1/S2은 L1의 제1 면/제2 면을 나타낸다.
상기 제2 렌즈(102)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)는 음(-)의 굴절력을 가질 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. 광축(OA)에서 상기 제3 면(S3)은 오목한 형상일 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈(102)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 광축(OA)에서 상기 제3 면(S3)은 볼록한 형상일 수 있다. 상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제3,4면(S3,S4)의 비구면 계수는 도 4와 같이 제공되며, L2은 제2 렌즈(102)이며, L2의 S1/S2은 L2의 제1 면/제2 면을 나타낸다.
상기 제3 렌즈(103)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 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. 광축(OA)에서 상기 제5 면(S5)은 볼록한 형상일 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(103)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 광축(OA)에서 상기 제5 면(S5)은 오목한 형상일 수 있다. 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제5,6 면(S5,S6)의 비구면 계수는 도 4와 같이 제공되며, L3은 제3 렌즈(103)이며, L3의 S1/S2은 L3의 제1 면/제2 면을 나타낸다.
상기 제1렌즈 군(G1)은 상기 제1 내지 제3 렌즈(101,102,103)을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 렌즈(101,102,103) 중에서 광축(OA)에서의 두께, 즉 상기 렌즈의 중심 두께는 상기 제3 렌즈(103)가 가장 두꺼울 수 있고, 상기 제2 렌즈(102)가 가장 얇을 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 입사하는 광을 제어할 수 있고, 향상된 수차 특성 및 해상력을 가질 수 있다.
상기 제1 내지 제3 렌즈(101,102,103) 중에서 렌즈의 유효경의 평균 크기(Clear aperture, CA)는 상기 제2 렌즈(102)가 가장 작을 수 있고, 상기 제1 렌즈(101)가 가장 클 수 있다. 자세하게, 상기 제1 내지 제3 렌즈(101,102,103) 중에서 제1 면(S1)의 유효경(H1)의 크기가 가장 클 수 있고, 상기 제2 렌즈(102)의 제4 면(S4)의 유효경(H2) 또는 제3 렌즈(103)의 제5 면(S5)의 유효경 크기는 제6 면(S6)의 유효경 크기보다 작을 수 있고, 상기 제4,5면(S4,S5) 중 어느 하나는 가장 작은 유효경을 가질 수 있다. 또한 상기 제2 렌즈(102)의 유효경 크기는 상기 제1,3 렌즈(101,103)의 유효경 크기 보다 작고, 광학계(1000)의 렌즈 중에서 가장 작을 수 있다. 상기 유효경의 크기는 각 렌즈의 물체측 면의 유효경 크기와 센서측 면의 유효경 크기의 평균 값이다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있고, 입사되는 광을 제어하여 상기 광학계(1000)의 비네팅(vignetting) 특성을 개선할 수 있다.
상기 제2 렌즈(102)의 굴절률은 상기 제1,3 렌즈(101,103) 중 적어도 하나 또는 모두의 굴절률 보다 클 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)의 굴절률은 1.6 초과이며, 상기 제1,3렌즈(101,103)의 굴절률은 1.6 미만일 수 있다. 상기 제3 렌즈(102)는 상기 제1,3 렌즈(101,103) 중 적어도 하나 또는 모두의 아베수보다 작은 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈(102)의 아베수는 상기 제1,3렌즈(101,103)의 아베수보다 20 이상의 차이를 갖고 작을 수 있다. 자세하게, 상기 제1,3 렌즈(101,103)의 아베수는 상기 제2 렌즈(102)의 아베수보다 30 이상 클 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.
절대 값으로 나타낼 때, 상기 제1 내지 제3 렌즈(101,102,103) 중에서 상기 제2 렌즈(102)의 제3 면(S3)의 곡률 반경이 가장 클 수 있으며, 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 곡률 반경이 가장 작을 수 있다. 상기 제1 렌즈 군(G1)에서 곡률 반경이 최대인 렌즈 면과 최소인 렌즈 면 사이의 차이는 100배 이상일 수 있다.
상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)는 음(-)의 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. 광축(OA)에서 상기 제7 면(S7)은 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제7,8 면(S7,S8)의 비구면 계수는 도 4와 같이 제공되며, L4은 제4 렌즈(104)이며, L4의 S1/S2은 L4의 제1 면/제2 면을 나타낸다.
상기 제4 렌즈(104)의 굴절률은 상기 제3 렌즈(103)의 굴절률보다 클 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)는 상기 제3 렌즈(103)보다 작은 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제4 렌즈(104)의 아베수는 상기 제3 렌즈(103)의 아베수보다 약 20 이상 예컨대, 25 이상 작을 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.
상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)는 양(+)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 제9 면(S9)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)는 적어도 하나의 임계점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10) 중 적어도 하나 또는 모두는 임계점을 포함할 수 있다. 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제9,10 면(S9,S10)의 비구면 계수는 도 4와 같이 제공되며, L5은 제5 렌즈(105)이며, L5의 S1/S2은 L5의 제1 면/제2 면을 나타낸다.
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 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(106)은 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 또는 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 양면이 오목 또는 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제6 렌즈(106)는 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제11,12 면(S11,S12)의 비구면 계수는 도 4와 같이 제공되며, L6은 제6 렌즈(106)이며, L6의 S1/S2은 L6의 제1 면/제2 면을 나타낸다.
상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)는 양(+)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 제13 면(S13)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제13 면(S13)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가지거나 상기 제14 면(S14)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다, 즉, 상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 양면이 오목하거나 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 렌즈(107)는 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.
상기 제7 렌즈(107)는 제13 면(S13)와 제14 면(S14)이 모두 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단까지 적어도 하나의 임계점을 가질 수 있다. 상기 제13 면(S13)의 임계점은 광축(OA)을 기준으로 상기 제13 면(S13)의 유효 반경의 45% 이상의 위치 예컨대, 45% 내지 65%의 범위에 위치할 수 있다. 상기 제14 면(S14)의 임계점은 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단 까지의 거리인 상기 제14 면(S14)의 유효 반경의 30% 이상의 위치 예컨대, 30% 내지 43%의 범위에 위치할 수 있다. 상기 제14 면(S14)의 임계점 위치는 상기 제13 면(S13)의 임계점보다 광축(OA)에 더 인접하게 위치할 수 있다. 이에 따라 상기 제14 면(S14)은 상기 제13 면(S13)을 통해 입사된 광들을 확산시켜 줄 수 있다. 상기 제14 면(S14)은 임계점 없이 제공될 수 있다. 상기 임계점은 광축(OA) 및 상기 광축(OA)의 수직인 방향에 대한 기울기 값의 부호가 양(+)에서 음(-)으로 또는 음(-)에서 양(+)으로 변하는 지점으로, 기울기 값이 0인 지점을 의미할 수 있다. 또한 상기 임계점은 렌즈 면을 지나는 접선의 기울기 값이 커지다고 작아지는 지점 또는 작아지다가 커지는 지점일 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)의 임계점의 위치는 상기 광학계(1000)의 광학 특성을 고려하여 상술한 범위를 만족하는 위치에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 임계점의 위치는 상기 광학계(1000)의 색수차, 왜곡 특성, 수차 특성, 해상력 등의 광학 특성 제어를 위해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 렌즈를 통해 상기 이미지 센서(300)로 방출되는 광의 경로를 효과적으로 제어할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서도 향상된 광학 특성을 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 제13,14 면(S13,S14)의 비구면 계수는 도 4와 같이 제공되며, L7은 제7 렌즈(107)이며, L7의 S1/S2은 L7의 제1 면/제2 면을 나타낸다.
상기 제8 렌즈(108)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제8 렌즈(108)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)는 광학계(1000) 중에서 센서 측에 가장 가까운 렌즈 또는 마지막 렌즈일 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)는 물체 측 면으로 정의하는 제15 면(S15) 및 센서 측 면으로 정의하는 제16 면(S16)을 포함할 수 있다. 상기 제15 면(S15)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제8 렌즈(108)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게 상기 제8 렌즈(108)는 상기 제16 면(S16)이 볼록할 수 있으며, 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.
상기 제8 렌즈(108)는 제15 면(S15)은 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단까지 임계점 없이 제공될 수 있다. 상기 제16 면(S16)의 임계점(P1, 도 2)은 광축(OA)에서 유효영역 끝단까지 거리인 상기 제16 면(S16)의 유효 반경의 40% 이상의 거리(dP1, 도 2) 예컨대, 40% 내지 51%의 범위에 위치할 수 있다. 이에 따라 상기 제16 면(S16)은 상기 제15 면(S15)을 통해 입사된 광들을 확산시켜 줄 수 있다. 이와 다르게, 상기 제15 면(S15)은 적어도 하나의 임계점을 가질 수 있다. 상기 제16 면(16)의 중심에서 제1,2 방향(X,Y) 또는 반경 방향으로 연장된 직선을 기준으로, 제16 면(S16)까지의 높이(즉, 광축 높이)가 절대 값으로 0.1mm 미만의 값(Sag 값)을 갖는 영역은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16)의 유효 반경의 55% 이상의 위치까지 예컨대, 55% 내지 75% 범위 또는 65% 내지 75% 범위까지일 수 있다. 이에 따라 상기 제16 면(S16)의 Sag 값을 낮추어 주어, 마지막 렌즈(108)과 이미지 센서(300) 사이의 거리를 줄여주거나, 전체 광학 거리를 줄여줄 수 있다. 여기서, 제16 면(S16)의 임계점(P1)에서 이미지 센서(300)와의 거리가 가장 가깝고, 상기 임계점(P1)에서 유효 영역 끝단 또는 광축(OA)에 인접할수록 상기 이미지 센서(300)와의 거리가 점차 멀어질 수 있다. 상기 임계점의 위치는 상기 광학계(1000)의 광학 특성을 고려하여 배치되는 것이 바람직하다. 자세하게, 상기 임계점의 위치는 상기 광학계(1000)의 색수차, 왜곡 특성, 수차 특성, 해상력 등의 광학 특성 제어를 위해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 렌즈를 통해 상기 이미지 센서(300)로 방출되는 광의 경로를 효과적으로 제어할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서도 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 상기 제15 면(S15) 및 상기 제16 면(S16) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제15 면(S15) 및 상기 제16 면(S16)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제15,16 면(S15,S16)의 비구면 계수는 도 4와 같이 제공되며, L8은 제8 렌즈(108)이며, L8의 S1/S2은 L8의 제1 면/제2 면을 나타낸다.
도 2 및 도 9를 참조하면, 마지막 렌즈인 제8 렌즈(108,118)의 센서 측 제16 면(S16)의 임의의 점을 통과하는 법선(K2)은 광축(OA)과 소정의 각도(θ1)를 가질 수 있다. 상기 제16 면(S16)의 경사 각도(θ1)는 최대 경사 각도가 60도 미만일 수 있다. 도 2 및 도 9에서 r7는 제7 렌즈(107,117)의 제14 면(S14)의 유효 반경이며, r8은 제8 렌즈(108,118)의 제16 면(S16)의 유효 반경이다.
도 7은 도 2의 제7, 제8 렌즈(107,108)에서 물체측 제13 면(S13) 및 제15 면(S15)과 센서 측 제14 면(S14) 및 제16 면(S16)에 대한 제1 방향(Y)의 거리에 따른 광축 방향의 높이(Sag 값)를 나타낸 그래프이며, 도면에서 L7S1은 제13 면이며, L7S2는 제14 면이며, L8S1은 제15 면이며, L8S2는 제16 면을 의미한다. 도 7과 같이, 상기 제16 면(L8S2)은 광축 방향의 높이가 광축에서 3.9 mm의 위치까지 제16 면(L8S2)의 중심(0)에 직교하는 직선을 따라 연장된 형상으로 나타남을 알 수 있으며, 3.9mm 이내에서 임계점이 존재함을 알 수 있다. 도 7의 수평한 축은 중심(0)에서 이미지 센서의 대각 끝단까지의 거리이며, 수직한 축은 높이(mm)를 나타낸다.
도 2 및 도 7을 참조하면, 제8 렌즈(108)의 제16 면(S16)은 광축(OA)에서 곡률 반경이 양(+)의 값을 가지며, 상기 제16 면(S16)의 중심 또는 광축(OA)에 직교하는 기준 제1 직선을 기준으로 상기 제16 면(S16)의 중심에서 상기 제16 면(S16)의 표면을 지나는 제2 직선은 기울기를 가질 수 있으며, 상기 광축(OA)에서 제2 직선의 기울기가 최대 60도 미만일 수 있다. 이에 따라 제16 면(S16)의 광축 또는 근축 영역에서 최소 Sag 값을 가지므로, 슬림한 광학계를 제공할 수 있다.
상기 제2 렌즈 군(G2)은 상기 제4 내지 제8 렌즈(104,105,106,107,108)을 포함할 수 있다. 상기 제4 내지 제8 렌즈(104,105,106,107,108) 중에서 최대 중심 두께를 갖는 렌즈는 제3,4렌즈(103,104) 사이의 중심 간격보다 작을 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(G2)에서 최대 중심 두께를 갖는 렌즈는 제5 렌즈(105)일 수 있으며, 최소 중심 두께를 갖는 렌즈는 제4 렌즈(104)일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 입사하는 광을 제어할 수 있고, 향상된 수차 특성 및 해상력을 가질 수 있다. 상기 제4 내지 제8 렌즈(104,105,106,107,108) 중에서 렌즈의 유효경의 평균 크기(Clear aperture, CA)는 상기 제4 렌즈(104)가 가장 작을 수 있고, 상기 제8 렌즈(108)가 가장 클 수 있다. 자세하게, 상기 제2 렌즈 군(G2)에서 상기 제4 렌즈(104)의 제7 면(S7)의 유효경 크기는 가장 작을 수 있고, 상기 제16 면(S16)의 유효경 크기는 가장 클 수 있다. 상기 제16 면(S16)의 유효경 크기는 상기 제7 면(S7)의 유효경 크기의 2.5 배 이상일 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(G2)에서 굴절률이 1.6 초과된 렌즈 매수는 1.6 미만의 렌즈 매수보다 작을 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(G2)에서 아베수가 50 초과인 렌즈 매수는 50 미만의 렌즈 매수보다 작을 수 있다.
