特表 2024-523663 光学系及びこれを含むカメラモジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-06-28

(54)【発明の名称】光学系及びこれを含むカメラモジュール

(51)【国際特許分類】

   G02B 15/167 20060101AFI20240621BHJP

   G02B 13/18 20060101ALN20240621BHJP

【ＦＩ】

G02B15/167

G02B13/18

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023580844

(86)(22)【出願日】2022-07-01

(85)【翻訳文提出日】2023-12-28

(86)【国際出願番号】 KR2022009527

(87)【国際公開番号】W WO2023277651

(87)【国際公開日】2023-01-05

(31)【優先権主張番号】10-2021-0086365

(32)【優先日】2021-07-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】517099982

【氏名又は名称】エルジー イノテック カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100114188

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100119253

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 賢教

(74)【代理人】

【識別番号】100129713

【弁理士】

【氏名又は名称】重森 一輝

(74)【代理人】

【識別番号】100137213

【弁理士】

【氏名又は名称】安藤 健司

(74)【代理人】

【識別番号】100183519

【弁理士】

【氏名又は名称】櫻田 芳恵

(74)【代理人】

【識別番号】100196483

【弁理士】

【氏名又は名称】川嵜 洋祐

(74)【代理人】

【識別番号】100160749

【弁理士】

【氏名又は名称】飯野 陽一

(74)【代理人】

【識別番号】100160255

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 祐輔

(74)【代理人】

【識別番号】100219265

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 崇大

(74)【代理人】

【識別番号】100203208

【弁理士】

【氏名又は名称】小笠原 洋平

(74)【代理人】

【識別番号】100146318

【弁理士】

【氏名又は名称】岩瀬 吉和

(72)【発明者】

【氏名】シム，ジュヨン

【テーマコード（参考）】

2H087

【Ｆターム（参考）】

2H087KA02

2H087KA03

2H087PA08

2H087PA17

2H087PB08

2H087QA02

2H087QA07

2H087QA12

2H087QA26

2H087QA34

2H087QA42

2H087QA45

2H087RA04

2H087RA05

2H087RA12

2H087RA13

2H087RA32

2H087RA34

2H087RA42

2H087RA43

2H087RA44

2H087SA24

2H087SA26

2H087SA30

2H087SA32

2H087SA63

2H087SA64

2H087SA72

2H087SA75

2H087UA01

(57)【要約】

実施例に開示された光学系は、物体側からセンサー側方向に光軸に沿って配置され、少なくとも１つのレンズをそれぞれ含む第１～第４レンズ群を含み、前記第１レンズ群は、前記第４レンズ群と反対となる屈折力を有し、前記第２レンズ群は、前記第３レンズ群と反対となる屈折力を有し、前記第１及び第４レンズ群は、固定され、前記第２及び第３レンズ群は、前記光軸方向に移動し、前記第１及び第４レンズ群のそれぞれは、少なくとも１つの非円形形状のレンズを含み、前記非円形レンズは、０.７より大きい非円形率(CH/CA)を有し、前記非円形率は、前記非円形レンズの物体側面及びセンサー側面のうち有効径(Clear aperture、CA)の大きさが大きいレンズ面の最小有効径の大きさ(Clear height、CH)と最大有効径の大きさCAの比率であり、前記第１レンズ群に含まれたレンズの非円形率は、前記第４レンズ群に含まれたレンズの非円形率より大きくてもよい。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

物体側からセンサー側方向に光軸に沿って配置され、少なくとも１つのレンズをそれぞれ含む第１～第４レンズ群を含み、
前記第１レンズ群は、前記第４レンズ群と反対となる屈折力を有し、
前記第２レンズ群は、前記第３レンズ群と反対となる屈折力を有し、
前記第１及び第４レンズ群は、固定され、前記第２及び第３レンズ群は、前記光軸方向に移動し、
前記第１及び第４レンズ群のそれぞれは、少なくとも１つの非円形形状のレンズを含み、
前記非円形レンズは、０.７より大きい非円形率(CH/CA)を有し、
前記非円形率は、前記非円形レンズの物体側面及びセンサー側面のうち有効径(Clear aperture、CA)の大きさが大きいレンズ面の最小有効径の大きさ(Clear height、CH)と最大有効径の大きさCAの比率であり、
前記第１レンズ群に含まれた少なくとも１つのレンズの非円形率は、前記第４レンズ群に含まれた少なくとも１つのレンズの非円形率より大きい、光学系。

【請求項2】

前記第１レンズ群は、前記物体側から前記センサー側方向に前記光軸に沿って順次配置される第１～第３レンズを含み、
前記第２レンズ群は、前記物体側から前記センサー側方向に前記光軸に沿って順次配置される第４及び第５レンズを含み、
前記第３レンズ群は、前記物体側から前記センサー側方向に前記光軸に沿って順次配置される第６及び第７レンズを含み、
前記第４レンズ群は、第８レンズを含む、請求項１に記載の光学系。

【請求項3】

前記第４及び第５レンズは、非円形率が１である円形レンズである、請求項２に記載の光学系。

【請求項4】

前記第１及び第２レンズは、非円形レンズであり、
前記第１レンズの非円形率は、前記第２レンズの非円形率より小さい、請求項２に記載の光学系。

【請求項5】

前記第３レンズは、非円形率が１である円形レンズである、請求項４に記載の光学系。

【請求項6】

前記第３レンズ群は、少なくとも１つの非円形形状のレンズを含む、請求項２に記載の光学系。

【請求項7】

前記第６及び第７レンズは、非円形レンズであり、
前記第６レンズの非円形率は、前記第７レンズの非円形率より大きい、請求項６に記載の光学系。

【請求項8】

前記第１レンズは、正の屈折力を有し、
前記第１レンズの物体側面は、凸状を有する、請求項２に記載の光学系。

【請求項9】

物体側からセンサー側方向に光軸に沿って配置され、少なくとも１つのレンズをそれぞれ含む第１～第４レンズ群を含み、
前記第１レンズ群は、前記第４レンズ群と反対となる屈折力を有し、
前記第２レンズ群は、前記第３レンズ群と反対となる屈折力を有し、
前記第１及び第４レンズ群は、固定され、前記第２及び第３レンズ群は、前記光軸方向に移動し、
前記第１及び第４レンズ群のそれぞれは、少なくとも１つの非円形形状のレンズを含み、
前記第２レンズ群に含まれた少なくとも１つのレンズの非円形率は、前記第１及び第４レンズ群のそれぞれに含まれた非円形レンズの非円形率より大きく、
前記第２及び第３レンズ群が第１位置に位置する場合、第１倍率を有し、前記第１位置と異なる第２位置に位置する場合、第２倍率を有し、
前記第２倍率は、前記第１倍率より大きい、光学系。

【請求項10】

前記第２及び第３レンズ群が前記第１位置に位置する場合、第１有効焦点距離(Effective Focal Length、EFL)を有し、前記第２位置に位置する場合、前記第１有効焦点距離より大きい第２有効焦点距離を有する、請求項９に記載の光学系。

【請求項11】

m_G２は、前記第２レンズ群が前記第１位置から前記第２位置に、または前記第２位置から前記第１位置に移動する場合の移動距離であり、
TTL(Total track length)は、前記第１レンズ群において物体と一番隣接したレンズの物体側面から前記センサーの上面までの光軸における距離であり、
数式：０.０５<m_G２/TTL<０.５を満足する、請求項１０に記載の光学系。

【請求項12】

m_G３は、前記第３レンズ群が前記第１位置から前記第２位置に、または前記第２位置から前記第１位置に移動する場合の移動距離であり、
TTL(Total track length)は、前記第１レンズ群において物体と一番隣接したレンズの物体側面から前記センサーの上面までの光軸における距離であり、
数式：０.０５<m_G３/TTL<０.５を満足する、請求項１０に記載の光学系。

【請求項13】

前記第２及び第３レンズ群が前記第１位置から前記第２位置に、または前記第２位置から前記第１位置に移動する場合、前記第３レンズ群の移動距離は、前記第２レンズ群の移動距離より大きい、請求項１０に記載の光学系。

【請求項14】

前記第２及び第３レンズ群が前記第１位置から前記第２位置に、または前記第２位置から前記第１位置に移動する場合、前記第２及び第３レンズ群のそれぞれの移動距離は、６mm以下である、請求項１３に記載の光学系。

【請求項15】

光学系及び駆動部材を含み、
前記光学系は、請求項１から１４のいずれか一項に記載の光学系を含み、
前記駆動部材は、前記第２及び第３レンズ群の位置を制御する、カメラモジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

実施例は、向上した光学性能のための光学系及びこれを含むカメラモジュールに関するものである。

【背景技術】

【0002】

カメラモジュールは、物体を撮影してイメージまたは動画として貯蔵する機能をし、多様なアプリケーションに装着されている。特に、カメラモジュールは、超小型に製作されてスマートフォン、タブレットPC、ノートパソコン等の携帯用デバイスだけではなく、ドローン、車両等に適用されて多様な機能を提供している。例えば、カメラモジュールの光学系は、像(image)を結像する撮像レンズ、結像された像を電気的信号に変換するイメージセンサーを含むことができる。この時、前記カメラモジュールは、イメージセンサーと撮像レンズの間の間隔を自動調節してレンズの焦点距離を整列するオートフォーカス(autofocus、AF)機能をすることができ、ズームレンズ(zoom lens)を通じて遠距離物体の倍率を増加または減少させて撮影するズームアップ(zoom up)またはズームアウト(zoom out)のズーミング(zooming)機能をすることができる。また、カメラモジュールは、手ぶれ補正(image stabilization、IS)技術を採用して、不安定な固定装置或はユーザーの動きに起因したカメラの動きによる映像のぶれを補正したり防止する技術が採用されている。このようなカメラモジュールが像(image)を得るために一番重要な要素は、像(image)を結像する撮像レンズである。最近、高解像度に対する関心が高まっており、これを具現するために複数のレンズを含む光学系に対する研究が行われている。例えば、高解像度を具現するために正(＋)の屈折力または負(－)の屈折力を有する複数の撮像レンズを利用した研究が行われている。しかし、複数のレンズを含む場合、優れた光学的特性、収差特性を導出し難い問題点がある。また、複数のレンズを含む場合、前記複数のレンズの厚さ、間隔、大きさ等により全体長さ、高さ等が増加し、これにより前記複数のレンズを含むモジュールの全体大きさが増加する問題がある。

【0003】

高解像度及び高画質を具現するためにイメージセンサーの大きさが増加している。しかし、イメージセンサーの大きさが増加する場合、複数のレンズを含む光学系のTTL(Total track length)も増加し、これにより前記光学系を含むカメラ、移動端末機等の厚さも増加する問題がある。前記光学系が複数のレンズを含む場合、少なくとも１つのレンズまたは少なくとも１つのレンズを含むレンズ群の位置を制御してズーム(zoom)、オートフォーカス(AF)機能等をすることができる。しかし、前記レンズまたは前記レンズ群が前記機能をする場合、前記レンズまたは前記レンズ群の移動量が幾何級数的に増加することになる。これにより、前記光学系は、前記レンズまたは前記レンズ群の移動のための多くのエネルギーが要求され、移動量を考慮して大きい体積が要求される問題点がある。前記レンズまたは前記レンズ群の移動時に前記移動による収差特性が低下する問題がある。これにより、ズーム(zoom)、オートフォーカス(AF)機能を実行する際に特定倍率で光学特性が低下する問題がある。よって、上述した問題を解決できる新しい光学系が要求される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

実施例は、光学特性が向上した光学系を提供しようとする。実施例は、多様な倍率で撮影することができる光学系及びカメラモジュールを提供しようとする。実施例は、多様な倍率で向上した収差特性を有する光学系及びカメラモジュールを提供しようとする。実施例は、小さくてコンパクト(compact)に具現することができる光学系及びカメラモジュールを提供しようとする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

発明の実施例に係る光学系は、物体側からセンサー側方向に光軸に沿って配置され、少なくとも１つのレンズをそれぞれ含む第１～第４レンズ群を含み、前記第１レンズ群は、前記第４レンズ群と反対となる屈折力を有し、前記第２レンズ群は、前記第３レンズ群と反対となる屈折力を有し、前記第１及び第４レンズ群は、固定され、前記第２及び第３レンズ群は、前記光軸方向に移動し、前記第１及び第４レンズ群のそれぞれは、少なくとも１つの非円形形状のレンズを含み、前記非円形レンズは、０.７より大きい非円形率(CH/CA)を有し、前記非円形率は、前記非円形レンズの物体側面及びセンサー側面のうち有効径(Clear aperture、CA)の大きさが大きいレンズ面の最小有効径の大きさ(Clear height、CH)と最大有効径の大きさCAの比率であり、前記第１レンズ群に含まれた少なくとも１つのレンズの非円形率は、前記第４レンズ群に含まれた少なくとも１つのレンズの非円形率より大きくてもよい。

【0006】

発明によれば、前記第１レンズ群は、前記物体側から前記センサー側方向に前記光軸に沿って順次配置される第１～第３レンズを含み、前記第２レンズ群は、前記物体側から前記センサー側方向に前記光軸に沿って順次配置される第４及び第５レンズを含み、前記第３レンズ群は、前記物体側から前記センサー側方向に前記光軸に沿って順次配置される第６及び第７レンズを含み、前記第４レンズ群は、第８レンズを含むことができる。

【0007】

発明によれば、前記第４及び第５レンズは、非円形率が１である円形レンズであってもよい。前記第１及び第２レンズは、非円形レンズであり、前記第１レンズの非円形率は、前記第２レンズの非円形率より小さくてもよい。前記第３レンズは、非円形率が１である円形レンズであってもよい。前記第３レンズ群は、少なくとも１つの非円形形状のレンズを含むことができる。

【0008】

発明によれば、前記第６及び第７レンズは、非円形レンズであり、前記第６レンズの非円形率は、前記第７レンズの非円形率より大きくてもよい。前記第１レンズは、正の屈折力を有し、前記第１レンズの物体側面は、凸状を有することができる。

【0009】

発明の実施例に係る光学系は、物体側からセンサー側方向に光軸に沿って配置され、少なくとも１つのレンズをそれぞれ含む第１～第４レンズ群を含み、前記第１レンズ群は、前記第４レンズ群と反対となる屈折力を有し、前記第２レンズ群は、前記第３レンズ群と反対となる屈折力を有し、前記第１及び第４レンズ群は、固定され、前記第２及び第３レンズ群は、前記光軸方向に移動し、前記第１及び第４レンズ群のそれぞれは、少なくとも１つの非円形形状のレンズを含み、前記第２レンズ群に含まれた少なくとも１つのレンズの非円形率は、前記第１及び第４レンズ群のそれぞれに含まれた非円形レンズの非円形率より大きく、前記第２及び第３レンズ群が第１位置に位置する場合、第１倍率を有し、前記第１位置と異なる第２位置に位置する場合、第２倍率を有し、前記第２倍率は、前記第１倍率より大きくてもよい。

【0010】

発明によれば、前記第２及び第３レンズ群が前記第１位置に位置する場合、第１有効焦点距離(Effective Focal Length、EFL)を有し、前記第２位置に位置する場合、前記第１有効焦点距離より大きい第２有効焦点距離を有することができ、m_G２は、前記第２レンズ群が前記第１位置から前記第２位置に、または前記第２位置から前記第１位置に移動する場合の移動距離であり、TTL(Total track length)は、前記第１レンズ群において物体と一番隣接したレンズの物体側面から前記センサーの上面までの光軸における距離であり、数式：０.０５<m_G２/TTL<０.５を満足することができる。

【0011】

発明によれば、m_G３は、前記第３レンズ群が前記第１位置から前記第２位置に、または前記第２位置から前記第１位置に移動する場合の移動距離であり、TTL(Total track length)は、前記第１レンズ群において物体と一番隣接したレンズの物体側面から前記センサーの上面までの光軸における距離であり、数式：０.０５<m_G３/TTL<０.５を満足することができる。

【0012】

発明の実施例によれば、前記第２及び第３レンズ群が前記第１位置から前記第２位置に、または前記第２位置から前記第１位置に移動する場合、前記第３レンズ群の移動距離は、前記第２レンズ群の移動距離より大きくてもよい。前記第２及び第３レンズ群が前記第１位置から前記第２位置に、または前記第２位置から前記第１位置に移動する場合、前記第２及び第３レンズ群のそれぞれの移動距離は、６mm以下を有することができる。

【0013】

発明の実施例に係るカメラモジュールは、前記光学系及び駆動部材を含み、前記駆動部材は、前記第２及び第３レンズ群の位置を制御することができる。

【発明の効果】

【0014】

実施例に係る光学系及びカメラモジュールは、多様な倍率を有し、多様な倍率を提供する時優れる光学特性を有することができる。詳しくは、実施例は、少なくとも１つのレンズを含む複数のレンズ群を含み、前記複数のレンズ群の一部は固定され、残りは移動可能に提供される。この時、実施例は、移動するレンズ群の移動距離を制御して多様な倍率を有することができ、被写体に対するオートフォーカス(AF)機能を提供することができる。実施例に係る光学系及びカメラモジュールは、複数のレンズ群が収差特性を補正するか、移動によって変化する収差特性を相互補完することができる。これにより、実施例に係る光学系は、倍率変化時に発生する色収差変化、収差特性変化を最小化または防止することができる。

