WO2023239159A1 - 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 Download PDF

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WO2023239159A1
WO2023239159A1 PCT/KR2023/007785 KR2023007785W WO2023239159A1 WO 2023239159 A1 WO2023239159 A1 WO 2023239159A1 KR 2023007785 W KR2023007785 W KR 2023007785W WO 2023239159 A1 WO2023239159 A1 WO 2023239159A1
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lens
lenses
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optical system
optical axis
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PCT/KR2023/007785
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English (en)
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Inventor
신두식
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엘지이노텍 주식회사
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0045—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having five or more lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/64—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having more than six components
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02—Bodies
    • G03B17/12—Bodies with means for supporting objectives, supplementary lenses, filters, masks, or turrets
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof

Definitions

  • the embodiment relates to an optical system for improved optical performance and a camera module including the same.
  • 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.
  • 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 a meniscus convex toward the object side. It has a cusp shape, the eleventh lens has a negative refractive power at the optical axis and has a concave sensor side surface, and the sensor side surface of the eleventh lens has a critical point between the optical axis and the end of the effective area.
  • the object-side surface and the sensor-side surface of the tenth lens are provided without a critical point from the optical axis to the end of the effective area, and the object-side surface and the sensor-side surface of the tenth lens are provided at an effective radius of the tenth lens from the optical axis. It can have an inclination angle of less than 10 degrees up to 43% or more.
  • the sensor side of the eleventh lens may have an inclination angle of 10 degrees or less from the optical axis to 45% or more of the effective radius.
  • the object-side surface and the sensor-side surface of the seventh to ninth lenses have an inclination angle of less than 10 degrees from the optical axis to more than 45% of the effective radius of the object-side surface of the seventh lens. You can.
  • the second lens may have a meniscus shape convex toward the object
  • the eleventh lens may have a meniscus shape convex toward the object
  • the center spacing between the tenth lens and the eleventh lens is the maximum among the center spacings between adjacent lenses
  • the center thickness of the ninth lens is the center of the first to eleventh lenses. It may be the largest among the thicknesses.
  • the angle of view of the optical system is FOV
  • the optical axis distance from the center of the object side of the first lens to the image surface of the image sensor is TTL
  • the total number of lenses is n
  • the equation is: FOV ⁇ ( TTL*n) can be satisfied.
  • the object-side surface of the ninth lens has a critical point
  • the critical point of the sensor-side surface of the eleventh lens may be disposed closer to the edge than the critical point of the object-side surface of the ninth lens.
  • the refractive index (n1) of the first lens satisfies the condition of 16 ⁇ n1*n ⁇ 18, and the refractive index (n2) of the eleventh lens satisfies the condition of 16 ⁇ n11*n ⁇ 18.
  • the refractive index of the third lens is n3, where n is the total number of lenses, and the equation: 17 ⁇ n3*n can be satisfied.
  • the number of lenses with a refractive index of less than 1.6 is 6 or more
  • the refractive indices of the first, second, and third lenses are n1, n2, and n3
  • the first, second, and second lenses have refractive indices of n1, n2, and n3.
  • the Abbe numbers of the three lenses are v1, v2, and v3, and the equations: (v3*n3) ⁇ (v1*n1) and (v3*n3) ⁇ (v2*n2) can be satisfied.
  • the sum of the effective diameters of the object-side surface and the sensor-side surface of the first to eleventh lenses is ⁇ CA
  • the total number of lenses is n
  • the equation: ⁇ CA*n > 1350 can be satisfied.
  • An optical system includes a first lens having a meniscus shape convex toward an object; a second lens disposed on a sensor side of the first lens; nth lens closest to the image sensor; an n-1th lens disposed on an object side of the nth lens; It includes five or more lenses disposed between the second lens and the n-1th lens, and one of the lenses disposed between the second lens and the n-1th lens has a minimum effective diameter,
  • the nth lens has the maximum effective diameter among the lenses of the optical system, the sum of the central thicknesses of the lenses is ⁇ CT, the sum of the optical axis spacing between two adjacent lenses is ⁇ CG, and the maximum central thickness of the lenses is CT_Max.
  • the maximum of the optical axis spacing between the adjacent lenses is CG_Max
  • n is the total number of lenses in the optical system
  • the equations: 1 ⁇ ⁇ CT / ⁇ CG ⁇ 2.5 and 10 ⁇ (CT_Max+CG_Max)*n ⁇ 30 can be satisfied. there is.
  • the object side and the sensor side of the n-1th lens may have a critical point.
  • the nth lens has a meniscus shape convex toward the object side
  • the n-1th lens has a meniscus shape convex toward the sensor
  • the sensor surface of the nth lens is effective at the optical axis. There can be a critical point between the ends of the region.
  • the object-side surface and the sensor-side surface of the n-1th lens may be provided without a critical point from the optical axis to the end of the effective area.
  • the optical axis spacing between the nth lens and the n-1th lens is CG10
  • the center thickness of the nth lens is CT11
  • the equation: 2 ⁇ CG10 / CT11 ⁇ 3 can be satisfied. there is.
  • the sum of the center thicknesses from the first lens to the nth lens is ⁇ CT
  • the sum of the center intervals between two adjacent lenses is ⁇ CG
  • the total number of lenses is n
  • the equation: ⁇ CT*n > 45 and ⁇ CG*n > 30 can be satisfied.
  • the largest effective diameter between the object side and the sensor side of each lens is CA_max, and 1/2 of the maximum diagonal length of the image sensor is Imgh, and the equation is: 0.5 ⁇ CA_max / (2*ImgH ) ⁇ 1 can be satisfied.
  • the optical axis distance from the center of the object side of the first lens to the image surface of the image sensor is TTL
  • 1/2 of the maximum diagonal length of the image sensor is Imgh
  • the effective focal length of the optical system is F
  • the maximum separation distance from the center of the sensor side of the nth lens to the lens surface in the optical axis direction based on a straight line extending perpendicular to the optical axis is Max_Sag112
  • the total number of lenses is n
  • the equation is: 10 ⁇ (TTL/Imgh)*
  • An optical system includes a first lens group having a plurality of lenses; a second lens group having more lenses than the first lens group; and an aperture disposed between the lenses of the first lens group, wherein the first lens group has a concave sensor side surface closest to the second lens group, and the second lens group includes the first lens group.
  • the object-side surface closest to is convex, and the maximum effective diameter among the lenses of the first and second lens groups is CA_Max, from the center of the object-side surface of the first lens of the first lens group to the last lens of the second lens group.
  • the optical axis distance to the center of the sensor side of the lens is TD, the total number of lenses is n, and the equation: 1000 ⁇ CA_Max*TD*n ⁇ 1500 can be satisfied.
  • the first lens group has a different number of lenses with positive refractive power and the number of lenses with negative refractive power
  • the second lens group has a different number of lenses with positive refractive power and a different number of lenses with negative refractive power.
  • the number of lenses may be the same
  • the first lens of the first lens group may have positive refractive power
  • the last lens of the second lens group may have a sensor side having a critical point and negative refractive power.
  • the sum of the center thicknesses of the lenses of the first and second lens groups is ⁇ CT
  • the sum of the optical axis intervals between two adjacent lenses is ⁇ CG
  • the total number of lenses in the optical system is n
  • 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 an optical system according to the disclosure above, the overall focal length is F, and the image sensor is positioned from the center of the object side of the lens closest to the object.
  • the distance from the optical axis to the image plane is TTL, 1/2 of the maximum diagonal length of the image sensor is Imgh, the total number of lenses is n, and the equation: 0.5 ⁇ F/TTL ⁇ 1.5, 0.5 ⁇ TTL / ImgH ⁇ 3 and 44 ⁇ ImgH*n ⁇ 110 may be satisfied.
  • 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).
  • FOV field of view
  • 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.
  • TTL Total Track Length
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an optical system and a camera module according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between the image sensor, n, n-1, and n-2 lenses 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 an 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 seventh to eleventh lenses in the optical system of FIG. 1.
  • FIG. 7 is a table showing the inclination angles of the object-side surface and the sensor-side surface of the seventh to eleventh lenses in the optical system of FIG. 1.
  • FIG. 8 is a graph of the diffraction MTF (Diffraction MTF) of the optical system of FIG. 1.
  • Figure 9 is a graph showing the aberration characteristics of the optical system of Figure 1.
  • Figure 10 is a graph showing a two-dimensional function of a curve connecting points passing through the ends of the effective areas of lenses according to an embodiment of the invention.
  • Figure 11 is a graph showing a straight line connecting points passing through the end of the effective area from the sensor side of the third lens to the nth lens according to an embodiment of the invention as a one-dimensional function.
  • FIG. 12 is a graph showing the Sag values of the object side and sensor side of the n, n-1, and n-2th lenses of the optical system of FIG. 1.
  • Figure 13 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, and the unit is mm.
  • 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.
  • Figure 1 is a diagram showing an optical system 1000 and a camera module having the same according to embodiments of the invention.
  • the optical system 1000 or camera module may include a lens unit 100 having a plurality of lens groups LG1 and LG2.
  • each of the plurality of lens groups LG1 and LG2 includes at least two lenses.
  • 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 two or more lenses, for example, 2 to 3 lenses.
  • the second lens group LG2 may include 5 or more lenses, for example, 9 or fewer lenses or 7 or more lenses.
  • the number of lenses of the second lens group (LG2) may be 7 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 nine lenses.
  • the total track length (TTL) may be less than 70% of the diagonal length of the image sensor 300, for example, in the range of 40% to 69% or 50% to 60%.
  • 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 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. ) can be refracted so that it can spread to the surrounding area.
  • the first lens group LG1 may have positive (+) refractive power.
  • the second lens group LG2 may have a negative refractive power that is opposite to 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 7 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 smaller 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 32% or less of the optical axis distance of the first lens group (LG1). For example, it may be in the range of 12% to 32% or 17% to 27% 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 distance between the first lens group (LG1) and the second lens group (LG2) may be 15% or less of the optical axis distance of the second lens group (LG2), for example, 2% to 15% or 2% to 2%. It may be in the 12% 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 nth lens.
  • 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
  • the formula 0 ⁇ D_LG1 / n ⁇ 0.2 and the formula 0.3 ⁇ D_LG2 / n ⁇ 0.7 can be satisfied.
  • the optical axis distance from the object side of the first lens to the sensor side of the nth lens is TD, 0.5 ⁇ TD/n ⁇ 1 can be satisfied.
  • the formula 8 ⁇ ⁇ CA / n ⁇ 15 can be satisfied.
  • the sum of the center thicknesses from the first lens to the last lens is ⁇ CT, 0.3 ⁇ ⁇ CT / n ⁇ 0.6 can be satisfied, and if the sum of the center distances between two adjacent lenses is ⁇ CG, 2 ⁇ ⁇ CG ⁇ ⁇ CT can be satisfied.
  • 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).
  • the FOV may satisfy 6.5 ⁇ FOV / n ⁇ 12 for the total number of lenses (n). Accordingly, a slim telephoto camera module can be provided.
  • 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 or greater than the number of lenses with negative (-) refractive power.
  • 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 optical system 1000 may include an image sensor 300 on the sensor side of the lens unit 100.
  • 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 be smaller than TTL.
  • 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 the nth lens closest to the image sensor 300 among the plurality of lenses 100.
  • 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 surface or sensor-side surface of the second lens 102.
  • the aperture ST may be disposed between two adjacent lenses 102 and 103 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 surface of the n-th lens may be smaller than the optical axis distance from the object-side surface of the first lens 101 to the sensor-side surface of the n-th lens. If the optical axis distance from the aperture (ST) to the sensor side of the nth lens is SD, SD ⁇ EFL can be satisfied. Additionally, SD ⁇ Imgh may be satisfied.
  • the EFL is the effective focal length of the entire optical system and can be defined as F.
  • the EFL and Imgh may be the same or different from each other and may have a difference of 2 mm or less.
  • 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. Additionally, the F# may be smaller than the entrance pupil size (EPD). 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 decreases from the object-side lens to the sensor-side surface (e.g., S6) of the first lens group LG1, and the effective diameter of the lens surface of the last lens on the sensor-side surface of the first lens group LG1 It can gradually increase to . Additionally, the effective diameter of the first lens group LG1 may gradually become smaller from the object-side surface of the object-side first lens 101 to the lens surface where the aperture is disposed.
  • 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.
  • 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 and the n, n-1, and n-2th lenses of the optical system of FIG. 1.
  • the optical system 1000 includes a lens unit 100 having a plurality of lenses, and the lens unit 100 includes first lenses 101 to 11 lenses ( 111) may be included.
  • the first to eleventh 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 number of lenses having a meniscus shape convex from the optical axis toward the object may be 4 or more, and may be less than 50%.
  • the number of lens surfaces with a positive radius of curvature may be greater than that of the lens surfaces with a negative radius of curvature, and the lens surfaces of the second lens group LG2 may have more lens surfaces with a negative radius of curvature.
  • the lens surface with a negative radius of curvature may be more numerous than the lens surface with a positive radius of curvature.
  • 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 aspherical coefficients of the first and second surfaces S1 and S2 are provided as shown in FIG. 4, where L1 is the first lens 101, L1S1 is the first surface, and L1S2 is the second surface.
  • 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 S3 and S4 are provided as shown in FIG. 4, where L2 is the second lens 102, L2S1 is the third surface, and L2S2 is the fourth surface.
  • 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 aspheric coefficients of the fifth and sixth surfaces S5 and S6 are provided as shown in FIG. 4, where L3 is the third lens 103, L3S1 is the fifth surface, and L3S2 is the sixth surface.
  • 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 convex shape
  • the eighth surface S8 may have a convex shape. That is, the fourth lens 104 may have a shape in which both sides are convex at the optical axis OA.
  • the seventh surface S7 may have a concave shape with respect to the optical axis OA
  • the eighth surface S8 may have a convex shape with respect to the optical axis OA. 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 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 aspherical coefficients of the 7th and 8th surfaces S7 and S8 are provided as shown in FIG. 4, where L4 is the fourth lens 104, L4S1 is the 7th surface, and L4S2 is the 8th surface.
  • the two lenses 103 and 104 adjacent to the area between the first and second lens groups LG1 and LG2 may satisfy the following conditions.
  • chromatic aberrations generated between the lenses can be mutually corrected.
  • the fifth lens 105 may have positive (+) or negative (-) refractive power at the optical axis (OA).
  • the fifth lens 105 may have negative refractive power.
  • the fifth lens 105 may include plastic or glass.
  • the fifth lens 105 may be made of plastic.
  • 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 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. For example, both the ninth surface S9 and the tenth surface S10 may be aspherical.
  • the aspheric coefficients of the 9th and 10th surfaces (S9, S10) are provided as shown in FIG. 4, where L5 is the fifth lens 105, L5S1 is the 9th surface, and L5S2 is the 10th surface.
  • the sixth lens 106 may have positive (+) or negative (-) refractive power at the optical axis (OA).
  • the sixth lens 106 may have positive (+) 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) may be an aspherical surface.
  • both the 11th surface (S11) and the 12th surface (S12) may be aspherical.
  • the aspheric coefficients of the 11th and 12th surfaces (S11 and S12) are provided as shown in FIG. 4, where L6 is the sixth lens 106, L6S1 is the 11th surface, and L6S2 is the 12th surface.
  • 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 concave shape
  • the 14th surface S14 may have a concave shape. That is, the seventh lens 107 may have a concave shape on both sides of the optical axis OA.
  • the seventh lens 107 may have a meniscus shape that is convex toward the sensor.
  • the seventh lens 107 may have a shape in which both sides are convex at the optical axis OA.
  • the sixth lens 107 may have a meniscus shape that is convex toward the object.
  • At least one of the 13th surface (S13) and the 14th surface (S14) may be an aspherical surface.
  • both the 13th surface S13 and the 14th surface S14 may be aspherical.
  • the aspheric coefficients of the 13th and 14th surfaces (S13 and S14) are provided as shown in FIG. 4, where L7 is the 7th lens 107, L7S1 is the 13th surface, and L7S2 is the 14th surface.
  • At least one 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 be provided without a critical point up to the end of the effective area of the 13th surface S13 based on the optical axis OA.
  • the fourteenth surface S14 may have a critical point, and the critical point may be located at a distance of 42% or less of the effective radius from the optical axis OA, for example, in the range of 22% to 42% or in the range of 27% to 37%. there is.
  • 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. Additionally, 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 negative 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 that is convex from the optical axis OA toward the sensor.
  • the eighth lens 108 may have a concave shape on both sides.
  • the eighth lens 108 may have a meniscus shape that is convex toward the object.
  • the eighth lens 108 may have a shape in which both sides are convex at the optical axis OA.
  • 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 aspheric coefficients of the 15th and 16th surfaces (S15, S16) are provided as shown in FIG. 4, where L8 is the 8th lens 108, L8S1 is the 15th surface, and L8S2 is the 16th surface.
  • At least one or both of the 15th surface S15 and the 16th surface S16 of the eighth lens 108 may have a critical point.
  • the critical point of the fifteenth surface S15 may be located at 41% or less of the effective radius from the optical axis OA, for example, in the range of 21% to 41% or in the range of 26% to 36%.
  • the sixteenth surface S16 may be provided without a critical point from the optical axis to the end of the effective area.
  • the critical point of the 15th surface S15 and the critical point of the 14th surface S14 may have a difference of 0.3 mm or less, so that the 14th and 15th surfaces S14 and S15 are connected to the traveling light. can guide effectively.
  • the ninth lens 109 may have positive (+) or negative (-) refractive power at the optical axis (OA).
  • the ninth lens 109 may have negative (-) 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 concave shape. That is, the ninth lens 109 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object.
  • the ninth lens 109 may have a meniscus shape that is convex from the optical axis OA toward the sensor, or may have a concave or convex shape on both sides.
  • At least one or both of the 17th surface S17 and the 18th surface S18 of the ninth lens 109 may have a critical point from the optical axis to the end of the effective area.
  • the critical point (P3 in FIG. 2) of the 17th surface S17 may be located at a position of 30% or more of the effective radius on the optical axis, for example, in the range of 30% to 50% or 35% to 45%.
  • the critical point of the 18th surface S18 may be located at a position less than 33% of the effective radius on the optical axis, for example, in the range of 13% to 33% or in the range of 18% to 28%. Since the critical point of the 18th surface S18 is located closer to the optical axis than the critical point of the 17th surface S17, incident light can be refracted toward the center and periphery of the image sensor 300.
  • 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 and S18) are provided as shown in FIG. 4, where L9 is the 9th lens 109, L9S1 is the 17th surface, and L9S2 is the 18th surface.
  • the tenth lens 110 may have positive (+) or negative refractive power at the optical axis OA, for example, may have positive refractive power.
  • the tenth lens 110 may include plastic or glass.
  • the tenth lens 110 may be made of plastic.
  • the tenth lens 110 may be the n-1th lens in the optical system 1000.
  • the tenth lens 110 may include a nineteenth surface (S19) that is concave on the object side and a twentieth surface (S20) that is convex on the sensor side.
  • the tenth lens 110 may have a meniscus shape convex toward the sensor.
  • the tenth lens 110 may have a meniscus shape that is convex from the optical axis OA toward the object.
  • the tenth lens 110 may have a concave or convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the 19th surface S19 and the 20th surface S20 of the tenth lens 110 may be provided without a critical point from the optical axis to the end of the effective area. Accordingly, the effective diameter of the tenth lens 110 does not have a large difference from that of the eleventh lens 111 and can be provided with a thin thickness, so that light can be guided uniformly throughout the entire area.
  • Both the 19th surface S19 and the 20th surface S20 of the tenth lens 110 may be aspherical.
  • the aspheric coefficients of the 19th and 20th surfaces (S19 and S20) are provided as shown in FIG. 4, where L10 is the 10th lens 110, L10S1 is the 19th surface, and L10S2 is the 20th surface.
  • 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 nth lens of the optical system 1000.
  • 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 convex shape
  • the 22nd surface S22 may have a concave shape. That is, the eleventh lens 111 may have a meniscus shape that is convex from the optical axis OA toward the object.
  • the eleventh lens 111 may have a meniscus shape that is convex from the optical axis OA toward the sensor, or may have a concave or convex shape on both sides.
  • 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 aspheric coefficients of the 21st and 22nd surfaces (S21, S22) are provided as shown in FIG. 4, where L11 is the 11th lens 111, L11S1 is the 21st surface, and L11S2 is the 22nd surface.
  • the 17th surface S17 and the 18th surface S18 of the ninth lens 109 may have at least one critical point from the optical axis OA to the end of the effective area.
  • the critical point P3 of the 17th surface S17 is a distance of 50% or less of the effective radius r91, which is the distance from the optical axis OA to the end of the effective radius, for example, in the range of 30% to 50% or 35% to 35%. It can be located in the 45% range.
  • the critical point of the 18th surface S18 may be disposed closer to the optical axis than the critical point P3 of the 17th surface S17, thereby guiding light traveling to the center of the image sensor.
  • Inf91 may be arranged in a range of 1 mm to 1.8 mm based on the optical axis OA.
  • the positions of the critical points of the ninth lens 109 are preferably arranged at positions that satisfy the above-mentioned range in consideration of the optical characteristics of the optical system 1000. In detail, it is desirable that the position of the critical point satisfies the above-mentioned range for controlling optical characteristics such as chromatic aberration, distortion characteristics, aberration characteristics, and resolution of the optical system 1000. 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 21st surface (S21) and the 22nd surface (S22) of the 11th lens 111 may have at least one critical point (P1, P2) from the optical axis (OA) to the end of the effective area.
