WO2024085675A1 - 광학계, 광학 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

광학계, 광학 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈 Download PDF

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WO2024085675A1
WO2024085675A1 PCT/KR2023/016233 KR2023016233W WO2024085675A1 WO 2024085675 A1 WO2024085675 A1 WO 2024085675A1 KR 2023016233 W KR2023016233 W KR 2023016233W WO 2024085675 A1 WO2024085675 A1 WO 2024085675A1
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WO
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lens
lens group
optical
optical path
conversion member
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/016233
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English (en)
French (fr)
Inventor
심형록
Original Assignee
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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an optical system, an optical device, and a camera module including the same.
  • a camera is a device that takes photos or videos of a subject, and is mounted on portable devices, drones, vehicles, etc.
  • the camera module has an Image Stabilization (IS) function that corrects or prevents image shaking caused by the user's movement, and automatically adjusts the gap between the image sensor and lens to align the focal length of the lens. It can have an auto focusing (AF) function and a zooming function that increases or decreases the magnification of a distant subject through a zoom lens.
  • IS Image Stabilization
  • AF auto focusing
  • zooming function that increases or decreases the magnification of a distant subject through a zoom lens.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide an optical system, optical device, and camera module that has a small fno and ensures sufficient brightness by providing a lens of sufficient size at the front end of the optical path conversion member (prism).
  • the present invention can provide an optical system, optical device, and camera module that have a simple structure and are easy to assemble.
  • the present invention can provide an optical system, optical device, and camera module that provides zoom while having only one moving part or driving part.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide an optical system and optical device applicable to ultra-slim, ultra-small and high-resolution cameras.
  • the problem to be solved in the embodiment is not limited to this, and also includes purposes and effects that can be understood from the means of solving the problem or the embodiment described below.
  • An optical system includes a first lens group adjacent to an object side and having a first optical axis; a second lens group adjacent to the image side and having a second optical axis; A first optical path conversion member disposed between the first lens group and the second lens group, wherein the second lens group is movable and the center of the second lens group is located between the first optical path conversion member and the second lens group.
  • the first lens group may overlap the second lens group in the second optical axis direction.
  • the ratio between the focal length and fno may be 5 to 7.
  • the distance between the first lens group and the second lens group may be 5 mm or more.
  • the distance between the image side of the outermost lens of the second lens group and the image sensor may be 5 mm or more.
  • the second lens group may be inserted and overlap the first optical path conversion member and the second optical axis.
  • the second lens group is inserted and the first optical path conversion member and the second optical axis may not overlap at least partially.
  • the ratio of total track length (TTL) to back focus length (BFL) may be 4 to 10.
  • An optical system includes a first lens group; A second lens group arranged to be spaced apart from the first lens group; A first optical path conversion member disposed between the first lens group and the second lens group, wherein when light passes through the first lens group and does not pass through the second lens group, an F number (Fno) is less than 3.5.
  • the first lens group may be disposed in the thickness direction of the first optical path conversion member.
  • an optical system, optical device, and camera module with a small fno and sufficient brightness can be implemented.
  • the present invention can implement optical systems, optical devices, and camera modules that have a simple structure and are easy to assemble.
  • the present invention can implement an optical system, optical device, and camera module that provides zoom while having only one moving part or driving part.
  • the present invention can provide an optical system and optical device that perform zoom magnification while securing sufficient space for the optical path conversion member.
  • the technical problem that the present invention aims to solve can be achieved by implementing an optical system and optical device applicable to ultra-slim, ultra-small and high-resolution cameras.
  • FIG. 1 is a perspective view of a camera module according to an embodiment
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of an optical device according to the first embodiment
  • FIG. 3 is a top view of the optical device according to the first embodiment in a first state
  • FIG. 4 is a top view of the optical device according to the first embodiment in a second state
  • FIG. 5 is a conceptual diagram of an optical device according to a second embodiment
  • FIG. 6 is a top view of the optical device according to the second embodiment in a second state
  • FIG. 7 is a top view of the optical device according to the second embodiment in a first state
  • FIG. 8A is a conceptual diagram of an optical system according to the first embodiment
  • Figure 8b is a cross-sectional view in a wide state of the optical system according to the first embodiment
  • Figure 9a shows the spherical aberration, astigmatic field curves, and distortion aberration ( This is a graph measuring Distortion,
  • Figure 9b is a diffraction MTF graph in the wide state of the optical system according to the first embodiment
  • Figure 10 is a cross-sectional view in the tele state of the optical system according to the first embodiment
  • Figure 11a shows spherical aberration, astigmatic field curves, and distortion aberration ( This is a graph measuring Distortion,
  • Figure 11b is a diffraction MTF graph in the tele state of the optical system according to the first embodiment
  • Figure 12 is a cross-sectional view in a wide state of the optical system according to the second embodiment
  • Figure 13 shows spherical aberration, astigmatic field curves, and distortion aberration ( This is a graph measuring Distortion,
  • Figure 14 is a cross-sectional view in the tele state of the optical system according to the second embodiment
  • Figure 15 shows the spherical aberration, astigmatic field curves, and distortion aberration ( This is a graph measuring Distortion,
  • Figure 16 is a cross-sectional view in a wide state of the optical system according to the third embodiment.
  • Figure 17 shows the spherical aberration, astigmatic field curves, and distortion aberration ( This is a graph measuring Distortion,
  • Figure 18 is a cross-sectional view in the tele state of the optical system according to the third embodiment.
  • Figure 19 shows the spherical aberration, astigmatic field curves, and distortion aberration ( This is a graph measuring Distortion,
  • Figure 20 is a perspective view of a mobile terminal to which a camera module is applied according to an embodiment
  • Figure 21 is a perspective view of a vehicle to which a camera module according to an embodiment is applied.
  • FIG. 1 is a perspective view of a camera module according to an embodiment
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of an optical device according to a first embodiment
  • FIG. 3 is a top view of an optical device according to a first embodiment in a first state
  • FIG. 4 is a top view of the optical device according to the first embodiment in a second state.
  • a camera module 1000 may include a cover (CV), a first camera actuator 1100, a second camera actuator 1200, and a circuit board 1300.
  • the first camera actuator 1100 may be used interchangeably as the first actuator
  • the second camera actuator 1200 may be used interchangeably as the second actuator.
  • the cover CV may cover the first camera actuator 1100 and the second camera actuator 1200.
  • the coupling force between the first camera actuator 1100 and the second camera actuator 1200 can be improved by the cover CV.
  • the cover CV may be made of a material that blocks electromagnetic waves. Accordingly, the first camera actuator 1100 and the second camera actuator 1200 within the cover CV can be easily protected.
  • the cover CV may have a structure that partially protrudes along the first direction (X-axis direction) due to the first lens group of the first camera actuator 1100.
  • the cover CV may have a partially protruding structure along a direction perpendicular to the second direction, such as a third direction (Y-axis direction), in consideration of the movement of the second lens group in the second camera actuator 1200. there is.
  • the first camera actuator 1100 may be an Optical Image Stabilizer (OIS) actuator.
  • OIS Optical Image Stabilizer
  • the first camera actuator 1100 can change the optical axis (O).
  • the first camera actuator 1100 may include a fixed focal length lens disposed on a predetermined barrel (not shown). Fixed focal length lenses may also be referred to as “single focal length lenses” or “single lenses.”
  • the first camera actuator 1100 can change the path of light.
  • the first camera actuator 1100 may vertically change the optical path through an internal optical member or a first optical path conversion member (eg, a prism or mirror).
  • the first optical path conversion member may change light from the first direction (X-axis direction) to the second direction (Z-axis direction).
  • the optical member may change light from the first axis to the second axis.
  • the camera module may change the optical path multiple times vertically or at a predetermined angle.
  • the second camera actuator 1200 may be placed behind the first camera actuator 1100.
  • the second camera actuator 1200 may be combined with the first camera actuator 1100. And mutual bonding can be achieved in various ways.
  • the second camera actuator 1200 may be a zoom actuator.
  • the second camera actuator 1200 supports one or more lenses and can perform a zoom function by moving the lenses according to a control signal from a predetermined control unit.
  • one or more lenses may be moved independently or individually in a direction perpendicular to the first direction (X-axis direction).
  • the second direction (Z-axis direction) may correspond to the optical axis direction.
  • the second camera actuator 1200 moves the second lens group (G2) in the optical axis direction or in a direction (second and third directions) perpendicular to the first direction (X-axis direction) so that the second lens group (G2) moves the second lens group (G2) to the optical axis. It can be inserted and removed from the furnace.
  • the second lens group G2 may be inserted and removed on the optical path by moving in the optical axis direction or the first direction (X-axis direction).
  • the description will be based on the movement or insertion and removal of the second lens group G2 in the third direction (Y-axis direction).
  • the circuit board 1300 may be placed behind the second camera actuator 1200.
  • the circuit board 1300 may be electrically connected to the second camera actuator 1200 and the first camera actuator 1100. Additionally, there may be a plurality of circuit boards 1300.
  • a camera module according to an embodiment may be composed of a single or multiple camera modules.
  • the plurality of camera modules may include a first camera module and a second camera module.
  • the first camera module may include a single or multiple actuators.
  • the first camera module may include a first camera actuator 1100 and a second camera actuator 1200.
  • the second camera module may be placed in a predetermined housing (not shown) and may include an actuator (not shown) capable of driving the lens unit.
  • the actuator may be a voice coil motor, micro actuator, silicon actuator, etc., and may be applied in various ways such as electrostatic method, thermal method, bimorph method, and electrostatic force method, but is not limited thereto. Additionally, in this specification, the camera actuator may be referred to as an actuator, etc. Additionally, a camera module consisting of a plurality of camera modules can be mounted in various electronic devices such as mobile terminals. Furthermore, an actuator may be a device that moves or tilts a lens or optical member. However, hereinafter, the actuator will be described as including a lens or optical member. Furthermore, the actuator may be called a 'lens transfer device', 'lens transfer device', 'optical member transfer device', 'optical member transfer device', etc.
  • the optical device may include a first lens group (G1), a first optical path conversion member (L5), and a second lens group (G2).
  • the optical device may further include an image sensor (IS) and a circuit board 1300.
  • the image sensor IS is disposed on the optical path and can receive light.
  • the image sensor (IS) can convert the received light into an electrical signal and transmit it to the outside through a circuit board, etc.
  • the optical device according to the first embodiment may include the above-described first camera actuator, second camera actuator, etc.
  • the first camera actuator may include a first lens group (G1) and a first optical path conversion member (L5).
  • the second camera actuator may include a second lens group (G2).
  • the optical device according to this embodiment will be described based on the first lens group (G1), the first' optical path conversion member (L5), the second lens group (G2), and the image sensor (IS).
  • the first optical path conversion member L5 can change the optical path of the incident light incident along the first direction (X-axis direction) from the object side to the second direction.
  • This first optical path conversion member L5 may be referred to as the 'fifth lens'.
  • the first optical path conversion member may be referred to as a 'reflection member' or the like.
  • the first lens group G1 may have a first optical axis. That is, the first optical axis may correspond to the central axis of the first lens group G1.
  • the first optical axis may correspond to the first direction or the X-axis direction.
  • the second lens group G2 may have a second optical axis. That is, the second optical axis may correspond to the central axis of the second lens group G2.
  • the second optical axis may correspond to the second direction (Z-axis direction).
  • the first optical path conversion member L5 may include a prism, a reflective mirror, etc.
  • the first lens group G1 may be located between the first optical path conversion member L5 and the object side.
  • the first lens group (G10) may be located at the front end of the first optical path conversion member (L5).
  • the first lens group (G1) may be placed adjacent to the object side.
  • 'front end' ', 'Front' refers to the direction toward the object in the optical path
  • 'rear' and 'rear' refer to the direction opposite to the object side in the optical path or toward the image sensor.
  • the first lens group G1 is located on the object side of the first optical path conversion member L5 and may include at least one lens.
  • the first lens group G1 may be disposed in the thickness direction or the first direction of the first optical path conversion member.
  • the first lens group G1 may include a first lens L1, a second lens L2, a third lens L3, and a fourth lens L4 in the optical path.
  • the first lens (L1), the second lens (L2), the third lens (L3), and the fourth lens (L4) may be sequentially arranged from the object side to the image side (corresponding to the image sensor).
  • first lens (L1), the second lens (L2), the third lens (L3), and the fourth lens (L4) may be located on top of the first optical path conversion member (L5).
  • the second lens group G2 may be disposed between the first optical path conversion member L5 and the image sensor IS.
  • the second lens group G2 may be composed of at least one lens.
  • the second lens group G2 may include a sixth lens L6, a seventh lens L7, an eighth lens L8, and a ninth lens L9.
  • the sixth lens (L6), the seventh lens (L7), the eighth lens (L8), and the ninth lens (L9) may be sequentially arranged along the optical axis or the second direction (Z-axis direction).
  • the second lens group G2 can be inserted and removed from the optical path as described above.
  • the second lens group G2 can be positioned within or outside the optical path by various driving units.
  • the driving unit may include an actuator (not shown).
  • the actuator may be a voice coil motor, micro actuator, silicon actuator, etc., and may be applied in various ways such as electrostatic method, thermal method, bimorph method, and electrostatic force method, but is not limited thereto.
  • the second lens group G2 may move in a direction perpendicular to the second direction (Z-axis direction).
  • the second lens group G2 may move in the first direction (X-axis direction).
  • the second lens group G2 can move in the third direction (Y-axis direction).
  • the length of the camera module or optical device in the first direction may not increase with respect to the movement of the second lens group G2.
  • the size or thickness can be miniaturized even when the camera module or optical device performs zoom or magnification.
  • the optical device and camera module according to the embodiment can have a compact structure while providing high magnification.
  • At least one lens in the first lens group (G1) may have a larger area than the first optical path conversion member (L5).
  • at least one lens of the first lens group G1 has a length W1 in the second direction (Z-axis direction) and a length W1 in the second direction (Z-axis direction) of the first optical path conversion member L5. It can be larger than W2).
  • at least one of the first lens (L1), the second lens (L2), the third lens (L3), and the fourth lens (L4) has a length in the second direction (Z-axis direction) of the first optical path. It may be greater than the length W2 in the second direction (Z-axis direction) of the conversion member L5.
  • At least one lens of the first lens group (G1) has a length (D1) in the third direction (Y-axis direction) greater than the length in the third direction (Y-axis direction) of the first optical path conversion member (L5).
  • at least one of the first lens (L1), the second lens (L2), the third lens (L3), and the fourth lens (L4) has a length in the third direction (Y-axis direction) It may be greater than the length of the conversion member L5 in the third direction (Y-axis direction).
  • the F-number of at least one lens of the first lens group G1 can be changed in various ways.
  • the F-number of at least one lens of the first lens group G1 can be easily reduced.
  • At least one lens of the first lens group G1 may have a circular edge shape.
  • at least a portion of an edge of at least one lens of the first lens group G1 may not have a flat shape in a direction perpendicular to the first direction.
  • D-cut may not be applied to at least one lens of the first lens group G1.
  • the optical device and camera module according to the embodiment can provide bright optical performance.
  • At least one of the first lens group G1 and the first optical path conversion member L5 may move or tilt in a direction perpendicular to the first direction (X-axis direction).
  • the first lens group G1 may move in a direction perpendicular to the first direction (X-axis direction).
  • the first optical path conversion member L5 may be tilted in a direction perpendicular to the first direction (X-axis direction). Accordingly, the hand shake prevention function can be easily performed in the first camera actuator 110.
  • the length W1 of the first lens group G1 in the second direction (Z-axis direction) is the length W2 of the first optical path conversion member L5 in the second direction (Z-axis direction). It can be bigger than
  • the length W3 of the second lens group G2 in the second direction (Z-axis direction) may be greater than the length of the first optical path conversion member L5 in the second direction (Z-axis direction). Additionally, the length W3 of the second lens group G2 in the second direction (Z-axis direction) may be smaller than or equal to the length W1 of the first lens group G1 in the second direction (Z-axis direction). there is.
  • the length (WL) of the optical device and the camera module in the second direction (Z-axis direction) is equal to the length (W1) of the first lens group (G1) in the second direction (Z-axis direction) and the second lens group (G2).
  • the sum and ratio of the lengths W3 in the second direction (Z-axis direction) may be 1:0.8 to 1:0.95. Accordingly, the optical device and camera module can have a compact structure that allows miniaturization of the image sensor.
  • the optical field may be tele (or telephoto) or wide (or wide angle).
  • the first state may be wide (or wide state)
  • the second state may be tele (or tele state).
  • the second lens group G2 may be disposed on the optical path. That is, the second lens group G2 may overlap the first optical path conversion member L5 in the second direction (Z-axis direction) or the optical axis direction in the first state.
  • the second lens group G2 may overlap at least partially with the first lens group G1.
  • the second lens group G2 may have an overlapping area OV that overlaps the first lens group G1 in the first direction (X-axis direction).
  • the second lens group G2 may not be disposed on the optical path. That is, the second lens group G2 may not overlap at least partially with the first optical path conversion member L5 in the second direction (Z-axis direction) or the optical axis direction in the second state.
  • the first lens group G1 may overlap the second lens group G2 in the second optical axis direction or the second direction (Z-axis direction). In this case, the second lens group G2 may be moved upward or in the direction of the first optical axis.
  • the second lens group G2 may partially overlap with the first optical path conversion member L5 in the edge area in the second direction (Z-axis direction).
  • the camera module can have a compact structure while performing a magnification function.
  • the cover CV may have a structure that protrudes to one side.
  • the second lens group G2 may also have a structure that partially protrudes along a second direction with respect to the first lens group G1 in the second state.
  • the length D3 of this protruding structure in the second direction (Y-axis direction) may be smaller than the length D2 of the second lens group G2 in the second direction (Y-axis direction).
  • the length D1 of the first lens group G1 in the second direction may be greater than the length D2 of the second lens group G2 in the second direction (Y-axis direction).
  • the length l1 of the first lens group G1 in the first direction (X-axis direction) may be smaller than the length l2 of the first optical path conversion member L5 in the first direction (X-axis direction). Accordingly, bright light can be provided while minimizing the thickness of the optical device and camera module.