【0015】

実施例に係る光学系及びカメラモジュールは、複数のレンズ群のうち一部レンズ群のみを移動させて有効焦点距離(EFL)を制御し、移動するレンズ群の移動距離を最小化することができる。これにより、前記光学系は、動作モードの変更に応じて移動するレンズ群の移動距離を減らすことができ、レンズ群の移動による電力消耗を最小化することができる。前記光学系は、固定群、移動群に含まれた少なくとも１つのレンズが非円形形状を有することができる。これにより、前記光学系は、光学性能を維持しながら光学系の高さを減らすことができ、複数のレンズ群の間に配置されるレンズ群が構造的に配置される空間を確保することができる。

【0016】

実施例に係る光学系及びカメラモジュールは、複数のレンズ群のうち被写体と隣接した第１レンズ群ではない他のレンズ群を移動させて倍率を調整することができる。これにより、前記光学系は、倍率変化に応じたレンズ群の移動にも一定するTTL値を有することができる。よって、前記光学系及びこれを含むカメラモジュールは、よりスリムな構造で提供される。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第１モードで動作する実施例に係る光学系の構成図である。

【図2】非円形形状のレンズを説明するための図面である。

【図3】第１モードで動作する光学系の回折MTF(Diffraction MTF)に対するグラフである。

【図4】第１モードで動作する光学系の収差特性を図示したグラフである。

【図5】第２モードで動作する実施例に係る光学系の構成図である。

【図6】第２モードで動作する光学系の回折MTF(Diffraction MTF)に対するグラフである。

【図7】第２モードで動作する光学系の収差特性を図示したグラフである。

【図8】第３モードで動作する実施例に係る光学系の構成図である。

【図9】第３モードで動作する光学系の回折MTF(Diffraction MTF)に対するグラフである。

【図10】第３モードで動作する光学系の収差特性を図示したグラフである。

【図11】実施例に係るカメラモジュールが移動端末機に適用されたものを図示した図面である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、添付された図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。なお、本発明の技術思想は、説明される一部実施例に限定されるものではなく、多様な形態に具現することができ、本発明の技術思想の範囲内であれば、実施例間の構成要素を選択的に結合または置き換えて用いることができる。また、本発明の実施例で用いられる用語(技術及び科学的用語を含む)は、明白に特定して記述されない限り、本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者に一般的に理解できる意味と解釈され、辞書に定義された用語のように一般的に使用される用語は、かかわる技術の文脈上の意味を考慮してその意味を解釈できるだろう。また、本発明の実施例で用いられる用語は、実施例を説明するためのものであり、本発明を制限しようとするものではない。本明細書において、単数形は、記載上特に限定しない限り複数形も含むことができ、「A及びB、Cのうち少なくとも１つ(または１つ以上)」と記載される場合、A、B、Cで組合せることのできる全ての組合せのうち１つ以上を含むことができる。また、本発明の実施例の構成要素の説明において、第１、第２、A、B、(a)、(b)等の用語を用いることができる。このような用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものであり、その用語によって当該構成要素の本質または順序等が限定されるものではない。そして、ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」または「接続」されると記載された場合、その構成要素は他の構成要素に直接的に連結または接続される場合と、各構成要素の間にさらに他の構成要素が「連結」、「結合」または「接続」される場合を全て含む。各構成要素の「上または下」に形成または配置されると記載される場合、「上または下」は、２つの構成要素が直接接触する場合だけではなく、１つ以上のさらに他の構成要素が２つの構成要素の間に形成または配置される場合も含む。また「上または下」と表現される場合、１つの構成要素を基準として、上側方向だけではなく下側方向の意味も含むことができる。

【0019】

発明において、レンズの面が膨らんでいるということは、光軸において光軸と対応する領域のレンズ面が凸状を有することを意味することができ、レンズの面が凹んでいるということは、光軸と対応する領域のレンズ面が凹状を有することを意味することができる。「物体側面」は、光軸を基準として物体側を向くレンズの面を意味することができ、「センサー側面」は、光軸を基準として撮像面(イメージセンサー)を向くレンズの面を意味することができる。また、前記レンズの中心厚さは、光軸において前記レンズの光軸方向の厚さを意味することができる。垂直方向は、光軸と垂直な方向を意味することができ、レンズまたはレンズ面の終端は、入射した光が通過するレンズの有効領域の終端を意味することができる。レンズ面の有効径の大きさは、測定方法等によって最大±０.４mm程度の測定誤差が生じ得る。

【0020】

図１は、第１モードで動作する実施例に係る光学系の構成図であり、図２は、非円形形状のレンズを説明するための図面である。また、図３及び図４は、第１モードで動作する光学系の回折MTF(Diffraction MTF)に対するグラフ、収差特性を図示したグラフである。図５は、第２モードで動作する実施例に係る光学系の構成図であり、図６及び図７は、第２モードで動作する光学系の回折MTF(Diffraction MTF)、収差特性を図示したグラフである。図８は、第３モードで動作する実施例に係る光学系の構成図であり、図９及び図１０は、第３モードで動作する光学系の回折MTF(Diffraction MTF)、収差特性を図示したグラフである。

【0021】

図１～図１０を参照すると、実施例に係る光学系１０００は、複数のレンズ群を含むことができる。詳しくは、前記光学系１０００は、複数のレンズ群を含み、前記複数のレンズ群のそれぞれは、少なくとも１つのレンズを含むことができる。例えば、前記光学系１０００は、物体側からセンサー方向に光軸OAに沿って順次配置される第１レンズ群G１、第２レンズ群G２、第３レンズ群G３、第４レンズ群G４を含むことができる。前記第１～第４レンズ群G１、G２、G３、G４のそれぞれは、正(＋)または負(－)の屈折力を有することができる。

【0022】

前記第１レンズ群G１は、前記第２レンズ群G２と反対となる屈折力を有することができる。例えば、前記第１レンズ群G１は、負(－)の屈折力を有することができ、前記第２レンズ群G２は、正(＋)の屈折力を有することができる。また、前記第２レンズ群G２は、前記第３レンズ群G３と反対となる屈折力を有することができる。例えば、前記第２レンズ群G２は、正(＋)の屈折力を有することができ、前記第３レンズ群G３は、負(－)の屈折力を有することができる。また、前記第３レンズ群G３は、前記第４レンズ群G４と反対となる屈折力を有することができる。例えば、前記第３レンズ群G３は、負(－)の屈折力を有することができ、前記第４レンズ群G４は、正(＋)の屈折力を有することができる。前記第４レンズ群G４は、前記第１レンズ群G１と反対となる屈折力を有することができる。

【0023】

前記第１レンズ群G１及び前記第２レンズ群G２は、互いに異なる焦点距離を有することができる。詳しくは、前記第１及び第２レンズ群G１、G２が上述したように互いに反対となる屈折力を有することにより、前記第２レンズ群G２の焦点距離は、前記第１レンズ群G１の焦点距離と反対となる符号(＋、－)を有することができる。例えば、前記第１レンズ群G１の焦点距離は、正(＋)の符号を有することができ、前記第２レンズ群G２の焦点距離は、負(－)の符号を有することができる。

【0024】

前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３は、互いに異なる焦点距離を有することができる。詳しくは、前記第２及び第３レンズ群G２、G３が上述したように互いに反対となる屈折力を有することにより、前記第２レンズ群G２の焦点距離は、前記第３レンズ群G３の焦点距離と反対となる符号(＋、－)を有することができる。例えば、前記第２レンズ群G２の焦点距離は、負(－)の符号を有することができ、前記第３レンズ群G３の焦点距離は、正(＋)の符号を有することができる。

【0025】

前記第３レンズ群G３及び前記第４レンズ群G４は、互いに異なる焦点距離を有することができる。詳しくは、前記第３及び第４レンズ群G３、G４が上述したように互いに反対となる屈折力を有することにより、前記第３レンズ群G３の焦点距離は、前記第４レンズ群G４の焦点距離と反対となる符号(＋、－)を有することができる。例えば、前記第３レンズ群G３の焦点距離は、正(＋)の符号を有することができ、前記第４レンズ群G４の焦点距離は、負(－)の符号を有することができる。即ち、前記第４レンズ群G４は、前記第１レンズ群G１と反対となる屈折力を有することができる。

【0026】

前記第１～第４レンズ群G１、G２、G３、G４のそれぞれの焦点距離の絶対値は、前記第１レンズ群G１、前記第４レンズ群G４、前記第３レンズ群G３及び前記第２レンズ群G２の順に大きい値を有することができる。

【0027】

前記光学系１０００は、前記第１～第４レンズ群G１、G２、G３、G４のうち少なくとも１つのレンズ群が光軸OA方向に移動可能に提供される。詳しくは、前記複数のレンズ群G１、G２、G３、G４のうち少なくとも１つのレンズ群は移動可能に提供され、残りのレンズ群は固定された位置に配置される。例えば、前記複数のレンズ群G１、G２、G３、G４のうち前記第１レンズ群G１及び前記第４レンズ群G４は、固定された位置に配置され、前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３は、光軸OA方向に移動可能に提供される。これにより、前記光学系１０００は、前記レンズ群の移動により多様な倍率を提供することができる。

【0028】

以下前記第１～第４レンズ群G１、G２、G３、G４についてより詳細に説明することにする。前記第１レンズ群G１は、少なくとも１つのレンズを含むことができる。前記第１レンズ群G１は、複数のレンズを含むことができる。詳しくは、前記第１レンズ群G１は、互いに反対となる屈折力を有する２枚以上のレンズを含むことができる。例えば、前記第１レンズ群G１は、３枚のレンズを含むことができる。前記第１レンズ群G１に含まれた複数のレンズは、設定された間隔を有することができる。詳しくは、前記第１レンズ群G１に含まれた複数のレンズの間の間隔は、後述する動作モードが変化しても変化することなく一定することができる。例えば、前記第１レンズ１１０及び前記第２レンズ１２０の間の間隔、前記第２レンズ１２０及び前記第３レンズ１３０の間の間隔は、動作モードに応じて変化することなく一定することができる。ここで、前記複数のレンズの間の間隔は、光軸OAにおいて隣接したレンズの間の間隔を意味することができる。

【0029】

前記第２レンズ群G２は、少なくとも１つのレンズを含むことができる。前記第２レンズ群G２は、複数のレンズを含むことができる。詳しくは、前記第２レンズ群G２は、互いに反対となる屈折力を有する２枚以上のレンズを含むことができる。前記第２レンズ群G２に含まれたレンズの枚数は、前記第１レンズ群G１に含まれたレンズの枚数より少なくてもよい。例えば、前記第２レンズ群G２は、２枚のレンズを含むことができる。前記第２レンズ群G２に含まれた複数のレンズは、設定された間隔を有することができる。詳しくは、前記第２レンズ群G２に含まれた複数のレンズの間の間隔は、後述する動作モードが変化しても変化することなく一定することができる。例えば、前記第４レンズ１４０及び前記第５レンズ１５０の間の間隔は、動作モードに応じて変化することなく一定することができる。

【0030】

前記第３レンズ群G３は、少なくとも１つのレンズを含むことができる。前記第３レンズ群G３は、複数のレンズを含むことができる。詳しくは、前記第３レンズ群G３は、互いに反対となる屈折力を有する２枚以上のレンズを含むことができる。前記第３レンズ群G３に含まれたレンズの枚数は、前記第１レンズ群G１に含まれたレンズの枚数より少なくてもよい。また、前記第３レンズ群G３に含まれたレンズの枚数は、前記第２レンズ群G２に含まれたレンズの枚数と同一であってもよい。例えば、前記第３レンズ群G３は、２枚のレンズを含むことができる。前記第３レンズ群G３に含まれた複数のレンズは、設定された間隔を有することができる。詳しくは、前記第３レンズ群G３に含まれた複数のレンズの間の間隔は、後述する動作モードが変化しても変化することなく一定することができる。例えば、前記第６レンズ１６０及び前記第７レンズ１７０の間の間隔は、動作モードに応じて変化することなく一定することができる。

【0031】

前記第４レンズ群G４は、少なくとも１つのレンズを含むことができる。前記第４レンズ群G４に含まれたレンズの枚数は、前記第１レンズ群G１に含まれたレンズの枚数より少なくてもよい。また、前記第４レンズ群G４に含まれたレンズの枚数は、前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３に含まれたレンズの枚数より少ないか同一であってもよい。例えば、前記第４レンズ群G４は、１枚のレンズを含むことができる。前記第４レンズ群G４に含まれたレンズは、設定された間隔を有することができる。詳しくは、前記第４レンズ群G４に含まれたレンズと前記イメージセンサー３００の間の間隔は、後述する動作モードで変化することなく一定することができる。また、前記第４レンズ群G４が複数のレンズを含む場合、前記複数のレンズの間の間隔は、動作モードが変化しても変化することなく一定することができる。

【0032】

このような前記光学系１０００は、物体側からセンサー方向に順次配置される複数のレンズ群G１、G２、G３、G４を含むことができる。また、前記光学系１０００は、前記レンズ群G１、G２、G３、G４に含まれる複数のレンズ１００、例えば第１～第８レンズ１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０を含むことができる。この場合、前記第１レンズ群G１は、前記第１～第３レンズ１１０、１２０、１３０を含むことができ、前記第２レンズ群G２は、前記第４及び第５レンズ１４０、１５０を含むことができる。また、前記第３レンズ群G３は、前記第６及び第７レンズ１６０、１７０を含むことができ、前記第４レンズ群G４は、前記第８レンズ１８０を含むことができる。前記第１～第８レンズ１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０は、前記光学系１０００の光軸OAに沿って順次配置される。

【0033】

前記複数のレンズ１００のそれぞれは、有効領域及び非有効領域を含むことができる。前記有効領域は、前記第１～第８レンズ１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０のそれぞれに入射した光が通過する領域であってもよい。即ち、前記有効領域は、入射した光が屈折されて光学特性を具現する領域であってもよい。前記非有効領域は、前記有効領域の周りに配置される。前記非有効領域は、前記光が入射しない領域であってもよい。即ち、前記非有効領域は、前記光学特性と関係の無い領域であってもよい。また、前記非有効領域は、前記レンズを収容するバレル(不図示)等に固定される領域であってもよい。

【0034】

前記光学系１０００は、イメージセンサー３００を含むことができる。前記イメージセンサー３００は、光を感知することができる。前記イメージセンサー３００は、前記複数のレンズ１００、例えば前記第１～第８レンズ１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０を順次通過した光を感知することができる。前記イメージセンサー３００は、CCD(Charge Coupled Device)またはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等を含むことができる。

【0035】

前記光学系１０００は、フィルター５００をさらに含むことができる。前記フィルター５００は、前記複数のレンズ１００と前記イメージセンサー３００の間には配置される。前記フィルター５００は、前記複数のレンズ群G１、G２、G３、G４のうち前記イメージセンサー３００と一番隣接した前記第４レンズ群G４と前記イメージセンサー３００の間に配置される。例えば、前記フィルター５００は、前記第４レンズ群G４の第８レンズ１８０と前記イメージセンサー３００の間に配置される。前記フィルター５００は、赤外線フィルター、カバーガラス等の光学的フィルターのうち少なくともいずれか１つを含むことができる。前記フィルター５００は、設定された波長帯域の光を通過させ、これと異なる波長帯域の光をフィルタリングすることができる。前記フィルター５００が赤外線フィルターを含む場合、外部光から放出される輻射熱が前記イメージセンサー３００に伝達されることを遮断することができる。また、前記フィルター５００は、可視光線を透過させ、赤外線を反射することができる。

【0036】

前記光学系１０００は、絞り(不図示)を含むことができる。前記絞りは、前記光学系１０００に入射する光量を調節することができる。前記絞りは、前記第１レンズ１１０前方に位置するか、前記第１～第８レンズ１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０から選択される２つのレンズの間に配置される。例えば、前記絞りは、前記第３レンズ１３０及び前記第４レンズ１４０の間に配置される。

【0037】

前記第１～第８レンズ１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０のうち少なくとも１つのレンズは、絞りの役割をすることができる。例えば、前記第１～第８レンズ１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０から選択される１つのレンズの物体側面またはセンサー側面は、光量を調節する絞りの役割をすることができる。例えば、前記第３レンズ１３０のセンサー側面(第６面S６)及び前記第４レンズ１４０の物体側面(第７面S７)のうち少なくとも１つのレンズ面は、絞りの役割をすることができる。

