KR20230162395A - 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 Download PDF

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KR20230162395A
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

발명의 실시 예에 개시된 광학계는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제8 렌즈를 포함하고, 상기 제1렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 갖고, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며, 상기 제8 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 갖고, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며, 상기 제7 렌즈의 물체측 면은 임계점을 가지며, 상기 제8 렌즈의 센서측 면은 임계점을 가지며, 상기 제3 렌즈의 센서측 면의 유효경은 CA_L3S2이며, 상기 제4 렌즈의 물체측 면의 유효경은 CA_L4S1이고, 상기 제1 내지 제8 렌즈의 중심 두께들 중 최대 두께는 CT_Max이며, 상기 제1 내지 제8 렌즈들 사이의 간격 중 최대 간격은 CG_Max이며, 수학식: 0.5 < CA_L3S2 / CA_L4S1 < 1.5 및 0 < CT_Max / CG_Max < 1를 만족할 수 있다.

Description

광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈{OPTICAL SYSTEM AND CAMERA MODULE INCLUDING THE SAME}
실시예는 향상된 광학 성능을 위한 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 대한 것이다.
카메라 모듈은 객체를 촬영하여 이미지 또는 동영상으로 저장하는 기능을 수행하며 다양한 어플리케이션에 장착되고 있다. 특히 카메라 모듈은 초소형으로 제작되어 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대용 디바이스뿐만 아니라 드론, 차량 등에 적용되어 다양한 기능을 제공하고 있다.
예를 들어, 카메라 모듈의 광학계는 상(image)를 결상하는 촬상 렌즈, 결상된 상을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이때, 상기 카메라 모듈은 이미지 센서와 촬상 렌즈 사이의 간격을 자동 조절하여 렌즈의 초점거리를 정렬하는 오토포커스(autofocus, AF) 기능을 수행할 수 있고, 줌 렌즈(zoom lens)를 통해 원거리의 객체의 배율을 증가 또는 감소시켜 촬영하는 줌 업(zoom up) 또는 줌 아웃(zoom out)의 주밍(zooming) 기능을 수행할 수 있다. 또한, 카메라 모듈은 영상 흔들림 방지(image stabilization, IS)기술을 채용하여 불안정한 고정장치 혹은 사용자의 움직임에 기인한 카메라의 움직임으로 인한 영상의 흔들림을 보정하거나 방지하는 기술이 채용되고 있다.
이러한 카메라 모듈이 상(image)을 얻기 위해 가장 중요한 요소는 상(image)을 결상하는 촬상 렌즈이다. 최근 고해상도에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이를 구현하기 위해 복수의 렌즈를 포함하는 광학계에 대한 연구가 진행되고 있다. 예를 들어, 고해상도 구현을 위해 양(+)의 굴절력 또는 음(-)의 굴절력을 가지는 복수의 촬상 렌즈를 이용한 연구가 진행되고 있다.
그러나, 복수의 렌즈를 포함할 경우 우수한 광학적 특성, 수차 특성을 도출하기 어려운 문제점이 있다. 또한, 복수의 렌즈를 포함할 경우, 상기 복수의 렌즈의 두께, 간격, 크기 등에 의해 전체 길이, 높이 등이 증가할 수 있고, 이로 인해 상기 복수의 렌즈를 포함하는 모듈의 전체 크기가 증가하는 문제가 있다.
또한, 고해상도, 고화질 구현을 위해 이미지 센서의 크기가 증가하고 있다. 그러나, 이미지 센서의 크기가 증가할 경우 복수의 렌즈를 포함하는 광학계의 TTL(Total track length) 또한 증가하며, 이로 인해 상기 광학계를 포함하는 카메라, 이동 단말기 등의 두께 역시 증가하는 문제가 있다.
따라서, 상술한 문제를 해결할 수 있는 새로운 광학계가 요구된다.
실시예는 광학 특성이 향상된 광학계를 제공하고자 한다.
실시예는 화각의 중심부와 주변부에서 우수한 광학 성능을 가지는 광학계를 제공하고자 한다.
실시예는 슬림한 구조를 가질 수 있는 광학계를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제8 렌즈를 포함하고, 상기 제1렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 갖고, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며, 상기 제8 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 갖고, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며, 상기 제7 렌즈의 물체측 면은 임계점을 가지며, 상기 제8 렌즈의 센서측 면은 임계점을 가지며, 상기 제3 렌즈의 센서측 면의 유효경은 CA_L3S2이며, 상기 제4 렌즈의 물체측 면의 유효경은 CA_L4S1이고, 상기 제1 내지 제8 렌즈의 중심 두께들 중 최대 두께는 CT_Max이며, 상기 제1 내지 제8 렌즈들 사이의 간격 중 최대 간격은 CG_Max이며, 수학식: 0.5 < CA_L3S2 / CA_L4S1 < 1.5 및 0 < CT_Max / CG_Max < 1를 만족할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제7 렌즈의 센서측 면과 상기 제8 렌즈의 물체측 면 각각은 임계점을 가지며, 상기 제8 렌즈의 물체측 면의 임계점은 상기 제7 렌즈의 물체측 면 및 센서측 면의 임계점들보다 광축에 더 인접하게 위치될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 렌즈의 물체측 면의 중심에서 이미지 센서의 표면까지의 광축 거리는 TTL이며, 상기 이미지 센서의 최대 대각 길이의 1/2는 Imgh이며, 상기 광학계의 화각은 FOV인 경우, 수학식: 5 < (TTL/Imgh)*n < 15 및 (TTL*n) < FOV을 만족하며, n은 전체 렌즈 매수일 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 광학계의 입사동 크기가 EPD이고, 상기 제1 렌즈의 물체측 면의 광축에서 곡률 반경이 L1R1인 경우, 수학식: 1 < EPD / L1R1 < 2를 만족할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 수학식: Imgh < TTL 및 50 < TTL*Imgh < 90을 만족할 수 있다(상기 제1 렌즈의 물체측 면의 중심에서 이미지 센서의 표면까지의 광축 거리는 TTL이며, 이미지 센서의 최대 대각 길이의 1/2는 Imgh이다).
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제8 렌즈의 센서측 면의 임의의 점을 지나는 접선에 수직한 법선은 광축을 기준으로 최대 제1 각도를 가지며, 상기 제1 각도는 20도 내지 40도의 범위를 만족할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제8 렌즈의 물체측 면의 임의의 점을 지나는 접선에 수직한 법선은 광축을 기준으로 최대 제2 각도를 가지며, 상기 제1 각도와 상기 제2 각도의 차이는 10도 이하일 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제7 렌즈의 센서측 면의 임의의 점을 지나는 접선에 수직한 법선은 광축을 기준으로 최대 제3 각도를 가지며, 상기 제1 각도와 상기 제3 각도의 차이는 10도 이하일 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제7 렌즈의 물체측 면의 임의의 점을 지나는 접선에 수직한 법선은 광축을 기준으로 최대 제4 각도를 가지며, 상기 제1 각도와 상기 제4 각도의 차이는 10도 이하일 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제2, 3, 7 렌즈는 상기 광축에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 내지 제8 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효경 중 최대는 CA_Max이고, 상기 이미지 센서의 최대 대각 길이의 1/2는 Imgh이며, 0.1 < CA_max / (2*ImgH) < 1의 수학식을 만족할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 하기 수학식: (v3*n3) < (v1*n1)을 만족할 수 있다(v1은 제1 렌즈의 아베수이며, v3는 제3 렌즈의 아베수이며, n1은 제1 렌즈의 굴절률이며, n3는 제3 렌즈의 굴절률이다).
발명의 실시 예에 따른 광학계는 물체 측에 배치되는 복수의 렌즈를 갖는 제1 렌즈군; 상기 제1 렌즈 군의 센서측에 배치되는 복수의 렌즈를 갖는 제2 렌즈 군; 및 상기 제1 렌즈 군의 렌즈들 중 어느 하나의 물체측 면의 둘레에 배치된 조리개를 포함하며, 상기 제1 렌즈 군의 렌즈들 각각은 광축에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며, 상기 제2 렌즈 군의 렌즈들 중에서 마지막 n번째와 n-1번째의 렌즈는 광축에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며, 상기 제1 렌즈 군은 양의 굴절력을 가지며, 상기 제2 렌즈 군은 음의 굴절력을 가지며, 상기 제2 렌즈 군의 렌즈 매수는 상기 제1 렌즈 군의 렌즈 매수보다 많으며, 하기 수학식: 40 <(FOV*TTL)/n <150을 만족할 수 있다(TTL은 상기 제1 렌즈의 물체측 면의 중심에서 이미지 센서의 표면까지의 광축 거리이며, n은 전체 렌즈 매수이며, FOV는 화각이다).
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 렌즈 군의 렌즈들의 유효경은 물체측에서 센서측을 향해 점차 작아지며, 상기 제2 렌즈 군의 렌즈들의 유효경은 상기 제1 렌즈 군에 가장 가까운 렌즈 면에서 이미지 센서를 향해 점차 커질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 렌즈 군의 초점 거리는 F13이며, 상기 제2 렌즈 군의 초점 거리는 F48이며, 하기 수학식: 1 < |F48 / F13| < 4(F48 < 0이다)을 만족할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 렌즈 군은 제1 내지 제3 렌즈를 포함하며, 상기 제2 렌즈 군은 제4 내지 제8 렌즈를 포함하며, 상기 조리개는 상기 제2 렌즈의 물체측 면의 둘레에 배치되며, 하기 수학식:CT6 + CT7 + CT8 < CG7을 만족할 수 있다(CT6는 제6 렌즈의 중심 두께이고, CT7는 제7 렌즈의 중심 두께이며, CT8는 제8 렌즈의 중심 두께이며, CG7는 제7,8 렌즈 사이의 중심 간격이다).
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제7 렌즈의 물체측 면과 센서측 면은 임계점을 가지며, 상기 제8 렌즈의 물체측 면과 센서측 면은 임계점을 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제7 렌즈의 물체측 면의 임의의 점을 지나는 접선에 수직한 법선과 광축 사이의 각도와 상기 제8 렌즈의 물체측 면의 임의의 점을 지나는 접선에 수직한 법선과 광축 사이의 각도 차이는 10도 이하일 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제7 렌즈의 센서측 면의 임의의 점을 지나는 접선에 수직한 법선과 광축 사이의 각도와 상기 제8 렌즈의 센서측 면의 임의의 점을 지나는 접선에 수직한 법선과 광축 사이의 각도 차이는 10도 이하일 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 하기 수학식: 100 < |L5R2 / CT5| < 300을 만족할 수 있다(L5R2는 제5 렌즈의 광축에서의 곡률 반경이며, CT5는 제5 렌즈의 중심 두께이다).
발명의 실시 예에 의하면, 하기 수학식: 0 < CT6 / CG7 < 2, 2 < CG6 / CT6 < 9, 및 1 < CG7 / CT7 < 5을 만족할 수 있다(CT6는 제6 렌즈의 중심 두께이며, CT7는 제7 렌즈의 중심 두께이며, CG6는 제6,7 렌즈 사이의 중심 간격이며, CG7는 제7,8렌즈 사이의 중심 간격이다).
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1,2 렌즈 군의 렌즈들의 중심 두께의 합(∑CT)과 인접한 두 렌즈들 사이의 간격의 합(∑CG)은 하기 수학식: 0 < ∑CT / ∑CG < 1을 만족할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈은 복수의 렌즈들의 센서측에 배치된 이미지 센서; 및 상기 이미지 센서와 마지막 렌즈 사이에 배치된 광학 필터를 포함하며, 상기 광학계는 상기에 개시된 광학계를 포함하고, 하기 수학식을 만족할 수 있다.
0.5 < F/TTL < 1.5
0.5 < TTL / ImgH < 3
4 ≤ Imgh < TTL
(F는 전체 초점 거리이고, TTL은 물체측에 가장 가까운 렌즈의 물체 측 면의 중심으로부터 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이며, Imgh는 이미지 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2이다)
실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 광학계는 복수의 렌즈들의 표면 형상, 굴절력, 두께, 및 인접한 렌즈들 간의 간격으로 이루어짐에 따라 향상된 수차 특성 및 해상력을 가질 수 있다.
실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 향상된 왜곡(distortion) 및 수차 제어 특성을 가질 수 있고, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
실시예에 따른 광학계는 향상된 광학 특성을 가지며 작은 TTL(Total track length)을 가질 수 있어, 상기 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈은 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있다.
도 1은 발명의 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈의 구성도이다.
도 2는 도 1의 광학계의 이미지 센서, n번째 렌즈 및 n-1번째 렌즈의 관계를 나타낸 설명한 도면이다.
도 3은 도 1를 광학계를 갖는 실시 예에 따른 렌즈 데이터를 나타낸 표이다.
도 4는 발명의 실시 예에 따른 렌즈들의 비구면 계수의 예이다.
도 5는 발명의 실시 예에 따른 광학계에서 광축과 직교하는 방향에 따른 렌즈들의 두께 및 렌즈들 간의 간격을 나타낸 표이다.
도 6은 발명의 실시 예에 따른 제7,8 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 Sag 값을 나타낸 표이다.
도 7은 발명의 실시 예에 따른 광학계의 회절 MTF(Diffraction MTF)에 대한 그래프이다.
도 8은 발명의 실시 예에 따른 광학계의 수차 특성을 나타낸 그래프이다.
도 9는 발명의 실시 예에 따른 렌즈들의 유효 영역의 끝단을 지나는 점들을 연결한 곡선을 2차원 함수로 나타낸 그래프이다.
도 10은 발명의 실시 예에 따른 n-4번째 렌즈부터 n번째 렌즈까지의 유효 영역의 끝단을 지나는 점들을 연결한 직선을 1차원 함수로 나타낸 그래프이다.
도 11은 발명의 실시 예에 따른 n번째, n-1번째 렌즈의 물체측 면과 센서측 면에 대해 Sag 값으로 나타낸 그래프이다.
도 12는 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다. 또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
발명의 설명에 있어서, "물체 측 면"은 광축(OA)을 기준으로 물체 측을 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있고, "센서 측 면"은 광축을 기준으로 촬상 면(이미지 센서)을 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있다. 상기 렌즈의 일면이 볼록하다는 것은 광축 또는 근축 영역(Paraxial region)에서 볼록한 형상을 의미할 수 있고, 렌즈의 일면이 오목하다는 것은 광축 또는 근축 영역에서의 오목한 형상을 의미할 수 있다. 렌즈 데이터에 대한 표에 기재된 곡률 반경, 중심 두께, 렌즈 사이의 간격은 광축에서의 값을 의미할 수 있다. 수직 방향은 광축과 수직인 방향을 의미할 수 있고, 렌즈 또는 렌즈면의 끝단은 입사된 광이 통과하는 렌즈의 유효 영역의 끝단을 의미할 수 있다. 렌즈면의 유효경의 크기는 측정 방법 등에 따라 최대 ±0.4 mm 정도의 측정 오차를 가질 수 있다. 상기 근축 영역이라 함은 광축 근처의 매우 좁은 영역을 의미하며, 광축(OA)으로부터 광선이 떨어지는 거리가 거의 0인 영역이다. 이하에서 렌즈 면의 오목 또는 볼록한 형상은 광축으로 설명하며, 근축 영역도 포함할 수 있다.
도 1은 발명의 실시 예에 따른 광학계(1000) 및 이를 갖는 카메라 모듈을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 광학계(1000) 또는 카메라 모듈은 복수의 렌즈군(LG1,LG2)을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 복수의 렌즈 군(LG1,LG2) 각각은 적어도 하나의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 상기 광학계(1000)는 물체 측으로부터 이미지 센서(300)를 향해 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치되는 제1 렌즈군(LG1) 및 제2 렌즈군(LG2)을 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 렌즈 매수는 제1 렌즈 군(LG1)의 렌즈 매수보다 더 많을 수 있으며, 예컨대 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 렌즈 매수의 1.5배 이상 2배 이하일 수 있다.
