WO2022265452A2 - 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈 Download PDF

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WO2022265452A2
WO2022265452A2 PCT/KR2022/008629 KR2022008629W WO2022265452A2 WO 2022265452 A2 WO2022265452 A2 WO 2022265452A2 KR 2022008629 W KR2022008629 W KR 2022008629W WO 2022265452 A2 WO2022265452 A2 WO 2022265452A2
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sensor
optical system
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권덕근
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엘지이노텍 주식회사
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    • G—PHYSICS
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    • 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 of the invention are intended to provide an optical system with improved optical properties.
  • the embodiment aims to provide an optical system having excellent performance in the center and the periphery.
  • the embodiment aims to provide an optical system capable of having a slim structure.
  • An optical system includes first to ninth lenses arranged along an optical axis in a direction from an object side to a sensor side, wherein the first lens has a positive (+) refractive power on the optical axis, and the second lens
  • 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
  • L7_CT L8_CT is the thickness of the seventh lens along the optical axis
  • L8_CT is the thickness of the eighth lens along the optical axis
  • Equation: 0.1 ⁇ L7_CT / L8_CT ⁇ 0.8 is satisfied.
  • F means the total focal length (mm) of the optical system
  • f1 means the focal length (mm) of the first lens
  • L8_CT is the thickness of the eighth lens on the optical axis
  • L8_ET is the thickness of the eighth lens in the optical axis direction at the end of the effective area, and satisfies the equation: 0.2 ⁇ L8_ET / L8_CT ⁇ 0.8 do.
  • the sensor-side surface of the eighth lens may have a convex shape in the optical axis.
  • An object-side surface of the first lens may have a convex shape with respect to the optical axis
  • a sensor-side surface of the second lens may have a concave shape with respect to the optical axis.
  • An optical system includes first to ninth lenses disposed along an optical axis in a direction from an object side to a sensor side, wherein the first lens has positive (+) refractive power on the optical axis, and the second lens 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;
  • a sensor-side surface of the ninth lens includes a first inflection point, and the first inflection point is disposed in a range of about 40% to about 60% of an effective radius of the sensor-side surface of the ninth lens based on the optical axis.
  • the object-side surface of the seventh lens includes a second inflection point, and the second inflection point is 60% to 80% of an effective radius of the object-side surface of the seventh lens based on the optical axis. placed in the range of
  • the sensor-side surface of the seventh lens includes a third inflection point, and the third inflection point is 55% to 75% of an effective radius of the sensor-side surface of the seventh lens based on the optical axis. placed in the range of
  • a distance from the optical axis to the first inflection point may be smaller than a distance from the optical axis to the second inflection point.
  • An optical system includes first to ninth lenses disposed along an optical axis in a direction from an object side to a sensor side, wherein the first lens has positive (+) refractive power on the optical axis, and the second lens
  • 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
  • the sixth and seventh lenses are spaced apart from each other by a first distance in the optical axis direction, the first distance increases from the optical axis to a first point located on the sensor-side surface of the sixth lens, and from the first point to the first point. 6 decreases toward a second point located on the sensor-side surface of the lens, and the second point is disposed further outward than the first point from the optical axis.
  • the first point is disposed in a range of 65% to 85% of an effective radius of the sensor-side surface of the sixth lens based on the optical axis.
  • the second point is an end or an edge of an effective area of the sensor-side surface of the sixth lens.
  • the seventh and eighth lenses are spaced apart by a second distance in the direction of the optical axis, and the second distance goes from the optical axis to a third point located on the sensor side of the seventh lens. it gets smaller
  • the third point is the end of the effective area of the sensor-side surface of the seventh lens.
  • the eighth and ninth lenses are spaced apart by a third distance in the direction of the optical axis, and the third distance goes from the optical axis to a fourth point located on the sensor side of the eighth lens. It increases and decreases from the fourth point to a fifth point located on the sensor-side surface of the eighth lens, and the fifth point is disposed further outside the fourth point with respect to the optical axis.
  • the third interval increases from the fifth point to a sixth point located on the sensor-side surface of the eighth lens, and the sixth point is an end of an effective area of the sensor-side surface of the eighth lens.
  • a camera module includes an optical system and an image sensor, the optical system includes the optical system disclosed above, and a total track length (TTL) of the image sensor is measured at a vertex of an object-side surface of the first lens. It means the distance from the optical axis to the image plane, and satisfies Equation: 2 ⁇ TTL ⁇ 20.
  • 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, focal lengths, and the like.
  • the optical system and the camera module according to the embodiment may have improved aberration characteristics, good optical performance at the center and the periphery of the field of view, and improve distortion characteristics at the periphery.
  • 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 a first embodiment.
  • FIG. 2 is a graph showing an aberration diagram of the optical system according to the first embodiment.
  • 3 is for a distortion grid of the optical system according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a graph showing coma aberration of the optical system according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of an optical system according to a second embodiment.
  • FIG. 6 is a graph showing an aberration diagram of an optical system according to a second embodiment.
  • FIG. 7 illustrates a distortion grid of an optical system according to a second embodiment.
  • FIG. 8 is a graph showing coma aberration of the optical system according to the second embodiment.
  • FIG 9 is a configuration diagram of an optical system according to a third embodiment.
  • FIG. 10 is a graph showing an aberration diagram of an optical system according to a third embodiment.
  • FIG. 11 illustrates a distortion grid of an optical system according to a third embodiment.
  • FIG. 12 is a graph showing coma aberration of an optical system according to a third embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating 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.
  • 1, 5 and 9 are diagrams illustrating an optical system and a camera module having the same according to embodiments.
  • an 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 light sequentially passing through the plurality of lenses 100, and in detail, the first to ninth lenses 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, and 190.
  • 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 a 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 .
  • the optical system 1000 includes the light path changing member, the light path changing member from the object side toward the sensor, the first lens 110, the second lens 120, the third lens 130, 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 sensor ( 300) can be arranged in order.
  • the light path changing member may change a path of light incident from the outside in a set direction.
  • the light path changing member directs a path of light incident to the light path changing member in a first direction in a second direction, which is the arrangement direction of the plurality of lenses 100 (the plurality of lenses 100 are spaced apart from each other). direction) can be changed to the optical axis (OA) direction of the drawing).
  • the optical system 1000 When 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 including the plurality of lenses 100 may have a thinner thickness within the device, so that the device may be provided thinner.
  • 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.
  • the first lens 110 may have positive (+) refractive power on 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 be concave 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.
  • the first surface S1 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the second surface S2 may have a convex shape along the optical axis OA. That is, the first lens 110 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • 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 second lens 120 may have negative (-) refractive power on 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 be convex along the optical axis OA
  • the fourth surface S4 may be concave 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 be concave along the optical axis OA
  • the fourth surface S4 may be concave along the optical axis OA. That is, the second lens 120 may have a concave shape on both sides of the optical axis OA.
  • 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 lens 130 may have positive (+) or 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 be convex along the optical axis OA
  • the sixth surface S6 may be concave 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 be convex along the optical axis OA
  • the sixth surface S6 may be convex along the optical axis OA. That is, the third lens 130 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the fifth surface S5 may be concave along the optical axis OA
  • the sixth surface S6 may be convex along the optical axis OA. That is, the third lens 130 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the sensor.
  • the fifth surface S5 may be concave along the optical axis OA
  • the sixth surface S6 may be concave along the optical axis OA.
  • the third lens 130 may have a concave shape on both sides of the optical axis OA.
  • At least one of the fifth surface S5 and the sixth surface S6 may be an aspheric surface.
  • both the fifth surface S5 and the sixth surface S6 may be aspheric surfaces.
  • the fourth lens 140 may have positive (+) or negative (-) refractive power on 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 be convex along the optical axis OA
  • the eighth surface S8 may be concave 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 be convex along the optical axis OA
  • the eighth surface S8 may be convex 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 be concave along the optical axis OA
  • the eighth surface S8 may be convex 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 be concave along the optical axis OA
  • the eighth surface S8 may be concave along the optical axis OA.
  • the fourth lens 140 may have a concave shape on both sides.
  • At least one of the seventh surface S7 and the eighth surface S8 may be an aspheric surface.
  • both the seventh surface S7 and the eighth surface S8 may be aspheric surfaces.
  • the fifth lens 150 may have positive (+) or negative (-) 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 be convex along the optical axis OA
  • the tenth surface S10 may be concave 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 be convex along the optical axis OA, and the tenth surface S10 may be convex 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 be concave along the optical axis OA, and the tenth surface S10 may be convex 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 ninth surface S9 may be concave along the optical axis OA, and the tenth surface S10 may be concave along the optical axis OA.
  • the fifth lens 150 may have a concave shape on both sides of the optical axis OA.
  • 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 sixth lens 160 may have positive (+) or negative (-) refractive power along 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 be convex along the optical axis OA
  • the twelfth surface S12 may be concave along the optical axis OA. That is, the sixth lens 160 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the eleventh surface S11 may be convex along the optical axis OA, and the twelfth surface S12 may be convex 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 be concave along the optical axis OA, and the twelfth surface S12 may be convex 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 eleventh surface S11 may be concave along the optical axis OA
  • the twelfth surface S12 may be concave along the optical axis OA. That is, the sixth lens 160 may have a concave shape on both sides of the optical axis OA.
  • 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 seventh lens 170 may have positive (+) or negative (-) 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 be convex 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 meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the thirteenth surface S13 may be convex along the optical axis OA, and 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.
  • the thirteenth surface S13 may be concave along the optical axis OA, and 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.
  • 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 be concave along the optical axis.
  • both sides may have a concave shape.
  • At least one of the thirteenth surface S13 and the fourteenth surface S14 may be an aspherical surface.
  • both the thirteenth surface S13 and the fourteenth surface S14 may be aspheric surfaces.
  • the seventh lens 170 may include at least one inflection point.
  • at least one of the thirteenth surface S13 and the fourteenth surface S14 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 where 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 (+). may mean a point at which this is 0.
  • the thirteenth surface S13 may include a first inflection point (not shown) defined as an inflection point.
  • the first inflection point may be disposed at a position less than or equal to about 80% when the starting point is the optical axis OA and the end point of the effective area of the thirteenth surface S13 of the seventh lens 170 is the ending point.
  • the first inflection point is disposed in the range of about 60% to about 80% when the starting point is the optical axis OA and the end of the effective area of the 13th surface S13 of the seventh lens 170 is the ending point. It can be.
  • the first inflection point is in the range of about 65% to about 75% when the starting point is the optical axis OA and the end point of the effective area of the 13th surface S13 of the seventh lens 170 is the end point. can be placed.
  • the position of the first inflection point 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.
  • the fourteenth surface S14 may include a second inflection point (not shown) defined as an inflection point.
  • the second inflection point has the optical axis OA as the starting point and the end point of the effective area of the 14th surface S14 of the seventh lens 170 as the end point, the 14th surface S14 with respect to the optical axis. It may be placed at a position that is less than or equal to about 75% of the effective radius.
  • the second inflection point may be disposed in a range of about 55% to about 75% of an effective radius of the fourteenth surface S14 based on the optical axis.
  • the second inflection point may be disposed in a range of about 60% to about 70% of the effective radius of the fourteenth surface S14 of the seventh lens 170 based on the optical axis OA.
  • the position of the second inflection point 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.
  • each position of the first inflection point and the second inflection point is disposed at a position that satisfies the aforementioned range in consideration of the optical characteristics of the optical system 1000 .
  • the positions of the first and second inflection points preferably satisfy the aforementioned range for controlling optical characteristics such as aberration characteristics and resolving power of the optical system 1000 .
  • a distance between the first and second inflection points in the optical axis OA based on a direction perpendicular to the optical axis OA may be different from each other.
  • a distance from the optical axis OA to the first inflection point may be smaller than a distance from the optical axis OA to the second inflection point.
  • a distance from the optical axis OA to the first inflection point may be about 90% or less of a distance from the optical axis OA to the second inflection point.
  • the distance from the optical axis OA to the first inflection point may be about 70% to about 90% of the distance from the optical axis OA to the second inflection point in consideration of the optical characteristics of the periphery of the angle of view FOV. there is. Accordingly, the optical system 1000 according to the embodiment can effectively control light in an area corresponding to the periphery of the angle of view (FOV), and can have improved optical characteristics not only in the center of the field of view (FOV) but also in the periphery.
  • 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 be convex along the optical axis OA
  • the sixteenth surface S16 may be convex along the optical axis OA. That is, the eighth lens 180 may have a convex shape on both sides.
  • the fifteenth surface S15 may be concave along the optical axis OA
  • the sixteenth surface S16 may be convex along the optical axis OA.
  • the eighth lens 180 may have a meniscus shape convex toward the sensor.
  • At least one of the fifteenth surface S15 and the sixteenth surface S16 may be an aspherical surface.
  • both the fifteenth surface S15 and the sixteenth surface S16 may be aspheric surfaces.
  • 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 be convex along the optical axis OA
  • the eighteenth surface S18 may be concave along the optical axis OA. That is, the ninth lens 190 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the seventeenth surface S17 may be convex along the optical axis OA, and the eighteenth surface S18 may be convex along the optical axis OA. That is, the ninth lens 190 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the seventeenth surface S17 may be concave along the optical axis OA, and the eighteenth surface S18 may be convex along the optical axis OA. That is, the ninth lens 190 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the sensor.
  • the seventeenth surface S17 may be concave along the optical axis OA
  • the eighteenth surface S18 may be concave along the optical axis OA. That is, the ninth lens 190 may have a concave shape on both sides of the optical axis OA.
  • At least one of the seventeenth surface S17 and the eighteenth surface S18 may be an aspherical surface.
  • both the seventeenth surface S17 and the eighteenth surface S18 may be aspheric surfaces.
  • 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 eighteenth surface S18 may include a third inflection point (not shown) defined as an inflection point.
  • the third point of inflection is when the optical axis OA is the starting point and the end point of the effective area of the 18th surface S18 of the ninth lens 190 is the end point. It may be placed at a position that is less than or equal to about 60% of the effective radius.
  • the third point of inflection may be disposed in a range of about 40% to about 60% of an effective radius of the eighteenth surface S18 based on the optical axis.
  • the third inflection point may be disposed in a range of about 40% to about 50% of the effective radius of the eighteenth surface S18 of the ninth lens 190 .
  • the position of the third inflection point 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.
  • the position of the third inflection point is preferably disposed at a position that satisfies the aforementioned range in consideration of the optical characteristics of the optical system 1000 .
  • the position of the third inflection point satisfies the aforementioned range for controlling optical characteristics such as aberration characteristics and resolving power of the optical system 1000 .
  • a distance from the optical axis OA to the third inflection point may be different from the distances from the optical axis OA to the first and second inflection points.
  • a distance from the optical axis OA to the third inflection point may be greater than a distance from the optical axis OA to the first inflection point. Also, a distance from the optical axis OA to the third inflection point may be greater than a distance from the optical axis OA to the second inflection point. Accordingly, the ninth lens 190 can effectively control the path of light emitted to the image sensor 300 through the ninth lens 190 . Accordingly, the optical system 1000 according to the embodiment may have improved optical characteristics even in the center and periphery of the field of view (FOV).
  • FOV field of view
  • the optical system 1000 according to the embodiment may satisfy at least one or two or more 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 not only at the center of the field of view but also at the periphery. In addition, the optical system 1000 may have a slimmer and more compact structure.
  • Equation 1 F means the total focal length (mm) of the optical system 1000, and f1 means the focal length (mm) of the first lens 110.
  • the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 1, the optical system 1000 can effectively control incident light and can have improved resolution.
  • Equation 2 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 according to the embodiment satisfies Equation 2, the optical system 1000 may have improved resolution.
  • Equation 3 F means the total focal length (mm) of the optical system 1000, and f12 means the combined focal length (mm) from the first lens 110 to the second lens 120. .
  • the optical system 1000 can effectively control incident light and can have improved resolution.
  • Equation 4 f1 means the focal length (mm) of the first lens 110, and f12 means the combined focal length (mm) from the first lens 110 to the second lens 120. do.
  • the optical system 1000 may have improved resolution.
  • L1R1 means the radius of curvature (mm) in the optical axis OA of the object side surface (first surface S1) of the first lens 110
  • L1R2 is the first lens 110 It means the radius of curvature (mm) in the optical axis (OA) of the sensor-side surface (second surface (S2)) of .
  • Equation 5 L2R1 means the radius of curvature (mm) in the optical axis OA of the object side surface (third surface S3) of the second lens 120, and L2R2 is the second lens 120 It means the radius of curvature (mm) in the optical axis (OA) of the sensor-side surface (fourth surface (S4)) of .
  • n1d means the refractive index of the first lens 110 on the d-line
  • n2d means the refractive index of the second lens 120 on the d-line. do.
  • n7d means the refractive index of the seventh lens 170 on the d-line
  • n8d means the refractive index of the eighth lens 180 on the d-line. do.
  • L1_CT means the thickness (mm) of the first lens 110 on the optical axis (OA)
  • L2_CT means the thickness (mm) of the second lens 120 on the optical axis (OA). do.
  • 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.
  • L8_CT means the thickness (mm) of the eighth lens 180 along the optical axis OA
  • L8_ET represents the thickness of the eighth lens 180 in the direction of the optical axis OA at the end of the effective area. it means.
  • 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 in the direction of the optical axis (OA) between the ends of the area.
  • 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.
  • Inf71 is the linear distance (mm, optical axis OA) from the optical axis OA to the inflection point (first inflection point) disposed on the object side surface (thirteenth surface S13) of the seventh lens 170. of the vertical direction).
  • Inf72 is a linear distance (mm, perpendicular to the optical axis OA) from the optical axis OA to an inflection point (second inflection point) disposed on the sensor-side surface (the fourteenth surface S14) of the seventh lens 170. direction).
  • Inf71 is the linear distance (mm, optical axis OA) from the optical axis OA to the inflection point (first inflection point) disposed on the object side surface (thirteenth surface S13) of the seventh lens 170. of the vertical direction).
  • Inf92 is a straight line distance (mm, perpendicular to the optical axis OA) from the optical axis OA to an inflection point (third inflection point) disposed on the sensor side surface (the eighteenth surface S18) of the ninth lens 190. direction).
  • Inf72 is the linear distance (mm, optical axis OA) from the optical axis OA to the inflection point (second inflection point) disposed on the sensor-side surface (the fourteenth surface S14) of the seventh lens 170. of the vertical direction).
  • Inf92 is a straight line distance (mm, perpendicular to the optical axis OA) from the optical axis OA to an inflection point (third inflection point) disposed on the sensor side surface (the eighteenth surface S18) of the ninth lens 190. direction).
  • T11 means the distance from the apex of the object side surface (first surface S1) of the first lens 110 to the effective mirror in the direction of the optical axis OA.
  • D11 means the length in the vertical direction of the optical axis OA from the optical axis OA to the end of the effective area of the object side surface (first surface S1) of the first lens 110. That is, D11 means the effective radius value (mm) of the object-side surface (first surface S1) of the first lens 110.
  • T91 means the distance from the apex of the object-side surface (the 17th surface S17) of the ninth lens 190 to the effective mirror in the direction of the optical axis OA.
  • D91 means the length in the vertical direction of the optical axis OA from the optical axis OA to the end of the effective area of the object side surface (the seventeenth surface S17) of the ninth lens 190. That is, D91 means the effective radius value (mm) of the object-side surface (the 17th surface S17) of the ninth lens 190.
  • T92 means the distance from the apex of the sensor-side surface (the 18th surface S18) of the ninth lens 190 to the effective mirror in the direction of the optical axis OA.
  • D92 means the vertical length of the optical axis OA from the optical axis OA to the end of the effective area of the sensor-side surface (the eighteenth surface S18) of the ninth lens 190. That is, D92 means the effective radius value (mm) of the sensor-side surface (the eighteenth surface (S18)) of the ninth lens 190.
  • CA_L1S1 means the clear aperture (CA) size (mm) of the object side surface (first surface S1) of the first lens 110
  • CA_L3S1 is the third lens 130 It means the size (mm) of the effective diameter of the object-side surface (fifth surface (S5)) of
  • the optical system 1000 can control aberration characteristics, thereby minimizing occurrence of aberrations.