【0038】

前記光学系１０００は、光経路変更部材(不図示)をさらに含むことができる。前記光経路変更部材は、外部から入射した光を反射して光の経路を変更することができる。前記光経路変更部材は、反射鏡、プリズムを含むことができる。例えば、前記光経路変更部材は、直角プリズムを含むことができる。前記光経路変更部材が直角プリズムを含む場合、前記光経路変更部材は、入射光の経路を９０度の角度で反射して光の経路を変更することができる。前記光経路変更部材は、前記複数のレンズ１００よりも物体側と隣接するように配置される。即ち、前記光学系１０００が前記光経路変更部材を含む場合、物体側からセンサー方向に光経路変更部材、第１レンズ１１０、第２レンズ１２０、第３レンズ１３０、第４レンズ１４０、第５レンズ１５０、第６レンズ１６０、第７レンズ１７０、第８レンズ１８０、フィルター５００及びイメージセンサー３００の順に配置される。前記光経路変更部材は、外部から入射した光の経路を設定された方向に変更することができる。例えば、前記光経路変更部材は、前記光経路変更部材に第１方向に入射した光の経路を前記複数のレンズ１００の配置方向である第２方向(複数のレンズ１００が離隔した方向に、図面の光軸OA方向)に変更することができる。

【0039】

前記光学系１０００が光経路変更部材を含む場合、前記光学系は折り畳み式(folded)カメラに適用することができ、前記カメラの厚さを減らすことができる。詳しくは、前記光学系１０００が前記光経路変更部材を含む場合、前記光学系１０００が適用された機器の表面と垂直する方向(第１方向)に入射した光を前記機器の表面と平行する方向(第２方向)に変化させることができる。これにより、複数のレンズ１００を含む前記光学系１０００は、前記機器内でより薄い厚さを有することができ、前記機器の高さは減少することができる。例えば、前記光学系１０００が前記光経路変更部材を含まない場合、前記機器内で前記複数のレンズ１００は、前記機器の表面と垂直する方向(第１方向)に延長されて配置される。これにより、前記複数のレンズ１００を含む光学系１０００は、前記機器の表面と垂直する方向(第１方向)に高い高さを有することになり、これにより前記光学系１０００及びこれを含む機器の厚さを薄く形成し難くなる。

【0040】

しかし、前記光学系１０００が前記光経路変更部材を含む場合、前記複数のレンズ１００は、前記機器の表面と平行する方向(第２方向)に延長されて配置される。即ち、前記光学系１０００は、光軸OAが前記機器の表面と平行するように配置され、折り畳み式(folded)カメラに適用することができる。これにより、前記複数のレンズ１００を含む光学系１０００は、前記機器の表面と垂直する方向に低い高さを有することができる。よって、前記光学系１０００を含むカメラは、前記機器内で薄い厚さを有することができ、前記機器の厚さも減少することができる。

【0041】

前記光経路変更部材は、前記複数のレンズ１００のうち２つのレンズの間に配置されるか、前記複数のレンズ１００のうち前記イメージセンサー３００と一番隣接した最後のレンズと前記イメージセンサー３００の間に配置される。前記光経路変更部材は複数個提供される。詳しくは、前記物体と前記イメージセンサー３００の間には、複数の前記光経路変更部材が配置される。例えば、前記光経路変更部材は、前記複数のレンズ１００よりも物体側と隣接するように配置される第１光経路変更部材及び前記最後のレンズと前記イメージセンサー３００の間に配置される第２光経路変更部材を含むことができる。これにより、前記光学系１０００は、適用されるカメラに応じて多様な形態、高さを有することができ、向上した光学性能を有することができる。

【0042】

前記複数のレンズ１００について再説明すると、前記光学系１０００は、物体側からセンサー方向に光軸OAに沿って順次配置される第１～第８レンズ１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０を含むことができる。前記第１レンズ１１０は、前記複数のレンズ１００のうち物体側に一番隣接するように配置され、前記第８レンズ１８０は、前記イメージセンサー３００側に一番隣接するように配置される。

【0043】

前記第１レンズ１１０は、光軸OAにおいて正(＋)の屈折力を有することができる。前記第１レンズ１１０は、プラスチックまたはガラス(glass)材質を含むことができる。前記第１レンズ１１０は、物体側面と定義される第１面S１及びセンサー側面と定義される第２面S２を含むことができる。前記第１面S１は、光軸OAにおいて凸状を有することができ、前記第２面S２は、光軸OAにおいて凹状を有することができる。即ち、前記第１レンズ１１０は、光軸OAにおいて物体側に膨らんだメニスカス形状を有することができる。これと違うように、前記第１面S１は、光軸OAにおいて凸状を有することができ、前記第２面S２は、光軸OAにおいて凸状を有することができる。即ち、前記第１レンズ１１０は、光軸OAにおいて両面が凸状を有することができる。前記第１面S１及び前記第２面S２のうち少なくとも１つの面は、非球面であってもよい。例えば、前記第１面S１及び前記第２面S２は全て非球面であってもよい。

【0044】

前記第２レンズ１２０は、光軸OAにおいて正(＋)または負(－)の屈折力を有することができる。前記第２レンズ１２０は、プラスチックまたはガラス(glass)材質を含むことができる。前記第２レンズ１２０は、物体側面と定義される第３面S３及びセンサー側面と定義される第４面S４を含むことができる。前記第３面S３は、光軸OAにおいて凸状を有することができ、前記第４面S４は、光軸OAにおいて凹状を有することができる。即ち、前記第２レンズ１２０は、光軸OAにおいて物体側に膨らんだメニスカス形状を有することができる。これと違うように、前記第３面S３は、光軸OAにおいて凸状を有することができ、前記第４面S４は、凸状を有することができる。即ち、前記第２レンズ１２０は、光軸OAにおいて両面が凸状を有することができる。これと違うように、前記第３面S３は、光軸OAにおいて凹状を有することができ、前記第４面S４は、光軸OAにおいて凸状を有することができる。即ち、前記第２レンズ１２０は、光軸OAにおいてセンサー側に膨らんだメニスカス形状を有することができる。これと違うように、前記第３面S３は、光軸OAにおいて凹状を有することができ、前記第４面S４は、光軸OAにおいて凹状を有することができる。即ち、前記第２レンズ１２０は、光軸OAにおいて両面が凹状を有することができる。前記第３面S３及び前記第４面S４のうち少なくとも１つの面は、非球面であってもよい。例えば、前記第３面S３及び前記第４面S４は全て非球面であってもよい。

【0045】

前記第３レンズ１３０は、光軸OAにおいて前記第１レンズ１１０と反対となる屈折力を有することができる。即ち、前記第３レンズ１３０は、負(－)の屈折力を有することができる。前記第３レンズ１３０は、プラスチックまたはガラス(glass)材質を含むことができる。前記第３レンズ１３０は、物体側面と定義される第５面S５及びセンサー側面と定義される第６面S６を含むことができる。前記第５面S５は、光軸OAにおいて凸状を有することができ、前記第６面S６は、光軸OAにおいて凹状を有することができる。即ち、前記第３レンズ１３０は、光軸OAにおいて物体側に膨らんだメニスカス形状を有することができる。これと違うように、前記第５面S５は、光軸OAにおいて凹状を有することができ、前記第６面S６は、光軸OAにおいて凹状を有することができる。即ち、前記第３レンズ１３０は、光軸OAにおいて両面が凹状を有することができる。前記第５面S５及び前記第６面S６のうち少なくとも１つの面は、非球面であってもよい。例えば、前記第５面S５及び前記第６面S６は全て非球面であってもよい。

【0046】

前記第１レンズ群G１において物体と一番隣接した第１レンズ１１０は、前記イメージセンサー３００と一番隣接した第３レンズ１３０と反対となる屈折力を有することができる。これにより、前記第１レンズ群G１は、前記第１レンズ群G１に含まれた複数のレンズ１１０、１２０、１３０によって発生する色収差を相互補完することができる。

【0047】

前記第１レンズ群G１において前記第２レンズ群G２と隣接した第３レンズ１３０は、前記第１レンズ群G１のうち一番大きい屈折率を有することができる。例えば、前記第３レンズ１３０の屈折率は１.６より大きくてもよい。これにより、前記第１レンズ群G１から前記第２レンズ群G２に提供される光を制御して、前記第１レンズ群G１以後に配置される前記第２レンズ群G２のレンズの大きさを減らすことができる。

【0048】

前記第４レンズ１４０は、光軸OAにおいて正(＋)または負(－)の屈折力を有することができる。前記第４レンズ１４０は、プラスチックまたはガラス材質を含むことができる。前記第４レンズ１４０は、物体側面と定義される第７面S７及びセンサー側面と定義される第８面S８を含むことができる。前記第７面S７は、光軸OAにおいて凸状を有することができ、前記第８面S８は、光軸OAにおいて凹状を有することができる。即ち、前記第４レンズ１４０は、光軸OAにおいて物体側に膨らんだメニスカス形状を有することができる。これと違うように、前記第７面S７は、光軸OAにおいて凸状を有することができ、前記第８面S８は、光軸OAにおいて凸状を有することができる。即ち、前記第４レンズ１４０は、光軸OAにおいて両面が凸状を有することができる。前記第７面S７及び前記第８面S８のうち少なくとも１つの面は、非球面であってもよい。例えば、前記第７面S７及び前記第８面S８は全て非球面であってもよい。

【0049】

前記第５レンズ１５０は、光軸OAにおいて正(＋)または負(－)の屈折力を有することができる。前記第５レンズ１５０は、光軸OAにおいて前記第４レンズ１４０と反対となる屈折力を有することができる。前記第５レンズ１５０は、プラスチックまたはガラス材質を含むことができる。前記第５レンズ１５０は、物体側面と定義される第９面S９及びセンサー側面と定義される第１０面S１０を含むことができる。前記第９面S９は、光軸OAにおいて凸状を有することができ、前記第１０面S１０は、光軸OAにおいて凹状を有することができる。即ち、前記第５レンズ１５０は、光軸OAにおいて物体側に膨らんだメニスカス形状を有することができる。これと違うように、前記第９面S９は、光軸OAにおいて凸状を有することができ、前記第１０面S１０は、光軸OAにおいて凸状を有することができる。即ち、前記第５レンズ１５０は、光軸OAにおいて両面が凸状を有することができる。これと違うように、前記第９面S９は、光軸OAにおいて凹状を有することができ、前記第１０面S１０は、光軸OAにおいて凸状を有することができる。即ち、前記第５レンズ１５０は、光軸OAにおいてセンサー側に膨らんだメニスカス形状を有することができる。これと違うように、前記第９面S９は、光軸OAにおいて凹状を有することができ、前記第１０面S１０は、光軸OAにおいて凹状を有することができる。即ち、前記第５レンズ１５０は、光軸OAにおいて両面が凹状を有することができる。前記第９面S９及び前記第１０面S１０のうち少なくとも１つの面は、非球面であってもよい。例えば、前記第９面S９及び前記第１０面S１０は全て非球面であってもよい。

【0050】

前記第２レンズ群G２において物体と一番隣接した第４レンズ１４０は、前記イメージセンサー３００と一番隣接した第５レンズ１５０と反対となる屈折力を有することができる。また、前記第４レンズ１４０と前記第５レンズ１５０のアッベ数の差は２０より大きくてもよい。これにより、前記第２レンズ群G２は、モード変更に応じて変化する位置によって発生する色収差変化を最小化することができる。

【0051】

前記第６レンズ１６０は、光軸OAにおいて正(＋)または負(－)の屈折力を有することができる。前記第６レンズ１６０は、プラスチックまたはガラス材質を含むことができる。前記第６レンズ１６０は、物体側面と定義される第１１面S１１及びセンサー側面と定義される第１２面S１２を含むことができる。前記第１１面S１１は、光軸OAにおいて凸状を有することができ、前記第１２面S１２は、光軸OAにおいて凹状を有することができる。即ち、前記第６レンズ１６０は、光軸OAにおいて物体側に膨らんだメニスカス形状を有することができる。これと違うように、前記第１１面S１１は、光軸OAにおいて凸状を有することができ、前記第１２面S１２は、光軸OAにおいて凸状を有することができる。即ち、前記第６レンズ１６０は、光軸OAにおいて両面が凸状を有することができる。これと違うように、前記第１１面S１１は、光軸OAにおいて凹状を有することができ、前記第１２面S１２は、光軸OAにおいて凸状を有することができる。即ち、前記第６レンズ１６０は、光軸OAにおいてセンサー側に膨らんだメニスカス形状を有することができる。これと違うように、前記第１１面S１１は、光軸OAにおいて凹状を有することができ、前記第１２面S１２は、光軸OAにおいて凹状を有することができる。即ち、前記第６レンズ１６０は、光軸OAにおいて両面が凹状を有することができる。前記第１１面S１１及び前記第１２面S１２のうち少なくとも１つの面は、非球面であってもよい。例えば、前記第１１面S１１及び前記第１２面S１２は全て非球面であってもよい。

【0052】

前記第７レンズ１７０は、光軸OAにおいて正(＋)または負(－)の屈折力を有することができる。前記第７レンズ１７０は、光軸OAにおいて前記第６レンズ１６０と反対となる屈折力を有することができる。前記第７レンズ１７０は、プラスチックまたはガラス材質を含むことができる。前記第７レンズ１７０は、物体側面と定義される第１３面S１３及びセンサー側面と定義される第１４面S１４を含むことができる。前記第１３面S１３は、光軸OAにおいて凸状を有することができ、前記第１４面S１４は、光軸OAにおいて凹状を有することができる。即ち、前記第７レンズ１７０は、光軸OAにおいて物体側に膨らんだメニスカス形状を有することができる。これと違うように、前記第１３面S１３は、光軸OAにおいて凸状を有することができ、前記第１４面S１４は、光軸OAにおいて凸状を有することができる。即ち、前記第７レンズ１７０は、光軸OAにおいて両面が凸状を有することができる。これと違うように、前記第１３面S１３は、光軸OAにおいて凹状を有することができ、前記第１４面S１４は、光軸OAにおいて凸状を有することができる。即ち、前記第７レンズ１７０は、光軸OAにおいてセンサー側に膨らんだメニスカス形状を有することができる。これと違うように、前記第１３面S１３は、光軸OAにおいて凹状を有することができ、前記第１４面S１４は、光軸OAにおいて凹状を有することができる。即ち、前記第７レンズ１７０は、光軸OAにおいて両面が凹状を有することができる。前記第１３面S１３及び前記第１４面S１４のうち少なくとも１つの面は、非球面であってもよい。例えば、前記第１３面S１３及び前記第１４面S１４は全て非球面であってもよい。

【0053】

前記第３レンズ群G３において物体と一番隣接した第６レンズ１６０は、前記イメージセンサー３００と一番隣接した第７レンズ１７０と反対となる屈折力を有することができる。また、前記第６レンズ１６０及び前記第７レンズ１７０のアッベ数の差は２０より大きくてもよい。これにより、前記第３レンズ群G３は、モード変更に応じて変化する位置によって発生する色収差変化を最小化し、色消し(achromatic)の役割をすることができる。

【0054】

前記第８レンズ１８０は、光軸OAにおいて正(＋)の屈折力を有することができる。前記第８レンズ１８０は、プラスチックまたはガラス材質を含むことができる。前記第８レンズ１８０は、物体側面と定義される第１５面S１５及びセンサー側面と定義される第１６面S１６を含むことができる。前記第１５面S１５は、光軸OAにおいて凸状を有することができ、前記第１６面S１６は、光軸OAにおいて凸状を有することができる。即ち、前記第８レンズ１８０は、光軸OAにおいて両面が凸状を有することができる。これと違うように、前記第８レンズ１８０は、光軸OAにおいて凹状を有することができ、前記第１６面S１６は、光軸OAにおいて凸状を有することができる。即ち、前記第８レンズ１８０は、光軸OAにおいてセンサー側に膨らんだメニスカス形状を有することができる。前記第１５面S１５及び前記第１６面S１６のうち少なくとも１つの面は、非球面であってもよい。例えば、前記第１５面S１５及び前記第１６面S１６は全て非球面であってもよい。

【0055】

前記第４レンズ群G４は、複数のレンズ群G１、G２、G３、G４のうち前記イメージセンサー３００と一番隣接することができる。特に、前記イメージセンサー３００と一番隣接した前記第８レンズ１８０は、前記複数のレンズ１００のうち光の移動経路が一番短くてもよい。前記第４レンズ群G４は主光線入射角(Chief Ray Angle、CRA)を制御する役割をすることができる。詳しくは、実施例に係る光学系１０００のCRAは、約１０度(degree)未満を有することができ、前記第４レンズ群G４の第８レンズ１８０は、前記イメージセンサー３００に入射する光の主光線入射角(Chief Ray Angle、CRA)が０度に近くなるように補正することができる。

【0056】

前記複数のレンズ１００のうち少なくとも１つのレンズは、非円形形状を有することができる。前記非円形形状レンズについては、図２を参照して説明することにする。

【0057】

図２を参照すると、レンズは、物体側面及びセンサー側面を含むことができ、前記レンズの両レンズ面のうち少なくとも１つのレンズ面は、非円形形状を有することができる。例えば、前記レンズ面の有効領域は、第１～第４エッジA１、A２、A３、A４を含むことができる。前記第１エッジA１及び前記第２エッジA２は、前記光軸OAに垂直な第１方向(図２のx軸方向)に対向するエッジであってもよい。前記第１エッジA１及び前記第２エッジA２は曲線形態を有することができる。前記第１エッジA１及び前記第２エッジA２は、同じ長さ、曲率を有する曲線形態で提供されてもよい。即ち、前記第１エッジA１及び前記第２エッジA２は、光軸OAを通過して第２方向(図２のy軸方向)に延長される仮想の線を基準として対称する形態を有することができる。

