KR20230161279A

KR20230161279A - 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈

Info

Publication number: KR20230161279A
Application number: KR1020220061129A
Authority: KR
Inventors: 권덕근
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2022-05-18
Filing date: 2022-05-18
Publication date: 2023-11-27
Also published as: TW202411724A; WO2023224417A1

Abstract

발명의 실시 예에 개시된 광학계는 물체 측으로부터 센서 측까지 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제7 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 물체측 면이 볼록하며, 상기 제6 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 중 적어도 하나는 적어도 하나의 임계점을 가지며, 상기 제7 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 각각은 임계점을 가지며, 상기 제7 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 중 적어도 하나는 상기 광축에 대해 제1 방향으로 직교하는 렌즈 면과 상기 광축에 대해 제2 방향으로 직교하는 렌즈 면이 비대칭을 이루는 자유 곡면 형상을 가지며, 상기 자유 곡면은 상기 광축을 기준으로 상기 제1 방향의 양측의 렌즈 면은 대칭 형상을 가지며, 상기 광축을 기준으로 상기 제2 방향의 양측의 렌즈 면은 대칭 형상을 가질 수 있다.

Description

광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈{OPTICAL SYSTEM AND CAMERA MODULE INCLUDING THE SAME}

실시예는 향상된 광학 성능을 위한 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 대한 것이다.

카메라 모듈은 객체를 촬영하여 이미지 또는 동영상으로 저장하는 기능을 수행하며 다양한 어플리케이션에 장착되고 있다. 특히 카메라 모듈은 초소형으로 제작되어 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대용 디바이스뿐만 아니라 드론, 차량 등에 적용되어 다양한 기능을 제공하고 있다.

예를 들어, 카메라 모듈의 광학계는 상(image)를 결상하는 촬상 렌즈, 결상된 상을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이때, 상기 카메라 모듈은 이미지 센서와 촬상 렌즈 사이의 간격을 자동 조절하여 렌즈의 초점거리를 정렬하는 오토포커스(autofocus, AF) 기능을 수행할 수 있고, 줌 렌즈(zoom lens)를 통해 원거리의 객체의 배율을 증가 또는 감소시켜 촬영하는 줌 업(zoom up) 또는 줌 아웃(zoom out)의 주밍(zooming) 기능을 수행할 수 있다. 또한, 카메라 모듈은 영상 흔들림 방지(image stabilization, IS)기술을 채용하여 불안정한 고정장치 혹은 사용자의 움직임에 기인한 카메라의 움직임으로 인한 영상의 흔들림을 보정하거나 방지하는 기술이 채용되고 있다.

이러한 카메라 모듈이 상(image)을 얻기 위해 가장 중요한 요소는 상(image)을 결상하는 촬상 렌즈이다. 최근 고해상도에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이를 구현하기 위해 복수의 렌즈를 포함하는 광학계에 대한 연구가 진행되고 있다. 예를 들어, 고해상도 구현을 위해 양(+)의 굴절력 또는 음(-)의 굴절력을 가지는 복수의 촬상 렌즈를 이용한 연구가 진행되고 있다.

그러나, 복수의 렌즈를 포함할 경우 우수한 광학적 특성, 수차 특성을 도출하기 어려운 문제점이 있다. 또한, 복수의 렌즈를 포함할 경우, 상기 복수의 렌즈의 두께, 간격, 크기 등에 의해 전체 길이, 높이 등이 증가할 수 있고, 이로 인해 상기 복수의 렌즈를 포함하는 모듈의 전체 크기가 증가하는 문제가 있다.

또한, 고해상도, 고화질 구현을 위해 이미지 센서의 크기가 증가하고 있다. 그러나, 이미지 센서의 크기가 증가할 경우 복수의 렌즈를 포함하는 광학계의 TTL(Total track length) 또한 증가하며, 이로 인해 상기 광학계를 포함하는 카메라, 이동 단말기 등의 두께 역시 증가하는 문제가 있다.

따라서, 상술한 문제를 해결할 수 있는 새로운 광학계가 요구된다.

실시예는 광학 특성이 향상된 광학계를 제공하고자 한다.

실시예는 화각의 중심부와 주변부에서 우수한 광학 성능을 가지는 광학계를 제공하고자 한다.

실시예는 슬림한 구조를 가질 수 있는 광학계를 제공하고자 한다.

실시예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 센서 측까지 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제7 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 물체측 면이 볼록하며, 상기 제6 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 중 적어도 하나는 적어도 하나의 임계점을 가지며, 상기 제7 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 각각은 임계점을 가지며, 상기 제7 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 중 적어도 하나는 상기 광축에 대해 제1 방향으로 직교하는 렌즈 면과 상기 광축에 대해 제2 방향으로 직교하는 렌즈 면이 비대칭을 이루는 자유 곡면 형상을 가지며, 상기 자유 곡면은 상기 광축을 기준으로 상기 제1 방향의 양측의 렌즈 면은 대칭 형상을 가지며, 상기 광축을 기준으로 상기 제2 방향의 양측의 렌즈 면은 대칭 형상을 가질 수 있다.

발명의 실시 예에 의하면, 상기 제6 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 각각은 임계점을 가지며, 상기 제7 렌즈의 물체측 면의 임계점은 상기 제6 렌즈의 물체측 면 및 센서측 면의 임계점보다 광축에 더 인접하게 위치될 수 있다.

발명의 실시 예에 의하면, 상기 제6 렌즈는 상기 광축에 직교하는 상기 제1 방향과 상기 제2방향의 동일 반경 위치에서 두께가 다른 영역을 포함할 수 있다.

발명의 실시 예에 의하면, 상기 제7 렌즈는 상기 광축을 기준으로 상기 제1 방향과 상기 제2방향의 동일 반경 위치에서 두께가 다른 영역을 포함할 수 있다.

발명의 실시 예에 의하면, 상기 제6 렌즈는 상기 광축에 직교하는 상기 제1 방향과 상기 제2방향 사이의 서로 다른 축 방향의 동일 반경 내에서 두께가 다른 영역을 포함할 수 있다.

발명의 실시 예에 의하면, 상기 제7 렌즈는 상기 광축에 직교하는 상기 제1 방향과 상기 제2방향 사이의 서로 다른 축 방향의 동일 반경 내에서 두께가 다른 영역을 포함할 수 있다.

발명의 실시 예에 의하면, 상기 제6 렌즈의 센서 측을 지나는 접선에 수직한 법선과 광축 사이의 최대 각도는 상기 광축에 직교하는 상기 제1 방향과 상기 제2방향에서 서로 다른 각도를 가질 수 있다.

발명의 실시 예에 의하면, 상기 제7 렌즈의 센서 측을 지나는 접선에 수직한 법선과 광축 사이의 최대 각도는 상기 광축에 직교하는 상기 제1 방향과 상기 제2방향에서 서로 다른 각도를 가질 수 있다.

발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 렌즈는 양의 굴절력을 갖고, 광축에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며, 상기 제2,3 렌즈는 서로 반대의 굴절력을 갖고, 광축에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 각각 가질 수 있다.

발명의 실시 예에 의하면, 상기 제4 렌즈는 양의 굴절력을 갖고, 상기 제5 렌즈는 음의 굴절력을 갖고, 상기 제4,5렌즈의 중심 두께의 합은 상기 제2,3렌즈 사이의 중심 간격보다 작을 수 있다.

발명의 실시 예에 의하면, 상기 제6 렌즈는 양의 굴절력을 갖고, 광축에서 물체측 면이 볼록한 형상을 갖고 센서측 면이 오목한 형상을 가지며, 상기 제7 렌즈는 음의 굴절력을 갖고, 광축에서 물체측 면이 볼록한 형상을 갖고 센서측 면이 오목한 형상을 가질 수 있다.

발명의 실시 예에 따른 광학계는 물체 측으로부터 센서 측까지 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제7 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 물체측 면이 볼록하며, 상기 제6 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 중 적어도 하나는 자유 곡면을 가지며, 상기 제7 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 각각은 임계점을 가지며, 상기 제7 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 중 적어도 하나는 상기 광축에 대해 제1 방향으로 직교하는 렌즈 면과 상기 광축에 대해 제2 방향으로 직교하는 렌즈 면이 비대칭을 이루는 자유 곡면 형상을 가지며, 0 ≤ |EFLX - EFLY| ≤ 0.1을 만족하며, 상기 EFLX는 상기 제1 방향에서의 유효 초점 거리이며, 상기 EFLY는 상기 제2방향에서의 유효 초점 거리일 수 있다.

발명의 실시 예에 의하면, 상기 제6 렌즈의 센서측 면은 임계점을 갖는 자유 곡면 형상이며, 50 < Inf62*L6S2_Max_slope < 120을 만족하며, 상기 Inf62는 제6 렌즈의 센서측 면의 제1,2방향의 임계점 평균 값이며, 상기 L6S2_Max_slope는 제6 렌즈의 센서측 면의 임의의 점을 지나는 접선에 수직한 법선이 광축과 이루는 최대 각도일 수 있다.

발명의 실시 예에 의하면, 상기 제7 렌즈의 센서측 면은 임계점을 갖는 자유 곡면 형상이며, 30 < Inf72*L7S2_Max_slope < 110을 만족하며, 상기 Inf72는 제7 렌즈의 센서측 면의 제1,2방향의 임계점 평균 값이며, 상기 L7S2_Max_slope는 제7 렌즈의 센서측 면의 임의의 점을 지나는 접선에 수직한 법선이 광축과 이루는 최대 각도일 수 있다.

발명의 실시 예에 의하면, 상기 EFLX와 EFLY는 서로 다른 값을 가질 수 있다.

발명의 실시 예에 의하면, 상기 제7 렌즈의 센서측 면은 자유 곡면을 가지며,

상기 제7 렌즈의 센서측 면은 상기 광축에서 제1 방향의 임계점까지의 거리와 상기 제2 방향의 임계점까지의 거리가 서로 다를 수 있다.

발명의 실시 예에 의하면, 상기 제6 렌즈와 상기 제7 렌즈 사이의 중심 간격은 상기 제 1 내지 제7 렌즈의 중심 간격 중 최대이며, 상기 제2 렌즈의 중심 두께는 상기 제 1 내지 제7 렌즈의 중심 두께 중에서 최대일 수 있다.

발명의 실시 예에 의하면, 상기 광축으로부터 제 7렌즈의 물체측 면의 제1,2 방향의 임계점까지의 평균(Inf71)이며, 센서측 면의 제1,2 방향의 임계점까지의 평균 거리(Inf72)는 하기 수학식을 만족하며,

0.2 < Inf71 / Inf72 < 1

상기 Inf71과 상기 Inf72는 서로 다르며,

0.4 < TTL/(Imgh*2) < 0.7을 만족하는 광학계.

(TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 이미지 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이고, ImgH는 상기 이미지 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2이다)

발명의 실시 예에 따른 광학계는 물체 측에 3매 이하의 렌즈를 갖는 제1 렌즈 군; 및 상기 제1 렌즈 군의 센서 측에 4매 이하의 렌즈를 갖는 제2렌즈 군을 포함하며, 상기 제1 렌즈군은 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고, 상기 제2 렌즈군은 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고, 상기 제2 렌즈 군의 렌즈 매수는 상기 제1 렌즈 군의 렌즈 매수보다 2배 미만이며, 상기 제1,2 렌즈 군의 렌즈 면 중에서 상기 제2 렌즈 군에 가장 가까운 렌즈의 유효경 크기는 최소이며, 상기 제1,2 렌즈 군의 렌즈 면 중에서 이미지 센서에 가장 가까운 마지막 렌즈는 유효경 크기가 최대이며, 상기 제1 렌즈 군 중에서 상기 제2 렌즈 군에 가장 인접한 센서 측 면은 오목한 형상을 가지며, 상기 제2 렌즈 군 중에서 상기 제1 렌즈 군에 가장 인접한 물체측 면은 오목한 형상을 가지며, 상기 제1,2렌즈 군에서 이미지 센서에 가장 인접한 마지막 렌즈의 센서측 면은 임계점을 갖는 자유 곡면 형상을 가지며, 상기 이미지 센서에 가장 인접한 센서측 면은 상기 광축에 대해 제1 방향으로 직교하는 렌즈 면과 상기 광축에 대해 제2 방향으로 직교하는 렌즈 면이 비대칭 형상의 자유 곡면을 가지며, 상기 자유 곡면은 상기 광축을 기준으로 제1 방향의 양측의 렌즈 면은 대칭 형상을 가지며, 상기 광축을 기준으로 상기 제2 방향의 양측의 렌즈 면은 대칭 형상을 가질 수 있다.

발명의 실시 예에 의하면, 상기 제2 렌즈 군의 제1 방향의 초점 거리와 상기 제2 방향의 초점 거리는 서로 다를 수 있다.

발명의 실시 예에 의하면, 하기 수학식을 만족하는 광학계.

0.4 < TTL/(Imgh*2) < 0.7 (TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 이미지 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이고, ImgH는 상기 이미지 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2이다)

발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 렌즈군은 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 상기 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제3 렌즈를 포함하고, 상기 제2 렌즈군은 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 상기 광축을 따라 배치되는 제4 내지 제7 렌즈를 포함하며, 상기 제6 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 각각은 임계점을 갖는 자유 곡면 형상이며, 상기 제7 렌즈의 물체측 면은 임계점을 갖는 자유 곡면 형상일 수 있다.

발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈은 이미지 센서; 및 상기 이미지 센서와 광학계의 마지막 렌즈 사이에 필터를 포함하며, 상기 광학계는 상기에 개시된 광학계를 포함하고, 하기 수학식을 만족하는 카메라 모듈.

0.5 < F/TTL < 1.2

0 < (F / TTL)/nL < 0.3

(F는 상기 광학계의 광축에 직교하는 두 방향의 전체 초점 거리의 평균이고, TTL은 (Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 상기 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이고, nL은 전체 렌즈 매수이다)

실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 광학계는 복수의 렌즈들의 표면 형상, 굴절력, 두께, 및 인접한 렌즈들 간의 간격으로 이루어짐에 따라 향상된 수차 특성 및 해상력을 가질 수 있다.

실시예에 따른 광학계 및 카메라 모듈은 향상된 왜곡(distortion) 및 수차 제어 특성을 가질 수 있고, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.

실시예에 따른 광학계는 향상된 광학 특성을 가지며 작은 TTL(Total track length)을 가질 수 있어, 상기 광학계 및 이를 포함하는 카메라 모듈은 슬림하고 컴팩트한 구조로 제공될 수 있다.

도 1은 발명의 실시예(들)에 따른 광학계 및 카메라 모듈의 구성도이다.
도 2는 도 1의 광학계의 제1 방향(Y)에서 이미지 센서, n 번째 렌즈 및 n-1번째 렌즈의 관계를 나타낸 설명한 도면이다.
도 3은 도 1의 광학계의 제2 방향(X)에서 이미지 센서, n 번째 렌즈 및 n-1번째 렌즈의 관계를 나타낸 설명한 도면이다.
도 4는 도 1의 광학계의 n-1 번째 렌즈에서 바라본 평면도이다.
도 5는 도 1를 광학계를 갖는 제1실시 예에 따른 렌즈 데이터를 나타낸 표이다.
도 6 및 도 7은 발명의 제1실시 예에 따른 렌즈들의 비구면 계수의 예이다.
도 8은 발명의 제1실시 예에 따른 광학계에서 광축과 직교하는 방향을 기준으로 제1 내지 제5 렌즈의 중심 두께 및 인접한 렌즈 간의 간격을 나타낸 표이다.
도 9는 발명의 제1실시 예에 따른 광학계에서 광축과 직교하는 방향을 기준으로 제6,7 렌즈의 중심 두께 및 인접한 렌즈 간의 중심 간격을 나타낸 표이다.
도 10은 발명의 제1실시 예에 따른 광학계에서 n 번째 렌즈 및 n-1번째 렌즈의 Sag(sagittal) 높이 데이터를 나타낸 표이다.
도 11는 도 1를 광학계를 갖는 제2 실시 예에 따른 렌즈 데이터를 나타낸 표이다.
도 12 및 도 13은 발명의 제1실시 예에 따른 렌즈들의 비구면 계수의 예이다.
도 14는 발명의 제1실시 예에 따른 광학계에서 광축과 직교하는 방향을 기준으로 제1 내지 제5 렌즈의 중심 두께 및 인접한 렌즈 간의 간격을 나타낸 표이다.
도 15는 발명의 제1실시 예에 따른 광학계에서 광축과 직교하는 높이 방향을 기준으로 제6,7 렌즈의 중심 두께 및 인접한 렌즈 간의 중심 간격을 나타낸 표이다.
도 16은 발명의 제1실시 예에 따른 광학계에서 n 번째 렌즈 및 n-1번째 렌즈의 Sag(sagittal) 높이 데이터를 나타낸 표이다.
도 17은 발명의 제1,2실시 예에 따른 광학계의 제7 렌즈의 높이 및 위치(0도, 30도, 45도, 60도, 90도)별 두께를 비교한 도면이다.
도 18은 발명의 제1,2실시 예에 따른 광학계의 제7 렌즈의 센서측 면의 높이 및 위치(0도, 30도, 45도, 60도, 90도)에 따른 Sag(sagittal) 높이 데이터를 그래프이다.
도 19는 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다. 또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

발명의 설명에 있어서, "물체 측 면"은 광축(OA)을 기준으로 물체 측을 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있고, "센서 측 면"은 광축을 기준으로 촬상 면(이미지 센서)을 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있다. 상기 렌즈의 일면이 볼록하다는 것은 광축 또는 근축 영역(Paraxial region)에서 볼록한 형상을 의미할 수 있고, 렌즈의 일면이 오목하다는 것은 광축 또는 근축 영역에서의 오목한 형상을 의미할 수 있다. 렌즈 데이터에 대한 표에 기재된 곡률 반경, 중심 두께, 렌즈 사이의 간격은 광축에서의 값을 의미할 수 있다. 수직 방향은 광축과 수직인 방향을 의미할 수 있고, 렌즈 또는 렌즈면의 끝단은 입사된 광이 통과하는 렌즈의 유효 영역의 끝단을 의미할 수 있다. 렌즈면의 유효경의 크기는 측정 방법 등에 따라 최대 ±0.4 mm 정도의 측정 오차를 가질 수 있다. 상기 근축 영역이라 함은 광축 근처의 매우 좁은 영역을 의미하며, 광축(OA)으로부터 광선이 떨어지는 거리가 거의 0인 영역이다. 이하에서 렌즈 면의 오목 또는 볼록한 형상은 광축으로 설명하며, 근축 영역도 포함할 수 있다.