  • the critical point P2 of the 21st surface S21 is a distance of 19% or less of the effective radius, which is the distance from the optical axis OA to the end of the effective radius, for example, in the range of 1% to 19% or in the range of 4% to 14%. It can be located in .
  • the critical point P2 of the 21st surface S21 may be located closer to the optical axis than the critical point of the 22nd surface S22 and the critical point of the ninth lens 109. Accordingly, the 21st surface S21 can change the refraction angle of light traveling around the critical point P2 and disperse the light toward the center of the image sensor 300.
  • the critical point P1 of the 22nd surface S22 may be located at a distance (Inf112) of 26% or more of the effective radius based on the optical axis OA, for example, in the range of 26% to 46% or in the range of 31% to 41%. there is.
  • the position of the critical point P1 of the 22nd surface S22 may be located further outside the critical point of the 21st surface S21 and the critical point P1 of the ninth lens 109 based on the optical axis.
  • the distance difference between the critical points P2 and P1 of the 21st surface S21 and the 22nd surface S22 of the eleventh lens 111 on the optical axis may be 1 mm or more.
  • the positions of the critical points P1 and P2 of the eleventh lens 111 are preferably located at positions that satisfy the above-mentioned range in consideration of the optical characteristics of the optical system 1000.
  • 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).
  • the distance from the optical axis OA to the ends of the effective areas of each of the 17th surface S17 and the 18th surface S18 of the ninth lens 109 is the effective radius, and can be defined as r91 and r92.
  • the distance from the optical axis OA to the ends of the effective areas of each of the 21st surface S21 and the 22nd surface S22 of the 11th lens 111 is the effective radius, and can be defined as r111 and r112.
  • Inf112 Straight line distance from the center of the 22nd surface (S22) to the first critical point (P1)
  • Inf111 Straight line distance from the center of the 21st surface (S21) to the second critical point (P2)
  • Inf92 Straight line distance from the center of the 18th surface (S18) to the 4th critical point (P4)
  • the distance from the center of each lens surface to the critical point may have the following relationship.
  • the distance from the effective radius (r91, r92, r111, r112) and the critical point (P1, P2, P3, P4) from the optical axis may satisfy the following relational equation.
  • the position of the first critical point (P1) may be located at a position of 1 mm or more from the optical axis (OA), for example, within a range of 1 mm to 3 mm, and the second critical point (P2) may be located at a distance of 1.2 mm or less based on the optical axis (OA), for example, It may be located within the range of 0.10 mm to 1.2 mm.
  • the third critical point P3 may be located at a position of 0.9 mm or more relative to the optical axis, for example, within the range of 0.9 mm to 1.9 mm.
  • the first critical point (P1) may be located closer to the optical axis (OA) than the first, second, and fourth critical points (P2, P3, and P4)
  • the second critical point (P2) is located closer to the optical axis (OA) than the first, second, and fourth critical points (P2, P3, and P4). It may be located closer to the edge than the critical points (P1, P3). Accordingly, the 9th and 11th lenses 197 and 111 can guide the incident light toward the center and periphery.
  • 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 nth lens, is set at a predetermined first angle with the optical axis OA ( ⁇ 1), and when the first angle ⁇ 1 is maximum, it may be greater than 5 degrees and less than 65 degrees, for example, in the range of 20 degrees to 50 degrees or in the range of 25 degrees to 45 degrees. Accordingly, light can be guided from the periphery of the 22nd surface S22 to the image sensor 300.
  • the 22nd surface (S22) provides a Sag value (absolute value) of the lens surface extending in the object-side direction based on a straight line perpendicular to the optical axis (OA) greater than the Sag value (absolute value) extending in the sensor-side direction. Therefore, the TTL can be reduced and the size of the image sensor 300 can be increased.
  • the normal line K4 which is a straight line perpendicular to the tangent line K3 passing through an arbitrary point on the 20th surface S20 on the sensor side of the tenth lens 110, which is the n-1th lens, is connected to the optical axis OA and a predetermined second It may have an angle ⁇ 2, and when the second angle ⁇ 2 is at its maximum, it may be greater than 5 degrees and less than 65 degrees, for example, in the range of 20 degrees to 50 degrees or 27 degrees to 47 degrees. Accordingly, since it has the minimum Sag value in the optical axis or paraxial region of the 22nd surface S22, a slim optical system can be provided.
  • the maximum angle between the normal line passing through the 21st surface (S21) of the eleventh lens 111 and the optical axis is ⁇ 3, and the angle perpendicular to the tangent line passing through the 19th surface (S19) of the tenth lens 110 is ⁇ 3.
  • the maximum angle between a normal line and the optical axis is ⁇ 4, and the maximum angle between a normal line perpendicular to the tangent line passing through the 18th surface (S18) of the ninth lens 109 and the optical axis is ⁇ 5, and the maximum angle between the optical axis and a normal line passing through the 18th surface (S18) of the ninth lens 109 is ⁇ 5.
  • the maximum angle between the normal line perpendicular to the tangent line passing through the 17th surface S17 and the optical axis is ⁇ 6, and when ⁇ 1 and ⁇ 2 are the maximum angles, at least one of the following conditions can be satisfied.
  • the curvature radii of the first and second surfaces (S1 and S2) of the first lens 101 are L1R1 and L1R2,
  • the curvature radii of the third and fourth surfaces S3 and S4 of the second lens 102 are L2R1 and L2R2,
  • the curvature radii of the fifth and sixth surfaces (S5, S6) of the third lens 103 are L3R1 and L3R2,
  • the curvature radii of the seventh and eighth surfaces (S7 and S8) of the fourth lens 104 are L4R1 and L4R2,
  • the curvature radii of the 9th and 10th surfaces (S9, S10) of the fifth lens 105 are L5R1 and L5R2,
  • the curvature radii of the 11th and 12th surfaces (S11 and S12) of the sixth lens 106 are L6R1 and L6R2,
  • the curvature radii of the 13th and 14th surfaces (S13 and S14) of the seventh lens 107 are L7R1 and L7R2,
  • the curvature radii of the 15th and 16th surfaces (S15, S16) of the eighth lens 108 are L8R1 and L8R2,
  • the curvature radii of the 17th and 18th surfaces (S17 and S18) of the ninth lens 109 are L9R1 and L9R2,
  • the curvature radii of the 19th and 20th surfaces (S19, S20) of the 10th lens 110 are L10R1 and L10R2,
  • the radii of curvature of the 21st and 22nd surfaces S21 and S22 of the 11th lens 111 can be defined as L11R1 and L11R2.
  • the radii of curvature may satisfy at least one of the following conditions 1-9 to improve the aberration characteristics of the optical system.
  • * means multiplication.
  • the average of the radii of curvature of the first and second surfaces (S1, S2) of the first lens 101 at the optical axis (OA) may be the minimum in the optical system, and the radius of curvature of the object-side surface and the sensor-side surface of each lens may be the minimum.
  • the lens with the smallest difference in may be the 10th lens, and the lens with the largest difference in radius of curvature may be the 4th lens.
  • the average of the radii of curvature (absolute value) of the third and fourth surfaces S3 and S4 of the third lens 103 may be the maximum within the optical system 1000.
  • the effective diameters of the first to eleventh lenses 101-111 can be defined as ED1-ED11.
  • the effective diameter ED11 of the eleventh lens 111 may have a maximum effective diameter of 8 mm or more.
  • the effective diameter ED11 of the eleventh lens 111 is the average of the effective diameters of the object side and the sensor side.
  • the effective diameter ED11 of the eleventh lens 111 may be more than twice the radius of curvature of the object-side surface S1 of the first lens 101.
  • the effective diameters of the first and second surfaces (S1 and S2) of the first lens 101 are CA11 and CA12,
  • the effective diameters of the third and fourth surfaces (S3 and S4) of the second lens 102 are CA21 and CA22,
  • the effective diameters of the fifth and sixth surfaces (S5, S6) of the third lens 103 are CA31 and CA32,
  • the effective diameters of the seventh and eighth surfaces (S7 and S8) of the fourth lens 104 are CA41 and CA42,
  • the effective diameters of the 9th and 10th surfaces (S9, S10) of the fifth lens 105 are CA51 and CA52,
  • the effective diameters of the 11th and 12th surfaces (S11 and S12) of the sixth lens 106 are CA61 and CA62,
  • the effective diameters of the 13th and 14th surfaces (S13 and S14) of the seventh lens 107 are CA71 and CA72,
  • the effective diameters of the 15th and 16th surfaces (S15, S16) of the eighth lens 108 are CA81 and CA82,
  • the effective diameters of the 17th and 18th surfaces (S17 and S18) of the ninth lens 109 are CA91 and CA92,
  • the effective diameters of the 19th and 20th surfaces (S19 and S20) of the 10th lens 110 are CA101 and CA102.
  • the effective diameters of the 21st and 22nd surfaces (S21, S22) of the 11th lens 111 can be defined as CA111 and CA112. These effective diameters are factors that affect the aberration characteristics of the optical system, and can satisfy at least one of the following conditions.
  • the average effective diameter of the lenses may be the smallest for the third lens 103 and the largest for the eleventh lens 111.
  • the effective diameter of the sixth surface (S6) or the seventh surface (S7) may be the minimum, and the effective diameter of the twenty-second surface (S22) may be the largest.
  • the effective diameter of the eleventh lens 111 is the largest, so that incident light can be effectively refracted into the entire area of the image sensor 300. 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 5 or less, and may be smaller than the number of lenses with a refractive index of less than 1.6. In the optical system, the number of lenses less than 1.6 may be 6 or more or 7 or more.
  • the average refractive index of the first to eleventh lenses 101-111 may be 1.52 or more. In the optical system, the number of lenses with an Abbe number greater than 45 may be smaller than the number of lenses with an Abbe number of less than 45, for example, 4 or more.
  • the average Abbe number of the first to eleventh lenses 101-111 may be 45 or less.
  • back focal length (BFL) 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, 102) is CG1
  • the center spacing between the second and third lenses (102, 103) is CG2
  • the center spacing between the third and fourth lenses (103, 104) is CG3
  • the center spacing between the fourth and third lenses (103, 104) is CG3.
  • the center spacing between the 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 and 8th lenses (105, 106) are CG5.
  • the center spacing between the lenses 107 and 108 is CG7
  • the center spacing between the 8th and 9th lenses 108 and 109 is CG8
  • the center spacing between the 9th and 10th lenses 109 and 110 is CG9
  • the center spacing between the 9th and 10th lenses 109 and 110 is CG9
  • the center spacing between the 8th and 9th lenses 108 and 109 is CG8.
  • the edge spacing between the two adjacent lenses can be expressed as EG1 to EG10.
  • each lens 101-111 can be defined as T1 to T11, and can be expressed at intervals of 0.1 mm or more from the center toward the edge in the first direction (Y).
  • 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 third and fourth lenses 103 and 104, and may satisfy the following conditions.
  • the central thickness (CT9) of the ninth lens 109 is the maximum among the central thicknesses of the lenses, and the central spacing (CG10) between the ninth lens 109 and the eleventh lens 111 is the maximum between the lenses.
  • the center thickness (CT3) of the third lens 103 is the smallest among the lenses, the center distance (CG2) between the second and third lenses (102, 103), and the center thickness (CT3) of the third lens (103) are the minimum among the lenses. ), and at least one of the center spacing (CG5) between the seventh and eighth lenses (107, 108), and the center spacing (CG8) between the eighth and ninth lenses (108, 109) is between the lenses.
  • the spacing may be the minimum, and the minimum spacing may be 0.1 mm or less. Accordingly, the optical system 1000 having 10 or more lenses can be provided in a slim size.
  • the number of surfaces with an effective radius of less than 2 mm may be smaller than the number of surfaces with an effective radius of 2 mm or more, and the number of lenses with a center thickness of each lens of less than 0.4 mm may be less than 50%, for example, less than 50%. there is.
  • each lens (101-111) When defining the focal length of each lens (101-111) as F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8, F9, F10, F11, the absolute values of F1 ⁇ F3 and F3 ⁇ F4 ⁇ F5 The conditions can be satisfied, and the conditions F11 ⁇ F8 ⁇ F5 ⁇ F10 can be satisfied. By adjusting this focal distance, resolution can be affected. If the focal length is described as an absolute value, the focal length (F10) of the tenth lens 110 may be the largest among the lenses, the focal length of the eleventh lens 111 may be the minimum, and the focal length of the first and second lenses (101 and 102) may be the largest among the lenses. ) the focal length difference may be 10 or less. The maximum focus distance may be 100 times or more than the minimum focus distance.
  • the refractive index of each lens 101-108 is n1, n2, n3, n4, n5, n6, n7, n8, n9, n10, n11, and the Abbe number of each lens 101-108 is v1, v2, v3,
  • the refractive index can satisfy the condition n1 ⁇ n3, and n1,n2,n4,n6,n7,n8,n10,n11 are less than 1.6 and are different from each other. The difference can be less than 0.2, and n3, n5, n7, and n9 are greater than 1.60.
  • Abbe's number can satisfy the condition v3 ⁇ v1, and v1, v2, v8, v10, and v11 are 45 or more and can have a difference of 10 or less from each other. Accordingly, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics. Preferably, the condition v3*n3 ⁇ v1*n1 can be satisfied.
  • 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 center spacing between two adjacent lenses
  • EG1 to EG10 The units of the thickness, spacing, effective diameter, and radius of curvature are 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 ⁇ 4.
  • Equation 2 if the center thickness (CT3) and the edge thickness (ET3) of the third lens 103 are satisfied, the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics.
  • Equation 2 may satisfy 0.3 ⁇ CT3 / ET3 ⁇ 1.
  • the optical system 1000 may have improved chromatic aberration control characteristics.
  • SD is the optical axis distance from the aperture (STOP) to the 22nd surface (S22) on the sensor side of the 11th lens 111
  • TD is the 1st object side surface of the first lens 101. It is the optical axis distance from the surface S1 to the 22nd surface S22 on the sensor side of the 11th lens 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).
  • TTL is the optical axis distance from the center of the first surface (S1) of the first lens 101 to the image surface of the image sensor 300
  • CT_Aver is the center of the first to eleventh lenses (101-111). It is the average of the thicknesses. If Equation 3 is satisfied, a slim optical system can be provided. Preferably, 18 ⁇ TTL/CT_Aver ⁇ 25 may 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 number of lenses).
  • Equation 4-1 n1 is the refractive index at the d-line of the first lens 101, n10 is the refractive index at the d-line of the 10th lens 110, and n11 is the refractive index of the 11th lens 111. It means the refractive index at the d-line, and n is the total 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 n5 is the refractive index at the d-line of the fifth lens 105, n7 is the refractive index at the d-line of the seventh lens 107, and n is the total 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.
  • Max_Sag112 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.
  • Sag112 is the optical axis distance from the straight line extending in the direction (X, Y) perpendicular to the center of the 22nd surface (S22) of the 11th lens 111 to the 22nd surface (S22), and the Sag112 value is positive. If the value of , it may be a lens surface extending toward the sensor side beyond the straight line, and if it is a negative value, it may be a lens surface extending toward the object side beyond the straight line.
  • Max_Sag112 to Sensor means the distance in the optical axis direction from the critical point P1 on the sensor side of the eleventh lens 111 to the image sensor 300.
  • the optical system 1000 can secure a space where the optical filter 500 can be placed between the lens unit 100 and the image sensor 300. This allows for improved assembling.
  • the optical system 1000 can secure a gap for module manufacturing.
  • the value of Equation 5 may satisfy 0.5 ⁇ Max_Sag112 to Sensor ⁇ 1.
  • 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 Max_Sag112 to Sensor in the lens data may be smaller than the BFL (Back focal length) 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 22nd surface S22 of the 11th lens 111 has the minimum distance between the critical point P1 and the image sensor 300, and
  • 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 / Max_sag112 to Sensor ⁇ 1.5.
  • Max slope112 means the maximum value (Degree) of the tangential angle measured on the 22nd surface (S22) on the sensor side of the 11th lens 111.
  • Max slope112 on 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 may satisfy 25 ⁇
  • may represent the maximum angle of the first angle in FIG. 2.
  • Max_Sag112 is the maximum distance from the straight line extending in the direction (X, Y) perpendicular to the center of the sensor side of the 11th lens 111 to the 12th surface (S12), and CT9 is the 9 This is the central thickness of the lens.
  • the optical system 1000 has a height greater at the outer portion of the effective area of the sensor side of the 11th lens 111 compared to the center thickness of the 9th lens 109, which has the maximum center thickness. It can be made higher. Accordingly, the eleventh lens 111 has a maximum effective diameter Sag112 and can refract the incident light toward the image sensor 300.
  • the size of the image sensor 300 can be increased compared to the TTL of the optical system 1000, and a slim optical system can be provided.
  • ⁇ 1.7 may be satisfied.
  • Equation 9 shows that CG6 is the optical axis spacing between the sixth lens 106 and the seventh lens 107, and
  • 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 condition CT9 ⁇ CG6 ⁇ CG10 can be satisfied.
  • 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.
  • Equation 10 may satisfy 1.5 ⁇ CG10 / EG10 ⁇ 3.
  • Equation 11 if the optical axis spacing (CG6) between the 6th and 7th lenses (106, 107) and the optical axis spacing (CG10) between the 10th and 11th lenses (110, 111) are satisfied, the optical system 1000 has aberration characteristics. Improvements can be made and the optical system 1000 can be controlled to reduce its size, for example, TTL (total track length).
  • Equation 11 may satisfy 1 ⁇ CG10 / CG6 ⁇ 2, or 11 ⁇ (CG10 / CG6)*n ⁇ 22, where n is the number of lenses.
  • Equation 11-1 CA112 is the effective diameter of the largest lens surface, and is the size of 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 10 ⁇ CA112 / CG10 ⁇ 15.
  • Equation 11-2 can set the effective diameter (CA102) 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).
  • CA102 effective diameter
  • CG10 optical axis gap
  • the optical system 1000 can improve aberration characteristics and control total track length (TTL) reduction.
  • Equation 11-2 may satisfy 8 ⁇ CA102 / CG10 ⁇ 12.
  • 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.
  • the optical system 1000 has good optical performance at a set angle of view and can control total track length (TTL).
  • TTL total track length
  • Equation 12 may satisfy 1 ⁇ CT1 / CT11 ⁇ 2, or 11 ⁇ (CT1 / CT11)*n ⁇ 22, 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 0.5 ⁇ CT10 / CT11 ⁇ 1.5, or 5.5 ⁇ (CT10 / CT11)*n ⁇ 16.5, where n is the number of lenses.
  • the central thickness of the 7th, 8th, and 9th lenses may satisfy the condition of (CT7 + CT8) ⁇ CT9. Additionally, the central thickness of the first, second, third, and eighth lenses may satisfy the condition of (CT3 + CT4 + CT5) ⁇ (CT1 + CT2).
  • 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 1 ⁇
  • Equation 15 satisfies the center spacing (CG10) and edge spacing (CG10) between the 10th and 11th lenses 110 and 111, the optical system 1000 can reduce the occurrence of aberration distortion and have improved optical performance. there is.
  • 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) ⁇ 0.55.
  • the condition CG4 ⁇ CG5 ⁇ CG6 can be satisfied.
  • CA11 refers to the effective diameter (Clear aperture, CA) of the first surface (S1) of the first lens 101
  • CA31 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 ⁇ CA11 / CA31 ⁇ 1.5 or 11 ⁇ (CA11 / CA31)*n ⁇ 16.5, where n is the number of lenses.
  • Equation 17 CA42 refers to the effective diameter of the 8th surface (S8) of the fourth lens 104, and CA112 refers to 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 ⁇ CA112 / CA42 ⁇ 5, or 22 ⁇ (CA112 / CA42)*n ⁇ 55, where n is the number of lenses.
  • Equation 18 if the effective diameter (CA32) of the sixth surface (S6) of the third lens 103 and the effective diameter (CA42) 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 0.8 ⁇ CA42 / CA32 ⁇ 1.2, or 8.8 ⁇ (CA42 / CA32)*n ⁇ 13.2, where n is the number of lenses.
  • Equation 19 if the effective diameter (CA52) of the 10th surface (S10) of the fifth lens 105 and the effective diameter (CA102) of the 20th surface (S20) of the 10th lens 110 are satisfied, the optical system ( 1000) can improve chromatic aberration by controlling the light path on the exit side.
  • Equation 19 may satisfy 0.1 ⁇ CA52 / CA102 ⁇ 0.5, or 1.1 ⁇ (CA52 / CA102)*2 ⁇ 6.5, and n is the number of lenses.
  • Equation 20 if the effective diameter CA11 of the first surface S1 of the first lens 101 and the effective diameter CA112 of the 22nd surface S22 of the eleventh lens 111 are satisfied, the optical system ( 1000) can improve chromatic aberration by controlling the light path on the exit side.
  • Equation 20 may satisfy 2 ⁇ CA52 / CA102 ⁇ 4, or 22 ⁇ (CA52 / CA102)*2 ⁇ 44, and n is the number of lenses.
  • Equation 20 if the spacing (CG3) between the third and fourth lenses (103, 104) and the edge spacing (EG3) between the third and fourth lenses (103, 104) on the optical axis are satisfied, the optical system (1000) produces chromatic aberration. Aberration characteristics can be reduced, aberration characteristics can be improved, and vignetting can be controlled for optical performance.
