KR20070009483A - 디지털 이미지 획득용 콤팩트 렌즈 및 이미지 획득 장치 - Google Patents

디지털 이미지 획득용 콤팩트 렌즈 및 이미지 획득 장치 Download PDF

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KR20070009483A
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Abstract

본 발명은 고정 초점 거리 또는 가변 초점 거리를 갖는 디지털 이미지 획득용 콤팩트 렌즈에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 렌즈의 굴절성 광학 소자 또는 렌즈의 광 입사측에 있는 소자 그룹의 굴절성 광학 소자는, 제1 굴절률을 갖는 유리 또는 광 세라믹의 제1 렌즈 소자와 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률을 갖는 플라스틱의 제2 렌즈 소자를 구비한 복합 렌즈로서 구비되며, 제1 렌즈 소자는 제2 렌즈 소자 전방의 빔 경로와 렌즈의 광 입사측에 배치된다. 렌즈는 또한 적어도 하나의 회절성 광학 소자를 포함한다. 콤팩트 렌즈에 의하면, 영상 오류가 간단한 수단에 의해 최소화될 수 있다. 투명 덮개에 또는 투명 덮개 상에 직접 구비된 회절성 광학 소자는 바람직하게는 탐지기 배열부를 덮도록 형성되거나 구비된다.
본 발명은 또한 이러한 렌즈를 구비한 디지털 이미지 획득 장치에 관한 것이다.
콤팩트 렌즈, 이미지 획득 장치

Description

디지털 이미지 획득용 콤팩트 렌즈 및 이미지 획득 장치{COMPACT LENS FOR DIGITAL IMAGE ACQUISITION AND IMAGE ACQUISITION DEVICE}
본 발명을 첨부 도면들을 참고하여 실시예들을 중심으로 설명하며, 이로부터 본 발명의 여타 이점들, 특징들 및 목적들을 명확하게 파악할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 렌즈를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 렌즈를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 렌즈의 격자 비틀림을 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 렌즈의 다양한 광학 특성들을 도시한 도면들이다.
도 8은 렌즈의 반경부에 적용된 본 발명에 따른 렌즈의 투과율을 도시한 도면이다.
도 9 내지 도 11은 도 5 내지 도 7에 대응하는 도면들로서, 광학 렌즈가 도 5 내지 도 7에 따른 렌즈의 광학 렌즈에 따라 제조되나 본 발명에 따른 회절성 광학 렌즈를 포함하지 않는 종래 렌즈의 다양한 광학 특성들을 도시한 도면들이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명에 따른 카메라 광학 기기를 구비한 휴대 전화의 평면도 및 측면도이다.
도 13은 회절성 광학 소자를 구비하지 않는 종래 콤팩트 줌 렌즈를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 14 및 도 15는 도 13의 줌 렌즈의 광학 특성들을 도시한 도면들이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 콤팩트 줌 렌즈의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 17 및 도 18은 도 16의 줌 렌즈의 광학 특성들을 도시한 도면들이다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고정 초점 거리를 갖는 콤팩트 렌즈를 도시한 도면이다.
모든 도면에서 동일 도면 부호는 동일하거나 동등한 소자 또는 소자 그룹을 나타낸다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 렌즈 2: 렌즈
3: 렌즈 5: 회절성 광학 소자
6: 회절성 광학 소자 8: 렌즈 중간 공간
9: 렌즈 중간 공간 10: 렌즈(1)의 전면
11: 렌즈(1)의 배면 13: 렌즈(2)의 배면
15: 렌즈(3)의 전면 16: 렌즈(3)의 배면
20: 투명 덮개 21: 탐지기 배열부
22: 하우징 30: 휴대 전화
31: 하부 32: 상부
33: 키패드 34: 선택 스위치
35: 표시 장치 36: 렌즈
본 발명은 일반적으로 디지털 이미지 획득용 장치 및 렌즈에 관한 것으로, 특히 예를 들어 휴대 전화 또는 개인 휴대용 정보 단말기(PDA)와 같은 이동 정보 기술 장치뿐만 아니라 이러한 렌즈를 구비한 특히 데이터 단말기와 같은 이동 정보 기술 장치의 콤팩트 렌즈로서, 고정 초점 거리 또는 가변 초점 거리를 갖는 디지털 이미지 획득용 콤팩트 렌즈에 관한 것이다.
디지털 이미지 획득을 위해서, 콤팩트 렌즈, 즉 비교적 전장(overall length)이 짧은 렌즈의 필요성이 점차 증가되고 있다. 콤팩트 렌즈는 특히 가능한 한 평탄한 형상이 요구되는 장치, 예를 들어 개인 휴대용 정보 단말기 또는 휴대 전화와 같은 데이터 단말기의 디지털 이미지 획득 장치에 적용된다. 마이크로 전자 장치에서의 집적도(integration density)가 증가함에 따라, 극히 작은 표면에 수백만 개의 이미지 획득 소자들을 구비한, 예를 들어 전하 결합 소자(CCD) 이미지 센서 또는 상보형 금속 산화막 반도체(CMOS) 이미지 센서와 같은 현재의 디지털 이미지 획득 칩들을 이용할 수 있으며, 이에 의하여 미래에는 전술한 이동 데이터 단말기들과 같은 비교적 평탄한 휴대 장치의 소망하는 높은 이미지 해상도를 얻을 수 있다. 따라서, 초고해상도를 가능하게 하고 가능한 한 경제적으로 제조될 수 있는 짧은 전장을 구비한 콤팩트 렌즈에 대한 수요가 점차 증가하고 있다.
이미지 광학 소자로서 효율적인 비용으로 제조될 수 있는 렌즈가, 아날로그 단일 렌즈 카메라, 특히 일회용 카메라 분야에 공지되어 있다. 예를 들어 미국 특허 공보 제5,581,405호에는 볼록 렌즈 표면으로 형성된 굴절성 기초 소자를 구비한 색지움 복합 렌즈(achromatic hybrid lens)를 개시하고 있으며, 이러한 렌즈의 일 렌즈 표면에는 렌즈의 프레스 성형, 플라스틱의 사출 성형 또는 일 렌즈 표면의 재가공에 의해서 형성될 수 있는 회절성 구조체(diffractive structure)가 있다.