도 1은 발명의 제1 및 제2 실시 예들에 따른 광학계(1000) 및 이를 갖는 카메라 모듈을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 광학계(1000)는 복수의 렌즈군(G1,G2)을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 복수의 렌즈 군(G1,G2) 각각은 적어도 하나의 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 상기 광학계(1000)는 물체 측으로부터 이미지 센서(300)를 향해 광축(OA)을 따라 순차적으로 배치되는 제1 렌즈군(G1) 및 제2 렌즈군(G2)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 렌즈 군(G1,G2) 중 제2 렌즈 군(G2)의 렌즈 매수는 제1 렌즈 군(G1)의 렌즈 매수보다 더 많을 수 있으며, 예컨대 제1 렌즈 군(G1)의 렌즈 매수의 1배 초과 2배 미만일 수 있다.

상기 제1 렌즈군(G1)은 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제1 렌즈군(G1)은 3매 이하의 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈군(G1)은 3매의 렌즈일 수 있다. 상기 제2 렌즈군(G2)은 적어도 둘 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈군(G2)은 상기 제1 렌즈군(G1)의 렌즈보다 많은 매수일 수 있으며, 6매 이하 또는 5매 이하의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(G2)의 렌즈 매수는 상기 제1 렌즈 군(G1)의 렌즈 매수보다 1매 이상 및 2매 이하의 차이를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈군(G2)은 4매의 렌즈를 포함할 수 있다.

상기 제1 렌즈 군(G1)은 물체 측을 통해 입사된 광들이 모이도록 굴절시켜 주며, 상기 제2 렌즈 군(G2)은 상기 제1 렌즈 군(G1)을 통해 출사된 광을 이미지 센서(300)의 주변까지 확산될 수 있도록 굴절시켜 줄 수 있다.

상기 광학계(1000)에서 TTL(Total track length)는 이미지 센서(300)의 대각선 길이의 70% 미만일 수 있으며, 예컨대, 40% 내지 60% 범위 또는 40% 내지 55% 범위일 수 있다. 상기 TTL은 물체 측에 가장 가까운 제1 렌즈의 물체측 면에서 상기 이미지 센서의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리이며, 상기 이미지 센서(300)의 대각선 길이는 이미지 센서(300)의 최대 대각 길이이며, 광축(OA)에서 대각선 끝단까지의 거리(Imgh)의 2배일 수 있다. 이에 따라 슬림한 광학계 및 이를 갖는 카메라 모듈을 제공할 수 있다. 상기 제1,2렌즈 군(G1,G2)의 총 렌즈 매수는 6매 내지 8매이다.

광축(OA)에서 상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2)은 설정된 간격을 가질 수 있다. 상기 광축(OA)에서 상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2) 사이의 광축 간격은 광축(OA)에서의 이격 거리이며, 상기 제1 렌즈군(G1) 내의 렌즈 중에서 센서 측에 가장 가까운 렌즈의 센서 측 면과 상기 제2 렌즈군(G2) 내의 렌즈 중에서 물체 측에 가장 가까운 렌즈의 물체 측 면 사이의 광축 간격일 수 있다. 상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2) 사이의 광축 간격은 상기 제1 렌즈 군(G1)의 렌즈 중 최대 중심 두께보다 크고, 상기 제2 렌즈 군(G2)의 렌즈 중 최대 중심 두께보다 클 수 있다.

상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2) 사이의 광축 간격은 상기 제1 렌즈 군(G1)의 광축 거리보다 작고 상기 제1 렌즈 군(G1)의 광축 거리의 41% 이상일 수 있으며, 예컨대 상기 제1 렌즈 군(G1)의 광축 거리의 41% 내지 61% 범위 또는 46% 내지 56% 범위일 수 있다. 여기서, 상기 제1 렌즈 군(G1)의 광축 거리는 상기 제1 렌즈 군(G1)의 물체 측에 가장 가까운 렌즈의 물체 측 면과 센서 측에 가장 가까운 렌즈의 센서 측 면 사이의 광축 거리이다.

상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2) 사이의 광축 간격은 상기 제2 렌즈 군(G2)의 광축 거리의 30% 이하일 수 있으며, 예컨대 10% 내지 30% 범위일 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(G2)의 광축 거리는 상기 제2 렌즈 군(G2)의 물체 측에 가장 가까운 렌즈의 물체 측 면과 센서 측에 가장 가까운 렌즈의 센서 측 면 사이의 광축 거리이다.

상기 제1 렌즈 군(G1) 내에서 평균 유효경 크기가 최소인 렌즈는 제2 렌즈 군(G2)에 가장 인접한 렌즈일 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(G2) 내에서 평균 유효경 크기가 최소인 렌즈는 제1 렌즈 군(G1)에 가장 인접한 렌즈일 수 있다. 광학계(1000) 내에서 최소 유효경을 갖는 렌즈는 제1 렌즈 군(G1)의 마지막 렌즈일 수 있다. 상기 광학계(1000) 내에서 최소 유효경을 갖는 렌즈는 상기 제1 렌즈군(G1) 및 상기 제2 렌즈군(G2) 사이의 광축 간격에 인접한 어느 한 렌즈일 수 있다. 여기서, 평균 유효경 크기는 상기 렌즈의 물체측 유효경과 센서측 유효경의 평균 값이다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부뿐 만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있고, 색수차 및 왜곡 수차를 개선할 수 있다. 상기 제1 렌즈 군(G1) 내에서의 최소 유효경을 갖는 렌즈의 크기는 상기 제2 렌즈 군(G2) 내에서의 최소 유효경을 갖는 렌즈 크기보다 작을 수 있다.

상기 광학계(1000)는 8매 이하 또는 7매 이하의 렌즈들을 포함할 수 있다.

상기 제1 렌즈 군(G1)의 렌즈들 중에서 물체 측에 가장 가까운 렌즈는 양(+)의 굴절력을 갖고, 상기 제2 렌즈 군(G2)의 렌즈들 중에서 센서 측에 가장 가까운 렌즈는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 이러한 광학계(1000)는 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수는 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수보다 많을 수 있다. 상기 제1 렌즈 군(G1)은 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수가 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수보다 많을 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(G2)은 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수와 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈 매수가 동일할 수 있다.

상기 복수의 렌즈들(100) 각각은 유효 영역 및 비유효 영역을 포함할 수 있다. 상기 유효 영역은 상기 렌즈들(100) 각각에 입사된 광이 통과하는 영역이며 유효경 끝단까지일 수 있다. 즉, 상기 유효 영역은 입사된 광이 굴절되어 광학 특성을 구현하는 유효한 영역일 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 유효 영역의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 복수의 렌즈들(100)에서 유효한 광이 입사되지 않는 영역일 수 있다. 즉, 상기 비유효 영역은 상기 광학 특성과 무관한 영역일 수 있다. 또한, 상기 비유효 영역의 단부는 상기 렌즈를 수용하는 배럴(미도시) 등에 고정되는 영역일 수 있다.

상기 광학계(1000)는 이미지 센서(300)를 포함할 수 있다. 상기 이미지 센서(300)는 광을 감지하고 전기적 신호로 변환할 수 있다. 상기 이미지 센서(300)는 상기 복수의 렌즈들(100)을 순차적으로 통과한 광을 감지할 수 있다. 상기 이미지 센서(300)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등 입사되는 광을 감지할 수 있는 소자를 포함할 수 있다.

상기 광학계(1000)는 광학필터(500)를 포함할 수 있다. 상기 광학필터(500)는 상기 제2 렌즈 군(G2)과 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 광학필터(500)는 상기 복수의 렌즈들(100) 중 센서 측에 가장 가까운 렌즈와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(100)가 마지막 렌즈인 경우, 상기 광학필터(500)는 상기 마지막 렌즈와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다.

상기 광학필터(500)는 적외선 필터 또는 커버 글래스의 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 광학필터(500)가 적외선 필터를 포함할 경우 외부 광으로부터 방출되는 복사열이 상기 이미지 센서(300)에 전달되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 상기 광학필터(500)는 가시광선을 투과할 수 있고 적외선을 반사할 수 있다.

실시예에 따른 광학계(1000)는 조리개(ST)를 포함할 수 있다. 상기 조리개(ST)는 상기 광학계(1000)에 입사되는 광량을 조절할 수 있다. 상기 조리개(ST)는 상기 제1 렌즈 군(G1)의 렌즈들 둘레에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 조리개(ST)는 물체 측에 가장 가까운 제1 렌즈(101)의 물체측 면 또는 센서 측 면의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 조리개(ST)는 상기 제1 렌즈 군(G1) 내의 렌즈 중에서 인접한 두 렌즈(101,102) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 조리개(ST)는 물체 측에 가장 가까운 제1 렌즈(101)의 센서 측면(S2)의 둘레에 위치할 수 있다. 이와 다르게, 상기 복수의 렌즈들(100) 중 선택되는 적어도 하나의 렌즈는 조리개 역할을 수행할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 렌즈 군(G1)의 렌즈들 중 선택되는 하나의 렌즈의 물체 측 면 또는 센서 측 면은 광량을 조절하는 조리개 역할을 수행할 수 있다.

상기 제1 렌즈군(G1)의 초점 거리는 양의 값을 가지며, 상기 제2 렌즈군(G2)의 초점 거리는 음의 값을 가질 수 있다. 절대 값으로 할 경우, 상기 제2 렌즈 군(G2)의 초점 거리는 상기 제1렌즈 군(G1)의 초점 거리보다 클 수 있다. 여기서, 상기 초점 거리는 굴절력의 역수이다.

실시 예에 따른 광학계(1000)는 광의 경로를 변경하기 위한 반사 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 반사부재는 제1 렌즈 군(G1)의 입사 광을 렌즈들 방향으로 반사하는 프리즘으로 구현될 수 있다. 이하, 실시 예에 따른 광학계를 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 발명의 실시예(들)에 따른 광학계 및 카메라 모듈의 구성도이며, 도 2는 도 1의 광학계의 제1 방향(Y)에서 이미지 센서, n 번째 렌즈 및 n-1번째 렌즈의 관계를 나타낸 설명한 도면이고, 도 3은 도 1의 광학계의 제2 방향(X)에서 이미지 센서, n 번째 렌즈 및 n-1번째 렌즈의 관계를 나타낸 설명한 도면이며, 도 4는 도 2,3의 n-1번째 렌즈에서 바라본 평면도이다. 도 5 내지 도 10은 제1실시 예에 따른 광학계의 렌즈 데이터를 나타낸 도면이며, 도 11 내지 도 16은 제2실시 예에 따른 광학계의 렌즈 데이터를 나타낸 도면이고, 도 17은 제1,2실시 예에서 제7 렌즈의 두께(L7_T)에 대해 광축에서 유효 영역의 끝단까지 각 방향(0도 내지 90)에 따른 두께를 비교한 도면이며, 도 18은 제1,2실시 예에서 제7 렌즈의 센서측 면(L7S2)에 대해 광축에서 유효 영역의 끝단까지 각 방향에 따른 Sag 높이를 비교한 도면이다.

도 1 내지 도 4, 도 5 및 도 11을 참조하면, 실시예에 따른 광학계(1000)는 복수의 렌즈(100)를 포함하며, 상기 복수의 렌즈(100)는 제1 렌즈(101) 내지 제7 렌즈(107)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제7 렌즈들(101-107)은 상기 광학계(1000)의 광축(OA)을 따라 순차적으로 정렬될 수 있으며, 물체의 정보에 해당하는 광을 입사받고 굴절된 후 이미지 센서(300)에 입사될 수 있다.

상기 제1 렌즈(101)는 광축(OA)에서 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈(101)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.

상기 제1 렌즈(101)는 물체 측 면으로 정의하는 제1 면(S1) 및 센서 측 면으로 정의하는 제2 면(S2)을 포함할 수 있다. 광축(OA)에서 상기 제1 면(S1)은 볼록한 형상일 수 있고, 상기 제2 면(S2)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈(101)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 면(S1) 및 상기 제2 면(S2)은 모두 비구면일 수 있다. 제1,2실시 예에서 상기 제1,2면(S1,S2)의 비구면 계수는 도 6 및 도 12와 같이 제공되며, L1의 S1,S2로 나타낼 수 있다.

상기 제2 렌즈(102)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 렌즈(102)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.

상기 제2 렌즈(102)는 물체 측 면으로 정의하는 제3 면(S3) 및 센서 측 면으로 정의하는 제4 면(S4)을 포함할 수 있다. 광축(OA)에서 상기 제3 면(S3)은 볼록한 형상일 수 있고, 상기 제4 면(S4)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제2 렌즈(102)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 이와 다르게, 상기 제2 렌즈(102)는 양면이 볼록한 형상 또는 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)의 제4 면(S4)의 곡률 반경은 절대 값으로 나타낼 때, 광학계(1000) 내에서 가장 클 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. 제1,2실시 예에서 상기 제3,4면(S3,S4)의 비구면 계수는 도 6 및 도 12와 같이 제공되며, L2은 제2 렌즈(102)이며, L2S1은 제3 면이며, L2S2는 제4 면이다.

상기 제3 렌즈(103)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있으며, 바람직하게 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 렌즈(103)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.

상기 제3 렌즈(103)는 물체 측 면으로 정의하는 제5 면(S5) 및 센서 측 면으로 정의하는 제6 면(S6)을 포함할 수 있다. 광축(OA)에서 상기 제5 면(S5)은 볼록한 형상일 수 있고, 상기 제6 면(S6)은 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제3 렌즈(103)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제 3렌즈(103)는 광축(OA)에서 양면이 볼록하거나 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. 제1,2실시 예에서 상기 제5,6 면(S5,S6)의 비구면 계수는 도 6 및 도 12와 같이 제공되며, L3은 제3 렌즈(103)이며, L3S1은 제5 면이며, L3S2는 제6 면이다.

상기 제1렌즈 군(G1)은 제1 내지 제3 렌즈(101,102,103)을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 렌즈(101,102,103) 중에서 광축(OA)에서의 두께, 즉 상기 렌즈의 중심 두께는 상기 제2 렌즈(102)가 가장 두꺼울 수 있고, 상기 제3 렌즈(103)가 가장 얇을 수 있다. 상기 제1 내지 제3 렌즈(101,102,103)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 입사하는 광을 제어할 수 있고, 향상된 수차 특성 및 해상력을 가질 수 있다.

상기 제1 내지 제3 렌즈(101,102,103) 중에서 렌즈의 유효경의 평균 크기(Clear aperture, CA)는 상기 제3 렌즈(103)가 가장 작을 수 있고, 상기 제1 렌즈(101)가 가장 클 수 있다. 자세하게, 상기 제1 내지 제3 렌즈(101,102,103) 중에서 제1 면(S1)의 유효 반경(D11)의 크기가 가장 클 수 있고, 상기 제3 렌즈(103)의 제6 면(S6)의 유효 반경의 크기가 가장 작을 수 있다. 또한 상기 제2 렌즈(102)의 유효경 크기는 상기 제1 렌즈(101)의 유효경 크기 보다 작고, 상기 제3 렌즈(103)의 유효경 크기보다 클 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)의 유효경 크기는 광학계(1000)의 렌즈 중에서 가장 작을 수 있다. 상기 유효경의 크기는 각 렌즈의 물체측 면의 유효경 크기와 센서측 면의 유효경 크기의 평균 값이다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있고, 입사되는 광을 제어하여 상기 광학계(1000)의 비네팅(vignetting) 특성을 개선할 수 있다.

상기 제3 렌즈(103)의 굴절률은 상기 제1,2 렌즈(101,102) 중 적어도 하나 또는 모두의 굴절률 보다 클 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)의 굴절률은 1.6 초과 예컨대, 1.65 이상이며, 상기 제1,2렌즈(101,102)의 굴절률은 1.6 미만일 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)는 상기 제1,2 렌즈(101,102) 중 적어도 하나 또는 모두의 아베수보다 작은 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 렌즈(103)의 아베수는 상기 제1,2렌즈(101,102)의 아베수보다 20 이상의 차이를 갖고 작을 수 있다. 자세하게, 상기 제1,2 렌즈(101,102)의 아베수는 상기 제3 렌즈(103)의 아베수보다 30 이상 클 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.

광축(OA)에서의 곡률 반경을 절대 값으로 나타낼 때, 상기 제1 내지 제3 렌즈(101,102,103) 중에서 상기 제2 렌즈(102)의 제4 면(S4)의 곡률 반경이 가장 클 수 있으며, 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 곡률 반경이 가장 작을 수 있다. 상기 제1 렌즈 군(G1)에서 곡률 반경이 최대인 렌즈 면과 최소인 렌즈 면 사이의 차이는 50배 이상일 수 있다.

상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제4 렌즈(104)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.

상기 제4 렌즈(104)는 물체 측 면으로 정의하는 제7 면(S7) 및 센서 측 면으로 정의하는 제8 면(S8)을 포함할 수 있다. 광축(OA)에서 상기 제7 면(S7)은 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 양면이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 면(S7)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제8 면(S8)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)는 제7, 8 면(S7,S8)이 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단까지 임계점 없이 제공될 수 있다. 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8) 중 적어도 하나의 면은 비구면일 수 있다. 예를 들어, 상기 제7 면(S7) 및 상기 제8 면(S8)은 모두 비구면일 수 있다. 제1,2실시 예에서 상기 제7,8 면(S7,S8)의 비구면 계수는 도 6 및 12와 같이 제공되며, L4은 제4 렌즈(104)이며, L4S1은 제7 면이며, L4S2는 제8 면이다.

