WO2022265450A2 - 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 Download PDF

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WO2022265450A2
WO2022265450A2 PCT/KR2022/008624 KR2022008624W WO2022265450A2 WO 2022265450 A2 WO2022265450 A2 WO 2022265450A2 KR 2022008624 W KR2022008624 W KR 2022008624W WO 2022265450 A2 WO2022265450 A2 WO 2022265450A2
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optical axis
optical system
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ninth
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신두식
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엘지이노텍 주식회사
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B2003/0093—Simple or compound lenses characterised by the shape

Definitions

  • the embodiment relates to an optical system for improved optical performance and a camera module including the same.
  • the camera module performs a function of photographing an object and storing it as an image or video and is installed in various applications.
  • the camera module is manufactured in a small size and is applied to portable devices such as smartphones, tablet PCs, and laptops, as well as drones and vehicles, providing various functions.
  • the optical system of the camera module may include an imaging lens that forms an image and an image sensor that converts the formed image into an electrical signal.
  • the camera module may perform an autofocus (AF) function of aligning the focal length of the lens by automatically adjusting the distance between the image sensor and the imaging lens, and a distant object through a zoom lens It is possible to perform a zooming function of zooming up or zooming out by increasing or decreasing the magnification of .
  • the camera module employs an image stabilization (IS) technology to correct or prevent image stabilization due to camera movement caused by an unstable fixing device or a user's movement.
  • IS image stabilization
  • the most important element for a camera module to acquire an image is an imaging lens that forms an image.
  • interest in high resolution is increasing, and research on an optical system including a plurality of lenses is being conducted to implement this.
  • research using a plurality of imaging lenses having positive (+) refractive power or negative (-) refractive power is being conducted to implement high resolution.
  • a plurality of lenses it is difficult to derive excellent optical characteristics and excellent aberration characteristics.
  • the total length, height, etc. may increase due to the thickness, spacing, size, etc. of the plurality of lenses, thereby increasing the overall size of the module including the plurality of lenses.
  • the size of an image sensor is increasing to implement high resolution and high image quality.
  • the total track length (TTL) of an optical system including a plurality of lenses also increases, and as a result, the thickness of a camera, mobile terminal, etc. including the optical system also increases. Therefore, a new optical system capable of solving the above problems is required.
  • Embodiments are intended to provide an optical system with improved optical properties. Embodiments are intended to provide an optical system having excellent optical performance in the center and periphery of the angle of view. Embodiments are intended to provide an optical system capable of having a slim structure.
  • An optical system includes first to ninth lenses disposed along an optical axis in a direction from an object side to a sensor side, the second lens has positive (+) refractive power along the optical axis, and the third The lens has negative (-) refractive power along the optical axis, the eighth lens has positive (+) refractive power along the optical axis, and the ninth lens has negative (-) refractive power along the optical axis;
  • the thickness of the 9th lens along the optical axis is L9_CT
  • the distance between the eighth and ninth lenses along the optical axis is d89_CT
  • Equation: 0.05 ⁇ L9_CT / d89_CT ⁇ 1 is satisfied.
  • the thickness of the eighth lens along the optical axis is L8_CT, and Equation: 1 ⁇ L8_CT / L9_CT ⁇ 10 is satisfied.
  • the seventh lens has positive (+) refractive power on the optical axis.
  • the seventh lens has a meniscus shape convex from the optical axis toward the sensor.
  • the thickness of the sixth lens along the optical axis is L6_CT
  • the thickness of the seventh lens along the optical axis is L7_CT
  • Equation: 3 ⁇ L7_CT / L6_CT ⁇ 1 is satisfied.
  • the thickness of the seventh lens along the optical axis is L7_CT
  • the thickness of the eighth lens along the optical axis is L8_CT
  • Equation: 0.1 ⁇ L7_CT / L8_CT ⁇ 0.95 is satisfied.
  • An optical system includes first to ninth lenses disposed along an optical axis in a direction from an object side to a sensor side, the second lens has a positive (+) refractive power along the optical axis, and the third The lens has negative (-) refractive power along the optical axis, the eighth lens has positive (+) refractive power along the optical axis, and the ninth lens has negative (-) refractive power along the optical axis;
  • the ninth lens includes a second inflection point disposed on the object-side surface of the ninth lens, and the second inflection point is located in a range of 70% to 95% of an effective radius of the object-side surface of the ninth lens in the optical axis. do.
  • the ninth lens includes a third inflection point disposed on a sensor-side surface of the ninth lens, and the third inflection point is 15% to 15% of an effective radius of the ninth lens on the optical axis. placed in the 40% range.
  • the eighth lens includes a first inflection point disposed on the object-side surface of the eighth lens, and the first inflection point is an effective radius of the object-side surface of the eighth lens on the optical axis. It is placed in the range of 45% to 70% of
  • An optical system includes first to ninth lenses disposed along an optical axis in a direction from an object side to a sensor side, the second lens has a positive (+) refractive power along the optical axis, and the third The lens has negative (-) refractive power along the optical axis, the eighth lens has positive (+) refractive power along the optical axis, the ninth lens has negative (-) refractive power along the optical axis, and L9_CT
  • the thickness of the ninth lens on the optical axis, L9_ET is the distance between the end of the effective area of the object-side surface of the ninth lens and the end of the effective area of the sensor-side surface of the ninth lens in the optical axis direction, Equation: 1 ⁇ L9_ET / L9_CT ⁇ 4 is satisfied.
  • the distance between the eighth lens and the ninth lens in the optical axis direction is a first point located on the sensor side of the eighth lens in the optical axis based on a direction perpendicular to the optical axis. increases toward , decreases from the first point to a second point located on the sensor-side surface of the eighth lens, and increases toward the end of the effective area of the sensor-side surface of the eighth lens from the second point, , the second point is disposed between the first point and an end of an effective area of the sensor-side surface of the eighth lens.
  • the first point is disposed in a range of 5% to 15% of an effective radius of the sensor-side surface of the eighth lens based on the optical axis.
  • the second point is disposed in a range of 60% to 80% of an effective radius of the sensor-side surface of the eighth lens based on the optical axis.
  • the distance between the eighth lens and the ninth lens in the optical axis direction is maximum at the first point and minimum at the second point.
  • d89_CT is the distance between the sensor-side surface of the eighth lens and the object-side surface of the ninth lens in the optical axis
  • d89_min is the distance between the sensor-side surface of the eighth lens and the ninth lens. It is the minimum value among the distances in the optical axis direction between side surfaces of the object, and satisfies Equation: 1 ⁇ d89_CT / d89_min ⁇ 40.
  • a camera module includes an optical system and an image sensor, and the optical system may include the optical system disclosed above, satisfies Equation: 2 ⁇ TTL ⁇ 20, and TTL (Total track length) is It means the distance (mm) along the optical axis from the object-side surface of the first lens to the upper surface of the image sensor.
  • An optical system and a camera module according to an embodiment of the present invention may have improved optical characteristics.
  • the optical system may have improved resolving power as a plurality of lenses have set shapes, refractive powers, thicknesses, intervals, and the like.
  • the optical system and camera module according to the embodiment may have improved distortion and aberration control characteristics, and may have good optical performance even in the center and periphery of the FOV.
  • the optical system according to the embodiment may have improved optical characteristics and a small total track length (TTL), so that the optical system and a camera module including the optical system may be provided with a slim and compact structure.
  • TTL total track length
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an optical system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a graph showing an aberration diagram of an optical system according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing that a camera module according to an embodiment is applied to a mobile terminal.
  • first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the term is not limited to the nature, order, or order of the corresponding component.
  • a component when a component is described as being 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only directly connected to, combined with, or connected to the other component, but also with the component. It may also include the case of being 'connected', 'combined', or 'connected' due to another component between the other components.
  • each component When described as being formed or disposed “above” or “below” each component, “above” or “below” means two components in direct contact with each other as well as one or more or more It also includes cases where other components are formed or disposed between the two components.
  • “up (up) or down (down)” it may include not only an upward direction but also a downward direction based on one component.
  • the “object-side surface” may mean a surface of a lens facing the object side based on an optical axis
  • the “sensor-side surface” may mean a surface of a lens facing an imaging surface (image sensor) based on an optical axis.
  • the convex surface of the lens may mean that the lens surface along the optical axis has a convex shape
  • the concave surface of the lens may mean that the lens surface along the optical axis has a concave shape.
  • the radius of curvature, center thickness, and distance between lenses described in the table for lens data may mean values along an optical axis, and the unit is mm.
  • the vertical direction may refer to a direction perpendicular to an optical axis
  • an end of a lens or lens surface may refer to an end or an edge of an effective area of a lens through which incident light passes.
  • the optical system 1000 may include a plurality of lenses 100 and an image sensor 300 .
  • the optical system 1000 may include five or more lenses.
  • the optical system 1000 may include 8 or more lenses.
  • the optical system 1000 may include 9 lenses.
  • the optical system 1000 may include the first lens 110 to the ninth lens 190 and the image sensor 300 sequentially arranged from the object side to the sensor side.
  • the first to ninth lenses 110 , 120 , 130 , 140 , 150 , 160 , 170 , 180 , and 190 may be sequentially disposed along the optical axis OA of the optical system 1000 .
  • Light corresponding to object information may pass through the first lens 110 to the ninth lens 190 and be incident on the image sensor 300 .
  • Each of the plurality of lenses 100 may include an effective area and an ineffective area.
  • the effective area may be an area through which light incident to each of the first to ninth lenses 110 , 120 , 130 , 140 , 150 , 160 , 170 , 180 , and 190 passes. That is, the effective area may be an area in which the incident light is refracted to implement optical characteristics, and may be represented as an effective mirror.
  • the non-effective area may be arranged around the effective area.
  • the ineffective area may be an area in which light is not incident from the plurality of lenses 100 . That is, the non-effective area may be an area unrelated to the optical characteristics. Also, the non-effective area may be an area fixed to a barrel (not shown) accommodating the lens.
  • the image sensor 300 may detect light.
  • the image sensor 300 may sense the plurality of lenses 100 and, in detail, light sequentially passing through the plurality of lenses 100 .
  • the image sensor 300 may include a device capable of sensing incident light, such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS).
  • CCD charge coupled device
  • CMOS complementary metal oxide semiconductor
  • the optical system 1000 may further include a filter 500 .
  • the filter 500 may be disposed between the plurality of lenses 100 and the image sensor 300 .
  • the filter 500 may be disposed between the image sensor 300 and a last lens disposed closest to the image sensor 300 among the plurality of lenses 100 .
  • the filter 500 may be disposed between the ninth lens 190 and the image sensor 300 .
  • the filter 500 may include at least one of an infrared filter and an optical filter such as a cover glass.
  • the filter 500 may pass light of a set wavelength band and filter light of a different wavelength band.
  • the filter 500 may transmit visible light and reflect infrared light.
  • the optical system 1000 may include an aperture (not shown).
  • the diaphragm may control the amount of light incident to the optical system 1000 .
  • the diaphragm may be disposed at a set position.
  • the diaphragm may be positioned in front of the first lens 110 or behind the first lens 110 .
  • the diaphragm may be disposed between two lenses selected from among the plurality of lenses 100 .
  • the diaphragm may be positioned between the first lens 110 and the second lens 120 .
  • at least one lens selected from among the plurality of lenses 100 may serve as a diaphragm.
  • an object side surface or a sensor side surface of one lens selected from among the first to ninth lenses 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, and 190 may serve as a diaphragm for adjusting the amount of light.
  • the sensor-side surface (second surface S2) of the first lens 110 or the object-side surface (third surface S3) of the second lens 120 may serve as a diaphragm. there is.
  • the optical system 1000 may include at least one light path changing member (not shown).
  • the light path changing member may change a path of light by reflecting light incident from the outside.
  • the light path changing member may include a reflector or a prism.
  • the light path changing member may include a right angle prism.
  • the light path changing member may change the path of light by reflecting the path of incident light at an angle of 90 degrees.
  • the light path changing member may be disposed closer to the object side than the plurality of lenses 100 . That is, when the optical system 1000 includes one light path changing member, the light path changing member, the first lens 110, the second lens 120, and the third lens 130 from the object side to the sensor direction.
  • the fourth lens 140, the fifth lens 150, the sixth lens 160, the seventh lens 170, the eighth lens 180, the ninth lens 190, the filter 500 and the image Sensors 300 may be arranged in order.
  • the light path changing member may be disposed between the plurality of lenses 100 .
  • the light path changing member may be disposed between the n-th lens and the n+1-th lens.
  • the light path changing member may be disposed between the plurality of lenses 100 and the image sensor 300 .
  • the light path changing member may change a path of light incident from the outside in a set direction.
  • the light path changing member when the light path changing member is disposed closer to the object side than the plurality of lenses 100, the light path changing member changes the path of light incident to the light path changing member in the first direction.
  • the arrangement direction of the plurality of lenses 100 may change to a second direction (a direction in which the plurality of lenses 100 are spaced apart, in the direction of the optical axis OA in the drawing).
  • the optical system 1000 includes a light path changing member, the optical system can be applied to a folded camera capable of reducing the thickness of the camera.
  • the optical system 1000 when the optical system 1000 includes the light path changing member, light incident in a direction perpendicular to the surface of the device to which the optical system 1000 is applied may be changed in a direction parallel to the surface of the device. . Accordingly, the optical system 1000 including the plurality of lenses 100 may have a thinner thickness within the device, so that the device may be provided thinner. For example, when the optical system 1000 does not include the light path changing member, the plurality of lenses 100 may be arranged extending in a direction perpendicular to the surface of the device in the device.
  • the optical system 1000 including the plurality of lenses 100 has a high height in a direction perpendicular to the surface of the device, and as a result, the thickness of the optical system 1000 and the device including the same is formed thin. It can be difficult to do.
  • the plurality of lenses 100 may be disposed extending in a direction parallel to the surface of the device. That is, the optical system 1000 is arranged so that the optical axis OA is parallel to the surface of the device and can be applied to a folded camera. Accordingly, the optical system 1000 including the plurality of lenses 100 may have a low height in a direction perpendicular to the surface of the device. Accordingly, the camera including the optical system 1000 may have a thin thickness within the device, and the thickness of the device may also be reduced.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an optical system according to an embodiment
  • FIG. 2 is a graph showing an aberration diagram of the optical system according to an embodiment.
  • the optical system 1000 includes the first lens 110 to the ninth lens 190 and the image sensor 300 sequentially disposed from the object side to the sensor side.
  • an aperture may be disposed between the first lens 110 and the second lens 120 .
  • the object-side surface of the second lens 120 may serve as a diaphragm.
  • a filter 500 may be disposed between the plurality of lenses 100 and the image sensor 300 .
  • the filter 500 may be disposed between the ninth lens 190 and the image sensor 300 .
  • Table 1 shows the radius of curvature in the optical axis (OA) of the first to ninth lenses (110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190) according to the embodiment, the central thickness of each lens, and the optical axis distance between the lenses. ), the refractive index at the d-line, the Abbe's Number, and the size of the clear aperture (CA).
  • the first lens 110 has a positive (+) Alternatively, it may have negative (-) refractive power. In detail, the first lens 110 may have positive (+) refractive power along the optical axis OA.
  • the first lens 110 may include a plastic or glass material.
  • the first lens 110 may be made of a plastic material.
  • the first lens 110 may include a first surface S1 defined as an object side surface and a second surface S2 defined as a sensor side surface.
  • the first surface S1 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the second surface S2 may have a concave shape along the optical axis OA. That is, the first lens 110 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • At least one of the first surface S1 and the second surface S2 may be an aspherical surface.
  • both the first surface S1 and the second surface S2 may be aspherical.
  • the first surface S1 and the second surface S2 may have aspherical surface coefficients as shown in Table 2 below.
  • the second lens 120 may have positive (+) refractive power along the optical axis OA.
  • the second lens 120 may include a plastic or glass material.
  • the second lens 120 may be made of a plastic material.
  • the second lens 120 may include a third surface S3 defined as an object side surface and a fourth surface S4 defined as a sensor side surface.
  • the third surface S3 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the fourth surface S4 may have a concave shape along the optical axis OA. That is, the second lens 120 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the third surface S3 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the fourth surface S4 may have a convex shape along the optical axis OA. That is, the second lens 120 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the second lens 120 may have a shape in which both sides are convex in the optical axis OA among the above-described shapes.
  • At least one of the third and fourth surfaces S3 and S4 may be an aspherical surface.
  • both the third surface S3 and the fourth surface S4 may be aspheric surfaces.
  • the third surface S3 and the fourth surface S4 may have aspherical surface coefficients as shown in Table 2 below.
  • the third lens 130 may have negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the third lens 130 may include a plastic or glass material.
  • the third lens 130 may be made of a plastic material.
  • the third lens 130 may include a fifth surface S5 defined as an object side surface and a sixth surface S6 defined as a sensor side surface.
  • the fifth surface S5 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the sixth surface S6 may have a concave shape along the optical axis OA. That is, the third lens 130 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the fifth surface S5 may have a concave shape in the optical axis OA
  • the sixth surface S6 may have a concave shape in the optical axis OA. That is, the third lens 130 may have a concave shape on both sides of the optical axis OA.
  • the third lens 130 may have a meniscus shape that is convex from the optical axis OA toward the object side among the above-described shapes.
  • At least one of the fifth surface S5 and the sixth surface S6 may be an aspherical surface.
  • both the fifth surface S5 and the sixth surface S6 may be aspheric surfaces.
  • the fifth surface S5 and the sixth surface S6 may have aspherical surface coefficients as shown in Table 2 below.
  • the fourth lens 140 may have positive (+) or negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the fourth lens 140 may have positive (+) refractive power along the optical axis OA.
  • the fourth lens 140 may include a plastic or glass material.
  • the fourth lens 140 may be made of a plastic material.
  • the fourth lens 140 may include a seventh surface S7 defined as an object side surface and an eighth surface S8 defined as a sensor side surface.