상기 제1 렌즈군(LG1)은 2매 이상 또는 4매 이하의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제1 렌즈군(LG1)은 예를 들어, 3매의 렌즈일 수 있다. 상기 제2 렌즈군(LG2)은 4매 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈군(LG2)은 상기 제1 렌즈군(LG1)의 렌즈보다 많은 매수 예컨대, 6매 이하의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 렌즈 매수는 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 렌즈 매수보다 4매 이상 많을 수 있으며, 예를 들어, 5매의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 광학계(1000)는 10매 이하 또는 9매 이하의 렌즈들을 포함할 수 있다.
상기 광학계(1000)에서 TTL(Total track length)는 이미지 센서(300)의 대각선 길이의 70% 미만일 수 있으며, 예컨대, 40% 내지 69% 범위 또는 50% 내지 65% 범위일 수 있다. 상기 TTL은 물체 측에 가장 가까운 렌즈의 물체측 면에서 상기 이미지 센서(300)의 표면까지의 광축(OA)에서의 거리이며, 상기 이미지 센서(300)의 대각선 길이는 이미지 센서(300)의 최대 대각 길이이며, 광축(OA)에서 대각선 끝단까지의 거리(Imgh)의 2배일 수 있다. 이에 따라 슬림한 광학계 및 이를 갖는 카메라 모듈을 제공할 수 있다. 상기 제1,2렌즈 군(LG1,LG2)의 총 렌즈 매수는 7매 내지 9매이다.
상기 제1 렌즈군(LG1)은 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈군(LG2)은 상기 제1 렌즈군(LG1)과 다른 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈군(LG1) 및 상기 제2 렌즈군(LG2)은 서로 상이한 초점 거리(focal length)를 갖고, 서로 다른 굴절력을 가짐에 따라 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 상기 굴절력은 초점 거리의 역수이다.
상기 제1 렌즈 군(LG1)은 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 갖는 렌즈들이 적층될 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(LG2)는 물체측 첫 번째 렌즈가 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈 군(LG1)은 물체 측을 통해 입사된 광들이 모이도록 굴절시켜 주며, 상기 제2 렌즈 군(LG2)은 상기 제1 렌즈 군(LG1)을 통해 출사된 광을 이미지 센서(300)의 주변까지 확산될 수 있도록 굴절시켜 줄 수 있다. 이에 따라 상기 제1,2렌즈 군(LG1,LG2)에서 서로 마주하는 두 렌즈 면 예컨대, 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 센서측 면은 광축에서 오목하며, 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 물체측 면은 오목에서 볼록할 수 있다. 또한 상기 제1,2렌즈 군(LG1,LG2)에서 서로 마주하는 두 렌즈는 서로 반대의 굴절력을 가질 수 있다.
절대 값으로 나타낼 때, 상기 제2 렌즈군(LG2)의 초점 거리는 상기 제1 렌즈군(LG1)의 초점 거리보다 더 클 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈군(LG2)의 초점 거리(F_LG2)의 절대값은 상기 제1 렌즈군(LG1)의 초점 거리(F_LG1)의 절대값의 1.5배 이상 예컨대, 1.5배 내지 3.5배 범위일 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000)는 각각의 렌즈군의 굴절력 및 초점 거리를 제어하여 색수차, 왜곡 수차 등 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있고, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
광축(OA)에서 상기 제1 렌즈군(LG1) 및 상기 제2 렌즈군(LG2)은 설정된 간격을 가질 수 있다. 상기 광축(OA)에서 상기 제1 렌즈군(LG1) 및 상기 제2 렌즈군(LG2) 사이의 광축 간격은 광축(OA)에서의 이격 거리이며, 상기 제1 렌즈군(LG1) 내의 렌즈 중에서 센서 측에 가장 가까운 렌즈의 센서 측 면과 상기 제2 렌즈군(LG2) 내의 렌즈 중에서 물체 측에 가장 가까운 렌즈의 물체 측 면 사이의 광축 간격일 수 있다. 상기 제1 렌즈군(LG1) 및 상기 제2 렌즈군(LG2) 사이의 광축 간격은 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 마지막 렌즈의 중심 두께보다 크고 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 첫 번째 렌즈의 중심 두께보다 클 수 있다. 상기 제1 렌즈군(LG1) 및 상기 제2 렌즈군(LG2) 사이의 광축 간격은 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 광축 거리의 26% 이상일 수 있으며, 예컨대 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 광축 거리의 26% 내지 36% 범위일 수 있다. 여기서, 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 광축 거리는 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 물체 측에 가장 가까운 렌즈의 물체 측 면과 센서 측에 가장 가까운 렌즈의 센서 측 면 사이의 광축 거리이다.
상기 제1 렌즈군(LG1) 및 상기 제2 렌즈군(LG2) 사이의 광축 간격은 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 광축 거리의 15% 이하일 수 있으며, 예컨대 5% 내지 15% 또는 6% 내지 13% 범위일 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 광축 거리는 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 물체 측에 가장 가까운 렌즈의 물체 측 면과 센서 측에 가장 가까운 렌즈의 센서 측 면 사이의 광축 거리이다.
상기 제1 렌즈 군(LG1) 내에서 유효경 크기가 최소인 렌즈는 제2 렌즈 군(LG2)에 가장 인접한 렌즈일 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(LG2) 내에서 유효경 크기가 최소인 렌즈는 제1 렌즈 군(LG1)에 가장 인접한 렌즈일 수 있다. 여기서, 상기 유효경의 크기는 상기 각 렌즈의 물체측 면의 유효경과 센서측 면의 유효경의 평균 값이다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부뿐 만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있고, 색수차 및 왜곡 수차를 개선할 수 있다. 상기 제1 렌즈 군(LG1) 내에서의 최소 유효경을 갖는 렌즈의 크기는 상기 제2 렌즈 군(LG2) 내에서의 최소 유효경을 갖는 렌즈 크기보다 작을 수 있다.
상기 제1 렌즈 군(LG1)과 상기 제2 렌즈 군(LG2) 내에서의 최소 유효경을 갖는 렌즈들의 유효경 차이는 0.2mm 이하의 차이를 가질 수 있다. 이에 따라 입사된 광을 제1,2렌즈 군(LG1,LG2) 사이의 유효 영역으로 굴절시킨 후, 다시 이미지 센서(300)의 주변부까지 굴절시켜 줄 수 있다.
상기 제1 렌즈 군(LG1)의 렌즈들 중에서 물체 측에 가장 가까운 렌즈는 음(+)의 굴절력을 갖고, 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 렌즈들 중에서 센서 측에 가장 가까운 렌즈는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 광학계(1000)는 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수는 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수와 동일할 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(LG2)은 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수가 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수보다 작을 수 있다. 상기 제1,2렌즈 군(LG1,LG2) 사이의 영역에서 마주하는 두 렌즈는 서로 다른 굴절력을 가질 수 있다.
상기 복수의 렌즈들 각각은 유효 영역 및 비유효 영역을 포함할 수 있다. 상기 유효 영역은 상기 렌즈들 각각에 입사된 광이 통과하는 영역일 수 있다. 즉, 상기 유효 영역은 입사된 광이 굴절되어 광학 특성을 구현하는 유효한 영역 또는 유효경 영역일 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 유효 영역의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 복수의 렌즈들에서 유효한 광이 입사되지 않는 영역일 수 있다. 즉, 상기 비유효 영역은 상기 광학 특성과 무관한 영역일 수 있다. 또한, 상기 비유효 영역의 단부는 상기 렌즈를 수용하는 배럴(미도시) 등에 고정되는 영역일 수 있다.
상기 광학계(1000)는 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 이미지 센서(300)는 광을 감지하고 전기적 신호로 변환할 수 있다. 상기 이미지 센서(300)는 상기 복수의 렌즈들(100)을 순차적으로 통과한 광을 감지할 수 있다. 상기 이미지 센서(300)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등 입사되는 광을 감지할 수 있는 소자를 포함할 수 있다. 상기 이미지 센서(300)의 대각선 길이는 8mm 초과 예컨대, 8mm 초과 30mm 미만범위일 수 있다. 바람직하게, 상기 이미지 센서(300)의 Imgh는 TTL 보다 작을 수 있다.
상기 광학계(1000)는 광학필터(500)를 포함할 수 있다. 상기 광학필터(500)는 상기 제2 렌즈 군(LG2)과 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 광학필터(500)는 상기 복수의 렌즈들(100) 중 센서 측에 가장 가까운 렌즈와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(100)가 8매 렌즈인 경우, 상기 광학필터(500)는 상기 제8 렌즈(108)와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다.
상기 광학필터(500)는 적외선 필터를 포함할 수 있다. 상기 광학필터(500)는 설정된 파장 대역의 광을 통과시키고, 이와 다른 파장 대역의 광을 필터링할 수 있다. 상기 광학필터(500)가 적외선 필터를 포함할 경우 외부 광으로부터 방출되는 복사열이 상기 이미지 센서(300)에 전달되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 상기 광학필터(500)는 가시광선을 투과할 수 있고 적외선을 반사할 수 있다. 다른 예로서, 상기 광학 필터(500)와 상기 이미지 센서(300) 사이에 커버 글라스가 더 배치될 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 조리개(ST)를 포함할 수 있다. 상기 조리개(ST)는 상기 광학계(1000)에 입사되는 광량을 조절하는 스톱퍼(Stopper)일 수 있다. 상기 조리개(ST)는 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 적어도 한 렌즈의 둘레에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 조리개(ST)는 제2 렌즈(102)의 물체측 면 또는 센서 측 면의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 조리개(ST)는 상기 제1 렌즈 군(LG1) 내의 렌즈 중에서 인접한 두 렌즈(101,102) 사이에 배치될 수 있다. 이와 다르게, 상기 복수의 렌즈들(100) 중 선택되는 적어도 하나의 렌즈는 조리개 역할을 수행할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 렌즈들 중 선택되는 하나의 렌즈의 물체 측 면 또는 센서 측 면은 광량을 조절하는 조리개 역할을 수행할 수 있다.
상기 조리개(ST)에서 n 번째 렌즈의 센서측 면까지의 직선 거리는 상기 제1 렌즈(101)의 물체측 면에서 n 번째 렌즈의 센서측 면의 광축 거리보다 작을 수 있다. 상기 조리개(ST)에서 n 번째 렌즈의 센서측 면까지의 광축 거리를 SD로 한 경우, SD < EFL 또는/및 SD < Imgh의 조건을 만족할 수 있다. 또한 상기 SD < TTL의 조건을 만족할 수 있다. EFL는 광학계 전체의 유효 초점 거리이며, F로 정의될 수 있다. 상기 F ≤ Imgh의 조건을 만족할 수 있으며, 상기 F와 Imgh는 0.5 mm 이하의 차이를 가질 수 있다. 상기 광학계(1000)의 화각(FOV)은 120도 미만 예컨대, 70도 초과 및 100도 미만일 수 있다. 상기 광학계(1000)의 F 넘버(F#)는 1 초과 10 미만 예컨대, 1.1 ≤ F# ≤ 5 범위일 수 있다. 또한 상기 F#는 입사동 크기(EPD)보다 작을 수 있다. 따라서, 광학계(1000)는 슬림한 크기를 갖고, 입사 광을 제어할 수 있고 화각의 영역 내에서 향상된 광학 특성을 가질 수 있다.
상기 렌즈들의 유효경은 물체측 렌즈에서 제1,2 렌즈 군(LG1,LG2) 사이의 렌즈 면까지 점차 작아지며, 상기 제1,2 렌즈 군(LG1,LG2) 사이의 렌즈 면에서 마지막 렌즈의 렌즈 면까지 점차 커질 수 있다.
실시 예에 따른 광학계(1000)는 광의 경로를 변경하기 위한 반사 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 반사부재는 제1 렌즈 군(LG1)의 입사 광을 렌즈들 방향으로 반사하는 프리즘으로 구현될 수 있다. 이하, 실시 예에 따른 광학계를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 발명의 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈의 구성도이고, 도 2는 도 1의 광학계의 이미지 센서, n 번째 렌즈 및 n-1번째 렌즈의 관계를 나타낸 설명한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시 예에 따른 광학계(1000)는 복수의 렌즈를 갖는 렌즈부(100)를 포함하며, 상기 렌즈부(100)는 제1 렌즈(101) 내지 제8 렌즈(108)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제8 렌즈들(101-108)은 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 정렬될 수 있다. 물체의 정보에 해당하는 광은 제1 렌즈(101) 내지 제8 렌즈(108) 및 광학 필터(500)를 통과하여 이미지 센서(300)에 입사될 수 있다.
상기 제1 렌즈 군(LG1)은 상기 제1 내지 제3 렌즈(101,102,103)를 포함하며, 상기 제2 렌즈 군(LG2)은 상기 제4 내지 제8 렌즈(104-108)를 포함할 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)와 제4 렌즈(104) 사이의 광축 거리는 제1,2렌즈 군(LG1,LG2) 사이의 광축 간격일 수 있다.
상기 제1 내지 제8 렌즈(101-108) 중 광축에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 갖는 렌즈 매수는 5 매 이상일 수 있으며, 예컨대 전체 렌즈 매수의 n-2를 만족할 수 있다. 상기 n은 전체 렌즈 매수이며, 예컨대 8일 수 있다.
상기 제1 렌즈(101)는 광축(OA)에서 음(-) 또는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있으며, 바람직하게 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈(101)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제1 렌즈(101)는 물체 측 면으로 정의하는 제1 면(S1) 및 센서 측 면으로 정의하는 제2 면(S2)을 포함할 수 있다. 광축(OA)에서 상기 제1 면(S1)은 볼록한 형상일 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈(101)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제1,2면(S1,S2)의 비구면 계수는 도 4와 같이 제공되며, L1은 제1 렌즈(101)이며, L1S1은 제1 면이며, L1S2는 제2면이다.
상기 제2 렌즈(102)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈(102)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제2 렌즈(102)는 물체 측 면으로 정의하는 제3 면(S3) 및 센서 측 면으로 정의하는 제4 면(S4)을 포함할 수 있다. 광축(OA)에서 상기 제3 면(S3)은 볼록한 형상일 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈(102)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 광축(OA)에서 상기 제3 면(S3)은 볼록한 형상일 수 있으며, 상기 제4 면(S4)은 볼록한 형상일 수 있다. 상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제3,4면(S3,S4)의 비구면 계수는 도 4와 같이 제공되며, L2은 제2 렌즈(102)이며, L2S1은 제3 면이며, L2S2는 제4 면이다.
상기 제3 렌즈(103)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있으며, 바람직하게 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 렌즈(103)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제3 렌즈(103)는 물체 측 면으로 정의하는 제5 면(S5) 및 센서 측 면으로 정의하는 제6 면(S6)을 포함할 수 있다. 광축(OA)에서 상기 제5 면(S5)은 볼록한 형상일 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(103)는 광축(OA)에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 광축(OA)에서 상기 제5 면(S5)은 오목한 형상일 수 있으며, 상기 제6 면(S6)은 오목한 형상일 수 있다. 이와 다르게, 상기 제3 렌즈(103)는 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제5,6 면(S5,S6)의 비구면 계수는 도 4와 같이 제공되며, L3은 제3 렌즈(103)이며, L3S1은 제5 면이며, L3S2는 제6 면이다.
상기 제3 렌즈(103)는 제5 면(S5)의 유효 반경이 상기 제6 면(S6)의 유효 반경보다 클 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)의 굴절률은 1.6 초과이며, 상기 제1,2렌즈(101,102)의 굴절률 보다 클 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)의 아베수는 50 미만이며, 상기 제1,2렌즈(101,102)의 아베수 보다 작을 수 있다.
상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제4 렌즈(104)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 절대 값을 나타낼 때, 상기 제4 렌즈(104)의 초점 거리는 상기 제7 렌즈(107)의 초점 거리보다 클 수 있으며, 예컨대 5<｜F4｜-｜F7｜<30의 조건을 만족할 수 있다. 여기서, 10 < ｜F4｜ < 25의 조건을 만족할 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)는 렌즈들 중에서 가장 큰 초점 거리를 가질 수 있다.