도 2에서, BFL(Back focal length)은 상기 이미지 센서(300)에서 마지막 렌즈까지의 광축 거리이다. 즉, BFL은 이미지 센서(300)과 제8 렌즈(108)의 센서측 제16 면(S16) 사이의 광축 거리이다. L7_CT는 상기 제7 렌즈(107)의 중심 두께 또는 광축 두께이며, L7_ET는 상기 제7 렌즈(107)의 유효 영역의 끝단 또는 에지 두께이다. L8_CT는 상기 제8 렌즈(108)의 중심 두께 또는 광축 두께이며, L8_ET는 상기 제8 렌즈(108)의 유효 영역의 끝단 또는 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. 상기 제8 렌즈(108)의 에지 두께(L8_ET)는 제15 면(S15)의 유효 영역 끝단에서 제16 면(S16)의 유효 영역까지의 광축 방향의 거리이다. D78_CT는 상기 제7 렌즈(107)의 센서측 면의 중심에서 상기 제8 렌즈(108)의 물체측 면의 중심까지의 광축 거리(즉, 중심 간격)이다. 즉, 상기 제7 렌즈(107)의 센서측 면의 중심에서 상기 제8 렌즈(108)의 물체측 면의 중심까지의 광축 거리(D78_CT)는 광축(OA)에서 제14 면(S14)과 제15 면(S15) 사이의 거리이다. D78_ET는 상기 제7 렌즈(107)의 센서측 면의 에지에서 상기 제8 렌즈(108)의 센서측 면의 에지까지의 광축 방향의 거리(즉, 에지 간격)이다. 즉, D78_ET는 상기 제14 면(S14)의 유효 영역 끝단에서 원주 방향으로 연장된 직선과 상기 제15 면(S15)의 유효 영역 끝단 사이의 광축 방향의 거리이다.
이러한 방식으로 제1 내지 제8 렌즈(101-108)의 중심 두께, 에지 두께, 인접한 두 렌즈 사이의 중심 간격 및 에지 간격을 설정할 수 있다. 예를 들면, 도 3과 같이, 인접한 렌즈들 사이의 간격을 제공할 수 있으며, 예를 들면, 광축(OA)을 기준으로 제1 방향(Y)을 따라 소정 거리(예: 0.1mm)마다 이격된 영역에서 제1,2렌즈(101,102) 사이의 제1 간격(D12), 제2,3렌즈(102,103) 사이의 제2 간격(D23), 제3,4렌즈(103,104) 사이의 제3 간격(D34), 제4,5렌즈(104,105) 사이의 제4 간격(D45), 제5,6렌즈(105,106) 사이의 제5 간격(D56), 제6,7렌즈(106,107) 사이의 제6 간격(D67), 및 제7,8렌즈(107,108) 사이의 제7 간격(D78)으로 구해질 수 있다. 도 3 및 도 10의 설명에 있어서, 상기 제1 방향(Y)은 광축(OA)을 중심으로 하는 원주 방향 또는 서로 직교하는 두 방향을 포함할 수 있으며, 상기 제1 방향(Y)의 끝단에서의 인접한 두 렌즈 사이의 간격은 유효 반경이 더 작은 렌즈의 유효 영역의 끝단이 기준일 수 있으며, 상기 유효 반경의 끝단은 끝단±0.2 mm의 오차를 포함할 수 있다.
도 3 및 도 1을 참조하면, 렌즈(L1-L8) 각각에 대해 제1 방향(Y)을 따라 광축(OA)을 기준으로 0.1mm씩 이격된 위치의 두께를 나타낸다. 상기 제1 렌즈(L1)의 두께는 0.3mm 내지 0.8mm 범위로 배치되고, 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단으로 갈수록 점차 작아질 수 있으며, 최대 값과 최소 값의 차이는 2배 미만일 수 있다. 상기 제1 간격(D12)은 제1 방향(Y)을 따라 상기 제1 렌즈(101)와 상기 제2 렌즈(102) 사이의 광축 방향(Z)의 간격일 수 있다. 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 유효 영역의 끝단까지 갈수록 점차 작아질 수 있다. 상기 제1 간격(D12)에서 최대 값은 최소 값의 2 배 이하 예컨대, 1.1 배 내지 2배 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(L2)의 두께는 0.20mm 내지 0.37mm 범위로 배치되고, 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단으로 갈수록 점차 커질 수 있으며, 최대 값과 최소 값의 차이는 2배 미만일 수 있으며, 최소 값이 제2 간격(D23)의 최대 값보다 클 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 간격(D23)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제3 렌즈(103)의 제5 면(S5)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 제2 간격(D23)의 최대 값은 유효 반경의 35%±3% 범위에 위치하며, 최대 값에서 광축(OA) 또는 유효 영역의 끝단을 향해 점차 작아질 수 있다. 광축(OA)에서의 제2 간격(D23)은 끝단에서의 제2 간격(D23)보다 2배 이상 클 수 있다. 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 2배 이상 크고, 상기 제1 간격(D12)의 최소 값은 상기 제2 간격(D23)의 최대 값보다 클 수 있다.
제3 렌즈(L3)의 두께에서 최대 값은 제3 간격(D34)의 최대 값보다 작고 최소 값은 제3 간격(D34)의 최대 값보다 작고 최소 값보다 클 수 있다. 상기 제3 렌즈(L3)의 두께는 예컨대, 0.70mm 내지 0.85mm 범위일 수 있다. 상기 제1 렌즈군(G1)과 상기 제2 렌즈군(G2)은 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 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제3 렌즈(103)의 제6 면(S6)의 유효 영역 끝단을 제1 방향(Y)의 끝점으로 할 때, 상기 제3 간격(D34)은 최대 값이 유효 반경의 31%±3%에 위치하며, 최대 값의 지점에서 광축(OA) 또는 끝점을 향해 점차 작아질 수 있다. 즉, 상기 제3 간격(D34)은 광축(OA)에서 간격이 끝점에서의 간격보다 클 수 있으며, 상기 최대 값은 최소 값은 1.1배 이상 예컨대, 1.1배 내지 2배의 범위일 수 있다. 상기 제3 간격(D34)의 최대 값은 상기 제1 간격(D12)의 최대 값의 3배 이상 예컨대, 3배 내지 7배 범위이며, 최소 값은 상기 제2 간격(D23)의 최대 값보다 1.5배 이상 예컨대, 1.5배 내지 2.5배 범위로 클 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.
제4 렌즈(L4)의 두께에서 최대 값은 제4 간격(D45)의 최대 값보다 크고 최소 값은 제4 간격(D45)의 최대 값보다 클 수 있다. 상기 제4 렌즈(L4)의 두께는 예컨대, 최소 값은 0.25mm 이상이며, 최대 값과 최소 값의 차이는 0.15mm 이하일 수 있다. 상기 제4 간격(D45)은 상기 제4 렌즈(104)와 상기 제5 렌즈(105) 사이의 광축 방향(Z)의 간격일 수 있다. 상기 제4 간격(D45)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제4 렌즈(104)의 제8 면(S8)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 시작점에서 끝점을 향하여 감소되고 다시 증가되는 형태로 변화될 수 있다. 상기 제4 간격(D45)의 최소 값은 광축(OA)에서 66%±3%에 위치하며, 상기 최대 값은 광축(OA) 또는 시작 점, 및 끝점에 위치할 수 있다. 여기서, 상기 제4 간격(D45)은 최대 값과 최소 값의 차이가 0.1mm 이하일 수 있다. 상기 제4 간격(D45)의 최대 값은 상기 제1 간격(D12)의 최대 값보다 1.3배 이상 크고, 최소 값은 상기 제1 간격(D12)의 최대 값보다 1.1배 이상 클 수 있다. 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.
제5 렌즈(L5)의 두께에서 최대 값은 광축(OA)에 위치하며, 제5 간격(D56)의 최대 값보다 작고 최소 값은 제5 간격(D56)의 최대 값보다 작을 수 있으며, 최소 값은 0.5mm 이상이며 최대 값과 최소 값의 차이는 0.2mm 이하일 수 있다. 상기 제5 간격(D56)은 상기 제5 렌즈(105)와 상기 제6 렌즈(106) 사이의 광축 방향(Z)의 간격될 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)의 끝단으로 갈수록 점차 커지는 형태로 변화할 수 있다. 상기 제5 간격(D56)은 최소 값이 상기 광축(OA) 또는 시작점에 위치하며, 최대 값은 에지 또는 끝점에 위치할 수 있다. 상기 제5 간격(D56)의 최대 값은 최소 값의 10배 이상 예컨대, 10배 내지 40배 범위일 수 있으며, 상기 제3 간격(D34)의 최소 값보다 클 수 있으며, 최소 값은 상기 제4 간격(D45)의 최소 값보다 클 수 있다. 이러한 제5 간격(D56)에 의해 광학계의 광학 성능이 개선될 수 있다.
제6 렌즈(L6)의 두께에서 최대 값은 유효 영역의 끝단에 위치하며, 제6 간격(D67)의 최소 값보다 작을 수 있으며, 최소 값은 0.5mm 이상이며 최대 값과 최소 값의 차이는 0.2mm 이하일 수 있다. 상기 제6 간격(D67)은 상기 제6 렌즈(106)와 상기 제7 렌즈(107) 사이의 광축 방향 간격일 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, 상기 제6 간격(D67)의 최소 값은 끝단에 위치하며, 최대 값은 광축(OA)을 기준으로 유효 반경의 51%±3%에 위치하며, 최대 값에서 광축 또는 끝단을 향해 점차 작아질 수 있다. 상기 제6 간격(D67)의 최대 값은 최소 값의 1.1배 이상 예컨대, 1.1배 내지 2배의 범위일 수 있다. 상기 제6 간격(D67)의 최대 값은 상기 제3 간격(D34)의 최대 값보다 크고 최소 값은 제3 간격(D34)의 최대 값보다 작고 최소 값보다 클 수 있다. 상기 제6 간격(D67)에 의해 수차 제어 특성을 개선할 수 있고, 상기 제8 렌즈(108)의 유효경의 크기를 적절하게 제어할 수 있다.
제7 렌즈(L7)의 두께에서 최대 값은 유효 영역의 끝단에 위치하며, 제7 간격(D78)의 최소 값보다 크고 최대 값보다 작을 수 있으며, 최소 값은 0.6mm 이상이며 최대 값과 최소 값의 차이는 0.5mm 이하일 수 있다. 상기 제7 간격(D78)은 상기 제7 렌즈(107)와 상기 제8 렌즈(108) 사이의 광축 방향 간격일 수 있다. 상기 제7 간격(D78)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제7 렌즈(107)의 제14 면(S14)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 제7 간격(D78)의 최대 값은 광축에 위치하며, 최소 값은 광축에서 유효 영역의 끝단까지의 거리의 86%±3%에 위치하고, 상기 최소 값에서 최대 값 및 끝단까지 점차 증가할 수 있다. 상기 제7 간격(D78)의 최대 값은 최소 값의 2배 이상 예컨대, 2배 내지 3배의 범위일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 상기 제7 간격(D78)에 의해 수차 제어 특성을 개선할 수 있고, 상기 제8 렌즈(108)의 유효경의 크기를 적절하게 제어할 수 있다. 또한 상기 광학계(1000)는 상기 제7 렌즈(107) 및 상기 제8 렌즈(108)가 위치에 따라 설정된 제7 간격(D78)으로 이격됨에 따라 화각(FOV)의 주변부의 왜곡 및 수차 특성을 개선할 수 있다.
제8 렌즈(L8)의 두께에서 최대 값은 유효 영역의 끝단에 위치하며, 제7 간격(D78)의 최대 값보다 클 수 있으며, 최소 값은 0.4mm 이상이며 최대 값과 최소 값의 차이는 1.5mm 이상일 수 있다.
상기 제1 렌즈 군(G1) 내에서 중심 두께가 가장 두꺼운 렌즈는 상기 제2 렌즈 군(G2) 내에서 중심 두께가 가장 두꺼운 렌즈보다 두꺼울 수 있다. 상기 제1 내지 제8 렌즈(101-108) 중에서 최대 중심 두께는 최대 중심 간격보다 작을 수 있으며, 예컨대 최대 중심 간격의 1배 미만 또는 0.5배 내지 0.99배 범위일 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 렌즈(101)의 중심 두께는 렌즈들 중에서 최대이며, 상기 제7 렌즈(107)와 상기 제8 렌즈(108) 사이의 중심 간격(D78_CT)은 렌즈들 사이의 간격 중에서 최대이며, 상기 제7 렌즈(107)의 중심 두께는 상기 제7,8 렌즈(107,108) 사이의 중심 간격의 75% 이하 예컨대, 50% 내지 75% 범위일 수 있다.
