KR20170098064A - 옵티칼 렌즈 어셈블리 및 이를 포함한 전자 장치 - Google Patents

옵티칼 렌즈 어셈블리 및 이를 포함한 전자 장치 Download PDF

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KR20170098064A
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Abstract

옵티칼 렌즈 어셈블리 및 이를 포함한 전자 장치가 개시된다.
개시된 옵티칼 렌즈 어셈블리는, 물체(object) 측으로부터 상(image) 측으로 배치된 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 조리개, 및 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군을 포함하고, 상기 제 1 렌즈군은 부의 굴절력을 가지고 물체 측으로 볼록한 면을 가지는 제1 공기렌즈와, 부의 굴절력을 가지고 양면이 볼록한 제2 공기렌즈를 포함하며, 상기 제 2 렌즈군은 가장 상측에 배치된 것으로, 상 측으로 볼록한 면을 가지고, 정의 굴절력을 가지는 가장 상측 렌즈를 포함하고, 상기 가장 상측 렌즈가 비구면을 포함하고, 및 130도 이상의 최대 화각을 가진다.

Description

옵티칼 렌즈 어셈블리 및 이를 포함한 전자 장치{Optical lens assembly and electronic apparatus having the same}
다양한 실시예들은 옵티칼 렌즈 어셈블리 및 이를 포함한 전자 장치에 관한 것으로, 예를 들면, 초광각의 최대 화각을 가지는 옵티칼 렌즈 어셈블리 및 이를 포함한 전자 장치에 관한 것이다.
전자 장치에서 제공하는 다양한 서비스 및 부가 기능들은 점차 확대되고 있다. 전자 장치, 예를 들어, 모바일 기기 또는 사용자 기기는, 다양한 센서 모듈들을 통해서 다양한 서비스를 제공할 수 있다. 전자 장치는, 멀티미디어 서비스, 예를 들어, 사진 서비스, 또는 동영상 서비스를 제공할 수 있다. 전자 장치의 사용이 증가함에 따라, 전자 장치와 기능적으로 연결된 카메라 사용도 점점 증대되고 있다. 이러한 사용자의 수요에 따라 전자 장치의 카메라 성능 및/또는 해상도 등이 향상되고 있다. 전자 장치의 카메라를 이용하여 다양한 종류의 풍경, 인물, 또는 셀프 샷의 사진을 찍을 수 있다. 그리고, 이러한 멀티미디어, 예를 들어, 사진, 또는 동영상은 소셜 네트워크 사이트 또는 다른 미디어 등에 공유될 수 있다.
반도체와 디스플레이 기술의 발전에 따라, 모바일 기기의 카메라용 렌즈는 저해상도에서 고해상도까지, 소형 센서 포멧에서 더 큰 센서 포멧까지, 예를 들어, 1/8″에서 1/2″ 센서까지, 그리고, 망원 렌즈에서 초광각 렌즈까지, 다양하게 개발되고 있다.
초광각 렌즈 또는 어안 렌즈는 최대 화각이 130도 미만으로 작거나, 최대 화각이 130도 이상이라도 영상 주변부의 화질 열화가 크다. 또한, 130도 이상의 최대 화각 및 대구경화를 구현하는데 있어 수차 제어에 어려움이 있다.
촬상 장치가 휴대용 기기에 사용되는 비율이 높아지면서 소형화에 대한 요구도 많다. 그런데, 초광각 렌즈 또는 어안 렌즈는 조리개 앞의 렌즈구성이 최적화 되지 않아 초 광각화와 대구경화 그리고 소형화에 따른 수차 제어에 어려움을 가지고 있다.
다양한 실시예들은, 예컨대, 전자 장치(예: 휴대 단말)에서 초광각의 옵티칼 렌즈 어셈블리를 제공할 수 있다.
또한, 다양한 실시예들은, 예컨대, 초광각의 옵티칼 렌즈 어셈블리를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
전술한 과제 또는 다른 과제를 해결하기 위한, 한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리는, 예를 들면, 물체(object) 측으로부터 상(image) 측으로 배치된 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 조리개, 및 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군을 포함하고, 상기 제 1 렌즈군은 부의 굴절력을 가지고 물체 측으로 볼록한 면을 가지는 제1 공기렌즈와, 부의 굴절력을 가지고 양면이 볼록한 제2 공기렌즈를 포함하며, 상기 제 2 렌즈군은 가장 상측에 배치된 것으로, 상 측으로 볼록한 면을 가지고, 정의 굴절력을 가지는 가장 상측 렌즈를 포함하고, 상기 가장 상측 렌즈가 비구면을 포함하고, 및 130도 이상의 최대 화각을 가지고, 다음 식을 만족한다.
<식>
-80 < Fair1 /F < -5
-3.7 < Fair2 /F < -1
1.8 < Fp2 /F < 3.7
여기서, F는 상기 옵티칼 렌즈 어셈블리의 초점 거리를, Fair1는 상기 제1 공기렌즈의 초점 거리를, Fair2는 상기 제2 공기렌즈의 초점 거리를, Fp2는 제 2 렌즈군의 가장 상측 렌즈의 초점 거리를 나타낸다.
다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리는 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
-1.0 < (R1air1 - R2air1)/(R1air1 + R2air1) < -0.1
-8.0 < (R1air2 - R2air2)/(R1air2 + R2air2) < -2.0
여기서, R1air1은 상기 제1 공기렌즈의 물체 측면의 곡률반경을, R2air1은 상기 제1 공기렌즈의 물체 측면의 곡률반경을, R1air2은 상기 제2 공기렌즈의 물체 측면의 곡률반경을, R2air2는 상기 제2 공기렌즈의 상 측면의 곡률반경을 나타낸다.
다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리는 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
2.5 < F2 / F < 5.0
여기서, F는 옵티칼 렌즈 어셈블리의 초점거리를, F2는 제 2 렌즈군의 초점거리를 나타낸다.
예를 들면, 상기 제 1 렌즈군은 상기 제2 공기렌즈의 상 측에 순서대로 부의 굴절력을 가지는 렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 렌즈를 포함하고, 상기 정의 굴절력을 가지는 렌즈가 비구면 렌즈일 수 있다.
다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리는 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
Np1 > 1.75
1.0 < Fp1 / F < 9
Vn1 > 60
여기서, Np1은 상기 제1렌즈군의 정의 굴절력을 가지는 렌즈의 굴절률을, Fp1은 상기 제1렌즈군의 정의 굴절력을 가지는 렌즈의 초점 거리를, Vn1은 상기 제1렌즈군의 부의 굴절력을 가지는 렌즈의 아베수를 나타낸다.
예를 들면, 상기 제 1 렌즈군은 부의 굴절력을 가지는 양면 비구면 렌즈를 포함하고, 상기 양면 비구면 렌즈가 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
-0.4 < (R1asp1 - R1bestfit1)/(R1asp1) + (R2asp1 - R2bestfit1)/(R2asp1) < 0.8
0.8 < EffD2asp1 / 2Y < 1.3
여기서, R1asp1는 상기 양면 비구면 렌즈의 물체 측면의 곡률반경을, R2asp1는 상기 양면 비구면 렌즈의 상 측면의 곡률반경을, R1bestfit1는 상기 양면 비구면 렌즈의 물체 측면의 bestfit 곡률반경을, R2bestfit1는 상기 양면 비구면 렌즈의 상 측면의 bestfit 곡률반경을, EffD2asp1는 상기 양면 비구면 렌즈의 상 측면의 유효경을, Y는 이미지 높이를 나타낸다.
예를 들면, 상기 제 2 렌즈군은 상기 가장 상측 렌즈의 물체 측에, 정의 굴절력을 가지는 렌즈와 부의 굴절력을 가지는 렌즈를 더 포함하고, 상기 정의 굴절력을 가지는 렌즈는 물체 측으로 볼록한 형상을 가질 수 있다.
예를 들면, 상기 제 2 렌즈군의 정의 굴절력을 가지는 렌즈와 부의 굴절력을 가지는 렌즈가 접합될 수 있다.
예를 들면, 상기 제2렌즈군은 적어도 하나의 정렌즈와 적어도 하나의 부렌즈를 포함하고, 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
N2p - N2n < -0.1
30 < V2p - V2n
여기서, N2p은 상기 제2 렌즈군에서 굴절률이 가장 작은 정렌즈의 굴절률을, N2n은 상기 제2 렌즈군에서 굴절률이 가장 큰 부렌즈의 굴절률을, V2p은 상기 제2 렌즈군에서 굴절률이 가장 작은 정렌즈의 아베수를, V2n은 상기 제2 렌즈군에서 굴절률이 가장 큰 부렌즈의 아베수를 나타낸다.