【0058】

前記レンズ面の有効領域において前記第３エッジA３及び前記第４エッジA４は、前記光軸OA及び前記第１方向と垂直な第２方向(図２のy軸方向)に対向するエッジであってもよい。前記第３エッジA３及び前記第４エッジA４は、前記第１エッジA１と前記第２エッジA２の終端を連結するエッジであってもよい。前記第３エッジA３及び前記第４エッジA４は直線形態を有することができる。前記第３エッジA３及び前記第４エッジA４は同じ長さを有し、互いに平行してもよい。即ち、前記第３エッジA３及び前記第４エッジA４は、光軸OAを通過して第１方向(図２のx軸方向)に延長される仮想の線を基準として対称する形態を有することができる。

【0059】

前記レンズのレンズ面は、上述した第１～第４エッジA１、A２、A３、A４を含むことにより非円形形状、例えばDカット(D-cut)形状を有することができる。前記非円形形状のレンズ面は、レンズを製造する過程で形成されることができる。例えば、前記レンズがプラスチック材質である場合、射出過程で上述した非円形形態に製造されてもよい。これと違うように、前記レンズは、射出過程で円形形状に製造され、以後行われる切断工程で前記レンズの一部領域が切断されて前記第３及び第４エッジA３、A４が形成されてもよい。

【0060】

これにより、前記レンズ面の有効領域は、設定された大きさを有することができる。例えば、光軸OAを通過して前記第１及び第２エッジA１、A２を連結する仮想の第１直線の長さCAは、前記光軸OAを通過して前記第３及び第４エッジA３、A４を連結する仮想の第２直線の長さCHより長くてもよい。ここで、前記第１直線の長さCAは、前記レンズ面の最大有効径の大きさ(Clear Aperture、CA)を意味することができ、前記第２直線の長さCHは、前記レンズ面の最小有効径の大きさ(Clear Height、CH)を意味することができる。また、前記レンズ面の有効領域が非円形形状ではない円形形状である場合、前記レンズ面の最大有効径の大きさCAと最小有効径の大きさCHは同一であってもよい。

【0061】

実施例に係る複数のレンズ１００のうち少なくとも１つのレンズは、非円形形状を有することができる。詳しくは、前記第１レンズ群G１及び前記第４レンズ群G４のそれぞれは、少なくとも１つの非円形形状のレンズを含むことができる。例えば、前記第１レンズ群G１の第１レンズ１１０は、非円形形状を有することができる。前記第１レンズ１１０の第１面S１及び第２面S２のうち少なくとも１つのレンズ面は、非円形形状を有することができる。詳しくは、前記第１面S１及び前記第２面S２のそれぞれの有効領域は、非円形形状を有することができる。

【0062】

前記第１レンズ１１０は、１より小さい非円形率を有することができる。ここで、前記第１レンズ１１０の非円形率は、前記第１レンズ１１０の物体側面(第１面S１)及びセンサー側面(第２面S２)のうち有効径の大きさCAが大きいレンズ面の最小有効径の大きさCHと最大有効径の大きさCAの比率(CH/CA)を意味することができる。

【0063】

実施例に係る第１レンズ１１０は、前記第１面S１が前記第２面S２より大きい有効径を有することができる。前記第１レンズ１１０の非円形率は、０.７より大きくてもよい。詳しくは、前記第１レンズ１１０の非円形率は、０.７より大きく１より小さくてもよい。前記第１レンズ１１０の非円形率が０.７より小さいと、前記第１レンズ１１０の高さは減少してスリムな構造を有することができるが、前記非円形形状によって損失する有効領域の面積が増加して光学性能が低下する。また、前記第１レンズ１１０の非円形率が１または１以上である場合は円形形状として、前記第１レンズ１１０の高さを減らす効果を導出し難くなる。また、前記第１レンズ１１０において前記第１面S１の非円形率は、前記第２面S２の非円形率より小さくてもよい。

【0064】

前記第１レンズ群G１の第２レンズ１２０は、非円形形状を有することができる。前記第２レンズ１２０の第３面S３及び第４面S４のうち少なくとも１つのレンズ面は、非円形形状を有することができる。詳しくは、前記第３面S３の有効領域は、非円形形状を有することができ、前記第４面S４の有効領域は、円形形状を有することができる。前記第４面S４の非有効領域は、非円形形状を有することができる。

【0065】

前記第２レンズ１２０は、１より小さい非円形率(CH/CA)を有することができる。ここで、前記第２レンズ１２０の非円形率は、前記第２レンズ１２０の物体側面(第３面S３)及びセンサー側面(第４面S４)のうち有効径の大きさCAが大きいレンズ面の最小有効径の大きさCHと最大有効径の大きさCAの比率(CH/CA)を意味することができる。

【0066】

実施例に係る第２レンズ１２０は、前記第３面S３が前記第４面S４より大きい有効径を有することができる。前記第２レンズ１２０の非円形率は、０.７より大きくてもよい。詳しくは、前記第２レンズ１２０の非円形率は、０.７より大きく１より小さくてもよい。前記第２レンズ１２０の非円形率が０.７より小さいと、前記第２レンズ１２０の高さは減少してスリムな構造を有することができるが、前記非円形形状によって損失する有効領域の面積が増加して光学性能が低下する。また、前記第２レンズ１２０の非円形率が１または１以上である場合は円形形状として、前記第２レンズ１２０の高さを減らす効果を導出し難くなる。また、前記第２レンズ１２０において前記第３面S３の非円形率は、前記第４面S４の非円形率より小さくてもよい。

【0067】

前記第２レンズ１２０の非円形率は、前記第１レンズ１１０の非円形率と異なってもよい。詳しくは、前記第２レンズ１２０の非円形率は、前記第１レンズ１１０の非円形率より大きくてもよい。例えば、前記第２レンズ１２０の非円形率は、前記第１レンズ１１０の非円形率の約１.０５倍以上を有することができる。詳しくは、前記第２レンズ１２０の非円形率は、前記第１レンズ群G１に入射した光を制御するために前記第１レンズ１１０の非円形率の約１.１倍以上を有することができる。

【0068】

前記第３レンズ１３０は、円形または非円形形状を有することができる。詳しくは、前記第３レンズ１３０の第５面S５及び第６面S６は、円形または非円形形状を有することができる。例えば、前記第５面S５及び前記第６面S６のそれぞれの有効領域は、円形形状を有することができる。前記第３レンズ１３０は、非円形率(CH/CA)を有することができる。ここで、前記第３レンズ１３０の非円形率は、前記第３レンズ１３０の物体側面(第５面S５)及びセンサー側面(第６面S６)のうち有効径の大きさCAが大きいレンズ面の最小有効径の大きさCHと最大有効径の大きさCAの比率(CH/CA)を意味することができる。前記第３レンズ１３０の非円形率は、前記第１及び第２レンズ１１０、１２０の非円形率より大きくてもよい。

【0069】

実施例に係る第３レンズ１３０は、前記第５面S５が前記第６面S６より大きい有効径を有することができる。前記第３レンズ１３０の非円形率は、０.７より大きくてもよい。詳しくは、前記第３レンズ１３０の非円形率は、０.９より大きく１.１より小さくてもよい。より詳しくは、前記第３レンズ１３０は、有効領域が円形である円形レンズで提供され、非円形率は１であってもよい。即ち、前記第３レンズ１３０で有効径が大きい前記第５面S５は、最大有効径の大きさCAと最小有効径の大きさCHが同一であってもよい。また、前記第３レンズ１３０で前記第６面S６の非円形率は、前記第５面S５の非円形率と同一であってもよい。前記第３レンズ１３０の非円形率は、前記第１及び第２レンズ１１０、１２０の非円形率と異なってもよい。詳しくは、前記第３レンズ１３０の非円形率は、前記第１及び第２レンズ１１０、１２０の非円形率より大きくてもよい。

【0070】

前記第４レンズ群G４の第８レンズ１８０は、非円形形状を有することができる。前記第８レンズ１８０の第１５面S１５及び第１６面S１６のうち少なくとも１つのレンズ面は、非円形形状を有することができる。詳しくは、前記第１５面S１５及び前記第１６面S１６のそれぞれの有効領域は、非円形形状を有することができる。

【0071】

前記第８レンズ１８０は、１より小さい非円形率を有することができる。ここで、前記第８レンズ１８０の非円形率は、前記第８レンズ１８０の物体側面(第１５面S１５)及びセンサー側面(第１６面S１６)のうち有効径の大きさCAが大きいレンズ面の最小有効径の大きさCHと最大有効径の大きさCAの比率(CH/CA)を意味することができる。実施例に係る第８レンズ１８０は、前記第１６面S１６が前記第１５面S１５より大きい有効径を有することができる。前記第８レンズ１８０の非円形率は、０.７より大きくてもよい。詳しくは、前記第８レンズ１８０の非円形率は、０.７より大きく１より小さくてもよい。前記第８レンズ１８０の非円形率が０.７より小さいと、前記第８レンズ１８０の高さは減少してスリムな構造を有することができるが、前記非円形形状によって損失する有効領域の面積が増加して光学性能が低下する。また、前記第８レンズ１８０の非円形率が１または１以上である場合は円形形状として、前記第８レンズ１８０の高さを減らす効果を導出し難くなる。また、前記第８レンズ１８０で前記第１６面S１６の非円形率は、前記第１５面S１５の非円形率より小さくてもよい。

【0072】

前記第１レンズ群G１に含まれた少なくとも１つのレンズの非円形率は、前記第４レンズ群G４に含まれた少なくとも１つのレンズの非円形率より大きくてもよい。詳しくは、前記第４レンズ群G４の第８レンズ１８０は、前記第１レンズ群G１の前記第１～第３レンズ１１０、１２０、１３０より小さい非円形率を有することができる。

【0073】

前記光学系１０００で前記第３レンズ群G３は、少なくとも１つの非円形形状のレンズを含むことができる。例えば、前記第３レンズ群G３の第６レンズ１６０は、非円形形状を有することができる。前記第６レンズ１６０の第１１面S１１及び第１２面S１２のうち少なくとも１つのレンズ面は、非円形形状を有することができる。詳しくは、前記第１１面S１１及び前記第１２面S１２のそれぞれの有効領域は、非円形形状を有することができる。

【0074】

前記第６レンズ１６０は、１より小さい非円形率(CH/CA)を有することができる。ここで、前記第６レンズ１６０の非円形率は、前記第６レンズ１６０の物体側面(第１１面S１１)及びセンサー側面(第１２面S１２)のうち有効径の大きさCAが大きいレンズ面の最小有効径の大きさCHと最大有効径の大きさCAの比率(CH/CA)を意味することができる。実施例に係る第６レンズ１６０は、前記第１１面S１１が前記第１２面S１２より大きい有効径を有することができる。前記第６レンズ１６０の非円形率は、０.７より大きくてもよい。詳しくは、前記第６レンズ１６０の非円形率は、０.７より大きく１より小さくてもよい。前記第６レンズ１６０の非円形率が０.７より小さいと、前記第６レンズ１６０の高さは減少してスリムな構造を有することができるが、前記非円形形状によって損失する有効領域の面積が増加して光学性能が低下する。また、前記第６レンズ１６０の非円形率が１または１以上である場合は円形形状として、前記第６レンズ１６０の高さを減らす効果を導出し難くなる。また、前記第６レンズ１６０で前記第１１面S１１の非円形率は、前記第１２面S１２の非円形率より小さくてもよい。

【0075】

前記第７レンズ１７０は、非円形形状を有することができる。前記第７レンズ１７０の第１３面S１３及び第１４面S１４のうち少なくとも１つのレンズ面は、非円形形状を有することができる。詳しくは、前記第１３面S１３及び前記第１４面S１４のそれぞれの有効領域は、非円形形状を有することができる。前記第７レンズ１７０は、１より小さい非円形率(CH/CA)を有することができる。ここで、前記第７レンズ１７０の非円形率は、前記第７レンズ１７０の物体側面(第１３面S１３)及びセンサー側面(第１４面S１４)のうち有効径の大きさCAが大きいレンズ面の最小有効径の大きさCHと最大有効径の大きさCAの比率(CH/CA)を意味することができる。

【0076】

実施例に係る第７レンズ１７０は、前記第１４面S１４が前記第１３面S１３より大きい有効径を有することができる。前記第７レンズ１７０の非円形率は、０.７より大きくてもよい。前記第７レンズ１７０の非円形率は、０.７より大きく１より小さくてもよい。前記第７レンズ１７０の非円形率が０.７より小さいと、前記第７レンズ１７０の高さは減少してスリムな構造を有することができるが、前記非円形形状によって損失する有効領域の面積が増加して光学性能が低下する。前記第７レンズ１７０の非円形率が１または１以上である場合は円形形状として、前記第７レンズ１７０の高さを減らす効果を導出し難くなる。また、前記第７レンズ１７０で前記第１３面S１３の非円形率は、前記第１４面S１４の非円形率より大きくてもよい。前記第７レンズ１７０の非円形率は、前記第６レンズ１６０の非円形率と異なってもよい。詳しくは、前記第６レンズ１６０の非円形率は、前記第７レンズ１７０の非円形率より大きくてもよい。例えば、前記第６レンズ１６０の非円形率は、前記第７レンズ１７０の非円形率の約１.０５倍以上を有することができる。詳しくは、前記第６レンズ１６０の非円形率は、色収差を効果的に補正するために前記第７レンズ１７０の非円形率の約１.１倍以上を有することができる。

【0077】

前記第３レンズ群G３に含まれた前記第６及び第７レンズ１６０、１７０は、互いに類似する最小有効径の大きさCHを有することができる。詳しくは、前記第６及び第７レンズ１６０、１７０の最小有効径の大きさCHは、約５%以下の範囲内で互いに対応する大きさを有することができ、最小有効径の大きさCHの差は、約０.０３mm以下を有することができる。前記第３レンズ群G３に含まれた前記第６及び第７レンズ１６０、１７０の最小有効径の大きさCHは、前記第１レンズ群G１及び前記第４レンズ群G４に含まれたレンズ１１０、１２０、１３０、１８０の最小有効径の大きさCHより小さくてもよい。詳しくは、前記第６及び第７レンズ１６０、１７０の最小有効径の大きさCHの最大値は、前記第１レンズ群G１及び前記第４レンズ群G４に含まれたレンズ１１０、１２０、１３０、１８０の最小有効径の大きさCHのうち一番大きい値より小さくてもよい。前記第３レンズ群G３の最小有効径の大きさCHの最大値は、前記第１レンズ群G１及び前記第４レンズ群G４に含まれたレンズ１１０、１２０、１３０、１８０の最小有効径の大きさCHのうち一番大きい値の約７０%～約８０%を有することができる。

【0078】

前記第３レンズ群G３の最小有効径の大きさCHの最大値が上述した範囲を満足できない場合、前記第１レンズ群G１及び前記第４レンズ群G４の間に前記第３レンズ群G３が配置される空間を構造的に確保し難くなる。また、前記第３レンズ群G３が前記第１レンズ群G１及び前記第４レンズ群G４の間で動作モードに応じた移動距離を確保し難くなる。

【0079】

前記光学系１０００で前記第２レンズ群G２は、円形形状のレンズを含むことができる。前記第２レンズ群G２は、非円形形状のレンズを含まなくてもよい。

【0080】

前記第４レンズ１４０は、円形形状を有することができる。詳しくは、前記第４レンズ１４０の第７面S７及び第８面S８は、円形形状を有することができる。例えば、前記第４レンズ１４０の第７面S７及び第８面S８のそれぞれの有効領域は、円形形状を有することができる。前記第４レンズ１４０は、非円形率(CH/CA)を有することができる。ここで、前記第４レンズ１４０の非円形率は、前記第４レンズ１４０の物体側面(第７面S７)及びセンサー側面(第８面S８)のうち有効径の大きさCAが大きいレンズ面の最小有効径の大きさCHと最大有効径の大きさCAの比率(CH/CA)を意味することができる。

【0081】

実施例に係る第４レンズ１４０は、前記第７面S７が前記第８面S８より大きい有効径を有することができる。前記第４レンズ１４０の非円形率は、０.９より大きく１.１より小さくてもよい。詳しくは、前記第４レンズ１４０は、有効領域が円形である円形レンズで提供され、非円形率は１であってもよい。即ち、前記第４レンズ１４０で有効径が大きい前記第７面S７は、最大有効径の大きさCAと最小有効径の大きさCHが同一であってもよい。また、前記第４レンズ１４０で前記第８面S８は有効領域が円形で提供されて前記第７面S７の非円形率と同じ非円形率を有することができる。

【0082】

前記第５レンズ１５０は、円形形状を有することができる。詳しくは、前記第５レンズ１５０の第９面S９及び第１０面S１０は、円形形状を有することができる。例えば、前記第５レンズ１５０の第９面S９及び第１０面S１０のそれぞれの有効領域は、円形形状を有することができる。前記第５レンズ１５０は、非円形率(CH/CA)を有することができる。ここで、前記第５レンズ１５０の非円形率は、前記第５レンズ１５０の物体側面(第９面S９)及びセンサー側面(第１０面S１０)のうち有効径の大きさCAが大きいレンズ面の最小有効径の大きさCHと最大有効径の大きさCAの比率(CH/CA)を意味することができる。