상기 제4 렌즈(104)는 물체측 면으로 정의하는 제7 면(S7) 및 센서 측 면으로 정의하는 제8 면(S8)을 포함할 수 있다. 광축(OA)에서 상기 제7 면(S7)은 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제4 렌즈(104)는 광축에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)의 제7, 8 면(S7,S8) 중 적어도 하나 또는 모두는 임계점 없이 제공될 수 있다. 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8)은 모두 비구면일 수 있으며, 비구면 계수는 도 4와 같이 제공되며, L4은 제4 렌즈(104)이며, L4S1은 제7 면이며, L4S2는 제8 면이다.
상기 제3 렌즈(103)의 제6 면(S6) 또는/및 제4 렌즈(104)의 제7 면(S7)의 유효 반경은 렌즈들의 물체측 면과 센서측 면의 유효경 중에서 가장 작을 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)의 제6 면(S6)과 상기 제4 렌즈(104)의 제7 면(S7)의 유효 반경 차이는 0.15 mm 이하일 수 있다. 이에 따라 제1,2렌즈 군(LG1,LG2) 사이의 영역에서 서로 대면하는 두 렌즈 면에 의한 광 손실을 줄여줄 수 있다.
상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 렌즈(105)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제5 렌즈(105)는 물체 측 면으로 정의하는 제9 면(S9) 및 센서 측 면으로 정의하는 제10 면(S10)을 포함할 수 있다. 광축(OA)에서 상기 제9 면(S9)은 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제5 렌즈(105)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제5 렌즈(105)는 광축에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)의 제9, 10 면(S9,S10) 중 적어도 하나 또는 모두는 임계점 없이 제공될 수 있다. 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10)은 모두 비구면일 수 있으며, 비구면 계수는 도 4와 같이 제공되며, L5은 제5 렌즈(105)이며, L5S1는 제9 면이며, L5S2는 제10 면이다.
상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제6 렌즈(106)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제6 렌즈(106)는 물체 측 면으로 정의하는 제11 면(S11) 및 센서 측 면으로 정의하는 제12 면(S12)을 포함할 수 있다. 광축(OA)에서 상기 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(106)은 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상일 수 있다. 이와 다르게, 상기 제6 렌즈(1060는 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제6 렌즈(106)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제6 렌즈(106)는 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)의 제11, 12 면(S11,S12) 중 적어도 하나 또는 모두는 임계점 없이 제공될 수 있다. 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12)은 모두 비구면일 수 있으며, 비구면 계수는 도 4와 같이 제공되며, L6은 제6 렌즈(106)이며, L6S1은 제11 면이며, L6S2는 제12 면이다.
상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)는 n-1번째 렌즈이며, 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제7 렌즈(107)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.
상기 제7 렌즈(107)는 물체 측 면으로 정의하는 제13 면(S13) 및 센서 측 면으로 정의하는 제14 면(S14)을 포함할 수 있다. 광축(OA)에서 상기 제13 면(S13)은 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 렌즈(107)는 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상하거나 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)의 제13, 14 면(S13,S14) 중 적어도 하나 또는 모두는 임계점을 가질 수 있다. 상기 제13 면(S13) 및 상기 제14 면(S14) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제13 면(S13) 및 상기 제14 면(S14)은 모두 비구면일 수 있으며, 비구면 계수는 도 4와 같이 제공되며, L7은 제7 렌즈(107)이며, L7S1은 제13 면이며, L7S2는 제14 면이다.
상기 제8 렌즈(108)는 n번째 렌즈이며, 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제8 렌즈(108)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)는 광학계(1000) 중에서 센서 측에 가장 가까운 렌즈 또는 마지막 n번째 렌즈일 수 있다.
상기 제8 렌즈(108)는 물체 측 면으로 정의하는 제15 면(S15) 및 센서 측 면으로 정의하는 제16 면(S16)을 포함할 수 있다. 광축(OA)에서 상기 제15 면(S15)은 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제8 렌즈(108)는 광축(OA)에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제8 렌즈(108)는 광축에서 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상 또는 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)의 제15, 16 면(S15,S16) 중 적어도 하나 또는 모두는 임계점을 가질 수 있다. 상기 제15,16 면(S15,S16)은 비구면일 수 있으며, 비구면 계수는 도 4와 같이 제공되며, L8은 제8 렌즈(108)이며, L8S1은 제15 면이며, L8S2는 제16 면을 나타낸다.
도 2와 같이, 상기 제7 렌즈(107)의 제13 면(S13)와 제14 면(S14) 각각은 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단까지 적어도 하나의 임계점(P1,P2)을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)의 제15 면(S15)와 제16 면(S16) 각각은 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단까지 적어도 하나의 임계점(P3,P4)을 가질 수 있다. 상기 임계점은 광축(OA) 및 상기 광축(OA)의 수직인 방향에 대한 기울기 값의 부호가 양(+)에서 음(-)으로 또는 음(-)에서 양(+)으로 변하는 지점으로, 기울기 값이 0인 지점을 의미할 수 있다. 또한 상기 임계점은 렌즈 면을 지나는 접선의 기울기 값이 커지다고 작아지는 지점 또는 작아지다가 커지는 지점일 수 있다.
광축(OA)에서 상기 제7 렌즈(107)의 제13 면(S13)와 제14 면(S14) 각각의 유효 영역의 끝단까지의 거리는 유효 반경이며, r71 및 r72로 정의할 수 있다. 광축(OA)에서 상기 제8 렌즈(108)의 제15 면(S15)와 제16 면(S16) 각각의 유효 영역의 끝단까지의 거리는 유효 반경이며, r81 및 r82로 정의할 수 있다.
상기 제13, 14, 15, 16(S13,S14,S15,S16)의 임계점까지의 거리는 다음과 같이 정의될 수 있다.
Inf71: 제 13면(S13)의 중심에서 제1 임계점(P1)까지의 직선 거리
Inf72: 제 14면(S14)의 중심에서 제2 임계점(P2)까지의 직선 거리
Inf81: 제 15면(S15)의 중심에서 제3 임계점(P3)까지의 직선 거리
Inf82: 제 16면(S16)의 중심에서 제4 임계점(P4)까지의 직선 거리
상기 임계점까지의 거리는 다음의 관계를 가질 수 있다.
Inf72 ≤ Inf71
Inf81 < Inf71 < Inf82
상기 유효 반경(r71, r72, r81, r82)과 임계점(P1,P2,P3,P4)까지의 거리(Inf71,Inf72,Inf81,Inf82)는 광축으로부터 하기 관계식을 만족할 수 있다.
0.35 < Inf71/r71 < 0.50
0.32 < Inf72/r72 < 0.46
0.01 < Inf81/r81 < 0.15
0.21 < Inf82/r82 < 0.35
상기 제1, 2 및 4 임계점(P1,P2,P4)의 임계점 위치는 광축(OA)에서 2.5 mm 이하의 위치 예컨대, 1.1 mm 내지 2.5 mm 범위 내에 위치할 수 있으며, 상기 제3 임계점(P3)은 광축을 기준으로 1 mm 이하 예컨대, 0.1mm 내지 1.0mm 범위 내에 위치할 수 있다.
상기 제3 임계점(P3)은 상기 제1,2 임계점(P1,P2)보다 광축(OA)에 더 인접하게 위치될 수 있으며, 상기 제4 임계점(P4)은 상기 제2,3 임계점(P2,P3) 보다 에지에 더 인접하게 위치할 수 있다. 이에 따라 제7 렌즈(107)는 입사된 광을 주변으로 굴절시켜 줄 수 있고, 상기 제8 렌즈(108)는 입사되는 광을 이미지 센서(300)의 주변부까지 굴절시켜 줄 수 있다.
상기 제7,8 렌즈(107,108)의 임계점의 위치는 상기 광학계(1000)의 광학 특성을 고려하여 상술한 범위를 만족하는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 자세하게, 상기 임계점의 위치는 상기 광학계(1000)의 색수차, 왜곡 특성, 수차 특성, 해상력 등의 광학 특성 제어를 위해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 렌즈를 통해 상기 이미지 센서(300)로 방출되는 광의 경로를 효과적으로 제어할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서도 향상된 광학 특성을 가질 수 있다.
또한 상기 제8 렌즈(108)의 센서측 제16 면(S16)의 임의의 점을 지나는 접선(K1)에 수직한 직선인 법선(K2)은 광축(OA)을 기준으로 제1 각도(θ1)를 가질 수 있으며, 상기 제1 각도(θ1)가 최대인 경우, 5도 초과 및 65도 미만일 수 있으며, 예컨대 20도 내지 50도 범위 또는 20도 내지 40도의 범위일 수 있다. 이에 따라 제16 면(S16)의 광축과 직교하는 직선을 기준으로 센서측 방향의 Sag 값이 크지 않게 되므로, 슬림한 광학계를 제공할 수 있다.
여기서, 상기 제8 렌즈(108)의 제15 면(S15)을 지나는 접선에 수직한 법선은 광축과 각도는 광축에 대해 제2 각도(θ2)를 가지고, 상기 제7 렌즈(107)의 제14 면(S14)을 지나는 접선에 수직한 법선은 광축에 대해 제3 각도(θ3)를 가지며, 상기 제7 렌즈(107)의 제13 면(S13)을 지나는 접선에 수직한 법선은 광축에 대해 제4 각도(θ4)를 가질 수 있다. 상기 제1 내지 제4 각도(θ1, θ2, θ3, θ4)가 최대인 경우, 하기 관계를 가질 수 있다.
θ1 > θ2의 조건을 만족하며, θ1,θ2는 50도 이하 예컨대, 20도 내지 50도의 범위일 수 있다.
θ4 ≤ θ2 ≤ θ3 < θ1 의 조건을 만족하며, θ3,θ4는 50도 이하 예컨대, 20도 내지 50도의 범위일 수 있다. 상기 최대 제1 내지 제4 각도(θ1, θ2, θ3, θ4)들 사이의 차이는 10도 이하일 수 있다.
상기 제13 면(S13) 내지 제16 면(S16)에서 상기 제1 내지 제4 각도(θ1, θ2, θ3, θ4) 각각이 30도 이상의 구간은 광축으로부터 다음의 관계를 가질 수 있다.
5 ≤ θ1 ≤ 6.4
2.5 ≤ θ2 ≤ 3.0
3.2 ≤ θ3≤ 3.9
2.8 ≤ θ4≤ 3.1
또한 위에서 30도 이상이 시작되는 위치는 광축으로부터 제15 면(S15), 제13 면(S13), 제14 면(S14), 제16 면(S16)의 순서일 수 있다.
광축 상에서,
상기 제1 렌즈(101)의 제1,2면(S1,S2)의 곡률 반경이 L1R1,L1R2이며,
상기 제2 렌즈(102)의 제3,4면(S3,S4)의 곡률 반경이 L2R1,L2R2이며,
제3 렌즈(103)의 제5,6 면(S5,S6)의 곡률 반경이 L3R1,L3R2이고,
제4 렌즈(104)의 제7,8 면(S7,S8)의 곡률 반경이 L4R1,L4R2이고,
제5 렌즈(105)의 제9,10 면(S9,S10)의 곡률 반경이 L5R1, L5R2이고,
제6 렌즈(106)의 제11,12 면(S11,S12)의 곡률 반경이 L6R1, L6R2이며,
제7 렌즈(107)의 제13,14 면(S13,S14)의 곡률 반경이 L7R1, L7R2이고, 및
제8 렌즈(108)의 제15,16 면(S15,S16)의 곡률 반경이 L8R1, L8R2으로 정의할 수 있다. 상기 곡률 반경들은 광학계의 수차 특성의 개선을 위해 다음의 조건 1-9 중 적어도 하나를 만족할 수 있다.
조건 1: L1R1+L1R2 < L2R2
조건 2: L2R1 < L2R2
조건 3: L3R1+L3R2 < L2R2
조건 4: L8R1*L8R2 <｜L5R2｜
조건 5: L7R1+L7R2 < L6R2
조건 6: L7R1*L7R2 <｜L5R2｜ (단, L7R1 < L7R2의 관계를 만족한다)
조건 7: L8R1+L8R2 < L7R1+L7R2
조건 8: ｜L6R1*L6R2｜ < L3R1*L3R2
조건 9: L4R1+L4R2 < L5R1+L5R2 (단, L5R1 < L5R2를 관계를 만족한다)
광학계 내에서 상기 제8 렌즈(108)의 제18 면(S18)의 곡률 반경은 최소일 수 있으며, 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 곡률 반경과의 차이는 1 mm이하일 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)의 제10 면(S10)의 곡률 반경(절대 값)은 최대일 수 있으며, 50 mm 이상일 수 있다. 이러한 곡률 반경을 설정해 주어, 각 렌즈의 초점 거리에서 양호한 광학 성능을 제공할 수 있다.
상기 제8 렌즈(108)의 유효경은 최대 유효경을 가질 수 있으며, 12 mm 이상일 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)의 유효경은 물체측 면과 센서측 면의 유효경들의 평균이다. 상기 제8 렌즈(106)의 유효경은 제5 렌즈(105)의 곡률 반경(절대 값)의 2배 이상일 수 있다.
광축 상에서,
상기 제1 렌즈(101)의 제1,2면(S1,S2)의 유효경이 CA_L1S1, CA_L1S2이고,
상기 제2 렌즈(102)의 제3,4면(S3,S4)의 유효경이 CA_L2S1, CA_L2S2이고,
상기 제3 렌즈(103)의 제5,6면(S5,S6)의 유효경이 CA_L3S1, CA_L3S2이고,
상기 제4 렌즈(104)의 제7,8면(S7,S8)의 유효경이 CA_L4S1, CA_L4S2이고,
상기 제5 렌즈(105)의 제9,10면(S9,S10)의 유효경이 CA_L5S1, CA_L5S2이고,
상기 제6 렌즈(106)의 제11,12면(S11,S12)의 유효경이 CA_L6S1, CA_L6S2이며,
상기 제7 렌즈(107)의 제13,14면(S13,S14)의 유효경이 CA_L7S1, CA_L7S2이고,
상기 제8 렌즈(108)의 제15,16면(S16,S16)의 유효경이 CA_L8S1, CA_L8S2로 정의할 수 있다. 이러한 유효경들은 광학계의 수차 특성에 영향을 주는 요소이며, 다음의 조건 중 적어도 하나를 만족할 수 있다.
CA_L3S2 < CA_L3S1 < CA_L2S1 < CA_L1S1
CA_L5S1 < CA_L5S2 < CA_L6S1 < CA_L6S2
CA_L6S2 < CA_L7S1 < CA_L7S2 < CA_L8S1 < CA_L8S2
CA_L4S1-CA_L3S2 < CA_L3S1-CA_L3S2
CA_L5S1 + CA_L5S2 < CA_L8S2
L1R1+L1R2 < CA_L8S2
상기 제1 내지 제8 렌즈(101-108) 중에서 렌즈의 유효경의 평균 크기는 상기 제3 렌즈(103)가 가장 작을 수 있고, 상기 제8 렌즈(108)가 가장 클 수 있다. 상기 제6 면(S6) 또는 제7 면(S7)의 유효경 크기는 최소이며, 상기 제16 면(S16)의 유효경 크기는 가장 클 수 있다. 상기 제8 렌즈(108)의 유효경의 크기는 가장 크게 제공되어, 입사되는 광들을 효과적으로 이미지 센서(300)를 향해 굴절시켜 줄 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있고, 입사되는 광을 제어하여 상기 광학계(1000)의 비네팅(vignetting) 특성을 개선할 수 있다.
상기 광학계 내에서 굴절률이 1.6 초과된 렌즈 매수는 3매 이하일 수 있으며, 1.6 미만의 렌즈 매수는 4매 이상일 수 있다. 상기 제1 내지 제8 렌즈(101-108)의 굴절률 평균은 1.55 이상일 수 있다. 상기 광학계 내에서 아베수가 45 초과인 렌즈 매수는 45 미만의 렌즈 매수와 같을 수 있다. 상기 제1 내지 제8 렌즈(101-108)의 아베수 평균은 45 이하일 수 있다. 이러한 각 렌즈의 굴절률과 아베수를 설정해 주어, 색수차 영향을 조절할 수 있다.