예를 들면, 상기 제 2 렌즈군이 상기 가장 상측 렌즈의 물체 측에 삼중 접합 렌즈를 포함하고, 상기 삼중 접합 렌즈의 가운데 렌즈가 수지를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리는 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
0.8 < (dY/dθ)(θ)/(dY/dθ)(0) < 1.2
0 ≤ θ ≤ (FOV/2)
FOV는 최대 화각을, dY/dθ(θ)는 화각(θ)과 이미지 높이(Y)의 관계를 나타내는 함수 Y=f(θ)에 대하여, θ에 대한 1차 미분 함수를 나타낸다.
다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리는 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
|RayAngle1/(FOV/2)| < 0.4
|RayAngle2/(FOV/2)| < 0.13
여기서, FOV는 최대 화각을, RayAngle1은 최대 이미지 높이에 결상되는 광선 중 주광선(chief ray)이 조리개를 통과하는 각도를, RayAngle2는 최대 이미지 높이에 결상되는 광선 중 주광선(chief ray)이 상면에 입사되는 각도를 나타낸다.
예를 들면, 상기 옵티칼 렌즈 어셈블리 전체를 광축과 나란하게 이동하여 포커싱할 수 있다.
상기 제1 공기렌즈가 2매의 물체 측으로 볼록한 메니스커스 렌즈에 의해 구성될 수 있다.
상기 제2 공기렌즈가 물체 측으로 볼록한 메니스커스 렌즈와 양오목 렌즈에 의해 구성될 수 있다.
상기 제2 공기렌즈가 물체 측으로 볼록한 메니스커스 렌즈와 상측으로 볼록한 메니스커스 렌즈에 의해 구성될 수 있다.
전술한 과제 또는 다른 과제를 해결하기 위한, 다른 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리는, 예를 들면, 물체(object) 측으로부터 상(image) 측으로 배치된 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 조리개, 및 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군을 포함하고, 상기 제 1 렌즈군은 부의 굴절력을 가지고 물체 측으로 볼록한 면을 가지는 제1 공기렌즈와, 부의 굴절력을 가지고 양면이 볼록한 제2 공기렌즈와, 상기 제2 공기렌즈의 상 측에 부의 굴절력을 가지는 렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 비구면 렌즈를 포함하며, 상기 제 2 렌즈군은 가장 상측에 배치된 것으로, 상 측으로 볼록한 면을 가지고, 정의 굴절력을 가지는 가장 상측 렌즈를 포함하고, 상기 가장 상측 렌즈가 비구면을 포함하고, 및 130도 이상의 최대 화각을 가지고, 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
-80 < Fair1 / F < -5
-3.7 < Fair2 / F < -1
1.0 < Fp1 / F < 9.0
Vn1 > 60
여기서, F는 옵티칼 렌즈 어셈블리의 초점거리를, Fair1은 상기 제1 공기렌즈의 초점거리를, Fair2는 상기 제2 공기렌즈의 초점 거리를, Fp1은 상기 제1렌즈군의 비구면 렌즈의 초점거리를, Vn1은 상기 제1렌즈군의 부의 굴절력을 가지는 렌즈의 아베수를 나타낸다.
전술한 과제 또는 다른 과제를 해결하기 위한, 한 실시예에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 적어도 하나의 옵티칼 렌즈 어셈블리; 및 상기 적어도 하나의 옵티칼 렌즈 어셈블리에 의해 결상된 광을 수광하는 이미지 센서;를 포함하고,
상기 적어도 하나의 옵티칼 렌즈 어셈블리가, 물체(object) 측으로부터 상(image) 측으로 배치된 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 조리개, 및 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군을 포함하고, 상기 제 1 렌즈군은 부의 굴절력을 가지고 물체 측으로 볼록한 면을 가지는 제1 공기렌즈와, 부의 굴절력을 가지고 양면이 볼록한 제2 공기렌즈를 포함하며, 상기 제 2 렌즈군은 가장 상측에 배치된 것으로, 상 측으로 볼록한 면을 가지고, 정의 굴절력을 가지는 가장 상측 렌즈를 포함하고, 상기 가장 상측 렌즈가 비구면을 포함하고, 및 130도 이상의 최대 화각을 가지고, 다음 식을 만족한다.
<식>
-80 < Fair1 /F < -5
-3.7 < Fair2 /F < -1
1.8 < Fp2 /F < 3.7
여기서, F는 상기 옵티칼 렌즈 어셈블리의 초점 거리를, Fair1는 상기 제1 공기렌즈의 초점 거리를, Fair2는 상기 제2 공기렌즈의 초점 거리를, Fp2는 제 2 렌즈군의 가장 상측 렌즈의 초점 거리를 나타낸다.
예를 들면, 상기 옵티칼 렌즈 어셈블리가 복수 개 구비되어 전방위 촬영이 가능하도록 될 수 있다.
예를 들면, 상기 적어도 하나의 옵티칼 렌즈 어셈블리가 제1 옵티칼 렌즈 어셈블리 및 제2 옵티칼 렌즈 어셈블리를 포함하고, 상기 제1 옵티칼 렌즈 어셈블리와 제2 옵티칼 렌즈 어셈블리가 일직선 상에 배치될 수 있다.
예를 들면, 상기 이미지 센서가 적외선 감광 픽셀을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리는, 예컨대, 소형이고, 초광각의 최대 화각을 가질 수 있다. 다양한 실시예들에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리는, 공기 렌즈의 굴절력을 적절히 배분하여 수차 보정을 용이하게 할 수 있다. 또한, 다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리를 포함한 전자 장치는, 예를 들면, 초광각이고, 고성능으로 멀티미디어(예: 사진, 또는 동영상 등)를 촬영할 수 있다.
도 1은 다양한 실시예에 따른, 제1 수치 실시예의 옵티칼 렌즈 어셈블리를 도시한 것이다.
도 2는 다양한 실시예에 따른, 제1 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리의 수차도를 나타낸 것이다.
도 3은 다양한 실시예에 따른, 제2 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리를 도시한 것이다.
도 4는 다양한 실시예에 따른, 제2 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리의 수차도를 도시한 것이다.
도 5는 다양한 실시예에 따른, 제3 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리를 도시한 것이다.
도 6은 다양한 실시예에 따른, 제3 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리의 수차도를 도시한 것이다.
도 7은 다양한 실시예에 따른, 제4 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리를 도시한 것이다.
도 8은 다양한 실시예에 따른, 제4 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리의 수차도를 도시한 것이다.
도 9는 다양한 실시예에 따른, 제5 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리를 도시한 것이다.
도 10은 다양한 실시예에 따른, 제5 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리의 수차도를 나타낸 것이다.
도 11은 다양한 실시예에 따른, 제6 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리를 도시한 것이다.
도 12는 다양한 실시예에 따른, 제6 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리의 수차도를 도시한 것이다.
도 13은 다양한 실시예에 따른, 제7 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리계를 도시한 것이다.
도 14는 다양한 실시예에 따른, 제7 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리의 수차도를 도시한 것이다.
도 15는 다양한 실시예에 따른, 제8 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리를 도시한 것이다.
도 16은 다양한 실시예에 따른, 제8 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리계의 수차도를 도시한 것이다.
도 17은 다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리를 구비한 전자 장치를 도시한 것이다.
도 18은 다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리 두 개를 구비한 전자 장치를 도시한 것이다.
도 19는 다양한 실시예에 따른 네트워크 환경 시스템을 도시한 것이다.
도 20은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 블록도를 도시한 것이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 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.
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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.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(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.
본 문서에서 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 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 문서의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 영상 전화기, 전자책 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드(skin pad) 또는 문신), 또는 생체 이식형(예: implantable circuit) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시예들에서, 전자 장치는 가전 제품(home appliance)일 수 있다. 가전 제품은, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), 홈 오토매이션 컨트롤 패널(home automation control panel), 보안 컨트롤 패널(security control panel), TV 박스(예: 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔(예: XboxTM, PlayStationTM), 전자 사전, 전자 키, 캠코더(camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM(automatic teller's machine), 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치(internet of things)(예: 전구, 각종 센서, 전기 또는 가스 미터기, 스프링클러 장치, 화재경보기, 온도조절기(thermostat), 가로등, 토스터(toaster), 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시예에 따르면, 전자 장치는 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터(projector), 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 어떤 실시예에 따른 전자 장치는 플렉서블 전자 장치일 수 있다. 또한, 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않으며, 기술 발전에 따른 새로운 전자 장치를 포함할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 다양한 실시예에 따른 전자 장치가 설명된다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
이하, 다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리, 및 이를 포함한 장치에 대해 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 다양한 실시예에 따른 제1수치 실시예의 옵티칼 렌즈 어셈블리(100-1)을 도시한 것이다.
