WO2023224440A1 - 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 Download PDF

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WO2023224440A1
WO2023224440A1 PCT/KR2023/006931 KR2023006931W WO2023224440A1 WO 2023224440 A1 WO2023224440 A1 WO 2023224440A1 KR 2023006931 W KR2023006931 W KR 2023006931W WO 2023224440 A1 WO2023224440 A1 WO 2023224440A1
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lenses
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optical system
optical axis
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PCT/KR2023/006931
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신두식
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엘지이노텍 주식회사
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0045Miniaturised 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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    • G02B13/18Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
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    • G02B9/00Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS 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
    • G03B17/00Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02Bodies
    • G03B17/12Bodies with means for supporting objectives, supplementary lenses, filters, masks, or turrets
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50Constructional details
    • H04N23/55Optical 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.
  • Camera modules perform the function of photographing objects and saving them as images or videos, and are installed in various applications.
  • the camera module is manufactured in an ultra-small size and is applied to not only portable devices such as smartphones, tablet PCs, and laptops, but also 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 can perform an autofocus (AF) function that automatically adjusts the distance between the image sensor and the imaging lens to align the focal length of the lens, and can focus on distant objects through a zoom lens.
  • AF autofocus
  • the zooming function of zoom up or zoom out can be performed by increasing or decreasing the magnification of the camera.
  • the camera module adopts image stabilization (IS) technology to correct or prevent image shake caused by camera movement due to an unstable fixation device or the user's movement.
  • IS image stabilization
  • the most important element for this camera module to obtain an image is the imaging lens that forms the image.
  • interest in high resolution has been increasing, and research is being conducted on optical systems including multiple lenses to realize this.
  • research is being conducted using a plurality of imaging lenses with positive (+) or negative (-) refractive power.
  • the overall length, height, etc. may increase depending on the thickness, spacing, and size of the plurality of lenses, which increases the overall size of the module including the plurality of lenses. There is.
  • the size of image sensors is increasing to realize high resolution and high image quality.
  • the total track length (TTL) of the optical system including a plurality of lenses also increases, which causes the thickness of cameras and mobile terminals including the optical system to also increase. Therefore, a new optical system that can solve the above-mentioned problems is required.
  • the embodiment seeks to provide an optical system with improved optical characteristics.
  • the embodiment seeks to provide an optical system with excellent optical performance at the center and periphery of the angle of view.
  • the embodiment seeks to provide an optical system that can have a slim structure.
  • the optical system according to the embodiment includes first to eleventh lenses disposed along the optical axis in the direction from the object side to the sensor side, wherein the first lens has positive refractive power at the optical axis and has a convex object side surface. It has a shape and, in the case of the refractive index (n3) of the third lens and the refractive index (n4) of the fourth lens, satisfies the equation 1 ⁇ n3/n4 ⁇ 1.5, and the optical axis among the first to eleventh lenses In (OA), the number of lenses with a convex meniscus shape toward the object is 4 or more, and the sensor side surface of the 11th lens is provided without a critical point from the optical axis to the end of the effective area, and the optical axis and the optical axis are aligned with each other based on the optical axis.
  • the maximum distance from the orthogonal straight line to the point where the height of the sensor side is less than 0.1 is the first distance, and the first distance may be disposed
  • the difference between the maximum slope angle (L10S2_max slope) of the tangent passing through the sensor-side surface of the 10th lens and the maximum slope angle (L11S2_max slope) of the tangent passing through the sensor-side surface of the 11th lens is 10 ⁇
  • the condition of ⁇ 30 can be satisfied.
  • the effective change of the 22nd surface of the 11th lens may be less than 5 mm.
  • the difference between the maximum slope angle (L10S2_max slope) of the tangent passing through the sensor-side surface of the 10th lens and the maximum slope angle (L11S2_max slope) of the tangent passing through the sensor-side surface of the 11th lens is -5.
  • the effective radius of the sensor side of the eleventh lens may be 6 mm or more.
  • the effective diameter (CA_L11S2) of the 11th lens and the center distance (CG10) between the 10th and 11th lenses may satisfy the condition of 3 ⁇ CA_L11S2 / CG10 ⁇ 20.
  • the effective diameter (CA_L10S2) of the tenth lens and the center distance (CG10) between the tenth and eleventh lenses may satisfy the condition of 5 ⁇ CA_L11S2 / CG10 ⁇ 15.
  • the maximum effective diameter (CA_Max) of the object side and sensor side of the first to eleventh lenses and the distance from the center of the image sensor to the diagonal end (ImgH) are 0.5 ⁇ CA_Max / (2* The condition of ImgH) ⁇ 1 can be satisfied.
  • the refractive indices (n1, n2, n3) of the first to third lenses may satisfy the following equations: 1.50 ⁇ n1 ⁇ 1.6, 1.50 ⁇ n2 ⁇ 1.6, and 17 ⁇ n3*n. (n is the total number of lenses).
  • the first, second, third, and seventh lenses may have a meniscus shape convex from the optical axis toward the object.
  • the tenth and eleventh lenses may have a meniscus shape convex from the optical axis toward the sensor.
  • the sum ( ⁇ CA) of the effective diameters of the object-side surface and the sensor-side surface of the first to eleventh lenses satisfies the condition of ⁇ CA*n > 1100, where n may be the total number of lenses.
  • An optical system includes a first lens group having a plurality of lenses aligned along an optical axis on an object side; a second lens group having a plurality of lenses aligned along the optical axis on the sensor side of the first lens group; and an aperture disposed around one lens of the first lens group, wherein the number of lenses of the second lens group is more than twice the number of lenses of the first lens group, and the lenses of the first lens group They have a meniscus shape that is convex from the optical axis to the object side, and in the second lens group, the nth lens closest to the image sensor and the n-1th lens on the object side of the nth lens are convex from the optical axis to the sensor side.
  • the sensor side surface of the lens closest to the second lens group among the lenses of the first lens group has a concave shape on the optical axis, and is located on the first lens group among the lenses of the second lens group.
  • the object-side surface of the closest lens has a concave shape in the optical axis, the effective diameters of the object-side surface and the sensor-side surface of the first to third lenses gradually become smaller from the object side to the sensor side, and the effective diameters of the object-side surface and the sensor-side surface of the first to third lenses gradually become smaller from the object side to the sensor side.
  • the effective diameters of the lenses may gradually increase from the object-side effective diameter of the lens closest to the first lens group to the sensor-side effective diameter of the last lens closest to the image sensor.
  • the effective diameter of the lenses of the first lens group may gradually increase from the effective diameter of the sensor-side surface of the lens closest to the second lens group to the effective diameter of the object-side surface of the first lens.
  • the distance from the image sensor to the center of the sensor side of the last lens may be equal to the distance from the maximum Sag value of the sensor side of the last lens to the image sensor.
  • the minimum effective diameter (CA_Min) and maximum effective diameter (CA_Max) satisfy the following equation: 50 ⁇ (CA_Max - CA_Min)*n ⁇ 120, n may be the total number of lenses.
  • the difference between the optical axis distance (TD_LG1) of the first lens group and the optical axis distance (TD_LG2) of the second lens group may satisfy the equation: 21 ⁇ (TD_LG2/TD_LG2)*n ⁇ 31. (n is the total number of lenses).
  • the maximum center thickness (CT_Max) and the maximum center spacing (CG_Max) between adjacent lenses among the lenses of the first and second lens groups are expressed by the equation: 5 ⁇ (CT_Max+CG_Max)*n ⁇ 12 can be satisfied (n is the total number of lenses).
  • the lens having the maximum center thickness may be the first lens, and the two lenses having the maximum center spacing may be the n-th lens and the n-1-th lens.
  • the first lens group includes first to third lenses
  • the second lens group includes fourth to eleventh lenses
  • the composite focal length to is F13, and if the composite focal length from the fourth lens to the eleventh lens is F411, 3 ⁇
  • a camera module includes an image sensor; and an optical filter disposed between the image sensor and the last lens, wherein the optical system includes the optical system disclosed above, and the following equation: 0.5 ⁇ F/TTL ⁇ 1.5, 0.5 ⁇ TTL / ImgH ⁇ 3, and 40 ⁇ ImgH*n ⁇ 120 can be satisfied (F is the average of the total focal length in two directions perpendicular to the optical axis of the optical system, and TTL (Total track length) is the distance from the center of the object side of the first lens to the (ImgH is the distance from the optical axis to the image surface of the sensor, ImgH is 1/2 of the maximum diagonal length of the image sensor, and n is the total number of lenses).
  • the optical system and camera module according to the embodiment may have improved optical characteristics.
  • the optical system may have improved aberration characteristics and resolution due to the surface shape, refractive power, thickness, and spacing between adjacent lenses of a plurality of lenses.
  • 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 field of view (FOV).
  • the optical system according to the embodiment may have improved optical characteristics and a small TTL (Total Track Length), so the optical system and the camera module including the same may be provided in a slim and compact structure.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an optical system and a camera module according to a first embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between the image sensor, the n-th lens, and the n-1-th lens of the optical system of FIG. 1.
  • Figure 3 is a table showing lens data of the optical system of Figure 1.
  • Figure 4 is an example of aspherical coefficients of lenses according to the first embodiment of the invention.
  • Figure 5 is a table showing the thickness of the lenses and the spacing between the lenses according to the direction orthogonal to the optical axis in the optical system according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 6 is a table showing Sag values of the object-side surface and the sensor-side surface of the 10th to 11th lenses in the optical system of FIG. 1.
  • FIG. 7 is a graph of the diffraction MTF (Diffraction MTF) of the optical system of FIG. 1.
  • Figure 8 is a graph showing the aberration characteristics of the optical system of Figure 1.
  • FIG. 9 is a graph showing Sag values of the object side and sensor side of the 10th and 11th lenses of the optical system of FIG. 1.
  • Figure 10 is a configuration diagram of an optical system and a camera module according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 11 is a table showing lens data of the optical system of FIG. 10.
  • FIG. 12 is an example of the aspheric coefficient of the lenses of the optical system of FIG. 10.
  • Figure 13 is a table showing the thickness of the lenses and the spacing between the lenses according to the direction perpendicular to the optical axis in the optical system of Figure 10.
  • FIG. 14 is a table showing Sag values of the object side surface and the sensor side surface of the 10th to 11th lenses in the optical system of FIG. 10.
  • FIG. 15 is a graph of the diffraction MTF (Diffraction MTF) of the optical system of FIG. 10.
  • Figure 16 is a graph showing the aberration characteristics of the optical system of Figure 10.
  • FIG. 17 is a graph showing Sag values of the object side and sensor side of the 10th and 11th lenses of the optical system of FIG. 10.
  • Figure 18 is a configuration diagram of an optical system and a camera module according to a third embodiment of the invention.
  • Figure 19 is a table showing lens data of the optical system of Figure 18.
  • Figure 20 is an example of the aspheric coefficient of the lenses of the optical system of Figure 18.
  • Figure 21 is a table showing the thickness of the lenses and the spacing between the lenses according to the direction orthogonal to the optical axis in the optical system of Figure 18.
  • FIG. 22 is a table showing Sag values of the object-side surface and the sensor-side surface of the 10th to 11th lenses in the optical system of FIG. 18.
  • FIG. 23 is a graph of the diffraction MTF (Diffraction MTF) of the optical system of FIG. 18.
  • Figure 24 is a graph showing the aberration characteristics of the optical system of Figure 18.
  • FIG. 25 is a graph showing Sag values of the object side and sensor side of the 10th and 11th lenses of the optical system of FIG. 18.
  • Figure 26 is a configuration diagram of an optical system and a camera module according to a fourth embodiment of the invention.
  • Figure 27 is a table showing lens data of the optical system of Figure 26.
  • FIG. 28 is an example of the aspheric coefficient of the lenses of the optical system of FIG. 26.
  • FIG. 29 is a table showing the thickness of the lenses and the spacing between the lenses according to the direction orthogonal to the optical axis in the optical system of FIG. 26.
  • Figure 30 is a table showing Sag values of the object side surface and the sensor side surface of the 10th to 11th lenses in the optical system of Figure 26.
  • Figure 31 is a graph of the diffraction MTF (Diffraction MTF) of the optical system of Figure 26.
  • Figure 32 is a graph showing the aberration characteristics of the optical system of Figure 26.
  • FIG. 33 is a graph showing Sag values of the object side and sensor side of the 10th and 11th lenses of the optical system of FIG. 26.
  • Figure 34 is a diagram showing a camera module according to an embodiment applied to a mobile terminal.
  • a component when a component is described as being 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled or connected to the other component, but also is connected to the other component. It may also include cases where other components are 'connected', 'coupled', or 'connected' by another component between them.
  • “above” or “below” when described as being formed or disposed “above” or “below” each component, “above” or “below” refers not only to cases where two components are in direct contact with each other, but also to one This also includes cases where another component described above is formed or placed between two components.
  • top (above) or bottom (bottom) it can include not only the upward direction but also the downward direction based on one component.
  • object side may refer to the side of the lens facing the object side based on the optical axis (OA)
  • sensor side may refer to the side of the lens facing the imaging surface (image sensor) based on the optical axis. It can refer to the surface of the lens. That one side of the lens is convex may mean a convex shape in the optical axis or paraxial region, and that one side of the lens is concave may mean a concave shape in the optical axis or paraxial region.
  • the radius of curvature, center thickness, and spacing between lenses listed in the table for lens data may refer to values at the optical axis.
  • the vertical direction may mean a direction perpendicular to the optical axis
  • the end of the lens or lens surface may mean the end of the effective area of the lens through which incident light passes.
  • the size of the effective diameter of the lens surface may have a measurement error of up to ⁇ 0.4 mm depending on the measurement method.
  • the paraxial area refers to a very narrow area near the optical axis, and is an area where the distance at which light rays fall from the optical axis (OA) is almost zero.
  • the concave or convex shape of the lens surface is described as the optical axis, and may also include the paraxial region.
  • FIGS. 1, 10, 18, and 26 are diagrams showing an optical system 1000 and a camera module having the same according to embodiments of the present invention.
  • the optical system 1000 or camera module may include lens units 100, 100A, 100B, and 100C having a plurality of lens groups LG1 and LG2.
  • each of the plurality of lens groups LG1 and LG2 includes at least one lens.
  • the optical system 1000 may include a first lens group LG1 and a second lens group LG2 sequentially arranged along the optical axis OA from the object side toward the image sensor 300.
  • the number of lenses of the second lens group (LG2) may be greater than the number of lenses of the first lens group (LG1), for example, may be two to three times the number of lenses of the first lens group (LG1).
  • the first lens group LG1 may include 2 or more lenses and 4 or less lenses, for example, 2 to 3 lenses.
  • the second lens group LG2 may include five or more lenses.
  • the second lens group LG2 may include a larger number of lenses than the lenses of the first lens group LG1, for example, 9 or less or 7 or more lenses.
  • the number of lenses of the second lens group LG2 may be 7 or more, for example, 8 or more more than the number of lenses of the first lens group LG1.
  • the total number of lenses in the first and second lens groups (LG1 and LG2) is 10 to 12.
  • the first lens group LG1 may include three lenses
  • the second lens group LG2 may include eight lenses.
  • the total track length (TTL) may be less than 94% of the diagonal length of the image sensor 300, for example, in the range of 60% to 90% or 70% to 90%.
  • the TTL is the distance on the optical axis (OA) from the object-side surface of the first lens 101 closest to the object side to the image surface of the image sensor 300, and the diagonal length of the image sensor 300 is the image sensor 300.
  • It is the maximum diagonal length of (300), and may be, for example, twice the distance (ImgH) from the optical axis (OA) to the end of the diagonal. Accordingly, a slim optical system and a camera module having the same can be provided.
  • the first lens group (LG1) refracts the light incident through the object side to collect it
  • the second lens group (LG2) refracts the light emitted through the first lens group (LG1) to the image sensor 300.
  • the sensor side surface of the lens closest to the second lens group LG2 within the first lens group LG1 has a concave shape at the optical axis OA
  • the sensor side surface of the lens closest to the second lens group LG2 within the first lens group LG2 has a concave shape.
  • the object-side surface of the lens closest to the first lens group LG1 may have a convex shape at the optical axis OA. That is, the two surfaces facing each other within the first and second lens groups (LG1 and LG2) may have a shape in which the sensor side surface is concave and the object side surface is convex at the optical axis.
  • the first lens group LG1 may have positive (+) refractive power.
  • the second lens group LG2 may have a negative refractive power different from that of the first lens group LG1.
  • the first lens group (LG1) and the second lens group (LG2) have different focal lengths and opposite refractive powers, thereby providing good optical performance in the center and periphery of the field of view (FOV). You can have it.
  • the refractive power is the reciprocal of the focal length.
  • the focal length of the second lens group LG2 may be greater than the focal length of the first lens group LG1.
  • the absolute value of the focal length (F_LG2) of the second lens group (LG2) is 1.1 times or more, for example, 1.1 to 4 times the absolute value of the focal length (F_LG1) of the first lens group (LG1). It may be a range. Accordingly, the optical system 1000 according to the embodiment can 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 has good optical performance in the center and periphery of the field of view (FOV). You can have
  • the first lens group LG1 and the second lens group LG2 may have a set interval.
  • the optical axis spacing between the first lens group LG1 and the second lens group LG2 on the optical axis OA is the separation distance on the optical axis OA, and among the lenses in the first lens group LG1, the sensor It may be the optical axis interval between the sensor side of the lens closest to the object side and the object side of the lens closest to the object side among the lenses in the second lens group LG2.
  • the optical axis gap between the first lens group (LG1) and the second lens group (LG2) is greater than the center thickness of the last lens of the first lens group (LG1) and the first lens of the second lens group (LG2) It may be greater than the center thickness of .
  • the optical axis interval between the first lens group (LG1) and the second lens group (LG2) is smaller than the optical axis distance of the first lens group (LG1) and is 35% or less of the optical axis distance of the first lens group (LG1). For example, it may be in the range of 12% to 35% or 17% to 32% of the optical axis distance of the first lens group LG1.
  • the optical axis distance of the first lens group LG1 is the optical axis distance between the object side of the lens closest to the object side of the first lens group LG1 and the sensor side of the lens closest to the sensor side.
  • the optical axis spacing between the first lens group (LG1) and the second lens group (LG2) may be 11% or more of the optical axis distance of the second lens group (LG2), for example, 11% to 25% or 11% to 11%. It may be in the 20% range.
  • the optical axis distance of the second lens group LG2 is the optical axis distance between the object side of the lens closest to the object side of the second lens group LG2 and the sensor side of the lens closest to the sensor side.
  • the optical axis distance of the first lens group (LG1) is D_LG1
  • the optical axis distance of the second lens group (LG2) is D_LG2
  • TD is the optical axis distance from the object side of the first lens to the sensor side of the last nth lens
  • 0.5 ⁇ TD/n ⁇ 1 can be satisfied.
  • the formula 7 ⁇ ⁇ CA/n ⁇ 17 can be satisfied.
  • the sum of the center thicknesses from the first lens to the last lens is ⁇ CT
  • 0.2 ⁇ ⁇ CT/n ⁇ 0.7 can be satisfied, and if the sum of the center spacings between two adjacent lenses is ⁇ CG, 0.1 ⁇ ⁇ CG ⁇ 0.4 It satisfies the formula and can satisfy the relationship of ⁇ CG ⁇ ⁇ CT.
  • the n is the total number of lenses. Accordingly, a slim optical system can be provided.
  • the lens with the smallest effective diameter within the first lens group (LG1) may be the lens closest to the second lens group (LG2).
  • the lens with the smallest effective diameter within the second lens group LG2 may be the lens closest to the first lens group LG1.
  • the size of the effective diameter of each lens is the average value of the effective diameter of the object-side surface and the effective diameter of the sensor-side surface of each lens. Accordingly, the optical system 1000 can have good optical performance not only in the center of the field of view (FOV) but also in the periphery, and can improve chromatic aberration and distortion aberration.
  • the size of the lens with the minimum effective diameter in the first lens group (LG1) may be smaller than the size of the lens with the minimum effective diameter in the second lens group (LG2). Accordingly, a slim telephoto camera module can be provided.
  • the effective diameter of each lens of the first lens group (LG1) that is, the average effective diameter of the object-side surface and the sensor-side surface, gradually decreases in the direction from the object side to the sensor side, and the effective diameter of each lens of the second lens group (LG2) can gradually increase from the object side to the sensor side.
  • Each of the plurality of lenses 100 may include an effective area and an uneffective area.
  • the effective area may be an area through which light incident on each of the lenses 100 passes. That is, the effective area may be an effective area or an effective diameter area in which the incident light is refracted to realize optical characteristics.
  • the non-effective area may be arranged around the effective area.
  • the non-effective area may be an area where effective light does not enter the plurality of lenses 100. That is, the non-effective area may be an area unrelated to the optical characteristics.
  • the end of the non-effective area may be an area fixed to a barrel (not shown) that accommodates the lens.
  • the lens closest to the object side in the first lens group LG1 may have positive (+) refractive power
  • the lens closest to the sensor side in the second lens group LG2 may have negative (-) refractive power.
  • the number of lenses with positive (+) refractive power may be greater than the number of lenses with negative (-) refractive power.
  • the number of lenses with positive (+) refractive power may be greater than the number of lenses with negative (-) refractive power.
  • the number of lenses with positive (+) refractive power may be equal to the number of lenses with negative (-) refractive power.
  • the optical system 1000 may include an image sensor 300 on the sensor side of the lens units 100, 100A, 100B, and 100C.
  • the image sensor 300 can detect light and convert it into an electrical signal.
  • the image sensor 300 may detect light that sequentially passes through the plurality of lenses 100.
  • the image sensor 300 may include an element capable of detecting 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 diagonal length of the image sensor 300 may be greater than 2 mm, for example, greater than 4 mm and less than 12 mm.
  • ImgH of the image sensor 300 may have a relationship of TTL > ImgH.
  • the optical system 1000 may include an optical filter 500.
  • the optical filter 500 may be disposed between the second lens group LG2 and the image sensor 300.
  • the optical filter 500 may be disposed between the image sensor 300 and a lens closest to the sensor among the plurality of lens units 100, 100A, 100B, and 100C.
  • the optical filter 500 may be disposed between the 11th lens 111 and the image sensor 300.
  • the optical filter 500 may include an infrared filter.
  • the optical filter 500 may pass light in a set wavelength band and filter light in a different wavelength band.
  • radiant heat emitted from external light can be blocked from being transmitted to the image sensor 300.
  • the optical filter 500 can transmit visible light and reflect infrared rays.
  • a cover glass may be further disposed between the optical filter 500 and the image sensor 300.
  • the optical system 1000 may include an aperture (ST).
  • the aperture ST can control the amount of light incident on the optical system 1000.
  • the aperture ST may be disposed around at least one lens of the first lens group LG1.
  • the aperture ST may be disposed around the object-side or sensor-side surface of the second lens 102.
  • the aperture ST may be disposed between two adjacent lenses 101 and 102 among the lenses in the first lens group LG1.
  • at least one lens selected from among the plurality of lenses 100 may function as an aperture.
  • the object side or the sensor side of one lens selected from among the lenses of the first lens group LG1 may function as an aperture to adjust the amount of light.
  • the straight line distance from the aperture ST to the sensor side of the nth lens may be smaller than the optical axis distance TD of the sensor side of the nth lens from the object side of the first lens 101.
  • the optical axis distance from the aperture (ST) to the sensor side of the nth lens is SD
  • the relationships SD ⁇ TD and SD ⁇ EFL can be satisfied.
  • the relationship of SD ⁇ ImgH can be satisfied.
  • the EFL is the effective focal length of the entire optical system and can be defined as F. There is a relationship of EFL > ImgH, and they may have a difference of less than 2 mm.
  • the field of view (FOV) of the optical system 1000 may be less than 120 degrees, for example, more than 70 degrees and less than 100 degrees.
  • the F number (F#) of the optical system 1000 may be greater than 1 and less than 10, for example, 1.1 ⁇ F# ⁇ 5, and the entrance pupil size (EPD) may be greater than F#. Accordingly, the optical system 1000 has a slim size, can control incident light, and can have improved optical characteristics within the field of view.
  • the effective diameter of the lenses gradually becomes smaller from the object-side lens to the lens surface on which the aperture is placed (e.g., the fourth surface), and from the effective diameter of the lens surface (e.g., the fifth surface) placed on the sensor side than the aperture, the lens of the last lens
  • the effective diameter of the surface can gradually increase.
  • the optical system 1000 according to the embodiment may further include a reflective member (not shown) to change the path of light.
  • the reflective member may be implemented as a prism that reflects incident light from the first lens group LG1 in the direction of the lenses.
  • the reflective member may be disposed on the emission side of the second lens group LG2.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an optical system and a camera module according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between the image sensor, n-th lens, and n-1-th lens of the optical system of FIG. 1
  • FIG. 10 is a configuration diagram of an optical system and a camera module according to a second embodiment
  • FIG. 18 is a configuration diagram of an optical system and a camera module according to a fourth embodiment
  • FIG. 26 is a configuration diagram of an optical system and a camera module according to a fourth embodiment. am.
  • the optical system 1000 includes lens units 100, 100A, 100B, and 100C having a plurality of lenses, and the lens units 100 and 100 A, 100B, and 100C) may include the first lens 101 to the eleventh lens 111.
  • the first to tenth lenses 101-111 may be sequentially aligned along the optical axis OA of the optical system 1000.
  • Light corresponding to object information may pass through the first to eleventh lenses 101 to 111 and the optical filter 500 and be incident on the image sensor 300.
  • the first lens group LG1 may include the first to third lenses 101-103, and the second lens group LG2 may include the fourth to eleventh lenses 104-111. there is.
  • the optical axis distance between the third lens 103 and the fourth lens 104 may be the optical axis distance between the first and second lens groups LG1 and LG2.
  • the first lens 101 may be the first lens of the optical system, and the eleventh lens 111 may be the last lens.
  • the number of lenses having a meniscus shape convex from the optical axis toward the object may be 4 or more, and may range from 40% to 50% of the total number of lenses.
  • the number of lenses having a meniscus shape convex from the optical axis toward the sensor may be greater than the number of lenses having a meniscus shape convex toward the object, and may be 5 or more, It may range from 50% to 60% of the total number of lenses. Accordingly, the convex meniscus shape from the optical axis to the object side or sensor side may be more than 70% of the total number of lenses.
  • the radius of curvature of each lens 101-103 of the first lens group LG1 may be a positive value, and the radius of curvature of each lens 104-110 of the second lens group LG2 may be a negative value.
  • the first lens 101 may have negative (-) or positive (+) refractive power at the optical axis OA, and preferably may have positive (+) refractive power.
  • the first lens 101 may include plastic or glass.
  • the first lens 101 may be made of plastic.
  • the first lens 101 may include a first surface (S1) defined as the object side surface and a second surface (S2) defined as the 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 that is convex from the optical axis OA toward the object.
  • At least one of the first surface (S1) and the second surface (S2) may be an aspherical surface.