  • CA_L1S1 means the size (mm) of the effective diameter CA of the object-side surface (first surface S1) of the first lens 110
  • CA_L9S2 is the sensor side of the ninth lens 190. It means the size (mm) of the effective diameter of the surface (the 18th surface S18).
  • Equation 21 L1_CT denotes the thickness (mm) of the first lens 110 on the optical axis OA, and d12_CT denotes the sensor side surface (second surface S2) of the first lens 110 and It means the distance in the direction of the optical axis (OA) from the optical axis (OA) of the object-side surface (third surface (S3)) of the second lens 120.
  • L7_CT means the thickness (mm) of the seventh lens 170 on the optical axis (OA)
  • d78_CT is the sensor side surface (14th surface (S14)) of the seventh lens 170 and It means the distance (mm) in the direction of the optical axis (OA) in the optical axis (OA) of the object-side surface (fifteenth surface (S15)) of the eighth lens 180.
  • L8_CT means the thickness (mm) of the eighth lens 180 on the optical axis (OA)
  • d78_CT is the sensor side surface (the fourteenth surface (S14)) of the seventh lens 170 and It means the distance (mm) in the direction of the optical axis (OA) in the optical axis (OA) of the object-side surface (fifteenth surface (S15)) of the eighth lens 180.
  • 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. It means the distance in the direction of the optical axis (OA) in
  • d78_ET is the distance between the seventh lens 170 and the eighth lens 180 in the direction of the optical axis (OA) at the end of the effective area of the sensor-side surface (the fourteenth surface (S14)) of the seventh lens 170.
  • L6_CT means the thickness (mm) of the sixth lens 160 on the optical axis OA
  • d67_CT is the sensor side surface (twelfth surface S12) of the sixth lens 160 and This means the distance in the direction of the optical axis (OA) from the optical axis (OA) of the object-side surface (the thirteenth surface (S13)) of the seventh lens 170.
  • L7_CT means the thickness (mm) of the seventh lens 170 on the optical axis OA
  • d67_CT is the sensor side surface (twelfth surface S12) of the sixth lens 160 and This means the distance in the direction of the optical axis (OA) from the optical axis (OA) of the object-side surface (the thirteenth surface (S13)) of the seventh lens 170.
  • the resolution of the optical system 1000 may be improved and good optical characteristics may be obtained not only at the center of the field of view (FOV) but also at the periphery.
  • 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 (13th surface (S13)) of the seventh lens 170 It means the distance in the direction of the optical axis (OA) in
  • d67_ET is the distance between the sixth lens 160 and the seventh lens 170 in the direction of the optical axis (OA) at the end of the effective area of the sensor-side surface (twelfth surface (S12)) of the sixth lens 160.
  • 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 .
  • 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 sensor side surfaces 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 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 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 .
  • 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 with the optical axis OA to the 1.0 field area of the image sensor 300. means vertical distance. 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 .
  • Equation 34 the relationship between total track length (TTL) and ImgH can be set.
  • TTL total track length
  • a relatively large size image sensor 300 for example, a 1-inch image sensor 300 is applied while securing a small BFL and a smaller TTL. It may have a high resolution and high image quality, and may have a slim and compact structure.
  • Equation 35 the relationship between BFL (Back focal length) and ImgH can be set.
  • a large-sized image sensor 300 for example, an image sensor 300 with a size of about 1 inch can be applied, and thus high resolution and high image quality can be implemented.
  • the distance between the last lens and the image sensor 300 can be minimized, good optical characteristics can be obtained in the center and periphery of the FOV.
  • Equation 36 a total track length (TTL) and a back focal length (BFL) may be set.
  • TTL total track length
  • BFL back focal length
  • Equation 37 F means the total focal length (mm) of the optical system 1000.
  • Equation 37 the relationship between the total focal length and total track length (TTL) can be set.
  • TTL total track length
  • Equation 38 the relationship between F and Back focal length (BFL) can be set.
  • the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 38, the optical system 1000 can minimize the distance between the last lens and the image sensor 300 to have good optical characteristics in the periphery of the field of view (FOV).
  • FOV field of view
  • Equation 39 the relationship between F and ImgH can be set.
  • the optical system 1000 according to the embodiment satisfies Equation 39, the optical system 1000 applies a large-sized image sensor 300, for example, an image sensor 300 around 1 inch, and achieves high resolution and high image quality. can be implemented, and can have improved aberration characteristics.
  • Z is Sag and may mean a distance in the optical axis direction from an arbitrary position on the aspheric surface to the apex of the aspheric surface.
  • Y may mean a distance in a direction perpendicular to the optical axis from an arbitrary position on the aspherical surface to the optical axis.
  • c may mean the curvature of the lens, and K may mean the conic constant.
  • A, B, C, D, E, and F may mean aspheric constants.
  • the optical system 1000 may satisfy at least one or two or more of Equations 1 to 39.
  • the optical system 1000 may have improved optical characteristics.
  • the optical system 1000 when the optical system 1000 satisfies at least one or two or more of Equations 1 to 39, the optical system 1000 has improved resolving power and can improve aberration and peripheral distortion characteristics.
  • the optical system 1000 When the optical system 1000 satisfies at least one or two or more of Equations 1 to 39, it may include a relatively large image sensor 300 and have a relatively small TTL value, so that 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 sixth lens 160 and the seventh lens 170 may be spaced apart from each other by a first distance.
  • the first distance may be a distance between the sixth lens 160 and the seventh lens 170 in the direction of the optical axis (OA).
  • the first distance between the sixth lens 160 and the seventh lens 170 may change according to positions.
  • the optical axis is set in the optical axis OA. It may change as it goes in the direction perpendicular to (OA).
  • the first distance may change from the optical axis OA toward the end of the effective mirror of the twelfth surface S12.
  • the first interval may increase from the optical axis OA to a first point EG1 located on the twelfth surface S12.
  • the first point EG1 is about 65% of the effective radius of the twelfth surface S12 based on the optical axis when the optical axis OA is the starting point and the end of the effective area of the twelfth surface S12 is the ending point. to about 85%.
  • the first interval may decrease from the first point EG1 in a direction perpendicular to the optical axis OA.
  • the first interval may decrease from the first point EG1 to the second point EG2 located on the twelfth surface S12.
  • the second point EG2 may be an end of the effective area of the twelfth surface S12.
  • the first interval may have a maximum value at the first point EG1.
  • the first interval may have a minimum value at the optical axis OA or the second point EG2.
  • the maximum value of the first interval may be about 1.5 times or more than the minimum value.
  • the maximum value of the first interval may be about 1.5 to about 5 times the minimum value.
  • the optical system 1000 may have improved optical characteristics not only at the center of the field of view (FOV) but also at the periphery.
  • the optical system 1000 according to the embodiment may have improved distortion control characteristics as the sixth lens 160 and the seventh lens 170 are spaced apart at intervals set according to positions, and may have improved distortion control characteristics, It can have good optical properties not only at the center but also at the periphery.
  • the seventh lens 170 and the eighth lens 180 may be spaced apart at a second interval.
  • the second distance may be a distance between the seventh lens 170 and the eighth lens 180 in the OA direction.
  • the second interval may change depending on positions between the seventh lens 170 and the eighth lens 180 .
  • the optical axis OA it may change as it goes in the direction perpendicular to (OA). That is, the first interval may change from the optical axis OA toward the end of the effective mirror of the fourteenth surface S14.
  • the second interval may decrease from the optical axis OA toward a third point EG3 located on the fourteenth surface S14.
  • the third point EG3 may be an end of the effective area of the fourteenth surface S14.
  • the second interval may have a maximum value along the optical axis OA.
  • the second interval may have a minimum value at a third point EG3 located on the fourteenth surface S14.
  • the maximum value of the second interval may be about 1.2 times or more than the minimum value.
  • the maximum value of the second interval may be about 1.2 times to about 2 times the minimum value.
  • the optical system 1000 may have improved optical characteristics not only at the center of the field of view (FOV) but also at the periphery.
  • the optical system 1000 may have improved distortion control characteristics as the seventh lens 170 and the eighth lens 180 are spaced apart at intervals set according to positions.
  • the eighth lens 180 and the ninth lens 190 may be spaced apart from each other by a third interval.
  • the third distance may be a distance between the eighth lens 180 and the ninth lens 190 in the direction of the optical axis (OA).
  • the third interval may change according to positions between the eighth lens 180 and the ninth lens.
  • the optical axis ( OA) may change as it goes in the direction perpendicular to OA). That is, the third distance may change from the optical axis OA toward the end of the effective mirror of the sixteenth surface S16.
  • the third interval may increase from the optical axis OA toward a fourth point EG4 located on the sixteenth surface S16.
  • the fourth point EG4 has a ratio of about 20% to about 35% relative to the direction perpendicular to the optical axis OA, when the starting point is the optical axis OA and the end of the sixteenth surface S16 is the ending point. Can be placed in range.
  • the third interval may decrease from the fourth point EG4 in a direction perpendicular to the optical axis OA.
  • the third interval may decrease from the fourth point EG4 to a fifth point EG5 located on the sixteenth surface S16.
  • the ratio of about 70% to about 80% based on the direction perpendicular to the optical axis OA is Can be placed in range.
  • the third interval may increase from the fifth point EG5 in a direction perpendicular to the optical axis OA.
  • the third interval may increase from the fifth point EG5 to the sixth point EG6 located on the sixteenth surface S16.
  • the sixth point EG6 may be an end of the effective area of the sixteenth surface S16.
  • the third interval may have a maximum value at the fourth point EG4.
  • the third interval may have a minimum value at the fifth point EG5.
  • the maximum value of the third interval may be about 4 to about 6 times the minimum value.
  • the optical system 1000 may have improved optical characteristics in the periphery of the field of view (FOV).
  • the optical system 1000 according to the embodiment may have improved distortion control characteristics as the eighth lens 180 and the ninth lens 190 are spaced apart at intervals set according to positions.
  • optical system 1000 according to each embodiment will be described in more detail with reference to the following drawings.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an optical system according to the first embodiment
  • FIG. 2 is a graph showing an aberration diagram of the optical system according to the first embodiment
  • 3 is a distortion grid of the optical system according to the first embodiment
  • FIG. 4 is a graph showing coma aberration of the optical system according to the first embodiment.
  • the optical system 1000 includes first lenses 110 to ninth lenses 190 and an image sensor 300 sequentially arranged from the object side to the sensor side.
  • an aperture may be disposed between the first lens 110 and the second lens 120 .
  • 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 of the first to ninth lenses 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, and 190 along the optical axis OA, the center thickness of each lens, and the distance between adjacent lenses according to the first embodiment.
  • the first lens of the optical system 1000 according to the first embodiment ( 110) may have positive (+) refractive power in the optical axis OA.
  • the first surface S1 of the first lens 110 may have a convex shape along the optical axis OA, and the second surface S2 may have a concave shape along the optical axis OA.
  • the first lens 110 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • 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 negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the third surface S3 of the second lens 120 may have a convex shape along the optical axis OA, and the fourth surface S4 may have a concave shape along the optical axis OA.
  • the second lens 120 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the third surface S3 may be an aspherical surface
  • the fourth surface S4 may be an aspheric surface.
  • 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 positive (+) refractive power along the optical axis OA.
  • the fifth surface S5 of the third lens 130 may have a concave shape along the optical axis OA, and the sixth surface S6 may be convex along the optical axis OA.
  • the third lens 130 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the sensor.
  • the fifth surface S5 may be an aspheric surface
  • the sixth surface S6 may be an aspheric surface.
  • 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 negative (-) refractive power along the optical axis OA.
  • the seventh surface S7 of the fourth lens 140 may have a convex shape along the optical axis OA, and the eighth surface S8 may have a concave shape along the optical axis OA.
  • the fourth lens 140 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the seventh surface S7 may be an aspheric surface, and the eighth surface S8 may be an aspherical surface.
  • 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 (+) refractive power along the optical axis OA.
  • the ninth surface S9 of the fifth lens 150 may have a convex shape along the optical axis OA, and the tenth surface S10 may have a convex shape along the optical axis OA.
  • the fifth lens 150 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the ninth surface S9 may be an aspheric surface, and the tenth surface S10 may be an aspherical surface.
  • 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 (+) refractive power along the optical axis OA.
  • the eleventh surface S11 of the sixth lens 160 may have a concave shape along the optical axis OA, and the twelfth surface S12 may have a convex shape along the optical axis OA.
  • the sixth lens 160 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the sensor.
  • the eleventh surface S11 may be an aspheric surface
  • the twelfth surface S12 may be an aspheric surface.
  • 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 negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the thirteenth surface S13 of the seventh lens 170 may have a convex shape along the optical axis OA, and 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 an aspheric surface
  • the fourteenth surface S14 may be an aspherical surface.
  • the thirteenth surface S13 and the fourteenth surface S14 may have aspheric coefficients as shown in Table 2 below.
  • the seventh lens 170 may include an inflection point.
  • the aforementioned first inflection point may be disposed on the thirteenth surface S13 of the seventh lens 170 .
  • the aforementioned second inflection point may be disposed on the fourteenth surface S14 of the seventh lens 170 .
  • the eighth lens 180 may have positive (+) refractive power along the optical axis OA.
  • the fifteenth surface S15 of the eighth lens 180 may have a convex shape along the optical axis OA, and the sixteenth surface S16 may have a convex shape along the optical axis OA.
  • the eighth lens 180 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the fifteenth surface S15 may be an aspheric surface, and the sixteenth surface S16 may be an aspherical surface.
  • the fifteenth surface S15 and the sixteenth surface S16 may have aspherical surface coefficients as shown in Table 2 below.
  • the ninth lens 190 may have negative (-) refractive power along the optical axis OA.
  • the seventeenth surface S17 of the ninth lens 190 may have a concave shape in the optical axis OA, and 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 seventeenth surface S17 may be an aspherical surface, and the eighteenth surface S18 may be an aspheric surface.
  • the seventeenth surface S17 and the eighteenth surface S18 may have aspheric coefficients as shown in Table 2 below.
  • the ninth lens 190 may include an inflection point. In detail, the aforementioned third inflection point may be disposed on the eighteenth surface S18 of the ninth lens 190 .
  • the first distance d67 between the sensor-side surface of the sixth lens 160 and the object-side surface of the seventh lens 170 along the direction perpendicular to the optical axis is It may be as shown in Table 3 below.
  • the first interval may increase from the optical axis OA to the first point EG1 located on the twelfth surface S12.
  • the first point EG1 has an effective radius of the twelfth surface S12 based on the optical axis OA when the starting point is the optical axis OA and the end of the effective area of the twelfth surface S12 is the ending point. It may range from about 65% to about 85%.
  • 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 second point EG2 may be disposed at a position that is about 73.67% of the effective radius of the twelfth surface S12 based on the optical axis OA.
  • the first interval may decrease from the first point EG1 to the second point EG2, which is an outer end of the effective area of the twelfth surface S12.
  • the value of the second point EG2 is the sensor-side surface (twelfth surface S12) of the sixth lens 160 and the object-side surface S13 of the seventh lens 170 that face each other.
  • the value of the effective radius of the 14th surface S12 having the smallest effective diameter it means 1/2 of the value of the effective diameter of the 12th surface S12 described in Table 1.
  • the first interval may have a maximum value at the first point EG1 and a minimum value at the second point EG2.
  • the maximum value of the second interval may be about 1.5 times to about 5 times the minimum value.
  • the maximum value of the first interval may be about 2.96 times the minimum value.
  • the second distance d78 between the sensor-side surface and the object-side surface of the eighth lens 180 may be as shown in Table 4 below.
  • the second interval may decrease from the optical axis OA toward a third point EG3 located on the fourteenth surface S14.
  • the third point EG3 may be an outer end of the effective area of the fourteenth surface S14.
  • the value of the third point EG3 is the size of the effective mirror among the fourteenth surface S14 of the seventh lens 170 and the object side surface S15 of the eighth lens 180 facing each other.
  • the small value of the effective radius of the fourteenth surface S14 means 1/2 of the value of the effective diameter of the fourteenth surface S12 described in Table 1.
  • the second interval may have a maximum value at the optical axis OA, and may have a minimum value at the third point EG3.
  • the maximum value of the second interval may be about 1.2 times to about 2 times the minimum value.
  • the maximum value of the second interval may be about 1.4 times the minimum value.
  • the optical system 1000 may have improved optical characteristics not only at the center of the field of view (FOV) but also at the periphery.
  • the optical system 1000 according to the embodiment may have improved distortion control characteristics as the seventh lens 170 and the eighth lens 180 are spaced apart at intervals set according to positions.
  • the third distance d89 between the sensor-side surface of the eighth lens 180 and the object-side surface of the ninth lens 190 along the direction perpendicular to the optical axis in the optical system 1000 may be as shown in Table 5 below. .
  • the third interval may increase from the optical axis OA toward a fourth point EG4 located on the sixteenth surface S16.
  • the fourth point EG4 is the effective radius of the sixteenth surface S16 based on the optical axis OA when the starting point is the optical axis OA and the end of the effective area of the sixteenth surface S16 is the ending point. It may be placed in the range of about 20% to about 35% of For example, in the first embodiment, the fourth point EG4 may be disposed in a range of about 28.2%. Also, the third interval may decrease from the fourth point EG4 to a fifth point EG5 located on the sixteenth surface S16.
  • the fifth point EG5 is about 70% to about 80% relative to the direction perpendicular to the optical axis OA when the starting point is the optical axis OA and the end of the effective area of the sixteenth surface S19 is the ending point. It can be placed in the range of %.
  • the fifth point EG5 may be disposed in a range of about 77.5%.
  • the third interval may increase from the fifth point EG5 to the sixth point EG6, which is the end of the effective diameter of the sixteenth surface S16.
  • the value of the sixth point EG6 is the sensor side surface (sixteenth surface S16) of the eighth lens 180 and the object side surface (seventeenth surface S16) of the ninth lens 190 facing each other.
  • the value of the effective radius of the sixteenth surface S16 having the smallest effective diameter among the surfaces S17) means 1/2 of the effective diameter value of the sixteenth surface S16 described in Table 1.
  • the third interval may have a maximum value at the fourth point EG4 and a minimum value at the fifth point EG5.
  • the maximum value of the third interval may be about 4 times to about 6 times the minimum value.
  • the maximum value of the third interval may be about 5.85 times the minimum value.
  • the optical system 1000 may have improved optical characteristics not only in the center of the field of view (FOV) but also in the periphery. there is.
  • the optical system 1000 according to the embodiment may have improved distortion control characteristics as the eighth lens 180 and the ninth lens 190 are spaced apart at intervals set according to positions.
  • FIG. 2 is a graph of an aberration diagram of the optical system 1000 according to the first embodiment, in which spherical aberration, astigmatic field curves, and distortion are measured from left to right. to be.
  • 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 435 nm, about 486 nm, about 546 nm, about 587 nm, and about 656 nm
  • a graph of astigmatism and distortion is a graph of light in a wavelength band of 546 nm.
  • FIG. 3 is for a distortion grid of the optical system 1000 according to the first embodiment, and the optical system 1000 may have distortion characteristics as shown in FIG. 3 .
  • 4 is a graph of coma aberration of the optical system 1000 according to the first embodiment, and is about 435 nm, about 486 nm, about 546 nm, about 587 nm, and about 656 nm wavelength bands according to the field height. It is a graph measuring the aberration of the tangential component and the sagittal component of the light of . In the analysis of the coma aberration graph, it can be interpreted that the coma aberration correction function is better as the positive axis and the negative axis are closer to the X axis, respectively. Referring to FIGS.
  • the optical system 1000 according to the first embodiment has improved resolving power as the plurality of lenses 100 have set shapes, focal lengths, set intervals, etc., and an angle of view (FOV) It is possible to provide good optical performance not only at the center but also at the periphery.