상기 제4 렌즈(104)의 굴절률은 상기 제3 렌즈(103)의 굴절률보다 작을 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)의 아베수는 상기 제3 렌즈(103)의 아베수보다 크고 상기 제5 렌즈(105)의 아베수보다 크며, 제1 렌즈(101)의 아베수보다 작을 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)의 초점 거리는 상기 제1 내지 제3 렌즈(101,102,103)의 초점 거리보다 클 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.

상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 렌즈(105)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.

상기 제5 렌즈(105)는 물체 측 면으로 정의하는 제9 면(S9) 및 센서 측 면으로 정의하는 제10 면(S10)을 포함할 수 있다. 상기 제9 면(S9)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제10 면(S10)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 양면이 오목한 형상일 수 있다. 이와 다르게, 상기 제5 렌즈(106)는 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)는 제9, 10 면(S9,S10)이 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단까지 임계점 없이 제공될 수 있다. 광축(OA)에서 곡률 반경을 절대 값으로 나타낼 때, 상기 제10 면(S10)의 곡률 반경은 제9 면(S9)의 곡률 반경의 2배 이상일 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)의 굴절률은 1.6 초과 예컨대, 1.65 이상일 수 있으며, 제4,6,7 렌즈(104,106,107)의 굴절률보다 클 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. 제1,2실시 예에서 상기 제9,10 면(S9,S10)의 비구면 계수는 도 6 및 도 12와 같이 제공되며, L5은 제5 렌즈(105)이며, L5S1은 제9 면이며, L5S2는 제10 면이다.

상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제6 렌즈(106)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다.

상기 제6 렌즈(106)는 물체 측 면으로 정의하는 제11 면(S11) 및 센서 측 면으로 정의하는 제12 면(S12)을 포함할 수 있다. 상기 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(106)은 광축(OA)에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제11 면(S11)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있고, 상기 제12 면(S12)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제6 렌즈(106)는 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12) 중 적어도 하나 또는 모두는 자유 곡면(Freeform surface)일 수 있다. 제1,2실시 예에서 상기 제11,12 면(S11,S12)의 자유 곡면을 나타내는 다항식 계수(C1-C80)는 도 7 및 도 13와 같이 제1 및 제2 실시 예에 따라 구해질 수 있으며, L6은 제6 렌즈(106)이며, L6S1은 제11 면이며, L6S2는 제12 면이다.

상기 제6 렌즈(106)의 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12) 중 적어도 하나 또는 모두는 광축(OA)과 직교하는 제1 방향(Y)과 제2 방향(X)의 렌즈 면 형상이 비 대칭 형상일 수 있다. 상기 제11 면(S11) 및 상기 제12 면(S12) 중 적어도 하나 또는 모두는 광축(OA)과 직교하는 제1 방향(Y)의 양측에 대해 대칭 형상이며, 상기 제2 방향(X)의 양측에 대해 대칭 형상일 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)의 두께는 상기 광축(OA)과 직교하는 제1 방향(Y)과 제2 방향(X)을 따라 같은 반경 내에서 서로 다를 두께를 가질 수 있다.

도 2 내지 도 4와 같이, 상기 제6 렌즈(106)의 제11 면(S11)의 임계점(P1,P5)의 위치는 상기 광축(OA)과 직교하는 제1 방향(Y)과 제2 방향(X)을 따라 서로 같거나 다른 거리(InfX61, InfY61)일 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)의 제12 면(S12)의 임계점(P2,P6)의 위치는 상기 광축(OA)과 직교하는 제1 방향(Y)과 제2 방향(X)을 따라 서로 같거나 다른 거리(InfX62, InfY62)일 수 있다.

도 4에서 임계점 평균 값(Inf61,Inf62)은 제11 면(S11)과 제12 면(S12) 내에서 변곡점(P1,P2,P5,P6)들의 평균 위치를 나타낸 선이며, 광축(OA)과 직교하는 방향에 따라 반경이 같거나 반경이 다른 원 형상일 수 있다.

도 2, 도 3, 도 4, 도 10 및 도 16와 같이, 상기 제12 면(S12)의 임계점(P2,P6)은 가상의 원의 반경에 따른 각도(0도, 30도, 35도, 53도, 60도, 90도)에 동일한 거리에 위치하거나, 적어도 하나가 다른 거리에 위치할 수 있다. 여기서, 상기 광축(OA)을 지나는 각도 0는 광축(OA)과 직교하는 제1 방향(X)을 나타내며, 상기 각도 90은 상기 광축(OA)과 제1 방향(X)에 대해 직교하는 제2 방향(Y)을 나타내며, 상기 30도, 35도, 53도, 60도는 상기 제1 방향(X)에서 제2 방향(Y)을 향해 광축(OA)과 직교하는 서로 다른 방향의 각도들이다. 예컨대, 상기 제12 면(S12)의 임계점(P2,P6)은 제1 방향(X, 각도 0)와 제2 방향(Y, 각도 90)의 거리(InfX62, InfY62))는 서로 같거나 다를 수 있다. 또한 광축(OA)에서 상기 제1 방향(X, 각도 0)의 임계점(P2)까지의 거리(InfX62)와 30도 내지 60도 중 어느 한 위치의 임계점까지의 거리는 서로 다를 수 있다. 상기 광축(OA)에서 상기 제2 방향(Y)의 임계점(P6)까지의 거리(InfY62)와 30도 내지 60도 위치 중 어느 한 위치의 임계점까지의 거리들은 서로 같거나 다를 수 있다.

상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 유효 반경의 끝단까지 상기 제11 면(S11)은 적어도 하나의 임계점을 가질 수 있으며, 상기 제12 면(S12)은 적어도 하나의 임계점을 가질 수 있다. 상기 제11 면(S11)의 임계점(P1,P5)은 광축(OA)에서 유효 반경의 끝단까지의 거리인 유효 반경(D61)의 54% 이상의 거리(InfX61, InfY61) 예컨대, 54% 내지 74%의 범위 또는 59% 내지 69% 범위에 위치할 수 있다. 상기 제12 면(S12)의 임계점(P2,P6)은 광축(OA)을 기준으로 유효 반경(D62)의 44% 이상의 거리(InfX62, InfY62) 예컨대, 44% 내지 64%의 범위 또는 49% 내지 59% 범위에 위치할 수 있다.

상기 제6 렌즈(106)의 상기 제12 면(S12)의 임계점(P2,P6)의 위치와 상기 제11 면(S11)의 임계점(P1,P5)의 위치는 광축(OA)을 기준으로 1.7 mm 내지 2.3 mm 범위에 위치할 수 있다. 상기 제12 면(S12)의 제1 방향(X)의 임계점(P2)은 상기 제2 방향(Y)의 임계점(P6)보다 광축(OA)으로부터 같은 거리에 배치되거나 0.2 mm 이하의 거리 차이로 배치될 수 있다. 이에 따라 상기 제12 면(S12)은 상기 제11 면(S11)을 통해 입사된 광들을 확산시켜 줄 수 있다. 상기 임계점의 의미는 광축(OA) 및 상기 광축(OA)의 수직인 방향에 대한 기울기 값의 부호가 양(+)에서 음(-)으로 또는 음(-)에서 양(+)으로 변하는 지점으로, 기울기 값이 0인 지점을 의미할 수 있다. 또한 상기 임계점은 렌즈 면을 지나는 접선의 기울기 값이 커지다고 작아지는 지점 또는 작아지다가 커지는 지점일 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)의 임계점(P1,P2,P5,P6)의 위치는 상기 광학계(1000)의 광학 특성을 고려하여 상술한 범위를 만족하는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 자세하게, 상기 임계점의 위치는 상기 광학계(1000)의 색수차, 왜곡 특성, 수차 특성, 해상력 등의 광학 특성 제어를 위해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 렌즈를 통해 상기 이미지 센서(300)로 방출되는 광의 경로를 효과적으로 제어할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서도 향상된 광학 특성을 가질 수 있다.

상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)는 플라스틱 또는 글라스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제7 렌즈(107)는 플라스틱 재질로 제공될 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)는 광학계(1000) 중에서 센서 측에 가장 가까운 렌즈 또는 마지막 렌즈일 수 있다.

상기 제7 렌즈(107)는 물체 측 면으로 정의하는 제13 면(S13) 및 센서 측 면으로 정의하는 제14 면(S14)을 포함할 수 있다. 상기 제13 면(S13)은 광축(OA)에서 볼록한 형상을 가질 수 있고, 상기 제14 면(S14)은 광축(OA)에서 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게 상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 상기 제13 면(S13)이 오목한 형상일 수 있으며, 상기 제14 면(S14)이 오목 또는 볼록한 형상일 수 있다.

상기 제13 면(S13)은 자유 곡면일 수 있다. 상기 제14 면(S14)은 자유 곡면일 수 있다. 상기 제13, 제14 면(S13,S14)의 자유 곡면 계수는 도 7 및 도 13과 같이 제공되며, L7은 제7 렌즈(107)이며, L7의 S1은 제13 면이며, S2는 제14 면을 나타낸다. 그리고, L7S1,L7S2의 자유 곡면을 나타내는 다항식 계수(C1-C80)는 도 7 및 도 13과 같이, 제1 및 제2 실시 예에 따라 구해질 수 있다. 이에 따라 상기 제7 렌즈(107)는 자유 곡면 렌즈일 수 있다.

도 2 내지 도 4와 같이, 상기 제7 렌즈(107)는 제13 면(S13) 및 제14 면(S14) 중 적어도 하나 또는 모두는 자유 곡면으로 제공될 수 있다. 예컨대, 상기 제7 렌즈(107)의 제13,14 면(S13,S14)은 자유 곡면이며, 광축(OA)을 기준으로 상기 광축(OA)과 직교하는 제1 방향(X)으로 대칭 형상(+X,-X)이며, 상기 광축(OA)과 직교하는 제2 방향(Y)으로 대칭 형상(+Y,-Y)일 수 있다. 즉, 도 2 및 도 3과 같이, XZ 평면을 기준 또는 광축(OA)을 기준으로 제2 방향(Y)의 양측으로 +Y, -Y의 렌즈 면은 대칭을 이루며, YZ 평면을 기준 또는 광축(OA)을 기준으로 제1 방향(X)의 양측으로 +X, -X의 렌즈 면은 대칭을 이룬다. 여기서, Z축 방향은 광축 방향이다. 상기 제1 방향(X)과 제2 방향(Y)의 제13,14 면(S13,S14)은 서로 직교하는 렌즈 면이 광축(OA)을 기준으로 비 대칭 형상일 수 있다.

상기 제7 렌즈(107)는 제13 면(S13)와 제14 면(S14)이 광축(OA)에서 유효 영역의 끝단까지 적어도 하나의 임계점을 가질 수 있다. 상기 제13 면(S13)의 임계점(P3,P7)은 광축(OA)에서 유효 반경의 끝단까지의 거리인 유효 반경(D71)의 26% 이하의 제1,2거리(InfX71, InfY71) 예컨대, 6% 내지 26%의 범위 또는 11% 내지 21% 범위에 위치할 수 있다.

상기 제7 렌즈(107)의 상기 제13 면(S13)의 임계점(P3,P7)까지의 제1,2거리(InfX71, InfY71)는 상기 제13 면(S13)의 광축(OA)에서 제1,2 방향(X,Y)으로 동일한 거리에 위치하거나 0.1mm 이하의 차이를 가질 수 있다. 상기 제1,2거리(InfX71, InfY71)는 광축(OA)에서 1.1 mm 이하 예컨대, 0.6 mm 내지 1.1 mm 범위 내에 배치될 수 있다.

상기 제7 렌즈(107)의 상기 제14 면(S14)의 임계점(P4,P8)은 광축(OA)을 기준으로 유효 반경(D72)의 43% 이하의 제1,2방향(X,Y)의 제3,4거리(InfX72, InfY72) 예컨대, 23% 내지 43%의 범위 또는 28% 내지 38% 범위에 위치할 수 있다. 상기 제14 면(S14)의 임계점(P4,P8)의 위치는 상기 제13 면(S13)의 임계점(P3,P7)보다 광축(OA)에서 더 멀리 위치할 수 있다. 예컨대, 상기 임계점(P4,P8)은 임계점(P3,P7)으로부터 에지를 향해 0.5mm 이상 예컨대, 0.5mm 내지 1.5mm 범위로 이격될 수 있다. 이에 따라 상기 제14 면(S14)은 상기 제13 면(S13)을 통해 입사된 광들을 확산시켜 줄 수 있다.

상기 제3 거리(InfX72)는 상기 제14 면(S14)의 광축(OA)에서 제1 방향(X)의 임계점(P4)까지의 거리이며, 상기 제4 거리(InfY72)는 제2 방향(Y)의 임계점(P8)까지의 거리이고, InfX72<InfY72를 만족할 수 있다. 상기 제3,4거리(InfX72, InfY72)의 차이는 0.2 mm 이하일 수 있다. 상기 제3,4거리(InfX72, InfY72)는 광축(OA)에서 1.6 mm 이상 예컨대, 1.6 mm 내지 2.2 mm 범위 내에 배치될 수 있다.

상기 제13 면(S13)의 제1,2방향(X,Y)의 유효 반경(D71)은 서로 동일할 수 있다. 상기 제14 면(S14)의 제1,2방향(X,Y)의 유효 반경(D72)은 서로 동일할 수 있다. 도 4에서 임계점 평균 값(Inf71,Inf72)은 제13 면(S13)과 제14 면(S14) 내에서 변곡점(P3,P4,P7,P8)들의 평균 위치를 나타내며, 서로 다른 반경을 갖는 원 형상일 수 있다.

도 2, 도 3, 도 4와, 도 10 및 도 16의 제1,2실시 예와 같이, 상기 제13 면(S13)의 임계점은 가상의 원의 반경에 따른 각도(0도, 30도, 35도, 53도, 60도, 90도)에 따라 서로 동일한 거리에 위치하거나 적어도 하나가 다른 거리에 위치할 수 있다. 예컨대, 상기 제13 면(S13)의 임계점(P3,P7)은 제1 방향(X, 각도 0)와 제2 방향(Y, 각도 90)의 거리, 및 상기 제1 방향(X, 각도 0)과 다른 30도 내지 60도 위치에서의 거리는 서로 동일할 수 있다.

도 10의 제1실시 예와 같이, 상기 제14 면(S14)의 임계점은 가상의 원의 반경에 따른 각도(0도, 30도, 35도, 53도, 60도, 90도) 중 적어도 하나에서 다른 거리를 가질 수 있다. 예컨대, 상기 제14 면(S14)은 광축(OA)에서 상기 제1 방향(X,0도)의 임계점까지의 거리(InfX72)와 광축(OA)에서 30도의 위치의 임계점까지의 거리는 서로 동일할 수 있다. 상기 제14 면(S14)에서 광축(OA)에서 제2 방향(Y, 90도)의 임계점까지의 거리는(InfY72)는 광축(OA)에서 35도, 53도 및 60도 각각의 임계점까지의 거리와 동일할 수 있다. 광축(OA)에서 각도(0도, 30도)의 임계점까지의 거리는 서로 다를 수 있다. 이에 따라 제1 방향(X)과 제2 방향(Y)의 임계점(P4,P8)은 광축(OA)에서 서로 다른 거리에 위치할 수 있으며, 예컨대 InfX72 < InfY72를 만족할 수 있다. 도 16의 제2실시 예와 같이, 상기 제14 면(S14)의 임계점은 가상의 원의 반경에 따른 각도(0도, 30도, 35도, 53도, 60도, 90도)에 따라 서로 동일한 거리에 위치하거나, 0.2 mm 이하에서 서로 다를 수 있다.

상기 제7 렌즈(107)의 임계점(P3,P4,P7,P8)의 위치는 상기 광학계(1000)의 광학 특성을 고려하여 상술한 범위를 만족하는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 자세하게, 상기 임계점의 위치는 상기 광학계(1000)의 색수차, 왜곡 특성, 수차 특성, 해상력 등의 광학 특성 제어를 위해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 렌즈를 통해 상기 이미지 센서(300)로 방출되는 광의 경로를 효과적으로 제어할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서도 향상된 광학 특성을 가질 수 있다.

여기서, 제6, 7 렌즈(106,107)의 물체측 면과 센서측 면의 곡률 반경은 자유 곡면의 특성에 의해 제6,7 렌즈의 렌즈 면 형상과 반대의 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 도 5 및 11과 같이, 제6,7 렌즈(106,107)의 S1,S2의 곡률 반경이 모두 음의 값을 갖지만, 도 1 내지 도 3과 같이, 광축(OA)에서 상기 제6 렌즈(106)의 제11 면(S11)은 볼록하고, 제12 면(S12)는 오목하며, 제7 렌즈(1070의 제13 면(S13)은 볼록하고, 제14 면(S14)은 오목할 수 있다.

도 2 및 도 3과 같이, 마지막 렌즈인 제7 렌즈(107)의 센서측 제14 면(S14)의 임의의 점을 지나는 제1,2방향(X,Y)의 접선(K1,K3)에 수직한 직선인 법선(K2,K4)은 광축(OA)과 소정의 각도(θ1,θ2)를 가질 수 있으며, 상기 제1,2방향(X,Y)에서의 각도(θ1,θ2)는 서로 다를 수 있으며, 최대 각도는 70도 미만일 수 있으며, 예컨대 5도 내지 69도 범위 또는 30도 내지 65도의 범위일 수 있다. 이에 따라 제14 면(S14)의 광축 또는 근축 영역에서 최소 Sag 값을 가지므로, 슬림한 광학계를 제공할 수 있다.