유럽 공개 특허 공보 제1 193 512 A2호는 또 다른 회절성 광학 소자 및 그로부터 제공되는 광학 시스템을 개시하고 있다.
미국 특허 공보 제6,157,494호 및 미국 공개 특허 공보 제2005/0068637호는, 색수차(chromatic aberration)를 보정하기 위해 회절성 광학 소자를 구비하는 콤팩트 줌 렌즈(compact zoom lens)를 개시하고 있다. 이러한 콤팩트 줌 렌즈는 비교적 복잡한 구조를 가지고 있으므로, 디지털 이미지 획득용 콤팩트 렌즈, 특히 예를 들어 데이터 단말기와 같은 이동 기기의 디지털 이미지 획득용 콤팩트 렌즈로서는 적합하지 않다.
플라스틱의 사출 성형에 의해 제조된 4개의 렌즈를 포함하고, 색수차에 적절하게 영향을 주기 위해 렌즈 중 한 렌즈의 일 표면에 회절성 구조체가 형성되며, 고정 초점 거리를 갖는 디지털 카메라용 콤팩트 렌즈가 미국 특허 공보 제6,072,634호에 개시되어 있다. 회절성 렌즈 표면은 렌즈에 구비된 개구에 근접하게 배치된다. 단일 렌즈의 정확한 정렬을 위해서, 단일 렌즈에는 정렬 플랜지로서 작 용하는 주변 구조체가 구비되며, 이러한 정렬 플랜지는 구조체를 비틀어서 성형되는데, 이는 상대적으로 복잡하고 비용이 많이 소요된다.
본 발명의 목적은, 고정 초점 거리 또는 가변 초점 거리를 갖는 디지털 이미지 획득용 렌즈가 콤팩트 구조를 구비하면서 경제적이고 용이하게 제조될 수 있도록 하고, 이러한 렌즈가 예를 들어 디지털 카메라, 휴대 전화, 특히 개인 휴대용 정보 단말기인 이동 데이터 단말기와 같은 이동 기기에서 디지털 이미지를 획득할 수 있도록 또는 예를 들어 갓길 탐지, 사람이나 장애물 탐지 또는 후진시의 이미지 획득용 렌즈에 대한 차량 분야에서 디지털 이미지를 획득할 수 있도록 고해상도 이미지가 형성되도록 하는 것이다. 본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 이러한 렌즈를 적어도 하나 구비하는 디지털 이미지 획득 장치를 활용가능하게 된다.
본 발명의 제1 태양에 따르면, 본 발명은 고정 초점 거리를 갖는 디지털 이미지 획득용 콤팩트 렌즈에 관한 것으로, 이러한 콤팩트 렌즈는 입사광(incident light)을 탐지기 배열부(detector array)로 조사하기 위해 2개 또는 3개, 바람직하게는 2개의 굴절성 광학 소자와 적어도 하나의 회절성 광학 소자를 포함한다. 본 발명 따른 렌즈는, 제1 굴절률을 갖는 유리 또는 광 세라믹의 제1 렌즈 소자와 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률을 갖는 플라스틱의 제2 렌즈 소자를 구비한 복합 렌즈(compound lens) 또는 하이브리드 렌즈(hybrid lens)로서 영상 굴절성 광학 소자가 구비되고, 제1 렌즈 소자가 제2 렌즈 소자 전방의 빔 경로와 렌즈의 광 입사측 에 배치되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 입사광이 렌즈의 광 입사측에서 비교적 강하게 굴절되고, 이로 인해 렌즈의 전장이 크게 줄어들고 렌즈의 영상 오류가 상당히 줄어든다. 이러한 복합 렌즈 또는 하이브리드 렌즈의 경우에, 바람직하게는 2개의 렌즈 소자들이 재료 접합(material bonding)에 의하여 서로 연결되어 하나의 렌즈로 제공되며, 예를 들어 플라스틱 렌즈들의 사출 성형이나 유리 렌즈들의 프레싱 가공에 의해서 형성된다. 재료 접합 연결은 바람직하게는 접합(bonding)에 의하여 이루어지지만 접착(gluing)이나 유리 접합에 의하여 이루어질 수도 있다.
본 발명의 또 다른 태양은 가변 초점 거리를 갖는 디지털 이미지 획득용 콤팩트 줌(zoom) 렌즈에 관한 것으로, 이러한 콤팩트 줌 렌즈는 입사광을 탐지기 배열부로 조사하기 위해 적어도 2개의 영상 광학 소자 그룹과 적어도 하나의 회절성 광학 소자를 구비한다. 본 발명에 따른 줌 렌즈는, 렌즈의 광 입사측에 있는 소자 그룹의 굴절성 소자가, 제1 굴절률을 갖는 유리 또는 광 세라믹의 제1 렌즈 소자와 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률을 갖는 플라스틱의 제2 렌즈 소자를 구비한 복합 렌즈로서 형성되고, 제1 렌즈 소자가 제2 렌즈 소자 전방의 빔 경로와 렌즈의 광 입사측에 배치되는 것을 특징으로 한다. 이에 의하면, 입사광은 렌즈의 광 입사측에서 비교적 크게 굴절되며, 이로 인해 렌즈의 전장이 크게 줄어들고 렌즈의 영상 오류가 상당히 줄어든다. 이러한 복합 렌즈 또는 하이브리드 렌즈의 경우에, 바람직하게는 2개의 렌즈 소자는 재료 접합에 의하여 서로 연결되어 하나의 렌즈로서 제공되며, 예를 들어 플라스틱 렌즈들의 사출 성형이나 유리 렌즈들의 프레싱 가공에 의해서 형성된다. 재료 접합 연결은 바람직하게는 접합에 의하여 수행되지만, 접착 또는 유리 접합에 의하여 행해질 수도 있다.