  • FOV angle of view
  • FIG. 5 is a configuration diagram of an optical system according to the second embodiment
  • FIG. 6 is a graph showing an aberration diagram of the optical system according to the second embodiment
  • 7 is a distortion grid of the optical system according to the second embodiment
  • FIG. 8 is a graph showing coma aberration of the optical system according to the second embodiment.
  • the optical system 1000 includes the first lens 110 to the ninth lens 190 and the image sensor 300 sequentially arranged from the object side to the sensor side. ) may be included.
  • 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 .
  • an aperture may be disposed between the first lens 110 and the second lens 120 .
  • 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 6 shows the radius of curvature of the first to ninth lenses 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, and 190 along the optical axis OA, the center thickness of each lens, and the distance between adjacent lenses according to the second embodiment. (distance), refractive index at d-line, Abbe's Number, and the size of the clear aperture (CA).
  • the first lens 110 of the optical system 1000 may have positive (+) refractive power on the optical axis OA.
  • the first surface S1 of the first lens 110 may have a convex shape along the optical axis OA
  • the second surface S2 may have a concave shape along the optical axis OA.
  • the first lens 110 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the first surface S1 and the second surface S2 may have aspherical surface coefficients as shown in Table 7 below.
  • the second lens 120 may have negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the third surface S3 of the second lens 120 may have a convex shape along the optical axis OA, and the fourth surface S4 may have a concave shape along the optical axis OA.
  • the second lens 120 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the third surface S3 may be an aspherical surface
  • the fourth surface S4 may be an aspheric surface.
  • the third surface S3 and the fourth surface S4 may have aspherical surface coefficients as shown in Table 7 below.
  • the third lens 130 may have positive (+) refractive power along the optical axis OA.
  • the fifth surface S5 of the third lens 130 may have a concave shape along the optical axis OA, and the sixth surface S6 may be convex along the optical axis OA.
  • the third lens 130 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the sensor.
  • the fifth surface S5 may be an aspheric surface
  • the sixth surface S6 may be an aspheric surface.
  • the fifth surface S5 and the sixth surface S6 may have aspherical surface coefficients as shown in Table 7 below.
  • the fourth lens 140 may have negative (-) refractive power along the optical axis OA.
  • the seventh surface S7 of the fourth lens 140 may have a convex shape along the optical axis OA, and the eighth surface S8 may have a concave shape along the optical axis OA.
  • the fourth lens 140 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the seventh surface S7 may be an aspheric surface
  • the eighth surface S8 may be an aspherical surface.
  • the seventh surface S7 and the eighth surface S8 may have aspherical surface coefficients as shown in Table 7 below.
  • the fifth lens 150 may have positive (+) refractive power along the optical axis OA.
  • the ninth surface S9 of the fifth lens 150 may have a convex shape along the optical axis OA, and the tenth surface S10 may have a convex shape along the optical axis OA.
  • the fifth lens 150 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the ninth surface S9 may be an aspheric surface, and the tenth surface S10 may be an aspherical surface.
  • the ninth surface S9 and the tenth surface S10 may have aspherical surface coefficients as shown in Table 7 below.
  • the sixth lens 160 may have positive (+) refractive power along the optical axis OA.
  • the eleventh surface S11 of the sixth lens 160 may have a convex shape along the optical axis OA, and the twelfth surface S12 may have a convex shape along the optical axis OA.
  • the sixth lens 160 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the eleventh surface S11 may be an aspheric surface
  • the twelfth surface S12 may be an aspheric surface.
  • the eleventh surface S11 and the twelfth surface S12 may have aspherical surface coefficients as shown in Table 7 below.
  • the seventh lens 170 may have negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the thirteenth surface S13 of the seventh lens 170 may have a convex shape along the optical axis OA, and 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 an aspheric surface
  • the fourteenth surface S14 may be an aspheric surface.
  • the thirteenth surface S13 and the fourteenth surface S14 may have aspherical surface coefficients as shown in Table 7 below.
  • the seventh lens 170 may include an inflection point.
  • the aforementioned first inflection point may be disposed on the thirteenth surface S13 of the seventh lens 170 .
  • the aforementioned second inflection point may be disposed on the fourteenth surface S14 of the seventh lens 170 .
  • the eighth lens 180 may have positive (+) refractive power along the optical axis OA.
  • the fifteenth surface S15 of the eighth lens 180 may have a convex shape along the optical axis OA, and the sixteenth surface S16 may have a convex shape along the optical axis OA.
  • the eighth lens 180 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the fifteenth surface S15 may be an aspheric surface
  • the sixteenth surface S16 may be an aspherical surface.
  • the fifteenth surface S15 and the sixteenth surface S16 may have aspherical surface coefficients as shown in Table 7 below.
  • the ninth lens 190 may have negative (-) refractive power along the optical axis OA.
  • the seventeenth surface S17 of the ninth lens 190 may have a concave shape in the optical axis OA, and 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 seventeenth surface S17 may be an aspherical surface, and the eighteenth surface S18 may be an aspheric surface.
  • the seventeenth surface S17 and the eighteenth surface S18 may have aspheric coefficients as shown in Table 7 below.
  • the ninth lens 190 may include an inflection point. In detail, the aforementioned third inflection point may be disposed on the eighteenth surface S18 of the ninth lens 190 .
  • the first distance d67 between the sensor-side surface of the sixth lens 160 and the object-side surface of the seventh lens 170 along the direction perpendicular to the optical axis is It may be as shown in Table 8 below.
  • the first distance may increase from the optical axis OA to the first point EG1 located on the twelfth surface S12.
  • the first point EG1 is about 65% to about 85% relative to the direction perpendicular to the optical axis OA, when the starting point is the optical axis OA and the end of the effective area of the twelfth surface S12 is the ending point. It can be placed in the range of %.
  • the second point EG2 may be disposed in a range of about 74.36%.
  • the first interval may decrease from the first point EG1 to the second point EG2 that is the end of the effective diameter of the twelfth surface S12.
  • the value of the second point EG2 is the sensor-side surface (twelfth surface S12) of the sixth lens 160 and the object-side surface (13th surface S12) of the seventh lens 170 that face each other.
  • the effective radius of the 14th surface S12 having the smaller effective diameter means 1/2 of the effective diameter of the 12th surface S12 described in Table 6.
  • the first interval may have a maximum value at the first point EG1 and a minimum value at the second point EG2.
  • the maximum value of the second interval may be about 1.5 times to about 5 times the minimum value.
  • the maximum value of the first interval may be about 4.01 times the minimum value.
  • the seventh lens 170 along a direction perpendicular to the optical axis.
  • the second distance d78 between the sensor-side surface of ) and the object-side surface of the eighth lens 180 may be as shown in Table 9 below.
  • the second interval may decrease from the optical axis OA toward a third point EG3 located on the fourteenth surface S14.
  • the third point EG3 may be an end of the effective area of the fourteenth surface S14.
  • the value of the third point EG3 is the sensor-side surface (14th surface S14) of the seventh lens 170 and the object-side surface (15th surface S14) of the eighth lens 180 that face each other.
  • the effective radius of the fourteenth surface S14 having the smaller effective diameter means 1/2 of the effective diameter value of the fourteenth surface S12 described in Table 6.
  • the second interval may have a maximum value at the optical axis OA and may have a minimum value at the third point EG3.
  • the maximum value of the second interval may be about 1.2 times to about 2 times the minimum value.
  • the maximum value of the second interval may be about 1.37 times the minimum value.
  • the optical system 1000 may have improved optical characteristics not only at the center of the field of view (FOV) but also at the periphery.
  • the optical system 1000 according to the embodiment may have improved distortion control characteristics as the seventh lens 170 and the eighth lens 180 are spaced apart at intervals set according to positions.
  • the third distance d89 between the sensor-side surface of the eighth lens 180 and the object-side surface of the ninth lens 190 along the direction perpendicular to the optical axis is shown in Table 10 below.
  • the third interval may increase from the optical axis OA toward a fourth point EG4 located on the sixteenth surface S16.
  • the fourth point EG4 has the optical axis OA as a starting point and the end of the effective area of the sixteenth surface S16 as an end point
  • the fourth point EG4 is about 20% to about 35% in a direction perpendicular to the optical axis OA. It can be placed in the range of %.
  • the fourth point EG4 may be located at about 28.27%.
  • the third interval may decrease from the fourth point EG4 to a fifth point EG5 located on the sixteenth surface S16.
  • the fifth point EG5 is about 70% to about 80% relative to the direction perpendicular to the optical axis OA when the starting point is the optical axis OA and the end of the effective area of the sixteenth surface S16 is the ending point. It can be placed in the range of %. For example, in the second embodiment, the fifth point EG5 may be located at about 77.7%.
  • the third interval may increase from the fifth point EG5 to the sixth point EG6 which is the end of the effective diameter of the sixteenth surface S16.
  • the value of the sixth point EG6 is the sensor side surface (sixteenth surface S16) of the eighth lens 180 and the object side surface (seventeenth surface S16) of the ninth lens 190 facing each other.
  • the effective radius of the sixteenth surface S16 having the smaller effective diameter means 1/2 of the effective diameter value of the sixteenth surface S16 described in Table 6.
  • the third interval may have a maximum value at the fourth point EG4 and a minimum value at the fifth point EG5.
  • the maximum value of the third interval may be about 4 times to about 6 times the minimum value.
  • the maximum value of the third interval may be about 4.96 times the minimum value.
  • the optical system 1000 may have improved optical characteristics not only at the center of the field of view (FOV) but also at the periphery.
  • the optical system 1000 according to the embodiment may have improved distortion control characteristics as the eighth lens 180 and the ninth lens 190 are spaced apart at intervals set according to positions.
  • the optical system 1000 according to the present invention may have good optical performance at the center and the periphery of the field of view (FOV) and may have excellent optical characteristics as shown in FIGS. 6 to 8 .
  • FIG. 6 is a graph of an aberration diagram of the optical system 1000 according to the second embodiment, in which spherical aberration, astigmatic field curves, and distortion are measured from left to right. it is a graph
  • 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 435 nm, about 486 nm, about 546 nm, about 587 nm, and about 656 nm
  • a graph of astigmatism and distortion is a graph of light in a wavelength band of 546 nm.
  • FIG. 7 is a distortion grid of the optical system 1000 according to the second embodiment, and the optical system 1000 may have the same distortion characteristics as shown in FIG. 7 .
  • 8 is a graph of the coma aberration of the optical system 1000 according to the second embodiment, and is about 435 nm, about 486 nm, about 546 nm, about 587 nm, and about 656 nm wavelength bands according to the field height. It is a graph measuring the aberration of the tangential component and the sagittal component of the light of . In the analysis of the coma aberration graph, it can be interpreted that the coma aberration correction function is better as the positive axis and the negative axis are closer to the X axis, respectively.
  • the optical system 1000 according to the second embodiment has improved resolving power as the plurality of lenses 100 have set shapes, focal lengths, set intervals, etc., and an angle of view ( It can provide good optical performance not only in the center of the FOV, but also in the periphery.
  • FIG. 9 is a configuration diagram of an optical system according to the third embodiment
  • FIG. 10 is a graph showing an aberration diagram of the optical system according to the third embodiment
  • 11 is a distortion grid of the optical system according to the third embodiment
  • FIG. 12 is a graph showing coma aberration of the optical system according to the third embodiment.
  • the optical system 1000 includes first lenses 110 to ninth lenses 190 and an image sensor 300 sequentially arranged from the object side to the sensor side.
  • an aperture may be disposed between the first lens 110 and the second lens 120 .
  • 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 11 shows the radius of curvature of the first to ninth lenses 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, and 190 along the optical axis OA, the center thickness of the lenses, and the center distance between adjacent lenses according to the third embodiment. distance, refractive index at d-line, Abbe's Number, and the size of a clear aperture (CA).
  • the first lens of the optical system 1000 according to the third embodiment ( 110) may have positive (+) refractive power in the optical axis OA.
  • the first surface S1 of the first lens 110 may have a convex shape along the optical axis OA, and the second surface S2 may have a concave shape along the optical axis OA.
  • the first lens 110 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the first surface S1 and the second surface S2 may have aspherical surface coefficients as shown in Table 12 below.
  • the second lens 120 may have negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the third surface S3 of the second lens 120 may have a convex shape along the optical axis OA, and the fourth surface S4 may have a concave shape along the optical axis OA.
  • the second lens 120 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the third surface S3 may be an aspherical surface
  • the fourth surface S4 may be an aspheric surface.
  • the third surface S3 and the fourth surface S4 may have aspherical surface coefficients as shown in Table 12 below.
  • the third lens 130 may have positive (+) refractive power along the optical axis OA.
  • the fifth surface S5 of the third lens 130 may have a concave shape along the optical axis OA, and the sixth surface S6 may be convex along the optical axis OA.
  • the third lens 130 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the sensor.
  • the fifth surface S5 may be an aspheric surface
  • the sixth surface S6 may be an aspheric surface.
  • the fifth surface S5 and the sixth surface S6 may have aspherical surface coefficients as shown in Table 12 below.
  • the fourth lens 140 may have negative (-) refractive power along the optical axis OA.
  • the seventh surface S7 of the fourth lens 140 may have a convex shape along the optical axis OA, and the eighth surface S8 may have a concave shape along the optical axis OA.
  • the fourth lens 140 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the seventh surface S7 may be an aspheric surface
  • the eighth surface S8 may be an aspherical surface.
  • the seventh surface S7 and the eighth surface S8 may have aspherical surface coefficients as shown in Table 12 below.
  • the fifth lens 150 may have negative (-) refractive power on the optical axis OA.
  • the ninth surface S9 of the fifth lens 150 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.
  • the fifth lens 150 may have a meniscus shape convex from the optical axis OA toward the object side.
  • the ninth surface S9 may be an aspheric surface, and the tenth surface S10 may be an aspherical surface.
  • the ninth surface S9 and the tenth surface S10 may have aspherical surface coefficients as shown in Table 12 below.
  • the sixth lens 160 may have positive (+) refractive power along the optical axis OA.
  • the eleventh surface S11 of the sixth lens 160 may have a convex shape along the optical axis OA, and the twelfth surface S12 may have a convex shape along the optical axis OA.
  • the sixth lens 160 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the eleventh surface S11 may be an aspheric surface
  • the twelfth surface S12 may be an aspheric surface.
  • the eleventh surface S11 and the twelfth surface S12 may have aspheric coefficients as shown in Table 12 below.
  • the seventh lens 170 may have positive (+) refractive power along the optical axis OA.
  • the thirteenth surface S13 of the seventh lens 170 may have a convex shape along the optical axis OA, and 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 an aspheric surface
  • the fourteenth surface S14 may be an aspheric surface.
  • the thirteenth surface S13 and the fourteenth surface S14 may have aspherical surface coefficients as shown in Table 12 below.
  • the seventh lens 170 may include an inflection point.
  • the aforementioned first inflection point may be disposed on the thirteenth surface S13 of the seventh lens 170 .
  • the aforementioned second inflection point may be disposed on the fourteenth surface S14 of the seventh lens 170 .
  • the eighth lens 180 may have positive (+) refractive power along the optical axis OA.
  • the fifteenth surface S15 of the eighth lens 180 may have a convex shape along the optical axis OA, and the sixteenth surface S16 may have a convex shape along the optical axis OA.
  • the eighth lens 180 may have a convex shape on both sides of the optical axis OA.
  • the fifteenth surface S15 may be an aspheric surface
  • the sixteenth surface S16 may be an aspheric surface.
  • the fifteenth surface S15 and the sixteenth surface S16 may have aspherical surface coefficients as shown in Table 12 below.
  • the ninth lens 190 may have negative (-) refractive power along the optical axis OA.
  • the seventeenth surface S17 of the ninth lens 190 may have a concave shape in the optical axis OA, and 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 seventeenth surface S17 may be an aspherical surface, and the eighteenth surface S18 may be an aspheric surface.
  • the seventeenth surface S17 and the eighteenth surface S18 may have aspheric coefficients as shown in Table 12 below.
  • the ninth lens 190 may include an inflection point. In detail, the aforementioned third inflection point may be disposed on the eighteenth surface S18 of the ninth lens 190 .
  • the first distance d67 between the sensor-side surface of the sixth lens 160 and the object-side surface of the seventh lens 170 along the direction perpendicular to the optical axis in the optical system 1000 according to the third embodiment is shown in the table below. It can be equal to 13.
  • the first distance may increase from the optical axis OA to the first point EG1 located on the twelfth surface S12.
  • the first point EG1 is about 65% to about 85% relative to the direction perpendicular to the optical axis OA, when the starting point is the optical axis OA and the end of the effective area of the twelfth surface S12 is the ending point. It can be placed in the range of %.
  • the second point EG2 may be disposed at a position of about 76.83%.
  • the first interval may decrease from the first point EG1 to the second point EG2 that is the end of the effective diameter of the twelfth surface S12.
  • the value of the second point EG2 is the sensor-side surface (twelfth surface S12) of the sixth lens 160 and the object-side surface (13th surface S12) of the seventh lens 170 that face each other.
  • the effective radius of the 14th surface S12 having the smaller effective diameter means 1/2 of the effective diameter of the twelfth surface S12 described in Table 11.
  • the first interval may have a maximum value at the first point EG1 and may have a minimum value at the optical axis OA.
  • the maximum value of the second interval may be about 1.5 times to about 5 times the minimum value.
  • the maximum value of the first interval may be about 1.97 times the minimum value.
  • the seventh lens 170 along a direction perpendicular to the optical axis.
  • the distance (second distance) between the sensor-side surface of ) and the object-side surface of the eighth lens 180 may be as shown in Table 14 below.
  • the second interval may decrease from the optical axis OA toward a third point EG3 located on the fourteenth surface S14.
  • the third point EG3 may be an end of the effective area of the fourteenth surface S14.
  • the value of the third point EG3 is the size of the effective mirror among the fourteenth surface S14 of the seventh lens 170 and the fifteenth surface S15 of the eighth lens 180 facing each other.
  • the small value of the effective radius of the fourteenth surface S14 means 1/2 of the value of the effective diameter of the fourteenth surface S12 described in Table 11.
  • the second interval may have a maximum value at the optical axis OA, and may have a minimum value at the third point EG3.
  • the maximum value of the second interval may be about 1.2 times to about 2 times the minimum value.
  • the maximum value of the second interval may be about 1.43 times the minimum value.
  • the optical system 1000 may have improved optical characteristics not only at the center of the field of view (FOV) but also at the periphery.
  • the optical system 1000 according to the embodiment may have improved distortion control characteristics as the seventh lens 170 and the eighth lens 180 are spaced apart at intervals set according to positions.
  • the third distance d89 between the sensor-side surface of the eighth lens 180 and the object-side surface of the ninth lens 190 along the direction perpendicular to the optical axis is as shown in Table 15 below.
  • the third interval may increase from the optical axis OA toward a fourth point EG4 located on the sixteenth surface S16.
  • the fourth point EG4 is the effective radius of the sixteenth surface S16 based on the optical axis OA when the starting point is the optical axis OA and the end of the effective area of the sixteenth surface S16 is the ending point. It may be placed in the range of about 20% to about 35% of.
  • the fourth point EG4 may be disposed at a position of about 28.3%.
  • the third interval may decrease from the fourth point EG4 to a fifth point EG5 located on the sixteenth surface S16.
  • the fifth point EG5 is an effective radius of the sixteenth surface S16 based on the optical axis OA, when the starting point is the optical axis OA and the end of the effective area of the sixteenth surface S16 is the ending point. It may be placed in the range of about 70% to about 80% of.
  • the fifth point EG5 may be disposed at a position that is approximately 77.9% of the effective radius of the sixteenth surface S16 based on the optical axis OA.
  • the third interval may increase from the fifth point EG5 to the sixth point EG6, which is the end of the effective diameter of the sixteenth surface S16.
  • the value of the sixth point EG6 is the size of the effective mirror among the sixteenth surface S16 of the eighth lens 180 and the seventeenth 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 value of the effective diameter of the sixteenth surface S16 described in Table 11.
  • the third interval may have a maximum value at the fourth point EG4 and a minimum value at the fifth point EG5.