상기 복수의 렌즈(100) 중에서 가장 큰 유효경 크기를 갖는 제8 렌즈(108)의 제16 면(S16)의 유효경(도 1의 H8) 크기는 제5 면(S5)의 유효경 크기의 2.5배 이상 예컨대, 2.5배 내지 4배의 범위일 수 있다. 상기 복수의 렌즈(100) 중에서 유효경의 평균 크기가 최대인 제8 렌즈(108)은 유효경 평균 크기가 최소인 제2 렌즈(102)의 2.5배 이상 예컨대, 2.5배 내지 4배 또는 2.5배 내지 3.5배의 범위일 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)의 유효경의 크기는 가장 크게 제공되어, 입사되는 광들을 효과적으로 이미지 센서(300)를 향해 굴절시켜 줄 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있고, 입사되는 광을 제어하여 상기 광학계(1000)의 비네팅(vignetting) 특성을 개선할 수 있다.
상기 제6 렌즈(106)의 굴절률은 상기 제7,8 렌즈(107,108)보다 굴절률이 클 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)의 굴절률은 1.6 초과이며, 상기 제7,8렌즈(107,108)의 굴절률은 1.6 미만일 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)는 상기 제7,8 렌즈(107,108)의 아베수보다 작은 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제6 렌즈(106)의 아베수는 상기 제7,8 렌즈(107,108)의 아베수와 20 이상의 차이를 갖고 작을 수 있다. 자세하게, 상기 제7,8 렌즈(107,108)의 아베수는 상기 제6 렌즈(106)의 아베수보다 30 이상 클 수 있으며, 예컨대 50 이상일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.
상기 렌즈들(101-108) 중에서 최대 중심 두께는 최소 중심 두께의 2.5배 이상 예컨대, 2.5배 내지 5배의 범위일 수 있다. 최대 중심 두께를 갖는 제3 렌즈(103)는 최소 중심 두께를 갖는 제2 렌즈(102)보다 2.5배 이상 예컨대, 2.5배 내지 4배의 범위일 수 있다. 상기 복수의 렌즈(100) 중에서 중심 두께가 0.5mm 미만인 렌즈 매수는 0.5mm 이상의 렌즈 매수와 같을 수 있다. 이에 따라 광학계(1000)를 슬림한 두께를 갖는 구조로 제공할 수 있다. 상기 복수의 렌즈 면(S1-S16) 중에서 유효 반경이 2mm 미만의 면수는 2mm 이상의 면수와 같거나 많을 수 있다. 곡률 반경을 절대 값으로 설명하면, 상기 복수의 렌즈(100) 중에서 제2 렌즈(102)의 제3 면(S3)의 곡률 반경은 광축(OA)에서 렌즈 면들 중 가장 클 수 있고, 제8 렌즈(108)의 제15 면(S15)의 곡률 반경은 광축(OA)에서 렌즈 면들 중 가장 작을 수 있다. 초점 거리를 절대 값으로 설명하면, 상기 복수의 렌즈(100) 중에서 제6 렌즈(106)의 초점 거리는 렌즈들 중에서 가장 클 수 있고, 제8 렌즈(108)의 초점 거리는 가장 작을 수 있으며, 최대 초점 거리는 최소 초점 거리의 100배 이상일 수 있다.
표 1은 도 1의 광학계의 렌즈 데이터의 예이다.
렌즈 면 곡률반경(mm) 두께(mm)/
간격(mm)		 굴절률 아베수 유효경(mm)
제1렌즈 제1 면 3.228 0.689 1.534 55.700 3.300
제2 면 8.075 0.162 3.057
제2렌즈 제3 면 -9,072.478 0.220 1.668 18.363 2.985
제4 면 16.051 0.068 2.857
제3렌즈 제5 면
(Stop)		 12.573 0.817 1.534 55.700 2.854
제6 면 -29.696 0.729 3.126
제4렌즈 제7 면 -147.280 0.251 1.690 17.000 3.386
제8 면 32.380 0.232 3.657
제5렌즈 제9 면 -26.623 0.668 1.559 40.794 3.786
제10 면 -8.262 0.025 4.200
제6렌즈 제11 면 23.814 0.291 1.624 22.480 5.089
제12 면 23.748 0.906 5.819
제7렌즈 제13 면 5.801 0.625 1.534 55.700 6.347
제14 면 27.036 1.630 7.591
제8렌즈 제15 면 -3.005 0.476 1.534 55.700 8.503
제16 면 19.238 0.181 11.154
필터 Infinity 0.110 14.548
Infinity 0.713 14.658
이미지 센서 Infinity 16.005
표 1은 도 1의 제1 내지 제8 렌즈들(101-108)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.제1 실시예의 광학계에서 복수의 렌즈(100)의 굴절률 합은 10 이상 예컨대, 10 내지 15 범위이며, 아베 합은 300 이상 예컨대, 300 내지 350 범위이며, 전체 렌즈의 중심 두께 합은 4.5mm 이하 예컨대, 3.5mm 내지 4.5mm 범위이며, 광축에서의 상기 제1 내지 제7 간격(D12,D23,D34,D45,D56,D67,D78)의 합은 5mm 이하이고 상기 렌즈의 중심 두께 합보다 작고, 3.4mm 내지 4.5mm 범위일 수 있다. 또한 복수의 렌즈(100)의 각 렌즈 면의 유효 경의 평균 값은 4mm 이상 예컨대, 4mm 내지 6mm 범위이며, 각 렌즈들의 중심 두께의 평균은 0.6mm 이하 예컨대, 0.4mm 내지 0.6mm 범위일 수 있다.
도 4와 같이, 제1 실시예에 복수의 렌즈들(100) 중 적어도 하나의 렌즈면은 30차 비구면 계수를 가진 비구면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제8 렌즈(101,102,103,104,105,106,107,108)는 30차 비구면 계수를 가지는 렌즈면을 포함할 수 있다. 상기와 같이 30차 비구면 계수를 가진 비구면은(“0”이 아닌 수치) 주변부의 비구면 형상을 특히 크게 변화시킬 수 있기 때문에 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 양호하게 보정할 수 있다.
도 5는 제1 실시예에 따른 광학계(1000)의 회절(Diffraction) MTF 특성에 대한 그래프이고, 또한, 도 6은 수차 특성에 대한 그래프이다. 도 6의 수차 그래프에서 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 도 6에서 X축은 초점 거리(mm) 및 왜곡도(%)를 나타낼 수 있고, Y축은 이미지의 높이(height)를 의미할 수 있다. 또한, 구면 수차에 대한 그래프는 약 470nm, 약 510nm, 약 555nm, 약 610nm, 약 650nm 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 8.000 mm 범위까지 약 0.800mm 단위로 F1:Diff. Limit 및 F1:(RIH)0.000 mm부터 F11:T(RIH) 8.000 mm 및 F11:R(RIH) 8.000 mm까지 측정한 것이다. 회절 MTF 그래프에서 T는 원심원상(tangential)의 밀리미터당 공간주파수의 MTF 변화를 나타내며, R은 방사원상의 밀리미터당 공간주파수의 MTF 변화를 나타낸다. 여기서, MTF(Modulation Transfer Function)는 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.
<제2실시 예>
도 8은 제2 실시예에 따른 광학계의 구성도이며, 도 9는 도 8의 광학계에서 이미지 센서, n, n-1번째 렌즈의 관계를 나타낸 설명한 도면이며, 도 10은 도 8의 광학계에서 각 렌즈의 두께 및 인접한 두 렌즈 사이의 간격에 대한 제1 방향에 따른 데이터이고, 도 11은 도 8의 광학계에서 각 렌즈면의 비구면 계수에 대한 데이터이며, 도 12는 도 8의 광학계의 회절 MTF(Diffraction MTF)에 대한 그래프이고, 도 13은 도 8의 광학계의 수차 특성을 도시한 그래프이며, 도 13은 도 9의 광학계의 n, n-1 번째 렌즈에서 물체측 면과 센서 측면에 대한 제1 방향(Y)의 거리에 따른 광축 방향의 높이를 나타낸 그래프이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 제2실시예에 따른 광학계(1000)는 복수의 렌즈(100A)를 포함하며, 상기 복수의 렌즈(100A)는 제1 렌즈(111) 내지 제8 렌즈(118)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제8 렌즈들(111-118)은 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
상기 제1 렌즈(111)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(111)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈(111)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제1 렌즈(111)의 광축(OA)에서 제1 면(S1)은 볼록한 형상일 수 있고, 제2 면(S2)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈(111)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2) 중 적어도 하나 또는 모두는 비구면일 수 있다. 상기 제1,2면(S1,S2)의 비구면 계수는 도 11과 같이 제공되며, L1은 제1 렌즈(111)이며, S1/S2은 L1의 제1 면/제2 면을 나타낸다.
상기 제2 렌즈(112)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(112)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(112)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈(112)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제2 렌즈(112)의 광축(OA)에서 제3 면(S3)은 볼록한 형상일 수 있고, 제4 면(S4)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈(112)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4) 중 적어도 하나 또는 모두는 비구면일 수 있다. 상기 제3,4면(S3,S4)의 비구면 계수는 도 11과 같이 제공되며, L2은 제2 렌즈(112)이며, L2의 S1/S2은 L2의 제1 면/제2 면을 나타낸다.
상기 제3 렌즈(113)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(113)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 렌즈(113)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제3 렌즈(113)의 광축(OA)에서 제5 면(S5)은 볼록한 형상일 수 있고, 제6 면(S6)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(113)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 광축(OA)에서 상기 제5 면(S5)은 오목한 형상일 수 있다. 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6) 중 적어도 하나 또는 모두는 비구면일 수 있다. 상기 제5,6 면(S5,S6)의 비구면 계수는 도 11과 같이 제공되며, L3은 제3 렌즈(113)이며, L3의 S1/S2은 L3의 제1 면/제2 면을 나타낸다.
상기 제1렌즈 군(G1)은 상기 제1 내지 제3 렌즈(111,112,113)을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 렌즈(111,112,113) 중에서 광축(OA)에서의 두께, 즉 상기 렌즈의 중심 두께는 상기 제1 렌즈(111)가 가장 두꺼울 수 있고, 상기 제2 렌즈(112)가 가장 얇을 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 입사하는 광을 제어할 수 있고, 향상된 수차 특성 및 해상력을 가질 수 있다. 상기 제1 내지 제3 렌즈(111,112,113) 중에서 렌즈의 유효경의 평균 크기(Clear aperture, CA)는 상기 제2 렌즈(112)가 가장 작을 수 있고, 상기 제1 렌즈(111)가 가장 클 수 있다. 자세하게, 상기 제1 내지 제3 렌즈(111,112,113) 중에서 제1 면(S1)의 유효경(H1)의 크기가 가장 클 수 있고, 상기 제2 렌즈(112)의 제4 면(S4)의 유효경(H2) 또는 제3 렌즈(113)의 제5 면(S5)의 유효경 크기는 제6 면(S6)의 유효경 크기보다 작을 수 있고, 상기 제4,5면(S4,S5) 중 어느 하나는 가장 작은 유효경을 가질 수 있다. 또한 상기 제2 렌즈(112)의 유효경 크기는 상기 제1,3 렌즈(111,113)의 유효경 크기 보다 작고, 광학계(1000)의 렌즈 중에서 가장 작을 수 있다. 상기 유효경의 크기는 각 렌즈의 물체측 면의 유효경 크기와 센서측 면의 유효경 크기의 평균 값이다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있고, 입사되는 광을 제어하여 상기 광학계(1000)의 비네팅(vignetting) 특성을 개선할 수 있다.
상기 제2 렌즈(112)의 굴절률은 상기 제1,3 렌즈(111,113) 중 적어도 하나 또는 모두의 굴절률 보다 클 수 있다. 상기 제2 렌즈(112)의 굴절률은 1.6 초과이며, 상기 제1,3렌즈(111,113)의 굴절률은 1.6 미만일 수 있다. 상기 제3 렌즈(112)는 상기 제1,3 렌즈(111,113) 중 적어도 하나 또는 모두의 아베수보다 작은 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈(112)의 아베수는 상기 제1,3렌즈(111,113)의 아베수보다 20 이상의 차이를 갖고 작을 수 있다. 자세하게, 상기 제1,3 렌즈(111,113)의 아베수는 상기 제2 렌즈(112)의 아베수보다 30 이상 클 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.
절대 값으로 나타낼 때, 상기 제1 내지 제3 렌즈(111,112,113) 중에서 상기 제2 렌즈(112)의 제3 면(S3)의 곡률 반경이 가장 클 수 있으며, 상기 제1 렌즈(111)의 제1 면(S1)의 곡률 반경이 가장 작을 수 있다. 상기 제1 렌즈 군(G1)에서 곡률 반경이 최대인 렌즈 면과 최소인 렌즈 면 사이의 차이는 100배 이상일 수 있다.
상기 제4 렌즈(114)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(114)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(114)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제4 렌즈(114)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제4 렌즈(114)의 광축(OA)에서 제7 면(S7)은 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(114)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(114)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(114)는 광축(OA)에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(114)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8) 중 적어도 하나 또는 모두는 비구면일 수 있다. 상기 제7,8 면(S7,S8)의 비구면 계수는 도 11과 같이 제공되며, L4은 제4 렌즈(114)이며, L4의 S1/S2은 L4의 제1 면/제2 면을 나타낸다. 상기 제4 렌즈(114)의 굴절률은 상기 제2 렌즈(112)의 굴절률보다 작을 수 있다. 상기 제4 렌즈(114)는 상기 제3 렌즈(113)보다 작은 아베수를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.