바람직한 콤팩트 렌즈를 형성시키기 위한 적합한 재료 조합으로는, 제1 굴절률을 갖는 재료로서 n > 1.6인 굴절률을 갖는 유리를 들 수 있다. 예를 들어 낮은 유리 전이 온도(Tg)를 갖는 적합한 유리로는, 예를 들어 쇼트(Schott)사의 N-LASF47, 수미타(Sumita)사의 K-VC89 또는 오하라(OHARA)사의 S-LAH79을 들 수 있으며, 또 다른 광학 유리로는, 예를 들어 쇼트(Schott)사의 N-SF6, N-SF66 또는 LASF35을 들 수 있다. 제2 굴절률을 갖는 재료로서, 플라스틱이 n < 1.6인 굴절률을 구비한다. 이러한 플라스틱은, 특히 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA: polymethylmethacrylate), 폴리카보네이트(PC: polycarbonate), 폴리메틸메타크릴이미드(PMMI: polymethylmethacrylimide), 폴리스티렌(PS: polystyrene), 폴리(스티렌 아크릴로니트릴 공중합체)(SAN: polystyrene co acrylonitrile), 시클로올레핀 공중합체(COC: cycloolefin copolymer), 시클로올레핀 중합체(COP: cycloolefin polymer), 메틸펜텐 공중합체(PMP: methylpentene copolymer), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: polyethylene terephthalate), 폴리우레탄, 지방족 폴리우레탄 및 실리콘을 포함하는 플라스틱 그룹으로부터 선정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 적어도 하나의 회절성 광학 소자가 굴절성 광학 소자에 구비된다. 바람직하게는, 이러한 굴절성 광학 소자는 2개의 재료가 접합되어 서로 연결된 단일 렌즈들을 포함하는 광학 렌즈이거나, 복합 렌즈 또는 하이브리드 렌즈이다. 본 발명에 따르면, 단지 2개 또는 3개의 굴절성 광학 소자, 특히 렌즈가 구비되므로, 본 발명에 따른 렌즈는 다른 렌즈들과 비교하면 매우 짧 은 전장을 구비하도록 제조될 수 있으며, 그 결과 구조 체적이 실질적으로 감소한다. 이로 인해, 본 발명에 의하면 추가적으로 상당한 비용이 절약될 수 있다. 이와 동시에, 영상 오류는 적어도 하나의 회절성 소자에 의하여 효과적으로 보정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 적어도 하나의 회절성 광학 소자는 탐지기 배열부의 투명 덮개 상에 또는 투명 덮개에 형성되거나 직접 구비될 수 있다. 이에 의하여, 탐지기 배열부에 조사된 광선은 탐지기 배열부의 전방에서 직접 보다 적절하게 보정될 수 있으며, 이는 예를 들어 화질, 명암 및 신호 강도와 같은 렌즈의 중요한 특성을 추가로 증가시키는데, 왜냐하면 종래의 탐지기 배열부, 특히 전하 결합 소자 칩 또는 상보형 금속 산화막 반도체 칩의 감광도(light sensitivity)가 일반적으로 입사광의 입사각에 상당히 의존하기 때문이다. 감광도가 높아짐에 따라 렌즈의 전장이 줄어들 수 있다.
특히, 비교적 작은 직경을 갖는 렌즈가 본 발명에 따라 형성될 수 있으며, 렌즈의 f값(f-number)이 동일할 경우 렌즈의 길이를 추가로 감소시킬 수 있다. 회절성 광학 소자를 투명 덮개의 전방이나 투명 덮개 상에 직접 배치하거나 형성시키는 것은 렌즈의 색수차를 보다 효율적으로 보정하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 회절성 광학 소자가 투명 덮개와 통합되게 제조된다. 이는, 예를 들어 투명 덮개 내에 또는 투명 덮개에 있는 위상 능동 구조체(phase-active structure) 등으로부터 회절성 격자, 프레넬 영역(Fresnel zone)을 형성시킴으로써 행해질 수 있다. 회절성 광학 구조체는 스탬핑, 특히 열간 스탬핑에 의하거나, 투명 덮개 표면의 적절한 열간 성형에 의하거나, 습식 화학 에칭(WCE : wet chemical etching), 반응성 이온 에칭(RIE : reactive ion etching), 이온빔 에칭(IBE : ion beam etching), 화학적 이온빔 에칭(CAIBE : chemically assisted ion beam etching)을 포함하는 에칭과 같은 표면 구조화 공정에 의하거나, 레이저 박리 공정[자외선 레이저(UV laser), 펨토초 레이저(femto-seconf laser)]에 의하거나, 부가적인 증착 공정에 의하여 행해질 수 있다. 또 다른 태양에 따르면, 플라스틱 또는 유리 필름이 투명 덮개에 부착될 수 있으며, 회절성 광학 소자를 형성시키기 위하여 스탬핑, 특히 열간 스탬핑에 의해서나, 다른 적절한 열간 성형에 의해서 추가로 구조화된다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 복합 렌즈의 2개의 렌즈 소자는 단일 렌즈들로 제조되고 재료 접합에 의하여 상호 연결된다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 렌즈의 전장(L)이 렌즈의 초점 길이(f) 이하이다(L≤f). 따라서, 본 발명에 따른 렌즈는 고정 초점 거리를 갖는 콤팩트 렌즈를 위한 종래의 설계 한계치 아래에 있다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 2개의 회절성 광학 소자가 2개의 인접한 광학 소자의 대향된 경계면(계면)에 또는 경계면 상에 제공되거나 형성되며, 이러한 회절성 광학 소자 중 하나의 광학 소자는 굴절성 광학 소자이다.