도 2 및 도 3에서, BFL(Back focal length)은 상기 이미지 센서(300)에서 마지막 렌즈인 제7 렌즈(107)까지의 광축 간격이다. 즉, BFL은 이미지 센서(300)과 제7 렌즈(107)의 센서측 제14 면(S14) 사이의 광축 거리이다. L6_CT는 상기 제6 렌즈(106)의 중심 두께 또는 광축 두께이며, L6_ET는 상기 제6 렌즈(106)의 유효 영역의 끝단 또는 에지 두께이다. L7_CT는 상기 제7 렌즈(107)의 중심 두께 또는 광축 두께이다. D67_CT는 상기 제6 렌즈(106)의 센서측 면의 중심에서 상기 제7 렌즈(107)의 물체측 면의 중심까지의 광축 거리(즉, 중심 간격)이다. 즉, 상기 제6 렌즈(106)의 센서측 면의 중심에서 상기 제7 렌즈(107)의 물체측 면의 중심까지의 광축 거리(D67_CT)는 광축(OA)에서 제12 면(S12)과 제13 면(S13) 사이의 거리이다. 상기 D67_CT는 상기 제3,4 렌즈(103,104) 사이의 광축 거리보다 클 수 있다. 상기 D67_CT는 상기 제6,7 렌즈(106,107)의 중심 두께의 합보다 클 수 있다. 상기 D67_CT는 광학계(1000) 내에서 최대 두께를 갖는 렌즈 즉, 제2 렌즈(102)의 중심 두께의 1.8배 이상 예컨대, 1.8 배 내지 2.5배 범위일 수 있다.

상기 제2 렌즈 군(G2)은 상기 제4 내지 제7 렌즈(104,105,106,107)을 포함할 수 있다. 상기 제4 내지 제7 렌즈(104,105,106,107) 중에서 최대 중심 두께를 갖는 렌즈는 제3,4렌즈(103,104) 사이의 중심 간격보다 작을 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(G2)에서 최대 중심 두께를 갖는 렌즈는 제6 렌즈(106)일 수 있으며, 최소 중심 두께를 갖는 렌즈는 제5 렌즈(105)일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 입사하는 광을 제어할 수 있고, 향상된 수차 특성 및 해상력을 가질 수 있다.

상기 제4 내지 제7 렌즈(104,105,106,107) 중에서 렌즈의 유효경의 평균 크기(Clear aperture, CA)는 상기 제4 렌즈(104)가 가장 작을 수 있고, 상기 제7 렌즈(107)가 가장 클 수 있다. 자세하게, 상기 제2 렌즈 군(G2)에서 상기 제4 렌즈(104)의 제7 면(S7)의 유효경 크기는 가장 작을 수 있고, 상기 제14 면(S14)의 유효경 크기는 가장 클 수 있다. 상기 제14 면(S14)의 유효경 크기는 광학계 내에서 최대 유효경일 수 있으며 상기 제7 면(S7)의 유효경 크기의 2.2 배 이상일 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)의 유효경의 크기는 가장 크게 제공되어, 입사되는 광들을 효과적으로 이미지 센서(300)를 향해 굴절시켜 줄 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있고, 입사되는 광을 제어하여 상기 광학계(1000)의 비네팅(vignetting) 특성을 개선할 수 있다.

상기 제2 렌즈 군(G2)에서 굴절률이 1.6 초과된 렌즈 매수는 1.6 미만의 렌즈 매수보다 작을 수 있다. 상기 제2 렌즈 군(G2)에서 아베수가 50 초과인 렌즈 매수는 50 미만의 렌즈 매수보다 작을 수 있다.

제1,2실시 예에 따른 각 렌즈의 두께 및 간격을 보면, 도 8 및 도 14와 같이, 제1 내지 제5 렌즈(101,102,103,104,105)의 두께는 L1내지 L5로 나타내며, 인접한 두 렌즈 사이의 간격은 D12(제1,2렌즈 사이), D23(제2,3렌즈 사이), D34(제3,4렌즈 사이), D45(제4,5렌즈 사이)로 나타내며, 0.1mm부터 0.2mm 간격으로 광축과 직교하는 제2 방향(Y)으로 측정한 값들이다. 상기 제1 렌즈(101)의 두께(L1)는 광축에서 에지를 향해 점차 작아질 수 있고, 중심 두께가 에지 두께보다 1.2배 이상 예컨대, 1.2 내지 1.6배 범위일 수 있다.

상기 제2 렌즈(102)의 두께(L2)는 광축에서 에지를 향해 점차 작아질 수 있고, 중심 두께가 에지 두께보다 1.7배 이상 예컨대, 1.7배 내지 2.3배 범위일 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)의 최대 두께는 상기 제1 렌즈(101)의 최대 두께보다 클 수 있으며, 최소 두께는 상기 제1 렌즈(101)의 최소 두께보다 작을 수 있다.

상기 제1 렌즈(101)와 상기 제2 렌즈(102) 사이의 간격(D12)은 중심이 최대이고 에지가 최소일 수 있으며, 최대 간격이 최소 간격보다 1.3배 이상 예컨대, 1.3배 내지 1.7배 범위일 수 있다. 상기 최대 간격은 상기 제1 렌즈(101)의 최대 두께보다 클 수 있으며, 제2 렌즈(102)의 최대 두께보다 작을 수 있다.

상기 제3 렌즈(103)의 두께(L3)는 광축에서 에지를 향해 점차 커질 수 있고, 에지 두께가 중심 두께보다 1.1배 이상 예컨대, 1.1배 내지 1.5배 범위일 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)의 최소 두께는 상기 제2 렌즈(102)의 최대 두께보다 작고 최소 두께보다 클 수 있으며, 최대 두께는 상기 제1 렌즈(101)의 최대 두께보다 작을 수 있다.

상기 제2 렌즈(102)와 상기 제3 렌즈(103) 사이의 간격(D23)은 중심이 최소이고 에지가 최대일 수 있으며, 최대 간격이 최소 간격보다 4배 이상 예컨대, 4배 내지 9배 범위일 수 있다. 상기 간격(D23)의 최대는 상기 제1,2 렌즈(101,102)의 최소 두께보다 작을 수 있다.

상기 제4 렌즈(104)의 두께(L4)는 광축에서 에지를 향해 점차 작아질 수 있고, 중심 두께가 에지 두께보다 3배 이하 예컨대, 1.1배 내지 3배 범위일 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)의 최대 두께는 상기 제1,2,3 렌즈(101,102,103)의 최소 두께보다 작을 수 있다.

상기 제3 렌즈(103)와 상기 제4 렌즈(104) 사이의 간격(D34)은 중심이 최대이고 에지가 최소일 수 있으며, 최대 간격이 최소 간격보다 1.1배 이상 예컨대, 1.1배 내지 3배 범위일 수 있다. 상기 간격(D34)의 최대는 상기 제2 렌즈(102)의 최대 두께보다 클 수 있고, 최대 두께는 상기 제3 렌즈(103)의 최소 두께보다 크고 최대 두께보다 작을 수 있다.

상기 제5 렌즈(105)의 두께(L5)는 광축에서 85%±3% 영역이 최대이고, 최대 두께에서 광축 및 에지를 향해 점차 작아질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)의 최대 두께는 최소 두께의 1.1배 이상 예컨대, 1.1배 내지 2배 범위일 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)의 최소 두께와 최대 두께의 차이는 0.1mm 이하일 수 있으며, 최대 두께는 상기 제2 렌즈(102)의 최소 두께보다 작을 수 있다.

상기 제4 렌즈(104)와 상기 제5 렌즈(105) 사이의 간격(D45)은 중심이 최소이고 에지가 최대일 수 있으며, 최대 간격이 최소 간격보다 1.01배 이상 예컨대, 1.01배 내지 1.5배 범위일 수 있다. 상기 간격(D45)의 최대는 상기 제2 렌즈(102)의 최대 두께보다 클 수 있다.

상기 제2 렌즈(102)의 중심 두께는 렌즈의 중심 두께들 중에서 최대이며, 상기 제7 렌즈(107)와 상기 제8 렌즈(108) 사이의 중심 간격(D78_CT)은 렌즈들 사이의 중심 간격 중에서 최대이며, 상기 제3 렌즈(103)의 중심 두께는 렌즈들의 중심 두께 중에서 최소이며, 상기 제2,3 렌즈(102,103) 사이의 중심 간격은 렌즈들 사이의 중심 간격 중에서 최소이다.

도 9 및 도 15와 같이, 상기 제6 및 제7 렌즈(106,107)의 두께는 L6, L7를 나타내며, 인접한 두 렌즈 사이의 간격은 D56(제5,6렌즈 사이), D67(제6,7렌즈 사이) 로 나타내며, 0.1mm부터 0.2mm 간격으로 광축과 직교하는 제2 방향(Y)으로 측정한 값들이다. 여기서, 상기 두께(L6,L7) 및 간격(D56,D67)은 광축(OA)과 직교하는 제1 방향(X)을 0도, 제2 방향(Y)를 90도, 제1,2방향(X,Y) 사이를 30도, 45도, 53도, 60도의 방향으로 나누었다.

상기 간격(D56)는 소수점 뒤의 셋째 자리까지를 계산할 때, 광축(OA)에서 0.9mm 미만의 반경까지 동일한 간격을 가지며, 0.9mm 이상의 반경부터 적어도 한 방향에서 다른 간격을 가짐을 알 수 있다. 상기 간격(D56)의 최대는 최소의 2배 이상 예컨대, 2배 내지 4배의 범위일 수 있다. 상기 간격(D56)는 소수점 뒤의 넷째 자리까지를 계산하면, 서로 다른 간격을 갖는 지점이 광축에 더 가깝게 예컨대, 0.3mm±0.2mm로 위치할 수 있다.

상기 제6 렌즈(106)의 두께(L6)는 소수점 뒤의 셋째 자리까지를 계산할 때, 광축(OA)에서 0.7mm 미만의 반경까지 동일한 두께를 가지며, 0.7mm 이상의 반경부터 적어도 한 방향에서 다른 두께를 가짐을 알 수 있다. 상기 두께(L6)의 최대는 에지에 위치하며, 최소는 중심에 위치하고, 최대 두께는 최소 두께의 1.1배 이상 예컨대, 1.1배 내지 3배의 범위일 수 있다. 상기 두께(L6)의 최대는 상기 제2 렌즈(102)의 최대 두께보다 크고, 최소는 제2 렌즈(102)의 최대 두께보다 작을 수 있다. 상기 두께(L6)는 소수점 뒤의 넷째 자리까지를 계산하면, 서로 다른 두께를 갖는 지점이 광축에 더 가깝게 예컨대, 0.4mm±0.2mm로 위치할 수 있다.

상기 제6,7 렌즈(106,107) 사이의 간격(D67)는 소수점 뒤의 셋째 자리까지를 계산할 때, 광축(OA)에서 0.1mm 미만의 반경까지 동일한 간격을 가지며, 0.1mm 이상의 반경부터 적어도 한 방향에서 다른 간격을 가짐을 알 수 있다. 상기 간격(D67)의 최대는 0.7mm±0.2mm 영역에 위치하며, 최소는 2.9mm±0.2mm 영역에 위치할 수 있다. 상기 최대는 최소의 1.5배 이상 예컨대, 1.5배 내지 3배의 범위일 수 있다. 상기 간격(D67)의 최소는 0.6mm 이상 예컨대, 최대는 1.2mm 이상일 수 있다.

상기 제7 렌즈(107)의 두께(L7)는 소수점 뒤의 셋째 자리까지를 계산할 때, 광축(OA)에서 0.7mm 미만의 반경까지 동일한 두께를 가지며, 0.7mm 이상의 반경부터 적어도 한 방향에서 다른 두께를 가짐을 알 수 있다. 상기 두께(L7)의 최대는 에지 3.7mm±0.2mm 영역에 위치하며, 최소는 중심에 위치하고, 최대 두께는 최소 두께의 2.6배 이상 예컨대, 2.6배 내지 4배의 범위일 수 있다. 상기 두께(L7)의 최대는 상기 광학계(1000) 내에서 가장 클 수 있고, 최소는 제1 렌즈(101)의 최대 두께보다 작고 최소 두께보다 클 수 있다. 상기 두께(L6)는 소수점 뒤의 넷째 자리까지를 계산하면, 서로 다른 두께를 갖는 지점이 광축에 더 가깝게 위치할 수 있다.

도 17은 제1,2실시 예에서 제7 렌즈의 두께(L7_T)에 대해 광축에서 유효 영역의 끝단까지 각 방향(0도 내지 90)에 따른 두께를 비교한 도면이다. 도 7과 같이, 광축(O)에서 유효 영역의 끝단(가로 축) 방향(가로축)으로 갈수록, 각 축 방향(0도, 30도, 45도, 53도, 60도, 90도)의 위치에서 서로 다른 두께(세로축)를 나타냄을 알 수 있다. 또한 도 18은 제1,2실시 예에서 제7 렌즈의 센서측 면(L7S2)에 대해 광축에서 유효 영역의 끝단까지 각 방향에 따른 Sag 높이를 비교한 도면이다. 도 8과 같이, 광축(O)에서 유효 영역의 끝단(가로 축)으로 갈수록, 각 축 방향(0도, 30도, 45도, 53도, 60도, 90도)의 위치에서 서로 다른 높이(세로축)를 나타냄을 알 수 있다.

상기 제6 렌즈(106)의 물체측 제11 면(S11)이 자유곡면을 가지므로, 상기 제5,6 렌즈(105,106) 사이의 간격(D56)은 광축(OA)에 직교하는 제1 방향(X, 0도)을 기준으로 제2 방향(Y, 90)을 향하는 30도, 45도, 53도, 60도의 방향에서 유효 영역의 끝단 높이(예, 2.9mm)에 인접할수록 서로 다른 간격을 가짐을 알 수 있다. 이에 따라 상기 제5,6 렌즈(105,106) 사이의 간격(D56)은 광축(OA)을 기준으로 서로 다른 방향의 같은 지점(예, 0.9mm ~ 2.9mm)에서 서로 다른 간격을 가질 수 있다.

상기 제6 렌즈(106)의 센서측 제12 면(S12)과 제7 렌즈(107)의 물체측 제13 면(S13)이 자유 곡면을 가지므로, 상기 제6,7 렌즈(106,107) 사이의 간격(D67)은 광축(OA)에 직교하는 제1 방향(X, 0도)을 기준으로 제2 방향(Y, 90)을 향해 30도, 45도, 53도, 60도의 방향에서 유효 영역의 끝단(예, 3.7mm)에 인접할수록 서로 다른 간격을 가짐을 알 수 있다. 이에 따라 상기 제5,6 렌즈(105,106) 사이의 간격(D56)은 광축(OA)을 기준으로 서로 다른 방향의 같은 지점(예, 0.3mm ~ 3.7mm)에서 서로 다른 간격을 가질 수 있다.

상기 제6 렌즈(106)의 두께는 광축(OA)에서 0.9mm의 이상의 거리부터 유효 영역의 끝단까지 서로 다른 방향(0도, 30도, 45도, 53도, 60도, 90도)의 같은 거리에서 서로 다른 두께를 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)의 두께는 광축(OA)에서 0.7 mm의 이상의 거리부터 유효 영역의 끝단까지 서로 다른 방향(0도, 30도, 45도, 53도, 60도, 90도)의 같은 거리에서 서로 다른 두께를 가질 수 있다.

상기 제5 렌즈(105)의 굴절률은 상기 제6,7 렌즈(106,107)보다 굴절률이 클 수 있으며, 1.6 초과일 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)는 상기 제6,7 렌즈(106,107)의 아베수보다 작은 아베수를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 렌즈(105)의 아베수는 상기 제7 렌즈(107)의 아베수와 20 이상의 차이를 갖고 작을 수 있다. 자세하게, 상기 제7 렌즈(107)의 아베수는 상기 제5 렌즈(105)의 아베수보다 30 이상 클 수 있으며, 예컨대 50 이상일 수 있다. 이에 따라, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.

상기 렌즈들(101-107) 중에서 최대 중심 두께는 최소 중심 두께의 2배 이상 예컨대, 2배 내지 5배의 범위일 수 있다. 최대 중심 두께를 갖는 제2 렌즈(102)는 최소 중심 두께를 갖는 제5 렌즈(105)보다 2배 이상 예컨대, 2배 내지 5배의 범위일 수 있다. 상기 복수의 렌즈(100) 중에서 중심 두께가 0.5mm 미만인 렌즈 매수는 0.5mm 이상의 렌즈 매수보다 많을 수 있다. 이에 따라 광학계(1000)를 슬림한 두께를 갖는 구조로 제공할 수 있다. 상기 복수의 렌즈 면(S1-S14) 중에서 유효 반경이 2mm 미만의 면수는 2mm 이상의 면수보다 많을 수 있다. 곡률 반경을 절대 값으로 설명하면, 상기 복수의 렌즈(100) 중에서 제2 렌즈(102)의 제4 면(S4)의 곡률 반경은 광축(OA)에서 렌즈 면들 중 가장 클 수 있고, 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 곡률 반경은 광축(OA)에서 렌즈 면들 중 가장 작을 수 있다.

초점 거리를 절대 값으로 설명하면, 상기 복수의 렌즈(100) 중에서 제4 렌즈(106)의 초점 거리는 렌즈들 중에서 가장 클 수 있고, 제7 렌즈(107)의 초점 거리는 가장 작을 수 있으며, 최대 초점 거리는 최소 초점 거리의 4배 이상일 수 있다.

상기에 개시된 실시예에 따른 광학계(1000)는 이하에서 설명되는 수학식들 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 만족할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 광학계(1000)는 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 광학계(1000)가 적어도 하나의 수학식을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차, 왜곡 수차 등의 수차 특성을 효과적으로 제어할 수 있고, 화각(FOV)의 중심부 뿐만 아니라 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 상기 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가질 수 있고, 보다 슬림하고 컴팩트한 구조를 가질 수 있다.