상기 제5 렌즈(115)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(115)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(115)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 렌즈(115)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제5 렌즈(115)의 광축(OA)에서 제9 면(S9)은 오목한 형상을 가질 수 있고, 제10 면(S10)은 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제5 렌즈(115)는 광축(OA)에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(115)는 적어도 하나의 임계점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10) 중 적어도 하나 또는 모두는 임계점을 포함할 수 있다. 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10) 중 적어도 하나 또는 모두는 비구면일 수 있다. 상기 제9,10 면(S9,S10)의 비구면 계수는 도 11과 같이 제공되며, L5은 제5 렌즈(115)이며, L5의 S1/S2은 L5의 제1 면/제2 면을 나타낸다.
상기 제6 렌즈(116)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(116)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(116)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제6 렌즈(116)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제6 렌즈(116)의 광축(OA)에서 제11 면(S11)은 볼록한 형상을 가질 수 있고, 제12 면(S12)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(116)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 또는 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(116)는 광축(OA)에서 양면이 오목 또는 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제6 렌즈(116)는 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12) 중 적어도 하나 또는 모두는 비구면일 수 있다. 상기 제11,12 면(S11,S12)의 비구면 계수는 도 11과 같이 제공되며, L6은 제6 렌즈(116)이며, L6의 S1/S2은 L6의 제1 면/제2 면을 나타낸다.
상기 제7 렌즈(117)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(117)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(117)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제7 렌즈(117)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제7 렌즈(117)의 광축(OA)에서 제13 면(S13)은 볼록한 형상을 가질 수 있고, 제14 면(S14)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제7 렌즈(117)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제13 면(S13)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가지거나 상기 제14 면(S14)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다, 즉, 상기 제7 렌즈(117)는 광축(OA)에서 양면이 오목하거나 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 렌즈(117)는 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.
상기 제7 렌즈(117)는 제13 면(S13) 또는 제14 면(S14)이 모두 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단까지 적어도 하나의 임계점을 가질 수 있다. 상기 제13 면(S13)의 임계점은 광축(OA)을 기준으로 상기 제13 면(S13)의 유효 반경의 30% 이상의 위치 예컨대, 30% 내지 45%의 범위에 위치할 수 있다. 상기 제14 면(S14)은 임계점을 갖거나 없을 수 있다. 상기 제7 렌즈(117)의 임계점의 위치는 상기 광학계(1000)의 광학 특성을 고려하여 상술한 범위를 만족하는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 자세하게, 상기 임계점의 위치는 상기 광학계(1000)의 색수차, 왜곡 특성, 수차 특성, 해상력 등의 광학 특성 제어를 위해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 렌즈를 통해 상기 이미지 센서(300)로 방출되는 광의 경로를 효과적으로 제어할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서도 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 상기 제13 면(S13) 및 상기 제14 면(S14) 중 적어도 하나 또는 모두는 비구면일 수 있다. 상기 제13,14 면(S13,S14)의 비구면 계수는 도 11과 같이 제공되며, L7은 제7 렌즈(117)이며, L7의 S1/S2은 L7의 제1 면/제2 면을 나타낸다.
상기 제8 렌즈(118)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(118)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제8 렌즈(118)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제8 렌즈(118)는 광학계(1000) 중에서 센서 측에 가장 가까운 렌즈 또는 마지막 렌즈일 수 있다.
상기 제8 렌즈(118)의 광축(OA)에서 제15 면(S15)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제8 렌즈(118)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게 상기 제8 렌즈(118)는 상기 제16 면(S16)이 볼록할 수 있으며, 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(118)는 제15 면(S15)은 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단까지 임계점 없이 제공될 수 있다. 상기 제16 면(S16)의 임계점(P2, 도 9)은 광축(OA)에서 유효영역 끝단까지 거리인 상기 제16 면(S16)의 유효 반경의 25% 이상의 거리(dP2, 도 9) 예컨대, 25% 내지 45%의 범위에 위치할 수 있다. 이에 따라 상기 제16 면(S16)은 상기 제15 면(S15)을 통해 입사된 광들을 확산시켜 줄 수 있다. 이와 다르게, 상기 제15 면(S15)은 적어도 하나의 임계점을 가질 수 있다.
상기 제8 렌즈(118)의 상기 제16 면(16)의 중심에서 제1,2 방향(X,Y) 또는 반경 방향으로 연장된 직선을 기준으로, 제16 면(S16)까지의 높이(즉, 광축 높이)가 절대 값으로 0.1mm 미만의 값(Sag 값)을 갖는 영역은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16)의 유효 반경의 50% 이상의 위치까지 예컨대, 50% 내지 70% 범위 또는 55% 내지 65% 범위까지일 수 있다. 이에 따라 상기 제16 면(S16)의 Sag 값을 낮추어 주어, 마지막 렌즈(118)와 이미지 센서(300) 사이의 거리를 줄여주거나, 전체 광학 거리를 줄여줄 수 있다. 상기 제8 렌즈(118)의 제16 면(S16)의 임계점(P2)에서 이미지 센서(300)와의 거리가 가장 가깝고, 상기 임계점(P2)에서 유효 영역 끝단 또는 광축(OA)에 인접할수록 상기 이미지 센서(300)와의 거리가 점차 멀어질 수 있다. 상기 임계점의 위치는 상기 광학계(1000)의 광학 특성을 고려하여 배치되는 것이 바람직하다. 자세하게, 상기 임계점의 위치는 상기 광학계(1000)의 색수차, 왜곡 특성, 수차 특성, 해상력 등의 광학 특성 제어를 위해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 렌즈를 통해 상기 이미지 센서(300)로 방출되는 광의 경로를 효과적으로 제어할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서도 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 상기 제15 면(S15) 및 상기 제16 면(S16) 중 적어도 하나 또는 모두는 비구면일 수 있다. 상기 제15,16 면(S15,S16)의 비구면 계수는 도 11과 같이 제공되며, L8은 제8 렌즈(118)이며, L8의 S1/S2은 L8의 제1 면/제2 면을 나타낸다.
도 14는 도 9의 제7, 제8 렌즈(117,118)에서 물체측 제13 면(S13) 및 제15 면(S15)과 센서 측 제14 면(S14) 및 제16 면(S16)에 대한 제1 방향(Y)의 거리에 따른 광축 방향의 높이(Sag 값)를 나타낸 그래프이며, 도면에서 L7S1은 제13 면이며, L7S2는 제14 면이며, L8S1은 제15 면이며, L8S2는 제16 면을 의미한다. 도 14와 같이, 상기 제16 면(L8S2)은 광축 방향의 높이가 광축에서 3 mm의 위치까지 제16 면(L8S2)의 중심(0)에 직교하는 직선을 따라 연장된 형상으로 나타남을 알 수 있으며, 3mm 이내에서 임계점이 존재함을 알 수 있다. 도 14의 수평한 축은 중심(0)에서 이미지 센서의 대각 끝단까지의 거리이며, 수직한 축은 높이(mm)를 나타낸다.
도 9 및 도 14를 참조하면, 제8 렌즈(118)의 제16 면(S16)은 광축(OA)에서 곡률 반경이 양(+)의 값을 가지며, 상기 제16 면(S16)의 중심 또는 광축(OA)에 직교하는 기준 제1 직선을 기준으로 상기 제16 면(S16)의 중심에서 상기 제16 면(S16)의 표면을 지나는 제2 직선(즉, 접선)은 기울기를 가질 수 있으며, 상기 광축(OA)에서 제2 직선의 기울기가 최대 60도 미만일 수 있다. 이에 따라 제16 면(S16)의 광축 또는 근축 영역에서 최소 Sag 값을 가지므로, 슬림한 광학계를 제공할 수 있다.
상기 제2 렌즈 군(G2)은 상기 제4 내지 제8 렌즈(114,115,116,117,118)을 포함할 수 있다. 상기 제4 내지 제8 렌즈(114,115,116,117,118) 중에서 최대 중심 두께를 갖는 렌즈는 제3,4렌즈(113,114) 사이의 중심 간격보다 클 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(G2)에서 최대 중심 두께를 갖는 렌즈는 제7 렌즈(117)일 수 있으며, 최소 중심 두께를 갖는 렌즈는 제5 렌즈(115)일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 입사하는 광을 제어할 수 있고, 향상된 수차 특성 및 해상력을 가질 수 있다. 상기 제4 내지 제8 렌즈(114,115,116,117,118) 중에서 렌즈의 유효경의 평균 크기(Clear aperture, CA)는 상기 제4 렌즈(114)가 가장 작을 수 있고, 상기 제8 렌즈(118)가 가장 클 수 있다. 자세하게, 상기 제2 렌즈 군(G2)에서 상기 제4 렌즈(114)의 제7 면(S7)의 유효경 크기는 가장 작을 수 있고, 상기 제16 면(S16)의 유효경 크기는 가장 클 수 있다. 상기 제16 면(S16)의 유효경 크기는 상기 제7 면(S7)의 유효경 크기의 2.5 배 이상일 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(G2)에서 굴절률이 1.6 초과된 렌즈 매수는 1.6 미만의 렌즈 매수보다 작을 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(G2)에서 아베수가 50 초과인 렌즈 매수는 50 미만의 렌즈 매수보다 작을 수 있다.
도 9에서, BFL(Back focal length)은 상기 이미지 센서(300)에서 마지막 렌즈까지의 광축 거리이다. 즉, BFL은 이미지 센서(300)과 제8 렌즈(118)의 센서측 제16 면(S16) 사이의 광축 거리이다. L7_CT는 상기 제7 렌즈(117)의 중심 두께 또는 광축 두께이며, L8_CT는 상기 제8 렌즈(118)의 중심 두께 또는 광축 두께이다. D78_CT는 상기 제7 렌즈(117)의 센서측 면의 중심에서 상기 제8 렌즈(118)의 물체측 면의 중심까지의 광축 거리(즉, 중심 간격)이다. 즉, 상기 제7 렌즈(117)의 센서측 면의 중심에서 상기 제8 렌즈(118)의 물체측 면의 중심까지의 광축 거리(D78_CT)는 광축(OA)에서 제14 면(S14)과 제15 면(S15) 사이의 거리이다. 이러한 방식으로 제1 내지 제8 렌즈(111-118)의 중심 두께, 에지 두께, 인접한 두 렌즈 사이의 중심 간격 및 에지 간격을 설정할 수 있다. 예를 들면, 도 3과 같이, 인접한 렌즈들 사이의 간격을 제공할 수 있으며, 예를 들면, 광축(OA)을 기준으로 제1 방향(Y)을 따라 소정 거리(예: 0.1mm)마다 이격된 영역에서 제1 간격(D12)에서 제7 간격(D78)까지 구해질 수 있다.
도 10 및 도 8을 참조하면, 렌즈(L1-L8) 각각에 대해 제1 방향(Y)을 따라 광축(OA)을 기준으로 0.1mm씩 이격된 위치의 두께를 나타낸다. 상기 제1 렌즈(L1)의 두께는 0.3mm 내지 0.8mm 범위로 배치되고, 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단으로 갈수록 점차 작아질 수 있으며, 최대 값과 최소 값의 차이는 2배 미만일 수 있다. 상기 제1 간격(D12)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제2 렌즈(112)의 제3 면(S3)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 끝점에서 최대이고, 광축(OA)에서 유효 반경의 68%±3%의 위치가 최소이며, 최소 값에서 광축 또는 유효 영역의 끝단을 향해 점차 커질 수 있다. 상기 제1 간격(D12)에서 최대 값은 최소 값의 2 배 미만 예컨대, 1.1 배 내지 2배 범위일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 입사되는 광을 효과적으로 제어할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 렌즈(111) 및 상기 제2 렌즈(112)가 위치에 따라 설정된 제1 간격(D12)으로 이격됨에 따라, 상기 제1 및 제2 렌즈(111, 112)를 통해 입사된 광이 다른 렌즈로 진행될 수 있고 양호한 광학 성능을 유지할 수 있다.
상기 제2 렌즈(L2)의 두께는 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단으로 갈수록 점차 커질 수 있으며, 최소 0.20mm 이상이며, 최소 및 최대 값의 차이는 0.3mm 이하이거나 2배 미만일 수 있으며, 최소 값이 제2 간격(D23)의 최대 값보다 클 수 있다. 상기 제2 간격(D23)은 상기 제2 렌즈(112)와 상기 제3 렌즈(113) 사이의 광축 방향(Z) 간격일 수 있다. 상기 제2 간격(D23)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제3 렌즈(113)의 제5 면(S5)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 제2 간격(D23)의 최대 값은 유효 반경의 40%±3% 범위에 위치하며, 최대 값에서 광축(OA) 또는 유효 영역의 끝단을 향해 점차 작아질 수 있다. 광축(OA)에서의 제2 간격(D23)은 끝단에서의 제2 간격(D23)보다 2배 이상 클 수 있다. 상기 제2 렌즈(112) 및 상기 제3 렌즈(113)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 2배 이상 크고, 상기 제1 간격(D12)의 최소 값은 상기 제2 간격(D23)의 최대 값보다 클 수 있다.
