KR20160095867A - Optical device - Google Patents

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KR20160095867A
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Abstract

An optical device according to various embodiment of the present invention comprises: an image sensor; and variable focal lenses which are arranged on the image sensor in a curved shape. Therefore, the present invention obtains a wide angle object image as the variable focal lenses are arranged in a curved shape.

Description

광학 장치 {OPTICAL DEVICE}[0001] OPTICAL DEVICE [0002]

본 발명의 다양한 실시예는 광학 장치에 관한 것으로서, 예를 들면, 전자 장치에 구비되는 광학 장치에 관한 것이다.Various embodiments of the present invention are directed to an optical device, for example, an optical device included in an electronic device.

일반적으로, 영상 장치에는 카메라, 캠코더, TV, 프로젝터 등이 있다. 이러한 영상 장치는 광학 장치(예: 카메라 모듈)를 구비함으로써 피사체 이미지를 전기적인 영상신호로 변환하거나, 브라운관, 액정 패널 등을 구비함으로써 전기적인 영상신호를 이미지나 동영상으로 변환할 수 있다. 최근들어, 광학 장치는 영상 장치뿐만 아니라 일반적인 전자 장치에도 탑재되고 있다.Generally, video devices include cameras, camcorders, TVs, projectors, and the like. Such an image device may include an optical device (e.g., a camera module) to convert an image of an object into an electrical image signal, or a cathode ray tube or a liquid crystal panel to convert an electrical image signal into an image or a moving image. In recent years, optical devices have been incorporated not only in imaging devices but also in general electronic devices.

전자 장치라 함은, 가전제품으로부터, 전자 수첩, 휴대용 멀티미디어 재생기, 이동통신 단말기, 태블릿 PC, 영상/음향 장치, 데스크톱 / 랩톱 컴퓨터, 차량용 내비게이션 등, 탑재된 프로그램에 따라 특정 기능을 수행하는 장치를 의미한다. 예를 들면, 이러한 전자 장치들은 저장된 정보를 음향이나 영상으로 출력할 수 있다. 전자 장치의 집적도가 높아지고, 초고속, 대용량 무선통신이 보편화되면서, 최근에는, 이동통신 단말기 하나에 다양한 기능이 탑재되고 있다. 예를 들면, 통신 기능뿐만 아니라, 게임과 같은 엔터테인먼트 기능, 음악/동영상 재생과 같은 멀티미디어 기능, 모바일 뱅킹 등을 위한 통신 및 보안 기능, 일정 관리나 전자 지갑 등의 기능이 하나의 전자 장치에 집약되고 있는 것이다.The electronic device refers to a device that performs a specific function according to a loaded program such as an electronic notebook, an electronic notebook, a portable multimedia player, a mobile communication terminal, a tablet PC, a video / audio device, a desktop / laptop computer, it means. For example, such electronic devices may output stored information as sound or video. As the degree of integration of electronic devices increases, ultra-high-speed and large-capacity wireless communications become popular, and various functions are currently being installed in one mobile communication terminal. For example, not only communication functions but also entertainment functions such as games, multimedia functions such as music / video playback, communication and security functions for mobile banking, and functions such as schedule management and electronic wallet are integrated into one electronic device It is.

휴대 목적의 전자 장치, 예컨대, 전자 수첩, 휴대용 멀티미디어 재생기, 이동통신 단말기, 태블릿 PC 등은 일반적으로 평판형 디스플레이 장치와 배터리를 탑재하고 있으며, 디스플레이 장치나 배터리의 형상으로 인해 바형, 폴더형, 슬라이딩형의 외관을 가지고 있었다. 최근에는 디스플레이 장치와 배터리의 성능이 향상되면서 소형화되어, 손목(wrist)이나 두부(head)와 같은 신체의 일부에 착용할 수 있는 웨어러블 전자 장치(wearable electronic device)가 등장하고 있다.In general, a flat display device and a battery are mounted on a portable electronic device such as an electronic organizer, a portable multimedia player, a mobile communication terminal, a tablet PC, and the like. Due to the shape of a display device or a battery, It had the appearance of brother. 2. Description of the Related Art In recent years, a wearable electronic device that can be worn on a part of the body such as a wrist or a head has come to be miniaturized as the performance of a display device and a battery is improved.

전자 장치를 휴대 하거나, 신체의 일부에 착용 가능하게 하기 위해서는, 전자 장치에 구비되는 광학 장치의 소형화 및 경량화를 필요로 할 수 있다.In order to carry the electronic device or make it worn on a part of the body, it may be necessary to make the optical device provided in the electronic device smaller and lighter.

광학 장치가 장착된 휴대용 전자 장치가 상용화되면서, 이러한 전자 장치에서 넓은 시야의 이미지를 취득하고자 하는 관심이 증대되고 있다. 예를 들면, 사용자는 웨어러블 전자 장치 중에 하나인 스마트 안경(smart glasses)에 탑재된 광학 장치를 통해서도 사용자의 시야각에 가까운 넓은 각도 범위의 환경이나 사물 정보를 추출하고자 한다.With the commercialization of portable electronic devices equipped with optical devices, there is a growing interest in acquiring images with wide field of view in such electronic devices. For example, the user wants to extract environment and object information in a wide angle range close to the viewing angle of a user through an optical device mounted on smart glasses, which is one of wearable electronic devices.