【0083】

実施例に係る第５レンズ１５０は、前記第９面S９が前記第１０面S１０より大きい有効径を有することができる。前記第５レンズ１５０の非円形率は、０.７より大きくてもよい。詳しくは、前記第５レンズ１５０の非円形率は、０.９より大きく１.１より小さくてもよい。より詳しくは、前記第５レンズ１５０は、有効領域が円形である円形レンズで提供され、非円形率は１であってもよい。即ち、前記第５レンズ１５０で有効径が大きい前記第９面S９は、最大有効径の大きさCAと最小有効径の大きさCHが同一であってもよい。また、前記第５レンズ１５０で前記第１０面S１０は、有効領域が円形で提供されて前記第７面S７の非円形率と同じ非円形率を有することができる。

【0084】

前記第２レンズ群G２に含まれた前記第４及び第５レンズ１４０、１５０の最小有効径の大きさCHは、前記第１レンズ群G１及び前記第４レンズ群G４に含まれたレンズ１１０、１２０、１３０、１８０の最小有効径の大きさCHより小さくてもよい。詳しくは、前記第４及び第５レンズ１４０、１５０の最小有効径の大きさCHの最大値は、前記第１レンズ群G１及び前記第４レンズ群G４に含まれたレンズ１１０、１２０、１３０、１８０の最小有効径の大きさCHのうち一番大きい値より小さくてもよい。前記第２レンズ群G２の最小有効径の大きさCHの最大値は、前記第１レンズ群G１及び前記第４レンズ群G４に含まれたレンズ１１０、１２０、１３０、１８０の最小有効径の大きさCHのうち一番大きい値の約７０%～約８０%を有することができる。

【0085】

前記第４及び第５レンズ１４０、１５０の最小有効径の大きさCHの最大値は、前記第３レンズ群G３に含まれたレンズ１６０、１７０の最小有効径の大きさCHの最大値と類似してもよい。例えば、前記第２レンズ群G２に含まれたレンズ１４０、１５０の最小有効径の大きさCHの最大値は、前記第３レンズ群G３に含まれたレンズ１６０、１７０の最小有効径の大きさCHの最大値と約５%以下の範囲内で互いに対応する大きさを有することができ、その差は、約０.０３mm以下を有することができる。

【0086】

前記第２レンズ群G２の最小有効径の大きさCHの最大値が上述した範囲を満足できない場合、前記第１レンズ群G１及び前記第４レンズ群G４の間に前記第２レンズ群G２が配置される空間を構造的に確保し難くなる。また、前記第２レンズ群G２が前記第１レンズ群G１及び前記第４レンズ群G４の間で動作モードに応じた移動距離を確保し難くなる。

【0087】

動作モードが変化しても固定された位置に配置される前記第１及び第４レンズ群G１、G４で前記第８レンズ１８０の非円形率(CH/CA)は、前記第１及び第４レンズ群G１、G４に含まれたレンズ１１０、１２０、１３０、１８０のうち一番小さくてもよい。また、前記第３レンズ１３０の非円形率(CH/CA)は、前記第１及び第４レンズ群G１、G４に含まれたレンズ１１０、１２０、１３０、１８０のうち一番大きくてもよい。前記動作モードに応じて位置が変化する前記第２及び第３レンズ群G２、G３で、前記第７レンズ１７０の非円形率(CH/CA)は、前記第２及び第３レンズ群G２、G３に含まれたレンズ１４０、１５０、１６０、１７０のうち一番小さくてもよい。また、前記第４レンズ１４０及び前記第５レンズ１５０の非円形率(CH/CA)は、前記レンズ群G２、G３に含まれたレンズ１４０、１５０、１６０、１７０のうち一番大きくてもよい。

【0088】

これにより、実施例に係る光学系１０００は、向上した組立性を有し、機構的に安定的な形態を有することができる。また、前記光学系１０００は、移動するレンズ群の移動距離を著しく減らし、多様な倍率を提供することができる。前記第２レンズ群G２に含まれたレンズ１４０、１５０の有効領域が円形形状を有することにより、有効領域が非円形形状を有するレンズで発生する回折効果を最小化することができる。

【0089】

実施例に係るカメラモジュール(不図示)は、上述した光学系１０００を含むことができる。前記カメラモジュールは、前記光学系１０００に含まれた複数のレンズ群G１、G２、G３、G４のうち少なくとも１つのレンズ群を光軸OA方向に移動させることができる。前記カメラモジュールは、前記光学系１０００と連結された駆動部材(不図示)を含むことができる。前記駆動部材は、動作モードに応じて少なくとも１つのレンズ群を光軸OA方向に移動させることができる。

【0090】

前記動作モードは、第１倍率で動作する第１モード、前記第１倍率と異なる第２倍率で動作する第２モードを含むことができる。この時、前記第２倍率は、前記第１倍率より大きくてもよい。また、前記動作モードは、前記第１及び第２倍率の間の倍率である第３倍率で動作する第３モードを含むことができる。ここで、前記第１倍率は、前記光学系１０００の最低倍率であり、前記第２倍率は、前記光学系１０００の最高倍率であってもよい。前記第１倍率は、約３倍率～約５倍率であり、前記第２倍率は、約８倍率～１１倍率であり、前記第３倍率は、前記両倍率の間の倍率として約５倍率～約８倍率であってもよい。

【0091】

前記駆動部材は、前記第１～第３モードから選択される１つの動作モードに応じて少なくとも１つのレンズ群を移動させることができる。詳しくは、前記駆動部材は、前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３と連結され、動作モードに応じて前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３を移動させることができる。

【0092】

例えば、前記第１モードで前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３のそれぞれは、第１位置と定義する箇箇所に位置することができる。また、前記第２モードで前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３のそれぞれは、前記第１位置と異なる第２位置と定義する箇所に位置することができる。また、前記第３モードで前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３のそれぞれは、前記第１及び第２位置と異なる第３位置と定義する箇所に位置することができる。前記第３位置は、前記第１及び第２位置の間の領域であってもよい。例えば、前記第２レンズ群G２が前記第３モードで位置した前記第３位置は、前記第１及び第２モードで前記第２レンズ群G２が位置した前記第１及び第２位置の間の領域であってもよい。また、前記第３レンズ群G３が前記第３モードで位置した前記第３位置は、前記第１及び第２モードで前記第３レンズ群G３が位置した前記第１及び第２位置の間の領域であってもよい。

【0093】

実施例に係る光学系１０００は、動作モードに応じて前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３は移動することができ、前記第１レンズ群G１、前記第４レンズ群G４は、固定された位置に配置される。前記動作モードに応じた前記第１位置、前記第２位置及び前記第３位置のそれぞれで前記第１～第４レンズ群G１、G２、G３、G４は隣接したレンズ群と設定された間隔を有することができる。これにより、前記光学系１０００は、動作モードが変化しても一定するTTL(Total track length)を有することができ、一部レンズ群の位置を制御して、前記光学系１０００の有効焦点距離及び倍率を制御することができる。

【0094】

実施例に係る光学系１０００は、以下で説明される数式のうち少なくとも１つを満足することができる。これにより、実施例に係る光学系１０００は、動作モードの変更に応じて変化する収差を効果的に補正することができる。また、実施例に係る光学系１０００は、多様な倍率で被写体に対するオートフォーカス(AF)機能を効果的に提供することができ、スリムでコンパクトな構造を有することができる。

【数式１】

【0095】

n_G１、n_G２、n_G３>１(n_G１、n_G２、n_G３は自然数)
数式１で、n_G１、n_G２、n_G３は、前記第１～第３レンズ群G１、G２、G３のそれぞれに含まれたレンズの枚数を意味する。

【数式２】

【0096】

０.７<CH_G１max/CA_G１max<１
数式２で、CA_G１maxは、前記第１レンズ群G１に含まれたレンズのうち有効径が一番大きいレンズのレンズ面の最大有効径の大きさCAを意味し、CH_G１maxは、前記有効径が一番大きいレンズのレンズ面の最小有効径の大きさCHを意味する。

【数式３】

【0097】

０.７<CH_G４max/CA_G４max<１
数式３で、CA_G４maxは、前記第４レンズ群G４に含まれたレンズのうち有効径が一番大きいレンズのレンズ面の最大有効径の大きさCAを意味し、CH_G４maxは、前記有効径が一番大きいレンズのレンズ面の最小有効径の大きさCHを意味する。

【数式４】

【0098】

０.７<CH_G３max/CA_G３max<１
数式４で、CA_G３maxは、前記第３レンズ群G３に含まれたレンズのうち有効径が一番大きいレンズのレンズ面の最大有効径の大きさCAを意味し、CH_G３maxは、前記有効径が一番大きいレンズのレンズ面の最小有効径の大きさCHを意味する。

【数式５】

【0099】

CH_G４max/CA_G４max<CH_G１max/CA_G１max
数式５で、CH_Gnmaxは、前記第nレンズ群に含まれたレンズのうち有効径が一番大きいレンズのレンズ面の最小有効径の大きさCHを意味し、CA_Gnmaxは、前記第nレンズ群に含まれたレンズのうち有効径が一番大きいレンズのレンズ面の最大有効径の大きさCAを意味する。

【数式６】

【0100】

０.７<(CH_G１max/CA_G１max)/(CH_G１min/CA_G１min)<１
数式６で、CA_G１maxは、前記第１レンズ群G１に含まれたレンズのうち有効径が一番大きいレンズのレンズ面の最大有効径の大きさCAを意味し、CH_G１maxは、前記有効径が一番大きいレンズのレンズ面の最小有効径の大きさCHを意味する。CA_G１minは、前記第１レンズ群G１に含まれたレンズのうち有効径が一番小さいレンズのレンズ面の最大有効径の大きさCAを意味し、CH_G１minは、前記有効径が一番小さいレンズのレンズ面の最小有効径の大きさCHを意味する。

【数式７】

【0101】

CH_G２max/CA_G２max=CH_G２min/CA_G２min
数式７で、CA_G２maxは、前記第２レンズ群G２に含まれたレンズのうち有効径が一番大きいレンズのレンズ面の最大有効径の大きさCAを意味し、CH_G２maxは、前記有効径が一番大きいレンズのレンズ面の最小有効径の大きさCHを意味する。CA_G２minは、前記第２レンズ群G２に含まれたレンズのうち有効径が一番小さいレンズのレンズ面の最大有効径の大きさCAを意味し、CH_G２minは、前記有効径が一番小さいレンズのレンズ面の最小有効径の大きさCHを意味する。

【数式８】

【0102】

０.９<CH_G１max/CH_G４max<１.１
数式８で、CH_G１maxは、前記第１レンズ群G１に含まれたレンズのうち有効径が一番大きいレンズのレンズ面の最小有効径の大きさCHを意味し、CH_G４maxは、前記第４レンズ群G４に含まれたレンズのうち有効径が一番大きいレンズのレンズ面の最小有効径の大きさCHを意味する。

【数式９】

【0103】

１<CH_G１max/CH_G２max<２
数式９で、CH_G１maxは、前記第１レンズ群G１に含まれたレンズのうち有効径が一番大きいレンズのレンズ面の最小有効径の大きさCHを意味し、CA_G２maxは、前記第２レンズ群G２に含まれたレンズのうち有効径が一番大きいレンズのレンズ面の最小有効径の大きさCHを意味する。

【数式１０】

【0104】

１<CH_G４max/CH_G３max<２
数式１０で、CH_G３maxは、前記第３レンズ群G３に含まれたレンズのうち有効径が一番大きいレンズのレンズ面の最小有効径の大きさCHを意味し、CH_G４maxは、前記第４レンズ群G４に含まれたレンズのうち有効径が一番大きいレンズのレンズ面の最小有効径の大きさCAを意味する。

【数式１１】

【0105】

０.９<CH_G２max/CH_G３max<１.１
数式１１で、CH_G２maxは、前記第２レンズ群G２に含まれたレンズのうち有効径が一番大きいレンズのレンズ面の最小有効径の大きさCAを意味し、CH_G３maxは、前記第３レンズ群G３に含まれたレンズのうち有効径が一番大きいレンズのレンズ面の最小有効径の大きさCHを意味する。

【数式１２】

【0106】

CH_G４max/CH_G１max<CA_G４max/CA_G１max
数式１２で、CH_Gnmaxは、前記第nレンズ群に含まれたレンズのうち有効径が一番大きいレンズのレンズ面の最小有効径の大きさCHを意味し、CA_Gnmaxは、前記第nレンズ群に含まれたレンズのうち有効径が一番大きいレンズのレンズ面の最大有効径の大きさCAを意味する。

【0107】

実施例に係る光学系１０００が数式１～数式１２のうち少なくとも１つまたは２以上を満足する場合、前記光学系１０００はスリムな構造を有することができる。詳しくは、前記光学系１０００は、非円形形状によって損失する有効領域の面積を最小化しながら高さを減らしてスリムに提供される。前記光学系１０００は、非円形レンズによる有効領域の面積の減少により光学性能が低下することを防止し、収差特性を制御することができ、非円形レンズで発生する回折効果を最小化することができる。また前記光学系１０００は、向上した組立性を有し、機構的に安定的な形態を有することができる。

【数式１３】

【0108】

１<L_G１/L_G２<３
数式１３で、 L_G１は、前記第１レンズ群G１に含まれたレンズのうち、物体と一番隣接したレンズの物体側面と前記イメージセンサー３００と一番隣接したレンズのセンサー側面の光軸OAにおける距離を意味する。例えば、前記L_G１は、前記第１レンズ１１０の第１面S１と前記第３レンズ１３０の第６面S６の光軸OAにおける距離を意味する。L_G２は、前記第２レンズ群G２に含まれたレンズのうち、物体と一番隣接したレンズの物体側面と前記イメージセンサー３００と一番隣接したレンズのセンサー側面の光軸OAにおける距離を意味する。例えば、L_G２は、前記第４レンズ１４０の第７面S７と前記第５レンズ１５０の第１０面S１０の光軸OAにおける距離を意味する。

【数式１４】

【0109】

１<L_G１/L_G３<３
数式１４で、L_G１は、前記第１レンズ群G１に含まれたレンズのうち、物体と一番隣接したレンズの物体側面と前記イメージセンサー３００と一番隣接したレンズのセンサー側面の光軸OAにおける距離を意味する。例えば、前記L_G１は、前記第１レンズ１１０の第１面S１と前記第３レンズ１３０の第６面S６の光軸OAにおける距離を意味する。L_G３は、前記第３レンズ群G３に含まれたレンズのうち、物体と一番隣接したレンズの物体側面と前記イメージセンサー３００と一番隣接したレンズのセンサー側面の光軸OAにおける距離を意味する。例えば、L_G３は、前記第６レンズ１６０の第１１面S１１と前記第７レンズ１７０の第１４面S１４の光軸OAにおける距離を意味する。

【0110】

実施例に係る光学系１０００が数式１３及び数式１４のうち少なくとも１つを満足する場合、相対的に小さいTTLを有し、モード変更に応じて多様な倍率を提供することができる。

【数式１５】

【0111】

０.０５<L_G１/TTL<０.５
数式１５で、L_G１は、前記第１レンズ群G１に含まれたレンズのうち、物体と一番隣接したレンズの物体側面と前記イメージセンサー３００と一番隣接したレンズのセンサー側面の光軸OAにおける距離を意味する。例えば、前記L_G１は、前記第１レンズ１１０の第１面S１と前記第３レンズ１３０の第６面S６の光軸OAにおける距離を意味する。TTL(Total track length)は、前記第１レンズ１１０の物体側面(第１面S１)から前記イメージセンサー３００の上面までの光軸OAにおける距離(mm)を意味する。実施例に係る光学系１０００が数式１５を満足する場合、前記光学系１０００は相対的に小さいTTLを有し、前記第１レンズ群G１に入射する迷光(stray light)を制御して向上した光学特性を有することができる。

【数式１６】

【0112】

０.０５<L_G２/TTL<０.５
数式１６で、L_G２は、前記第２レンズ群G２に含まれたレンズのうち、物体と一番隣接したレンズの物体側面と前記イメージセンサー３００と一番隣接したレンズのセンサー側面の光軸OAにおける距離を意味する。例えば、前記L_G２は、前記第４レンズ１４０の第７面S７と前記第５レンズ１５０の第１０面S１０の光軸OAにおける距離を意味する。

【0113】

実施例に係る光学系１０００が数式１６を満足する場合、前記光学系１０００は相対的に小さいTTLを有し、非円形レンズで発生する回折効果を最小化することができ、色収差を特性を改善することができる。

【数式１７】

【0114】

２０<|vd４-vd５|
数式１７で、vd４は、前記第４レンズ１４０のアッベ数(Abbe's Number)を意味し、vd５は、前記第５レンズ１５０のアッベ数を意味する。