  • both the first surface (S1) and the second surface (S2) may be aspherical.
  • the aspheric coefficients of the first and second surfaces are provided as shown in Figures 4, 12, 20, and 28, where L1 is the first lens 101, L1S1 is the first surface, and L1S2 is the first lens 101. This is the second side.
  • the second lens 102 may have positive (+) or negative (-) refractive power at the optical axis (OA).
  • the second lens 102 may have positive (+) refractive power.
  • the second lens 102 may include plastic or glass.
  • the second lens 102 may be made of plastic.
  • the second lens 102 may include a third surface S3 defined as the object side surface and a fourth surface S4 defined as the sensor side surface.
  • the third surface S3 may have a convex shape
  • the fourth surface S4 may have a concave shape. That is, the second lens 102 may have a meniscus shape that is convex from the optical axis OA toward the object.
  • the third surface S3 may have a convex shape
  • the fourth surface S4 may have a convex shape.
  • At least one of the third surface S3 and the fourth surface S4 may be an aspherical surface.
  • both the third surface S3 and the fourth surface S4 may be aspherical.
  • the aspherical coefficients of the third and fourth surfaces are provided as shown in Figures 4, 12, 20, and 28, where L2 is the second lens 102, L2S1 is the third surface, and L2S2 is the second lens 102. This is the fourth side.
  • the third lens 103 may have positive (+) or negative (-) refractive power at the optical axis OA, and may preferably have negative (-) refractive power.
  • the third lens 103 may include plastic or glass.
  • the third lens 103 may be made of plastic.
  • the third lens 103 may include a fifth surface S5 defined as the object side surface and a sixth surface S6 defined as the sensor side surface.
  • the fifth surface S5 may have a convex shape
  • the sixth surface S6 may have a concave shape. That is, the third lens 103 may have a meniscus shape that is convex from the optical axis OA toward the object.
  • the fifth surface S5 may have a convex shape
  • the sixth surface S6 may have a convex shape.
  • At least one of the fifth surface S5 and the sixth surface S6 may be an aspherical surface.
  • both the fifth surface S5 and the sixth surface S6 may be aspherical.
  • the aspherical coefficients of the fifth and sixth surfaces are provided as shown in Figures 4, 12, 20, and 28, where L3 is the third lens 103, L3S1 is the fifth surface, and L3S2 is the third lens 103. This is side 6.
  • the first lens group LG1 may include the first to third lenses 101, 102, and 103.
  • the thickness at the optical axis OA that is, the central thickness of the lens, may be the thickest for the first lens 101 or the second lens 102, and the third lens ( 103) may be the thinnest. Accordingly, the optical system 1000 can control incident light and have improved aberration characteristics and resolution.
  • the clear aperture (CA) of the lens may be the smallest for the third lens 103, and the largest for the first lens 101.
  • the effective radius (semi-aperture) (r11) of the first surface (S1) may be the largest
  • the sixth surface ( The size of the effective radius of S6) may be the smallest.
  • the effective diameter of the second lens 102 may be smaller than that of the first lens 101 and larger than the effective diameter of the third lens 103.
  • the effective diameter of the third lens 103 may be the smallest among all lenses of the optical system 1000.
  • the size of the effective diameter is the average value of the effective diameter of the object side of each lens and the effective diameter of the sensor side. Accordingly, the optical system 1000 can have improved chromatic aberration control characteristics, and the vignetting characteristics of the optical system 1000 can be improved by controlling incident light.
  • the refractive index of the third lens 102 may be greater than the refractive index of at least one or both of the first and second lenses 101 and 102.
  • the refractive index of the third lens 103 may be greater than 1.60, for example, 1.65 or greater, and the refractive index of the first and second lenses 101 and 102 may be less than 1.60.
  • the third lens 103 may have an Abbe number that is smaller than the Abbe number of at least one or both of the first and second lenses 101 and 102.
  • the Abbe number of the third lens 103 may be 20 or more less than the Abbe number of the first and second lenses 101 and 102, for example, less than 30.
  • the Abbe number of the first and second lenses 101 and 102 may be 30 or more greater than the Abbe number of the third lens 103. Accordingly, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics.
  • the radius of curvature of the fourth surface S4 of the second lens 102 may be the largest among the first to third lenses 101, 102, and 103.
  • the radius of curvature of the first surface (S1) of the first lens 101 may be the smallest.
  • the difference between the lens surface with the maximum radius of curvature and the lens surface with the minimum radius of curvature may be three times or more.
  • the average radius of curvature of the first to sixth surfaces (S1-S6) may be 10 mm or less, for example, in the range of 3 mm to 10 mm.
  • Each of the first to third lenses 101-103 may have a meniscus shape convex toward the object.
  • the fourth lens 104 may have positive (+) or negative (-) refractive power at the optical axis (OA).
  • the fourth lens 104 may have positive (+) refractive power.
  • the fourth lens 104 may include plastic or glass.
  • the fourth lens 104 may be made of plastic.
  • the fourth lens 104 may include a seventh surface S7 defined as the object side surface and an eighth surface S8 defined as the sensor side surface.
  • the seventh surface S7 may have a concave shape
  • the eighth surface S8 may have a convex shape. That is, the fourth lens 104 may have a meniscus shape that is convex from the optical axis OA toward the sensor.
  • the fourth lens 104 may have a shape in which both sides are convex at the optical axis.
  • 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 aspherical.
  • the aspheric coefficients of the 7th and 8th surfaces (S7, S8) are provided as shown in Figures 4, 12, 20, and 28, where L4 is the fourth lens 104, L4S1 is the seventh surface, and L4S2 is the fourth lens 104. This is page 8.
  • the fifth lens 105 may have positive (+) or negative (-) refractive power at the optical axis (OA).
  • the fifth lens 105 may have positive (+) refractive power.
  • the fifth lens 105 may include plastic or glass.
  • the fifth lens 105 may be made of plastic.
  • the focal length of the fifth lens 105 may be the largest within the optical system, and for example, may satisfy F6 ⁇ F4 ⁇ F5, and F5 may be 90 mm or more. Additionally, the formula F4 ⁇ (F5/2) can be satisfied.
  • F4 is the focal length of the fourth lens 104
  • F6 is the focal length of the sixth lens 106.
  • the position of the lens with the largest focal length within the optical system may be located at the n-6th position from the last lens, where n is the total number of lenses.
  • the fifth lens 105 may include a ninth surface S9 defined as the object side surface and a tenth surface S10 defined as the sensor side surface.
  • the ninth surface S9 may have a concave shape
  • the tenth surface S10 may have a convex shape. That is, the fifth lens 105 may have a meniscus shape that is convex from the optical axis OA toward the sensor.
  • the ninth surface S9 may have a concave shape
  • the tenth surface S10 may have a concave shape.
  • the fifth lens may have a convex shape on both sides. Alternatively, the fifth lens may have a shape in which both sides are convex.
  • the fifth lens 105 may be provided with the ninth and tenth surfaces S9 and S10 without a critical point from the optical axis OA to the end of the effective area.
  • 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 aspherical.
  • the aspherical coefficients of the 9th and 10th surfaces (S9, S10) are provided as shown in Figures 4, 12, 20, and 28, where L5 is the fifth lens 105, L5S9 is the ninth surface, and L5S2 is the fifth lens 105. This is page 10.
  • the sixth lens 106 may have positive (+) or negative (-) refractive power at the optical axis (OA).
  • the sixth lens 106 may have negative refractive power.
  • the sixth lens 106 may include plastic or glass.
  • the sixth lens 106 may be made of plastic.
  • the sixth lens 106 may include an 11th surface S11 defined as the object side surface and a 12th surface S12 defined as the sensor side surface.
  • the 11th surface S11 may have a concave shape
  • the 12th surface S12 may have a convex shape. That is, the sixth lens 106 may have a meniscus shape that is convex from the optical axis OA toward the sensor.
  • the sixth lens 106 may have a shape with both sides concave or both sides convex at the optical axis OA.
  • the sixth lens 106 may have a meniscus shape that is convex toward the object.
  • At least one of the 11th surface S11 and the 12th surface S12 of the sixth lens 106 may be aspherical.
  • both the 11th surface (S11) and the 12th surface (S12) may be aspherical.
  • the aspherical coefficients of the 11th and 12th surfaces (S11, S12) are provided as shown in Figures 4, 12, 20, and 28, where L6 is the sixth lens 106, L6S1 is the 11th surface, and L6S2 is the sixth lens 106. This is page 12.
  • the seventh lens 107 may have positive (+) or negative (-) refractive power at the optical axis (OA).
  • the seventh lens 107 may have negative refractive power.
  • the seventh lens 107 may include plastic or glass.
  • the seventh lens 107 may be made of plastic.
  • the seventh lens 107 may include a 13th surface S13 defined as the object side surface and a 14th surface S14 defined as the sensor side surface.
  • the 13th surface S13 may have a convex shape
  • the 14th surface S14 may have a concave shape. That is, the seventh lens 107 may have a meniscus shape that is convex from the optical axis OA toward the object.
  • the seventh lens 107 may have a shape with both sides concave or both sides convex at the optical axis OA.
  • the sixth lens 107 may have a meniscus shape that is convex toward the sensor.
  • At least one of the 13th surface S13 and the 14th surface S14 of the seventh lens 107 may be aspherical.
  • both the 13th surface S13 and the 14th surface S14 may be aspherical.
  • the aspheric coefficients of the 13th and 14th surfaces (S13, S14) are provided as shown in Figures 4, 12, 20, and 28, where L7 is the seventh lens 107, L7S1 is the 13th surface, and L7S2 is the 13th surface. This is page 14.
  • At least one or both of the 13th surface S13 and the 14th surface S14 of the seventh lens 107 may have a critical point.
  • the 13th surface S13 may have at least one critical point from the optical axis OA to the end of the effective area.
  • the fourteenth surface S14 may have at least one critical point from the optical axis to the end of the effective area.
  • 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 (+), and the slope It may mean a point where the value is 0.
  • the critical point may be a point where the slope value of a tangent line passing through the lens surface increases and then decreases, or a point where it decreases and then increases.
  • the eighth lens 108 may have positive (+) or negative (-) refractive power at the optical axis (OA).
  • the eighth lens 108 may have positive (+) refractive power.
  • the eighth lens 108 may include plastic or glass.
  • the eighth lens 108 may be made of plastic.
  • the eighth lens 108 may include a 15th surface S15 defined as the object side surface and a 16th surface S16 defined as the sensor side surface.
  • the 15th surface S15 may have a concave shape
  • the 16th surface S16 may have a convex shape. That is, the eighth lens 108 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the sensor.
  • the eighth lens 108 may have a concave or convex shape on both sides.
  • the eighth lens 108 may have a meniscus shape that is convex toward the object. At least one or both of the 15th surface S15 and the 16th surface S16 of the eighth lens 108 may be provided without a critical point.
  • At least one of the 15th surface S15 and the 16th surface S16 of the eighth lens 107 may be an aspherical surface.
  • both the 15th surface (S15) and the 16th surface (S16) may be aspherical.
  • the aspherical coefficients of the 15th and 16th surfaces (S15, S16) are provided as shown in Figures 4, 12, 20, and 28, where L8 is the 8th lens 108, L8S1 is the 15th surface, and L8S2 is the 15th surface. This is page 16.
  • the ninth lens 109 may have positive (+) or negative (-) refractive power at the optical axis (OA).
  • the ninth lens 109 may have positive (+) refractive power.
  • the ninth lens 109 may include plastic or glass.
  • the ninth lens 109 may be made of plastic.
  • the ninth lens 109 may include a 17th surface S17 defined as the object side surface and an 18th surface S18 defined as the sensor side surface.
  • the 17th surface S17 may have a convex shape
  • the 18th surface S18 may have a convex shape. That is, the ninth lens 109 may have a shape in which both sides are convex at the optical axis OA.
  • the ninth lens 109 may have a meniscus shape that is concave on both sides or convex toward the sensor. At least one or both of the 17th surface S17 and the 18th surface S18 of the ninth lens 109 may be provided without a critical point.
  • At least one of the 17th surface S17 and the 18th surface S14 of the ninth lens 109 may be an aspherical surface.
  • both the 17th surface (S17) and the 18th surface (S18) may be aspherical.
  • the aspherical coefficients of the 17th and 18th surfaces (S17, S18) are provided as shown in Figures 4, 12, 20, and 28, where L9 is the 9th lens 109, L9S1 is the 17th surface, and L9S2 is the 17th surface. This is page 18.
  • the tenth lens 110 may have negative refractive power at the optical axis OA.
  • the tenth lens 110 may include plastic or glass.
  • the tenth lens 110 may be made of plastic.
  • the tenth lens 110 may include a nineteenth surface (S19) defined as the object side surface and a twentieth surface (S20) defined as the sensor side surface.
  • the 19th surface S19 may have a concave shape
  • the 20th surface S20 may have a convex shape. That is, the tenth lens 110 may have a meniscus shape that is convex from the optical axis OA toward the sensor.
  • the tenth lens 110 may have a concave or convex shape on both sides at the optical axis OA, or may have a meniscus shape convex toward the object.
  • At least one or both of the 19th surface S19 and the 20th surface S20 of the tenth lens 110 may have a critical point.
  • the critical point of the 19th surface S19 or the 20th surface S20 may be located at an end of the effective area, that is, an area closer to the edge than the optical axis.
  • At least one of the 19th surface S19 and the 20th surface S20 of the tenth lens 110 may be an aspherical surface.
  • both the 19th surface (S19) and the 20th surface (S20) may be aspherical.
  • the aspherical coefficients of the 19th and 20th surfaces (S19, S20) are provided as shown in Figures 4, 12, 20, and 28, where L10 is the 10th lens 110, L10S1 is the 19th surface, and L10S2 is the 19th surface. This is page 20.
  • the eleventh lens 111 may have negative refractive power at the optical axis OA.
  • the eleventh lens 111 may include plastic or glass.
  • the eleventh lens 111 may be made of plastic.
  • the eleventh lens 111 may be the closest lens or the last lens in the optical system 1000 to the sensor.
  • the eleventh lens 111 may include a 21st surface S21 defined as the object side surface and a 22nd surface S22 defined as the sensor side surface.
  • the 21st surface S21 may have a concave shape
  • the 22nd surface S22 may have a convex shape. That is, the eleventh lens 111 may have a meniscus shape that is convex from the optical axis OA toward the sensor.
  • the eleventh lens 111 may have a meniscus shape that is convex from the optical axis OA toward the object, or may have a concave shape or a convex shape on both sides.
  • the 21st surface S21 of the 11th lens 111 may have a critical point, and the critical point may be located at an end of the effective area, that is, an area closer to the edge than the optical axis.
  • the twentieth surface S20 of the eleventh lens 111 may be provided without a critical point from the optical axis OA to the end of the effective area. That is, the distance of the twentieth surface S20 from a straight line perpendicular to the optical axis passing through the center may gradually increase from the center to the edge.
  • At least one of the 21st surface S21 and the 22nd surface S22 of the eleventh lens 111 may be an aspherical surface.
  • both the 21st surface S21 and the 22nd surface S22 may be aspherical.
  • the aspherical coefficients of the 21st and 22nd surfaces (S21, S22) are provided as shown in Figures 4, 12, 20, and 28, where L11 is the 11th lens 111, L11S1 is the 21st surface, and L11S2 is This is page 22.
  • the lens with the maximum central thickness is the ninth lens 109, and the central thickness of the ninth lens 109 is between the sixth and seventh lenses 106 and 107. It may be larger than the optical axis spacing, for example, 0.6 mm or more.
  • the lens having the minimum central thickness in the second lens group LG2 may be any one of the fourth to eighth lenses 104-108, and may be a lens having a central thickness of less than 0.5 mm or less than 0.4 mm. . Accordingly, the optical system 1000 can control incident light and have improved aberration characteristics and resolution.
  • the lens with the maximum central thickness may be the ninth lens 109, and the lens with the minimum central thickness may be the third lens 103.
  • the difference between the maximum thickness and the minimum thickness within the optical system may be less than 5 times or less than 4 times. Accordingly, the optical system 1000 having 9 or more lenses can be provided in a slim size.
  • the average clear aperture (CA) of the effective diameter of the lenses may be the smallest for the fourth lens 104, and the largest for the eleventh lens 111. there is.
  • the effective diameter of the seventh surface S7 of the fourth lens 104 may be the smallest, and the effective diameter of the twenty-second surface S22 may be the largest.
  • the effective diameter of the 22nd surface S22 may be the largest effective diameter in the optical system. Since the size of the effective diameter of the eleventh lens 111 is maximized, light is refracted in the optical axis direction through the first lens group LG1, and the light is transmitted to the image sensor 300 by the second lens group LG2. It can refract even the periphery of the. Accordingly, the optical system 1000 can have improved chromatic aberration control characteristics, and the vignetting characteristics of the optical system 1000 can be improved by controlling incident light.
  • the number of lenses with a refractive index exceeding 1.6 may be greater than the number of lenses with a refractive index of less than 1.6.
  • the number of lenses with an Abbe number greater than 50 may be smaller than the number of lenses with an Abbe number of less than 50.
  • the length of the ImgH of the image sensor 300 may be 6 mm or less, and in the fourth embodiment, the length of the ImgH of the image sensor 300 may be more than 6 mm.
  • the TTL of the optical system may be 10 mm or less, and in the fourth embodiment, the TTL may be more than 10 mm.
  • the TTL of the third embodiment may be less than 8mm.
  • the second embodiment may have a lower F number than the first, third, and fourth embodiments and may be less than 1.7.
  • the critical point of the 19th surface S19 of the 10th lens 110 is a position greater than 70% of the effective radius on the optical axis OA, for example, 70% to 94%. It can be located within the range.
  • the critical point of the 19th surface (S19) of the 10th lens 110 is a position of 80% or more of the effective radius on the optical axis (OA), for example, 80%. It can be located in the range from % to 94%.
  • the critical point of the 19th surface S19 of the 10th lens 110 may be located 3 mm or more from the optical axis OA, for example, in the range of 3 mm to 3.8 mm. Referring to the fourth embodiment of FIG.
  • the critical point of the 19th surface (S19) is located 4.5 mm or more from the optical axis (OA), for example, in the range of 4.5 mm to 5.5 mm. You can.
  • the 20th surface S20 of the 10th lens 110 may have no critical point from the optical axis OA to the end of the effective area.
  • the critical point of the 20th surface S20 may be located at a position greater than 80% of the effective radius on the optical axis, for example, in the range of 80% to 92%.
  • the critical point of the 21st surface S21 of the 11th lens 111 may be located at a position greater than 60% or within a range of 70% to 85% of the effective radius on the optical axis OA.
  • the critical point of the 21st surface S21 when the effective radius of the 21st surface S21 is less than 5 mm, the critical point of the 21st surface S21 is 3 mm or more from the optical axis OA, for example, 3 mm to 3 mm. It can be located in the 3.8mm range.
  • the critical point of the 21st surface S21 when the effective radius is greater than 5 mm or greater than 6 mm, the critical point of the 21st surface S21 may be located 4.5 mm or more from the optical axis OA, for example, in the range of 4.5 mm to 5.5 mm. .
  • the 22nd surface S22 of the 11th lens 111 may be provided without a critical point from the optical axis OA to the end of the effective area.
  • the effective radius (r112) of the 22nd surface (S22) is the distance from the optical axis (OA) to the end of the effective area, and the first distance (K3) is perpendicular to the optical axis (OA) and the 22nd surface (S22)
  • the distance from the straight line passing through the center to the lens surface may be less than 0.1 mm in height, or the point where the inclination angle of the tangent passing through the 22nd surface S22 is less than 10 degrees can be defined.
  • the first distance (K3) is 20% or more of the effective radius (r112), for example, 20% or more. It can be located in the 55% range.
  • the first distance K3 is the effective radius ( r112) may be located at a distance of 53% or less, for example, in the range of 43% to 53%, and preferably, may be located at a distance of 2.4 mm or less, for example, in the range of 1.8 mm to 2.4 mm from the optical axis (OA).
  • the first distance K3 is 39% or less of the effective radius r112, for example, 20% to 20%. It may be in the range of 39%, and preferably, may be located at a distance of 3 mm or less from the optical axis (OA), for example, 2 mm to 3 mm.
  • the distance from the eleventh lens 111 to the point where the inclination angle of the tangent passing through the twenty-second surface S22 is less than 10 degrees may be defined as the first distance K3.
  • OA optical axis
  • the first distance K3 is 50% or less of the effective radius r112, for example, 35% to 35%. It may be in the 50% range, and preferably, may be located at a distance of 3.5 mm or less from the optical axis (OA), for example, 2.5 mm to 3.5 mm.
  • OA optical axis
  • the center of the 22nd surface S22 may be located closest to the image sensor 300. Accordingly, it may be unnecessary to increase the distance between the eleventh lens 111 and the image sensor 300, thereby preventing the TTL of the optical system from increasing.
  • the eleventh lens 111 of the optical system 1000 satisfies the above-mentioned range for controlling optical characteristics such as chromatic aberration, distortion characteristics, aberration characteristics, and resolution. Accordingly, the path of light emitted to the image sensor 300 through the lens can be effectively controlled. Accordingly, the optical system 1000 according to the embodiment may have improved optical characteristics even in the center and peripheral areas of the field of view (FOV).
  • FOV field of view
  • the normal line K2 which is a straight line perpendicular to the tangent line K1 passing through an arbitrary point on the 22nd surface S22 on the sensor side of the 11th lens 111, which is the last lens, is in a predetermined direction with the optical axis OA. It may have an angle ⁇ 1, and the maximum angle ⁇ 1 may be greater than 5 degrees and less than 45 degrees. Accordingly, since it has the minimum Sag value in the optical axis or paraxial region of the 20th surface S20, a slim optical system can be provided.
  • Back focal length is the 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 22nd surface S22 on the sensor side of the 11th lens 111.
  • CT10 is the center thickness or optical axis thickness of the tenth lens 110
  • L10_ET is the end or edge thickness of the effective area of the tenth lens 110.
  • CT11 is the central thickness or optical axis thickness of the eleventh lens 111.
  • CG10 is the optical axis spacing (ie, center spacing) from the center of the sensor-side surface of the tenth lens 110 to the center of the object-side surface of the eleventh lens 111.
  • the optical axis distance CG10 from the center of the sensor-side surface of the tenth lens 110 to the center of the object-side surface of the eleventh lens 111 is the 20th surface S20 and the second from the optical axis OA. This is the distance between 21 sides (S21).
  • the center thickness of each of the first to eleventh lenses 101-111 can be expressed as CT1 to CT11, and the edge thickness at the end of the effective area can be expressed as ET1 to ET11.
  • the center spacing between the first and second lenses 101 and 102 is CG1
  • the center spacing between the second and third lenses 102 and 103 is CG2
  • the center spacing between the third and fourth lenses 103 and 104 is CG3.
  • the center spacing between the 4th and 5th lenses (104, 105) is CG4
  • the center spacing between the 5th and 6th lenses (105, 106) is CG5
  • the center spacing between the 6th and 7th lenses (106, 107) is CG6, and the 7th
  • the center spacing between the 8th lenses (107, 108) is CG7
  • the center spacing between the 8th and 9th lenses (108, 109) is CG8
  • the center spacing between the 9th and 10th lenses (109, 110) is CG9
  • the 10th and 11th lenses (109, 110) are CG9.
  • the center spacing between the lenses 109 and 111 can be defined as CG10.
  • the edge spacing between the two adjacent lenses can be expressed as EG1 to EG10.
  • each lens 101-111 is represented by T1 to T11, and can be expressed at intervals of 0.1 mm or more along the first direction (Y) on the optical axis. Additionally, the gap between two adjacent lenses can be expressed as G1 to G10, and can be expressed as a gap of 0.1 mm or more from the center between the two adjacent lenses toward the first direction (Y).
  • the gap CG10 between the 10th and 11th lenses 110 and 111 may be larger than the center gap CG3 between the 3rd and 4th lenses 103 and 104. , the relationship CG3 ⁇ CG10 can be satisfied, and it can be 0.5 mm or more.
  • the center spacings (CG1 to CG10) between two adjacent lenses the spacing (CG10) between the tenth and eleventh lenses (110, 111) may be the largest, and the center spacing (CG3) between the third and fourth lenses (103, 104) ) may be the second largest.
  • the center thickness (CT1) of the first lens 101 is the largest among the center thicknesses of the lenses, and the center gap (CG10) between the 10th lens 110 and the 11th lens 111 ) can be larger than
  • the center thickness (CT3) of the third lens 103 is the minimum among the center thicknesses of the lenses, and may be smaller than the center distance (CG4) between the third lens 103 and the fourth lens 104.
  • CTabc the sum of the center thicknesses of the three lenses with a thickness greater than the center thickness of the other lenses
  • CTabc the sum of the center spacing of the three parts greater than the center spacing between adjacent lenses
  • CTabc the relationship CTabc > CGabc
  • the CTabc*n may be 15 mm or more, for example, in the range of 15 mm to 30 mm
  • CTabc*n may be 14 mm or more, for example, in the range of 14 mm to 28 mm
  • n is the number of lenses. Accordingly, the optical system 1000 having 10 or more lenses can be provided in a slim size.
  • * indicates multiplication.
  • the number of lenses greater than 1.6 in the optical system 1000 may be more than 50% of the total number of lenses. If Na is the number of lenses greater than 1.6, the relationship Na*n > 55 can be satisfied, where n is the number of lenses.
  • the overall refractive index average may be 1.55 or more, for example, 1.58 or more.
  • the average of all Abbe numbers may be 40 or less, for example, 35 or less.
  • the sum of the central thicknesses of each lens may be 3.5 mm or more, for example, in the range of 3.5 mm to 7.5 mm.
  • the first to third embodiments may be less than 6 mm, for example, 3.5 mm to 5.5 mm, and the fourth embodiment may be more than 6 mm, for example, 6.1 mm to 7.5 mm.
  • the sum of the center spacings between adjacent lenses may be less than or equal to 4.2 mm, for example in the range of 2 mm to 4.2 mm.
  • the sum of the center spacings of the first to third embodiments may range from 2 mm to 3 mm, and the sum of the center spacings of the fourth embodiment may range from 3 mm to 4.2 mm.
  • a slim optical system can be provided with such center thickness and center spacing.
  • the radius of curvature is described as an absolute value
  • the radius of curvature of the other lens surface may be larger than the radius of curvature of the other lens surface.
  • the radius of curvature of the 22nd surface S22 of the 11th lens 111 may be the largest among the lens surfaces.
  • the radius of curvature of the 17th surface S17 of the ninth lens 109 may be the largest among the lens surfaces.
  • the focal length of the fifth lens 105 among the lens units 100, 100A, 100B, and 100C may be the largest among the lenses, and the focal length of the eleventh lens 111 may be the largest among the lenses. It can be minimal.
  • the maximum focus distance may be 15 times or more than the minimum focus distance.