  • the seventh surface S7 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the eighth surface S8 may have a concave shape along the optical axis OA. That is, the fourth lens 140 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the seventh surface S7 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the eighth surface S8 may have a convex shape along the optical axis OA. That is, the fourth lens 140 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the seventh surface S7 may have a concave shape along the optical axis OA
  • the eighth surface S8 may have a convex shape along the optical axis OA. That is, the fourth lens 140 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the sensor.
  • the seventh surface S7 may have a concave shape in the optical axis OA
  • the eighth surface S8 may have a concave shape in the optical axis OA. That is, the fourth lens 140 may have a concave shape on both sides of the optical axis OA.
  • the fourth lens 140 may have a meniscus shape that is convex from the optical axis OA toward the object side among the above-described shapes.
  • At least one of the seventh surface S7 and the eighth surface S8 may be an aspherical surface.
  • both the seventh surface S7 and the eighth surface S8 may be aspheric surfaces.
  • the seventh surface S7 and the eighth surface S8 may have aspherical surface coefficients as shown in Table 2 below.
  • the fifth lens 150 may have positive (+) or negative (-) refractive power along the optical axis OA.
  • the fifth lens 150 may have positive (+) refractive power along the optical axis OA.
  • the fifth lens 150 may include a plastic or glass material.
  • the fifth lens 150 may be made of a plastic material.
  • the fifth lens 150 may include a ninth surface S9 defined as an object side surface and a tenth surface S10 defined as a sensor side surface.
  • the ninth surface S9 may have a convex shape along the optical axis OA, and the tenth surface S10 may have a concave shape along the optical axis OA. That is, the fifth lens 150 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the ninth surface S9 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the tenth surface S10 may have a convex shape along the optical axis OA. That is, the fifth lens 150 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the ninth surface S9 may have a concave shape in the optical axis OA
  • the tenth surface S10 may have a concave shape in the optical axis OA. That is, the fifth lens 150 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the ninth surface S9 may have a concave shape along the optical axis OA
  • the tenth surface S10 may have a convex shape along the optical axis OA. That is, the fifth lens 150 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the sensor.
  • the fifth lens 150 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the sensor among the above-described shapes.
  • At least one of the ninth surface S9 and the tenth surface S10 may be an aspheric surface.
  • both the ninth surface S9 and the tenth surface S10 may be aspheric surfaces.
  • the ninth surface S9 and the tenth surface S10 may have aspherical surface coefficients as shown in Table 2 below.
  • the sixth lens 160 may have positive (+) or negative (-) refractive power along the optical axis OA.
  • the sixth lens 160 may have negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the sixth lens 160 may include a plastic or glass material.
  • the sixth lens 160 may be made of a plastic material.
  • the sixth lens 160 may include an eleventh surface S11 defined as an object side surface and a twelfth surface S12 defined as a sensor side surface.
  • the eleventh surface S11 may have a convex shape along the optical axis OA, and the twelfth surface S12 may have a concave shape along the optical axis OA.
  • the sixth lens 160 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the eleventh surface S11 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the twelfth surface S12 may have a convex shape along the optical axis OA. That is, the sixth lens 160 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the eleventh surface S11 may have a concave shape in the optical axis OA
  • the twelfth surface S12 may have a concave shape in the optical axis OA. That is, the sixth lens 160 may have a concave shape on both sides of the optical axis OA.
  • the eleventh surface S11 may have a concave shape along the optical axis OA
  • the twelfth surface S12 may have a convex shape along the optical axis OA. That is, the sixth lens 160 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the sensor.
  • the sixth lens 160 may have a concave shape on both sides of the optical axis OA among the above-described shapes.
  • At least one of the eleventh surface S11 and the twelfth surface S12 may be an aspheric surface.
  • both the eleventh surface S11 and the twelfth surface S12 may be aspherical surfaces.
  • the eleventh surface S11 and the twelfth surface S12 may have aspherical surface coefficients as shown in Table 2 below.
  • the seventh lens 170 may have positive (+) or negative (-) refractive power along the optical axis OA.
  • the seventh lens 170 may have positive (+) refractive power along the optical axis OA.
  • the seventh lens 170 may include a plastic or glass material.
  • the seventh lens 170 may be made of a plastic material.
  • the seventh lens 170 may include a thirteenth surface S13 defined as an object side surface and a fourteenth surface S14 defined as a sensor side surface.
  • the thirteenth surface S13 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the fourteenth surface S14 may have a concave shape along the optical axis OA.
  • the seventh lens 170 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the thirteenth surface S13 may be convex along the optical axis OA
  • the fourteenth surface S14 may be convex along the optical axis OA. That is, the seventh lens 170 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the thirteenth surface S13 may be concave along the optical axis OA
  • the fourteenth surface S14 may be concave along the optical axis OA. That is, the seventh lens 170 may have a concave shape on both sides of the optical axis OA.
  • the thirteenth surface S13 may be concave along the optical axis OA
  • the fourteenth surface S14 may be convex along the optical axis OA. That is, the seventh lens 170 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the sensor. In detail, referring to Table 1, the seventh lens 170 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the sensor among the above-described shapes.
  • At least one of the eleventh surface S11 and the twelfth surface S12 may be an aspheric surface.
  • both the eleventh surface S11 and the twelfth surface S12 may be aspherical surfaces.
  • the eleventh surface S11 and the twelfth surface S12 may have aspherical surface coefficients as shown in Table 2 below.
  • the eighth lens 180 may have positive (+) refractive power along the optical axis OA.
  • the eighth lens 180 may include a plastic or glass material.
  • the eighth lens 180 may be made of a plastic material.
  • the eighth lens 180 may include a fifteenth surface S15 defined as an object side surface and a sixteenth surface S16 defined as a sensor side surface.
  • the fifteenth surface S15 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the sixteenth surface S16 may have a concave shape along the optical axis OA. That is, the eighth lens 180 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the fifteenth surface S15 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the sixteenth surface S16 may have a convex shape along the optical axis OA. That is, the eighth lens 180 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the eighth lens 180 may have a meniscus shape that is convex from the optical axis OA toward the object side among the above-described shapes.
  • At least one of the fifteenth surface S15 and the sixteenth surface S16 may be an aspheric surface.
  • both the fifteenth surface S15 and the sixteenth surface S16 may be aspheric surfaces.
  • the fifteenth surface S15 and the sixteenth surface S16 may have aspherical surface coefficients as shown in Table 2 below.
  • the eighth lens 180 may include at least one inflection point.
  • at least one of the fifteenth surface S15 and the sixteenth surface S16 may include an inflection point.
  • the inflection point may mean a point where the slope of the tangent line on the lens surface is zero.
  • the inflection point is a point at which the sign of the slope value with respect to the optical axis OA and the direction perpendicular to the optical axis OA changes from positive (+) to negative (-) or from negative (-) to positive (+). It may mean a point where the value is 0.
  • a tangent at the inflection point may be perpendicular to the optical axis OA.
  • the fifteenth surface S15 may include a first inflection point P1 defined as an inflection point.
  • the first inflection point P1 is 80 of the effective radius based on the optical axis. % can be located below.
  • the first inflection point P1 is about 45 degrees relative to the optical axis. % to about 70%.
  • the position of the first inflection point P1 is a position set based on a direction perpendicular to the optical axis OA, and may mean a straight line distance from the optical axis OA to the first inflection point P1.
  • the ninth lens 190 may have negative (-) refractive power along the optical axis OA.
  • the ninth lens 190 may include a plastic or glass material.
  • the ninth lens 190 may be made of a plastic material.
  • the ninth lens 190 may include a seventeenth surface S17 defined as an object side surface and an eighteenth surface S18 defined as a sensor side surface.
  • the seventeenth surface S17 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the eighteenth surface S18 may have a concave shape along the optical axis OA. That is, the ninth lens 190 may have a meniscus shape in which an object is convex along the optical axis OA.
  • the seventeenth surface S17 may have a concave shape in the optical axis OA
  • the eighteenth surface S18 may have a concave shape in the optical axis OA
  • the ninth lens 190 may have a concave shape on both sides of the optical axis OA.
  • the ninth lens 190 may have a meniscus shape that is convex from the optical axis OA toward the object side among the above-described shapes.
  • the ninth lens 190 may include at least one inflection point.
  • at least one of the seventeenth surface S17 and the eighteenth surface S18 may include an inflection point.
  • the seventeenth surface S17 may include a second inflection point P2 defined as an inflection point.
  • the second point of inflection P2 is the effective radius based on the optical axis It may be located in about 95% or less of the In detail, when the starting point is the optical axis OA and the end or edge of the effective area of the seventeenth surface S17 of the ninth lens 190 is the end point, the second inflection point P2 is about It may range from 70% to about 95%.
  • the second inflection point P2 is the optical axis OA. It may be placed in the range of about 80% to about 95% as a standard.
  • the position of the second inflection point P2 is a position set based on a direction perpendicular to the optical axis OA, and may mean a straight line distance from the optical axis OA to the second inflection point P2.
  • the eighteenth surface S18 may include a third inflection point P3 defined as an inflection point.
  • the third point of inflection P3 is the effective radius based on the optical axis It may be placed in less than about 50% of the In detail, when the starting point is the optical axis OA and the end point or edge of the effective area of the eighteenth surface S18 of the ninth lens 190 is the end point, the third inflection point P3 is the optical axis OA. It may be placed in the range of about 15% to about 40% as a standard.
  • the third inflection point P3 is the optical axis OA. It may be placed in the range of about 20% to about 35% as a standard.
  • the position of the third inflection point P3 is a position set based on a direction perpendicular to the optical axis OA, and may mean a straight line distance from the optical axis OA to the third inflection point P3.
  • the Sag value of each lens surface may satisfy the following equation.
  • At least one lens surface among the plurality of lenses 100 according to the embodiment may include an aspherical surface having a 30th order aspherical surface coefficient.
  • lens surfaces of lenses other than the seventh lens 170 may have a 30th order aspheric coefficient.
  • an aspherical surface having a 30th order aspheric coefficient (a value other than “0”) can change the aspherical shape of the peripheral portion particularly greatly, so that the optical performance of the peripheral portion of the field of view (FOV) can be well corrected.
  • the optical system 1000 according to the embodiment may satisfy at least one of equations described below. Accordingly, the optical system 1000 according to the embodiment may have improved resolving power. In addition, the optical system 1000 can effectively control distortion and aberration characteristics, and can have good optical performance even in the center and periphery of the field of view (FOV). In addition, the optical system 1000 may have a slimmer and more compact structure.
  • L1_CT means the thickness (mm) of the first lens 110 along the optical axis OA
  • L3_CT means the thickness (mm) of the third lens 130 along the optical axis OA. do.
  • the optical system 1000 may improve aberration characteristics.
  • L2_CT means the thickness (mm) in the optical axis (OA) of the second lens 120
  • L2_ET is the thickness in the optical axis (OA) direction at the end of the effective area of the second lens 120 ( mm) means.
  • L2_ET is the end of the effective area of the object side surface (third surface S3) of the second lens 120 and the effective area of the sensor side surface (fourth surface S4) of the second lens 120. It means the distance in the direction of the optical axis (OA) between the ends.
  • L9_CT means the thickness (mm) in the optical axis (OA) of the ninth lens 190
  • L9_ET is the thickness in the optical axis (OA) direction at the end of the effective area of the ninth lens 190 ( mm) means.
  • L9_ET is the end of the effective area of the object-side surface (17th surface (S17)) of the ninth lens 190 and the effective area of the sensor-side surface (18th surface (S18)) of the ninth lens 190. It means the distance in the direction of the optical axis (OA) between the ends.
  • Equation 4 n3 means the refractive index of the third lens at the d-line.
  • CA_L1S1 means the clear aperture (CA) size (mm) of the object side surface (first surface S1) of the first lens 110
  • CA_L3S2 is the third lens 130 It means the size (mm) of the effective diameter (CA) of the sensor-side surface (the sixth surface (S6)) of
  • the optical system 1000 may improve aberration characteristics.
  • CA_L4S2 means the size (mm) of the effective diameter CA of the sensor side surface (the eighth surface S8) of the fourth lens 140
  • CA_L9S2 is the sensor side surface of the ninth lens 190. It means the size (mm) of the effective diameter CA of the surface (the 18th surface S18).
  • d34_CT is the optical axis OA of the sensor-side surface (sixth surface S6) of the third lens 130 and the object-side surface (seventh surface S7) of the fourth lens 140.
  • interval (mm) in d34_ET is between the end of the effective area of the sensor side (sixth surface S6) of the third lens 130 and the end of the effective area of the object side surface (seventh surface S7) of the fourth lens 140 means the distance (mm) in the direction of the optical axis (OA) of
  • d89_CT is the optical axis OA of the sensor-side surface (16th surface S16) of the eighth lens 180 and the object-side surface (17th surface S17) of the ninth lens 190.
  • interval in d89_min is the distance between the sensor-side surface of the eighth lens 180 (the sixteenth surface S16) and the object-side surface of the ninth lens 190 (the seventeenth surface S17) in the direction of the optical axis (OA). means the minimum interval.
  • the L9S2 Inflection Point may mean the location of an inflection point located on the sensor-side surface S18 of the ninth lens 190.
  • the L9S2 Inflection Point has the optical axis OA as a starting point, the end point or edge of the effective area of the 18th surface S18 of the ninth lens 190 as an end point, and the 18th surface S18 on the optical axis OA.
  • the vertical length of the optical axis OA up to the end of the effective area of ) is 1, it may mean the position of the inflection point (third inflection point P3) located on the eighteenth surface S18.
  • the optical system 1000 may improve distortion aberration characteristics.
  • CA_L3S2 means the size (mm) of the effective diameter CA of the sensor side surface (the sixth surface S6) of the third lens 130
  • L3_CT is the optical axis of the third lens 130 ( It means the thickness (mm) in OA).
  • L1R1 means the radius of curvature (mm) of the object side surface (first surface S1) of the first lens 110
  • L2R1 is the object side surface of the second lens 120 (the first surface S1). It means the radius of curvature (mm) of the third surface (S3).
  • L7R1 means the radius of curvature (mm) of the object side surface (thirteenth surface S13) of the seventh lens 170
  • L7R2 is the sensor side surface (thirteenth surface S13) of the seventh lens 170
  • 14 means the curvature radius (mm) of the surface (S14).
  • L4_CT means the thickness (mm) in the optical axis (OA) of the fourth lens 140
  • L4_ET is the thickness in the optical axis (OA) direction at the end of the effective area of the fourth lens 140 ( mm) means.
  • L4_ET is the end of the effective area of the object side surface (seventh surface S7) of the fourth lens 140 and the effective area of the sensor side surface (eighth surface S8) of the fourth lens 140. It means the distance (mm) in the direction of the optical axis (OA) between the ends.
  • the optical system 1000 may control incident light and improve optical performance of the peripheral portion of the field of view. Also, the optical system 1000 can minimize or prevent vignetting from occurring.
  • L4_CT means the thickness (mm) of the fourth lens 140 on the optical axis (OA)
  • d45_CT is the optical axis (OA) of the fourth lens 140
  • the fifth lens 150 means the interval in
  • d45_CT is the sensor-side surface of the fourth lens 140 (the eighth surface S8) and the object-side surface of the fifth lens 150 (the ninth surface S9) on the optical axis OA. means interval.
  • d34_CT denotes the distance between the third lens 130 and the fourth lens 140 on the optical axis OA
  • d45_CT denotes the distance between the fourth lens 140 and the fifth lens 150.
  • d34_CT is the sensor-side surface (sixth surface S6) of the third lens 130 and the object-side surface (seventh surface S7) of the fourth lens 140 on the optical axis OA.
  • d45_CT is the optical axis OA of the sensor side surface (eighth surface S8) of the fourth lens 140 and the object side surface (ninth surface S9) of the fifth lens 150.
  • d34_CT is the sensor-side surface (sixth surface S6) of the third lens 130 and the object-side surface (seventh surface S7) of the fourth lens 140 on the optical axis OA.
  • d45_CT is the optical axis OA of the sensor side surface (eighth surface S8) of the fourth lens 140 and the object side surface (n
  • d45_CT denotes the distance between the fourth lens 140 and the fifth lens 150 on the optical axis OA
  • d56_CT denotes the distance between the fifth lens 150 and the sixth lens 160.
  • d45_CT is the sensor-side surface of the fourth lens 140 (the eighth surface S8) and the object-side surface of the fifth lens 150 (the ninth surface S9) on the optical axis OA.
  • d56_CT is the optical axis OA of the sensor side surface (tenth surface S10) of the fifth lens 150 and the object side surface (eleventh surface S11) of the sixth lens 160.
  • d45_CT is the sensor-side surface of the fourth lens 140 (the eighth surface S8) and the object-side surface of the fifth lens 150 (the ninth surface S9) on the optical axis OA.
  • d56_CT is the optical axis OA of the sensor side surface (tenth surface S10) of the fifth lens 150 and the object side surface (eleventh surface S11
  • L6_CT means the thickness (mm) of the sixth lens 160 along the optical axis OA
  • L7_CT means the thickness (mm) of the seventh lens 170 along the optical axis OA. do.
  • the optical system 1000 may improve aberration characteristics and improve aberration characteristics of the periphery of the field of view (FOV).
  • L7_CT means the thickness (mm) of the seventh lens 170 along the optical axis OA
  • L8_CT means the thickness (mm) of the eighth lens 180 along the optical axis OA. do.
  • the optical system 1000 may improve the aberration characteristics, and particularly, the aberration characteristics of the periphery of the field of view (FOV).
  • L7_CT means the thickness (mm) of the seventh lens 170 on the optical axis OA
  • d78_CT is the optical axis OA of the seventh lens 170 and the eighth lens 180 means the interval in
  • d78_CT is the sensor-side surface of the seventh lens 170 (the fourteenth surface S14) and the object-side surface of the eighth lens 180 (the fifteenth surface S15) on the optical axis OA. means interval.