제3 렌즈(L3)의 두께에서 최대 값은 제3 간격(D34)의 최대 값보다 작고 최소 값은 제3 간격(D34)의 최대 값보다 작고 최소 값보다 클 수 있다. 상기 제3 렌즈(L3)의 두께는 예컨대, 최소 0.3mm 이상이고 최소와 최대 값의 차이는 0.2mm 이하일 수 있다. 상기 제1 렌즈군(G1)과 상기 제2 렌즈군(G2)은 제3 간격(D34)으로 이격될 수 있다. 상기 제3 간격(D34)은 상기 제3 렌즈(113)와 상기 제4 렌즈(114) 사이의 광축 방향(Z)의 간격일 수 있다. 상기 제3 간격(D34)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제3 렌즈(113)의 제6 면(S6)의 유효 영역 끝단을 제1 방향(Y)의 끝점으로 할 때, 상기 제3 간격(D34)은 최대 값이 유효 반경의 88%±3%에 위치하며, 최대 값의 지점에서 광축(OA) 또는 끝점을 향해 점차 작아질 수 있다. 즉, 상기 제3 간격(D34)은 광축(OA)에서 간격이 끝점에서의 간격보다 클 수 있으며, 상기 최대 값은 최소 값은 1.1배 이상 예컨대, 1.1배 내지 2배의 범위일 수 있다. 상기 제3 간격(D34)의 최대 값은 상기 제1 간격(D12)의 최대 값의 1.1배 이상 예컨대, 1.1배 내지 2배 범위이며, 최소 값은 상기 제2 간격(D23)의 최대 값보다 1.5배 이상 예컨대, 1.5배 내지 3배 범위로 클 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제3 렌즈(113) 및 상기 제4 렌즈(114)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.
제4 렌즈(L4)의 두께에서 최대 값은 제4 간격(D45)의 최대 값보다 작고 최소 값은 제4 간격(D45)의 최소 값보다 작을 수 있다. 상기 제4 렌즈(L4)의 두께는 예컨대, 최소 값은 0.25mm 이상이며, 최대 값과 최소 값의 차이는 0.15mm 이하일 수 있다. 상기 제4 간격(D45)은 상기 제4 렌즈(114)와 상기 제5 렌즈(115) 사이의 광축 방향(Z)의 간격일 수 있다. 상기 제4 간격(D45)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제4 렌즈(114)의 제8 면(S8)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 시작점에서 끝점을 향하는 제1 방향(Y)으로 감소되는 형태로 변화될 수 있다. 상기 제4 간격(D45)의 최소 값은 끝점에 위치하며, 상기 최대 값은 광축(OA) 또는 시작 점에 위치할 수 있다. 여기서, 상기 제4 간격(D45)은 최대 값과 최소 값의 차이가 0.15mm 이하일 수 있다. 상기 제4 간격(D45)의 최대 값은 상기 제1 간격(D12)의 최대 값보다 1.1배 이상 크고, 최소 값은 상기 제1 간격(D12)의 최대 값보다 작을 수 있다. 상기 제4 렌즈(114) 및 상기 제5 렌즈(115)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.
제5 렌즈(L5)의 두께에서 최대 값은 유효 영역의 끝단에 위치하며, 제5 간격(D56)의 최대 값보다 크고 최소 값은 제5 간격(D56)의 최대 값보다 작을 수 있으며, 최소 값은 0.3mm 이상이며 최대 값과 최소 값의 차이는 0.3mm 이하일 수 있다. 상기 제5 간격(D56)은 상기 제5 렌즈(115)와 상기 제6 렌즈(116) 사이의 광축 방향(Z)의 간격될 수 있다. 상기 제5 간격(D56)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제5 렌즈(115)의 제10 면(S10)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)에서 수직인 제1 방향(Y)의 끝단으로 갈수록 점차 커지는 형태로 변화할 수 있다. 상기 제5 간격(D56)은 최소 값이 상기 광축(OA) 또는 시작점에 위치하며, 최대 값은 에지 또는 끝점에 위치할 수 있다. 상기 제5 간격(D56)의 최대 값은 최소 값의 5배 이상 예컨대, 5배 내지 20배 범위일 수 있으며, 상기 제3 간격(D34)의 최소 값보다 클 수 있으며, 최소 값은 상기 제4 간격(D45)의 최소 값보다 작을 수 있다. 이러한 제5 간격(D56)에 의해 광학계의 광학 성능이 개선될 수 있다.
제6 렌즈(L6)의 두께에서 최대 값은 유효 영역의 끝단에 위치하며, 제6 간격(D67)의 최소 값보다 클 수 있으며, 최소 값은 0.3mm 이상이며 최대 값과 최소 값의 차이는 0.5mm 이상일 수 있다. 상기 제6 간격(D67)은 상기 제6 렌즈(116)와 상기 제7 렌즈(117) 사이의 광축 방향 간격일 수 있다. 상기 제6 간격(D67)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제6 렌즈(116)의 제12 면(S12)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 제6 간격(D67)의 최대 값은 끝단에 위치하며, 최소 값은 광축(OA)을 기준으로 유효 반경의 44%±3%에 위치하며, 최소 값에서 광축 또는 끝단을 향해 점차 커질 수 있다. 상기 제6 간격(D67)의 최대 값은 최소 값의 1.5배 이상 예컨대, 1.5배 내지 4배의 범위일 수 있다. 상기 제6 간격(D67)의 최대 값은 상기 제3 간격(D34)의 최대 값보다 작고 최소 값은 제3 간격(D34)의 최소 값보다 작을 수 있다. 상기 제6 간격(D67)에 의해 수차 제어 특성을 개선할 수 있고, 상기 제8 렌즈(118)의 유효경의 크기를 적절하게 제어할 수 있다.
제7 렌즈(L7)의 두께에서 최대 값은 유효 영역의 끝단에 위치하며, 제7 간격(D78)의 최대 값보다 클 수 있으며, 최소 값은 0.6mm 이상이며 최대 값과 최소 값의 차이는 0.5mm 이상일 수 있다. 상기 제7 간격(D78)은 상기 제7 렌즈(117)와 상기 제8 렌즈(118) 사이의 광축 방향 간격일 수 있다. 상기 제7 간격(D78)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제7 렌즈(117)의 제14 면(S14)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 제7 간격(D78)의 최대 값은 광축에 위치하며, 최소 값은 광축에서 유효 영역의 끝단까지의 거리의 75%±3%에 위치하고, 상기 최소 값에서 최대 값 및 끝단까지 점차 증가할 수 있다. 상기 제7 간격(D78)의 최대 값은 최소 값의 2배 이상 예컨대, 2배 내지 5배의 범위일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 상기 제7 간격(D78)에 의해 수차 제어 특성을 개선할 수 있고, 상기 제8 렌즈(118)의 유효경의 크기를 적절하게 제어할 수 있다. 또한 상기 광학계(1000)는 상기 제7 렌즈(117) 및 상기 제8 렌즈(118)가 위치에 따라 설정된 제7 간격(D78)으로 이격됨에 따라 화각(FOV)의 주변부의 왜곡 및 수차 특성을 개선할 수 있다.
제8 렌즈(L8)의 두께에서 최대 값은 유효 반경의 72%±3% 범위에 위치하며, 제7 간격(D78)의 최대 값보다 클 수 있으며, 최소 값은 0.2mm 이상이며 최대 값과 최소 값의 차이는 0.5 mm 이상일 수 있다.
상기 제1 렌즈 군(G1) 내에서 중심 두께가 가장 두꺼운 렌즈는 상기 제2 렌즈 군(G2) 내에서 중심 두께가 가장 두꺼운 렌즈보다 얇을 수 있다. 상기 제1 내지 제8 렌즈(111-118) 중에서 최대 중심 두께는 최대 중심 간격보다 작을 수 있으며, 예컨대 최대 중심 간격의 1배 미만 또는 0.5배 내지 0.99배 범위일 수 있다. 예를 들면, 상기 제7 렌즈(117)의 중심 두께는 렌즈들 중에서 최대이며, 상기 제6 렌즈(116)와 상기 제7 렌즈(117) 사이의 중심 간격(D67_CT)은 렌즈들 사이의 간격 중에서 최대이며, 상기 제7 렌즈(117)의 중심 두께는 상기 제6,7 렌즈(116,117) 사이의 중심 간격의 90% 이하 예컨대, 60% 내지 90% 범위일 수 있다.
상기 복수의 렌즈(100A) 중에서 가장 큰 유효경 크기를 갖는 제8 렌즈(118)의 제16 면(S16)의 유효경(도 1의 H8) 크기는 제5 면(S5)의 유효경 크기의 2.5배 이상 예컨대, 2.5배 내지 4배의 범위일 수 있다. 상기 복수의 렌즈(100A) 중에서 유효경의 평균 크기가 최대인 제8 렌즈(118)은 유효경 평균 크기가 최소인 제2 렌즈(112)의 2.5배 이상 예컨대, 2.5배 내지 4배 또는 2.5배 내지 3.5배의 범위일 수 있다. 상기 제8 렌즈(118)의 유효경의 크기는 가장 크게 제공되어, 입사되는 광들을 효과적으로 이미지 센서(300)를 향해 굴절시켜 줄 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있고, 입사되는 광을 제어하여 상기 광학계(1000)의 비네팅(vignetting) 특성을 개선할 수 있다.
상기 제6 렌즈(116)의 굴절률은 상기 제7,8 렌즈(117,118)보다 굴절률이 클 수 있다. 상기 제6 렌즈(116)의 굴절률은 1.6 초과이며, 상기 제7,8렌즈(117,118)의 굴절률은 1.6 미만일 수 있다. 상기 제6 렌즈(116)는 상기 제7,8 렌즈(117,118)의 아베수보다 작은 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제6 렌즈(116)의 아베수는 상기 제8 렌즈(118)의 아베수와 20 이상의 차이를 갖고 작을 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.
상기 렌즈들(111-118) 중에서 최대 중심 두께는 최소 중심 두께의 2.5배 이상 예컨대, 2.5배 내지 5배의 범위일 수 있다. 최대 중심 두께를 갖는 제7 렌즈(117)는 최소 중심 두께를 갖는 제2 렌즈(112)보다 2.5배 이상 예컨대, 2.5배 내지 5배의 범위일 수 있다. 상기 복수의 렌즈(100A) 중에서 중심 두께가 0.5mm 미만인 렌즈 매수는 0.5mm 이상의 렌즈 매수보다 많을 수 있다. 이에 따라 광학계(1000)를 슬림한 두께를 갖는 구조로 제공할 수 있다. 상기 복수의 렌즈 면(S1-S16) 중에서 유효 반경이 2mm 미만의 면수는 2mm 이상의 면수와 같거나 많을 수 있다. 곡률 반경을 절대 값으로 설명하면, 상기 복수의 렌즈(100A) 중에서 제2 렌즈(112)의 제3 면(S3)의 곡률 반경은 광축(OA)에서 렌즈 면들 중 가장 클 수 있고, 제8 렌즈(118)의 제15 면(S15)의 곡률 반경은 광축(OA)에서 렌즈 면들 중 가장 작을 수 있다. 초점 거리를 절대 값으로 설명하면, 상기 복수의 렌즈(100A) 중에서 제4 렌즈(116)의 초점 거리는 렌즈들 중에서 가장 클 수 있고, 제8 렌즈(118)의 초점 거리는 가장 작을 수 있으며, 최대 초점 거리는 최소 초점 거리의 100배 이상일 수 있다.
표 2은 도 8의 광학계의 렌즈 데이터의 예이다.
렌즈 면 곡률
반경(mm)		 두께(mm)/
간격(mm)		 굴절률 아베수 유효경(mm)
제1 렌즈 제1 면 3.387 0.779 1.551 44.305 3.400
제2 면 10.435 0.343 3.255
제2 렌즈 제3 면 638.234 0.220 1.690 17.001 3.167
제4 면
(Stop)		 14.921 0.156 3.017
제3 렌즈 제5 면 9.950 0.446 1.542 49.543 3.055
제6 면 319.587 0.462 3.200
제4 렌즈 제7 면 29.962 0.349 1.555 39.856 3.498
제8 면 31.125 0.449 3.600
제5 렌즈 제9 면 -34.360 0.343 1.541 49.438 3.904
제10 면 -8.952 0.044 4.538
제6 렌즈 제11 면 72.844 0.315 1.606 25.698 5.228
제12 면 54.237 1.051 5.809
제7 렌즈 제13 면 23.004 1.002 1.542 47.725 6.140
제14 면 -5.359 0.779 8.236
제8 렌즈 제15 면 -2.829 0.278 1.534 55.700 9.363
제16 면 7.168 0.997 9.968
필터 Infinity 0.110 14.326
Infinity 0.974 14.423
이미지 센서 Infinity 16.000
표 2은 도 1의 제1 내지 제8 렌즈들(111-118)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.제2 실시예의 광학계에서 복수의 렌즈(100A)의 굴절률 합은 10 이상 예컨대, 10 내지 15 범위이며, 아베 합은 300 이상 예컨대, 300 내지 350 범위이며, 전체 렌즈의 중심 두께 합은 4.5mm 이하 예컨대, 3.5mm 내지 4.5mm 범위이며, 광축에서의 상기 제1 내지 제7 간격(D12,D23,D34,D45,D56,D67,D78)의 합은 5mm 이하이고 상기 렌즈의 중심 두께 합보다 크고, 3.4mm 내지 5mm 범위일 수 있다. 또한 복수의 렌즈(100A)의 각 렌즈 면의 유효 경의 평균 값은 4mm 이상 예컨대, 4mm 내지 6mm 범위이며, 각 렌즈들의 중심 두께의 평균은 0.6mm 이하 예컨대, 0.4mm 내지 0.6mm 범위일 수 있다.
도 11과 같이, 제2 실시예에 복수의 렌즈들(100A) 중 적어도 하나의 렌즈면은 30차 비구면 계수를 가진 비구면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제8 렌즈(111-118)는 30차 비구면 계수를 가지는 렌즈면을 포함할 수 있다. 상기와 같이 30차 비구면 계수를 가진 비구면은(“0”이 아닌 수치) 주변부의 비구면 형상을 특히 크게 변화시킬 수 있기 때문에 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 양호하게 보정할 수 있다.