도 2를 참조하면, BFL(Back focal length)은 상기 이미지 센서(300)에서 마지막 렌즈까지의 광축 거리이다. 즉, BFL은 이미지 센서(300)과 제8 렌즈(108)의 센서측 제16 면(S16) 사이의 광축 거리이다. CT7는 상기 제7 렌즈(107)의 중심 두께 또는 광축 두께이며, L7_ET는 상기 제7 렌즈(107)의 유효 영역의 끝단 또는 에지 두께이다. CT8는 상기 제8 렌즈(108)의 중심 두께 또는 광축 두께이다. CG7는 상기 제7 렌즈(107)과 상기 제8 렌즈(108) 사이의 광축 간격(즉, 중심 간격)이다. 즉, 상기 제7 렌즈(107)과 상기 제8 렌즈(108) 사이의 광축 간격(CG7)은 광축(OA)에서 제14 면(S14)과 제15 면(S15) 사이의 거리이다. 상기 CG7는 상기 제3,4 렌즈(103,104) 사이의 광축 간격보다 클 수 있다. 상기 CG7는 상기 제7, 8 렌즈(107,108)의 중심 두께의 합보다 클 수 있다. 상기 CG7는 인접한 두 렌즈들 사이의 광축 간격들 중에서 가장 클 수 있다. 상기 CG7는 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)에서 제7 렌즈(107)의 제14 면(S14)까지의 광축 거리의 40% 이상 예컨대, 40% 내지 48%의 범위일 수 있다. 이러한 제7,8 렌즈(107,108) 사이의 광축 간격(CG7)을 크게 해 줌으로써, 상기 제7,8 렌즈(107,108) 간의 유효경 차이를 증가시켜 줄 수 있으며, 광학 성능이 개선된 슬림한 광학계를 제공할 수 있다.
상기 제7 렌즈(107)와 상기 제8 렌즈(108) 사이의 중심 간격(CG7)은 렌즈들 사이의 간격 중에서 최대이며, 상기 제2,3 렌즈(102,103) 사이의 광축 간격은 렌즈들 사이의 간격 중에서 최소이다. 상기 제1 내지 제8 렌즈(101-108) 중에서 최대 중심 두께를 갖는 렌즈는 제2 렌즈(102)이다. 상기 제2 렌즈(102)의 중심 두께(CT2)는 상기 제4,5 렌즈(104,105) 사이의 광축 간격보다 작을 수 있고, 상기 제7,8 렌즈(107,108) 사이의 광축 간격(CG7)보다 작을 수 있다. 최소 중심 두께를 갖는 렌즈는 제3 렌즈(103)일 수 있다.
상기 렌즈들(101-108) 중에서 최대 중심 두께는 최소 중심 두께의 2배 이상 예컨대, 2배 내지 5배의 범위일 수 있다. 상기 렌즈들 중에서 중심 두께가 0.5 mm 미만인 렌즈 매수는 0.5 mm 이상의 렌즈 매수보다 많을 수 있으며, 4매 이상이다. 렌즈들의 중심 두께의 평균은 0.5 mm 미만일 수 있다. 1인치 전후 크기의 이미지 센서(300)를 갖는 광학계(1000)를 슬림한 두께를 갖는 구조로 제공할 수 있다.
또한 제1 내지 제8 렌즈(101-108)의 중심 두께들의 합은 제1 내지 제8 렌즈(101-108) 사이의 중심 간격들의 합보다 작을 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 입사하는 광을 제어할 수 있고, 향상된 수차 특성 및 해상력을 가질 수 있다.
각 렌즈(101-108)의 초점 거리를 F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7,F8로 정의할 때, 절대 값에서 F2 < F4 및 F1 < F3의 조건을 만족할 수 있으며, F8 < F5 < F4의 조건을 만족할 수 있다. 이러한 초점 거리를 조절하여 해상력에 영향을 줄 수 있다. 초점 거리를 절대 값으로 설명하면, 상기 제4 렌즈(104)의 초점 거리는 렌즈들 중에서 가장 클 수 있고, 제8 렌즈(108)의 초점 거리는 최소이며, 제7,8 렌즈(107,108)의 초점 거리 차이는 3 이하일 수 있다. 상기 최대 초점 거리는 최소 초점 거리의 6배 이상일 수 있다.
상기 각 렌즈(101-108)의 굴절률이 n1,n2,n3,n4,n5,n6,n7,n8이고, 각 렌즈(101-108)의 아베수가 v1,v2,v3,v4,v5,v6,v7,v8인 경우, 굴절률은 n1 < n3의 조건을 만족할 수 있으며, n1,n2,n4,n7,n8는 1.6 미만이며 서로 0.2 이하의 차이를 가질 수 있고, n3,n5,n6는 1.60 초과이다. 아베수는 v3 < v2의 조건을 만족할 수 있으며, v1,v2,v4,v8는 45 이상이며 서로 10 이하의 차이를 가질 수 있고, v3는 45 미만 예컨대, 30 이하일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.
상기에 개시된 실시예에 따른 광학계(1000)는 이하에서 설명되는 수학식들 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 만족할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(1000)가 적어도 하나의 수학식을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차, 왜곡 수차 등의 수차 특성을 효과적으로 제어할 수 있고, 화각(FOV)의 중심부 뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 상기 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가질 수 있고, 보다 슬림하고 컴팩트한 구조를 가질 수 있다.
이하에서, 제1 내지 제8 렌즈(101-108)의 중심 두께는 CT1-CT8로 정의될 수 있으며, 에지 두께는 ET1-ET8로 정의될 수 있으며, 인접한 두 렌즈 간의 광축 간격은 제1,2렌즈 사이의 간격부터 제7,8 렌즈 사이의 간격까지 CG1 내지 CG7로 정의할 수 있으며, 인접한 두 렌즈 간의 에지 간격은 제1,2렌즈 사이의 간격부터 제7,8 렌즈 사이의 간격까지 EG1 내지 EG8로 정의할 수 있다. 상기 두께 및 간격은 단위가 mm이다.
[수학식 1]
0 < CT1 / CT2 < 1.5
수학식 1에서 상기 제1 렌즈(101)의 광축(OA)에서의 두께(CT1)와 상기 제2 렌즈(102)의 광축(OA)에서의 두께(CT2)를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있다. 바람직하게, 상기 수학식 1은 0.5 ≤ CT1 / CT2 < 1을 만족할 수 있다.
[수학식 2]
0 < CT3 / ET3 < 1.5
수학식 2에서 상기 제3 렌즈(103)의 광축에서의 두께(CT3)와 상기 제3 렌즈(103)의 유효 영역 끝단인 에지에서의 두께(ET3)를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다. 바람직하게, 상기 수학식 2는 0 < CT3 / ET3 ≤ 1를 만족할 수 있다.
수학식 2-1] 2 < CT1 / ET1 < 3
[수학식 2-2] 1 < CT2 / ET2 < 3
[수학식 2-3] (CT2 - CT1) < CT3
[수학식 2-4] 1 < CT4 / ET4 < 2
[수학식 2-5] 1 < CT5 / ET5 < 2
[수학식 2-6] 0.8 < CT6 / ET6 < 1.2
[수학식 2-7] 2 < CT7 / ET7 < 3
[수학식 2-8] 0 < CT8 / ET8 < 1.2
[수학식 2-9] 0.5 < SD / TD < 1
수학식 2-1 내지 2-8에서 상기 제2 내지 제8 렌즈(102-108)의 중심 두께와 에지 두께의 비율을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.
상기 SD는 조리개에서 상기 제8 렌즈(108)의 센서 측 제16 면(S16)까지의 광축 거리이며, 상기 TD는 제1 렌즈(101)의 물체 측 제1 면(S1)에서 상기 제8 렌즈(108)의 센서 측 제16 면(S16)까지의 광축 거리이다. 상기 조리개는 상기 제2 렌즈(102)의 물체측 면의 둘레에 배치될 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 2-9을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차가 개선될 수 있다.
[수학식 2-10]
3 < F_LG2 /F_LG1 < 5
상기 F_LG1은 제1 렌즈 군(LG1)의 초점 거리이며, 상기 F_LG2는 제2 렌즈 군(LG2)의 초점 거리이다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 2-10를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차가 개선될 수 있다. 즉, 수학식 2-10의 값이 1에 가까워질수록 왜곡 수차가 감소될 수 있다. 수학식 2-10의 값은 3 < F_LG2 /F_LG1 < 4를 만족할 수 있다.
[수학식 3]
0 < ET8 / CT8 < 3
수학식 3에서 상기 제8 렌즈(108)의 광축에서의 두께(CT8)와 에지 에서의 두께(ET8)를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다. 수학식 3은 1 ≤ ET8 / CT8 < 2를 만족할 수 있다. 또한 CT6 + CT7 +CT8 < CG7의 조건을 만족할 수 있다.
[수학식 4]
1.6 < n3
수학식 4에서 n3는 상기 제3 렌즈(103)의 d-line에서의 굴절률(refractive index)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 4를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 4-1]
1.50 < n1 < 1.60
1.50 < n8 < 1.60
수학식 4-1에서 n1은 제1 렌즈(101)의 d-line에서의 굴절률이며, n8은 제8 렌즈(108)의 d-line에서의 굴절률을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 4-1를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)의 TTL에 영향을 억제할 수 있다.
[수학식 4-2]
1.50 < n2 < 1.60
1.50 < n4 < 1.60
수학식 4-2에서 n2,n4은 제2,4 렌즈(102,104)의 d-line에서의 굴절률이다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 4-2를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 5]
0.5 < L8S2_max_Sag to Sensor < 1.5
수학식 5에서 L8S2_max_Sag to Sensor은 상기 제8 렌즈(108)의 센서 측 제16 면(S16)의 최대 Sag값에서 이미지 센서(300)까지의 광축 방향의 거리를 의미한다. 예를 들어, L8S2_max_Sag to Sensor은 상기 제8 렌즈(108)의 센서측 면의 임계점(P4)에서 상기 이미지 센서(300)까지의 광축 방향의 거리를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 5를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 렌즈부(100)와 이미지 센서(300) 사이에 광학필터(500)가 배치될 수 있는 공간을 확보할 수 있어 향상된 조립성을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)가 수학식 5를 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 모듈 제작을 위한 간격을 확보할 수 있다. 바람직하게, 수학식 5의 값은 0.8 < L8S2_max_sag to Sensor < 1.2를 만족할 수 있다.
실시예에 대한 렌즈 데이터에서, 상기 필터(500)의 위치, 자세하게 마지막 렌즈와 필터(500) 사이 간격, 및 이미지 센서(300)와 필터(500) 사이 간격은 광학계(1000)의 설계의 편의상 설정된 위치이며, 상기 필터(500)는 상기 마지막 렌즈와 이미지 센서(300)와 접촉하지 않는 범위 내에서 자유롭게 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 렌즈 데이터에서 상기 L8S2_max_Sag to Sensor의 값은 광학계(1000)의 BFL(Back focal length)보다 작을 수 있으며, 상기 필터(500)의 위치는 마지막 렌즈와 이미지 센서(300)과 각각 접촉하지 않는 범위 내에서 이동하여 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 즉, 제8 렌즈(108)의 제16 면(S16)은 임계점(P4)과 이미지 센서(300) 사이의 거리가 최소이고, 유효 영역의 끝단을 향해 점차 커질 수 있다.
[수학식 6]
0.8 < BFL / L8S2_max_Sag to Sensor < 2
수학식 6에서 BFL(Back focal length)은 제8 렌즈(108)의 제16 면(S16)의 중심으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 6을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡 수차 특성을 개선할 수 있고, 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 여기서, 센서측 방향의 L8S2_max_Sag 값은 상기 임계점(P4) 위치일 수 있다. 수학식 6은 1 ≤ BFL / L8S2_max_sag to Sensor < 1.5를 만족할 수 있다.
[수학식 7]
5 < |L8S2_max slope| < 65
수학식 7에서 L8S2_max slope는 상기 제8 렌즈(108)의 센서 측 제16 면(S16) 상에서 측정한 접선 각도의 최대값(Degree)을 의미한다. 자세하게, 상기 제16 면(S16)에서 L8S2_max slope는 광축(OA)의 수직인 방향으로 연장하는 가상의 선에 대해 가장 큰 접선 각도를 가지는 지점의 각도 값(Degree)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 7를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 렌즈 플레어(lens flare)의 발생을 제어할 수 있다. 바람직하게, 수학식 7은 20 ≤ |L8S2_max slope| ≤ 40를 만족할 수 있다.
[수학식 8]
1 < Inf82 < 2.4
수학식 8에서 Inf82는 광축(OA)에서 상기 제8 렌즈(108)의 제16 면(S15)의 임계점(P4)까지의 거리를 의미할 수 있다. 상기 Inf82는 광축(OA)에서 1.8mm ± 0.2mm 내에 위치할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 8를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)의 슬림 레이트에 영향을 주는 것을 억제할 수 있다.
[수학식 9]
1 < CG7 / G7_min < 3
수학식 9는 광축(OA)을 기준으로 상기 제7 렌즈(107)와 상기 제8 렌즈(108) 사이의 간격(CG7)과 상기 제7 렌즈(107)와 상기 제8 렌즈(108) 사이의 간격 중 최소 간격을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 9를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡 수차 특성을 개선할 수 있고, 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 수학식 9는 1 < CG7 / G7_min < 2를 만족할 수 있다.
[수학식 10]
1 < CG7 / EG7 < 5
수학식 10에서 상기 제7, 8 렌즈(107,108) 사이의 광축 간격(CG7)과 상기 제7,8 렌즈(107,108) 사이의 유효 영역 끝단에서의 광축 간격(EG8)를 만족할 경우, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 왜곡이 발생하는 것을 감소시킬 수 있어 향상된 광학 성능을 가질 수 있다. 바람직하게, 수학식 10은 1 < CG7 / EG7 < 2를 만족할 수 있다.
[수학식 11]
0 < CG1 / CG7 < 1.5
수학식 11에서 상기 제1 렌즈(101)와 상기 제2 렌즈(102) 사이의 광축 간격(CG1)과 상기 제7,8 렌즈(107,108) 사이의 광축 간격(CG7)을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있고, 상기 광학계(1000)의 크기, 예를 들어 TTL(total track length) 축소를 제어할 수 있다. 바람직하게, 수학식 11은 0 < CG1 / CG7 < 1을 만족할 수 있다.
[수학식 11-1]
3 < CA_L8S2 / CG7 < 20
수학식 11-1에서 CA_L8S2는 가장 큰 렌즈 면의 유효경으로서, 제8 렌즈(108)의 제16 면(S16)의 유효경 크기이다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 11-1를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있고, TTL(total track length) 축소를 제어할 수 있다. 바람직하게, 수학식 11-1은 1 < CA_L8S2 / CG7 < 10을 만족할 수 있다.
[수학식 11-2]
1 < CA_L7S2 / CG7 < 5
수학식 11-2는 상기 제7 렌즈(107)의 제14 면(S14)의 유효경(CA_L7S2)과 제7,8 렌즈(107,108) 사이의 광축 간격(CG7)을 설정해 줄 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 11-2를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있고, TTL(total track length) 축소를 제어할 수 있다. 바람직하게, 수학식 11-2은 2 < CA_L7S2 / CG7 < 4.5를 만족할 수 있다.
[수학식 12]
0 < CT1 / CT7 < 2
수학식 12에서 상기 제1 렌즈(101)의 광축(OA)에서의 두께(CT1)과 상기 제7 렌즈(107)의 광축(OA)에서의 두께(CT7)를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 수차 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각에서 양호한 광학 성능을 가지며 TTL(total track length)을 제어할 수 있다. 바람직하게, 수학식 12는 0.5 < CT1 / CT7 < 1.5를 만족할 수 있다.