  • the optical system 1000 according to the embodiment disclosed above may satisfy at least one or two of the equations described below. Accordingly, the optical system 1000 according to the embodiment may have improved optical characteristics. For example, if the optical system 1000 satisfies at least one mathematical equation, the optical system 1000 can effectively control aberration characteristics such as chromatic aberration and distortion aberration, not only in the center but also in the periphery of the field of view (FOV). It can have good optical performance.
  • the optical system 1000 may have improved resolution and may have a slimmer and more compact structure.
  • the center thickness of the first to eleventh lenses 101-111 may be defined as CT1 to CT11
  • the edge thickness may be defined as ET1 to ET11
  • the center spacing or optical axis spacing between two adjacent lenses may be defined as CG1.
  • CG10 the edge spacing between two adjacent lenses
  • the unit of the thickness and spacing is mm.
  • Equation 1 if the thickness (CT3) at the optical axis of the third lens 103 and the thickness (CT1) at the optical axis of the first lens 101 are satisfied, the optical system 1000 can improve aberration characteristics. You can. Preferably, Equation 1 may satisfy 2 ⁇ CT3 / CT1 ⁇ 5.
  • Equation 2 if the thickness (CT3) at the optical axis of the third lens 103 and the edge thickness (ET3) of the third lens 103 are satisfied, the optical system 1000 can have improved chromatic aberration control characteristics. there is.
  • Equation 2 may satisfy 0.3 ⁇ CT3 / ET3 ⁇ 1.
  • the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics.
  • the SD is the optical axis distance from the aperture to the sensor-side 22nd surface (S22) of the 11th lens 111
  • the TD is the optical axis distance from the object-side first surface (S1) of the first lens 101 to the 11th lens 111. It is the optical axis distance to the 22nd surface (S22) on the sensor side of (111).
  • the aperture may be disposed around the sensor side of the second lens 102.
  • F_LG1 is the composite focal length of the first lens group (LG1)
  • F_LG2 is the composite focal length of the second lens group (LG2).
  • ⁇ CT is the sum of the central thicknesses of all lenses, for example, the sum of the central thicknesses of the first to eleventh lenses.
  • CT_Aver is the average of the central thickness of all lenses. If Equation 3 is satisfied, the optical system can improve factors that affect reduction of distortion aberration. In Equation 3, 3.5 ⁇ ⁇ CT - CT_Aver ⁇ 6.5 can be satisfied.
  • n3 means the refractive index at the d-line of the third lens 103.
  • the optical system 1000 can improve chromatic aberration characteristics.
  • 1.65 ⁇ n3 may be satisfied.
  • 17 ⁇ (n3*n) can be satisfied (n is the total number of lenses).
  • Equation 4-1 n1 is the refractive index at the d-line of the first lens 101, n11 is the refractive index at the d-line of the 11th lens 111, and n is the number of lenses in the optical system. .
  • the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 4-1, the influence on the TTL of the optical system 1000 can be suppressed.
  • Equation 4-2 n6 is the refractive index at the d-line of the sixth lens 106, n10 is the refractive index at the d-line of the tenth lens 110, and n is the number of lenses in the optical system. .
  • the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 4-2, the optical system 1000 can improve chromatic aberration characteristics.
  • L11S2_max_sag to Sensor means the distance in the optical axis direction from the maximum Sag value of the 22nd surface (S22) on the sensor side of the 11th lens 111 to the image sensor 300.
  • L11S2_max_sag to Sensor means the distance in the optical axis direction from the critical point P2 on the sensor side of the eleventh lens 111 to the image sensor 300.
  • Equation 5 can satisfy 0.5 ⁇ L11S2_max_sag to Sensor ⁇ 1. Additionally, L11S2_max_sag to Sensor may be the same as BFL.
  • the position of the filter 500, the detailed distance between the last lens and the filter 500, and the distance between the image sensor 300 and the filter 500 are set for convenience in designing the optical system 1000.
  • the value of L11S2_max_sag to Sensor in the lens data may be equal to the back focal length (BFL) of the optical system 1000, and the position of the filter 500 is not in contact with the last lens and the image sensor 300, respectively.
  • Good optical performance can be achieved by moving within a range that is not restricted. That is, the distance between the critical point P2 and the image sensor 300 on the 22nd surface S22 of the 11th lens 111 is minimum, and may gradually increase toward the end of the effective area.
  • Equation 6 the back focal length (BFL) is the optical axis (OA) means the distance (mm).
  • the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 6, the optical system 1000 can improve distortion aberration characteristics and have good optical performance in the peripheral area of the field of view (FOV).
  • the maximum Sag value may be the critical point position. Equation 6 can satisfy 1 ⁇ BFL / L11S2_max_sag to Sensor ⁇ 1.5.
  • L11S2_max slope means the maximum value (Degree) of the tangential angle measured on the 22nd surface (S22) on the sensor side of the 11th lens 111.
  • L11S2_max slope in the 22nd surface S22 means the angle value (Degree) of the point having the largest tangent angle with respect to an imaginary line extending in a direction perpendicular to the optical axis OA.
  • the optical system 1000 can control the occurrence of lens flare.
  • equation 7 is 30 ⁇
  • L10S2_max slope means the maximum value (Degree) of the tangential angle measured on the 20th surface (S20) on the sensor side of the 10th lens 110.
  • Equation 8 shows that when the effective radius (r112) of the 22nd surface (S22) of the 11th lens 111 is less than 5 mm, 10 ⁇
  • Equation 8 shows that when the effective radius (r112) of the 22nd surface (S22) of the 11th lens 111 is more than 5 mm or more than 6 mm, -5 ⁇
  • the optical system 1000 can control the occurrence of lens flare.
  • Equation 9 can set the center distance (CG10) and the minimum distance (G10_min) of the distance (G10) between the tenth lens 110 and the eleventh lens 111.
  • the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 9
  • the optical system 1000 can improve distortion aberration characteristics and have good optical performance in the peripheral area of the field of view (FOV).
  • the upper limit in the first, third, and fourth embodiments may be 40 or less, and the lower limit in the second embodiment may be greater than 40.
  • Equation 10 if the optical axis spacing (CG10) and the edge spacing (EG10) between the tenth and eleventh lenses 110 and 111 are satisfied, good optical performance can be achieved even in the center and periphery of the field of view (FOV). Additionally, the optical system 1000 can reduce distortion and thus have improved optical performance.
  • the upper limit in the first, second, and fourth embodiments may be 10 or less, and the lower limit in the third embodiment may be greater than 8.
  • Equation 11 if the optical axis gap (CG2) between the second lens 102 and the third lens 103 and the optical axis gap (CG4) between the fourth and fifth lenses 104 and 105 are satisfied, the optical system ( 1000) can improve aberration characteristics and control the size of the optical system 1000, for example, reducing the total track length (TTL).
  • Equation 11 may satisfy the condition of 0.01 ⁇ CG2 / CG4 ⁇ 0.8, or 0.11 ⁇ (CG2 / CG4)*n ⁇ 8.8, where n is the number of lenses.
  • Equation 11-1 CA_L11S2 is the effective diameter of the largest lens surface and is the effective diameter of the 22nd surface S22 on the sensor side of the 11th lens 111.
  • the optical system 1000 can improve aberration characteristics and control total track length (TTL) reduction.
  • Equation 11-1 may satisfy 8 ⁇ CA_L11S2 / CG10 ⁇ 15.
  • Equation 11-2 can set the effective diameter (CA_L10S2) of the 20th surface (S20) on the sensor side of the 10th lens 110 and the optical axis gap (CG10) between the 10th and 11th lenses (110 and 111).
  • CA_L10S2 effective diameter of the 20th surface (S20) on the sensor side of the 10th lens 110
  • CG10 optical axis gap
  • the optical system 1000 can improve aberration characteristics and control total track length (TTL) reduction.
  • Equation 11-2 may satisfy 7 ⁇ CA_L10S2 / CG10 ⁇ 15.
  • Equation 12 if the thickness (CT1) at the optical axis of the first lens 101 and the thickness (CT11) at the optical axis of the eleventh lens 111 are satisfied, the optical system 1000 will have improved aberration characteristics. You can. Additionally, the optical system 1000 has good optical performance at a set angle of view and can control total track length (TTL). Preferably, Equation 12 may satisfy 2 ⁇ CT1 / CT11 ⁇ 5, or 22 ⁇ (CT1 / CT11)*n ⁇ 55, where n is the number of lenses.
  • Equation 13 if the thickness (CT10) at the optical axis of the tenth lens 110 and the thickness (CT11) at the optical axis of the eleventh lens 111 are satisfied, the optical system 1000 is configured to ) and the manufacturing precision of the 11th lens 111 can be relaxed, and the optical performance of the center and periphery of the field of view (FOV) can be improved.
  • Equation 13 may satisfy 1 ⁇ CT10 / CT11 ⁇ 3, or 11 ⁇ (CT10/CT11)*n ⁇ 33, where n is the number of lenses.
  • the center thickness of the 7th, 8th, and 10th lenses may satisfy the condition of (CT7 + CT8) ⁇ CT10 or (CT7 + CT11) ⁇ CG10, and in the fourth embodiment, ( The condition CT7 + CT11) ⁇ CG10 can be satisfied.
  • Equation 14 L10R2 means the radius of curvature (mm) at the optical axis of the 20th surface (S20) of the 10th lens 110, and L11R1 means the radius of curvature (mm) of the 21st surface (S21) of the 11th lens 111. It refers to the radius of curvature at the optical axis.
  • Equation 14 may satisfy the condition of 7 ⁇ L10R2 / L11R1 ⁇ 15, or 55 ⁇ (L10R2 / L11R1)*n ⁇ 220, where n is the number of lenses.
  • Equation 15 satisfies the center spacing (CG10) and edge spacing (CG11) between the 10th and 11th lenses 110 and 111, the optical system 1000 can reduce distortion and have improved optical performance. .
  • the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 15, optical performance in the center and peripheral areas of the field of view (FOV) can be improved.
  • Equation 15 may preferably satisfy 0 ⁇ (CG10 - EG10) / (CG10) ⁇ 1.
  • CA_L1S1 refers to the effective diameter (Clear aperture, CA) of the first surface (S1) of the first lens 101
  • CA_L3S1 refers to the clear aperture (CA) of the fifth surface (S5) of the third lens 103. It means validity.
  • the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 16, the optical system 1000 can control light incident on the first lens group LG1 and have improved aberration control characteristics.
  • Equation 16 preferably satisfies 1 ⁇ CA_L1S1 / CA_L3S1 ⁇ 1.5, or 11 ⁇ (CA_L1S1 / CA_L3S1)*n ⁇ 17, where n is the number of lenses.
  • Equation 17 CA_L4S2 means the effective diameter of the 8th surface (S8) of the fourth lens 104, and CA_L11S2 means the effective diameter of the 22nd surface (S22) of the 11th lens 111.
  • the optical system 1000 can control light incident on the second lens group LG2 and improve aberration characteristics.
  • Equation 17 may satisfy 2 ⁇ CA_L11S2 / CA_L4S2 ⁇ 4, or 32 ⁇ (CA_L11S2 / CA_L4S2)*n ⁇ 44, where n is the number of lenses.
  • Equation 18 if the effective diameter (CA_L3S2) of the sixth surface (S6) of the third lens 103 and the effective diameter (CA_L4S2) of the eighth surface (S8) of the fourth lens 104 are satisfied, the optical system ( 1000) can improve chromatic aberration by controlling the optical path between the first and second lens groups (LG1, LG2) and control vignetting for optical performance.
  • Equation 18 may satisfy 1 ⁇ CA_L4S2 / CA_L3S2 ⁇ 1.5, or 11 ⁇ (CA_L4S2 / CA_L3S2)*n ⁇ 15, where n is the number of lenses.
  • Equation 19 if the effective diameter (CA_L10S2) of the 20th surface (S20) of the 10th lens 110 and the effective diameter (CA_L11S2) of the 22nd surface (S22) of the 11th lens 111 are satisfied, the optical system ( 1000) can improve chromatic aberration by controlling the light path on the exit side.
  • Equation 19 may satisfy 0.5 ⁇ CA_L10S2 / CA_L11S2 ⁇ 1, or 5.5 ⁇ (CA_L10S2 / CA_L11S2)*n ⁇ 11, where n is the number of lenses.
  • Equation 20 when the center spacing (CG3) and the edge spacing (EG3) between the third and fourth lenses 103 and 104 are satisfied, the optical system 1000 can reduce chromatic aberration and improve aberration characteristics. And vignetting can be controlled for optical performance.
  • Equation 20 may satisfy 3 ⁇ CG3 / EG3 ⁇ 13.
  • Equation 21 if the center spacing (CG9) and edge spacing (EG9) between the 9th and 10th lenses 109 and 110 are satisfied, the optical system can have good optical performance even in the center and periphery of the field of view (FOV), and distortion Occurrence can be suppressed.
  • Equation 21 can satisfy the condition of 0.2 ⁇ CG9 / EG9 ⁇ 0.6.
  • At least one of Equations 20 and 21 may further include at least one of Equations 21-1 to 21-6.
  • the optical system 1000 can improve optical performance at the periphery of the field of view (FOV). and can suppress distortion of aberration characteristics.
  • Equation 23 if the thickness (CT10) on the optical axis of the tenth lens 110 and the gap (CG10) between the tenth and eleventh lenses (110, 111) on the optical axis are satisfied, the optical system 1000 is ,11
  • the effective diameter size of the lens and the center spacing between adjacent lenses can be reduced, and the optical performance of the peripheral area of the field of view (FOV) can be improved.
  • Equation 23 may satisfy 0.4 ⁇ CT10 / CG10 ⁇ 1, or 4.4 ⁇ (CT10 / CG10)*n ⁇ 11, where n is the total number of lenses.
  • Equation 24 if the thickness (CT11) at the optical axis of the 11th lens 111 and the gap (CG10) between the 10th and 11th lenses (110 and 111) are satisfied, the optical system 1000 The effective diameter size and spacing of lenses can be reduced, and optical performance in the peripheral area of the field of view (FOV) can be improved.
  • Equation 24 may satisfy the condition of 0.1 ⁇ CT11 / CG10 ⁇ 0.5, or 1.1 ⁇ (CT11 / CG10)*n ⁇ 5.5.
  • the optical system (1000) can reduce the effective diameter size and spacing of the 8th to 11th lenses, and improve optical performance in the peripheral area of the field of view (FOV).
  • Equation 26 satisfies the thickness (CT9) at the optical axis of the ninth lens 109 and the optical axis gap (CG10) between the 10th and 11th lenses, the optical system 1000 of the 9th and 10th lenses
  • CT9 thickness
  • CG10 optical axis gap
  • Equation 26 may satisfy the condition of 0.5 ⁇ CT9 / CG10 ⁇ 0.9, or 5.5 ⁇ (CT9 / CG10)*n ⁇ 9.9, where n is the total number of lenses.
  • Equation 27 satisfies the radius of curvature (L10R1) of the 19th surface (S19) of the 10th lens and the thickness (CT10) at the optical axis of the 10th lens, the optical system 1000 determines the refractive power of the 10th lens. control, and the optical performance of light on the emission side of the second lens group LG2 can be improved.
  • equation 27 is 20 ⁇
  • the condition of ⁇ 50 can be satisfied or the condition of 220 ⁇ (
  • Equation 28 satisfies the radius of curvature (L10R1) of the 19th surface (S19) of the 10th lens and the radius of curvature (L11R1) of the 21st surface (S21) of the 11th lens, the shapes of the 10th and 11th lenses And the optical performance can be improved by controlling the refractive power, and the optical performance of the output side of the second lens group (LG2) can be improved.
  • Equation 28 may satisfy 4 ⁇ L10R1 / L11R1 ⁇ 9.
  • Equations 28-1 to 28-11 can set the radius of curvature (R1, R2) of the object side and sensor side of each lens, and if these are satisfied, the lens size and resolution can be determined. At least one of Equations 27 and 28 may include at least one of Equations 28-1 to 28-11 below, and the resolution of each lens can be determined.
  • Equation 29 the maximum value of the thickest thickness (CT_max) at the optical axis (OA) of each of the lenses and the air gap (CG_max) at the optical axis between the plurality of lenses are satisfied.
  • the optical system 1000 has good optical performance at a set angle of view and focal distance, and the size of the optical system 1000 can be reduced, for example, the total track length (TTL) can be reduced.
  • Equation 29 may satisfy 1 ⁇ CT_Max / CG_Max ⁇ 2, or 11 ⁇ (CT_Max/CG_Max)*n ⁇ 22, where n is the total number of lenses. Additionally, CT_Max*n > 8 can be satisfied, and CG_Max*n > 7 can be satisfied.
  • Equation 30 ⁇ CT means the sum of the thicknesses (mm) at the optical axis (OA) of each of the plurality of lenses, and ⁇ CG is the gap at the optical axis (OA) between two adjacent lenses in the plurality of lenses ( mm) means the sum of
  • the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 30, the optical system 1000 has good optical performance at a set angle of view and focal distance, and the optical system 1000 can be reduced in size, for example, by reducing the size of the optical system 1000 (total track TTL). length) can be reduced.
  • Equation 30 may satisfy 1.5 ⁇ ⁇ CT / ⁇ CG ⁇ 2.5. Additionally, 17 ⁇ ( ⁇ CT / ⁇ CG)*n ⁇ 28 can be satisfied, where n is the total number of lenses. The above ⁇ CT*n > 40 can be satisfied, and ⁇ CG*n > 22 can be satisfied.
  • Equation 31 ⁇ Index means the sum of the refractive indices at the d-line of each of the plurality of lenses.
  • the TTL of the optical system 1000 can be controlled and improved resolution can be achieved.
  • the average refractive index of the first to eleventh lenses may be greater than 1.55.
  • Equation 33 may satisfy 10 ⁇ ⁇ Index ⁇ 20, or 110 ⁇ ( ⁇ Index)*n ⁇ 220, where n is the number of lenses.
  • Equation 32 ⁇ Abbe means the sum of Abbe's numbers of each of the plurality of lenses.
  • the optical system 1000 may have improved aberration characteristics and resolution.
  • the average Abbe number of the first to eleven lenses may be 50 or less.
  • Equation 32 may satisfy 10 ⁇ ⁇ Abb / ⁇ Index ⁇ 30, or 110 ⁇ ( ⁇ Abb / ⁇ Index)*n ⁇ 330, where n is the total number of lenses.
  • Max_distortion means the maximum value of distortion in the area 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 can improve distortion characteristics.
  • equation 33 is 0.5 ⁇
  • CT_max refers to the thickest thickness (mm) among the thicknesses at the optical axis (OA) of each of the plurality of lenses
  • EG_Max is the maximum edge-side spacing between two adjacent lenses.
  • the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 34, the optical system 1000 has a set angle of view and focal length, and can have good optical performance in the periphery of the field of view (FOV).
  • Equation 34 may satisfy the condition of 0 ⁇ EG_Max / CT_Max ⁇ 1.
  • Equation 35 if the smallest effective diameter (CA_Min) is satisfied among the effective diameter (CA_L1S1) of the first surface of the first lens and the effective diameter of the first to 22nd surfaces (S1-S22), incident through the first lens It is possible to control the light and provide a slim optical system while maintaining optical performance.
  • Equation 35 may satisfy the condition of 1 ⁇ CA_L1S1 / CA_min ⁇ 2, or 11 ⁇ (CA_L1S1 / CA_min)*n ⁇ 22, where n is the total number of lenses.
  • CA_max refers to the largest effective diameter among the object side and sensor side of the plurality of lenses, and means the largest effective diameter (mm) among the effective diameters (mm) of the first to twenty-second surfaces (S1-S22). .
  • the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 36, the optical system 1000 can provide a slim and compact optical system while maintaining optical performance.
  • Equation 36 may satisfy 3 ⁇ CA_max / CA_min ⁇ 5.
  • Equation 37 the maximum effective diameter (CA_max) and the average effective diameter (CA_Aver) are set among the object side and the sensor side of the plurality of lenses. If these are satisfied, a slim and compact optical system can be provided. Preferably, Equation 37 may satisfy 1.5 ⁇ CA_max / CA_AVR ⁇ 3.
  • Equation 38 the smallest effective diameter (CA_min) and average effective diameter (CA_Aver) can be set among the object side and sensor side of the plurality of lenses, and if these are satisfied, a slim and compact optical system can be provided.
  • Equation 38 may satisfy 0.1 ⁇ CA_min / CA_AVR ⁇ 0.8.
  • the total effective diameter according to the number of lenses can be set by multiplying the effective diameter ( ⁇ CA) of the object side and sensor side of the plurality of lenses and the total number of lenses. If this is satisfied, a slim and compact optical system can be obtained. can be provided.
  • Equation 40 the difference between the maximum effective diameter (CA_Max) and the minimum effective diameter (Ca_Min) and the total number of lenses (n) among the effective diameters of the object side and the sensor side of the plurality of lenses can be set. Accordingly, by setting the maximum difference in effective diameter according to the number of lenses, a slim and compact optical system can be provided.
  • Equation 41 at the center (0.0F) of the image sensor 300 that overlaps the largest effective diameter (CA_max) of the object side and sensor side of the plurality of lenses and the optical axis (OA) of the image sensor 300.
  • the distance (ImgH) to the diagonal end (1.0F) can be set, and if this is satisfied, the optical system 1000 has good optical performance in the center and periphery of the field of view (FOV) and can provide a slim and compact optical system.
  • the ImgH*n may range from 44mm to 110mm, and n is the total number of lenses.
  • Equation 41 may satisfy 0.5 ⁇ CA_max / (2*ImgH) ⁇ 1.
  • Equation 42 TD is the maximum optical axis distance (mm) from the object side of the first lens to the sensor side of the last lens.
  • TD is the distance from the first surface (S1) of the first lens 101 to the 22nd surface (S22) of the eleventh lens 111 on the optical axis (OA).
  • Equation 42 may satisfy 0.1 ⁇ TD / CA_max ⁇ 1.
  • Equation 43 the total effective focal length (F) of the optical system 1000 and the radius of curvature (L11R2) of the 22nd surface of the 11th lens can be set, and if these are satisfied, the optical system 1000 ), for example, the TTL (total track length) can be reduced.
  • Equation 43 may satisfy 0 ⁇ F / L10R2 ⁇ 0.5.
  • Equation 43 may further include Equation 43-1 below.
  • the F# may mean the F number.
  • Equation 43-1 may satisfy 3 ⁇ F / F # ⁇ 6.
  • Equation 43-2 can set the total effective focal length (F) of the optical system 1000 and the radius of curvature (L10R2) of the 20th surface of the 10th lens.
  • Equation 43-2 may satisfy 0 ⁇ F / L10R2 ⁇ 0.5.
  • Equation 44 the radius of curvature (L1R1) and the total effective focal length (F) of the first surface (S1) of the first lens 101 can be set, and if these are satisfied, the optical system 1000 (1000) can be reduced in size, for example, reducing TTL (total track length).
  • Equation 44 may satisfy the condition of 1 ⁇ F / L1R1 ⁇ 5, or 11 ⁇ (F / L1R1)*n ⁇ 55, where n is the total number of lenses.
  • Equation 45 EPD refers to the size (mm) of the entrance pupil of the optical system 1000, and L11R2 refers to the radius of curvature (mm) of the 22nd surface (S22) of the 11th lens 111. it means.
  • the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 45, the optical system 1000 can control the overall brightness and have good optical performance in the center and periphery of the field of view (FOV).
  • equation 45 satisfies 0 ⁇
  • Equation 45 may further include Equation 45-1 below.
  • Equation 46 represents the relationship between the size of the entrance pupil of the optical system and the radius of curvature of the first surface S1 of the first lens 101, and can control incident light.
  • Equation 46 may satisfy 0.5 ⁇ EPD / L1R1 ⁇ 2.
  • Equation 47 the focal lengths (F1, F3) of the first and third lenses (101, 103) can be set. Accordingly, resolution can be improved by adjusting the refractive power of the incident light of the first and second lenses 101 and 102, and TTL can be controlled.
  • Equation 47 may satisfy -1 ⁇ F1 / F3 ⁇ 0.
  • Equation 48 may satisfy 1 ⁇ F13 / F ⁇ 3.
  • the composite focal length (F13) of the 1-3 lens that is, the focal length (mm) of the first lens group
  • the focal length can be set, and if this is satisfied, the refractive power of the first lens group and the refractive power of the second lens group can be controlled to improve resolution, and the optical system can be provided in a slim and compact size.
  • the optical system 1000 can improve aberration characteristics such as chromatic aberration and distortion aberration.
  • the above equation (49) preferably has 1 ⁇
  • F13 > 0 and F411 ⁇ 0 can be satisfied.
  • Equation 49 may satisfy at least one of 49-1 to 49-10.
  • the focal length (F1-F11) and total focal length (F) of each lens can be set in equations 49-1 to 49-12, and if these are satisfied, the refractive power of each lens can be controlled to improve resolution. , the optical system can be provided in a slim and compact size.
  • TTL Total track length
  • OA optical axis
  • Equation 50 may satisfy 5mm ⁇ TTL ⁇ 15mm, or 55 ⁇ TTL*n ⁇ 165, where n is the total number of lenses. Accordingly, a slim and compact optical system can be provided.
  • Equation 51 sets the diagonal size (2*ImgH) of the image sensor 300 to exceed 4mm, thereby providing an optical system with high resolution. Equation 51 preferably satisfies 4mm ⁇ ImgH ⁇ 12mm or 40 ⁇ ImgH*n ⁇ 120, where n is the total number of lenses.
  • Equation 52 sets the BFL (Back focal length) to less than 2.5 mm, so that installation space for the filter 500 can be secured, and the assembly of components is improved through the gap between the image sensor 300 and the last lens. Combined reliability can be improved. Equation 52 may preferably satisfy 0 ⁇ BFL ⁇ 1.2.
  • the total focal length (F) can be set to suit the optical system, preferably satisfying 5mm ⁇ F ⁇ 15mm or 55 ⁇ F*n ⁇ 167, where n is the total number of lenses.
  • FOV Field of view
  • Degree the angle of view of the optical system 1000
  • the FOV may be 70 degrees or more, for example, in the range of 70 degrees to 110 degrees.
  • Equation 55 may satisfy 0.5 ⁇ TTL / CA_max ⁇ 1.
  • Equation 56 can 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, an image sensor 300 with a large size of around 1 inch. It can secure a back focal length (BFL) and have a smaller TTL, enabling high image quality and a slim structure.
  • Equation 56 may satisfy 1 ⁇ TTL / ImgH ⁇ 2.
  • Equation 57 can set the optical axis spacing between the image sensor 300 and the last lens and the diagonal length 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 of about 1 inch or so. It is possible to secure the back focal length (BFL) for this purpose, and to minimize the gap between the last lens and the image sensor 300, so it is possible to have good optical characteristics in the center and periphery of the field of view (FOV).
  • Equation 57 may satisfy 0.1 ⁇ BFL / ImgH ⁇ 0.3.