다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리(100-1)는 물체 측(O)(object side)으로부터 상 측(image side) (I)으로 배치된 제1렌즈군(G1-1)과 제2렌즈군(G2-1)을 포함할 수 있다. 제1렌즈군(G1-1)과 제2렌즈군(G2-1) 사이에 조리개(ST)가 배치될 수 있다. 또는, 제1렌즈군(G1-1)과 제2렌즈군(G2-1) 사이의 간격이 제1렌즈군(G2-1)과 제2렌즈군(G2-2)에 포함된 렌즈들 사이의 간격들보다 클 수 있다. 제1렌즈군(G1-1)은 예를 들어, 정의 굴절력을 가질 수 있다. 제2렌즈군(G2-1)은 예를 들어, 정의 굴절력을 가질 수 있다.
이하에서 각 렌즈의 구성을 설명함에 있어, 상 측(image side)은, 예를 들면, 상(image)이 결상되는 상면(IMG)(image plane)이 있는 방향을 나타낼 수 있고, 물체 측(object side)은 피사체(object)가 있는 방향을 나타낼 수 있다. 또한, 렌즈의 "물체 측면"은, 예를 들면, 광축(OA)을 기준으로 하여 피사체가 있는 쪽의 렌즈 면으로 도면상 좌측 면을 의미하며, "상 측면"은 광축을 기준으로 하여 상면이 있는 쪽의 렌즈 면으로 도면상 우측 면을 나타낼 수 있다. 상면(IMG)은 예를 들어, 촬상 소자 면 또는 이미지 센서 면일 수 있다. 이미지 센서는 예를 들어, 씨모스 이미지 센서(CMOS, complementary metal oxide semiconductor) 또는 전하 결합 소자(CCD, charge coupled device)와 같은 센서를 포함할 수 있다. 상기 이미지 센서는 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 피사체의 이미지를 전기적인 영상신호로 변환하는 소자일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1렌즈군(G1-1)은 물체 측(O)(object side)으로부터 상 측(I)(image side)으로 배치된 복수 개의 렌즈를 포함하고, 복수 개의 렌즈 사이에 복수 개의 공기 렌즈를 포함할 수 있다. 복수 개의 공기 렌즈는 예를 들어, 양볼록의 공기 렌즈와, 양볼록의 공기 렌즈의 물체 측(O)에 배치된 것으로 부의 굴절력을 가지고, 물체 측(O)으로 볼록한 면을 가지는 공기 렌즈를 포함할 수 있다. 본 명세서에서, 공기 렌즈는 이웃한 렌즈들 사이의 공기 간격에 의해 구성된 것으로 광학적 굴절력을 가짐으로써 광학적 의미를 가지는 렌즈 사이 공간을 의미할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1렌즈군(G1-1)은 물체 측(O)(object side)으로부터 상 측(I)(image side)으로 배치된 것으로, 제1렌즈(L1-1), 제2렌즈(L2-1), 제3렌즈(L3-1), 및 제4렌즈(L4-1)를 포함할 수 있다. 제1렌즈(L1-1)와 제2렌즈(L2-1) 사이에 제1공기 렌즈(AL1-1)가 구비되고, 제2렌즈(L2-1)와 제3렌즈(L3-1) 사이에 제2공기 렌즈(AL2-1)가 구비될 수 있다.
제1 공기 렌즈(AL1-1)는 부의 굴절력을 가지고, 물체 측(O)으로 볼록한 면(S2)을 가질 수 있다. 제2 공기 렌즈(AL2-1)는 부의 굴절력을 가지고, 양면(S4)(S5)이 볼록한 형상을 가질 수 있다.
제1렌즈(L1-1)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제1렌즈는(L1-1)는 예를 들면, 볼록(convex)한 물체 측면(S1)을 가질 수 있다. 제1렌즈는(L1-1)는 예를 들면, 물체 측을 향해 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 제2렌즈(L2-1)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제2렌즈(L2-1)는 예를 들면, 볼록한 물체 측면(S3)을 가질 수 있다. 제2렌즈는(L2-1)는 예를 들면, 물체 측을 향해 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 제3렌즈(L3-1)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제3렌즈(L3-1)는 예를 들면, 볼록한 상측 면(S6)을 포함할 수 있다. 제3렌즈는(L3-1)는 예를 들면, 상 측을 향해 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 제1렌즈(L1-1), 제2렌즈(L2-1), 제3렌즈(L3-1) 중 적어도 하나가 양면 비구면 렌즈일 수 있다. 예를 들면, 제2렌즈(L2-1)가 양면 비구면 렌즈일 수 있다.
제2 공기 렌즈(AL2-1)의 상 측(I)에 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈(L4-1)가 구비될 수 있다. 제4렌즈(L4-1)가 비구면 렌즈일 수 있다.
제2렌즈군(G2-1)는 예를 들면, 정의 굴절력을 가지는 제5렌즈(L5-1), 부의 굴절력을 가지는 제6렌즈(L6-1) 및 정의 굴절력을 가지는 제7렌즈(L7-1)를 포함할 수 있다. 제5렌즈(L5-1)와 제6렌즈(L6-1)가 접합될 수 있다. 제2렌즈군(G2-1)의 가장 상 측에 있는 제7렌즈(L7-1)가 상 측을 향해 볼록한 면을 가지고, 비구면을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1렌즈군(G1-1)과 제2렌즈군(G2-1) 사이에 조리개(ST)가 구비될 수 있다. 조리개(ST)는 광속의 직경을 조절하기 위한 것으로, 예를 들어 개구 조리개, 가변 조리개, 또는 마스크 형태의 스톱(stop) 등을 포함할 수 있다. 또한, 제1렌즈군(G1-1)과 제2렌즈군(G2-1) 사이에 광학 필터(10-1)가 더 구비될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 제7렌즈(L7-1)와 상면(IMG) 사이에 적어도 하나의 광학 소자(20-1)가 구비될 수 있다. 광학 소자(20-1)는 예를 들어 저역 통과 필터(low pass filter), 적외선 차단 필터(IR(infrared)-cut filter), 또는 커버 글라스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 소자로서 적외선 차단 필터가 구비되는 경우, 가시광선은 투과되고, 적외선은 외부로 방출되도록 하여, 적외선이 상면에 전달되지 않도록 할 수 있다. 하지만, 광학 소자 없이 옵티칼 렌즈 어셈블리를 구성하는 것도 가능하다.
도 3은, 다양한 실시예에 따른, 제2 수치 실시예의 옵티칼 렌즈 어셈블리(100-2)를 도시한 것이다.
다양한 실시예에 따르면, 옵티칼 렌즈 어셈블리(100-2)는, 물체 측(O)(object side)으로부터 상 측(image side)(I)으로 배치된 제1렌즈군(G1-2)과 제2렌즈군(G2-2)을 포함할 수 있다. 제1렌즈군(G1-2)과 제2렌즈군(G2-2) 사이에 조리개(ST)가 배치될 수 있다. 제1렌즈군(G1-2)은 예를 들어, 정의 굴절력을 가질 수 있다. 제2렌즈군(G2-2)은 예를 들어, 정의 굴절력을 가질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1렌즈군(G1-2)은 물체 측(O)(object side)으로부터 상 측(I)(image side)으로 배치된 것으로, 제1렌즈(L1-2), 제2렌즈(L2-2), 제3렌즈(L3-2), 및 제4렌즈(L4-2)를 포함할 수 있다. 제1렌즈(L1-2)와 제2렌즈(L2-2) 사이에 제1공기 렌즈(AL1-2)가 구비되고, 제2렌즈(L2-2)와 제3렌즈(L3-2) 사이에 제2공기 렌즈(AL2-2)가 구비될 수 있다.
제1 공기 렌즈(AL1-2)는 부의 굴절력을 가지고, 물체 측(O)으로 볼록한 면(S2)을 가질 수 있다. 제2 공기 렌즈(AL2-2)는 부의 굴절력을 가지고, 양면(S4)(S5)이 볼록한 형상을 가질 수 있다.
제1렌즈(L1-2)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제1렌즈는(L1-2)는 예를 들면, 볼록(convex)한 물체 측면(S1)을 가질 수 있다. 제2렌즈(L2-2)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제2렌즈(L2-2)는 예를 들면, 볼록한 물체 측면(S3)을 가질 수 있다. 제3렌즈(L3-2)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제3렌즈(L3-2)는 예를 들면, 볼록한 상측 면(S6)을 포함할 수 있다. 제2 공기 렌즈(AL2-2)의 상 측(I)에 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈(L4-2)가 구비될 수 있다. 제4렌즈(L4-2)가 비구면 렌즈일 수 있다.
제2렌즈군(G2-2)는 예를 들면, 정의 굴절력을 가지는 제5렌즈(L5-2), 부의 굴절력을 가지는 제6렌즈(L6-2) 및 정의 굴절력을 가지는 제7렌즈(L7-2)를 포함할 수 있다. 제2렌즈군(G2-2)의 가장 상 측에 있는 제7렌즈(L7-2)가 상 측을 향해 볼록한 면을 가지고, 적어도 하나의 비구면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제7렌즈(L7-2)는 양볼록 렌즈일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제7렌즈(L7-2)와 상면(IMG) 사이에 적어도 하나의 광학 소자(20-2)가 구비될 수 있다.