[수학식 13]
0 < CT6 / CT7 < 3
수학식 13에서 상기 제6 렌즈(106)의 광축(OA)에서의 두께(CT6)와 제7 렌즈(107)의 광축에서의 두께(CT7)를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제7 렌즈(107) 및 제8 렌즈(108)의 제조 정밀도를 완화할 수 있으며, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다. 바람직하게, 수학식 13은 0 < CT6 / CT7 < 1를 만족할 수 있다. 상기 제5,6,7 렌즈의 중심 두께는 CT7 > (CT5 + CT6) 의 조건을 만족할 수 있다. 또한 제1,6,7,8 렌즈의 중심 두께는 CT6 < CT8 < CT7의 조건을 만족할 수 있다.
[수학식 14]
0 <｜L7R2/L8R1｜<2
수학식 14에서 L7R2은 상기 제7 렌즈(107)의 제14 면(S14)의 광축에서의 곡률 반경(mm)을 의미하고, L8R1는 상기 제8 렌즈(108)의 제15 면(S15)의 광축에서의 곡률 반경을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 14를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성이 개선될 수 있다. 바람직하게, 수학식 14는 1<｜L7R2/L8R1｜<2를 만족할 수 있다.
[수학식 15]
0 < (CG7 - EG7) / (CG7) < 1
수학식 15가 제7,8 렌즈(107,108) 사이의 중심 간격(CG7)과 에지 간격(EG7)을 만족할 경우, 광학계(1000)는 왜곡이 발생하는 것을 감소시킬 수 있고 향상된 광학 성능을 가질 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 15를 만족할 경우, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다. 수학식 15는 바람직하게, 0.1 < (CG7 - EG7) / (CG7) < 0.8를 만족할 수 있다. 여기서, 상기 제4, 5, 6, 7, 8렌즈들 사이의 중심 간격(CG)을 비교하면, CG6 < CG5 < CG4 < CG7을 만족할 수 있다.
[수학식 16]
1 < CA_L1S1 / CA_L2S2 < 2
수학식 16에서 CA_L1S1은 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 유효경(Clear aperture, CA)를 의미하고, CA_L2S2은 상기 제2 렌즈(102)의 제4 면(S4)의 유효경을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 16을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 제1 렌즈 군(LG1)으로 입사되는 광을 제어할 수 있고, 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있다. 수학식 16은 바람직하게, 1 < CA_L1S1 / CA_L2S2 < 1.5를 만족할 수 있다.
[수학식 17]
1 < CA_L7S2 / CA_L3S1 < 5
수학식 17에서 CA_L3S1는 상기 제3 렌즈(103)의 제5 면(S5)의 유효경을 의미하고, CA_L7S2는 상기 제7 렌즈(107)의 제14 면(S14)의 유효경을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 17을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 제2 렌즈 군(LG2)으로 입사되는 광을 제어할 수 있고, 수차 특성을 개선할 수 있다. 바람직하게, 수학식 17은 2 < CA_L7S2 / CA_L3S1 < 3를 만족할 수 있다.
[수학식 18]
0.5 < CA_L3S2 / CA_L4S1 < 1.5
수학식 18에서 상기 제3 렌즈(103)의 제6 면(S6)의 유효경(CA_L3S2)과 상기 제4 렌즈(104)의 제7 면(S7)의 유효경(CA_L4S1)을 만족할 경우, 제1,2렌즈 군(LG1,LG2) 사이의 유효경 차이를 줄여줄 수 있고, 광 손실을 억제할 수 있다. 또한 상기 광학계(1000)는 색 수차를 개선할 수 있고, 광학 성능을 위해 비네팅(vignetting)을 제어할 수 있다. 바람직하게, 수학식 18은 0.7 < CA_L3S2 / CA_L4S1 < 1.3를 만족할 수 있다.
[수학식 19]
0.1 < CA_L5S2 / CA_L7S2 < 1
수학식 19에서 상기 제5 렌즈(105)의 제10 면(S10)의 유효경(CA_L5S2)과 상기 제7 렌즈(107)의 제14 면(S14)의 유효경(CA_L7S2)를 만족할 경우, 제2 렌즈 군(LG2)으로 진행하는 광 경로를 설정할 수 있다. 또한 상기 광학계(1000)는 색 수차를 개선할 수 있다. 바람직하게, 수학식 19는 0.4 ≤ CA_L5S2/CA_L7S2 ≤ 0.8를 만족할 수 있다.
[수학식 20]
1 < CA_L8S2 / CA_L1S1 < 5
수학식 20에서 상기 제8 렌즈(109)의 제16 면(S16)의 유효경(CA_L8S1)과 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 유효경(CA_L1S1)를 만족할 경우, 입사측 렌즈와 마지막 렌즈 간의 유효경을 설정할 수 있다. 이에 따라 상기 광학계(1000)는 화각과 광학계 사이즈를 설정할 수 있다. 바람직하게, 수학식 20은 2 < CA_L8S2 / CA_L1S1 < 3.5를 만족할 수 있다.
[수학식 21]
5 < CG3 / EG3 < 15
수학식 21에서 광축(OA)에서 상기 제3,4 렌즈(103,104) 사이의 간격(CG3)과 상기 제3,4 렌즈(103,104) 사이의 에지 간격(EG3)을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차를 감소시킬 수 있고, 수차 특성을 개선할 수 있으며, 광학 성능을 위해 비네팅(vignetting)을 제어할 수 있다. 바람직하게, 수학식 21은 7 < CG3 / EG3 < 13를 만족할 수 있다.
[수학식 22]
0 < CG6 / EG6 < 1
수학식 22에서 상기 제6,7 렌즈(106,107) 사이의 중심 간격(CG6)과 에지 간격(EG6)을 만족할 경우, 광학계는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있으며, 왜곡 발생을 억제할 수 있다.
수학식 21 및 22 중 적어도 하나는 수학식 22-1 내지 22-6 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
[수학식 22-1] 0 < CG1 / EG1 < 1
[수학식 22-2] 0 < CG2 / EG2 < 0.5
[수학식 22-3] 5 < CG4 / EG4 < 15
[수학식 22-4] 1 < CG5 / EG5 < 3
[수학식 22-5] 1 < (CG6 / EG6)*n < 10
[수학식 22-6] 1 < CG7 / EG7 < 3
여기서, n은 전체 렌즈 매수이다.
[수학식 23]
0 < G7_max / CG7 < 2
수학식 23에서 G7_Max는 상기 제7,8 렌즈(107,108) 사이의 간격(mm) 중 최대 간격을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 23을 만족할 경우, 화각(FOV)의 주변부에서 광학 성능을 개선할 수 있으며, 수차 특성의 왜곡을 억제할 수 있다. 바람직하게, 수학식 23은 0.5 <G7_max/CG7<1.5를 만족할 수 있다.
[수학식 24]
0 < CT6 / CG7 < 2
수학식 24에서 상기 제6 렌즈(106)의 광축(OA)에서의 두께(CT6)와 광축(OA)에서 상기 제7,8 렌즈(107,108) 사이의 간격(CG7)을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 최대 광축 간격(CG7)과 제6 렌즈의 중심 두께를 설정할 수 있으며, 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다. 바람직하게, 수학식 24는 0 < CT6 / CG7 < 1를 만족할 수 있다.
[수학식 25]
2 < CG7 / CT6 < 9
수학식 25에서 상기 제6 렌즈(106)의 광축(OA)에서의 두께(CT6)와 상기 제7,8 렌즈(107,108) 사이의 간격(CG7)를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제7,7 렌즈들의 유효경 크기 및 간격을 축소할 수 있으며, 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다. 바람직하게, 수학식 25는 4 < CG7 / CT6 < 8를 만족할 수 있다.
[수학식 26]
1 < CG7 / CT7 < 5
수학식 26가 상기 제7 렌즈(107)의 광축(OA)에서의 두께(CT7)와 상기 제7,8 렌즈(107,108) 사이의 간격(CG7)를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제7 렌즈의 유효경 크기 및 상기 제7,8 렌즈 사이의 중심 간격을 축소할 수 있으며, 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다. 바람직하게, 수학식 26은 2 < CG7 / CT7 < 4를 만족할 수 있다.
[수학식 27]
100 < |L5R2 / CT5| < 300
수학식 27이 상기 제5 렌즈(105)의 제10 면(S10)의 곡률 반경(L5R2)과 상기 제5 렌즈(105)의 광축에서의 두께(CT5)를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 제5 렌즈(105)의 굴절력을 제어하며, 제2 렌즈 군(LG2)으로 입사된 광의 광학 성능을 개선할 수 있다. 바람직하게, 수학식 27은 200 < |L5R2 / CT5| < 260를 만족할 수 있다. 바람직하게, L5R2 > 0의 조건을 만족할 수 있다.
[수학식 28]
2 < |L5R1 / L7R1| < 10
수학식 28이 상기 제5 렌즈(105)의 제9 면(S9)의 곡률 반경(L5R1)과 상기 제7 렌즈(107)의 제13 면(S13)의 곡률 반경(L7R1)을 만족할 경우, 제5,7 렌즈의 형상 및 굴절력을 제어하며 광학 성능을 개선할 수 있으며, 제2 렌즈 군(LG2)의 광학 성능을 개선할 수 있다. 바람직하게, 수학식 28은 5 < L5R1 / L7R1 < 8를 만족할 수 있다. 바람직하게, L5R1 < 0의 조건을 만족할 수 있다.
[수학식 29]
0 < L1R1/L1R2 < 1
수학식 29는 상기 제1 렌즈(101)의 물체측 제1 면(S1)과 제2 면(S2)의 곡률 반경(L1R1, L1R2)을 설정할 수 있으며, 이를 만족할 경우 렌즈 사이즈와 해상력을 결정할 수 있다. 바람직하게, 수학식 29는 0.3 < L1R1/L1R2 ≤ 0.9를 만족할 수 있다. 바람직하게, L1R1 > 0, L1R2 > 0을 만족할 수 있다.
[수학식 30]
1 < L2R2/L2R1 < 5
수학식 30은 상기 제2 렌즈(102)의 물체측 제3 면(S3)과 제4 면(S4)의 곡률 반경(L2R1,L2R2)을 설정할 수 있으며, 이를 만족할 경우 렌즈의 해상력을 결정할 수 있다. 바람직하게, 수학식 30은 2 < L2R2/L2R1 ≤ 3를 만족할 수 있다. 바람직하게, L2R1 > 0, L2R2 > 0을 만족할 수 있다.
수학식 28,29,30 중 적어도 하나는 하기 수학식 30-1 내지 30-6 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 각 렌즈의 해상력을 결정할 수 있다.
[수학식 30-1] 1 < L3R1/L3R2 < 2
[수학식 30-2] 1 < L4R1/L4R2 < 3
[수학식 30-3] 0 < |L5R1/L5R2| < 1
[수학식 30-4] 0 ≤ |L6R1/L6R2| < 1
[수학식 30-5] 0 < L7R1/L7R2 < 1
[수학식 30-6] 3 < L8R2/L8R1 < 7
바람직하게, L4R1 < 0, L4R2 < 0, L5R1 < 0, L6R1<0의 조건을 만족할 수 있다.
[수학식 31]
0 < CT_Max / CG_Max < 2
수학식 31에서 상기 렌즈들 각각의 광축(OA)에서의 두께가 가장 두꺼운 두께(CT_max)와 상기 복수의 렌즈들 사이의 광축에서의 에어 갭(air gap) 또는 간격의 최대값(CG_max)이 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각 및 초점 거리에서 양호한 광학 성능을 가지며, 상기 광학계(1000)를 크기 축소, 예를 들어 TTL(total track length)를 줄여줄 수 있다. 바람직하게, 수학식 31은 0 < CT_Max / CG_Max < 1를 만족할 수 있다.
[수학식 32]
0 < ΣCT / ΣCG < 2
수학식 32에서 ΣCT는 상기 복수의 렌즈들 각각의 광축(OA)에서의 두께(mm)들의 합을 의미하고, ΣCG는 상기 복수의 렌즈들에서 인접한 두 렌즈 사이의 광축(OA)에서의 간격(mm)들의 합을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 32를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각 및 초점 거리에서 양호한 광학 성능을 가지며, 상기 광학계(1000)를 크기 축소, 예를 들어 TTL(total track length)를 줄여줄 수 있다. 바람직하게, 수학식 32는 0.5 < ΣCT / ΣCG < 1를 만족할 수 있다.
[수학식 33]
10 < ∑Index <30
수학식 33에서 ∑Index는 상기 복수의 렌즈 각각의 d-line에서의 굴절률들의 합을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 33을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)의 TTL을 제어할 수 있고, 향상된 해상력을 가질 수 있다. 여기서, 제1 내지 제8 렌즈(101-108)의 굴절률 평균은 1.50 이상일 수 있다. 바람직하게, 수학식 33은 10 < ∑Index < 20을 만족할 수 있으며, 80 < ∑Index*n의 조건을 만족할 수 있으며, n은 전체 렌즈 매수이다.
[수학식 34]
10 < ∑Abb / ∑Index < 50
수학식 34에서 ∑Abbe는 상기 복수의 렌즈 각각의 아베수(Abbe's number)의 합을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 34을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 수차 특성 및 해상력을 가질 수 있다. 상기 제1 내지 8 렌즈(101-108)의 아베수 평균은 45 이하일 수 있다. 바람직하게, 수학식 34는 20 < ∑Abb / ∑Index < 40를 만족할 수 있다.
[수학식 35]
0 < |Max_distortion| < 5
수학식 35에서 Max_distortion은 이미지 센서(300)에 의해 검출된 광학 특성을 기초로 중심(0.0F)에서 대각 방향의 끝단(1.0F)까지의 영역에서 왜곡의 최대 값을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 35를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡 특성을 개선할 수 있다. 바람직하게, 수학식 35는 1 < |Max_distortion| < 3를 만족할 수 있다.
[수학식 36]
0 < EG_Max / CT_Max < 3
수학식 36에서 CT_max는 상기 복수의 렌즈들 각각의 광축(OA)에서의 두께 중 가장 두꺼운 두께(mm)를 의미하며, EG_Max는 인접한 두 렌즈 사이의 에지측 최대 간격이다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 36을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각 및 초점 거리를 가지며, 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 바람직하게, 수학식 36은 2 < EG_Max / CT_Max < 3를 만족할 수 있다.
[수학식 37]
0.5 < CA_L1S1 / CA_min < 2
수학식 37에서 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 유효경(CA_L1S1)과 렌즈 면들의 최소 유효 경(CA_Min)을 만족할 경우, 상기 제1 렌즈(101)을 통해 입사되는 광을 제어하며, 광학 성능을 유지하면서 슬림한 광학계를 제공할 수 있다. 바람직하게, 수학식 37은 1 <CA_L1S1/CA_min<1.5를 만족할 수 있다.
[수학식 38]
1 < CA_max / CA_min < 5
수학식 38에서 CA_max는 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 큰 유효경를 의미하는 것으로, 제1 내지 제16 면(S1-S16)의 유효경(mm) 중에서 가장 큰 유효 경을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 38을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 광학 성능을 유지하면서 슬림 및 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다. 바람직하게, 수학식 38은 3 < CA_max / CA_min < 5를 만족할 수 있다.
[수학식 39]
1 < CA_max / CA_AVR < 3
수학식 39에서 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 최대 유효경(CA_max)과 평균 유효경(CA_AVR)을 설정하고 있으며, 이를 만족할 경우, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다. 바람직하게, 수학식 39은 2 < CA_max / CA_AVR < 2.5를 만족할 수 있다.
[수학식 40]
0.1 < CA_min / CA_AVR < 1
수학식 40에서 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 작은 유효경(CA_min)과 평균 유효경(CA_AVR)을 설정할 수 있으며, 이를 만족할 경우, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다. 바람직하게, 수학식 40은 0.1 < CA_min / CA_AVR ≤ 0.8를 만족할 수 있다.
[수학식 41]
0.1 < CA_max / (2×ImgH) < 1
수학식 41에서 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 큰 유효경(CA_max)과 이미지 센서(300)의 중심(0.0F)에서 대각선 끝단(1.0F)까지의 거리(ImgH)를 설정할 수 있으며, 이를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가지며, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다. 여기서, 상기 ImgH는 4mm 내지 15mm 범위일 수 있다. 바람직하게, 수학식 41은 0.5 ≤ CA_max / (2*ImgH) < 1를 만족할 수 있다.