[수학식 1]

1 < L1_CT / L3_CT < 5

수학식 1에서 L1_CT는 상기 제1 렌즈(101)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L3_CT는 상기 제3 렌즈(103)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 광학계(1000)가 수학식 1을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있다. 바람직하게, 상기 수학식 1은 1 < L1_CT / L3_CT ≤ 3을 만족할 수 있다.

[수학식 2]

0.5 < L3_CT / L4_CT < 2

수학식 2에서 L3_CT는 상기 제3 렌즈(103)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L4_CT는 상기 제4 렌즈(104)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 광학계(1000)가 수학식 2를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다. 바람직하게, 상기 수학식 2는 1 < L3_CT / L4_CT ≤ 1.5를 만족할 수 있다.

[수학식 2-1]

(L1_CT + L3_CT) > L2_CT

수학식 2-1에서 상기 제2 렌즈(102)의 광축(OA)에서의 두께(L2_CT)는 상기 제1 렌즈(101)의 중심 두께(L1_CT)과 제3 렌즈(103)의 중심 두께(L3_CT)의 합보다 작을 수 있다. 광학계(1000)가 수학식 2-1를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.

[수학식 3]

1 < L7_CT / L6_CT < 2

수학식 3에서 L7_CT는 상기 제7 렌즈(107)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미하고, L6_CT는 상기 제6 렌즈(106)의 광축(OA)에서의 두께(mm)를 의미한다. 자세하게, 광학계(1000)가 수학식 3을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다.

[수학식 4]

0.1 < L1_CT / L7_CT < 3

[수학식 5]

0 < L7_CT / L2_CT < 1

[수학식 6]

1 < L2_CT / L3_CT < 3.0

상기 광학계(1000)가 수학식 4 내지 6를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 색수차 제어 특성을 가질 수 있다. 이에 따라 제1,2,7 렌즈(101,102,107)의 두께들은 L8_CT < L1_CT < L2_CT를 만족할 수 있으며, L3_CT < L1_CT < L2_C를 만족할 수 있다.

[수학식 7]

0.01 < D12_CT / D67_CT < 1

수학식 7에서 D12_CT는 상기 제1 렌즈(101)와 상기 제2 렌즈(102) 사이의 광축 간격(mm)을 의미한다. 자세하게, 상기 D12_CT는 상기 제1 렌즈(101)의 제2 면(S2) 및 상기 제2 렌즈(102)의 제3 면(S3)의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 상기 D67_CT는 상기 제6 렌즈(106)의 제12 면(S12)의 중심과 상기 제7 렌즈(107)의 제13 면(S13)의 중심 사이의 광축 간격(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 7을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있고, 상기 광학계(1000)를 크기, 예를 들어 TTL(total track length) 축소를 제어할 수 있다. 바람직하게, 수학식 7은 0.01 < D12_CT / D67_CT ≤ 0.5를 만족할 수 있다.

[수학식 8]

1 < G1_TD / D34_CT < 5

수학식 8에서 G1_TD는 상기 제1 렌즈(101)의 물체측 제1 면(S1)에서 제3 렌즈(103)의 센서 측 제6 면(S6) 사이의 광축에서의 거리(mm)를 의미한다. D34_CT는 상기 제3 렌즈(103)와 상기 제4 렌즈(104) 사이의 광축 간격(mm)을 의미한다. 광학계(1000)가 수학식 8을 만족할 경우, 제1 렌즈군(G1)의 두께와 제2 렌즈군(G2) 사이의 광축 간격을 설정할 수 있으며, 상기 광학계(1000)의 수차 특성을 개선할 수 있고, TTL(total track length) 축소를 제어할 수 있다.

[수학식 9]

1 < G2_TD / D67_CT < 5

수학식 8에서 G2_TD는 상기 제4 렌즈(104)의 물체측 제7 면(S7)에서 제7 렌즈(107)의 센서 측 제14 면(S14) 사이의 광축에서의 거리(mm)를 의미한다. D67_CT는 상기 제6 렌즈(106)와 상기 제7 렌즈(107) 사이의 광축 간격(mm)을 의미한다. 수학식 9는 제2렌즈 군(G2)의 전체 광축 거리와 제2렌즈 군(G2) 내에서 가장 큰 간격을 설정할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 9를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있고, 상기 광학계(1000)를 크기, 예를 들어 TTL(total track length) 축소를 제어할 수 있다. 바람직하게, 수학식 8의 값은 2 이상 4 이하일 수 있다.

또한 수학식 8 또는/및 9는 하기 수학식 9-1 내지 9-7 중 적어도 하나를 더 만족할 수 있다.

[수학식 9-1] G1_TD < G2_TD

[수학식 9-2] D34_CT < D67_CT

[수학식 9-3] G1_TD > D67_CT

[수학식 9-4] 1 < G2_TD / G1_TD < 4

[수학식 9-5] 1 < nL / D67_CT < 3

여기서, nL은 광학계(1000) 내의 렌즈 매수로서, 예컨대 6 내지 8 범위이거나, 7일 수 있다.

[수학식 9-6] 2 < nL / G2_TD < 5

[수학식 9-7] 1 < nL / G1_TD < 3

[수학식 10]

0 < (L6_CT + L7_CT)/D67_CT < 1

수학식 10은 제6 렌즈(106)의 중심 두께(L6_CT)와 제7 렌즈(107)의 중심 두께(L7_CT)의 합이 제6,7렌즈(106,107) 사이의 광축 간격(D67_CT)보다 작을 수 있다. 상기 광학계(1000)가 수학식 10을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있고, TTL(total track length)를 슬림하게 제어할 수 있다.

[수학식 11]

0 < L1R1 / L7R2 < 5

수학식 11에서 L1R1은 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 광축(OA)에서의 곡률 반경(mm)을 의미하고, L7R2은 상기 제7 렌즈(107)의 제14 면(S14)의 광축(OA)에서의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 11을 만족할 경우, 제1,7 렌즈의 형상 및 굴절력을 제어하며 광학 성능을 개선할 수 있다.

수학식 11은 광학계(1000)의 렌즈의 표면 형상, 굴절력 및 광학 성능을 위해 수학식 11-1 내지 11-3 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

[수학식 11-1] 1 < |L5R1 / L7R2| < 30

수학식 10-1에서 L5R1은 상기 제5 렌즈(105)의 제9 면(S9)의 광축(OA)에서의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 이러한 수학식 11-1을 만족할 경우, 제5,7 렌즈의 형상 및 굴절력을 제어하며, 제2 렌즈 군(G2)의 광학 성능을 개선할 수 있다.

[수학식 11-2] 1 < |L5R1 / L6R2| < 10

수학식 11-2에서 L6R2은 상기 제6 렌즈(106)의 제12 면(S12)의 광축(OA)에서의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 이러한 수학식 11-2을 만족할 경우, 제5,6 렌즈의 형상 및 굴절력을 제어할 수 있다.

[수학식 11-3] 0 < |L5R1 / L2R2| < 1

수학식 11-3에서 L2R2은 상기 제2 렌즈(102)의 제4 면(S4)의 광축(OA)에서의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 이러한 수학식 11-3을 만족할 경우, 제2,5 렌즈의 형상 및 굴절력을 제어할 수 있다.

여기서, 상기 제2 렌즈(102)의 제4 면(S4)의 곡률 반경은 최대이며, 그 절대 값은 100 초과일 수 있으며, 제5 렌즈(105)의 제9 면(S9), 상기 제6 렌즈(106)의 제12 면(S12)의 곡률 반경의 절대 값은 100 미만일 수 있으며, L2R2 > L5R1 > L6R2를 만족할 수 있다.

[수학식 12]

10 < (|L5R1| / L2_CT) /nL < 90

이러한 수학식 12를 만족할 경우, 제2,5 렌즈의 굴절력을 제어하며, 입사되는 광의 광학 성능을 개선할 수 있다.

상기 수학식 12는 하기 수학식 12-1 내지 12-2 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

[수학식 12-1]

10 < (L_R_Max / L_CT_Max) /nL < 90

수학식 12-1에서 L_R_Max은 제1 면(S1) 내지 제16 면(16) 중에서 광축(OA)에서의 최대 곡률 반경이며, L_CT_Max는 제1 내지 제7 렌즈(101-107) 중에서 최대 광축 두께이다.

[수학식 12-2]

10 < (L_R2_Max / L_CT_Max) /nL < 90

수학식 12-2에서 L_R2_Max은 제1 내지 제8 렌즈(101-107)의 센서측 면들의 곡률 반경(R2)의 최대 값이며, nL은 광학계(1000)의 렌즈 매수이다.

[수학식 13]

0 < D6_CT / D67_CT < 1

수학식 13은 제6 렌즈(106)의 광축에서의 두께(D6_CT)와 제6,7 렌즈(106,107)의 광축에서의 간격(D67_CT)를 설정할 수 있다. 광학계가 수학식 13을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성을 개선할 수 있고, 상기 광학계(1000)를 크기, 예를 들어 TTL(total track length) 축소를 제어할 수 있다.

[수학식 14]

0 < (D67_CT) / InfX72 < 1.2

수학식 14에서 D67_CT는 제7,8렌즈(107,108) 간의 광축 간격이며, InfX72는 광축(OA)으로부터 제7 렌즈(107)의 센서측 면(S14)에 위치된 X축 방향의 임계점(P8)까지의 직선거리(mm)이다. 상기 임계점(P8)은 광축(OA)에 인접한 X축 방향의 첫 번째 임계점일 수 있다. 광학계가 수학식 14를 만족할 경우, 자유곡면의 렌즈를 갖는 광학계에서 광학 성능 예컨대, X축 방향의 주변부에서 왜곡 수차 특성을 개선시켜 줄 수 있다. 바람직하게 수학식 14의 값은 0.5 이상 1 이하일 수 있다.

[수학식 15]

0 < (D67_CT) / InfY82 < 1.2

수학식 15에서 InfY82는 광축(OA)으로부터 제7 렌즈(107)의 센서측 면(S14)에 위치된 Y축 방향의 임계점(P4)까지의 직선거리(mm)이다. 상기 임계점(P4)은 광축(OA)에 인접한 Y축 방향의 첫 번째 임계점일 수 있다. 광학계가 수학식 15를 만족할 경우, 광학 성능 예컨대, Y축 방향의 주변부에서 왜곡 수차 특성을 개선시켜 줄 수 있다. 바람직하게 수학식 15의 값은 0.5 이상 1 이하일 수 있으며, 수학식 14의 값과 0.2 이하의 차이를 가질 수 있다. 또한 InfX82와 InfY82는 서로 다를 수 있으며, 그 차이는 0.5 mm 이하일 수 있다.

[수학식 16]

0 < (D67_CT) / Inf72 < 1.2

수학식 16에서 Inf72는 광축(OA)으로부터 제7 렌즈(107)의 센서측 면(S14)에 위치된 Y축 방향의 임계점(P4)까지의 직선거리(mm)와 X축 방향의 임계점(P8)까지의 거리의 평균 값이다. 광학계가 수학식 16을 만족할 경우, 광학 성능 예컨대, X,Y축 방향의 주변부에서 왜곡 수차 특성을 개선할 수 있다.

[수학식 17]

1.60 < n3

수학식 17에서 n3는 상기 제3 렌즈(103)의 d-line에서의 굴절률(refractive index)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 17를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차 특성을 개선할 수 있다.

상기 수학식 17는 하기 수학식 17-1 내지 17-5 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

[수학식 17-1] 1.50 < n1 < 1.6

[수학식 17-2] 1.50 < n7 < 1.6

[수학식 17-3] 1.52 < ∑Index /nL < 1.62

[수학식 17-4] 1.52 < ∑Index /TTL < 1.62

[수학식 17-5] 1.52 < ∑Index /Imgh < 1.62

수학식 17-1 내지 17-5에서 n1은 제1 렌즈(101)의 d-line에서의 굴절률이며, n7은 제7 렌즈(107)의 d-line에서의 굴절률을 의미하며, ∑Index는 제1 내지 제7 렌즈의 굴절률 합이며, 상기 TTL은 제1 렌즈의 물체측 면에서 이미지 센서까지의 광축 거리이며, 상기 Imgh는 상기 이미지 센서의 대각선 길이의 1/2을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 17-1 내지 17-5 중 적어도 하나를 만족할 경우, 색수차 특성을 개선할 수 있다.

[수학식 18]

0.5 < n2 / n3 < 1.2

상기 n2는 제2 렌즈(102)의 d-line에서 굴절률이며, n3은 제3 렌즈(103)의 d-line에서의 굴절률이며, 수학식 18을 만족할 경우 렌즈 해상력을 조절할 수 있다.

[수학식 19]

1.65 < AVR(n3, n5) < 1.75

수학식 19에서 n6는 상기 제6 렌즈(106)의 d-line에서의 굴절률(refractive index)을 의미하며, AVR(n3, n6)은 제3,6렌즈(103,106)의 굴절률 평균을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 19를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차 특성을 개선할 수 있다.

[수학식 20]

1 < CA_L1S1 / CA_L3S1 < 2

수학식 20에서 CA_L1S1은 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 유효경(Clear aperture, CA) 크기(mm)를 의미하고, CA_L3S1은 상기 제3 렌즈(103)의 제5 면(S5))의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 20을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 제1 렌즈 군(G1)으로 입사되는 광을 제어할 수 있고, 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있다. 상기 수학식 20의 값은 1.5 이하일 수 있다.

[수학식 21]

1 < CA_L7S2 / CA_L4S2 < 5

수학식 21에서 CA_L4S2은 상기 제4 렌즈(104)의 제8 면(S8)의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미하며, CA_L7S2는 제7 렌즈(107)의 제14 면(S14)의 유효경(CA)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 19를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 제2 렌즈 군(G2)을 통해 진행되는 광의 경로를 제어할 수 있으며, 향상된 수차 제어 특성을 가질 수 있다. 상기 수학식 21의 값은 4 이하일 수 있다.

[수학식 22]

0.2 < CA_L3S2 / CA_L4S1 < 2

수학식 20에서 CA_L3S2는 상기 제3 렌즈(103)의 제6 면(S6)의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미하고, CA_L4S1는 상기 제4 렌즈(104)의 제7 면(S7)의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 22를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색 수차를 개선할 수 있고, 제1 렌즈 군(G1)과 제2 렌즈 군(G2)의 대향되는 렌즈 면들의 길이를 설정할 수 있으며, 광학 성능을 위해 비네팅(vignetting)을 제어할 수 있다.

[수학식 23]

0.1 < CA_L5S2 / CA_L7S2 < 2

수학식 23에서 CA_L5S2는 상기 제5 렌즈(105)의 제10 면(S10)의 유효경(CA) 크기(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 23을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 제5 내지 제7 렌즈(105,106,107)으로 진행하는 광을 제어할 수 있고, 수차 특성을 개선할 수 있다.

[수학식 24]

1 < |L6R1 / L6_CT| < 30

수학식 24에서 L6R1은 상기 제6 렌즈(106)의 제11 면(S11)의 곡률 반경(mm)을 의미하고, L6_CT는 상기 제6 렌즈(106)의 광축에서의 두께를 나타낸다. 즉, 수학식 22는 L6R1 > L6_CT를 만족할 수 있으며, 수학식 24의 값은 5 이상 20 이하일 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 24를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성이 개선될 수 있다.

[수학식 25]

1 < |L5R1 / L7R1| < 5

수학식 25에서 L5R1은 상기 제5 렌즈(105)의 제9 면(S9)의 곡률 반경(mm)을 의미하고, L7R1는 상기 제7 렌즈(107)의 제13 면(S13)의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 25을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성이 개선될 수 있다. 수학식 25의 값은 10이하일 수 있다.

[수학식 26]

0 < L2R1 / |L2R2| < 0.5

[수학식 27]

0 < |L3R2 / L3R1| < 1

수학식 26 및 27에서 L2R1,L2R2는 상기 제2 렌즈(102)의 제3,4 면(S3,S4)의 곡률 반경(mm)을 의미하며, L3R1,L3R2는 상기 제3 렌즈(103)의 제5,6 면(S5,S6)의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 광학계(1000)가 수학식 26, 27을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 수차 특성이 개선될 수 있다. 수학식 16,27의 값은 1이하일 수 있다.

[수학식 28]

0 ≤ |EFLX - EFLY| ≤ 0.1

수학식 28에서 EFLX는 광학계의 제1 방향(X)에서의 유효 초점 거리이며, EFLY는 광학계의 제2 방향(Y)에서의 유효 초점 거리이다. 상기 EFLX와 EFLY는 서로 다를 수 있다. 이는 자유곡면 렌즈를 갖는 광학계에서 광축(OA)과 직교하는 두 방향에서의 초점 거리는 서로 같거나 다를 수 있다. 예컨대, 수학식 28의 값은 0 초과일 수 있다.

[수학식 28-1]

0 ≤ F27_X / F27_Y ≤ 0.1 또는 0 < F27_X / F27_Y ≤ 0.1

[수학식 28-2]

F12 < F27_X

F12 < F27_Y

[수학식 28-3]

F47_X ≠ F47_Y

F47_X < F47_Y

수학식 28-1에서, F27_X, F27_Y는 제2 내지 제7렌즈의 제1 방향(X)과 제2방향(7)의 복합 초점 거리이며, 서로 같거나 다를 수 있다. 수학식 28-2에서, F12는 제1,2렌즈의 복합 초점 거리이다. 수학식 28-3에서, F47_X,F47_Y는 제4 내지 제7 렌즈의 제1,2방향(X,Y)에 따른 복합 초점 거리이다.

[수학식 29]

0 < L_CT_Max / Air_CT_Max < 5

수학식 29에서 L_CT_Max는 상기 복수의 렌즈들 각각의 광축(OA)에서의 두께 가 가장 두꺼운 두께(mm)를 의미하고, Air_CT_Max는 상기 복수의 렌즈들 사이의 광축 간격의 최대 값을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 29를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각 및 초점 거리에서 양호한 광학 성능을 가지며, 상기 광학계(1000)를 크기 축소, 예를 들어 TTL(total track length)를 줄여줄 수 있다. 상기 수학식 29의 값은 3 이하 또는 1 이하일 수 있다.