  • Equation 20 may satisfy 4 ⁇ CG3 / EG3 ⁇ 9.
  • Equation 22 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.
  • CG9 center spacing
  • EG9 edge spacing
  • 0.3 ⁇ CG9 / EG9 ⁇ 0.8 may be satisfied.
  • At least one of Equations 21 and 22 may further include at least one of Equations 22-1 to 22-7.
  • Equation 23 if the center spacing (CG10) and the maximum spacing (G10_max) among the spacing between the 10th and 11th lenses 110 and 111 are satisfied, the optical system 1000 can improve optical performance in the periphery of the field of view (FOV). and can suppress distortion of aberration characteristics.
  • Equation 22 may satisfy 0.5 ⁇ G10_max / CG10 ⁇ 1.5.
  • Equation 24 if the thickness (CT9) on the optical axis of the ninth lens 109 and the gap (CG10) between the tenth and eleventh lenses (110, 111) on the optical axis are satisfied, the optical system 1000 is ,10
  • 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 24 may satisfy 0.4 ⁇ CT9 / CG10 ⁇ 0.8, or 4.4 ⁇ (CT9 / CG10)*n ⁇ 8.8, where n is the total number of lenses.
  • Equation 25 if the thickness (CT10) at the optical axis of the tenth lens 110 and the gap (CG10) between the tenth and eleventh lenses (110, 111) are satisfied, the optical system 1000 is 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 25 may satisfy 2 ⁇ CG10 / CT10 ⁇ 3.
  • Equation 26 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 26 may satisfy 2 ⁇ CG10 / CT11 ⁇ 3.
  • Equation 27 if the radius of curvature (L5R2) of the tenth surface (S10) of the fifth lens and the thickness (CT5) at the optical axis of the fifth lens are satisfied, the optical system 1000 has the lens shape of the fifth lens. and refractive power can be controlled and optical performance can be improved.
  • Equation 27 can satisfy 40 ⁇
  • Equation 28 satisfies the radius of curvature (L5R1) of the ninth surface (S9) of the fifth lens and the radius of curvature (L11R1) of the 21st surface (S21) of the eleventh lens, the shapes of the fifth and eleventh lenses And the optical performance can be improved by controlling the refractive power, and the output-side optical performance of the second lens group (LG2) can also be improved.
  • Equation 28 may satisfy 1 ⁇ L5R1 / L11R1 ⁇ 3.
  • Equation 29 can set the curvature radii (L1R1, L1R2) of the object-side first surface (S1) and second surface (S2) of the first lens 101, and if these are satisfied, the lens size and resolution can be set. there is.
  • Equation 29 may satisfy 0.3 ⁇ L1R1/L1R2 ⁇ 0.8.
  • L1R1 > 0 and L1R2 > 0 may be satisfied.
  • Equation 30 can set the curvature radii (L2R1, L2R2) of the object-side third surface (S3) and fourth surface (S4) of the second lens 102, and if these are satisfied, the resolution of the lens can be determined.
  • Equation 30 may satisfy 0 ⁇ L2R2/L2R1 ⁇ 0.6.
  • L2R1 > 0 and L2R2 > 0 may be satisfied.
  • At least one of Equations 28, 29, and 30 may include at least one of Equations 30-1 to 30-11 below, and the resolution of each lens may be determined.
  • Equations 30-1 to 30-9 can set the radius of curvature (R1, R2) of the object-side surface and the sensor-side surface of each lens, and if these are satisfied, the size and resolution of each lens can be determined.
  • Equation 31 if the maximum thickness (CT_max) at the optical axis (OA) of each of the lenses and the maximum gap (CG_max) between the plurality of lenses are satisfied, the optical system 1000 has good performance at the set angle of view and focal distance. It has optical performance and can reduce the size of the optical system 1000, for example, reducing the total track length (TTL).
  • Equation 31 may satisfy 0 ⁇ CT_Max / CG_Max ⁇ 1, or 4 ⁇ (CT_Max /CG_Max)*n ⁇ 11, where n is the number of lenses. Additionally, CT_Max*n > 6 can be satisfied, and CG_Max*n > 8 can be satisfied.
  • Equation 32 ⁇ 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 32, 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 32 may satisfy 1 ⁇ ⁇ CT / ⁇ CG ⁇ 1.8. Additionally, 11 ⁇ ( ⁇ CT / ⁇ CG)*n ⁇ 19.8 can be satisfied, where n is the number of lenses. ⁇ CT*n > 45 may be satisfied, and ⁇ CG*n > 30 may be satisfied.
  • Equation 33 ⁇ 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 1.55 or more.
  • Equation 33 may satisfy 15 ⁇ ⁇ Index ⁇ 20, or 165 ⁇ ( ⁇ Index)*n ⁇ 220, where n is the number of lenses.
  • Equation 34 ⁇ 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, for example, 45 or less.
  • Equation 34 may satisfy 20 ⁇ ⁇ Abb / ⁇ Index ⁇ 30, or 220 ⁇ ( ⁇ Abb / ⁇ Index)*n ⁇ 330, where n is the 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 35 may satisfy 1 ⁇
  • 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 36, the optical system 1000 has a set angle of view and focal distance, and can have good optical performance in the periphery of the field of view (FOV).
  • Equation 36 may satisfy 0.5 ⁇ EG_Max / CT_Max ⁇ 1.5.
  • Equation 37 if the smallest effective diameter (CA_Min) among the effective diameters (CA11) of the first surface of the first lens and the effective diameters of the first to 22nd surfaces (S1-S22) is satisfied, through the first lens It is possible to control incident light and provide a slim optical system while maintaining optical performance.
  • Equation 37 may satisfy 1 ⁇ CA11 / CA_min ⁇ 1.5.
  • CA_max means the largest effective diameter among the object side and the sensor side of the plurality of lenses, and the largest effective diameter (mm) of the first to twenty-second surfaces (S1-S22). .
  • the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 38, the optical system 1000 can provide a slim and compact optical system while maintaining optical performance.
  • Equation 38 may satisfy 3 ⁇ CA_max / CA_min ⁇ 5.
  • Equation 39 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.
  • Equation 39 may satisfy 1.5 ⁇ CA_max / CA_AVR ⁇ 3.
  • Equation 40 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_Aver ⁇ 0.8.
  • 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 44 mm to 110 mm, and n is the 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. For example, it 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 0.3 ⁇ 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 1 ⁇ F / L11R2 ⁇ 5.
  • Equation 43 may further include Equation 43-1 below.
  • the F# may mean the F number.
  • Equation 43-1 may satisfy 2 ⁇ F / F # ⁇ 5.
  • Equation 43-2 can set 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.
  • Equation 43-2 may satisfy 0 ⁇ F / L11R2 ⁇ 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 1 ⁇ F / L1R1 ⁇ 5.
  • 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.
  • EPD refers to the size (mm) of the entrance pupil of the optical system 1000
  • L11R2 refers to the radius of curvature (mm) of the 22nd surface (S22) of the 11th lens 111. it means.
  • 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 may satisfy 1 ⁇ EPD / L11R2 ⁇ 2. 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 -2 ⁇ F1 / F3 ⁇ -0.8.
  • Equation 48 may satisfy 0.5 ⁇ F13 / F ⁇ 1.6.
  • Equation 49 the composite focal length of the 1-3 lens (F13), that is, the focal length of the first lens group (mm), and the composite focal length of the 4-11th lens (F411), that is, the focus of the second lens group
  • the distance 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.
  • Equation 49 may preferably satisfy 1 ⁇
  • F13 > 0 and F411 ⁇ 0 can be satisfied.
  • Equation 50 the overall focal length (F) and the focal length of the first lens 101 can be set, and resolution can be improved. Equation 50 can satisfy 1 ⁇ F1/F ⁇ 3, and satisfies the conditions of F,F1 > 0. Equation 50 may satisfy at least one of 50-1 to 50-11.
  • the focal length (F1-F11) and total focal length (F) of each lens can be set in equations 50-1 to 50-11, 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.
  • Equation 51 the resolution of the first and second lens groups can be adjusted by setting the focal length (F4) of the fourth lens and the composite focal length (F13) of the first and third lenses.
  • Equation 51 may satisfy 5 ⁇ F4 / F13 ⁇ 15.
  • Equation 52 By setting the focal length (F1) of the first lens and the composite focal length (F4111) of the fourth to eleventh lenses in Equation 52, the size and resolution of the optical system can be adjusted.
  • equation 52 is 0.5 ⁇
  • Equation 53 may satisfy 0 ⁇ F1/F4 ⁇ 0.5.
  • TTL Total Track Length
  • OA optical axis
  • Equation 54 may satisfy 5 ⁇ TTL ⁇ 15 or 55 ⁇ TTL*n ⁇ 150, where n is the number of lenses. Accordingly, a slim and compact optical system can be provided.
  • Equation 55 sets the diagonal size (2*ImgH) of the image sensor 300 to exceed 4mm, thereby providing an optical system with high resolution. Equation 55 preferably satisfies 4 ⁇ Imgh ⁇ 12 or 44 ⁇ Imgh*n ⁇ 132, where n is the number of lenses.
  • Equation 56 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 56 may preferably satisfy 0.8 ⁇ BFL ⁇ 1.5.
  • the total focal length (F) can be set to suit the optical system, and preferably satisfies 5 ⁇ F ⁇ 15 or 55 ⁇ F*n ⁇ 165, where n is the 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 111 degrees.
  • Equation 59 may satisfy 0.5 ⁇ TTL / CA_max ⁇ 1.
  • Equation 60 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 60 may satisfy 0.8 ⁇ TTL / ImgH ⁇ 2
  • the equation multiplied by the total number of lenses (n) may satisfy 8.8 ⁇ (TTL / ImgH)*n ⁇ 22.
  • the symbol * represents multiplication.
  • Equation 61 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 61 may satisfy 0.05 ⁇ BFL / Imgh ⁇ 0.3.
  • Equation 62 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 62 can satisfy 6 ⁇ TTL / BFL ⁇ 10.
  • the equation multiplied by the total number of lenses can satisfy 66 ⁇ (TTL / BFL)*n ⁇ 110.
  • 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 65 may preferably satisfy 0.5 ⁇ F / TTL ⁇ 1.2.
  • Equation 63-1 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 64 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 64 may satisfy 5 ⁇ F / BFL ⁇ 9.
  • Equation 65 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 65 may satisfy 0.5 ⁇ F / ImgH ⁇ 1.5.
  • Equation 66 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 66 may satisfy 1.5 ⁇ F / EPD ⁇ 3.
  • Equation 67 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 67 may satisfy 0 ⁇ BFL/TD ⁇ 0.2. If BFL/TD exceeds 0.2, 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 68 the relationship between the entrance pupil size (EPD), the length of 1/2 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 68 may preferably satisfy 0 ⁇ EPD/Imgh/FOV ⁇ 0.1.
  • Equation 69 can establish the relationship between the angle of view of the optical system and the F number. Equation 69 may preferably satisfy 30 ⁇ FOV / F # ⁇ 50.
  • the optical system can improve the resolution of incident light.
  • 0 ⁇ n1/n2 ⁇ 1.2 may be satisfied.
  • Equation 71 if the refractive index (n1) and Abbe number (v1) of the first lens 101 and the refractive index (n3) and Abbe number (v3) of the third lens 103 are satisfied, the first and third lenses (101, 103) ), the color dispersion of the transmitted light can be controlled.
  • Equation 72 if the refractive index (n2) and Abbe number (v2) of the second lens 102 and the refractive index (n3) and Abbe number (v3) of the third lens 103 are satisfied, the second and third lenses (102, 103) ), the color dispersion of the transmitted light can be controlled.
  • Equation 73 the distance (Inf111) from the optical axis (OA) to the critical point (P2) of the 21st surface (S21) of the 11th lens 111 and the distance (Inf112) from the critical point (P1) of the 22nd surface (S22) ) can be set, and if this is satisfied, the curvature aberration of the 11th lens can be controlled. Equation 73 can satisfy 0 ⁇ Inf111/Inf112 ⁇ 0.5.
  • Equation 74
  • is the maximum Sag value of the sensor side of the 10th lens 110
  • is the 11th lens 110. Indicates the maximum Sag value on the sensor side of the lens 111. If Equation 74 is satisfied, the heights of the outer portions of the 9th, 10th, and 11th lenses can be set, and the path of light traveling to the outer portions of the 9th to 11th lenses can be guided.
  • Equation 75
  • represents the maximum Sag value of the sensor side of the eighth lens 108. If Equation 75 is satisfied, the height difference between the outer portions of the 8th and 9th lenses can be set, and the path of light traveling to the outer portions of the 8th and 9th lenses can be guided.
  • Equation 76 can set the maximum height, TTL, and Imgh of the sensor side of the last lens, and preferably satisfies 15 ⁇ (TTL/Imgh)*
  • Equation 77 can set the maximum height and F, Imgh of the sensor side of the last lens, and preferably satisfies the condition of 25 ⁇ (F/Imgh)*
  • Equation 77 can set the optical axis distance of the first and second lens groups and the total number of lenses, and preferably satisfies the condition of 30 ⁇ (TD_LG2/TD_LG1)*n ⁇ 45.
  • Equation 79 the maximum thickness among the thicknesses of each lens, the maximum spacing between adjacent lenses, and the total number of lenses can be set.
  • the condition 15 ⁇ (CT_Max+CG_Max)*n ⁇ 25 can be satisfied.
  • Equation 80 can satisfy the condition of 60 ⁇ (FOV*TTL)/n ⁇ 100, depending on the angle of view and the number of lenses (n).
  • Equation 81 can set the angle of view, total length (TTL), and number of lenses (n), and preferably satisfies the condition of FOV ⁇ (TTL*n).
  • Max_Sag is the maximum Sag value (absolute value) among the object side and sensor side of each lens, and preferably satisfies the condition of 60 ⁇
  • n is the total number of lenses, and according to the total number of lenses, the optical axis distance (TD_LG1) of the first lens group (LG1), the optical axis distance (TD_LG2) of the second lens group (LG2), and the maximum center of the lens Thickness (CT_Max), maximum center spacing (CG_max), FOV, TTL, maximum Sag value on the sensor side of the 8th lens 108 or maximum Sag value in the entire lens (Max_Sag), optical axis distance (TD) of the lenses, etc.
  • CT_Max maximum center spacing
  • CG_max maximum center spacing
  • FOV maximum center spacing
  • TTL maximum Sag value on the sensor side of the 8th lens 108 or maximum Sag value in the entire lens
  • Max_Sag maximum Sag value in the entire lens
  • TD optical axis distance
  • 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 83.
  • the optical system 1000 may have improved optical characteristics.
  • the optical system 1000 satisfies at least one or two of Equations 1 to 83, 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 83, 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.
  • the optical system includes the radius of curvature at the optical axis (OA) of the first to eleventh lenses 101-111, the thickness of the lens (CT), and the gap between the lenses ( CG), refractive index at d-line (588 nm), Abbe's Number, effective radius (Semi-Aperture), and focal length.
  • the focal length of the tenth lens 110 is the maximum
  • the focal length of the eleventh lens 111 is the minimum and may be smaller than the focal lengths of the first and second lenses.
  • the number of lenses having a convex meniscus shape toward the object side may be 4 or more, and the number of lenses having a convex meniscus shape toward the sensor may be 4 or less.
  • at least one of the third and fourth lenses 103 and 104 may have the smallest effective radius (semi-aperture), for example, the fourth lens may have the smallest.
  • the eleventh lens 111 may have the largest effective radius, which is 11 mm or more. The radius of curvature may be largest on the seventh side of the fourth lens.
  • the sum of the refractive indices of the plurality of lenses is 15 or more, the Abbe sum is 400 or more, for example, in the range of 400 to 450, and the sum of the center thicknesses of all lenses is 5 mm or less, for example, in the range of 4 mm to 5 mm.
  • the sum of the center spacing between the first to eleventh lenses on the optical axis may be 4 mm or less, for example, in the range of 3 mm to 4 mm, and the difference from the sum of the center thicknesses of the lenses may be more than 0.5 mm.
  • the average value of the effective diameter of each lens surface of the plurality of lenses is 8 mm or less, for example, in the range of 3 mm to 8 mm.
  • the sum of the effective diameters of each lens surface of the plurality of lenses is the sum ( ⁇ CA) of the effective diameters from the first surface (S1) to the 22nd surface (S22), and may be 120 mm or more, for example, in the range of 120 mm to 150 mm. there is. Additionally, the relationship between the total number of lenses (n) and the sum of the effective diameters may satisfy ⁇ CA*n > 1350.
  • At least one or all lens surfaces of the plurality of lenses may include an aspheric surface with a 30th order aspherical coefficient.
  • the first to eleventh lenses 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, and 111 may include lens surfaces having a 30th order aspheric coefficient from the first surface S1 to the twenty-second 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) can be expressed at intervals of 0.1 mm or more in the direction (Y) from the center of each lens to the edge, , the spacing between adjacent lenses can be expressed as an interval of 0.1 mm or more from the first interval (G1) to the tenth interval (G10) in the direction from the center to the edge.
  • the center spacing of the ninth gap G9 may be the maximum, and the center thickness of the ninth lens 109 may be the maximum among the center thicknesses.
  • the maximum thickness is located at the center and may be 1.1 times or more, for example, 1.1 to 3 times the minimum thickness.
  • the maximum spacing of the first spacing G1 is located at the edge, and the difference in the minimum spacing may be 1 time or more, for example, in the range of 1 to 3 times.
  • the maximum thickness of the second thickness T2 is located at the center and may be 1.1 times or more, for example, 1.1 to 3 times the minimum thickness.
  • the maximum spacing of the second spacing G2 is located at the edge and may be 3 times or more, for example, 3 to 8 times the minimum spacing.
  • the maximum thickness is located at the edge and may be more than twice the minimum thickness, for example, in the range of 2 to 8 times.
  • the maximum interval of the third interval G3 is located at the center, and the difference between the minimum intervals may be 3 times or more, for example, in the range of 3 to 9 times.
  • the maximum thickness of the fourth thickness T4 is located at the center and may be 3 times or less, for example, 1 to 3 times the minimum thickness.
  • the maximum interval of the fourth interval G4 is located at the center and may be 5 times or less, for example, 1 to 5 times the minimum interval.
  • the maximum thickness is located at the edge and may be more than 1 time, for example, 1 to 3 times the minimum thickness.
  • the maximum spacing of the fifth spacing G5 is located at the edge and may be 4 times or more, for example, 4 to 11 times the minimum spacing.
  • the maximum thickness of the sixth thickness T6 is located at the center and may be at least 1 time the minimum thickness, for example, 1 to 5 times the range.
  • the maximum interval of the sixth interval G6 is located at the center and may be at least 1 times the minimum interval, for example, 1 to 5 times the range.
  • the maximum thickness is located at the edge and may be 1 times or more, for example, 1 to 5 times the minimum thickness.
  • the maximum spacing of the seventh spacing G7 is located in the area between the center and the edge and may be 5 times or less, for example, 1 to 5 times the minimum spacing.
  • the maximum thickness of the eighth thickness T8 is located at the edge and may be 1.1 times or more, for example, 1.1 to 3 times the minimum thickness.
  • the maximum interval of the eighth interval G8 is located in the area between the center and the edge and may be 5 times or more, for example, 5 to 15 times the minimum interval.
  • the maximum thickness of the ninth thickness T9 is located at the center and may be at least 1 time the minimum thickness, for example, 1 to 3 times the range.
  • the maximum interval of the ninth interval G9 is located at the edge and may be 5 times or less, for example, 1.1 to 5 times the minimum interval.
  • the maximum thickness of the tenth thickness T10 is located at the edge and may be 1.1 times or more, for example, 1.1 to 3 times the minimum thickness.
  • the maximum spacing of the tenth spacing G10 is located in the area between the center and the edge and may be three times or more, for example, 3 to 8 times the minimum spacing.
  • the maximum thickness of the eleventh thickness T11 is located in the area between the center and the edge and may be 1.1 times or more, for example, 1.1 to 7 times the minimum thickness.
  • the optical system uses the above-described first to eleventh thicknesses (T1-T11) and first to tenth intervals (G1-G10) to provide a slim and compact size for a lens optical system with 12 or less lenses. can do.
  • FIG. 6 shows the Sag values of the object-side surface (L7S1) and the sensor-side surface (L7S2) of the seventh lens 107, and the object-side surface (L8S1) and sensor-side surface of the eighth lens 108 according to an embodiment of the invention.
  • the Sag value can be expressed as the height (Sag value) from the straight line in the direction (X, Y) perpendicular to the center of each lens surface to the lens surface at intervals of 0.1 mm or more.
  • the Sag values all have negative (-) values at the edges of each lens surface, extending in the direction toward the object rather than the straight line.
  • the Sag values have a height of more than 0.7 mm in absolute value, for example in the range of 0.8 mm to 1.5 mm. Based on the absolute value, the Sag value of L11S1 may be the highest and the Sag value of L9S1 may have the smallest value among the lens surfaces from the 9th lens to the 11th lens.
  • the Sag value of L11S1 and the Sag value (absolute value) of L11S2 have a value of 1.1 mm or more, are provided larger than the Sag values of other lens surfaces, and light incident through the outer portion of the 7th to 10th lenses is transmitted to the image sensor. It can be refracted.
  • FIG. 12 is a graph showing the Sag values of the object side and sensor side of the 10th and 11th lenses shown in FIG. 6.