  • Equation 58 can set (unit, mm) the total optical axis length (TTL) of the optical system and the optical axis spacing (BFL) between the image sensor 300 and the last lens.
  • TTL total optical axis length
  • BFL optical axis spacing
  • Equation 59 can set the total focal length (F) and total optical axis length (TTL) of the optical system 1000. Accordingly, a slim and compact optical system can be provided. Equation 59 may preferably satisfy 0.5 ⁇ F / TTL ⁇ 1.
  • Equation 59-1 can set the F number (F#) and total optical axis length (TTL) of the optical system 1000. Accordingly, a slim and compact optical system can be provided.
  • Equation 60 can set (unit, mm) the total focal length (F) of the optical system 1000 and the optical axis spacing (BFL) between the image sensor 300 and the last lens.
  • the optical system 1000 can have a set angle of view and an appropriate focal distance, and a slim and compact optical system can be provided. Additionally, the optical system 1000 can minimize the gap between the last lens and the image sensor 300 and thus have good optical characteristics in the peripheral area of the field of view (FOV).
  • Equation 60 may satisfy 5 ⁇ F / BFL ⁇ 9.
  • Equation 61 can set the total focal length (F, mm) of the optical system 1000 and the diagonal length (ImgH) at the optical axis of the image sensor 300.
  • This optical system 1000 uses a relatively large image sensor 300, for example, around 1 inch, and may have improved aberration characteristics.
  • Equation 61 may satisfy 1 ⁇ F/ImgH ⁇ 2.
  • Equation 62 can 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. Preferably, Equation 62 may satisfy 1.5 ⁇ F / EPD ⁇ 3.
  • Equation 63 the optical axis distance (BFL) between the image sensor 300 and the last lens and the optical axis distance (TD) of the lenses are set. If this is satisfied, the optical system 1000 can provide a slim and compact optical system. there is.
  • Equation 63 may satisfy 0 ⁇ BFL/TD ⁇ 0.2.
  • BFL/TD exceeds 0.3, BFL is designed to be large compared to TD, so the size of the entire optical system becomes large, making miniaturization of the optical system difficult, and the distance between the 11th lens and the image sensor becomes long, so the 11th lens
  • the amount of unnecessary light may increase between the image sensor and the image sensor, which causes a problem in that resolution is lowered, such as aberration characteristics are deteriorated.
  • Equation 64 the relationship between the entrance pupil size (EPD), the length of half the maximum diagonal length of the image sensor (ImgH), and the angle of view (FOV) can be established. Accordingly, the overall size and brightness of the optical system can be controlled. Equation 64 may preferably satisfy 0 ⁇ EPD/ImgH/FOV ⁇ 0.1.
  • Equation 65 can establish the relationship between the angle of view of the optical system and the F number. Equation 65 may preferably satisfy 30 ⁇ FOV / F # ⁇ 60.
  • the optical system can improve the resolution of incident light.
  • 0.5 ⁇ n1/n2 ⁇ 1.2 may be satisfied.
  • Equation 67 may satisfy 1 ⁇ n3/n4 ⁇ 1.2.
  • Equation 68 sets the minimum effective diameter (CA_L3S2) and maximum effective diameter (CA_L11S2) of the lens, and the effective diameters (CA_L1S1, CA_L3S2) on both sides of the first lens group, so that incident light can be effectively guided and chromatic aberration can be controlled.
  • Equation 69 the relationship between the total number of lenses (n) for TTL and ImgH can be established. If Equation 69 is satisfied, the length and overall length of the image sensor can be controlled.
  • Equation 70 the optical axis distance of the first lens group (LG1) and the optical axis distance of the second lens group (LG2) can be set.
  • TD_LG1 is the optical axis distance from the first surface (S1) to the sixth surface (S6)
  • TD_LG2 is the optical axis distance from the seventh surface (S7) to the 22nd surface (S22). If Equation 70 satisfies the above conditions, chromatic aberration of the optical system can be improved.
  • Equation 71 the maximum center thickness (CT_Max) and minimum center spacing (CG_Max) can be set for the total number of lenses (n), and if these are satisfied, the aberration characteristics can be improved and the size of the optical system can be reduced.
  • Equation 72 the relationship between the angle of view (FOV) and TTL can be established with the number of lenses (n). Accordingly, it is possible to set a slim size according to the angle of view in an optical system of 10 or more elements, for example, 11 elements.
  • Equation 74 the refractive index (n1, n3, n11) of the 1st, 3rd, and 11th lenses and the Abbe number (v1, v3, v11) of the 1st, 3rd, and 11th lenses can be set, and if these are satisfied, the resolution is controlled. can do.
  • Z is Sag and can mean the distance in the optical axis direction from any position on the aspherical surface to the vertex of the aspherical surface.
  • the Y may refer to the distance from any position on the aspherical surface to the optical axis in a direction perpendicular to the optical axis.
  • the c may refer to the curvature of the lens, and K may refer to the Conic constant. Additionally, A, B, C, D, E, and F may mean aspheric constants.
  • the optical system 1000 may satisfy at least one or two of Equations 1 to 74.
  • the optical system 1000 may have improved optical characteristics.
  • the optical system 1000 satisfies at least one or two of Equations 1 to 74, 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 a large-sized image sensor 300, and can minimize the gap between the last lens and the image sensor 300, thereby minimizing the angle of view ( It can have good optical performance in the center and periphery of the field of view (FOV).
  • BFL back focal length
  • the optical system 1000 when it satisfies at least one of Equations 1 to 74, it may include an image sensor 300 of a relatively large size, have a relatively small TTL value, and be slimmer. A compact optical system and a camera module having the same can be provided.
  • the distance between the plurality of lenses 100 may have a value set according to the area.
  • FIG. 3 is an example of lens data according to the first embodiment having the optical system of FIG. 1
  • FIG. 11 is an example of lens data according to the second embodiment having the optical system of FIG. 10
  • FIG. 19 is an example of lens data of the optical system of FIG. 18.
  • This is a table showing lens data
  • FIG. 27 is a table showing lens data of the optical system of FIG. 26.
  • the optical system according to the first to fourth embodiments has a radius of curvature at the optical axis OA of the first to eleventh lenses 101-111. ), central thickness of the lens (CT), center spacing between lenses (CG), refractive index at d-line (588nm), Abbe's Number and effective radius (Semi-Aperture), focus Indicates distance (focal length).
  • CT central thickness of the lens
  • CG center spacing between lenses
  • CG refractive index at d-line
  • Semi-Aperture Abbe's Number and effective radius
  • focus Indicates distance focus Indicates distance
  • the focal length of the fifth lens 105 is the maximum
  • the focal length of the eleventh lens 111 is the minimum and may be smaller than the focal length of the first lens 101.
  • the 17th surface (S17) and the 22nd surface (S22) are more than 30 mm, and in the first to third embodiments, the 22nd surface (S22) is the maximum, and in the fourth embodiment, the 17th surface (S22) is the maximum. S17) may be the maximum.
  • the lens surface of at least one or all of the plurality of lenses in the first to fourth embodiments may include an aspheric surface with a 30th order aspherical coefficient.
  • the first to tenth lenses (101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110) may include lens surfaces having a 30th order aspheric coefficient from the first surface (S1) to the 22nd surface (S22).
  • an aspheric surface with a 30th order aspheric coefficient (a value other than “0”) can particularly significantly change the aspherical shape of the peripheral area, so the optical performance of the peripheral area of the field of view (FOV) can be well corrected.
  • the first to eleventh thicknesses (T1-T11) of the first to eleventh lenses (101-111) are in the direction (Y) from the center of each lens toward the edge. It can be expressed as a gap of 0.1 mm or more, and the gap between adjacent lenses is the first gap (G1) between the first and second lenses, the second gap (G2) between the second and third lenses, and the third and fourth lenses.
  • the tenth interval G10 can be expressed as an interval of 0.1 mm or more in the direction from the center to the edge. Among the center spacings, the center spacing of the tenth interval G10 may be the largest, and among the center thicknesses, the center thickness of the first lens 101 may be the largest.
  • the optical system can be provided in a slim and compact size by using the above-described first to eleventh thicknesses (T1-T11) and first to tenth intervals (G1-G10).
  • the Sag value can be expressed as the height (Sag value) from the straight line in the Y-axis direction perpendicular to the center of each lens surface to the lens surface at intervals of 0.1 or more.
  • Figures 9 and 17 graphically show the Sag values of the object side and sensor side of the ninth lens and the object side and sensor side of the tenth lens disclosed in Figures 6 and 14.
  • the object-side surface (L11S1) and the sensor-side surface (L11S2) of the eleventh lens 111 protrude in the object-side direction based on a straight line perpendicular to the optical axis, and the location of the critical point of the object-side surface (L11S1) It can be seen that it occurs at a position of 4 mm or more, and the sensor side (L11S2) is provided without a critical point.
  • each of the sensor side surface (L10S2) and/or the object side surface (L10S1) of the tenth lens is closer to the object side than a straight line perpendicular to the center of each lens surface, and the critical point is located adjacent to the edge area. You can.
  • each of the object-side surfaces (L11S1) of the eleventh lens is closer to the object side than a straight line perpendicular to the center of each object-side surface (L11S1), and a critical point is located adjacent to the edge area.
  • the optical system 1000 according to the first to fourth embodiments can have good optical performance in the center and periphery of the field of view (FOV), and can be used as shown in FIGS. 7, 8, 15, 16, 23, 24, and It may have excellent optical characteristics as shown in Figures 31 and 32.
  • FOV field of view
  • 7, 15, 23, and 31 are graphs measuring spherical aberration, astigmatic field curves, and distortion from left to right.
  • the X-axis may represent focal length (mm) and distortion (%)
  • the Y-axis may represent the height of the image.
  • the graph for spherical aberration is a graph for light in the approximately 470 nm, approximately 510 nm, approximately 555 nm, approximately 610 nm, and approximately 650 nm wavelength bands
  • the graph for astigmatism and distortion aberration is a graph for light in the 555 nm wavelength band.
  • the aberration correction function can be interpreted as In the optical system 1000 according to the example, it can be seen that the measured values are adjacent to the Y-axis in most areas. That is, the optical system 1000 according to the first to fourth embodiments has improved resolution and can have good optical performance not only in the center but also in the periphery of the field of view (FOV).
  • FOV field of view
  • the lens systems of Examples 1 to 4 according to the present invention are composed of 10 or more elements, for example, 11 elements, making them compact and lightweight, while also maintaining good spherical aberration, astigmatism, distortion aberration, chromatic aberration, and coma aberration. Since it is calibrated and can be implemented at high resolution, it can be used as a built-in camera optical device.
  • Table 1 shows the items of the above-described equations in the optical system 1000 according to the first to fourth embodiments, including the total track length (TTL), back focal length (BFL), and total effective focus of the optical system 1000.
  • Distance F value, ImgH focal length of each of the first to eleventh lenses (F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8, F9, F10), edge thickness of each lens, adjacent lenses It is about edge spacing, composite focal length, entrance pupil size (EPD), angle of view (FOV), etc.
  • Table 2 shows the result values for Equations 1 to 40 described above in the optical system 1000 of FIG. 1. Referring to Table 2, it can be seen that the optical system 1000 satisfies at least one, two, or three of Equations 1 to 40. In detail, it can be seen that the optical system 1000 according to the embodiment satisfies all of Equations 1 to 40 above. Accordingly, the optical system 1000 can improve optical performance and optical characteristics in the center and periphery of the field of view (FOV).
  • FOV field of view
  • Table 3 shows the result values for Equations 41 to 74 described above in the optical system 1000 of FIG. 1.
  • the optical system 1000 may satisfy at least one or two of Equations 1 to 40 and at least one, two, or three of Equations 41 to 74.
  • the optical system 1000 according to the embodiment satisfies all of Equations 1 to 74 above. Accordingly, the optical system 1000 can improve optical performance and optical characteristics in the center and periphery of the field of view (FOV).
  • FOV field of view
  • Figure 34 is a diagram showing a camera module according to an embodiment applied to a mobile terminal.
  • the mobile terminal 1 may include a camera module 10 provided on the rear side.
  • the camera module 10 may include an image capturing function. Additionally, the camera module 10 may include at least one of an auto focus, zoom function, and OIS function.
  • the camera module 10 can process image frames of still images or videos obtained by the image sensor 300 in shooting mode or 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 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 optical system 1000 described above. Accordingly, the camera module 10 can have a slim structure and have improved distortion and aberration characteristics. Additionally, the camera module 10 can have good optical performance even in the center and peripheral areas of the field of view (FOV).
  • FOV field of view
  • the mobile terminal 1 may further include an autofocus device 31.
  • the autofocus device 31 may include an autofocus function using a laser.
  • the autofocus device 31 can be mainly used in conditions where the autofocus function using the image of the camera module 10 is deteriorated, for example, in close proximity of 10 m or less or in dark environments.
  • 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 photo diode 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 device inside that emits light. The flash module 33 can be operated by operating a camera of a mobile terminal or by user control.

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Abstract

발명의 실시 예에 개시된 광학계는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제11 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록한 형상을 가지며, 상기 제3 렌즈의 굴절률(n3)과 상기 제4 렌즈의 굴절률(n4)인 경우, 1 < n3/n4 < 1.5의 수학식을 만족하며, 상기 제1 내지 제11 렌즈 중 상기 광축(OA)에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상의 렌즈 매수는 4매 이상이며, 상기 제11 렌즈의 센서측 면은 상기 광축에서 유효영역의 끝단까지 임계점 없이 제공되며, 상기 광축을 기준으로 상기 광축과 직교하는 직선에서 상기 센서측 면까지의 높이가 0.1 미만 지점까지의 최대 거리는 제1 거리이며, 상기 제1 거리는 상기 제11 렌즈의 센서측 면의 유효 반경의 20% 이상의 위치에 배치될 수 있다.

Description

광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
실시예는 향상된 광학 성능을 위한 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 대한 것이다.
카메라 모듈은 객체를 촬영하여 이미지 또는 동영상으로 저장하는 기능을 수행하며 다양한 어플리케이션에 장착되고 있다. 특히 카메라 모듈은 초소형으로 제작되어 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대용 디바이스뿐만 아니라 드론, 차량 등에 적용되어 다양한 기능을 제공하고 있다.
예를 들어, 카메라 모듈의 광학계는 상(image)를 결상하는 촬상 렌즈, 결상된 상을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이때, 상기 카메라 모듈은 이미지 센서와 촬상 렌즈 사이의 간격을 자동 조절하여 렌즈의 초점거리를 정렬하는 오토포커스(autofocus, AF) 기능을 수행할 수 있고, 줌 렌즈(zoom lens)를 통해 원거리의 객체의 배율을 증가 또는 감소시켜 촬영하는 줌 업(zoom up) 또는 줌 아웃(zoom out)의 주밍(zooming) 기능을 수행할 수 있다. 또한, 카메라 모듈은 영상 흔들림 방지(image stabilization, IS)기술을 채용하여 불안정한 고정장치 혹은 사용자의 움직임에 기인한 카메라의 움직임으로 인한 영상의 흔들림을 보정하거나 방지하는 기술이 채용되고 있다.
이러한 카메라 모듈이 상(image)을 얻기 위해 가장 중요한 요소는 상(image)을 결상하는 촬상 렌즈이다. 최근 고해상도에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이를 구현하기 위해 복수의 렌즈를 포함하는 광학계에 대한 연구가 진행되고 있다. 예를 들어, 고해상도 구현을 위해 양(+)의 굴절력 또는 음(-)의 굴절력을 가지는 복수의 촬상 렌즈를 이용한 연구가 진행되고 있다.
그러나, 복수의 렌즈를 포함할 경우 우수한 광학적 특성, 수차 특성을 도출하기 어려운 문제점이 있다. 또한, 복수의 렌즈를 포함할 경우, 상기 복수의 렌즈의 두께, 간격, 크기 등에 의해 전체 길이, 높이 등이 증가할 수 있고, 이로 인해 상기 복수의 렌즈를 포함하는 모듈의 전체 크기가 증가하는 문제가 있다.
또한, 고해상도, 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 제11 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록한 형상을 가지며, 상기 제3 렌즈의 굴절률(n3)과 상기 제4 렌즈의 굴절률(n4)인 경우, 1 < n3/n4 < 1.5의 수학식을 만족하며, 상기 제1 내지 제11 렌즈 중 상기 광축(OA)에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상의 렌즈 매수는 4매 이상이며, 상기 제11 렌즈의 센서측 면은 상기 광축에서 유효영역의 끝단까지 임계점 없이 제공되며, 상기 광축을 기준으로 상기 광축과 직교하는 직선에서 상기 센서측 면까지의 높이가 0.1 미만 지점까지의 최대 거리는 제1 거리이며, 상기 제1 거리는 상기 제11 렌즈의 센서측 면의 유효 반경의 20% 이상의 위치에 배치될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제10의 센서측 면을 지나는 접선의 최대 경사 각도(L10S2_max slope)와 상기 제11 렌즈의 센서측 면을 지나는 접선의 최대 경사 각도(L11S2_max slope)의 차이는 10 < |L11S2_max slope| -|L10S2_max slope| < 30의 조건을 만족할 수 있다. 상기 제11 렌즈의 제22 면의 유효 변경은 5mm 미만일 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제10의 센서측 면을 지나는 접선의 최대 경사 각도(L10S2_max slope)와 상기 제11 렌즈의 센서측 면을 지나는 접선의 최대 경사 각도(L11S2_max slope)의 차이는 -5 < |L11S2_max slope| -|L10S2_max slope| < 5의 조건을 만족할 수 있다. 상기 제11 렌즈의 센서측 면의 유효 반경은 6mm 이상일 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제11 렌즈의 유효경(CA_L11S2)과 상기 제10,11 렌즈 사이의 중심 간격(CG10)는 3 < CA_L11S2 / CG10 < 20의 조건을 만족할 수 있다. 발명의 실시 예에 의하면,상기 제10 렌즈의 유효경(CA_L10S2)과 상기 제10,11 렌즈 사이의 중심 간격(CG10)는 5 < CA_L11S2 / CG10 < 15의 조건을 만족할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 내지 제11 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 최대 유효경(CA_Max)과 이미지 센서의 중심에서 대각선 끝단까지의 거리(ImgH)는 0.5 ≤ CA_Max / (2*ImgH) < 1의 조건을 만족할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 내지 제3 렌즈의 굴절률(n1,n2,n3)는 하기 수학식: 1.50 < n1 < 1.6, 1.50 < n2 < 1.6, 및 17 < n3*n을 만족할 수 있다(n은 전체 렌즈 매수이다).
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1, 2, 3 및 7 렌즈는 상기 광축에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제10, 11 렌즈는 상기 광축에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 내지 제11 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효경들의 합(ΣCA)은 ΣCA*n > 1100의 조건을 만족하며, 상기 n은 전체 렌즈 매수일 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 광학계는 물체 측에 광축을 따라 정렬된 복수의 렌즈를 갖는 제1 렌즈 군; 상기 제1 렌즈 군의 센서측에 상기 광축을 따라 정렬되는 복수의 렌즈를 갖는 제2 렌즈 군; 및 상기 제1 렌즈 군의 어느 한 렌즈의 둘레에 배치된 조리개를 포함하며, 상기 제2 렌즈 군의 렌즈 매수는 상기 제1 렌즈 군의 렌즈 매수의 2배 초과이며, 상기 제1 렌즈 군의 렌즈들은 광축에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며, 상기 제2 렌즈 군 내에서 이미지 센서에 가장 인접한 n번째 렌즈와, 상기 n번째 렌즈의 물체측 n-1번째 렌즈가 광축에서 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며, 상기 제1 렌즈 군의 렌즈들 중 상기 제2 렌즈 군에 가장 인접한 렌즈의 센서측 면은 광축에서 오목한 형상을 가지며, 상기 제2 렌즈 군의 렌즈들 중 상기 제1 렌즈 군에 가장 인접한 렌즈의 물체측 면은 광축에서 오목한 형상을 가지며, 상기 제1 내지 제3 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효경들은 물체측에서 센서측을 향해 점차 작아지며, 상기 제2 렌즈 군의 렌즈들의 유효경들은 상기 제1 렌즈 군에 가장 인접한 렌즈의 물체 측 유효경부터 상기 이미지 센서에 가장 인접한 마지막 렌즈의 센서측 유효경까지 점차 커질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 렌즈 군의 렌즈들의 유효경은 상기 제2 렌즈 군에 가장 인접한 렌즈의 센서측 면의 유효경부터 첫 번째 렌즈의 물체측 면의 유효경까지 점차 커질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 이미지 센서에서 상기 마지막 렌즈의 센서측 면의 중심까지의 거리는 상기 마지막 렌즈의 센서측 면의 최대 Sag 값에서 이미지 센서까지의 거리와 동일할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1,2렌즈 군의 렌즈들 중에서 최소 유효경(CA_Min)과 최대 유효경(CA_Max)는 하기 수학식:50 < (CA_Max - CA_Min)*n < 120을 만족하며, 상기 n은 전체 렌즈 매수일 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 렌즈 군의 광축 거리(TD_LG1)와 상기 제2 렌즈 군의 광축 거리(TD_LG2) 차이는 수학식: 21 < (TD_LG2/TD_LG2)*n <31을 만족할 수 있다(n은 전체 렌즈 매수이다).
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1,2렌즈 군의 렌즈들 중에서 최대 중심 두께(CT_Max)와 인접한 렌즈들 사이의 최대 중심 간격(CG_Max)은 수학식: 5 < (CT_Max+CG_Max)*n < 12을 만족할 수 있다(n은 전체 렌즈 매수이다).
발명의 실시 예에 의하면, 상기 최대 중심 두께를 갖는 렌즈는 첫 번째 렌즈이며, 상기 최대 중심 간격을 갖는 두 렌즈는 n 번째 렌즈와 n-1번째 렌즈일 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 렌즈 군은 제1 렌즈 내지 제3 렌즈를 포함하며, 상기 제2 렌즈 군은 제4 렌즈 내지 제11 렌즈를 포함하며, 상기 제1 렌즈에서 상기 제3 렌즈까지의 복합 초점 거리는 F13이며, 상기 제4 렌즈에서 상기 제11 렌즈까지의 복합 초점 거리는 F411인 경우, 3 < |F411 / F13| < 15의 수학식을 만족할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈은, 이미지 센서; 및 상기 이미지 센서와 마지막 렌즈 사이에 배치된 광학 필터를 포함하며, 상기 광학계는 상기에 개시된 광학계를 포함하고, 하기 수학식:0.5 < F/TTL < 1.5, 0.5 < TTL / ImgH < 3, 및 40 ≤ImgH*n < 120을 만족할 수 있다(F는 상기 광학계의 광축에 직교하는 두 방향의 전체 초점 거리의 평균이고, TTL은 (Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 중심으로부터 상기 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이며, ImgH는 이미지 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2이며, n은 전체 렌즈 매수이다).
실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 광학계는 복수의 렌즈들의 표면 형상, 굴절력, 두께, 및 인접한 렌즈들 간의 간격으로 이루어짐에 따라 향상된 수차 특성 및 해상력을 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 발명의 제1 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈의 구성도이다.
도 2는 도 1의 광학계의 이미지 센서, n 번째 렌즈 및 n-1번째 렌즈의 관계를 나타낸 설명한 도면이다.
도 3은 도 1를 광학계의 렌즈 데이터를 나타낸 표이다.
도 4는 발명의 제1실시 예에 따른 렌즈들의 비구면 계수의 예이다.
도 5는 발명의 제1실시 예에 따른 광학계에서 간격을 광축과 직교하는 방향에 따른 렌즈들의 두께 및 렌즈들 간의 간격을 나타낸 표이다.
도 6은 도 1의 광학계에서 제10 내지 제11 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 Sag 값을 나타낸 표이다.
도 7은 도 1의 광학계의 회절 MTF(Diffraction MTF)에 대한 그래프이다.
도 8은 도 1의 광학계의 수차 특성을 나타낸 그래프이다.
도 9는 도 1의 광학계의 제10, 11 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 Sag 값을 나타낸 그래프이다.
도 10은 발명의 제2 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈의 구성도이다.
도 11은 도 10의 광학계의 렌즈 데이터를 나타낸 표이다.
도 12는 도 10의 광학계의 렌즈들의 비구면 계수의 예이다.
도 13은 도 10의 광학계에서 간격을 광축과 직교하는 방향에 따른 렌즈들의 두께 및 렌즈들 간의 간격을 나타낸 표이다.
도 14는 도 10의 광학계에서 제10 내지 제11 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 Sag 값을 나타낸 표이다.
도 15는 도 10의 광학계의 회절 MTF(Diffraction MTF)에 대한 그래프이다.
도 16은 도 10의 광학계의 수차 특성을 나타낸 그래프이다.
도 17은 도 10의 광학계의 제10, 11 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 Sag 값을 나타낸 그래프이다.
도 18은 발명의 제3 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈의 구성도이다.
도 19는 도 18의 광학계의 렌즈 데이터를 나타낸 표이다.
도 20은 도 18의 광학계의 렌즈들의 비구면 계수의 예이다.
도 21은 도 18의 광학계에서 간격을 광축과 직교하는 방향에 따른 렌즈들의 두께 및 렌즈들 간의 간격을 나타낸 표이다.
도 22는 도 18의 광학계에서 제10 내지 제11 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 Sag 값을 나타낸 표이다.
도 23은 도 18의 광학계의 회절 MTF(Diffraction MTF)에 대한 그래프이다.
도 24는도 18의 광학계의 수차 특성을 나타낸 그래프이다.
도 25는 도 18의 광학계의 제10, 11 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 Sag 값을 나타낸 그래프이다.
도 26은 발명의 제4 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈의 구성도이다.
도 27은 도 26의 광학계의 렌즈 데이터를 나타낸 표이다.
도 28은 도 26의 광학계의 렌즈들의 비구면 계수의 예이다.
도 29는 도 26의 광학계에서 간격을 광축과 직교하는 방향에 따른 렌즈들의 두께 및 렌즈들 간의 간격을 나타낸 표이다.
도 30은 도 26의 광학계에서 제10 내지 제11 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 Sag 값을 나타낸 표이다.
도 31은 도 26의 광학계의 회절 MTF(Diffraction MTF)에 대한 그래프이다.
도 32는 도 26의 광학계의 수차 특성을 나타낸 그래프이다.
도 33은 도 26의 광학계의 제10, 11 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 Sag 값을 나타낸 그래프이다.
도 34는 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, 도 10, 도 18 및 도 26은 발명의 실시 예들에 따른 광학계(1000) 및 이를 갖는 카메라 모듈을 나타낸 도면이다.
도 1, 도 10, 도 18 및 도 26을 참조하면, 광학계(1000) 또는 카메라 모듈은 복수의 렌즈군(LG1,LG2)를 갖는 렌즈부(100,100A,100B,100C)를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 복수의 렌즈 군(LG1,LG2) 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(LG1) 및 제2 렌즈군(LG2)을 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 렌즈 매수는 제1 렌즈 군(LG1)의 렌즈 매수보다 더 많을 수 있으며, 예컨대 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 렌즈 매수의 2배 이상 3배 이하일 수 있다.