이러한 광각의 이미지를 취득하는 방법으로, 광각 렌즈(wide-angle lens) 또는 어안 렌즈(fish-eye lens) 등 높은 도수(dioptor)를 갖는 렌즈를 구비한 통상적인 광학 장치가 전자 장치에 장착될 수 있다. 그러나, 이러한 광학 장치는 촬영 영역의 크기(예: 넓이)에 따라 촬영 이미지의 일부분을 왜곡시킬 수 있다. 이러한 이미지의 왜곡을 최소화하기 위하여 이미지가 이동하는 경로를 따라 다수의 렌즈가 구비될 수 있는데, 이는 광학 장치의 크기를 증가시켜 전자 장치를 소형화하는데 장애가 될 수 있다.As a method for acquiring such a wide-angle image, a conventional optical device having a lens with a high dioptor, such as a wide-angle lens or a fish-eye lens, have. However, such an optical device can distort a part of the photographed image depending on the size (e.g., area) of the photographed area. In order to minimize the distortion of such an image, a plurality of lenses may be provided along the path along which the image moves, which may increase the size of the optical device and hinder miniaturization of the electronic device.

본 발명의 다양한 실시예는 광각의 이미지를 획득하면서 이미지의 왜곡을 최소화하는 광학 장치를 제공하고자 한다.Various embodiments of the present invention seek to provide an optical apparatus that minimizes image distortion while acquiring a wide-angle image.

또한, 본 발명의 다양한 실시예는 이미지의 왜곡을 최소화하면서 동시에 소형화되어 전자 장치에 장착될 수 있는 광학 장치를 제공하고자 한다.In addition, various embodiments of the present invention aim to provide an optical device that can be miniaturized while being mounted on an electronic device while minimizing image distortion.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 광학 장치는,An optical apparatus according to various embodiments of the present invention includes:

이미지 센서; 및Image sensor; And

상기 이미지 센서 상에 배열된 가변초점렌즈들을 포함하고,And variable focus lenses arranged on the image sensor,

상기 가변초점렌즈들의 배열은 곡면을 이룰 수 있다.The array of variable focus lenses may be curved.

또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 광학 장치는, 상기 이미지 센서와 상기 가변초점렌즈 사이에 배치되어 상기 가변초점렌즈를 투과한 피사체 이미지의 이동경로를 변환하는 변환부를 더 포함할 수 있다.Further, the optical apparatus according to various embodiments of the present invention may further include a conversion unit disposed between the image sensor and the variable focus lens, for converting a moving path of the subject image transmitted through the variable focus lens.

또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 이미지 센서의 결상면은 곡면을 이룰 수 있다.Further, according to various embodiments of the present invention, the image-forming surface of the image sensor may be curved.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 광학 장치는 가변초점렌즈의 배열이 이미지 센서 상에서 곡면으로 이루어지게 됨에 따라, 광각의 피사체 이미지를 획득할 수 있다.The optical apparatus according to various embodiments of the present invention can acquire a wide-angle object image as the arrangement of the variable-focus lens becomes a curved surface on the image sensor.

또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 광학 장치는 가변초점렌즈를 통해 초점을 조절함에 따라, 광각의 이미지를 획득하면서 이미지 왜곡을 최소화할 수 있고, 기계적인 구조가 단순화되어 소형화가 용이할 수 있다.In addition, the optical apparatus according to various embodiments of the present invention can minimize image distortion while acquiring a wide-angle image by adjusting the focus through the variable-focus lens, and the mechanical structure can be simplified to facilitate miniaturization .

또한, 이미지 센서와 가변초점렌즈 사이에 변환부가 배치됨에 따라, 가변초점렌즈를 투과한 피사체 이미지의 이동경로를 변환하여 가변초점렌즈들을 투과한 피사체 이미지가 서로 중첩되어 이미지 센서에 결상되는 것을 방지할 수 있다.In addition, since the conversion unit is disposed between the image sensor and the variable focus lens, the movement path of the subject image transmitted through the variable focus lens is changed so that the subject images transmitted through the variable focus lenses are superimposed on each other to be imaged on the image sensor .

또한, 이미지 센서의 결상면은 곡면으로 이루어짐에 따라, 곡면에 배열된 가변초점렌즈들을 투과한 피사체 이미지가 이미지 센서의 결상면에 서로 중첩되어 결상되는 것을 방지할 수 있다.Also, since the imaging surface of the image sensor is formed of a curved surface, it is possible to prevent the image of the object, which has passed through the variable focus lenses arranged on the curved surface, from being superimposed on the imaging surface of the image sensor.

도 1은 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 광학 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 광학 장치를 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 광학 장치를 나타내는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 광학 장치를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 광학 장치의 제어부를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예 중 다른 하나에 따른 광학 장치를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예 중 다른 하나에 따른 광학 장치의 제어부를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 광학 장치의 제어부를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 광학 장치를 나타내는 단면도이다.1 is a perspective view showing an optical device according to one of various embodiments of the present invention.
2 is a plan view showing an optical device according to one of various embodiments of the present invention.
Figure 3 is a side view of an optical device according to one of various embodiments of the present invention.
4 is a cross-sectional view illustrating an optical device according to one of various embodiments of the present invention.
5 is a diagram of a control unit of an optical apparatus according to one of various embodiments of the present invention.
6 is a cross-sectional view showing an optical device according to another of the various embodiments of the present invention.
7 is a diagram showing a control unit of an optical apparatus according to another of various embodiments of the present invention.
8 is a view showing a control unit of an optical apparatus according to another one of various embodiments of the present invention.
9 is a cross-sectional view showing an optical device according to another one of various embodiments of the present invention.