  • Equation 20 L8_CT denotes the thickness (mm) of the eighth lens 180 on the optical axis OA, and d78_CT denotes the optical axis OA of the seventh lens 170 and the eighth lens 180 means the interval in
  • d78_CT is the sensor-side surface of the seventh lens 170 (the fourteenth surface S14) and the object-side surface of the eighth lens 180 (the fifteenth surface S15) on the optical axis OA. means interval.
  • the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 20
  • the optical system 1000 can reduce the distance in the optical axis OA of the seventh lens 170 and the eighth lens 180, , it is possible to improve the performance of the center of the field of view (FOV).
  • FOV center of the field of view
  • L6_ET means the thickness (mm) in the optical axis (OA) direction at the end of the effective area of the sixth lens 160.
  • L6_ET is the end of the effective area of the object side surface (eleventh surface S11) of the sixth lens 160 and the effective area of the sensor side surface (twelfth surface S12) of the sixth lens 160. It means the distance (mm) in the direction of the optical axis (OA) between the ends.
  • L7_ET means the thickness (mm) in the optical axis (OA) direction at the end of the effective area of the seventh lens 170 .
  • L7_ET is the end of the effective area of the object side surface (13th surface S13) of the seventh lens 170 and the effective area of the sensor side surface (14th surface S14) of the seventh lens 170. It means the distance (mm) in the direction of the optical axis (OA) between the ends.
  • the optical system 1000 may have good optical performance in the periphery of the FOV.
  • L7_ET means the thickness (mm) in the optical axis (OA) direction at the end of the effective area of the seventh lens 170.
  • L7_ET is the end of the effective area of the object side surface (13th surface S13) of the seventh lens 170 and the effective area of the sensor side surface (14th surface S14) of the seventh lens 170. It means the distance (mm) in the direction of the optical axis (OA) between the ends.
  • L8_ET means the thickness (mm) in the optical axis (OA) direction at the end of the effective area of the eighth lens 180 .
  • L8_ET is the end of the effective area of the object side surface (fifteenth surface S15) of the eighth lens 180 and the effective area of the sensor side surface (sixteenth surface S16) of the eighth lens 180. It means the distance (mm) in the direction of the optical axis (OA) between the ends.
  • the optical system 1000 can control the distortion aberration characteristics of the periphery of the field of view (FOV), and good optical performance in the center and periphery of the field of view (FOV). can have
  • L8_CT means the thickness (mm) of the eighth lens 180 along the optical axis OA
  • L9_CT means the thickness (mm) of the ninth lens 190 along the optical axis OA. do.
  • the optical system 1000 may reduce manufacturing precision of the eighth lens 180 and the ninth lens 190.
  • L9_CT means the thickness (mm) of the ninth lens 190 on the optical axis (OA)
  • d89_CT is the optical axis (OA) of the eighth lens 180 and the ninth lens 190 means the interval in
  • d89_CT is the sensor-side surface of the eighth lens 180 (the sixteenth surface S16) and the object-side surface of the ninth lens 190 (the seventeenth surface S17) on the optical axis OA. means interval.
  • d67_CT is the optical axis OA of the sensor side surface (twelfth surface S12) of the sixth lens 160 and the object side surface (thirteenth surface S13) of the seventh lens 170 means the interval in d67_ET is between the end of the effective area of the sensor-side surface (twelfth surface (S12)) of the sixth lens 160 and the end of the effective area of the object-side surface (13th surface (S13)) of the seventh lens 170. means the distance (mm) in the direction of the optical axis (OA) of When the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 25, the optical system 1000 may improve the aberration characteristics of the periphery of the field of view (FOV).
  • FOV field of view
  • d78_CT is the optical axis OA of the sensor-side surface (14th surface S14) of the seventh lens 170 and the object-side surface (fifteenth surface S15) of the eighth lens 180.
  • interval in d78_ET is between the end of the effective area of the sensor-side surface of the seventh lens 170 (the fourteenth surface S14) and the end of the effective area of the object-side surface of the eighth lens 180 (the fifteenth surface S15).
  • the optical system 1000 may improve aberration characteristics of the periphery of the field of view (FOV).
  • d89_CT is the optical axis OA of the sensor-side surface of the eighth lens 180 (the sixteenth surface S16) and the object-side surface of the ninth lens 190 (the seventeenth surface S17).
  • interval in d89_ET is between the end of the effective area of the sensor-side surface (16th surface (S16)) of the eighth lens 180 and the end of the effective area of the object-side surface (17th surface (S17)) of the ninth lens 190.
  • Equation 28 f1 means the focal length (mm) of the first lens 110, and f3 means the focal length (mm) of the third lens 130.
  • the optical system 1000 controls the refractive power of the first lens 110 and the third lens 130 to have improved resolving power.
  • Equation 29 f1 means the focal length (mm) of the first lens 110, and f2 means the focal length (mm) of the second lens 120.
  • the optical system 1000 controls the refractive power of the first lens 110 and the second lens 120 to have improved resolving power.
  • f123 means the complex focal length (mm) of the first to third lenses 110, 120, and 130.
  • the optical system 1000 may have improved resolution.
  • f49 means the complex focal length (mm) of the fourth to ninth lenses 140, 150, 160, 170, 180, and 190.
  • the optical system 1000 may improve aberration characteristics.
  • f123 means the composite focal length (mm) of the first to third lenses 110, 120, and 130
  • f49 means the composite focal length (mm) of the fourth to ninth lenses 140, 150, 160, 170, 180, and 190.
  • the optical system 1000 may have improved resolving power and improved distortion aberration control characteristics.
  • CA_max means the size (mm) of the effective diameter (CA) of the lens surface having the largest effective diameter (CA) size among the object side and the sensor side of the plurality of lenses 100.
  • CA_min means the size (mm) of the effective diameter (CA) of the lens surface having the smallest effective diameter (CA) size among the object side and the sensor side of each of the plurality of lenses 100 .
  • CA_max means the effective diameter CA size (mm) of the lens surface having the largest effective diameter CA size among the object side and the sensor side of the plurality of lenses 100.
  • CA_Aver means the average of effective aperture (CA) sizes (mm) of the object-side and sensor-side surfaces of the plurality of lenses 100 .
  • CA_min means the effective diameter (CA) size (mm) of the lens surface having the smallest effective diameter (CA) size among the object side and the sensor side of the plurality of lenses 100.
  • CA_Aver means the average of effective aperture (CA) sizes (mm) of the object-side and sensor-side surfaces of the plurality of lenses 100 .
  • CA_max means the effective diameter CA size (mm) of the lens surface having the largest effective diameter CA size among the object side and the sensor side of the plurality of lenses 100.
  • ImgH is the vertical distance of the optical axis OA from the 0 field area at the center of the top surface of the image sensor 300 overlapping the optical axis OA to the 1.0 field area of the image sensor 300 ( mm) means. That is, the ImgH means 1/2 of the maximum diagonal length (mm) of the effective area of the image sensor 300 .
  • Total track length (TTL) is the distance on the optical axis OA from the apex of the object-side surface (first surface S1) of the first lens 110 to the top surface of the image sensor 300. (mm).
  • ImgH is the ratio of the optical axis OA from the 0 field area at the center of the top surface of the image sensor 300 overlapping the optical axis OA to the 1.0 field area of the image sensor 300. It means vertical distance (mm). That is, the ImgH means 1/2 of the maximum diagonal length (mm) of the effective area of the image sensor 300 .
  • BFL Back focal length means the distance (mm) on the optical axis OA from the apex of the sensor-side surface of the lens closest to the image sensor 300 to the top surface of the image sensor 300 .
  • field of view means the angle of view (degrees, °) of the optical system 1000.
  • Equation 41 the relationship between total track length (TTL) and ImgH can be set.
  • TTL total track length
  • the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 41, the optical system 1000 applies a relatively large image sensor 300, for example, an image sensor 300 having a size of around 1 inch. It is possible to secure a back focal length (BFL) for the BFL and have a smaller TTL, thereby realizing high image quality and having a slim structure.
  • BFL back focal length
  • Equation 42 the relationship between BFL (Back focal length) and ImgH can be set.
  • the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 42, the optical system 1000 applies a relatively large image sensor 300, for example, an image sensor 300 having a size of around 1 inch. It is possible to secure a back focal length (BFL) for the image sensor 300, and it is possible to minimize the distance between the last lens and the image sensor 300, so that good optical characteristics can be obtained at the center and the periphery of the field of view (FOV).
  • BFL back focal length
  • Equation 43 the relationship between total track length (TTL) and BLF can be set.
  • TTL total track length
  • BLF total track length
  • Equation 44 F means the total focal length (mm) of the optical system 1000.
  • Equation 44 the relationship between the total focal length and total track length (TTL) can be set.
  • TTL total track length
  • Equation 45 the relationship between the total focal length (mm) of the optical system 1000 and the back focal length (BFL) can be set.
  • the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 45, the optical system 1000 has a set angle of view and can be provided slim and compact.
  • the optical system 1000 can minimize the distance between the last lens and the image sensor 300, so that it can have good optical characteristics in the periphery of the field of view (FOV).
  • F means the total focal length (mm) of the optical system 1000
  • ImgH is the image sensor in the field center 0 field area of the image sensor 300 overlapping the optical axis OA. It means the distance (mm) in the vertical direction of the optical axis OA to the 1.0 field area of 300. That is, the ImgH means 1/2 of the maximum diagonal length (mm) of the effective area of the image sensor 300 .
  • the optical system 1000 may satisfy at least one or two or more of Equations 1 to 46.
  • the optical system 1000 may have improved optical characteristics.
  • the optical system 1000 satisfies at least one or two or more of Equations 1 to 46, the optical system 1000 has improved resolution and can improve aberration and distortion characteristics.
  • the optical system 1000 can secure a back focal length (BFL) for applying the large-size image sensor 300 and can minimize the distance between the last lens and the image sensor 300, thereby increasing the angle of view ( It can have good optical performance in the center and periphery of the FOV).
  • BFL back focal length
  • the optical system 1000 when it satisfies at least one or two or more of Equations 1 to 46, it may include a relatively large image sensor 300 and have a relatively small TTL value, The optical system 1000 and a camera module including the same may have a more slim and compact structure.
  • the distance between the plurality of lenses 100 may have a value set according to the region.
  • the first lens 110 and the second lens 120 may be spaced apart by a first distance.
  • the first distance may be a distance between the sensor-side surface of the first lens 110 and the object-side surface of the second lens 120 in the optical axis direction.
  • the first interval may change depending on positions between the first lens 110 and the second lens 120 .
  • the optical axis (OA) to the optical axis (OA) may change as it goes in the direction perpendicular to .
  • the first distance may change from the optical axis OA to the end or edge of the effective mirror of the third surface S3.
  • the first distance d12 between the first lens 110 and the second lens 120 may be as shown in Table 3 below. Since there is a difference between the effective radius of the object-side surface of the first lens 110 and the effective radius of the sensor-side surface of the second lens 120, the first interval has an effective radius based on the optical axis OA. You can measure the distance to a small edge point.
  • the first interval may increase from the optical axis OA in a direction perpendicular to the optical axis OA.
  • the first interval may increase from the optical axis OA toward the first point EG1 located on the third surface S3, that is, the edge.
  • the first point EG1 may be an end of the effective area of the third surface S3.
  • the value of the first point EG1 is the size of the effective mirror between the sensor-side surface S2 of the first lens 110 and the object-side surface S3 of the second lens 120 that face each other.
  • the first interval may have a maximum value at the first point EG1 located on the third surface S3. Also, the first interval may have a minimum value along the optical axis OA.
  • the maximum value of the first interval may be about twice or more than the minimum value. In detail, the maximum value of the first interval may be about 2.2 times to about 4 times the minimum value. In more detail, the maximum value of the first interval may be about 2.4 times to about 3 times the minimum value. Referring to Table 3, the maximum value of the first interval may be about 2.72 times the minimum value.
  • the first lens 110 and the second lens 120 may have the above-described first interval according to regions. Accordingly, the optical system 1000 can effectively control the light incident through the first lens 110.
  • the second lens 120 and the third lens 130 may be spaced apart at a second interval.
  • the second distance may be a distance between the sensor-side surface of the second lens 120 and the object-side surface of the third lens 130 in the optical axis direction.
  • the second interval may change depending on positions between the second lens 120 and the third lens 130 .
  • the second interval is the optical axis OA from the optical axis OA when the starting point is the optical axis OA and the end or edge of the effective area of the object side surface S5 of the third lens 130 is the end point. may change as it goes in the direction perpendicular to . That is, the second interval may change from the optical axis OA toward the end of the effective mirror of the fifth surface S5.
  • the second distance d23 between the second lens 120 and the third lens 130 may be as shown in Table 4 below.
  • the second interval may increase from the optical axis OA in a direction perpendicular to the optical axis OA.
  • the second interval may increase from the optical axis OA toward the second point EG2 located on the fifth surface S5.
  • the second point EG2 may be an end of the effective area of the fifth surface S5.
  • the value of the second point EG2 is the sensor-side surface (fourth surface S4) of the second lens 120 and the object-side surface S5 of the third lens 130 that face each other.
  • the value of the effective radius of the fifth surface S5 having a smaller effective diameter it means 1/2 of the effective diameter value of the fifth surface S5 described in Table 1.
  • the second interval may have a maximum value at the second point EG2 located on the fifth surface S5.
  • the second interval may have a minimum value along the optical axis OA.
  • the maximum value of the second interval may be about 4 times or more than the minimum value.
  • the maximum value of the second interval may be about 5 times to about 12 times the minimum value.
  • the maximum value of the second interval may be about 6 times to about 10 times the minimum value.
  • the maximum value of the second interval may be about 8.71 times the minimum value.
  • the second lens 120 and the third lens 130 may have the above-described second interval according to an area. Accordingly, the optical system 1000 can effectively control the light incident through the first lens 110 and the second lens 120.
  • the sixth lens 160 and the seventh lens 170 may be spaced at a third interval.
  • the third distance may be a distance between the sensor-side surface of the sixth lens 160 and the object-side surface of the seventh lens 170 in the direction of the optical axis (OA).
  • the third interval may change depending on positions between the sixth lens 160 and the seventh lens 170 .
  • the optical axis OA from the optical axis OA can change as it goes in the direction perpendicular to That is, the third distance may change from the optical axis OA toward the end of the effective mirror of the twelfth surface S12.
  • the third interval d67 between the sixth lens 160 and the seventh lens 170 may be as shown in Table 5 below.
  • the third interval may decrease from the optical axis OA to a direction perpendicular to the optical axis OA.
  • the third distance may decrease from the optical axis OA toward a third point EG3 located on the twelfth surface S12.
  • the third point EG3 is about 40% to about 40% to a direction perpendicular to the optical axis OA when the starting point is the optical axis OA and the end or edge of the effective area of the twelfth surface S12 is the ending point. It can be placed in the range of about 60%.
  • the distance between the starting point, which is the optical axis of each lens surface, and the end or edge of the effective area represents the effective radius.
  • the third interval may increase from the third point EG3 in a direction perpendicular to the optical axis OA.
  • the third interval may increase from the third point EG3 to a fourth point EG4 located on the twelfth surface S12.
  • the fourth point EG4 may be an end of the effective area of the twelfth surface S12.
  • the value of the fourth point EG4 is the size of the effective mirror between the sensor-side surface S12 of the sixth lens 160 and the object-side surface S13 of the seventh lens 170 facing each other.
  • the small value of the effective radius of the twelfth surface S12 means 1/2 of the effective diameter of the twelfth surface S12 described in Table 1.
  • the third interval may have a maximum value at the fourth point EG4.
  • the third interval may have a minimum value at the third point EG3.
  • the maximum value of the third interval may be greater than or equal to about 1.5 times the minimum value.
  • the maximum value of the third interval may be about 2 times to about 5 times the minimum value.
  • the maximum value of the third interval may be about 2.5 times to about 4 times the minimum value.
  • the maximum value of the third interval may be about 2.97 times the minimum value. It may have the third interval.
  • the optical system 1000 may have improved optical characteristics.
  • the optical system 1000 may have improved aberration control characteristics as the sixth lens 160 and the seventh lens 170 have intervals set according to positions.
  • the optical system 1000 may have good optical performance even in the center and periphery of the field of view (FOV).
  • the seventh lens 170 and the eighth lens 180 may be spaced apart at a fourth interval.
  • the fourth distance may be a distance between the sensor-side surface of the seventh lens 170 and the sensor-side surface of the eighth lens 180 in the direction of the optical axis (OA).
  • the fourth interval may change depending on positions between the seventh lens 170 and the eighth lens 180 .
  • the fourth interval has the optical axis OA as a starting point and the end or edge of the effective area of the sensor-side surface (the fourteenth surface S14) of the seventh lens 170 as an end point, the optical axis OA ) in a direction perpendicular to the optical axis OA.
  • the fourth distance may change from the optical axis OA toward the end of the effective mirror of the fourteenth surface S14.
  • a fourth distance d78 between the seventh lens 170 and the eighth lens 180 in the optical system 1000 according to the embodiment may be as shown in Table 6 below.
  • the fourth interval may increase from the optical axis OA in a direction perpendicular to the optical axis OA.
  • the fourth distance may increase from the optical axis OA toward a fifth point EG5 located on the fourteenth surface S14.
  • the fifth point EG5 is approximately in a direction perpendicular to the optical axis with respect to the optical axis OA. It may range from 60% to about 90%.
  • the fourth interval may decrease from the fifth point EG5 toward a direction perpendicular to the optical axis OA.
  • the fourth interval may decrease from the fifth point EG5 to the sixth point EG6 located on the fourteenth surface S14.
  • the sixth point EG6 may be an end of the effective area of the fourteenth surface S14.
  • the value of the sixth point EG6 is the size of the effective mirror between the sensor-side surface S14 of the seventh lens 170 and the object-side surface S15 of the eighth lens 180 facing each other.