  • the maximum value of the third interval may be about 4 times to about 6 times the minimum value.
  • the maximum value of the third interval may be about 5 times the minimum value. Accordingly, the optical system 1000 may have improved optical characteristics not only at the center of the field of view (FOV) but also at the periphery.
  • the optical system 1000 according to the embodiment may have improved distortion control characteristics as the eighth lens 180 and the ninth lens 190 are spaced apart at intervals set according to positions.
  • FIG. 10 shows A graph of the aberration diagram of the optical system 1000 according to the third embodiment, in which spherical aberration, astigmatic field curves, and distortion are measured from left to right.
  • 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 435 nm, about 486 nm, about 546 nm, about 587 nm, and about 656 nm
  • a graph of astigmatism and distortion is a graph of light in a wavelength band of 546 nm.
  • FIG. 11 is a distortion grid of an optical system 1000 according to a third embodiment, and the optical system 1000 may have the same distortion characteristics as shown in FIG. 11 .
  • FIG. 12 is a graph of coma aberration of an optical system 1000 according to a third embodiment, and wavelength bands of about 435 nm, about 486 nm, about 546 nm, about 587 nm, and about 656 nm according to the field height. It is a graph measuring the aberration of the tangential component and the sagittal component of the light of . In the analysis of the coma aberration graph, it can be interpreted that the coma aberration correction function is better as the positive axis and the negative axis are closer to the X axis, respectively.
  • the optical system 1000 according to the third embodiment has improved resolution as the plurality of lenses 100 have set shapes, focal lengths, set intervals, etc., and an angle of view (FOV) It is possible to provide good optical performance not only at the center but also at the periphery.
  • FOV angle of view
  • Table 16 relates to the items of the equations described above in the optical system 1000 according to the first to third embodiments, and the TTL (Total track length), BFL (Back focal length), F value, ImgH, focal lengths (f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7, f8, f9), edge thickness (ET, Edge Thickness) of each of the first to ninth lenses 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, and 190.
  • 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).
  • Example 2 3rd embodiment One 0.5 ⁇ f1 / F ⁇ 2 0.889 0.903 0.900 2 -5 ⁇ f1 / f2 ⁇ 0 -0.424 -0.421 -0.408 3 0.5 ⁇ f12 / F ⁇ 5 1.304 1.316 1.302 4 0.3 ⁇ f1 / f12 ⁇ 3 0.682 0.686 0.691 5 0 ⁇ L1R1 /
  • Table 17 shows result values for Equations 1 to 39 described above in the optical system 1000 according to the first to third embodiments.
  • the optical system 1000 according to the first embodiment satisfies at least one or two or more of Equations 1 to 39.
  • the optical systems 1000 according to the first to third embodiments satisfy all of Equations 1 to 39 above. Accordingly, the optical system 1000 according to the first embodiment may have good optical performance at the center and the periphery of the field of view (FOV) and may have excellent optical characteristics.
  • 13 is a diagram illustrating that a camera module according to an embodiment is applied to a mobile terminal. Referring to FIG. 13 , 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 distortion and aberration characteristics of the peripheral portion (an area of about 65% or more of the field of view) may be improved.
  • 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 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제9 렌즈를 포함하고, 상기 제1,8 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제2,9 렌즈는 상기 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고, L7_CT는 상기 제7 렌즈의 상기 광축에서의 두께이고, L8_CT는 상기 제8 렌즈의 상기 광축에서의 두께이며, 수학식: 0.1 < L7_CT / L8_CT < 0.8을 만족한다.

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.
발명의 실시예는 광학 특성이 향상된 광학계를 제공하고자 한다. 실시예는 중심부와 주변부에서 우수한 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 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제2 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, L7_CT는 상기 제7 렌즈의 상기 광축에서의 두께이고, L8_CT는 상기 제8 렌즈의 상기 광축에서의 두께이며, 수학식: 0.1 < L7_CT / L8_CT < 0.8을 만족한다.
발명의 실시 예에 의하면, F는 상기 광학계의 전체 초점 거리(mm)를 의미하고, f1는 상기 제1 렌즈의 초점 거리(mm)를 의미하며, 학식: 0.5 < f1 / F < 2을 만족한다.
발명의 실시 예에 의하면, L8_CT는 상기 제8 렌즈의 상기 광축에서의 두께이고, L8_ET는 상기 제8 렌즈의 유효 영역 끝단에서의 상기 광축 방향 두께이며, 학식: 0.2 < L8_ET / L8_CT < 0.8을 만족한다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제8 렌즈의 센서 측 면은 상기 광축에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈의 물체 측 면은 상기 광축에서 볼록한 형상을 가지고, 상기 제2 렌즈의 센서 측 면은 상기 광축에서 오목한 형상을 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제9 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제2 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 센서 측 면은 제1 변곡점을 포함하고, 상기 제1 변곡점은 상기 광축을 기준으로 상기 제9 렌즈의 센서측 면의 유효 반경의 약 40% 내지 약 60%의 범위에 배치된다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제7 렌즈의 물체 측 면은 제2 변곡점을 포함하고, 상기 제2 변곡점은 상기 광축을 기준으로 상기 제7 렌즈의 물체 측 면의 유효 반경의 60% 내지 80%의 범위에 배치된다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제7 렌즈의 센서 측 면은 제3 변곡점을 포함하고, 상기 제3 변곡점은 상기 광축을 기준으로 상기 제7 렌즈의 센서 측 면의 유효 반경의 55% 내지 75%의 범위에 배치된다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 광축에서 상기 제1 변곡점까지의 거리는 상기 광축에서 상기 제2 변곡점까지의 거리보다 작을 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제9 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제2 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 제6 및 제7 렌즈는 상기 광축 방향으로 제1 간격만큼 이격되고, 상기 제1 간격은 상기 광축에서 상기 제6 렌즈의 센서 측 면 상에 위치한 제1 지점으로 갈수록 커지고, 상기 제1 지점에서 상기 제6 렌즈의 센서 측 면 상에 위치한 제2 지점으로 갈수록 감소하고, 상기 제2 지점은 상기 광축으로부터 상기 제1 지점보다 더 외측에 배치된다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 지점은 상기 광축을 기준으로 상기 제6 렌즈의 센서 측 면의 유효 반경의 65% 내지 85%의 범위에 배치된다. 상기 제2 지점은 상기 제6 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단 또는 에지이다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제7 및 제8 렌즈는 상기 광축 방향으로 제2 간격만큼 이격되고, 상기 제2 간격은 상기 광축에서 상기 제7 렌즈의 센서 측 면 상에 위치한 제3 지점으로 갈수록 작아진다. 상기 제3 지점은 상기 제7 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단이다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제8 및 제9 렌즈는 상기 광축 방향으로 제3 간격만큼 이격되고, 상기 제3 간격은 상기 광축에서 상기 제8 렌즈의 센서 측 면 상에 위치한 제4 지점으로 갈수록 커지고, 상기 제4 지점에서 상기 제8 렌즈의 센서 측 면 상에 위치한 제5 지점으로 갈수록 감소하고, 상기 제5 지점은 상기 광축을 기준으로 상기 제4 지점보다 더 외측에 배치된다. 상기 제3 간격은 상기 제5 지점에서 상기 제8 렌즈의 센서 측 면 상에 위치한 제6 지점으로 갈수록 증가하고, 상기 제6 지점은 상기 제8 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단이다.
발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈은 광학계 및 이미지 센서를 포함하고, 상기 광학계는 상기에 개시된 광학계를 포함하고, TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점에서 상기 이미지 센서의 상면까지의 광축에서의 거리를 의미하며, 수학식: 2 < TTL < 20을 만족한다.
발명의 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 광학계는 복수의 렌즈들이 설정된 형상, 초점 거리 등을 가짐에 따라 향상된 해상력을 가질 수 있다. 실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 향상된 수차 특성을 가지며 화각의 중심부와 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있고, 주변부의 왜곡 특성을 개선할 수 있다. 실시예에 따른 광학계는 향상된 광학 특성을 가지며 작은 TTL(Total track length)을 가질 수 있어, 상기 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈은 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 광학계의 수차도를 도시한 그래프이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 광학계의 왜곡 격자(Distortion grid)에 대한 것이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 광학계의 코마 수차(Coma aberration)를 도시한 그래프이다.
도 5는 제2 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 6은 제2 실시예에 따른 광학계의 수차도를 도시한 그래프이다.
도 7은 제2 실시예에 따른 광학계의 왜곡 격자(Distortion grid)에 대한 것이다.
도 8은 제2 실시예에 따른 광학계의 코마 수차(Coma aberration)를 도시한 그래프이다.
도 9는 제3 실시예에 따른 광학계의 구성도이다.
도 10은 제3 실시예에 따른 광학계의 수차도를 도시한 그래프이다.
도 11은 제3 실시예에 따른 광학계의 왜곡 격자(Distortion grid)에 대한 것이다.
도 12는 제3 실시예에 따른 광학계의 코마 수차(Coma aberration)를 도시한 그래프이다.
도 13은 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.
도 1, 도 5 및 도 9는 실시 예들에 따른 광학계 및 이를 갖는 카메라 모듈을 나타낸 도면이다.
도 1, 도 5 및 도 9를 참조하면, 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 9매의 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 제1 내지 제9 렌즈들(110,120,130,140,150,160,170,180,190)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(1000)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 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 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. 상기 광 경로 변경 부재는 외부에서 입사된 광의 경로를 설정된 방향으로 변경할 수 있다. 예를 들어, 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 복수의 렌즈들(100)에 대해 보다 자세히 설명하도록 한다.
도 1, 도 5 및 도 9를 참조하면, 상기 제1 렌즈(110)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 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 정의되는 제1 면(S1) 및 센서 측 면으로 정의되는 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 오목할 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈(110)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제1 면(S1)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 광축(OA)에서 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈(110)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 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 제2 렌즈(120)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈(120)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)는 물체 측 면으로 정의되는 제3 면(S3) 및 센서 측 면으로 정의되는 제4 면(S4)을 포함할 수 있다. 상기 제3 면(S3)은 광축(OA)에서 볼록할 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 광축(OA)에서 오목할 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 오목할 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 광축(OA)에서 오목할 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈(120)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 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 렌즈(130)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 렌즈(130)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)는 물체 측 면으로 정의되는 제5 면(S5) 및 센서 측 면으로 정의되는 제6 면(S6)을 포함할 수 있다. 상기 제5 면(S5)은 광축(OA)에서 볼록할 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 광축(OA)에서 오목할 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 볼록할 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 광축(OA)에서 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(130)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제5 면(S5)은 광축(OA)에서 오목할 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 광축(OA)에서 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(130)는 광축(OA)에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제5 면(S5)은 광축(OA)에서 오목할 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 광축(OA)에서 오목할 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(130)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 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 제4 렌즈(140)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제4 렌즈(140)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)는 물체 측 면으로 정의되는 제7 면(S7) 및 센서 측 면으로 정의되는 제8 면(S8)을 포함할 수 있다. 상기 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 볼록할 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 오목할 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 볼록할 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 볼록할 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 오목할 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 볼록할 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 오목할 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 오목할 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(140)는 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제5 렌즈(150)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(150)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 렌즈(150)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제5 렌즈(150)는 물체 측 면으로 정의되는 제9 면(S9) 및 센서 측 면으로 정의되는 제10 면(S10)을 포함할 수 있다. 상기 제9 면(S9)은 광축(OA)에서 볼록할 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 오목할 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 볼록할 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 볼록할 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 오목할 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제5 렌즈(150)는 광축(OA)에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제9 면(S9)은 광축(OA)에서 오목할 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 오목할 수 있다. 즉, 상기 제5 렌즈(150)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 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 제6 렌즈(160)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(160)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제6 렌즈(160)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제6 렌즈(160)는 물체 측 면으로 정의되는 제11 면(S11) 및 센서 측 면으로 정의되는 제12 면(S12)을 포함할 수 있다. 상기 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 볼록할 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 오목할 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(160)은 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 볼록할 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 볼록할 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 오목할 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(160)는 광축(OA)에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 오목할 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 오목할 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(160)는 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 제7 렌즈(170)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(170)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제7 렌즈(170)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제7 렌즈(170)는 물체 측 면으로 정의되는 제13 면(S13) 및 센서 측 면으로 정의되는 제14 면(S14)을 포함할 수 있다. 상기 제13 면(S13)은 광축(OA)에서 볼록할 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 광축(OA)에서 오목할 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 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 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제7 렌즈(170)는 광축(OA)에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 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. 상기 제13 면(S13) 및 상기 제14 면(S14) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제13 면(S13) 및 상기 제14 면(S14)은 모두 비구면일 수 있다.
상기 제7 렌즈(170)는 적어도 하나의 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제13 면(S13) 및 상기 제14 면(S14) 중 적어도 하나의 면은 변곡점을 포함할 수 있다. 여기서 변곡점은 렌즈면에서의 접선의 기울기가 0인 지점을 의미할 수 있다. 상기 변곡점은 광축(OA) 및 상기 광축(OA)의 수직인 방향에 대한 기울기 값의 부호가 양(+)에서 음(-)으로 또는 음(-)에서 양(+)으로 변하는 지점으로 기울기 값이 0인 지점을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 제13 면(S13)은 변곡점으로 정의되는 제1 변곡점(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 제1 변곡점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제7 렌즈(170)의 제13 면(S13)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 80% 이하인 위치에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제1 변곡점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제7 렌즈(170)의 제13 면(S13)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 60% 내지 약 80%의 범위에 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 제1 변곡점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제7 렌즈(170)의 제13 면(S13)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 약 65% 내지 약 75%의 범위에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제1 변곡점의 위치는 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 설정된 위치로, 광축(OA)에서 상기 제1 변곡점까지의 직선 거리를 의미할 수 있다. 상기 제14 면(S14)은 변곡점으로 정의되는 제2 변곡점(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 제2 변곡점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제7 렌즈(170)의 제14 면(S14)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 광축을 기준으로 상기 제14 면(S14)의 유효 반경의 약 75% 이하인 위치에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제2 변곡점은 상기 광축을 기준으로 상기 제14 면(S14)의 유효 반경의 약 55% 내지 약 75%의 범위에 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 제2 변곡점은 광축(OA)을 기준으로 상기 제7 렌즈(170)의 제14 면(S14)의 유효 반경의 약 60% 내지 약 70%의 범위에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제2 변곡점의 위치는 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 설정된 위치로, 광축(OA)에서 상기 제2 변곡점까지의 직선 거리를 의미할 수 있다.
상기 제1 변곡점 및 상기 제2 변곡점 각각의 위치는 상기 광학계(1000)의 광학 특성을 고려하여 상술한 범위를 만족하는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 자세하게, 상기 제1 및 제2 변곡점의 위치는 상기 광학계(1000)의 수차 특성, 해상력 등의 광학 특성 제어를 위해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 광축(OA)에서 상기 제1 및 제2 변곡점 사이 거리는 서로 상이할 수 있다. 자세하게, 광축(OA)에서 상기 제1 변곡점까지의 거리는 상기 광축(OA)에서 상기 제2 변곡점까지의 거리보다 작을 수 있다. 예를 들어, 상기 광축(OA)에서 상기 제1 변곡점까지 거리는 상기 광축(OA)에서 상기 제2 변곡점까지 거리의 약 90% 이하일 수 있다. 바람직하게, 상기 광축(OA)에서 상기 제1 변곡점까지의 거리는 화각(FOV)의 주변부의 광학 특성을 고려하여 상기 광축(OA)에서 상기 제2 변곡점까지 거리의 약 70% 내지 약 90%일 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부와 대응되는 영역의 광을 효과적으로 제어할 수 있어, 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 향상된 광학 특성을 가질 수 있다.
상기 제8 렌즈(180)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(180)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제8 렌즈(180)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제8 렌즈(180)는 물체 측 면으로 정의되는 제15 면(S15) 및 센서 측 면으로 정의되는 제16 면(S16)을 포함할 수 있다. 상기 제15 면(S15)은 광축(OA)에서 볼록할 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 광축(OA)에서 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제8 렌즈(180)는 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제15 면(S15)은 광축(OA)에서 오목할 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 광축(OA)에서 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제8 렌즈(180)는 센서 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 제9 렌즈(190)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(190)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제9 렌즈(190)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제9 렌즈(190)는 물체 측 면으로 정의되는 제17 면(S17) 및 센서 측 면으로 정의되는 제18 면(S18)을 포함할 수 있다. 상기 제17 면(S17)은 광축(OA)에서 볼록할 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 광축(OA)에서 오목할 수 있다. 즉, 상기 제9 렌즈(190)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제17 면(S17)은 광축(OA)에서 볼록할 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 광축(OA)에서 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제9 렌즈(190)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제17 면(S17)은 광축(OA)에서 오목할 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 광축(OA)에서 볼록할 수 있다. 즉, 상기 제9 렌즈(190)는 광축(OA)에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제17 면(S17)은 광축(OA)에서 오목할 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 광축(OA)에서 오목할 수 있다. 즉, 상기 제9 렌즈(190)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제17 면(S17) 및 상기 제18 면(S18) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제17 면(S17) 및 상기 제18 면(S18)은 모두 비구면일 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 제18 면(S18)은 변곡점으로 정의되는 제3 변곡점(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 제3 변곡점은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제9 렌즈(190)의 제18 면(S18)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 상기 광축을 기준으로 상기 제18 면(S18)의 유효 반경의 약 60% 이하인 위치에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제3 변곡점은 상기 광축을 기준으로 상기 제18 면(S18)의 유효 반경의 약 40% 내지 약 60%의 범위에 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 제3 변곡점은 상기 제9 렌즈(190)의 제18 면(S18)의 유효 반경의 약 40% 내지 약 50%의 범위에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제3 변곡점의 위치는 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 설정된 위치로, 광축(OA)에서 상기 제3 변곡점까지의 직선 거리를 의미할 수 있다.
상기 제3 변곡점의 위치는 상기 광학계(1000)의 광학 특성을 고려하여 상술한 범위를 만족하는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 자세하게, 상기 제3 변곡점의 위치는 상기 광학계(1000)의 수차 특성, 해상력 등의 광학 특성 제어를 위해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 광축(OA)에서 상기 제3 변곡점까지의 거리는 상기 광축(OA)에서 상기 제1 및 제2 변곡점까지의 거리와 상이할 수 있다. 자세하게, 상기 광축(OA)에서 상기 제3 변곡점까지의 거리는 상기 광축(OA)에서 상기 제1 변곡점까지의 거리보다 클 수 있다. 또한, 상기 광축(OA)에서 상기 제3 변곡점까지의 거리는 상기 광축(OA)에서 상기 제2 변곡점까지의 거리보다 클 수 있다. 이에 따라, 상기 제9 렌즈(190)는 상기 제9 렌즈(190)를 통해 상기 이미지 센서(300)로 방출되는 광의 경로를 효과적으로 제어할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서도 향상된 광학 특성을 가질 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 이하에서 설명되는 수학식 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 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, 화각의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 보다 슬림하고 컴팩트한 구조를 가질 수 있다.
[수학식 1] 0.5 < f1 / F < 2
수학식 1에서 F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 의미하고, f1는 상기 제1 렌즈(110)의 초점 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 1을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 입사되는 광을 효과적으로 제어할 수 있고 향상된 해상력을 가질 수 있다.
[수학식 2] -5 < f1 / f2 < 0
수학식 2에서 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 2를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가질 수 있다.
[수학식 3] 0.5 < f12 / F < 5
수학식 3에서 F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 의미하고, f12는 상기 제1 렌즈(110)부터 상기 제2 렌즈(120)까지의 합성 초점 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 3을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 입사되는 광을 효과적으로 제어할 수 있고 향상된 해상력을 가질 수 있다.
[수학식 4] 0.3 < f1 / f12 < 3
수학식 4에서 f1은 상기 제1 렌즈(110)의 초점 거리(mm)를 의미하고, f12는 상기 제1 렌즈(110)부터 상기 제2 렌즈(120)까지의 합성 초점 거리(mm)를 의미한다.