도 5는, 다양한 실시예에 따른, 제3 수치 실시예의 옵티칼 렌즈 어셈블리(100-3)를 도시한 것이다.
다양한 실시예에 따르면, 옵티칼 렌즈 어셈블리(100-3)는, 물체 측(O)(object side)으로부터 상 측(image side)(I)으로 배치된 제1렌즈군(G1-3)과 제2렌즈군(G2-3)을 포함할 수 있다. 제1렌즈군(G1-3)과 제2렌즈군(G2-3) 사이에 조리개(ST)가 배치될 수 있다. 제1렌즈군(G1-3)은 예를 들어, 정의 굴절력을 가질 수 있다. 제2렌즈군(G2-3)은 예를 들어, 정의 굴절력을 가질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1렌즈군(G1-3)은 물체 측(O)(object side)으로부터 상 측(I)(image side)으로 배치된 것으로, 제1렌즈(L1-3), 제2렌즈(L2-3), 제3렌즈(L3-2), 제4렌즈(L4-3), 및 제5렌즈(L5-3)를 포함할 수 있다. 제1렌즈(L1-3)와 제2렌즈(L2-3) 사이에 제1 공기렌즈(AL1-3)가 구비되고, 제2렌즈(L2-3)와 제3렌즈(L3-3) 사이에 제2 공기렌즈(AL2-3)가 구비되고, 제3렌즈(L3-3)와 제4렌즈(L4-3) 사이에 제3 공기렌즈(AL3-3)가 구비될 수 있다.
제1 공기 렌즈(AL1-3)는 정의 굴절력을 가지고, 물체 측(O)으로 볼록한 면(S2)을 가질 수 있다. 제2 공기 렌즈(AL2-3)는 부의 굴절력을 가지고, 물체 측(O)으로 볼록한 면(S4)을 가질 수 있다. 제3 공기 렌즈(AL3-3)는 부의 굴절력을 가지고, 양면(S6)(S7)이 볼록한 형상을 가질 수 있다.
제1렌즈(L1-3)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제1렌즈는(L1-3)는 예를 들면, 볼록(convex)한 물체 측면(S1)을 가질 수 있다. 제2렌즈(L2-3)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제2렌즈(L2-3)는 예를 들면, 볼록한 물체 측면(S3)을 가질 수 있다. 제3렌즈(L3-3)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제3렌즈(L3-3)는 예를 들면, 볼록한 물체 측면(S5)을 가질 수 있다. 제4렌즈(L4-3)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제4렌즈(L4-3)는 예를 들면, 양오목 렌즈일 수 있다. 제5렌즈(L5-3)는 정의 굴절력을 가질 수 있다. 제5렌즈(L5-3)는 예를 들어, 볼록한 상측 면(S10)을 포함할 수 있다. 제3 공기 렌즈(AL3-3)의 상 측(I)에 정의 굴절력을 가지는 제5렌즈(L5-3)가 구비될 수 있다. 제5렌즈(L5-3)가 비구면 렌즈일 수 있다.
제2렌즈군(G2-3)는 예를 들면, 정의 굴절력을 가지는 제6렌즈(L6-3), 부의 굴절력을 가지는 제7렌즈(L7-3) 및 정의 굴절력을 가지는 제8렌즈(L8-3)를 포함할 수 있다. 제2렌즈군(G2-3)의 가장 상 측에 있는 제8렌즈(L8-3)가 상 측을 향해 볼록한 면을 가지고, 적어도 하나의 비구면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제8렌즈(L8-3)는 양볼록 렌즈일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제8렌즈(L8-3)와 상면(IMG) 사이에 적어도 하나의 광학 소자(10-3)(20-3)가 구비될 수 있다.
도 7은, 다양한 실시예에 따른, 제4 수치 실시예의 옵티칼 렌즈 어셈블리(100-4)를 도시한 것이다.
다양한 실시예에 따르면, 옵티칼 렌즈 어셈블리(100-4)는, 물체 측(O)(object side)으로부터 상 측(image side)(I)으로 배치된 제1렌즈군(G1-4)과 제2렌즈군(G2-4)을 포함할 수 있다. 제1렌즈군(G1-4)과 제2렌즈군(G2-4) 사이에 조리개(ST)가 배치될 수 있다. 제1렌즈군(G1-4)은 예를 들어, 정의 굴절력을 가질 수 있다. 제2렌즈군(G2-4)은 예를 들어, 정의 굴절력을 가질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1렌즈군(G1-3)은 물체 측(O)(object side)으로부터 상 측(I)(image side)으로 배치된 것으로, 제1렌즈(L1-4), 제2렌즈(L2-4), 제3렌즈(L3-4), 및 제4렌즈(L4-4)를 포함할 수 있다. 제1렌즈(L1-4)와 제2렌즈(L2-4) 사이에 제1 공기렌즈(AL1-4)가 구비되고, 제2렌즈(L2-4)와 제3렌즈(L3-4) 사이에 제2 공기렌즈(AL2-3)가 구비될 수 있다.
제1 공기 렌즈(AL1-4)는 부의 굴절력을 가지고, 물체 측(O)으로 볼록한 면(S2)을 가질 수 있다. 제2 공기 렌즈(AL2-4)는 부의 굴절력을 가지고, 양면(S4)(S5)이 볼록한 형상을 가질 수 있다.
제1렌즈(L1-4)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제1렌즈는(L1-4)는 예를 들면, 볼록(convex)한 물체 측면(S1)을 가질 수 있다. 제2렌즈(L2-4)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제2렌즈(L2-4)는 예를 들면, 볼록한 물체 측면(S3)을 가질 수 있다. 제3렌즈(L3-4)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제3렌즈(L3-4)는 예를 들면, 볼록한 상 측면(S6)을 가질 수 있다. 제4렌즈(L4-4)는 정의 굴절력을 가질 수 있다. 제4렌즈(L4-3)는 예를 들면, 양볼록 렌즈일 수 있다.
제2렌즈군(G2-4)는 예를 들면, 정의 굴절력을 가지는 제5렌즈(L6-4), 부의 굴절력을 가지는 제6렌즈(L7-4) 및 정의 굴절력을 가지는 제7렌즈(L7-4)를 포함할 수 있다. 제2렌즈군(G2-4)의 가장 상 측에 있는 제7렌즈(L7-4)가 상 측을 향해 볼록한 면을 가지고, 적어도 하나의 비구면을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제7렌즈(L7-4)와 상면(IMG) 사이에 적어도 하나의 광학 소자(10-4)(20-4)가 구비될 수 있다.
도 9는, 다양한 실시예에 따른, 제5 수치 실시예의 옵티칼 렌즈 어셈블리(100-5)를 도시한 것이다.
다양한 실시예에 따르면, 옵티칼 렌즈 어셈블리(100-5)는, 물체 측(O)(object side)으로부터 상 측(image side)(I)으로 배치된 제1렌즈군(G1-5)과 제2렌즈군(G2-5)을 포함할 수 있다. 제1렌즈군(G1-5)과 제2렌즈군(G2-5) 사이에 조리개(ST)가 배치될 수 있다. 제1렌즈군(G1-5)은 예를 들어, 정의 굴절력을 가질 수 있다. 제2렌즈군(G2-5)은 예를 들어, 정의 굴절력을 가질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1렌즈군(G1-5)은 물체 측(O)(object side)으로부터 상 측(I)(image side)으로 배치된 것으로, 제1렌즈(L1-5), 제2렌즈(L2-5), 제3렌즈(L3-5), 제4렌즈(L4-5), 및 제5렌즈(L5-5)를 포함할 수 있다. 제1렌즈(L1-5)와 제2렌즈(L2-5) 사이에 제1 공기렌즈(AL1-5)가 구비되고, 제2렌즈(L2-5)와 제3렌즈(L3-5) 사이에 제2 공기렌즈(AL2-5)가 구비되고, 제3렌즈(L3-5)와 제4렌즈(L4-5) 사이에 제3 공기렌즈(AL3-5)가 구비될 수 있다.
제1 공기 렌즈(AL1-5)는 부의 굴절력을 가지고, 물체 측(O)으로 볼록한 면(S2)을 가질 수 있다. 제2 공기 렌즈(AL2-5)는 부의 굴절력을 가지고, 물체 측(O)으로 볼록한 면(S4)을 가질 수 있다. 제3 공기 렌즈(AL3-5)는 부의 굴절력을 가지고, 양면(S6)(S7)이 볼록한 형상을 가질 수 있다.