  • the small effective radius value of the fourteenth surface S14 means 1/2 of the effective diameter value of the fourteenth surface S14 described in Table 1.
  • the fourth distance is the maximum at the fifth point EG5. can have a value.
  • the fourth interval may have a minimum value along the optical axis OA.
  • the maximum value of the fourth interval may be about 4 times or more than the minimum value.
  • the maximum value of the fourth interval may be about 5 times to about 12 times the minimum value. In more detail, the maximum value of the fourth interval may be about 6 times to about 10 times the minimum value. Referring to Table 6, the maximum value of the fourth interval may be about 8.55 times the minimum value.
  • the seventh lens 170 and the eighth lens 180 may have the above-described fourth distance according to the area. Accordingly, the optical system 1000 may have improved optical characteristics. In detail, as the seventh lens 170 and the eighth lens 180 have a distance set according to their positions, improved optical characteristics may be obtained even in the center and the periphery of the FOV. In addition, the optical system 1000 can prevent or minimize distortion by improving distortion characteristics.
  • the eighth lens 180 and the ninth lens 190 may be spaced apart at a fifth interval.
  • the fifth distance may be a distance between the sensor-side surface of the eighth lens 180 and the object-side surface of the ninth lens 190 in the direction of the optical axis OA.
  • the fifth interval may change depending on positions between the eighth lens 180 and the ninth lens 190 .
  • the fifth interval has the optical axis OA as a starting point and the end or edge of the effective area of the sensor-side surface (the sixteenth surface S16) of the eighth lens 180 as an end point, the optical axis OA ) in a direction perpendicular to the optical axis OA.
  • the fifth interval may change from the optical axis OA toward the end of the effective area of the sixteenth surface S16.
  • a fifth distance d89 between the eighth lens 180 and the ninth lens 190 may be as shown in Table 7 below.
  • the fifth interval may increase from the optical axis OA in a direction perpendicular to the optical axis OA.
  • the fifth interval may increase from the optical axis OA toward a seventh point EG7 located on the sixteenth surface S16.
  • the seventh point EG7 is approximately equal to the effective radius of the sixteenth surface S16 on the optical axis. It may range from 5% to about 15%.
  • the fifth interval may decrease from the seventh point EG7 in a direction perpendicular to the optical axis OA.
  • the fifth interval may decrease from the seventh point EG7 to an eighth point EG8 located on the sixteenth surface S16.
  • the eighth point EG8 is the effective radius of the sixteenth face S16 on the optical axis OA.
  • the fifth interval may increase from the eighth point EG8 in a direction perpendicular to the optical axis OA.
  • the fifth interval may increase from the eighth point EG8 to a ninth point EG9 located on the sixteenth surface S16.
  • the eighth point EG8 may be an end of the effective area of the sixteenth surface S16.
  • the value of the ninth point EG9 is the size of the effective mirror between the sensor-side surface S16 of the eighth lens 180 and the object-side surface S17 of the ninth lens 190 facing each other.
  • the small value of the effective radius of the sixteenth surface S16 means 1/2 of the effective radius value of the sixteenth surface S16 described in Table 1.
  • the fifth interval may have a maximum value at the seventh point EG7. Also, the fifth interval may have a minimum value at the eighth point EG8.
  • the maximum value of the fifth interval may be about 5 times or more than the minimum value. In detail, the maximum value of the fifth interval may be about 6 times to about 15 times the minimum value. In more detail, the maximum value of the fifth interval may be about 8 times to about 13 times the minimum value. Referring to Table 7, the maximum value of the fifth interval may be about 11.28 times the minimum value.
  • the eighth lens 180 and the ninth lens 190 may have the above-described fifth interval according to the area. Accordingly, the optical system 1000 may have improved optical characteristics. In detail, as the eighth lens 180 and the ninth lens 190 have a distance set according to their positions, improved optical characteristics may be obtained even in the center and the periphery of the FOV. In addition, the optical system 1000 can prevent or minimize distortion by improving distortion characteristics.
  • the plurality of lenses 100 may have intervals in the direction of the optical axis OA set according to regions as described above. Accordingly, the optical system 1000 has improved resolving power, can control chromatic aberration and distortion aberration, and can have good optical performance in the center and periphery of the FOV.
  • Table 8 relates to the items of the equations described above in the optical system 1000 according to the embodiment, TTL (Total track length), BFL (Back focal length), F value, ImgH, and the first The focal lengths (f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7, f8, f9) of each of the through ninth lenses (110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190), the edge thickness of each lens (L1_ET to L9_ET), the edge spacing of adjacent lenses (d12_ET) ⁇ d89_ET), the minimum distance between the 8th and 9th lenses (d89_min), the maximum effective diameter (CA_Max), the minimum effective diameter (CA_Min), and the effective diameter average (CA_Aver) among the lens surfaces of each lens.
  • TTL Total track length
  • BFL Back focal length
  • F value ImgH
  • Table 8 relates to the items of the equations described above in the optical system 1000 according to the embodiment, TTL (Total track length), B
  • the edge thickness of the lens means the thickness in the optical axis (OA) direction at the end of the effective area of the lens.
  • the edge thickness of the lens means the distance from the end of the effective area on the object side of the lens to the end of the effective area on the sensor side in the direction of the optical axis (OA).
  • Table 9 relates to result values of Equations 1 to 46 in the optical system 1000 according to the embodiment.
  • the optical system 1000 according to the embodiment satisfies at least one or two or more of Equations 1 to 46.
  • the optical system 1000 according to the embodiment satisfies all of Equations 1 to 46.
  • the optical system 1000 according to the embodiment may have good optical performance and excellent aberration characteristics as shown in FIG. 2 .
  • 2 is a graph of an aberration diagram of an optical system 1000 according to an embodiment, in which spherical aberration, astigmatic field curves, and distortion are measured from left to right. In FIG.
  • the X axis may represent a focal length (mm) or distortion (%)
  • the Y axis may represent the height of an image.
  • a graph of spherical aberration is a graph of light in a wavelength band of about 470 nm, about 510 nm, about 555 nm, about 610 nm, and about 650 nm
  • a graph of astigmatism and distortion is a graph of light in a wavelength band of 555 nm.
  • the optical system 1000 has improved resolution as the plurality of lenses 100 have set shapes, focal lengths, set intervals, etc., and even in the center and periphery of the FOV. It can have good optical performance.
  • the mobile terminal 1 may include a camera module 10 provided on the rear side.
  • the camera module 10 may include an image capturing function.
  • the camera module 10 may include at least one of an auto focus function, a zoom function, and an OIS function.
  • the camera module 10 may process a still image or video frame obtained by the image sensor 300 in a shooting mode or a video call mode.
  • the processed image frame may be displayed on a display unit (not shown) of the mobile terminal 1 and may be stored in a memory (not shown).
  • the camera module may be further disposed on the front side of the mobile terminal 1 .
  • the camera module 10 may include a first camera module 10A and a second camera module 10B. At this time, at least one of the first camera module 10A and the second camera module 10B may include the above-described optical system 1000 and image sensor 300 . Accordingly, the camera module 10 may have a slim structure and may have improved distortion and aberration characteristics. In addition, the camera module 10 may have good optical performance even in the center and periphery of the field of view (FOV).
  • FOV field of view
  • the mobile terminal 1 may further include an auto focus device 31 .
  • the auto focus device 31 may include an auto focus function using a laser.
  • the auto-focus device 31 may be mainly used in a condition in which an auto-focus function using an image of the camera module 10 is degraded, for example, a proximity of 10 m or less or a dark environment.
  • the autofocus device 31 may include a light emitting unit including a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) semiconductor device and a light receiving unit such as a photodiode that converts light energy into electrical energy.
  • the mobile terminal 1 may further include a flash module 33.
  • the flash module 33 may include a light emitting element emitting light therein. The flash module 33 may be operated by a camera operation of a mobile terminal or a user's control.

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Abstract

실시예에 개시된 광학계는 물체 측으로부터 센서측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제9 렌즈를 포함하고, 상기 제2,8 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제3,9 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제9 렌즈의 상기 광축에서의 두께는 L9_CT이고, 상기 제8 및 제9 렌즈의 상기 광축에서의 간격은 d89_CT이며, 수학식: 0.05 < L9_CT / d89_CT < 1을 만족할 수 있다.

Description

광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈
실시예는 향상된 광학 성능을 위한 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 대한 것이다.
카메라 모듈은 객체를 촬영하여 이미지 또는 동영상으로 저장하는 기능을 수행하며 다양한 어플리케이션에 장착되고 있다. 특히 카메라 모듈은 초소형으로 제작되어 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대용 디바이스뿐만 아니라 드론, 차량 등에 적용되어 다양한 기능을 제공하고 있다. 예를 들어, 카메라 모듈의 광학계는 상(image)를 결상하는 촬상 렌즈, 결상된 상을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이때, 상기 카메라 모듈은 이미지 센서와 촬상 렌즈 사이의 간격을 자동 조절하여 렌즈의 초점거리를 정렬하는 오토포커스(autofocus, AF) 기능을 수행할 수 있고, 줌 렌즈(zoom lens)를 통해 원거리의 객체의 배율을 증가 또는 감소시켜 촬영하는 줌 업(zoom up) 또는 줌 아웃(zoom out)의 주밍(zooming) 기능을 수행할 수 있다. 또한, 카메라 모듈은 영상 흔들림 방지(image stabilization, IS)기술을 채용하여 불안정한 고정장치 혹은 사용자의 움직임에 기인한 카메라의 움직임으로 인한 영상의 흔들림을 보정하거나 방지하는 기술이 채용되고 있다.
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 특성과 우수한 수차 특성을 도출하기 어려운 문제가 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.
발명의 실시예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제9 렌즈를 포함하고, 상기 제2 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제3 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제8 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제9 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제9 렌즈의 상기 광축에서의 두께는 L9_CT이고, 상기 제8 및 제9 렌즈의 상기 광축에서의 간격은 d89_CT이며, 수학식: 0.05 < L9_CT / d89_CT < 1을 만족한다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제8 렌즈의 상기 광축에서의 두께는 L8_CT이고, 수학식: 1 < L8_CT / L9_CT < 10을 만족한다. 발명의 실시 예에 의하면, 상기 제7 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가진다. 상기 제7 렌즈는 상기 광축에서 상기 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가진다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제6 렌즈의 상기 광축에서의 두께는 L6_CT이고, 상기 제7 렌즈의 상기 광축에서의 두께는 L7_CT이며, 수학식: 3 < L7_CT / L6_CT < 1을 만족한다. 발명의 실시 예에 의하면, 상기 제7 렌즈의 상기 광축에서의 두께는 L7_CT이고, 상기 제8 렌즈의 상기 광축에서의 두께는 L8_CT이며, 수학식: 0.1 < L7_CT / L8_CT < 0.95을 만족한다.
발명의 실시 예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제9 렌즈를 포함하고, 상기 제2 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제3 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제8 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제9 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제9 렌즈는 상기 제9 렌즈의 물체 측 면 상에 배치되는 제2 변곡점을 포함하고, 상기 제2 변곡점은 상기 광축에서 상기 제9 렌즈의 물체 측 면의 유효 반경의 70% 내지 95% 범위에 위치한다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제9 렌즈는 상기 제9 렌즈의 센서 측 면 상에 배치되는 제3 변곡점을 포함하고, 상기 제3 변곡점은 상기 광축에서 상기 제9 렌즈의 유효 반경의 15% 내지 40% 범위에 배치된다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제8 렌즈는 상기 제8 렌즈의 물체 측 면 상에 배치되는 제1 변곡점을 포함하고, 상기 제1 변곡점은 상기 광축에서 상기 제8 렌즈의 물체측 면의 유효 반경의 45% 내지 70% 범위에 배치된다.
발명의 실시 예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제9 렌즈를 포함하고, 상기 제2 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제3 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제8 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제9 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고, L9_CT는 상기 제9 렌즈의 상기 광축에서의 두께이고, L9_ET는 상기 제9 렌즈의 물체 측 면의 유효 영역 끝단과 상기 제9 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단 사이의 상기 광축 방향 거리이며, 수학식: 1 < L9_ET / L9_CT < 4을 만족한다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제8 렌즈 및 상기 제9 렌즈 사이의 광축 방향의 간격은 상기 광축에 수직인 방향을 기준으로, 상기 광축에서 상기 제8 렌즈의 센서 측 면 상에 위치한 제1 지점으로 갈수록 증가하고, 상기 제1 지점에서 상기 제8 렌즈의 센서 측 면 상에 위치한 제2 지점으로 갈수록 감소하고, 상기 제2 지점에서 상기 제8 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단으로 갈수록 증가하며, 상기 제2 지점은 상기 제1 지점과 상기 제8 렌즈의 센서측 면의 유효 영역의 끝단 사이에 배치된다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 지점은 상기 광축을 기준으로 상기 제8 렌즈의 센서측 면의 유효 반경의 5% 내지 15%의 범위에 배치된다. 상기 제2 지점은 상기 광축을 기준으로 상기 제8 렌즈의 센서측 면의 유효 반경의 60% 내지 80%의 범위에 배치된다. 상기 제8 렌즈 및 상기 제9 렌즈 사이의 상기 광축 방향의 간격은 상기 제1 지점에서 최대이고 상기 제2 지점에서 최소이다.
발명의 실시 예에 의하면, d89_CT는 상기 제8 렌즈의 센서 측 면과 상기 제9 렌즈의 물체 측 면의 상기 광축에서의 간격이고, d89_min은 상기 제8 렌즈의 센서 측 면과 상기 제9 렌즈의 물체 측 면 사이의 상기 광축 방향 간격 중 최소값이며, 수학식: 1 < d89_CT / d89_min < 40을 만족한다.
발명의 실시예에 따른 카메라 모듈은 광학계 및 이미지 센서를 포함하고, 상기 광학계는 상기에 개시된 광학계를 포함할 수 있으며, 수학식: 2 < TTL < 20을 만족하며, TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면에서 상기 이미지 센서의 상면까지의 상기 광축에서의 거리(mm)를 의미한다.
발명의 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 광학계는 복수의 렌즈들이 설정된 형상, 굴절력, 두께, 간격 등을 가짐에 따라 향상된 해상력을 가질 수 있다. 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 향상된 왜곡(distortion) 및 수차 제어특성을 가질 수 있고, 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서도 양호한 광학성능을 가질 수 있다. 실시예에 따른 광학계는 향상된 광학특성을 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 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 2는 실시예에 따른 광학계의 수차도를 도시한 그래프이다.
도 3은 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 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. 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.
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 경우 뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다. 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 경우 뿐만 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 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
"물체 측 면"은 광축을 기준으로 물체 측을 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있고, "센서 측 면"은 광축을 기준으로 촬상면(이미지 센서)을 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있다. 렌즈의 면이 볼록하다는 것은 광축에서의 렌즈 면이 볼록한 형상을 가지는 것을 의미할 수 있고, 렌즈의 면이 오목하다는 것은 광축에서의 렌즈 면이 오목한 형상을 가지는 것을 의미할 수 있다. 렌즈 데이터에 대한 표에 기재된 곡률 반경, 중심 두께, 렌즈 사이의 간격은 광축에서의 값을 의미할 수 있으며, 단위는 mm이다. 수직 방향은 광축과 수직인 방향을 의미할 수 있고, 렌즈 또는 렌즈면의 끝단은 입사된 광이 통과하는 렌즈의 유효 영역의 끝단 또는 에지를 의미할 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 복수의 렌즈들(100) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(1000)는 5매 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)는 8매 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 광학계(1000)는 9매 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 광학계(1000)는 물체 측으로부터 센서 측으로 순차적으로 배치되는 제1 렌즈(110) 내지 제9 렌즈(190)와 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제9 렌즈들(110,120,130,140,150,160,170,180,190)은 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 물체의 정보에 해당하는 광은 상기 제1 렌즈(110) 내지 상기 제9 렌즈(190)를 통과하여 상기 이미지 센서(300)에 입사될 수 있다. 상기 복수의 렌즈들(100) 각각은 유효 영역 및 비유효 영역을 포함할 수 있다. 상기 유효 영역은 상기 제1 내지 제9 렌즈들(110,120,130,140,150,160,170,180,190) 각각에 입사된 광이 통과하는 영역일 수 있다. 즉, 상기 유효 영역은 입사된 광이 굴절되어 광학 특성을 구현하는 영역일 수 있으며, 유효경으로 나타낼 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 유효 영역 둘레에 배치될 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 복수의 렌즈들(100)에서 광이 입사되지 않는 영역일 수 있다. 즉, 상기 비유효 영역은 상기 광학 특성과 무관한 영역일 수 있다. 또한, 상기 비유효 영역은 상기 렌즈를 수용하는 배럴(미도시) 등에 고정되는 영역일 수 있다.
상기 이미지 센서(300)는 광을 감지할 수 있다. 자세하게, 상기 이미지 센서(300)는 상기 복수의 렌즈들(100), 자세하게 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.
실시예에 따른 광학계(1000)는 필터(500)를 더 포함할 수 있다. 상기 필터(500)는 상기 복수의 렌즈들(100)과 상기 이미지 센서(300) 사이에는 배치될 수 있다. 상기 필터(500)는 상기 복수의 렌즈들(100) 중 상기 이미지 센서(300)와 가장 인접하게 배치된 마지막 렌즈와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(100)가 9매 렌즈를 포함할 경우, 상기 필터(500)는 상기 제9 렌즈(190)와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 필터(500)는 적외선 필터, 커버 글래스 등의 광학적 필터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 필터(500)는 설정된 파장 대역의 광을 통과시키고, 이와 다른 파장 대역의 광을 필터링할 수 있다. 상기 필터(500)가 적외선 필터를 포함할 경우 외부 광으로부터 방출되는 복사열이 상기 이미지 센서(300)에 전달되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 상기 필터(500)는 가시광선을 투과할 수 있고 적외선을 반사할 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 조리개(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 조리개는 상기 광학계(1000)에 입사되는 광량을 조절할 수 있다. 상기 조리개는 설정된 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 조리개는 상기 제1 렌즈(110) 전방에 위치하거나, 상기 제1 렌즈(110)보다 후방에 위치할 수 있다. 또한, 상기 조리개는 상기 복수의 렌즈들(100) 중 선택되는 두 렌즈 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 조리개는 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120) 사이에 위치할 수 있다. 이와 다르게, 상기 복수의 렌즈들(100) 중 선택되는 적어도 하나의 렌즈는 조리개 역할을 수행할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 내지 제9 렌즈들(110,120,130,140,150,160,170,180,190) 중 선택되는 하나의 렌즈의 물체 측 면 또는 센서 측 면은 광량을 조절하는 조리개 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈(110)의 센서 측 면(제2 면(S2)) 또는 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(제3 면(S3))은 조리개 역할을 수행할 수 있다.