[수학식 42]
0.1 < TD / CA_max < 1.5
수학식 42에서 TD는 상기 제1 렌즈 군(LG1)의 물체 측 면에서 상기 제2 렌즈 군(LG2)의 센서 측 면까지의 최대 광축 거리(mm)이다. 예를 들면, TD는 광축(OA)에서 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)에서 상기 제8 렌즈(108)의 제16 면(S16)까지의 거리이다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 42를 만족할 경우, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다. 바람직하게, 수학식 42는 0.1 < TD / CA_max < 0.8를 만족할 수 있다.
[수학식 43]
0 < F / L7R2 < 5
수학식 43에서 광학계(1000)의 전체 유효초점거리(F)와 상기 제7 렌즈(107)의 제14 면(S14)의 곡률 반경(L7R2)를 설정할 수 있으며, 이를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)의 크기 축소, 예를 들어 TTL(total track length)를 줄여줄 수 있다. 바람직하게, 수학식 43은 0 < F / L7R2 < 1를 만족할 수 있다.
수학식 43은 하기 수학식 43-1을 더 포함할 수 있다.
[수학식 43-1]
2 < F / F# < 8
상기 F#는 F 넘버를 의미할 수 있다. 바람직하게, 수학식 43-1은 2 < F / F# < 5를 만족할 수 있다.
[수학식 43-2]
1 < F / L8R2 < 5
수학식 43-2는 광학계(1000)의 전체 유효초점거리(F)와 상기 제8 렌즈(108)의 제16 면(S16)의 곡률 반경(L8R2)를 설정할 수 있다. 바람직하게, 수학식 43-2은 2 < F / L8R2 < 4를 만족할 수 있다.
[수학식 44]
1 < F / L1R1 < 10
수학식 44에서 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1))의 곡률 반경(L1R1)과 전체 유효 초점 거리(F)를 설정할 수 있으며, 이를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)를 크기 축소, 예를 들어 TTL(total track length)를 줄여줄 수 있다. 바람직하게, 수학식 44는 1 < F / L1R1 < 5를 만족할 수 있다.
[수학식 45]
0 < EPD / L8R2 < 5
수학식 45에서 EPD는 상기 광학계(1000)의 입사동(Entrance Pupil)의 크기(mm)를 의미하고, L8R2는 상기 제8 렌즈(108)의 제16 면(S16)의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 45를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 전체 밝기를 제어할 수 있고, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 바람직하게, 수학식 45는 1 < EPD / L8R2 < 2를 만족할 수 있다.
수학식 45는 하기 수학식 45-1를 더 포함할 수 있다.
[수학식 45-1] 1 < EPD / F# < 3
[수학식 46]
0.5 < EPD / L1R1 < 8
수학식 46는 광학계의 입사동 크기와 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 곡률 반경의 관계를 나타낸 것으로, 입사 광을 제어할 수 있다. 바람직하게, 수학식 46은 1 < EPD / L1R1 < 2를 만족할 수 있다.
[수학식 47]
0 < F1 / F2 < 2
수학식 47에서 제1,2렌즈(101,102)의 초점 거리(F1,F2)를 설정해 줄 수 있다. 이에 따라 제1,2렌즈(101,102)의 입사광의 굴절력을 조절하여 해상력을 개선시켜 줄 수 있으며, TTL을 제어할 수 있다. 바람직하게, 수학식 47는 0 < F1 / F2 < 1를 만족할 수 있으며, F1 > 0 및 F2 > 0의 조건을 만족할 수 있다.
[수학식 48]
1 < F13 / F < 5
수학식 48에서 제1 내지 제3렌즈의 복합 초점 거리(F13)와 전체 초점거리(F)를 설정해 줌으로써, 상기 광학계(1000)는 입사광의 굴절력을 조절하여 해상력을 개선할 수 있으며, 상기 광학계(1000)의 TTL(total track length)를 제어할 수 있다. 바람직하게, 수학식 48은 1 < F13 / F < 1.5를 만족할 수 있다.
[수학식 49]
1 < |F48 / F13| < 4
수학식 49에서 상기 제1-3 렌즈의 복합 초점 거리(F13) 즉, 제1렌즈 군의 초점 거리(mm)와 제4-8 렌즈의 복합 초점 거리(F48) 즉, 제2 렌즈 군의 초점 거리를 설정해 줄 수 있으며, 이를 만족할 경우, 상기 제1 렌즈 군의 굴절력 및 상기 제2 렌즈 군의 굴절력을 제어하여 해상력을 개선시켜 줄 수 있으며, 광학계를 슬림하고 컴팩트한 크기로 제공할 수 있다. 또한 수학식 49를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차 및 왜곡 수차 등의 수차 특성을 개선할 수 있다. 상기 수학식 49는 바람직하게, 2 < |F48 / F13| < 3를 만족할 수 있다. 여기서, F13 > 0, F48 < 0의 조건을 만족할 수 있다.
[수학식 50]
0 < F1/F < 3
수학식 50에서 전체 초점거리(F)와 제1렌즈(101)의 초점거리를 설정할 수 있으며, 해상력을 개선시켜 줄 수 있다. 수학식 50는 0 < F1/F < 2를 만족할 수 있으며, F > 0의 조건을 만족한다.
[수학식 50-1] 1 < F2 / F < 5 (여기서, F2 > 0이다)
[수학식 50-2] 1 < |F3 / F2| < 5 (여기서, F3 < 0이다)
[수학식 50-3] 3 < F4 / F < 10 (여기서, F4 > 0이다)
[수학식 50-4] 1 < |F5| / F < 5 (여기서, F5 < 0이다)
[수학식 50-5] 1 < |F6| / F < 4 (여기서, F6 < 0이다)
[수학식 50-6] 0 < F7 / F < 1 (여기서, F7 > 0이다)
[수학식 50-7] 0 < |F8| / F < 1 (여기서, F8 < 0이다)
수학식 50-1 내지 50-7에서 F3,F4,F5,F6,F7,F8는 제3,4,5 6,7,8렌즈(103,104,105,106,107,108)은 초점 거리(mm)를 의미하며, 이를 만족할 경우, 각 렌즈의 굴절력을 제어하여 해상력을 개선시켜 줄 수 있으며, 광학계를 슬림하고 컴팩트한 크기로 제공할 수 있다.
[수학식 51]
0 < F1 / F13 < 2
수학식 51에서 제1 렌즈의 초점 거리(F1)과 상기 제1-3 렌즈의 복합 초점 거리(F13)를 설정해 주어, 제1 렌즈 군의 해상력을 조절할 수 있다. 바람직하게, 수학식 51은 1 < F1 / F13 < 2를 만족할 수 있다.
[수학식 52]
0 < F1 / |F48| < 2
수학식 52에서 제1 렌즈의 초점 거리(F1)과 상기 제4 내지 제8 렌즈의 복합 초점 거리(F48)를 설정해 주어, 광학계 사이즈와 해상력을 조절할 수 있다. 바람직하게, 수학식 52은 0 < F1 / |F48| < 1를 만족할 수 있다.
[수학식 53]
0 < |F1/F4| < 1
수학식 53에서 제1 렌즈의 초점 거리(F1)과 상기 제4 렌즈의 초점 거리(F4)를 설정해 주어, 제1,2렌즈 군으로 입사되는 광의 굴절력을 제어하며, 광학계 사이즈와 해상력을 조절할 수 있다. 바람직하게, 수학식 53은 0 < |F1 / F4| < 0.5를 만족할 수 있다.
[수학식 54]
2 < TTL < 20
수학식 54에서 TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 정점에서 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 바람직하게, 수학식 54는 5 < TTL < 15 만족할 수 있으며, 이에 따라 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다.
[수학식 55]
2 < ImgH
수학식 55는 이미지 센서(300)의 대각 크기(2*ImgH)를 4mm 초과되도록 설정하여, 높은 해상력을 갖는 광학계를 제공할 수 있다. 수학식 55는 바람직하게, 4 ≤ Imgh ≤ 15 또는 6 ≤ Imgh ≤ 12를 만족할 수 있다.
수학식 55는 하기 수학식 55-1 내지 55-4 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
[수학식 55-1] 0 < ∑CT/Imgh / < 1
[수학식 55-2] 0 < ∑CG/Imgh < 1
[수학식 55-3] 1 < ∑Index/Imgh < 3
[수학식 55-4] 10 < ∑Abbe/Imgh < 50
수학식 55-1 내지 55-4는 Imgh와 전체 렌즈들의 중심 두께의 합, 렌즈들 간의 중심 간격의 합, 전체 렌즈의 굴절률의 합, 전체 렌즈의 아베수의 합과의 관계를 설정할 수 있다. 이에 따라 4mm 또는 6mm 이상의 Imgh를 갖는 광학계의 해상력 및 사이즈를 조절할 수 있다.
[수학식 56]
BFL < 2.5
수학식 56는 BFL(Back focal length)를 2.5 mm 미만으로 하여, 필터(500)의 설치 공간을 확보할 수 있고 이미지 센서(300)와 마지막 렌즈 사이의 간격을 통해 구성 요소들의 조립성을 개선하며 결합 신뢰성을 개선할 수 있다. 수학식 56는 바람직하게, 0.8 < BFL < 2를 만족할 수 있다.
[수학식 57]
2 < F < 20
수학식 57에서 전체 초점 거리(F)를 광학계에 맞게 설정할 수 있으며, 바람직하게, 5 < F < 15를 만족할 수 있다.
[수학식 58]
FOV < 120
수학식 58에서 FOV(Field of view)는 상기 광학계(1000)의 화각(Degree)을 의미하며, 120도 미만의 광학계를 제공할 수 있다. 상기 FOV는 70도 이상 예컨대, 70도 내지 100도 범위일 수 있다.
[수학식 59]
0.1 < TTL / CA_max < 2
수학식 59에서 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 큰 유효경(CA_max)과 TTL(Total track length)를 설정해 줌으로써, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다. 바람직하게, 수학식 59는 0.5 < TTL / CA_max < 1를 만족할 수 있다.
[수학식 60]
0.5 < TTL / ImgH < 3
수학식 60는 광학계의 전체 광축 길이(TTL)와 이미지 센서(300)의 광축에서 대각 방향의 길이(ImgH)를 설정할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 60을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300), 예를 들어 1인치 전후의 큰 크기의 이미지 센서(300) 적용을 위한 BFL(Back focal length)을 확보하며 보다 작은 TTL을 가질 수 있어, 고화질 구현 및 슬림한 구조를 가질 수 있다. 바람직하게, 수학식 60은 0.8 < TTL / ImgH < 2를 만족할 수 있다. 바람직하게, Imgh > TTL의 조건과 50 < TTL*Imgh < 90의 조건을 만족할 수 있다.
[수학식 61]
0.01 < BFL / ImgH < 0.5
수학식 61은 이미지 센서(300)와 마지막 렌즈 간의 광축 간격과 이미지 센서(300)의 광축에서 대각 방향의 길이를 설정할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 61을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300), 예를 들어 1인치 전후의 큰 크기의 이미지 센서(300)를 적용하기 위한 BFL(Back focal length)을 확보할 수 있고, 마지막 렌즈와 이미지 센서(300) 사이의 간격을 최소화할 수 있어 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 특성을 가질 수 있다. 바람직하게, 수학식 61은 0.1 ≤ BFL / Imgh ≤ 0.3를 만족할 수 있다.
[수학식 62]
4 < TTL / BFL < 10
수학식 62는 광학계의 전체 광축 길이(TTL), 및 상기 이미지 센서(300)와 마지막 렌즈 사이의 광축 간격(BFL)를 설정(단위, mm)할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 62을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 BFL을 확보하며 슬림하고 컴팩트하게 제공될 수 있다. 수학식 62는 6 < TTL / BFL < 10를 만족할 수 있다.
[수학식 63]
0.5 < F / TTL < 1.5
수학식 63는 광학계(1000)의 전체 초점 거리(F)와 전체 광축 길이(TTL)를 설정할 수 있다. 이에 따라 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다. 수학식 63은 바람직하게, 0.5 < F / TTL < 1.2를 만족할 수 있다.
[수학식 63-1]
0 < F# / TTL < 0.5
수학식 63-1는 광학계(1000)의 F 넘버(F#)와 전체 광축 길이(TTL)를 설정할 수 있다. 이에 따라 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다.
[수학식 64]
3 < F / BFL < 10
수학식 64는 광학계(1000)의 전체 초점 거리(F), 상기 이미지 센서(300)와 마지막 렌즈 사이의 광축 간격(BFL)를 설정할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 64를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각을 가지며 적절한 초점 거리를 가질 수 있고, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 마지막 렌즈와 이미지 센서(300) 사이의 간격을 최소화할 수 있어 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 특성을 가질 수 있다. 바람직하게, 수학식 64는 4 < F / BFL < 8를 만족할 수 있다.
[수학식 65]
0.1 < F / ImgH < 3
수학식 65은 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(F,mm)와 상기 이미지 센서(300)의 광축에서 대각선 길이(ImgH)를 설정할 수 있다. 이러한 광학계(1000)는 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300), 예를 들어 1인치 전후의 큰 이미지 센서(300)를 적용하며 향상된 수차 특성을 가질 수 있다. 바람직하게, 수학식 65는 0.8 ≤ F / ImgH < 2를 만족할 수 있다.
[수학식 66]
1 < F / EPD < 5
수학식 66는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(F)와 입사동 크기(EPD)를 설정할 수 있다. 이에 따라 광학계의 전체 밝기를 제어할 수 있다. 바람직하게, 수학식 66는 1.5 ≤ F / EPD < 4를 만족할 수 있다.
[수학식 67]
0 < BFL/TD < 0.3
수학식 67에서 상기 이미지 센서(300)와 마지막 렌즈 사이의 광축 간격(BFL)과 렌즈들의 광축 거리(TD)를 설정해 주어, 이를 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다. 바람직하게, 수학식 67은 0 < BFL/TD ≤ 0.2를 만족할 수 있다. BFL/TD가 0.3 초과된 경우, TD 대비 BFL이 크게 설계되므로 전체 광학계의 크기가 커지게 되고 이로 인해 광학계의 소형화가 어렵고, 상기 제8 렌즈와 상기 이미지센서 사이의 거리가 길어지므로 상기 제8 렌즈와 상기 이미지센서 사이를 통해 불필요한 광량이 증가될 수 있고 이로 인해 수차 특성이 저하되는 등 해상력이 낮아지는 문제가 있다.
[수학식 68]
0 < EPD/Imgh/FOV < 0.2
수학식 68에서 입사동 크기(EPD), 이미지 센서의 최대 대각선 길이의 1/2의 길이(Imgh), 및 화각(FOV)의 관계를 설정할 수 있다. 이에 따라 광학계의 전체 크기 및 밝기를 제어할 수 있다. 수학식 68은 바람직하게, 0 < EPD/Imgh/FOV < 0.1를 만족할 수 있다.
[수학식 69]
10 < FOV / F# < 55
수학식 69은 광학계의 화각과 F 넘버의 관계를 설정할 수 있다. 수학식 69는 바람직하게, 30 < FOV / F# < 50를 만족할 수 있다.
[수학식 70]
0 < n1/n2 <1.5
수학식 70의 제1,2렌즈(101,102)의 d-line에서의 굴절률(n1,n2)이 상기 범위를 만족할 경우, 광학계는 입사광의 해상력을 개선할 수 있다. 바람직하게, 0.5 < n1/n2 ≤1를 만족할 수 있다.
[수학식 71]
0 < n3 / n4 < 1.5
수학식 71의 제3,4렌즈(103,104)의 d-line에서의 굴절률(n3,n4)이 상기 범위를 만족할 경우, 광학계는 제2 렌즈 군(LG2)의 입사광에 대한 해상력을 개선할 수 있다. 바람직하게, 수학식 71은 1 < n3/n4 <1.5를 만족할 수 있다.