상기 제1 렌즈군(LG1)은 2매 이상 및 4매 이하의 렌즈를 포함할 수 있으며, 예컨대 2매 내지 3매의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈군(LG2)은 5매 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈군(LG2)은 상기 제1 렌즈군(LG1)의 렌즈보다 많은 매수 예컨대, 9매 이하 또는 7매 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 렌즈 매수는 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 렌즈 매수보다 7매 이상 예컨대, 8매 이상 많을 수 있다. 상기 제1,2렌즈 군(LG1,LG2)의 총 렌즈 매수는 10매 내지 12매이다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈 군(LG1)은 3매 렌즈를 포함할 수 있으며, 상기 제2 렌즈군(LG2)은 8매의 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 광학계(1000)에서 TTL(Total track length)는 이미지 센서(300)의 대각선 길이의 94% 미만일 수 있으며, 예컨대, 60% 내지 90% 범위 또는 70% 내지 90% 범위일 수 있다. 상기 TTL은 물체 측에 가장 가까운 제1 렌즈(101)의 물체측 면에서 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리이며, 상기 이미지 센서(300)의 대각선 길이는 이미지 센서(300)의 최대 대각 길이이며, 예컨대, 광축(OA)에서 대각선 끝단까지의 거리(ImgH)의 2배일 수 있다. 이에 따라 슬림한 광학계 및 이를 갖는 카메라 모듈을 제공할 수 있다.
상기 제1 렌즈 군(LG1)은 물체 측을 통해 입사된 광들이 모이도록 굴절시켜 주며, 상기 제2 렌즈 군(LG2)은 상기 제1 렌즈 군(LG1)을 통해 출사된 광을 이미지 센서(300)의 주변까지 확산될 수 있도록 굴절시켜 줄 수 있다. 여기서, 상기 제1 렌즈 군(LG1) 내에서 상기 제2 렌즈 군(LG2)에 가장 인접한 렌즈의 센서측 면은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가지며, 상기 제2 렌즈 군(LG2) 내에서 상기 제1 렌즈 군(LG1)에 가장 인접한 렌즈의 물체측 면은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 제1,2렌즈 군(LG1,LG2) 내에서 서로 대면하는 두 면은 광축에서 센서측 면이 오목하고 물체측 면이 볼록한 형상을 가질 수 있다.
상기 제1 렌즈군(LG1)은 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈군(LG2)은 상기 제1 렌즈군(LG1)과 다른 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈군(LG1) 및 상기 제2 렌즈군(LG2)은 서로 상이한 초점 거리(focal length)를 갖고, 서로 반대되는 굴절력을 가짐에 따라 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 상기 굴절력은 초점 거리의 역수이다.
절대 값으로 나타낼 때, 상기 제2 렌즈군(LG2)의 초점 거리는 상기 제1 렌즈군(LG1)의 초점 거리보다 더 클 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈군(LG2)의 초점 거리(F_LG2)의 절대값은 상기 제1 렌즈군(LG1)의 초점 거리(F_LG1)의 절대값의 1.1배 이상 예컨대, 1.1배 내지 4배 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(LG1) 및 상기 제2 렌즈군(LG2)은 설정된 간격을 가질 수 있다. 상기 광축(OA)에서 상기 제1 렌즈군(LG1) 및 상기 제2 렌즈군(LG2) 사이의 광축 간격은 광축(OA)에서의 이격 거리이며, 상기 제1 렌즈군(LG1) 내의 렌즈 중에서 센서 측에 가장 가까운 렌즈의 센서 측 면과 상기 제2 렌즈군(LG2) 내의 렌즈 중에서 물체 측에 가장 가까운 렌즈의 물체 측 면 사이의 광축 간격일 수 있다.
상기 제1 렌즈군(LG1) 및 상기 제2 렌즈군(LG2) 사이의 광축 간격은 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 마지막 렌즈의 중심 두께보다 크고 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 첫 번째 렌즈의 중심 두께보다 클 수 있다. 상기 제1 렌즈군(LG1) 및 상기 제2 렌즈군(LG2) 사이의 광축 간격은 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 광축 거리보다 작고 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 광축 거리의 35% 이하일 수 있으며, 예컨대 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 광축 거리의 12% 내지 35% 범위 또는 17% 내지 32% 범위일 수 있다. 여기서, 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 광축 거리는 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 물체 측에 가장 가까운 렌즈의 물체 측 면과 센서 측에 가장 가까운 렌즈의 센서 측 면 사이의 광축 거리이다.
상기 제1 렌즈군(LG1) 및 상기 제2 렌즈군(LG2) 사이의 광축 간격은 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 광축 거리의 11% 이상일 수 있으며, 예컨대 11% 내지 25% 또는 11% 내지 20% 범위일 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 광축 거리는 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 물체 측에 가장 가까운 렌즈의 물체 측 면과 센서 측에 가장 가까운 렌즈의 센서 측 면 사이의 광축 거리이다.
여기서, 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 광축 거리를 D_LG1이고, 제2 렌즈 군(LG2)의 광축 거리를 D_LG2로 하며, 전체 렌즈 매수를 n(n = 9, 10, 또는 11)으로 한 경우, 0 < D_LG1 / n < 0.3의 수식 및 0.3 < D_LG2 / n < 0.7의 수식을 만족할 수 있다.
또한 첫 번째 렌즈의 물체측 면에서 마지막 n번째 렌즈의 센서측 면까지의 광축 거리를 TD로 할 경우, 0.5 < TD/n < 1를 만족할 수 있다. 첫 번째 렌즈의 물체측 면에서 마지막 n번째 렌즈의 센서측 면까지의 유효경들의 합이 ΣCA인 경우, 7 < ΣCA/n < 17의 수식을 만족할 수 있다. 또한 첫 번째 렌즈에서 마지막 렌즈까지의 중심 두께의 합이 ΣCT인 경우, 0.2 < ΣCT/n < 0.7를 만족할 수 있으며, 인접한 두 렌즈들 사이의 중심 간격들의 합이 ΣCG인 경우, 0.1 < ΣCG < 0.4의 수식을 만족하며, ΣCG < ΣCT의 관계를 만족할 수 있다. 상기 n은 전체 렌즈 매수이다. 이에 따라 슬림한 광학계를 제공할 수 있다.
상기 제1 렌즈 군(LG1) 내에서 유효경 크기가 최소인 렌즈는 제2 렌즈 군(LG2)에 가장 인접한 렌즈일 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(LG2) 내에서 유효경 크기가 최소인 렌즈는 상기 제1 렌즈 군(LG1)에 가장 인접한 렌즈일 수 있다. 여기서, 상기 각 렌즈의 유효경의 크기는 상기 각 렌즈의 물체측 면의 유효경과 센서측 면의 유효경의 평균 값이다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV: Field of View)의 중심부뿐 만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있고, 색수차 및 왜곡 수차를 개선할 수 있다. 상기 제1 렌즈 군(LG1) 내에서의 최소 유효경을 갖는 렌즈의 크기는 상기 제2 렌즈 군(LG2) 내에서의 최소 유효경을 갖는 렌즈 크기보다 작을 수 있다. 이에 따라 슬림한 망원용 카메라 모듈을 제공할 수 있다.
상기 제1 렌즈 군(LG1)의 각 렌즈의 유효경 즉, 물체측 면과 센서측 면의 평균 유효경은 물체측에서 센서측 방향으로 점차 작아지며, 상기 제2렌즈 군(LG2)의 각 렌즈의 유효경은 물체측에서 센서측 방향으로 점차 커질 수 있다.
상기 복수의 렌즈들(100) 각각은 유효 영역 및 비유효 영역을 포함할 수 있다. 상기 유효 영역은 상기 렌즈들(100) 각각에 입사된 광이 통과하는 영역일 수 있다. 즉, 상기 유효 영역은 입사된 광이 굴절되어 광학 특성을 구현하는 유효한 영역 또는 유효경 영역일 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 유효 영역의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 복수의 렌즈들(100)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 제1 렌즈 군(LG1)에서 물체 측에 가장 가까운 렌즈는 양(+)의 굴절력을 갖고, 상기 제2 렌즈 군(LG2)에서 센서 측에 가장 가까운 렌즈는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 광학계(1000)는 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수는 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수보다 많을 수 있다. 상기 제1 렌즈 군(LG1)은 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수가 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수보다 많을 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(LG2)은 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수가 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수와 동일할 수 있다.
상기 광학계(1000)는 렌즈부(100,100A,100B,100C)의 센서측에 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)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 이미지 센서(300)의 대각선 길이는 2mm 초과 예컨대, 4mm 초과 12mm 미만일 수 있다. 바람직하게, 상기 이미지 센서(300)의 ImgH는 TTL > ImgH의 관계를 가질 수 있다.
상기 광학계(1000)는 광학필터(500)를 포함할 수 있다. 상기 광학필터(500)는 상기 제2 렌즈 군(LG2)과 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 광학필터(500)는 상기 복수의 렌즈부(100,100A,100B,100C) 중 센서 측에 가장 가까운 렌즈와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(100)가 11매 렌즈인 경우, 상기 광학필터(500)는 상기 제11 렌즈(111)와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다.
상기 광학필터(500)는 적외선 필터를 포함할 수 있다. 상기 광학필터(500)는 설정된 파장 대역의 광을 통과시키고, 이와 다른 파장 대역의 광을 필터링할 수 있다. 상기 광학필터(500)가 적외선 필터를 포함할 경우 외부 광으로부터 방출되는 복사열이 상기 이미지 센서(300)에 전달되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 상기 광학필터(500)는 가시광선을 투과할 수 있고 적외선을 반사할 수 있다. 다른 예로서, 상기 광학 필터(500)와 상기 이미지 센서(300) 사이에 커버 글라스가 더 배치될 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 조리개(ST)를 포함할 수 있다. 상기 조리개(ST)는 상기 광학계(1000)에 입사되는 광량을 조절할 수 있다. 상기 조리개(ST)는 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 적어도 한 렌즈의 둘레에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 조리개(ST)는 제2 렌즈(102)의 물체측 면 또는 센서 측 면의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 조리개(ST)는 상기 제1 렌즈 군(LG1) 내의 렌즈 중에서 인접한 두 렌즈(101,102) 사이에 배치될 수 있다. 이와 다르게, 상기 복수의 렌즈들(100) 중 선택되는 적어도 하나의 렌즈는 조리개 역할을 수행할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 렌즈들 중 선택되는 하나의 렌즈의 물체 측 면 또는 센서 측 면은 광량을 조절하는 조리개 역할을 수행할 수 있다.
상기 조리개(ST)에서 n 번째 렌즈의 센서측 면까지의 직선 거리는 상기 제1 렌즈(101)의 물체측 면에서 n 번째 렌즈의 센서측 면의 광축 거리(TD)보다 작을 수 있다. 상기 조리개(ST)에서 n 번째 렌즈의 센서측 면까지의 광축 거리를 SD로 한 경우, SD < TD 및 SD < EFL의 관계를 만족할 수 있다. 또한 상기 SD < ImgH의 관계를 만족할 수 있다. 상기 EFL는 광학계 전체의 유효 초점 거리이며, F로 정의될 수 있다. 상기 EFL > ImgH의 관계를 가지며, 이들은 2 mm 이하의 차이를 가질 수 있다. 상기 광학계(1000)의 화각(FOV)은 120도 미만 예컨대, 70도 초과 및 100도 미만일 수 있다. 상기 광학계(1000)의 F 넘버(F#)는 1 초과 10 미만 예컨대, 1.1 ≤ F# ≤ 5 범위일 수 있으며, 입사동 크기(EPD)는 F#보다 클 수 있다. 따라서, 광학계(1000)는 슬림한 크기를 갖고, 입사 광을 제어할 수 있고 화각의 영역 내에서 향상된 광학 특성을 가질 수 있다.
상기 렌즈들의 유효경은 물체측 렌즈에서 조리개가 배치된 렌즈 면(예, 제4면)까지 점차 작아지며, 상기 조리개보다 센서측에 놓은 렌즈 면(예, 제5면)의 유효경부터 마지막 렌즈의 렌즈 면의 유효경까지 점차 커질 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(LG1)의 입사 광을 렌즈들 방향으로 반사하는 프리즘으로 구현될 수 있다. 다른 예로서, 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 광축과 이미지 센서의 중심이 서로 다른 축 상에 배치될 때, 반사부재는 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 출사 측에 배치될 수 있다. 이하, 실시 예에 따른 광학계를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 발명의 제1실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈의 구성도이고, 도 2는 도 1의 광학계의 이미지 센서, n 번째 렌즈 및 n-1번째 렌즈의 관계를 나타낸 설명한 도면이며, 도 10은 제2실시 예에 따른 광학계 및 카메라 모듈의 구성도이고, 도 18은 제4 실시 예에 따른 광학계 및 카메라 모듈의 구성도이고, 도 26은 제4 실시 예에 따른 광학계 및 카메라 모듈의 구성도이다.
도 1, 도 2 및 도 10, 18, 도 26을 참조하면, 실시 예들에 따른 광학계(1000)는 복수의 렌즈를 갖는 렌즈부(100,100A,100B,100C)를 포함하며, 상기 렌즈부(100,100A,100B,100C)는 제1 렌즈(101) 내지 제11 렌즈(111)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제10 렌즈(101-111)은 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 정렬될 수 있다. 물체의 정보에 해당하는 광은 제1 렌즈(101) 내지 제11 렌즈(111) 및 광학 필터(500)를 통과하여 이미지 센서(300)에 입사될 수 있다.
상기 제1 렌즈 군(LG1)은 상기 제1 내지 제3 렌즈(101-103)를 포함하며, 상기 제2 렌즈 군(LG2)은 상기 제4 내지 제11 렌즈(104-111)를 포함할 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)와 제4 렌즈(104) 사이의 광축 거리는 제1,2렌즈 군(LG1,LG2) 사이의 광축 간격일 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)는 광학계의 첫 번째 렌즈이고, 상기 제11 렌즈(111)는 마지막 렌즈일 수 있다.
상기 제1 내지 제11 렌즈(101-111) 중 광축에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 갖는 렌즈 매수는 4 매 이상일 수 있으며, 전체 렌즈 매수의 40% 내지 50% 범위일 수 있다. 상기 제1 내지 제11 렌즈(101-111) 중 광축에서 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상을 갖는 렌즈 매수는 상기 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 갖는 렌즈 매수보다 많을 수 있으며, 5 매 이상일 수 있으며, 전체 렌즈 매수의 50% 내지 60% 범위일 수 있다. 따라서, 광축에서 물체측 또는 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상은 전체 렌즈 매수의 70% 이상일 수 있다.
상기 제1 렌즈 군(LG1)의 각 렌즈(101-103)의 곡률 반경은 양의 값일 수 있으며, 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 각 렌즈(104-110)에서 곡률 반경이 음의 값을 갖는 렌즈 면은 양의 값을 갖는 렌즈 면보다 많을 수 있다.
상기 제1 렌즈(101)는 광축(OA)에서 음(-) 또는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있으며, 바람직하게 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 4, 도 12, 도 20 및 도 28과 같이 제공되며, L1은 제1 렌즈(101)이며, L1S1은 제1 면이며, L1S2는 제2면이다.
상기 제2 렌즈(102)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)는 양(+)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 볼록한 형상일 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈(102)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 광축(OA)에서 상기 제3 면(S3)은 볼록한 형상일 수 있으며, 상기 제4 면(S4)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 4, 도 12, 도 20 및 도 28과 같이 제공되며, L2은 제2 렌즈(102)이며, L2S1은 제3 면이며, L2S2는 제4 면이다.
상기 제3 렌즈(103)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있으며, 바람직하게 음(-)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 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(103)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 광축(OA)에서 상기 제5 면(S5)은 볼록한 형상일 수 있으며, 상기 제6 면(S6)은 볼록한 형상일 수 있다. 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제5,6 면(S5,S6)의 비구면 계수는 도 4, 도 12, 도 20 및 도 28과 같이 제공되며, L3은 제3 렌즈(103)이며, L3S1은 제5 면이며, L3S2는 제6 면이다.
상기 제1렌즈 군(LG1)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 제1 렌즈(101) 또는 제2 렌즈(102)가 가장 두꺼울 수 있고, 상기 제3 렌즈(103)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 크기(Clear aperture, CA)는 상기 제3 렌즈(103)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 유효 반경(Semi-aperture)(r11)의 크기가 가장 클 수 있고, 상기 제3 렌즈(103)의 제6 면(S6)의 유효 반경의 크기가 가장 작을 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)의 유효경 크기는 상기 제1 렌즈(101)의 유효경 크기 보다 작고, 상기 제3 렌즈(103)의 유효경 크기보다 클 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)의 유효경 크기는 광학계(1000)의 전체 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 제3 렌즈(102)의 굴절률은 상기 제1,2 렌즈(101,102) 중 적어도 하나 또는 모두의 굴절률 보다 클 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)의 굴절률은 1.60 초과 예컨대, 1.65 이상이며, 상기 제1,2렌즈(101,102)의 굴절률은 1.60 미만일 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)는 상기 제1,2 렌즈(101,102) 중 적어도 하나 또는 모두의 아베수보다 작은 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 렌즈(103)의 아베수는 상기 제1,2 렌즈(101,102)의 아베수보다 20 이상 작을 수 있으며, 예컨대 30 미만일 수 있다. 자세하게, 상기 제1,2 렌즈(101,102)의 아베수는 상기 제3 렌즈(103)의 아베수보다 30 이상 클 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.
광축(OA)에서의 곡률 반경을 절대 값으로 나타낼 때, 상기 제1 내지 제3 렌즈(101,102,103) 중에서 상기 제2 렌즈(102)의 제4 면(S4)의 곡률 반경이 가장 클 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 곡률 반경이 가장 작을 수 있다. 상기 제1 렌즈 군(LG1)에서 곡률 반경이 최대인 렌즈 면과 최소인 렌즈 면 사이의 차이는 3배 이상일 수 있다. 상기 제1 면 내지 제 6면(S1-S6)의 곡률 반경의 평균은 10 mm 이하 예컨대, 3 mm 내지 10 mm 범위일 수 있다. 상기 제1 내지 제3 렌즈(101-103) 각각은 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다.
상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)는 양(+)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 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제4 렌즈(104)는 광축에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 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 4, 도 12, 도 20 및 도 28과 같이 제공되며, L4은 제4 렌즈(104)이며, L4S1은 제7 면이며, L4S2는 제8 면이다.
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.
절대 값을 나타낼 때, 상기 제5 렌즈(105)의 초점 거리는 광학계 내에서 가장 클 수 있으며, 예컨대 F6 < F4 < F5를 만족할 수 있으며, F5는 90 mm 이상일 수 있다. 또한 F4<(F5/2)의 수식을 만족할 수 있다. 여기서, F4는 제4 렌즈(104)의 초점 거리이며, F6는 제6 렌즈(106)의 초점 거리이다. 여기서, 광학계 내에서 가장 큰 초점 거리를 갖는 렌즈의 위치는 마지막 렌즈부터 n-6번째에 위치할 수 있으며, n은 전체 렌즈 매수이다.
상기 제5 렌즈(105)는 물체 측 면으로 정의하는 제9 면(S9) 및 센서 측 면으로 정의하는 제10 면(S10)을 포함할 수 있다. 광축(OA)에서 상기 제9 면(S9)은 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 광축(OA)에서 상기 제9 면(S9)는 오목한 형상이고, 제10 면(S10)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈는 양면이 볼록한 형상일 가질 수 있다. 이와 다르게, 제5 렌즈는 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)는 제9, 10 면(S9,S10)이 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단까지 임계점 없이 제공될 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 4, 도 12, 도 20 및 도 28과 같이 제공되며, L5은 제5 렌즈(105)이며, L5S9는 제9 면이며, L5S2는 제10 면이다.
상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)는 음(-)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. 광축(OA)에서 상기 제11 면(S11)은 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(106)은 광축(OA)에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상 또는 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 이와 다르게, 상기 제6 렌즈(106)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.
상기 제6 렌즈(106)의 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 4, 도 12, 도 20 및 도 28과 같이 제공되며, L6은 제6 렌즈(106)이며, L6S1은 제11 면이며, L6S2는 제12 면이다.
상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제7 렌즈(107)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제7 렌즈(107)는 물체 측 면으로 정의하는 제13 면(S13) 및 센서 측 면으로 정의하는 제14 면(S14)을 포함할 수 있다. 광축(OA)에서 상기 제13 면(S13)은 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제7 렌즈(107)은 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상 또는 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 이와 다르게, 상기 제6 렌즈(107)는 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.
상기 제7 렌즈(107)의 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 4, 도 12, 도 20 및 도 28과 같이 제공되며, L7은 제7 렌즈(107)이며, L7S1은 제13 면이며, L7S2는 제14 면이다.
상기 제7 렌즈(107)의 제13 면(S13) 및 제14 면(S14) 중 적어도 하나 또는 모두는 임계점을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 제13 면(S13)은 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단까지 적어도 하나의 임계점을 가질 수 있다. 상기 제14 면(S14)은 광축에서 유효영역 끝단까지 적어도 하나의 임계점을 가질 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 제8 렌즈(108)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)는 양(+)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 물체 측 면으로 정의하는 제15 면(S15) 및 센서 측 면으로 정의하는 제16 면(S16)을 포함할 수 있다. 광축(OA)에서 상기 제15 면(S15)은 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제8 렌즈(108)은 광축(OA)에서 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 이와 다르게, 상기 제8 렌즈(108)는 양면이 오목하거나 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제8 렌즈(108)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)의 상기 제15 면(S15) 및 상기 제16 면(S16) 중 적어도 하나 또는 모두는 임계점 없이 제공될 수 있다.
상기 제8 렌즈(107)의 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 4, 도 12, 도 20 및 도 28과 같이 제공되며, L8은 제8 렌즈(108)이며, L8S1은 제15 면이며, L8S2는 제16 면이다.
상기 제9 렌즈(109)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(109)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(109)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제9 렌즈(109)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제9 렌즈(109)는 물체 측 면으로 정의하는 제17 면(S17) 및 센서 측 면으로 정의하는 제18 면(S18)을 포함할 수 있다. 광축(OA)에서 상기 제17 면(S17)은 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제9 렌즈(109)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제9 렌즈(109)는 양면이 오목하거나 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(109)의 상기 제17 면(S17) 및 상기 제18 면(S18) 중 적어도 하나 또는 모두는 임계점 없이 제공될 수 있다.
상기 제9 렌즈(109)의 제17 면(S17) 및 제18 면(S14) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제17 면(S17) 및 상기 제18 면(S18)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제17,18 면(S17,S18)의 비구면 계수는 도 4, 도 12, 도 20 및 도 28과 같이 제공되며, L9은 제9 렌즈(109)이며, L9S1은 제17 면이며, L9S2는 제18 면이다.
상기 제10 렌즈(110)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제10 렌즈(110)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제10 렌즈(110)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제10 렌즈(110)는 물체 측 면으로 정의하는 제19 면(S19) 및 센서 측 면으로 정의하는 제20 면(S20)을 포함할 수 있다. 광축(OA)에서 상기 제19 면(S19)은 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제20 면(S20)은 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제10 렌즈(110)는 광축(OA)에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제10 렌즈(110)는 광축(OA)에서 양면이 오목하거나 볼록한 형상을 가지거나, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다.
상기 제10 렌즈(110)의 제19 면(S19) 및 제20 면(S20) 중 적어도 하나 또는 모두는 임계점을 가질 수 있다. 상기 제19 면(S19) 또는 제20 면(S20)의 임계점은 광축보다 유효 영역의 끝단 즉, 에지에 더 인접한 영역에 위치할 수 있다.
상기 제10 렌즈(110)의 제19 면(S19) 및 제20 면(S20) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제19 면(S19) 및 상기 제20 면(S20)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제19,20 면(S19,S20)의 비구면 계수는 도 4, 도 12, 도 20 및 도 28과 같이 제공되며, L10은 제10 렌즈(110)이며, L10S1은 제19 면이며, L10S2는 제20 면이다.
상기 제11 렌즈(111)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제11 렌즈(111)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제11 렌즈(111)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제11 렌즈(111)는 광학계(1000) 중에서 센서 측에 가장 가까운 렌즈 또는 마지막 렌즈일 수 있다.
상기 제11 렌즈(111)는 물체 측 면으로 정의하는 제21 면(S21) 및 센서 측 면으로 정의하는 제22 면(S22)을 포함할 수 있다. 광축(OA)에서 상기 제21 면(S21)은 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제22 면(S22)은 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제11 렌즈(111)는 광축(OA)에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제11 렌즈(111)는 광축(OA)에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상이거나, 양면이 오목한 형상 또는 볼록한 형상을 가질 수 있다.
상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)은 임계점을 가질 수 있으며, 상기 임계점은 광축보다 유효 영역의 끝단 즉, 에지에 더 인접한 영역에 위치할 수 있다. 상기 제11 렌즈(111)의 제20 면(S20)은 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단까지 임계점 없이 제공될 수 있다. 즉, 상기 제20 면(S20)은 중심을 지나는 광축과 직교하는 직선과의 거리가 상기 중심에서 에지를 향해 점차 커질 수 있다.
상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21) 및 제22 면(S22) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제21 면(S21) 및 상기 제22 면(S22)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제21,22 면(S21,S22)의 비구면 계수는 도 4, 도 12, 도 20 및 도 28과 같이 제공되며, L11은 제11 렌즈(111)이며, L11S1은 제21 면이며, L11S2는 제22 면이다.
상기 제4 내지 제10 렌즈(104-110) 중에서 최대 중심 두께를 갖는 렌즈는 제9 렌즈(109)이며, 상기 제9 렌즈(109)의 중심 두께는 상기 제6,7 렌즈(106,107) 사이의 광축 간격보다 클 수 있으며, 예컨대 0.6mm 이상일 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(LG2)에서 최소 중심 두께를 갖는 렌즈는 제4 내지 제8 렌즈(104-108) 중 어느 하나일 수 있으며, 0.5mm 미만 또는 0.4mm 이하의 중심 두께를 갖는 렌즈일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 입사하는 광을 제어할 수 있고, 향상된 수차 특성 및 해상력을 가질 수 있다. 상기 광학계 내에서 최대 중심 두께를 갖는 렌즈는 제9 렌즈(109)이며, 최소 중심 두께를 갖는 렌즈는 제3 렌즈(103)일 수 있다. 상기 광학계 내에서 최대 두께와 최소 두께의 차이는 5배 미만 또는 4배 이하일 수 있다. 이에 따라 9매 이상의 렌즈를 갖는 광학계(1000)를 슬림한 크기로 제공할 수 있다.