이하, 본 발명의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.Various embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the description herein is not intended to limit the invention to the particular embodiments, but includes various modifications, equivalents, and / or alternatives of the embodiments of the invention . In connection with the description of the drawings, like reference numerals may be used for similar components.

본 발명의 다양한 실시예에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.In various embodiments of the present invention, the expressions "have," " comprise, "" comprise," Quot;), and does not exclude the presence of additional features.

본 발명의 다양한 실시예에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나" 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.In various embodiments of the invention, the expressions "A or B," "at least one of A and / or B," or "one or more of A and / or B," and the like include all possible combinations of the listed items can do. For example, "A or B," "at least one of A and B," or "at least one of A or B" includes (1) at least one A, (2) Or (3) at least one A and at least one B all together.

본 발명에서 사용된 "제 1", "제 2", "첫째" 또는 "둘째"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제 1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.As used herein, the expressions "first", "second", "first" or "second" and the like can be used to express various components, And is not limited to such components. For example, the first user equipment and the second user equipment may represent different user equipment, regardless of order or importance. For example, without departing from the scope of the invention described in the present invention, the first component can be named as the second component, and similarly, the second component can also be named as the first component.

어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.(Or functionally or communicatively) coupled with / to "another component (eg, a second component), or a component (eg, a second component) Quot; connected to ", it is to be understood that any such element may be directly connected to the other element or may be connected through another element (e.g., a third element). On the other hand, when it is mentioned that a component (e.g., a first component) is "directly connected" or "directly connected" to another component (e.g., a second component) It can be understood that there is no other component (e.g., a third component) between other components.

본 발명에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된, 구비된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된(designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다. The phrase " configured to " as used in the present invention is intended to encompass, depending on the context, for example, having the ability to " "to be designed to," "adapted to," "made to," or "capable of" . The term " configured to (or set up) "may not necessarily mean" specifically designed to "in hardware. Instead, in some situations, the expression "configured to" may mean that the device can "do " with other devices or components. For example, a processor configured (or configured) to perform the phrases "A, B, and C" may be implemented by executing one or more software programs stored in a memory device or a dedicated processor (e.g., an embedded processor) , And a generic-purpose processor (e.g., a CPU or an application processor) capable of performing the corresponding operations.

본 발명에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 발명에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 발명에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 발명에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 발명에서 정의된 용어일지라도 본 발명의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the scope of the other embodiments. The singular expressions may include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. Terms used herein, including technical or scientific terms, may have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. The general predefined terms used in the present invention can be interpreted in the same or similar meaning as the contextual meanings of the related art, and, unless expressly defined in the present invention, mean ideal or overly formal meanings . In some cases, the terms defined in the present invention can not be construed as excluding the embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 광학 장치를 나타내는 사시도이다. 도 2는 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 광학 장치를 나타내는 평면도이다. 도 3은 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 광학 장치를 나타내는 측면도이다. 도 4는 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 광학 장치를 나타내는 단면도이다. 도 5는 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 광학 장치의 제어부를 나타내는 도면이다.1 is a perspective view showing an optical device according to one of various embodiments of the present invention. 2 is a plan view showing an optical device according to one of various embodiments of the present invention. Figure 3 is a side view of an optical device according to one of various embodiments of the present invention. 4 is a cross-sectional view illustrating an optical device according to one of various embodiments of the present invention. 5 is a diagram of a control unit of an optical apparatus according to one of various embodiments of the present invention.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 광학 장치(100)는 이미지 센서(101) 및 가변초점렌즈(103)들을 포함할 수 있다.1 to 5, an optical apparatus 100 according to various embodiments of the present invention may include an image sensor 101 and a variable-focus lens 103.

상기 이미지 센서(101)는 피사체 이미지가 결상되는 결상면(111)을 구비하여 결상된 피사체 이미지를 전기적인 영상신호로 변환할 수 있다. 상기 이미지 센서(101)는 시시디 이미지 센서(CCD image sensor), 시모스 이미지 센서(CMOS image sensor)일 수 있다. 다만, 상기 이미지 센서(101)는 이에 한정되지 않고, 광, 예를 들면, 피사체의 이미지(10)를 전기적인 영상신호로 변환하는 소자일 수 있다.The image sensor 101 includes an image-forming surface 111 on which a subject image is formed, and can convert an image of the subject into an electrical image signal. The image sensor 101 may be a CCD image sensor or a CMOS image sensor. However, the image sensor 101 is not limited thereto, and may be an element for converting light, for example, an image 10 of an object into an electrical image signal.