  • the length of the second lens group G2 in the first direction may be less than or equal to the length l2 in the first direction (X-axis direction) of the first optical path conversion member L5.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram of the optical device according to the second embodiment
  • FIG. 6 is a top view of the optical device according to the second embodiment in a second state
  • FIG. 7 is a first state of the optical device according to the second embodiment. This is a top view.
  • the optical device includes a first lens group (G1), a first optical path conversion member (L5), a second lens group (G2), and a second optical path conversion member. (L10) may be included.
  • the optical device according to the second embodiment may further include an image sensor (IS) and a circuit board 1300.
  • the image sensor IS is disposed on the optical path and can receive light.
  • the image sensor (IS) can convert the received light into an electrical signal and transmit it to the outside through a circuit board, etc.
  • the optical device according to the second embodiment may include the above-described first camera actuator, second camera actuator, etc.
  • the first camera actuator may include a first lens group (G1) and a first optical path conversion member (L5).
  • the second camera actuator may include a second lens group (G2).
  • the second camera actuator may include a second optical path conversion member (L10).
  • the optical device according to this embodiment will be described based on the first lens group (G1), the first' optical path conversion member (L5), the second lens group (G2), and the image sensor (IS).
  • the first optical path conversion member L5 can change the optical path of the incident light incident along the first direction (X-axis direction) from the object side to the second direction.
  • This first reflector L5 may be referred to as the 'fifth lens'.
  • the first optical path conversion member L5 may include a prism, a reflective mirror, etc.
  • the first lens group G1 may be located between the first optical path conversion member L5 and the object side.
  • the first lens group (G10) may be located at the front of the first optical path conversion member (L5).
  • 'front' and 'front' refer to the object-side direction on the optical path.
  • 'rear' ,'Rear' means the direction opposite to the object side in the optical path or toward the image sensor.
  • the first lens group G1 is located on the object side of the first optical path conversion member L5 and may include at least one lens.
  • the first lens group G1 may include a first lens L1, a second lens L2, a third lens L3, and a fourth lens L4 in the optical path.
  • the first lens (L1), the second lens (L2), the third lens (L3), and the fourth lens (L4) may be sequentially arranged from the object side to the image side (corresponding to the image sensor).
  • first lens (L1), the second lens (L2), the third lens (L3), and the fourth lens (L4) may be located on top of the first optical path conversion member (L5).
  • the second lens group G2 may be disposed between the first optical path conversion member L5 and the image sensor IS.
  • the second lens group G2 may be composed of at least one lens.
  • the second lens group G2 may include a sixth lens L6, a seventh lens L7, an eighth lens L8, and a ninth lens L9.
  • the sixth lens (L6), the seventh lens (L7), the eighth lens (L8), and the ninth lens (L9) may be sequentially arranged along the optical axis or the second direction (Z-axis direction).
  • the second lens group G2 can be inserted and removed from the optical path as described above.
  • the second lens group G2 can be positioned within or outside the optical path by various driving units.
  • the driving unit may include an actuator (not shown).
  • the actuator may be a voice coil motor, micro actuator, silicon actuator, etc., and may be applied in various ways such as electrostatic method, thermal method, bimorph method, and electrostatic force method, but is not limited thereto.
  • the second lens group G2 may move in a direction perpendicular to the second direction (Z-axis direction).
  • the second lens group G2 may move in the first direction (X-axis direction).
  • the second lens group G2 can move in the third direction (Y-axis direction).
  • the length of the camera module or optical device in the first direction may not increase with respect to the movement of the second lens group G2.
  • the size or thickness can be miniaturized even when the camera module or optical device performs zoom or magnification.
  • the optical device and camera module according to the embodiment can have a compact structure while providing high magnification.
  • At least one lens in the first lens group G1 may have a larger area than the first optical path conversion member L5.
  • at least one lens of the first lens group G1 has a length W1 in the second direction (Z-axis direction) and a length W1 in the second direction (Z-axis direction) of the first optical path conversion member L5. It can be larger than W2).
  • at least one of the first lens (L1), the second lens (L2), the third lens (L3), and the fourth lens (L4) has a length in the second direction (Z-axis direction) of the first optical path. It may be greater than the length W2 in the second direction (Z-axis direction) of the conversion member L5.
  • At least one lens of the first lens group G1 has a length D1 in the third direction (Y-axis direction) that is greater than the length in the third direction (Y-axis direction) of the first optical path conversion member L5.
  • at least one of the first lens (L1), the second lens (L2), the third lens (L3), and the fourth lens (L4) has a length in the third direction (Y-axis direction) It may be greater than the length of the conversion member L5 in the third direction (Y-axis direction).
  • the F-number of at least one lens of the first lens group G1 can be changed in various ways.
  • the F-number of at least one lens of the first lens group G1 can be easily reduced.
  • At least one lens of the first lens group G1 may have a circular edge shape.
  • at least a portion of an edge of at least one lens of the first lens group G1 may not have a flat shape in a direction perpendicular to the first direction.
  • D-cut may not be applied to at least one lens of the first lens group (G1).
  • the optical device and camera module according to the embodiment can provide bright optical performance.
  • At least one of the first lens group G1 and the first optical path conversion member L5 may move or tilt in a direction perpendicular to the first direction (X-axis direction).
  • the first lens group G1 may move in a direction perpendicular to the first direction (X-axis direction).
  • the first optical path conversion member L5 may be tilted in a direction perpendicular to the first direction (X-axis direction). Accordingly, the hand shake prevention function can be easily performed in the first camera actuator 110.
  • the length W1 of the first lens group G1 in the second direction (Z-axis direction) is the length W2 of the first optical path conversion member L5 in the second direction (Z-axis direction). It can be bigger than
  • the length W3 of the second lens group G2 in the second direction (Z-axis direction) may be greater than the length of the first optical path conversion member L5 in the second direction (Z-axis direction). Additionally, the length W3 of the second lens group G2 in the second direction (Z-axis direction) may be smaller than or equal to the length W1 of the first lens group G1 in the second direction (Z-axis direction). there is.
  • the length (WL) of the optical device and the camera module in the second direction (Z-axis direction) is equal to the length (W1) of the first lens group (G1) in the second direction (Z-axis direction) and the second lens group (G2).
  • the sum and ratio of the lengths W3 in the second direction (Z-axis direction) may be 1:0.8 to 1:0.95. Accordingly, the optical device and camera module can have a compact structure that allows miniaturization of the image sensor.
  • the optical field may be tele (or telephoto) or wide (or wide angle).
  • the first state may be wide and the second state may be tele.
  • the second lens group G2 may be disposed on the optical path. That is, the second lens group G2 may overlap the first optical path conversion member L5 in the second direction (Z-axis direction) or the optical axis direction in the first state.
  • the second lens group G2 may overlap at least partially with the first lens group G1.
  • the second lens group G2 may have an overlapping area OV that overlaps the first lens group G1 in the first direction (X-axis direction).
  • the second lens group G2 may not be disposed on the optical path. That is, the second lens group G2 may not overlap at least partially with the first optical path conversion member L5 in the second direction (Z-axis direction) or the optical axis direction in the second state.
  • the second lens group G2 may partially overlap with the first optical path conversion member L5 in the edge area in the second direction (Z-axis direction).
  • the camera module can have a compact structure while performing a magnification function.
  • the cover CV may have a structure that protrudes to one side.
  • the second lens group G2 may also have a structure that partially protrudes along a second direction with respect to the first lens group G1 in the second state.
  • the length D3 of this protruding structure in the second direction (Y-axis direction) may be smaller than the length D2 of the second lens group G2 in the second direction (Y-axis direction).
  • the length D1 of the first lens group G1 in the second direction may be greater than the length D2 of the second lens group G2 in the second direction (Y-axis direction).
  • the length l1 of the first lens group G1 in the first direction (X-axis direction) may be smaller than the length l2 of the first optical path conversion member L5 in the first direction (X-axis direction). Accordingly, bright light can be provided while minimizing the thickness of the optical device and camera module.
  • the length of the second lens group G2 in the first direction may be less than or equal to the length l2 in the first direction (X-axis direction) of the first optical path conversion member L5.
  • the description of the first lens group (G1), the first optical path conversion member (L5), and the second lens group (G2) can be applied in the same way as the description of the optical device according to the first embodiment.
  • the optical device according to the second embodiment may further include a second optical path conversion member (L10) disposed between the second lens group (G2) and the image sensor (IS).
  • L10 second optical path conversion member
  • the second optical path conversion member L10 may change the optical path of the incident light incident along the second direction (Z-axis direction) to a direction perpendicular to the second direction (e.g., first direction (X-axis direction)). there is.
  • This second optical path conversion member L10 may be referred to as the 'tenth lens'.
  • the first optical path conversion member L5 may include a prism, a reflective mirror, etc.
  • the image sensor IS may be miniaturized through reflection of the second optical path conversion member L10.
  • the first lens group (G1), the first optical path conversion member (L5), the second lens group (G2), and the second optical path conversion member (L10) ) can be moved as one unit. Accordingly, auto focusing may be performed.
  • the positional freedom of the image sensor IS or the freedom of the electronic device may be improved by the second optical path conversion member L10.
  • FIG. 8A is a conceptual diagram of an optical system according to the first embodiment
  • FIG. 8B is a cross-sectional view of the optical system according to the first embodiment in a wide state
  • FIG. 9A is a wide state of the optical system according to the first embodiment. It is a graph measuring spherical aberration, astigmatic field curves, and distortion for light with wavelengths of 435nm, 486nm, 546nm, 587nm, and 656nm
  • Figure 9b is a graph of the first embodiment.
  • Figure 10 is a diffraction MTF graph in the wide state of the optical system according to the first embodiment
  • Figure 10 is a cross-sectional view in the tele state of the optical system according to the first embodiment
  • Figure 11a is a tele state of the optical system according to the first embodiment. It is a graph measuring spherical aberration, astigmatic field curves, and distortion for light with wavelengths of 435nm, 486nm, 546nm, 587nm, and 656nm
  • Figure 11b is a graph of the first embodiment. This is a diffraction MTF graph in the tele state of the optical system.
  • the first lens group G1 may be located on the top of the first optical path conversion member L5.
  • the second optical path conversion member L10 may or may not exist as in the first and second embodiments described above.
  • the first optical path conversion member L5 changes the optical path
  • the second optical path conversion member L10 also changes the optical path.
  • the first optical path conversion member L5 and the second optical path conversion member L10 correspond to members without curvature.
  • reflection of the first optical path conversion member L5 and the second optical path conversion member L10 is omitted, and light is transmitted based on the illustration.
  • the first optical path conversion member (L5) and the second optical path conversion member (L10) are transmitted as described above. It should be understood that (L10) substantially changes the optical path.
  • the optical system includes the above-described first lens group (G1), first optical path conversion member (L5), second lens group (G2), second optical path conversion member (L10), and image sensor (IS). may include. Furthermore, the optical system may further include a filter (F) disposed between the second optical path conversion member (L10) and the image sensor (IS).
  • the filter F may be made of glass or the like. Additionally, the filter F may transmit or block light of a specific wavelength. Additionally, the filter (F) can prevent foreign substances from entering the image sensor (IS).
  • the optical device may include part or all of the following various optical systems. Additionally, the camera module may also include various optical systems. Hereinafter, the optical system of FIGS. 8B to 19 will be described based on this.
  • the optical system 10A includes a first lens group G1, a first optical path conversion member L5, which are sequentially arranged from the object side to the image side. It includes a second lens group (G2) and a second optical path conversion member (L10).
  • the first optical path conversion member L5 will be described below as the fifth lens L5. Furthermore, the fifth lens L5 may include a prism. And the second optical path conversion member (L10) will be described below as the tenth lens (L10). Furthermore, the tenth lens L10 may include a prism.
  • the first lens group G1 may include at least one lens.
  • the first lens group (G1) may include a first lens (L1), a second lens (L2), a third lens (L3), and a fourth lens (L4) arranged sequentially on the optical path. there is.
  • the second lens group G2 may include at least one lens.
  • the second lens group G2 may include a sixth lens L6, a seventh lens L7, an eighth lens L8, and a ninth lens L9.
  • zoom operation can be performed by insertion or removal/removal of the second lens group G2.
  • the first lens group G1 is unrelated to the zooming drive and can be fixed.
  • the zooming of the optical system 10A may vary between 1 and 10 times by moving the second lens group G2.
  • the optical system in the wide state, can provide 1x magnification.
  • the optical system in tele state, can provide 5x magnification.
  • the first lens group G1 may include a plurality of lenses with different refractive powers.
  • the lens disposed on the image side may have positive (+) refractive power.
  • the lens disposed on the water side may have negative (-) refractive power.
  • the first lens group (G1) includes a first lens (L1), a second lens (L2), a third lens (L3), and a fourth lens (L4) arranged sequentially from the water side to the image side.
  • the first lens (L1) may have positive refractive power
  • the second lens (L2) may have positive refractive power
  • the third lens L3 may have positive refractive power
  • the fourth lens L4 may have negative refractive power.
  • the second lens group G2 may include a plurality of lenses with different refractive powers.
  • the lens disposed on the image side may have positive (+) refractive power.
  • the lens disposed on the water side may have positive (+) refractive power.
  • the second lens group (G2) includes a sixth lens (L6), a seventh lens (L7), an eighth lens (L8), and a ninth lens arranged sequentially from the object side (or object side) to the image side. (L9) may be included.
  • the sixth lens (L6) may have positive refractive power
  • the seventh lens (L7) may have negative refractive power
  • the eighth lens L8 may have negative refractive power
  • the ninth lens L9 may have positive refractive power.
  • the lenses included in the first lens group (G1) and the second lens group (G2) may be made of plastic or glass materials.
  • Tables 1 and 2 below show the optical characteristics of the lenses included in the optical system according to an embodiment of the present invention
  • Tables 3 and 4 show the Conic constant and aspheric coefficient of the lens included in the optical system according to an embodiment of the present invention. indicates.
  • the object side is the thickness of the lens, and the image side means the distance from the next member. Furthermore, Nd is the refractive index, and Vd is the Abbe number (dispersion). This can be equally applied below.
  • Table 1 the unit of thickness means [mm].
  • Table 1 discloses information on the center thickness (mm) of each lens, the distance (mm) between each lens, curvature, refractive index, and Abbe's Number. do. Furthermore, the general distance described in the specification is in [mm]. Additionally, in the process of tele zooming, the second lens group G2 is removed, so the sixth to ninth lenses are removed. Furthermore, the characteristics of the removed sixth to ninth lenses may be changed. However, descriptions of the first to fifth lenses may be the same. Additionally, since the sixth to ninth lenses are removed, the thickness written on the image side of the fifth lens refers to the distance between the fifth and ninth lenses, not the distance between the fifth and sixth lenses. Referring to Table 2, each surface of the first to fourth lenses and the sixth to ninth lenses may be implemented in a convex or concave shape.
  • the first lens L1 may be a lens in which the water side S11 is convex toward the object side.
  • the first lens L1 may be a lens whose image side S12 is convex toward the object.
  • the water side S11 of the first lens L1 may be concave toward the image side.
  • the image side surface S12 of the first lens L1 may be concave toward the image side.
  • the second lens L2 may be a lens in which the water side L21 is convex toward the object.
  • the second lens L2 may be a lens whose image side L22 is concave toward the object.
  • the convexities and concavities listed in Table 2 are based on the object side.
  • the thickness T1 of the first lens L1 may correspond to the thickness listed on the water side S11 of the first lens L1 in Table 1.
  • the thickness T2 of the second lens L2 may correspond to the thickness listed on the water side S21 of the second lens L2 in Table 1.
  • the thickness T3 of the third lens L3 may correspond to the thickness listed on the water side S31 of the third lens L3 in Table 1.
  • the thickness T4 of the fourth lens L4 may correspond to the thickness listed on the water side S41 of the fourth lens L4 in Table 1.
  • the thickness T6 of the sixth lens L6 may correspond to the thickness listed on the water side S61 of the sixth lens L6 in Table 1.
  • the thickness T7 of the seventh lens L7 may correspond to the thickness described in the water side S71 of the seventh lens L7 in Table 1.
  • the thickness T8 of the eighth lens L8 may correspond to the thickness described in the water side S81 of the eighth lens L8 in Table 1.
  • the thickness T9 of the ninth lens L9 may correspond to the thickness described in the water side S91 of the ninth lens L9 in Table 1.
  • the optical system has an appropriate size for a slim and compact structure.
  • 19 0.1 ⁇ CA_min / CA_Aver ⁇ 1 0.000
  • the optical system has an appropriate size for a slim and compact structure.
  • 20 0.1 ⁇ CA_max / (2*ImgH) ⁇ 1 1.091 It has good optical performance and the optical system has an appropriate size for a slim and compact structure.
  • 21 0.5 ⁇ TD / CA_max ⁇ 1.5 3.298
  • the optical system has an appropriate size for a slim and compact structure.
  • the TTL Total track length
  • EFL Effective Focal Length
  • BFL Back focus length
  • the F number of the entire lens part is 2 or more.
  • the viewing angle (FOV) from the camera module may be 20 degrees or less, for example, in the range of 8 degrees to 15 degrees.
  • the angle viewed from the camera module (FOV) refers to the half angle of view. Accordingly, it may be 1/2 the angle of view in the camera module.
  • Table 6 shows the result values of the optical system of the embodiment for the above-mentioned equations. Referring to Table 6, it can be seen that the optical system according to one embodiment satisfies at least one or two of Equations 1 to 38.
  • ET stands for edge thickness, meaning the edge thickness of the lens.
  • nx means the refractive index of the xth lens.
  • CA_L#1S# means the water-side effective diameter of the first lens
  • CA_L#2S# means the water-side effective diameter of the second lens
  • CA_L3S2 refers to the effective diameter of the image side of the third lens
  • CA_L4S1 refers to the effective diameter of the water side of the fourth lens.
  • d34_CT is the center (optical axis) distance of the third lens and the fourth lens
  • d34_ET is the edge distance of the third lens and the fourth lens.