상기 제4 내지 제11 렌즈(104-111) 중에서 렌즈의 유효경의 평균 크기(Clear aperture, CA)는 상기 제4 렌즈(104)가 가장 작을 수 있고, 상기 제11 렌즈(111)가 가장 클 수 있다. 자세하게, 상기 제2 렌즈 군(LG2)에서 상기 제4 렌즈(104)의 제7 면(S7)의 유효경 크기는 가장 작을 수 있고, 상기 제22 면(S22)의 유효경 크기는 가장 클 수 있다. 상기 제22 면(S22)의 유효경 크기는 광학계 내에서 최대 유효경일 수 있다. 상기 제11 렌즈(111)의 유효경의 크기를 최대로 제공하므로, 제1 렌즈 군(LG1)을 통해 광을 광축 방향으로 굴절시키고, 제2 렌즈 군(LG2)에 의해 광을 이미지 센서(300)의 주변부까지 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 제2 렌즈 군(LG2)에서 굴절률이 1.6 초과된 렌즈 매수는 1.6 미만의 렌즈 매수보다 많을 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(LG2)에서 아베수가 50 초과인 렌즈 매수는 50 미만의 렌즈 매수보다 작을 수 있다.
한편, 제1 내지 제3 실시 예는 이미지 센서(300)의 ImgH의 길이가 6mm 이하일 수 있으며, 제4 실시 예는 이미지 센서(300)의 ImgH의 길이가 6mm 초과일 수 있다. 제1 내지 제3 실시 예는 광학계의 TTL이 10mm 이하일 수 있으며, 제4 실시 예는 TTL이 10mm 초과일 수 있다. 상기 제3실시 예의 TTL은 8mm 미만일 수 있다. 제2실시 예는 제1,3,4 실시예보다 F넘버가 낮을 수 있으며, 1.7 미만일 수 있다.
도 1 및 도 10의 제1, 10실시 예에서, 상기 제10 렌즈(110)의 제19 면(S19)의 임계점은 광축(OA)에서 유효 반경의 70% 이상의 위치 예컨대, 70% 내지 94% 범위에 위치할 수 있다. 도 1, 도 10 및 도 18의 제1 내지 제3 실시 예에서, 상기 제10 렌즈(110)의 제19 면(S19)의 임계점은 광축(OA)에서 유효 반경의 80% 이상의 위치 예컨대, 80% 내지 94% 범위에 위치할 수 있다. 또는 상기 제10 렌즈(110)의 제19 면(S19)의 임계점은 광축(OA)에서 3mm 이상 예컨대, 3mm 내지 3.8mm 범위에 위치할 수 있다. 도 28의 제4 실시 예를 참조하면, 유효 반경이 5mm 초과 또는 6mm 이상인 경우, 상기 제19 면(S19)의 임계점은 광축(OA)에서 4.5mm 이상 예컨대, 4.5mm 내지 5.5mm 범위에 위치할 수 있다.
상기 제10 렌즈(110)의 제20 면(S20)은 광축(OA)에서 유효 영역 끝단까지 임계점이 없을 수 있다. 도 20 및 도 28의 실시 예에서 제20 면(S20)은 광축에서 유효 반경의 80% 이상의 위치 예컨대, 80% 내지 92% 범위에 임계점이 위치할 수 있다. 실시 예에 있어서, 상기 제11 렌즈(111)에서 제21 면(S21)의 임계점은 광축(OA)에서 유효 반경의 60% 이상의 위치 또는 70% 내지 85% 범위의 위치에 배치될 수 있다.
도 1, 도 10 및 도 18의 실시 예를 참조하면, 제21 면(S21)의 유효 반경이 5mm 미만인 경우, 상기 제21 면(S21)의 임계점은 광축(OA)에서 3mm 이상 예컨대, 3mm 내지 3.8mm 범위에 위치할 수 있다. 도 28의 실시 예를 참조하면, 유효 반경이 5mm 초과 또는 6mm 이상인 경우, 상기 제21 면(S21)의 임계점은 광축(OA)에서 4.5mm 이상 예컨대, 4.5mm 내지 5.5mm 범위에 위치할 수 있다.
도 2에서 상기 제11 렌즈(111)에서 제22 면(S22)는 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단까지 임계점 없이 제공될 수 있다. 여기서, 상기 제22 면(S22)의 유효 반경(r112)은 광축(OA)에서 유효영역의 끝단까지의 거리이며, 제1 거리(K3)는 광축(OA)과 직교하며 제22 면(S22)의 중심을 지나는 직선에서 렌즈 면까지의 높이가 0.1mm 미만인 거리 또는 제22 면(S22)의 지나는 접선의 경사 각도가 10도 미만인 지점을 정의할 수 있다. 광축에서 렌즈 면까지의 높이가 0.1mm 미만 지점까지의 최대 거리를 상기 제1 거리(K3)로 할 경우, 상기 제1 거리(K3)는 유효 반경(r112)의 20% 이상 예컨대, 20% 내지 55% 범위에 위치할 수 있다.
상기 제11 렌즈(111)의 상기 제22 면(S22)의 유효 반경(r112)이 5mm 미만인 경우, 도 1, 도 10 및 도 18의 실시 예에서, 상기 제1 거리(K3)는 유효 반경(r112)의 53% 이하 예컨대, 43% 내지 53% 범위에 위치할 수 있으며, 바람직하게, 광축(OA)에서 2.4mm 이하 예컨대, 1.8mm 내지 2.4mm 범위의 거리에 위치할 수 있다. 상기 제22 면(S22)의 유효 반경(r112)이 5mm 초과 또는 6mm 이상인 경우, 도 26의 실시 예에서, 상기 제1 거리(K3)는 유효 반경(r112)의 39% 이하 예컨대, 20% 내지 39% 범위일 수 있으며, 바람직하게, 광축(OA)에서 3mm 이하 예컨대, 2mm 내지 3mm의 거리에 위치할 수 있다.
또한 도 2에서 상기 제11 렌즈(111)에서 제22 면(S22)의 지나는 접선의 경사 각도가 10도 미만인 지점까지의 거리를 제1 거리(K3)로 정의할 수 있다. 도 1, 도 10 및 도 18의 실시 예에서, 제22 면(S22)의 유효 반경(r112)이 5mm 미만인 경우, 상기 제1 거리(K3)는 유효 반경(r112)의 53% 이하 예컨대, 43% 내지 53% 범위에 위치할 수 있으며, 바람직하게, 광축(OA)에서 2.4mm 이하 예컨대, 1.8mm 내지 2.4mm 범위의 거리에 위치할 수 있다. 상기 제22 면(S22)의 유효 반경(r112)이 5mm 초과 또는 6mm 이상인 경우, 도 26의 실시 예에서, 상기 제1 거리(K3)는 유효 반경(r112)의 50% 이하 예컨대, 35% 내지 50% 범위일 수 있으며, 바람직하게, 광축(OA)에서 3.5mm 이하 예컨대, 2.5mm 내지 3.5mm의 거리에 위치할 수 있다.
상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)이 임계점 없이 제공되므로, 상기 제22 면(S22)의 중심이 상기 이미지 센서(300)에 가장 인접하게 위치할 수 있다. 이에 따라 상기 제11 렌즈(111)와 이미지 센서(300) 사이의 거리를 증가시키지 않아도 될 수 있으며, 이로 인해 광학계의 TTL이 증가되는 것을 방지할 수 있다.
자세하게, 상기 광학계(1000)의 제11 렌즈(111)는 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.
도 2와 같이, 마지막 렌즈인 제11 렌즈(111)의 센서측 제22 면(S22)의 임의의 점을 지나는 접선(K1)에 수직한 직선인 법선(K2)은 광축(OA)과 소정의 각도(θ1)를 가질 수 있으며, 상기 각도(θ1)는 최대 각도는 5도 초과 및 45도 미만일 수 있다. 이에 따라 제20 면(S20)의 광축 또는 근축 영역에서 최소 Sag 값을 가지므로, 슬림한 광학계를 제공할 수 있다.
BFL(Back focal length)은 상기 이미지 센서(300)에서 마지막 렌즈까지의 광축 거리이다. 즉, BFL은 이미지 센서(300)과 제11 렌즈(111)의 센서측 제22 면(S22) 사이의 광축 거리이다. CT10는 상기 제10 렌즈(110)의 중심 두께 또는 광축 두께이며, L10_ET는 상기 제10 렌즈(110)의 유효 영역의 끝단 또는 에지 두께이다. CT11는 상기 제11 렌즈(111)의 중심 두께 또는 광축 두께이다. CG10는 상기 제10 렌즈(110)의 센서측 면의 중심에서 상기 제11 렌즈(111)의 물체측 면의 중심까지의 광축 간격(즉, 중심 간격)이다. 즉, 상기 제10 렌즈(110)의 센서측 면의 중심에서 상기 제11 렌즈(111)의 물체측 면의 중심까지의 광축 거리(CG10)는 광축(OA)에서 제20 면(S20)과 제21 면(S21) 사이의 거리이다. 이러한 형태로, 제1 내지 제11 렌즈(101-111) 각각의 중심 두께는 CT1 내지 CT11으로 나타낼 수 있고, 유효 영역의 끝단인 에지 두께는 ET1 내지 ET11으로 나타낼 수 있다.
또한 상기 제1,2렌즈(101,102) 사이의 중심 간격은 CG1이며, 제2,3렌즈(102,103) 사이의 중심 간격은 CG2이며 제3,4렌즈(103,104) 사이의 중심 간격은 CG3이며, 제4,5렌즈(104,105) 사이의 중심 간격은 CG4이며, 제5,6렌즈(105,106) 사이의 중심 간격은 CG5이며, 제6,7렌즈(106,107) 사이의 중심 간격은 CG6이며, 제7,8렌즈(107,108) 사이의 중심 간격은 CG7이며, 제8,9 렌즈(108,109) 사이의 중심 간격은 CG8이며, 제9,10렌즈(109,110) 사이의 중심 간격은 CG9, 및 상기 제10,11렌즈(109,111) 사이의 중심 간격은 CG10으로 정의할 수 있다. 상기 인접한 두 렌즈들 사이의 에지 간격은 EG1 내지 EG10로 나타낼 수 있다.
도 5, 도 13, 도 21, 도 29와 같이, 각 렌즈(101-111)의 두께는 T1 내지 T11로 나타내며, 광축에서 제1 방향(Y)을 따라 0.1mm 이상의 간격으로 나타낼 수 있다. 또한 인접한 두 렌즈 사이의 간격은 G1 내지 G10로 나타낼 수 있으며, 인접한 두 렌즈 사이의 중심에서 제1 방향(Y)을 향해 0.1mm 이상의 간격으로 나타낼 수 있다.
도 3, 도 11, 도 19 및 도 27과 같이, 상기 제10,11 렌즈(110,111) 사이의 간격(CG10)는 상기 제3,4 렌즈(103,104) 사이의 중심 간격(CG3)보다 클 수 있으며, CG3 < CG10의 관계를 만족할 수 있으며, 0.5mm 이상일 수 있다. 인접한 두 렌즈들 사이의 중심 간격(CG1 내지 CG10) 중에서 상기 제10,11 렌즈(110,111) 사이의 간격(CG10)는 가장 클 수 있으며, 상기 제3,4 렌즈(103,104) 사이의 중심 간격(CG3)은 두 번째로 클 수 있다.
렌즈들의 중심 두께를 보면, 상기 제1 렌즈(101)의 중심 두께(CT1)는 렌즈들의 중심 두께 중에서 최대이며, 상기 제10 렌즈(110)와 상기 제11 렌즈(111) 사이의 중심 간격(CG10)보다 클 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)의 중심 두께(CT3)는 렌즈들의 중심 두께 중에서 최소이며, 상기 제3 렌즈(103)와 상기 제4 렌즈(104) 사이의 중심 간격(CG4)보다 작을 수 있다.
여기서, 다른 렌즈들의 중심 두께보다 큰 두께를 갖는 3매의 렌즈의 중심 두께 합이 CTabc이고, 인접한 렌즈들 간의 중심 간격보다 큰 3부분의 중심 간격의 합이 CGabc인 경우, CTabc > CGabc의 관계를 만족할 수 있다. 상기 CTabc*n은 15mm 이상 예컨대, 15mm 내지 30mm 범위이며, CTabc*n은 14mm 이상 예컨대, 14mm 내지 28mm 범위일 수 있고, 상기 n은 렌즈 매수이다. 이에 따라 10매 이상의 렌즈를 갖는 광학계(1000)를 슬림한 크기로 제공할 수 있다. 명세서 내에서 *는 곱셈을 나타낸다.
상기 광학계(1000) 내에서 1.6 이상의 렌즈 매수는 전체 렌즈 매수의 50% 이상일 수 있다. 상기 1.6 이상의 렌즈 매수를 Na라고 할 경우, Na*n > 55의 관계를 만족할 수 있으며, 상기 n은 렌즈 매수이다.
전체 굴절률 평균은 1.55 이상일 수 있으며, 예컨대 1.58 이상일 수 있다. 전체 아베수 평균은 40 이하 예컨대, 35 이하일 수 있다. 각 렌즈들의 중심 두께들의 합은 3.5mm 이상 예컨대, 3.5mm 내지 7.5mm 범위일 수 있다. 바람직하게, 제1 내지 제3실시 예는 6mm 미만 예컨대, 3.5mm 내지 5.5mm 이하일 수 있으며, 제4실시 예는 6mm 초과일 수 있으며, 예컨대 6.1mm 내지 7.5mm 범위일 수 있다.
인접한 렌즈들 사이의 중심 간격들의 합은 4.2mm 이하 예컨대, 2mm 내지 4.2mm 범위일 수 있다. 바람직하게, 제1 내지 제3실시 예들의 중심 간격의 합은 2mm 내지 3mm 범위일 수 있으며, 제4실시 예들의 중심 간격의 합은 3mm 내지 4.2mm 범위일 수 있다. 이러한 중심 두께 및 중심 간격을 갖고 슬림한 광학계를 제공할 수 있다.
곡률 반경을 절대 값으로 설명하면, 상기 렌즈부(100,100A,100B,100C) 중에서 제9 렌즈(109)의 제17 면(S17) 또는 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22) 중 적어도 하나 또는 모두는 다른 렌즈 면의 곡률 반경보다 클 수 있다. 바람직하게, 제1 내지 제3실시 예에서, 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)의 곡률 반경은 렌즈 면들 중에서 최대일 수 있다. 제4실시 예에서, 상기 제9 렌즈(109)의 제17 면(S17)의 곡률 반경은 렌즈 면들 중에서 최대일 수 있다.
초점 거리를 절대 값으로 설명하면, 상기 렌즈부(100,100A,100B,100C) 중에서 제5 렌즈(105)의 초점 거리는 렌즈들 중에서 최대일 수 있고, 제11 렌즈(111)의 초점 거리는 렌즈들 중에서 최소일 수 있다. 상기 최대 초점 거리는 최소 초점 거리의 15배 이상일 수 있다.
상기에 개시된 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 중심부 뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 상기 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가질 수 있고, 보다 슬림하고 컴팩트한 구조를 가질 수 있다.
이하에서, 제1 내지 제11 렌즈(101-111)의 중심 두께는 CT1 내지 CT11로 정의될 수 있으며, 에지 두께는 ET1 내지 ET11로 정의될 수 있으며, 인접한 두 렌즈 간의 중심 간격 또는 광축 간격은 CG1 내지 CG10로 정의할 수 있으며, 인접한 두 렌즈 간의 에지 간격은 EG1 내지 EG10로 정의할 수 있다. 상기 두께 및 간격은 단위가 mm이다.
[수학식 1] 2 < CT3 / CT1 < 7
수학식 1에서 상기 제3 렌즈(103)의 광축에서의 두께(CT3)와 상기 제1 렌즈(101)의 광축에서의 두께(CT1)를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있다. 바람직하게, 상기 수학식 1은 2 < CT3 / CT1 < 5를 만족할 수 있다.
[수학식 2]
0.3 < CT3 / ET3 < 2
수학식 2에서 상기 제3 렌즈(103)의 광축에서의 두께(CT3)와 상기 제3 렌즈(103)의 에지 두께(ET3)를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다. 바람직하게, 상기 수학식 2는 0.3 < CT3 / ET3 < 1를 만족할 수 있다.
수학식 2-1] 1 < CT1 / ET1 < 5
[수학식 2-2] 1 < CT2 / ET2 < 5
[수학식 2-3] (CT2 + CT3) < CT1
[수학식 2-4] 0.8 < CT4 / ET4 < 3
[수학식 2-5] 0.8 ≤ CT5 / ET5 < 3
[수학식 2-6] 0.7 < CT6 / ET6 < 3
[수학식 2-7] 0.6 ≤ CT7 / ET7 < 1.2
[수학식 2-8] 0.6 < CT8 / ET8 < 1.2
[수학식 2-9] 1 < CT9 / ET9 < 3
[수학식 2-10] 1 < CT10 / ET10 < 3
[수학식 2-11] 0.3 < CT11 / ET11 < 1.2
[수학식 2-12] 0.5 < SD / TD < 1
수학식 2-1 내지 2-12에서 상기 제2 내지 제11 렌즈(102-111)의 중심 두께와 에지 두께의 비율을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다. 상기 SD는 조리개에서 상기 제11 렌즈(111)의 센서 측 제22 면(S22)까지의 광축 거리이며, 상기 TD는 제1 렌즈(101)의 물체 측 제1 면(S1)에서 상기 제11 렌즈(111)의 센서 측 제22 면(S22)까지의 광축 거리이다. 상기 조리개는 상기 제2 렌즈(102)의 센서측 면의 둘레에 배치될 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 2-12를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차가 개선될 수 있다.
[수학식 2-13] 1 < |F_LG2 /F_LG1| < 10
상기 F_LG1은 제1 렌즈 군(LG1)의 복합 초점 거리이며, 상기 F_LG2는 제2 렌즈 군(LG2)의 복합 초점 거리이다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 2-13를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차가 개선될 수 있다. 즉, 수학식 2-13의 값이 1에 가까워질수록 왜곡 수차가 감소될 수 있다. 수학식 2-13의 값은 2 < |F_LG2 /F_LG1| < 6를 만족할 수 있다.
[수학식 3] 3 < ΣCT - CT_Aver < 7
수학식 3에서 ΣCT는 전체 렌즈들의 중심 두께의 합이며, 예컨대 제1 내지 제11 렌즈의 중심 두께들의 합이다. CT_Aver는 전체 렌즈들의 중심 두께의 평균이다. 수학식 3을 만족할 경우, 광학계는 왜곡 수차 감소에 영향을 주는 요소를 개선시켜 줄 수 있다. 수학식 3에서 3.5 ≤ ΣCT - CT_Aver ≤ 6.5를 만족할 수 있다.
[수학식 4] 1.6 < n3
수학식 4에서 n3는 상기 제3 렌즈(103)의 d-line에서의 굴절률(refractive index)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 4를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차 특성을 개선할 수 있다. 바람직하게, 상기 1.65 ≤ n3를 만족할 수 있다. 또한 17 < (n3*n)을 만족할 수 있다(n은 전체 렌즈 매수이다).
[수학식 4-1]
16 < n1*n < 17
16 < n11*n < 18
수학식 4-1에서 n1은 제1 렌즈(101)의 d-line에서의 굴절률이며, n11은 제11 렌즈(111)의 d-line에서의 굴절률을 의미하며, 상기 n은 광학계의 렌즈 매수이다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 4-1를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)의 TTL에 영향을 억제할 수 있다.
[수학식 4-2]
17 < n6*n
16.5 < n10*n
수학식 4-2에서 n6은 제6 렌즈(106)의 d-line에서의 굴절률이며, n10은 제10 렌즈(110)의 d-line에서의 굴절률을 의미하며, 상기 n은 광학계의 렌즈 매수이다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 4-2를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 5] 0.5 < L11S2_max_sag to Sensor < 1.5
수학식 5에서 L11S2_max_sag to Sensor은 상기 제11 렌즈(111)의 센서 측 제22 면(S22)의 최대 Sag값에서 이미지 센서(300)까지의 광축 방향의 거리를 의미한다. 예를 들어, L11S2_max_sag to Sensor은 상기 제11 렌즈(111)의 센서측 면의 임계점(P2)에서 상기 이미지 센서(300)까지의 광축 방향의 거리를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 5를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 렌즈부(100,100A,100B,100C)와 이미지 센서(300) 사이에 광학필터(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. 바람직하게, 수학식 5는 0.5 < L11S2_max_sag to Sensor < 1를 만족할 수 있다. 또한 L11S2_max_sag to Sensor은 BFL과 동일할 수 있다.
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 L11S2_max_sag to Sensor의 값은 광학계(1000)의 BFL(Back focal length)과 같을 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, 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)은 임계점(P2)과 이미지 센서(300) 사이의 거리가 최소이고, 유효 영역의 끝단을 향해 점차 커질 수 있다.
[수학식 6] 0.9 < BFL / L11S2_max_sag to Sensor < 2
수학식 6에서 BFL(Back focal length)은 상기 이미지 센서(300)에 가장 인접한 제11 렌즈(111)의 센서 측 제22 면(S22)의 중심으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 6을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡 수차 특성을 개선할 수 있고, 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 여기서, 최대 Sag 값은 상기 임계점 위치일 수 있다. 수학식 6은 1 ≤ BFL / L11S2_max_sag to Sensor < 1.5를 만족할 수 있다.
[수학식 7] 5 < |L11S2_max slope| < 45
수학식 7에서 L11S2_max slope는 상기 제11 렌즈(111)의 센서 측 제22 면(S22) 상에서 측정한 접선 각도의 최대값(Degree)을 의미한다. 자세하게, 상기 제22 면(S22)에서 L11S2_max slope는 광축(OA)의 수직인 방향으로 연장하는 가상의 선에 대해 가장 큰 접선 각도를 가지는 지점의 각도 값(Degree)을 의미한다. 실시예에 따른 수학식 7를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 렌즈 플레어(lens flare)의 발생을 제어할 수 있다. 바람직하게, 수학식 7은 30 ≤ |L11S2_max slope| < 45를 만족할 수 있다.
[수학식 8] -5 < |L11S2_max slope| -|L10S2_max slope| < 30
수학식 8에서, L10S2_max slope는 상기 제10 렌즈(110)의 센서 측 제20 면(S20) 상에서 측정한 접선 각도의 최대값(Degree)을 의미한다. 여기서, 수학식 8은 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)의 유효 반경(r112)이 5mm 미만인 경우, 10 < |L11S2_max slope| -|L10S2_max slope| < 30의 조건을 만족할 수 있다. 수학식 8은 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)의 유효 반경(r112)이 5mm 초과 또는 6mm 이상인 경우, -5 < |L11S2_max slope| -|L10S2_max slope| < 5의 조건을 만족할 수 있다. 수학식 8를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 렌즈 플레어(lens flare)의 발생을 제어할 수 있다.
[수학식 9] 10 < CG10 / G10_min < 60
수학식 9는 상기 제10 렌즈(110)와 상기 제11 렌즈(111) 사이의 간격(G10)의 중심 간격(CG10)과 최소 간격(G10_min)을 설정할 수 있다. 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 9의 값에서 제1,3,4실시 예의 상한은 40 이하이며, 제2실시 예에서 하한은 40 초과일 수 있다.
[수학식 10] 1 < CG10 / EG10 < 15
수학식 10에서 상기 제10, 11 렌즈(110,111) 사이의 광축 간격(CG10)과 에지 간격(EG10)를 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 10의 값에서 제1,2,4실시 예의 상한은 10 이하이며, 제3실시 예에서 하한은 8 초과일 수 있다.
[수학식 11] 0.01 < CG2 / CG4 < 1
수학식 11에서 상기 제2 렌즈(102)와 상기 제3 렌즈(103) 사이의 광축 간격(CG2)과 상기 제4,5 렌즈(104,105) 사이의 광축 간격(CG4)을 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. 바람직하게, 수학식 11은 0.01 < CG2 / CG4 < 0.8의 조건을 만족하거나, 0.11 < (CG2 / CG4)*n < 8.8의 조건을 만족할 수 있으며, n은 렌즈 매수이다.
[수학식 11-1] 3 < CA_L11S2 / CG10 < 20
수학식 11-1에서 CA_L11S2는 가장 큰 렌즈 면의 유효경으로서, 제11 렌즈(111)의 센서 측 제22 면(S22)의 유효경 크기이다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 11-1를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있고, TTL(total track length) 축소를 제어할 수 있다. 바람직하게, 수학식 11-1은 8 < CA_L11S2 / CG10 < 15를 만족할 수 있다.
[수학식 11-2] 5 < CA_L10S2 / CG10 < 15
수학식 11-2는 상기 제10 렌즈(110)의 센서 측 제20 면(S20)의 유효경(CA_L10S2)과 제10,11 렌즈(110,111) 사이의 광축 간격(CG10)을 설정해 줄 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 11-2를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있고, TTL(total track length) 축소를 제어할 수 있다. 바람직하게, 수학식 11-2은 7 < CA_L10S2 / CG10 < 15를 만족할 수 있다.
[수학식 12] 1 ≤ CT1 / CT11 < 5
수학식 12에서 상기 제1 렌즈(101)의 광축에서의 두께(CT1)과 상기 제11 렌즈(111)의 광축에서의 두께(CT11)를 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. 바람직하게, 수학식 12는 2 ≤ CT1 / CT11 < 5을 만족하거나, 22 ≤ (CT1 / CT11)*n < 55를 만족할 수 있으며, n은 렌즈 매수이다.
[수학식 13] 1 < CT10 / CT11 < 5
수학식 13에서 상기 제10 렌즈(110)의 광축에서의 두께(CT10)와 제11 렌즈(111)의 광축에서의 두께(CT11)를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제10 렌즈(110) 및 제11 렌즈(111)의 제조 정밀도를 완화할 수 있으며, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다. 바람직하게, 수학식 13은 1 < CT10 / CT11 < 3을 만족하거나, 11 < (CT10/CT11)*n < 33을 만족할 수 있으며, n은 렌즈 매수이다. 제1 내지 제3실시 예인 경우, 상기 제7,8,10 렌즈의 중심 두께는 (CT7 + CT8) < CT10 또는 (CT7 + CT11) < CG10의 조건을 만족할 수 있으며, 제4실시 예의 경우, (CT7 + CT11) < CG10의 조건을 만족할 수 있다.
[수학식 14] 5 < L10R2 / L11R1 < 20
수학식 14에서 L10R2은 상기 제10 렌즈(110)의 제20 면(S20)의 광축에서의 곡률 반경(mm)을 의미하고, L11R1는 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 광축에서의 곡률 반경을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 14를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성이 개선될 수 있다. 바람직하게, 수학식 14는 7 < L10R2 / L11R1 ≤ 15의 조건을 만족하거나, 55 < (L10R2 / L11R1)*n < 220의 조건을 만족할 수 있으며, n은 렌즈 매수이다.