도 12는 제2 실시예에 따른 광학계(1000)의 회절(Diffraction) MTF 특성에 대한 그래프이고, 도 13은 수차 특성에 대한 그래프이다. 도 13의 수차 그래프에서 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 도 13에서 X축은 초점 거리(mm) 및 왜곡도(%)를 나타낼 수 있고, Y축은 이미지의 높이(height)를 의미할 수 있다. 또한, 구면 수차에 대한 그래프는 약 470nm, 약 510nm, 약 555nm, 약 610nm, 약 650nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이며, 비점 수차 및 왜곡 수차에 대한 그래프는 약 555nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다.
도 13의 수차도에서는 각 곡선들이 Y축에 근접할 수록 수차 보정 기능이 좋은 것으로 해석할 수 있는데, 도 13을 참조하면 실시예에 따른 광학계(1000)는 거의 대부분의 영역에서 측정 값들이 Y축에 인접한 것을 알 수 있다. 즉, 실시예에 따른 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가지며 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
상기에 개시된 제1 및 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 이하에서 설명되는 수학식들 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 만족할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(1000)가 적어도 하나의 수학식을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차, 왜곡 수차 등의 수차 특성을 효과적으로 제어할 수 있고, 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가질 수 있고, 보다 슬림하고 컴팩트한 구조를 가질 수 있다. 또한, 수학식들에 기재된 렌즈의 광축(OA)에서의 두께, 인접한 렌즈들의 광축(OA)에서의 간격 및 에지에서의 간격이 의미하는 것은 도 2 및 도 9와 같을 수 있다.
[수학식 1] 2 < L1_CT / L2_CT < 4
수학식 1에서 L1_CT는 상기 제1 렌즈(101,111)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L2_CT는 상기 제2 렌즈(102,112)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 L3_CT는 상기 제3 렌즈(103,113)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L3_ET는 상기 제3 렌즈(103,113)의 유효 영역 끝단에서의 광축(OA) 방향 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, L3_ET는 상기 제3 렌즈(103,113)의 제5 면(S5)의 유효 영역 끝단과 상기 제3 렌즈(103,113)의 제6 면(S6)의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 2를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.
[수학식 2-1] 1 < L1_CT / L1_ET <5
수학식 2-1에서 L1_ET는 상기 제1 렌즈(101,111)의 유효 영역 끝단에서의 광축(OA) 방향 두께(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 2-1를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.
[수학식 3] 1 < L8_ET / L8_CT < 5
수학식 3에서 L8_CT는 상기 제8 렌즈(108,118)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L8_ET는 상기 제8 렌즈(108,118)의 유효 영역 끝단에서의 광축(OA) 방향 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, L8_ET는 상기 제8 렌즈(108,118)의 물체 측 제19 면(S19)의 유효 영역 끝단과 상기 제8 렌즈(108,118)의 센서 측 제16 면(S16)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 < n2
수학식 4에서 n2는 상기 제2 렌즈(102,112)의 d-line에서의 굴절률(refractive index)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 4를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 4-1]
1.50 < n1 <1.6
1.50 < n8 <1.6
수학식 4-1에서 n1은 제1 렌즈(101,111)의 d-line에서의 굴절률이며, n10은 제8 렌즈(108,118)의 d-line에서의 굴절률을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 4-1를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)의 TTL에 영향을 억제할 수 있다.
[수학식 5] 0.5 < L8S2_max_sag to Sensor < 2.5
수학식 5에서 L8S2_max_sag to Sensor은 상기 제8 렌즈(108,118)의 센서 측 제14면(S14)의 최대 Sag값에서 이미지 센서(300)까지의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다. 예를 들어, L8S2_max_sag to Sensor은 상기 제8 렌즈(108,118)의 중심에서 상기 이미지 센서(300)까지의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 5를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 복수의 렌즈들(100,100A)과 이미지 센서(300) 사이에 필터(500)가 배치될 수 있는 공간을 확보할 수 있어 향상된 조립성을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)가 수학식 5를 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 모듈 제작을 위한 간격을 확보할 수 있다.
제1 및 제2 실시예에 대한 렌즈 데이터에서, 상기 필터(500)의 위치, 자세하게 마지막 렌즈와 필터(500) 사이 간격, 및 이미지 센서(300)와 필터(500) 사이 간격은 광학계(1000)의 설계의 편의상 설정된 위치이며, 상기 필터(500)는 상기 마지막 렌즈와 이미지 센서(300)와 접촉하지 않는 범위 내에서 자유롭게 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 렌즈 데이터에서 상기 L8S2_max_sag to Sensor의 값은 상기 필터(500)의 물체 측 면과 이미지 센서(300) 상면 사이의 광축(OA)에서의 거리와 작을 수 있으며, 이는 광학계(1000)의 BFL(Back focal length)보다 작을 수 있으며, 상기 필터(500)의 위치는 마지막 렌즈와 이미지 센서(300)과 각각 접촉하지 않는 범위 내에서 이동하여 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 즉, 제8 렌즈(108,118)의 제16 면(S16)은 상기 제16 면(S16)의 임계점(P1,P2)과 이미지 센서(300) 사이의 거리가 최소이고, 유효 영역의 끝단을 향해 점차 커질 수 있다.
[수학식 6] 0.5 < BFL / L8S2_max_sag to Sensor < 2
수학식 6에서 BFL(Back focal length)은 이미지 센서(300)에 가장 인접한 제8 렌즈(108,118)의 센서 측 제16 면(S16)의 중심으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 상기 L8S2_max_sag to Sensor은 상기 제8 렌즈(108,118)의 제16 면(S16)의 최대 Sag(Sagittal)값에서 이미지 센서(300)까지의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 6을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡 수차 특성을 개선할 수 있고, 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 여기서, 최대 Sag 값은 상기 제16 면(S16)의 임계점(P1,P2) 위치일 수 있다.
[수학식 7] |L8S2_max slope| < 60
수학식 7에서 L8S2_max slope는 상기 제8 렌즈(108,118)의 센서 측 제16 면(S16) 상에서 측정한 접선 각도의 최대 값(Degree)을 의미한다. 자세하게, 상기 제16 면(S16)에서 L8S2_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 < L8S2 Inflection Point < 0.6
수학식 8에서 L8S2 Inflection Point는 상기 제8 렌즈(108,118)의 센서 측 제16 면(S16) 상에 위치하는 임계점(P1,P2)의 위치를 의미할 수 있다. 자세하게, L8S2 Inflection Point는 광축(OA)을 시작점으로, 상기 제8 렌즈(108,118)의 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 하고, 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단까지의 광축(OA)의 수직 방향 길이를 1이라고 할 때, 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 임계점(P1,P2)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 < D78_CT / D78_min < 10
수학식 9에서 D78_CT는 광축(OA)에서 상기 제7 렌즈(107,117)와 제8 렌즈(108,118) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, 상기 D78_CT는 상기 제7 렌즈(107,117)의 제14 면(S14)과 상기 제8 렌즈(108,118)의 제15 면(S15) 사이의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 상기 D78_min은 상기 제7 렌즈(107,117) 및 제8 렌즈(108,118) 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 < D78_CT / D78_ET < 10
수학식 10에서 D78_ET는 상기 제7 렌즈(107,117)의 센서 측 제 14면(S14)의 유효 영역 끝단과 상기 제8 렌즈(108,118)의 물체 측 제15 면(S15)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(101,111)와 상기 제2 렌즈(102,112) 사이의 광축 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, 상기 D12_CT는 상기 제1 렌즈(101,111)의 제2 면(S2) 및 상기 제2 렌즈(102,112)의 제3 면(S3)의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 상기 D67_CT는 상기 제6 렌즈(106,116)의 제12 면(S12)의 중심과 상기 제7 렌즈(107,117)의 제13 면(S13)의 중심 사이의 광축 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 < D78_CT / D34_CT < 4
수학식 11-1에서 D34_CT는 상기 제3 렌즈(103,113)와 상기 제4 렌즈(104,114) 사이의 광축 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, 상기 D34_CT는 상기 제3 렌즈(103,113)의 제6 면(S6) 및 상기 제4 렌즈(104,114)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 / D78_CT < 15
수학식 11-2에서 G2_TD는 상기 제4 렌즈(104,114)의 물체측 제7 면(S7)에서 제8 렌즈(108,118)의 센서 측 제16 면(S16) 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 11-2의 값은 2 이상 10 이하일 수 있다.
[수학식 11-3] 1 < G1_TD / D34_CT < 10
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 11-3의 값은 1 초과 5 이하일 수 있다.
[수학식 11-4] 3 < CA_L8S2 / D78_CT < 20
수학식 11-4에서 CA_L8S2는 가장 큰 렌즈 면의 유효경으로서, 제8 렌즈(108,118)의 센서 측 제16 면(S16)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 / L6_CT < 5
수학식 12에서 L1_CT는 상기 제1 렌즈(101,111)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L6_CT는 상기 제8 렌즈(106,116)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] 0 < L6_CT / L7_CT < 5
수학식 13에서 L7_CT는 상기 제7 렌즈(107,117)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L6_CT는 상기 제6 렌즈(106,116)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 13를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제7 렌즈(107,117) 및 제6 렌즈(106,116)의 제조 정밀도를 완화할 수 있으며, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 13-1]
0.3 < D34_CT < 1.5
0.5 < L1_CT < 1.5
0.5 < L7_CT < 1.5
수학식 13-1에서, L1_CT는 제1 렌즈(101,111)의 중심 두께(mm)이며, D34_CT는 제1,2렌즈 군(G1,G2) 사이의 중심 간격이거나 제3,4렌즈(103,104) 사이의 광축 간격(mm)이며, L7_CT는 제7 렌즈(107,117)의 중심 두께(mm)이다. 이러한 수학식 13-1을 만족할 경우, 광학계의 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 13-2] 1 < L7_CT / L7 ET < 5
수학식 13-2에서 L7_ET는 상기 제7 렌즈(107,117)의 에지 측 두께(mm)를 의미하며, 이를 만족할 경우 왜곡 수차 감소에 영향을 개선할 수 있다.
[수학식 14] 2 < L7R2 / L8R2 < 10
수학식 14에서 L7R1은 상기 제7 렌즈(107,117)의 제2 면(S2)의 곡률 반경(mm)을 의미하고, L8R2는 상기 제8 렌즈(108,118)의 제16 면(S16)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) < 5
수학식 15에서 D67_CT는 상기 제6 렌즈(106,116) 및 제7 렌즈(107,117) 사이의 광축 간격(mm)를 의미하고, 상기 D67_ET는 상기 제6 렌즈(106,116)의 센서 측 제 12면(S12)의 유효 영역 끝단과 상기 제7 렌즈(107,117)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. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 15를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제6 렌즈(106,116) 및 제7 렌즈(107,117)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(101,111)의 제1 면(S1)의 유효경(Clear aperture, CA) 크기(mm)를 의미하고, CA_L3S1은 상기 제3 렌즈(103,113)의 제5 면(S5))의 유효경(CA) 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 16-1] 0.1 < CA_L3S1 / CA_L8S2 < 0.5
수학식 16-1에서 CA_L3S1은 상기 제3 렌즈(103,113)의 제1 면(S3)의 유효경(Clear aperture, CA) 크기(mm)를 의미하고, CA_L7S2은 상기 제8 렌즈(108,118)의 제16 면(S16))의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 16-1을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있다.
[수학식 17] 1 < CA_L7S2 / CA_L4S2 < 5
수학식 17에서 CA_L4S2는 상기 제4 렌즈(104,114)의 제8 면(S8)의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미하고, CA_L7S2는 상기 제7 렌즈(107,117)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] 0.5 < CA_L3S2 / CA_L4S1 < 1.5
수학식 18에서 CA_L3S2는 상기 제3 렌즈(103,113)의 제6 면(S6)의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미하고, CA_L4S1는 상기 제4 렌즈(104,114)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 18-1] AVR_CA_L2 < AVR_CA_L3
수학식 18-1에서 AVR_CA_L2는 상기 제2 렌즈(102,112)의 제3,4 면(S3,S4)의 유효경(mm)의 평균 값을 나타내며, AVR_CA_L3는 상기 제3 렌즈(103)의 제5,6 면(S5,S6)의 유효경(mm)의 평균 값을 나타낸다. 이러한 수학식 18-1을 만족할 경우, 제1 렌즈 군(G1)의 마지막 두 렌즈의 유효 경을 설정하여, 광학 성능을 개선시켜 줄 수 있다.
[수학식 18-2]
CA_L3S1 < CA_L2S2
CA_L3S1 < CA_L3S2
수학식 18-2에서 CA_L3S1은 제3 렌즈(103,113)의 제5 면(S5)의 유효경이며, CA_L2S2은 제2 렌즈(102,112)의 제4 면(S4)의 유효경이며, CA_L3S2은 제3 렌즈(103,113)의 제6 면(S6)의 유효경을 나타낸다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 18-2을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 광학 성능을 유지하면서 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다.
[수학식 19] 0.1 < CA_L5S2 / CA_L7S2 < 1
수학식 19에서 CA_L5S2는 상기 제5 렌즈(105,115)의 제10 면(S10)의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미하고, CA_L7S2는 상기 제7 렌즈(107,117)의 제14 면(S14)의 유효경 크기(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 19를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색 수차를 개선할 수 있다.
[수학식 19-1] 0.4 < CA_LinfS1 / WD_Sensor < 0.9
상기 CA_LinfS1는 제1 내지 제7 렌즈 중 임계점이 있는 제7 렌즈(107,117)의 물체측 면의 유효경이며, WD_Sensor는 이미지 센서의 대각선 길이이다.