[수학식 72]
0.8< Inf71/Inf72 <1.5
수학식 72에서 광축(OA)에서 제7 렌즈(106)의 물체측 면(S13)의 임계점까지의 거리(Inf71)와 센서측 면(S12)의 임계점까지의 거리(Inf72)를 설정할 수 있으며, 이를 만족할 경우 제6 렌즈의 만곡 수차를 제어할 수 있다. 수학식 72는 1 ≤ Inf71/Inf72 <1.5를 만족할 수 있다.
[수학식 73]
0< Inf81/Inf82 <1
수학식 73에서 광축(OA)에서 제8 렌즈(108)의 제15 면(S15)의 임계점까지의 거리(Inf81)와 제 8렌즈(108)의 제16 면(S16)의 임계점까지의 거리(Inf82)를 설정할 수 있으며, 이를 만족할 경우 제8 렌즈의 만곡 수차를 제어할 수 있다. 수학식 73는 0< Inf81/Inf82 <0.5를 만족할 수 있다.
[수학식 74]
1< Inf72/Inf81 <5
수학식 74에서 광축(OA)에서 제7 렌즈(107)의 센서측 면(S14)의 임계점까지의 거리(Inf72)와 제8 렌즈(108)의 물체측 면(S15)의 임계점까지의 거리(Inf81)를 설정할 수 있으며, 이를 만족할 경우 제7,8 렌즈의 만족 수차를 제어할 수 있다. 수학식 74는 2< Inf72/Inf81 <4를 만족할 수 있다.
[수학식 75] 5 < (TTL/Imgh)*n < 15
바람직하게, 수학식 79는 8 < (TTL/Imgh)*n < 10를 만족할 수 있다.
[수학식 76] 4 < (F/Imgh)*n < 14
바람직하게, 수학식 80은 6 < (F/Imgh)*n < 11를 만족할 수 있다.
[수학식 77] 25 < (TD_LG2/TD_LG1)*n <55
[수학식 78] 15 < (CT_Max+CG_Max)*n < 30
[수학식 79] 40 < (FOV*TTL)/n <150
[수학식 80] (TTL*n) < FOV
[수학식 81] (v3*n3) < (v1*n1)
수학식 75 내지 81에서 n은 전체 렌즈 매수이며, 전체 렌즈 매수에 따라 제1 렌즈군(LG1)의 광축 거리(TD_LG1), 제2 렌즈 군(LG2)의 광축 거리(TD_LG2), 렌즈의 최대 중심 두께(CT_Max), 최대 중심 간격(CG_max), FOV, TTL 등과의 관계를 설정할 수 있다. 이에 따라 9매 이하의 렌즈를 갖는 광학계의 색 수차, 해상력, 크기 등을 제어할 수 있다.
[수학식 82]
수학식 82에서 Z는 Sag로 비구면 상의 임의의 위치로부터 상기 비구면의 정점까지의 광축 방향의 거리를 의미할 수 있다. 상기 Y는 비구면 상의 임의의 위치로부터 광축까지의 광축에 수직인 방향으로의 거리를 의미할 수 있다. 상기 c는 렌즈의 곡률을 의미할 수 있고, K는 코닉 상수를 의미할 수 있다. 또한, A, B, C, D, E,F는 비구면 계수(Aspheric constant)를 의미할 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 81 중 적어도 하나 또는 둘 이상의 수학식을 만족할 수 있다. 이 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)가 수학식 1 내지 수학식 81 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가지며, 수차 및 왜곡 특성을 개선할 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 큰 크기의 이미지 센서(300)를 적용하기 위한 BFL(Back focal length)을 확보할 수 있고, 마지막 렌즈와 이미지 센서(300) 사이의 간격을 최소화할 수 있어 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)가 수학식 1 내지 수학식 81 중 적어도 하나의 수학식을 만족할 경우, 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300)를 포함하며 상대적으로 작은 TTL 값을 가질 수 있고, 보다 슬림하게 컴팩트(compact)한 광학계 및 이를 갖는 카메라 모듈을 제공 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)에서 복수의 렌즈들(100) 사이 간격은 영역에 따라 설정된 값을 가질 수 있다.
도 3은 도 1의 광학계를 갖는 실시 예에 따른 렌즈 데이터의 예이다.
도 3과 같이, 실시 예에 따른 광학계는 제1 내지 제8 렌즈들(101-108)의 광축(OA)에서의 곡률 반경(Radius of Curvature), 렌즈의 중심 두께(CT), 렌즈 사이의 중심 간격(CG), d-line(588nm)에서의 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number) 및 유효 반경(Semi-Aperture), 및 초점 거리를 나타낸다.
복수의 렌즈(100)의 굴절률 합은 10 초과이며, 아베 합은 300 이상이며, 전체 렌즈의 중심 두께 합은 5 mm 이하 예컨대, 2 mm 내지 5 mm 범위이다. 광축에서의 상기 제1 내지 제8 렌즈들 사이의 중심 간격의 합은 6 mm 이하 예컨대, 2 mm 내지 6 mm 범위이고, 상기 렌즈들의 중심 두께 합보다 클 수 있다. 또한 복수의 렌즈(100)의 각 렌즈 면들의 유효 경의 평균 값은 8 mm 이하 예컨대, 3 mm 내지 8 mm 범위이다. 각 렌즈들의 중심 두께의 평균은 1 mm 미만 예컨대, 0.2 mm 내지 0.7 mm 범위일 수 있다. 상기 복수의 렌즈(100)의 각 렌즈 면의 유효경의 합은 제1 면(S1)에서 제16 면(S16)까지의 유효경 합이며, 120 mm 미만 예컨대, 80 mm 내지 110 mm 범위일 수 있다.
도 4와 같이, 실시예에 복수의 렌즈들 중 적어도 하나 또는 모두의 렌즈면은 30차 비구면 계수를 가진 비구면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제8 렌즈(101,102,103,104,105,106,107,108)는 제1 면(S1)부터 제16 면(S16)까지의 30차 비구면 계수를 가지는 렌즈면을 포함할 수 있다. 상기와 같이 30차 비구면 계수를 가진 비구면은(“0”이 아닌 수치) 주변부의 비구면 형상을 특히 크게 변화시킬 수 있기 때문에 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 양호하게 보정할 수 있다.
도 5와 같이, 제1 내지 제8 렌즈(101-108)의 제1 내지 제8두께(T1-T8)는 각 렌즈의 중심에서 에지를 향하는 방향(Y)으로 0.1mm 이상의 간격으로 나타낼 수 있으며, 인접한 렌즈들 사이의 간격은 제1,2렌즈 사이의 제1간격(G1), 제2,3렌즈 사이의 제2간격(G2), 제3,4렌즈 사이의 제3간격(G3), 제4,5 렌즈 사이의 제4간격(G4), 제5,6 렌즈 사이의 제5간격(G5), 제6,7 렌즈 사이의 제6간격(G6), 제7,8 렌즈 사이의 제7간격(G7)에 대해 중심에서 에지를 향하는 방향으로 0.1 mm 이상의 간격으로 나타낼 수 있다.
상기 제1두께(T1)에서 최대 두께는 최소 두께의 1.5 배 이상, 예컨대 1.5배 내지 4배 범위일 수 있다. 상기 제1 간격(G1)의 최대 간격은 최소 간격의 차이가 1.1배 이상, 예컨대 1.1배 내지 2.5배 범위일 수 있다. 상기 제2두께(T2)의 최대 두께는 최소 두께의 1.1배 이상 예컨대, 1.1배 내지 2.5배 범위일 수 있다. 제2 간격(G2)의 최대 간격은 최소 간격의 3배 이상 예컨대, 3배 내지 10배 범위일 수 있다. 상기 제3두께(T3)에서 최대 두께는 최소 두께의 1.1 배 이상, 예컨대 1.1배 내지 3배 범위일 수 있다. 상기 제3 간격(G3)의 최대 간격은 최소 간격의 차이가 4배 이상, 예컨대 4배 내지 10배 범위일 수 있다. 상기 제4두께(T4)의 최대 두께는 최소 두께의 1배 이상 예컨대, 1배 내지 2.2배 범위일 수 있다. 제4 간격(G4)의 최대 간격은 최소 간격의 1배 이상 예컨대, 1배 내지 2.5배 범위일 수 있다. 상기 제5두께(T5)에서 최대 두께는 최소 두께의 1.1 배 이상, 예컨대 1배 내지 3배 범위일 수 있다. 상기 제5 간격(G5)의 최대 간격은 최소 간격의 1.1배 이상, 예컨대 1.1배 내지 3배 범위일 수 있다. 상기 제6두께(T6)의 최대 두께는 최소 두께의 1.1배 이상 예컨대, 1.1배 내지 3배 범위일 수 있다. 제6 간격(G6)의 최대 간격은 최소 간격의 2배 이상 예컨대, 2배 내지 10배 범위일 수 있다. 상기 제7두께(T7)에서 최대 두께는 최소 두께의 1.1 배 이상, 예컨대 1.1배 내지 2.5배 범위일 수 있다. 상기 제7 간격(G7)의 최대 간격은 최소 간격의 1.1배 이상, 예컨대 1.1배 내지 2배 범위일 수 있다. 상기 제8두께(T8)의 최대 두께는 최소 두께의 2배 이상 예컨대, 2배 내지 5배 범위일 수 있다. 광학계는 상기한 제1 내지 제8 두께(T1-T8)과 제1 내지 제7 간격(G1-G7)를 이용하여 슬림하고 컴팩트한 사이즈로 제공할 수 있다.
도 6은 발명의 실시 예에 따른 제7 렌즈(107)의 물체측 면(L7S1) 및 센서측 면(L7S2)과, 제8 렌즈(108)의 물체측 면(L8S1)과 센서측 면(L8S2)의 중심에서 직교하는 Y축 방향의 직선으로부터 0.1 이상의 간격마다의 렌즈 면까지의 높이(Sag 값)으로 나타낼 수 있으며, 도 11는 도 5를 그래프로 나타낸 값이다. 도 2, 도 6 및 도 11과 같이, 상기 제7 렌즈(107)의 물체측 면(L7S1) 및 센서측 면(L7S2)은 광축에서 2.5mm 이하에서 임계점(P1,P2)이 발생하며, 물체측 면(L7S1)의 Sag 값이 센서측 면(L7S2)의 Sag 값보다 센서측 방향으로 돌출됨을 알 수 있다. 그리고, 센서측 방향으로 제8 렌즈(108)의 센서측 면인 L8S2의 Sag 값은 물체측 L8S1의 Sag 값보다 클 수 있으며, 도 2 및 도 11과 같이, 제8 렌즈의 물체측 면의 임계점(P3)은 다른 임계점(P1,P2,P4) 보다 광축에 더 인접하게 배치됨을 알 수 있다.
도 7은 발명의 실시 예에 따른 광학계의 회절 MTF 특성을 나타낸 그래프이며, 도 8은 발명의 실시 예에 따른 광학계의 수차 특성을 나타낸 그래프이다.
도 7 및 도 8과 같이, 실시 예에 따른 광학계의 수차 그래프에서 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. X축은 초점 거리(mm) 및 왜곡도(%)를 나타낼 수 있고, Y축은 이미지의 높이(height)를 의미할 수 있다. 또한, 구면 수차에 대한 그래프는 약 470nm, 약 510nm, 약 555nm, 약 610nm, 약 650nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이며, 비점 수차 및 왜곡 수차에 대한 그래프는 555nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다. 도 8의 수차도에서는 각 곡선들이 Y축에 근접할 수록 수차 보정 기능이 좋은 것으로 해석할 수 있는데, 도 8을 참조하면 실시예에 따른 광학계(1000)는 거의 대부분의 영역에서 측정 값들이 Y축에 인접한 것을 알 수 있다. 즉, 실시예에 따른 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가지며 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 상기 실시예에서 확인한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예의 렌즈계는 9매 이하 예컨대, 8매의 렌즈 구성으로 소형 경량화하면서 동시에 구면수차, 비점수차, 왜곡수차, 색수차, 코마수차 모두 양호하게 보정되어 고해상도의 구현이 가능하므로 카메라의 광학 기기에 내장되어 활용될 수 있다.
도 9는 실시 예에 따른 광학계에서 각 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효 영역의 끝단을 지나는 곡선에 가장 가까운 2차 함수를 나타낸 것이다. 제1 렌즈의 물체측 면의 유효 영역의 끝단에서 제8 렌즈의 센서측 면의 유효 영역의 끝단까지의 데이터를 2차 함수에 근사화하여 나타낼 수 있다.
2차 함수는 다음의 관계를 가질 수 있다.
[함수 1]
y = 0.042x2 - 0.4459x + k1
상기 k1는 y축 방향의 위치를 설정하는 계수로서, 2.7±0.2로 설정될 수 있다. 또한 상기 함수 1에서 렌즈 데이터들을 함수로 근사화하여 나타낼 수 있는 피팅계수(R2)는 0.95 이상이며, 1에 가까울수록 함수에 가까워질 수 있다.
도 10은 실시 예에 따른 광학계에서 최소 유효경에서 최대 유효경을 직선에 가장 가까운 1차 함수를 나타낸 것이다. 예를 들면, 제4 렌즈의 물체측 면의 유효 영역의 끝단에서 제8 렌즈의 센서측 면의 유효 영역의 끝단까지의 데이터를 1차 함수에 근사화하여 나타낼 수 있다.
[함수 2]
y = 0.0531x + k2
상기 k2는 y축 방향의 위치를 설정하는 계수로서, 0.5±0.05로 설정될 수 있다. 또한 상기 함수 2에서 렌즈 데이터들을 함수로 근사화하여 나타낼 수 있는 피팅계수(R2)는 0.90 이상이며, 1에 가까울수록 함수에 가까워질 수 있다.
도 9 및 도 10과 같이, 각 렌즈의 유효 영역의 끝단들을 연결한 2차 함수와, 최소 유효경을 갖는 렌즈의 유효 영역의 끝단과 최대 유효경을 갖는 렌즈의 유효 영역의 끝단을 1차 함수로 설정해 줄 수 있어, 광학계의 사이즈를 최적으로 설정해 줄 수 있다.
표 1은 실시 예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식들의 항목에 대한 것으로, 상기 광학계(1000)의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length), 전체 유효초점거리인 F값, ImgH, 상기 제1 내지 제8 렌즈들 각각의 초점 거리(F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7,F8), 에지 두께, 에지 간격, 합성 초점 거리 등에 대한 것이다.
항목 실시예 항목 실시 예
F 7.847 ET1 0.252
F1 12.863 ET2 0.250
F2 14.376 ET3 0.339
F3 -22.500 ET4 0.250
F4 53.438 ET5 0.250
F5 -25.458 ET6 0.325
F6 -16.996 ET7 0.250
F7 6.526 ET8 0.480
F8 -6.475 EG1 0.408
F13 9.254 EG2 0.177
F48 -22.147 EG3 0.050
Inf71 1.7 EG4 0.227
Inf72 1.6 EG5 0.284
Inf81 0.5 EG6 0.431
Inf82 1.8 EG7 1.371
FOV 90.000 ∑Index 12.739
EPD 3.983 ∑Abbe 317.272
BFL 1.188 ∑CT 3.436
TD 8.008 ∑CG 4.176
ImgH 8.000 CT_Max 0.589
SD 7.194 CA_Max 12.807
F# 1.970 TTL 8.800
표 2는 도 1의 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 42에 대한 결과 값에 대한 것이다. 표 2를 참조하면, 광학계(1000)는 수학식 1 내지 42 중 적어도 하나, 두 개 이상 또는 세 개 이상을 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 42을 모두 만족하는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서 광학 성능 및 광학 특성을 개선할 수 있다.