상기 광학계(1000)는 적어도 하나의 광 경로 변경 부재(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 광 경로 변경 부재는 외부에서 입사된 광을 반사해 광의 경로를 변경할 수 있다. 상기 광 경로 변경 부재는 반사경, 프리즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광 경로 변경 부재는 직각 프리즘을 포함할 수 있다. 상기 광 경로 변경 부재가 직각 프리즘을 포함할 경우, 상기 광 경로 변경 부재는 입사광의 경로를 90도의 각도로 반사해 광의 경로를 변경할 수 있다. 상기 광 경로 변경 부재는 상기 복수의 렌즈들(100)보다 물체 측과 인접하게 배치될 수 있다. 즉, 상기 광학계(1000)가 하나의 상기 광 경로 변경 부재를 포함할 경우, 물체 측으로부터 센서 방향으로 광 경로 변경 부재, 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(130), 제4 렌즈(140), 제5 렌즈(150), 제6 렌즈(160), 제7 렌즈(170), 제8 렌즈(180), 제9 렌즈(190), 필터(500) 및 이미지 센서(300) 순서로 배치될 수 있다. 이와 다르게, 상기 광 경로 변경 부재는 상기 복수의 렌즈들(100) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 광 경로 변경 부재는 제n 렌즈와 제n+1 렌즈 사이에 배치될 수 있다. 이와 다르게, 상기 광 경로 변경 부재는 상기 복수의 렌즈들(100)과 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 광 경로 변경 부재는 외부에서 입사된 광의 경로를 설정된 방향으로 변경할 수 있다. 예를 들어, 상기 광 경로 변경 부재가 상기 복수의 렌즈들(100)보다 물체 측과 인접하게 배치될 경우, 상기 광 경로 변경 부재는 상기 광 경로 변경 부재에 제1 방향으로 입사된 광의 경로를 상기 복수의 렌즈들(100)의 배치 방향인 제2 방향(복수의 렌즈들(100)이 이격된 방향으로 도면의 광축(OA) 방향)으로 변경할 수 있다. 상기 광학계(1000)가 광 경로 변경 부재를 포함할 경우, 상기 광학계는 카메라의 두께를 감소시킬 수 있는 폴디드(folded) 카메라에 적용할 수 있다.
자세하게, 상기 광학계(1000)가 상기 광 경로 변경 부재를 포함할 경우, 상기 광학계(1000)가 적용된 기기의 표면과 수직한 방향으로 입사된 광을 상기 기기의 표면과 평행한 방향으로 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 복수의 렌즈들(100)을 포함하는 상기 광학계(1000)는 상기 기기 내에서 보다 얇은 두께를 가질 수 있어, 상기 기기는 보다 얇게 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(1000)가 상기 광 경로 변경 부재를 포함하지 않을 경우, 상기 기기 내에서 상기 복수의 렌즈들(100)은 상기 기기의 표면과 수직한 방향으로 연장하며 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 렌즈들(100)을 포함하는 광학계(1000)는 상기 기기의 표면과 수직한 방향으로 높은 높이를 가지게 되며 이로 인해 상기 광학계(1000) 및 이를 포함하는 기기의 두께를 얇게 형성하기 어려울 수 있다. 그러나, 상기 광학계(1000)가 상기 광 경로 변경 부재를 포함할 경우, 상기 복수의 렌즈들(100)은 상기 기기의 표면과 평행한 방향으로 연장하며 배치될 수 있다. 즉, 상기 광학계(1000)는 광축(OA)이 상기 기기의 표면과 평행하도록 배치되며 폴디드(folded) 카메라에 적용할 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 렌즈들(100)을 포함하는 광학계(1000)는 상기 기기의 표면과 수직한 방향으로 낮은 높이를 가질 수 있다. 따라서, 상기 광학계(1000)를 포함하는 카메라는 상기 기기 내에서 얇은 두께를 가질 수 있고, 상기 기기의 두께 역시 감소할 수 있다.
이하 실시예에 따른 광학계(1000)에 대해 보다 자세히 설명하기로 한다. 도 1은 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 2는 실시예에 따른 광학계의 수차도를 도시한 그래프이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 광학계(1000)는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 순차적으로 배치되는 제1 렌즈(110) 내지 상기 제9 렌즈(190) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제9 렌즈들(110,120,130,140,150,160,170,180,190)은 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 실시예에 따른 광학계(100)에서 상기 제1 렌즈(110)와 상기 제2 렌즈(120) 사이에는 조리개가 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면은 조리개 역할을 수행할 수 있다. 상기 복수의 렌즈들(100) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에는 필터(500)가 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 필터(500)는 상기 제9 렌즈(190) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다.
렌즈 면 곡률 반경(mm) 두께/간격(mm) 굴절률 아베수 유효경의 크기(mm)
제1 렌즈 S1 2.570 0.583 1.5441 56.0920 3.440
S2 3.700 0.133 3.373
제2 렌즈 S3(stop) 3.694 0.644 1.5441 56.0920 3.262
S4 -176.412 0.030 3.111
제3 렌즈 S5 4.444 0.323 1.6714 19.2370 2.923
S6 2.647 0.332 2.641
제4 렌즈 S7 13.159 0.361 1.5343 55.6560 2.660
S8 82.971 0.271 2.947
제5 렌즈 S9 -696.048 0.355 1.5343 55.6560 3.136
S10 -23.590 0.251 3.549
제6 렌즈 S11 -7.927 0.268 1.6714 19.2370 3.588
S12 20.311 0.124 4.036
제7 렌즈 S13 -7.514 0.248 1.5343 55.6560 4.389
S14 -7.467 0.044 4.853
제8 렌즈 S15 3.137 1.019 1.6150 25.9490 5.063
S16 11.366 0.631 6.370
제9 렌즈 S17 7.098 0.372 1.5343 55.6560 7.770
S18 2.170 0.152 8.153
필터 Infinity 0.110 9.171
Infinity 0.745 9.239
이미지 센서 Infinity 0.005 10.000
표 1은 실시예에 따른 상기 제1 내지 제9 렌즈들(110,120,130,140,150,160,170,180,190)의 광축(OA)에서의 곡률 반경(Radius of Curvature), 각 렌즈의 중심 두께(Thickness), 렌즈들 사이의 광축 간격(distance), d-line에서의 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number) 및 유효경(Clear aperture; CA)의 크기에 대한 것이다.상기 제1 렌즈(110)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제1 렌즈(110)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 렌즈(110)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈(110)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)는 물체 측 면으로 정의하는 제1 면(S1) 및 센서 측 면으로 정의하는 제2 면(S2)을 포함할 수 있다. 상기 제1 면(S1)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈(110)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 면(S1) 및 상기 제2 면(S2)은 하기 표 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제2 렌즈(120)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 또한, 상기 제2 렌즈(120)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)는 물체 측 면으로 정의하는 제3 면(S3) 및 센서 측 면으로 정의하는 제4 면(S4)을 포함할 수 있다. 상기 제3 면(S3)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈(120)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제3 면(S3)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈(120)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 자세하게, 표 1을 참조하면 상기 제2 렌즈(120)는 상술한 형상들 중 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 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 면(S3) 및 상기 제4 면(S4)은 하기 표 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제3 렌즈(130)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 또한, 상기 제3 렌즈(130)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)는 물체 측 면으로 정의하는 제5 면(S5) 및 센서 측 면으로 정의하는 제6 면(S6)을 포함할 수 있다. 상기 제5 면(S5)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(130)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제5 면(S5)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(130)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 자세하게, 표 1을 참조하면 상기 제3 렌즈(130)는 상술한 형상들 중 광축(OA)에서 물체 측으로 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 면(S5) 및 상기 제6 면(S6)은 하기 표 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제4 렌즈(140)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제4 렌즈(140)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 또한, 상기 제4 렌즈(140)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)는 물체 측 면으로 정의하는 제7 면(S7) 및 센서 측 면으로 정의하는 제8 면(S8)을 포함할 수 있다. 상기 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(140)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(140)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(140)는 광축(OA)에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(140)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 자세하게, 표 1을 참조하면 상기 제4 렌즈(140)는 상술한 형상들 중 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8)은 하기 표 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제5 렌즈(150)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제5 렌즈(150)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 또한, 상기 제5 렌즈(150)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 상기 제5 렌즈(150)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제5 렌즈(150)는 물체 측 면으로 정의하는 제9 면(S9) 및 센서 측 면으로 정의하는 제10 면(S10)을 포함할 수 있다. 상기 제9 면(S9)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제5 렌즈(150)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제9 면(S9)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제5 렌즈(150)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제9 면(S9)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제5 렌즈(150)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제9 면(S9)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제5 렌즈(150)는 광축(OA)에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 자세하게, 표 1을 참조하면 상기 제5 렌즈(150)는 상술한 형상들 중 광축(OA)에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10)은 하기 표 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제6 렌즈(160)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제6 렌즈(160)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 또한, 상기 제6 렌즈(160)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 상기 제6 렌즈(160)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제6 렌즈(160)는 물체 측 면으로 정의하는 제11 면(S11) 및 센서 측 면으로 정의하는 제12 면(S12)을 포함할 수 있다. 상기 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(160)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(160)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(160)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(160)는 광축(OA)에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 자세하게, 표 1을 참조하면 상기 제6 렌즈(160)는 상술한 형상들 중 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12)은 하기 표 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제7 렌즈(170)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제7 렌즈(170)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 또한, 상기 제7 렌즈(170)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 상기 제7 렌즈(170)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제7 렌즈(170)는 물체 측 면으로 정의하는 제13 면(S13) 및 센서 측 면으로 정의하는 제14 면(S14)을 포함할 수 있다. 상기 제13 면(S13)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제7 렌즈(170)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제13 면(S13)은 광축(OA)에서 볼록할 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 광축(OA)에서 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제7 렌즈(170)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제13 면(S13)은 광축(OA)에서 오목할 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 광축(OA)에서 오목할 수 있다. 즉, 상기 제7 렌즈(170)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제13 면(S13)은 광축(OA)에서 오목할 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 광축(OA)에서 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제7 렌즈(170)는 광축(OA)에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 자세하게, 표 1을 참조하면 상기 제7 렌즈(170)는 상술한 형상들 중 광축(OA)에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12)은 하기 표 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제8 렌즈(180)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 또한, 상기 제8 렌즈(180)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 상기 제8 렌즈(180)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제8 렌즈(180)는 물체 측 면으로 정의하는 제15 면(S15) 및 센서 측 면으로 정의하는 제16 면(S16)을 포함할 수 있다. 상기 제15 면(S15)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제8 렌즈(180)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제15 면(S15)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제8 렌즈(180)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 자세하게, 표 1을 참조하면 상기 제8 렌즈(180)는 상술한 형상들 중 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제15 면(S15) 및 상기 제16 면(S16) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제15 면(S15) 및 상기 제16 면(S16)은 모두 비구면일 수 있다. 상기 제15 면(S15) 및 상기 제16 면(S16)은 하기 표 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제8 렌즈(180)는 적어도 하나의 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제15 면(S15) 및 상기 제16 면(S16) 중 적어도 하나의 면은 변곡점을 포함할 수 있다. 여기서 변곡점은 렌즈면에서의 접선의 기울기가 0인 지점을 의미할 수 있다. 자세하게, 상기 변곡점은 광축(OA) 및 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. 상기 변곡점에서의 접선은 광축(OA)과 수직일 수 있다. 예를 들어, 상기 제15 면(S15)은 변곡점으로 정의하는 제1 변곡점(P1)을 포함할 수 있다. 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제8 렌즈(180)의 제15 면(S15)의 유효 영역 끝단 또는 에지를 끝점으로 할 때, 상기 제1 변곡점(P1)은 광축을 기준으로 유효 반경의 80% 이하에 위치될 수 있다. 자세하게, 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제8 렌즈(180)의 제15 면(S15)의 유효 영역 끝단 또는 에지를 끝점으로 할 때, 상기 제1 변곡점(P1)은 광축을 기준으로 약 45% 내지 약 70% 범위에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제1 변곡점(P1)의 위치는 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 설정된 위치로 광축(OA)에서 상기 제1 변곡점(P1)까지의 직선 거리를 의미할 수 있다.
상기 제9 렌즈(190)는 광축(OA)에서 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(190)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 상기 제9 렌즈(190)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제9 렌즈(190)는 물체 측 면으로 정의하는 제17 면(S17) 및 센서 측 면으로 정의하는 제18 면(S18)을 포함할 수 있다. 상기 제17 면(S17)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제9 렌즈(190)는 광축(OA)에서 물체 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제17 면(S17)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제9 렌즈(190)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 자세하게, 표 1을 참조하면 상기 제9 렌즈(190)는 상술한 형상들 중 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다.
상기 제9 렌즈(190)는 적어도 하나의 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제17 면(S17) 및 상기 제18 면(S18) 중 적어도 하나의 면은 변곡점을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제17 면(S17)은 변곡점으로 정의하는 제2 변곡점(P2)을 포함할 수 있다. 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제9 렌즈(190)의 제17 면(S17)의 유효 영역 끝단 또는 에지를 끝점으로 할 때, 상기 제2 변곡점(P2)은 상기 광축을 기준으로 유효 반경의 약 95% 이하에 위치될 수 있다. 자세하게, 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제9 렌즈(190)의 제17 면(S17)의 유효 영역 끝단 또는 에지를 끝점으로 할 때, 상기 제2 변곡점(P2)은 상기 광축을 기준으로 약 70% 내지 약 95%의 범위에 배치될 수 있다. 더 자세하게, 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제9 렌즈(190)의 제17 면(S17)의 유효 영역 끝단 또는 에지를 끝점으로 할 때, 상기 제2 변곡점(P2)은 광축(OA)을 기준으로 약 80% 내지 약 95%의 범위에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제2 변곡점(P2)의 위치는 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 설정된 위치로 광축(OA)에서 상기 제2 변곡점(P2)까지의 직선 거리를 의미할 수 있다. 상기 제18 면(S18)은 변곡점으로 정의하는 제3 변곡점(P3)을 포함할 수 있다. 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제9 렌즈(190)의 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단 또는 에지를 끝점으로 할 때, 상기 제3 변곡점(P3)은 상기 광축을 기준으로 유효 반경의 약 50% 미만에 배치될 수 있다. 자세하게, 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제9 렌즈(190)의 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단 또는 에지를 끝점으로 할 때, 상기 제3 변곡점(P3)은 상기 광축(OA)을 기준으로 약 15% 내지 약 40%의 범위에 배치될 수 있다. 더 자세하게, 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제9 렌즈(190)의 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단 또는 에지를 끝점으로 할 때, 상기 제3 변곡점(P3)은 광축(OA)을 기준으로 약 20% 내지 약 35%의 범위에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제3 변곡점(P3)의 위치는 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 설정된 위치로 광축(OA)에서 상기 제3 변곡점(P3)까지의 직선 거리를 의미할 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)에서 각 렌즈면의 비구면 계수의 값을 하기 표 2와 같다.