제1렌즈(L1-5)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제1렌즈는(L1-5)는 예를 들면, 볼록(convex)한 물체 측면(S1)을 가질 수 있다. 제2렌즈(L2-5)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제2렌즈(L2-5)는 예를 들면, 볼록한 물체 측면(S3)을 가질 수 있다. 제3렌즈(L3-5)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제3렌즈(L3-5)는 예를 들면, 볼록한 물체 측면(S5)을 가질 수 있다. 제4렌즈(L4-5)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제4렌즈(L4-5)는 예를 들면, 상 측을 향해 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 제5렌즈(L5-5)는 정의 굴절력을 가질 수 있다. 제5렌즈(L5-5)는 예를 들어, 볼록한 상측 면(S10)을 포함할 수 있다. 제3 공기 렌즈(AL3-5)의 상 측(I)에 정의 굴절력을 가지는 제5렌즈(L5-5)가 구비될 수 있다. 제5렌즈(L5-5)가 비구면 렌즈일 수 있다.
제2렌즈군(G2-5)는 예를 들면, 정의 굴절력을 가지는 제6렌즈(L6-5), 부의 굴절력을 가지는 제7렌즈(L7-5) 및 정의 굴절력을 가지는 제8렌즈(L8-5)를 포함할 수 있다. 제6렌즈(L6-5)와 제7렌즈(L7-5)가 접합될 수 있다. 제2렌즈군(G2-5)의 가장 상 측에 있는 제8렌즈(L8-5)가 상 측을 향해 볼록한 면을 가지고, 적어도 하나의 비구면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제8렌즈(L8-5)는 양볼록 렌즈일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제8렌즈(L8-5)와 상면(IMG) 사이에 적어도 하나의 광학 소자(10-5)(20-5)가 구비될 수 있다.
도 11은, 다양한 실시예에 따른, 제6 수치 실시예의 옵티칼 렌즈 어셈블리(100-6)를 도시한 것이다.
다양한 실시예에 따르면, 옵티칼 렌즈 어셈블리(100-6)는, 물체 측(O)(object side)으로부터 상 측(image side)(I)으로 배치된 제1렌즈군(G1-6)과 제2렌즈군(G2-6)을 포함할 수 있다. 제1렌즈군(G1-6)과 제2렌즈군(G2-6) 사이에 조리개(ST)가 배치될 수 있다. 제1렌즈군(G1-6)은 예를 들어, 정의 굴절력을 가질 수 있다. 제2렌즈군(G2-6)은 예를 들어, 정의 굴절력을 가질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1렌즈군(G1-6)은 물체 측(O)(object side)으로부터 상 측(I)(image side)으로 배치된 것으로, 제1렌즈(L1-6), 제2렌즈(L2-6), 제3렌즈(L3-6), 제4렌즈(L4-6), 및 제5렌즈(L5-6)를 포함할 수 있다. 제1렌즈(L1-6)와 제2렌즈(L2-6) 사이에 제1 공기렌즈(AL1-6)가 구비되고, 제2렌즈(L2-6)와 제3렌즈(L3-6) 사이에 제2 공기렌즈(AL2-6)가 구비되고, 제3렌즈(L3-6)와 제4렌즈(L4-6) 사이에 제3 공기렌즈(AL3-6)가 구비될 수 있다.
제1 공기 렌즈(AL1-6)는 정의 굴절력을 가지고, 물체 측(O)으로 볼록한 물체측면(S2)을 가질 수 있다. 제2 공기 렌즈(AL2-6)는 부의 굴절력을 가지고, 물체 측(O)으로 볼록한 물체 측면(S4)을 가질 수 있다. 제3 공기 렌즈(AL3-6)는 부의 굴절력을 가지고, 양면(S6)(S7)이 볼록한 형상을 가질 수 있다.
제1렌즈(L1-6)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제1렌즈는(L1-6)는 예를 들면, 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 제2렌즈(L2-3)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제2렌즈(L2-6)는 예를 들면, 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 제3렌즈(L3-3)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제3렌즈(L3-3)는 예를 들면, 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 제4렌즈(L4-6)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제4렌즈(L4-6)는 예를 들면, 양오목 렌즈일 수 있다. 제5렌즈(L5-6)는 정의 굴절력을 가질 수 있다. 제5렌즈(L5-6)는 예를 들어, 볼록한 상측 면(S10)을 포함할 수 있다. 제3 공기 렌즈(AL3-6)의 상 측(I)에 정의 굴절력을 가지는 제5렌즈(L5-6)가 구비될 수 있다. 제5렌즈(L5-6)가 비구면 렌즈일 수 있다.
제2렌즈군(G2-6)는 예를 들면, 정의 굴절력을 가지는 제6렌즈(L6-6), 제7렌즈(L7-6), 부의 굴절력을 가지는 제8렌즈(L8-6) 및 정의 굴절력을 가지는 제9렌즈(L9-6)를 포함할 수 있다. 제6렌즈(L6-6), 제7렌즈(L7-6), 및 제8렌즈(L8-6)가 삼중 접합렌즈로 구성될 수 있다. 삼중 접합렌즈의 가운데 있는 제7렌즈(L7-6)는 예를 들어, 수지 재를 포함할 수 있다. 제2렌즈군(G2-6)의 가장 상 측에 있는 제9렌즈(L9-6)가 상 측을 향해 볼록한 면을 가지고, 적어도 하나의 비구면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제9렌즈(L9-6)는 양볼록 렌즈일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제9렌즈(L9-6)와 상면(IMG) 사이에 적어도 하나의 광학 소자(10-6)(20-6)가 구비될 수 있다.
도 13은, 다양한 실시예에 따른, 제7 수치 실시예의 옵티칼 렌즈 어셈블리(100-7)를 도시한 것이다.
다양한 실시예에 따르면, 옵티칼 렌즈 어셈블리(100-7)는, 물체 측(O)(object side)으로부터 상 측(image side)(I)으로 배치된 제1렌즈군(G1-7)과 제2렌즈군(G2-7)을 포함할 수 있다. 제1렌즈군(G1-7)과 제2렌즈군(G2-7) 사이에 조리개(ST)가 배치될 수 있다. 제1렌즈군(G1-7)은 예를 들어, 정의 굴절력을 가질 수 있다. 제2렌즈군(G2-7)은 예를 들어, 정의 굴절력을 가질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1렌즈군(G1-7)은 물체 측(O)(object side)으로부터 상 측(I)(image side)으로 배치된 것으로, 제1렌즈(L1-7), 제2렌즈(L2-7), 제3렌즈(L3-7), 제4렌즈(L4-7), 및 제5렌즈(L5-7)를 포함할 수 있다. 제1렌즈(L1-5)와 제2렌즈(L2-7) 사이에 제1 공기렌즈(AL1-7)가 구비되고, 제2렌즈(L2-7)와 제3렌즈(L3-7) 사이에 제2 공기렌즈(AL2-7)가 구비될 수 있다.
제1 공기 렌즈(AL1-7)는 부의 굴절력을 가지고, 물체 측(O)으로 볼록한 면(S2)을 가질 수 있다. 제2 공기 렌즈(AL2-7)는 부의 굴절력을 가지고, 양면(S4)(S5)이 볼록한 형상을 가질 수 있다.
제1렌즈(L1-7)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제1렌즈는(L1-7)는 예를 들면, 볼록(convex)한 물체 측면(S1)을 가질 수 있다. 제2렌즈(L2-7)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제2렌즈(L2-7)는 예를 들면, 볼록한 물체 측면(S3)을 가질 수 있다. 제3렌즈(L3-7)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제3렌즈(L3-7)는 예를 들면, 양볼록 렌즈일 수 있다. 제4렌즈(L4-7)는 정의 굴절력을 가질 수 있다. 제4렌즈(L4-7)는 예를 들어, 볼록한 상측 면(S8)을 포함할 수 있다. 제2 공기 렌즈(AL2-7)의 상 측(I)에 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈(L4-7)가 구비될 수 있다. 제4렌즈(L4-7)는 예를 들면, 양볼록 렌즈일 수 있다. 제5렌즈(L5-7)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제5렌즈(L5-7)가 비구면 렌즈일 수 있다.
제2렌즈군(G2-7)는 예를 들면, 정의 굴절력을 가지는 제6렌즈(L6-7), 부의 굴절력을 가지는 제7렌즈(L7-7) 및 정의 굴절력을 가지는 제8렌즈(L8-7)를 포함할 수 있다. 제2렌즈군(G2-7)의 가장 상 측에 있는 제8렌즈(L8-7)가 상 측을 향해 볼록한 면을 가지고, 적어도 하나의 비구면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제8렌즈(L8-7)는 양볼록 렌즈일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제8렌즈(L8-7)와 상면(IMG) 사이에 적어도 하나의 광학 소자(10-7)(20-7)가 구비될 수 있다.
도 15는, 다양한 실시예에 따른, 제8 수치 실시예의 옵티칼 렌즈 어셈블리(100-8)를 도시한 것이다.