【0115】

実施例に係る光学系１０００が数式１７を満足する場合、前記光学系１０００は色収差特性を改善することができる。

【数式１８】

【0116】

２０<|vd６-vd７|
数式１８で、vd６は、前記第６レンズのアッベ数を意味し、vd７は、前記第７レンズのアッベ数を意味する。

【0117】

実施例に係る光学系１０００が数式１８を満足する場合、前記光学系１０００は色収差特性を改善することができる。

【数式１９】

【0118】

１.６<n３d
数式１９で、n３dは、前記第３レンズ１３０の屈折率を意味する。

【0119】

実施例に係る光学系１０００が数式１９を満足する場合、前記第３レンズ１３０以後に配置されるレンズの有効領域面積を確保することができ、レンズの高さを減らすことができる。

【数式２０】

【0120】

１<L１R１/L３R２<２
数式２０で、L１R１は、前記第１レンズ１１０の物体側面(第１面S１)の曲率半径を意味し、L３R２は、前記第３レンズ１３０のセンサー側面(第６面S６)の曲率半径を意味する。

【0121】

実施例に係る光学系１０００が数式２０を満足する場合、前記光学系１０００は、前記第１レンズ群G１に入射する迷光(stray light)を制御することができる。

【数式２１】

【0122】

１<L１R１/L４R１<２
数式２１で、L１R１は、前記第１レンズ１１０の物体側面(第１面S１)の曲率半径を意味し、L４R１は、前記第４レンズ１４０の物体側面(第７面S７)の曲率半径を意味する。

【0123】

実施例に係る光学系１０００が数式２１を満足する場合、前記光学系１０００は、多様な倍率で良好な光学性能を有することができる。

【数式２２】

【0124】

１<L３R２/L４R１<２
数式２２で、L３R２は、前記第３レンズ１３０のセンサー側面(第６面S６)の曲率半径を意味し、L４R１は、前記第４レンズ１４０の物体側面(第７面S７)の曲率半径を意味する。

【0125】

実施例に係る光学系１０００が数式２２を満足する場合、前記光学系１０００は、多様な倍率で動作時画角(FOV)の周辺部で良好な光学性能を有することができる。

【数式２３】

【0126】

-１.５<L１R１/L８R２<０
数式２３で、L１R１は、前記第１レンズ１１０の物体側面(第１面S１)の曲率半径を意味し、L８R２は、前記第８レンズ１８０のセンサー側面(第１６面S１６)の曲率半径を意味する。

【0127】

実施例に係る光学系１０００が数式２３を満足する場合、前記光学系１０００は画角(FOV)の中心部及び周辺部で良好な光学性能を有することができる。

【数式２４】

【0128】

０.０５<m_G２/TTL<０.５
数式２４で、m_G２は、第１倍率で動作する前記第１モードから第２倍率で動作する前記第２モードに、または前記第２モードから前記第１モードに変化する場合、前記第２レンズ群G２の移動距離を意味する。詳しくは、前記m_G２は、前記第１モードにおける前記第１及び第２レンズ群G１、G２の間の光軸OAにおける間隔と前記第２モードにおける前記第１及び第２レンズ群G１、G２の間の光軸OAにおける間隔の差に対する値を意味する。

【0129】

実施例に係る光学系１０００が数式２４を満足する場合、前記光学系１０００は、倍率変更時に前記第２レンズ群G２の移動距離を最小化することができ、前記光学系１０００はスリムな構造を有することができる。また、前記第２レンズ群G２の位置制御時に移動距離を最小化することができ、向上した消費電力特性を有することができる。

【数式２５】

【0130】

０.０５<m_G３/TTL<０.５
数式２５で、m_G３は、第１倍率で動作する前記第１モードから第２倍率で動作する前記第２モードに、または前記第２モードから前記第１モードに変化する場合、前記第３レンズ群G３の移動距離を意味する。詳しくは、前記m_G３は、前記第１モードにおける前記第３及び第４レンズ群G３、G４の間の光軸OAにおける間隔と前記第２モードにおける前記第３及び第４レンズ群G３、G４の間の光軸OAにおける間隔の差に対する値を意味する。実施例に係る光学系１０００が数式２５を満足する場合、前記光学系１０００は、倍率変更時に前記第３レンズ群G３の移動距離を最小化することができ、前記光学系１０００はスリムな構造を有することができる。また、前記第３レンズ群G３の位置制御時に移動距離を最小化することができ、向上した消費電力特性を有することができる。

【数式２６】

【0131】

１.５<m_G２/L_G２<２.５
数式２６で、m_G２は、第１倍率で動作する前記第１モードから第２倍率で動作する前記第２モードに、または前記第２モードから前記第１モードに変化する場合、前記第２レンズ群G２の移動距離を意味する。詳しくは、前記m_G２は、前記第１モードにおける前記第１及び第２レンズ群G１、G２の間の光軸OAにおける間隔と前記第２モードにおける前記第１及び第２レンズ群G１、G２の間の光軸OAにおける間隔の差に対する値を意味する。L_G２は、前記第２レンズ群G２に含まれたレンズのうち、物体と一番隣接したレンズの物体側面と前記イメージセンサー３００と一番隣接したレンズのセンサー側面の光軸OAにおける距離を意味する。例えば、L_G２は、前記第４レンズ１４０の第７面S７と前記第５レンズ１５０の第１０面S１０の光軸OAにおける距離を意味する。

【0132】

実施例に係る光学系１０００が数式２６を満足する場合、前記光学系１０００は、倍率変更時に前記第２レンズ群G２の移動距離を最小化することができ、前記光学系１０００はスリムな構造を有することができる。また、前記第２レンズ群G２の位置制御時に移動距離を最小化することができ、向上した消費電力特性を有することができる。

【数式２７】

【0133】

２<m_G３/L_G３<３.５
数式２７で、m_G３は、第１倍率で動作する前記第１モードから第２倍率で動作する前記第２モードに、または前記第２モードから前記第１モードに変化する場合、前記第３レンズ群G３の移動距離を意味する。詳しくは、前記m_G３は、前記第１モードにおける前記第３及び第４レンズ群G３、G４の間の光軸OAにおける間隔と前記第２モードにおける前記第３及び第４レンズ群G３、G４の間の光軸OAにおける間隔の差に対する値を意味する。L_G３は、前記第３レンズ群G３に含まれたレンズのうち、物体と一番隣接したレンズの物体側面と前記イメージセンサー３００と一番隣接したレンズのセンサー側面の光軸OAにおける距離を意味する。例えば、L_G３は、前記第６レンズ１６０の第１１面S１１と前記第７レンズ１７０の第１４面S１４の光軸OAにおける距離を意味する。

【0134】

実施例に係る光学系１０００が数式２７を満足する場合、前記光学系１０００は、倍率変更時に前記第３レンズ群G３の移動距離を最小化することができ、前記光学系１０００はスリムな構造を有することができる。また、前記第３レンズ群G３の位置制御時に移動距離を最小化することができ、向上した消費電力特性を有することができる。

【数式２８】

【0135】

４<d_G１２_mode１/d_G３４_mode１<１２
数式２８で、d_G１２_mode１は、前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３が第１位置に配置された第１モードにおける前記第１レンズ群G１と前記第２レンズ群G２の間の間隔を意味する。即ち、d_G１２_mode１は、前記第１モードにおける前記第３レンズ１３０と前記第４レンズ１４０の光軸OAにおける間隔を意味する。d_G３４_mode１は、前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３が第１位置に配置された第１モードにおける前記第３レンズ群G３と前記第４レンズ群G４の間の間隔を意味する。即ち、d_G３４_mode１は、前記第１モードにおける前記第７レンズ１７０と前記第８レンズ１８０の光軸OAにおける間隔を意味する。

【0136】

実施例に係る光学系１０００が数式２８を満足する場合、前記光学系１０００は、第１倍率で向上した光学特性を有することができる。詳しくは、前記光学系１０００は、前記第１倍率で向上した収差特性を有することができ、画角(FOV)の中心部、周辺部の光学性能を改善することができる。

【数式２９】

【0137】

０.０１<d_G１２_mode２/d_G３４_mode２<０.５
数式２９で、d_G１２_mode２は、前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３が第２位置に配置された第２モードにおける前記第１レンズ群G１と前記第２レンズ群G２の間の間隔を意味する。即ち、d_G１２_mode２は、前記第２モードにおける前記第３レンズ１３０と前記第４レンズ１４０の光軸OAにおける間隔を意味する。d_G３４_mode２は、前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３が第２位置に配置された第２モードにおける前記第３レンズ群G３と前記第４レンズ群G４の間の間隔を意味する。即ち、d_G３４_mode２は、前記第２モードにおける前記第７レンズ１７０と前記第８レンズ１８０の光軸OAにおける間隔を意味する。

【0138】

実施例に係る光学系１０００が数式２９を満足する場合、前記光学系１０００は、第２倍率で向上した光学特性を有することができる。詳しくは、前記光学系１０００は、前記第２倍率で向上した収差特性を有し、画角(FOV)の周辺部の光学性能を改善することができる。

【数式３０】

【0139】

０.１<EFL_１/EFL_２<１
数式３０で、EFL_１は、第１有効焦点距離であり、前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３が第１位置に位置する前記第１モードで動作時の、前記光学系１０００の有効焦点距離(EFL)である。EFL_２は、第２有効焦点距離であり、前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３が第２位置に位置する前記第２モードで動作時の、前記光学系１０００の有効焦点距離(EFL)である。

【数式３１】

【0140】

２<EFL_１/EPD_１<３
数式３１で、EFL_１は、第１有効焦点距離であり、前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３が第１位置に位置する前記第１モードで動作時の、前記光学系１０００の有効焦点距離(EFL)である。EPD_１は、前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３が第１位置に位置する前記第１モードで動作時の前記光学系１０００の入射瞳の大きさ(Entrance Pupil Diameter、EPD)を意味する。

【0141】

実施例に係る光学系１０００が数式３１を満足する場合、前記光学系１０００は、前記第１モードで動作時に明るい映像を確保することができる。

【数式３２】

【0142】

４.５<EFL_２/EPD_２<６
数式３２で、EFL_２は、第２有効焦点距離であり、前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３が第２位置に位置する前記第２モードで動作時の、前記光学系１０００の有効焦点距離(EFL)である。EPD_２は、前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３が第２位置に位置する前記第２モードで動作時の前記光学系１０００の入射瞳の大きさ(Entrance Pupil Diameter、EPD)を意味する。

【0143】

実施例に係る光学系１０００が数式３２を満足する場合、前記光学系１０００は、前記第２モードで動作時に明るい映像を確保することができる。

【数式３３】

【0144】

F#_Mode１<３.５F#_Mode２<６.０
数式３３で、F#_mode１は、前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３が第１位置に位置する前記第１モードで動作時の前記光学系１０００のF-numnberを意味し、F#_mode２は、前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３が第２位置に位置する前記第２モードで動作時の前記光学系１０００のF-numnberを意味する。

【数式３４】

【0145】

１<TTL/EFL_１<３
数式３４で、EFL_１は、第１有効焦点距離であり、前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３が第１位置に位置する前記第１モードで動作時の、前記光学系１０００の有効焦点距離(EFL)である。数式３４で、TTLとEFL_１の間の関係を設定することができる。

【数式３５】

【0146】

０.１<TTL/EFL_２<１
数式３５で、EFL_２は、第２有効焦点距離であり、前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３が第２位置に位置する前記第２モードで動作時の、前記光学系１０００の有効焦点距離(EFL)である。数式３５で、TTLとEFL_２の間の関係を設定することができる。

【数式３６】

【0147】

１<CA_Smax/ImgH<４
数式３６で、CA_Smaxは、前記光学系１０００に含まれた複数のレンズ１００のレンズ面のうち一番大きい有効径の大きさCAを意味する。ImgHは、光軸OAと重なる前記イメージセンサー３００の上面中心０フィールド(field)領域から前記イメージセンサー３００の１.０フィールド(field)領域までの距離であり、前記距離は、光軸OAの垂直方向の距離である。即ち、前記ImgHは、前記イメージセンサー３００の有効領域の全体対角方向の長さの１/２を意味する。

【0148】

実施例に係る光学系１０００が数式３６を満足する場合、前記光学系１０００はスリムでコンパクト(compact)に提供される。また、前記光学系１０００は高解像度及び高画質を具現することができる。

【数式３７】

【0149】

５<TTL/ImgH<１０
数式３７で、TTL(Total track length)は、前記第１レンズ１１０の物体側面(第１面S１)から前記イメージセンサー３００の上面までの光軸OAにおける距離(mm)を意味する。ImgHは、光軸OAと重なる前記イメージセンサー３００の上面中心０フィールド(field)領域から前記イメージセンサー３００の１.０フィールド(field)領域までの距離であり、前記距離は、光軸OAの垂直方向の距離である。即ち、前記ImgHは、前記イメージセンサー３００の有効領域の全体対角方向の長さの１/２を意味する。

【0150】

実施例に係る光学系１０００が数式３７を満足する場合、前記光学系１０００はより小さいTTLを有することができ、前記光学系１０００はスリムでコンパクトに提供される。

【数式３８】

【0151】

１５<TTL/BFL<３０
数式３８で、TTL(Total track length)は、前記第１レンズ１１０の物体側面(第１面S１)から前記イメージセンサー３００の上面までの光軸OAにおける距離(mm)を意味する。BFL(Back focal length)は、イメージセンサー３００と一番隣接したレンズのセンサー側面の頂点から前記イメージセンサー３００の上面までの光軸OAにおける距離を意味する。

【数式３９】

【0152】

２<ImgH/BFL<４
数式３８で、ImgHは、光軸OAと重なる前記イメージセンサー３００の上面中心０フィールド(field)領域から前記イメージセンサー３００の１.０フィールド(field)領域までの距離であり、前記距離は、光軸OAの垂直方向の距離である。即ち、前記ImgHは、前記イメージセンサー３００の有効領域の全体対角方向の長さの１/２を意味する。BFL(Back focal length)は、イメージセンサー３００と一番隣接したレンズのセンサー側面の頂点から前記イメージセンサー３００の上面までの光軸OAにおける距離を意味する。

【0153】

実施例に係る光学系１０００が数式３９を満足する場合、相対的に大きい大きさのイメージセンサー３００、例えば１inch前後の大きいイメージセンサーに必要なBFLを確保することができる。

【0154】

また、前記光学系１０００が数式３９を満足する場合、前記光学系１０００はTTLを維持しながら多様な倍率で動作することができ、画角(FOV)の中心部及び周辺部で優れる光学特性を有することができる。

【数式４０】

【0155】

数式４０で、ZはSagとして、非球面上の任意の位置から前記非球面の頂点までの光軸方向の距離を意味することができる。Yは、非球面上の任意の位置から光軸までの光軸に垂直な方向への距離を意味することができる。cは、レンズの曲率を意味することができ、Kは、コーニック定数を意味することができる。A、B、C、D、E、Fは、非球面係数(Aspheric constant)を意味することができる。

【0156】

実施例に係る光学系１０００は、上述した数式１～数式３９のうち少なくとも１つまたは２以上を満足することができる。これにより、前記光学系１０００及びカメラモジュールは、向上した光学特性を有することができる。詳しくは、前記光学系１０００が前記数式１～数式３９のうち少なくとも１つまたは２以上の数式を満足することにより、レンズ群の移動によって発生する色収差、ビネッティング(vignetting)、回折効果、周辺部の画質低下等の光学特性低下を効果的に補正することができる。そして、実施例に係る光学系１０００は、レンズ群の移動距離を著しく減らし、優れる消費電力特性により多様な倍率に対するオートフォーカス(AF)機能を提供することができる。

【0157】

実施例に係る光学系１０００が前記数式１～数式３９のうち少なくとも１つまたは２以上を満足することにより、向上した組立性を有し、機構的に安定的な形態を有することができ、スリムな構造で提供されて、前記光学系１０００及びこれを含むカメラモジュールはコンパクトな構造を有することができる。

【0158】

以下では、実施例に係る光学系１０００及び第１～第３モード変化についてより詳細に説明する。

【0159】

実施例に係る光学系１０００は、前記第１レンズ群G１及び前記第４レンズ群G４は固定され、前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３は移動可能に提供される。前記第１レンズ群G１は３枚のレンズ、例えば前記第１～第３レンズ１１０、１２０、１３０を含むことができ、前記第２レンズ群G２は２枚のレンズ、例えば前記第４及び第５レンズ１４０、１５０を含むことができる。また、前記第３レンズ群G３は２枚のレンズ、例えば前記第６及び第７レンズ１６０、１７０を含むことができ、前記第４レンズ群G４は１枚のレンズ、例えば前記第８レンズ１８０を含むことができる。実施例に係る光学系１０００で前記第４レンズ１４０の物体側面(第７面S７)は、絞りの役割をすることができ、前記第４レンズ群G４と前記イメージセンサー３００の間には、上述したフィルター５００が配置される。