[수학식 29-1]

0 < L_CT_Max / nL < 0.5

[수학식 29-2]

0.2 < Air_CT_Max / nL < 0.5

[수학식 29-3]

0 < L_CT_Max / TTL < 0.5

[수학식 29-4]

0.2 < Air_CT_Max / Imgh < 0.5

수학식 29는 수학식 29-1 내지 29-4 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

[수학식 30]

0.5 < ∑L_CT / ∑Air_CT < 2

수학식 30에서 ∑L_CT는 상기 복수의 렌즈들 각각의 광축(OA)에서의 두께(mm)들의 합을 의미하고, ∑Air_CT는 상기 복수의 렌즈들에서 인접한 두 렌즈 사이의 광축(OA)에서의 간격(mm)들의 합을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 30을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각 및 초점 거리에서 양호한 광학 성능을 가지며, 상기 광학계(1000)를 크기 축소, 예를 들어 TTL(total track length)를 줄여줄 수 있다.

[수학식 30-1]

0 < ∑L_CT / nL < 0.7

[수학식 30-2]

0.2 < ∑Air_CT / nL < 0.8

[수학식 30-3]

0 < ∑L_CT / TTL < 0.7

[수학식 30-4]

0 < ∑Air_CT / TTL < 0.9

[수학식 30-5]

0.2 < ∑L_CT / Imgh < 0.7

[수학식 30-6]

0.2 < ∑Air_CT / Imgh < 0.9

수학식 30은 수학식 30-1 내지 30-6 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.

[수학식 31]

9 < ∑Index < 20

수학식 31에서 ∑Index는 상기 복수의 렌즈(100) 각각의 d-line에서의 굴절률들의 합을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 31을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)의 TTL을 제어할 수 있고, 향상된 해상력을 가질 수 있다.

[수학식 32]

10 < ∑Abb / ∑Index < 50

수학식 32에서 ∑Abbe는 상기 복수의 렌즈(100) 각각의 아베수(Abbe's number)의 합을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 32을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 향상된 수차 특성 및 해상력을 가질 수 있다.

수학식 32는 수학식 32-1 내지 32-3 중 적어도 하나를 더 만족할 수 있다.

[수학식 32-1] 20 < (∑Abb + ∑Index) / nL < 50

[수학식 32-2] 30 < ∑Abb/ nL < 50

[수학식 32-3] 30 < ∑Abb/ TTL < 50

[수학식 32-4] 30 < ∑Abb/ Imgh < 50

상기 ∑Abbe는 상기 복수의 렌즈(100) 각각의 아베수(Abbe's number)의 합을 의미하며, nL은 광학계 내의 렌즈 매수이며, 예컨대 6 내지 8 범위 또는 8일 수 있다.

[수학식 33]

0.5 < CA_L1S1 / CA_min < 2

수학식 33에서 CA_L1S1는 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 유효경(mm)을 의미하며, CA_Min은 제1 내지 제14 면(S1-S14)의 유효경(mm) 중에서 가장 작은 유효 경을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 33을 만족할 경우, 제1 렌즈(101)을 통해 입사되는 광을 제어하며, 광학 성능을 유지하면서 슬림한 광학계를 제공할 수 있다.

[수학식 34]

1 < CA_max / CA_min < 5

수학식 34에서 CA_max는 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 큰 유효경(mm)를 의미하는 것으로, 제1 내지 제14 면(S1-S14)의 유효경(mm) 중에서 가장 큰 유효 경을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 34를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 광학 성능을 유지하면서 슬림 및 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다. 상기 제14 면(S14)의 유효경은 최대 유효경을 가지며, 상기 제6 면(S6)의 유효경은 최소 유효경을 가질 수 있다.

수학식 34는 수학식 34-1 내지 34-4 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

[수학식 34-1] 1 < CA_L8 / CA_L3 < 5

[수학식 34-2] 1 < CA_L8 / CA_L4 < 5

[수학식 34-3] 1 < CA_L8 / CA_L2 < 5

[수학식 34-4] CA_L3 < CA_L4 < CA_L2 < CA_L5

여기서, 상기 CA_L2, CA_L3, CA_L4, CA_L5, 및 CA_L8은 각 렌즈의 물체측 면과 센서측 면의 유효경의 평균 값이다. 상기 광학계가 수학식 34-1 내지 34-4를 만족할 경우, 광학계(1000)는 광학 성능을 유지하면서 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다.

[수학식 35]

1 < CA_max / CA_AVR < 3

수학식 35에서 CA_max는 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 큰 유효경(mm)를 의미하며, CA_AVR은 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 면의 유효경들의 평균을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 35를 만족할 경우, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다.

[수학식 36]

0.1 < CA_min / CA_AVR < 1

수학식 36에서 CA_min는 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 작은 유효경(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 36을 만족할 경우, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다.

[수학식 37]

0.1 < CA_max / (2*ImgH) < 1

수학식 37에서 CA_max는 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 큰 유효경을 의미하며, ImgH는 광축(OA)과 중첩되는 상기 이미지 센서(300)의 중심(0.0F)에서 대각선 끝단(1.0F)까지의 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 37을 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가지며, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다. 여기서, *는 곱셈을 나타낸다.

수학식 37는 하기 수학식 37-1 및 37-2을 포함할 수 있다.

[수학식 37-1] 0.5 < ImgH / nL < 2

[수학식 37-2] 0.5 < TTL / nL < 2

상기 nL은 광학계의 렌즈 매수이며, 예컨대 6 내지 8이며, 바람직하게 7일 수 있으며, TTL은 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 정점에서 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다.

[수학식 38]

0.5 < TD / CA_max < 1.5

수학식 38에서 TD는 상기 제1 렌즈(101)의 물체 측 면에서 n번째 렌즈 즉, 상기 제8 렌즈 군(108)의 센서 측 면까지의 광축 거리(mm)이다. 예를 들면, 광축(OA)에서 제1 면(S1)에서 제16 면(S16)까지의 거리이다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 38을 만족할 경우, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다.

[수학식 39]

0 < F / L7R2 < 10

수학식 39에서 F는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(mm)를 의미하고, L7R2는 자유 곡면을 갖는 상기 제7 렌즈(107)의 제14 면(S14)의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 39를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)의 크기 축소, 예를 들어 TTL(total track length)를 줄여줄 수 있다.

[수학식 40]

1 < F / L1R1 < 10

수학식 40에서 L1R1은 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 40을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)를 크기 축소, 예를 들어 TTL(total track length)를 줄여줄 수 있다. 상기 수학식 40의 값은 5 이하 예컨대, 3 이하일 수 있다.

[수학식 41]

0 < EPD / L7R2 < 10

수학식 41에서 EPD는 상기 광학계(1000)의 입사동(Entrance Pupil)의 크기(mm)를 의미하고, L7R2는 자유곡면을 갖는 상기 제7 렌즈(107)의 제14 면(S14)의 곡률 반경(mm)을 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 41 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 전체 밝기를 제어할 수 있고, 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 상기 수학식 41의 값은 5 이하 예컨대, 3 이하일 수 있다.

[수학식 42]

0.5 < EPD / L1R1 < 8

수학식 42는 광학계의 입사동 크기(EPD)와 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 곡률 반경의 관계를 나타낸 것으로, 입사 광을 제어할 수 있다. 상기 수학식 42의 값은 5 이하 예컨대, 3 이하일 수 있다.

[수학식 43]

-3 < F1 / F3 < 0

수학식 43에서 F1은 상기 제1 렌즈(101)의 초점 거리(mm)를 의미하고, F3은 상기 제3 렌즈(103)의 초점 거리(mm)를 의미한다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 43를 만족할 경우, 상기 제1 렌즈(101) 및 상기 제3 렌즈(103)을 통해 진행하는 광 경로 제어를 위한 적절한 굴절력을 가질 수 있고, 해상력을 개선할 수 있다.

[수학식 44]

0 < F13 / F < 5

수학식 44에서 F13은 상기 제1 내지 제3 렌즈의 복합 초점 거리(mm)를 의미하고, F는 상기 광학계(1000)에서 광축(OA)과 직교하는 두 방향(X,Y)의 유효초점거리(mm)의 평균을 의미한다. 즉, X 방향의 유효초점 거리(Fx)와 Y 방향의 유효초점 거리(Fy)는 서로 다르고, 이들의 평균은 F로 정의할 수 있다. 수학식 44는 제1 렌즈 군(G1)의 초점 거리와 전체 유효초점거리 사이의 관계를 설정하고 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 44를 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상기 광학계(1000)의 TTL(total track length)를 제어할 수 있다.

[수학식 45]

0 < |F47 / F13| < 10

수학식 45에서 F13은 상기 제1 내지 제3 렌즈의 복합 초점 거리(mm)를 의미하고, F47은 상기 제4 내지 제7 렌즈의 복합 초점 거리(mm)를 의미한다. 수학식 45는 제1 렌즈 군(G1)의 초점 거리와 제2 렌즈 군(G2)의 초점 거리 사이의 관계를 설정하고 있다. 실시예에서 상기 제1 내지 제3 렌즈의 복합 초점 거리는 양(+)의 값을 가질 수 있고, 상기 제4 내지 제7 렌즈의 복합 초점 거리는 음(-)의 값을 가질 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 45을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 색수차 및 왜곡 수차 등의 수차 특성을 개선할 수 있다. 수학식 45의 값은 8 이하 예컨대, 5 이하일 수 있다.

수학식 44 및 45 중 적어도 하나는 수학식 45-1 내지 45-4를 포함할 수 있다.

[수학식 45-1] -10 < F47 / F < 0

[수학식 45-2] 0 < F/nL < 2

[수학식 45-3] 1 < (F13 + |F47| + F)/nL < 5

[수학식 45-4] 0.5 < (F13 + |F47|)/nL < 4

여기서, nL은 광학계의 렌즈 매수이며, 6 내지 8 범위 또는 8일 수 있다)

[수학식 46]

0.5 < F2/F < 1.5

수학식 46에서 F2는 제2 렌즈(102)의 초점 거리이며, F는 광학계의 X,Y 방향의 유효 초점 거리의 평균 값이다. 광학계 및 카메라 모듈은 수학식 46를 만족함에 따라 제2 렌즈와 광축과 직교하는 두 방향(X,Y)의 평균 유효초점 거리의 비율을 설정된 범위로 설정하여, 색수차 특성을 개선할 수 있다.

수학식 46는 하기 수학식 46-1 내지 46-6 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

[수학식 46-1] 1.5 < F1/F < 3.2

[수학식 46-2] 0.5 < F3/F < 2

[수학식 46-3] -5 < F4/F < 0

[수학식 46-4] 1 < F5/F < 10

[수학식 46-5] -2.5 < F6/F < 0

[수학식 46-6] 0.5 < F7/F < 3

[수학식 46-7] -1.5 < F8/F < 0

수학식 46-1 내지 46-7에서 F1,F3,F4,F5 은 제1, 2-5 렌즈의 초점 거리이며, F6,F7는 제6,7 렌즈의 X,Y 방향의 유효 초점 거리의 평균이며, F는 광학계의 X,Y 방향의 유효 초점 거리의 평균 값이다. 광학계는 수학식 36, 46-1 내지 46-6를 만족함에 따라 각 렌즈와 광축과 직교하는 두 방향(X,Y)의 평균 유효초점 거리의 비율을 설정된 범위로 설정하여, 왜곡수차 및 색수차 특성을 개선할 수 있다.

[수학식 47]

-5 < F2/F3 < 0

광학계는 수학식 47을 만족함에 따라 제2,3 렌즈의 초점 거리의 비율을 설정된 범위로 설정하여, 왜곡 수차 및 색수차 특성을 개선할 수 있다.

[수학식 48]

0.8 < F2/F12 < 1.8

수학식 48에서 F12는 제1,2 렌즈의 복합 초점 거리이다. 광학계는 수학식 48을 만족함에 따라 제1,2 렌즈들의 초점 거리의 비율을 설정된 범위로 설정하여, 제1 렌즈 군(G1)에서의 왜곡 수차 및 색수차 특성을 개선할 수 있다.

[수학식 49]

0.5 < F12/F < 1.5

광학계는 수학식 49을 만족함에 따라 제1,2 렌즈들의 복합 초점 거리와 광축과 직교하는 두 방향(X,Y)의 평균 유효초점 거리의 비율을 설정된 범위로 설정하여, 왜곡 수차 및 색수차 특성을 개선할 수 있다.

[수학식 50]

1 < F27/F < 4

광학계는 수학식 50을 만족함에 따라 제2-7 렌즈들의 복합 초점 거리와 광축과 직교하는 두 방향(X,Y)의 평균 유효초점 거리(F)의 평균 값의 비율을 설정된 범위로 설정하여, 왜곡 수차 및 색수차 특성을 개선할 수 있다.

[수학식 51]

2 < TTL < 20

수학식 51에서 TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 중심에서 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 수학식 51에서 TTL을 20 미만으로 하여, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다.

수학식 51은 수학식 51-1을 더 포함할 수 있다.

[수학식 51-1] 1 < (TTL+Imgh)/nL < 5

여기서, nL은 광학계의 렌즈 매수이며, 6 내지 8일 수 있으며, 바람직하게 7일 수 있다.

[수학식 52]

2 < ImgH

수학식 52는 이미지 센서(300)의 대각 크기를 4mm 초과되도록 하여, 높은 해상력을 갖는 광학계를 제공할 수 있다. 상기 Imgh는 4mm 초과일 수 있다.

[수학식 53]

BFL < 2.5

수학식 53는 BFL(Back focal length)를 2.5 mm 미만으로 하여, 필터(500)의 설치 공간을 확보할 수 있고 이미지 센서(300)와 마지막 렌즈 사이의 간격(mm)을 통해 구성 요소들의 조립성을 개선하며 결합 신뢰성을 개선할 수 있다. 즉, 마지막 렌즈의 센서 측면이 임계점을 갖지 않는 경우, BFL 값을 2.5mm 미만 즉, 2mm 이하로 설정할 수 있다.

[수학식 54]

2 < F < 20

수학식 54에서 전체 초점 거리(F)의 제1,2방향의 평균 값을 광학계에 맞게 설정할 수 있다.

[수학식 55]

FOV < 120

수학식 55에서 FOV(Field of view)는 상기 광학계(1000)의 화각(Degree)을 의미하며, 120도 미만의 광학계를 제공할 수 있다. 상기 FOV는 100도 이하일 수 있다.

[수학식 56]

0.5 < TTL / CA_max < 2

수학식 56에서 CA_max는 상기 복수의 렌즈들의 물체 측 면 및 센서 측 면 중 가장 큰 유효경(mm)를 의미하며, TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈(101)의 제1 면(S1)의 정점으로부터 상기 이미지 센서(300)의 상면까지의 광축(OA)에서의 거리(mm)를 의미한다. 수학식 56은 광학계의 전체 광축 길이와 최대 유효 경의 관계를 설정하여, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다.

수학식 56은 수학식 56-1을 더 포함할 수 있다. 여기서, nL은 광학계의 렌즈 매수이며, 6 내지 8일 수 있으며, 바람직하게 7일 수 있다.

[수학식 56-1] 0 < (TTL / CA_max)/nL < 0.2

[수학식 57]

0.4 < TTL / (2*ImgH) < 0.7

수학식 57은 광학계의 전체 광축 길이(TTL)와 이미지 센서(300)의 대각 방향의 길이(2*Imgh)를 설정할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 47을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300), 예를 들어 1인치 전후의 큰 크기의 이미지 센서(300) 적용을 위한 BFL(Back focal length)을 확보하며 보다 작은 TTL을 가질 수 있어, 고화질 구현 및 슬림한 구조를 가질 수 있다.

수학식 57은 수학식 57-1을 더 포함할 수 있다. 여기서, nL은 광학계의 렌즈 매수이며, 6 내지 8일 수 있으며, 바람직하게 7일 수 있다.

[수학식 57-1] 0 < (TTL / (2*ImgH))/nL < 0.2

[수학식 58]

0.01 < BFL / ImgH < 0.5

수학식 58은 이미지 센서(300)와 마지막 렌즈 간의 광축 간격과 이미지 센서(300)의 광축에서 대각 방향의 길이를 설정할 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 58을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300), 예를 들어 1인치 전후의 큰 크기의 이미지 센서(300)를 적용하기 위한 BFL(Back focal length)을 확보할 수 있고, 마지막 렌즈와 이미지 센서(300) 사이의 간격을 최소화할 수 있어 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 특성을 가질 수 있다.

수학식 58은 수학식 58-1을 더 포함할 수 있다. 여기서, nL은 광학계의 렌즈 매수이며, 6 내지 8일 수 있으며, 바람직하게 7일 수 있다.

[수학식 58-1] 0 < (BFL / ImgH)/nL < 0.1

[수학식 59]

4 < TTL / BFL < 10

수학식 59는 광학계의 전체 광축 길이(TTL), 및 상기 이미지 센서(300)와 마지막 렌즈 사이의 광축 간격(BFL)를 설정(단위, mm)할 수 있다. 발명에서, 마지막 렌즈의 센서 측 면이 임계점이 없으므로, 수학식 59의 값은 5 mm 이상 또는 6 mm 이상일 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 59을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 BFL을 확보하며 슬림하고 컴팩트하게 제공될 수 있다.

수학식 59은 수학식 59-1을 더 포함할 수 있다. 여기서, nL은 광학계의 렌즈 매수이며, 6 내지 8일 수 있으며, 바람직하게 7일 수 있다.

[수학식 59-1] 0.3 < (TTL / BFL)/nL < 1

[수학식 60]

0.5 < F / TTL < 1.2

수학식 60는 광학계(1000)의 전체 초점 거리(F)의 제1,2방향 평균과 전체 광축 길이(TTL)를 설정할 수 있다. 이에 따라 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공할 수 있다.