본 발명에 또 다른 태양에 따르면, 2개의 회절성 광학 소자가 2개의 인접한 광학 소자의 서로 반대쪽을 향하는 경계면에 또는 경계면 상에 제공되며, 하나의 광학 소자는 굴절성 광학 소자이다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 렌즈의 2개의 회절성 광학 소자는 동일한 굴절률을 갖는 재료로 제조되며, 2개의 인접한 광학 소자 사이의 중간 공간은 2개의 회절성 광학 소자의 굴절률 및 2개의 인접한 광학 소자의 굴절률과 다른, 특히 그보다 작은 굴절률과 아베 계수(Abbe coefficient)를 갖는 투명 충진 재료로 채워진다. 본 발명에 따르면, 투명 충진 재료는, 렌즈의 영상 특성, 특히 색수차 및 색 회절 효율(chromatic diffraction efficiency)에 적절하게 영향을 주는 또 다른 변수로서 활용 가능하다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 투명 충진 재료의 굴절률과 아베 계수는, 2개의 회절성 광학 소자의 광 회절성과 조사할 광의 파장 사이의 관계가 일정하게 되도록 선정된다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 중간 공간 내의 충진 재료는, 투명 충진 재료가 상대적으로 강하게 분산되도록 하기 위하여 아베 계수가 회절성 광학 소자 재료의 아베 계수보다 작은 플라스틱 또는 중합체이다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 회절성 광학 소자가 플라스틱으로 제조된다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 회절성 광학 소자가 플라스틱으로 제조되며, 이러한 플라스틱은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴이미드(PMMI), 폴리스티렌(PS), 폴리(스티렌 아크릴로니트릴 공중합체)(SAN), 시클로올레핀 공중합체(COC), 시클로올레핀 중합체(COP), 메틸펜텐 공중합체(PMP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리우레탄, 지방족 폴리우레탄 및 실리콘을 포함하는 그룹에서 선정될 수 있으며, 중간 공간은 전술한 그룹에서 선정된 다른 플라스틱 또는 중합체로 채워진다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 회절성 광학 소자가 낮은 처리 온도(Tg)를 갖는 유리로 제조되며, 이러한 처리 온도(Tg)는 바람직하게는 Tg < 1000℃이고, 특히 바람직하게는 Tg < 700℃이다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 회절성 광학 소자가 낮은 처리 온도(Tg)를 갖는 유리로 형성되며, 이러한 유리는, 예를 들어 쇼트(Schott)사의 N-LASF47, 수미타(Sumita)사의 K-VC89 또는 오하라(OHARA)사의 S-LAH79이고, 다른 광학 유리는, 예를 들어 쇼트(Schott)사의 N-SF6, N-SF66 또는 LASF35를 포함하는 그룹에서 선정되며, 중간 공간은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴이미드(PMMI), 폴리스티렌(PS), 폴리(스티렌 아크릴로니트릴 공중합체)(SAN), 시클로올레핀 공중합체(COC), 시클로올레핀 중합체(COP), 메틸펜텐 공중합체(PMP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리우레탄, 지방족 폴리우레탄 및 실리콘을 포함하는 그룹으로부터 선정된 플라스틱 또는 중합체로 채워진다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 회절성 광학 소자는 최대 높이(H)가 식 H ≤ Nλ/△n으로 제시되는 회절성 상승 영역으로부터 형성되며, 여기서 λ는 조사할 광의 최소 파장을 나타내고, △n은 회절성 광학 소자의 재료의 굴절률과 충진 재료의 굴절률 사이의 차이의 절대값을 나타내며, N은 1 내지 20 사이의 정수이다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 회절성 광학 소자는 열간 성형, 특히 열간 스탬핑에 의하거나, 습식 화학 에칭(WCE), 반응성 이온 에칭(RIE), 이온빔 에 칭(IBE), 화학적 이온빔 에칭(CAIBE)을 포함하는 에칭과 같은 다른 표면 구조화 공정에 의하거나, 레이저 박리 공정(자외선 레이저, 펨토초 레이저)에 의하거나, 광학 렌즈 또는 광학 소자의 표면의 부가적인 증착 공정에 의하여 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 태양은, 전술한 바와 같이 렌즈를 구비하고 디지털 이미지 획득용 탐지기 배열부 형태의 강체 탐지기를 구비한 디지털 이미지 획득 장치, 특히 휴대 전화 카메라에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 콤팩트 렌즈의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1에 따르면, 렌즈는, 물체 평면으로부터 탐지기 배열부의 이미지 평면으로의 빔 경로 방향으로 볼 때 평철 렌즈(plano-convex lens)로 제공된 제1 렌즈(1)와, 평요 렌즈(plano-concave lens)로 제공된 제2 렌즈(2)와, 평철 렌즈로 제공된 제3 렌즈(3)와, 디스크 형상의 회절성 광학 소자(이하에서 DOE로 언급)(6)를 포함한다. 회절성 광학 소자(6)는, 하우징(22) 내에 수용된 탐지기 배열부(21)를 위하여 광학적 보호물 및 기계적 보호물의 역할을 하는 투명 덮개(20)의 바로 앞에 배치되고, 예를 들어 유리 또는 플라스틱 디스크를 포함한다. 투명 덮개(20)는, 예를 들어 가시광선 파장 영역(대략 400 내지 700nm의 파장)의 외부 파장 영역, 특히 적외선(파장 > 700nm)의 파장 영역을 여과하기 위하여 여과기(filter)를 구비할 수 있다. 모든 광학 소자는 공지된 방식대로 렌즈의 투과율을 증가시키기 위한 반사 방지 코팅(anti-reflection coating)을 구비할 수 있다. 본 기술 분야의 당업자라면 추가적인 설명없이도 명확하게 알 수 있는 바와 같이, 투명 덮개(20)를 포함하는 하우징(22)의 높이는, 이미지 획득 장치를 가능한 한 콤팩트하게 만들기 위하여 비교적 작으며, 대략 1mm이거나 그보다 작다.
도 1에 따르면, 제1 렌즈(1)가, 볼록한 전방 측면(10)과, 제2 렌즈(2)의 평탄한 전방 측면과 맞닿아 있는 평탄한 후방 측면(11)을 구비하며, 제2 렌즈는 오목한 곡형의 후방 측면(13)을 구비한다. 도 1에 따르면, 2개의 렌즈(1, 2)들은, 제1 굴절률을 가진 재료로 형성된 제1 렌즈 소자(1)와, 제1 굴절률보다 낮은 제2 굴절률을 가진 재료로 형성된 제2 렌즈 소자(2)를 구비한 복합 렌즈를 형성하기 위하여 서로 연결된다. 이러한 방법에 의하여, 회절성 렌즈 소자(1)의 전방 측면(10)의 입사광이 상대적으로 크게 굴절되고, 이로 인해 본 발명에 따른 렌즈의 전장이 효과적으로 줄어든다. 원칙적으로, 2개의 렌즈(1, 2)들은 접착에 의하여 서로 연결될 수 있다. 렌즈 소자들을 단일 렌즈들로서 접합하여 연결시켜 복합 렌즈로 형성시키는 것이 특히 바람직한 것으로 판명되었다.