  • D910_CT is the center (optical axis) distance of the 9th lens and the 10th lens
  • D910_ET is the edge distance of the 9th lens and the 10th lens.
  • L_CT_Max is the maximum thickness of the lens
  • Air_Max is the maximum distance between lenses.
  • ⁇ L_CT is the sum of the thickness of the lenses
  • ⁇ Air_CT is the sum of the separation distances between lenses.
  • ⁇ Index is the sum of refractive indices.
  • ⁇ Abb is the sum of the Abbe numbers for the lens.
  • Air_Edge_Max is the maximum separation distance at the edge between lenses
  • L_CT_Max is the maximum thickness in the lenses.
  • CA_max is the maximum effective diameter
  • CA_Aver is the average effective diameter.
  • CA_min is the minimum effective diameter.
  • TD is the distance from the water side of the first lens to the image side of the tenth lens.
  • F is EFL
  • L1R1 is the radius of curvature of the water side of the first lens. The f# number refers to the focal length of the numerical lens.
  • the Fno may be less than 3.8 in the tele state. That is, the optical system can provide bright light.
  • the ratio between the focal length and the f number may be 5 to 7.
  • f may correspond to EFL.
  • the distance between the first lens group (G1) and the second lens group (G2) may be 5 mm or more. Accordingly, sufficient space for the fifth lens or the first optical path conversion member can be secured. And in the wide state, the distance between the image side of the outermost lens of the second lens group and the image sensor may be 5 mm or more. Accordingly, sufficient space can be secured for the second optical path conversion member or the first 0 lens for changing the optical path. Furthermore, the optical system can provide such spacing and zooming without the need for additional driving units to move the mobile group in the optical path.
  • the Effective Focal Length (EFL) is 11.9 in wide and 19.4 in tele.
  • Fno is 2.27 in wide and 3.71 in tele
  • HFOV is 12.80 in wide and 8.01 in tele.
  • the combined focal length (f1-f4) of the first to fourth lenses is 19.4
  • the combined focal length (f6-f9) of the sixth to ninth lenses is 7.94.
  • the spherical aberration is within -0.05 [mm] to 0.1 [mm] from the center of the image sensor to the tip, regardless of the wavelength. Specifically, it can be seen that the spherical aberration is within -0.1 [mm] to 0.1 [mm] in the wide state and tele state.
  • the astigmatism is within -0.05 [mm] to 0.05 [mm] from the center of the image sensor to the tip, regardless of the wavelength. Specifically, it can be seen that the astigmatism in the wide state and tele state is approximately within -0.05 [mm] to 0.05 [mm].
  • the distortion aberration is within -2 [%] to 2 [%] from the center of the image sensor to the end, regardless of the wavelength. Specifically, it can be seen that the distortion aberration is approximately within -2 [%] to 2 [%] in the wide state and tele state.
  • the optical system according to the embodiment of the present invention has a value close to the diffraction limit, which is a limit value, near the defocusing position 0 [mm] in the wide state and telephoto, respectively. You can.
  • the optical system may have a modulation of 0.5 or more near the defocusing position 0 [mm] in the wide state and telephoto mode, respectively.
  • Figure 12 is a cross-sectional view in a wide state of the optical system according to the second embodiment
  • Figure 13 is a cross-sectional view of the optical system according to the second embodiment in a wide state to light with wavelengths of 435 nm, 486 nm, 546 nm, 587 nm, and 656 nm.
  • Figure 14 is a cross-sectional view in the tele state of the optical system according to the second embodiment
  • Figure 15 Longitudinal Spherical Aberration, Astigmatic Field Curves, and Distortion for light with wavelengths of 435nm, 486nm, 546nm, 587nm, and 656nm in the tele state of the optical system according to the second embodiment. This is a graph measuring .
  • the unit of thickness means [mm].
  • Table 8, etc. discloses information on the center thickness (mm) of each lens, the distance (mm) between each lens, curvature, refractive index, and Abbe's Number. do. Furthermore, the general distance described in the specification is in [mm]. Additionally, in the process of tele zooming, the second lens group G2 is removed, so the sixth to ninth lenses are removed. Furthermore, the characteristics of the removed sixth to ninth lenses may be changed. However, descriptions of the first to fifth lenses may be the same. Additionally, since the sixth to ninth lenses are removed, the thickness written on the image side of the fifth lens refers to the distance between the fifth and ninth lenses, not the distance between the fifth and sixth lenses. Referring to Table 9, each surface of the first to fourth lenses and the sixth to ninth lenses may be implemented in a convex or concave shape.
  • the first lens L1 may be a lens in which the water side S11 is convex toward the object side.
  • the first lens L1 may be a lens whose image side S12 is concave toward the object.
  • the second lens L2 may be a lens in which the water side L21 is convex toward the object.
  • the second lens L2 may be a lens whose image side L22 is convex toward the object.
  • the thickness T1 of the first lens L1 may correspond to the thickness listed on the water side S11 of the first lens L1 in Table 1.
  • the thickness T2 of the second lens L2 may correspond to the thickness listed on the water side S21 of the second lens L2 in Table 1.
  • the thickness T3 of the third lens L3 may correspond to the thickness listed on the water side S31 of the third lens L3 in Table 1.
  • the thickness T4 of the fourth lens L4 may correspond to the thickness listed on the water side S41 of the fourth lens L4 in Table 1.
  • the thickness T6 of the sixth lens L6 may correspond to the thickness listed on the water side S61 of the sixth lens L6 in Table 1.
  • the thickness T7 of the seventh lens L7 may correspond to the thickness described in the water side S71 of the seventh lens L7 in Table 1.
  • the thickness T8 of the eighth lens L8 may correspond to the thickness described in the water side S81 of the eighth lens L8 in Table 1.
  • the thickness T9 of the ninth lens L9 may correspond to the thickness described in the water side S91 of the ninth lens L9 in Table 1.
  • the Effective Focal Length (EFL) is 12.0 in wide and 19.4 in tele.
  • Fno is 2.29 in wide and 3.71 in tele
  • HFOV is 12.68 in wide and 8.03 in tele.
  • the combined focal length (f1-f4) of the first to fourth lenses is 19.4
  • the combined focal length (f6-f9) of the sixth to ninth lenses is 9.29.
  • the spherical aberration is within -0.1 [mm] to 0.2 [mm] from the center of the image sensor to the tip, regardless of the wavelength. Specifically, it can be seen that the spherical aberration is within -0.1 [mm] to 0.2 [mm] in the wide state and tele state.
  • the astigmatism is within -0.1 [mm] to 0.2 [mm] from the center of the image sensor to the tip, regardless of the wavelength. Specifically, it can be seen that the astigmatism in the wide state and tele state is approximately within -0.1 [mm] to 0.2 [mm].
  • the distortion aberration is within -2 [%] to 5 [%] from the center of the image sensor to the end, regardless of the wavelength. Specifically, it can be seen that the distortion aberration is approximately within -2 [%] to 5 [%] in the wide state and tele state. In particular, in the tele state, the distortion aberration may be approximately within -1 [%] to 1 [%].
  • FIG. 16 is a cross-sectional view in a wide state of the optical system according to the third embodiment
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the optical system according to the third embodiment in a wide state to light with wavelengths of 435 nm, 486 nm, 546 nm, 587 nm, and 656 nm.
  • the unit of thickness means [mm].
  • Table 12, etc. discloses the center thickness (mm) of each lens, the distance (mm) between each lens, curvature, refractive index, and Abbe's Number. do. Furthermore, the general distance described in the specification is in [mm]. Additionally, in the process of tele zooming, the second lens group G2 is removed, so the sixth to ninth lenses are removed. Furthermore, the characteristics of the removed sixth to ninth lenses may be changed. However, descriptions of the first to fifth lenses may be the same. Additionally, since the sixth to ninth lenses are removed, the thickness written on the image side of the fifth lens refers to the distance between the fifth and ninth lenses, not the distance between the fifth and sixth lenses. Referring to Table 12, each surface of the first to fourth lenses and the sixth to ninth lenses may be implemented in a convex or concave shape.
  • the first lens L1 may be a lens in which the water side S11 is convex toward the object side.
  • the first lens L1 may be a lens whose image side S12 is concave toward the object.
  • the second lens L2 may be a lens in which the water side L21 is convex toward the object.
  • the second lens L2 may be a lens whose image side L22 is convex toward the object.
  • the thickness T1 of the first lens L1 may correspond to the thickness listed on the water side S11 of the first lens L1 in Table 1.
  • the thickness T2 of the second lens L2 may correspond to the thickness listed on the water side S21 of the second lens L2 in Table 1.
  • the thickness T3 of the third lens L3 may correspond to the thickness listed on the water side S31 of the third lens L3 in Table 1.
  • the thickness T4 of the fourth lens L4 may correspond to the thickness listed on the water side S41 of the fourth lens L4 in Table 1.
  • the thickness T6 of the sixth lens L6 may correspond to the thickness listed on the water side S61 of the sixth lens L6 in Table 1.
  • the thickness T7 of the seventh lens L7 may correspond to the thickness listed on the water side S71 of the seventh lens L7 in Table 1.
  • the thickness T8 of the eighth lens L8 may correspond to the thickness described in the water side S81 of the eighth lens L8 in Table 1.
  • the thickness T9 of the ninth lens L9 may correspond to the thickness described in the water side S91 of the ninth lens L9 in Table 1.
  • the Effective Focal Length is 11.9 in wide and 20.5 in tele.
  • Fno is 1.99 in wide and 3.42 in tele
  • HFOV is 12.73 in wide and 7.57 in tele.
  • the combined focal length (f1-f4) of the first to fourth lenses is 20.59
  • the combined focal length (f6-f9) of the sixth to ninth lenses is 8.35.
  • FIGS. 17 and 19 Referring to , it can be seen that the spherical aberration is within -0.05 [mm] to 0.05 [mm] from the center of the image sensor to the tip, regardless of the wavelength. Specifically, it can be seen that the spherical aberration is within -0.05 [mm] to 0.05 [mm] in the wide state and tele state.
  • the astigmatism is within -0.05 [mm] to 0.05 [mm] from the center of the image sensor to the tip, regardless of the wavelength. Specifically, it can be seen that the astigmatism in the wide state and tele state is approximately within -0.05 [mm] to 0.05 [mm].
  • the distortion aberration is within -1 [%] to 2.5 [%] from the center of the image sensor to the end, regardless of the wavelength. Specifically, it can be seen that the distortion aberration is approximately within -1 [%] to 2.5 [%] in the wide state and tele state. In particular, in the tele state, the distortion aberration may be approximately within -0.5 [%] to 1.5 [%].
  • Figure 20 is a perspective view of a mobile terminal to which a camera module is applied according to an embodiment.
  • the mobile terminal 1500 of the embodiment may include a camera module 1000, a flash module 1530, and an autofocus device 1510 provided at the rear.
  • the camera module 1000 may include an image capture function and an autofocus function.
  • the camera module 1000 may include an autofocus function using an image.
  • the camera module 1000 processes image frames of still or moving images obtained by an image sensor in a shooting state or video call state.
  • the processed image frame can be displayed on a certain display unit and stored in memory.
  • a camera (not shown) may also be placed on the front of the mobile terminal body.
  • the camera module 1000 may include a first camera module 1000 and a second camera module 1000, and OIS may be implemented along with AF or zoom functions by the first camera module 10000. You can.
  • the flash module 1530 may include a light emitting element inside that emits light.
  • the flash module 1530 can be operated by operating a camera of a mobile terminal or by user control.
  • the autofocus device 1510 may include one of the packages of surface light emitting laser devices as a light emitting unit.
  • the autofocus device 1510 may include an autofocus function using a laser.
  • the autofocus device 1510 can be mainly used in conditions where the autofocus function using the image of the camera module 1000 is degraded, for example, in close proximity of 10 m or less or in dark environments.
  • the autofocus device 1510 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.
  • a light emitting unit including a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) semiconductor device
  • a light receiving unit such as a photo diode that converts light energy into electrical energy.
  • VCSEL vertical cavity surface emitting laser
  • Figure 21 is a perspective view of a vehicle to which a camera module according to an embodiment is applied.
  • Figure 21 is an external view of a vehicle equipped with a vehicle driving assistance device to which the camera module 1000 according to an embodiment is applied.
  • the vehicle 700 of the embodiment may be provided with wheels 13FL and 13FR that rotate by a power source and a predetermined sensor.
  • the sensor may be a camera sensor (2000), but is not limited thereto.
  • the camera 2000 may be a camera sensor to which the camera module 1000 according to the embodiment is applied.
  • the vehicle 700 of the embodiment may acquire image information through a camera sensor 2000 that captures a front image or surrounding image, determines the lane identification situation using the image information, and generates a virtual lane when identification is performed. can do.
  • the camera sensor 2000 may acquire a front image by photographing the front of the vehicle 700, and a processor (not shown) may acquire image information by analyzing objects included in the front image.
  • the processor detects these objects. This can be included in the video information. At this time, the processor can further supplement the image information by obtaining distance information to the object detected through the camera sensor 2000.
  • Image information may be information about an object captured in an image.
  • This camera sensor 2000 may include an image sensor and an image processing module.
  • the camera sensor 2000 can process still images or moving images obtained by an image sensor (eg, CMOS or CCD).
  • an image sensor eg, CMOS or CCD.
  • the image processing module can process still images or moving images obtained through an image sensor, extract necessary information, and transmit the extracted information to the processor.
  • the camera sensor 2000 may include, but is not limited to, a stereo camera to improve measurement accuracy of the object and secure more information such as the distance between the vehicle 700 and the object.

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Abstract

본 발명의 실시예는 물체측에 인접하고, 제1 광축을 갖는 제1 렌즈군; 상측에 인접하고 제2 광축을 갖는 제2 렌즈군; 및 제1 렌즈군과 제2 렌즈군 사이에 배치되는 제1 광경로변환부재;를 포함하고, 상기 제2 렌즈군은 이동 가능하고 상기 제2 렌즈군의 중심이 상기 제1 광경로변환부재와 상기 제2 광축 방향으로 중첩되는 경우 와이드 상태를 갖고, 상기 제2 렌즈군의 중심이 상기 제1 광경로변환부재와 상기 제2 광축 방향으로 중첩되지 않을 경우 텔레 상태를 갖는 광학계를 개시한다.

Description

광학계, 광학 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈
본 발명은 광학계, 광학 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것이다.
카메라는 피사체를 사진이나 동영상으로 촬영하는 장치이며, 휴대용 디바이스, 드론, 차량 등에 장착되고 있다. 카메라 모듈은 영상의 품질을 높이기 위하여 사용자의 움직임에 의한 이미지의 흔들림을 보정하거나 방지하는 영상 안정화(Image Stabilization, IS) 기능, 이미지 센서와 렌즈 사이의 간격을 자동 조절하여 렌즈의 초점거리를 정렬하는 오토 포커싱(Auto Focusing, AF) 기능, 줌 렌즈(zoom lens)를 통해 원거리의 피사체의 배율을 증가 또는 감소시켜 촬영하는 주밍(zooming) 기능을 가질 수 있다.
다만, 소형화된 카메라 모듈에서 구조가 복잡하여 조립이 어렵고 복수 개의 구동부와 소형화로 인해 밝기 또는 Fno가 저하되는 문제가 존재한다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 광경로변환부재(프리즘) 전단에 충분한 크기의 렌즈를 제공함으로써, 에프넘버(fno)가 작아 밝기가 충분히 확보된 광학계, 광학 장치 및 카메라 모듈을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 구조가 단순하고 조립이 용이한 광학계, 광학 장치 및 카메라 모듈을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 이동부 또는 구동부가 하나이면서 줌을 제공하는 광학계, 광학 장치 및 카메라 모듈을 제공할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 초슬림, 초소형 및 고해상 카메라에 적용 가능한 광학계, 광학 장치를 제공하는 것이다.
실시예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 광학계는 물체측에 인접하고, 제1 광축을 갖는 제1 렌즈군; 상측에 인접하고 제2 광축을 갖는 제2 렌즈군; 제1 렌즈군과 제2 렌즈군 사이에 배치되는 제1 광경로변환부재;를 포함하고, 상기 제2 렌즈군은 이동 가능하고 상기 제2 렌즈군의 중심이 상기 제1 광경로변환부재와 상기 제2 광축 방향으로 중첩되는 경우 와이드 상태를 갖고, 상기 제2 렌즈군의 중심이 상기 제1 광경로변환부재와 상기 제2 광축의 방향으로 중첩되지 않을 경우 텔레 상태를 갖는다.
상기 텔레 상태에서 상기 제1 렌즈군은 상기 제2 렌즈군과 상기 제2 광축 방향으로 중첩될 수 있다.
상기 텔레 상태 및 상기 와이드 상태 중 적어도 하나에서 초점거리와 에프넘버(fno)의 비가 5 내지 7일 수 있다.
상기 제1 렌즈군과 상기 제2 렌즈군 사이의 거리는 5mm 이상일 수 있다.
상기 와이드 상태에서 제2 렌즈군의 최외측 렌즈의 상측면과 이미지 센서 사이의 거리는 5mm이상일 수 있다.
상기 와이드 상태에서는 상기 제2 렌즈군이 삽입되어 상기 제1 광경로변환부재와 상기 제2 광축으로 중첩될 수 있다.
상기 와이드 상태에서는 상기 제2 렌즈군이 삽입되어 상기 제1 광경로변환부재와 상기 제2 광축으로 적어도 일부 중첩되지 않을 수 있다.
BFL(Back focus length )에 대한 TTL(Total track length)의 비는 4 내지 10일 수 있다.
실시예에 따른 광학계는 제1 렌즈군; 삼기 제1 렌즈군과 이격되어 배치되는 제2 렌즈군; 상기 제1 렌즈군과 상기 제2 렌즈군 사이에 배치되는 제1 광경로변환부재;를 포함하고, 광이 제1 렌즈군을 통과하고 상기 제2 렌즈군을 통과하지 않을 때 에프넘버(Fno)가 3.5이하이다.