수학식 60은 수학식 60-1을 더 포함할 수 있다. 여기서, nL은 광학계의 렌즈 매수이며, 6 내지 8일 수 있으며, 바람직하게 7일 수 있다.

[수학식 60-1] 0 < (F / TTL)/nL < 0.3

[수학식 61]

3 < F / BFL < 10

수학식 61는 광학계(1000)의 전체 초점 거리(F), 상기 이미지 센서(300)와 마지막 렌즈 사이의 광축 간격(BFL)를 설정(단위, mm)할 수 있다. 발명에서, 마지막 렌즈의 센서 측 면이 임계점이 없으므로, BFL 값이 더 좁혀지므로, 수학식 61의 값은 5mm 이상일 수 있다. 실시예에 따른 광학계(1000)가 수학식 61을 만족할 경우, 상기 광학계(1000)는 설정된 화각을 가지며 적절한 초점 거리를 가질 수 있고, 슬림하고 컴팩트한 광학계를 제공될 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 마지막 렌즈와 이미지 센서(300) 사이의 간격을 최소화할 수 있어 화각(FOV)의 주변부에서 양호한 광학 특성을 가질 수 있다.

수학식 61은 수학식 61-1을 더 포함할 수 있다. 여기서, nL은 광학계의 렌즈 매수이며, 6 내지 8일 수 있으며, 바람직하게 7일 수 있다.

[수학식 61-1] 0.2 < (F / TTL)/nL < 3

[수학식 62]

0.1 < F / ImgH < 3

수학식 62은 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(F,mm)와 상기 이미지 센서(300)의 광축에서 대각선 길이(Imgh)를 설정할 수 있다. 이러한 광학계(1000)는 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300), 예를 들어 1인치 전후의 큰 이미지 센서(300)를 적용하며 향상된 수차 특성을 가질 수 있다.

수학식 62는 수학식 62-1을 더 포함할 수 있다. 여기서, nL은 광학계의 렌즈 매수이며, 6 내지 8일 수 있으며, 바람직하게 7일 수 있다.

[수학식 62-1] 0 < (F/Imgh)/nL < 0.3

[수학식 63]

1 ≤F / EPD < 5

수학식 63는 상기 광학계(1000)의 전체 초점 거리(F,mm)와 입사동 크기를 설정할 수 있다. 이에 따라 광학계의 전체 밝기를 제어할 수 있다.

수학식 63는 수학식 63-1을 더 포함할 수 있다. 여기서, nL은 광학계의 렌즈 매수이며, 6 내지 8일 수 있으며, 바람직하게 7일 수 있다.

[수학식 63-1] 0.1 < (F / EPD)/nL < 0.4

[수학식 64]

1 < F/CA_L1S1 < 2

수학식 64에서 CA_L1S1은 제1 렌즈(101)의 물체측 면의 유효경이다. 광학계는 수학식 64에 의해 유효초점 거리의 제1,2방향 평균과 입사측 유효경을 설정할 수 있다.

[수학식 65]

50 < Inf62*L6S2_Max_slope < 120

상기 Inf62는 제6 렌즈(106)의 센서측 제12 면(S12)의 제1,2방향(X,Y)의 임계점 평균 값이며, L6S2_Max_slope는 제6 렌즈(106)의 센서측 제12 면(S12)의 임의의 점을 지나는 접선에 수직한 법선이 광축(OA)과 이루는 최대 각도이다. 이러한 수학식 65를 만족할 경우, 자유곡면을 갖는 제6 렌즈(106)의 센서측 면의 굴절 각도를 조절함으로써, 이미지 센서(300)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 여기서, *는 곱셈을 나타낸다.

[수학식 66]

30< Inf72*L7S2_Max_slope < 110

상기 Inf72는 제7 렌즈(107)의 센서측 제14 면(S14)의 제1,2방향(X,Y)의 임계점 평균 값이며, L7S2_Max_slope는 제7 렌즈(107)의 센서측 제14 면(S14)의 임의의 점을 지나는 접선에 수직한 법선이 광축(OA)과 이루는 최대 각도이다. 이러한 수학식 66를 만족할 경우, 자유곡면을 갖는 제7 렌즈(107)의 센서측 면의 굴절 각도를 조절함으로써, 이미지 센서(300)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.

[수학식 67]

0.7 < Inf61/Inf62 < 1.2

상기 Inf61 및 Inf62는 제6 렌즈(106)의 물체측 제11 면(S11)과 센서측 제12 면(S12)의 제1,2방향(X,Y)의 임계점 평균 값을 나타낸다. 이러한 수학식 67를 만족할 경우, 자유곡면을 갖는 제6 렌즈(106)의 렌즈 면을 조절함으로써, 이미지 센서(300)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.

[수학식 68]

0.2 < Inf71/Inf72 < 1

상기 Inf71 및 Inf72는 제7 렌즈(107)의 물체측 제13 면(S13)과 센서측 제14 면(S14)의 제1,2방향(X,Y)의 임계점 평균 값을 나타낸다. 이러한 수학식 68를 만족할 경우, 자유곡면을 갖는 제7 렌즈(106)의 렌즈 면을 조절함으로써, 이미지 센서(300)의 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.

[수학식 69]

45 < L6S2x_max slope < 70

상기 L6S2x_max slope는 제6 렌즈(106)의 센서측 제12 면(S12)의 제1 방향(X)에서 임의의 점을 지나는 접선에 수직한 법선이 광축(OA)과 이루는 최대 각도이다.

[수학식 70]

45 < L6S2y_max slope < 70

상기 L6S2y_max slope는 제6 렌즈(106)의 센서측 제12 면(S12)의 제2 방향(Y)에서 임의의 점을 지나는 접선에 수직한 법선이 광축(OA)과 이루는 최대 각도이다. 상기 L6S2y_max slope의 값과 상기 L6S2y_max slope의 값은 서로 다를 수 있다.

[수학식 71]

0.5 < CA_L6S2x/CA_L6S2y < 1

상기 CA_L6S2x는 상기 제6 렌즈(106)의 센서측 제12 면(S12)의 제1 방향(X)의 유효경이며, 상기 CA_L6S2y는 상기 제6 렌즈(106)의 센서측 제12 면(S12)의 제2 방향(Y)의 유효경을 나타낸다. 이러한 수학식 71에 의해 자유곡면을 갖는 제6 렌즈(106)의 센서측 면의 유효경이 광축에 대해 직교하는 제1,2방향 및 그 사이의 축 방향(30도, 45도, 53도, 60도 등)에서 서로 다를 수 있다.

[수학식 72]

45 < |L7S2x_max slope| < 70

상기 L7S2x_max slope는 제7 렌즈(107)의 센서측 제14 면(S14)의 제1 방향(X)에서 임의의 점을 지나는 접선에 수직한 법선이 광축(OA)과 이루는 최대 각도이다.

[수학식 73]

45 < |L7S2y_max slope| < 70

상기 L7S2y_max slope는 제7 렌즈(107)의 센서측 제14 면(S14)의 제2 방향(Y)에서 임의의 점을 지나는 접선에 수직한 법선이 광축(OA)과 이루는 최대 각도이다. 상기 L7S2y_max slope의 값과 상기 L7S2y_max slope의 값은 서로 다를 수 있다.

[수학식 74]

1 < CA_L7S2x/CA_L7S2y < 1.2

상기 CA_L7S2x는 상기 제7 렌즈(107)의 센서측 제14 면(S14)의 제1 방향(X)의 유효경이며, 상기 CA_L7S2y는 상기 제7 렌즈(107)의 센서측 제14 면(S14)의 제2 방향(Y)의 유효경을 나타낸다. 이러한 수학식 75에 의해 자유곡면을 갖는 제7 렌즈(107)의 센서측 면의 유효경이 광축에 대해 직교하는 제1,2방향 및 그 사이의 축 방향(30도, 45도, 53도, 60도 등)에서 서로 다를 수 있다.

[수학식 75]

1 < D34_CT / D34_ET < 8

상기 D34_CT는 제3,4렌즈(103,104)사이의 중심 간격이며, D34_ET는 제3,4렌즈(103,104) 사이의 유효 영역 끝단에서의 간격이다. 즉, D34_ET는 제3 렌즈(103)의 센서측 면의 유효 영역 끝단과 상기 제4 렌즈(104)의 물체측 유효 영역의 끝단 사이의 광축 거리이다. 수학식 75를 만족할 경우, 광학계는 색 수차를 감소시켜 개선시켜 줄 수 있다.

[수학식 76]

1 < D56_CT / D56_ET < 3

상기 D56_CT는 제5,6렌즈(105,106)사이의 중심 간격이며, D56_ET는 제5,6렌즈(105,106) 사이의 유효 영역 끝단에서의 간격이다. 즉, D56_ET는 제5 렌즈(105)의 센서측 면의 유효 영역 끝단과 상기 제6 렌즈(106)의 물체측 유효 영역의 끝단 사이의 광축 거리이다. 수학식 76를 만족할 경우, 광학계는 화각의 주변부의 왜곡을 개선시키고 색 수차를 개선시켜 줄 수 있다.

[수학식 77]

0 < D67_max / D67_CT < 2

상기 D67_Max는 제6,7렌즈(106,107) 사이의 간격 중 최대 간격이며, D67_CT는 제6,7렌즈(107,107) 사이의 중심 간격이다. 수학식 77를 만족할 경우, 광학계는 마지막 두 렌즈의 간격을 조절하여 화각의 주변부의 왜곡을 개선시키고 색 수차를 개선시켜 줄 수 있다.

[수학식 78]

0.01 <D12_CT / D67_CT < 1

상기 D12_CT는 제1,2렌즈(101,102)사이의 중심 간격이다. 수학식 78를 만족할 경우, 광학계는 수차 특성을 개선시키고 슬림한 광학계를 설계할 수 있다.

[수학식 79]

1 < D67_CT / D67_min < 10

상기 D67_Min는 제6,7렌즈(106,107) 사이의 간격 중 최소 간격을 나타낸다. 수학식 79를 만족할 경우, 광학계는 왜곡 수차 영향을 감소시키고 주변부 화질을 개선시켜 줄 수 있다.

[수학식 80]

0 < L7_ET / L7_CT < 1.2

상기 L7_ET는 제7 렌즈(107)의 유효 영역 끝단에서의 광축 방향의 두께이다. 수학식 80을 만족할 경우, 왜곡 수차 영향을 감소시켜 줄 수 있다. 상기 유효 영역 끝단에서의 광축 방향의 두께는 각 렌즈의 물체측 면의 유효 영역 끝단과 센서측 면의 유효 영역의 끝단 사이의 광축 거리이다.

[수학식 81]

0.5 < L3_CT / L3_ET < 2

상기 L3_ET는 제3 렌즈(103)의 유효 영역 끝단에서의 광축 방향의 두께이다. 수학식 81을 만족할 경우, 색 수차 영향을 감소시켜 줄 수 있다.

[수학식 82]

1 < D67_CT / D67_ET < 5

상기 D67_CT 및 D67_ET는 제6,7렌즈(106,107) 사이의 간격 중 중심 간격과 유효 영역 끝단에서의 간격을 나타낸다. 수학식 82를 만족할 경우, 광학계는 마지막 두 렌즈의 간격을 조절하여 화각의 주변부의 왜곡을 개선시키고 색 수차를 개선시켜 줄 수 있다.

[수학식 83]

수학식 83에서 Z는 Sag 값이며, 비구면 상의 임의의 위치로부터 상기 비구면의 정점까지의 광축 방향의 거리를 의미할 수 있다. 상기 Y는 비구면 상의 임의의 위치로부터 광축까지의 광축에 수직인 방향으로의 거리를 의미할 수 있다. 상기 c는 렌즈의 곡률을 의미할 수 있고, K는 코닉 상수를 의미할 수 있다. 또한, A, B, C, D, E,F는 비구면 계수(Aspheric constant)를 의미할 수 있다. 발명의 실시 에는 L1S1인 제1 면(S1)에서 L5S2인 제10 면(S10)까지는 비구면으로 제공될 수 있다.

[수학식 84]

수학식 84는 제6,7 렌즈(106,107)의 물체측 면과 센서측 면의 자유 곡면에 대한 계수이며, SPS Q2D 표면 방정식으로 도 7 및 도 13과 같이 80차 계수로 나타낼 수 있다. 여기서 물결표(~)가 있는 변수는 축에서 벗어난 좌표계의 매개변수를 나타냅니다.

실시예에 따른 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 82 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 82 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 만족할 경우 상기 광학계(1000)는 향상된 해상력을 가지며, 수차 및 왜곡 특성을 개선할 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)는 큰 크기의 이미지 센서(300)를 적용하기 위한 BFL(Back focal length)을 확보할 수 있고, 마지막 렌즈와 이미지 센서(300) 사이의 간격을 최소화할 수 있어 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서 양호한 광학 성능을 가질 수 있다. 또한, 상기 광학계(1000)가 수학식 1 내지 수학식 70 중 적어도 하나의 수학식을 만족할 경우, 상대적으로 큰 크기의 이미지 센서(300)를 포함하며 상대적으로 작은 TTL 값을 가질 수 있고, 보다 슬림하게 컴팩트(compact)한 광학계 및 이를 갖는 카메라 모듈을 제공 수 있다.

실시예에 따른 광학계(1000)에서 복수의 렌즈들(100) 사이 간격은 영역에 따라 설정된 값을 가질 수 있다.

도 5는 도 1의 광학계를 갖는 제1실시 예에 따른 렌즈 데이터의 예이며, 도 11은 도 1의 광학계를 갖는 제2실시 예에 따른 렌즈 데이터의 예이다.

도 5 및 도 11와 같이, 제1,2 실시 예에 따른 광학계는 제1 내지 제7 렌즈들(101-107)의 광축(OA)에서의 곡률 반경(Radius of Curvature), 렌즈의 두께(Thickness), 렌즈 사이의 간격(distance), d-line(588nm)에서의 굴절률(Refractive index), 아베수(Abbe's Number) 및 유효경(Clear aperture; CA)의 크기에 대한 것이다. 발명에서의 F 넘버는 제1 방향과 제2 방향이 서로 다를 수 있으며, 1.5 이상 예컨대, 1.5 내지 2.5 범위일 수 있다. 제6 렌즈(106)의 물체측 면과 센서측 면 중 적어도 하나 또는 모두를 자유 곡면을 제공할 수 있으며, 또한 제7 렌즈(107)의 물체측 면과 센서측 면 중 적어도 하나 또는 모두를 자유 곡면을 제공할 수 있다. 이에 따라 화각(FOV)의 주변부의 광학 성능을 양호하게 보정할 수 있다.

표 1은 제1 내지 제3 실시 예에 따른 광학계(1000)에서 상술한 수학식들의 항목에 대한 것으로, 상기 광학계(1000)의 TTL(Total track length), BFL(Back focal length), 전체 유효초점거리인 F값, ImgH, 상기 제1 내지 제8 렌즈들 각각의 초점 거리(F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7), 복합 초점 거리 등에 대한 것이다.

항목	실시예1	실시예2
F	7.260	7.494
EFLx	7.267	7.501
EFLy	7.253	7.487
F1	21.284	20.547
F2	8.490	9.021
F3	-18.026	-20.498
F4	31.067	33.728
F5	-12.371	-12.629
F6	7.914	7.733
F6x	7.833	7.660
F6y	7.994	7.806
F7	-5.048	-4.197
F7x	-5.001	-4.162
F7y	-5.089	-4.233
F13	8.651	8.575
F47	-13.292	-9.545
F47x	-13.328	-9.537
F47y	-13.256	-9.553
Inf62	7.462	7.462
InfX62	2	2
InfY62	2	2
Inf72	1.9	1.9
InfX72	2	2
InfY72	1.8	1.8
EPD	3.719	3.815
BFL	1.174	1.216
Imgh	7.935	7.935
TTL	7.930	7.930
F_number	1.952	1.964
F-number_X	1.954	1.966
F-number_Y	1.950	1.963
FOV	88도	88도

표 2는 도 1의 광학계(1000)를 갖는 제1,2실시 예에 따른 제1렌즈 내지 제7 렌즈인 L1에서 L7의 에지 간격(AIR_ET, mm) 및 에지 두께(ET, mm)를 나타낸 표이다.

각 렌즈의 에지 두께			인접한 두 렌즈의 에지 간격
	실시 예1	실시예2		실시예1	실시예2
ET1	0.339	0.330	Air_Edge12	0.2886	0.304
ET2	0.236	0.215	Air_Edge23	0.2487	0.267
ET3	0.499	0.482	Air_Edge34	0.3457	0.317
ET4	0.200	0.204	Air_Edge45	0.4544	0.451
ET5	0.202	0.200	Air_Edge56	0.1355	0.119
ET6	0.344	0.331	Air_Edge67	0.6357	0.672
ET7	0.399	0.399

표 3는 도 1의 광학계(1000)에서 상술한 수학식 1 내지 수학식 55에 대한 결과 값에 대한 것이다. 표 3을 참조하면, 광학계(1000)는 수학식 1 내지 수학식 55 중 적어도 하나, 두 개 이상 또는 세 개 이상을 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 1 내지 수학식 55을 모두 만족하는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서 광학 성능 및 광학 특성을 개선할 수 있다.