【表1】

【表2】

【表3】

【0160】

表１～表３は、実施例に係る光学系１０００及びこれを含むカメラモジュールが第１モードで動作する場合のレンズデータに関するものである。詳しくは、表１及び表２は、前記第１～第８レンズ１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０の光軸OAにおける曲率半径(Radius of Curvature)、レンズの中心厚さ(Thickness)、レンズの間の中心間隔(distance)、屈折率(Refractive index)、アッベ数(Abbe's Number)、最大/最小有効径の大きさ(CA、CH)に関するものである。表３は、前記第１倍率を有する第１モードに対する有効焦点距離EFL_１及び入射瞳の大きさEPD_１、前記第１レンズ群G１と前記第２レンズ群G２の間の間隔d_G１２、前記第２レンズ群G２と前記第３レンズ群G３の間の間隔d_G２３、前記第３レンズ群G３と前記第４レンズ群G４の間の間隔d_G３４に関するものである。表１を参照すると、実施例に係る光学系１０００の光軸OAにおいて第１レンズ１１０は、正(＋)の屈折力を有することができる。前記第１レンズ１１０は、プラスチック材質を含むことができる。光軸OAにおいて前記第１レンズ１１０の第１面S１は凸状を有することができ、前記第２面S２は凹状を有することができる。前記第１レンズ１１０は、光軸OAにおいて物体側に膨らんだメニスカス形状を有することができる。前記第１面S１は、非球面であってもよく、前記第２面S２は、非球面であってもよい。

【0161】

前記第２レンズ１２０は、光軸OAにおいて正(＋)の屈折力を有することができる。前記第２レンズ１２０は、プラスチック材質を含むことができる。光軸OAにおいて前記第２レンズ１２０の第３面S３は、凸状を有することができ、前記第４面S４は凹状を有することができる。前記第２レンズ１２０は、光軸OAにおいて物体側に膨らんだメニスカス形状を有することができる。前記第３面S３は、非球面であってもよく、前記第４面S４は、非球面であってもよい。

【0162】

前記第３レンズ１３０は、光軸OAにおいて前記第１レンズ１１０と反対となる屈折力を有することができる。詳しくは、前記第３レンズ１３０は、光軸OAにおいて負(－)の屈折力を有することができる。前記第３レンズ１３０は、ガラス材質を含むことができる。光軸OAにおいて前記第３レンズ１３０の第５面S５は凹状を有することができ、前記第６面S６は凹状を有することができる。前記第３レンズ１３０は、光軸において両面が凹状を有することができる。前記第５面S５は、非球面であってもよく、前記第６面S６は、非球面であってもよい。前記第３レンズ１３０は、約１.６より大きい屈折率を有することができる。前記第３レンズ１３０は、前記第１レンズ群G１に含まれたレンズのうち一番大きい屈折率を有することができる。例えば、前記第３レンズ１３０は、前記複数のレンズ１００のうち一番大きい屈折率を有することができる。詳しくは、前記第３レンズ１３０の屈折率は１.８より大きくてもよい。

【0163】

前記第４レンズ１４０は、光軸OAにおいて正(＋)の屈折力を有することができる。前記第４レンズ１４０は、プラスチック材質を含むことができる。光軸OAにおいて前記第４レンズ１４０の第７面S７は、凸状を有することができ、前記第８面S８は、凸状を有することができる。前記第４レンズ１４０は両面が凸状を有することができる。前記第７面S７は、非球面であってもよく、前記第８面S８は、非球面であってもよい。

【0164】

前記第５レンズ１５０は、光軸OAにおいて前記第４レンズ１４０と反対となる屈折力を有することができる。詳しくは、前記第５レンズ１５０は、光軸OAにおいて負(－)の屈折力を有することができる。前記第５レンズ１５０は、プラスチック材質を含むことができる。光軸OAにおいて前記第５レンズ１５０の第９面S９は、凸状を有することができ、前記第１０面S１０は凹状を有することができる。前記第５レンズ１５０は、光軸OAにおいて物体側に膨らんだメニスカス形状を有することができる。前記第９面S９は、非球面であってもよく、前記第１０面S１０は、非球面であってもよい。前記第６レンズ１６０は、光軸OAにおいて正(＋)の屈折力を有することができる。前記第６レンズ１６０は、プラスチック材質を含むことができる。光軸OAにおいて前記第６レンズ１６０の第１１面S１１は凹状を有することができ、前記第１２面S１２は、凸状を有することができる。前記第６レンズ１６０は、光軸OAにおいてセンサー側に膨らんだメニスカス形状を有することができる。前記第１１面S１１は、非球面であってもよく、前記第１２面S１２は、非球面であってもよい。

【0165】

前記第７レンズ１７０は、光軸OAにおいて前記第６レンズ１６０と反対となる屈折力を有することができる。詳しくは、前記第７レンズ１７０は、光軸OAにおいて負(－)の屈折力を有することができる。前記第７レンズ１７０は、ガラス材質を含むことができる。光軸OAにおいて前記第７レンズ１７０の第１３面S１３は凹状を有することができ、前記第１４面S１４は凹状を有することができる。前記第７レンズ１７０は、光軸OAにおいて両面が凹状を有することができる。前記第１３面S１３は、非球面であってもよく、前記第１４面S１４は、非球面であってもよい。前記第８レンズ１８０は、光軸OAにおいて正(＋)の屈折力を有することができる。前記第８レンズ１８０は、プラスチック材質を含むことができる。光軸OAにおいて前記第８レンズ１８０の第１５面S１５は、凸状を有することができ、前記第１６面S１６は、凸状を有することができる。前記第８レンズ１８０は、光軸OAにおいて両面が凸状を有することができる。前記第１５面S１５は、非球面であってもよく、前記第１６面S１６は、非球面であってもよい。

【0166】

また、実施例に係る光学系１０００において各レンズ面の非球面係数の値は、下記表４のようである。

【表4】

【0167】

実施例に係る光学系１０００において複数のレンズ１００は、下記表５のような非円形率を有することができる。ここで、非円形率は、レンズの物体側面及びセンサー側面のうち有効径の大きさ(Clear Aperture、CA)が大きいレンズ面の最小有効径の大きさ(Clear Height、CH)と最大有効径の大きさCAの比率(CH/CA)を意味することができる。

【表5】

【0168】

表５を参照すると、前記複数のレンズ１００の非円形率は、互いに異なってもよい。詳しくは、前記第１レンズ群G１において前記第１レンズ１１０は一番小さい非円形率を有することができ、前記第３レンズ１３０は一番大きい非円形率を有することができる。前記第３レンズ１３０は、有効領域が円形である円形レンズとして非円形率は１であってもよい。前記第１レンズ群G１に含まれたレンズの非円形率は動作モードに応じて位置が変化する移動群、即ち前記第２レンズ群G２と隣接したレンズであるほど大きい非円形率を有することができる。前記第２レンズ群G２において前記第４レンズ１４０及び前記第５レンズ１５０の非円形率は同一であってもよい。詳しくは、前記第４レンズ１４０及び前記第５レンズ１５０は、有効領域が円形である円形レンズであってもよい。これにより、前記第４レンズ１４０及び前記第５レンズ１５０のそれぞれの非円形率は１として互いに同一であってもよい。

【0169】

前記第３レンズ群G３において前記第６レンズ１６０の非円形率は、前記第７レンズ１７０の非円形率より大きくてもよい。前記第３レンズ群G３に含まれたレンズの非円形率は動作モードに応じて位置が変化する移動群、即ち前記第２レンズ群G２と隣接したレンズであるほど大きい非円形率を有することができる。また、前記第３レンズ群G３に含まれたレンズの非円形率は位置が固定された固定群、即ち前記第４レンズ群G４と隣接したレンズであるほど小さい非円形率を有することができる。

【0170】

前記移動群G２、G３に含まれたレンズのうち前記第４レンズ１４０及び前記第５レンズ１５０の非円形率は一番大きくてもよく、前記第７レンズ１７０の非円形率は一番小さくてもよい。前記固定群G１、G４に含まれたレンズのうち前記第３レンズ１３０の非円形率は一番大きくてもよく、前記第８レンズ１８０の非円形率は一番小さくてもよい。この時、前記第８レンズ１８０の非円形率は、前記複数のレンズ１００の非円形率のうち一番小さくてもよい。即ち、複数のレンズ１００のうち非円形レンズの非円形率は、前記第２レンズ１２０、前記第６レンズ１６０、前記第１レンズ１１０前記第７レンズ１７０及び前記第８レンズ１８０の順に大きい値を有することができる。

【0171】

前記第２レンズ群G２に含まれた前記第４レンズ１４０のアッベ数vd４は、前記第５レンズ１５０のアッベ数vd５と２０以上の差が生じ得る。前記第４レンズ１４０及び前記第５レンズ１５０が上述したアッベ数の差を有することにより、前記第２レンズ群G２の移動による倍率の変化時に発生する色収差変化を最小化することができる。前記第３レンズ群G３に含まれた前記第７レンズ１７０のアッベ数vd７は、前記第６レンズ１６０のアッベ数vd６と２０以上の差が生じ得る。前記第６レンズ１６０及び前記第７レンズ１７０が上述したアッベ数の差を有することにより、前記第３レンズ群G３の移動による倍率の変化時に発生する色収差変化を最小化及び/または補償し、色消し(achromatic)の役割をすることができる。

【0172】

実施例に係るカメラモジュールは、多様な倍率で被写体に対する情報を獲得することができる。詳しくは、前記駆動部材は、前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３の位置を制御することができ、これにより前記カメラモジュールは、多様な倍率で動作することができる。例えば、図１～図４、表１～表５を参照すると、前記光学系１０００を含むカメラモジュールは、第１倍率を有する前記第１モードで動作することができる。前記第１倍率は、約３倍率～約５倍率であってもよい。詳しくは、実施例で前記第１倍率は、約４.４倍率であってもよい。前記第１モードで前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３のそれぞれは、第１位置と定義する箇所に位置することができる。前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３のそれぞれの初期位置が前記第１位置である場合、前記両レンズ群G２、G３は移動しなくてもよい。これと違うように、前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３のそれぞれの初期位置が前記第１位置と異なる場合、前記両レンズ群G２、G３は、前記駆動部材の駆動力によって前記第１位置に移動することができる。

【0173】

これにより、前記第１～第４レンズ群G４のそれぞれは、設定された間隔で配置される。例えば、前記第２レンズ群G２は、前記第１レンズ群G１と第１間隔d_G１２で、前記第３レンズ群G３は、前記第４レンズ群G４と第２間隔d_G３４で、前記第２レンズ群G２は、前記第３レンズ群G３と第３間隔d_G２３で離隔した領域に位置することができる。ここで、前記第１～第３間隔d_G１２、d_G３４、d_G２３は、光軸OAにおける前記レンズ群の間の間隔を意味することができる。

【0174】

前記カメラモジュールが前記第１モードで動作する場合、前記光学系１０００は、前記第１位置におけるTTL(Total track length)値と定義する第１TTL(TTL_１)、BFL(Back focal length)値と定義する第１BFL(BFL_１)を有することができる。また、前記光学系１０００は、前記第１位置で第１有効焦点距離と定義する第１EFL(EFL_１)を有することができる。また、前記第１モードで前記カメラモジュールの画角(FOV)は、約２５度未満を有することができ、F-numberは、約３.５未満を有することができる。

【0175】

前記光学系１０００は、前記第１モードで図３及び図４のような優れる収差特性を有することができる。詳しくは、図３は、前記第１モード(第１倍率)で動作する光学系１０００の回折(Diffraction)MTF特性に対するグラフであり、また、図４は収差特性に対するグラフである。

【0176】

図４の収差グラフにおいて左側から右側方向に球面収差(Longitudinal Spherical Aberration)、非点収差(Astigmatic Field Curves)、歪曲収差(Distortion)を測定したグラフである。図４で、Ｘ軸は焦点距離(mm)及び歪曲度(%)を表わし、Ｙ軸はイメージの高さ(height)を意味することができる。また、球面収差に対するグラフは、約４３５nm、約４８６nm、約５４６nm、約５８７nm、約６５６nm波長帯域の光に対するグラフであり、非点収差及び歪曲収差に対するグラフは、５４６nm波長帯域の光に対するグラフである。図４の収差度では、各曲線がＹ軸に近接するほど収差補正機能が良いと解釈することができるが、図４を参照すると、実施例に係る光学系１０００は、ほぼ大部分の領域で測定値がＹ軸に隣接していることがわかる。

【表6】

【0177】

表６は、前記第２倍率を有する第２モードに対する有効焦点距離EFL_２及び入射瞳の大きさEPD_２、前記第１レンズ群G１と前記第２レンズ群G２の間の間隔d_G１２、前記第２レンズ群G２と前記第３レンズ群G３の間の間隔d_G２３、前記第３レンズ群G３と前記第４レンズ群G４の間の間隔d_G３４に関するものである。実施例に係るカメラモジュールは、多様な倍率で被写体に対する情報を獲得することができる。詳しくは、前記駆動部材は、前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３の位置を制御することができ、これにより前記カメラモジュールは、多様な倍率で動作することができる。例えば、図５～図７、表１及び表６を参照すると、前記光学系１０００を含むカメラモジュールは、第２倍率を有する前記第２モードで動作することができる。前記第２倍率は、約８倍率～約１１倍率であってもよい。詳しくは、前記第２倍率は、約９.６倍率であってもよい。前記第２モードで前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３のそれぞれは、第２位置と定義する箇所に位置することができる。前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３のそれぞれの初期位置が前記第２位置である場合、前記両レンズ群G２、G３は移動しなくてもよい。これと違うように、前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３のそれぞれの初期位置が前記第２位置と異なる場合、前記両レンズ群G２、G３は、前記駆動部材の駆動力によって前記第２位置に移動することができる。

【0178】

これにより、前記第１～第４レンズ群G４のそれぞれは、設定された間隔で配置される。例えば、前記第２レンズ群G２は、前記第１レンズ群G１と第１間隔d_G１２で、前記第３レンズ群G３は、前記第４レンズ群G４と第２間隔d_G３４で、前記第２レンズ群G２は、前記第３レンズ群G３と第３間隔d_G２３で離隔した領域に位置することができる。ここで、前記第１～第３間隔d_G１２、d_G３４、d_G２３は、光軸OAにおける前記レンズ群の間の間隔を意味することができる。

【0179】

前記第１モードの第１間隔d_G１２は、前記第２モードの第１間隔d_G１２より大きくてもよく、前記第１モードの第２間隔d_G３４は、前記第２モードの第２間隔d_G３４より小さくてもよい。また、前記第１モードの第３間隔d_G２３は、前記第２モードの第３間隔d_G２３より大きくてもよい。前記カメラモジュールが前記第２モードで動作する場合、前記光学系１０００は、前記第２位置におけるTTL(Total track length)値と定義する第２TTL(TTL_２)、BFL(Back focal length)値と定義する第２BFL(BFL_２)を有することができる。また、前記光学系１０００は、前記第２位置で第２有効焦点距離と定義する第２EFL(EFL_２)を有することができる。この時、前記第２EFL(EFL_２)は、前記第１EFL(EFL_１)より大きくてもよい。また、前記第２モードで前記カメラモジュールの画角(FOV)は、約１２度未満を有することができ、F-numberは、約６.５未満を有することができる。

【0180】

前記光学系１０００は、前記第２モードで図６及び図７のような優れる収差特性を有することができる。詳しくは、図６は、前記第２モード(第２倍率)で動作する光学系１０００の回折(Diffraction)MTF特性に対するグラフであり、また、図７は、収差特性に対するグラフである。図７の収差グラフにおいて左側から右側方向に球面収差(Longitudinal Spherical Aberration)、非点収差(Astigmatic Field Curves)、歪曲収差(Distortion)を測定したグラフである。図７で、Ｘ軸は焦点距離(mm)及び歪曲度(%)を表わし、Ｙ軸はイメージの高さ(height)を意味することができる。また、球面収差に対するグラフは、約４３５nm、約４８６nm、約５４６nm、約５８７nm、約６５６nm波長帯域の光に対するグラフであり、非点収差及び歪曲収差に対するグラフは、５４６nm波長帯域の光に対するグラフである。図７の収差度では、各曲線がＹ軸に近接するほど収差補正機能が良いと解釈することができるが、図７を参照すると、実施例に係る光学系１０００は、ほぼ大部分の領域で測定値がＹ軸に隣接していることがわかる。

【表7】

【0181】

表７は、前記第３倍率を有する第３モードに対する有効焦点距離EFL_３及び入射瞳の大きさEPD_３、前記第１レンズ群G１と前記第２レンズ群G２の間の間隔、前記第２レンズ群G２と前記第３レンズ群G３の間の間隔、前記第３レンズ群G３と前記第４レンズ群G４の間の間隔に関するものである。実施例に係るカメラモジュールは、多様な倍率で被写体に対する情報を獲得することができる。詳しくは、前記駆動部材は、前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３の位置を制御することができ、これにより前記カメラモジュールは、多様な倍率で動作することができる。例えば、図８～図１０、表１及び表７を参照すると、前記光学系１０００を含むカメラモジュールは、第３倍率を有する前記第３モードで動作することができる。前記第３倍率は、約５倍率～約８倍率であってもよい。詳しくは、前記第３倍率は、約７倍率であってもよい。前記第３モードで前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３のそれぞれは、第３位置と定義する箇所に位置することができる。前記第３位置は、前記第１及び第２位置の間の領域であってもよい。例えば、前記第２レンズ群G２の第３位置は、前記第２レンズ群G２の第１及び第２位置の間に位置することができ、前記第３レンズ群G３の第３位置は、前記第３レンズ群G３の第１及び第２位置の間に位置することができる。前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３のそれぞれの初期位置が前記第３位置である場合、前記両レンズ群G２、G３は移動しなくてもよい。これと違うように、前記第２レンズ群G２及び前記第３レンズ群G３のそれぞれの初期位置が前記第３位置と異なる場合、前記両レンズ群G２、G３は、前記駆動部材の駆動力によって前記第３位置に移動することができる。