[수학식 15] 0 < (CG10 - EG10) / (CG10) < 2
수학식 15가 제10,11 렌즈(110,111) 사이의 중심 간격(CG10)과 에지 간격(CG11)을 만족할 경우, 광학계(1000)는 왜곡이 발생하는 것을 감소시킬 수 있고 향상된 광학 성능을 가질 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 15를 만족할 경우, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다. 수학식 15는 바람직하게, 0 < (CG10 - EG10) / (CG10) < 1를 만족할 수 있다.
[수학식 16] 1 < CA_L1S1 / CA_L3S1 < 2
수학식 16에서 CA_L1S1은 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 유효경(Clear aperture, CA)를 의미하고, CA_L3S1은 상기 제3 렌즈(103)의 제5 면(S5))의 유효경을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 16을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 제1 렌즈 군(LG1)으로 입사되는 광을 제어할 수 있고, 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있다. 수학식 16은 바람직하게, 1 ≤ CA_L1S1 / CA_L3S1 ≤ 1.5를 만족하거나, 11 ≤ (CA_L1S1 / CA_L3S1)*n ≤ 17을 만족할 수 있으며, n은 렌즈 매수이다.
[수학식 17] 1 < CA_L11S2 / CA_L4S2 < 5
수학식 17에서 CA_L4S2는 상기 제4 렌즈(104)의 제8 면(S8)의 유효경을 의미하고, CA_L11S2는 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)의 유효경을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 17을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 제2 렌즈 군(LG2)으로 입사되는 광을 제어할 수 있고, 수차 특성을 개선할 수 있다. 바람직하게, 수학식 17은 2 < CA_L11S2 / CA_L4S2 < 4를 만족하거나, 32 < (CA_L11S2 / CA_L4S2)*n < 44를 만족할 수 있으며, n은 렌즈 매수이다.
[수학식 18] 0.8 < CA_L4S2 / CA_L3S2 < 2
수학식 18에서 상기 제3 렌즈(103)의 제6 면(S6)의 유효경(CA_L3S2)과 상기 제4 렌즈(104)의 제8 면(S8)의 유효경(CA_L4S2)을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 제1,2렌즈 군(LG1,LG2) 사이의 광 경로를 제어하여 색 수차를 개선할 수 있고, 광학 성능을 위해 비네팅(vignetting)을 제어할 수 있다. 바람직하게, 수학식 18은 1 ≤ CA_L4S2 / CA_L3S2 < 1.5를 만족하거나, 11 ≤ (CA_L4S2 / CA_L3S2)*n < 15를 만족할 수 있으며, n은 렌즈 매수이다.
[수학식 19] 0.1 < CA_L10S2 / CA_L11S2 ≤ 1
수학식 19에서 상기 제10 렌즈(110)의 제20 면(S20)의 유효경(CA_L10S2)과 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)의 유효경(CA_L11S2)를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 출사측 광 경로를 제어하여 색 수차를 개선할 수 있다. 바람직하게, 수학식 19는 0.5 ≤ CA_L10S2 / CA_L11S2 ≤ 1를 만족하거나, 5.5 ≤ (CA_L10S2 / CA_L11S2)*n ≤ 11를 만족할 수 있으며, n은 렌즈 매수이다.
[수학식 20] 1 < CG3 / EG3 < 15
수학식 20에서 상기 제3,4 렌즈(103,104) 사이의 중심 간격(CG3)과 상기 에지 간격(EG3)을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차를 감소시킬 수 있고, 수차 특성을 개선할 수 있으며, 광학 성능을 위해 비네팅(vignetting)을 제어할 수 있다. 바람직하게, 수학식 20은 3 < CG3 / EG3 < 13를 만족할 수 있다.
[수학식 21] 0 < CG9 / EG9 < 1
수학식 21에서 상기 제9,10 렌즈(109,110) 사이의 중심 간격(CG9)과 에지 간격(EG9)을 만족할 경우, 광학계는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있으며, 왜곡 발생을 억제할 수 있다. 바람직하게, 수학식 21은 0.2 < CG9 / EG9 < 0.6의 조건을 만족할 수 있다.
수학식 20 및 21 중 적어도 하나는 수학식 21-1 내지 21-6 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
[수학식 22-1] 0 < CG1 / EG1 < 1
[수학식 22-2] 0 < CG2 / EG2 < 1
[수학식 22-3] 0.5 < CG4 / EG4 < 2
[수학식 22-4] 0.5 < CG5 / EG5 < 2
[수학식 22-5] 0.1 < CG6 / EG6 < 0.5
[수학식 22-6] 1 < CG7 / EG7 < 10
[수학식 22-7] 0 < CG8 / EG8 < 1
[수학식 22-8] 1 < CG10 / EG10 < 20
[수학식 22] 0.8 < G10_max / CG10 < 1.2
수학식 22에서 상기 제10,11 렌즈(110,111) 사이의 간격 중 중심 간격(CG10)과 최대 간격(G10_max)를 만족할 경우, 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부에서 광학 성능을 개선할 수 있으며, 수차 특성의 왜곡을 억제할 수 있다.
[수학식 23] 0 < CT10 / CG10 < 1
수학식 23에서 상기 제10 렌즈(110)의 광축에서의 두께(CT10)와 광축에서 상기 제10,11 렌즈(110,111) 사이의 간격(CG10)을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제10,11 렌즈의 유효경 크기 및 인접한 렌즈들 사이의 중심 간격을 축소할 수 있으며, 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다. 바람직하게, 수학식 23는 0.4 < CT10 / CG10 < 1를 만족하거나, 4.4 < (CT10 / CG10)*n < 11를 만족할 수 있으며, n은 전체 렌즈 매수이다.
[수학식 24] 0.1 < CT11 / CG10 < 1
수학식 24에서 상기 제11 렌즈(111)의 광축에서의 두께(CT11)와 상기 제10,11 렌즈(110,111) 사이의 간격(CG10)를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제10,11 렌즈들의 유효경 크기 및 간격을 축소할 수 있으며, 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다. 바람직하게, 수학식 24는 0.1 < CT11 / CG10 < 0.5의 조건을 만족하거나, 1.1 < (CT11 / CG10)*n < 5.5의 조건을 만족할 수 있다.
[수학식 25] (CT8 + CT9 + CT10) > (CG7+CG8 +CG9+CG10)
수학식 25에서 제8,9,10 렌즈의 중심 두께(CT8,CT9,CT10)와 제8,9,10,11 렌즈 사이의 광축 간격(CG7,CG8,CG9,CG10)를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제8 내지 11 렌즈들의 유효경 크기 및 간격을 축소할 수 있으며, 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 26] 0 < CT9 / CG10 < 1
수학식 26가 상기 제9 렌즈(109)의 광축에서의 두께(CT9)와 상기 제10,11 렌즈 사이의 광축 간격(CG10)를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제9,10 렌즈의 유효경 크기 및 중심 간격을 축소할 수 있으며, 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다. 바람직하게, 수학식 26은 0.5 < CT9 / CG10 < 0.9의 조건을 만족하거나, 5.5 < (CT9 / CG10)*n < 9.9의 조건을 만족할 수 있으며, n은 전체 렌즈 매수이다.
[수학식 27] 1 < |L10R1 / CT10| < 50
수학식 27이 상기 제10 렌즈의 제19 면(S19)의 곡률 반경(L10R1)과 상기 제10 렌즈의 광축에서의 두께(CT10)를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 제10 렌즈의 굴절력을 제어하며, 제2 렌즈 군(LG2)의 출사 측에서의 광의 광학 성능을 개선할 수 있다. 바람직하게, 수학식 27은 20 < |L10R1 / CT10| < 50의 조건를 만족하거나 220 < (|L10R1 / CT10|)*n < 550의 조건을 만족할 수 있으며, n은 전체 렌즈 매수이다.
[수학식 28] 1 < L10R1 / L11R1 < 10
수학식 28이 상기 제10 렌즈의 제19 면(S19)의 곡률 반경(L10R1)과 상기 제11 렌즈의 제21 면(S21)의 곡률 반경(L11R1)을 만족할 경우, 제10,11 렌즈의 형상 및 굴절력을 제어하며 광학 성능을 개선할 수 있으며, 제2 렌즈 군(LG2)의 출사측 광학 성능을 개선할 수 있다. 바람직하게, 수학식 28은 4 < L10R1 / L11R1 < 9을 만족할 수 있다.
[수학식 28-1] 0 < L1R1/L1R2 < 1
[수학식 28-2] 0 < L2R1/L2R2 < 1
[수학식 28-3] 1 < L3R1/L3R2 < 2
[수학식 28-4] 1 < L4R1/L4R2 < 2
[수학식 28-5] 1 ≤ L5R1/L5R2 < 2
[수학식 28-6] 0.1 ≤ L6R1/L6R2 < 1
[수학식 28-7] 1 < L7R1/L7R2 < 2
[수학식 28-8] 1 < L8R1/L8R2 < 2
[수학식 28-9] -30 < L9R1/L9R2 < 0
[수학식 28-10] 0 < L10R1/L10R2 < 1
[수학식 28-11] 0 < L11R1/L11R2 < 0.1
수학식 28-1 내지 28-11은 상기 각 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 곡률 반경(R1,R2)을 설정할 수 있으며, 이를 만족할 경우 렌즈 사이즈와 해상력을 결정할 수 있다. 수학식 27, 28 중 적어도 하나는 하기 수학식 28-1 내지 28-11 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 각 렌즈의 해상력을 결정할 수 있다.
[수학식 29] 0 < CT_Max / CG_Max < 2
수학식 29에서 상기 렌즈들 각각의 광축(OA)에서의 두께가 가장 두꺼운 두께(CT_max)와 상기 복수의 렌즈들 사이의 광축에서의 에어 갭(air gap) 또는 간격(CG_max)의 최대값이 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. 바람직하게, 수학식 29은 1 ≤ CT_Max / CG_Max < 2를 만족하거나, 11 < (CT_Max/CG_Max)*n < 22을 만족할 수 있으며, n은 전체 렌즈 매수이다. 또한 CT_Max*n > 8를 만족할 수 있으며, CG_Max*n > 7를 만족할 수 있다.
[수학식 30] 0.5 < ΣCT / ΣCG < 5
수학식 30에서 ΣCT는 상기 복수의 렌즈들 각각의 광축(OA)에서의 두께(mm)들의 합을 의미하고, ΣCG는 상기 복수의 렌즈들에서 인접한 두 렌즈 사이의 광축(OA)에서의 간격(mm)들의 합을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 30를 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. 바람직하게, 수학식 30은 1.5 ≤ ΣCT / ΣCG < 2.5를 만족할 수 있다. 또한 17 < (ΣCT / ΣCG)*n < 28를 만족할 수 있으며, n은 전체 렌즈 매수이다. 상기 ΣCT*n > 40를 만족하며, ΣCG*n > 22를 만족할 수 있다.
[수학식 31] 10 < ΣIndex < 30
수학식 31에서 ΣIndex는 상기 복수의 렌즈 각각의 d-line에서의 굴절률들의 합을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 31을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)의 TTL을 제어할 수 있고, 향상된 해상력을 가질 수 있다. 여기서, 제1 내지 제11 렌즈의 굴절률 평균은 1.55 초과일 수 있다. 바람직하게, 수학식 33은 10 < ΣIndex < 20을 만족하거나, 110 < (ΣIndex)*n < 220를 만족할 수 있으며, n은 렌즈 매수이다.
[수학식 32] 10 < ΣAbb / ΣIndex < 50
수학식 32에서 ΣAbbe는 상기 복수의 렌즈 각각의 아베수(Abbe's number)의 합을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 32를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 수차 특성 및 해상력을 가질 수 있다. 상기 제1 내지 11 렌즈의 아베수 평균은 50 이하일 수 있다. 바람직하게, 수학식 32는 10 < ΣAbb / ΣIndex < 30를 만족하거나, 110 < (ΣAbb / ΣIndex)*n < 330를 만족할 수 있으며, n은 전체 렌즈 매수이다.
[수학식 33] 0 < |Max_distortion| < 5
수학식 33에서 Max_distortion은 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 33을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡 특성을 개선할 수 있다. 바람직하게, 수학식 33은 0.5 < |Max_distortion| < 3를 만족할 수 있다.
[수학식 34] 0 < EG_Max / CT_Max < 2
수학식 34에서 CT_max는 상기 복수의 렌즈들 각각의 광축(OA)에서의 두께 중 가장 두꺼운 두께(mm)를 의미하며, EG_Max는 인접한 두 렌즈 사이의 에지측 최대 간격이다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 34를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각 및 초점 거리를 가지며, 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 바람직하게, 수학식 34은 0 < EG_Max / CT_Max < 1의 조건을 만족할 수 있다.
[수학식 35] 0.5 < CA_L1S1 / CA_min < 2
수학식 35에서 상기 제1 렌즈의 제1 면의 유효경(CA_L1S1)과 상기 제1 내지 제22 면(S1-S22)의 유효경 중에서 가장 작은 유효 경(CA_Min)을 만족할 경우, 상기 제1 렌즈을 통해 입사되는 광을 제어하며, 광학 성능을 유지하면서 슬림한 광학계를 제공할 수 있다. 바람직하게, 수학식 35은 1 < CA_L1S1 / CA_min < 2의 조건을 만족하거나, 11 < (CA_L1S1 / CA_min)*n < 22의 조건을 만족할 수 있으며, n은 전체 렌즈 매수이다.
[수학식 36] 1 < CA_max / CA_min < 7
수학식 36에서 CA_max는 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 큰 유효경를 의미하는 것으로, 제1 내지 제22 면(S1-S22)의 유효경(mm) 중에서 가장 큰 유효 경을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 36을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 광학 성능을 유지하면서 슬림 및 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다. 바람직하게, 수학식 36은 3 < CA_max / CA_min < 5를 만족할 수 있다.
[수학식 37] 1 < CA_max / CA_Aver < 4
수학식 37에서 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 최대 유효경(CA_max)과 평균 유효경(CA_Aver)을 설정하고 있으며, 이를 만족할 경우, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다. 바람직하게, 수학식 37은 1.5 < CA_max / CA_AVR < 3를 만족할 수 있다.
[수학식 38] 0.1 < CA_min / CA_Aver < 1
수학식 38에서 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 작은 유효경(CA_min)과 평균 유효경(CA_Aver)을 설정할 수 있으며, 이를 만족할 경우, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다. 바람직하게, 수학식 38은 0.1 < CA_min / CA_AVR ≤ 0.8를 만족할 수 있다.
[수학식 39] ΣCA*n > 1000
수학식 39에서 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 면의 유효경 합(ΣCA)과 전체 렌즈 매수의 곱에 의해 렌즈 매수에 따른 전체 유효경을 설정할 수 있으며, 이를 만족할 경우, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다.
[수학식 40] 50 < (CA_Max - CA_Min) * n > 120
수학식 40에서 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 면의 유효경 중에서 최대 유효경(CA_Max)과 최소 유효경(Ca_Min)의 차이와 전체 렌즈 매수(n)를 설정할 수 있다. 이에 따라 렌즈 매수에 따른 유효경의 최대 차이를 설정하여, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다.
[수학식 41] 0.1 < CA_max / (2×ImgH) < 1.5
수학식 41에서 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 큰 유효경(CA_max)과 이미지 센서(300)의 광축(OA)과 중첩되는 상기 이미지 센서(300)의 중심(0.0F)에서 대각선 끝단(1.0F)까지의 거리(ImgH)를 설정할 수 있으며, 이를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가지며, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다. 여기서, 상기 ImgH*n는 44mm 내지 110mm 범위일 수 있으며, n은 전체 렌즈 매수이다. 바람직하게, 수학식 41은 0.5 ≤ CA_max / (2*ImgH) < 1를 만족할 수 있다.
[수학식 42]
0.1 < TD / CA_max < 1.5
수학식 42에서 TD는 첫 번째 렌즈의 물체 측 면에서 마지막 렌즈의 센서 측 면까지의 최대 광축 거리(mm)이다. 예를 들면, TD는 광축(OA)에서 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)에서 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)까지의 거리이다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 42를 만족할 경우, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다. 바람직하게, 수학식 42는 0.1 < TD / CA_max < 1를 만족할 수 있다.
[수학식 43] 0 < |F / L11R2| < 1
수학식 43에서 광학계(1000)의 전체 유효초점거리(F)와 상기 제11 렌즈의 제22 면의 곡률 반경(L11R2)를 설정할 수 있으며, 이를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)의 크기 축소, 예를 들어 TTL(total track length)를 줄여줄 수 있다. 바람직하게, 수학식 43은 0 < F / L10R2 < 0.5를 만족할 수 있다.
수학식 43은 하기 수학식 43-1을 더 포함할 수 있다.
[수학식 43-1] 1 < F / F# < 6
상기 F#는 F 넘버를 의미할 수 있다. 바람직하게, 수학식 43-1은 3 ≤ F / F# < 6를 만족할 수 있다.
[수학식 43-2] 0 < F / |L10R2| < 1
수학식 43-2는 광학계(1000)의 전체 유효초점거리(F)와 상기 제10 렌즈의 제20 면의 곡률 반경(L10R2)를 설정할 수 있다. 바람직하게, 수학식 43-2은 0 < F / L10R2 < 0.5를 만족할 수 있다.
[수학식 44] 1 < F / L1R1 < 10
수학식 44에서 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1))의 곡률 반경(L1R1)과 전체 유효 초점 거리(F)를 설정할 수 있으며, 이를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)를 크기 축소, 예를 들어 TTL(total track length)를 줄여줄 수 있다. 바람직하게, 수학식 44는 1 < F / L1R1 < 5의 조건을 만족하거나, 11 < (F / L1R1)*n < 55의 조건을 만족할 수 있으며, n은 전체 렌즈 매수이다.
[수학식 45] 0 < |EPD / L11R2| < 2
수학식 45에서 EPD는 상기 광학계(1000)의 입사동(Entrance Pupil)의 크기(mm)를 의미하고, L11R2는 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 45를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 전체 밝기를 제어할 수 있고, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 바람직하게, 수학식 45는 0 < |EPD / L11R2| < 0.5의 조건을 만족할 수 있다.
수학식 45는 하기 수학식 45-1를 더 포함할 수 있다.
[수학식 45-1] 1 < EPD / F# < 3
[수학식 46] 0.5 < EPD / L1R1 < 8
수학식 46는 광학계의 입사동 크기와 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 곡률 반경의 관계를 나타낸 것으로, 입사 광을 제어할 수 있다. 바람직하게, 수학식 46은 0.5 < EPD / L1R1 < 2를 만족할 수 있다.
[수학식 47] -3 < F1 / F3 < 0
수학식 47에서 제1,3렌즈(101,103)의 초점 거리(F1,F3)를 설정해 줄 수 있다. 이에 따라 제1,2렌즈(101,102)의 입사광의 굴절력을 조절하여 해상력을 개선시켜 줄 수 있으며, TTL을 제어할 수 있다. 바람직하게, 수학식 47는 -1 < F1 / F3 < 0를 만족할 수 있다.
[수학식 48] 1 < F13 / F < 5
수학식 48에서 제1-3렌즈의 복합 초점 거리(F13)와 전체 초점거리(F)를 설정해 줌으로써, 상기 광학계(1000)는 입사광의 굴절력을 조절하여 해상력을 개선할 수 있으며, 상기 광학계(1000)의 TTL(total track length)를 제어할 수 있다. 바람직하게, 수학식 48은 1 ≤ F13 / F < 3를 만족할 수 있다.
[수학식 49] 1 < |F411 / F13| < 10
수학식 49에서 상기 제1-3 렌즈의 복합 초점 거리(F13) 즉, 제1렌즈 군의 초점 거리(mm)와, 제4-11 렌즈의 복합 초점 거리(F411) 즉, 제2 렌즈 군의 초점 거리를 설정해 줄 수 있으며, 이를 만족할 경우, 상기 제1 렌즈 군의 굴절력 및 상기 제2 렌즈 군의 굴절력을 제어하여 해상력을 개선시켜 줄 수 있으며, 광학계를 슬림하고 컴팩트한 크기로 제공할 수 있다. 또한 수학식 49를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차 및 왜곡 수차 등의 수차 특성을 개선할 수 있다. 상기 수학식 49는 바람직하게, 1 < |F411 / F13| < 2를 만족할 수 있다. 여기서, F13 > 0 및 F411 < 0를 만족할 수 있다.
수학식 49는 49-1 내지 49-10 중 적어도 하나를 만족할 수 있다.
[수학식 49-1] 0 < F1/F < 2
[수학식 49-2] 1 < F2 / F < 10
[수학식 49-3] -7 < F3 / F < 0
[수학식 49-4] 1 < F4 / F < 15
[수학식 49-5] 10 < F5 / F < 30
[수학식 49-6] F6 < 0
[수학식 49-7] F7 < 0
[수학식 49-8] 0 < F8 / F < 10
[수학식 49-9] 0 < F9 / F < 10
[수학식 49-10] -20 < F10 / F < 0
[수학식 49-11] -2 < F11 / F < 0
[수학식 49-12] 1.1 < F3 / F2
수학식 49-1 내지 49-12에서 각 렌즈의 초점 거리(F1-F11)와 전체 초점 거리(F)를 설정할 수 있으며, 이를 만족할 경우, 각 렌즈의 굴절력을 제어하여 해상력을 개선시켜 줄 수 있으며, 광학계를 슬림하고 컴팩트한 크기로 제공할 수 있다.
[수학식 50] 2mm < TTL < 20mm
수학식 50에서 TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 정점에서 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 바람직하게, 수학식 50는 5mm < TTL < 15mm를 만족하거나, 55 < TTL*n < 165를 만족할 수 있으며, n은 전체 렌즈 매수이다. 이에 따라 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다.
[수학식 51] 2mm < ImgH
수학식 51는 이미지 센서(300)의 대각 크기(2*ImgH)를 4mm 초과되도록 설정하여, 높은 해상력을 갖는 광학계를 제공할 수 있다. 수학식 51는 바람직하게, 4mm ≤ ImgH < 12mm를 만족하거나, 40 ≤ ImgH*n < 120 를 만족할 수 있으며, n은 전체 렌즈 매수이다.
[수학식 52] BFL < 2.5mm
수학식 52는 BFL(Back focal length)를 2.5 mm 미만으로 하여, 필터(500)의 설치 공간을 확보할 수 있고 이미지 센서(300)와 마지막 렌즈 사이의 간격을 통해 구성 요소들의 조립성을 개선하며 결합 신뢰성을 개선할 수 있다. 수학식 52는 바람직하게, 0 < BFL < 1.2를 만족할 수 있다.
[수학식 53] 2mm < F < 20mm
수학식 53에서 전체 초점 거리(F)를 광학계에 맞게 설정할 수 있으며, 바람직하게, 5mm < F < 15mm를 만족하거나, 55 < F*n < 167를 만족할 수 있으며, n은 전체 렌즈 매수이다.
[수학식 54]FOV < 120도
수학식 54에서 FOV(Field of view)는 상기 광학계(1000)의 화각(Degree)을 의미하며, 120도 미만의 광학계를 제공할 수 있다. 상기 FOV는 70도 이상 예컨대, 70도 내지 110도 범위일 수 있다.
[수학식 55] 0.5 < TTL / CA_max < 2
수학식 55에서 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 큰 유효경(CA_max)과 TTL(Total track length)를 설정해 줌으로써, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다. 바람직하게, 수학식 55는 0.5 < TTL / CA_max < 1를 만족할 수 있다.
[수학식 56] 0.5 < TTL / ImgH < 3
수학식 56는 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 56을 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. 바람직하게, 수학식 56은 1 < TTL / ImgH < 2를 만족할 수 있다.
[수학식 57] 0.01 < BFL / ImgH < 0.5
수학식 57은 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 57을 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. 바람직하게, 수학식 57은 0.1 ≤ BFL / ImgH ≤ 0.3를 만족할 수 있다.
[수학식 58] 5 < TTL / BFL < 15
수학식 58는 광학계의 전체 광축 길이(TTL), 및 상기 이미지 센서(300)와 마지막 렌즈 사이의 광축 간격(BFL)를 설정(단위, mm)할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 58을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 BFL을 확보하며 슬림하고 컴팩트하게 제공될 수 있다. 수학식 58는 6 < TTL / BFL < 10를 만족할 수 있다.
[수학식 59] 0.5 < F / TTL < 1.5
수학식 59는 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 59는 바람직하게, 0.5 < F / TTL < 1를 만족할 수 있다.
[수학식 59-1] 0 < F# / TTL < 0.5
수학식 59-1는 광학계(1000)의 F 넘버(F#)와 전체 광축 길이(TTL)를 설정할 수 있다. 이에 따라 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다.
[수학식 60] 3 < F / BFL < 10
수학식 60는 광학계(1000)의 전체 초점 거리(F), 상기 이미지 센서(300)와 마지막 렌즈 사이의 광축 간격(BFL)를 설정(단위, mm)할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 64를 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. 바람직하게, 수학식 60는 5 < F / BFL < 9를 만족할 수 있다.
[수학식 61] 0.5 < F/ImgH < 3
수학식 61은 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. 바람직하게, 수학식 61는 1 ≤ F/ImgH < 2를 만족할 수 있다.
[수학식 62] 1 < F / EPD < 5
수학식 62는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(F,mm)와 입사동 크기를 설정할 수 있다. 이에 따라 광학계의 전체 밝기를 제어할 수 있다. 바람직하게, 수학식 62는 1.5 ≤ F / EPD < 3를 만족할 수 있다.
[수학식 63] 0 < BFL/TD < 0.3
수학식 63에서 상기 이미지 센서(300)와 마지막 렌즈 사이의 광축 간격(BFL)과 렌즈들의 광축 거리(TD)를 설정해 주어, 이를 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다. 바람직하게, 수학식 63은 0 < BFL/TD ≤ 0.2를 만족할 수 있다. BFL/TD가 0.3 초과된 경우, TD 대비 BFL이 크게 설계되므로 전체 광학계의 크기가 커지게 되고 이로 인해 광학계의 소형화가 어렵고, 상기 제11 렌즈와 상기 이미지센서 사이의 거리가 길어지므로 상기 제11 렌즈와 상기 이미지센서 사이를 통해 불필요한 광량이 증가될 수 있고 이로 인해 수차 특성이 저하되는 등 해상력이 낮아지는 문제가 있다.
[수학식 64] 0 < EPD/ImgH/FOV < 0.2
수학식 64에서 입사동 크기(EPD), 이미지 센서의 최대 대각선 길이의 1/2의 길이(ImgH), 및 화각(FOV)의 관계를 설정할 수 있다. 이에 따라 광학계의 전체 크기 및 밝기를 제어할 수 있다. 수학식 64은 바람직하게, 0 < EPD/ImgH/FOV < 0.1를 만족할 수 있다.
[수학식 65] 10 < FOV / F# < 70
수학식 65은 광학계의 화각과 F 넘버의 관계를 설정할 수 있다. 수학식 65는 바람직하게, 30 < FOV / F# < 60를 만족할 수 있다.