  • the critical point occurs at a position 1 mm before the optical axis of the object side surface (L11S1) of the 11th lens, and the sensor side surface (L11S2) is 1.5 mm or more, for example, 1.5 mm.
  • a critical point occurs in the range from 2.6 mm to 2.6 mm.
  • the optical system 1000 according to the embodiment can have good optical performance in the center and peripheral areas of the field of view (FOV) and can have excellent optical characteristics as shown in FIGS. 8 and 9.
  • FOV field of view
  • Figure 7 is a table showing the inclination angles of the lens surfaces of the 11th lens of the 7th range according to an embodiment of the invention.
  • the tilt angle is the angle between the optical axis and a normal line perpendicular to a tangent line passing through an arbitrary point of each lens surface.
  • the section in which the inclination angle has a value (absolute value) of 10 degrees or less with respect to the optical axis is 45% of the effective radius from the optical axis with respect to the lens surface with the minimum effective radius.
  • the position may be greater than or equal to 45% to 50% or greater than or equal to 1 mm, such as 1 mm to 1.5 mm.
  • the lens surface having the minimum effective radius may be the thirteenth surface of the seventh lens.
  • the section having an inclination angle (absolute value) of 10 degrees or less with respect to the optical axis on the sensor side surface (L11S2) of the eleventh lens 111 extends to a position of 45% or more of the effective radius from the optical axis, for example, 45% to 50%. It may be up to a range, or a position greater than 3 mm, such as in the range of 3 mm to 3.5 mm.
  • the section with an inclination angle of 10 degrees or less with respect to the optical axis on the object side surface (L10S1) and the sensor side surface (L10S2) of the tenth lens 110 is 43% of the effective radius of the tenth lens 110 from the optical axis.
  • the position may be greater than or equal to 43% to 48%, or greater than or equal to 2 mm, such as 2 mm to 2.8 mm.
  • These 10th and 11th lenses can lower the tilt angle of the area overlapping with the 7th to 9th lenses to 10 degrees or less by up to 43% or more, and can provide a slim optical system by reducing TTL.
  • FIG. 8 is a graph of the diffraction MTF characteristics of the optical system 1000 of FIG. 1
  • FIG. 9 is a graph of the aberration characteristics of the optical system of FIG. 1.
  • the aberration graph in Figure 8 is a graph 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 optical system 1000 according to the embodiment has measured values in most areas along the Y-axis. It can be seen that it is adjacent to . That is, the optical system 1000 according to the embodiment 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).
  • the optical system according to the present invention is compact and lightweight with a lens configuration of 10 or more elements, for example, 12 or less elements, and at the same time, spherical aberration, astigmatism, distortion aberration, chromatic aberration and coma are all well corrected to provide high resolution. Since it is possible to implement it, it can be used by being built into the optical device of the camera.
  • Table 1 shows the items of the above-described equations in the optical system 1000 according to the first and second embodiments, including the total track length (TTL), back focal length (BFL), and total effective focus of the optical system 1000.
  • F value, ImgH focal length of each of the first to eleventh lenses (F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8, F9, F10, F11), edge thickness, edge spacing, synthesis This is about focal length, distance to the critical point (Inf111, Inf112), 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 83 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 83.
  • the optical system 1000 according to the embodiment satisfies all of Equations 1 to 83 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 11 is a graph showing a two-dimensional function of a curve connecting points passing through the ends of the effective areas of lenses according to an embodiment of the invention. That is, data from the end of the effective area of the object-side surface of the first lens to the end of the effective area of the sensor-side surface of the 11th lens can be expressed by approximating a quadratic function.
  • the quadratic function can be expressed as function 1 for the embodiment and can have the following relationship.
  • z is a coefficient that sets the position in the y-axis direction and can be set to 2.5 ⁇ 0.2.
  • Figure 12 is a graph showing a straight line connecting points passing through the end of the effective area from the sensor side of the third lens to the nth lens according to an embodiment of the invention as a one-dimensional function.
  • a linear function can be expressed by approximating the data from the minimum effective diameter to the maximum effective diameter, and can have the following relationship.
  • z is a coefficient that sets the position in the y-axis direction and can be set to 0.8 ⁇ 0.2.
  • the fitting coefficient (R 2 ) which can be expressed by approximating the lens data as a function, is 0.90 or more, and the closer it is to 1, the closer it can be to the function.
  • the linear function may be inclined at least 30 degrees with respect to the optical axis, for example, in the range of 30 degrees to 52 degrees.
  • Figure 13 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.
  • VCSEL vertical cavity surface emitting laser
  • the mobile terminal 1 may further include a flash module 33.
  • the flash module 33 may include a light emitting 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, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며, 상기 제11 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 갖고, 오목한 센서측 면을 가지며, 상기 제11 렌즈의 센서측 면은 상기 광축에서 유효 영역의 끝단 사이에 임계점을 가지며, 상기 제10 렌즈의 물체측 면과 센서측 면은 상기 광축에서 유효 영역의 끝단까지 임계점 없이 제공되며, 상기 제10 렌즈의 물체측 면과 센서측 면은 상기 광축에서 제10 렌즈의 유효 반경의 43% 이상까지 10도 이하의 경사 각도를 가질 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, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며, 상기 제11 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 갖고, 오목한 센서측 면을 가지며, 상기 제11 렌즈의 센서측 면은 상기 광축에서 유효 영역의 끝단 사이에 임계점을 가지며, 상기 제10 렌즈의 물체측 면과 센서측 면은 상기 광축에서 유효 영역의 끝단까지 임계점 없이 제공되며, 상기 제10 렌즈의 물체측 면과 센서측 면은 상기 광축에서 제10 렌즈의 유효 반경의 43% 이상까지 10도 이하의 경사 각도를 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제11 렌즈의 센서측 면은 상기 광축에서 유효 반경의 45% 이상까지 10도 이하의 경사 각도를 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제7 내지 제9 렌즈의 물체측 면과 센서측 면은 상기 광축에서 상기 제7 렌즈의 물체측 면의 유효 반경의 45% 이상까지 10도 이하의 경사 각도를 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제2 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며, 상기 제11 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제10 렌즈와 상기 제11 렌즈 사이의 중심 간격은 인접한 렌즈들 사이의 중심 간격들 중에서 최대이며, 상기 제9 렌즈의 중심 두께는 상기 제1 내지 제11 렌즈의 중심 두께 중에서 가장 클 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 광학계의 화각은 FOV이며, 상기 제1 렌즈의 물체측 면의 중심에서 이미지 센서의 상면까지의 광축 거리는 TTL이며, 전체 렌즈 매수는 n이며, 수학식: FOV < (TTL*n)을 만족할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제9 렌즈의 물체측 면은 임계점을 가지며, 상기 제11 렌즈의 센서측 면의 임계점은 상기 제9 렌즈의 물체측 면의 임계점보다 에지에 더 인접하게 배치될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 렌즈의 굴절률(n1)은 16 < n1*n < 18의 조건을 만족하며, 상기 제11 렌즈의 굴절률(n2)은 16 < n11*n < 18의 조건을 만족하며, 상기 제3 렌즈의 굴절률은 n3이며, 상기 n은 전체 렌즈 매수이며, 수학식: 17 < n3*n를 만족할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 내지 제11 렌즈 중에서 굴절률이 1.6 미만인 렌즈 매수는 6매 이상이며, 상기 제1, 2, 3렌즈의 굴절률은 n1,n2,n3이며, 상기 제1, 2, 3렌즈의 아베수는 v1,v2,v3이며, 수학식: (v3*n3) < (v1*n1) 및 (v3*n3) < (v2*n2)을 만족할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 내지 제11 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효경들의 합은 ∑CA이며, 전체 렌즈 매수는 n이며, 수학식: ∑CA*n > 1350를 만족할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 광학계는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 갖는 제1 렌즈; 상기 제1 렌즈의 센서 측에 배치된 제2 렌즈; 이미지 센서에 가장 인접한 n번째 렌즈; 상기 n번째 렌즈의 물체 측에 배치된 n-1번째 렌즈; 상기 제2 렌즈와 상기 n-1번째 렌즈 사이에 배치된 5매 이상의 렌즈들을 포함하며, 상기 제2 렌즈와 상기 n-1번째 렌즈 사이에 배치된 렌즈들 중 어느 하나는 최소 유효경을 가지며, 상기 n번째 렌즈는 상기 광학계의 렌즈들 중에서 최대 유효경을 가지며, 상기 렌즈들의 중심 두께의 합은 ΣCT이며, 인접한 두 렌즈들 사이의 광축 간격의 합은 ΣCG이며, 상기 렌즈들의 중심 두께 중 최대는 CT_Max이며, 상기 인접한 렌즈들 사이의 광축 간격 중에서 최대는 CG_Max이며, 상기 n은 광학계의 전체 렌즈 매수이며, 수학식: 1 < ΣCT / ΣCG < 2.5 및 10 < (CT_Max+CG_Max)*n < 30을 만족할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 n-1 번째 렌즈의 물체측 면과 센서측 면은 임계점을 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 n 번째 렌즈는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며, 상기 n-1번째 렌즈는 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며, 상기 n번째 렌즈의 센서 면은 광축에서 유효영역의 끝단 사이에 임계점을 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 n-1 번째 렌즈의 물체측 면과 센서측 면은 상기 광축에서 유효 영역의 끝단까지 임계점 없이 제공될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 n 번째 렌즈와 상기 n-1번째 렌즈 사이의 광축 간격은 CG10이며, 상기 n번째 렌즈의 중심 두께는 CT11이며, 수학식: 2 < CG10 / CT11 < 3을 만족할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 렌즈부터 n번째 렌즈까지의 중심 두께 합은 ΣCT이며, 인접한 두 렌즈들 사이의 중심 간격 합은 ΣCG이며, 전체 렌즈 매수는 n이며, 수학식: ΣCT*n > 45 및 ΣCG*n > 30을 만족할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 각 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 중에서 가장 큰 유효경은 CA_max이며, 이미지 센서의 최대 대각 길이의 1/2은 Imgh이며, 수학식: 0.5 < CA_max / (2*ImgH) < 1을 만족할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 렌즈의 물체측 면의 중심에서 이미지 센서의 상면까지의 광축 거리는 TTL이며, 이미지 센서의 최대 대각 길이의 1/2은 Imgh이며, 상기 광학계의 유효 초점 거리는 F이며, 상기 n번째 렌즈의 센서측 면의 중심에서 상기 광축과 직교하는 방향으로 연장되는 직선을 기준으로 광축 방향의 렌즈 면까지 최대 이격 거리는 Max_Sag112이며, 전체 렌즈 매수는 n이며, 수학식: 10 < (TTL/Imgh)*|Max_Sag112|*n < 25을 만족할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 광학계는 복수의 렌즈를 갖는 제1 렌즈 군; 상기 제1 렌즈 군의 렌즈보다 더 많은 렌즈들을 갖는 제2 렌즈 군; 및 상기 제1 렌즈 군의 렌즈들 사이에 배치된 조리개를 포함하며, 상기 제1 렌즈 군은 상기 제2 렌즈 군에 가장 인접한 센서측 면이 오목하며, 상기 제2 렌즈 군은 상기 제1 렌즈 군에 가장 인접한 물체측 면이 볼록하며, 상기 제1,2 렌즈 군의 렌즈 들 중에서 최대 유효경은 CA_Max이며, 상기 제1 렌즈 군의 첫 번째 렌즈의 물체측 면의 중심에서 상기 제2 렌즈 군의 마지막 렌즈의 센서측 면의 중심까지의 광축 거리는 TD이며, 전체 렌즈 매수는 n이며, 수학식: 1000 <CA_Max*TD*n <1500을 만족할 수 있다.
발명의 실시예에 의하면, 상기 제1 렌즈 군은 양의 굴절력을 갖는 렌즈 매수와 음의 굴절력을 갖는 렌즈 매수가 서로 다르며, 상기 제2 렌즈 군은 양의 굴절력을 갖는 렌즈 매수와 음의 굴절력을 갖는 렌즈 매수가 동일하며, 상기 제1 렌즈 군의 첫 번째 렌즈는 양의 굴절력을 가지며, 상기 제2 렌즈 군의 마지막 렌즈는 임계점을 갖는 센서측 면과 음의 굴절력을 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1,2 렌즈 군의 렌즈들의 중심 두께의 합이 ∑CT이고, 인접한 두 렌즈들 사이의 광축 간격들의 합이 ∑CG이며, 상기 광학계의 전체 렌즈 매수는 n이며, 수학식: 11 < (ΣCT / ΣCG)*n < 19.8을 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 개시에 따른 광학계를 포함하고, 전체 초점 거리는 F이고, 물체에 가장 인접한 렌즈의 물체 측 면의 중심으로부터 이미지 센서의 상면까지의 광축에서의 거리는 TTL이며, 이미지 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2은 Imgh이며, 전체 렌즈 매수는 n이며, 수학식: 0.5 < F/TTL < 1.5, 0.5 < TTL / ImgH < 3 및 44 ≤ ImgH*n ≤ 110을 만족할 수 있다.
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 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈의 구성도이다.
도 2는 도 1의 광학계의 이미지 센서, n, n-1, n-2번째 렌즈의 관계를 나타낸 설명한 도면이다.
도 3은 도 1를 광학계의 렌즈 데이터를 나타낸 표이다.
도 4는 발명의 실시 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 제7 내지 제11 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 Sag 값을 나타낸 표이다.
도 7은 도 1의 광학계에서 제7 내지 제11 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 경사 각도를 나타낸 표이다.
도 8은 도 1의 광학계의 회절 MTF(Diffraction MTF)에 대한 그래프이다.
도 9는 도 1의 광학계의 수차 특성을 나타낸 그래프이다.
도 10은 발명의 실시 예에 따른 렌즈들의 유효 영역의 끝단을 지나는 점들을 연결한 곡선을 2차원 함수로 나타낸 그래프이다.
도 11은 발명의 실시 예에 따른 제3 렌즈의 센서측 면부터 n번째 렌즈까지의 유효 영역의 끝단을 지나는 점들을 연결한 직선을 1차원 함수로 나타낸 그래프이다.
도 12은 도 1의 광학계의 n, n-1, n-2번째 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 Sag 값으로 나타낸 그래프이다.
도 13은 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 있으며, 단위는 mm이다. 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 1은 발명의 실시 예들에 따른 광학계(1000) 및 이를 갖는 카메라 모듈을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 광학계(1000) 또는 카메라 모듈은 복수의 렌즈군(LG1,LG2)를 갖는 렌즈부(100)를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 복수의 렌즈 군(LG1,LG2) 각각은 적어도 두 매의 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 이상의 렌즈를 포함할 수 있으며, 예컨대 2매 내지 3매의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈군(LG2)은 5매 이상의 렌즈를 포함할 수 있으며, 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 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 9매의 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 광학계(1000)에서 TTL(Total track length)는 이미지 센서(300)의 대각선 길이의 70% 미만일 수 있으며, 예컨대, 40% 내지 69% 범위 또는 50% 내지 60% 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, 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.
상기 제1 렌즈군(LG1)은 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈군(LG2)은 상기 제1 렌즈군(LG1)의 굴절력과 반대이며 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 7배 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 작고 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 32% 이하일 수 있으며, 예컨대 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 광축 거리의 12% 내지 32% 범위 또는 17% 내지 27% 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 15% 이하일 수 있으며, 예컨대 2% 내지 15% 또는 2% 내지 12% 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 n 번째 렌즈의 센서 측 면 사이의 광축 거리이다. 여기서, n 번째 렌즈는 마지막 렌즈이며, 명세서 내에서 n은 n = 9,10,11,12 중 어느 하나이다.
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, 11, 또는 12)으로 한 경우, 0 < D_LG1 / n < 0.2의 수식 및 0.3 < D_LG2 / n < 0.7의 수식을 만족할 수 있다.
또한 첫 번째 렌즈의 물체측 면에서 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 ∑CA인 경우, 8 < ∑CA / n < 15의 수식을 만족할 수 있다. 또한 첫 번째 렌즈에서 마지막 렌즈까지의 중심 두께의 합이 ∑CT인 경우, 0.3 < ∑CT / n < 0.6를 만족할 수 있으며, 인접한 두 렌즈들 사이의 중심 간격들의 합이 ∑CG인 경우, 2 < ∑CG < ∑CT를 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. 여기서, 상기 FOV는 전체 렌즈 매수(n)에 대해 6.5 < FOV / n < 12를 만족할 수 있다. 이에 따라 슬림한 망원용 카메라 모듈을 제공할 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)에서 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 같거나 많을 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 광학계(1000)는 렌즈부(100)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 보다 작을 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 렌즈들(100) 중 이미지 센서(300)에 가장 가까운 n번째 렌즈와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(100)가 11매 렌즈인 경우, 상기 광학필터(500)는 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(102,103) 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 거리보다 작을 수 있다. 상기 조리개(ST)에서 n 번째 렌즈의 센서측 면까지의 광축 거리를 SD로 한 경우, SD < EFL를 만족할 수 있다. 또한 상기 SD < Imgh를 만족할 수 있다. 상기 EFL는 광학계 전체의 유효 초점 거리이며, F로 정의될 수 있다. 상기 EFL과 Imgh는 서로 같거나 다를 수 있으며, 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 있다. 또한 상기 F#는 입사동 크기(EPD)보다 작을 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 제1 렌즈 군(LG1)의 센서측 면(예, S6)까지 점차 작아지며, 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 센서측 면에서 마지막 렌즈의 렌즈 면의 유효경까지 점차 커질 수 있다. 또한 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 유효경은 물체측 제1 렌즈(101)의 물체측 면부터 조리개가 배치된 렌즈 면까지 점차 작아질 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. 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, n-1, n-2 번째 렌즈의 관계를 나타낸 설명한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시 예들에 따른 광학계(1000)는 복수의 렌즈를 갖는 렌즈부(100)를 포함하며, 상기 렌즈부(100)는 제1 렌즈(101) 내지 제11 렌즈(111)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제11 렌즈들(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 내지 제11 렌즈(101-111) 중 광축에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 갖는 렌즈 매수는 4 매 이상일 수 있으며, 50% 미만일 수 있다. 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 각 렌즈(101-103)에서 렌즈 면들은 곡률 반경이 양의 값을 갖는 렌즈 면이 음의 곡률 반경을 갖는 렌즈 면보다 많을 수 있으며, 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 각 렌즈(104-111)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 4와 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 4와 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 4와 같이 제공되며, L3은 제3 렌즈(103)이며, L3S1은 제5 면이며, L3S2는 제6 면이다.
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 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 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 4와 같이 제공되며, L4은 제4 렌즈(104)이며, L4S1은 제7 면이며, L4S2는 제8 면이다.
상기 제1,2렌즈 군(LG1,LG2) 사이의 영역에 인접한 두 렌즈(103,104)는 다음의 조건을 만족할 수 있다.
조건1: 양의 굴절력을 갖는 렌즈의 굴절률 < 음의 굴절력을 갖는 렌즈의 굴절률
조건2: 양의 굴절력을 갖는 렌즈의 분산값 > 음의 굴절력을 갖는 렌즈의 분산값
이에 따라 상기 렌즈들 상호 간에 의해 발생되는 색 수차를 상호 보정해 줄 수 있다.
상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 렌즈(105)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제5 렌즈(105)는 물체 측 면으로 정의하는 제9 면(S9) 및 센서 측 면으로 정의하는 제10 면(S10)을 포함할 수 있다. 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. 이와 다르게, 상기 제5 렌즈는 양면이 볼록한 형상일 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 4와 같이 제공되며, L5은 제5 렌즈(105)이며, L5S1는 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 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제6 렌즈(106)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제6 렌즈(106)는 물체 측 면으로 정의하는 제11 면(S11) 및 센서 측 면으로 정의하는 제12 면(S12)을 포함할 수 있다. 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 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제11,12 면(S11,S12)의 비구면 계수는 도 4와 같이 제공되며, L6은 제6 렌즈(106)이며, 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 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제7 렌즈(107)은 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 렌즈(107)는 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 이와 다르게, 상기 제6 렌즈(107)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.
상기 제13 면(S13) 및 상기 제14 면(S14) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제13 면(S13) 및 상기 제14 면(S14)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제13,14 면(S13,S14)의 비구면 계수는 도 4와 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 하나는 임계점을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 제13 면(S13)은 광축(OA)를 기준으로 제13 면(S13)의 유효 영역의 끝단까지 임계점 없이 제공될 수 있다. 상기 제14 면(S14)은 임계점을 가질 수 있으며, 상기 임계점은 상기 광축(OA)에서 유효 반경의 42% 이하의 거리 예컨대, 22% 내지 42% 범위 또는 27% 내지 37% 범위에 위치될 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 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제8 렌즈(108)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제8 렌즈(108)는 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 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제8 렌즈(108)는 양면이 오목한 형상일 수 있다. 이와 다르게, 상기 제8 렌즈(108)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제8 렌즈(108)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상일 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 4와 같이 제공되며, L8은 제8 렌즈(108)이며, L8S1은 제15 면이며, L8S2는 제16 면이다.