다양한 실시예에 따르면, 옵티칼 렌즈 어셈블리(100-8)는, 물체 측(O)(object side)으로부터 상 측(image side)(I)으로 배치된 제1렌즈군(G1-8)과 제2렌즈군(G2-8)을 포함할 수 있다. 제1렌즈군(G1-8)과 제2렌즈군(G2-8) 사이에 조리개(ST)가 배치될 수 있다. 제1렌즈군(G1-8)은 예를 들어, 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제2렌즈군(G2-8)은 예를 들어, 정의 굴절력을 가질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1렌즈군(G1-8)은 물체 측(O)(object side)으로부터 상 측(I)(image side)으로 배치된 것으로, 제1렌즈(L1-8), 제2렌즈(L2-8), 제3렌즈(L3-8), 및 제4렌즈(L4-8)를 포함할 수 있다. 제1렌즈(L1-8)와 제2렌즈(L2-8) 사이에 제1공기 렌즈(AL1-8)가 구비되고, 제2렌즈(L2-8)와 제3렌즈(L3-8) 사이에 제2공기 렌즈(AL2-8)가 구비될 수 있다.
제1 공기 렌즈(AL1-8)는 부의 굴절력을 가지고, 물체 측(O)으로 볼록한 면(S2)을 가질 수 있다. 제2 공기 렌즈(AL2-8)는 부의 굴절력을 가지고, 양면(S4)(S5)이 볼록한 형상을 가질 수 있다.
제1렌즈(L1-8)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제1렌즈는(L1-8)는 예를 들면, 볼록(convex)한 물체 측면(S1)을 가질 수 있다. 제2렌즈(L2-8)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제2렌즈(L2-8)는 예를 들면, 볼록한 물체 측면(S3)을 가질 수 있다. 제3렌즈(L3-8)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 제3렌즈(L3-8)는 예를 들면, 볼록한 상측 면(S6)을 포함할 수 있다. 제2 공기 렌즈(AL2-8)의 상 측(I)에 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈(L4-8)가 구비될 수 있다. 제4렌즈(L4-8)가 비구면 렌즈일 수 있다. 제4렌즈(L4-8)는 예를 들면, 상 측(I)을 향해 오목한 상 측면(S8)을 포함할 수 있다.
제2렌즈군(G2-8)는 예를 들면, 정의 굴절력을 가지는 제5렌즈(L5-8), 부의 굴절력을 가지는 제6렌즈(L6-8) 및 정의 굴절력을 가지는 제7렌즈(L7-8)를 포함할 수 있다. 제2렌즈군(G2-8)의 가장 상 측에 있는 제7렌즈(L7-8)가 상 측을 향해 볼록한 면을 가지고, 적어도 하나의 비구면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제7렌즈(L7-8)는 양볼록 렌즈일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제7렌즈(L7-8)와 상면(IMG) 사이에 적어도 하나의 광학 소자(10-8)(20-8)가 구비될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리에서, 제 1 렌즈군은 강한 부의 굴절력과, 강한 정의 굴절력의 조합을 이루고, 이를 통해 예를 들면, 130도 이상의 초광각 최대 화각을 가질 수 있다. 다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리는 예를 들어, 130도 내지 240도 범위의 초광각 최대 화각을 가질 수 있고, 작은 페츠발 합, 구면수차 제어, 왜곡수차 제어를 이룰 수 있다. 다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리는, 부의 굴절력을 가지고 물체 측으로 볼록한 면을 가지는 공기 렌즈와, 부의 굴절력을 가지고 양면이 볼록한 형상의 공기렌즈를 포함할 수 있다. 이로써, 주변 광속이 각 렌즈면에서 입사각과 출사각의 차이가 작게 되어, 상면만곡, 비점수차와 주변부 코마 수차를 보정할 수 있다. 또한, 제 2 렌즈군의 가장 상측 렌즈를 상면 측으로 볼록한 형상의 정 렌즈로 구성하여 광속을 적절히 수렴시키면서, 초점거리, 주광선 각도(CRA:chief ray angle), 출사동 특성 등을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제2렌즈군의 가장 상측 렌즈를 비구면 렌즈로 구성하여 주광선 각도(CRA)를 작게 하면서 동시에 상면만곡 보정과 비점수차 보정을 할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리는 다음 식을 만족할 수 있다. 이하의 식들에 대해서는 도 1에 도시된 제1수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리(100-1)를 참조하여 설명하기로 한다. 하지만, 다른 실시예들에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
-80 < Fair1 / F < -5 <식 1>
여기서, F는 옵티칼 렌즈 어셈블리(100-1)의 초점 거리를, Fair1는 제1 공기렌즈(AL1-1)의 초점 거리를 나타낸다.
이웃하는 렌즈 사이의 공기 간격을 공기렌즈라고 할 때, 공기렌즈의 물체 측에 있는 렌즈의 굴절률을 n1, 공기의 굴절률을 n2, 공기렌즈의 상 측에 있는 렌즈의 굴절률을 n3라 하고, 공기간격을 L, 공기렌즈의 물체 측면의 곡률 반경을 R1, 상 측면의 곡률 반경을 R2라고 하면, 공기렌즈의 초점거리 E.F.L.의 식은 아래와 같다.
Figure pat00001
<식 A>
여기에서 공기렌즈 이므로, n2는 1이 되고, 식 A는 다음과 같이 정리될 수 있다.
Figure pat00002
<식 B>
식 1은 제 1 렌즈군(G1-1)의 제1 공기렌즈(AL1-1)의 굴절력을 한정한 것이다. 제1 공기렌즈(AL1-1)의 굴절력이 커서 (Fair1 / F) 값이 상한치를 초과하면, 상면만곡, 비점수차와 주변부 코마수차의 보정이 어렵고, 하한치를 초과하면 전장을 줄이는 것이 어렵다. 다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리가 식 1을 만족할 때, 130도 이상의 초광각을 가지면서, 상면 주변부까지 높은 광학 성능을 유지할 수 있고, 전장을 줄일 수 있다.
다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리는 다음 식을 만족할 수 있다.
-3.7 < Fair2 / F < -1 <식 2>
여기서, Fair2는 제2 공기렌즈(AL2-1)의 초점 거리를 나타낸다.
제2 공기렌즈(AL2-1)는 제1 공기렌즈(AL1-1)에서 보정하고 남은 상면만곡, 비점수차와 코마수차를 보정하고, F넘버가 대략 1.8정도 되는 대구경화에 따른 구면수차와 사지탈코마 수차를 보정할 수 있다.
(Fair2 / F )가 식 2의 상한치를 초과하면 수차 보정에 어려움이 있고, 하한치를 초과하면 전장을 줄이기 어렵다.
다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리는 다음 식을 만족할 수 있다.
1.8 < Fp2 / F < 3.7 <식 3>
여기서, Fp2는 제 2 렌즈군(G2-1)의 가장 상측 렌즈의 초점 거리를 나타낸다.
식 3을 만족할 때, 주광선 각도(CRA), 전장, 민감도의 균형을 이룰 수 있다. (Fp2 / F)가 상한치를 초과하면 주광선 각도(CRA)가 커지고, 광학 전장이 길어질 수 있다. (Fp2 / F)가 식 3의 하한치를 초과하면 제 2 렌즈군의 가장 상측 렌즈의 굴절력이 크게 증가하여, 상면만곡의 보정이 어렵고, 민감도가 커져 제조가 어려워질 수 있다.
식 1, 식 2, 및 식 3은 전방위 촬영에 사용이 용이한 초광각 렌즈에 적합하도록 최대 화각, 주변 배율, CRA 및 주변 성능을 확보하면서, 소형의 대구경 시스템을 구현하기 위한 파워 배치, 수차 보정 및 수차 밸런스에 대한 조건일 수 있다.
다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리는 다음 식을 만족할 수 있다.
-1.0 < (R1air1 - R2air1)/(R1air1 + R2air1) < -0.1 <식 4>
여기서, R1air1은 상기 제1 공기렌즈(AL1-1)의 물체 측면의 곡률반경을, R2air1은 상기 제1 공기렌즈(AL1-1)의 물체 측면의 곡률반경을 나타낸다.
식 4를 만족할 때, 제1 공기렌즈(AL1-1)는 비점수차, 상면만곡과 왜곡을 양호하게 보정할 수 있다. [(R1air1 - R2air1)/(R1air1 + R2air1)]가 식 4의 하한치를 초과하면 소형화를 달성하기 어렵고, 상한치를 초과하면 왜곡 수차가 증가하고, 비점수차와 상면만곡이 증가할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리는 다음 식을 만족할 수 있다.
-8.0 < (R1air2 - R2air2)/(R1air2 + R2air2) < -2.0 <식 5>
여기서, R1air2은 상기 제2 공기렌즈(AL2-1)의 물체 측면의 곡률반경을, R2air2는 상기 제2 공기렌즈(AL2-1)의 상 측면의 곡률반경을 나타낸다.
제2 공기렌즈(AL2-1)는 옵티칼 렌즈 어셈블리의 전장을 줄이고, 구면수차, 비점수차, 사지탈코마, 코마수차, 및 왜곡수차 등을 보정할 수 있다. [(R1air2 - R2air2)/(R1air2 + R2air2)]가 식 5의 하한치보다 작을 때, 소형화가 어렵고, 상한치를 초과하면 왜곡, 비점수차와 함께, 구면수차와 코마수차에 대한 민감도가 증가할 수 있다.