[수학식 66] 0 < n1/n2 < 1.5
수학식 66의 제1,2렌즈(101,102)의 d-line에서의 굴절률(n1,n2)이 상기 범위를 만족할 경우, 광학계는 입사광의 해상력을 개선할 수 있다. 바람직하게, 0.5 < n1/n2 < 1.2를 만족할 수 있다.
[수학식 67] 0 < n3 / n4 < 1.5
수학식 67의 제1,3렌즈(101,103)의 d-line에서의 굴절률(n3,n4)이 상기 범위를 만족할 경우, 광학계는 제2 렌즈 군(LG2)의 입사광에 대한 해상력을 개선할 수 있다. 바람직하게, 수학식 67은 1 < n3/n4 <1.2를 만족할 수 있다.
[수학식 68] 2 ≤ (CA_L11S2/CA_L3S2) / (CA_L1S1/CA_L3S2) < 5
수학식 68은 렌즈의 최소 유효경(CA_L3S2)과 최대 유효경(CA_L11S2), 그리고, 제1 렌즈 군의 양측 유효경(CA_L1S1, CA_L3S2)을 설정해 주어, 입사광을 효과적으로 가이드하여, 색 수차를 제어할 수 있다.
[수학식 69] 13 < (TTL/ImgH)*n < 23
수학식 69에서 TTL과 ImgH에 대해 전체 렌즈 매수(n)의 관계를 설정해 줄 수 있다. 수학식 69를 만족할 경우 이미지 센서의 길이와 전체 길이를 제어할 수 있다.
[수학식 70] 21 < (TD_LG2/TD_LG1)*n <31
수학식 70에서 제1 렌즈 군(LG1)의 광축 거리와, 제2 렌즈 군(LG2)의 광축 거리를 설정할 수 있다. 여기서, 상기 TD_LG1는 제1 면(S1)에서 제6 면(S6)까지의 광축 거리이며, TD_LG2는 제7 면(S7)에서 제22 면(S22)까지의 광축거리이다. 수학식 70이 상기 조건을 만족할 경우, 광학계의 색수차를 개선시켜 줄 수 있다.
[수학식 71] 5 < (CT_Max + CG_Max)*n < 12
수학식 71에서 전체 렌즈매수(n)에 대한 최대 중심 두께(CT_Max)와 최소 중심 간격(CG_Max)를 설정할 수 있으며, 이를 만족할 경우, 수차 특성의 개선 및 광학계의 사이즈를 줄여줄 수 있다.
[수학식 72] 40 < (FOV*TTL)/n < 85
수학식 72에서 화각(FOV)와 TTL을 렌즈 매수(n)와의 관계를 설정해 줄 수 있다. 이에 따라 10매 이상 예컨대, 11매의 광학계에서의 화각에 따른 슬림한 크기를 설정할 수 있다.
[수학식 73] (TTL*n) > FOV
수학식 73을 만족할 경우, 슬림한 광학계를 제공할 수 있다.
[수학식 74] (v11*n11) < (v1*n1) < (v3*n3)
수학식 74에서 제1,3,11렌즈의 굴절률(n1,n3,n11)과 제1,3,11렌즈의 아베수(v1,v3,v11)을 설정할 수 있으며, 이를 만족할 경우, 해상력을 제어할 수 있다.
[수학식 75]
Figure PCTKR2023006931-appb-img-000001
수학식 75에서 Z는 Sag로 비구면 상의 임의의 위치로부터 상기 비구면의 정점까지의 광축 방향의 거리를 의미할 수 있다. 상기 Y는 비구면 상의 임의의 위치로부터 광축까지의 광축에 수직인 방향으로의 거리를 의미할 수 있다. 상기 c는 렌즈의 곡률을 의미할 수 있고, K는 코닉 상수를 의미할 수 있다. 또한, A, B, C, D, E,F는 비구면 계수(Aspheric constant)를 의미할 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 74 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 74 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 74 중 적어도 하나의 수학식을 만족할 경우, 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300)를 포함하며 상대적으로 작은 TTL 값을 가질 수 있고, 보다 슬림하게 컴팩트(compact)한 광학계 및 이를 갖는 카메라 모듈을 제공 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)에서 복수의 렌즈들(100) 사이 간격은 영역에 따라 설정된 값을 가질 수 있다.
도 3은 도 1의 광학계를 갖는 제1실시 예에 따른 렌즈 데이터의 예이며, 도 11은 도 10의 광학계를 갖는 제2실시 예에 따른 렌즈 데이터의 예이며, 도 19는 도 18의 광학계의 렌즈 데이터를 나타낸 표이며, 도 27은 도 26의 광학계의 렌즈 데이터를 나타낸 표이다.
도 3, 도 11, 도 19 및 도 27과 같이, 제1 내지 제4 실시 예에 따른 광학계는 제1 내지 제11 렌즈들(101-111)의 광축(OA)에서의 곡률 반경(Radius of Curvature), 렌즈의 중심 두께(CT), 렌즈들 사이의 중심간격(CG), d-line(588nm)에서의 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number) 및 유효 반경(Semi-Aperture), 초점 거리(Focal length)를 나타낸다. 초점 거리의 절대 값에서 제5 렌즈(105)의 초점 거리는 최대이며, 제11 렌즈(111)의 초점 거리는 최소이며 제1 렌즈(101)의 초점 거리보다 작을 수 있다. 곡률 반경의 절대 값에서 제17 면(S17)과 제22 면(S22)는 30mm 이상이며, 제1-3 실시 예는 제22 면(S22)이 최대이고, 제4실시 예는 제17 면(S17)이 최대일 수 있다.
도 4, 도 12, 도 20 및 도 28과 같이, 제1 내지 제4 실시예에 복수의 렌즈들 중 적어도 하나 또는 모두의 렌즈면은 30차 비구면 계수를 가진 비구면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제10 렌즈(101,102,103,104,105,106,107,108,109,110)는 제1 면(S1)부터 제22 면(S22)까지의 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 5, 도 13, 도 21 및 도 29와 같이, 제1 내지 제11 렌즈(101-111)의 제1 내지 제11 두께(T1-T11)는 각 렌즈의 중심에서 에지를 향하는 방향(Y)으로 0.1mm 이상의 간격으로 나타낼 수 있으며, 인접한 렌즈들 사이의 간격은 제1,2렌즈 사이의 제1간격(G1), 제2,3렌즈 사이의 제2간격(G2), 제3,4렌즈 사이의 제3간격(G3), 제4,5 렌즈 사이의 제4간격(G4), 제5,6 렌즈 사이의 제5간격(G5), 제6,7 렌즈 사이의 제6간격(G6), 제7,8 렌즈 사이의 제7간격(G7), 제8,9렌즈 사이의 제8 간격(G8), 제9,10 렌즈 사이의 제9 간격(G9), 제10,11 렌즈 사이의 제10 간격(G10)에 대해 중심에서 에지를 향하는 방향으로 0.1mm이상의 간격으로 나타낼 수 있다. 상기 중심 간격들 중에서 제10 간격(G10)의 중심 간격이 최대일 수 있으며, 중심 두께들 중에서 제1 렌즈(101)의 중심 두께가 최대일 수 있다. 광학계는 상기한 제1 내지 제11 두께(T1-T11)과 제1 내지 제10 간격(G1-G10)를 이용하여 슬림하고 컴팩트한 사이즈로 제공할 수 있다.
도 6, 도 14, 도 22 및 도 30과 같이, 발명의 제1 내지 제4 실시 예에 따른 제10 렌즈(110)의 물체측 면(L10S1) 및 센서측 면(L10S2)과, 제11 렌즈(111)의 물체측 면(L11S1) 및 센서측 면(L11S2)에서의 Sag 값을 나타낸다. 상기 Sag 값은 각 렌즈 면의 중심에서 직교하는 Y축 방향의 직선으로부터 0.1 이상의 간격마다의 렌즈 면까지의 높이(Sag 값)으로 나타낼 수 있다. 도 9 및 도 17은 도 6 및 도 14에 개시된, 제9 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 및 제10 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 Sag 값을 그래프로 나타낸 것이다. 도 9, 17, 25 및 33과 같이, 상기 제10 렌즈(110)의 물체측 면(L10S1) 및 센서측 면(L10S2)은 광축과 직교하는 직선을 기준으로 물체측 방향으로 돌출됨을 알 수 있으며, 임계점의 위치가 4mm 이상의 위치에서 발생됨을 알 수 있다. 상기 제11 렌즈(111)의 물체측 면(L11S1) 및 센서측 면(L11S2)은 광축과 직교하는 직선을 기준으로 물체측 방향으로 돌출됨을 알 수 있으며, 물체측 면(L11S1)의 임계점의 위치가 4mm 이상의 위치에서 발생됨을 알 수 있으며, 센서측 면(L11S2)은 임계점 없이 제공됨을 알 수 있다. 또한 상기 제10 렌즈의 센서측 면(L10S2) 또는/및 물체측 면(L10S1) 각각은 각 렌즈 면의 중심과 직교하는 직선보다 물체 측에 더 가깝고 에지 영역에 인접한 위치에 임계점이 위치함을 알 수 있다. 상기 제11 렌즈의 물체측 면(L11S1) 각각은 각 물체측 면(L11S1)의 중심과 직교하는 직선보다 물체 측에 더 가깝고 에지 영역에 인접한 위치에 임계점이 위치함을 알 수 있다.
이에 따라, 제1 내지 제4 실시예에 따른 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있고 도 7, 8, 도 15, 16, 도 23, 도 24, 및 도 31 및 도 32와 같은 우수한 광학 특성을 가질 수 있다.
도 7, 도 15, 도 23 및 도 31의 수차 그래프에서 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 도 8, 도 16, 도 24 및 도 32에서 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 555nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다. 도 8, 도 16, 도 24 및 도 32의 수차도에서는 각 곡선들이 Y축에 근접할 수록 수차 보정 기능이 좋은 것으로 해석할 수 있는데, 도 8, 도 16, 도 24 및 도 32을 참조하면 실시예에 따른 광학계(1000)는 거의 대부분의 영역에서 측정 값들이 Y축에 인접한 것을 알 수 있다. 즉, 제1 내지 4 실시예에 따른 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가지며 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 상기 실시예에서 확인한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4의 렌즈계는 10매 이상 예컨대, 11매의 렌즈 구성으로 소형 경량화하면서 동시에 구면수차, 비점수차, 왜곡수차, 색수차, 코마수차 모두 양호하게 보정되어 고해상도의 구현이 가능하므로 카메라의 광학 기기에 내장되어 활용될 수 있다.
표 1은 제1 내지 제4 실시 예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식들의 항목에 대한 것으로, 상기 광학계(1000)의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length), 전체 유효초점거리인 F값, ImgH, 상기 제1 내지 제11 렌즈들 각각의 초점 거리(F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7,F8,F9,F10), 각 렌즈의 에지 두께, 인접한 렌즈들 사이의 에지 간격, 합성 초점 거리, 입사동크기(EPD), 화각(FOV) 등에 대한 것이다.
항목 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
F 7.114 6.629 6.136 10.474
F1 6.309 6.202 7.130 12.076
F2 33.814 44.604 16.538 18.955
F3 -13.437 -15.950 -19.010 -20.412
F4 29.810 34.613 56.441 71.666
F5 112.264 96.782 132.587 261.682
F6 -55.605 -52.303 -50.381 -84.586
F7 -34.033 -40.656 -34.863 -62.678
F8 27.242 28.024 19.483 39.062
F9 9.155 8.438 9.381 16.682
F10 -53.127 -61.282 -62.047 -85.483
F11 -4.424 -4.291 -4.264 -7.306
F13 7.508 7.246 6.333 10.586
F411 -13.415 -15.442 -11.693 -17.347
ET1 0.392 0.257 0.250 0.432
ET2 0.299 0.250 0.249 0.340
ET3 0.406 0.389 0.304 0.604
ET4 0.252 0.250 0.250 0.390
ET5 0.346 0.264 0.266 0.455
ET6 0.266 0.313 0.300 0.487
ET7 0.448 0.387 0.301 0.753
ET8 0.422 0.314 0.306 0.651
ET9 0.301 0.300 0.299 0.373
ET10 0.309 0.300 0.299 0.415
ET11 0.447 0.316 0.296 0.309
EG1 0.263 0.263 0.182 0.335
EG2 0.103 0.080 0.085 0.153
EG3 0.179 0.050 0.048 0.098
EG4 0.059 0.050 0.050 0.098
EG5 0.076 0.093 0.071 0.086
EG6 0.268 0.212 0.247 0.474
EG7 0.208 0.269 0.218 0.136
EG8 0.051 0.050 0.136 0.225
EG9 0.314 0.446 0.612 0.960
EG10 0.400 0.205 0.051 0.258
FOV 6.378 6.656 77.227 73.759
EPD 0.353 0.390 3.3061 5.426
BFL 0.086 0.081 0.8900 1.486
TD 0.678 0.646 6.3100 10.554
ImgH 0.455 0.455 5.0000 8.000
SD 0.564 0.529 5.4120 9.055
F# 1.830 1.544 1.856 1.931
TTL 8.403 8.000 7.200 12.040
표 2는 도 1의 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 40에 대한 결과 값에 대한 것이다. 표 2를 참조하면, 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 40 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 40을 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 실시예3 실시예4
1 2 < CT3 / CT1 < 7 3.788 4.799 3.555 2.829
2 0.3 < CT3 / ET3 < 2 0.705 0.614 0.723 0.735
3 3 < ΣCT - CT_Aver < 7 4.641 4.372 3.707 6.168
4 1.6 < n3 1.678 1.678 1.678 1.678
5 0.5 < L11S2_max_sag to Sensor < 1.5 0.945 0.890 0.890 1.486
6 0.9 < BFL / L11S2_max_sag to Sensor < 2 1.000 1.000 0.269 0.274
7 5 < |L11S2_max slope| < 45 42.000 34.000 35.000 38.000
8 -5 < |L11S2_max slope| -|L10S2_max slope| < 30 14.000 19.000 26.000 -3.000
9 10 < CG10 / G10_min < 60 14.328 56.965 17.119 23.363
10 1 <CG10 / EG10 < 5 1.793 3.420 13.494 4.550
11 0.01 < CG2 / CG4 < 1 0.660 0.476 0.613 0.499
12 1 < CT1 / CT11 < 5 3.616 3.820 2.607 4.134
13 1 < CT10 / CT11 < 5 2.259 1.996 1.246 2.217
14 5< L10R2 / L11R1 < 20 12.052 11.902 11.548 12.876
15 0 < (CG10 - EG10) / (CG10) < 2 0.442 0.708 0.926 0.780
16 1 < CA_L1S1 / CA_L3S1 < 2 1.275 1.228 1.246 1.225
17 1 < CA_L11S2 / CA_L4S2 < 5 2.724 2.597 3.072 3.051
18 0.8 < CA_L4S2 / CA_L3S2< 2 1.189 1.095 1.145 1.140
19 0.1 < CA_L10S2 / CA_L11S2 ≤ 1 0.904 0.940 0.958 0.955
20 1 < CG3 / EG3 < 15 3.436 11.926 9.177 7.432
21 0 < CG9 / EG9 < 1 0.341 0.358 0.484 0.485
22 0.5 < G10_max / CG10 < 2 1.000 1.000 0.058 0.047
23 0 < CT10 / CG10 < 1 0.946 0.854 0.543 0.573
24 0.1 < CT11 / CG10 < 1 0.419 0.428 0.436 0.259
25 (CT8 + CT9 + CT10) > (CG7+CG8 +CG9+CG10) 만족 만족 만족 만족
26 0 < CT9 / CG10 < 1 0.712 0.668 0.615 0.602
27 0 < |L10R1 / CT10| < 50 23.601 27.166 43.359 38.902
28 1 < L10R1 / L11R1 < 10 6.518 6.414 6.213 6.977
29 0 < CT_Max / CG_Max < 2 1.514 1.636 1.136 1.069
30 0.5 < ΣCT / ΣCG < 5 2.169 2.091 1.826 1.800
31 10 < ΣIndex <30 17.734 17.797 17.792 17.752
32 10 < ΣAbb / ΣIndex <50 20.635 19.193 19.656 20.302
33 0 < |Max_distoriton| < 5 0.756 2.000 2.000 1.926
34 0 < EG_Max / CT_Max < 2 0.368 0.389 0.783 0.764
35 0.5 < CA_L1S1 / CA_min <2 1.400 1.360 1.360 1.360
36 1 < CA_max / CA_min < 7 3.239 2.843 3.517 3.479
37 1 < CA_max / CA_Aver < 4 1.800 1.717 1.860 1.867
38 0.1 < CA_min / CA_Aver < 1 0.556 0.604 0.529 0.537
39 ΣCA*n > 1100 1219.005 1267.009 1143.817 1826.952
40 50 < (CA_Max - CA_Min)*n < 120 68.946 64.103 69.207 110.463
표 3는 도 1의 광학계(1000)에서 상술한 수학식 41 내지 수학식 74에 대한 결과 값에 대한 것이다. 표 3를 참조하면, 광학계(1000)는 수학식 1 내지 40 중 적어도 하나 또는 둘 이상은 수학식 41 내지 수학식 74 중 적어도 하나, 두 개 이상 또는 세 개 이상을 만족할 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 수학식 74을 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 실시예3 실시예4
41 0.1 < CA_max / (2*ImgH) < 1.5 0.907 0.899 0.879 0.881
42 0.1 < TD / CA_max < 1.5 0.823 0.791 0.101 0.105
43 0 < |F / L11R2| < 1 0.064 0.036 0.016 0.228
44 1 < F / L1R1 < 10 2.560 2.434 2.639 2.748
45 0 < |EPD / L11R2| < 1 0.035 0.023 0.208 0.118
46 0.5 < EPD / L1R1 < 8 1.399 1.576 1.422 1.424
47 -3 < F1 / F3 < 0 -0.470 -0.389 -0.375 -0.592
48 1 < F13 / F < 5 1.055 1.093 1.032 1.011
49 3 < |F411 / F13| < 15 1.787 2.131 1.846 1.639
50 2 < TTL < 20 8.403 8.000 7.200 12.040
51 2 < ImgH 5.001 5.001 5.000 8.000
52 BFL < 2.5 0.945 0.890 0.890 1.486
53 2 < F < 20 7.114 6.629 6.136 10.474
54 FOV < 120 70.155 73.216 77.227 73.759
55 0.1 < TTL / CA_max < 2 0.927 0.890 0.819 0.854
56 0.5 < TTL / ImgH < 3 1.680 1.600 1.440 1.505
57 0.01 < BFL / ImgH < 0.5 0.189 0.178 0.178 0.186
58 5< TTL / BFL < 15 8.895 8.989 8.090 8.104
59 0.5 < F / TTL < 1.5 0.847 0.829 0.852 0.870
60 3 < F / BFL < 10 7.530 7.448 6.895 7.050
61 0.5 < F / ImgH < 3 1.423 1.326 1.227 1.309
62 1 < F / EPD < 5 1.830 1.544 1.856 1.931
63 0 < BFL/TD < 0.3 0.127 0.125 1.000 0.141
64 0 < EPD/ImgH/FOV < 0.2 0.011 0.012 0.009 0.009
65 10 < FOV / F# < 70 38.331 47.409 41.608 38.207
66 0 < n1/n2 <1.5 0.996 1.000 1.000 1.000
67 0 < n3/n4 <1.5 1.089 1.087 1.092 1.047
68 2 ≤ (CA_L11S2/CA_L3S2) / (CA_L1S1/CA_L3S2) < 5 2.313 2.091 2.586 2.558
69 13 < (TTL/ImgH)*n < 23 18.484 17.598 15.840 16.555
70 21 < (TD_LG2/TD_LG1)*n <31 26.079 25.239 29.871 29.551
71 5 < (CT_Max+CG_Max)*n < 12 7.265 6.726 9.680 10.290
72 40 < (FOV*TTL)/n < 63 53.593 53.248 50.549 80.733
73 (TTL*n) > FOV 만족 만족 만족 만족
74 (v11*n11) < (v1*n1) < (v3*n3) 만족 만족 만족 만족
도 34는 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다. 도 34를 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 (21)

  1. 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제11 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 갖고, 물체측 면이 볼록한 형상을 가지며,
    상기 제3 렌즈의 굴절률(n3)과 상기 제4 렌즈의 굴절률(n4)인 경우, 1 < n3/n4 < 1.5의 수학식을 만족하며,
    상기 제1 내지 제11 렌즈 중 상기 광축(OA)에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상의 렌즈 매수는 4매 이상이며,
    상기 제11 렌즈의 센서측 면은 상기 광축에서 유효영역의 끝단까지 임계점 없이 제공되며,
    상기 광축을 기준으로 상기 광축과 직교하는 직선에서 상기 센서측 면까지의 높이가 0.1 미만 지점까지의 최대 거리는 제1 거리이며, 상기 제1 거리는 상기 제11 렌즈의 센서측 면의 유효 반경의 20% 이상의 위치에 배치되는 광학계.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제10의 센서측 면을 지나는 접선의 최대 경사 각도(L10S2_max slope)와 상기 제11 렌즈의 센서측 면을 지나는 접선의 최대 경사 각도(L11S2_max slope)의 차이는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 10 < |L11S2_max slope| -|L10S2_max slope| < 30
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제11 렌즈의 제22 면의 유효 변경은 5mm 미만인 광학계.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제10의 센서측 면을 지나는 접선의 최대 경사 각도(L10S2_max slope)와 상기 제11 렌즈의 센서측 면을 지나는 접선의 최대 경사 각도(L11S2_max slope)의 차이는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    -5 < |L11S2_max slope| -|L10S2_max slope| < 5
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제11 렌즈의 센서측 면의 유효 반경은 6mm 이상인 광학계.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제11 렌즈의 유효경(CA_L11S2)과 상기 제10,11 렌즈 사이의 중심 간격(CG10)는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 3 < CA_L11S2 / CG10 < 20
  7. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제10 렌즈의 유효경(CA_L10S2)과 상기 제10,11 렌즈 사이의 중심 간격(CG10)는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 5 < CA_L11S2 / CG10 < 15
  8. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제11 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 최대 유효경(CA_Max)과 이미지 센서의 중심에서 대각선 끝단까지의 거리(ImgH)는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 0.5 ≤ CA_Max / (2*ImgH) < 1
  9. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 렌즈의 굴절률(n1,n2,n3)는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 1.50 < n1 < 1.6
    1.50 < n2 < 1.6
    17 < n3*n
    (n은 전체 렌즈 매수이다)
  10. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1, 2, 3 및 7 렌즈는 상기 광축에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 갖는 광학계.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제10, 11 렌즈는 상기 광축에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 갖는 광학계.
  12. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제11 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효경들의 합(ΣCA)은
    ΣCA*n > 1100의 조건을 만족하며,
    상기 n은 전체 렌즈 매수인 광학계.
  13. 물체 측에 광축을 따라 정렬된 복수의 렌즈를 갖는 제1 렌즈 군;
    상기 제1 렌즈 군의 센서측에 상기 광축을 따라 정렬되는 복수의 렌즈를 갖는 제2 렌즈 군; 및
    상기 제1 렌즈 군의 어느 한 렌즈의 둘레에 배치된 조리개를 포함하며,
    상기 제2 렌즈 군의 렌즈 매수는 상기 제1 렌즈 군의 렌즈 매수의 2배 초과이며,
    상기 제1 렌즈 군의 렌즈들은 광축에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며,
    상기 제2 렌즈 군 내에서 이미지 센서에 가장 인접한 n번째 렌즈와, 상기 n번째 렌즈의 물체측 n-1번째 렌즈가 광축에서 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며,
    상기 제1 렌즈 군의 렌즈들 중 상기 제2 렌즈 군에 가장 인접한 렌즈의 센서측 면은 광축에서 오목한 형상을 가지며,
    상기 제2 렌즈 군의 렌즈들 중 상기 제1 렌즈 군에 가장 인접한 렌즈의 물체측 면은 광축에서 오목한 형상을 가지며,
    상기 제1 내지 제3 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효경들은 물체측에서 센서측을 향해 점차 작아지며,
    상기 제2 렌즈 군의 렌즈들의 유효경들은 상기 제1 렌즈 군에 가장 인접한 렌즈의 물체 측 유효경부터 상기 이미지 센서에 가장 인접한 마지막 렌즈의 센서측 유효경까지 점차 커지는, 광학계.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 군의 렌즈들의 유효경은 상기 제2 렌즈 군에 가장 인접한 렌즈의 센서측 면의 유효경부터 첫 번째 렌즈의 물체측 면의 유효경까지 점차 커지는 광학계.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 이미지 센서에서 상기 마지막 렌즈의 센서측 면의 중심까지의 거리는 상기 마지막 렌즈의 센서측 면의 최대 Sag 값에서 이미지 센서까지의 거리와 동일한 광학계.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1,2렌즈 군의 렌즈들 중에서 최소 유효경(CA_Min)과 최대 유효경(CA_Max)는 하기 수학식을 만족하며,
    수학식: 50 < (CA_Max - CA_Min)*n < 120
    상기 n은 전체 렌즈 매수인 광학계.
  17. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 군의 광축 거리(TD_LG1)와 상기 제2 렌즈 군의 광축 거리(TD_LG2) 차이는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 21 < (TD_LG2/TD_LG2)*n <31
    (n은 전체 렌즈 매수이다)
  18. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1,2렌즈 군의 렌즈들 중에서 최대 중심 두께(CT_Max)와 인접한 렌즈들 사이의 최대 중심 간격(CG_Max)는 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: 5 < (CT_Max+CG_Max)*n < 12
    (n은 전체 렌즈 매수이다)
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 최대 중심 두께를 갖는 렌즈는 첫 번째 렌즈이며,
    상기 최대 중심 간격을 갖는 두 렌즈는 n 번째 렌즈와 n-1번째 렌즈인 광학계.
  20. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 군은 제1 렌즈 내지 제3 렌즈를 포함하며,
    상기 제2 렌즈 군은 제4 렌즈 내지 제11 렌즈를 포함하며,
    상기 제1 렌즈에서 상기 제3 렌즈까지의 복합 초점 거리는 F13이며,
    상기 제4 렌즈에서 상기 제11 렌즈까지의 복합 초점 거리는 F411인 경우,
    수학식: 3 < |F411 / F13| < 15
    의 수학식을 만족하는 광학계.
  21. 이미지 센서; 및
    상기 이미지 센서와 마지막 렌즈 사이에 배치된 광학 필터를 포함하며,
    상기 광학계는 제1 항 또는 제13항에 따른 광학계를 포함하고,
    하기 수학식을 만족하는 카메라 모듈.
    수학식: 0.5 < F/TTL < 1.5
    0.5 < TTL / ImgH < 3
    40 ≤ImgH*n < 120
    (F는 상기 광학계의 광축에 직교하는 두 방향의 전체 초점 거리의 평균이고, TTL은 (Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 중심으로부터 상기 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이며, ImgH는 이미지 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2이며, n은 전체 렌즈 매수이다)
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