상기 제8 렌즈(108)의 상기 제15 면(S15) 및 상기 제16 면(S16) 중 적어도 하나 또는 모두는 임계점을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 제15 면(S15)의 임계점은 광축(OA)에서 유효 반경의 41% 이하에 위치할 수 있으며, 예컨대, 21% 내지 41% 범위 또는 26% 내지 36% 범위에 위치될 수 있다. 여기서, 상기 제16 면(S16)은 광축에서 유효 영역의 끝단까지 임계점 없이 제공될 수 있다. 광축(OA)에서 상기 제15 면(S15)의 임계점과 상기 제14 면(S14)의 임계점은 0.3 mm 이하의 차이를 가질 수 있어, 상기 제14,15 면(S14,S15)은 진행하는 광을 효과적으로 가이드할 수 있다.
상기 제9 렌즈(109)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(109)는 음(-)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 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제9 렌즈(109)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제9 렌즈(109)는 광축(OA)에서 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상이거나, 양면이 오목한 형상 또는 볼록한 형상을 가질 수 있다.
상기 제9 렌즈(109)의 제17 면(S17)과 제18 면(S18) 중 적어도 하나 또는 모두는 광축에서 유효 영역의 끝단까지 임계점을 가질 수 있다. 상기 제17 면(S17)의 임계점(도 2의 P3)은 광축에서 유효 반경의 30% 이상의 위치 예컨대, 30% 내지 50% 범위 또는 35% 내지 45% 범위에 위치할 수 있다. 상기 제18 면(S18)의 임계점은 광축에서 유효 반경의 33% 이하의 위치 예컨대, 13% 내지 33% 범위 또는 18% 내지 28% 범위에 위치할 수 있다. 상기 제18 면(S18)의 임계점은 제17 면(S17)의 임계점보다 광축에 더 인접하게 배치되므로, 입사된 광을 이미지 센서(300)의 중심부 및 주변부를 향해 굴절시켜 줄 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 4와 같이 제공되며, L9은 제9 렌즈(109)이며, L9S1은 제17 면이며, L9S2는 제18 면이다.
상기 제10 렌즈(110)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음의 굴절력을 가질 수 있으며, 예컨대 양의 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 광학계(1000) 중에서 n-1 번째 렌즈일 수 있다.
상기 제10 렌즈(110)는 물체 측이 오목한 제19 면(S19) 및 센서 측이 볼록한 제20 면(S20)을 포함할 수 있다. 상기 제10 렌즈(110)는 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제10 렌즈(110)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제10 렌즈(110)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상 또는 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제10 렌즈(110)의 제19 면(S19)과 제20 면(S20)은 광축에서 유효 영역의 끝단까지 임계점 없이 제공될 수 있다. 이에 따라 제10 렌즈(110)는 유효경이 제11 렌즈(111)의 유효경과의 차이가 크지 않고 얇은 두께로 제공할 수 있어, 전 영역을 통해 균일한 광으로 가이드할 수 있다.
상기 제10 렌즈(110)의 제19 면(S19) 및 제20 면(S20)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제19,20 면(S19,S20)의 비구면 계수는 도 4와 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)의 n번째 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 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제22 면(S22)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제11 렌즈(111)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제11 렌즈(111)는 광축(OA)에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상이거나, 양면이 오목한 형상 또는 볼록한 형상을 가질 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 4와 같이 제공되며, L11은 제11 렌즈(111)이며, L11S1은 제21 면이며, L11S2는 제22 면이다.
도 2와 같이, 상기 제9 렌즈(109)는 제17 면(S17)와 제18 면(S18)이 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단까지 적어도 하나의 임계점을 가질 수 있다. 상기 제17 면(S17)의 임계점(P3)은 광축(OA)에서 유효 반경의 끝단까지의 거리인 유효 반경(r91)의 50% 이하의 거리 예컨대, 30% 내지 50%의 범위 또는 35% 내지 45% 범위에 위치할 수 있다.
상기 제18 면(S18)의 임계점은 상기 제17 면(S17)의 임계점(P3) 보다 광축에 더 인접하게 배치될 수 있어, 이미지 센서의 중심부로 진행하는 광을 가이드할 수 있다.
광축에서 상기 제17 면(S17)의 임계점까지의 거리를 Inf91로 할 경우, 상기 Inf91은 광축(OA)을 기준으로 1mm 내지 1.8mm 범위에 배치될 수 있다. 상기 제9 렌즈(109)의 임계점들의 위치는 상기 광학계(1000)의 광학 특성을 고려하여 상술한 범위를 만족하는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 자세하게, 상기 임계점의 위치는 상기 광학계(1000)의 색수차, 왜곡 특성, 수차 특성, 해상력 등의 광학 특성 제어를 위해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 렌즈를 통해 상기 이미지 센서(300)로 방출되는 광의 경로를 효과적으로 제어할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서도 향상된 광학 특성을 가질 수 있다.
상기 제11 렌즈(111)는 제21 면(S21)와 제22 면(S22)이 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단까지 적어도 하나의 임계점(P1,P2)을 가질 수 있다. 상기 제21 면(S21)의 임계점(P2)은 광축(OA)에서 유효 반경의 끝단까지의 거리인 유효 반경의 19% 이하의 거리 예컨대, 1% 내지 19%의 범위 또는 4% 내지 14% 범위에 위치할 수 있다. 상기 제21 면(S21)의 임계점(P2)은 상기 제22 면(S22)의 임계점 및 제9 렌즈(109)의 임계점보다 광축에 더 가깝게 배치될 수 있다. 이에 따라 제21 면(S21)은 임계점(P2)의 주변으로 진행하는 광의 굴절 각을 변화시켜 주어, 이미지 센서(300)의 중심부를 향해 광을 분산시켜 줄 수 있다.
상기 제22 면(S22)의 임계점(P1)은 광축(OA)을 기준으로 유효 반경의 26% 이상의 거리(Inf112) 예컨대, 26% 내지 46%의 범위 또는 31% 내지 41% 범위에 위치할 수 있다. 상기 제22 면(S22)의 임계점(P1)의 위치는 광축을 기준으로 상기 제21 면(S21)의 임계점과 제9 렌즈(109)의 임계점보다 더 외측에 배치될 수 있다. 광축에서 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)과 제22 면(S22)의 임계점(P2,P1) 사이의 거리 차이는 1mm 이상일 수 있다. 상기 제11 렌즈(111)의 임계점(P1,P2)의 위치는 상기 광학계(1000)의 광학 특성을 고려하여 상술한 범위를 만족하는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 자세하게, 상기 임계점(P1,P2)의 위치는 상기 광학계(1000)의 색수차, 왜곡 특성, 수차 특성, 해상력 등의 광학 특성 제어를 위해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 렌즈를 통해 상기 이미지 센서(300)로 방출되는 광의 경로를 효과적으로 제어할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서도 향상된 광학 특성을 가질 수 있다.
광축(OA)에서 상기 제9 렌즈(109)의 제17 면(S17)와 제18 면(S18) 각각의 유효 영역의 끝단까지의 거리는 유효 반경이며, r91 및 r92로 정의할 수 있다. 광축(OA)에서 상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)와 제22 면(S22) 각각의 유효 영역의 끝단까지의 거리는 유효 반경이며, r111 및 r112로 정의할 수 있다.
Inf112: 제22 면(S22)의 중심에서 제1 임계점(P1)까지의 직선 거리
Inf111: 제21 면(S21)의 중심에서 제2 임계점(P2)까지의 직선 거리
Inf91: 제17 면(S17)의 중심에서 제3 임계점(P3)까지의 직선 거리
Inf92: 제18 면(S18)의 중심에서 제4 임계점(P4)까지의 직선 거리
상기 각 렌즈 면의 중심에서 임계점까지의 거리는 다음의 관계를 가질 수 있다.
Inf111 < Inf112
Inf92 < Inf91
Inf111 < Inf92 < Inf91 < Inf112
(Inf91-Inf92) < (Inf112-Inf111)
상기 유효 반경(r91, r92, r111, r112)과 임계점(P1,P2,P3,P4)까지의 거리는 광축으로부터 하기 관계식을 만족할 수 있다.
0.30 ≤ Inf91/r91 ≤ 0.50
0.13 ≤ Inf92/r92 ≤ 0.33
0.01 < Inf111/r111 ≤ 0.19
0.26 < Inf112/r112 ≤ 0.46
상기 제1 임계점(P1)의 위치는 광축(OA)에서 1 mm 이상의 위치 예컨대, 1 mm 내지 3 mm 범위 내에 위치할 수 있으며, 상기 제2 임계점(P2)은 광축을 기준으로 1.2 mm 이하 예컨대, 0.10 mm 내지 1.2 mm 범위 내에 위치할 수 있다. 상기 제3 임계점(P3)은 광축을 기준으로 0.9 mm 이상의 위치 예컨대, 0.9 mm 내지 1.9 mm 범위 내에 위치할 수 있다.
상기 제1 임계점(P1)은 상기 제1,2,4 임계점(P2,P3,P4)보다 광축(OA)에 더 인접하게 위치될 수 있으며, 상기 제2 임계점(P2)은 상기 제1,3 임계점(P1,P3) 보다 에지에 더 인접하게 위치할 수 있다. 이에 따라 제9,11 렌즈(197,111)는 입사된 광을 중심부 및 주변부를 향해 가이드할 수 있다.
n번째 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 제1 각도(θ1)를 가질 수 있으며, 상기 제1 각도(θ1)가 최대인 경우 5도 초과 및 65도 미만일 수 있으며, 예컨대 20도 내지 50도 범위 또는 25도 내지 45도의 범위일 수 있다. 이에 따라 제22 면(S22)의 주변부에서 이미지 센서(300)으로 광을 가이드할 수 있다. 또한 제22 면(S22)은 광축(OA)과 직교하는 직선을 기준으로 물체측 방향으로 연장된 렌즈 면의 Sag 값(절대 값)이 센서측 방향으로 연장되는 Sag 값(절대 값)보다 크게 제공되므로, TTL는 줄이고 이미지 센서(300)의 사이즈는 증가시켜 줄 수 있다.
n-1번째 렌즈인 제10 렌즈(110)의 센서측 제20 면(S20)의 임의의 점을 지나는 접선(K3)에 수직한 직선인 법선(K4)은 광축(OA)과 소정의 제2 각도(θ2)를 가질 수 있으며, 상기 제2 각도(θ2)가 최대인 경우 5도 초과 및 65도 미만일 수 있으며, 예컨대 20도 내지 50도 범위 또는 27도 내지 47도의 범위일 수 있다. 이에 따라 제22 면(S22)의 광축 또는 근축 영역에서 최소 Sag 값을 가지므로, 슬림한 광학계를 제공할 수 있다.
상기 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)을 지나는 접선에 수직한 법선과 광축 사이의 최대 각도는 θ3이며, 상기 제10 렌즈(110)의 제19 면(S19)을 지나는 접선에 수직한 법선과 광축 사이의 최대 각도는 θ4이며, 상기 제9 렌즈(109)의 제18 면(S18)을 지나는 접선에 수직한 법선과 광축 사이의 최대 각도는 θ5이며, 상기 제9 렌즈(109)의 제17 면(S17)을 지나는 접선에 수직한 법선과 광축 사이의 최대 각도는 θ6이며, 상기 θ1, θ2는 최대 각도인 경우, 하기 조건들 중 적어도 하나를 만족할 수 있다.
조건1: θ1 ≤ θ2
조건2: θ4 < θ3
조건3: θ3 ≤ θ1
조건4: 0 < (θ1 - θ3) < 10
조건5: 0 ≤ (θ2 - θ1) < 10
조건6: 15 < (θ2 - θ4) < 30
조건7: 0 ≤ (θ5 - θ2) < 10
조건8: 1 ≤ (θ5 - θ6) < 10
상기 제1 렌즈(101)의 제1,2면(S1,S2)의 곡률 반경은 L1R1,L1R2이며,
상기 제2 렌즈(102)의 제3,4면(S3,S4)의 곡률 반경은 L2R1,L2R2이며,
상기 제3 렌즈(103)의 제5,6 면(S5,S6)의 곡률 반경은 L3R1,L3R2이고,
상기 제4 렌즈(104)의 제7,8 면(S7,S8)의 곡률 반경은 L4R1,L4R2이고,
상기 제5 렌즈(105)의 제9,10 면(S9,S10)의 곡률 반경은 L5R1, L5R2이고,
상기 제6 렌즈(106)의 제11,12 면(S11,S12)의 곡률 반경은 L6R1, L6R2이며,
상기 제7 렌즈(107)의 제13,14 면(S13,S14)의 곡률 반경은 L7R1, L7R2이고,
상기 제8 렌즈(108)의 제15,16 면(S15,S16)의 곡률 반경은 L8R1, L8R2이며,
상기 제9 렌즈(109)의 제17,18 면(S17,S18)의 곡률 반경은 L9R1, L9R2이고,
상기 제10 렌즈(110)의 제19,20 면(S19,S20)의 곡률 반경은 L10R1, L10R2이며,
상기 제11 렌즈(111)의 제21,22 면(S21,S22)의 곡률 반경은 L11R1, L11R2로 정의할 수 있다. 상기 곡률 반경들은 광학계의 수차 특성의 개선을 위해 다음의 조건 1-9 중 적어도 하나를 만족할 수 있다. 명세서 내에서 *은 곱셈을 의미한다.
조건1: L1R1 < (L2R2-L2R1)
조건2: L1R1+L1R2 < L2R2
조건3: L3R1+L3R2 < L2R2
조건4: (｜L4R2｜*2) < L4R1
조건5: ｜L5R1+L5R2｜ < ｜L4R2｜
조건6: ｜L6R1+L6R2｜ < L4R1
조건7: L7R2 < L4R1 < (L7R1*3) (단, ｜L7R1｜ < ｜L6R2｜의 관계를 만족한다)
조건8: ｜L8R1+L8R2｜ < L7R2
조건9: L9R1*L9R2 < L7R2
조건10: ｜L10R1-L10R2｜ < L9R2-L9R1
조건11: ｜L10R1-L10R2｜< L11R1-L11R2
광축(OA)에서 상기 제1 렌즈(101)의 제1,2 면(S1,S2)의 곡률 반경의 평균은 광학계 내에서 최소일 수 있으며, 각 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 곡률 반경의 차이가 가장 작은 렌즈는 제10 렌즈일 수 있으며, 곡률 반경의 차이가 가장 큰 렌즈는 제4렌즈일 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)의 제3,4 면(S3,S4)의 곡률 반경(절대 값)의 평균은 광학계(1000) 내에서 최대일 수 있다. 이러한 각 렌즈의 곡률 반경을 설정해 주어, 각 렌즈의 초점 거리에서 양호한 광학 성능을 제공할 수 있다.
상기 제1 내지 제11 렌즈(101-111)의 유효경은 ED1-ED11로 정의할 수 있다. 상기 제11 렌즈(111)의 유효경(ED11)은 최대 유효경을 가질 수 있으며, 8 mm 이상일 수 있다. 상기 제11 렌즈(111)의 유효경(ED11)은 물체측 면과 센서측 면의 유효경들의 평균이다. 상기 제11 렌즈(111)의 유효경(ED11)은 제1 렌즈(101)의 물체측 면(S1)의 곡률 반경의 2배 이상일 수 있다.
광축 상에서,
상기 제1 렌즈(101)의 제1,2면(S1,S2)의 유효경이 CA11, CA12이고,
상기 제2 렌즈(102)의 제3,4면(S3,S4)의 유효경이 CA21, CA22이고,
상기 제3 렌즈(103)의 제5,6면(S5,S6)의 유효경이 CA31, CA32이고,
상기 제4 렌즈(104)의 제7,8면(S7,S8)의 유효경이 CA41, CA42이고,
상기 제5 렌즈(105)의 제9,10면(S9,S10)의 유효경이 CA51, CA52이고,
상기 제6 렌즈(106)의 제11,12면(S11,S12)의 유효경이 CA61, CA62이며,
상기 제7 렌즈(107)의 제13,14면(S13,S14)의 유효경이 CA71, CA72이고,
상기 제8 렌즈(108)의 제15,16면(S15,S16)의 유효경이 CA81, CA82이며,
상기 제9 렌즈(109)의 제17,18면(S17,S18)의 유효경이 CA91, CA92이고,
상기 제10 렌즈(110)의 제19,20면(S19,S20)의 유효경이 CA101, CA102
상기 제11 렌즈(111)의 제21,22면(S21,S22)의 유효경이 CA111, CA112으로 정의할 수 있다. 이러한 유효경들은 광학계의 수차 특성에 영향을 주는 요소이며, 다음의 조건 중 적어도 하나를 만족할 수 있다.
조건1: CA22 < CA21 < CA11
조건2: CA32 < CA31 < CA22 < CA21
조건3: CA32 ≤ CA41 < CA42 < CA51 < CA52
조건4: CA52 < CA61 < CA62 < CA71 < CA72 ≤ CA81
조건5: CA81 < CA82 < CA91 < CA92 < CA101 < CA102 < CA1101 < CA1102
조건6: (CA41-CA32) < (CA31-CA32)
조건7: (CA41 + CA42) < CA102
조건8: L1R1+L1R2 < CA82
조건9: (ED1*2) < ED11
조건10: (ED3*3) < ED11
상기 제1 내지 제11 렌즈(101-111) 중에서 렌즈의 유효경의 평균 크기는 상기 제3 렌즈(103)가 가장 작을 수 있고, 상기 제11 렌즈(111)가 가장 클 수 있다. 광학계 내에서 상기 제6 면(S6) 또는 제7 면(S7)의 유효경은 최소이며, 상기 제22 면(S22)의 유효경은 가장 클 수 있다. 상기 제11 렌즈(111)의 유효경은 가장 크게 제공되어, 입사되는 광들을 효과적으로 이미지 센서(300)의 전 영역으로 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 광학계 내에서 굴절률이 1.6 초과된 렌즈 매수는 5매 이하일 수 있으며, 1.6 미만의 렌즈 매수 보다 작을 수 있다. 상기 광학계에서 1.6 미만의 렌즈 매수는 6매 이상 또는 7매 이상일 수 있다. 상기 제1 내지 제11 렌즈(101-111)의 굴절률 평균은 1.52 이상일 수 있다. 상기 광학계 내에서 아베수가 45 초과인 렌즈 매수는 45 미만의 렌즈 매수보다 작을 수 있으며, 예컨대 4매 이상일 수 있다. 상기 제1 내지 제11 렌즈(101-111)의 아베수 평균은 45 이하일 수 있다. 이러한 각 렌즈의 굴절률과 아베수를 설정해 주어, 색수차 영향을 조절할 수 있다.
도 2를 참조하면, 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 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, 제10,11렌즈(110,111) 사이의 중심 간격은 CG10로 정의할 수 있다. 상기 인접한 두 렌즈들 사이의 에지 간격은 EG1 내지 EG10로 나타낼 수 있다.
또한 도 5와 같이, 각 렌즈(101-111)의 두께는 T1 내지 T11으로 정의할 수 있고, 중심에서 에지측 제1 방향(Y)을 향해 0.1 mm 이상의 간격으로 나타낼 수 있다. 인접한 두 렌즈 사이의 간격은 G1 내지 G10로 나타낼 수 있으며, 인접한 두 렌즈 사이의 중심에서 제1 방향(Y)을 향해 0.1 mm 이상의 간격으로 나타낼 수 있다.
상기 제10,11 렌즈(110,111) 사이의 간격(CG10)는 상기 제3,4 렌즈(103,104) 사이의 중심 간격(CG3)보다 클 수 있으며, 다음의 조건을 만족할 수 있다.
조건1: (CG3*2) < CG10
조건2: (CT10+CT11) < CG10
상기 제9 렌즈(109)의 중심 두께(CT9)는 렌즈의 중심 두께들 중에서 최대이며, 상기 제9 렌즈(109)와 상기 제11 렌즈(111) 사이의 중심 간격(CG10)은 렌즈들 사이의 중임 간격 중에서 최대이며, 상기 제3 렌즈(103)의 중심 두께(CT3)는 렌즈들 중에서 최소이며, 상기 제2,3 렌즈(102,103) 사이의 중심 간격(CG2), 제5,6 렌즈(105,106) 사이의 중심 간격(CG5), 및 제7,8 렌즈(107,108) 사이의 중심 간격(CG7), 제8,9 렌즈(108,109) 사이의 중심 간격(CG8) 중 적어도 하나는 렌즈들 사이의 중임 간격 중 최소일 수 있으며, 상기 최소 간격은 0.1 mm 이하일 수 있다. 이에 따라 10매 이상의 렌즈를 갖는 광학계(1000)를 슬림한 크기로 제공할 수 있다.
상기 복수의 렌즈 면(S1-S22) 중에서 유효 반경이 2 mm 미만의 면수는 2 mm 이상의 면수보다 작을 수 있으며, 각 렌즈의 중심 두께가 0.4mm 미만인 렌즈 매수는 50% 이하 예컨대, 50% 미만일 수 있다.
각 렌즈(101-111)의 초점 거리를 F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7,F8,F9,F10,F11로 정의할 때, 절대 값에서 F1 < F3 및 F3 < F4 < F5의 조건을 만족할 수 있으며, F11 < F8 < F5 < F10의 조건을 만족할 수 있다. 이러한 초점 거리를 조절하여 해상력에 영향을 줄 수 있다. 초점 거리를 절대 값으로 설명하면, 상기 제10 렌즈(110)의 초점 거리(F10)는 렌즈들 중에서 가장 클 수 있고, 제11 렌즈(111)의 초점 거리는 최소이며, 제1,2렌즈(101,102)의 초점 거리 차이는 10 이하일 수 있다. 상기 최대 초점 거리는 최소 초점 거리의 100배 이상일 수 있다.