실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 4를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가질 수 있다.
[수학식 5] 0 < L1R1 / |L1R2| < 1
수학식 5에서 L1R1은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 광축(OA)에서의 곡률 반경(mm)을 의미하고, L1R2는 상기 제1 렌즈(110)의 센서 측 면(제2 면(S2))의 광축(OA)에서의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 5를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 입사되는 광을 효과적으로 제어할 수 있어 수차 특성을 제어할 수 있다.
[수학식 6] 0 < L2R2 / |L2R1| < 1
수학식 5에서 L2R1은 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(제3 면(S3))의 광축(OA)에서의 곡률 반경(mm)을 의미하고, L2R2는 상기 제2 렌즈(120)의 센서 측 면(제4 면(S4))의 광축(OA)에서의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 6을 만족할 경우, 상기 제2 렌즈(120)에 입사되는 광을 효과적으로 제어할 수 있어 수차 특성을 제어할 수 있다.
[수학식 7] 0.8 < n1d / n2d < 1.2
수학식 7에서 n1d는 상기 제1 렌즈(110)의 d-line에서의 굴절률(Refractive index)을 의미하고, n2d는 상기 제2 렌즈(120)의 d-line에서의 굴절률(Refractive index)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 7을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)의 시야각을 제어할 수 있다.
[수학식 8] 0.8 < n8d / n7d < 1.2
수학식 8에서 n7d는 상기 제7 렌즈(170)의 d-line에서의 굴절률(Refractive index)을 의미하고, n8d는 상기 제8 렌즈(180)의 d-line에서의 굴절률(Refractive index)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 8을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 얻을 수 있다. 자세하게, 상기 광학계(1000)가 상기 수학식 8을 만족할 경우 화각(FOV)의 주변부에서 우수한 왜곡 및 수차 특성을 가질 수 있다.
[수학식 9] 0.1 < L2_CT / L1_CT < 0.8
수학식 9에서 L1_CT는 상기 제1 렌즈(110)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L2_CT는 상기 제2 렌즈(120)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 9를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 제어할 수 있어 수차 발생을 최소화할 수 있다.
[수학식 10] 0.1 < L7_CT / L8_CT < 0.8
수학식 10에서 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 10을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 얻을 수 있다
[수학식 11] 0.2 < L8_ET / L8_CT < 0.8
수학식 11에서 L8_CT는 상기 제8 렌즈(180)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L8_ET는 상기 제8 렌즈(180)의 유효 영역 끝단에서의 광축(OA) 방향 두께를 의미한다. 자세하게, L8_ET는 상기 제8 렌즈(180)의 물체 측 면(제15 면(S15))의 유효 영역의 끝단과 상기 제8 렌즈(180)의 센서 측 면(제16 면(S16))의 유효 영역 끝단 사이의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 11을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 얻을 수 있다
[수학식 12] 1.5 < L8_CT / L9_CT < 2
수학식 12에서 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 12를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부에서 양호한 광학 성능을 얻을 수 있다
[수학식 13] 0.5 < Inf71 / Inf72 < 1.2
수학식 13에서 Inf71은 광축(OA)에서 상기 제7 렌즈(170)의 물체 측 면(제13 면(S13))에 배치된 변곡점(제1 변곡점)까지의 직선 거리(mm, 광축(OA)의 수직 방향 기준)를 의미한다. 또한, Inf72는 광축(OA)에서 상기 제7 렌즈(170)의 센서 측 면(제14 면(S14))에 배치된 변곡점(제2 변곡점)까지의 직선 거리(mm, 광축(OA)의 수직 방향 기준)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 13을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 얻을 수 있다.
[수학식 14] 0.4 < Inf71 / Inf92 < 1
수학식 14에서 Inf71은 광축(OA)에서 상기 제7 렌즈(170)의 물체 측 면(제13 면(S13))에 배치된 변곡점(제1 변곡점)까지의 직선 거리(mm, 광축(OA)의 수직 방향 기준)를 의미한다. 또한, Inf92는 광축(OA)에서 상기 제9 렌즈(190)의 센서 측 면(제18 면(S18))에 배치된 변곡점(제3 변곡점)까지의 직선 거리(mm, 광축(OA)의 수직 방향 기준)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 14를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 얻을 수 있다.
[수학식 15] 0.4 < Inf72 / Inf92 < 1
수학식 15에서 Inf72는 광축(OA)에서 상기 제7 렌즈(170)의 센서 측 면(제14 면(S14))에 배치된 변곡점(제2 변곡점)까지의 직선 거리(mm, 광축(OA)의 수직 방향 기준)를 의미한다. 또한, Inf92는 광축(OA)에서 상기 제9 렌즈(190)의 센서 측 면(제18 면(S18))에 배치된 변곡점(제3 변곡점)까지의 직선 거리(mm, 광축(OA)의 수직 방향 기준)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 15를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 얻을 수 있다.
[수학식 16] 0.1 < T11 / D11 < 0.5
수학식 16에서 T11은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 정점으로부터 유효경까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다. 또한, D11은 광축(OA)에서 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 유효 영역 끝단까지의 광축(OA)의 수직 방향 길이를 의미한다. 즉, D11은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 유효 반경(effective radius) 값(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 16을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 입사되는 광을 효과적으로 제어할 수 있고, 광학계(1000)의 수차 특성을 제어할 수 있다.
[수학식 17] 0 < T91 / D91 < 0.6
수학식 17에서 T91은 상기 제9 렌즈(190)의 물체 측 면(제17 면(S17))의 정점으로부터 유효경까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다. 또한, D91은 광축(OA)에서 상기 제9 렌즈(190)의 물체 측 면(제17 면(S17))의 유효 영역 끝단까지의 광축(OA)의 수직 방향 길이를 의미한다. 즉, D91은 상기 제9 렌즈(190)의 물체 측 면(제17 면(S17))의 유효 반경(effective radius) 값(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 17을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 얻을 수 있다.
[수학식 18] 0 < T92 / D92 < 0.5
수학식 18에서 T92는 상기 제9 렌즈(190)의 센서 측 면(제18 면(S18))의 정점으로부터 유효경까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다. 또한, D92는 광축(OA)에서 상기 제9 렌즈(190)의 센서 측 면(제18 면(S18))의 유효 영역 끝단까지의 광축(OA)의 수직 방향 길이를 의미한다. 즉, D92는 상기 제9 렌즈(190)의 센서 측 면(제18 면(S18))의 유효 반경(effective radius) 값(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 18을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 얻을 수 있다.
[수학식 19] 1 < CA_L1S1 / CA_L3S1 < 2
수학식 19에서 CA_L1S1은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 유효경(Clear aperture; CA) 크기(mm)를 의미하고, CA_L3S1은 상기 제3 렌즈(130)의 물체 측 면(제5 면(S5))의 유효경 크기(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 19를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 제어할 수 있어 수차 발생을 최소화할 수 있다.
[수학식 20] 2 < CA_L9S2 / CA_L1S1 < 5
수학식 20에서 CA_L1S1은 상기 제1 렌즈(110)의 물체 측 면(제1 면(S1))의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미하고, CA_L9S2은 상기 제9 렌즈(190)의 센서 측 면(제18 면(S18))의 유효경 크기(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 19를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 제어할 수 있어 수차 발생을 최소화할 수 있다.
[수학식 21] 2 < L1_CT / d12_CT < 5
수학식 21에서 L1_CT는 상기 제1 렌즈(110)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, d12_CT는 상기 제1 렌즈(110)의 센서 측 면(제2 면(S2)) 및 상기 제2 렌즈(120)의 물체 측 면(제3 면(S3))의 광축(OA)에서의 광축(OA) 방향 간격을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 21을 만족할 경우, 입사되는 광을 효과적으로 제어할 수 있어 수차 특성을 제어할 수 있다.
[수학식 22] 0.1 < L7_CT / d78_CT < 0.8
수학식 22에서 L7_CT는 상기 제7 렌즈(170)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, 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 광축(OA) 방향 간격(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 22를 만족할 경우, 수차 특성을 제어할 수 있어 광학계(1000)의 수차 발생을 최소화할 수 있다.
[수학식 23] 1.2 < L8_CT / d78_CT < 2.5
수학식 23에서 L8_CT는 상기 제8 렌즈(180)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, 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 광축(OA) 방향 간격(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 23을 만족할 경우, 수차 특성을 제어할 수 있어 광학계(1000)의 수차 발생을 최소화할 수 있다.
[수학식 24] 1 < d78_CT / d78_ET < 1.8
수학식 24에서 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 광축(OA) 방향 간격을 의미한다. 또한, d78_ET는 상기 제7 렌즈(170)의 센서 측 면(제14 면(S14))의 유효 영역 끝단에서 상기 제7 렌즈(170)와 상기 제8 렌즈(180)의 광축(OA) 방향 간격을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 24를 만족할 경우 광학계(1000)의 해상력을 향상시킬 수 있고 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서 양호한 광학 특성을 가질 수 있다.
[수학식 25] 2 < L6_CT / d67_CT < 3
수학식 25에서 L6_CT는 상기 제6 렌즈(160)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, 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 광축(OA) 방향 간격을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 25를 만족할 경우, 광학계(1000)의 해상력을 향상시킬 수 있고 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서 양호한 광학 특성을 가질 수 있다.
[수학식 26] 1.5 < L7_CT / d67_CT < 4
수학식 26에서 L7_CT는 상기 제7 렌즈(170)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, 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 광축(OA) 방향 간격을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 26을 만족할 경우, 광학계(1000)의 해상력을 향상시킬 수 있고 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서 양호한 광학 특성을 가질 수 있다.
[수학식 27] 0.5 < d67_CT / d67_ET < 2.5
수학식 27에서 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 광축(OA) 방향 간격을 의미한다. 또한, d67_ET는 상기 제6 렌즈(160)의 센서 측 면(제12 면(S12))의 유효 영역 끝단에서 상기 제6 렌즈(160)와 상기 제7 렌즈(170)의 광축(OA) 방향 간격을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 27을 만족할 경우 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 얻을 수 있다. 자세하게, 상기 수학식 13을 만족할 경우 화각(FOV)의 주변부에서 우수한 왜곡 및 수차 특성을 가질 수 있다.
[수학식 28] 0.5 < CA_max / (2*ImgH) < 1
수학식 28에서 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 28을 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있다.
[수학식 29] 1.5 < CA_max / CA_Aver < 3
수학식 29에서 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 29를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있고, 광학 성능 구현을 위한 적절한 크기를 가질 수 있다.
[수학식 30] 0.5 < CA_min / CA_Aver < 1
수학식 30에서 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 30을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있고, 광학 성능 구현을 위한 적절한 크기를 가질 수 있다.
[수학식 31] 2 < TTL < 20
수학식 31에서 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 32] 2 < ImgH
수학식 32에서 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 거리를 의미한다. 즉, 상기 ImgH는 상기 이미지 센서(300)의 유효 영역의 최대 대각 방향 길이(mm)의 1/2을 의미한다.
[수학식 33] BFL < 2.5
수학식 33에서 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 34] 1 < TTL / ImgH < 2
수학식 34에서 TTL(Total track length)과 ImgH의 관계를 설정할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 34를 만족할 경우, 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300), 예를 들어 1인치 전후의 이미지 센서(300)를 적용하면서 작은 BFL을 확보하며 보다 작은 TTL을 가질 수 있고, 고해상도 및 고화질을 구현하며 슬림하고 컴팩트한 구조를 가질 수 있다.
[수학식 35] 0.1 < BFL / ImgH < 0.5
수학식 35에서 BFL(Back focal length)과 ImgH의 관계를 설정할 수 있다. 실시예에 따른 광학계가 수학식 35를 만족할 경우, 큰 크기의 이미지 센서(300), 예를 들어 1인치 전후의 이미지 센서(300)를 적용할 수 있어 고해상도 및 고화질을 구현할 수 있다. 또한, 마지막 렌즈와 이미지 센서(300) 사이의 간격을 최소화할 수 있어 화각(FOV)의 중심부, 주변부에서 양호한 광학 특성을 가질 수 있다.
[수학식 36] 6 < TTL / BFL < 8
수학식 36에서 TTL(Total track length)과 BFL(Back focal length)을 설정할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 36을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트하게 제공될 수 있다.
[수학식 37] 0.1 < F / TTL < 1
수학식 37에서 F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 의미한다. 수학식 37에서 전체 초점 거리와 TTL(Total track length)의 관계를 설정할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 37을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 슬림하고 컴팩트하게 제공될 수 있다.
[수학식 38] 3 < F / BFL < 8
수학식 38에서 F와 BFL(Back focal length)의 관계를 설정할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 38을 만족할 경우, 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 39] 1 < F / ImgH < 3
수학식 39에서 F와 ImgH의 관계를 설정할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 39를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 큰 크기의 이미지 센서(300), 예를 들어 1인치 전후의 이미지 센서(300)를 적용하며 고해상도 및 고화질을 구현할 수 있고, 향상된 수차 특성을 가질 수 있다.
[수학식 40]
Figure PCTKR2022008629-appb-img-000001
수학식 40에서 Z는 Sag로 비구면 상의 임의의 위치로부터 상기 비구면의 정점까지의 광축 방향의 거리를 의미할 수 있다. Y는 비구면 상의 임의의 위치로부터 광축까지의 광축에 수직인 방향으로의 거리를 의미할 수 있다. c는 렌즈의 곡률을 의미할 수 있고, K는 코닉 상수를 의미할 수 있다. A, B, C, D, E, F는 비구면 계수(Aspheric constant)를 의미할 수 있다.
실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 39 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 39 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가지며 수차 및 주변부의 왜곡 특성을 개선할 수 있다.
상기 광학계(1000)가 수학식 1 내지 수학식 39 중 적어도 하나 또는 둘 이상의 수학식을 만족할 경우, 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300)를 포함하며 상대적으로 작은 TTL 값을 가질 수 있어 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.
상기 제6 렌즈(160)와 상기 제7 렌즈(170)는 제1 간격으로 이격될 수 있다. 상기 제1 간격은 상기 제6 렌즈(160)와 상기 제7 렌즈(170) 사이의 광축(OA) 방향 간격일 수 있다. 상기 제1 간격은 상기 제6 렌즈(160)와 상기 제7 렌즈(170) 사이에서 위치에 따라 변화할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 간격은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제6 렌즈(160)의 센서 측 면(제12 면(S12))의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 변화할 수 있다. 즉, 상기 제1 간격은 광축(OA)에서 상기 제12 면(S12)의 유효경의 끝단으로 갈수록 변화할 수 있다. 상기 제1 간격은 광축(OA)에서 상기 제12 면(S12) 상에 위치한 제1 지점(EG1)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제1 지점(EG1)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제12 면(S12) 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축을 기준으로 상기 제12 면(S12)의 유효 반경의 약 65% 내지 약 85%의 범위에 배치될 수 있다. 상기 제1 간격은 상기 제1 지점(EG1)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 작아질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 간격은 상기 제1 지점(EG1)에서 상기 제12 면(S12) 상에 위치한 제2 지점(EG2)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제2 지점(EG2)은 상기 제12 면(S12)의 유효 영역 끝단일 수 있다. 상기 제1 간격은 상기 제1 지점(EG1)에서 최대값을 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 간격은 상기 광축(OA) 또는 상기 제2 지점(EG2)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 내지 약 5배를 만족할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 제6 렌즈(160) 및 상기 제7 렌즈(170)가 위치에 따라 설정된 간격으로 이격됨에 따라 향상된 왜곡 제어 특성을 가질 수 있고, 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서 양호한 광학 특성을 가질 수 있다.
상기 제7 렌즈(170) 및 상기 제8 렌즈(180)는 제2 간격으로 이격될 수 있다. 상기 제2 간격은 상기 제7 렌즈(170)와 상기 제8 렌즈(180) 사이의 광축(OA) 방향 간격일 수 있다. 상기 제2 간격은 상기 제7 렌즈(170)와 상기 제8 렌즈(180) 사이에서 위치에 따라 변화할 수 있다. 자세하게, 상기 제2 간격은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제7 렌즈(170)이 센서 측 면(제14 면(S14))의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 변화할 수 있다. 즉, 상기 제1 간격은 광축(OA)에서 상기 제14 면(S14)의 유효경의 끝단으로 갈수록 변화할 수 있다. 상기 제2 간격은 상기 광축(OA)에서 상기 제14 면(S14) 상에 위치한 제3 지점(EG3)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제3 지점(EG3)은 상기 제14 면(S14)의 유효 영역 끝단일 수 있다. 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있다. 또한, 상기 제2 간격은 상기 제14 면(S14) 상에 위치한 제3 지점(EG3)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.2배 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.2배 내지 약 2배를 만족할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 상기 제7 렌즈(170) 및 상기 제8 렌즈(180)가 위치에 따라 설정된 간격으로 이격됨에 따라 향상된 왜곡 제어 특성을 가질 수 있다.
상기 제8 렌즈(180)와 상기 제9 렌즈(190)는 제3 간격으로 이격될 수 있다. 상기 제3 간격은 상기 제8 렌즈(180)와 상기 제9 렌즈(190) 사이의 광축(OA) 방향 간격일 수 있다. 상기 제3 간격은 상기 제8 렌즈(180)와 상기 제9 렌즈 사이에서 위치에 따라 변화할 수 있다. 자세하게, 상기 제3 간격은 광축(OA)을 시작점으로 하고, 상기 제8 렌즈(180)의 센서 측 면(제16 면(S16))의 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 변화할 수 있다. 즉, 상기 제3 간격은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16)의 유효경의 끝단으로 갈수록 변화할 수 있다. 상기 제3 간격은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제4 지점(EG4)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제4 지점(EG4)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 20% 내지 약 35%의 범위에 배치될 수 있다. 상기 제3 간격은 상기 제4 지점(EG4)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 작아질 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 간격은 상기 제4 지점(EG4)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제5 지점(EG5)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제5 지점(EG5)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 70% 내지 약 80%의 범위에 배치될 수 있다.
상기 제3 간격은 상기 제5 지점(EG5)에서 광축(OA)의 수직인 방향으로 갈수록 커질 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 간격은 상기 제5 지점(EG5)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제6 지점(EG6)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제6 지점(EG6)은 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단일 수 있다. 상기 제3 간격은 상기 제4 지점(EG4)에서 최대값을 가질 수 있다. 또한, 상기 제3 간격은 상기 제5 지점(EG5)에서 최소값을 가질 수 있다. 이때, 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 4배 내지 약 6배를 만족할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 주변부에서 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 제8 렌즈(180) 및 상기 제9 렌즈(190)가 위치에 따라 설정된 간격으로 이격됨에 따라 향상된 왜곡 제어 특성을 가질 수 있다.
이하 도면들을 참조하여 각 실시예에 따른 광학계(1000)를 보다 상세히 설명한다.