상기 제1 렌즈군은 상기 제1 광경로변환부재의 두께 방향에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 광경로변환부재(프리즘) 전단에 충분한 크기의 렌즈를 제공함으로써, 에프넘버(fno)가 작아 밝기가 충분히 확보된 광학계, 광학 장치 및 카메라 모듈을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명은 구조가 단순하고 조립이 용이한 광학계, 광학 장치 및 카메라 모듈을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명은 이동부 또는 구동부가 하나이면서 줌을 제공하는 광학계, 광학 장치 및 카메라 모듈을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명은 광경로변환부재를 위한 충분한 공간확보가 이루어지면서, 줌 배율을 수행하는 광학계 및 광학 장치를 제공할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 초슬림, 초소형 및 고해상 카메라에 적용 가능한 광학계, 광학 장치를 구현할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고,
도 2는 제1 실시예에 따른 광학 장치의 개념도이고,
도 3은 제1 실시예에 따른 광학 장치의 제1 상태에서 상면도이고,
도 4는 제1 실시예에 따른 광학 장치의 제2 상태에서 상면도이고,
도 5는 제2 실시예에 따른 광학 장치의 개념도이고,
도 6은 제2 실시예에 따른 광학 장치의 제2 상태에서 상면도이고,
도 7은 제2 실시예에 따른 광학 장치의 제1 상태에서 상면도이고,
도 8a는 제1 실시예에 따른 광학계의 개념도이고,
도 8b는 제1 실시예에 따른 광학계의 와이드(wide) 상태에서 단면도이고,
도 9a는 제1 실시예에 따른 광학계의 와이드(wide) 상태에서 435nm, 486nm, 546nm, 587nm, 656nm 파장의 빛에 대한 구면수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점수차(Astigmatic Field Curves) 및 왜곡수차(Distortion)를 측정한 그래프이고,
도 9b는 제1 실시예에 따른 광학계의 와이드(wide) 상태에서 diffraction MTF 그래프이고,
도 10은 제1 실시예에 따른 광학계의 텔레(tele) 상태에서 단면도이고,
도 11a은 제1 실시예에 따른 광학계의 텔레(tele) 상태에서 435nm, 486nm, 546nm, 587nm, 656nm 파장의 빛에 대한 구면수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점수차(Astigmatic Field Curves) 및 왜곡수차(Distortion)를 측정한 그래프이고,
도 11b는 제1 실시예에 따른 광학계의 텔레(tele) 상태에서 diffraction MTF 그래프이고,
도 12는 제2 실시예에 따른 광학계의 와이드(wide) 상태에서 단면도이고,
도 13은 제2 실시예에 따른 광학계의 와이드(wide) 상태에서 435nm, 486nm, 546nm, 587nm, 656nm 파장의 빛에 대한 구면수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점수차(Astigmatic Field Curves) 및 왜곡수차(Distortion)를 측정한 그래프이고,
도 14은 제2 실시예에 따른 광학계의 텔레(tele) 상태에서 단면도이고,
도 15은 제2 실시예에 따른 광학계의 텔레(tele) 상태에서 435nm, 486nm, 546nm, 587nm, 656nm 파장의 빛에 대한 구면수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점수차(Astigmatic Field Curves) 및 왜곡수차(Distortion)를 측정한 그래프이고,
도 16는 제3 실시예에 따른 광학계의 와이드(wide) 상태에서 단면도이고,
도 17은 제3 실시예에 따른 광학계의 와이드(wide) 상태에서 435nm, 486nm, 546nm, 587nm, 656nm 파장의 빛에 대한 구면수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점수차(Astigmatic Field Curves) 및 왜곡수차(Distortion)를 측정한 그래프이고,
도 18은 제3 실시예에 따른 광학계의 텔레(tele) 상태에서 단면도이고,
도 19은 제3 실시예에 따른 광학계의 텔레(tele) 상태에서 435nm, 486nm, 546nm, 587nm, 656nm 파장의 빛에 대한 구면수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점수차(Astigmatic Field Curves) 및 왜곡수차(Distortion)를 측정한 그래프이고,
도 20는 실시예에 따른 카메라 모듈이 적용된 이동 단말기의 사시도이고,
도 21은 실시예에 따른 카메라 모듈이 적용된 차량의 사시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고, 도 2는 제1 실시예에 따른 광학 장치의 개념도이고, 도 3은 제1 실시예에 따른 광학 장치의 제1 상태에서 상면도이고, 도 4는 제1 실시예에 따른 광학 장치의 제2 상태에서 상면도이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 커버(CV), 제1 카메라 엑추에이터(1100), 제2 카메라 엑추에이터(1200), 및 회로 기판(1300)으로 이루어질 수 있다. 여기서, 제1 카메라 엑추에이터(1100)는 제1 엑추에이터로, 제2 카메라 엑추에이터(1200)는 제2 엑추에이터로 혼용될 수 있다.
커버(CV)는 제1 카메라 엑추에이터(1100) 및 제2 카메라 엑추에이터(1200)를 덮을 수 있다. 커버(CV)에 의해 제1 카메라 엑추에이터(1100)와 제2 카메라 엑추에이터(1200) 간의 결합력이 개선될 수 있다.
나아가, 커버(CV)는 전자파 차단을 수행하는 재질로 이루어질 수 있다. 이에, 커버(CV) 내의 제1 카메라 엑추에이터(1100)와 제2 카메라 엑추에이터(1200)를 용이하게 보호할 수 있다.
커버(CV)는 제1 카메라 엑추에이터(1100)의 제1 렌즈군에 의해 제1 방향(X축 방향)을 따라 일부 돌출된 구조를 가질 수 있다. 또한, 커버(CV)는 제2 카메라 엑추에이터(1200)에서 제2 렌즈군의 이동을 고려하여, 제2 방향에 수직한 방향 예컨대 제3 방향(Y축 방향)을 따라 일부 돌출된 구조를 가질 수 있다.
그리고 제1 카메라 엑추에이터(1100)는 OIS(Optical Image Stabilizer) 엑추에이터일 수 있다. 예컨대, 제1 카메라 엑추에이터(1100)는 광축(O)을 변경시킬 수 있다.
제1 카메라 엑추에이터(1100)는 소정의 경통(미도시)에 배치된 고정 초점거리 렌즈(fixed focal length les)를 포함할 수 있다. 고정 초점거리 렌즈(fixed focal length les)는“단일 초점거리 렌즈” 또는 “단(單) 렌즈”로 칭해질 수도 있다.
제1 카메라 엑추에이터(1100)는 광의 경로를 변경할 수 있다. 실시예로, 제1 카메라 엑추에이터(1100)는 내부의 광학부재 또는 제1 광경로변환부재(예컨대, 프리즘 또는 미러)를 통해 광 경로를 수직으로 변경할 수 있다. 예컨대, 제1 광경로변환부재는 광을 제1 방향(X축 방향)에서 제2 방향(Z축 방향)으로 변경할 수 있다. 또는 광학부재는 광을 제1 축에서 제2 축으로 변경할 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 이동 단말기의 두께가 감소하더라도 광 경로의 변경을 통해 이동 단말기의 두께보다 큰 렌즈 구성이 이동 단말기 내에 배치되어 배율, 오토 포커싱(AF), 줌(Zoom) 및 OIS 기능이 수행될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 거리는 광 경로상의 길이에 대응할 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며 카메라 모듈은 광 경로를 복수 회 수직 또는 소정의 각도로 변경할 수도 있다.
제2 카메라 엑추에이터(1200)는 제1 카메라 엑추에이터(1100) 후단에 배치될 수 있다. 제2 카메라 엑추에이터(1200)는 제1 카메라 엑추에이터(1100)와 결합할 수 있다. 그리고 상호 간의 결합은 다양한 방식에 의해 이루어질 수 있다.
또한, 제2 카메라 엑추에이터(1200)는 줌(Zoom) 엑추에이터일 수 있다. 예를 들어, 제2 카메라 엑추에이터(1200)는 하나 또는 복수의 렌즈를 지지하며 소정의 제어부의 제어신호에 따라 렌즈를 움직여 줌 기능을 수행할 수 있다.
그리고 하나 또는 복수의 렌즈는 독립 또는 개별적으로 제1 방향(X축 방향)에 수직한 방향으로 이동시킬 수 있다. 예컨대, 카메라 모듈에서 제2 방향(Z축 방향)은 광축 방향에 대응할 수 있다. 제2 카메라 엑추에이터(1200)는 제2 렌즈군(G2)을 광축 방향 또는 제1 방향(X축 방향)에 수직한 방향(제2,3 방향)으로 이동하여 제2 렌즈군(G2)이 광경로 상에 삽탈될 수 있다. 또는 제2 렌즈군(G2)을 광축 방향 또는 제1 방향(X축 방향)으로 이동시켜 광경로 상에 삽탈될 수 있다. 이하에서는 제3 방향(Y축 방향)으로 제2 렌즈군(G2)이 이동 또는 삽탈되는 것을 기준으로 설명한다.
회로 기판(1300)은 제2 카메라 엑추에이터(1200) 후단에 배치될 수 있다. 회로 기판(1300)은 제2 카메라 엑추에이터(1200) 및 제1 카메라 엑추에이터(1100)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 회로 기판(1300)은 복수 개일 수 있다.
실시예에 따른 카메라 모듈은 단일 또는 복수의 카메라 모듈로 이루어질 수도 있다. 예컨대, 복수의 카메라 모듈은 제1 카메라 모듈과 제2 카메라 모듈을 포함할 수 있다.
그리고 제1 카메라 모듈은 단일 또는 복수의 엑추에이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 카메라 모듈은 제1 카메라 엑추에이터(1100)와 제2 카메라 엑추에이터(1200)를 포함할 수 있다.
그리고 제2 카메라 모듈은 소정의 하우징(미도시)에 배치되고, 렌즈부를 구동할 수 있는 엑추에이터(미도시)를 포함할 수 있다. 엑추에이터는 보이스 코일 모터, 마이크로 엑추에이터, 실리콘 엑추에이터 등일 수 있고, 정전방식, 써멀 방식, 바이 모프 방식, 정전기력 방식 등 여러 가지로 응용될 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에서 카메라 엑추에이터는 엑추에이터 등으로 언급할 수 있다. 또한, 복수 개의 카메라 모듈로 이루어진 카메라 모듈은 이동 단말기 등 다양한 전자 기기 내에 실장될 수 있다. 나아가, 엑추에이터는 렌즈, 광학부재를 이동 또는 틸트시키는 장치일 수 있다. 다만, 이하에서는 엑추에이터가 렌즈나 광학부재를 포함하는 개념으로 설명한다. 나아가, 엑추에이터는 '렌즈 이송 장치, '렌즈 이동 장치', '광학부재 이송 장치', '광학부재 이동 장치' 등으로 불릴 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 제1 실시예에 따른 광학 장치는 제1 렌즈군(G1), 제1 광경로변환부재(L5) 및 제2 렌즈군(G2)을 포함할 수 있다.
또한, 제1 실시예에 따른 광학 장치는 이미지 센서(IS)와 회로기판(1300)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 이미지 센서(IS)는 광 경로 상에 배치되어, 광을 수광할 수 있다. 그리고 이미지 센서(IS)는 수광된 광을 전기 신호로 변환하여 회로 기판 등을 통해 외부로 전달할 수 있다.
나아가, 제1 실시예에 따른 광학 장치는 상술한 제1 카메라 엑추에이터, 제2 카메라 엑추에이터 등을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 카메라 엑추에이터는 제1 렌즈군(G1)과 제1 광경로변환부재(L5)를 포함할 수 있다. 그리고 제2 카메라 엑추에이터는 제2 렌즈군(G2)을 포함할 수 있다. 이하에서는 본 실시예에 따른 광학 장치에 대해 제1 렌즈군(G1), 제1` 광경로변환부재(L5), 제2 렌즈군(G2) 및 이미지 센서(IS)를 기준으로 설명한다.
먼저, 실시예에 따른 광학 장치에서 제1 광경로변환부재(L5)는 물체측으로부터 제1 방향(X축 방향)을 따라 입사하는 입사광을 제2 방향으로 광 경로를 변화시킬 수 있다. 이러한 제1 광경로변환부재(L5)는 '제5 렌즈'로 칭할 수 있다. 나아가, 제1 광경로변환부재는 '반사부재' 등으로 칭할 수 있다. 나아가, 제1 렌즈군(G1)은 제1 광축을 가질 수 있다. 즉, 제1 광축이 제1 렌즈군(G1)의 중심축에 대응할 수 있다. 나아가, 제1 광축은 제1 방향 또는 X축 방향에 대응할 수 있다. 그리고 제2 렌즈군(G2)은 제2 광축을 가질 수 있다. 즉, 제2 광축이 제2 렌즈군(G2)의 중심축에 대응할 수 있다. 제2 광축은 제2 방향(Z축 방향)에 대응할 수 있다.
이로써, 제1 광경로변환부재(L5)에서 광은 제1 방향(X축 방향)을 따라 입사하고, 반사 후 제2 방향(Z축 방향)으로 출사될 수 있다. 이를 위해, 제1 광경로변환부재(L5)는 프리즘, 반사 미러 등을 포함할 수 있다.
제1 렌즈군(G1)은 제1 광경로변환부재(L5)와 물체 측 사이에 위치할 수 있다. 또는 제1 렌즈군(G10은 제1 광경로변환부재(L5) 전단에 위치할 수 있다. 또한, 제1 렌즈군(G1)은 물ㅊ체측에 인접하게 배치될 수 있다. 본 명세서에서 '전단', '전방'은 광 경로상 물체측 방향을 의미한다. 또한, '후단','후방'은 광 경로 상 물체측 방향의 반대 또는 이미지 센서를 향한 방향을 의미한다.
제1 렌즈군(G1)은 제1 광경로변환부재(L5)의 물체측에 위치하며, 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다.
제1 렌즈군(G1)은 제1 광경로변환부재의 두께 방향 또는 제1 방향에 배치될 수 있다.
예컨대, 제1 렌즈군(G1)은 광 경로 상 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3) 및 제4 렌즈(L4)를 포함할 수 있다. 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3) 및 제4 렌즈(L4)는 물체측에서 상측(이미지 센서에 대응)으로 순차 배치될 수 있다.
나아가, 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3) 및 제4 렌즈(L4)는 제1 광경로변환부재(L5)의 상부에 위치할 수 있다.
제2 렌즈군(G2)은 제1 광경로변환부재(L5)와 이미지 센서(IS) 사이에 배치될 수 있다. 제2 렌즈군(G2)은 적어도 하나의 렌즈로 이루어질 수 있다. 예컨대, 제2 렌즈군(G2)은 제6 렌즈(L6), 제7 렌즈(L7), 제8 렌즈(L8) 및 제9 렌즈(L9)를 포함할 수 있다. 제6 렌즈(L6), 제7 렌즈(L7), 제8 렌즈(L8) 및 제9 렌즈(L9)는 광축 방향 또는 제2 방향(Z축 방향)을 따라 순차 배치될 수 있다.
그리고 제2 렌즈군(G2)은 상술한 바와 같이 광 경로 상에 삽탈될 수 있다. 다시 말해, 제2 렌즈군(G2)은 다양한 구동부에 의해 광 경로 내에 또는 외에 위치할 수 있다. 예컨대, 구동부는 엑추에이터(미도시)를 포함할 수 있다. 엑추에이터는 보이스 코일 모터, 마이크로 엑추에이터, 실리콘 엑추에이터 등일 수 있고, 정전방식, 써멀 방식, 바이 모프 방식, 정전기력 방식 등 여러 가지로 응용될 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 렌즈군(G2)은 제2 방향(Z축 방향)에 수직한 방향으로 이동할 수 있다. 예컨대, 제2 렌즈군(G2)은 제1 방향(X축 방향)으로 이동할 수 있다. 또한, 제2 렌즈군(G2)은 제3 방향(Y축 방향)으로 이동할 수 있다. 이 경우, 제2 렌즈군(G2)의 이동에 대해, 카메라 모듈 또는 광학 장치가 제1 방향으로의 길이가 늘어나지 않을 수 있다. 다시 말해, 카메라 모듈 또는 광학 장치가 줌 또는 배율을 수행함에도 크기 또는 두께가 소형화될 수 있다. 이로써, 실시예에 따른 광학 장치 및 카메라 모듈은 높은 배율을 제공함에도 컴팩트한 구조를 가질 수 있다.
나아가, 제1 렌즈군(G1)에서 적어도 하나의 렌즈는 제1 광경로변환부재(L5)보다 면적이 더 클 수 있다. 예컨대, 제1 렌즈군(G1)의 적어도 하나의 렌즈는 제2 방향(Z축 방향)으로 길이(W1)가 제1 광경로변환부재(L5)의 제2 방향(Z축 방향)으로 길이(W2)보다 클 수 있다. 예컨대, 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3) 및 제4 렌즈(L4) 중 적어도 하나의 렌즈는 제2 방향(Z축 방향)으로 길이가 제1 광경로변환부재(L5)의 제2 방향(Z축 방향)으로 길이(W2)보다 클 수 있다.
그리고 제1 렌즈군(G1)의 적어도 하나의 렌즈는 제3 방향(Y축 방향)으로 길이(D1)가 제1 광경로변환부재(L5)의 제3 방향(Y축 방향)으로 길이보다 클 수 있다. 예컨대, 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3) 및 제4 렌즈(L4) 중 적어도 하나의 렌즈는 제3 방향(Y축 방향)으로 길이가 제1 광경로변환부재(L5)의 제3 방향(Y축 방향)으로 길이보다 클 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 제1 렌즈군(G1)의 적어도 하나의 렌즈에 대한 F-number를 다양하게 변경할 수 있다. 실시예로, 제1 렌즈군(G1)의 적어도 하나의 렌즈에 대한 F-number를 용이하게 줄일 수 있다.
또한, 제1 렌즈군(G1)의 적어도 하나의 렌즈는 가장자리 형상이 원형일 수 있다. 예컨대, 제1 렌즈군(G1)의 적어도 하나의 렌즈는 가장자리의 적어도 일부가 제1 방향에 수직한 방향으로 플랫한 형상이 아닐 수 있다. 다시 말해, 제1 렌즈군(G1)의 적어도 하나의 렌즈는 D-cut 적용이 이루어지지 않을 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 실시예에 따른 광학 장치 및 카메라 모듈은 밝은 광학 성능을 제공할 수 있다.