상기 각 렌즈(101-108)의 굴절률이 n1,n2,n3,n4,n5,n6,n7,n8,n9,n10,n11이고, 각 렌즈(101-108)의 아베수가 v1,v2,v3,v4,v5,v6,v7,v8,v9,v10,v11인 경우, 굴절률은 n1 < n3의 조건을 만족할 수 있으며, n1,n2,n4,n6,n7,n8,n10,n11는 1.6 미만이며 서로 0.2 이하의 차이를 가질 수 있고, n3,n5,n7,n9는 1.60 초과이다. 아베수는 v3 < v1의 조건을 만족할 수 있으며, v1,v2,v8,v10,v11는 45 이상이며 서로 10 이하의 차이를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다. 바람직하게, v3*n3 < v1*n1의 조건을 만족할 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, 간격, 유효경 및 곡률 반경의 단위는 mm이다.
[수학식 1] 1 < CT3 / CT1 < 6
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 < 4를 만족할 수 있다.
[수학식 2] 0.3 < CT3 / ET3 < 2
수학식 2에서 상기 제3 렌즈(103)의 중심 두께(CT3)와 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 < 2
[수학식 2-5] 0.8 < CT5 / ET5 < 2
[수학식 2-6] 1 < CT6 / ET6 < 5
[수학식 2-7] 0.3 < CT7 / ET7 < 2
[수학식 2-8] 0.5 < CT8 / ET8 < 2
[수학식 2-9] 0 < CT9 / ET9 < 1
[수학식 2-10] 0.8 < CT10 / ET10 < 2
[수학식 2-11] 0.3 < CT11 / ET11 < 2
[수학식 2-12] CT11/ET11 < CT1/ET1
[수학식 2-13] 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. 수학식 2-13에서 상기 SD는 조리개(STOP)에서 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 2-13을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차가 개선될 수 있다.
[수학식 2-14] 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 2-14를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차가 개선될 수 있다. 즉, 수학식 2-14의 값이 1에 가까워질수록 왜곡 수차가 감소될 수 있다. 수학식 2-14의 값은 1 < ｜F_LG2 /F_LG1｜ < 3를 만족할 수 있다.
[수학식 3] 18 < TTL/CT_Aver < 28
수학식 3에서 TTL은 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 중심에서 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축 거리이며, CT_Aver은 제1 내지 제11 렌즈(101-111)의 중심 두께들의 평균이다. 수학식 3을 만족할 경우, 슬림한 광학계를 제공할 수 있다. 바람직하게, 18 < TTL/CT_Aver < 25를 만족할 수 있다.
[수학식 4] 1.60 < 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 렌즈 매수이다).
[수학식 4-1]
1.5 < n1 < 1.6
1.5 < n10 < 1.6
1.5 < n11 < 1.6
16 < n1*n < 18
16 < n10*n < 18
16 < n11*n < 18
수학식 4-1에서 n1은 제1 렌즈(101)의 d-line에서의 굴절률이며, n10은 제10 렌즈(110)의 d-line에서의 굴절률을 의미하며, n11은 제11 렌즈(111)의 d-line에서의 굴절률을 의미하며, n은 광학계의 전체 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 < n5*n
17 < n7*n
수학식 4-2에서 n5은 제5 렌즈(105)의 d-line에서의 굴절률이며, n7은 제7 렌즈(107)의 d-line에서의 굴절률을 의미하며, n은 광학계의 전체 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 < Max_Sag112 to Sensor < 1.5
수학식 5에서 Max_Sag112 to Sensor은 상기 제11 렌즈(111)의 센서 측 제22 면(S22)의 최대 Sag값에서 이미지 센서(300)까지의 광축 방향의 거리를 의미한다. 여기서, Sag112는 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)의 중심과 직교하는 방향(X,Y)으로 연장되는 직선에서 제22 면(S22)까지의 광축 거리이며, Sag112 값이 양의 값이면 상기 직선보다 센서 측으로 연장된 렌즈 면이며, 음의 값이면 상기 직선보다 물체 측으로 연장된 렌즈 면일 수 있다.
Max_Sag112 to Sensor은 상기 제11 렌즈(111)의 센서측 면의 임계점(P1)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)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 5의 값은 0.5 < Max_Sag112 to Sensor < 1를 만족할 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 Max_Sag112 to Sensor의 값은 광학계(1000)의 BFL(Back focal length)보다 작을 수 있으며, 상기 필터(500)의 위치는 마지막 렌즈와 이미지 센서(300)과 각각 접촉하지 않는 범위 내에서 이동하여 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 즉, 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)은 임계점(P1)과 이미지 센서(300) 사이의 거리가 최소이고, ｜Sag112｜은 상기 임계점(P1)부터 유효 영역의 끝단을 향해 점차 커질 수 있다.
[수학식 6] 1 < BFL / Max_Sag112 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 / Max_sag112 to Sensor < 1.5를 만족할 수 있다.
[수학식 7] 5 < ｜Max slope112｜ < 45
수학식 7에서 Max slope112는 상기 제11 렌즈(111)의 센서 측 제22 면(S22) 상에서 측정한 접선 각도의 최대값(Degree)을 의미한다. 자세하게, 상기 제22 면(S22)에서 Max slope112는 광축(OA)의 수직인 방향으로 연장하는 가상의 선에 대해 가장 큰 접선 각도를 가지는 지점의 각도 값(Degree)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 7를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 렌즈 플레어(lens flare)의 발생을 제어할 수 있다. 바람직하게, 수학식 7은 25 ≤ ｜Max slope112｜ ≤ 45를 만족할 수 있다. ｜Max Slope112｜는 도 2의 제1 각도의 최대 각도를 나타낼 수 있다.
[수학식 8] CT9 < ｜Max Sag112｜
수학식 8에서 Max_Sag112는 상기 제11 렌즈(111)의 센서측 면의 중심과 직교하는 방향(X,Y)으로 연장되는 직선부터 제12 면(S12)까지의 최대 이격된 값이며, CT9는 제9 렌즈의 중심 두께이다. 수학식 8을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 최대 중심 두께를 갖는 상기 제9 렌즈(109)의 중심 두께 대비하여 제11 렌즈(111)의 센서측 면의 유효 영역의 외곽부에서 높이를 더 높게 할 수 있다. 이에 따라 제11 렌즈(111)는 최대 유효경과 Sag112를 갖고, 입사된 광을 이미지 센서(300)를 향해 굴절시켜 줄 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 8를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)의 TTL 대비 이미지 센서(300)의 크기를 증가시켜 주고, 슬림한 광학계를 제공할 수 있다. 바람직하게, 1 < ｜Max_Sag112｜ < 1.7의 조건을 만족할 수 있다.
[수학식 9] CG6 < ｜Max_Sag102｜ < (CG6*2)
수학식 9는 CG6은 상기 제6 렌즈(106)와 상기 제7 렌즈(107) 사이의 광축 간격이며, ｜Max_Sag102｜는 상기 제10 렌즈(110)의 센서측 면의 중심과 직교하는 방향으로 연장되는 직선으로부터 상기 제20 면(S20)까지의 최대 이격 거리이다. 광학계가 수학식 9를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡 수차 특성을 개선할 수 있고, 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 바람직하게, CT9 < CG6 < CG10의 조건을 만족할 수 있다.
[수학식 10] 1 < CG10 / EG10 < 5
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. 바람직하게, 수학식 10은 1.5 < CG10 / EG10 < 3를 만족할 수 있다.
[수학식 11] 0 < CG10 / CG6 < 2
수학식 11에서 상기 제6,7 렌즈(106,107) 사이의 광축 간격(CG6)과 상기 제10,11 렌즈(110,111) 사이의 광축 간격(CG10)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 1 < CG10 / CG6 < 2을 만족하거나, 11 < (CG10 / CG6)*n < 22를 만족할 수 있으며, n은 렌즈 매수이다.
[수학식 11-1] 5 < CA112 / CG10 < 20
수학식 11-1에서 CA112는 가장 큰 렌즈 면의 유효경으로서, 제11 렌즈(111)의 센서 측 제22 면(S22)의 유효경의 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 10 < CA112 / CG10 < 15를 만족할 수 있다.
[수학식 11-2] 8 < CA102 / CG10 < 15
수학식 11-2는 상기 제10 렌즈(110)의 센서 측 제20 면(S20)의 유효경(CA102)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 8 < CA102 / CG10 < 12를 만족할 수 있다.
[수학식 12] 0 < CT1 / CT11 < 3
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. 상기 광학계(1000)는 설정된 화각에서 양호한 광학 성능을 가지며 TTL(total track length)을 제어할 수 있다. 바람직하게, 수학식 12는 1 < CT1 / CT11 < 2을 만족하거나, 11 < (CT1 / CT11)*n < 22를 만족할 수 있으며, n은 렌즈 매수이다.
[수학식 13] 0 < CT10 / CT11 < 2
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 0.5 < CT10 / CT11 < 1.5을 만족하거나, 5.5 < (CT10 / CT11)*n < 16.5을 만족할 수 있으며, n은 렌즈 매수이다. 상기 제7,8,9 렌즈의 중심 두께는 (CT7 + CT8) < CT9의 조건을 만족할 수 있다. 또한 제1,2,3,8 렌즈의 중심 두께는 (CT3 + CT4 + CT5) < (CT1 + CT2)의 조건을 만족할 수 있다.
[수학식 14] 0 < ｜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 1 < ｜L10R2 / L11R1｜ < 5를 만족할 수 있다.
[수학식 15] 0 < (CG10 - EG10) / (CG10) < 1
수학식 15가 제10,11 렌즈(110,111) 사이의 중심 간격(CG10)과 에지 간격(CG10)을 만족할 경우, 광학계(1000)는 수차 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) < 0.55를 만족할 수 있다. 여기서, 상기 제4, 5, 6, 7, 8렌즈들 사이의 중심 간격을 비교하면, CG4 < CG5 < CG6의 조건을 만족할 수 있다.
[수학식 16] 0 < CA11 / CA31 < 2
수학식 16에서 CA11은 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 유효경(Clear aperture, CA)를 의미하고, CA31은 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 ≤ CA11 / CA31 ≤ 1.5를 만족하거나, 11 ≤ (CA11 / CA31)*n ≤ 16.5을 만족할 수 있으며, n은 렌즈 매수이다.
[수학식 17] 1 < CA112 / CA42 < 6
수학식 17에서 CA42는 상기 제4 렌즈(104)의 제8 면(S8)의 유효경을 의미하고, CA112는 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 < CA112 / CA42 < 5를 만족하거나, 22 < (CA112 / CA42)*n < 55를 만족할 수 있으며, n은 렌즈 매수이다.
[수학식 18] 0.5 < CA42 / CA32 < 1.5
수학식 18에서 상기 제3 렌즈(103)의 제6 면(S6)의 유효경(CA32)과 상기 제4 렌즈(104)의 제8 면(S8)의 유효경(CA42)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 0.8 < CA42 / CA32 < 1.2를 만족하거나, 8.8 < (CA42 / CA32)*n < 13.2를 만족할 수 있으며, n은 렌즈 매수이다.
[수학식 19] 0.1 < CA52 / CA102 < 1
수학식 19에서 상기 제5 렌즈(105)의 제10 면(S10)의 유효경(CA52)과 상기 제10 렌즈(110)의 제20 면(S20)의 유효경(CA102)를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 출사측 광 경로를 제어하여 색 수차를 개선할 수 있다. 바람직하게, 수학식 19는 0.1 < CA52 / CA102 < 0.5를 만족하거나, 1.1 < (CA52 / CA102)*2 < 6.5를 만족할 수 있으며, n은 렌즈 매수이다.
[수학식 20] 1 < CA112 / CA11 < 5
수학식 20에서 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 유효경(CA11)과 상기 제11 렌즈(111)의 제22 면(S22)의 유효경(CA112)를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 출사측 광 경로를 제어하여 색 수차를 개선할 수 있다. 바람직하게, 수학식 20은 2 < CA52 / CA102 < 4를 만족하거나, 22 < (CA52 / CA102)*2 < 44를 만족할 수 있으며, n은 렌즈 매수이다.
[수학식 21] 1 < CG3 / EG3 < 10
수학식 20에서 광축에서 상기 제3,4 렌즈(103,104) 사이의 간격(CG3)과 상기 제3,4 렌즈(103,104) 사이의 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 4 < CG3 / EG3 < 9를 만족할 수 있다.
[수학식 22] 0 < CG9 / EG9 < 1
수학식 22에서 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, 0.3 < CG9 / EG9 < 0.8을 만족할 수 있다. 수학식 21 및 22 중 적어도 하나는 수학식 22-1 내지 22-7 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
[수학식 22-1] 0 < CG1 / EG1 < 1.5
[수학식 22-2] 0 < CG2 / EG2 < 0.5
[수학식 22-3] 3 < CG4 / EG4 < 8
[수학식 22-4] 0 < CG5 / EG5 < 0.5
[수학식 22-5] 3 < CG6 / EG6 < 15
[수학식 22-6] 0 < CG7 / EG7 < 1.5
[수학식 22-6] 0 < CG8 / EG8 < 1
상기한 중심 간격과 에지 간격들에 의해 인접한 두 렌즈들 사이의 중심부와 에지부를 통해 진행하는 광이 마지막 렌즈의 중심부 및 에지부로 가이드될 수 있다.
[수학식 23] 0 < G10_max / CG10 < 2
수학식 23에서 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. 바람직하게, 수학식 22은 0.5 < G10_max / CG10 < 1.5를 만족할 수 있다.
[수학식 24] 0 < CT9 / CG10 < 1
수학식 24에서 상기 제9 렌즈(109)의 광축에서의 두께(CT9)와 광축에서 상기 제10,11 렌즈(110,111) 사이의 간격(CG10)을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제9,10 렌즈의 유효경 크기 및 인접한 렌즈들 사이의 중심 간격을 축소할 수 있으며, 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다. 바람직하게, 수학식 24는 0.4 < CT9 / CG10 < 0.8를 만족하거나, 4.4 < (CT9 / CG10)*n < 8.8를 만족할 수 있으며, n은 전체 렌즈 매수이다.
[수학식 25] 1 < CG10 / CT10 < 5
수학식 25에서 상기 제10 렌즈(110)의 광축에서의 두께(CT10)와 상기 제10,11 렌즈(110,111) 사이의 간격(CG10)를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제9,10 렌즈들의 유효경 크기 및 간격을 축소할 수 있으며, 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다. 바람직하게, 수학식 25는 2 < CG10 / CT10 < 3를 만족할 수 있다.
[수학식 26] 1 < CG10 < CT11 < 4
수학식 26에서 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 26은 2 < CG10 / CT11 < 3를 만족할 수 있다.
[수학식 27] 1 < ｜L5R2 / CT5｜ < 100
수학식 27에서 상기 제5 렌즈의 제10 면(S10)의 곡률 반경(L5R2)과 상기 제5 렌즈의 광축에서의 두께(CT5)를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 제5 렌즈의 렌즈 형상 및 굴절력을 제어하며, 광학 성능을 개선할 수 있다. 바람직하게, 수학식 27은 40 <｜L5R2 / CT5｜ < 80를 만족할 수 있다.
[수학식 28] 0 < L5R1 / L11R1 < 10
수학식 28이 상기 제5 렌즈의 제9 면(S9)의 곡률 반경(L5R1)과 상기 제11 렌즈의 제21 면(S21)의 곡률 반경(L11R1)을 만족할 경우, 제5,11 렌즈의 형상 및 굴절력을 제어하며 광학 성능을 개선할 수 있으며, 또한 제2 렌즈 군(LG2)의 출사측 광학 성능을 개선할 수 있다. 바람직하게, 수학식 28은 1 < L5R1 / L11R1 < 3를 만족할 수 있다.
[수학식 29] 0 < L1R1/L1R2 < 1
수학식 29는 상기 제1 렌즈(101)의 물체측 제1 면(S1)과 제2 면(S2)의 곡률 반경(L1R1, L1R2)을 설정할 수 있으며, 이를 만족할 경우 렌즈 사이즈와 해상력을 설정할 수 있다. 바람직하게, 수학식 29는 0.3 < L1R1/L1R2 < 0.8를 만족할 수 있다. 바람직하게, L1R1 > 0 및 L1R2 > 0을 만족할 수 있다.
[수학식 30] 0 < L2R2/L2R1 < 1
수학식 30은 상기 제2 렌즈(102)의 물체측 제3 면(S3)과 제4 면(S4)의 곡률 반경(L2R1,L2R2)을 설정할 수 있으며, 이를 만족할 경우 렌즈의 해상력을 결정할 수 있다. 바람직하게, 수학식 30은 0 < L2R2/L2R1 < 0.6를 만족할 수 있다. 바람직하게, L2R1 > 0 및 L2R2 > 0을 만족할 수 있다. 수학식 28,29,30 중 적어도 하나는 하기 수학식 30-1 내지 30-11 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 각 렌즈의 해상력을 결정할 수 있다.
[수학식 30-1] 1 < L3R1/L3R2 < 2
[수학식 30-2] 5 < ｜L4R1/L4R2｜ < 20
[수학식 30-3] 0.5 < L5R1/L5R2 < 2
[수학식 30-4] 0.5 < L6R1/L6R2 < 4
[수학식 30-5] 0 < ｜L7R1/L7R2｜ < 0.5
[수학식 30-6] 0 < L8R1/L8R2 < 1.5
[수학식 30-7] 0 < L9R1/L9R2 < 1
[수학식 30-8] 0 < L10R1/L10R2 < 2
[수학식 30-9] 1 < L11R1/L11R2 < 10
수학식 30-1 내지 30-9는 상기 각 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 곡률 반경(R1,R2)을 설정할 수 있으며, 이를 만족할 경우 각 렌즈의 사이즈와 해상력을 결정할 수 있다.
[수학식 31] 0 < CT_Max / CG_Max < 2
수학식 31에서 상기 렌즈들 각각의 광축(OA)에서의 최대 두께(CT_max)와 상기 복수의 렌즈들 사이의 최대 간격(CG_max)을 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 31은 0 < CT_Max / CG_Max < 1를 만족하거나, 4 < (CT_Max /CG_Max)*n < 11을 만족할 수 있으며, n은 렌즈 매수이다. 또한 CT_Max*n > 6를 만족할 수 있으며, CG_Max*n > 8를 만족할 수 있다.
[수학식 32] 1 < ΣCT / ΣCG < 2.5
수학식 32에서 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 32를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각 및 초점 거리에서 양호한 광학 성능을 가지며, 상기 광학계(1000)를 크기 축소, 예를 들어 TTL(total track length)를 줄여줄 수 있다. 바람직하게, 수학식 32는 1 < ΣCT / ΣCG < 1.8를 만족할 수 있다. 또한 11 < (ΣCT / ΣCG)*n < 19.8를 만족할 수 있으며, n은 렌즈 매수이다. 상기 ΣCT*n > 45를 만족하며, ΣCG*n > 30를 만족할 수 있다.
[수학식 33] 10 < ∑Index < 30
수학식 33에서 ∑Index는 상기 복수의 렌즈 각각의 d-line에서의 굴절률들의 합을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 33을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)의 TTL을 제어할 수 있고, 향상된 해상력을 가질 수 있다. 여기서, 제1 내지 제11 렌즈의 굴절률 평균은 1.55 이상일 수 있다. 바람직하게, 수학식 33은 15 < ∑Index < 20을 만족하거나, 165 < (∑Index)*n < 220를 만족할 수 있으며, n은 렌즈 매수이다.
[수학식 34] 10 < ∑Abb / ∑Index < 50
수학식 34에서 ∑Abbe는 상기 복수의 렌즈 각각의 아베수(Abbe's number)의 합을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 34를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 수차 특성 및 해상력을 가질 수 있다. 상기 제1 내지 11 렌즈의 아베수 평균은 50 이하 예컨대, 45 이하일 수 있다. 바람직하게, 수학식 34는 20 < ∑Abb / ∑Index < 30를 만족하거나, 220 < (∑Abb / ∑Index)*n < 330를 만족할 수 있으며, n은 렌즈 매수이다.
[수학식 35] 0 < ｜Max_distortion｜ < 5
수학식 35에서 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 35를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡 특성을 개선할 수 있다. 바람직하게, 수학식 35는 1 < ｜Max_distortion｜ < 3를 만족할 수 있다.
[수학식 36] 0 < EG_Max / CT_Max < 3
수학식 36에서 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 36를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각 및 초점 거리를 가지며, 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 바람직하게, 수학식 36은 0.5 < EG_Max / CT_Max < 1.5를 만족할 수 있다.
[수학식 37] 0.5 < CA11 / CA_min < 2
수학식 37에서 상기 제1 렌즈의 제1 면의 유효경(CA11)과 상기 제1 내지 제22 면(S1-S22)의 유효경 중에서 가장 작은 유효 경(CA_Min)을 만족할 경우, 상기 제1 렌즈를 통해 입사되는 광을 제어하며, 광학 성능을 유지하면서 슬림한 광학계를 제공할 수 있다. 바람직하게, 수학식 37은 1 < CA11 / CA_min < 1.5 를 만족할 수 있다.
[수학식 38] 1 < CA_max / CA_min < 7
수학식 38에서 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 38을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 광학 성능을 유지하면서 슬림 및 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다. 바람직하게, 수학식 38은 3 < CA_max / CA_min < 5를 만족할 수 있다.
[수학식 39] 1 < CA_max / CA_Aver < 4
수학식 39에서 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 39은 1.5 < CA_max / CA_AVR < 3를 만족할 수 있다.