L1 L2 L3 L4 L5
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9
R 2.570 3.700 3.694 -176.412 4.444 2.647 13.159 82.971 -696.048
C2 1.81.E+00 1.73.E+00 1.72.E+00 1.53.E+00 1.52.E+00 1.48.E+00 1.46.E+00 1.54.E+00 1.57.E+00
C1 -2.52.E+00 -3.48.E+01 -4.61.E+01 9.50.E+01 0.00.E+00 -2.16.E+00 3.81.E+01 1.23.E+01 0.00.E+00
C4 -9.99.E-02 -6.98.E-02 1.86.E-01 -3.50.E-02 -8.71.E-02 3.74.E-02 8.60.E-03 -1.51.E-02 -1.83.E-01
C5 -3.50.E-02 -1.62.E-02 -5.32.E-03 1.99.E-03 1.79.E-02 2.43.E-02 -6.94.E-04 1.30.E-03 3.39.E-03
C6 4.53.E-03 1.26.E-02 9.41.E-03 -8.99.E-04 9.82.E-04 3.69.E-03 9.28.E-04 1.83.E-03 7.49.E-03
C7 2.61.E-03 -4.07.E-03 -7.62.E-03 5.48.E-04 1.03.E-03 1.54.E-04 -8.16.E-05 -2.73.E-04 -3.16.E-04
C8 5.28.E-04 7.01.E-04 3.38.E-04 -3.35.E-05 -1.65.E-04 -6.69.E-04 -1.54.E-04 -3.30.E-04 2.68.E-04
C9 4.35.E-04 -3.92.E-04 -1.31.E-03 8.16.E-05 2.32.E-05 -4.01.E-04 -2.15.E-05 -1.81.E-04 -3.98.E-04
C10 5.30.E-04 -1.02.E-04 -6.42.E-04 -5.50.E-05 -9.04.E-05 -1.99.E-04 9.98.E-05 1.02.E-04 2.45.E-05
C11 4.61.E-04 -1.68.E-04 -5.76.E-04 7.09.E-06 2.09.E-05 -5.41.E-05 8.59.E-05 8.42.E-05 5.32.E-06
C12 3.42.E-04 -6.97.E-05 -2.08.E-04 -9.14.E-06 -4.95.E-06 -5.43.E-05 7.50.E-05 8.22.E-05 -2.54.E-07
C13 2.45.E-04 -6.37.E-05 -1.31.E-04 6.10.E-07 1.58.E-05 -6.28.E-05 3.39.E-05 4.96.E-05 -5.65.E-06
C14 1.58.E-04 -3.16.E-05 -3.48.E-05 2.86.E-06 -5.11.E-06 -7.45.E-05 1.72.E-05 2.58.E-05 -3.43.E-06
C15 9.44.E-05 -2.12.E-05 -1.00.E-05 -1.03.E-06 4.22.E-07 -4.45.E-05 3.82.E-06 1.31.E-05 4.23.E-06
C16 4.05.E-05 -1.08.E-05 8.95.E-06 2.68.E-06 -2.14.E-07 -2.04.E-05 -1.46.E-06 7.47.E-06 -1.23.E-06
C17 1.36.E-05 -5.28.E-06 5.55.E-06 -2.03.E-06 2.38.E-06 -9.23.E-07 -6.99.E-07 1.92.E-06 3.18.E-07
L5 L6 L7 L8 L9
S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18
R -23.590 -7.927 20.311 -7.514 -7.467 3.137 11.366 7.098 2.170
C2 1.80.E+00 2.33.E+00 2.48.E+00 2.20.E+00 2.40.E+00 2.58.E+00 3.52.E+00 4.61.E+00 5.83.E+00
C1 0.00.E+00 1.65.E+01 0.00.E+00 7.53.E+00 3.02.E+00 -4.75.E+00 9.83.E+00 -1.02.E-01 -8.28.E+00
C4 -1.88.E-01 -3.12.E-01 -1.22.E+00 -5.03.E-02 -5.68.E-02 -1.35.E+00 -2.24.E+00 -3.62.E+00 -6.27.E+00
C5 2.91.E-03 6.00.E-02 1.51.E-01 -1.73.E-02 7.09.E-03 5.81.E-02 7.32.E-02 1.55.E+00 4.69.E-01
C6 2.40.E-02 1.19.E-02 -1.35.E-02 1.02.E-02 -3.03.E-03 1.89.E-02 5.74.E-02 -9.76.E-01 -1.44.E+00
C7 -5.46.E-03 -3.24.E-02 -8.00.E-03 -9.21.E-04 -1.96.E-03 2.24.E-02 -2.56.E-02 2.65.E-01 2.67.E-01
C8 3.32.E-05 7.01.E-03 -4.59.E-03 -2.95.E-03 -5.35.E-04 4.06.E-03 1.08.E-03 -2.40.E-01 -3.80.E-02
C9 -1.48.E-03 7.50.E-03 4.26.E-03 -6.80.E-04 5.35.E-04 -1.78.E-03 -1.63.E-02 -8.45.E-04 1.12.E-01
C10 5.13.E-04 1.28.E-03 2.21.E-03 8.14.E-04 -1.31.E-04 -2.85.E-03 -4.25.E-03 -4.18.E-02 -1.06.E-01
C11 1.32.E-04 -3.11.E-03 -1.67.E-03 -1.14.E-03 -3.39.E-04 -2.24.E-03 3.36.E-03 -2.24.E-02 -1.79.E-02
C12 3.89.E-05 1.95.E-03 1.78.E-03 -8.30.E-04 -5.10.E-04 -1.25.E-03 4.87.E-03 -9.79.E-03 -2.34.E-02
C13 -4.71.E-05 8.05.E-04 3.40.E-04 　 　 -1.73.E-04 -2.66.E-03 2.28.E-04 -2.19.E-02
C14 -5.54.E-06 -1.46.E-03 6.61.E-05 　 　 2.73.E-04 -7.31.E-03 -5.33.E-03 2.76.E-03
C15 8.80.E-06 -1.54.E-03 6.36.E-04 　 　 2.32.E-04 -6.38.E-03 2.34.E-03 1.87.E-02
C16 -8.18.E-06 -3.28.E-04 6.79.E-04 　 　 3.76.E-05 -2.97.E-03 6.69.E-04 1.67.E-04
C17 -1.28.E-06 5.74.E-05 2.16.E-04 　 　 -1.72.E-05 -6.24.E-04 4.72.E-04 8.77.E-04
실시예에 따른 광학계(1000)에서 각 렌즈면의 Sag값은 하기 수학식을 만족할 수 있다.
[수학식]
Figure PCTKR2022008624-appb-img-000001
상기수학식에서 각 항목이 의미하는 바는 아래와 같다.
Z: The sag of the surface parallel to the Z-axis (in lens units)
c: The vertex curvature (CUY)
k: The conic constrant
r: The radial distance
rn: The normalization radius (NRADIUS)
u: r/rn
am: The mthQcon coefficient, which correlates to surface sag departure
Qm con: The mthQcon polynomial
상기와 같이 실시예에 따른 복수의 렌즈들(100) 중 적어도 하나의 렌즈면은 30차 비구면 계수를 가진 비구면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 실시예는 상기 제7 렌즈(170)를 제외한 나머지 렌즈의 렌즈면은 30차 비구면 계수를 가질 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. 실시예에 따른 광학계(1000)는 이하에서 설명되는 수학식 중 적어도 하나를 만족할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 왜곡, 수차 특성을 효과적으로 제어할 수 있고, 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 보다 슬림하고 컴팩트한 구조를 가질 수 있다.
[수학식 1] 1 < L1_CT / L3_CT < 4
수학식 1에서 L1_CT는 상기 제1 렌즈(110)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L3_CT는 상기 제3 렌즈(130)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 1을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 2] 0 < L2_CT / L2_ET < 1
수학식 2에서 L2_CT는 상기 제2 렌즈(120)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L2_ET는 상기 제2 렌즈(120)의 유효 영역 끝단에서의 광축(OA) 방향 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, L2_ET는 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(제3 면(S3))의 유효 영역 끝단과 상기 제2 렌즈(120)의 센서 측 면(제4 면(S4))의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 2를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 입사되는 광을 제어할 수 있고, 향상된 해상력을 가질 수 있다.
[수학식 3] 1 < L9_ET / L9_CT < 4
수학식 3에서 L9_CT는 상기 제9 렌즈(190)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L9_ET는 상기 제9 렌즈(190)의 유효 영역 끝단에서의 광축(OA) 방향 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, L9_ET는 상기 제9 렌즈(190)의 물체 측 면(제17 면(S17))의 유효 영역 끝단과 상기 제9 렌즈(190)의 센서 측 면(제18 면(S18))의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 3을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡이 발생하는 것을 감소시킬 수 있다.
[수학식 4] 1.6 < n3
수학식 4에서 n3는 상기 제3 렌즈의 d-line에서의 굴절률(Refractive index)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 4를 만족할 경우, 상기 광학계는 색수차가 발생하는 것을 감소시킬 수 있다.
[수학식 5] 1 < CA_L1S1 / CA_L3S2 < 2
수학식 5에서 CA_L1S1은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 유효경(Clear aperture; CA) 크기(mm)를 의미하고, CA_L3S2는 상기 제3 렌즈(130)의 센서 측 면(제6 면(S6))의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 5를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 6] 1 < CA_L9S2 / CA_L4S2 < 5
수학식 6에서 CA_L4S2는 상기 제4 렌즈(140)의 센서 측 면(제8 면(S8))의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미하고, CA_L9S2는 상기 제9 렌즈(190)의 센서 측 면(제18 면(S18))의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 6을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 7] 1 < d34_CT / d34_ET < 5
수학식 7에서 d34_CT는 상기 제3 렌즈(130)의 센서 측 면(제6 면(S6)) 및 상기 제4 렌즈(140)의 물체 측 면(제7 면(S7))의 광축(OA)에서의 간격(mm)을 의미한다. d34_ET는 상기 제3 렌즈(130)의 센서 측 면(제6 면(S6))의 유효 영역 끝단과 상기 제4 렌즈(140)의 물체 측 면(제7 면(S7))의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 7을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차를 감소시킬 수 있고, 상기 광학계(1000)의 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 8] 1 < d89_CT / d89_min < 40
수학식 8에서 d89_CT는 상기 제8 렌즈(180)의 센서 측 면(제16 면(S16)) 및 상기 제9 렌즈(190)의 물체 측 면(제17 면(S17))의 광축(OA)에서의 간격을 의미한다. d89_min은 상기 제8 렌즈(180)의 센서 측 면(제16 면(S16)) 및 상기 제9 렌즈(190)의 물체 측 면(제17 면(S17)) 사이의 광축(OA) 방향 간격 중 최소 간격을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 8을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 9] 0.2 < L9S2 Inflection Point < 0.7
수학식 9에서 L9S2 Inflection Point는 상기 제9 렌즈(190)의 센서 측 면(S18) 상에 위치하는 변곡점의 위치를 의미할 수 있다. 자세하게, L9S2 Inflection Point는 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제9 렌즈(190)의 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단 또는 에지를 끝점으로 하고, 광축(OA)에서 상기 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단까지의 광축(OA)의 수직 방향 길이를 1이라고 할 때, 상기 제18 면(S18) 상에 위치한 변곡점(제3 변곡점(P3))의 위치를 의미할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 9를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 10] 5 < CA_L3S2 / L3_CT < 10
수학식 10에서 CA_L3S2는 상기 제3 렌즈(130)의 센서 측 면(제6 면(S6))의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미하고, L3_CT는 상기 제3 렌즈(130)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 10을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부에서 광량 저하가 발생하는 것을 방지 또는 최소화할 수 있어 비네팅(Vignetting) 특성을 제어할 수 있다.
[수학식 11] 0.4 < L1R1 / L2R1 < 0.9
수학식 11에서 L1R1은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 곡률 반경(mm)을 의미하고, L2R1은 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(제3 면(S3))의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 11을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 입사되는 광을 제어하여 광학 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 12] 1 < L7R1 / L7R2 < 3
수학식 12에서 L7R1은 상기 제7 렌즈(170)의 물체 측 면(제13 면(S13))의 곡률 반경(mm)을 의미하고, L7R2는 상기 제7 렌즈(170)의 센서 측 면(제14 면(S14))의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 12를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 왜곡 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 13] 1 < L4_CT / L4_ET < 1.5
수학식 13에서 L4_CT는 상기 제4 렌즈(140)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L4_ET는 상기 제4 렌즈(140)의 유효 영역 끝단에서의 광축(OA) 방향 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, L4_ET는 상기 제4 렌즈(140)의 물체 측 면(제7 면(S7))의 유효 영역 끝단과 상기 제4 렌즈(140)의 센서 측 면(제8 면(S8))의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 13을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 입사되는 광을 제어할 수 있고, 화각의 주변부의 광학 성능을 개선할 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 비네팅이 발생하는 것을 최소화 또는 방지할 수 있다.
[수학식 14] 1 < L4_CT / d45_CT < 2.5
수학식 14에서 L4_CT는 상기 제4 렌즈(140)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, d45_CT는 상기 제4 렌즈(140)와 상기 제5 렌즈(150)의 광축(OA)에서의 간격을 의미한다. 자세하게, d45_CT는 상기 제4 렌즈(140)의 센서 측 면(제8 면(S8)) 및 상기 제5 렌즈(150)의 물체 측 면(제9 면(S9))의 광축(OA)에서의 간격을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 14를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 15] 1 < d34_CT / d45_CT < 3
수학식 15에서 d34_CT는 상기 제3 렌즈(130)와 상기 제4 렌즈(140)의 광축(OA)에서의 간격을 의미하고, d45_CT는 상기 제4 렌즈(140)와 상기 제5 렌즈(150)의 광축(OA)에서의 간격을 의미한다. 자세하게, d34_CT는 상기 제3 렌즈(130)의 센서 측 면(제6 면(S6)) 및 상기 제4 렌즈(140)의 물체 측 면(제7 면(S7))의 광축(OA)에서의 간격을 의미하고, d45_CT는 상기 제4 렌즈(140)의 센서 측 면(제8 면(S8)) 및 상기 제5 렌즈(150)의 물체 측 면(제9 면(S9))의 광축(OA)에서의 간격을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 15를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 16] 1 < d45_CT / d56_CT < 3
수학식 16에서 d45_CT는 상기 제4 렌즈(140)와 상기 제5 렌즈(150)의 광축(OA)에서의 간격을 의미하고, d56_CT는 상기 제5 렌즈(150)와 상기 제6 렌즈(160)의 광축(OA)에서의 간격을 의미한다. 자세하게, d45_CT는 상기 제4 렌즈(140)의 센서 측 면(제8 면(S8)) 및 상기 제5 렌즈(150)의 물체 측 면(제9 면(S9))의 광축(OA)에서의 간격을 의미하고, d56_CT는 상기 제5 렌즈(150)의 센서 측 면(제10 면(S10)) 및 상기 제6 렌즈(160)의 물체 측 면(제11 면(S11))의 광축(OA)에서의 간격을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 16을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 17] 0.3 < L7_CT / L6_CT < 1
수학식 17에서 L6_CT는 상기 제6 렌즈(160)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L7_CT는 상기 제7 렌즈(170)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 17을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있고, 화각(FOV)의 주변부의 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 18] 0.1 < L7_CT / L8_CT < 0.95
수학식 18에서 L7_CT는 상기 제7 렌즈(170)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L8_CT는 상기 제8 렌즈(180)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 18을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있고, 특히 화각(FOV)의 주변부의 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 19] 2 < L7_CT / d78_CT < 8
수학식 19에서 L7_CT는 상기 제7 렌즈(170)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, d78_CT는 상기 제7 렌즈(170)와 상기 제8 렌즈(180)의 광축(OA)에서의 간격을 의미한다. 자세하게, d78_CT는 상기 제7 렌즈(170)의 센서 측 면(제14 면(S14)) 및 상기 제8 렌즈(180)의 물체 측 면(제15 면(S15))의 광축(OA)에서의 간격을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 19를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제7 렌즈(170) 및 상기 제8 렌즈(180)의 광축(OA)에서의 간격을 감소시킬 수 있어, 화각(FOV)의 중심부의 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 20] 10 < L8_CT / d78_CT < 50
수학식 20에서 L8_CT는 상기 제8 렌즈(180)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, d78_CT는 상기 제7 렌즈(170)와 상기 제8 렌즈(180)의 광축(OA)에서의 간격을 의미한다. 자세하게, d78_CT는 상기 제7 렌즈(170)의 센서 측 면(제14 면(S14)) 및 상기 제8 렌즈(180)의 물체 측 면(제15 면(S15))의 광축(OA)에서의 간격을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 20을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제7 렌즈(170) 및 상기 제8 렌즈(180)의 광축(OA)에서의 간격을 감소시킬 수 있어, 화각(FOV)의 중심부의 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 21] 0.5 < L7_ET / L6_ET < 1
수학식 21에서 L6_ET는 상기 제6 렌즈(160)의 유효 영역 끝단에서의 광축(OA) 방향 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, L6_ET는 상기 제6 렌즈(160)의 물체 측 면(제11 면(S11))의 유효 영역 끝단과 상기 제6 렌즈(160)의 센서 측 면(제12 면(S12))의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다. L7_ET는 상기 제7 렌즈(170)의 유효 영역 끝단에서의 광축(OA) 방향 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, L7_ET는 상기 제7 렌즈(170)의 물체 측 면(제13 면(S13))의 유효 영역 끝단과 상기 제7 렌즈(170)의 센서 측 면(제14 면(S14))의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 21을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 22] 0.1 < L7_ET / L8_ET < 1
수학식 22에서 L7_ET는 상기 제7 렌즈(170)의 유효 영역 끝단에서의 광축(OA) 방향 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, L7_ET는 상기 제7 렌즈(170)의 물체 측 면(제13 면(S13))의 유효 영역 끝단과 상기 제7 렌즈(170)의 센서 측 면(제14 면(S14))의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다. L8_ET는 상기 제8 렌즈(180)의 유효 영역 끝단에서의 광축(OA) 방향 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, L8_ET는 상기 제8 렌즈(180)의 물체 측 면(제15 면(S15))의 유효 영역 끝단과 상기 제8 렌즈(180)의 센서 측 면(제16 면(S16))의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 22를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부의 왜곡 수차 특성을 제어할 수 있고, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 23] 1 < L8_CT / L9_CT < 10
수학식 23에서 L8_CT는 상기 제8 렌즈(180)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L9_CT는 상기 제9 렌즈(190)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 23을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제8 렌즈(180)와 상기 제9 렌즈(190)의 제조 정밀도를 완화할 수 있다.
[수학식 24] 0.05 < L9_CT / d89_CT < 1
수학식 24에서 L9_CT는 상기 제9 렌즈(190)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, d89_CT는 상기 제8 렌즈(180)와 상기 제9 렌즈(190)의 광축(OA)에서의 간격을 의미한다. 자세하게, d89_CT는 상기 제8 렌즈(180)의 센서 측 면(제16 면(S16)) 및 상기 제9 렌즈(190)의 물체 측 면(제17 면(S17))의 광축(OA)에서의 간격을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 24를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제8 렌즈(180)와 상기 제9 렌즈(190)의 광축(OA)에서의 간격을 감소시킬 수 있고, 화각(FOV)의 중심부의 성능을 개선할 수 있다.
[수학식 25] 0.1 < d67_CT / d67_ET < 1
수학식 25에서 d67_CT는 상기 제6 렌즈(160)의 센서 측 면(제12 면(S12)) 및 상기 제7 렌즈(170)의 물체 측 면(제13 면(S13))의 광축(OA)에서의 간격을 의미한다. d67_ET는 상기 제6 렌즈(160)의 센서 측 면(제12 면(S12))의 유효 영역 끝단과 상기 제7 렌즈(170)의 물체 측 면(제13 면(S13))의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 25를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부의 수차 특성 개선할 수 있다.