상기 가변초점렌즈(103)들은 상기 이미지 센서(101) 상에 배열되어 피사체 이미지(10)를 투과하여 상기 이미지 센서의 결상면(111)에 결상시킬 수 있다. 상기 가변초점렌즈(103)들은 후술할 제어부(108)의 의해 전기적으로 제어되어 상기 이미지 센서의 결상면(111)에 결상되는 피사체 이미지의 초점을 변화시킬 수 있다. 상기 가변초점렌즈(103)들은 액체 렌즈, 액정 렌즈 또는 유전체 전기활성 고분자(DEAP; dielectric electro active polymer)를 구비하는 렌즈일 수 있다. 다만, 상기 가변초점렌즈(103)는 이에 한정되지 않고, 전기적으로 제어되어 초점 조절이 가능한 다양한 렌즈일 수 있다. The variable focus lenses 103 may be arranged on the image sensor 101 to transmit an image of the subject 10 to form an image on the image plane 111 of the image sensor. The variable focus lenses 103 can be controlled by a control unit 108 to change the focus of an object image formed on the image plane 111 of the image sensor. The variable focus lenses 103 may be a lens having a liquid lens, a liquid crystal lens, or a dielectric electroactive polymer (DEAP). However, the variable focus lens 103 is not limited to the variable focus lens 103, and may be various lenses that can be controlled electronically and focus can be adjusted.

상기 가변초점렌즈(103)들의 배열은 상기 이미지 센서(101) 상에서 곡면을 이룰 수 있다. 상기 가변초점렌즈(103)들은 각각 피사체 이미지를 투과한 후, 상기 이미지 센서의 결상면(111) 중 대응되는 영역에 피사체 이미지를 결상할 수 있다. 이러한 가변초점렌즈(103)들의 배열을 통해 상기 광학 장치(100)는 평면 상에 배치된 렌즈의 화각보다 큰 화각(α)을 가질 수 있게 되어, 예컨대, 보다 넓은 각도 범위의 피사체 이미지를 상기 이미지 센서의 결상면(111)에 결상시킬 수 있다. 상기 이미지 센서의 결상면(111)에 결상된 각각의 이미지들은 이미지 프로세싱을 통해 조합되어 하나의 이미지를 형성할 수 있다.The arrangement of the variable focus lenses 103 may be curved on the image sensor 101. The variable focus lenses 103 may respectively image an object image in a corresponding one of the image-forming surfaces 111 of the image sensor after transmitting the object image. The arrangement of these variable focus lenses 103 allows the optical device 100 to have an angle of view alpha greater than the angle of view of the lenses disposed on the plane, It is possible to form an image on the image-forming surface 111 of the sensor. Each image formed on the image plane 111 of the image sensor may be combined through image processing to form one image.

또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 광학 장치(100)는 제1 프레임(105)을 더 포함할 수 있다. 상기 제1 프레임(105)은 곡면을 가지며, 상기 가변초점렌즈(103)들을 배열할 수 있다. 또한, 상기 제1 프레임(105)는 상기 가변초점렌즈(103)들이 상기 제1 프레임(105)의 전/후에 노출되도록 하면서 지지할 수 있다. 다만, 상기 제1 프레임(105)은 도 4에 도시된 바와 달리, 투명한 재질로 이루어져 상기 가변초점렌즈(103)의 하면, 예를 들면 상기 가변초점렌즈(103)가 상기 이미지 센서(101)를 향하는 면을 감싸면서 지지할 수 있다. 이러한 제1 프레임(105)은 상기 가변초점렌즈(103)의 배열이 곡면을 이루도록 지지할 수 있다.In addition, the optical device 100 according to various embodiments of the present invention may further include a first frame 105. The first frame 105 has a curved surface, and the variable focus lenses 103 can be arranged. Also, the first frame 105 may support the variable focus lenses 103 while allowing the variable focus lenses 103 to be exposed before / after the first frame 105. 4, the first frame 105 is made of a transparent material, and the lower surface of the variable focus lens 103, for example, the variable focus lens 103 is fixed to the image sensor 101 It can be supported while wrapping the facing surface. The first frame 105 may support the variable focus lens 103 so as to form a curved surface.

또한, 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 광학 장치(100)는 상기 제1 프레임(105)에 구비되어 상기 가변초점렌즈(103)들과 전기적으로 연결되는 제어부(108)를 포함할 수 있다. 다만, 상기 제어부(108)는 상기 제1 프레임(105)에 구비되는 것에 한정되지 않고, 상기 가변초점렌즈(103)들과 전기적으로 연결되도록 다양한 위치에 배치될 수 있다. 상기 제어부(108)는 상기 가변초점렌즈(103)들 각각에 인가되는 전압을 제어하여 각각의 가변초점렌즈(103)의 초점 거리를 조절할 수 있다. 예를 들면, 상기 제어부(108)는 가변초점렌즈(103) 중 어느 하나의 초점 거리를 제어하면서 이를 고려하여 가변초점렌즈(103) 중 다른 하나 및 또 다른 하나의 초점 거리를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(108)는 상기 이미지 센서(101)와 전기적으로 연결되어 상기 이미지 센서(101)에 결상된 피사체 이미지의 정보를 전달받을 수 있다. 예를 들면, 상기 제어부(108)는 상기 가변초점렌즈(103)들을 투과한 피사체 이미지의 조각 중 어느 하나가 상기 이미지 센서(101)에 결상되지 않은 경우, 상기 가변초점렌즈(103)의 초점 거리를 조절할 수 있다. 이와 같이, 상기 제어부(108)가 상기 가변초점렌즈(103)들을 제어함에 따라, 상기 가변초점렌즈(103)들을 투과한 피사체 이미지의 조각들이 상기 이미지 센서(101)에 결상되어 하나의 이미지로 조합될 수 있다.In addition, the optical device 100 according to one of the various embodiments of the present invention may include a control unit 108 provided in the first frame 105 and electrically connected to the variable focus lenses 103 . However, the control unit 108 is not limited to the one provided in the first frame 105, and may be disposed at various positions to be electrically connected to the variable focus lenses 103. The controller 108 controls the voltage applied to each of the variable focus lenses 103 to adjust the focal length of each variable focus lens 103. For example, the control unit 108 may control the focal length of one of the variable focus lenses 103 and the focal length of another one of the variable focus lenses 103 while controlling the focal length of any one of the variable focus lenses 103. In addition, the controller 108 is electrically connected to the image sensor 101 to receive information on the subject image formed on the image sensor 101. For example, when any one of the pieces of the subject image transmitted through the variable focus lenses 103 is not imaged on the image sensor 101, the controller 108 controls the focal length of the variable focus lens 103 Can be adjusted. As the control unit 108 controls the variable focus lenses 103, pieces of the subject image transmitted through the variable focus lenses 103 are imaged on the image sensor 101 and combined into one image .