[수학식 19-2] 0.4 < CA_LinfS1/ CA_Max < 0.9
CA_LinfS1는 상기 제1-7 렌즈 중 임계점이 있는 제 7렌즈(107)의 물체측 면의 유효경이며, CA_Max는 상기 제1 내지 제8 렌즈의 렌즈 면의 최대 유효경이다. 여기서, 상기 CA_LinfS1는 제7 렌즈(107,117)의 물체측 면의 유효경일 수 있다. 수학식 19, 19-1, 19-21를 만족할 경우, 광학계(1000)는 광학 성능을 개선시켜 줄 수 있다.
[수학식 20] 0.8 < D34_CT / D34_ET < 5
수학식 20에서 상기 D34_CT는 광축(OA)에서 상기 제3 렌즈(103,113)와 상기 제4 렌즈(104,114) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, D34_CT는 상기 제3 렌즈(103,113)의 제6 면(S6) 및 상기 제4 렌즈(104,114)의 제7 면(S7)의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 상기 D34_ET는 상기 제3 렌즈(103,113)의 제6 면(S6)의 유효 영역 끝단과 상기 제4 렌즈(104,114)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] 3 < D67_CT / D67_ET < 10
수학식 21에서 D67_CT는 광축(OA)에서 상기 제6 렌즈(106,116)과 제7 렌즈(107,117) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 상기 D67_ET는 상기 제6 렌즈(106,116)의 제12 면(S12)의 유효영역 끝단과 제7 렌즈(107,117)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 < D78_max / D78_CT < 2
수학식 22에서 D78_Max는 상기 제7 렌즈(107,117) 및 제8 렌즈(108,118) 사이의 간격(mm) 중 최대 간격을 의미한다. 자세하게, D78_Max는 상기 제7 렌즈(107,117)의 제14 면(S14) 및 상기 제8 렌즈(108,118)의 제15 면(S15) 사이의 최대 간격을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 22를 만족할 경우, 화각(FOV)의 주변부에서 광학 성능을 개선할 수 있으며, 수차 특성의 왜곡을 억제할 수 있다.
[수학식 23] 5 < L5_CT / D56_CT < 30
수학식 23에서 L5_CT는 상기 제5 렌즈(105,115)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, D56_CT는 광축(OA)에서 상기 제5 렌즈(105,115)와 제6 렌즈(106,116) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 23을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제6,7 렌즈의 유효경 크기 및 인접한 렌즈들 사이의 중심 간격을 축소할 수 있으며, 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 24] 0.1 < L6_CT / D56_CT < 1
수학식 24에서 L6_CT는 상기 제6 렌즈(106,116)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, D56_CT는 광축(OA)에서 상기 제5 렌즈(105,115) 및 제6 렌즈(106,116) 사이의 간격(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 24를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제7,8 렌즈들의 유효경 크기 및 간격을 축소할 수 있으며, 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 25] 0.01 < L7_CT / D56_CT < 1
수학식 25에서 L7_CT는 상기 제7 렌즈(107,117)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 24 또는/및 수학식 25를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제8 렌즈(108,118)의 유효경 크기 및 상기 제5,6 렌즈 사이의 중심 간격을 축소할 수 있으며, 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 26] 50 < |L5R2 / L5_CT| < 400
수학식 26에서 L5R2은 상기 제5 렌즈(105,115)의 제10 면(S10)의 곡률 반경(mm)을 의미하고, L5_CT는 상기 제5 렌즈(105,115)의 광축에서의 두께(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 26을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 제5 렌즈(105,115)의 굴절력을 제어하며, 제2 렌즈 군(G2)으로 입사되는 광의 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 27] 1 < |L5R1 / L7R1| < 20
수학식 27에서 L5R1은 상기 제5 렌즈(105,115)의 제9 면(S9)의 곡률 반경(mm)을 의미하고, L7R1은 상기 제7 렌즈(107,117)의 제13 면(S13)의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 27을 만족할 경우, 제5,7 렌즈의 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 < 5
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 TTL(total track length)를 줄여줄 수 있다.
[수학식 29] 0.5 < ∑L_CT / ∑Air_CT < 2
수학식 29에서 ∑L_CT는 상기 복수의 렌즈들 각각의 광축(OA)에서의 두께(mm)들의 합을 의미하고, ∑Air_CT는 상기 복수의 렌즈들에서 인접한 두 렌즈 사이의 광축(OA)에서의 간격(mm)들의 합을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 29를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각 및 초점 거리에서 양호한 광학 성능을 가지며, 상기 광학계(1000)를 크기 축소, 예를 들어 TTL(total track length)를 줄여줄 수 있다.
[수학식 30] 10 < ∑Index < 30
수학식 30에서 ∑Index는 상기 복수의 렌즈(100,100A) 각각의 d-line에서의 굴절률들의 합을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 30을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)의 TTL을 제어할 수 있고, 향상된 해상력을 가질 수 있다.
[수학식 31] 10 < ∑Abb / ∑Index <50
수학식 31에서 ∑Abbe는 상기 복수의 렌즈(100,100A) 각각의 아베수(Abbe's number)의 합을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 31을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 수차 특성 및 해상력을 가질 수 있다.
[수학식 32] 0 < | Max_distortion | < 5
수학식 32에서 Max_distortion는 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_ET_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 8 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(101,111)의 제1 면(S1)의 유효경(mm)을 의미하며, CA_Min은 제1 내지 제16 면(S1-S16)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
수학식 35에서 CA_max는 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 큰 유효경(mm)를 의미하는 것으로, 제1 내지 제16 면(S1-S16)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_L8S2 / CA_L3S1 < 5
수학식 35에서 CA_L8S2는 상기 제8 렌즈(108,118)의 제16 면(S16)의 유효경(mm)을 나타내며, 렌즈들 중에서 가장 큰 렌즈 면의 유효경을 가진다. 상기 CA_L3S1는 상기 제3 렌즈(103,113)의 제5 면(S5)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 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다.
[수학식 35-2] 2 ≤ AVR_CA_L8 / AVR_CA_L2 < 4
수학식 35에서 AVR_CA_L8는 상기 제8 렌즈(108,118)의 제15,16 면(S15,S16)의 유효경(mm)의 평균 값을 나타내며, 렌즈들 중에서 가장 큰 두 렌즈 면의 유효경의 평균이다. 상기 AVR_CA_L2는 상기 제2 렌즈(102)의 제3,4 면(S3,S4)의 유효경(mm)의 평균 값을 나타내며, 렌즈들 중에서 가장 작은 두 렌즈 면의 유효경의 평균을 나타낸다. 즉, 제1 렌즈 군(G1)의 제2 렌즈(L2)의 물체 측 및 센서 측 면(S3,S4)들의 평균 유효경과 상기 제2 렌즈 군(G2)의 마지막 렌즈(L8)의 물체측 및 센서 측 면들(S15,S16)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 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다.
상기 수학식 35, 35-1, 및 35-2를 이용하여, 상기 제8 렌즈(108,118)의 제19 면(S19)의 유효경(CA_L8S1)은 최소 유효경(CA_min)의 2배 이상이 될 수 있으며, 제16 면(S16)의 유효경(CA_L8S2)은 최소 유효경(CA_min)의 2배 이상이 될 수 있다. 즉, 다음의 수학식을 만족할 수 있다.
2 ≤CA_L8S1 / CA_min ≤ 4.5 (수학식 35-3)
2 ≤ CA_L8S2 / CA_min < 5 (수학식 35-4)
2 ≤ AVR_CA_L8 / AVR_CA_L3 ≤ 4.5 (수학식 35-5)
상기 수학식 35, 35-1 내지 35-4를 이용하여, 상기 제8 렌즈(108,118)의 제15 면(S15)의 유효경(CA_L8S1)은 제2 렌즈(102,112)의 평균 유효경(AVR_CA_L2)의 2배 이상이 될 수 있으며, 예컨대 2배 내지 4.5배의 범위일 수 있다. 또한 상기 제8 렌즈(108,118)의 제15 면(S15)의 유효경(CA_L8S1)은 제3 렌즈(103,113)의 평균 유효경(AVR_CA_L3)의 2배 이상이 될 수 있으며, 예컨대 2배 내지 4.5배의 범위일 수 있다. 제16 면(S16)의 유효경(CA_L8S2)은 제2 렌즈(102)의 평균 유효경(AVR_CA_L3)의 2배 이상 및 5배 미만의 범위일 수 있다.
[수학식 36] 1 < CA_max / CA_AVR < 3
수학식 36에서 CA_max는 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 큰 유효경(mm)를 의미하며, CA_AVR은 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_AVR < 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 제8 렌즈(108,118)의 제16 면(S16)까지의 거리이다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 39을 만족할 경우, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다.
[수학식 40] 0 < |F / L7R2| < 10
수학식 40에서 F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 의미하고, L8R2는 상기 제7 렌즈(107,117)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(101,111)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] 0 < |EPD / L7R2| < 10
수학식 42에서 EPD는 상기 광학계(1000)의 입사동(Entrance Pupil)의 크기(mm)를 의미하고, L7R2는 상기 제7 렌즈(107,117)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(101,111)의 제1 면(S1)의 곡률 반경의 관계를 나타낸 것으로, 입사 광을 제어할 수 있다.
[수학식 44] -3 < f1 / f2 < 0
수학식 44에서 f1은 상기 제1 렌즈(101,111)의 초점 거리(mm)를 의미하고, f2은 상기 제2 렌즈(102,112)의 초점 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 44를 만족할 경우, 상기 제1 렌즈(101,111) 및 상기 제2 렌즈(102,112)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 렌즈의 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] 1 < |f48 / f13|< 15
수학식 46에서 f13은 상기 제1 내지 제3 렌즈의 복합 초점 거리(mm)를 의미하고, f48은 상기 제4 내지 제8 렌즈의 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 렌즈의 복합 초점 거리는 양(+)의 값을 가질 수 있고, 상기 제4 내지 제8 렌즈의 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(101,111)의 제1 면(S1)의 정점에서 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 수학식 47에서 TTL을 20 미만으로 하여, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다.
[수학식 48] 2 < ImgH
수학식 48는 이미지 센서(300)의 대각 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 간격(mm)을 통해 구성 요소들의 조립성을 개선하며 결합 신뢰성을 개선할 수 있다. 즉, 마지막 렌즈의 센서 측면이 임계점을 갖지 않는 경우, BFL 값을 2.5mm 미만 즉, 2mm 이하로 설정할 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 100도 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(101,111)의 제1 면(S1)의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 수학식 52는 광학계의 전체 광축 길이와 최대 유효 경의 관계를 설정하여, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다.
[수학식 53] 0.5 < 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. 발명에서, 마지막 렌즈의 센서 측 면이 임계점이 없으므로, 수학식 55의 값은 5 mm 이상 또는 6 mm 이상일 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. 발명에서, 마지막 렌즈의 센서 측 면이 임계점이 없으므로, BFL 값이 더 좁혀지므로, 수학식 57의 값은 5mm 이상일 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 57을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각을 가지며 적절한 초점 거리를 가질 수 있고, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 마지막 렌즈와 이미지 센서(300) 사이의 간격을 최소화할 수 있어 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 특성을 가질 수 있다.
[수학식 58] 0.1 < F / ImgH < 3
수학식 58은 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(F,mm)와 상기 이미지 센서(300)의 광축에서 대각선 길이(Imgh)를 설정할 수 있다. 이러한 광학계(1000)는 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300), 예를 들어 1인치 전후의 큰 이미지 센서(300)를 적용하며 향상된 수차 특성을 가질 수 있다.
[수학식 59] 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 PCTKR2022020653-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.
표 3는 제1 내지 제2 실시 예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식들의 항목에 대한 것으로, 상기 광학계(1000)의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length), 전체 초점 거리 F값, ImgH, 상기 제1 내지 제8 렌즈들 각각의 초점 거리(f1,f2,f3,f4,f5,f6,f7,f8), 합성 초점 거리, 엣지 두께(ET, Edge Thickness) 등에 대한 것이다. 여기서 렌즈의 엣지 두께는 렌즈의 유효 영역 끝단에서의 광축 방향(Z) 두께를 의미하며, 단위는 mm이다.
항목 실시예1 실시예2
F 7.277 6.947
f1 9.565 8.702
f2 -23.668 -21.845
f3 16.599 18.847
f4 -37.925 1297.850
f5 21.016 22.169
f6 19125.108 -349.458
f7 13.644 8.078
f8 -4.814 -3.750
f_G1 8.351 8.278
f_G2 -14.602 -20.627
L1_ET 0.349 0.439
L2_ET 0.292 0.341
L3_ET 0.676 0.280
L4_ET 0.242 0.238
L5_ET 0.287 0.374
L6_ET 0.434 0.294
L7_ET 0.497 0.710
L8_ET 1.060 0.330
D12_ET 0.100 0.318
D23_ET 0.014 0.049
D34_ET 0.496 0.476
D45_ET 0.176 0.216
D56_ET 0.549 0.271
D67_ET 0.256 0.110
D78_ET 0.319 0.357
EPD 1.676 1.916
BFL 1.004 2.082
TD 7.791 7.017
Imgh 8.000 8.000
TTL 8.795 9.099
F-number 2.350 2.090
FOV 73.3도 91.9도
표 4는 도 1의 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 59에 대한 결과 값에 대한 것이다. 표 5를 참조하면, 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 59 중 적어도 하나, 두 개 이상 또는 세 개 이상을 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 수학식 59을 모두 만족하는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서 광학 성능 및 광학 특성을 개선할 수 있다.