도 1은 제1 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 2는 제1 실시예에 따른 광학계의 수차도를 도시한 그래프이다. 또한, 도 3은 제1 실시예에 따른 광학계의 왜곡 격자(Distortion grid)에 대한 것이고, 도 4는 제1 실시예에 따른 광학계의 코마 수차(Coma aberration)를 도시한 그래프이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 순차적으로 배치되는 제1 렌즈(110) 내지 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. 제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈(110)와 상기 제2 렌즈(120) 사이에는 조리개가 배치될 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 곡률반경(mm) 두께(mm)/ 간격(mm) 굴절률 아베수 유효경의 크기(mm)
제1 렌즈 S1 3.101 1.112 1.544 56.115 4.124
S2 15.937 0.287 3.818
Stop Infinity -0.24 　
제2 렌즈 S3 5.636 0.436 1.671 19.38 3.532
S4 3.606 0.505 3.182
제3 렌즈 S5 -27.158 0.323 1.544 56.115 3.182
S6 -16.464 0.081 3.200
제4 렌즈 S7 34.452 0.559 1.588 28.269 3.408
S8 15.092 0.09 4.010
제5 렌즈 S9 194.836 0.433 1.544 56.115 4.364
S10 -25.856 0.073 4.604
제6 렌즈 S11 -48.711 0.4 1.544 56.115 4.770
S12 -31.031 0.139 5.158
제7 렌즈 S13 4.595 0.444 1.588 28.269 5.278
S14 4.384 0.787 6.444
제8 렌즈 S15 27.338 1.502 1.544 56.115 7.342
S16 -2.973 0.421 8.514
제9 렌즈 S17 -5.019 0.793 1.534 55.656 10.010
S18 2.993 0.511 11.584
필터 Infinity 0.21 1.517 64.167
Infinity 0.635
이미지 센서 Infinity 　
표 1은 제1 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), 인접한 렌즈들 사이의 간격(distance), d-line에서의 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number) 및 유효경(Clear aperture; CA)의 크기에 대한 것이다.제1 실시예에 따른 광학계(1000)의 제1 렌즈(110)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)의 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. 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)은 하기 표 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)의 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. 상기 제2 렌즈(120)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제3 면(S3)은 비구면일 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 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 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)의 제5 면(S5)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 광축(OA)에서 볼록할 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)는 광축(OA)에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 면(S5)은 비구면일 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 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 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)의 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. 상기 제4 렌즈(140)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 면(S7)은 비구면일 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 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(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(150)의 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. 상기 제5 렌즈(150)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 면(S9)은 비구면일 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 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(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(160)의 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. 상기 제6 렌즈(160)는 광축(OA)에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제11 면(S11)은 비구면일 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 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 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(170)의 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. 상기 제7 렌즈(170)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제13 면(S13)은 비구면일 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 비구면일 수 있다. 상기 제13 면(S13) 및 상기 제14 면(S14)은 하기 표 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(170)는 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제7 렌즈(170)의 제13 면(S13) 상에는 상술한 제1 변곡점이 배치될 수 있다. 또한, 상기 제7 렌즈(170)의 제14 면(S14) 상에는 상술한 제2 변곡점이 배치될 수 있다.
상기 제8 렌즈(180)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(180)의 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. 상기 제8 렌즈(180)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제15 면(S15)은 비구면일 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 비구면일 수 있다. 상기 제15 면(S15) 및 상기 제16 면(S16)은 하기 표 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(190)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(190)의 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. 상기 제9 렌즈(190)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 제17 면(S17)은 비구면일 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 비구면일 수 있다. 상기 제17 면(S17) 및 상기 제18 면(S18)은 하기 표 2와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(190)는 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제9 렌즈(190)의 제18 면(S18) 상에는 상술한 제3 변곡점이 배치될 수 있다.
제1 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
K 1.17E-02 1.14E-01 -2.78E-01 9.17E-01 0 0 0 0 0
A -3.66E-04 -2.17E-02 -2.41E-02 -8.79E-03 -1.23E-03 1.14E-03 -1.42E-02 -2.23E-02 -3.87E-03
B 1.93E-03 2.93E-02 2.59E-02 7.37E-03 4.50E-03 1.22E-02 2.03E-02 2.37E-02 2.14E-02
D -2.85E-03 -2.67E-02 -1.87E-02 -9.91E-03 -1.93E-02 -4.05E-02 -4.54E-02 -3.13E-02 -2.97E-02
E 2.42E-03 1.69E-02 8.22E-03 1.60E-02 3.32E-02 5.70E-02 5.36E-02 2.24E-02 2.05E-02
F -1.30E-03 -7.42E-03 -1.13E-03 -1.75E-02 -3.37E-02 -4.77E-02 -3.89E-02 -9.71E-03 -8.28E-03
G 4.42E-04 2.19E-03 -7.23E-04 1.21E-02 2.13E-02 2.51E-02 1.79E-02 2.63E-03 2.06E-03
H -9.19E-05 -4.13E-04 4.11E-04 -5.00E-03 -8.14E-03 -8.14E-03 -5.04E-03 -4.41E-04 -3.14E-04
I 1.07E-05 4.51E-05 -8.40E-05 1.13E-03 1.72E-03 1.48E-03 7.96E-04 4.16E-05 2.68E-05
J -5.31E-07 -2.16E-06 6.39E-06 -1.06E-04 -1.55E-04 -1.15E-04 -5.39E-05 -1.69E-06 -9.91E-07
L5 L6 L7 L8 L9
S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18
K 0 0 0 -7.46E-01 -1.88E+00 -6.58E+01 -1.11E+00 -1.74E+00 -9.39E+00
A -2.17E-03 -1.54E-04 -8.94E-05 -2.79E-02 -2.36E-02 1.62E-03 3.52E-02 9.24E-04 -1.13E-02
B 4.16E-03 -1.12E-03 2.04E-03 7.55E-03 4.25E-03 -1.29E-03 -1.08E-02 -5.03E-03 1.55E-03
D -3.33E-03 1.47E-03 -1.70E-03 -2.36E-03 -4.87E-04 -6.54E-05 2.09E-03 1.20E-03 -1.64E-04
E 1.33E-03 -1.06E-03 6.55E-04 3.76E-04 -1.15E-04 1.38E-04 -2.39E-04 -1.32E-04 1.21E-05
F -2.26E-04 4.42E-04 -1.52E-04 4.28E-06 5.57E-05 -4.22E-05 1.58E-05 8.46E-06 -5.73E-07
G -1.39E-05 -1.12E-04 2.51E-05 -1.57E-05 -9.54E-06 6.34E-06 -5.10E-07 -3.38E-07 1.54E-08
H 1.18E-05 1.68E-05 -3.15E-06 3.34E-06 8.47E-07 -5.19E-07 6.66E-10 8.32E-09 -1.64E-10
I -1.69E-06 -1.39E-06 2.58E-07 -3.31E-07 -3.85E-08 2.21E-08 4.31E-10 -1.16E-10 -1.06E-12
J 8.17E-08 4.86E-08 -9.52E-09 1.32E-08 7.03E-10 -3.85E-10 -8.58E-12 6.98E-13 2.70E-14
또한, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 광축과 수직인 방향을 따라 제6 렌즈(160)의 센서측 면과 제7 렌즈(170)의 물체측 면 사이의 제1 간격(d67)은 하기 표 3과 같을 수 있다.
제6 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 제1간격(d67)(mm) 제7 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0.000 0.139 0.000
0.100 0.141 0.100
0.200 0.144 0.200
0.300 0.150 0.300
0.400 0.159 0.400
0.500 0.169 0.500
0.600 0.181 0.600
0.700 0.194 0.700
0.800 0.209 0.800
0.900 0.225 0.900
1.000 0.241 1.000
1.100 0.258 1.100
1.200 0.275 1.200
1.300 0.292 1.300
1.400 0.308 1.400
1.500 0.323 1.500
1.600 0.336 1.600
1.700 0.348 1.700
1.800 0.357 1.800
1.900 (EG1) 0.362 1.900 (EG1)
2.000 0.362 2.000
2.100 0.357 2.100
2.200 0.344 2.200
2.300 0.320 2.300
2.400 0.280 2.400
2.500 0.218 2.500
2.579 (EG2) 0.122 2.579 (EG2)
표 3을 참조하면, 상기 제1 간격은 광축(OA)에서 상기 제12 면(S12) 상에 위치한 제1 지점(EG1)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제1 지점(EG1)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제12 면(S12)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)을 기준으로 제12 면(S12)의 유효 반경의 약 65% 내지 약 85%의 범위에 배치될 수 있다. 여기서, 각 렌즈 면의 광축인 시작점에서 유효 영역의 끝단 또는 에지 사이의 거리는 유효반경을 나타낸다. 제1 실시예에서 상기 제2 지점(EG2)은 광축(OA)을 기준으로 제12 면(S12)의 유효 반경의 약 73.67%인 위치에 배치될 수 있다. 상기 제1 간격은 상기 제1 지점(EG1)에서 상기 제12 면(S12)의 유효 영역의 외측 끝단인 상기 제2 지점(EG2)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제2 지점(EG2)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제6 렌즈(160)의 센서 측 면(제12 면(S12))과 상기 제7 렌즈(170)의 물체 측 면(S13) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제14 면(S12)의 유효 반경 값으로, 표 1에 기재된 상기 제12 면(S12)의 유효경의 값의 1/2을 의미한다. 상기 제1 간격은 상기 제1 지점(EG1)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제2 지점(EG2)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 내지 약 5배일 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 2.96배일 수 있다.제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 광축과 수직인 방향을 따라 제7 렌즈(170)의 센서측 면과 제8 렌즈(180)의 물체측 면 사이의 제2 간격(d78)은 하기 표 4와 같을 수 있다.
제7 렌즈의 센서측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 제2 간격(d78)(mm) 제8 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0.000 0.787 0.000
0.100 0.786 0.100
0.200 0.783 0.200
0.300 0.779 0.300
0.400 0.772 0.400
0.500 0.765 0.500
0.600 0.756 0.600
0.700 0.746 0.700
0.800 0.735 0.800
0.900 0.724 0.900
1.000 0.712 1.000
1.100 0.701 1.100
1.200 0.689 1.200
1.300 0.678 1.300
1.400 0.667 1.400
1.500 0.657 1.500
1.600 0.648 1.600
1.700 0.639 1.700
1.800 0.631 1.800
1.900 0.625 1.900
2.000 0.619 2.000
2.100 0.614 2.100
2.200 0.610 2.200
2.300 0.607 2.300
2.400 0.603 2.400
2.500 0.600 2.500
2.600 0.597 2.600
2.700 0.593 2.700
2.800 0.588 2.800
2.900 0.583 2.900
3.000 0.576 3.000
3.100 0.568 3.100
3.200 0.561 3.200
3.222 (EG3) 0.559 3.222 (EG3)
표 4를 참조하면, 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 상기 제14 면(S14) 상에 위치한 제3 지점(EG3)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제3 지점(EG3)은 상기 제14 면(S14)의 유효 영역의 외측 끝단일 수 있다. 여기서 상기 제3 지점(EG3)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제7 렌즈(170)의 제14 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(S12)의 유효경의 값의 1/2을 의미한다. 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제3 지점(EG3)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.2배 내지 약 2배일 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.4배일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 제7 렌즈(170) 및 상기 제8 렌즈(180)가 위치에 따라 설정된 간격으로 이격됨에 따라 향상된 왜곡 제어 특성을 가질 수 있다.제1 실시예에 따른 광학계(1000)에서 광축과 수직인 방향을 따라 제8 렌즈(180)의 센서측 면과 제9 렌즈(190)의 물체측 면 사이의 제3 간격(d89)은 하기 표 5와 같을 수 있다.
제8 렌즈의 센서측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직방향 높이(mm) 제3 간격(d89) (mm) 제9 렌즈의 물체측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0.000 0.421 0.000
0.100 0.422 0.100
0.200 0.424 0.200
0.300 0.427 0.300
0.400 0.432 0.400
0.500 0.437 0.500
0.600 0.442 0.600
0.700 0.447 0.700
0.800 0.453 0.800
0.900 0.457 0.900
1.000 0.461 1.000
1.100 0.463 1.100
1.200 (EG4) 0.464 1.200 (EG4)
1.300 0.462 1.300
1.400 0.458 1.400
1.500 0.452 1.500
1.600 0.442 1.600
1.700 0.430 1.700
1.800 0.415 1.800
1.900 0.397 1.900
2.000 0.376 2.000
2.100 0.352 2.100
2.200 0.326 2.200
2.300 0.298 2.300
2.400 0.269 2.400
2.500 0.239 2.500
2.600 0.209 2.600
2.700 0.180 2.700
2.800 0.153 2.800
2.900 0.129 2.900
3.000 0.109 3.000
3.100 0.093 3.100
3.200 0.083 3.200
3.300 (EG5) 0.079 3.300 (EG5)
3.400 0.082 3.400
3.500 0.093 3.500
3.600 0.113 3.600
3.700 0.141 3.700
3.800 0.177 3.800
3.900 0.221 3.900
4.000 0.271 4.000
4.100 0.321 4.100
4.200 0.366 4.200
4.257 (EG6) 0.400 4.257 (EG6)
표 5를 참조하면, 상기 제3 간격은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제4 지점(EG4)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제4 지점(EG4)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)을 기준으로 상기 제16 면(S16)의 유효 반경의 약 20% 내지 약 35% 범위에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제4 지점(EG4)은 약 28.2%의 범위에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제3 간격은 상기 제4 지점(EG4)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제5 지점(EG5)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제5 지점(EG5)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S19)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 70% 내지 약 80%의 범위에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제5 지점(EG5)은 약 77.5%의 범위에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제3 간격은 상기 제5 지점(EG5)에서 상기 제16 면(S16)의 유효경의 끝단인 상기 제6 지점(EG6)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제6 지점(EG6)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제8 렌즈(180)의 센서 측 면(제16 면(S16))과 상기 제9 렌즈(190)의 물체 측 면(제17 면(S17)) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제16 면(S16)의 유효 반경 값으로, 표 1에 기재된 상기 제16 면(S16)의 유효경의 값의 1/2을 의미한다. 상기 제3 간격은 상기 제4 지점(EG4)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제5 지점(EG5)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 4배 내지 약 6배일 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 5.85배일 수 있다.이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 제8 렌즈(180) 및 상기 제9 렌즈(190)가 위치에 따라 설정된 간격으로 이격됨에 따라 향상된 왜곡 제어 특성을 가질 수 있다.
도 2는 제1 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 435nm, 약486nm, 약 546nm, 약 587nm, 약 656nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이며, 비점 수차 및 왜곡 수차에 대한 그래프는 546nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 광학계(1000)의 왜곡 격자(Distortion grid)에 대한 것으로, 상기 광학계(1000)는 도 3과 같은 왜곡 특성을 가질 수 있다. 도 4는 제1 실시예에 따른 광학계(1000)의 코마 수차(Coma aberration)에 대한 그래프로, 상면의 높이(field height)에 따라 약 435nm, 약 486nm, 약 546nm, 약 587nm, 약 656nm 파장 대역의 광의 탄젠셜(tangential) 성분과 새저틀(sagittal) 성분의 수차를 측정한 그래프이다. 코마 수차 그래프의 해석은 양의 축과 음의 축에서 각각 X축에 근접할수록 코마 수차 보정 기능이 좋은 것으로 해석할 수 있다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 복수의 렌즈들(100)이 설정된 형상, 초점 거리, 설정된 간격 등을 가짐에 따라 향상된 해상력을 가지며, 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 제공할 수 있다.
도 5는 제2 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 6은 제2 실시예에 따른 광학계의 수차도를 도시한 그래프이다. 또한, 도 7은 제2 실시예에 따른 광학계의 왜곡 격자(Distortion grid)에 대한 것이고, 도 8은 제2 실시예에 따른 광학계의 코마 수차(Coma aberration)를 도시한 그래프이다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 제2 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. 제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈(110)와 상기 제2 렌즈(120) 사이에는 조리개가 배치될 수 있다. 또한, 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 곡률반경(mm) 두께(mm)/간격(mm) 굴절률 아베수 유효경의 크기(mm)
제1 렌즈 S1 3.075 1.102 1.534 55.656 4.124
S2 14.957 0.287 3.848
Stop Infinity -0.24
제2 렌즈 S3 5.418 0.449 1.681 18.453 3.566
S4 3.552 0.504 3.186
제3 렌즈 S5 -28.316 0.319 1.534 55.656 3.180
S6 -17.965 0.078 3.200
제4 렌즈 S7 26.148 0.553 1.584 28.227 3.418
S8 14.390 0.099 4.002
제5 렌즈 S9 79.696 0.37 1.534 55.656 4.394
S10 -132.150 0.086 4.630
제6 렌즈 S11 79.956 0.4 1.534 55.656 4.796
S12 -50.519 0.158 5.110
제7 렌즈 S13 4.598 0.451 1.584 28.227 5.228
S14 4.424 0.788 6.358
제8 렌즈 S15 26.728 1.501 1.534 55.656 7.294
S16 -3.001 0.438 8.490
제9 렌즈 S17 -5.083 0.804 1.534 55.656 10.010
S18 3.075 0.511 11.548
필터 Infinity 0.21 1.517 64.167
Infinity 0.634 　 　
이미지 센서 Infinity 　 　 　
표 6은 제2 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), 인접한 렌즈들 사이의 간격(distance), d-line에서의 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number) 및 유효경(Clear aperture; CA)의 크기에 대한 것이다.
제2 실시예에 따른 광학계(1000)의 제1 렌즈(110)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)의 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. 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)은 하기 표 7와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제2 렌즈(120)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)의 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. 상기 제2 렌즈(120)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제3 면(S3)은 비구면일 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 비구면일 수 있다. 상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4)은 하기 표 7와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제3 렌즈(130)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)의 제5 면(S5)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 광축(OA)에서 볼록할 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)는 광축(OA)에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 면(S5)은 비구면일 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 비구면일 수 있다. 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6)은 하기 표 7와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제4 렌즈(140)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)의 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. 상기 제4 렌즈(140)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 면(S7)은 비구면일 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 비구면일 수 있다. 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8)은 하기 표 7와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제5 렌즈(150)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(150)의 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. 상기 제5 렌즈(150)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 면(S9)은 비구면일 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 비구면일 수 있다. 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10)은 하기 표 7와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제6 렌즈(160)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(160)의 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. 상기 제6 렌즈(160)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제11 면(S11)은 비구면일 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 비구면일 수 있다. 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12)은 하기 표 7와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제7 렌즈(170)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(170)의 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. 상기 제7 렌즈(170)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제13 면(S13)은 비구면일 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 비구면일 수 있다. 상기 제13 면(S13) 및 상기 제14 면(S14)은 하기 표 7와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(170)는 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제7 렌즈(170)의 제13 면(S13) 상에는 상술한 제1 변곡점이 배치될 수 있다. 또한, 상기 제7 렌즈(170)의 제14 면(S14) 상에는 상술한 제2 변곡점이 배치될 수 있다.
상기 제8 렌즈(180)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(180)의 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. 상기 제8 렌즈(180)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제15 면(S15)은 비구면일 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 비구면일 수 있다. 상기 제15 면(S15) 및 상기 제16 면(S16)은 하기 표 7와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제9 렌즈(190)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(190)의 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. 상기 제9 렌즈(190)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 제17 면(S17)은 비구면일 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 비구면일 수 있다. 상기 제17 면(S17) 및 상기 제18 면(S18)은 하기 표 7와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(190)는 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제9 렌즈(190)의 제18 면(S18) 상에는 상술한 제3 변곡점이 배치될 수 있다.
제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 각 렌즈면의 비구면 계수의 값을 하기 표 7과 같다.