식 4 및 식 5는 제 1 렌즈군의 제1 및 제2 공기렌즈에 대한 곡률 반경에 대한 조건식으로, 공기 렌즈의 굴절력에 대한 조건과 함께, 수차 제어에 대한 조건이 될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리는 다음 식을 만족할 수 있다.
2.5 < F2 / F < 5.0 <식 6>
여기서, F는 옵티칼 렌즈 어셈블리의 초점거리를, F2는 제 2 렌즈군(G2-1)의 초점거리를 나타낸다.
식 6을 만족할 때, 옵티칼 렌즈 어셈블리의 초점거리, 전장, F-Number, CRA를 확보할 수 있으며, 각종 수차를 제1렌즈군과 제2렌즈군 별로 적절히 분배해서 보정할 수 있으며, 이를 통하여, 제조 시 민감도를 적절히 유지할 수 있다. 식 6은 제 2 렌즈군의 굴절력에 대한 것으로, (F2 / F)가 하한값보다 작으면 전장이 길어질 수 있고, 수차 제어가 어려워질 수 있다. (F2 / F)가 상한값보다 크면 제 2 렌즈군 내 뿐 아니라, 제 1렌즈군과의 편심에 대한 민감도가 커져 제조가 어려워질 수 있다.
다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리는 다음 식을 만족할 수 있다.
Np1 > 1.75 <식 7>
1.0 < Fp1 / F < 9 <식 8>
Vn1 > 60 <식 9>
여기서, Np1은 상기 제1렌즈군(G1-1)의 정의 굴절력을 가지는 렌즈의 굴절률을, Fp1은 상기 제1렌즈군(G1-1)의 정의 굴절력을 가지는 렌즈의 초점 거리를, Vn1은 상기 제1렌즈군의 부의 굴절력을 가지는 렌즈 중 적어도 하나의 아베수를 나타낸다. 예를 들어, 제1렌즈군의 양볼록 공기렌즈의 상 측에 있는 부렌즈가 60보다 큰 아베수를 가질 수 있다.
식 7, 식 8, 및 식 9를 만족할 때, 배율 색수차를 효과적으로 억제하면서, 페츠발섬(Petzval Sum)을 적당히 작게 보정할 수 있다. 그럼으로써, 다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리가 상면 주변부까지 고른 성능을 갖도록 할 수 있다. 식 7을 만족할 때, 페츠발 섬을 줄여 수차 보정을 용이할 수 있다. (Fp1 / F)가 식 8의 상한치나 하한치를 벗어나면 색수차 보정이 어렵고, 상한치를 초과하면 제 2 렌즈군의 굴절력이 증가하여 수차 보정이 어려울 수 있다.
다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리의 제 1 렌즈군은 부의 굴절력을 가지는 양면 비구면 렌즈를 포함하고, 상기 양면 비구면 렌즈가 다음 식을 만족할 수 있다. 예를 들어, 제1 수치실시예의 제1렌즈군(G1-1)에서 부의 굴절력을 가지는 양면 비구면 렌즈는 제2렌즈(L2-1)일 수 있다.
-0.4 < (R1asp1 - R1bestfit1)/(R1asp1) + (R2asp1 - R2bestfit1)/(R2asp1) < 0.8 <식 10>
0.8 < EffD2asp1 / 2Y < 1.3 <식 11>
여기서, R1asp1는 상기 양면 비구면 렌즈의 물체 측면의 곡률반경을, R2asp1는 상기 양면 비구면 렌즈의 상 측면의 곡률반경을, R1bestfit1는 상기 양면 비구면 렌즈의 물체 측면의 bestfit 곡률반경을, R2bestfit1는 상기 양면 비구면 렌즈의 상 측면의 bestfit 곡률반경을, EffD2asp1는 상기 양면 비구면 렌즈의 상 측면의 유효경을, Y는 이미지 높이를 나타낸다.
Bestfit 곡률반경은 광축에 회전대칭인 비구면 렌즈에 있어, 광축에서의 비구면과, 유효경에서의 비구면에 동시에 만나는 구(sphere)가 있고, 이 때 상기 구(sphere)의 반지름을 Bestfit 곡률반경이라고 한다.
식 10과 식 11을 만족할 때, 제 1 렌즈군에 비구면 렌즈를 사용하여, 왜곡 수차를 제어할 수 있다. 식 10의 하한치를 벗어나면 상(image) 주변부의 배율이 작아져 주변부의 각도 분해능이 작아져 해상력 확보가 어려워 지며, 상한치를 벗어나면 상 주변부 각도 분해능이 커져 해상력 확보에는 유리하나 비구면의 민감도가 커져 제조성이 나빠진다. 식 10을 만족할 때, 비구면의 편심 민감도 증가를 억제할 수 있다.
식 11은 상기 제 1 렌즈군의 비구면의 크기를 제한하고 있다. 식 11의 하한치를 벗어나면 비구면의 크기가 작아지나, 왜곡 수차 보정 및 주변부 상면만곡 수차 보정이 어렵고, 상한치를 벗어나면 비구면의 크기가 커져 제조성이 나빠지고, 제조 비용이 상승할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리에서, 제2렌즈군은 적어도 하나의 정렌즈와 적어도 하나의 부렌즈를 포함하고, 다음 식을 만족할 수 있다.
N2p - N2n < -0.1 <식 12>
30 < V2p - V2n <식 13>
여기서, N2p은 상기 제2 렌즈군에서 굴절률이 가장 작은 정렌즈의 굴절률을, N2n은 상기 제2 렌즈군에서 굴절률이 가장 큰 부렌즈의 굴절률을, V2p은 상기 제2 렌즈군에서 굴절률이 가장 작은 정렌즈의 아베수를, V2n은 상기 제2 렌즈군에서 굴절률이 가장 큰 부렌즈의 아베수를 나타낸다.
식 12와 식 13을 만족할 때, 종색수차 및 배율색수차를 효과적으로 보정할 수 있다. 그리고, 제 2 렌즈군의 물체측 첫 번째 렌즈와 두 번째 렌즈를 접합함으로써 색수차를 보정할 수 있다. 또한, 예를 들어, 제6 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리(100-6)의 제 2 렌즈군(G2-6)가 수지를 포함한 3중 접합 렌즈를 포함하여 색수차를 용이하게 보정할 수 있다.
또한, 제2렌즈군의 물체측의 첫 번째 렌즈를 정의 굴절력을 가지도로고 하여 비점수차, 사지탈코마, 왜곡을 용이하게 보정할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리는 다음 식을 만족할 수 있다.
0.8 < (dY/dθ)(θ)/(dY/dθ)(0) < 1.2 <식 14>
0 ≤ θ ≤ (FOV/2)
FOV는 최대 화각을, dY/dθ(θ)는 화각(θ)과 이미지 높이(Y)의 관계를 나타내는 함수 Y=f(θ)에 대하여, θ에 대한 1차 미분 함수를 나타낸다.
식 14는 다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리의 화각(θ)과 이미지 높이(Y)에 대한 Mapping Function을 제한하고 있다. 예를 들어, Linear scaled Equidistance Mapping의 경우 Y=Fⅹθ, Stereographic Mapping의 경우 Y=2Fⅹtan(θ /2)를 이용할 수 있다. 하지만, 여기에 한정되는 것은 아니고 다양한 Mapping 방법이 이용될 수 있다. 식 14의 하한치를 벗어나면 상 중심의 배율 대비 상 주변의 배율이 작아져, 주변 해상력 확보가 어렵고, 식 14의 상한치를 벗어나면 상 중심 배율 대비 상 주변 배율이 커져, 주변 해상력 확보는 가능하지만, 비구면 등의 편심 민감도의 제어가 어려워진다.
다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리는 다음 식을 만족할 수 있다.
|RayAngle1/(FOV/2)| < 0.4 <식 15>
|RayAngle2/(FOV/2)| < 0.13 <식 16>
여기서, FOV는 최대 화각을, RayAngle1은 최대 이미지 높이에 결상되는 광선 중 주광선(chief ray)이 조리개를 통과하는 각도를, RayAngle2는 최대 이미지 높이에 결상되는 광선 중 주광선(chief ray)이 상면에 입사되는 각도를 나타낸다. 주광선은 조리개의 중심을 지나는 광선을 나타낼 수 있다.
식 15 및 식 16에서는 옵티칼 렌즈 어셈블리 내부에서의 광선의 각도를 제한하고 있다. 식 15의 상한치를 초과하면 옵티칼 렌즈 어셈블리의 전장을 줄일 수 있으나, 제1 렌즈군과 제2 렌즈군의 사이 간격 변화에 따른 상면 만곡 변화가 민감해질 수 있다. 식 16의 상한치를 초과하면 옵티칼 렌즈 어셈블리의 전장을 줄이는데 유리하지만, 주광선 각도(CRA)가 커져 이미지 센서에 대한 입사광 효율이 떨어지거나, 이미지 센서의 선택에 대한 제약이 많아질 수 있다.