제1 렌즈 소자(1)용으로 유리를 사용하는 것과 제2 렌즈 소자(2)용으로 플라스틱을 사용하는 것이 바람직하다고 입증되었다. 따라서, 제2 렌즈 소자(2)는, 플라스틱을 평철 렌즈 기초 소자의 평탄한 후방 측면 상으로 간단히 성형, 특히 사출 성형하여 플라스틱을 연화 온도 또는 제1 렌즈 소자의 유리의 유리 전이 온도(Tg) 이하에서 스탬핑함으로써 제조될 수 있으며, 이에 의해 제조 비용이 감소된다. 또한, 제1 렌즈 소자는 안정된 비민감성 렌즈 표면을 구비할 수 있으며, 렌즈의 렌즈 입구 표면은 특히 비교적 내긁힘성이 있고 오염 물질을 거의 부착하지 않으므로, 렌즈의 전방에 보호 투명 덮개가 없는 기기에 적용할 수 있는 이점을 갖는다.
제1 렌즈 소자(1) 및 제2 렌즈 소자(2)로 제조된 복합 렌즈용 렌즈의 전장이 작게 되도록 하기 위해, 상대적으로 굴절률이 높은 유리 타입 또는 광 세라믹과, 낮은 굴절률의 플라스틱을 조합하는 것이 특히 바람직한 것으로 판명되었다. 예를 들면, 제1 렌즈 소자(1)의 재료와 제2 렌즈 소자(2)의 재료의 조합으로서 다음의 것들을 들 수 있다. 제1 굴절률을 갖는 재료는 낮은 유리 전이 온도(Tg)를 갖는 유리가 될 수 있으며, 이러한 유리는, 예를 들어 쇼트(Schott)사의 N-LASF47, 수미타(Sumita)사의 K-VC89 또는 오하라(OHARA)사의 S-LAH79와 같이 낮은 유리 전이 온도(Tg)를 갖는 유리이거나, 예를 들어 쇼트(Schott)사의 N-SF6, N-SF66 또는 LASF35와 같은 다른 광학 유리이거나, 예를 들어 무라타(Murata)사의 루미세라(Lumicera)와 같은 광학 세라믹을 포함하는 그룹으로부터 선정되고, 제2 굴절률을 갖는 재료는, 예를 들어 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴이미드(PMMI), 폴리스티렌(PS), 폴리(스티렌 아크릴로니트릴 공중합체)(SAN), 시클로올레핀 공중합체(COC), 시클로올레핀 중합체(COP), 메틸펜텐 공중합체(PMP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리우레탄, 지방족 폴리우레탄 및 실리콘을 포함하는 그룹으로부터 선정된 플라스틱일 수 있다.
도 1에 따르면, 평철 렌즈(3)가 평탄한 전방 측면(15)과, 볼록하게 만곡된 후방 측면(16)을 구비하고 바람직하게는 유리로 제조되지만, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 플라스틱으로 제조될 수도 있다.
콤팩트 렌즈를 형성시키기 위해서 렌즈들 사이의 중간 공간(8, 9)이 최소가 되도록 한다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 중간 공간(8, 9) 중 적어도 하나는 플라스틱 또는 중합체로 채워진다. 이러한 "충진 재료"의 분산 특성은 바람직 하게는 렌즈의 광학 이미지 특성에 추가로 영향을 줄 수 있다. 충진 재료의 분산은, 이하에서 상세히 설명하는 바와 같이, 렌즈 내에 제공된 적어도 하나의 회절성 광학 소자(도 1의 도면 부호 6)의 파장에 대한 종속성을 추가로 강화하거나 적어도 부분적으로 보상한다. 따라서, 충진 재료를 선택함에 있어 광학 이미지 특성에 영향을 주고 렌즈의 전장을 줄이기 위하여 본 발명에 따른 추가 변수를 이용한다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 렌즈의 단면을 도시한 도면이다. 도 2에 따르면, 제2 렌즈(3)는 오목하게 만곡된 전방 측면(15)과, 평탄한 후방 측면을 구비한 평요 렌즈로서 제조된다. 도 2에 따르면, 회절성 광학 소자(5)가 제3 렌즈(3)의 후방 측면 상에 또는 후방 측면에 형성되거나 제공된다. 도 2에 따르면, 추가적인 회절성 광학 소자가 투명 덮개(20)의 후방 측면에 직접 또는 후방 측면 상에 형성되거나 제공된다. 따라서, 2개의 회절성 광학 소자(5, 6)는 직접 대향된 표면 상에 또는 표면에 제공되고[이른바 "밀접 다단형(close-cascade)" 배치], 2개의 회절성 광학 소자(5, 6)의 회절 효율의 파장에 대한 의존성이 상호 간에 실질적으로 완전히 보상되도록 형성될 수 있다. 또한 제2 실시예에 따르면, 적어도 제2 렌즈 중간 공간(9)은 전술한 바와 같이 적절한 분산성을 갖는 충진 재료로 채워진다. 제1 중간 공간(8)도 역시 적절한 분산성을 갖는 재료로 채워질 수 있다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 렌즈의 단면을 도시한 도면이다. 도 3에 따르면, 제1 실시예의 경우와 같이 제3 렌즈(3)는 평탄한 전방 측면과 볼록하게 만곡된 후방 측면(16)을 구비한 평철 렌즈로서 제공된다. 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 제1 회절성 광학 소자(5)는, 2개의 회절성 광학 소자(5, 6)가 인접한 광 학 소자(3, 20)의 서로 반대쪽을 향하는 경계면에서나 경계면 상에 형성되거나 제공되도록 하기 위하여, 제3 렌즈(3)의 전면에 직접 또는 전면 상에 형성되거나 제공된다.
렌즈 중간 공간(8, 9)은, 훨씬 큰 분산을 달성하도록 하기 위하여 개별 렌즈 중간 공간을 향하는 소자의 재료보다 작은 아베 계수를 갖는 플라스틱 또는 중합체로 채워진다.
렌즈의 소자는 회전 대칭이고 관형 렌즈 관(비도시) 내에 수용된다. 적절한 개구(미도시) 산란광을 줄이기 위하여 렌즈 중간 공간(8, 9)에 기본적으로 제공될 수 있다. 렌즈를 제조하기 위하여, 먼저 굴절 작용을 갖는 광학 소자가 제공된다. 이어서, 적어도 하나의 회절성 광학 소자는, 탐지기 배열부의 투명 덮개 또는 회절성 광학 소재 중 하나의 일 표면에 직접 회절성 광학 소자를 배치하거나 제조함으로써 이용 가능하게 된다. 광학 소자와 투명 덮개는 광학 축을 따라 정렬되고 서로 정확하게 평행하게 배치된다. 이어서, 렌즈 중간 공간은 적절한 플라스틱 또는 중합체로 채워진다. 이러한 방법에 의하여, 광학 소자가 영구적으로 고정되게 정렬되어 평행하게 배치된다. 본 발명에 따른 고정 초점 거리를 갖는 렌즈는 이러한 방식으로 제조된다.