도 6은 본 발명의 다양한 실시예 중 다른 하나에 따른 광학 장치를 나타내는 단면도이다. 도 7은 본 발명의 다양한 실시예 중 다른 하나에 따른 광학 장치의 제어부를 나타내는 도면이다. 6 is a cross-sectional view showing an optical device according to another of the various embodiments of the present invention. 7 is a diagram showing a control unit of an optical apparatus according to another of various embodiments of the present invention.

도 6 및 도 7를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예 중 다른 하나에 따른 광학 장치(200)는 이미지 센서(201), 가변초점렌즈(203), 제1 프레임(205), 제2 프레임(206), 변환부(207) 및 제어부(208)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 전술한 실시예의 구성요소와 유사한 구성요소에 대한 설명을 생략하기로 하고, 변환부(207)를 중점적으로 설명하기로 한다.6 and 7, an optical device 200 according to another of various embodiments of the present invention includes an image sensor 201, a variable focus lens 203, a first frame 205, 206, a conversion unit 207, and a control unit 208. In the present embodiment, description of components similar to those of the above-described embodiment will be omitted, and the conversion unit 207 will be mainly described.

먼저, 상기 제2 프레임(206)은 평면을 가지며, 상기 이미지 센서(201)를 지지할 수 있다. 예를 들면, 상기 이미지 센서(201)의 배열은 평면을 이룰 수 있다.First, the second frame 206 has a plane and can support the image sensor 201. For example, the arrangement of the image sensors 201 may be planar.

상기 변환부(207)는 상기 이미지 센서(201)와 상기 가변초점렌즈(203) 사이에 배치되어 상기 가변초점렌즈(203)를 투과한 피사체 이미지의 이동경로를 변환할 수 있다. 또한, 상기 변환부(207)들은 상기 가변초점렌즈(203)들 각각 대응하게 배치되거나, 상기 이미지 센서(201)에 대해 경사진 가변초점렌즈(203)들 각각에 대응하여 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 변환부(207)들 중 일부는 상기 가변초점렌즈(203)와 상기 이미지 센서(201)가 평행하게 배치되는 경우, 상기 가변초점렌즈(203)와 상기 이미지 센서(201) 사이에 배치되지 않을 수 있다. 상기 변환부(207)들은 상기 가변초점렌즈(203)과 유사하게 전기적인 제어를 통해 투과되는 피사체 이미지의 진행 경로를 변환할 수 있다. 예를 들면, 상기 변환부(207)에 의해 진행 경로가 변환된 피사체 이미지(22)는 이미지 센서의 결상면(211)에 결상될 수 있다. 상기 변환부(207)들은 예를 들면, 프리즘 형태로 이루어져 상기 가변초점렌즈(203)를 투과한 피사체 이미지의 진행 경로를 변환시킬 수 있다. 또한, 상기 변환부(207)는 상기 피사체 이미지(22)의 진행 경로를 변환시켜 상기 피사체 이미지(22)를 상기 이미지 센서의 결상면(211)의 제1 영역(213), 예를 들면, 상기 가변초점렌즈(203) 중 어느 하나와 대응되는 결상면(211)의 영역으로 유도할 수 있다. 또한, 상기 변환부(207)는 상기 피사체 이미지(22)를 상기 이미지 센서의 결상면(211)의 제2 영역(215), 예를 들면, 상기 제1 영역(213)의 인접한 영역으로 유도되는 것을 방지하여 상기 가변초점렌즈(203)들을 투과한 피사체 이미지가 서로 중첩되어 왜곡되는 것을 최소화할 수 있다. 예컨대, 앞서 언급한 바와 같이, 상기 변환부(207)들은 상기 가변초점렌즈(203)들 중 상기 이미지 센서의 결상면(111)에 대하여 경사지게 배치된 가변초점렌즈(203)들을 투과한 피사체 이미지(22)의 진행 경로를 상기 이미지 센서의 결상면(111)에 수직하게 또는 수직에 근접하게 변환할 수 있다.The conversion unit 207 may be disposed between the image sensor 201 and the variable focus lens 203 to change the moving path of the subject image transmitted through the variable focus lens 203. The conversion units 207 may be disposed corresponding to the variable focus lenses 203 or may be disposed corresponding to each of the variable focus lenses 203 inclined with respect to the image sensor 201. For example, when the variable focus lens 203 and the image sensor 201 are arranged in parallel, some of the conversion units 207 may be disposed between the variable focus lens 203 and the image sensor 201 As shown in FIG. The conversion units 207 may convert the traveling path of the subject image, which is transmitted through the electric control, similar to the variable focus lens 203. For example, the subject image 22 whose path has been converted by the conversion unit 207 can be imaged on the imaging plane 211 of the image sensor. The conversion units 207 may be, for example, in the form of a prism, and may change the traveling path of the subject image transmitted through the variable focus lens 203. The conversion unit 207 converts the traveling path of the subject image 22 to convert the subject image 22 into a first area 213 of the image plane 211 of the image sensor, It is possible to guide the light to the area of the image-forming surface 211 corresponding to any one of the variable-focus lenses 203. The conversion unit 207 converts the subject image 22 into a second area 215 of the image plane 211 of the image sensor, for example, an adjacent area of the first area 213 It is possible to minimize the distortion of object images transmitted through the variable focus lenses 203 by overlapping with each other. For example, as described above, the conversion units 207 convert an object image (hereinafter, referred to as an " object image ") that has passed through the variable focus lenses 203, which are arranged obliquely with respect to the image plane 111 of the image sensor, among the variable focus lenses 203 22 to the image forming surface of the image sensor vertically or vertically.