수학식 실시예1 실시예2
1 2 < L1_CT / L2_CT < 4 3.130 3.539
2 0.5 < L3_CT / L3_ET < 2 1.209 1.596
3 1 < L8_ET / L8_CT < 5 2.226 1.185
4 1.6 < n2 1.668 1.690
5 0.5 < L8S2_max_sag to Sensor < 2.5 0.923 2.017
6 0.5 < BFL / L8S2_max_sag to Sensor < 2 1.088 1.032
7 5 < |L7S2_max slope| < 65 59.243 52.123
8 0.2 < L8S2 Inflection Point < 0.6 0.463 0.340
9 1 < D78_CT / D78_min < 10 2.663 3.839
10 1 < D78_CT / D78_ET < 10 5.104 2.184
11 0.01 <D12_CT / D67_CT < 1 0.179 0.327
12 1 < L1_CT / L6_CT < 5 2.363 2.469
13 0 < L6_CT / L7_CT < 5 0.466 0.315
14 2 < | L7R2 / L8R1 | < 10 8.998 1.894
15 0 < (D67_CT - D67_ET) / (D67_CT) < 2 0.278 0.674
16 1 < CA_L1S1 / CA_L32S1 < 1.5 1.156 1.113
17 1 < CA_7S2 / CA_L4S2 < 5 2.075 2.288
18 0.5 < CA_L3S2 / CA_L4S1 < 1.5 0.923 0.915
19 0.1 < CA_L5S2 / CA_L7S2 < 1 0.553 0.551
20 0.8 < D34_CT / D34_ET < 5 1.470 0.971
21 3 < D67_CT / D67_ET < 10 3.537 9.547
22 0 < D78_max / D78_CT < 2 1.000 1.000
23 5 < L5_CT / D56_CT < 30 26.336 7.834
24 0.1 < L6_CT / D56_CT < 1 0.322 0.300
25 0.1 < L7_CT / D56_CT < 1 0.690 0.953
26 50 < |L5R2 / L5_CT| < 400 325.651 204.278
27 1 < |L5R1 / L7R1| < 20 4.589 1.494
28 0 < L_CT_Max / Air_Max < 2 0.501 0.953
29 0.5 < ∑L_CT / ∑Air_CT < 2 1.026 0.872
30 10 < ∑Index < 30 12.676 12.561
31 10 < ∑Abb / ∑Index < 50 25.358 26.214
32 0 < |Max_distoriton| < 5 2.999 2.368
33 0 < Air_Edge_Max / L_CT_Max < 2 0.673 0.475
34 0.5 < CA_L1S1 / CA_min <2 1.156 1.127
35 1 < CA_max / CA_min < 5 3.908 3.304
36 1 < CA_max / CA_AVR < 3 2.297 2.009
37 0.1 < CA_min / CA_AVR < 1 0.588 0.608
38 0.1 < CA_max / (2*ImgH) < 1 0.697 0.623
39 0.5 < TD / CA_max < 1.5 0.698 0.704
40 0 < |F / L7R2| < 10 0.269 1.296
41 1 < F / L1R1 < 10 2.254 2.051
42 0 < |EPD / L7R2| < 10 0.062 0.357
43 0.5 < EPD / L1R1 < 8 0.519 0.566
44 -3 < f1 / f2 < 0 -0.404 -0.398
45 1 < f13 / F < 5 1.148 1.192
46 1 < |f48 / f13|< 15 1.748 2.492
47 2 < TTL < 20 8.795 9.099
48 2 < ImgH 8.000 8.000
49 BFL < 2.5 1.004 2.082
50 2 < F < 20 7.277 6.947
51 FOV < 120 93.336 92.000
52 0.5 < TTL / CA_max < 2 0.788 0.913
53 0.5 < TTL / ImgH < 3 1.099 1.137
54 0.01 < BFL / ImgH < 0.5 0.126 0.260
55 4 < TTL / BFL < 10 8.758 4.371
56 0.5 < F / TTL < 1.5 0.827 0.763
57 3 < F / BFL < 10 7.247 3.337
58 0 < F / ImgH < 3 0.910 0.868
59 1 < F / EPD < 5 4.343 3.626
도 22는 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.도 22를 참조하면, 상기 이동 단말기(1)는 후면에 제공되는 카메라 모듈(10)을 포함할 수 있다. 상기 카메라 모듈(10)은 이미지 촬영 기능을 포함할 수 있다. 또한, 상기 카메라 모듈(10)은 자동 초점(Auto focus), 줌(zoom) 기능 및 OIS 기능 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 카메라 모듈(10)은 촬영 모드 또는 화상 통화 모드에서 이미지 센서(300)에 의해 얻어지는 정지 영상 이미지 또는 동영상의 화상 프레임을 처리할 수 있다. 처리된 화상 프레임은 상기 이동 단말기(1)의 디스플레이부(미도시)에 표시될 수 있으며 메모리(미도시)에 저장될 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만 상기 이동 단말기(1)의 전면에도 상기 카메라 모듈이 더 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 카메라 모듈(10)은 제1 카메라 모듈(10A) 및 제2 카메라 모듈(10B)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 카메라 모듈(10A) 및 상기 제2 카메라 모듈(10B) 중 적어도 하나는 상술한 광학계(1000)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈(10)은 슬림한 구조를 가질 수 있고, 향상된 왜곡(distortion) 및 수차 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 카메라 모듈(10)은 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
또한, 상기 이동 단말기(1)는 자동 초점 장치(31)를 더 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 레이저를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 상기 카메라 모듈(10)의 이미지를 이용한 자동 초점 기능이 저하되는 조건, 예를 들어 10m 이하의 근접 또는 어두운 환경에서 주로 사용될 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 수직 캐비티 표면 방출 레이저(VCSEL) 반도체 소자를 포함하는 발광부와, 포토 다이오드와 같은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 수광부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 이동 단말기(1)는 플래쉬 모듈(33)을 더 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(33)은 내부에 광을 발광하는 발광소자를 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(33)은 이동 단말기의 카메라 작동 또는 사용자의 제어에 의해 작동될 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (17)

  1. 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제8 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제8 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고,
    상기 광축 상에서 상기 제1 렌즈의 물체 측 면은 볼록한 형상 및 센서측 면은 오목한 형상을 가지며,
    상기 광축 상에서 상기 제5 렌즈의 물체 측 면은 오목한 형상 및 센서측 면은 볼록한 형상을 가지며,
    상기 제3 렌즈의 물체측 면은 상기 제1 내지 제8 렌즈 중에서 최소 유효경 크기를 가지며,
    상기 제8 렌즈의 센서 측 면은 상기 제1 내지 제8 렌즈 중에서 최대 유효경 크기를 가지며,
    상기 제2 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효경 평균 값은 상기 제3 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효경의 평균 값보다 작고,
    상기 제8 렌즈의 센서 측 면은 광축에서 오목하며 임계점을 가지며,
    상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 상기 센서의 상면까지의 광축 거리는 TTL(Total track length)이고,
    상기 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2은 ImgH이며,
    수학식: 0.5 < TTL / ImgH < 3
    을 만족하는 광학계.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제1 내지 제8 렌즈 중 제7 렌즈는 물체 측 면에 임계점을 가지며, 상기 제8 렌즈의 물체측 면은 광축에서 유효영역 끝단까지 임계점 없이 제공되는 광학계.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 제3 렌즈의 물체측 면의 유효경은 CA_L3S1이며, 상기 제2 렌즈의 센서측 면의 유효경은 CA_L2S2이며, 상기 제3 렌즈의 센서측 면의 유효경은 CA_L3S2이며,
    수학식: CA_L3S1 < CA_L2S2
    CA_L3S1 < CA_L3S2
    을 만족하는 광학계.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제8 렌즈의 센서 측 면의 중심을 지나는 광축과 직교하는 직선을 기준으로 상기 센서 측면과의 거리가 0.1mm 미만의 영역은 상기 광축에서 유효 반경의 55% 내지 75% 범위까지 포함하는 광학계.
  5. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 렌즈는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 0.5 < L3_CT/ L3_ET < 2
    (L3_CT는 제3 렌즈의 광축에서의 두께이며, L3_ET는 제3 렌즈의 물체측 면과 센서 측 면의 유효 영역 끝단의 두께이다)
  6. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1,2,8 렌즈는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 1.6 < n2
    1.50 < n1 < 1.6
    1.50 < n8 < 1.6
    (n1은 제1 렌즈의 굴절률이며, n2는 제2 렌즈의 굴절률이며, n8은 제8 렌즈의 굴절률이다)
  7. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 렌즈와 상기 제8 렌즈는 다음의 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 2 ≤ AVR_CA_L8 / AVR_CA_L2 ≤ 4
    (상기 AVR_CA_L8는 제8 렌즈의 물체측 면과 센서 측 면의 유효경(mm)의 평균 값이며, 상기 AVR_CA_L2는 상기 제2 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효경 평균 값이다)
  8. 제1항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 렌즈와 상기 제8 렌즈는 다음의 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 1 < CA_L8S2 / CA_L3S1 < 5
    (CA_L8S2는 제8 렌즈의 센서측 면의 유효경(mm) 크기이며, 상기 CA_L3S1는 상기 제3 렌즈의 물체측 면의 유효경 평균 값이다)
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 CA_L8S2는 제1 내지 제8 렌즈의 렌즈 면 중에서 최대 유효경이며,
    상기 CA_L3S1은 제1 내지 제8 렌즈의 렌즈 면 중에서 최소 유효경을 갖는 광학계.
  10. 제1항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제6 렌즈의 중심 두께는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 1 < L1_CT / L6_CT < 5
    (L1_CT는 상기 제1 렌즈의 상기 광축에서의 두께이고, L6_CT는 상기 제6 렌즈의 광축에서의 두께이다)
  11. 물체 측에 3매 이하의 렌즈를 갖는 제1 렌즈 군; 및
    상기 제1 렌즈 군의 센서 측에 5매 이하의 렌즈를 갖는 제2렌즈 군을 포함하며,
    상기 제1 렌즈군은 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제2 렌즈군은 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고,
    상기 제2 렌즈 군의 렌즈 매수는 상기 제1 렌즈 군의 렌즈 매수보다 2배 미만이며,
    상기 제1,2 렌즈 군의 렌즈 면 중에서 상기 제2 렌즈 군에 가장 가까운 렌즈의 물체 면의 유효경 크기는 최소이며,
    상기 제1,2 렌즈 군의 렌즈 면 중에서 이미지 센서에 가장 가까운 센서측 면은 유효경 크기가 최대이며,
    상기 제1,2 렌즈 군 내에서 평균 유효경 크기가 최소인 렌즈는 제1 렌즈 군의 물체측 렌즈와 센서측 렌즈 사이에 배치되며, 최대인 렌즈는 제2 렌즈 군의 마지막 렌즈이며,
    상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 이미지 센서의 상면까지의 광축 거리는 TTL(Total track length)이고, 상기 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2은 ImgH이며, 상기 제1 렌즈 군의 물체 측 면에서 상기 제2 렌즈 군의 센서 측 면까지의 최대 광축 거리(mm)는 TD이며, 상기 제1 내지 제8 렌즈의 물체 측 면과 센서 측 면의 유효경 중에서 가장 큰 유효경은 CA_Max이며,
    수학식: 0.5 < TTL / ImgH < 3
    0.5 < TD / CA_max < 1.5
    을 만족하는 광학계.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 렌즈군 각각의 초점 거리의 절대값은 상기 제2 렌즈군의 초점 거리가 상기 제1 렌즈 군의 초점 거리보다 더 큰 광학계.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 제1,2 렌즈 군의 렌즈 면의 최소 및 최대 유효경은 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 1 < CA_max / CA_min < 5
    (CA_Max는 상기 제1,2 렌즈 군의 물체측 면과 센서측 면 중 최대 유효경 크기이며, CA_Min은 상기 제1,2 렌즈 군의 물체측 면과 센서측 면 중 최소 유효경 크기이다)
  14. 제11 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 제8 렌즈를 포함하며,
    임계점을 갖는 제7 렌즈의 센서 측 면의 유효경은 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 0.4 < CA_LinfS1 / WD_Sensor < 0.9
    (CA_LinfS1는 임계점을 갖는 제7 렌즈의 물체측 면의 유효경이며, WD_Sensor는 이미지 센서의 대각선 길이이다)
  15. 제14 항에 있어서, 상기 제1,2,6,7 렌즈들은 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 2 < L1_CT / L2_CT < 4
    0 < L6_CT / L7_CT < 5
    (L1_CT는 제1 렌즈의 중심 두께이고, L2_CT는 제2 렌즈의 중심 두께이며, L6_CT는 제6 렌즈의 중심 두께이며, L7_CT는 제7 렌즈의 중심 두께이다)
  16. 제14 항에 있어서, 상기 이미지 센서에 가장 가까운 렌즈의 센서 측 면의 중심에서 광축과 직교하는 직선을 기준으로 상기 센서 측면과의 거리가 0.1mm 미만의 영역은 상기 광축에서 유효 반경의 55% 내지 75% 범위까지 포함하는 광학계.
  17. 광학계;
    상기 광학계의 센서측에 배치된 이미지 센서; 및
    상기 이미지 센서와 광학계의 마지막 렌즈 사이에 필터를 포함하며,
    상기 광학계는 제1 항 또는 제11항에 따른 광학계를 포함하고,
    하기 수학식을 만족하는 카메라 모듈.
    수학식: 1 < F / EPD < 5
    (F는 상기 광학계의 전체 초점 거리이고, EPD는 상기 광학계의 입사동의 크기(Entrance Pupil Diameter)이다.)
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