도 1 내지 도 3에 따른 2개의 중간 공간은 다른 가공 스테이지에서 또한 채워질 수 있는데, 이는 도 1 내지 도 3에 따른 렌즈에서의 구조가, 중간 공간을 채운 이후에 서로 평행한 평면에 제공된 표면들이 다른 렌즈 중간 공간을 채우기 위해 광학 소자를 추가로 정렬시킬 수 있도록 선정될 수 있기 때문이다. 따라서, 도 1 내지 도 3에 따른 실시예의 경우에, 먼저 제2 렌즈 중간 공간(9)이 플라스틱이나 중합체로 채워질 수 있고, 이후에 2개의 평행한 평면 표면을 구비한 관형 본체가 제공된다.
비록 앞에서 상세히 설명하지는 않았지만, 본 기술 분야의 당업자라면, 굴절성 광학 소자(1 내지 3)의 만곡된 표면이 구형, 비구면 또는 자유 형태의 표면으로 선택적으로 형성될 수 있음을 쉽게 알 수 있다.
굴절성 구조체는 본 발명에 따른 표면 위상 소자로 제조될 수 있다. 예를 들어, 프레넬 영역 판(Fresnel zone plate) 또는 다형상 위상 소자를 들 수 있으며, 이는 2원의 장치의 표면이나 블레이즈 또는 변동 기간의 톱니 구조의 표면에 존재한다. 상승 영역은 플라스틱이나 중합체로 채워진 인접한 렌즈 중간 공간으로 투사된다. 상승 영역의 최대 높이(H)는 다음 식 H ≤ Nλ/Δn을 만족한다. 여기서, λ는 조사할 광의 최소 파장을 나타내고, Δn은 회절성 광학 소자(5, 6) 재료의 굴절률과 충진 재료의 굴절률 사이의 차이의 절대값을 나타내며, N은 1 내지 20 사이의 정수이다.
본 발명에 따른 회절성 구조체는 회절성 광학 소자, 예를 들어 광학 렌즈 또는 투명 유리 또는 탐지기 배열부의 플라스틱 덮개의 표면을 구조화함으로써 형성될 수 있다. 제작 공정으로는, 예를 들면 정밀 성형과, 습식 화학 에칭(WCE), 건식 에칭, 이온빔 에칭(IBE) 및 화학적 이온빔 에칭(CAIBE)을 포함하는 에칭과, 기계적 가공과, 사출 성형과, 열간 스탬핑과, 레이저 박리 공정을 들 수 있다. 열간 스탬핑을 위하여, 예를 들면 다른 유리 층 또는 플라스틱 층이 유리 기판 또는 플라스 틱 기판, 예를 들어 광학 렌즈 또는 탐지기 배열부의 특히 기판 상에서 프레스되거나 회전되어 기판에 적용될 수 있고, 층은 기판 재료보다 낮은 온도에서 용융된다. 원칙적으로, 회절성 광학 구조체를 성형하기 위한 다른 구조화 공정도 또한 가능하다.
도 4는 전장(L=4.9mm)과 초점 거리(f=6.7mm)를 갖는 본 발명에 따른 렌즈의 측정된 격자 비틀림을 도시하고 있다. 치수가 4.24 × 4.24mm인 도 4의 영상 평면에 따르면, 최대 비틀림(격자 비틀림)이 0.8%로 측정되었다.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 렌즈의 다양한 광학 특성을 요약하여 나타내고 있다. 렌즈의 전장(L)은 4.9mm(도 1 참조)이다. 도 5는 중심과 인접한 광 스폿(light spot) 및 렌즈 중심으로부터 대략 3.0mm만큼 떨어진 지점에 있는 초점을 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 대략 2.1㎛ 크기의 스폿이 광학 축 상에서 측정되고 주변 빔(margin beam)에 대한 스폿의 크기는 대략 8.8㎛이다. 도 6은 중앙 빔과 렌즈 중심으로부터 3.0mm만큼 떨어진 빔에 대한 변조 전달 함수(modulation transfer function: MTF)를 나타낸다. 마지막으로, 도 7은 횡색수차(lateral chromatic aberration)를 나타낸다. 도 8은, 투과된 광의 상대 강도로 표현되는 렌즈 반경의 인자로서 본 발명에 따른 렌즈에 대한 렌즈의 투과율을 나타낸다.
도 5 내지 도 7에 대응하는 도 9 내지 도 11은, 렌즈의 다양한 광학 특성들을 도시하고 있으며, 렌즈의 광학 렌즈는 도 5 내지 도 7에 대응되도록 제조되지만 본 발명에 따른 회절성 광학 소자는 포함되지 않는다. 렌즈의 전장(도 1 참조)은 L=5.5㎛이다. 도 9에 따르면, 중심에 인접한 대략 7.5㎛의 스폿 크기와 렌즈의 중 심으로부터 3.0mm만큼 떨어진 19.1㎛의 스폿 크기가 측정되었다.
도 13 내지 도 18은, 종래의 콤팩트 줌 렌즈와 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 콤팩트 줌 렌즈의 병렬 배치에 관한 것이다. 도 13은, 도 13의 우측에 굵은 선으로 표시된 바와 같이 본 발명에 따른 회절성 소자(6)를 구비한 콤팩트 줌 렌즈를 도시하고 있다. 회절성 광학 소자(6)는, 예를 들어 전하 결합 소자 칩인 탐지기 배열부(21)를 덮기 위한 투명 덮개 디스크(20) 상에 직접 제공되거나 형성된다. 이와 관련된 광학 특성은 본 기술 분야의 당업자라면 도 14 및 도 15로부터 용이하게 파악할 수 있다.
도 16은, 유사한 구조와 배치를 가지지만 회절성 광학 소자를 구비하지 않는 콤팩트 줌 렌즈를 도시하고 있다. 이와 관련된 광학 특성은 본 기술 분야의 당업자라면 도 17 및 도 18로부터 용이하게 파악할 수 있다.