[수학식 40] 0.1 < CA_min / CA_Aver < 1
수학식 40에서 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_Aver < 0.8를 만족할 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 44 mm 내지 110 mm 범위일 수 있으며, n은 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, 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 0.3 < TD / CA_max < 1를 만족할 수 있다.
[수학식 43] 0 < F / L11R2 < 5
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 1 < F / L11R2 < 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 2 < F / F# < 5를 만족할 수 있다.
[수학식 43-2] 0 < F / L11R2 < 1
수학식 43-2는 광학계(1000)의 전체 유효초점거리(F)와 상기 제11 렌즈의 제22 면의 곡률 반경(L11R2)를 설정할 수 있다. 바람직하게, 수학식 43-2은 0 < F / L11R2 < 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 < 5를 만족할 수 있다.
[수학식 45] 0 < EPD / L11R2 < 5
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 1 < EPD / L11R2 < 2를 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] 0 < ｜F1 / F3｜ < 2
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 -2 < F1 / F3 < -0.8를 만족할 수 있다.
[수학식 48] 0 < 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 0.5 < F13 / F < 1.6를 만족할 수 있다.
[수학식 49] 0 < ｜F411 / F13｜ < 4
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｜ < 3를 만족할 수 있다. 여기서, F13 > 0 및 F411 < 0를 만족할 수 있다.
[수학식 50] 1 < F1/F < 4
수학식 50에서 전체 초점거리(F)와 제1렌즈(101)의 초점거리를 설정할 수 있으며, 해상력을 개선시켜 줄 수 있다. 수학식 50는 1 < F1/F < 3를 만족할 수 있으며, F,F1 > 0의 조건을 만족한다. 수학식 50는 50-1 내지 50-11 중 적어도 하나를 만족할 수 있다.
[수학식 50-1] 1 < F1/F13 < 3
[수학식 50-2] 1 < F2 / F < 3.5
[수학식 50-3] -7 < F3 / F < 0
[수학식 50-4] 5 < F4 / F < 15
[수학식 50-5] 50 < ｜F5｜ / F < 500
[수학식 50-6] 1 < F6 / F < 20
[수학식 50-7] -5 < F7 / F < 0
[수학식 50-8] -50 < F8 / F < -5
[수학식 50-9] 200 < F10 / F
[수학식 50-10] -2 < F11 / F < 0
[수학식 50-11] -5 < F3 / F2 < 0
수학식 50-1 내지 50-11에서 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 51] 1 < F4 / F13 < 20
수학식 51에서 제4 렌즈의 초점 거리(F4)과 상기 제1-3 렌즈의 복합 초점 거리(F13)를 설정해 주어, 제1,2 렌즈 군의 해상력을 조절할 수 있다. 바람직하게, 수학식 51은 5 < F4 / F13 < 15를 만족할 수 있다.
[수학식 52] 0 < | F1 / F411 | < 2
수학식 52에서 제1 렌즈의 초점 거리(F1)과 상기 제4 내지 제11 렌즈의 복합 초점 거리(F4111)를 설정해 주어, 광학계 사이즈와 해상력을 조절할 수 있다. 바람직하게, 수학식 52은 0.5 < | F1 / F411 | < 1를 만족할 수 있다.
[수학식 53] 0 < F1/F4 < 1
수학식 53에서 제1 렌즈의 초점 거리(F1)과 상기 제4 렌즈의 초점 거리(F4)를 설정해 주어, 제1,2렌즈 군으로 입사되는 광의 굴절력을 제어하며, 광학계 사이즈와 해상력을 조절할 수 있다. 바람직하게, 수학식 53은 0 < F1/F4 < 0.5를 만족할 수 있다.
[수학식 54] 2 < TTL < 20
수학식 54에서 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 54는 5 < TTL < 15 만족하거나, 55 < TTL*n < 150를 만족할 수 있으며, n은 렌즈 매수이다. 이에 따라 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다.
[수학식 55] 2 < ImgH
수학식 55는 이미지 센서(300)의 대각 크기(2*ImgH)를 4mm 초과되도록 설정하여, 높은 해상력을 갖는 광학계를 제공할 수 있다. 수학식 55는 바람직하게, 4 < Imgh < 12를 만족하거나, 44 < Imgh*n < 132 를 만족할 수 있으며, n은 렌즈 매수이다.
[수학식 56] BFL < 2.5
수학식 56은 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 56은 바람직하게, 0.8 < BFL < 1.5를 만족할 수 있다.
[수학식 57] 2 < F < 20
수학식 57에서 전체 초점 거리(F)를 광학계에 맞게 설정할 수 있으며, 바람직하게, 5 < F < 15를 만족하거나, 55 < F*n < 165를 만족할 수 있으며, n은 렌즈 매수이다.
[수학식 58] FOV < 120
수학식 58에서 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 111도 범위일 수 있다.
[수학식 59] 0.5 < TTL / CA_max < 2
수학식 59에서 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 59는 0.5 < TTL / CA_max < 1를 만족할 수 있다.
[수학식 60] 0.5 < TTL / ImgH < 3
수학식 60는 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 60은 0.8 < TTL / ImgH < 2를 만족할 수 있으며, 또한 전체 렌즈 매수(n)를 곱한 수학식은 8.8 < (TTL / ImgH)*n < 22를 만족할 수 있다. 명세서 내에서 기호 *는 곱셈을 나타낸다.
[수학식 61] 0.01 < BFL / ImgH < 0.5
수학식 61은 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 61을 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 61은 0.05 < BFL / Imgh < 0.3를 만족할 수 있다.
[수학식 62] 5 < TTL / BFL < 15
수학식 62는 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 62를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 BFL을 확보하며 슬림하고 컴팩트하게 제공될 수 있다. 수학식 62는 6 < TTL / BFL < 10를 만족할 수 있다. 또한 전체 렌즈 매수를 곱한 수학식은 66 < (TTL / BFL)*n < 110를 만족할 수 있다.
[수학식 63] 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 65는 바람직하게, 0.5 < F / TTL < 1.2를 만족할 수 있다.
[수학식 63-1] 0 < F# / TTL < 0.5
수학식 63-1는 광학계(1000)의 F 넘버(F#)와 전체 광축 길이(TTL)를 설정할 수 있다. 이에 따라 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다.
[수학식 64] 3 < F / BFL < 10
수학식 64는 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 64는 5 < F / BFL < 9를 만족할 수 있다.
[수학식 65] 0 < F / ImgH < 3
수학식 65는 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 65는 0.5 < F / ImgH < 1.5를 만족할 수 있다.
[수학식 66] 1 < F / EPD < 5
수학식 66는 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 66는 1.5 < F / EPD < 3를 만족할 수 있다.
[수학식 67] 0 < BFL/TD < 0.5
수학식 67에서 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 67은 0 < BFL/TD < 0.2를 만족할 수 있다. BFL/TD가 0.2 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 68] 0 < EPD/Imgh/FOV < 0.2
수학식 68에서 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 68은 바람직하게, 0 < EPD/Imgh/FOV < 0.1를 만족할 수 있다.
[수학식 69] 10 < FOV / F# < 55
수학식 69는 광학계의 화각과 F 넘버의 관계를 설정할 수 있다. 수학식 69는 바람직하게, 30 < FOV / F# < 50를 만족할 수 있다.
[수학식 70] 0 < n1/n2 < 1.5
수학식 70의 제1,2렌즈(101,102)의 d-line에서의 굴절률(n1,n2)이 상기 범위를 만족할 경우, 광학계는 입사광의 해상력을 개선할 수 있다. 바람직하게, 0 < n1/n2 < 1.2를 만족할 수 있다.
[수학식 71] (v3*n3) < (v1*n1)
수학식 71에서 제1 렌즈(101)의 굴절률(n1)과 아베수(v1)과 제3 렌즈(103)의 굴절률(n3)과 아베수(v3)을 만족할 경우, 제1,3 렌즈(101,103)를 통해 투과되는 광의 색 분산을 제어할 수 있다.
[수학식 72] (v3*n3) < (v2*n2)
수학식 72에서 제2 렌즈(102)의 굴절률(n2)과 아베수(v2)과 제3 렌즈(103)의 굴절률(n3)과 아베수(v3)을 만족할 경우, 제2,3 렌즈(102,103)를 통해 투과되는 광의 색 분산을 제어할 수 있다.
[수학식 73] 0 < Inf111/Inf112 < 1
수학식 73에서 광축(OA)에서 제11 렌즈(111)의 제21 면(S21)의 임계점(P2)까지의 거리(Inf111)와 제22 면(S22)의 임계점(P1)까지의 거리(Inf112)를 설정할 수 있으며, 이를 만족할 경우 제11 렌즈의 만곡 수차를 제어할 수 있다. 수학식 73는 0 < Inf111/Inf112 < 0.5를 만족할 수 있다.
[수학식 74] |Max_Sag102| ≤ |Max_Sag92| < |Max_Sag112|
수학식 74에서 |Max_Sag92|는 제9 렌즈(109)의 센서측 면의 최대 Sag 값이며, |Max_Sag102|는 제10 렌즈(110)의 센서측 면의 최대 Sag 값이며, |Max_Sag112|는 제11 렌즈(111)의 센서측 면의 최대 Sag 값을 나타낸다. 수학식 74를 만족할 경우, 제9,10,11 렌즈의 외곽부의 높이를 설정할 수 있고, 제9 내지 제11 렌즈의 외곽부로 진행하는 광의 경로를 가이드할 수 있다.
[수학식 75] 0 < |Max_Sag82 - Max_Sag92| < 0.5
수학식 75에서 |Max_Sag82|는 제8 렌즈(108)의 센서측 면의 최대 Sag 값을 나타낸다. 수학식 75를 만족할 경우, 제8,9 렌즈의 외곽부의 높이 차이를 설정할 수 있고, 제8,9 렌즈의 외곽부로 진행하는 광의 경로를 가이드할 수 있다.
[수학식 76] 10 < (TTL/Imgh)*|Max_Sag112|*n < 25
수학식 76은 마지막 렌즈의 센서측 면의 최대 높이와 TTL, Imgh를 설정해 줄 수 있으며, 바람직하게, 15 < (TTL/Imgh)*|Max_Sag112|*n < 20를 만족할 수 있다.
[수학식 77] 20 < (F/Imgh)*|Max_Sag112|*n < 35
수학식 77은 마지막 렌즈의 센서측 면의 최대 높이와 F, Imgh를 설정해 줄 수 있으며, 바람직하게, 25 < (F/Imgh)*|Max_Sag112|*n < 30의 조건을 만족할 수 있다.
[수학식 78] 20 < (TD_LG2/TD_LG1)*n <50
수학식 77은 제1,2렌즈 군의 광축 거리와 전체 렌즈 매수를 설정할 수 있으며, 바람직하게, 30 < (TD_LG2/TD_LG1)*n < 45의 조건을 만족할 수 있다.
[수학식 79] 5 < (CT_Max+CG_Max)*n < 30
수학식 79에서 각 렌즈들 두께 중 최대 두께, 인접한 렌즈들 간격 중 최대 간격, 전체 렌즈 매수를 설정해 줄 수 있다. 바람직하게, 15 < (CT_Max+CG_Max)*n < 25의 조건을 만족할 수 있다.
[수학식 80] 40 < (FOV*TTL)/n <150
수학식 80은 화각과 렌즈 매수(n)에 따라, 60 < (FOV*TTL)/n < 100의 조건을 만족할 수 있다.
[수학식 81] FOV ≤ (TTL*n)
수학식 81은 화각, 전체 길이(TTL)과 렌즈 매수(n)를 설정할 수 있으며, 바람직하게, FOV < (TTL*n)의 조건을 만족할 수 있다.
[수학식 82] 1000 < CA_Max*TD*n < 1500
[수학식 83] 60 < |Max_Sag|*TD*n < 90
수학식 83에서 Max_Sag는 각 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 중에서 최대 Sag 값(절대 값)이며, 바람직하게, 60 < |Max_Sag|*TD*n < 80의 조건을 만족할 수 있다.
수학식 76 내지 83에서 n은 전체 렌즈 매수이며, 전체 렌즈 매수에 따라 제1 렌즈군(LG1)의 광축 거리(TD_LG1), 제2 렌즈 군(LG2)의 광축 거리(TD_LG2), 렌즈의 최대 중심 두께(CT_Max), 최대 중심 간격(CG_max), FOV, TTL, 제8 렌즈(108)의 센서측 면의 최대 Sag 값 또는 전체 렌즈에서의 최대 Sag 값(Max_Sag), 렌즈들의 광축 거리(TD) 등과의 관계를 설정할 수 있다. 이에 따라 12매 이하의 렌즈를 갖는 광학계의 색 수차, 해상력, 크기 등을 제어할 수 있다.
[수학식 84]
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수학식 84에서 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 83 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 83 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 83 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 예이다.
도 3과 같이, 실시 예에 따른 광학계는 제1 내지 제11 렌즈들(101-111)의 광축(OA)에서의 곡률 반경(Radius of Curvature), 렌즈의 두께(CT), 렌즈 사이의 간격(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 제10 렌즈(110)의 초점 거리는 최대이며, 제11 렌즈(111)의 초점 거리는 최소이며 제1,2 렌즈의 초점 거리보다 작을 수 있다.
또한 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 갖는 렌즈 매수는 4매 이상이며, 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 갖는 렌즈 매수는 4매 이하일 수 있다. 또한 유효 반경(Semi-aperture)은 제3,4 렌즈(103,104) 중 적어도 하나가 가장 작을 수 있으며, 예컨대 제4 렌즈가 가장 작을 수 있다. 또한 유효 반경은 제11 렌즈(111)가 가장 클 수 있으며, 11 mm 이상이다. 곡률 반경(Radius of curvature)은 제4 렌즈의 제7 면이 가장 클 수 있다.
복수의 렌즈의 굴절률 합은 15 이상이며, 아베 합은 400 이상 예컨대, 400 내지 450 범위이며, 전체 렌즈의 중심 두께 합은 5 mm 이하 예컨대, 4 mm 내지 5 mm 범위이다. 광축에서의 상기 제1 내지 제11 렌즈들 사이의 중심 간격의 합은 4 mm 이하 예컨대, 3 mm 내지 4 mm 범위이고, 상기 렌즈들의 중심 두께 합과의 차이가 0.5 mm 초과일 수 있다. 또한 복수의 렌즈의 각 렌즈 면들의 유효 경의 평균 값은 8 mm 이하 예컨대, 3 mm 내지 8 mm 범위이다. 상기 복수의 렌즈의 각 렌즈 면의 유효경의 합은 제1 면(S1)에서 제22 면(S22)까지의 유효경들의 합(∑CA)이며, 120 mm 이상 예컨대, 120 mm 내지 150 mm 범위일 수 있다. 또한 전체 렌즈 매수(n)와 상기 유효경들의 합의 관계는 ∑CA*n > 1350을 만족할 수 있다.
도 4와 같이, 실시예에 복수의 렌즈들 중 적어도 하나 또는 모두의 렌즈면은 30차 비구면 계수를 가진 비구면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제11 렌즈(101,102,103,104,105,106,107,108,109,111)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 5와 같이, 제1 내지 제11 렌즈(101-111)의 제1 내지 제11 두께(T1-T11)는 각 렌즈의 중심에서 에지를 향하는 방향(Y)으로 0.1 mm 이상의 간격으로 나타낼 수 있으며, 인접한 렌즈들 사이의 간격은 제1 간격(G1)부터 제10 간격(G10)은 중심에서 에지를 향하는 방향으로 0.1 mm이상의 간격으로 나타낼 수 있다. 상기 제 9간격(G9)의 중심 간격이 최대일 수 있으며, 중심 두께 중에서 제9 렌즈(109)의 중심 두께가 최대일 수 있다.
상기 제1두께(T1)에서 최대 두께는 중심에 위치하며 최소 두께의 1.1 배 이상, 예컨대 1.1배 내지 3배 범위일 수 있다. 상기 제1 간격(G1)의 최대 간격은 에지부에 위치하며 최소 간격의 차이가 1배 이상, 예컨대 1배 내지 3배 범위일 수 있다. 상기 제2 두께(T2)의 최대 두께는 중앙에 위치하며 최소 두께의 1.1배 이상 예컨대, 1.1배 내지 3배 범위일 수 있다. 제2 간격(G2)의 최대 간격은 에지부에 위치하며 최소 간격의 3배 이상 예컨대, 3배 내지 8배 범위일 수 있다. 상기 제3 두께(T3)에서 최대 두께는 에지부에 위치하며 최소 두께의 2배 이상, 예컨대 2배 내지 8배 범위일 수 있다. 상기 제3 간격(G3)의 최대 간격은 중앙에 위치하며 최소 간격의 차이가 3배 이상, 예컨대 3배 내지 9배 범위일 수 있다. 상기 제4 두께(T4)의 최대 두께는 중앙에 위치하며 최소 두께의 3배 이하 예컨대, 1배 내지 3배 범위일 수 있다. 제4 간격(G4)의 최대 간격은 중앙에 위치하며 최소 간격의 5배 이하 예컨대, 1배 내지 5배 범위일 수 있다. 상기 제5 두께(T5)에서 최대 두께는 에지부에 위치하며 최소 두께의 1배 이상, 예컨대 1배 내지 3배 범위일 수 있다. 상기 제5 간격(G5)의 최대 간격은 에지부에 위치하며 최소 간격의 4배 이상, 예컨대 4배 내지 11배 범위일 수 있다.
상기 제6 두께(T6)의 최대 두께는 중앙에 위치하며 최소 두께의 1배 이상 예컨대, 1배 내지 5배 범위일 수 있다. 제6 간격(G6)의 최대 간격은 중앙에 위치하며 최소 간격의 1배 이상 예컨대, 1배 내지 5배 범위일 수 있다. 상기 제7 두께(T7)에서 최대 두께는 에지부에 위치하며 최소 두께의 1배 이상, 예컨대 1배 내지 5배 범위일 수 있다. 상기 제7 간격(G7)의 최대 간격은 중앙과 에지 사이의 영역에 위치하며 최소 간격의 5배 이하, 예컨대 1배 내지 5배 범위일 수 있다. 상기 제8 두께(T8)의 최대 두께는 에지부에 위치하며 최소 두께의 1.1배 이상 예컨대, 1.1배 내지 3배 범위일 수 있다. 상기 제8 간격(G8)의 최대 간격은 중앙과 에지 사이의 영역에 위치하며 최소 간격의 5배 이상, 예컨대 5배 내지 15배 범위일 수 있다. 상기 제9 두께(T9)의 최대 두께는 중앙에 위치하며 최소 두께의 1배 이상 예컨대, 1배 내지 3배 범위일 수 있다. 상기 제9 간격(G9)의 최대 간격은 에지부에 위치하며 최소 간격의 5배 이하, 예컨대 1.1배 내지 5배 범위일 수 있다. 상기 제10 두께(T10)의 최대 두께는 에지부에 위치하며 최소 두께의 1.1배 이상 예컨대, 1.1배 내지 3배 범위일 수 있다. 상기 제10 간격(G10)의 최대 간격은 중앙과 에지 사이의 영역에 위치하며 최소 간격의 3배 이상, 예컨대 3배 내지 8배 범위일 수 있다. 상기 제11 두께(T11)의 최대 두께는 중앙과 에지 사이의 영역에 위치하며 최소 두께의 1.1배 이상 예컨대, 1.1배 내지 7배 범위일 수 있다. 광학계는 상기한 제1 내지 제11 두께(T1-T11)과 제1 내지 제10 간격(G1-G10)를 이용하여, 12매 이하의 렌즈 매수를 갖는 렌즈 광학계에 대해 슬림하고 컴팩트한 사이즈로 제공할 수 있다.
도 6은 발명의 실시 예에 따른 제7 렌즈(107)의 물체측 면(L7S1) 및 센서측 면(L7S2)의 Sag 값, 제8 렌즈(108)의 물체측 면(L8S1) 및 센서측 면(L8S2)의 Sag 값, 제9 렌즈(109)의 물체측 면(L9S1) 및 센서측 면(L9S2)의 Sag 값, 제10 렌즈(110)의 물체측 면(L10S1)과 센서측 면(L10S2)에서의 Sag 값, 및 제11 렌즈(111)의 물체측 면(L11S1)과 센서측 면(L11S2)에서의 Sag 값을 각각 나타낸다. 상기 Sag 값은 각 렌즈 면의 중심에서 직교하는 방향(X,Y)의 직선으로부터 0.1 mm 이상의 간격 마다의 렌즈 면까지의 높이(Sag 값)으로 나타낼 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 Sag 값들은 각 렌즈 면의 에지에서 모두 음(-)의 값을 갖고 있어, 상기 직선보다 물체측 방향으로 연장됨을 알 수 있다. 상기 Sag 값들은 절대 값에서 0.7 mm 이상 예컨대, 0.8 mm 내지 1.5 mm 범위의 높이를 가진다. 절대 값을 기준으로 L11S1의 Sag 값이 가장 크고 L9S1의 Sag 값이 제9 렌즈부터 제11 렌즈까지의 렌즈 면 중에서 가장 작은 값을 가질 수 있다. 또한 L11S1의 Sag 값과 L11S2의 Sag 값(절대 값)은 1.1 mm 이상의 값을 갖고, 다르 렌즈면들의 Sag 값보다 크게 제공되며, 제7 내지 제10 렌즈의 외곽부를 통해 입사된 광을 이미지 센서로 굴절시켜 줄 수 있다.