L1 L2 L3 L4 L5
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9
K 1.17E-02 -5.06E-02 -2.38E-01 8.94E-01 0 0 0 0 0
A -1.69E-04 -2.19E-02 -2.35E-02 -8.02E-03 -7.77E-04 8.91E-04 -1.43E-02 -2.08E-02 -2.40E-03
B 1.54E-03 2.92E-02 2.51E-02 4.31E-03 3.18E-03 1.45E-02 2.02E-02 1.91E-02 1.78E-02
D -2.44E-03 -2.60E-02 -1.79E-02 -3.65E-03 -1.59E-02 -4.55E-02 -4.43E-02 -2.53E-02 -2.55E-02
E 2.15E-03 1.58E-02 7.39E-03 8.00E-03 2.71E-02 6.20E-02 5.11E-02 1.77E-02 1.75E-02
F -1.18E-03 -6.62E-03 -4.79E-04 -1.12E-02 -2.74E-02 -5.08E-02 -3.64E-02 -7.28E-03 -6.95E-03
G 4.05E-04 1.84E-03 -1.05E-03 9.04E-03 1.74E-02 2.65E-02 1.65E-02 1.82E-03 1.67E-03
H -8.46E-05 -3.28E-04 5.07E-04 -4.12E-03 -6.71E-03 -8.51E-03 -4.59E-03 -2.70E-04 -2.42E-04
I 9.82E-06 3.36E-05 -9.95E-05 9.91E-04 1.43E-03 1.53E-03 7.17E-04 2.10E-05 1.95E-05
J -4.88E-07 -1.51E-06 7.44E-06 -9.76E-05 -1.30E-04 -1.19E-04 -4.79E-05 -5.94E-07 -6.70E-07
L5 L6 L7 L8 L9
S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18
K 0 0 0 -7.91E-01 -1.92E+00 -6.55E+01 -1.11E+00 -1.75E+00 -9.40E+00
A -2.07E-03 6.96E-05 3.65E-05 -2.79E-02 -2.34E-02 2.22E-03 3.49E-02 9.68E-04 -1.12E-02
B 3.80E-03 -1.61E-03 1.90E-03 7.01E-03 3.73E-03 -1.66E-03 -1.07E-02 -5.05E-03 1.52E-03
D -2.68E-03 2.13E-03 -1.52E-03 -1.75E-03 -1.41E-04 3.67E-05 2.05E-03 1.21E-03 -1.61E-04
E 6.53E-04 -1.63E-03 4.88E-04 3.84E-05 -2.36E-04 1.23E-04 -2.30E-04 -1.33E-04 1.18E-05
F 1.70E-04 7.32E-04 -7.56E-05 1.14E-04 7.99E-05 -4.10E-05 1.44E-05 8.54E-06 -5.61E-07
G -1.49E-04 -1.97E-04 6.48E-06 -3.86E-05 -1.25E-05 6.29E-06 -3.97E-07 -3.43E-07 1.50E-08
H 3.82E-05 3.11E-05 -6.15E-07 6.35E-06 1.06E-06 -5.17E-07 -4.79E-09 8.48E-09 -1.49E-10
I -4.44E-06 -2.66E-06 7.49E-08 -5.60E-07 -4.67E-08 2.20E-08 5.70E-10 -1.19E-10 -1.41E-12
J 2.00E-07 9.55E-08 -3.97E-09 2.08E-08 8.42E-10 -3.83E-10 -1.00E-11 7.21E-13 3.03E-14
또한, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 광축과 수직인 방향을 따라 제6 렌즈(160)의 센서측 면과 제7 렌즈(170)의 물체측 면 사이의 제1 간격(d67)은 하기 표 8과 같을 수 있다.
제6 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 제1 간격(d67)(mm) 제7 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0.000 0.158 0.000
0.100 0.160 0.100
0.200 0.163 0.200
0.300 0.169 0.300
0.400 0.177 0.400
0.500 0.186 0.500
0.600 0.198 0.600
0.700 0.210 0.700
0.800 0.224 0.800
0.900 0.239 0.900
1.000 0.254 1.000
1.100 0.269 1.100
1.200 0.285 1.200
1.300 0.299 1.300
1.400 0.314 1.400
1.500 0.327 1.500
1.600 0.338 1.600
1.700 0.347 1.700
1.800 0.354 1.800
1.900 (EG1) 0.356 1.900 (EG1)
2.000 0.353 2.000
2.100 0.345 2.100
2.200 0.328 2.200
2.300 0.300 2.300
2.400 0.256 2.400
2.500 0.189 2.500
2.555 (EG2) 0.089 2.555 (EG2)
표 8을 참조하면, 상기 제1 간격은 광축(OA)에서 상기 제12 면(S12) 상에 위치한 제1 지점(EG1)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제1 지점(EG1)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제12 면(S12)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 65% 내지 약 85%의 범위에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제2 지점(EG2)은 약 74.36%의 범위에 배치될 수 있다. 상기 제1 간격은 상기 제1 지점(EG1)에서 상기 제12 면(S12)의 유효경의 끝단인 상기 제2 지점(EG2)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제2 지점(EG2)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제6 렌즈(160)의 센서 측 면(제12 면(S12))과 상기 제7 렌즈(170)의 물체 측 면(제13 면(S13)) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제14 면(S12)의 유효 반경 값으로, 표 6에 기재된 상기 제12 면(S12)의 유효경의 값의 1/2을 의미한다. 상기 제1 간격은 상기 제1 지점(EG1)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제2 지점(EG2)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 내지 약 5배일 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 4.01배일 수 있다.또한, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 광축과 수직인 방향을 따라 제7 렌즈(170)의 센서측 면과 제8 렌즈(180)의 물체측 면 사이의 제2 간격(d78)은 하기 표 9와 같을 수 있다.
제7 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 제2 간격(d78) (mm) (제2 간격) 제8 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0.000 0.788 0.000
0.100 0.787 0.100
0.200 0.784 0.200
0.300 0.780 0.300
0.400 0.773 0.400
0.500 0.766 0.500
0.600 0.757 0.600
0.700 0.747 0.700
0.800 0.737 0.800
0.900 0.726 0.900
1.000 0.715 1.000
1.100 0.704 1.100
1.200 0.693 1.200
1.300 0.682 1.300
1.400 0.672 1.400
1.500 0.662 1.500
1.600 0.653 1.600
1.700 0.645 1.700
1.800 0.638 1.800
1.900 0.632 1.900
2.000 0.627 2.000
2.100 0.623 2.100
2.200 0.620 2.200
2.300 0.617 2.300
2.400 0.615 2.400
2.500 0.612 2.500
2.600 0.609 2.600
2.700 0.605 2.700
2.800 0.601 2.800
2.900 0.596 2.900
3.000 0.590 3.000
3.100 0.582 3.100
3.179(EG3) 0.575 3.179
(EG3)
표 9를 참조하면, 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 상기 제14 면(S14) 상에 위치한 제3 지점(EG3)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제3 지점(EG3)은 상기 제14 면(S14)의 유효 영역 끝단일 수 있다. 여기서 상기 제3 지점(EG3)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제7 렌즈(170)의 센서 측 면(제14 면(S14))과 상기 제8 렌즈(180)의 물체 측 면(제15 면(S15)) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제14 면(S14)의 유효 반경 값으로, 표 6에 기재된 상기 제14 면(S12)의 유효경의 값의 1/2을 의미한다. 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제3 지점(EG3)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.2배 내지 약 2배일 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.37배일 수 있다. 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 제7 렌즈(170) 및 상기 제8 렌즈(180)가 위치에 따라 설정된 간격으로 이격됨에 따라 향상된 왜곡 제어 특성을 가질 수 있다.또한, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)에서 광축과 수직인 방향을 따라 제8 렌즈(180)의 센서측 면과 제9 렌즈(190)의 물체측 면 사이의 제3 간격(d89)은 하기 표 10와 같을 수 있다.
제8 렌즈의 센서측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 제3 간격(d89)(mm) 제9 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0.000 0.438 0.000
0.100 0.439 0.100
0.200 0.441 0.200
0.300 0.444 0.300
0.400 0.448 0.400
0.500 0.453 0.500
0.600 0.458 0.600
0.700 0.464 0.700
0.800 0.469 0.800
0.900 0.474 0.900
1.000 0.477 1.000
1.100 0.479 1.100
1.200(EG4) 0.480 1.200
(EG4)
1.300 0.478 1.300
1.400 0.474 1.400
1.500 0.468 1.500
1.600 0.459 1.600
1.700 0.447 1.700
1.800 0.432 1.800
1.900 0.414 1.900
2.000 0.393 2.000
2.100 0.369 2.100
2.200 0.343 2.200
2.300 0.315 2.300
2.400 0.286 2.400
2.500 0.256 2.500
2.600 0.226 2.600
2.700 0.197 2.700
2.800 0.170 2.800
2.900 0.146 2.900
3.000 0.126 3.000
3.100 0.110 3.100
3.200 0.100 3.200
3.300(EG5) 0.097 3.300
(EG5)
3.400 0.100 3.400
3.500 0.111 3.500
3.600 0.130 3.600
3.700 0.158 3.700
3.800 0.194 3.800
3.900 0.239 3.900
4.000 0.288 4.000
4.100 0.339 4.100
4.200 0.385 4.200
4.245(EG6) 0.418 4.245
(EG6)
표 10을 참조하면, 상기 제3 간격은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제4 지점(EG4)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제4 지점(EG4)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 20% 내지 약 35%의 범위에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제4 지점(EG4)은 약 28.27%에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제3 간격은 상기 제4 지점(EG4)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제5 지점(EG5)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제5 지점(EG5)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 70% 내지 약 80%의 범위에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예에서 상기 제5 지점(EG5)은 약 77.7%인 위치에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제3 간격은 상기 제5 지점(EG5)에서 상기 제16 면(S16)의 유효경의 끝단인 상기 제6 지점(EG6)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제6 지점(EG6)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제8 렌즈(180)의 센서 측 면(제16 면(S16))과 상기 제9 렌즈(190)의 물체 측 면(제17 면(S17)) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제16 면(S16)의 유효 반경 값으로, 표 6에 기재된 상기 제16 면(S16)의 유효경의 값의 1/2을 의미한다. 상기 제3 간격은 상기 제4 지점(EG4)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제5 지점(EG5)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 4배 내지 약 6배일 수 있다. 예를 들어, 제1 실시예에서 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 4.96배일 수 있다. 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 제8 렌즈(180) 및 상기 제9 렌즈(190)가 위치에 따라 설정된 간격으로 이격됨에 따라 향상된 왜곡 제어 특성을 가질 수 있다.제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있고 도 6 내지 도 8과 같은 우수한 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 도 6은 제2 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 6에서 X축은 초점 거리(mm) 또는 왜곡도(%)를 나타낼 수 있고, Y축은 이미지의 높이(height)를 의미할 수 있다. 또한, 구면 수차에 대한 그래프는 약 435nm, 약486nm, 약 546nm, 약 587nm, 약 656nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이며, 비점 수차 및 왜곡 수차에 대한 그래프는 546nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다.
도 7은 제2 실시예에 따른 광학계(1000)의 왜곡 격자(Distortion grid)에 대한 것으로, 상기 광학계(1000)는 도 7과 같은 왜곡 특성을 가질 수 있다. 도 8은 제2 실시예에 따른 광학계(1000)의 코마 수차(Coma aberration)에 대한 그래프로, 상면의 높이(field height)에 따라 약 435nm, 약 486nm, 약 546nm, 약 587nm, 약 656nm 파장 대역의 광의 탄젠셜(tangential) 성분과 새저틀(sagittal) 성분의 수차를 측정한 그래프이다. 코마 수차 그래프의 해석은 양의 축과 음의 축에서 각각 X축에 근접할수록 코마 수차 보정 기능이 좋은 것으로 해석할 수 있다. 즉, 도 6 내지 도 8을 참조하면, 제2 실시예에 따른 광학계(1000)는 복수의 렌즈들(100)이 설정된 형상, 초점 거리, 설정된 간격 등을 가짐에 따라 향상된 해상력을 가지며, 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 제공할 수 있다.
도 9는 제3 실시예에 따른 광학계의 구성도이고, 도 10은 제3 실시예에 따른 광학계의 수차도를 도시한 그래프이다. 또한, 도 11은 제3 실시예에 따른 광학계의 왜곡 격자(Distortion grid)에 대한 것이고, 도 12는 제3 실시예에 따른 광학계의 코마 수차(Coma aberration)를 도시한 그래프이다.
도 9 내지 도 12를 참조하면, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)는 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 순차적으로 배치되는 제1 렌즈(110) 내지 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. 제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상기 제1 렌즈(110)와 상기 제2 렌즈(120) 사이에는 조리개가 배치될 수 있다. 또한, 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 곡률반경(mm) 두께(mm)/간격(mm) 굴절률 아베수 유효경의 크기(mm)
제1 렌즈 S1 3.080 1.098 1.534 55.656 4.124
S2 14.848 0.287 3.852
Stop Infinity -0.24 　 　 　
제2 렌즈 S3 5.453 0.408 1.681 18.453 3.596
S4 3.620 0.523 3.236
제3 렌즈 S5 -27.070 0.318 1.544 56.115 3.224
S6 -18.824 0.077 3.200
제4 렌즈 S7 23.370 0.421 1.681 18.453 3.396
S8 15.937 0.11 3.824
제5 렌즈 S9 155.279 0.302 1.567 37.565 4.164
S10 82.372 0.1 4.410
제6 렌즈 S11 30.715 0.45 1.544 56.115 4.654
S12 -61.818 0.205 4.946
제7 렌즈 S13 4.548 0.443 1.588 28.269 5.178
S14 4.397 0.842 6.320
제8 렌즈 S15 29.173 1.495 1.544 56.115 7.346
S16 -2.999 0.438 8.470
제9 렌즈 S17 -5.007 0.784 1.534 55.656 10.010
S18 3.137 0.511 11.488
필터 Infinity 0.21 1.517 64.167
Infinity 0.72 　 　
이미지 센서 Infinity 　 　 　
표 11은 제3 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), 렌즈의 중심 두께(Thickness), 인접한 렌즈들 사이의 중심 간격(distance), d-line에서의 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number) 및 유효경(Clear aperture; CA)의 크기에 대한 것이다.제3 실시예에 따른 광학계(1000)의 제1 렌즈(110)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(110)의 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. 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)은 하기 표 12과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제2 렌즈(120)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(120)의 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. 상기 제2 렌즈(120)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제3 면(S3)은 비구면일 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 비구면일 수 있다. 상기 제3 면(S3) 및 상기 제4 면(S4)은 하기 표 12과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제3 렌즈(130)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)의 제5 면(S5)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 광축(OA)에서 볼록할 수 있다. 상기 제3 렌즈(130)는 광축(OA)에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 면(S5)은 비구면일 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 비구면일 수 있다. 상기 제5 면(S5) 및 상기 제6 면(S6)은 하기 표 12과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제4 렌즈(140)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(140)의 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. 상기 제4 렌즈(140)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 면(S7)은 비구면일 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 비구면일 수 있다. 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8)은 하기 표 12과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제5 렌즈(150)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(150)의 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. 상기 제5 렌즈(150)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제9 면(S9)은 비구면일 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 비구면일 수 있다. 상기 제9 면(S9) 및 상기 제10 면(S10)은 하기 표 12과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제6 렌즈(160)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(160)의 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. 상기 제6 렌즈(160)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제11 면(S11)은 비구면일 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 비구면일 수 있다. 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12)은 하기 표 12과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제7 렌즈(170)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(170)의 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. 상기 제7 렌즈(170)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제13 면(S13)은 비구면일 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 비구면일 수 있다. 상기 제13 면(S13) 및 상기 제14 면(S14)은 하기 표 12과 같은 비구면 계수를 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(170)는 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제7 렌즈(170)의 제13 면(S13) 상에는 상술한 제1 변곡점이 배치될 수 있다. 또한, 상기 제7 렌즈(170)의 제14 면(S14) 상에는 상술한 제2 변곡점이 배치될 수 있다.
상기 제8 렌즈(180)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제8 렌즈(180)의 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. 상기 제8 렌즈(180)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제15 면(S15)은 비구면일 수 있고, 상기 제16 면(S16)은 비구면일 수 있다. 상기 제15 면(S15) 및 상기 제16 면(S16)은 하기 표 12와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다.
상기 제9 렌즈(190)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(190)의 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. 상기 제9 렌즈(190)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 제17 면(S17)은 비구면일 수 있고, 상기 제18 면(S18)은 비구면일 수 있다. 상기 제17 면(S17) 및 상기 제18 면(S18)은 하기 표 12와 같은 비구면 계수를 가질 수 있다. 상기 제9 렌즈(190)는 변곡점을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제9 렌즈(190)의 제18 면(S18) 상에는 상술한 제3 변곡점이 배치될 수 있다.
제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 각 렌즈면의 비구면 계수의 값을 하기 표 12과 같다.
L1 L2 L3 L4 L5
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9
K 1.14.E-02 1.02.E+00 -1.94.E-01 9.02.E-01 0 0 0 0 0
A 6.53.E-06 -2.28.E-02 -2.51.E-02 -8.11.E-03 -9.25.E-04 5.37.E-04 -1.51.E-02 -1.84.E-02 1.76.E-03
B 8.81.E-04 3.20.E-02 2.88.E-02 1.28.E-03 2.77.E-03 1.93.E-02 2.21.E-02 1.41.E-02 7.73.E-03
D -1.42.E-03 -2.95.E-02 -2.25.E-02 7.41.E-03 -1.34.E-02 -5.48.E-02 -4.71.E-02 -2.28.E-02 -1.73.E-02
E 1.26.E-03 1.86.E-02 1.14.E-02 -1.12.E-02 2.16.E-02 6.89.E-02 5.16.E-02 1.95.E-02 1.54.E-02
F -7.06.E-04 -8.09.E-03 -2.92.E-03 8.36.E-03 -2.04.E-02 -5.21.E-02 -3.48.E-02 -9.78.E-03 -7.69.E-03
G 2.47.E-04 2.34.E-03 -6.97.E-05 -3.18.E-03 1.23.E-02 2.51.E-02 1.49.E-02 3.00.E-03 2.32.E-03
H -5.30.E-05 -4.31.E-04 2.59.E-04 4.73.E-04 -4.54.E-03 -7.50.E-03 -3.95.E-03 -5.53.E-04 -4.22.E-04
I 6.31.E-06 4.56.E-05 -6.35.E-05 3.78.E-05 9.32.E-04 1.27.E-03 5.91.E-04 5.54.E-05 4.26.E-05
J -3.21.E-07 -2.12.E-06 5.16.E-06 -1.37.E-05 -8.18.E-05 -9.26.E-05 -3.81.E-05 -2.25.E-06 -1.85.E-06
L5 L6 L7 L8 L9
S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18
K 0. 0 0 0 -1.84.E+00 -6.35.E+01 -1.10.E+00 -1.79.E+00 -9.34.E+00
A -1.56.E-03 -8.83.E-04 -2.62.E-05 -2.74.E-02 -2.34.E-02 1.72.E-03 3.38.E-02 9.75.E-04 -1.16.E-02
B 3.49.E-03 2.13.E-03 2.36.E-03 6.58.E-03 3.92.E-03 -1.27.E-03 -9.99.E-03 -5.06.E-03 1.57.E-03
D -4.23.E-03 -2.52.E-03 -2.33.E-03 -1.74.E-03 -3.29.E-04 -9.18.E-05 1.86.E-03 1.21.E-03 -1.70.E-04
E 2.98.E-03 1.43.E-03 8.94.E-04 1.45.E-04 -1.40.E-04 1.42.E-04 -2.01.E-04 -1.32.E-04 1.31.E-05
F -1.29.E-03 -4.64.E-04 -1.75.E-04 6.08.E-05 5.35.E-05 -4.11.E-05 1.17.E-05 8.44.E-06 -6.77.E-07
G 3.47.E-04 9.42.E-05 2.03.E-05 -2.62.E-05 -8.24.E-06 5.94.E-06 -2.37.E-07 -3.36.E-07 2.10.E-08
H -5.64.E-05 -1.26.E-05 -1.88.E-06 4.84.E-06 6.63.E-07 -4.69.E-07 -1.02.E-08 8.22.E-09 -3.28.E-10
I 5.14.E-06 1.04.E-06 1.64.E-07 -4.68.E-07 -2.72.E-08 1.94.E-08 6.59.E-10 -1.14.E-10 1.45.E-12
J -2.04.E-07 -3.95.E-08 -7.76.E-09 1.86.E-08 4.40.E-10 -3.27.E-10 -1.04.E-11 6.86.E-13 1.15.E-14
제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 광축과 수직인 방향을 따라 제6 렌즈(160)의 센서측 면과 제7 렌즈(170)의 물체측 면 사이의 제1 간격(d67)은 하기 표 13과 같을 수 있다.