도 13 내지 도 15와 도 16 내지 도 18을 비교하면, 광학 이미지 특성, 특히 색수차에 대한 광학 이미지 특성에서의 개선 사항을 쉽게 파악알 수 있다. 특히, 색 오류뿐만 아니라 조사할 광의 위상 전방에 대한 오류도 본 발명에 따른 아주 간단한 방식으로 적어도 하나의 회절성 광학 소자에 의하여 실질적으로 개선될 수 있다.
본 기술 분야의 당업자라면 도 13 내지 도 18로부터 명확하게 파악할 수 있는 바와 같이, 회절성 소자는 콤팩트 줌 렌즈의 다른 렌즈 표면, 특히 전방 렌즈의 표면, 특히 전방 렌즈의 배면에 배치될 수도 있다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고정 초점 거리를 갖는 콤팩트 렌 즈를 도시하고 있다. 이러한 콤팩트 렌즈는, 요철 전방 렌즈(1)와, 투명 덮개(20) 전방에 배치된 평철 렌즈(3)를 포함한다. 도 19에 도시된 바와 같이, 회절성 광학 소자(5)는 전방 렌즈(1)의 배면(11) 상에 직접 구비된다. 본 기술 분야의 당업자라면 명확하게 파악할 수 있는 바와 같이, 회절성 광학 소자는 본 발명에 따른 렌즈, 일례로 도 1에 도시된 전방 렌즈의 전단부에서 하이브리드 렌즈(hybrid lens) 또는 복합 렌즈의 하나의 표면, 특히 배면에 구비될 수도 있다. 따라서, 콤팩트 렌즈의 전장이 감소되는 이점 외에도, 회절성 광학 소자를 전방 렌즈의 표면에 구비시킴으로써 색수차가 낮아지는 이점이 생긴다.
본 기술 분야의 당업자라면 쉽게 파악할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 렌즈는 소비용 광학 기기, 산업용 광학 기기 또는 차량 분야의 광학 장치에 사용될 수 있다. 예를 들면, 휴대 전화, 개인 휴대용 정보 단말기(PDA), 휴대용 데이터 단말기와 같은 이동 디지털 장치의 렌즈로 사용될 수 있다. 도 12는 이러한 적용예를 상세히 도시하고 있다. 도 12에 따르면, 휴대 전화(30)는 힌지를 통해 상호 연결된 하부(31)와 상부(32)를 포함하며, 이러한 하부는 공지된 방식대로 일례로 전화 통화 기능, 단문 메시지 서비스(SMS) 기능, 데이터 보관 기능, 데이터 다운로드 기능, 사진 촬영 기능과 같은 휴대 전화 기능을 위한 키패드(keypad)(33)와 선택 스위치(34)를 포함한다. 본 발명에 따르면, 상부(32)의 전면에 표시 장치가 구비되고 배면에 렌즈(36)가 구비된다.
본 발명에 의하면, 고정 초점 거리 또는 가변 초점 거리를 갖는 디지털 이미 지 획득용 렌즈가 콤팩트 구조를 구비하면서 경제적이고 용이하게 제조될 수 있게 되고, 이러한 렌즈가 예를 들어 디지털 카메라, 휴대 전화, 특히 개인 휴대용 정보 단말기인 이동 데이터 단말기와 같은 이동 기기에서 디지털 이미지를 획득할 수 있도록 또는 예를 들어 갓길 탐지, 사람이나 장애물 탐지 또는 후진시의 이미지 획득용 렌즈에 대한 차량 분야에서 디지털 이미지를 획득할 수 있도록 고해상도 이미지를 형성시킬 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 의하면, 이러한 렌즈를 적어도 하나 구비하는 디지털 이미지 획득 장치를 활용할 수 있게 된다.

Claims (23)

  1. 고정 초점 거리를 갖는 디지털 이미지 획득용 콤팩트 렌즈로서, 탐지기 배열부(21)로 입사광을 조사하기 위해 2개 또는 3개의 굴절성 광학 소자(1 내지 3)와 적어도 하나의 회절성 광학 소자(5, 6)를 구비하고, 상기 적어도 하나의 회절성 광학 소자(6)가 굴절성 광학 소자(1 내지 3)에 구비되는 콤팩트 렌즈에 있어서,
    상기 콤팩트 렌즈의 굴절성 광학 소자는, 제1 굴절률을 갖는 유리 또는 광 세라믹의 제1 렌즈 소자(1)와 상기 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률을 갖는 플라스틱의 제2 렌즈 소자(2)를 구비한 복합 렌즈로서 구비되고, 상기 제1 렌즈 소자(1)는 제2 렌즈 소자(2) 전방의 빔 경로와 콤팩트 렌즈의 광 입사측에 배치되는 것을 특징으로 하는 콤팩트 렌즈.
  2. 가변 초점 거리를 갖는 디지털 이미지 획득용 콤팩트 줌 렌즈로서, 탐지기 배열부로 입사광을 조사하기 위해 적어도 2개의 영상 광학 소자 그룹과 적어도 하나의 회절성 광학 소자를 구비하는 콤팩트 줌 렌즈에 있어서,
    상기 콤팩트 줌 렌즈의 광 입사측에 있는 소자 그룹의 굴절성 광학 소자는, 제1 굴절률을 갖는 유리 또는 광 세라믹의 제1 렌즈 소자와 상기 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률을 갖는 플라스틱의 제2 렌즈 소자를 구비한 복합 렌즈로서 구비되고, 상기 제1 렌즈 소자는 제2 렌즈 소자 전방의 빔 경로와 콤팩트 줌 렌즈의 광 입사측에 배치되는 것을 특징으로 하는 콤팩트 줌 렌즈.
  3. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라스틱은, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴이미드(PMMI), 폴리스티렌(PS), 폴리(스티렌 아크릴로니트릴 공중합체)(SAN), 시클로올레핀 공중합체(COC), 시클로올레핀 중합체(COP), 메틸펜텐 공중합체(PMP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리우레탄, 지방족 폴리우레탄 및 실리콘을 포함하는 플라스틱의 그룹으로부터 선정되는 것을 특징으로 하는 콤팩트 렌즈.
  4. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복합 렌즈의 2개의 렌즈 소자(1, 2)는 단일 렌즈들로서 구비되고 재료 접합에 의해 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 콤팩트 렌즈.