도 12은 도 6에 개시된, 제10,11 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 Sag 값을 그래프로 나타낸 것이다. 도 6 및 도 12와 같이, 제11 렌즈의 물체측 면(L11S1)은 광축에서 1 mm 이전의 위치에서 임계점이 발생함을 알 수 있으며, 센서측 면(L11S2)은 1.5 mm 이상 예컨대, 1.5 mm 내지 2.6 mm 범위에서 임계점이 발생됨을 알 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있고 도 8 및 도 9와 같이, 우수한 광학 특성을 가질 수 있다.
도 7은 발명의 실시 예에 따른 제7 렌지 제11 렌즈의 렌즈 면들의 경사 각도를 나타낸 표이다. 제7 렌즈(107)의 물체측 면(L7S1) 및 센서측 면(L7S2)의 경사각도, 제8 렌즈(108)의 물체측 면(L8S1) 및 센서측 면(L8S2)의 경사각도, 제9 렌즈(109)의 물체측 면(L9S1) 및 센서측 면(L9S2)의 경사각도, 제10 렌즈(110)의 물체측 면(L10S1)과 센서측 면(L10S2)에서의 경사각도, 및 제11 렌즈(111)의 물체측 면(L11S1)과 센서측 면(L11S2)에서의 경사각도를 각각 나타내며, 상기 경사각도는 각 렌즈 면의 중심에서 직교하는 방향(X,Y)의 직선으로부터 0.1 mm 이상의 간격 마다의 렌즈 면을 지나는 접선에 수직한 법선과 광축 사이의 각도이다. 여기서, 상기 경사 각도는 상기 각 렌즈 면의 임의의 지점을 지나는 접선에 수직한 법선과 광축 사이의 각도이다.
상기 제7 렌즈 내지 제11 렌즈의 렌즈 면에서, 광축을 기준으로 경사 각도가 10도 이하의 값(절대 값)을 갖는 구간은 최소 유효 반경을 갖는 렌즈 면을 기준으로 광축에서 유효 반경의 45% 이상의 위치 예컨대, 45% 내지 50% 범위까지 또는 1 mm 이상 예컨대, 1 mm 내지 1.5 mm 범위까지 일 수 있다. 여기서, 제7 내지 제11 렌즈의 렌즈 면 중에서 최소 유효 반경을 갖는 렌즈 면은 제7 렌즈의 제13 면일 수 있다.
상기 제11 렌즈(111)의 센서측 면(L11S2)에서 광축을 기준으로 10도 이하의 경사 각도(절대 값)을 갖는 구간은 광축에서 유효 반경의 45% 이상의 위치까지 예컨대, 45% 내지 50% 범위까지, 또는 3 mm 이상의 위치 예컨대, 3 mm 내지 3.5 mm 범위까지 일 수 있다.
제10 렌즈(110)의 물체측 면(L10S1)과 센서측 면(L10S2)에서의 광축을 기준으로 10도 이하의 경사각도를 갖는 구간은 광축에서 제10 렌즈(110)의 유효 반경의 43% 이상의 위치 예컨대, 43% 내지 48% 범위이거나, 2 mm 이상 예컨대, 2 mm 내지 2.8 mm 범위까지 일 수 있다. 이러한 제10, 11렌즈는 제7 내지 제9 렌즈와 중첩되는 영역의 경사 각도를 43% 이상의 구간까지 10도 이하로 낮출 수 있고, TTL은 줄여 슬림한 광학계를 제공할 수 있다.
도 8은 도 1의 광학계(1000)의 회절(Diffraction) MTF 특성에 대한 그래프이고, 도 9은 도 1의 광학계의 수차 특성에 대한 그래프이다.
도 8의 수차 그래프에서 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 도 9에서 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 9의 수차도에서는 각 곡선들이 Y축에 근접할 수록 수차 보정 기능이 좋은 것으로 해석할 수 있는데, 도 9를 참조하면 실시예에 따른 광학계(1000)는 거의 대부분의 영역에서 측정 값들이 Y축에 인접한 것을 알 수 있다. 즉, 실시예에 따른 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가지며 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 상기 실시예에서 확인한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예 광학계는 10매 이상 예컨대, 12매 이하의 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 및 제2 실시 예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식들의 항목에 대한 것으로, 상기 광학계(1000)의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length), 전체 유효초점거리인 F값, ImgH, 상기 제1 내지 제11 렌즈들 각각의 초점 거리(F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7,F8,F9,F10,F11), 에지 두께, 에지 간격, 합성 초점 거리, 임계점까지의 거리(Inf111,Inf112) 등에 대한 것이다.
항목 실시예 항목 실시 예
F 7.846 ET1 0.256
F1 13.797 ET2 0.276
F2 12.356 ET3 0.338
F3 -23.559 ET4 0.252
F4 78.690 ET5 0.296
F5 -1944.248 ET6 0.255
F6 98.978 ET7 0.350
F7 -16.462 ET8 0.298
F8 -191.008 ET9 0.292
F9 9.326 ET10 0.305
F10 4260.500 ET11 0.481
F11 -6.767 EG1 0.429
F13 8.689 EG2 0.217
F411 -16.624 EG3 0.063
Inf111 0.6 EG4 0.059
Inf112 2.2 EG5 0.278
FOV 90.000 EG6 0.122
EPD 4.047 EG7 0.042
BFL 1.156 EG8 0.080
TD 7.964 EG9 0.618
ImgH 8.000 EG10 0.688
SD 6.416 ∑Index 17.542
F# 1.939 ∑Abbe 423.732
TTL 9.120 ∑CT 4.642
∑CA 134.730 ∑CG 3.322
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 실시예
1 1< CT1 / CT3 < 6 2.599
2 0 < CT3 / ET3 < 2 0.691
3 18 < TTL/CT_Aver < 28 21.612
4 1.60 < n3 1.675
5 0.5 < Max_Sag112 to Sensor < 1.5 0.918
6 0.8 < BFL / Max_Sag112 to Sensor < 2 1.259
7 5 < |Max slope112| < 65 34.000
8 CT9 < |Max_Sag112| 만족
9 CG6 < |Max_Sag102| < (CG6*2) 만족
10 1 < CG10 / EG10 < 10 1.538
11 0 < CG10 / CG6 < 3 1.351
12 0 < CT1 / CT11 < 3 1.396
13 0 < CT10 / CT11 < 2 0.945
14 0 <|L10R2 / L11R1| < 20 1.755
15 0< (CG10 - EG10) / (CG10) < 1 0.350
16 0 < CA11 / CA22 < 2 1.114
17 1 < CA112 / CA31 < 6 3.903
18 0.5 < CA22 / CA31 < 1.5 1.053
19 0.1 < CA52 / CA102 < 1 0.365
20 1 < CA112/CA11<5 3.328
21 0 < CG3 / EG3 < 10 6.569
22 0 < CG9 / EG9 < 1 0.534
23 0 < G10_max / CG10 < 2 1.021
24 0 < CT9 / CG10 < 1 0.645
25 1 < CG10 / CT10 < 5 2.571
26 1 < CG10 / CT11 < 4 2.431
27 1 < |L5R2 / CT5| < 100 60.651
28 0 < |L5R1 / L11R1| < 10 1.736
29 0 < L1R1/L1R2 <1 0.646
30 0 < L2R2/L2R1 <1 0.319
31 0 < CT_Max / CG_Max < 2 0.645
32 1 < ∑CT / ∑CG < 2.5 1.397
33 10 < ∑Index <20 17.542
34 10 < ∑Abb / ∑Index <50 24.156
35 0 < |Max_distoriton| < 5 2.000
36 0 < EG_Max / CT_Max < 3 1.008
37 0.5 < CA11 / CA_min <2 1.261
38 1 < CA_max / CA_min < 7 4.197
39 1 < CA_max / CA_Aver < 4 2.234
40 0.1 < CA_min / CA_Aver < 1 0.532
표 3는 도 1의 광학계(1000)에서 상술한 수학식 41 내지 수학식 83에 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 83 중 적어도 하나, 두 개 이상 또는 세 개 이상을 만족할 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 수학식 83을 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 실시예
41 0.1 < CA_max / (2*ImgH) < 1.5 0.855
42 0.1 < TD / CA_max < 1.5 0.582
43 0 < F / L11R2 < 5 2.964
44 1 < F / L1R1 < 10 2.605
45 0 < EPD / L11R2< 5 1.529
46 0.5 < EPD / L1R1 < 8 1.343
47 0 < |F1 / F2| < 2 1.117
48 0 < F13 / F < 5 1.107
49 0 < |F411 / F13| < 4 1.913
50 0< F1/F < 3 1.758
51 1 < F4/F13 <20 9.056
52 0 < | F1/F411 | <2 0.830
53 0 < F1/F4 <1 0.175
54 2 < TTL < 20 9.120
55 2 < ImgH 8.000
56 BFL < 2.5 1.156
57 2 < F < 20 7.846
58 FOV < 120 90.000
59 0.1 < TTL / CA_max < 2 0.667
60 0.5 < TTL / ImgH < 3 1.140
61 0.01 < BFL / ImgH < 0.5 0.144
62 4 < TTL / BFL < 10 7.892
63 0.5 < F / TTL < 1.5 0.860
64 3 < F / BFL < 10 6.789
65 0 < F / ImgH < 3 0.981
66 1 < F / EPD < 5 1.939
67 0 < BFL/TD < 0.5 0.145
68 0 < EPD/Imgh/FOV < 0.2 0.006
69 10 < FOV / F# < 55 46.419
70 0 < n1/n2 <1.5 1.000
71 (v3*n3) < (v2*n2) 1.063
72 (v3*n3) < (v1*n1) 만족
73 0< Inf111/Inf112 <1 0.273
74 |Max_Sag102| ≤ |Max_Sag92| < |Max_Sag112| 만족
75 0 < |Max_Sag82 - Max_Sag92| < 0.5 만족
76 10 < (TTL/Imgh)*|Max_Sag112|*n < 25 17.157
77 20 < (F/Imgh)*|Max_Sag112|*n < 35 26.876
78 20 < (TD_LG2/TD_LG1)*n <50 38.711
79 10 < (CT_Max+CG_Max)*n < 30 19.134
80 40 < (FOV*TTL)/n <150 74.618
81 FOV ≤ (TTL*n) 만족
82 1000 < CA_Max*TD*n <1500 1198.764
83 60 < |Max_Sag|*TD*n < 90 70.028
도 11은 발명의 실시 예에 따른 렌즈들의 유효 영역의 끝단을 지나는 점들을 연결한 곡선을 2차원 함수로 나타낸 그래프이다. 즉, 제1 렌즈의 물체측 면의 유효 영역의 끝단에서 제11 렌즈의 센서측 면의 유효 영역의 끝단까지의 데이터를 2차 함수에 근사화하여 나타낼 수 있다.
2차 함수는 실시 예에 대해 함수 1로 나타낼 수 있으며, 다음의 관계를 가질 수 있다.
[함수 1] y = 0.2411x2 - 0.9546x + z
함수 1에서 z는 y축 방향의 위치를 설정하는 계수로서, 2.5±0.2로 설정될 수 있다. 또한 상기 함수 1에서 렌즈 데이터들을 함수로 근사화하여 나타낼 수 있는 피팅계수(R2)는 0.90이며, 1에 가까울수록 함수에 가까워질 수 있다. 이러한 함수 1은 y = A x2 - B x + z의 조건을 만족할 수 있으며, A은 0.20 ~ 0.30 범위이며, B은 0.5 ~ 1.2 범위이며, z는 2.3 내지 2.7 범위일 수 있다.
도 12은 발명의 실시 예에 따른 제3 렌즈의 센서측 면부터 n번째 렌즈까지의 유효 영역의 끝단을 지나는 점들을 연결한 직선을 1차원 함수로 나타낸 그래프이다. 즉, 최소 유효경에서 최대 유효경들의 데이터들을 근사화하여 1차 함수를 나타낼 수 있으며, 다음의 관계를 가질 수 있다.
[함수 2] y = 1.1638x - z
함수 2에서 z는 y축 방향의 위치를 설정하는 계수로서, 0.8±0.2로 설정될 수 있다. 또한 상기 함수 2에서 렌즈 데이터들을 함수로 근사화하여 나타낼 수 있는 피팅계수(R2)는 0.90 이상이며, 1에 가까울수록 함수에 가까워질 수 있다. 이러한 함수 2는 y = C x - z의 조건을 만족할 수 있으며, C은 1.1 내지 1.2 범위이며, z는 0.8~1.0 범위일 수 있다. 여기서, 상기 1차 함수는 광축에 대해 30도 이상 예컨대, 30도 내지 52도 범위로 경사질 수 있다.
도 13은 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.
도 13을 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 (22)

  1. 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제11 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 갖고, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며,
    상기 제11 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 갖고, 오목한 센서측 면을 가지며,
    상기 제11 렌즈의 센서측 면은 상기 광축에서 유효 영역의 끝단 사이에 임계점을 가지며,
    상기 제10 렌즈의 물체측 면과 센서측 면은 상기 광축에서 유효 영역의 끝단까지 임계점 없이 제공되며,
    상기 제10 렌즈의 물체측 면과 센서측 면은 상기 광축에서 제10 렌즈의 유효 반경의 43% 이상까지 10도 이하의 경사 각도를 갖는 광학계.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제11 렌즈의 센서측 면은 상기 광축에서 유효 반경의 45% 이상까지 10도 이하의 경사 각도를 갖는 광학계.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제7 내지 제9 렌즈의 물체측 면과 센서측 면은 상기 광축에서 상기 제7 렌즈의 물체측 면의 유효 반경의 45% 이상까지 10도 이하의 경사 각도를 갖는 광학계.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며,
    상기 제11 렌즈는 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지는 광학계.
  5. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제10 렌즈와 상기 제11 렌즈 사이의 중심 간격은 인접한 렌즈들 사이의 중심 간격들 중에서 최대이며,
    상기 제9 렌즈의 중심 두께는 상기 제1 내지 제11 렌즈의 중심 두께 중에서 가장 큰 광학계.
  6. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학계의 화각은 FOV이며,
    상기 제1 렌즈의 물체측 면의 중심에서 이미지 센서의 상면까지의 광축 거리는 TTL이며,
    전체 렌즈 매수는 n이며,
    수학식: FOV < (TTL*n)
    을 만족하는 광학계.
  7. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제9 렌즈의 물체측 면은 임계점을 가지며,
    상기 제11 렌즈의 센서측 면의 임계점은 상기 제9 렌즈의 물체측 면의 임계점보다 에지에 더 인접하게 배치되는 광학계.
  8. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 굴절률(n1)은 16 < n1*n < 18의 조건을 만족하며,
    상기 제11 렌즈의 굴절률(n2)은 16 < n11*n < 18의 조건을 만족하며,
    상기 제3 렌즈의 굴절률은 n3이며,
    상기 n은 전체 렌즈 매수이며,
    수학식: 17 < n3*n
    를 만족하는 광학계.
  9. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제11 렌즈 중에서 굴절률이 1.6 미만인 렌즈 매수는 6매 이상이며,
    상기 제1, 2, 3렌즈의 굴절률은 n1,n2,n3이며,
    상기 제1, 2, 3렌즈의 아베수는 v1,v2,v3이며,
    수학식: (v3*n3) < (v1*n1)
    수학식: (v3*n3) < (v2*n2)
    을 만족하는 광학계.
  10. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제11 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효경들의 합은 ∑CA이며,
    전체 렌즈 매수는 n이며,
    수학식: ∑CA*n > 1350
    를 만족하는 광학계.
  11. 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 갖는 제1 렌즈;
    상기 제1 렌즈의 센서 측에 배치된 제2 렌즈;
    이미지 센서에 가장 인접한 n번째 렌즈;
    상기 n번째 렌즈의 물체 측에 배치된 n-1번째 렌즈;
    상기 제2 렌즈와 상기 n-1번째 렌즈 사이에 배치된 5매 이상의 렌즈들을 포함하며,
    상기 제2 렌즈와 상기 n-1번째 렌즈 사이에 배치된 렌즈들 중 어느 하나는 최소 유효경을 가지며,
    상기 n번째 렌즈는 상기 광학계의 렌즈들 중에서 최대 유효경을 가지며,
    상기 렌즈들의 중심 두께의 합은 ΣCT이며,
    인접한 두 렌즈들 사이의 광축 간격의 합은 ΣCG이며,
    상기 렌즈들의 중심 두께 중 최대는 CT_Max이며,
    상기 인접한 렌즈들 사이의 광축 간격 중에서 최대는 CG_Max이며,
    상기 n은 광학계의 전체 렌즈 매수이며,
    수학식: 1 < ΣCT / ΣCG < 2.5
    수학식: 10 < (CT_Max+CG_Max)*n < 30
    을 만족하는 광학계.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 n-1 번째 렌즈의 물체측 면과 센서측 면은 임계점을 갖는 광학계.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 n 번째 렌즈는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며,
    상기 n-1번째 렌즈는 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며,
    상기 n번째 렌즈의 센서 면은 광축에서 유효영역의 끝단 사이에 임계점을 가지는, 광학계.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 n-1 번째 렌즈의 물체측 면과 센서측 면은 상기 광축에서 유효 영역의 끝단까지 임계점 없이 제공되는 광학계.
  15. 제11 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 n 번째 렌즈와 상기 n-1번째 렌즈 사이의 광축 간격은 CG10이며,
    상기 n번째 렌즈의 중심 두께는 CT11이며,
    수학식: 2 < CG10 / CT11 < 3
    을 만족하는 광학계.
  16. 제11 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈부터 n번째 렌즈까지의 중심 두께 합은 ΣCT이며,
    인접한 두 렌즈들 사이의 중심 간격 합은 ΣCG이며,
    전체 렌즈 매수는 n이며,
    수학식: ΣCT*n > 45
    수학식: ΣCG*n > 30
    을 만족하는 광학계.
  17. 제11 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 중에서 가장 큰 유효경은 CA_max이며,
    이미지 센서의 최대 대각 길이의 1/2은 Imgh이며,
    수학식: 0.5 < CA_max / (2*ImgH) < 1
    을 만족하는 광학계.
  18. 제12 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 물체측 면의 중심에서 이미지 센서의 상면까지의 광축 거리는 TTL이며,
    이미지 센서의 최대 대각 길이의 1/2은 Imgh이며,
    상기 광학계의 유효 초점 거리는 F이며,
    상기 n번째 렌즈의 센서측 면의 중심에서 상기 광축과 직교하는 방향으로 연장되는 직선을 기준으로 광축 방향의 렌즈 면까지 최대 이격 거리는 Max_Sag112이며,
    전체 렌즈 매수는 n이며,
    수학식: 10 < (TTL/Imgh)*|Max_Sag112|*n < 25
    을 만족하는 광학계.
  19. 복수의 렌즈를 갖는 제1 렌즈 군;
    상기 제1 렌즈 군의 렌즈보다 더 많은 렌즈들을 갖는 제2 렌즈 군; 및
    상기 제1 렌즈 군의 렌즈들 사이에 배치된 조리개를 포함하며,
    상기 제1 렌즈 군은 상기 제2 렌즈 군에 가장 인접한 센서측 면이 오목하며,
    상기 제2 렌즈 군은 상기 제1 렌즈 군에 가장 인접한 물체측 면이 볼록하며,
    상기 제1,2 렌즈 군의 렌즈 들 중에서 최대 유효경은 CA_Max이며,
    상기 제1 렌즈 군의 첫 번째 렌즈의 물체측 면의 중심에서 상기 제2 렌즈 군의 마지막 렌즈의 센서측 면의 중심까지의 광축 거리는 TD이며,
    전체 렌즈 매수는 n 이며,
    수학식: 1000 <CA_Max*TD*n <1500
    을 만족하는 광학계.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 군은 양의 굴절력을 갖는 렌즈 매수와 음의 굴절력을 갖는 렌즈 매수가 서로 다르며,
    상기 제2 렌즈 군은 양의 굴절력을 갖는 렌즈 매수와 음의 굴절력을 갖는 렌즈 매수가 동일하며,
    상기 제1 렌즈 군의 첫 번째 렌즈는 양의 굴절력을 가지며,
    상기 제2 렌즈 군의 마지막 렌즈는 임계점을 갖는 센서측 면과 음의 굴절력을 갖는 광학계.
  21. 제19 항 또는 제20 항에 있어서,
    상기 제1,2 렌즈 군의 렌즈들의 중심 두께의 합이 ∑CT이고,
    인접한 두 렌즈들 사이의 광축 간격들의 합이 ∑CG이며,
    상기 광학계의 전체 렌즈 매수는 n이며,
    수학식: 11 < (ΣCT / ΣCG)*n < 19.8
    을 만족하는 광학계.
  22. 이미지 센서; 및
    상기 이미지 센서와 마지막 렌즈 사이에 배치된 광학 필터를 포함하며,
    상기 광학계는 제1 항, 제11항 또는 제19항에 따른 광학계를 포함하고,
    전체 초점 거리는 F이고,
    물체에 가장 인접한 렌즈의 물체 측 면의 중심으로부터 이미지 센서의 상면까지의 광축에서의 거리는 TTL이며,
    이미지 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2은 Imgh이며,
    전체 렌즈 매수는 n이며,
    수학식: 0.5 < F/TTL < 1.5
    0.5 < TTL / ImgH < 3
    44 ≤ ImgH*n ≤ 110
    을 만족하는 카메라 모듈.
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