나아가, 제1 렌즈군(G1) 및 제1 광경로변환부재(L5) 중 적어도 하나는 제1 방향(X축 방향)에 대해 수직한 방향으로 이동 또는 틸트할 수 있다. 예컨대, 제1 렌즈군(G1)은 제1 방향(X축 방향)에 대해 수직한 방향으로 이동할 수 있다. 또는 제1 광경로변환부재(L5)는 제1 방향(X축 방향)에 대해 수직한 방향으로 틸트할 수 있다. 이로써, 제1 카메라 엑추에이터(110)에서 손떨림 방지 기능이 용이하게 수행될 수 있다.
그리고 상술한 바와 같이 제1 렌즈군(G1)의 제2 방향(Z축 방향)으로 길이(W1)는 제1 광경로변환부재(L5)의 제2 방향(Z축 방향)으로 길이(W2)보다 클 수 있다.
그리고 제2 렌즈군(G2)은 제2 방향(Z축 방향)으로 길이(W3)가 제1 광경로변환부재(L5)의 제2 방향(Z축 방향)으로 길이보다 클 수 있다. 또한, 제2 렌즈군(G2)은 제2 방향(Z축 방향)으로 길이(W3)가 제1 렌즈군(G1)의 제2 방향(Z축 방향)으로 길이(W1)보다 작거나 같을 수 있다.
그리고 광학 장치 및 카메라 모듈이 제2 방향(Z축 방향)으로 길이(WL)는 제1 렌즈군(G1)의 제2 방향(Z축 방향)으로 길이(W1)와 제2 렌즈군(G2)의 제2 방향(Z축 방향)으로 길이(W3)의 합과 비가 1:0.8 내지 1:0.95일 수 있다. 이에, 광학 장치 및 카메라 모듈은 컴팩트하면서 이미지 센서의 소형화가 가능한 구조를 가질 수 있다.
실시예로, 제2 렌즈군(G2)의 배치에 따라 광학 장차는 텔레(또는 망원, tele) 또는 와이드(또는 광각, wide) 상태일 수 있다. 본 명세서에서, 제1 상태는 와이드(또는 와이드 상태)이고, 제2 상태는 텔레(또는 텔레 상태)일 수 있다.
그리고 제1 상태에서 제2 렌즈군(G2)은 광 경로 상에 배치될 수 있다. 즉, 제2 렌즈군(G2)은 제1 상태에서 제1 광경로변환부재(L5)와 제2 방향(Z축 방향) 또는 광축 방향으로 중첩될 수 있다.
나아가, 제1 상태에서 제2 렌즈군(G2)은 제1 렌즈군(G1)과 적어도 일부 중첩될 수 있다. 예컨대, 제1 상태에서 제2 렌즈군(G2)은 제1 렌즈군(G1)과 제1 방향(X축 방향)으로 중첩되는 중첩 영역(OV)을 가질 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 광학 장치 및 카메라 모듈의 소형화가 이루어질 수 있다. 또한, 하나의 이동군으로 용이하게 줌 구동을 수행할 수 있다.
그리고 제2 상태에서 제2 렌즈군(G2)은 광 경로 상에 배치되지 않을 수 있다. 즉, 제2 렌즈군(G2)은 제2 상태에서 제1 광경로변환부재(L5)와 제2 방향(Z축 방향) 또는 광축 방향으로 적어도 일부 중첩되지 않을 수 있다. 또는 제1 렌즈군(G1)은 제2 렌즈군(G2)과 제2 광축 방향 또는 제2 방향(Z축 방향)으로 중첩될 수 있다. 이 경우, 제2 렌즈군(G2)이 상부 또는 제1 광축 방향으로 이동한 경우일 수 있다.
다만, 제2 렌즈군(G2)은 제2 상태에서 제1 광경로변환부재(L5)와 가장자리 영역에서 제2 방향(Z축 방향)으로 일부 중첩될 수 있다. 이로써, 카메라 모듈은 배율 기능을 수행하면서도 컴팩트한 구조를 가질 수 있다.
예컨대, 제2 렌즈군(G2)의 삽탈을 위해 커버(CV)는 일측으로 돌출된 구조를 가질 수 있다. 또한, 제2 렌즈군(G2)도 제2 상태에서 제1 렌즈군(G1)을 기준으로 제2 방향을 따라 일부 돌출된 구조일 수 있다. 이러한 돌출구조의 제2 방향(Y축 방향)으로 길이(D3)는 제2 렌즈군(G2)의 제2 방향(Y축 방향)으로 길이(D2)보다 작을 수 있다. 이로써, 광학 장치 및 카메라 모듈은 향상된 공간 효율을 제공할 수 있다. 나아가, 제1 렌즈군(G1)의 제2 방향으로 길이(D1)는 제2 렌즈군(G2)의 제2 방향(Y축 방향)으로 길이(D2)보다 클 수 있다. 이로써, 상술한 바와 같이 광학 장치는 매우 밝은 광 성능을 제공할 수 있다.
나아가, 제1 렌즈군(G1)의 제1 방향(X축 방향)으로 길이(l1)는 제1 광경로변환부재(L5)의 제1 방향(X축 방향)으로 길이(l2)보다 작을 수 있다. 이에 따라, 광학 장치 및 카메라 모듈의 두께를 최소화하면서도 밝은 광을 제공할 수 있다.
나아가, 제2 렌즈군(G2)도 제1 방향으로 길이가 제1 광경로변환부재(L5)의 제1 방향(X축 방향)으로 길이(l2)이하일 수 있다.
도 5는 제2 실시예에 따른 광학 장치의 개념도이고, 도 6은 제2 실시예에 따른 광학 장치의 제2 상태에서 상면도이고, 도 7은 제2 실시예에 따른 광학 장치의 제1 상태에서 상면도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 제2 실시예에 따른 광학 장치는 제1 렌즈군(G1), 제1 광경로변환부재(L5), 제2 렌즈군(G2) 및 제2 광경로변환부재(L10)를 포함할 수 있다.
또한, 제2 실시예에 따른 광학 장치는 이미지 센서(IS)와 회로기판(1300)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 이미지 센서(IS)는 광 경로 상에 배치되어, 광을 수광할 수 있다. 그리고 이미지 센서(IS)는 수광된 광을 전기 신호로 변환하여 회로 기판 등을 통해 외부로 전달할 수 있다.
나아가, 제2 실시예에 따른 광학 장치는 상술한 제1 카메라 엑추에이터, 제2 카메라 엑추에이터 등을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 카메라 엑추에이터는 제1 렌즈군(G1)과 제1 광경로변환부재(L5)를 포함할 수 있다. 그리고 제2 카메라 엑추에이터는 제2 렌즈군(G2)을 포함할 수 있다. 또한, 제2 카메라 엑추에이터는 제2 광경로변환부재(L10)를 포함할 수도 있다. 이하에서는 본 실시예에 따른 광학 장치에 대해 제1 렌즈군(G1), 제1` 광경로변환부재(L5), 제2 렌즈군(G2) 및 이미지 센서(IS)를 기준으로 설명한다.
먼저, 실시예에 따른 광학 장치에서 제1 광경로변환부재(L5)는 물체측으로부터 제1 방향(X축 방향)을 따라 입사하는 입사광을 제2 방향으로 광 경로를 변화시킬 수 있다. 이러한 제1 반사부쟤(L5)는 '제5 렌즈'로 칭할 수 있다.
이로써, 제1 광경로변환부재(L5)에서 광은 제1 방향(X축 방향)을 따라 입사하고, 반사 후 제2 방향(Z축 방향)으로 출사될 수 있다. 이를 위해, 제1 광경로변환부재(L5)는 프리즘, 반사 미러 등을 포함할 수 있다.
제1 렌즈군(G1)은 제1 광경로변환부재(L5)와 물체 측 사이에 위치할 수 있다. 또는 제1 렌즈군(G10은 제1 광경로변환부재(L5) 전단에 위치할 수 있다. 본 명세서에서 '전단', '전방'은 광 경로상 물체측 방향을 의미한다. 또한, '후단','후방'은 광 경로 상 물체측 방향의 반대 또는 이미지 센서를 향한 방향을 의미한다.
제1 렌즈군(G1)은 제1 광경로변환부재(L5)의 물체측에 위치하며, 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다.
예컨대, 제1 렌즈군(G1)은 광 경로 상 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3) 및 제4 렌즈(L4)를 포함할 수 있다. 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3) 및 제4 렌즈(L4)는 물체측에서 상측(이미지 센서에 대응)으로 순차 배치될 수 있다.
나아가, 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3) 및 제4 렌즈(L4)는 제1 광경로변환부재(L5)의 상부에 위치할 수 있다.
제2 렌즈군(G2)은 제1 광경로변환부재(L5)와 이미지 센서(IS) 사이에 배치될 수 있다. 제2 렌즈군(G2)은 적어도 하나의 렌즈로 이루어질 수 있다. 예컨대, 제2 렌즈군(G2)은 제6 렌즈(L6), 제7 렌즈(L7), 제8 렌즈(L8) 및 제9 렌즈(L9)를 포함할 수 있다. 제6 렌즈(L6), 제7 렌즈(L7), 제8 렌즈(L8) 및 제9 렌즈(L9)는 광축 방향 또는 제2 방향(Z축 방향)을 따라 순차 배치될 수 있다.
그리고 제2 렌즈군(G2)은 상술한 바와 같이 광 경로 상에 삽탈될 수 있다. 다시 말해, 제2 렌즈군(G2)은 다양한 구동부에 의해 광 경로 내에 또는 외에 위치할 수 있다. 예컨대, 구동부는 엑추에이터(미도시)를 포함할 수 있다. 엑추에이터는 보이스 코일 모터, 마이크로 엑추에이터, 실리콘 엑추에이터 등일 수 있고, 정전방식, 써멀 방식, 바이 모프 방식, 정전기력 방식 등 여러 가지로 응용될 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 렌즈군(G2)은 제2 방향(Z축 방향)에 수직한 방향으로 이동할 수 있다. 예컨대, 제2 렌즈군(G2)은 제1 방향(X축 방향)으로 이동할 수 있다. 또한, 제2 렌즈군(G2)은 제3 방향(Y축 방향)으로 이동할 수 있다. 이 경우, 제2 렌즈군(G2)의 이동에 대해, 카메라 모듈 또는 광학 장치가 제1 방향으로의 길이가 늘어나지 않을 수 있다. 다시 말해, 카메라 모듈 또는 광학 장치가 줌 또는 배율을 수행함에도 크기 또는 두께가 소형화될 수 있다. 이로써, 실시예에 따른 광학 장치 및 카메라 모듈은 높은 배율을 제공함에도 컴팩트한 구조를 가질 수 있다.
나아가, 제1 렌즈군(G1)에서 적어도 하나의 렌즈는 제1 광경로변환부재(L5)보다 면적이 더 클 수 있다. 예컨대, 제1 렌즈군(G1)의 적어도 하나의 렌즈는 제2 방향(Z축 방향)으로 길이(W1)가 제1 광경로변환부재(L5)의 제2 방향(Z축 방향)으로 길이(W2)보다 클 수 있다. 예컨대, 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3) 및 제4 렌즈(L4) 중 적어도 하나의 렌즈는 제2 방향(Z축 방향)으로 길이가 제1 광경로변환부재(L5)의 제2 방향(Z축 방향)으로 길이(W2)보다 클 수 있다.
그리고 제1 렌즈군(G1)의 적어도 하나의 렌즈는 제3 방향(Y축 방향)으로 길이(D1)가 제1 광경로변환부재(L5)의 제3 방향(Y축 방향)으로 길이보다 클 수 있다. 예컨대, 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3) 및 제4 렌즈(L4) 중 적어도 하나의 렌즈는 제3 방향(Y축 방향)으로 길이가 제1 광경로변환부재(L5)의 제3 방향(Y축 방향)으로 길이보다 클 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 제1 렌즈군(G1)의 적어도 하나의 렌즈에 대한 F-number를 다양하게 변경할 수 있다. 실시예로, 제1 렌즈군(G1)의 적어도 하나의 렌즈에 대한 F-number를 용이하게 줄일 수 있다.
또한, 제1 렌즈군(G1)의 적어도 하나의 렌즈는 가장자리 형상이 원형일 수 있다. 예컨대, 제1 렌즈군(G1)의 적어도 하나의 렌즈는 가장자리의 적어도 일부가 제1 방향에 수직한 방향으로 플랫한 형상이 아닐 수 있다. 다시 말해, 제1 렌즈군(G1)의 적어도 하나의 렌즈는 D-cut 적용이 이루어지지 않을 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 실시예에 따른 광학 장치 및 카메라 모듈은 밝은 광학 성능을 제공할 수 있다.
나아가, 제1 렌즈군(G1) 및 제1 광경로변환부재(L5) 중 적어도 하나는 제1 방향(X축 방향)에 대해 수직한 방향으로 이동 또는 틸트할 수 있다. 예컨대, 제1 렌즈군(G1)은 제1 방향(X축 방향)에 대해 수직한 방향으로 이동할 수 있다. 또는 제1 광경로변환부재(L5)는 제1 방향(X축 방향)에 대해 수직한 방향으로 틸트할 수 있다. 이로써, 제1 카메라 엑추에이터(110)에서 손떨림 방지 기능이 용이하게 수행될 수 있다.
그리고 상술한 바와 같이 제1 렌즈군(G1)의 제2 방향(Z축 방향)으로 길이(W1)는 제1 광경로변환부재(L5)의 제2 방향(Z축 방향)으로 길이(W2)보다 클 수 있다.
그리고 제2 렌즈군(G2)은 제2 방향(Z축 방향)으로 길이(W3)가 제1 광경로변환부재(L5)의 제2 방향(Z축 방향)으로 길이보다 클 수 있다. 또한, 제2 렌즈군(G2)은 제2 방향(Z축 방향)으로 길이(W3)가 제1 렌즈군(G1)의 제2 방향(Z축 방향)으로 길이(W1)보다 작거나 같을 수 있다.
그리고 광학 장치 및 카메라 모듈이 제2 방향(Z축 방향)으로 길이(WL)는 제1 렌즈군(G1)의 제2 방향(Z축 방향)으로 길이(W1)와 제2 렌즈군(G2)의 제2 방향(Z축 방향)으로 길이(W3)의 합과 비가 1:0.8 내지 1:0.95일 수 있다. 이에, 광학 장치 및 카메라 모듈은 컴팩트하면서 이미지 센서의 소형화가 가능한 구조를 가질 수 있다.
실시예로, 제2 렌즈군(G2)의 배치에 따라 광학 장차는 텔레(또는 망원, tele) 또는 와이드(또는 광각, wide) 상태일 수 있다. 본 명세서에서, 제1 상태는 와이드이고, 제2 상태는 텔레일 수 있다.
그리고 제1 상태에서 제2 렌즈군(G2)은 광 경로 상에 배치될 수 있다. 즉, 제2 렌즈군(G2)은 제1 상태에서 제1 광경로변환부재(L5)와 제2 방향(Z축 방향) 또는 광축 방향으로 중첩될 수 있다.
나아가, 제1 상태에서 제2 렌즈군(G2)은 제1 렌즈군(G1)과 적어도 일부 중첩될 수 있다. 예컨대, 제1 상태에서 제2 렌즈군(G2)은 제1 렌즈군(G1)과 제1 방향(X축 방향)으로 중첩되는 중첩 영역(OV)을 가질 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 광학 장치 및 카메라 모듈의 소형화가 이루어질 수 있다. 또한, 하나의 이동군으로 용이하게 줌 구동을 수행할 수 있다.
그리고 제2 상태에서 제2 렌즈군(G2)은 광 경로 상에 배치되지 않을 수 있다. 즉, 제2 렌즈군(G2)은 제2 상태에서 제1 광경로변환부재(L5)와 제2 방향(Z축 방향) 또는 광축 방향으로 적어도 일부 중첩되지 않을 수 있다.
다만, 제2 렌즈군(G2)은 제2 상태에서 제1 광경로변환부재(L5)와 가장자리 영역에서 제2 방향(Z축 방향)으로 일부 중첩될 수 있다. 이로써, 카메라 모듈은 배율 기능을 수행하면서도 컴팩트한 구조를 가질 수 있다.
예컨대, 제2 렌즈군(G2)의 삽탈을 위해 커버(CV)는 일측으로 돌출된 구조를 가질 수 있다. 또한, 제2 렌즈군(G2)도 제2 상태에서 제1 렌즈군(G1)을 기준으로 제2 방향을 따라 일부 돌출된 구조일 수 있다. 이러한 돌출구조의 제2 방향(Y축 방향)으로 길이(D3)는 제2 렌즈군(G2)의 제2 방향(Y축 방향)으로 길이(D2)보다 작을 수 있다. 이로써, 광학 장치 및 카메라 모듈은 향상된 공간 효율을 제공할 수 있다. 나아가, 제1 렌즈군(G1)의 제2 방향으로 길이(D1)는 제2 렌즈군(G2)의 제2 방향(Y축 방향)으로 길이(D2)보다 클 수 있다. 이로써, 상술한 바와 같이 광학 장치는 매우 밝은 광 성능을 제공할 수 있다.
나아가, 제1 렌즈군(G1)의 제1 방향(X축 방향)으로 길이(l1)는 제1 광경로변환부재(L5)의 제1 방향(X축 방향)으로 길이(l2)보다 작을 수 있다. 이에 따라, 광학 장치 및 카메라 모듈의 두께를 최소화하면서도 밝은 광을 제공할 수 있다.
나아가, 제2 렌즈군(G2)도 제1 방향으로 길이가 제1 광경로변환부재(L5)의 제1 방향(X축 방향)으로 길이(l2)이하일 수 있다.
이와 같이, 제1 렌즈군(G1), 제1 광경로변환부재(L5) 및 제2 렌즈군(G2)에 대한 설명은 제1 실시예에 따른 광학 장치에서 설명한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
나아가, 제2 실시예에 따른 광학 장치는 제2 렌즈군(G2)과 이미지 센서(IS) 사이에 배치되는 제2 광경로변환부재(L10)를 더 포함할 수 있다.