수학식 실시예
1 0 < CT1 / CT2 < 1.5 0.984
2 0 < CT3 / ET3 < 1.5 0.649
3 0 < ET8 / CT8 < 3 1.199
4 1.60 < n3 1.686
5 0.5 < L8S2_max_Sag to Sensor < 1.5 1.003
6 0.8 < BFL / L8S2_max_Sag to Sensor < 2 1.185
7 5 < |L8S2_max slope| < 65 36.000
8 1.5 < Inf82 < 2.4 1.800
9 1 < CG7 / G7_min < 3 1.391
10 1 < CG7 / EG7 < 5 1.586
11 0 < CG1 / CG7 < 1.5 0.108
12 0 < CT1 / CT7 < 2 1.000
13 0 < CT6 / CT7 < 3 0.604
14 0 < | L7R2 / L8R1 | < 2 1.532
15 0< (CG7 - EG7) / (CG7) < 1 0.370
16 1 < CA_L1S1 / CA_L3S2 < 2 1.085
17 1 < CA_L7S2 / CA_L3S1 < 5 2.312
18 0.5 < CA_L3S2 / CA_L4S1 < 1.5 1.000
19 0.1 < CA_L5S2 / CA_L7S2 < 1 0.605
20 1 < CA_L8S2/CA_L1S1<5 3.207
21 5 < CG3 / EG3 < 15 10.216
22 0 < CG6 / EG6 < 1 0.506
23 0 < G7_max / CG7 < 2 1.000
24 0 < CT6 / CG7 < 2 0.161
25 2 < CG6 / CT6 < 9 6.216
26 1 < CG7 / CT7 < 5 3.754
27 100 < |L5R2 / CT5| < 300 237.456
28 2 < |L5R1 / L7R1| < 10 6.623
29 0 < L1R1/L1R2 <1 0.617
30 1 < L2R2/L2R1 <5 2.856
31 0 < CT_Max / CG_Max < 2 0.271
32 0 < ∑CT / ∑CG < 2 0.823
33 10 < ∑Index <30 12.739
34 10 < ∑Abb / ∑Index <50 24.906
35 0 < |Max_distoriton| < 5 2.000
36 0 < EG_Max / CT_Max < 3 2.330
37 0.5 < CA_L1S1 / CA_min <2 1.225
38 1 < CA_max / CA_min < 5 3.929
39 1 < CA_max / CA_AVR < 3 2.240
40 0.1 < CA_min / CA_AVR < 1 0.570
41 0.1 < CA_max / (2*ImgH) < 1 0.800
42 0.1 < TD / CA_max < 1.5 0.625
표 3는 도 1의 광학계(1000)에서 상술한 수학식 43 내지 81에 대한 결과 값에 대한 것이다. 표 3를 참조하면, 광학계(1000)는 수학식 1 내지 42 중 적어도 하나 또는 둘 이상은 수학식 43 내지 81 중 적어도 하나, 두 개 이상 또는 세 개 이상을 만족할 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 81을 모두 만족하는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서 광학 성능 및 광학 특성을 개선할 수 있다.
수학식 실시예
43 0 < F / L7R2 < 5 0.379
44 1 < F / L1R1 < 10 2.627
45 0 < EPD / L8R2 < 5 1.457
46 0.5 < EPD / L1R1 < 8 1.334
47 0 < F1 / F2 < 2 0.895
48 0 < F13 / F < 2 1.179
49 1 < |F48 / F13| < 4 2.393
50 0< F1/F<3 1.639
51 0 < F1/F13 <2 1.390
52 0 < | F1/F48 | <2 0.581
53 0 < |F1/F4| <1 0.241
54 2 < TTL < 20 8.800
55 2 < ImgH 8.000
56 BFL < 2.5 1.188
57 2 < F < 20 7.847
58 FOV < 120 90.000
59 0.1 < TTL / CA_max < 2 0.687
60 0.5 < TTL / ImgH < 3 1.100
61 0.01 < BFL / ImgH < 0.5 0.149
62 4 < TTL / BFL < 10 7.406
63 0.5 < F / TTL < 1.5 0.892
64 3 < F / BFL < 10 6.604
65 0 < F / ImgH < 3 0.981
66 1 < F / EPD < 5 1.970
67 0 < BFL/TD < 0.3 0.148
68 0 < EPD/Imgh/FOV < 0.2 0.006
69 10 < FOV / F# < 55 45.687
70 0 < n1/n2 <1.5 1.000
71 0 < n3/n4 <1.5 1.098
72 0.8< Inf71/Inf72 <1.5 1.063
73 0.8< Inf81/Inf82 <1.5 0.278
74 0.8< Inf72/Inf82 <1.5 3.200
75 5 < (TTL/Imgh)*n < 15 8.800
76 4 < (F/Imgh)*n < 14 7.847
77 25 < (TD_LG2/TD_LG1)*n <55 28.298
78 15 < (CT_Max+CG_Max)*n < 30 22.113
79 40 < (FOV*TTL)/n <150 99.000
80 (TTL*n) < FOV 만족
81 (v3*n3) < (v1*n1) 만족
도 12는 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 상기 이동 단말기(1)는 후면에 제공되는 카메라 모듈(10)을 포함할 수 있다. 상기 카메라 모듈(10)은 이미지 촬영 기능을 포함할 수 있다. 또한, 상기 카메라 모듈(10)은 자동 초점(Auto focus), 줌(zoom) 기능 및 OIS 기능 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 카메라 모듈(10)은 촬영 모드 또는 화상 통화 모드에서 이미지 센서(300)에 의해 얻어지는 정지 영상 이미지 또는 동영상의 화상 프레임을 처리할 수 있다. 처리된 화상 프레임은 상기 이동 단말기(1)의 디스플레이부(미도시)에 표시될 수 있으며 메모리(미도시)에 저장될 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만 상기 이동 단말기(1)의 전면에도 상기 카메라 모듈이 더 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 카메라 모듈(10)은 제1 카메라 모듈(10A) 및 제2 카메라 모듈(10B)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 카메라 모듈(10A) 및 상기 제2 카메라 모듈(10B) 중 적어도 하나는 상술한 광학계(1000)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈(10)은 슬림한 구조를 가질 수 있고, 향상된 왜곡(distortion) 및 수차 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 카메라 모듈(10)은 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
또한, 상기 이동 단말기(1)는 자동 초점 장치(31)를 더 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 레이저를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 상기 카메라 모듈(10)의 이미지를 이용한 자동 초점 기능이 저하되는 조건, 예를 들어 10m 이하의 근접 또는 어두운 환경에서 주로 사용될 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 수직 캐비티 표면 방출 레이저(VCSEL) 반도체 소자를 포함하는 발광부와, 포토 다이오드와 같은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 수광부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이동 단말기(1)는 플래쉬 모듈(33)을 더 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(33)은 내부에 광을 발광하는 발광소자를 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(33)은 이동 단말기의 카메라 작동 또는 사용자의 제어에 의해 작동될 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
제1 렌즈: 101
제2 렌즈: 102
제3 렌즈: 103
제4 렌즈: 104
제5 렌즈: 105
제6 렌즈: 106
제7 렌즈: 107
제8 렌즈: 108
이미지 센서: 300
필터: 500
광학계: 1000

Claims (24)

  1. 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제8 렌즈를 포함하고,
    상기 제1렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 갖고, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며,
    상기 제8 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 갖고, 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며,
    상기 제7 렌즈의 물체측 면은 임계점을 가지며,
    상기 제8 렌즈의 센서측 면은 임계점을 가지며,
    상기 제3 렌즈의 센서측 면의 유효경은 CA_L3S2이며,
    상기 제4 렌즈의 물체측 면의 유효경은 CA_L4S1이고,
    상기 제1 내지 제8 렌즈의 중심 두께들 중 최대 두께는 CT_Max이며,
    상기 제1 내지 제8 렌즈들 사이의 간격 중 최대 간격은 CG_Max이며,
    수학식: 0.5 < CA_L3S2 / CA_L4S1 < 1.5
    수학식: 0 < CT_Max / CG_Max < 1
    위의 수학식을 만족하는 광학계.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제7 렌즈의 센서측 면과 상기 제8 렌즈의 물체측 면 각각은 임계점을 가지며,
    상기 제8 렌즈의 물체측 면의 임계점은 상기 제7 렌즈의 물체측 면 및 센서측 면의 임계점들보다 광축에 더 인접하게 위치되는, 광학계.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 물체측 면의 중심에서 이미지 센서의 표면까지의 광축 거리는 TTL이며,
    상기 이미지 센서의 최대 대각 길이의 1/2는 Imgh이며,
    상기 광학계의 화각은 FOV인 경우,
    수학식: 5 < (TTL/Imgh)*n < 15
    수학식: (TTL*n) < FOV
    위의 수학식을 만족하며, n은 전체 렌즈 매수인 광학계.
  4. 제1 항에 있어서,
    광학계의 입사동 크기가 EPD이고,
    상기 제1 렌즈의 물체측 면의 광축에서 곡률 반경이 L1R1인 경우,
    수학식: 1 < EPD / L1R1 < 2
    위의 수학식을 만족하는 광학계.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하기 수학식을 만족하는 광학계.
    수학식: Imgh < TTL
    수학식: 50 < TTL*Imgh < 90
    (상기 제1 렌즈의 물체측 면의 중심에서 이미지 센서의 표면까지의 광축 거리는 TTL이며, 이미지 센서의 최대 대각 길이의 1/2는 Imgh이다)
  6. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제8 렌즈의 센서측 면의 임의의 점을 지나는 접선에 수직한 법선은 광축을 기준으로 최대 제1 각도를 가지며,
    상기 제1 각도는 20도 내지 40도의 범위를 만족하는 광학계.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제8 렌즈의 물체측 면의 임의의 점을 지나는 접선에 수직한 법선은 광축을 기준으로 최대 제2 각도를 가지며,
    상기 제1 각도와 상기 제2 각도의 차이는 10도 이하인 광학계.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 제7 렌즈의 센서측 면의 임의의 점을 지나는 접선에 수직한 법선은 광축을 기준으로 최대 제3 각도를 가지며,
    상기 제1 각도와 상기 제3 각도의 차이는 10도 이하인 광학계.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 제7 렌즈의 물체측 면의 임의의 점을 지나는 접선에 수직한 법선은 광축을 기준으로 최대 제4 각도를 가지며,
    상기 제1 각도와 상기 제4 각도의 차이는 10도 이하인 광학계.
  10. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2, 3, 7 렌즈는 상기 광축에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 갖는 광학계.
  11. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제8 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효경 중 최대는 CA_Max이고,
    상기 이미지 센서의 최대 대각 길이의 1/2는 Imgh이며,
    0.1 < CA_max / (2*ImgH) < 1
    위의 수학식을 만족하는 광학계.
  12. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하기 수학식을 만족하는 광학계.
    (v3*n3) < (v1*n1)
    (v1은 제1 렌즈의 아베수이며, v3는 제3 렌즈의 아베수이며, n1은 제1 렌즈의 굴절률이며, n3는 제3 렌즈의 굴절률이다)
  13. 물체 측에 배치되는 복수의 렌즈를 갖는 제1 렌즈군;
    상기 제1 렌즈 군의 센서측에 배치되는 복수의 렌즈를 갖는 제2 렌즈 군; 및
    상기 제1 렌즈 군의 렌즈들 중 어느 하나의 물체측 면의 둘레에 배치된 조리개를 포함하며,
    상기 제1 렌즈 군의 렌즈들 각각은 광축에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며,
    상기 제2 렌즈 군의 렌즈들 중에서 마지막 n번째와 n-1번째의 렌즈는 광축에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며,
    상기 제1 렌즈 군은 양의 굴절력을 가지며,
    상기 제2 렌즈 군은 음의 굴절력을 가지며,
    상기 제2 렌즈 군의 렌즈 매수는 상기 제1 렌즈 군의 렌즈 매수보다 많으며,
    하기 수학식을 만족하는 광학계.
    40 < (FOV*TTL)/n <150
    (TTL은 상기 제1 렌즈의 물체측 면의 중심에서 이미지 센서의 표면까지의 광축 거리이며, n은 전체 렌즈 매수이며, FOV는 화각이다)
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 군의 렌즈들의 유효경은 물체측에서 센서측을 향해 점차 작아지며,
    상기 제2 렌즈 군의 렌즈들의 유효경은 상기 제1 렌즈 군에 가장 가까운 렌즈 면에서 이미지 센서를 향해 점차 커지는 광학계.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 군의 초점 거리는 F13이며,
    상기 제2 렌즈 군의 초점 거리는 F48이며,
    하기 수학식을 만족하는 광학계.
    1 < |F48 / F13| < 4
    (F48 < 0이다)
  16. 제13 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 군은 제1 내지 제3 렌즈를 포함하며,
    상기 제2 렌즈 군은 제4 내지 제8 렌즈를 포함하며,
    상기 조리개는 상기 제2 렌즈의 물체측 면의 둘레에 배치되며,
    하기 수학식을 만족하는 광학계.
    CT6 + CT7 + CT8 < CG7
    (CT6는 제6 렌즈의 중심 두께이고, CT7는 제7 렌즈의 중심 두께이며, CT8는 제8 렌즈의 중심 두께이며, CG7는 제7,8 렌즈 사이의 중심 간격이다)
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제7 렌즈의 물체측 면과 센서측 면은 임계점을 가지며,
    상기 제8 렌즈의 물체측 면과 센서측 면은 임계점을 가지는 광학계.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 제7 렌즈의 물체측 면의 임의의 점을 지나는 접선에 수직한 법선과 광축 사이의 각도와 상기 제8 렌즈의 물체측 면의 임의의 점을 지나는 접선에 수직한 법선과 광축 사이의 각도 차이는 10도 이하인 광학계.
  19. 제16 항에 있어서,
    상기 제7 렌즈의 센서측 면의 임의의 점을 지나는 접선에 수직한 법선과 광축 사이의 각도와 상기 제8 렌즈의 센서측 면의 임의의 점을 지나는 접선에 수직한 법선과 광축 사이의 각도 차이는 10도 이하인 광학계.
  20. 제16 항에 있어서,
    하기 수학식을 만족하는 광학계.
    100 < |L5R2 / CT5| < 300
    (L5R2는 제5 렌즈의 광축에서의 곡률 반경이며, CT5는 제5 렌즈의 중심 두께이다)
  21. 제16 항에 있어서,
    하기 수학식을 만족하는 광학계.
    0 < CT6 / CG7 < 2
    2 < CG6 / CT6 < 9
    1 < CG7 / CT7 < 5
    (CT6는 제6 렌즈의 중심 두께이며, CT7는 제7 렌즈의 중심 두께이며, CG6는 제6,7 렌즈 사이의 중심 간격이며, CG7는 제7,8렌즈 사이의 중심 간격이다)
  22. 제13 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1,2 렌즈 군의 렌즈들의 중심 두께의 합(∑CT)과 인접한 두 렌즈들 사이의 간격의 합(∑CG)은 하기 수학식을 만족하는 광학계.
    0 < ∑CT / ∑CG < 1
  23. 물체 측에서 센서측으로 유효 반경이 점차 작아지는 복수의 렌즈를 갖는 제1 렌즈군;
    상기 제1 렌즈 군의 센서 측에 배치되며, 상기 제1 렌즈 군에 가까운 렌즈부터 센서측을 향해 유효 반경이 점차 커지는 복수의 렌즈를 갖는 제2 렌즈 군; 및
    상기 제1 렌즈 군의 렌즈들 중 어느 하나의 물체측 면의 둘레에 배치된 조리개를 포함하며,
    물체측에 가장 가까운 렌즈의 유효 영역의 끝단부터 이미지 센서에 가장 가까운 마지막 렌즈의 유효 영역의 끝단을 지나는 곡선을 근사화한 2차 함수는 하기 함수를 만족하는 광학계.
    y = 0.042x2 - 0.4459x + k1
    (k1은 y축 방향의 위치를 설정하는 계수로서, 2.7±0.2를 만족한다)
  24. 복수의 렌즈들의 센서측에 배치된 이미지 센서; 및
    상기 이미지 센서와 마지막 렌즈 사이에 배치된 광학 필터를 포함하며,
    상기 광학계는 제1 항 또는 제14항에 따른 광학계를 포함하고,
    하기 수학식을 만족하는 카메라 모듈.
    0.5 < F/TTL < 1.5
    0.5 < TTL / ImgH < 3
    4 ≤ Imgh < TTL
    (F는 전체 초점 거리이고, TTL은 물체측에 가장 가까운 렌즈의 물체 측 면의 중심으로부터 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이며, Imgh는 이미지 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2이다)
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