[수학식 26] 0.1 < d78_CT / d78_ET < 1
수학식 26에서 d78_CT는 상기 제7 렌즈(170)의 센서 측 면(제14 면(S14)) 및 상기 제8 렌즈(180)의 물체 측 면(제15 면(S15))의 광축(OA)에서의 간격을 의미한다. d78_ET는 상기 제7 렌즈(170)의 센서 측 면(제14 면(S14))의 유효 영역 끝단과 상기 제8 렌즈(180)의 물체 측 면(제15 면(S15))의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 26을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부의 수차 특성 개선할 수 있다.
[수학식 27] 1< d89_CT / d89_ET < 5
수학식 26에서 d89_CT는 상기 제8 렌즈(180)의 센서 측 면(제16 면(S16)) 및 상기 제9 렌즈(190)의 물체 측 면(제17 면(S17))의 광축(OA)에서의 간격을 의미한다. d89_ET는 상기 제8 렌즈(180)의 센서 측 면(제16 면(S16))의 유효 영역 끝단과 상기 제9 렌즈(190)의 물체 측 면(제17 면(S17))의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 27을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차, 왜곡 수차 특성을 제어할 수 있고, 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
[수학식 28] 1 < |f1| / |f3| < 4.5
수학식 28에서 f1은 상기 제1 렌즈(110)의 초점 거리(mm)를 의미하고, f3은 상기 제3 렌즈(130)의 초점 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 28을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제3 렌즈(130)의 굴절력을 제어하여 향상된 해상력을 가질 수 있다.
[수학식 29] 5 < |f2| / |f1| < 10
수학식 29에서 f1은 상기 제1 렌즈(110)의 초점 거리(mm)를 의미하고, f2는 상기 제2 렌즈(120)의 초점 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 29를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120)의 굴절력을 제어하여 향상된 해상력을 가질 수 있다.
[수학식 30] 5 < |f123| < 10
수학식 29에서 f123은 상기 제1 내지 제3 렌즈(110,120,130)의 복합 초점 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 30을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가질 수 있다.
[수학식 31] 20 < |f49| < 100
수학식 31에서 f49는 상기 제4 내지 제9 렌즈(140,150,160,170,180,190)의 복합 초점 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 31을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있다.
[수학식 32] -1 < f123 / f49 < 0
수학식 31에서 f123은 상기 제1 내지 제3 렌즈(110,120,130)의 복합 초점 거리(mm)를 의미하고, f49는 상기 제4 내지 제9 렌즈(140,150,160,170,180,190)의 복합 초점 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 32를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가질 수 있고, 향상된 왜곡 수차 제어 특성을 가질 수 있다.
[수학식 33] 1.5 < CA_max / CA_min < 5
수학식 33에서 CA_max는 상기 복수의 렌즈들(100)의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 큰 유효경(CA) 크기를 가지는 렌즈면의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미한다. 또한, CA_min은 상기 복수의 렌즈들(100) 각각의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 작은 유효경(CA) 크기를 가지는 렌즈면의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 33을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 광학 성능을 유지하면서 슬림 및 컴팩트한 구조로 제공될 수 있는 적절한 크기를 가질 수 있다.
[수학식 34] 1.5 < CA_max / CA_Aver < 2
수학식 34에서 CA_max는 상기 복수의 렌즈들(100)의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 큰 유효경(CA) 크기를 가지는 렌즈면의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미한다. 또한, CA_Aver은 상기 복수의 렌즈들(100)의 물체 측 면 및 센서 측 면의 유효경(CA) 크기(mm)의 평균을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 34를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있고, 광학 성능 구현을 위한 적절한 크기를 가질 수 있다.
[수학식 35] 0.5 < CA_min / CA_Aver < 1
수학식 35에서 CA_min은 상기 복수의 렌즈들(100)의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 작은 유효경(CA) 크기를 가지는 렌즈면의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미한다. 또한, CA_Aver은 상기 복수의 렌즈들(100)의 물체 측 면 및 센서 측 면의 유효경(CA) 크기(mm)의 평균을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 35를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있고, 광학 성능 구현을 위한 적절한 크기를 가질 수 있다.
[수학식 36] 0.5 < CA_max / (2*ImgH) < 1
수학식 36에서 CA_max는 상기 복수의 렌즈들(100)의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 큰 유효경(CA) 크기를 가지는 렌즈면의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미한다. ImgH는 광축(OA)과 중첩되는 상기 이미지 센서(300)의 상면 중심 0 필드(filed) 영역에서 상기 이미지 센서(300)의 1.0 필드(field) 영역까지의 상기 광축(OA)의 수직 방향 거리(mm)를 의미한다. 즉, 상기 ImgH는 상기 이미지 센서(300)의 유효 영역의 최대 대각 방향 길이(mm)의 1/2을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 36을 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있다.
[수학식 37] 2 < TTL < 20
수학식 37에서 TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 정점에서 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
[수학식 38] 2 < ImgH
수학식 38에서 ImgH는 광축(OA)과 중첩되는 상기 이미지 센서(300)의 상면 중심 0 필드(filed) 영역에서 상기 이미지 센서(300)의 1.0 필드(field) 영역까지의 상기 광축(OA)의 수직 방향 거리(mm)를 의미한다. 즉, 상기 ImgH는 상기 이미지 센서(300)의 유효 영역의 최대 대각 방향 길이(mm)의 1/2을 의미한다.
[수학식 39] BFL < 2.5
수학식 39에서 BFL(Back focal length)은 이미지 센서(300)와 최인접한 렌즈의 센서 측 면의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.
[수학식 40] FOV < 120
수학식 40에서 FOV(Field of view)는 상기 광학계(1000)의 화각(도, °)을 의미한다.
[수학식 41] 0.5 < TTL / ImgH < 2
수학식 41에서 TTL(Total track length)과 ImgH의 관계를 설정할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 41을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300), 예를 들어 1인치 전후의 크기를 가지는 이미지 센서(300) 적용을 위한 BFL(Back focal length)을 확보하며 보다 작은 TTL을 가질 수 있어, 고화질 구현 및 슬림한 구조를 가질 수 있다.
[수학식 42] 0.1 < BFL / ImgH < 0.5
수학식 42에서 BFL(Back focal length)과 ImgH의 관계를 설정할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 42를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300), 예를 들어 1인치 전후의 크기를 가지는 이미지 센서(300)를 적용하기 위한 BFL(Back focal length)을 확보할 수 있고, 마지막 렌즈와 이미지 센서(300) 사이의 간격을 최소화할 수 있어 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 특성을 가질 수 있다.
[수학식 43] 4 < TTL / BFL < 10
수학식 43에서 TTL(Total track length)과 BLF의 관계를 설정할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 43을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 BFL을 확보하며 슬림하고 컴팩트하게 제공될 수 있다.
[수학식 44] 0.1 < F / TTL < 1
수학식 44에서 F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 의미한다. 수학식 44에서 전체 초점 거리와 TTL(Total track length) 사이의 관계를 설정할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 44를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트하게 제공될 수 있다.
[수학식 45] 3 < F / BFL < 8
수학식 45에서 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)와 BFL(Back focal length) 사이의 관계를 설정할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 45를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각을 가지며 슬림하고 컴팩트하게 제공될 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 마지막 렌즈와 이미지 센서(300) 사이의 간격을 최소화할 수 있어 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 특성을 가질 수 있다.
[수학식 46] 1 < F / ImgH < 3
수학식 46에서 F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 의미하고, ImgH는 광축(OA)과 중첩되는 상기 이미지 센서(300)의 상면 중심 0 필드(filed) 영역에서 상기 이미지 센서(300)의 1.0 필드(field) 영역까지의 상기 광축(OA)의 수직 방향 거리(mm)를 의미한다. 즉, 상기 ImgH는 상기 이미지 센서(300)의 유효 영역의 최대 대각 방향 길이(mm)의 1/2을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 46을 만족할 경우, 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300), 예를 들어 1인치 전후의 큰 크기를 가지는 이미지 센서(300)를 적용하며 향상된 수차 특성을 가질 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 46 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 46 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 46 중 적어도 하나 또는 둘 이상의 수학식을 만족할 경우, 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300)를 포함하며 상대적으로 작은 TTL 값을 가질 수 있고, 상기 광학계(1000) 및 이를 포함하는 카메라 모듈은 보다 슬림하게 컴팩트(compact)한 구조를 가질 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)에서 복수의 렌즈들(100) 사이 간격은 영역에 따라 설정된 값을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제1 렌즈(110)와 상기 제2 렌즈(120)는 제1 간격으로 이격될 수 있다. 상기 제1 간격은 상기 제1 렌즈(110)의 센서측 면과 상기 제2 렌즈(120)의 물체측 면 사이의 광축 방향의 간격일 수 있다. 상기 제1 간격은 상기 제1 렌즈(110)와 상기 제2 렌즈(120) 사이에서 위치에 따라 변화할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 간격은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제2 렌즈(120)의 제3 면(S3)의 유효 영역 끝단 또는 에지를 끝점으로 할 때, 광축(OA)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 변화할 수 있다. 즉, 상기 제1 간격은 광축(OA)에서 상기 제3 면(S3)의 유효경의 끝단 또는 에지로 갈수록 변화할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)에서 제1 렌즈(110)와 제2 렌즈(120) 사이의 제1 간격(d12)은 하기 표 3과 같을 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)의 물체측 면의 유효 반경과 상기 제2 렌즈(120)의 센서측 면의 유효 반경의 차이가 존재하므로, 상기 제1 간격은 광축(OA)을 기준으로 유효 반경이 작은 에지 지점까지의 간격을 측정할 수 있다.
제1 렌즈의 센서측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 제1간격(d12)(mm) 제2렌즈의 물체측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0.000 0.1329 0.000
0.100 0.1329 0.100
0.200 0.1329 0.200
0.300 0.1330 0.300
0.400 0.1333 0.400
0.500 0.1339 0.500
0.600 0.1350 0.600
0.700 0.1368 0.700
0.800 0.1397 0.800
0.900 0.1443 0.900
1.000 0.1513 1.000
1.100 0.1616 1.100
1.200 0.1766 1.200
1.300 0.1977 1.300
1.400 0.2264 1.400
1.500 0.2638 1.500
1.600 0.3105 1.600
1.631(EG1) 0.3620 1.631(EG1)
표 3을 참조하면, 상기 제1 간격은 광축(OA)에서 광축(OA)에 수직인 방향으로 갈수록 증가할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 간격은 광축(OA)에서 상기 제3 면(S3) 상에 위치한 제1 지점(EG1) 즉, 에지로 갈수록 증가할 수 있다. 상기 제1 지점(EG1)은 상기 제3 면(S3)의 유효 영역 끝단일 수 있다. 여기서 상기 제1 지점(EG1)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제1 렌즈(110)의 센서 측 면(S2)과 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(S3) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제3 면(S3)의 유효 반경 값으로, 표 1에 기재된 상기 제3 면(S3)의 유효경 값의 1/2을 의미한다. 상기 제1 간격은 상기 제3 면(S3) 상에 위치한 상기 제1 지점(EG1)에서 최대값을 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 간격은 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 2배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 2.2배 내지 약 4배일 수 있다. 더 자세하게, 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 2.4배 내지 약 3배일 수 있다. 표 3을 참조하면, 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 2.72배일 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120)는 영역에 따라 상술한 제1 간격을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 상기 제1 렌즈(110)를 통해 입사되는 광을 효과적으로 제어할 수 있다.상기 제2 렌즈(120)와 상기 제3 렌즈(130)는 제2 간격으로 이격될 수 있다. 상기 제2 간격은 상기 제2 렌즈(120)의 센서측 면과 상기 제3 렌즈(130)의 물체측 면 사이의 광축 방향의 간격일 수 있다. 상기 제2 간격은 상기 제2 렌즈(120)와 상기 제3 렌즈(130) 사이에서 위치에 따라 변화할 수 있다. 자세하게, 상기 제2 간격은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제3 렌즈(130)의 물체 측 면(S5)의 유효 영역 끝단 또는 에지를 끝점으로 할 때, 광축(OA)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 변화할 수 있다. 즉, 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 상기 제5 면(S5)의 유효경의 끝단으로 갈수록 변화할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)에서 제2 렌즈(120)와 제3 렌즈(130) 사이의 제2 간격(d23)은 하기 표 4와 같을 수 있다.
제2 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 제2간격(d23)(mm) 제3 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0.000 0.0300 0.000
0.100 0.0312 0.100
0.200 0.0346 0.200
0.300 0.0402 0.300
0.400 0.0479 0.400
0.500 0.0576 0.500
0.600 0.0691 0.600
0.700 0.0822 0.700
0.800 0.0969 0.800
0.900 0.1131 0.900
1.000 0.1307 1.000
1.100 0.1499 1.100
1.200 0.1711 1.200
1.300 0.1952 1.300
1.400 0.2243 1.400
1.462(EG2) 0.2613 1.462
(EG2)
표 4를 참조하면, 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 증가할 수 있다. 자세하게, 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 상기 제5 면(S5) 상에 위치한 제2 지점(EG2)으로 갈수록 증가할 수 있다. 상기 제2 지점(EG2)은 상기 제5 면(S5)의 유효 영역 끝단일 수 있다. 여기서 상기 제2 지점(EG2)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제2 렌즈(120)의 센서 측 면(제4 면(S4))과 상기 제3 렌즈(130)의 물체 측 면(S5) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제5 면(S5)의 유효 반경 값으로, 표 1에 기재된 상기 제5 면(S5)의 유효경 값의 1/2을 의미한다. 상기 제2 간격은 상기 제5 면(S5) 상에 위치한 상기 제2 지점(EG2)에서 최대값을 가질 수 있다. 또한, 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 4배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 5배 내지 약 12배일 수 있다. 더 자세하게, 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 6배 내지 약 10배일 수 있다. 표 4를 참조하면 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 8.71배일 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제2 렌즈(120) 및 상기 제3 렌즈(130)는 영역에 따라 상술한 제2 간격을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 상기 제1 렌즈(110) 및 상기 제2 렌즈(120)를 통해 입사되는 광을 효과적으로 제어할 수 있다.상기 제6 렌즈(160)와 상기 제7 렌즈(170)는 제3 간격으로 이격될 수 있다. 상기 제3 간격은 상기 제6 렌즈(160)의 센서측 면과 상기 제7 렌즈(170)의 물체측 면 사이의 광축(OA) 방향의 간격일 수 있다. 상기 제3 간격은 상기 제6 렌즈(160)와 상기 제7 렌즈(170) 사이에서 위치에 따라 변화할 수 있다. 자세하게, 상기 제3 간격은 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제6 렌즈(160)의 센서 측 면(S12)의 유효 영역 끝단 또는 에지를 끝점으로 할 때, 광축(OA)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 변화할 수 있다. 즉, 상기 제3 간격은 광축(OA)에서 상기 제12 면(S12)의 유효경의 끝단으로 갈수록 변화할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)에서 제6 렌즈(160)와 제7 렌즈(170) 사이의 제3 간격(d67)은 하기 표 5와 같을 수 있다.
제6 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 제3간격(d67)(mm) 제7 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0.000 0.1236 0.000
0.100 0.1227 0.100
0.200 0.1200 0.200
0.300 0.1158 0.300
0.400 0.1103 0.400
0.500 0.1041 0.500
0.600 0.0978 0.600
0.700 0.0922 0.700
0.800 0.0880 0.800
0.900 0.0856 0.900
1.000 (EG3) 0.0853 1.000 (EG3)
1.100 0.0876 1.100
1.200 0.0927 1.200
1.300 0.1010 1.300
1.400 0.1128 1.400
1.500 0.1284 1.500
1.600 0.1481 1.600
1.700 0.1715 1.700
1.800 0.1978 1.800
1.900 0.2257 1.900
2.018 (EG4) 0.2532 2.018 (EG4)
표 5를 참조하면, 상기 제3 간격은 광축(OA)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 감소할 수 있다. 자세하게, 상기 제3 간격은 광축(OA)에서 상기 제12 면(S12) 상에 위치한 제3 지점(EG3)으로 갈수록 감소할 수 있다. 상기 제3 지점(EG3)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제12 면(S12)의 유효 영역 끝단 또는 에지를 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 40% 내지 약 60%의 범위에 배치될 수 있다. 여기서, 각 렌즈 면의 광축인 시작점에서 유효 영역의 끝단 또는 에지 사이의 거리는 유효반경을 나타낸다. 상기 제3 간격은 상기 제3 지점(EG3)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 증가할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 간격은 상기 제3 지점(EG3)에서 상기 제12 면(S12) 상에 위치한 제4 지점(EG4)으로 갈수록 증가할 수 있다. 여기서 상기 제4 지점(EG4)은 상기 제12 면(S12)의 유효 영역 끝단일 수 있다. 여기서 상기 제4 지점(EG4)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제6 렌즈(160)의 센서 측 면(S12)과 상기 제7 렌즈(170)의 물체 측 면(S13) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제12 면(S12)의 유효 반경 값으로, 표 1에 기재된 상기 제12 면(S12)의 유효경 값의 1/2을 의미한다. 상기 제3 간격은 상기 제4 지점(EG4)에서 최대값을 가질 수 있다. 또한, 상기 제3 간격은 상기 제3 지점(EG3)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 2배 내지 약 5배일 수 있다. 더 자세하게, 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 2.5배 내지 약 4배일 수 있다. 표 3을 참조하면, 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 2.97배일 수 있다.실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제6 렌즈(160) 및 상기 제7 렌즈(170)는 영역에 따라 상기 제3 간격을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)는 상기 제6 렌즈(160) 및 상기 제7 렌즈(170)가 위치에 따라 설정된 간격을 가짐에 따라 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
상기 제7 렌즈(170) 및 상기 제8 렌즈(180)는 제4 간격으로 이격될 수 있다. 상기 제4 간격은 상기 제7 렌즈(170)의 센서측 면과 상기 제8 렌즈(180)의 센서측 면 사이의 광축(OA) 방향 간격일 수 있다. 상기 제4 간격은 상기 제7 렌즈(170)와 상기 제8 렌즈(180) 사이에서 위치에 따라 변화할 수 있다. 자세하게, 상기 제4 간격은 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제7 렌즈(170)의 센서 측 면(제14 면(S14))의 유효 영역 끝단 또는 에지를 끝점으로 할 때, 광축(OA)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 변화할 수 있다. 즉, 상기 제4 간격은 광축(OA)에서 상기 제14 면(S14)의 유효경의 끝단으로 갈수록 변화할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)에서 제7 렌즈(170)와 제8 렌즈(180) 사이의 제4 간격(d78)은 하기 표 6과 같을 수 있다.