【0182】

これにより、前記第１～第４レンズ群G４のそれぞれは、設定された間隔で配置される。例えば、前記第２レンズ群G２は、前記第１レンズ群G１と第１間隔d_G１２で、前記第３レンズ群G３は、前記第４レンズ群G４と第２間隔d_G３４で、前記第２レンズ群G２は、前記第３レンズ群G３と第３間隔d_G２３で離隔した領域に位置することができる。ここで、前記第１～第３間隔d_G１２、d_G３４、d_G２３は、光軸OAにおける前記レンズ群の間の間隔を意味することができる。前記第３モードの第１間隔d_G１２は、前記第１モードの第１間隔d_G１２より小さくてもよく、前記第２モードの第１間隔d_G１２より大きくてもよい。前記第３モードの第２間隔は、前記第１モードの第２間隔d_G３４より大きくてもよく、前記第２モードの第２間隔d_G３４より小さくてもよい。前記第３モードの第３間隔d_G２３は、前記第１モードの第３間隔d_G２３及び前記第２モードの第３間隔d_G２３より小さくてもよい。

【0183】

前記カメラモジュールが前記第３モードで動作する場合、前記光学系１０００は、前記第３位置におけるTTL(Total track length)値と定義する第３TTL(TTL_３)、BFL(Back focal length)値と定義する第３BFL(BFL_３)を有することができる。また、前記光学系１０００は、前記第３位置で第３有効焦点距離と定義する第３EFL(EFL_３)を有することができる。この時、前記第３EFL(EFL_２)は、前記第１EFL(EFL_１)より大きくてもよく、前記第２EFL(EFL_２)より小さくてもよい。また、前記第３モードで前記カメラモジュールの画角(FOV)は、約１７度未満を有することができ、F-numberは、約５未満を有することができる。

【0184】

前記光学系１０００は、前記第２モードで図９及び図１０のような優れる収差特性を有することができる。詳しくは、図９は、前記第３モード(第２倍率)で動作する光学系１０００の回折(Diffraction)MTF特性に対するグラフであり、また、図１０は収差特性に対するグラフである。図１０の収差グラフにおいて左側から右側方向に球面収差(Longitudinal Spherical Aberration)、非点収差(Astigmatic Field Curves)、歪曲収差(Distortion)を測定したグラフである。図７で、Ｘ軸は焦点距離(mm)及び歪曲度(%)を表わし、Ｙ軸はイメージの高さ(height)を意味することができる。また、球面収差に対するグラフは、約４３５nm、約４８６nm、約５４６nm、約５８７nm、約６５６nm波長帯域の光に対するグラフであり、非点収差及び歪曲収差に対するグラフは、５４６nm波長帯域の光に対するグラフである。図１０の収差度では、各曲線がＹ軸に近接するほど収差補正機能が良いと解釈することができるが、図１０を参照すると、実施例に係る光学系１０００は、ほぼ大部分の領域で測定値がＹ軸に隣接していることがわかる。実施例に係る光学系１０００は、多様なモードを含み、それぞれのモードと対応する倍率で被写体をズーム(zoom)して前記被写体に対するオートフォーカス(AF)機能を提供することができる。

【0185】

実施例に係る光学系１０００において物体と一番隣接した前記第１レンズ群G１は移動することなく固定された位置に配置される。よって、前記第１～第３TTL(TTL１、TTL２、TTL３)は、互いに同一値を有することができる。そして、前記光学系１０００において前記イメージセンサー３００と一番隣接した前記第４レンズ群G４は移動することなく固定された位置に配置される。よって、前記第１～第３BFL(BFL１、BFL２、BFL３)も互いに同一値を有することができる。前記光学系１０００は、固定群、移動群に含まれたレンズが非円形形状を有することができる。これにより、前記第１及び第４レンズ群G１、G４の間に前記第２及び第３レンズ群G２、G３が配置される空間を構造的に確保することができ、動作モードの変更時に前記第２及び第３レンズ群G２、G３の移動距離を著しく減らすことができる。詳しくは、前記動作モードの変更時に前記第２及び第３レンズ群G２、G３のそれぞれは、最大６mm以下の範囲内で移動することができ、消費電力特性を改善することができる。また、前記移動群のそれぞれの移動距離がTTLに比べて著しく減少して前記移動群の位置をより精密に制御することができる。

【表8】

【表9】

【0186】

表８は、実施例に係る光学系及びカメラモジュールで上述した数式の項目に対するものとして、複数のレンズ１００のそれぞれの焦点距離、複数のレンズ群G１、G２、G３、G４の全体長さ及び焦点距離、第２及び第３レンズ群G２、G３の移動距離に関するものである。表８を参照すると、前記第２及び第３レンズ群G２、G３が前記第１位置から前記第２位置に、または前記第２位置から前記第１位置に移動する場合、前記第３レンズ群G３の移動距離は、前記第２レンズ群G２の移動距離より大きくてもよい。また、表９は、実施例に係る光学系１０００及びカメラモジュールの数式１～数式３９に対する結果値に関するものである。表９を参照すると、実施例に係る光学系１０００及びカメラモジュールは、数式１～数式３９のうち少なくとも１つを満足することがわかる。詳しくは、実施例に係るカメラモジュールは、前記数式１～数式３９を全部満足することがわかる。これにより、実施例は、少なくとも１つのレンズ群を移動して多様な倍率を有し、多様な倍率を提供時に光学特性が優れる光学系を提供することができる。詳しくは、実施例は、設定された枚数、屈折力を有するレンズ群、設定された形状及び焦点距離、非円形形状等を有する複数のレンズ１００を有することができる。また、実施例は、移動するレンズ群の移動距離等を制御して多様な倍率で前記被写体に対するオートフォーカス(AF)機能を提供することができる。これにより、実施例は、１つのカメラモジュールを利用して多様な倍率で被写体を撮影することができ、それぞれの倍率で光学性能が低下することを防止することができる。

【0187】

図３、図４、図６、図７、図９及び図１０を参照すると、実施例に係る光学系１０００は、動作モードが変化しても光学特性の変化がほとんどないか、大きくないことがわかる。詳しくは、前記第２及び第３レンズ群G２、G３の位置変化により倍率が前記第１倍率～第２倍率範囲内で変化しても、MTF特性及び収差特性変化がほとんどないか、大きくないことがわかる。即ち、実施例に係る光学系１０００は、前記第１～第２倍率範囲内で倍率が変化しても優れる光学特性を維持することがわかる。実施例は、複数のレンズ群のうち一部レンズ群のみを移動させて有効焦点距離(EFL)を制御し、移動するレンズ群の移動距離を最小化することができる。例えば、実施例は、移動するレンズ群が６mm以下の移動距離を有することができる。詳しくは、前記第２及び第３レンズ群G２、G３が前記第１位置から前記第２位置に、または前記第２位置から前記第１位置に移動する場合、前記第２及び第３レンズ群G２、G３のそれぞれの移動距離は、６mm以下を有することができる。これにより、実施例に係る光学系１０００は、倍率変化時にレンズ群の移動距離を著しく減らすことができ、レンズ群の移動時に要求される電力消耗を最小化することができる。

【0188】

実施例に係る光学系１０００は、非円形レンズによる回折効果を最小化することができ、複数のレンズ群のそれぞれが収差特性を補正するか、移動によって変化する収差特性を相互補完することができる。これにより、実施例に係る光学系１０００は、倍率変化時に発生する色収差変化を最小化または防止することができる。実施例は、複数のレンズ群のうち被写体と隣接した第１レンズ群ではない他のレンズ群を移動させて倍率を調整することができる。これにより、前記光学系１０００は、倍率変化に応じたレンズ群の移動にも一定するTTL値を有することができる。よって、前記光学系１０００及びこれを含むカメラモジュールは、よりスリムな構造で提供される。

【0189】

図１１は、実施例に係るカメラモジュールが移動端末機に適用されたものを図示した図面である。

【0190】

図１１を参照すると、前記移動端末機１は、後面に提供されるカメラモジュール１０を含むことができる。前記カメラモジュール１０は、イメージ撮影機能を含むことができる。また、前記カメラモジュール１０は、自動焦点(Auto focus)、ズーム(zoom)機能及びOIS機能のうち少なくとも１つを含むことができる。前記カメラモジュール１０は、撮影モードまたはビデオ電話モードでイメージセンサー３００によって得られる静止映像イメージまたは動画の画像フレームを処理することができる。処理された画像フレームは、前記移動端末機１のディスプレイ部(不図示)に表示され、メモリー(不図示)に貯蔵される。また、図面には図示していないが、前記移動端末機１の前面にも前記カメラモジュールがさらに配置される。

【0191】

例えば、前記カメラモジュール１０は、第１カメラモジュール１０A及び第２カメラモジュール１０Bを含むことができる。この時、前記第１カメラモジュール１０A及び前記第２カメラモジュール１０Bのうち少なくとも１つは、上述した光学系１０００及び前記光学系１０００に含まれた少なくとも１つのレンズ群、例えば第２及び第３レンズ群G２、G３の位置を制御する駆動部材を含むことができる。これにより、前記カメラモジュール１０は、スリムな構造を有することができ、多様な倍率で被写体を撮影することができる。

【0192】

前記移動端末機１は、自動焦点装置３１をさらに含むことができる。前記自動焦点装置３１は、レーザーを利用した自動焦点機能を含むことができる。前記自動焦点装置３１は、前記カメラモジュール１０のイメージを利用した自動焦点機能が低下する条件、例えば１０m以下の近接または暗い環境で主に使用される。前記自動焦点装置３１は、VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)半導体素子を含む発光部と、フォトダイオードのような光エネルギーを電気エネルギーに変換する受光部を含むことができる。

【0193】

前記移動端末機１は、フラッシュモジュール３３をさらに含むことができる。前記フラッシュモジュール３３は、内部に光を発光する発光素子を含むことができる。前記フラッシュモジュール３３は、可視光波長帯域の光を放出することができる。例えば、前記フラッシュモジュール３３は、白色(white)光または白色と類似する色の光を放出することができる。しかし、実施例はこれに制限さらず、前記フラッシュモジュール３３は多様な色の光を放出することができる。前記フラッシュモジュール３３は、移動端末機のカメラ作動またはユーザの制御によって作動することができる。

【0194】

以上の実施例で説明された特徴、構造、効果等は、本発明の少なくとも１つの実施例に含まれ、必ず１つの実施例に限定されるものではない。また、各実施例に例示された特徴、構造、効果等は、実施例が属する分野で通常の知識を有する者によって、他の実施例に対して組合せまたは変形して実施可能である。よって、そのような組合せと変形に係る内容は、本発明の範囲に含まれると解釈されるべきである。以上では実施例を中心に説明したが、これは単なる例示であり、本発明を限定するものではなく、本発明が属する分野で通常の知識を有した者であれば、本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲内で、以上で例示されていない多様な変形と応用が可能である。例えば、実施例に具体的に提示された各構成要素は、変形して実施することができる。そして、そのような変形と応用に係る差異点は、添付される請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれると解釈されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【手続補正書】

【提出日】2023-12-28

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

物体側からセンサー側方向に光軸に沿って配置され、少なくとも１つのレンズをそれぞれ含む第１～第４レンズ群を含み、
前記第１レンズ群は、前記第４レンズ群と反対となる屈折力を有し、
前記第２レンズ群は、前記第３レンズ群と反対となる屈折力を有し、
前記第１及び第４レンズ群は、固定され、前記第２及び第３レンズ群は、前記光軸方向に移動し、
前記第１及び第４レンズ群のそれぞれは、少なくとも１つの非円形形状のレンズを含み、
前記非円形レンズは、０.７より大きい非円形率(CH/CA)を有し、
前記非円形率は、前記非円形レンズの物体側面及びセンサー側面のうち有効径(Clear aperture、CA)の大きさが大きいレンズ面の最小有効径の大きさ(Clear height、CH)と最大有効径の大きさCAの比率であり、
前記第１レンズ群に含まれた少なくとも１つのレンズの非円形率は、前記第４レンズ群に含まれた少なくとも１つのレンズの非円形率より大きい、光学系。

【請求項2】

前記第１レンズ群は、前記物体側から前記センサー側方向に前記光軸に沿って順次配置される第１～第３レンズを含み、
前記第２レンズ群は、前記物体側から前記センサー側方向に前記光軸に沿って順次配置される第４及び第５レンズを含み、
前記第３レンズ群は、前記物体側から前記センサー側方向に前記光軸に沿って順次配置される第６及び第７レンズを含み、
前記第４レンズ群は、第８レンズを含む、請求項１に記載の光学系。

【請求項3】

前記第４及び第５レンズは、非円形率が１である円形レンズである、請求項２に記載の光学系。

【請求項4】

前記第１及び第２レンズは、非円形レンズであり、
前記第１レンズの非円形率は、前記第２レンズの非円形率より小さい、請求項２に記載の光学系。

【請求項5】

前記第３レンズは、非円形率が１である円形レンズである、請求項４に記載の光学系。

【請求項6】

前記第３レンズ群は、少なくとも１つの非円形形状のレンズを含む、請求項２に記載の光学系。

【請求項7】

前記第６及び第７レンズは、非円形レンズであり、
前記第６レンズの非円形率は、前記第７レンズの非円形率より大きい、請求項６に記載の光学系。

【請求項8】

前記第１レンズは、正の屈折力を有し、
前記第１レンズの物体側面は、凸状を有する、請求項２から７のいずれか一項に記載の光学系。

【請求項9】

物体側からセンサー側方向に光軸に沿って配置され、少なくとも１つのレンズをそれぞれ含む第１～第４レンズ群を含み、
前記第１レンズ群は、前記第４レンズ群と反対となる屈折力を有し、
前記第２レンズ群は、前記第３レンズ群と反対となる屈折力を有し、
前記第１及び第４レンズ群は、固定され、前記第２及び第３レンズ群は、前記光軸方向に移動し、
前記第１及び第４レンズ群のそれぞれは、少なくとも１つの非円形形状のレンズを含み、
前記第２レンズ群に含まれた少なくとも１つのレンズの非円形率は、前記第１及び第４レンズ群のそれぞれに含まれた非円形レンズの非円形率より大きく、
前記第１レンズ群に含まれた少なくとも１つのレンズの非円形率は、前記第４レンズ群に含まれた少なくとも１つのレンズの非円形率より大きく、
前記非円形率は、前記非円形レンズの物体側面及びセンサー側面のうち有効径(Clear aperture、CA)の大きさが大きいレンズ面の最小有効径の大きさ(Clear height、CH)と最大有効径の大きさ(CA)の比率であり、
前記第２及び第３レンズ群が第１位置に位置する場合、第１倍率を有し、前記第１位置と異なる第２位置に位置する場合、第２倍率を有し、
前記第２倍率は、前記第１倍率より大きい、光学系。

【請求項10】

前記第２及び第３レンズ群が前記第１位置に位置する場合、第１有効焦点距離(Effective Focal Length、EFL)を有し、前記第２位置に位置する場合、前記第１有効焦点距離より大きい第２有効焦点距離を有する、請求項９に記載の光学系。

【請求項11】

m_G２は、前記第２レンズ群が前記第１位置から前記第２位置に、または前記第２位置から前記第１位置に移動する場合の移動距離であり、
TTL(Total track length)は、前記第１レンズ群において物体と一番隣接したレンズの物体側面から前記センサーの上面までの光軸における距離であり、
数式：０.０５<m_G２/TTL<０.５を満足する、請求項１０に記載の光学系。

【請求項12】

m_G３は、前記第３レンズ群が前記第１位置から前記第２位置に、または前記第２位置から前記第１位置に移動する場合の移動距離であり、
TTL(Total track length)は、前記第１レンズ群において物体と一番隣接したレンズの物体側面から前記センサーの上面までの光軸における距離であり、
数式：０.０５<m_G３/TTL<０.５を満足する、請求項１０または１１に記載の光学系。

【請求項13】

前記第２及び第３レンズ群が前記第１位置から前記第２位置に、または前記第２位置から前記第１位置に移動する場合、前記第３レンズ群の移動距離は、前記第２レンズ群の移動距離より大きい、請求項１０または１１に記載の光学系。

【請求項14】

前記第２及び第３レンズ群が前記第１位置から前記第２位置に、または前記第２位置から前記第１位置に移動する場合、前記第２及び第３レンズ群のそれぞれの移動距離は、６mm以下である、請求項１３に記載の光学系。

【請求項15】

光学系及び駆動部材を含み、
前記光学系は、請求項１または９に記載の光学系を含み、
前記駆動部材は、前記第２及び第３レンズ群の位置を制御する、カメラモジュール。

【国際調査報告】