제2 광경로변환부재(L10)는 제2 방향(Z축 방향)을 따라 입사하는 입사광을 제2 방향에 수직한 방향(예, 제1 방향(X축 방향))으로 광 경로를 변화시킬 수 있다. 이러한 제2 광경로변환부재(L10)는 '제10렌즈'로 칭할 수 있다.
이로써, 제2 광경로변환부재(L10)에서 광은 제2 방향(Z축 방향)을 따라 입사하고, 반사 후 제1 방향(X축 방향)으로 출사될 수 있다. 이를 위해, 제1 광경로변환부재(L5)는 프리즘, 반사 미러 등을 포함할 수 있다. 나아가, 제2 광경로변환부재(L10)의 반사를 통해 이미지 센서(IS)의 소형화가 이루어질 수도 있다.
나아가, 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 광학 장치에서 제1 렌즈군(G1), 제1 광경로변환부재(L5), 제2 렌즈군(G2) 및 제2 광경로변환부재(L10)는 일체로 이동할 수 있다. 이에, 오토 포커싱이 수행될 수도 있다.
뿐만 아니라, 제2 광경로변환부재(L10)에 의해 이미지 센서(IS)의 위치 자유도 또는 전자 장치의 자유도가 향상될 수 있다.
도 8a는 제1 실시예에 따른 광학계의 개념도이고, 도 8b는 제1 실시예에 따른 광학계의 와이드(wide) 상태에서 단면도이고, 도 9a는 제1 실시예에 따른 광학계의 와이드(wide) 상태에서 435nm, 486nm, 546nm, 587nm, 656nm 파장의 빛에 대한 구면수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점수차(Astigmatic Field Curves) 및 왜곡수차(Distortion)를 측정한 그래프이고, 도 9b는 제1 실시예에 따른 광학계의 와이드(wide) 상태에서 diffraction MTF 그래프이고, 도 10은 제1 실시예에 따른 광학계의 텔레(tele) 상태에서 단면도이고, 도 11a은 제1 실시예에 따른 광학계의 텔레(tele) 상태에서 435nm, 486nm, 546nm, 587nm, 656nm 파장의 빛에 대한 구면수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점수차(Astigmatic Field Curves) 및 왜곡수차(Distortion)를 측정한 그래프이고, 도 11b는 제1 실시예에 따른 광학계의 텔레(tele) 상태에서 diffraction MTF 그래프이다.
도 8a를 참조하면, 상술한 바와 같이 제1 렌즈군(G1)은 제1 광경로변환부재(L5)의 상부에 위치할 수 있다. 나아가, 제2 광경로변환부재(L10)는 상술한 제1,2 실시예에서와 같이 존재하거나 존재하지 않을 수 있다.
제1 광경로변환부재(L5)는 광 경로의 변경을 수행하고, 제2 광경로변환부재(L10)도 광 경로의 변경을 수행한다. 이를 반영하여 광학 성능을 판단함에 있어서, 도 8b 내지 도 19에서와 같이, 제1 광경로변환부재(L5)와 제2 광경로변환부재(L10)는 곡률이 없는 부재에 대응된다. 나아가, 이하에서는 제1 광경로변환부재(L5)와 제2 광경로변환부재(L10)의 반사를 생략하여 광이 투과하는 것을 기준으로 도시한다. 다만, 제1 광경로변환부재(L5)와 제2 광경로변환부재(L10)에 대해 투과하는 것으로 도시된다 하더라도, 상술한 바와 같이 제1 광경로변환부재(L5)와 제2 광경로변환부재(L10)가 실질적으로 광 경로를 변경하는 것으로 이해해야 한다.
나아가, 이하에서 광학계는 상술한 제1 렌즈군(G1), 제1 광경로변환부재(L5), 제2 렌즈군(G2), 제2 광경로변환부재(L10), 및 이미지 센서(IS)를 포함할 수 있다. 나아가, 광학계는 제2 광경로변환부재(L10)와 이미지 센서(IS) 사이에 배치되는 필터(F)를 더 포함할 수 있다. 필터(F)는 글래스 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 필터(F)는 특정 파장의 광이 투과하거나 차단할 수 있다. 또한, 필터(F)는 이미지 센서(IS)로의 이물질 유입을 방지할 수 있다. 따라서, 광학 장치는 이하 다양한 광학계의 일부 또는 전체를 포함할 수 있다. 또한, 카메라 모듈도 이하 다양한 광학계를 포함할 수 있다. 이하 이를 기준으로 도 8b 내지 도 19의 광학계에 대해 설명한다.
도 8b를 참조하면, 제1 실시예에 따른 광학계(10A)는 물체(object)측으로부터 상(image)측으로 순차적으로 배열되는 제1 렌즈군(G1), 제1 광경로변환부재(L5), 제2 렌즈군(G2) 및 제2 광경로변환부재(L10)를 포함한다.
제1 광경로변환부재(L5)는 이하 제5 렌즈(L5)로 설명한다. 나아가, 제5 렌즈(L5)는 프리즘을 포함할 수 있다. 그리고 제2 광경로변환부재(L10)는 이하 제10 렌즈(L10)로 설명한다. 나아가, 제10 렌즈(L10)는 프리즘을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 제1 렌즈군(G1)은 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 실시예로, 제1 렌즈군(G1)은 광 경로 상으로 순차 배치되는 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3) 및 제4 렌즈(L4)를 포함할 수 있다.
제2 렌즈군(G2)은 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 실시예로, 제2 렌즈군(G2)은 제6 렌즈(L6), 제7 렌즈(L7), 제8 렌즈(L8) 및 제9 렌즈(L9)를 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이 제2 렌즈군(G2)의 삽탈(삽입 또는 탈락/제거)로 줌 구동이 이루어질 수 있다. 이에, 제1 렌즈군(G1)은 주밍 구동에 대해서는 무관하며, 고정될 수 있다.
그리고 제2 렌즈군(G2)의 이동에 의해 광학계(10A)의 주밍은 1배 내지 10배 사이에서 변할 수 있다. 예컨대, 와이드(wide) 상태에서 광학계는 1배의 배율을 제공할 수 있다. 그리고 텔레(tele) 상태에서 광학계는 5배의 배율을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제1 렌즈군(G1)은 서로 다른 굴절력을 가진 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 제1 렌즈군(G1)에 포함된 복수의 렌즈 중 상측에 배치된 렌즈는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 제1 렌즈군(G1)에 포함된 복수의 렌즈 중 물측에 배치된 렌즈는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다.
실시예에 따르면, 제1 렌즈군(G1)은 물측에서 상측으로 순차적으로 배치된 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3) 및 제4 렌즈(L4)를 포함할 수 있다. 이 중 제1 렌즈(L1)는 양의 굴절력을 가질 수 있고, 제2 렌즈(L2)는 양의 굴절력을 가질 수 있다. 제3 렌즈(L3)는 양의 굴절력을 가질 수 있다. 그리고 제4 렌즈(L4)는 음의 굴절력을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제2 렌즈군(G2)은 서로 다른 굴절력을 가진 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 제2 렌즈군(G2)에 포함된 복수의 렌즈 중 상측에 배치된 렌즈는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 제2 렌즈군(G2)에 포함된 복수의 렌즈 중 물측에 배치된 렌즈는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다.
실시예에 따르면, 제2 렌즈군(G2)은 물측(또는 물체측)에서 상측으로 순차적으로 배치된 제6 렌즈(L6), 제7 렌즈(L7), 제8 렌즈(L8) 및 제9 렌즈(L9)를 포함할 수 있다. 이 중 제6 렌즈(L6)는 양의 굴절력을 가질 수 있고, 제7 렌즈(L7)는 음의 굴절력을 가질 수 있다. 제8 렌즈(L8)는 음의 굴절력을 가질 수 있다. 그리고 제9 렌즈(L9)는 양의 굴절력을 가질 수 있다.
나아가, 제1 렌즈군(G1) 및 제2 렌즈군(G2)에 포함된 렌즈는 플라스틱 또는 글래스 소재 등으로 이루어질 수 있다.
아래의 표 1 및 표 2는 본 발명의 실시예에 따른 광학계에 포함된 렌즈의 광학 특성을 나타내고, 표 3 및 4는 본 발명의 실시예에 따른 광학계에 포함된 렌즈의 코닉 상수 및 비구면 계수를 나타낸다.
렌즈 No. 렌즈면 No. Nd/Vd 곡률반경(R, mm) 두께(mm) 굴절률 유효경(CA)
제1 렌즈 S11 5348.557 8.029 0.769 1.535
 5.22
S12 -89.733 0.050 5.221912
제2 렌즈 S21 549768.3827 7.130 0.562 1.550
 5.187772
S22 43.751 0.100 5.153716
제3 렌즈 S31 5348.557 14.713 0.937 1.535
 5.106544
S32 -6.326 0.206 5.011248
제4 렌즈 S41 538731.3451 -2.653 0.595 1.539
 4.632361
S42 12.034 0.671 3.9
제5 렌즈 S51 717361.2951 1.00E+18 4.200 1.717
 3.867896
S52 1.00E+18 0.576 3.489905
제6 렌즈 S61 6714.1923 -838.815 0.840 1.678
 3.405489
S62 -6.092 1.015 3.3
제7 렌즈 S71 631487.2387 -4.491 0.697 1.631
 3.359425
S72 3.515 0.328 4.560555
제8 렌즈 S81 5348.557 355.941 1.985 1.535
 4.74
S82 83.818 0.110 5.112544
제9 렌즈 S91 5348.557 2.086 1.318 1.535
 5.59915
S92 -1,030.109 0.829 5.580744
제10 렌즈 S101 717361.2951 1.00E+18 4.000 1.717
 5.567085
S102 1.00E+18 0.368 5.514377
필터 F1 523.5447 1.00E+18 0.110 - 5.511054
F2 1.00E+18 0.223 - 5.509456
센서 IS 1.00E+18 - - 5.505036
*물체측면이 렌즈의 두께이고, 상측면이 다음 부재와의 간격을 의미한다. 나아가, Nd은 굴절률이고, Vd는 아베수(분산)이다. 이는 이하에도 동일하게 적용될 수 있다.
렌즈 No. 렌즈면 No. 아베수 형상 반구경(semi-aperture)
제1 렌즈 S11 55.708
 볼록 2.610
S12 오목 2.597
제2 렌즈 S21 38.270
 볼록 2.541
S22 볼록 2.508
제3 렌즈 S31 55.708
 볼록 2.469
S32 오목 2.404
제4 렌즈 S41 34.508
 오목 2.223
S42 볼록 1.950
제5 렌즈 S51 29.510
 - 1.781
S52 - 1.538
제6 렌즈 S61 19.238
 오목 1.591
S62 오목 1.650
제7 렌즈 S71 23.875
 오목 1.730
S72 볼록 2.223
제8 렌즈 S81 55.708
 볼록 2.316
S82 볼록 2.722
제9 렌즈 S91 55.708
 볼록 2.800
S92 오목 2.800
제10 렌즈 S101 29.510
 3.000
S102 2.805
필터 F1 - - 2.775
F2 2.769
센서 IS - - 2.751
렌즈면 No. 코닉상수(K) A B C D
S11 -6.39213 -0.00158 0.000222 0.000142 -7.2E-05
S12 416.978 -0.00959 0.003642 -0.00068 0.000069
S21 -10.347 -0.00175 0.000361 -0.00088 0.000397
S22 -5379.2 -0.00292 -0.00343 0.002079 -0.00058
S31 -179.203 -0.01144 0.002451 0.001245 -0.00075
S32 -79.2047 -0.04208 0.026544 -0.0109 0.002919
S41 -11.362 0.004782 0.006908 -0.00481 0.001677
S42 20.4205 0.064736 -0.02666 0.009745 -0.00291
S51 - - - - -
S52 - - - - -
S61 -90264.1 -4.5E-05 0.003653 -0.00159 0.000708
S62 -3.89968 -0.00427 0.007288 -0.00265 0.000746
S71 2.8173 -0.08871 0.069897 -0.03116 0.008532
S72 -21.7885 -0.03443 0.012386 -0.00126 -0.00067
S81 4477.48 0.029072 -0.03552 0.017632 -0.0051
S82 -32772 -0.02317 -0.0098 0.005784 -0.00151
S91 -3.67525 0.008651 -0.00609 0.001596 -0.00036
S92 -8.41E+50 0.022077 -0.00147 -0.00281 0.00121
S101 - - - - -
S102 - - - - -
렌즈면 No. E F G H J
S11 0.000016 -2E-06 1.63E-07 -6.52E-09 1.04E-10
S12 -5E-06 2.09E-07 -6.39E-09 1.12E-10 -8.42E-13
S21 -9.7E-05 0.000014 -1E-06 5.30E-08 -9.65E-10
S22 0.000095 -9E-06 0.000001 -1.62E-08 2.01E-10
S31 0.000176 -2.2E-05 0.000002 -5.89E-08 9.08E-10
S32 -0.00052 0.000063 -5E-06 2.17E-07 -4.20E-09
S41 -0.00036 0.000049 -4E-06 2.24E-07 -5.00E-09
S42 0.000657 -0.00011 0.000011 -1E-06 1.89E-08
S51 - - - - -
S52 - - - - -
S61 -0.00025 0.000061 -9E-06 0.000001 -1.83E-08
S62 -0.0002 0.000045 -7E-06 0.000001 -1.95E-08
S71 -0.0015 0.00017 -1.2E-05 4.66E-07 -7.72E-09
S72 0.000264 -4.1E-05 0.000003 -1.42E-07 2.44E-09
S81 0.000914 -0.0001 0.000007 -2.38E-07 3.56E-09
S82 0.000242 -2.4E-05 0.000002 -5.50E-08 1.01E-09
S91 0.000082 -1.4E-05 0.000002 -8.74E-08 2.13E-09
S92 -0.00025 0.000032 -2E-06 1.01E-07 -1.81E-09
S101 - - - - -
S102 - - - - -
표 1에서, 두께의 단위는 [mm]을 의미한다. 표 1 등에는 각 렌즈의 중심두께(mm)(thickness), 각 렌즈 사이의 거리(mm)(distance), 곡률(Curvature), 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number)에 대한 내용이 개시된다. 나아가, 명세서에 기재된 일반 거리는 [mm]를 단위로 한다.또한, 텔레(tele)로 주밍하는 과정에서, 제2 렌즈군(G2)이 탈락하므로, 제6 렌즈 내지 제9 렌즈가 제거된다. 나아가, 제거된 제6 렌즈 내지 제9 렌즈의 특성에 대한 부분은 변경될 수 있다. 다만, 제1 렌즈 내지 제5 렌즈에 대한 설명은 동일할 수 있다. 또한, 제6 렌즈 내지 제9 렌즈가 제거되므로, 제5 렌즈의 상측면에 기재된 두께는 제5 렌즈와 제6 렌즈 사이의 거리가 아닌, 제5 렌즈와 제9 렌즈 사이의 거리를 의미한다.표 2를 참조하면, 제1 렌즈 내지 제4 렌즈, 제6 렌즈 내지 제9 렌즈의 각 면은 볼록 또는 오목한 형상으로 구현될 수 있다.
제1 렌즈(L1)는 물측면(S11)이 물체측으로 볼록한 렌즈일 수 있다. 제1 렌즈(L1)는 상측면(S12)이 물체측으로 볼록한 렌즈일 수 있다. 다른 말로, 제1 렌즈(L1)의 물측면(S11)은 상측으로 오목할 수 있다. 그리고 제1 렌즈(L1)의 상측면(S12)은 상측으로 오목할 수 있다.
제2 렌즈(L2)는 물측면(L21)이 물체측으로 볼록한 렌즈일 수 있다. 제2 렌즈(L2)는 상측면(L22)이 물체측으로 오목한 렌즈일 수 있다. 표 2에 기재된 볼록, 오목은 물체측을 기준을 기재된다.
나아가, 도면과 같이 제1 렌즈(L1)의 두께(T1)는 표 1에서 제1 렌즈(L1)의 물측면(S11)에 기재된 두께에 대응할 수 있다. 또한, 제2 렌즈(L2)의 두께(T2)는 표 1에서 제2 렌즈(L2)의 물측면(S21)에 기재된 두께에 대응할 수 있다. 제3 렌즈(L3)의 두께(T3)는 표 1에서 제3 렌즈(L3)의 물측면(S31)에 기재된 두께에 대응할 수 있다. 제4 렌즈(L4)의 두께(T4)는 표 1에서 제4 렌즈(L4)의 물측면(S41)에 기재된 두께에 대응할 수 있다. 제6 렌즈(L6)의 두께(T6)는 표 1에서 제6 렌즈(L6)의 물측면(S61)에 기재된 두께에 대응할 수 있다. 제7 렌즈(L7)의 두께(T7)는 표 1에서 제7 렌즈(L7)의 물측면(S71)에 기재된 두께에 대응할 수 있다. 제8 렌즈(L8)의 두께(T8)는 표 1에서 제8 렌즈(L8)의 물측면(S81)에 기재된 두께에 대응할 수 있다. 제9 렌즈(L9)의 두께(T9)는 표 1에서 제9 렌즈(L9)의 물측면(S91)에 기재된 두께에 대응할 수 있다.