제7 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 제4간격(d78)(mm) 제8 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0.000 0.0437 0.000
0.100 0.0459 0.100
0.200 0.0526 0.200
0.300 0.0636 0.300
0.400 0.0786 0.400
0.500 0.0972 0.500
0.600 0.1189 0.600
0.700 0.1430 0.700
0.800 0.1690 0.800
0.900 0.1961 0.900
1.000 0.2239 1.000
1.100 0.2515 1.100
1.200 0.2783 1.200
1.300 0.3035 1.300
1.400 0.3262 1.400
1.500 0.3457 1.500
1.600 0.3609 1.600
1.700 0.3707 1.700
1.800(EG5) 0.3735 1.800(EG5)
1.900 0.3671 1.900
2.000 0.3498 2.000
2.100 0.3209 2.100
2.200 0.2803 2.200
2.300 0.2294 2.300
2.427(EG6) 0.1792 2.427(EG6)
표 6을 참조하면, 상기 제4 간격은 광축(OA)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 증가할 수 있다. 자세하게, 상기 제4 간격은 광축(OA)에서 상기 제14 면(S14) 상에 위치한 제5 지점(EG5)으로 갈수록 증가할 수 있다. 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제14 면(S14)의 유효 영역 끝단 또는 에지를 끝점으로 할 때, 상기 제5 지점(EG5)은 광축(OA)을 기준으로 상기 광축에 수직인 방향으로 약 60% 내지 약 90%의 범위에 배치될 수 있다. 상기 제4 간격은 상기 제5 지점(EG5)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 감소할 수 있다. 예를 들어, 상기 제4 간격은 상기 제5 지점(EG5)에서 상기 제14 면(S14) 상에 위치한 제6 지점(EG6)으로 갈수록 감소할 수 있다. 여기서 상기 제6 지점(EG6)은 상기 제14 면(S14)의 유효 영역 끝단일 수 있다. 여기서 상기 제6 지점(EG6)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제7 렌즈(170)의 센서 측 면(S14)과 상기 제8 렌즈(180)의 물체 측 면(S15) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제14 면(S14)의 유효 반경 값으로, 표 1에 기재된 상기 제14 면(S14)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.상기 제4 간격은 상기 제5 지점(EG5)에서 최대값을 가질 수 있다. 또한, 상기 제4 간격은 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 4배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 5배 내지 약 12배일 수 있다. 더 자세하게, 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 6배 내지 약 10배일 수 있다. 표 6을 참조하면, 상기 제4 간격의 최대값은 최소값의 약 8.55배일 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제7 렌즈(170) 및 상기 제8 렌즈(180)는 영역에 따라 상술한 제4 간격을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제7 렌즈(170) 및 상기 제8 렌즈(180)가 위치에 따라 설정된 간격을 가짐에 따라 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서도 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 왜곡 수차 특성을 개선하여 왜곡 발생을 방지 또는 최소화할 수 있다.
상기 제8 렌즈(180) 및 상기 제9 렌즈(190)는 제5 간격으로 이격될 수 있다. 상기 제5 간격은 상기 제8 렌즈(180)의 센서측 면과 상기 제9 렌즈(190)의 물체측 면 사이의 광축(OA) 방향의 간격일 수 있다. 상기 제5 간격은 상기 제8 렌즈(180)와 상기 제9 렌즈(190) 사이에서 위치에 따라 변화할 수 있다. 자세하게, 상기 제5 간격은 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제8 렌즈(180)의 센서 측 면(제16 면(S16))의 유효 영역 끝단 또는 에지를 끝점으로 할 때, 광축(OA)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 변화할 수 있다. 즉, 상기 제5 간격은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단으로 갈수록 변화할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)에서 제8 렌즈(180)와 제9 렌즈(190) 사이의 제5 간격(d89)은 하기 표 7과 같을 수 있다.
제8 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 제5 간격(d89)(mm) 제9 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0.000 0.6305 0.000
0.100 0.6308 0.100
0.200 0.6313 0.200
0.300 (EG7) 0.6317 0.300 (EG7)
0.400 0.6311 0.400
0.500 0.6285 0.500
0.600 0.6231 0.600
0.700 0.6138 0.700
0.800 0.5999 0.800
0.900 0.5809 0.900
1.000 0.5564 1.000
1.100 0.5264 1.100
1.200 0.4909 1.200
1.300 0.4504 1.300
1.400 0.4055 1.400
1.500 0.3571 1.500
1.600 0.3066 1.600
1.700 0.2554 1.700
1.800 0.2057 1.800
1.900 0.1596 1.900
2.000 0.1195 2.000
2.100 0.0877 2.100
2.200 0.0660 2.200
2.300 (EG8) 0.0560 2.300 (EG8)
2.400 0.0584 2.400
2.500 0.0733 2.500
2.600 0.1008 2.600
2.700 0.1412 2.700
2.800 0.1963 2.800
2.900 0.2667 2.900
3.000 0.3488 3.000
3.100 0.4321 3.100
3.180 (EG9) 0.5072 3.180 (EG9)
표 7을 참조하면, 상기 제5 간격은 광축(OA)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 증가할 수 있다. 자세하게, 상기 제5 간격은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제7 지점(EG7)으로 갈수록 증가할 수 있다. 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단 또는 에지를 끝점으로 할 때, 상기 제7 지점(EG7)은 상기 광축에서 상기 제16 면(S16)의 유효 반경의 약 5% 내지 약 15%의 범위에 배치될 수 있다. 상기 제5 간격은 상기 제7 지점(EG7)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 감소할 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 간격은 상기 제7 지점(EG7)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제8 지점(EG8)으로 갈수록 감소할 수 있다. 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단 또는 에지를 끝점으로 할 때, 상기 제8 지점(EG8)은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16)의 유효 반경의 약 60% 내지 약 80%의 범위에 배치될 수 있다.상기 제5 간격은 상기 제8 지점(EG8)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 증가할 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 간격은 상기 제8 지점(EG8)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제9 지점(EG9)으로 갈수록 증가할 수 있다. 여기서 상기 제8 지점(EG8)은 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단일 수 있다. 여기서 상기 제9 지점(EG9)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제8 렌즈(180)의 센서 측 면(S16)과 상기 제9 렌즈(190)의 물체 측 면(S17) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제16 면(S16)의 유효 반경 값으로, 표 1에 기재된 상기 제16 면(S16)의 유효경 값의 1/2을 의미한다.
상기 제5 간격은 상기 제7 지점(EG7)에서 최대값을 가질 수 있다. 또한, 상기 제5 간격은 상기 제8 지점(EG8)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 5배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 6배 내지 약 15배일 수 있다. 더 자세하게, 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 8배 내지 약 13배일 수 있다. 표 7을 참조하면, 상기 제5 간격의 최대값은 최소값의 약 11.28배일 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제8 렌즈(180) 및 상기 제9 렌즈(190)는 영역에 따라 상술한 제5 간격을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제8 렌즈(180) 및 상기 제9 렌즈(190)가 위치에 따라 설정된 간격을 가짐에 따라 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서도 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 왜곡 수차 특성을 개선하여 왜곡 발생을 방지 또는 최소화할 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)에서 복수의 렌즈들(100)은 상술한 바와 같이 영역에 따라 설정된 광축(OA) 방향 간격을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가지며 색수차, 왜곡 수차를 제어할 수 있고, 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
항목 실시예
F 5.8671 mm
f1 13.0380 mm
f2 6.6365 mm
f3 -10.4182 mm
f4 29.0947 mm
f5 45.4990 mm
f6 -8.3829 mm
f7 781.5608 mm
f8 6.6808 mm
f9 -5.9845 mm
f123 8.496 mm
f49 -42.502 mm
L1_ET 0.3081 mm
L2_ET 0.2762 mm
L3_ET 0.4693 mm
L4_ET 0.2807 mm
L5_ET 0.2996 mm
L6_ET 0.2229 mm
L7_ET 0.2204 mm
L8_ET 0.6135 mm
L9_ET 0.4703 mm
d12_ET 0.3268 mm
d23_ET 0.2534 mm
d34_ET 0.0866 mm
d45_ET 0.0950 mm
d56_ET 0.0182 mm
d67_ET 0.1496 mm
d78_ET 0.0816 mm
d89_ET 0.5569 mm
d89_min 0.560 mm
L9S2 Inflection Point 0.293
CA_max 8.153 mm
CA_min 2.641 mm
CA_Aver 4.181 mm
BFL 1.0120 mm
TTL 7.000 mm
ImgH 5.000 mm
FOV 79.93 도
EPD 3.3511 mm
F-number 1.75
표 8은 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식들의 항목에 대한 것으로, 상기 광학계(1000)의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length), F값, ImgH, 상기 제1 내지 제9 렌즈들(110,120,130,140,150,160,170,180,190) 각각의 초점 거리(f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7, f8, f9), 각 렌즈의 엣지 두께(L1_ET ~ L9_ET), 인접한 렌즈들의 에지 간격(d12_ET ~ d89_ET), 제8,9 렌즈 사이의 최소 간격(d89_min), 각 렌즈의 렌즈 면들 중에서 최대 유효경(CA_Max), 최소 유효경(CA_Min), 유효경 평균(CA_Aver)등에 대한 것이다. 여기서 렌즈의 엣지 두께는 렌즈의 유효 영역 끝단에서의 광축(OA) 방향 두께를 의미한다. 자세하게, 렌즈의 엣지 두께는 렌즈의 물체 측 면의 유효 영역의 끝단에서 센서 측 면의 유효 영역 끝단의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
수학식 실시예
1 1 < L1_CT / L3_CT < 4 1.805
2 0 < L2_CT / L2_ET < 1 0.429
3 1 < L9_ET / L9_CT < 4 1.266
4 1.6 < n3 1.671
5 1 < CA_L1S1 / CA_L3S2 < 2 1.302
6 1 < CA_L9S2 / CA_L4S2 < 5 2.766
7 1 < d34_CT / d34_ET < 5 3.841
8 1 < d89_CT / d89_min < 40 11.261
9 0.2 < L9 S2 Inflection Point < 0.7 0.293
10 5 < CA_L3S2 / L3_CT < 10 8.175
11 0.4 < L1R1 / L2R1 < 0.9 0.696
12 1 < L7R1 / L7R2 < 3 1.006
13 1 < L4_CT / L4_ET < 1.5 1.285
14 1 < L4_CT / d45_CT < 2.5 1.332
15 1 < d34_CT / d45_CT < 3 1.228
16 1 < d45_CT / d56_CT < 3 1.079
17 0.3 < L7_CT / L6_CT < 1 0.924
18 0.1 < L7_CT / L8_CT < 0.95 0.243
19 2 < L7_CT / d78_CT < 8 5.681
20 10 < L8_CT / d78_CT < 50 23.344
21 0.5 < L7_ET / L6_ET < 1 0.989
22 0.1 < L7_ET / L8_ET < 1 0.359
23 1 < L8_CT / L9_CT < 10 2.743
24 0.05 < L9_CT / d89_CT < 1 0.589
25 0.1 < d67_CT / d67_ET < 1 0.827
26 0.1 < d78_CT / d78_ET < 1 0.535
27 1< d89_CT / d89_ET < 5 1.132
28 1 < |f1| / |f3| < 4.5 1.251
29 5 < |f2| / |f1| < 10 0.509
30 5 < |f123| < 10 8.496
31 20 < |f49| < 100 42.502
32 -1 < f123 / f49 < 0 -0.200
33 1.5 < CA_max / CA_min < 5 3.087
34 1.5 < CA_max / CA_Aver < 2 1.950
35 0.5 < CA_min / CA_Aver < 1 0.632
36 0.5 < CA_max / (2 * ImgH) < 1 0.815
37 2 < TTL < 20 7.000
38 2 < ImgH 5.000
39 BFL < 2.5 1.012
40 FOV < 120 79.930
41 0.5 < TTL / ImgH < 2 1.400
42 0.1 < BFL / ImgH < 0.5 0.202
43 4 < TTL / BFL < 10 6.917
44 0.1 < F / TTL < 1 0.838
45 3 < F / BFL < 8 5.798
46 1 < F / ImgH < 3 1.173
표 9는 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 46의 결과값에 대한 것이다. 표 9를 참조하면, 실시예에 다른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 46 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 46을 모두 만족하는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000)는 양호한 광학 성능을 가지며 도 2와 같이 우수한 수차 특성을 가질 수 있다. 도 2는 실시예에 따른 광학계(1000)의 수차도에 대한 그래프로 좌측에서 우측 방향으로 구면 수차(Longitudinal Spherical Aberration), 비점 수차(Astigmatic Field Curves), 왜곡 수차(Distortion)를 측정한 그래프이다. 도 2에서 X축은 초점 거리(mm) 또는 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 2를 참조하면, 실시예에 따른 광학계(1000)는 복수의 렌즈들(100)이 설정된 형상, 초점 거리, 설정된 간격 등을 가짐에 따라 향상된 해상력을 가지며, 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
도 3은 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다. 도 3을 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) 및 이미지 센서(300)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 중심부와 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.
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, 예컨대 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. 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. 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 (15)

  1. 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제9 렌즈를 포함하고,
    상기 제2 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제3 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고,
    상기 제8 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제9 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고,
    상기 제9 렌즈의 상기 광축에서의 두께는 L9_CT이고,
    상기 제8 및 제9 렌즈의 상기 광축에서의 간격은 d89_CT이며,
    수학식: 0.05 < L9_CT / d89_CT < 1
    을 만족하는 광학계.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제8 렌즈의 상기 광축에서의 두께는 L8_CT이고,
    수학식: 1 < L8_CT / L9_CT < 10
    을 만족하는 광학계.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제7 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지는 광학계.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제7 렌즈는 상기 광축에서 상기 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지는 광학계.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제6 렌즈의 상기 광축에서의 두께는 L6_CT이고,
    상기 제7 렌즈의 상기 광축에서의 두께는 L7_CT이며,
    수학식: 3 < L7_CT / L6_CT < 1
    을 만족하는 광학계.
  6. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제7 렌즈의 상기 광축에서의 두께는 L7_CT이고,
    상기 제8 렌즈의 상기 광축에서의 두께는 L8_CT이며,
    수학식: 0.1 < L7_CT / L8_CT < 0.95
    을 만족하는 광학계.
  7. 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제9 렌즈를 포함하고,
    상기 제2 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제3 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고,
    상기 제8 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제9 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고,
    상기 제9 렌즈는 상기 제9 렌즈의 물체 측 면 상에 배치되는 제2 변곡점을 포함하고,
    상기 제2 변곡점은 상기 광축에서 상기 제9 렌즈의 물체 측 면의 유효 반경의 70% 내지 95% 범위에 위치하는 광학계.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제9 렌즈는 상기 제9 렌즈의 센서 측 면 상에 배치되는 제3 변곡점을 포함하고,
    상기 제3 변곡점은 상기 광축에서 상기 제9 렌즈의 유효 반경의 15% 내지 40% 범위에 배치되는 광학계.
  9. 제7 항 또는 제8 항에 있어서,
    상기 제8 렌즈는 상기 제8 렌즈의 물체 측 면 상에 배치되는 제1 변곡점을 포함하고,
    상기 제1 변곡점은 상기 광축에서 상기 제8 렌즈의 물체측 면의 유효 반경의 45% 내지 70% 범위에 배치되는 광학계.
  10. 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제9 렌즈를 포함하고,
    상기 제2 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제3 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고,
    상기 제8 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제9 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고,
    L9_CT는 상기 제9 렌즈의 상기 광축에서의 두께이고,
    L9_ET는 상기 제9 렌즈의 물체 측 면의 유효 영역 끝단과 상기 제9 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단 사이의 상기 광축 방향 거리이며,
    수학식: 1 < L9_ET / L9_CT < 4
    을 만족하는 광학계.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제8 렌즈 및 상기 제9 렌즈 사이의 광축 방향의 간격은,
    상기 광축에 수직인 방향을 기준으로, 상기 광축에서 상기 제8 렌즈의 센서 측 면 상에 위치한 제1 지점으로 갈수록 증가하고, 상기 제1 지점에서 상기 제8 렌즈의 센서 측 면 상에 위치한 제2 지점으로 갈수록 감소하고, 상기 제2 지점에서 상기 제8 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단으로 갈수록 증가하며,
    상기 제2 지점은 상기 제1 지점과 상기 제8 렌즈의 센서측 면의 유효 영역의 끝단 사이에 배치되는 광학계.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 지점은 상기 광축을 기준으로 상기 제8 렌즈의 센서측 면의 유효 반경의 5% 내지 15%의 범위에 배치되는 광학계.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제2 지점은 상기 광축을 기준으로 상기 제8 렌즈의 센서측 면의 유효 반경의 60% 내지 80%의 범위에 배치되는 광학계.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제8 렌즈 및 상기 제9 렌즈 사이의 상기 광축 방향의 간격은 상기 제1 지점에서 최대이고 상기 제2 지점에서 최소인 광학계.
  15. 제10 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    d89_CT는 상기 제8 렌즈의 센서 측 면과 상기 제9 렌즈의 물체 측 면의 상기 광축에서의 간격이고,
    d89_min은 상기 제8 렌즈의 센서 측 면과 상기 제9 렌즈의 물체 측 면 사이의 상기 광축 방향 간격 중 최소값이며,
    수학식: 1 < d89_CT / d89_min < 40
    을 만족하는 광학계.
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