상기 제어부(208)는 이미지 센서(201), 가변초점렌즈(203)들 및 변환부(207)와 전기적으로 연결되고, 상기 변환부(207)에 인가되는 전압을 제어하여 상기 변환부(207)를 투과하는 피사체 이미지의 진행 경로를 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(208)는 상기 변환부(207)를 투과한 피사체 이미지(22)가 상기 제1 영역(213)으로 이동하지 않고 상기 제2 영역(215)으로 이동한 경우, 상기 변환부(207)에 인가되는 전압을 제어하여 상기 변환부(207)를 투과한 피사체 이미지(22)의 진행 경로를 변환시켜 상기 제1 영역(213)으로 입사하도록 유도할 수 있다. 또한, 상기 제어부(208)는 상기 가변초점렌즈(203) 초점 거리의 조절에 따라, 상기 변환부(207)를 투과하는 피사체 이미지(22)의 진행 경로를 조절할 수 있다. 예컨대, 상기 제어부(108)는 상기 가변초점렌즈(103)와 상기 변환부(107)를 연동하여 제어할 수 있다.The control unit 208 is electrically connected to the image sensor 201, the variable focus lens 203 and the conversion unit 207 and controls the voltage applied to the conversion unit 207, It is possible to adjust the traveling path of the subject image passing through the subject. For example, when the subject image 22 transmitted through the conversion unit 207 moves to the second area 215 without moving to the first area 213, The voltage applied to the first region 213 may be controlled so that the path of the object image 22 transmitted through the conversion unit 207 is converted to be incident on the first region 213. The control unit 208 may adjust the path of the subject image 22 passing through the conversion unit 207 according to the adjustment of the focal length of the variable focus lens 203. For example, the control unit 108 may control the variable focus lens 103 and the conversion unit 107 in conjunction with each other.

이와 같이, 본 발명의 다양한 실시예 중 다른 하나에 따른 광학 장치(200)는 상기 이미지 센서(201)와 상기 가변초점렌즈(203) 사이에 피사체 이미지의 이동경로를 변환하는 변환부(207)를 포함함으로써, 곡면 상에 배열된 가변초점렌즈(203)들을 투과한 피사체 이미지가 평면 상에 배치된 결상면에 중첩되지 않게 하여 이미지의 왜곡을 최소화할 수 있다.As described above, the optical device 200 according to another embodiment of the present invention includes a conversion unit 207 for converting the moving path of the subject image between the image sensor 201 and the variable focus lens 203 The image of the object transmitted through the variable focus lenses 203 arranged on the curved surface can be prevented from being superimposed on the image plane disposed on the plane to minimize the distortion of the image.

도 8은 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 광학 장치의 제어부를 나타내는 도면이다.8 is a view showing a control unit of an optical apparatus according to another one of various embodiments of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 광학 장치의 제어부는 제1 제어부(281) 및 제2 제어부(282)를 구비할 수 있다.Referring to FIG. 8, the control unit of the optical apparatus according to another embodiment of the present invention may include a first control unit 281 and a second control unit 282.