항목 일 실시예
TTL 20.488
EFL 11.890
BFL 5.529
ImgH 2.750
f1 13.758
f2 15.315
f3 8.367
f4 -3.951
f6 9.027
f7 -2.991
f8 -204.646
f9 3.878
Fno(f#) 2.278
FOV 12.902
수식 NO. 수식 수치값 효과
1 2 < L#_CT / L#_CT < 5 0.821 광학계 수차 개선이 이루어짐
2 0.5 < L#_CT / L#_ET < 2 2.572 색수차 감소에 영향 줌
3 1.6 < n3 1.535 색수차 감소에 영향을 주소 요소
4 1 < d#1#2_CT / d#1#2_min < 40 1.385 왜곡 수차 감소에 영향을 줌, 주변부 화질
5 1 < d#1#2_CT / d#1#2_ET < 5 1.000 화각의 주변부의 왜곡, 수차 특성 개선
6 0.01 < d#1#2_CT / d#3#4_CT < 1 0.136 수차 특성 개선, 광학계 축소에 영향
7 0 < (d#1#2_CT - d#1#2_ET) / (d#1#2_CT) < 2 0.869 왜곡 수차 감소에 영향을 줌
8 1 < CA_L#1S# / CA_L#2S# < 1.5 1.027 광학계 수차 개선에 영향을 줌
9 1 < CA_L3S2 / CA_L4S1 < 1.5 1.081 색수차 특성 개선, 비네팅
10 1 < d34_CT / d34_ET < 8 0.622 색수차 감소 및 수차 개선에 영향을 줌
11 3 < d910_CT / d910_ET < 10 1.948 화각의 주변부의 왜곡, 수차 특성 개선
12 0 < L_CT_Max / Air_Max < 2 4.136 설정된 화각, 초점거리에서 양호한 광학 성능, TTL 축소
13 1 < ∑/ ∑< 3.739 설정된 화각, 초점거리에서 양호한 광학 성능, TTL 축소
14 10 < ∑<30 15.971 TTL을 제어하며 향상된 해상력
15 10 < ∑/ ∑ 24.903 향상된 수차 특성 및 해상력
16 0 < |Max_distoriton| < 5 1.738 왜곡 특성 향상
17 0 < Air_Edge_Max / L_CT_Max < 2 0.498 설정된 화각, 초점거리를 가지며, 화각 주변부에서 양호한 성능
18 1 < CA_max / CA_Aver < 3 1.427 광학계가 슬림&컴팩트 구조를 위한 적절한 크기를 가짐
19 0.1 < CA_min / CA_Aver < 1 0.000 광학계가 슬림&컴팩트 구조를 위한 적절한 크기를 가짐
20 0.1 < CA_max / (2*ImgH) < 1 1.091 양호한 광학 성능을 가지며 광학계가 슬림&컴팩트 구조를 위한 적절한 크기를 가짐
21 0.5 < TD / CA_max < 1.5 3.298 광학계가 슬림&컴팩트 구조를 위한 적절한 크기를 가짐
22 1 < F / L1R1 < 10 1.481 광학계 TTL에 영향을 줌
23 0.5 < EPD / L1R1 < 8 0.650 입사광 제어
24 -3 < f#1 / f#2 < 0 1.644 L1, L3의 굴절력을 제어하여 해상력 향상에 영향을 줌
25 1 < f#1#2 / F < 5 0.000 TTL 길이 제어
26 2 < TTL < 20 20.488
27 2 < ImgH 2.750
28 BFL < 2.5 5.529
29 2 < F < 20 11.890
30 FOV < 120 12.902
31 0.5 < TTL / CA_max < 2 3.415 광학계가 슬림&컴팩트 구조를 위한 적절한 크기를 가짐
32 0.5 < TTL / ImgH < 3 7.450 1인치 전후 이미지 센서 적용하며 BFL 확보, 작은 TTL
33 0.1 < BFL / ImgH < 0.5 2.011 1인치 전후 이미지 센서 적용하며 BFL 확보, 화각 중심부&주변부 개선
34 4 < TTL / BFL < 10 3.705 BFL 확보하며 슬림&컴팩트
35 0.5 < F / TTL < 1.5 0.580 슬림&컴팩트
36 3 < F / BFL < 10 2.150 BFL을 축소할 수 있어 화각의 주변부 양호한 특성
37 1 < F / ImgH < 3 4.324 1인치 전후 이미지 센서 적용하며, 향상된 수차 특성
38 1 < F / EPD < 5 2.278 광학계 전체 밝기에 영향을 줌 (F#)
표 5에서, 광학계의 TTL(Total track length), EFL(Effective Focal Length), BFL(Back focus length) 및 렌즈의 초점 거리(focal length) 등에 대한 것이다.그 리고, 전체 렌즈부의 F 넘버는 2 이상 예컨대, 2.275이다. 카메라 모듈에서 바라본 각도(FOV)는 20도 이하 예컨대, 8도 내지 15도의 범위일 수 있다. 여기서, 카메라 모듈에서 바라본 각도(FOV)는 반화각을 의미한다. 이에, 카메라 모듈에서 화각의 1/2배일 수 있다.표 6은 상술한 수학식들에 대한 실시예의 광학계의 결과값이다. 표 6를 참조하면, 일 실시예에 따른 광학계는 수식 1 내지 수식 38 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 만족하는 것을 알 수 있다.
나아가, ET는 edge thickness로, 렌즈의 가장자리 두께를 의미한다. nx는 제x 렌즈의 굴절률을 의미한다.
CA_L#1S#은 제1 렌즈의 물측면 유효경, CA_L#2S#은 제2 렌즈의 물측면 유효경 을 의미한다. CA_L3S2 은 제3 렌즈의 상측면 유효경, CA_L4S1 은 제4 렌즈의 물측면 유효경을 의미한다. d34_CT은 제3 렌즈와 제4 렌즈의 중심(광축) 거리이고, d34_ET는 제3 렌즈와 제4 렌즈는 가장자리 거리이다. D910_CT은 제9 렌즈와 제10 렌즈의 중심(광축) 거리이고, D910_ET는 제9 렌즈와 제10 렌즈는 가장자리 거리이다. L_CT_Max는 렌즈의 최대 두께이고, Air_Max는 렌즈 간 최대 거리이다. ∑L_CT는 렌즈의 두께의 합이고, ∑Air_CT는 렌즈 간 이격 거리의 합이다. ∑Index은 굴절률의 합이다. ∑Abb은 렌즈에 대한 아베수의 총합이다. Air_Edge_Max는 렌즈 간 가장자리에서 이격거리 최대값이고, L_CT_Max는 렌즈에서 최대 두께를 의미한다. CA_max은 유효경 최대값이고, CA_Aver은 유효경 평균값이다. CA_min은 유효경 최소값이다. TD는 제1 렌즈의 물측면에서 제10 렌즈의 상측면까지의 거리이다. F는 EFL이고, L1R1은 제1 렌즈의 물측면의 곡률반경(radius)이다. f#숫자는 숫자렌즈의 초점거리를 의미한다.
나아가, 실시예에 따른 광학계에서 텔레 상태에서 에프넘버(Fno)가 3.8보다 작을 수 있다. 즉, 광학계는 밝은 광을 제공할 수 있다.
또한, 텔레 상태 및 와이드 상태 중 적어도 하나의 상태에서 초점거리와 에프넘버의 비(f/fno)가 5 내지 7일 수 있다. 여기서 f는 EFL에 대응할 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 초점 거리 대비 낮은 에프넘버(F#, fno)를 제공할 수 있다.
또한, 제1 렌즈군(G1)과 상기 제2 렌즈군(G2) 사이의 거리는 5mm 이상일 수 있다. 이에, 제5 렌즈 또는 제1 광경로변환부재에 대한 충분한 공간확보가 이루어질 수 있다. 그리고 와이드 상태에서 제2 렌즈군의 최외측 렌즈의 상측면과 이미지 센서 사이의 거리는 5mm이상일 수 있다. 이에, 광 경로 변경을 위한 제2 광경로변환부재 또는 제1 0렌즈에 대한 충분한 공간확보가 이루어질 수 있다. 나아가, 광학계는 이동군이 광 경로에서 이동하는 추가 구동부가 없이도, 이러한 공간 확보 및 주밍을 제공할 수 있다.
나아가, 본 실시예에서, EFL(Effective Focal Length)은 와이드에서 11.9이고, 텔레에서 19.4이다. Fno는 와이드에서 2.27이고, 텔레에서 3.71이고, HFOV는 와이드에서 12.80이고, 텔레에서 8.01이다. 초점 거리의 경우, 제1 렌즈 내지 제4 렌즈의 합산 초점 거리(f1-f4)는 19.4이고, 제6 렌즈 내지 제9 렌즈의 합산 초점 거리(f6-f9)는 7.94이다.
도 9a 및 도 11a를 참조하면, 구면수차가 파장에 관계없이 이미지 센서의 중심에서 끝단까지 -0.05[mm] 내지 0.1[mm]이내에 있음을 알 수 있다. 구체적으로, 와이드 상태 및 텔레 상태에서 구면수차는 -0.1[mm] 내지 0.1[mm] 이내에 있음을 알 수 있다.
또한, 비점수차가 파장에 관계없이 이미지 센서의 중심에서 끝단까지 -0.05[mm] 내지 0.05[mm]이내에 있음을 알 수 있다. 구체적으로, 와이드 상태 및 텔레 상태에서 비점수차는 대략 -0.05[mm] 내지 0.05[mm] 이내에 있음을 알 수 있다.
또한, 왜곡수차가 파장에 관계없이 이미지 센서의 중심에서 끝단까지 -2[%] 내지 2[%]이내에 있음을 알 수 있다. 구체적으로, 와이드 상태 및 텔레 상태에서 왜곡수차는 대략 -2[%] 내지 2[%] 이내에 있음을 알 수 있다.
도 9b 및 도 11b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광학계는 와이드 상태 및 텔레포토 각각에서 디포커싱 위치(defocusing position) 0[mm] 근처에서는 한계값인 diffraction limit에 근접한 값을 가짐을 알 수 있다. 예컨대, 광학계는 와이드 상태 및 텔레포토 각각에서 디포커싱 위치(defocusing position) 0[mm] 근처에서 modulation이 0.5이상일 수 있다.
도 12는 제2 실시예에 따른 광학계의 와이드(wide) 상태에서 단면도이고, 도 13은 제2 실시예에 따른 광학계의 와이드(wide) 상태에서 435nm, 486nm, 546nm, 587nm, 656nm 파장의 빛에 대한 구면수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점수차(Astigmatic Field Curves) 및 왜곡수차(Distortion)를 측정한 그래프이고, 도 14은 제2 실시예에 따른 광학계의 텔레(tele) 상태에서 단면도이고, 도 15은 제2 실시예에 따른 광학계의 텔레(tele) 상태에서 435nm, 486nm, 546nm, 587nm, 656nm 파장의 빛에 대한 구면수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점수차(Astigmatic Field Curves) 및 왜곡수차(Distortion)를 측정한 그래프이다.
이하에서는 도면에 도시된 형상과 이하 설명하는 내용을 제외하고 상술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다 이에, 상술한 표 6에서 설명한 수식 1 내지 수식 38 중 적어도 하나 또는 둘 이상이 제2 실시예에 따른 광학계(10B)에도 동일하게 만족할 수 있다.
렌즈면 No. 코닉상수(K) A B C D
S11 -7.30412 -0.00593 0.002013 -0.00034 0.00004
S12 797.893 -0.01778 0.007361 -0.00131 0.000125
S21 -9.45277 0.00116 -0.00323 0.000861 -0.00008
S22 -5246.45 0.001076 -0.00679 0.003391 -0.00086
S31 -288.24 -0.02066 0.009474 -0.00114 -0.00023
S32 -56.3412 -0.04078 0.02149 -0.00754 0.001781
S41 -12.6507 0.011757 -0.0066 0.003596 -0.00103
S42 26.4587 0.069556 -0.03594 0.01659 -0.00559
S51 - - - - -
S52 - - - - -
S61 -1.55E+06 0.000864 0.00298 -0.00182 0.001239
S62 -1.02867 -0.00909 0.008579 -0.00339 0.001659
S71 2.09799 -0.04121 0.020092 -0.00372 0.000084
S72 -10.0763 -0.00695 -0.00254 0.001559 -0.00037
S81 2267.69 0.036898 -0.02312 0.00714 -0.00137
S82 -45028 -0.01216 -0.01214 0.008035 -0.00295
S91 -4.08616 0.010863 -0.00879 0.004342 -0.0014
S92 -1.98E+44 0.019172 -0.00209 -0.00094 0.000595
S101 - - - - -
S102 - - - - -
렌즈면 No. E F G H J
S11 -4E-06 -2.62E-08 3.66E-08 -2.55E-09 5.42E-11
S12 -8E-06 2.98E-07 -7.70E-09 1.16E-10 -7.66E-13
S21 -0.00001 0.000004 -3.86E-07 1.89E-08 -3.58E-10
S22 0.000129 -1.2E-05 0.000001 -1.69E-08 1.97E-10
S31 0.000096 -1.4E-05 0.000001 -3.73E-08 5.67E-10
S32 -0.00028 0.000029 -2E-06 6.69E-08 -1.02E-09
S41 0.000125 0.000012 -6E-06 0.000001 -3.46E-08
S42 0.001272 -0.00019 0.000018 -1E-06 2.32E-08
S51 - - - - -
S52 - - - - -
S61 -0.00052 0.000129 -1.8E-05 0.000001 -3.93E-08
S62 -0.00068 0.000173 -2.8E-05 0.000003 -9.90E-08
S71 0.000048 -4E-06 -7.25E-08 1.97E-08 -5.86E-10
S72 0.000053 -5E-06 2.57E-07 -7.78E-09 9.98E-11
S81 0.000173 -1.4E-05 0.000001 -2.09E-08 2.53E-10
S82 0.00073 -0.00012 0.000013 -1E-06 2.32E-08
S91 0.000311 -4.7E-05 0.000005 -2.59E-07 6.26E-09
S92 -0.00016 0.000023 -2E-06 9.13E-08 -1.75E-09
S101 - - - - -
S102 - - - - -
렌즈 No. 렌즈면 No. Nd/Vd 곡률반경(R, mm) 두께(mm) 유효경(CA)
제1 렌즈 S11 524700.56 8.09411 0.698601 5.22
S12 -88.1336 0.05 5.221912
제2 렌즈 S21 598530.304 7.9544 0.572791 5.187772
S22 47.6845 0.1 5.153716
제3 렌즈 S31 524700.56 17.9366 0.985245 5.106544
S32 -6.69268 0.189017 5.011248
제4 렌즈 S41 541513.319 -2.93575 0.491135 4.632361
S42 13.3943 0.668871 3.9
제5 렌즈 S51 717361.2951 1.00E+18 4.2 3.867896
S52 1.00E+18 0.5 3.489905
제6 렌즈 S61 671000.193 -582.039 0.917602 3.405489
S62 -4.65215 0.506378 3.3
제7 렌즈 S71 627079.2457 -3.92383 1.79107 3.359425
S72 3.4717 0.379588 4.560555
제8 렌즈 S81 524700.56 122.779 1.27415 4.74
S82 97.1883 0.1 5.112544
제9 렌즈 S91 524700.56 2.15109 1.5962 5.59915
S92 -1342.01 0.936269 5.580744
제10 렌즈 S101 717361.2951 1.00E+18 4.1 5.567085
S102 1.00E+18 0.15 5.514377
필터 F1 523.5447 1.00E+18 0.11 5.511054
F2 1.00E+18 0.440004 5.509456
센서 IS 1.00E+18 - 5.505036
두께의 단위는 [mm]을 의미한다. 표 8 등에는 각 렌즈의 중심두께(mm)(thickness), 각 렌즈 사이의 거리(mm)(distance), 곡률(Curvature), 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number)에 대한 내용이 개시된다. 나아가, 명세서에 기재된 일반 거리는 [mm]를 단위로 한다.또한, 텔레(tele)로 주밍하는 과정에서, 제2 렌즈군(G2)이 탈락하므로, 제6 렌즈 내지 제9 렌즈가 제거된다. 나아가, 제거된 제6 렌즈 내지 제9 렌즈의 특성에 대한 부분은 변경될 수 있다. 다만, 제1 렌즈 내지 제5 렌즈에 대한 설명은 동일할 수 있다. 또한, 제6 렌즈 내지 제9 렌즈가 제거되므로, 제5 렌즈의 상측면에 기재된 두께는 제5 렌즈와 제6 렌즈 사이의 거리가 아닌, 제5 렌즈와 제9 렌즈 사이의 거리를 의미한다.표 9를 참조하면, 제1 렌즈 내지 제4 렌즈, 제6 렌즈 내지 제9 렌즈의 각 면은 볼록 또는 오목한 형상으로 구현될 수 있다.
제1 렌즈(L1)는 물측면(S11)이 물체측으로 볼록한 렌즈일 수 있다. 제1 렌즈(L1)는 상측면(S12)이 물체측으로 오목한 렌즈일 수 있다.
제2 렌즈(L2)는 물측면(L21)이 물체측으로 볼록한 렌즈일 수 있다. 제2 렌즈(L2)는 상측면(L22)이 물체측으로 볼록한 렌즈일 수 있다.
나아가, 도면과 같이 제1 렌즈(L1)의 두께(T1)는 표 1에서 제1 렌즈(L1)의 물측면(S11)에 기재된 두께에 대응할 수 있다. 또한, 제2 렌즈(L2)의 두께(T2)는 표 1에서 제2 렌즈(L2)의 물측면(S21)에 기재된 두께에 대응할 수 있다. 제3 렌즈(L3)의 두께(T3)는 표 1에서 제3 렌즈(L3)의 물측면(S31)에 기재된 두께에 대응할 수 있다. 제4 렌즈(L4)의 두께(T4)는 표 1에서 제4 렌즈(L4)의 물측면(S41)에 기재된 두께에 대응할 수 있다. 제6 렌즈(L6)의 두께(T6)는 표 1에서 제6 렌즈(L6)의 물측면(S61)에 기재된 두께에 대응할 수 있다. 제7 렌즈(L7)의 두께(T7)는 표 1에서 제7 렌즈(L7)의 물측면(S71)에 기재된 두께에 대응할 수 있다. 제8 렌즈(L8)의 두께(T8)는 표 1에서 제8 렌즈(L8)의 물측면(S81)에 기재된 두께에 대응할 수 있다. 제9 렌즈(L9)의 두께(T9)는 표 1에서 제9 렌즈(L9)의 물측면(S91)에 기재된 두께에 대응할 수 있다.