수학식		실시예1	실시예2
1	1 < L1_CT / L3_CT < 5	1.47	1.48
2	0.5 < L3_CT / L4_CT < 2	1.303	1.314
3	0 < L7_CT / L6_CT < 2	0.728	0.721
4	1 < L1_CT / L7_CT < 3	1.239	1.213
5	0 < L7_CT / L2_CT < 1	0.668	0.693
6	1 < L2_CT/L3_CT < 3.0	1.782	1.755
7	0.01 <D12_CT / D67_CT < 1	0.053	0.053
8	1 < G1_CT/D34 <5	1.920	1.906
9	1 < G2_CT/D67 <5	2.567	2.629
10	0 < (L6_CT+L7_CT)/D67 < 1	0.634	0.673
11	0 < L1R1 / L7R2 < 5	0.698	0.699
12	10 < (\|L5R2\|/L2_CT)/nL < 90	48.597	15.868
13	0 < L6_CT / D67_CT < 1	0.367	0.391
14	0 < (D67_CT) / InfX72 < 1.2	0.818	0.792
15	0 < (D67_CT) / InfY72 < 1.2	0.908	0.880
16	0 < (D67_CT) / Inf72 < 1.2	0.861	0.834
17	1.60 < n3	1.681	1.534
18	0.5 < n2/n3 < 1.2	0.924	1.035
19	1.65< AVR(n3, n5) < 1.75	1.681	1.534
20	1 < CA_L1S1 / CA_L3S1 < 1.5	1.231	1.256
21	1 < CA_L7S2 / CA_L4S2 < 5	2.855	2.843
22	0.2 < CA_L3S2 / CA_L4S1 < 2	0.941	0.941
23	0.1 < CA_L5S2 / CA_L7S2 < 1	0.552	0.559
24	1 < \|L6R1 / L6_CT\| < 30	12.197	11.689
25	1 < \|L5R1 / L7R1\| < 100	1.331	1.349
26	0 < L2R1/\|L2R2\| < 0.5	0.021	0.066
27	0 < L3R2/\|L3R1\| < 1.0	0.679	0.723
28	0 ≤ \|EFLX - EFLY\| ≤ 0.1	0.015	0.014
29	0 <L_CT_Max / Air_CT_Max <5	0.40	0.41
30	0.5 < ∑L_CT / ∑Air_CT < 2	0.864	1.003
31	9 < ∑Index <30	11.159	11.154
32	10 < ∑Abb / ∑Index <50	3.539	25.443
33	0.5 < CA_L1S1 / CA_min <2	1.338	1.365
34	1 < CA_max / CA_min < 5	3.333	3.334
35	1 < CA_max / CA_Aver < 3	2.148	2.131
36	0.1 < CA_min / CA_Aver < 1	0.644	0.639
37	0.1 < CA_max / (2*ImgH) < 1	0.672	0.672
38	0.5 < TD / CA_max < 1.5	0.633	0.629
39	0 <\|F / L7R2\| < 10	1.704	1.774
40	1 < F / L1R1 < 10	2.441	2.538
41	0 < \|(EPD / L7R2)\| < 10	0.469	0.478
42	0.5 < EPD / L1R1 < 8	1.250	1.292
43	-3 < F1 / F3 < 0	-1.181	-1.002
44	0 < F13 / F < 5	1.192	1.154
45	0 < \|F47 / F13\|< 4	1.532	1.532
46	0 < f2/F < 5	1.169	1.204
47	-5 < F2/F3 < 0	-0.471	-0.440
48	0 < F2/F27 < 1.0	0.450	0.479
49	0 < F2/F12 < 5	1.332	1.415
50	1 < F27/F < 5	2.596	2.515
51	2 < TTL < 20	7.930	7.930
52	2 < ImgH	7.935	7.935
53	BFL < 2.5	1.174	1.216
54	2 < F < 20	7.260	7.494
55	FOV < 120	88.000	88.000

표 4는 도 1의 광학계(1000)에서 상술한 수학식 56 내지 수학식 82에 대한 결과 값에 대한 것이다. 표 4를 참조하면, 광학계(1000)는 수학식 56 내지 수학식 82 중 적어도 하나, 두 개 이상 또는 세 개 이상을 만족하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 광학계(1000)는 상기 수학식 56 내지 수학식 82을 모두 만족하는 것을 알 수 있다. 또한 수학식 56 내지 82 중 적어도 하나는 수학식 1 내지 55 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 만족할 수 있다. 이에 따라, 광학계(1000)는 화각(FOV)의 중심부와 주변부에서 광학 성능 및 광학 특성을 개선할 수 있다.

수학식		실시예1	실시예2
56	0.5 < TTL / CA_max < 1	0.744	0.743
57	0.4 < TTL / (ImgH*2) < 0.7	0.500	0.500
58	0.01 < BFL / ImgH < 0.2	0.148	0.153
59	0 < BFL / TTL < 0.3	0.148	0.153
60	0.5 < F / TTL < 1.2	0.916	0.945
61	3 < F / BFL < 10	6.185	6.162
62	0.1 < F / ImgH < 3	0.915	0.944
63	1 < F / EPD < 3	1.952	1.964
64	1 < F/CA_L1S1 < 2	1.696	1.716
65	50< Inf62*L6S2_Max_slope < 120	117.73	118.06
66	30< Inf72*L7S2_Max_slope < 110	99.83	100.28
67	0.7 < Inf61/Inf62 < 1.2	0.952	0.952
68	0.2 < Inf71/Inf72 < 1	0.444	0.444
69	45 < \|L6S2x_max slope\| < 70	52.744	53.888
70	45 < \|L6S2y_max slope\| < 70	53.293	55.088
71	0.5 < CA_L6S2x/CA_L6S2y < 1	0.990	0.978
72	45 < \|L7S2x_max slope\| < 70	52.545	52.779
73	45 < \|L7S2y_max slope\| < 70	50.821	50.504
74	1 < CA_L7S2x/CA_L7S2y < 1.2	1.034	1.045
75	1 < D34_CT / D34_ET < 8	2.536	2.762
76	1 < D56_CT / D56_ET < 3	4.976	5.509
77	0 < D67_max / D67_CT < 2	1.020	1.023
78	0.01 <D12_CT / D67_CT < 1	0.577	0.547
79	1 < D67_CT / D67_min < 10	0.986	0.981
80	0 < L7_ET / L7_CT < 1.2	0.914	0.740
81	0.5 < L3_CT / L3_ET < 2	0.736	1.709
82	1 < D67_CT / D67_ET < 5	2.572	2.359

도 19는 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.

도 19를 참조하면, 상기 이동 단말기(1)는 후면에 제공되는 카메라 모듈(10)을 포함할 수 있다. 상기 카메라 모듈(10)은 이미지 촬영 기능을 포함할 수 있다. 또한, 상기 카메라 모듈(10)은 자동 초점(Auto focus), 줌(zoom) 기능 및 OIS 기능 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 카메라 모듈(10)은 촬영 모드 또는 화상 통화 모드에서 이미지 센서(300)에 의해 얻어지는 정지 영상 이미지 또는 동영상의 화상 프레임을 처리할 수 있다. 처리된 화상 프레임은 상기 이동 단말기(1)의 디스플레이부(미도시)에 표시될 수 있으며 메모리(미도시)에 저장될 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만 상기 이동 단말기(1)의 전면에도 상기 카메라 모듈이 더 배치될 수 있다.

예를 들어, 상기 카메라 모듈(10)은 제1 카메라 모듈(10A) 및 제2 카메라 모듈(10B)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 카메라 모듈(10A) 및 상기 제2 카메라 모듈(10B) 중 적어도 하나는 상술한 광학계(1000)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈(10)은 슬림한 구조를 가질 수 있고, 향상된 왜곡(distortion) 및 수차 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 카메라 모듈(10)은 화각(FOV)의 중심부 및 주변부에서도 양호한 광학 성능을 가질 수 있다.

또한, 상기 이동 단말기(1)는 자동 초점 장치(31)를 더 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 레이저를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 상기 카메라 모듈(10)의 이미지를 이용한 자동 초점 기능이 저하되는 조건, 예를 들어 10m 이하의 근접 또는 어두운 환경에서 주로 사용될 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 수직 캐비티 표면 방출 레이저(VCSEL) 반도체 소자를 포함하는 발광부와, 포토 다이오드와 같은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 수광부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 이동 단말기(1)는 플래쉬 모듈(33)을 더 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(33)은 내부에 광을 발광하는 발광소자를 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(33)은 이동 단말기의 카메라 작동 또는 사용자의 제어에 의해 작동될 수 있다.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

제1 렌즈: 101
제2 렌즈: 102
제3 렌즈: 103
제4 렌즈: 104
제5 렌즈: 105
제6 렌즈: 106
제7 렌즈: 107
이미지 센서: 300
필터: 500
광학계: 1000

Claims

물체 측으로부터 센서 측까지 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제7 렌즈를 포함하고,
상기 제1 렌즈는 물체측 면이 볼록하며,
상기 제6 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 중 적어도 하나는 적어도 하나의 임계점을 가지며,
상기 제7 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 각각은 임계점을 가지며,
상기 제7 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 중 적어도 하나는 상기 광축에 대해 제1 방향으로 직교하는 렌즈 면과 상기 광축에 대해 제2 방향으로 직교하는 렌즈 면이 비대칭을 이루는 자유 곡면 형상을 가지며,
상기 자유 곡면은 상기 광축을 기준으로 상기 제1 방향의 양측의 렌즈 면은 대칭 형상을 가지며, 상기 광축을 기준으로 상기 제2 방향의 양측의 렌즈 면은 대칭 형상을 가지는, 광학계.
제1 항에 있어서,
상기 제6 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 각각은 임계점을 가지며,
상기 제7 렌즈의 물체측 면의 임계점은 상기 제6 렌즈의 물체측 면 및 센서측 면의 임계점보다 광축에 더 인접하게 위치되는, 광학계.
제1 항에 있어서,
상기 제6 렌즈는 상기 광축에 직교하는 상기 제1 방향과 상기 제2방향의 동일 반경 위치에서 두께가 다른 영역을 포함하는, 광학계.
제1 항에 있어서,
상기 제7 렌즈는 상기 광축을 기준으로 상기 제1 방향과 상기 제2방향의 동일 반경 위치에서 두께가 다른 영역을 포함하는, 광학계.
제3 항 또는 제4 항에 있어서,
상기 제6 렌즈는 상기 광축에 직교하는 상기 제1 방향과 상기 제2방향 사이의 서로 다른 축 방향의 동일 반경 내에서 두께가 다른 영역을 포함하는, 광학계.
제5 항에 있어서,
상기 제7 렌즈는 상기 광축에 직교하는 상기 제1 방향과 상기 제2방향 사이의 서로 다른 축 방향의 동일 반경 내에서 두께가 다른 영역을 포함하는, 광학계.
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제6 렌즈의 센서 측을 지나는 접선에 수직한 법선과 광축 사이의 최대 각도는 상기 광축에 직교하는 상기 제1 방향과 상기 제2방향에서 서로 다른 각도를 갖는, 광학계.
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제7 렌즈의 센서 측을 지나는 접선에 수직한 법선과 광축 사이의 최대 각도는 상기 광축에 직교하는 상기 제1 방향과 상기 제2방향에서 서로 다른 각도를 갖는, 광학계.
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 렌즈는 양의 굴절력을 갖고, 광축에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가지며,
상기 제2,3 렌즈는 서로 반대의 굴절력을 갖고, 광축에서 물체측으로 볼록한 메니스커스 형상을 각각 갖는, 광학계.
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제4 렌즈는 양의 굴절력을 갖고,
상기 제5 렌즈는 음의 굴절력을 갖고,
상기 제4,5렌즈의 중심 두께의 합은 상기 제2,3렌즈 사이의 중심 간격보다 작은, 광학계.
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제6 렌즈는 양의 굴절력을 갖고, 광축에서 물체측 면이 볼록한 형상을 갖고 센서측 면이 오목한 형상을 가지며,
상기 제7 렌즈는 음의 굴절력을 갖고, 광축에서 물체측 면이 볼록한 형상을 갖고 센서측 면이 오목한 형상을 갖는, 광학계.
물체 측으로부터 센서 측까지 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제7 렌즈를 포함하고,
상기 제1 렌즈는 물체측 면이 볼록하며,
상기 제6 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 중 적어도 하나는 자유 곡면을 가지며,
상기 제7 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 각각은 임계점을 가지며,
상기 제7 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 중 적어도 하나는 상기 광축에 대해 제1 방향으로 직교하는 렌즈 면과 상기 광축에 대해 제2 방향으로 직교하는 렌즈 면이 비대칭을 이루는 자유 곡면 형상을 가지며,
수학식: 0 ≤ |EFLX - EFLY| ≤ 0.1
을 만족하며, 상기 EFLX는 상기 제1 방향에서의 유효 초점 거리이며, 상기 EFLY는 상기 제2방향에서의 유효 초점 거리인 광학계.
제12항에 있어서,
상기 제6 렌즈의 센서측 면은 임계점을 갖는 자유 곡면 형상이며,
50 < Inf62*L6S2_Max_slope < 120을 만족하며,
상기 Inf62는 제6 렌즈의 센서측 면의 제1,2방향의 임계점 평균 값이며, 상기 L6S2_Max_slope는 제6 렌즈의 센서측 면의 임의의 점을 지나는 접선에 수직한 법선이 광축과 이루는 최대 각도인 광학계.
제12항에 있어서,
상기 제7 렌즈의 센서측 면은 임계점을 갖는 자유 곡면 형상이며,
수학식: 30< Inf72*L7S2_Max_slope < 110
을 만족하며, 상기 Inf72는 제7 렌즈의 센서측 면의 제1,2방향의 임계점 평균 값이며, 상기 L7S2_Max_slope는 제7 렌즈의 센서측 면의 임의의 점을 지나는 접선에 수직한 법선이 광축과 이루는 최대 각도인 광학계.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 EFLX와 EFLY는 서로 다른 값을 갖는 광학계.
제12 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제7 렌즈의 센서측 면은 자유 곡면을 가지며,
상기 제7 렌즈의 센서측 면은 상기 광축에서 제1 방향의 임계점까지의 거리와 상기 제2 방향의 임계점까지의 거리가 서로 다른, 광학계.
제16 항에 있어서,
상기 제6 렌즈와 상기 제7 렌즈 사이의 중심 간격은 상기 제 1 내지 제7 렌즈의 중심 간격 중 최대이며,
상기 제2 렌즈의 중심 두께는 상기 제 1 내지 제7 렌즈의 중심 두께 중에서 최대인, 광학계.
제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광축으로부터 제 7렌즈의 물체측 면의 제1,2 방향의 임계점까지의 평균(Inf71)이며, 센서측 면의 제1,2 방향의 임계점까지의 평균 거리(Inf72)는 하기 수학식을 만족하며,
수학식: 0.2 < Inf71 / Inf72 < 1
상기 Inf71과 상기 Inf72는 서로 다르며,
0.4 < TTL/(Imgh*2) < 0.7
을 만족하는 광학계.
(TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 이미지 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이고, ImgH는 상기 이미지 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2이다)
물체 측에 3매 이하의 렌즈를 갖는 제1 렌즈 군; 및
상기 제1 렌즈 군의 센서 측에 4매 이하의 렌즈를 갖는 제2렌즈 군을 포함하며,
상기 제1 렌즈군은 광축에서 양(+)의 굴절력을 가지고,
상기 제2 렌즈군은 광축에서 음(-)의 굴절력을 가지고,
상기 제2 렌즈 군의 렌즈 매수는 상기 제1 렌즈 군의 렌즈 매수보다 2배 미만이며,
상기 제1,2 렌즈 군의 렌즈 면 중에서 상기 제2 렌즈 군에 가장 가까운 렌즈의 유효경 크기는 최소이며,
상기 제1,2 렌즈 군의 렌즈 면 중에서 이미지 센서에 가장 가까운 마지막 렌즈는 유효경 크기가 최대이며,
상기 제1 렌즈 군 중에서 상기 제2 렌즈 군에 가장 인접한 센서 측 면은 오목한 형상을 가지며,
상기 제2 렌즈 군 중에서 상기 제1 렌즈 군에 가장 인접한 물체측 면은 오목한 형상을 가지며,
상기 제1,2렌즈 군에서 이미지 센서에 가장 인접한 마지막 렌즈의 센서측 면은 임계점을 갖는 자유 곡면 형상을 가지며,
상기 이미지 센서에 가장 인접한 센서측 면은 상기 광축에 대해 제1 방향으로 직교하는 렌즈 면과 상기 광축에 대해 제2 방향으로 직교하는 렌즈 면이 비대칭 형상의 자유 곡면을 가지며,
상기 자유 곡면은 상기 광축을 기준으로 제1 방향의 양측의 렌즈 면은 대칭 형상을 가지며, 상기 광축을 기준으로 상기 제2 방향의 양측의 렌즈 면은 대칭 형상을 가지는, 광학계.
제19 항에 있어서,
상기 제2 렌즈 군의 제1 방향의 초점 거리와 상기 제2 방향의 초점 거리는 서로 다른, 광학계.
제19 항 또는 제20 항에 있어서,
하기 수학식을 만족하는 광학계.
수학식: 0.4 < TTL/(Imgh*2) < 0.7
(TTL(Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 이미지 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이고, ImgH는 상기 이미지 센서의 최대 대각 방향 길이의 1/2이다)
제11 항 또는 제12 항에 있어서,
상기 제1 렌즈군은 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 상기 광축을 따라 배치되는 제1 내지 제3 렌즈를 포함하고,
상기 제2 렌즈군은 물체 측으로부터 센서 측 방향으로 상기 광축을 따라 배치되는 제4 내지 제7 렌즈를 포함하며,
상기 제6 렌즈의 물체측 면과 센서측 면 각각은 임계점을 갖는 자유 곡면 형상이며,
상기 제7 렌즈의 물체측 면은 임계점을 갖는 자유 곡면 형상인 광학계.
이미지 센서; 및
상기 이미지 센서와 광학계의 마지막 렌즈 사이에 필터를 포함하며,
상기 광학계는 제1 항, 제12 항 또는 제19항 중 어느 하나에 따른 광학계를 포함하고,
하기 수학식을 만족하는 카메라 모듈.
수학식: 0.5 < F/TTL < 1.2
수학식: 0 < (F / TTL)/nL < 0.3
(F는 상기 광학계의 광축에 직교하는 두 방향의 전체 초점 거리의 평균이고, TTL은 (Total track length)은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면의 정점으로부터 상기 센서의 상면까지의 광축에서의 거리이고, nL은 전체 렌즈 매수이다)