상기 제1 제어부(281)는 상기 이미지 센서(201)와 상기 가변초점렌즈(203)들과 전기적으로 연결되어 상기 가변초점렌즈(203)의 초점 거리를 조절할 수 있다. 상기 제2 제어부(281)는 상기 변환부(207)와 전기적으로 연결되어 상기 변환부(207)를 투과한 피사체 이미지의 이동경로를 조절할 수 있다. 그리고, 상기 제1 제어부(281)와 상기 제2 제어부(282)는 전기적으로 연결되어 서로 연동될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 제어부(281)가 상기 가변초점렌즈(203)들을 제어한 후, 상기 가변초점렌즈(203)가 제어된 정보를 상기 제2 제어부(282)에 전달할 수 있다. 그리고, 상기 제2 제어부(282)는 상기 전달받은 정보를 고려하여 상기 변환부(207)를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제1 제어부(281)는 상기 이미지 센서(201)에 결상되는 피사체 이미지의 정보를 전달받은 후, 상기 가변초점렌즈(203)를 제어한 후, 상기 제2 제어부(282)에 제어된 정보를 전달할 수 있다. 반대로, 상기 제2 제어부(282)가 상기 변환부(207)를 제어한 후, 상기 제2 제어부(282)에 의해 제어된 정보를 상기 제1 제어부(281)에 전달하여 상기 제1 제어부(281)가 상기 가변초점렌즈(203)들과 상기 이미지 센서(201)를 제어할 수 있다.The first controller 281 may be electrically connected to the image sensor 201 and the variable focus lens 203 to adjust the focal length of the variable focus lens 203. The second control unit 281 may control the movement path of the subject image that is electrically connected to the conversion unit 207 and transmitted through the conversion unit 207. The first control unit 281 and the second control unit 282 may be electrically connected to each other. For example, after the first control unit 281 controls the variable focus lenses 203, the variable focus lens 203 may transmit the controlled information to the second control unit 282. [ The second control unit 282 may control the conversion unit 207 in consideration of the received information. The first control unit 281 receives the information of the subject image formed on the image sensor 201 and then controls the variable focus lens 203 and then controls the second control unit 282 Information can be conveyed. Conversely, after the second control unit 282 controls the conversion unit 207, the control unit 282 transmits information controlled by the second control unit 282 to the first control unit 281, Can control the variable focus lenses 203 and the image sensor 201. [

도 9는 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 광학 장치를 나타내는 단면도이다.9 is a cross-sectional view showing an optical device according to another one of various embodiments of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 광학 장치(300)는 이미지 센서(301), 가변초점렌즈(303), 제1 프레임(305) 및 제2 프레임(306)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 전술한 실시예의 구성요소와 유사한 구성요소에 대한 설명을 생략하기로 하고, 이미지 센서(301)를 중점적으로 설명하기로 한다.9, an optical device 300 according to another embodiment of the various embodiments of the present invention includes an image sensor 301, a variable focus lens 303, a first frame 305 and a second frame 306, . ≪ / RTI > In the present embodiment, description of components similar to those of the above-described embodiment will be omitted, and the image sensor 301 will be mainly described.

상기 이미지 센서(301)는 상기 가변초점렌즈(303)를 투과한 피사체 이미지가 결상되는 결상면(311)을 구비할 수 있다. 상기 이미지 센서의 결상면(311)은 곡면을 이룰 수 있다. 곡면을 이루는 결상면(311)는 곡면상에 배열된 가변초점렌즈(303) 각각과 대응되는 영역들을 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 영역들 중 어느 하나는 상기 가변초점렌즈(303)들 중 어느 하나를 투과한 피사체 이미지를 결상할 수 있다. 또한, 상기 제2 프레임(306)는 곡면을 가지면서 상기 이미지 센서(301)를 지지하여 이미지 센서(301)의 강성을 보강할 수 있다. 그리고, 상기 가변초점렌즈(303)들과 상기 이미지 센서의 결상면(311)은 서로 다른 반경의 동심원 상에 각각 배열될 수 있다. 예를 들면, 상기 이미지 센서의 결상면(311)은 중심(O)에 대한 제1 반경(R1)을 가지고, 상기 가변초점렌즈(303)들은 상기 중심(O)에 대한 제2 반경(R2)를 가질 수 있다. 이러한 이미지 센서의 결상면(311)은 가변초점렌즈(303) 각각에서 투과된 피사체 이미지가 중첩되거나 피사체 이미지가 왜곡되는 것을 방지할 수 있다.
The image sensor 301 may include an image plane 311 on which an image of an object transmitted through the variable focus lens 303 is formed. The image-forming surface 311 of the image sensor may be curved. The image-forming surface 311 forming the curved surface may have regions corresponding to the respective variable-focus lenses 303 arranged on the curved surface. For example, any one of the areas may image an object image transmitted through any one of the variable focus lenses 303. [ Also, the second frame 306 may support the image sensor 301 while having a curved surface to reinforce the rigidity of the image sensor 301. The variable focus lenses 303 and the image plane 311 of the image sensor may be arranged on concentric circles having different radii. For example, the imaging surface 311 of the image sensor has a first radius R1 with respect to the center O and the variable focus lenses 303 have a second radius R2 with respect to the center O, Lt; / RTI > The image plane 311 of the image sensor can prevent the object images transmitted through the variable focus lenses 303 from overlapping each other or distorting the object image.

상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 광학 장치는, 이미지 센서 및 상기 이미지 센서 상에 배열된 가변초점렌즈들을 포함하고, 상기 가변초점렌즈들의 배열은 곡면을 이룰 수 있다.As described above, an optical apparatus according to various embodiments of the present invention includes an image sensor and variable focus lenses arranged on the image sensor, and the arrangement of the variable focus lenses may be a curved surface.

또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 각각의 상기 가변초점렌즈를 투과한 피사체 이미지가 상기 이미지 센서의 결상면에 결상, 조합되어 하나의 이미지를 형성할 수 있다. According to various embodiments of the present invention, an object image transmitted through each variable focus lens may be formed on an image-forming surface of the image sensor so as to form one image.