제6 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 제1 간격(d67)(mm) 제7 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0.000 0.205 0.000
0.100 0.207 0.100
0.200 0.210 0.200
0.300 0.216 0.300
0.400 0.224 0.400
0.500 0.233 0.500
0.600 0.245 0.600
0.700 0.257 0.700
0.800 0.271 0.800
0.900 0.286 0.900
1.000 0.301 1.000
1.100 0.316 1.100
1.200 0.331 1.200
1.300 0.346 1.300
1.400 0.361 1.400
1.500 0.374 1.500
1.600 0.386 1.600
1.700 0.396 1.700
1.800 0.403 1.800
1.900(EG1) 0.406 1.900
(EG1)
2.000 0.404 2.000
2.100 0.396 2.100
2.200 0.379 2.200
2.300 0.351 2.300
2.400 0.307 2.400
2.473(EG2) 0.238 2.473
(EG2)
표 13을 참조하면, 상기 제1 간격은 광축(OA)에서 상기 제12 면(S12) 상에 위치한 제1 지점(EG1)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제1 지점(EG1)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제12 면(S12)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)의 수직인 방향을 기준으로 약 65% 내지 약 85%의 범위에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제2 지점(EG2)은 약 76.83%인 위치에 배치될 수 있다. 상기 제1 간격은 상기 제1 지점(EG1)에서 상기 제12 면(S12)의 유효경의 끝단인 상기 제2 지점(EG2)으로 갈수록 작아질 수 있다. 여기서 상기 제2 지점(EG2)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제6 렌즈(160)의 센서 측 면(제12 면(S12))과 상기 제7 렌즈(170)의 물체 측 면(제13 면(S13)) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제14 면(S12)의 유효 반경 값으로, 표 11에 기재된 상기 제12 면(S12)의 유효경의 값의 1/2을 의미한다. 상기 제1 간격은 상기 제1 지점(EG1)에서 최대값을 가질 수 있고, 광축(OA)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.5배 내지 약 5배일 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제1 간격의 최대값은 최소값의 약 1.97배일 수 있다.또한, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 광축과 수직인 방향을 따라 제7 렌즈(170)의 센서측 면과 제8 렌즈(180)의 물체측 면 사이의 간격(제2 간격)은 하기 표 14와 같을 수 있다.
제7 렌즈의 센서 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 제2 간격(d78) (mm) 제8 렌즈의 물체 측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm)
0.000 0.842 0.000
0.100 0.841 0.100
0.200 0.838 0.200
0.300 0.833 0.300
0.400 0.827 0.400
0.500 0.819 0.500
0.600 0.810 0.600
0.700 0.800 0.700
0.800 0.790 0.800
0.900 0.778 0.900
1.000 0.767 1.000
1.100 0.755 1.100
1.200 0.744 1.200
1.300 0.732 1.300
1.400 0.721 1.400
1.500 0.711 1.500
1.600 0.701 1.600
1.700 0.692 1.700
1.800 0.684 1.800
1.900 0.677 1.900
2.000 0.671 2.000
2.100 0.666 2.100
2.200 0.661 2.200
2.300 0.656 2.300
2.400 0.652 2.400
2.500 0.647 2.500
2.600 0.641 2.600
2.700 0.635 2.700
2.800 0.628 2.800
2.900 0.620 2.900
3.000 0.610 3.000
3.100 0.599 3.100
3.160 (EG3) 0.588 3.160 (EG3)
표 14를 참조하면, 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 상기 제14 면(S14) 상에 위치한 제3 지점(EG3)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제3 지점(EG3)은 상기 제14 면(S14)의 유효 영역 끝단일 수 있다. 여기서 상기 제3 지점(EG3)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제7 렌즈(170)의 제14 면(S14)과 상기 제8 렌즈(180)의 제15 면(S15) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제14 면(S14)의 유효 반경 값으로, 표 11에 기재된 상기 제14 면(S12)의 유효경의 값의 1/2을 의미한다. 상기 제2 간격은 광축(OA)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제3 지점(EG3)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.2배 내지 약 2배일 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제2 간격의 최대값은 최소값의 약 1.43배일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 제7 렌즈(170) 및 상기 제8 렌즈(180)가 위치에 따라 설정된 간격으로 이격됨에 따라 향상된 왜곡 제어 특성을 가질 수 있다.또한, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 광축과 수직인 방향을 따라 제8 렌즈(180)의 센서측 면과 제9 렌즈(190)의 물체측 면 사이의 제3 간격(d89)은 하기 표 15와 같을 수 있다.
제8 렌즈의 센서측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직 방향 높이(mm) 제3간격(d89)(mm) 제9 렌즈의 물체측 면에서 광축으로부터의 광축의 수직방향 높이(mm)
0.000 0.438 0.000
0.100 0.438 0.100
0.200 0.440 0.200
0.300 0.443 0.300
0.400 0.448 0.400
0.500 0.452 0.500
0.600 0.458 0.600
0.700 0.463 0.700
0.800 0.468 0.800
0.900 0.473 0.900
1.000 0.476 1.000
1.100 0.478 1.100
1.200 (EG4) 0.479 1.200 (EG4)
1.300 0.477 1.300
1.400 0.473 1.400
1.500 0.466 1.500
1.600 0.457 1.600
1.700 0.444 1.700
1.800 0.429 1.800
1.900 0.411 1.900
2.000 0.389 2.000
2.100 0.365 2.100
2.200 0.339 2.200
2.300 0.311 2.300
2.400 0.281 2.400
2.500 0.251 2.500
2.600 0.221 2.600
2.700 0.192 2.700
2.800 0.165 2.800
2.900 0.142 2.900
3.000 0.122 3.000
3.100 0.107 3.100
3.200 0.098 3.200
3.300(EG5) 0.096 3.300 (EG5)
3.400 0.100 3.400
3.500 0.113 3.500
3.600 0.133 3.600
3.700 0.163 3.700
3.800 0.202 3.800
3.900 0.249 3.900
4.000 0.303 4.000
4.100 0.359 4.100
4.200 0.408 4.200
4.235(EG6) 0.441 4.235(EG6)
표 15를 참조하면, 상기 제3 간격은 광축(OA)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제4 지점(EG4)으로 갈수록 커질 수 있다. 상기 제4 지점(EG4)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)을 기준으로 상기 제16 면(S16)의 유효 반경의 약 20% 내지 약 35%의 범위에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제4 지점(EG4)은 약 28.3%인 위치에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제3 간격은 상기 제4 지점(EG4)에서 상기 제16 면(S16) 상에 위치한 제5 지점(EG5)으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 제5 지점(EG5)은 광축(OA)을 시작점으로 하고 상기 제16 면(S16)의 유효 영역 끝단을 끝점으로 할 때, 광축(OA)을 기준으로 상기 제16 면(S16)의 유효 반경의 약 70% 내지 약 80%의 범위에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제5 지점(EG5)은 광축(OA)을 기준으로 상기 제16 면(S16)의 유효 반경의 약 77.9%인 위치에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제3 간격은 상기 제5 지점(EG5)에서 상기 제16 면(S16)의 유효경의 끝단인 상기 제6 지점(EG6)으로 갈수록 커질 수 있다. 여기서 상기 제6 지점(EG6)이 의미하는 값은 서로 마주하는 상기 제8 렌즈(180)의 제16 면(S16)과 상기 제9 렌즈(190)의 제17 면(S17) 중 유효경의 크기가 작은 상기 제16 면(S16)의 유효 반경 값으로, 표 11에 기재된 상기 제16 면(S16)의 유효경의 값의 1/2을 의미한다. 상기 제3 간격은 상기 제4 지점(EG4)에서 최대값을 가질 수 있고, 상기 제5 지점(EG5)에서 최소값을 가질 수 있다. 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 4배 내지 약 6배일 수 있다. 예를 들어, 제3 실시예에서 상기 제3 간격의 최대값은 최소값의 약 5배일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 제8 렌즈(180) 및 상기 제9 렌즈(190)가 위치에 따라 설정된 간격으로 이격됨에 따라 향상된 왜곡 제어 특성을 가질 수 있다.자세하게, 도 10은 제3 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 10에서 X축은 초점 거리(mm) 또는 왜곡도(%)를 나타낼 수 있고, Y축은 이미지의 높이(height)를 의미할 수 있다. 또한, 구면 수차에 대한 그래프는 약 435nm, 약486nm, 약 546nm, 약 587nm, 약 656nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이며, 비점 수차 및 왜곡 수차에 대한 그래프는 546nm 파장 대역의 광에 대한 그래프이다.
도 11은 제3 실시예에 따른 광학계(1000)의 왜곡 격자(Distortion grid)에 대한 것으로, 상기 광학계(1000)는 도 11과 같은 왜곡 특성을 가질 수 있다. 도 12는 제3 실시예에 따른 광학계(1000)의 코마 수차(Coma aberration)에 대한 그래프로, 상면의 높이(field height)에 따라 약 435nm, 약 486nm, 약 546nm, 약 587nm, 약 656nm 파장 대역의 광의 탄젠셜(tangential) 성분과 새저틀(sagittal) 성분의 수차를 측정한 그래프이다. 코마 수차 그래프의 해석은 양의 축과 음의 축에서 각각 X축에 근접할수록 코마 수차 보정 기능이 좋은 것으로 해석할 수 있다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 제3 실시예에 따른 광학계(1000)는 복수의 렌즈들(100)이 설정된 형상, 초점 거리, 설정된 간격 등을 가짐에 따라 향상된 해상력을 가지며, 화각(FOV)의 중심부뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 제공할 수 있다.
항목 제1 실시예 제2실시예 제3실시예
F 7.6871 mm 7.742 mm 7.794 mm
f1 6.835 mm 6.988 mm 7.014 mm
f2 -16.135 mm -16.601 mm -17.183 mm
f3 75.701 mm 90.614 mm 111.556 mm
f4 -45.798 mm -55.28 mm -74.433 mm
f5 41.798 mm 92.704 mm -307.921 mm
f6 155.199 mm 57.756 mm 37.612 mm
f7 -750.713 mm -4876.616 mm 2416.637 mm
f8 4.994 mm 5.119 mm 5.059 mm
f9 -3.377 mm -3.452 mm -3.477 mm
f12 10.023 mm 10.185 mm 10.48 mm
L8_ET 0.543 mm 0.555 mm 0.53 mm
Inf71 1.846 mm 1.832 mm 1.828 mm
Inf72 2.086 mm 2.058 mm 2.094 mm
Inf92 2.748 mm 2.728 mm 2.632 mm
T11 0.754 mm 0.763 mm 0.761 mm
T91 1.525 mm 1.501 mm 1.497 mm
T92 1 mm 0.983 mm 0.999 mm
CA_max 11.584 mm 11.548 mm 11.488 mm
CA_min 3.182 mm 3.180 mm 3.2 mm
CA_aver 5.362 mm 5.355 mm 5.302 mm
BFL 1.356 mm 1.354 mm 1.44 mm
TTL 9.5 mm 9.5 mm 9.5 mm
ImgH 7.15 mm 7.15 mm 7.15 mm
표 16은 제1 내지 제3 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), 엣지 두께(ET, Edge Thickness) 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 끝단까지의 광축(OA) 방향 거리를 의미한다.
수학식 제1 실시예 제2실시예 제3실시예
1 0.5 < f1 / F < 2 0.889 0.903 0.900
2 -5 < f1 / f2 < 0 -0.424 -0.421 -0.408
3 0.5 < f12 / F < 5 1.304 1.316 1.302
4 0.3 < f1 / f12 < 3 0.682 0.686 0.691
5 0 < L1R1 / |L1R2| < 1 0.195 0.206 0.207
6 0 < L2R2 / |L2R1| < 1 0.640 0.656 0.664
7 0.8 < n1d / n2d < 1.2 0.924 0.913 0.913
8 0.8 < n8d / n7d < 1.2 0.972 0.968 0.972
9 0.1 < L2_CT / L1_CT < 0.8 0.392 0.407 0.372
10 0.1 < L7_CT / L8_CT < 0.8 0.296 0.300 0.296
11 0.2 < L8_ET / L8_CT < 0.8 0.362 0.370 0.355
12 1.5 < L8_CT / L9_CT < 2 1.894 1.867 1.907
13 0.5 < Inf71 / Inf72 < 1.2 0.885 0.890 0.873
14 0.4 < Inf71 / Inf92 < 1 0.672 0.672 0.695
15 0.4 < Inf72 / Inf92 < 1 0.759 0.754 0.796
16 0.1 < T11 / D11 < 0.5 0.366 0.370 0.369
17 0 < T91 / D91 < 0.6 0.305 0.300 0.299
18 0 < T92 / D92 < 0.5 0.173 0.170 0.174
19 1 < CA_L1S1 / CA_L3S1 < 2 1.296 1.297 1.279
20 2 < CA_L9S2 / CA_L1S1 < 5 2.809 2.800 2.786
21 2 < L1_CT / d12_CT < 5 3.875 3.840 3.826
22 0.1 < L7_CT / d78_CT < 0.8 0.564 0.572 0.526
23 1.2 < L8_CT / d78_CT < 2.5 1.909 1.905 1.776
24 1 < d78_CT / d78_ET < 1.8 1.408 1.370 1.432
25 2 < L6_CT / d67_CT < 3 2.878 2.532 2.195
26 1.5 < L7_CT / d67_CT < 4 3.194 2.854 2.161
27 0.5 < d67_CT / d67_ET < 2.5 1.137 1.783 0.862
28 0.5 < CA_max / (2 * ImgH) < 1 0.810 0.808 0.803
29 1.5 < CA_max / CA_aver < 3 0.216 2.157 2.167
30 0.5 < CA_min / CA_aver < 1 0.593 0.594 0.604
31 2 < TTL < 20 만족 만족 만족
32 2 < ImgH 만족 만족 만족
33 BFL < 2.5 만족 만족 만족
34 1 < TTL / ImgH < 2 1.329 1.329 1.329
35 0.1 < BFL / ImgH < 0.5 0.190 0.189 0.201
36 6 < TTL / BFL < 8 7.006 7.016 6.597
37 0.1 < F / TTL < 1 0.809 0.815 0.820
38 3 < F / BFL < 8 5.669 5.718 5.413
39 1 < F / ImgH < 3 1.075 1.083 1.090
표 17은 제1 내지 제3 실시예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 39에 대한 결과 값에 대한 것이다. 표 7을 참조하면, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 39 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 제1 내지 제3 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 수학식 39를 모두 만족하는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 제1 실시예에 따른 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있고 우수한 광학 특성을 가질 수 있다. 도 13은 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다. 도 13을 참조하면, 상기 이동 단말기(1)는 후면에 제공되는 카메라 모듈(10)을 포함할 수 있다. 상기 카메라 모듈(10)은 이미지 촬영 기능을 포함할 수 있다. 또한, 상기 카메라 모듈(10)은 자동 초점(Auto focus), 줌(zoom) 기능 및 OIS 기능 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 카메라 모듈(10)은 촬영 모드 또는 화상 통화 모드에서 이미지 센서(300)에 의해 얻어지는 정지 영상 이미지 또는 동영상의 화상 프레임을 처리할 수 있다. 처리된 화상 프레임은 상기 이동 단말기(1)의 디스플레이부(미도시)에 표시될 수 있으며 메모리(미도시)에 저장될 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만 상기 이동 단말기(1)의 전면에도 상기 카메라 모듈이 더 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 카메라 모듈(10)은 제1 카메라 모듈(10A) 및 제2 카메라 모듈(10B)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 카메라 모듈(10A) 및 상기 제2 카메라 모듈(10B) 중 적어도 하나는 상술한 광학계(1000) 및 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈(10)은 슬림한 구조를 가질 수 있고, 주변부(화각(FOV)의 약 65% 이상의 영역)의 왜곡(distortion) 및 수차 특성을 개선할 수 있다. 또한, 상기 이동 단말기(1)는 자동 초점 장치(31)를 더 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 레이저를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 상기 카메라 모듈(10)의 이미지를 이용한 자동 초점 기능이 저하되는 조건, 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. 또한, 상기 이동 단말기(1)는 플래쉬 모듈(33)을 더 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(33)은 내부에 광을 발광하는 발광소자를 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(33)은 이동 단말기의 카메라 작동 또는 사용자의 제어에 의해 작동될 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (17)

  1. 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제9 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제2 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,
    L7_CT는 상기 제7 렌즈의 상기 광축에서의 두께이고,
    L8_CT는 상기 제8 렌즈의 상기 광축에서의 두께이며,
    수학식: 0.1 < L7_CT / L8_CT < 0.8
    을 만족하는 광학계.
  2. 제1 항에 있어서,
    F는 상기 광학계의 전체 초점 거리(mm)를 의미하고, f1는 상기 제1 렌즈의 초점 거리(mm)를 의미하며,
    수학식: 0.5 < f1 / F < 2
    을 만족하는 광학계.
  3. 제1 항에 있어서,
    L8_CT는 상기 제8 렌즈의 상기 광축에서의 두께이고,
    L8_ET는 상기 제8 렌즈의 유효 영역 끝단에서의 상기 광축 방향 두께이며,
    수학식: 0.2 < L8_ET / L8_CT < 0.8
    을 만족하는 광학계.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제8 렌즈의 센서 측 면은 상기 광축에서 볼록한 형상을 가지는 광학계.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 물체 측 면은 상기 광축에서 볼록한 형상을 가지고,
    상기 제2 렌즈의 센서 측 면은 상기 광축에서 오목한 형상을 가지는 광학계.
  6. 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제9 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제2 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 센서 측 면은 제1 변곡점을 포함하고,
    상기 제1 변곡점은 상기 광축을 기준으로 상기 제9 렌즈의 센서측 면의 유효 반경의 약 40% 내지 약 60%의 범위에 배치되는 광학계.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제7 렌즈의 물체 측 면은 제2 변곡점을 포함하고,
    상기 제2 변곡점은 상기 광축을 기준으로 상기 제7 렌즈의 물체 측 면의 유효 반경의 60% 내지 80%의 범위에 배치되는 광학계.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제7 렌즈의 센서 측 면은 제3 변곡점을 포함하고,
    상기 제3 변곡점은 상기 광축을 기준으로 상기 제7 렌즈의 센서 측 면의 유효 반경의 55% 내지 75%의 범위에 배치되는 광학계.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 광축에서 상기 제1 변곡점까지의 거리는 상기 광축에서 상기 제2 변곡점까지의 거리보다 작은 광학계.
  10. 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제9 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈는 상기 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
    상기 제2 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 제6 및 제7 렌즈는 상기 광축 방향으로 제1 간격만큼 이격되고,
    상기 제1 간격은 상기 광축에서 상기 제6 렌즈의 센서 측 면 상에 위치한 제1 지점으로 갈수록 커지고, 상기 제1 지점에서 상기 제6 렌즈의 센서 측 면 상에 위치한 제2 지점으로 갈수록 감소하고,
    상기 제2 지점은 상기 광축으로부터 상기 제1 지점보다 더 외측에 배치되는 광학계.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 지점은 상기 광축을 기준으로 상기 제6 렌즈의 센서 측 면의 유효 반경의 65% 내지 85%의 범위에 배치되는 광학계.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 지점은 상기 제6 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단 또는 에지인 광학계.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 제7 및 제8 렌즈는 상기 광축 방향으로 제2 간격만큼 이격되고,
    상기 제2 간격은 상기 광축에서 상기 제7 렌즈의 센서 측 면 상에 위치한 제3 지점으로 갈수록 작아지는 광학계.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제3 지점은 상기 제7 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단인 광학계.
  15. 제10 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제8 및 제9 렌즈는 상기 광축 방향으로 제3 간격만큼 이격되고,
    상기 제3 간격은 상기 광축에서 상기 제8 렌즈의 센서 측 면 상에 위치한 제4 지점으로 갈수록 커지고, 상기 제4 지점에서 상기 제8 렌즈의 센서 측 면 상에 위치한 제5 지점으로 갈수록 감소하고,
    상기 제5 지점은 상기 광축을 기준으로 상기 제4 지점보다 더 외측에 배치되는 광학계.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제3 간격은 상기 제5 지점에서 상기 제8 렌즈의 센서 측 면 상에 위치한 제6 지점으로 갈수록 증가하고,
    상기 제6 지점은 상기 제8 렌즈의 센서 측 면의 유효 영역 끝단인 광학계.
  17. 광학계 및 이미지 센서를 포함하고,
    상기 광학계는 제1 항, 제6항 또는 제10 항 중 어느 하나에 따른 광학계를 포함하고,
    TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점에서 상기 이미지 센서의 상면까지의 광축에서의 거리를 의미하며,
    수학식: 2 < TTL < 20
    을 만족하는 카메라 모듈.
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