  5. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 회절성 광학 소자(6)는 탐지기 배열부(21)를 덮는 투명 덮개(20) 상에 또는 투명 덮개(20)에 직접 형성되거나 구비되는 것을 특징으로 하는 콤팩트 렌즈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 회절성 광학 소자(6)는 투명 덮개(21)와 일체로 형성되는 것을 특징으 로 하는 콤팩트 렌즈.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 회절성 광학 소자는 복합 렌즈의 표면에 형성되는 것을 특징으로 하는 콤팩트 렌즈.
  8. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회절성 광학 소자는, 영상 굴절성 광학 소자나 투명 덮개의 표면의 스탬핑이나 열간 스탬핑에 의해서 또는 열간 성형에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는 콤팩트 렌즈.
  9. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 콤팩트 렌즈의 전장(L)은 상기 콤팩트 렌즈의 초점 거리(f) 이하(L≤f)인 것을 특징으로 하는 콤팩트 렌즈.
  10. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    2개의 회절성 광학 소자를 구비하고, 상기 2개의 회절성 광학 소자(5, 6)는 2개의 인접한 광학 소자(3, 20)의 대향된 경계면 상에 또는 경계면에 형성되거나 구비되며, 상기 2개의 인접한 광학 소자 중 하나의 광학 소자는 굴절성 광학 소자(3)인 것을 특징으로 하는 콤팩트 렌즈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 2개의 회절성 광학 소자(5, 6)는 동일한 굴절률을 갖는 재료로 형성되고, 상기 2개의 인접한 광학 소자(3, 20) 사이의 중간 공간(9)은, 2개의 회절성 광학 소자(3, 20)의 굴절률 및 2개의 인접한 광학 소자(3, 20)의 굴절률과 다른 굴절률을 갖는 투명 충진 재료로 충진되는 것을 특징으로 하는 콤팩트 렌즈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 투명 충진 재료의 굴절률 및 두께는, 조사할 광의 파장에 대한 2개의 회절성 광학 소자(3, 20)의 광 회절 효율의 종속성이 무시할만한 정도가 되도록 선정되는 것을 특징으로 하는 콤팩트 렌즈.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 중간 공간(9)의 충진 재료는, 아베 계수가 회절성 광학 소자(5, 6) 재료의 아베 계수보다 작은 플라스틱이나 중합체인 것을 특징으로 하는 콤팩트 렌즈.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 회절성 광학 소자(5, 6)는 플라스틱으로 형성되는 것을 특징으로 하는 콤팩트 렌즈.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 회절성 광학 소자(5, 6)는, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴이미드(PMMI), 폴리스티렌(PS), 폴리(스티렌 아크릴로니트릴 공중합체)(SAN), 시클로올레핀 공중합체(COC), 시클로올레핀 중합체(COP), 메틸펜텐 공중합체(PMP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리우레탄, 지방족 폴리우레탄 및 실리콘을 포함하는 그룹으로부터 선정된 플라스틱으로 형성되고, 상기 중간 공간(9)은 상이한 플라스틱이나 중합체로 충진되는 것을 특징으로 하는 콤팩트 렌즈.
  16. 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회절성 광학 소자(5, 6)는, 낮은 처리 온도(Tg), 바람직하게는 1000℃보다 낮은 처리 온도(Tg), 더욱 바람직하게는 700℃보다 낮은 처리 온도(Tg)로 유리로 형성되는 것을 특징으로 하는 콤팩트 렌즈.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 회절성 광학 소자(5, 6)는 유리로 형성되고, 상기 중간 공간(9)은, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴이미드(PMMI), 폴리스티렌(PS), 폴리(스티렌 아크릴로니트릴 공중합체)(SAN), 시클로올레핀 공중합체(COC), 시클로올레핀 중합체(COP), 메틸펜텐 공중합체(PMP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리우레탄, 지방족 폴리우레탄 및 실리콘을 포함하는 그룹으로 부터 선정된 플라스틱이나 중합체로 충진되는 것을 특징으로 하는 콤팩트 렌즈.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 회절성 광학 소자(5, 6)는 광 세라믹으로 형성되고, 상기 중간 공간(9)은, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴이미드(PMMI), 폴리스티렌(PS), 폴리(스티렌 아크릴로니트릴 공중합체)(SAN), 시클로올레핀 공중합체(COC), 시클로올레핀 중합체(COP), 메틸펜텐 공중합체(PMP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리우레탄, 지방족 폴리우레탄 및 실리콘을 포함하는 그룹으로부터 선정된 플라스틱이나 중합체로 충진되는 것을 특징으로 하는 콤팩트 렌즈.
  19. 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회절성 광학 소자(5, 6)는, 조사할 광의 최소 파장을 λ라 하고 회절성 광학 소자(5, 6) 재료의 굴절률과 충진 재료의 굴절률 사이의 차이의 절대값을 Δn이라 하며 1과 20 사이의 정수를 N이라 할 때, H ≤ Nλk/Δn으로 정해지는 최대 높이(H)를 가지고서 회절성 상승 영역으로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 콤팩트 렌즈.
  20. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회절성 광학 소자(5, 6)는 광학 렌즈(1 내지 3)나 광학 소자(20)의 한 표면의 열간 성형, 특히 열간 스탬핑에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 콤팩트 렌즈.
  21. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회절성 광학 소자(5, 6)는, 예를 들어 에칭, 특히 습식 화학 에칭(WCE), 반응성 이온 에칭(RIE), 이온빔 에칭(IBE) 또는 화학적 이온빔 에칭(CAIBE)과 같은 표면 구조화 방법에 의해서, 또는 특히 자외선(UV) 레이저나 펨토초 레이저에 의한 레이저 박리 방법에 의해서, 또는 광학 렌즈(1 내지 3)나 광학 소자(20)의 부가적인 증착 방법에 의해서 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 콤팩트 렌즈.
  22. 디지털 이미지 획득용 탐지기 배열부(21)를 구비한 디지털 이미지 획득 장치에 있어서,
    선행하는 항들 중 어느 한 항에 따른 콤팩트 렌즈(36)를 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 이미지 획득 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    휴대 전화 카메라(30) 또는 이동 정보 기술 장치로서 구비되는 것을 특징으로 하는 디지털 이미지 획득 장치.
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