또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 광학 장치는, 곡면을 가지며, 상기 가변초점렌즈들이 배열되는 제1 프레임을 더 포함할 수 있다.In addition, the optical apparatus according to various embodiments of the present invention may further include a first frame having a curved surface, in which the variable focus lenses are arranged.

또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 광학 장치는, 상기 가변초점렌즈들과 전기적으로 연결되어 상기 가변초점렌즈들 각각에 인가되는 전압을 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 전압의 제어를 통해 각각의 상기 가변초점렌즈의 초점 거리를 조절할 수 있다.The optical device according to various embodiments of the present invention may further include a control unit electrically connected to the variable focus lenses to control voltages applied to the variable focus lenses, The focal length of each of the variable focus lenses can be adjusted.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 광학 장치는, 상기 이미지 센서와 상기 가변초점렌즈 사이에 배치되어 상기 가변초점렌즈를 투과한 피사체 이미지의 이동경로를 변환하는 변환부를 더 포함할 수 있다.The optical apparatus according to various embodiments of the present invention may further include a conversion unit disposed between the image sensor and the variable focus lens to convert a moving path of an object image transmitted through the variable focus lens.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 광학 장치는, 상기 이미지 센서가 배치된 제2 프레임을 더 포함할 수 있다.The optical apparatus according to various embodiments of the present invention may further include a second frame in which the image sensor is disposed.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 광학 장치는, 상기 변환부와 전기적으로 연결되어 상기 변환부를 투과한 피사체 이미지의 이동경로를 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The optical apparatus according to various embodiments of the present invention may further include a controller that is electrically connected to the conversion unit and adjusts a moving path of the subject image transmitted through the conversion unit.

또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 이미지 센서의 결상면은 곡면을 이룰 수 있다.Further, according to various embodiments of the present invention, the image-forming surface of the image sensor may be curved.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 가변초점렌즈들과 상기 이미지 센서의 결상면은 서로 다른 반경의 동심원 상에 각각 배열될 수 있다.According to various embodiments of the present invention, the imaging surfaces of the variable focus lenses and the image sensor may be arranged on concentric circles of different radii, respectively.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.

100: 광학 장치 101: 이미지 센서
111: 이미지 센서의 결상면 103: 가변초점렌즈
105: 제1 프레임 108: 제어부100: optical device 101: image sensor
111: Image plane of image sensor 103: Variable focus lens
105: first frame 108:

Claims (9)

광학 장치에 있어서,
이미지 센서; 및
상기 이미지 센서 상에 배열된 가변초점렌즈들을 포함하고,
상기 가변초점렌즈들의 배열은 곡면을 이루는 광학 장치.
In the optical device,
Image sensor; And
And variable focus lenses arranged on the image sensor,
Wherein the array of variable focus lenses forms a curved surface.
제1 항에 있어서,
각각의 상기 가변초점렌즈를 투과한 피사체 이미지가 상기 이미지 센서의 결상면에 결상, 조합되어 하나의 이미지를 형성하는 광학 장치.
The method according to claim 1,
Wherein an object image transmitted through each variable focus lens is formed on an image forming surface of the image sensor and combined to form one image.
제1 항에 있어서,
곡면을 가지며, 상기 가변초점렌즈들이 배열되는 제1 프레임을 더 포함하는 광학 장치.
The method according to claim 1,
And a first frame having a curved surface and in which the variable focus lenses are arranged.
제1 항에 있어서, 상기 가변초점렌즈들과 전기적으로 연결되어 상기 가변초점렌즈들 각각에 인가되는 전압을 제어하는 제어부를 더 포함하고,
상기 제어부는 전압의 제어를 통해 각각의 상기 가변초점렌즈의 초점 거리를 조절하는 광학 장치.
The image pickup apparatus according to claim 1, further comprising a control unit electrically connected to the variable focus lenses and controlling a voltage applied to each of the variable focus lenses,
Wherein the control unit controls the focal length of each variable focus lens through control of a voltage.
제1 항에 있어서, 상기 이미지 센서와 상기 가변초점렌즈 사이에 배치되어 상기 가변초점렌즈를 투과한 피사체 이미지의 이동경로를 변환하는 변환부를 더 포함하는 광학 장치.
The optical apparatus according to claim 1, further comprising a conversion unit disposed between the image sensor and the variable focus lens, for converting a moving path of an object image transmitted through the variable focus lens.
제5 항에 있어서,
상기 변환부와 전기적으로 연결되어 상기 변환부를 투과한 피사체 이미지의 이동경로를 조절하는 제어부를 더 포함하는 광학 장치.
6. The method of claim 5,
And a control unit electrically connected to the conversion unit to adjust a moving path of an object image transmitted through the conversion unit.
제1 항에 있어서, 상기 이미지 센서가 배치된 제2 프레임을 더 포함하는 광학 장치.
The optical device according to claim 1, further comprising a second frame in which the image sensor is disposed.
제1 항에 있어서,
상기 이미지 센서의 결상면은 곡면을 이루는 광학 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the imaging surface of the image sensor forms a curved surface.
제8 항에 있어서, 상기 가변초점렌즈들과 상기 이미지 센서의 결상면은 서로 다른 반경의 동심원 상에 각각 배열되는 광학 장치.
The optical device according to claim 8, wherein the image-forming surfaces of the variable focus lenses and the image sensor are arranged on concentric circles having different radii.
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