나아가, 본 실시예에서, EFL(Effective Focal Length)은 와이드에서 12.0이고, 텔레에서 19.4이다. Fno는 와이드에서 2.29이고, 텔레에서 3.71이고, HFOV는 와이드에서 12.68이고, 텔레에서 8.03이다. 초점 거리의 경우, 제1 렌즈 내지 제4 렌즈의 합산 초점 거리(f1-f4)는 19.4이고, 제6 렌즈 내지 제9 렌즈의 합산 초점 거리(f6-f9)는 9.29이다.
도 13 및 도 15를 참조하면, 구면수차가 파장에 관계없이 이미지 센서의 중심에서 끝단까지 -0.1[mm] 내지 0.2[mm]이내에 있음을 알 수 있다. 구체적으로, 와이드 상태 및 텔레 상태에서 구면수차는 -0.1[mm] 내지 0.2[mm] 이내에 있음을 알 수 있다.
또한, 비점수차가 파장에 관계없이 이미지 센서의 중심에서 끝단까지 -0.1[mm] 내지 0.2[mm]이내에 있음을 알 수 있다. 구체적으로, 와이드 상태 및 텔레 상태에서 비점수차는 대략 -0.1[mm] 내지 0.2[mm] 이내에 있음을 알 수 있다.
또한, 왜곡수차가 파장에 관계없이 이미지 센서의 중심에서 끝단까지 -2[%] 내지 5[%]이내에 있음을 알 수 있다. 구체적으로, 와이드 상태 및 텔레 상태에서 왜곡수차는 대략 -2[%] 내지 5[%] 이내에 있음을 알 수 있다. 특히, 텔레 상태에서 왜곡수차는 대략 -1[%] 내지 1[%] 이내에 있을 수 있다.
도 16는 제3 실시예에 따른 광학계의 와이드(wide) 상태에서 단면도이고, 도 17은 제3 실시예에 따른 광학계의 와이드(wide) 상태에서 435nm, 486nm, 546nm, 587nm, 656nm 파장의 빛에 대한 구면수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점수차(Astigmatic Field Curves) 및 왜곡수차(Distortion)를 측정한 그래프이고, 도 18은 제3 실시예에 따른 광학계의 텔레(tele) 상태에서 단면도이고, 도 19은 제3 실시예에 따른 광학계의 텔레(tele) 상태에서 435nm, 486nm, 546nm, 587nm, 656nm 파장의 빛에 대한 구면수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점수차(Astigmatic Field Curves) 및 왜곡수차(Distortion)를 측정한 그래프이다.
이하에서는 도면에 도시된 형상과 이하 설명하는 내용을 제외하고 상술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다 이에, 상술한 표 6에서 설명한 수식 1 내지 수식 38 중 적어도 하나 또는 둘 이상이 제2 실시예에 따른 광학계(10C)에도 동일하게 만족할 수 있다.
렌즈면 No. 코닉상수(K) A B C D
S11 -5.41748 -0.00253 0.000143 0.000132 -5.1E-05
S12 2.62288 -0.01384 0.004903 -0.00073 0.000059
S21 -260.476 0.002644 -0.00712 0.00268 -0.0005
S22 -142.081 0.022767 -0.02533 0.010934 -0.00253
S31 -162.026 0.001758 -0.0122 0.007685 -0.0021
S32 -39.2629 -0.07192 0.04334 -0.01498 0.003365
S41 -13.8564 -0.03635 0.03867 -0.01707 0.004591
S42 31.9549 0.038681 -0.00806 0.000384 0.000234
S51 - - - - -
S52 - - - - -
S61 -1.55E+06 -0.01424 0.009489 -0.00653 0.003021
S62 -0.586679 -0.00885 0.011639 -0.00545 0.001501
S71 0.38541 -0.0923 0.083252 -0.04044 0.012176
S72 -9.48566 -0.04393 0.032675 -0.01395 0.003625
S81 -27.4863 0.023912 -0.02086 0.009136 -0.00258
S82 -45028 -0.01436 -0.00515 0.002627 -0.00068
S91 -4.71417 0.012417 -0.00867 0.003591 -0.0011
S92 -1.98E+44 0.014564 -0.00192 -0.00024 0.000021
S101 - - - - -
S102 - - - - -
렌즈면 No. E F G H J
S11 0.00001 -1E-06 8.37E-08 -3.06E-09 4.51E-11
S12 -3E-06 1.12E-07 -2.86E-09 4.45E-11 -3.03E-13
S21 0.00005 -2E-06 -1.31E-08 5.17E-09 -1.38E-10
S22 0.000346 -2.9E-05 0.000001 -3.75E-08 4.20E-10
S31 0.000318 -2.9E-05 0.000002 -4.58E-08 5.80E-10
S32 -0.00051 0.000051 -3E-06 1.19E-07 -1.91E-09
S41 -0.0008 0.000092 -7E-06 2.73E-07 -4.86E-09
S42 -4.7E-05 -1.60E-08 0.000001 -9.35E-08 3.18E-09
S51 - - - - -
S52 - - - - -
S61 -0.00091 0.000174 -2.1E-05 0.000001 -3.92E-08
S62 -0.00025 0.000025 -1E-06 4.38E-08 -9.43E-10
S71 -0.0023 0.000267 -1.8E-05 0.000001 -8.45E-09
S72 -0.0006 0.000066 -5E-06 1.77E-07 -3.02E-09
S81 0.000451 -4.8E-05 0.000003 -1.02E-07 1.44E-09
S82 0.000116 -1.3E-05 0.000001 -4.10E-08 7.64E-10
S91 0.000219 -2.7E-05 0.000002 -7.49E-08 1.24E-09
S92 0.000015 -3E-06 2.92E-07 -1.25E-08 2.16E-10
S101 - - - - -
S102 - - - - -
렌즈 No. 렌즈면 No. Nd/Vd 곡률반경(R, mm) 두께(mm) 유효경(CA)
제1 렌즈 S11 552003.4181 8.22719 1.24055 6.399996
S12 -13.5832 0.049999 6.429931
제2 렌즈 S21 597410.2468 50.8229 0.4 6.260366
S22 25.6897 0.15 6.106623
제3 렌즈 S31 559221.3938 36.2795 1.41738 6.11595
S32 -6.11515 0.167537 5.987882
제4 렌즈 S41 541357.3195 -3.81763 0.348639 5.388449
S42 16.3123 0.882219 4.386149
제5 렌즈 S51 717361.2951 1.00E+18 4.6 4.399059
S52 1.00E+18 1 4.628674
제6 렌즈 S61 631555.2152 -73.9198 1.0956 4.712921
S62 -3.38956 0.50964 4.894395
제7 렌즈 S71 671000.193 -3.66667 0.400012 4.874026
S72 2.76099 0.563366 5.61715
제8 렌즈 S81 594773.3002 15.2374 2 5.797254
S82 -113.786 0.1 6.024608
제9 렌즈 S91 578130.3426 2.65372 1.34184 5.972107
S92 -82.3131 1.05303 5.876588
제10 렌즈 S101 717361.2951 1.00E+18 4.6 6.482905
S102 1.00E+18 0.15 5.799877
필터 F1 523.5447 1.00E+18 0.11 5.761289
F2 1.00E+18 1.24055 5.742823
센서 IS - - 5.525385
두께의 단위는 [mm]을 의미한다. 표 12 등에는 각 렌즈의 중심두께(mm)(thickness), 각 렌즈 사이의 거리(mm)(distance), 곡률(Curvature), 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number)에 대한 내용이 개시된다. 나아가, 명세서에 기재된 일반 거리는 [mm]를 단위로 한다.또한, 텔레(tele)로 주밍하는 과정에서, 제2 렌즈군(G2)이 탈락하므로, 제6 렌즈 내지 제9 렌즈가 제거된다. 나아가, 제거된 제6 렌즈 내지 제9 렌즈의 특성에 대한 부분은 변경될 수 있다. 다만, 제1 렌즈 내지 제5 렌즈에 대한 설명은 동일할 수 있다. 또한, 제6 렌즈 내지 제9 렌즈가 제거되므로, 제5 렌즈의 상측면에 기재된 두께는 제5 렌즈와 제6 렌즈 사이의 거리가 아닌, 제5 렌즈와 제9 렌즈 사이의 거리를 의미한다.표 12를 참조하면, 제1 렌즈 내지 제4 렌즈, 제6 렌즈 내지 제9 렌즈의 각 면은 볼록 또는 오목한 형상으로 구현될 수 있다.
제1 렌즈(L1)는 물측면(S11)이 물체측으로 볼록한 렌즈일 수 있다. 제1 렌즈(L1)는 상측면(S12)이 물체측으로 오목한 렌즈일 수 있다.
제2 렌즈(L2)는 물측면(L21)이 물체측으로 볼록한 렌즈일 수 있다. 제2 렌즈(L2)는 상측면(L22)이 물체측으로 볼록한 렌즈일 수 있다.
나아가, 도면과 같이 제1 렌즈(L1)의 두께(T1)는 표 1에서 제1 렌즈(L1)의 물측면(S11)에 기재된 두께에 대응할 수 있다. 또한, 제2 렌즈(L2)의 두께(T2)는 표 1에서 제2 렌즈(L2)의 물측면(S21)에 기재된 두께에 대응할 수 있다. 제3 렌즈(L3)의 두께(T3)는 표 1에서 제3 렌즈(L3)의 물측면(S31)에 기재된 두께에 대응할 수 있다. 제4 렌즈(L4)의 두께(T4)는 표 1에서 제4 렌즈(L4)의 물측면(S41)에 기재된 두께에 대응할 수 있다. 제6 렌즈(L6)의 두께(T6)는 표 1에서 제6 렌즈(L6)의 물측면(S61)에 기재된 두께에 대응할 수 있다. 제7 렌즈(L7)의 두께(T7)는 표 1에서 제7 렌즈(L7)의 물측면(S71)에 기재된 두께에 대응할 수 있다. 제8 렌즈(L8)의 두께(T8)는 표 1에서 제8 렌즈(L8)의 물측면(S81)에 기재된 두께에 대응할 수 있다. 제9 렌즈(L9)의 두께(T9)는 표 1에서 제9 렌즈(L9)의 물측면(S91)에 기재된 두께에 대응할 수 있다.
나아가, 본 실시예에서, EFL(Effective Focal Length)은 와이드에서 11.9이고, 텔레에서 20.5이다. Fno는 와이드에서 1.99이고, 텔레에서 3.42이고, HFOV는 와이드에서 12.73이고, 텔레에서 7.57이다. 초점 거리의 경우, 제1 렌즈 내지 제4 렌즈의 합산 초점 거리(f1-f4)는 20.59이고, 제6 렌즈 내지 제9 렌즈의 합산 초점 거리(f6-f9)는 8.35이다.도 17 및 도 19를 참조하면, 구면수차가 파장에 관계없이 이미지 센서의 중심에서 끝단까지 -0.05[mm] 내지 0.05[mm]이내에 있음을 알 수 있다. 구체적으로, 와이드 상태 및 텔레 상태에서 구면수차는 -0.05[mm] 내지 0.05[mm] 이내에 있음을 알 수 있다.
또한, 비점수차가 파장에 관계없이 이미지 센서의 중심에서 끝단까지 -0.05[mm] 내지 0.05[mm]이내에 있음을 알 수 있다. 구체적으로, 와이드 상태 및 텔레 상태에서 비점수차는 대략 -0.05[mm] 내지 0.05[mm] 이내에 있음을 알 수 있다.
또한, 왜곡수차가 파장에 관계없이 이미지 센서의 중심에서 끝단까지 -1[%] 내지 2.5[%]이내에 있음을 알 수 있다. 구체적으로, 와이드 상태 및 텔레 상태에서 왜곡수차는 대략 -1[%] 내지 2.5[%] 이내에 있음을 알 수 있다. 특히, 텔레 상태에서 왜곡수차는 대략 -0.5[%] 내지 1.5[%] 이내에 있을 수 있다.
도 20는 실시예에 따른 카메라 모듈이 적용된 이동 단말기의 사시도이다.
도 20에 도시된 바와 같이, 실시예의 이동단말기(1500)는 후면에 제공된 카메라 모듈(1000), 플래쉬모듈(1530), 자동초점장치(1510)를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(1000)은 이미지 촬영 기능 및 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 예컨대, 카메라 모듈(1000)은 이미지를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다.
카메라 모듈(1000)은 촬영 상태 또는 화상 통화 상태에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지 영상 또는 동영상의 화상 프레임을 처리한다.
처리된 화상 프레임은 소정의 디스플레이부에 표시될 수 있으며, 메모리에 저장될 수 있다. 이동단말기 바디의 전면에도 카메라(미도시)가 배치될 수 있다.
예를 들어, 카메라 모듈(1000)은 제1 카메라 모듈(1000)과 제2 카메라 모듈(1000)을 포함할 수 있고, 제1 카메라 모듈(10000)에 의해 AF 또는 줌 기능과 함께 OIS 구현이 가능할 수 있다.
플래쉬모듈(1530)은 내부에 광을 발광하는 발광 소자를 포함할 수 있다. 플래쉬모듈(1530)은 이동단말기의 카메라 작동 또는 사용자의 제어에 의해 작동될 수 있다.
자동초점장치(1510)는 발광부로서 표면 광 방출 레이저 소자의 패키지 중의 하나를 포함할 수 있다.
자동초점장치(1510)는 레이저를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 자동초점장치(1510)는 카메라 모듈(1000)의 이미지를 이용한 자동 초점 기능이 저하되는 조건, 예컨대 10m 이하의 근접 또는 어두운 환경에서 주로 사용될 수 있다.
자동초점장치(1510)는 수직 캐비티 표면 방출 레이저(VCSEL) 반도체 소자를 포함하는 발광부와, 포토 다이오드와 같은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 수광부를 포함할 수 있다.
도 21은 실시예에 따른 카메라 모듈이 적용된 차량의 사시도이다.
예를들어, 도 21는 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)이 적용된 차량 운전 보조 장치를 구비하는 차량의 외관도이다.
도 21를 참조하면, 실시예의 차량(700)은, 동력원에 의해 회전하는 바퀴(13FL, 13FR), 소정의 센서를 구비할 수 있다. 센서는 카메라센서(2000)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
카메라(2000)는 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)이 적용된 카메라 센서일 수 있다. 실시예의 차량(700)은, 전방 영상 또는 주변 영상을 촬영하는 카메라센서(2000)를 통해 영상 정보를 획득할 수 있고, 영상 정보를 이용하여 차선 미식별 상황을 판단하고 미식별시 가상 차선을 생성할 수 있다.
예를 들어, 카메라센서(2000)는 차량(700)의 전방을 촬영하여 전방 영상을 획득하고, 프로세서(미도시)는 이러한 전방 영상에 포함된 오브젝트를 분석하여 영상 정보를 획득할 수 있다.
예를 들어, 카메라센서(2000)가 촬영한 영상에 차선, 인접차량, 주행방해물, 및 간접 도로 표시물에 해당하는 중앙 분리대, 연석, 가로수 등의 오브젝트가 촬영된 경우, 프로세서는 이러한 오브젝트를 검출하여 영상 정보에 포함시킬 수 있다. 이때, 프로세서는 카메라센서(2000)를 통해 검출된 오브젝트와의 거리 정보를 획득하여, 영상 정보를 더 보완할 수 있다.
영상 정보는 영상에 촬영된 오브젝트에 관한 정보일 수 있다. 이러한 카메라센서(2000)는 이미지 센서와 영상 처리 모듈을 포함할 수 있다.
카메라센서(2000)는 이미지 센서(예를 들면, CMOS 또는 CCD)에 의해 얻어지는 정지 영상 또는 동영상을 처리할 수 있다.
영상 처리 모듈은 이미지 센서를 통해 획득된 정지 영상 또는 동영상을 가공하여, 필요한 정보를 추출하고, 추출된 정보를 프로세서에 전달할 수 있다.
이때, 카메라센서(2000)는 오브젝트의 측정 정확도를 향상시키고, 차량(700)과 오브젝트와의 거리 등의 정보를 더 확보할 수 있도록 스테레오 카메라를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
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 (10)

  1. 물체측에 인접하고, 제1 광축을 갖는 제1 렌즈군;
    상측에 인접하고 제2 광축을 갖는 제2 렌즈군; 및
    제1 렌즈군과 제2 렌즈군 사이에 배치되는 제1 광경로변환부재;를 포함하고,
    상기 제2 렌즈군은 이동 가능하고,
    상기 제2 렌즈군의 중심이 상기 제1 광경로변환부재와 상기 제2 광축의 방향으로 중첩되는 경우 와이드 상태를 갖고,
    상기 제2 렌즈군의 중심이 상기 제1 광경로변환부재와 상기 제2 광축 방향으로 중첩되지 않을 경우 텔레 상태를 갖는 광학계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 텔레 상태에서 상기 제1 렌즈군은 상기 제2 렌즈군과 상기 제2 광축 방향으로 중첩되는 광학계.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 텔레 상태 및 상기 와이드 상태 중 적어도 하나에서 초점거리와 에프넘버(fno)의 비가 5 내지 7인 광학계.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈군과 상기 제2 렌즈군 사이의 거리는 5mm 이상인 광학계.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 와이드 상태에서 제2 렌즈군의 최외측 렌즈의 상측면과 이미지 센서 사이의 거리는 5mm이상인 광학계.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 와이드 상태에서는 상기 제2 렌즈군이 삽입되어 상기 제1 광경로변환부재와 상기 제2 광축으로 중첩되는 광학계.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 와이드 상태에서는 상기 제2 렌즈군이 삽입되어 상기 제1 광경로변환부재와 상기 제2 광축으로 적어도 일부 중첩되지 않는 광학계.
  8. 제1항에 있어서
    BFL(Back focus length )에 대한 TTL(Total track length)의 비는 4 내지 10인 광학계.
  9. 제1 렌즈군;
    삼기 제1 렌즈군과 이격되어 배치되는 제2 렌즈군; 및
    상기 제1 렌즈군과 상기 제2 렌즈군 사이에 배치되는 제1 광경로변환부재;를 포함하고,
    광이 제1 렌즈군을 통과하고 상기 제2 렌즈군을 통과하지 않을 때 에프넘버(Fno)가 3.5이하인 광학계.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈군은 상기 제1 광경로변환부재의 두께 방향에 배치되는 광학계.
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