다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리는 초점거리가 짧아, 넓은 범위의 하이퍼 초점 거리(Hyper Focal Distance)를 가질 수 있다. 하이퍼 초점 거리는 모든 피사체에 대해 수용 가능한 포커스가 맞춰질 수 있는 거리를 나타낼 수 있다. 하지만, 좀 더 정확한 포커싱을 위해서 전체 렌즈를 광축에 대해 나란하게 이동하여 포커싱을 수행할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예는 물체측으로부터 순서로, 정의 굴절력의 제 1 렌즈군, 정의 굴절력의 제 2 렌즈군을 포함하고, 제1 렌즈군과 제2 렌즈군의 구분을 렌즈간 간격이 최대가 되는 간격을 기준으로 할 수 있다. 제 1 렌즈군은 부의 굴절력을 가지는 양볼록 형상의 공기렌즈와, 상기 양볼록 형상의 공기렌즈의 물체 측에 부의 굴절력을 가지고 물체측으로 볼록한 면을 가지는 공기렌즈를 포함할 수 있다. 그리고, 제 2 렌즈군의 가장 상측 렌즈는 상 측으로 볼록한 면을 가진 정의 굴절력을 가지는 렌즈를 포함할 수 있다. 이 경우, 식 1, 식2, 식3을 만족하도록 구성하여 주변 광속이 각 렌즈면에서 입사각과 출사각의 차이가 작도록 하여, 상면만곡, 비점수차와 주변부 코마 수차를 양호하게 보정할 수 있다. 그리고, 제 2 렌즈군의 가장 상측 렌즈를 상 측으로 볼록한 형상의 정 렌즈를 통해 광속을 적절히 수렴시킴으로써, 초점 거리, CRA, 출사동 특성 등을 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일부 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리는 물체측으로부터 순서로, 부의 굴절력의 제 1 렌즈군, 조리개, 정의 굴절력의 제 2 렌즈군을 포함할 수 있다. 이 경우, 옵티칼 렌즈 어셈블리를 식 1, 식2, 식8, 식10을 만족하도록 구성하여 주변 광속이 각 렌즈면에서 입사각과 출사각의 차이가 작도록 되어, 상면만곡, 비점수차와 주변부 코마 수차를 보정할 수 있다. 그리고, 다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리는 초광각 영역까지 배율 색수차를 보정하고, 사지탈 코마 및 구면수차를 보정하여 대구경화를 이룰 수 있다.
다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리는 예를 들어, 촬상 장치에 사용될 수 있다. 예를 들어, 촬상 장치에 다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리를 복수 개 구비하여 4파이 라디안의 전방위 영상을 촬영할 수 있다.
예를 들어, 다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리가 190도 이상의 최대 화각을 가질 경우, 광축에 수직한 방향의 영상을 획득할 수 있다. 광축에 수직한 방향의 영상 획득은 360도 범위의 영상 획득을 가능하게 한다. 예를 들어, 다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리 2개를 180도 각도로 배열할 경우, 4파이라이디안의 구의 최대 화각을 갖는 영상 획득도 가능하다. 이를 통해 광축에 수직한 방향에서의 수평의 360도 영상뿐만 아니라, 구 전체를 촬영할 수 있는 전방위 광학계를 구현할 수 있다.
예를 들어, 정다면체의 면 수를 N이라고 할 때에, 다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리 N개를 정다면체의 각 꼭지점에 배치할 수 있다. 이때, 정다면체의 중심에서부터 각 꼭지점 방향으로 나가는 직선에 평행하게 N개의 옵티칼 렌즈 어셈블리를 장착하고, 이 때 얻은 복수의 영상을 스티칭(Stitching)하여, 촬영자 시점의 구의 전체를 촬영할 수 있는 전방위 광학계를 구현할 수 있다.
또한, 가상의 지표면에 수평인 평면을 가정하고, 그 평면 위에 변의 개수가 M인 정다각형을 가정하고, 정 다각형의 중심에서 정 다각형의 각 꼭지점을 향하는 직선에 평행한 광축을 가지는 M개 또는 2M 개의 옵티칼 렌즈 어셈블리를 장착하고, 이 때 얻은 복수의 영상을 스티칭(Stitching)하여, 촬영자 시점의 구의 전체를 촬영할 수 있는 전방위 광학계를 구현할 수 있다.
한편, 다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리에 사용되는 비구면의 정의를 나타내면 다음과 같다.
비구면 형상은 광축 방향을 x축으로 하고, 광축 방향에 대해 수직한 방향을 y축으로 할 때, 광선의 진행 방향을 정으로 하여 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다. 여기서, x는 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리를, y는 광축에 대해 수직한 방향으로의 거리를, K는 코닉 상수(conic constant)를, A, B, C, D,..는 비구면 계수를, c는 렌즈의 정점에 있어서의 곡률 반경의 역수(1/R)를 각각 나타낸다.
Figure pat00003
<식 17>
본 발명에서는 다음과 같이 다양한 설계에 따른 수치 실시예를 통해 옵티칼 렌즈 어셈블리를 구현할 수 있다.
각 수치 실시예에서 렌즈면 번호(S1,S2,S3..Sn; n은 자연수)는 물체 측(O)으로부터 상 측(I)으로 순차적으로 일렬로 부쳐진다. F는 옵티칼 렌즈 어셈블리의 초점 거리를, fno는 F 넘버를, FOV는 최대 화각을, R은 곡률 반경을, Dn은 렌즈의 두께 또는 렌즈와 렌즈 사이의 공기 간격을, Nd는 굴절률을, Vd는 아베수를 나타낸다. ST는 조리개를 나타내고, Obj는 피사체를 나타낸다. *는 비구면을 나타낸다.
<제1 수치 실시예>
도 1은, 다양한 실시예에 따른, 제1 수치 실시예의 옵티칼 렌즈 어셈블리를 도시한 것이며, 표 1은, 예를 들면, 제1 수치 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
F:1.91(mm), fno : 1.85, FOV : 190°
렌즈면 R
(mm)		 Dn
(mm)		 Nd Vd
Obj infinity D1
S1 13.441 0.80 1.835 42.72
S2 4.967 2.12 　 　
*S3 12.233 0.75 1.740 59.10
*S4 3.016 3.05 　 　
S5 -4.550 2.30 1.804 46.50
S6 -10.000 0.58 　 　
*S7 6.615 1.90 1.805 40.90
*S8 -13.478 1.40 　 　
ST(S10) infinity 0.11 1.511 56.16
S10 infinity 1.80 　 　
S11 5.196 2.20 1.618 63.39
S12 -3.500 0.45 1.847 23.78
S13 7.906 0.75 　 　
*S14 5.025 2.80 1.689 52.67
*S15 -8.064 1.81 　 　
S16 infinity 0.50 1.517 64.20
S17 infinity D2 　 　
IMG infinity 0.01 　 　
표 2는 제1수치 실시예에서의 비구면 계수를 나타낸 것이다.
렌즈면 K A B C D E
S3 0.000000 1.831003E-03 -3.217512E-04 2.549459E-05 -1.006344E-06 1.588800E-08
S4 -1.000000 4.787824E-03 2.620185E-04 -1.585471E-04 2.794546E-05 -1.452945E-06
S7 0.000000 -2.686071E-04 2.524613E-05 -3.572460E-06 0.000000E+00 0.000000E+00
S8 0.000000 7.391219E-04 5.583116E-06 -2.282075E-06 0.000000E+00 0.000000E+00
S14 0.000000 -2.943548E-03 4.497060E-05 -1.260481E-06 0.000000E+00 0.000000E+00
S15 0.000000 1.399891E-03 -1.114917E-04 4.880255E-06 0.000000E+00 0.000000E+00
표 3은 제1수치 실시예에서의 포커싱에 따른 물체 거리(D1)와, 광학 소자(20-1)와 상면(IMG) 사이의 거리(D2)의 변화를 나타낸 것이다.
D1 D2
Infinity 0.52
200 0.54
도 2는 본 발명의 제1 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 상면만곡(astigmatic field curves), 왜곡수차(distortion)를 나타낸 것이다. 종방향 구면수차는, 예를 들면, 파장이 656.2725(NM, nanometer), 587.5618(NM), 546.07400(NM), 486.1327(NM), 435.8343(NM)인 광에 대해 각각 나타내며, 상면만곡으로는 자오상면 만곡(T: tangential field curvature)과 구결상면 만곡(S: sagittal field curvature)을 보여준다. 상면만곡은 파장이 587.5618(NM)인 광에 대해 나타낸 것이며, 왜곡수차는 파장이 587.5618(NM)인 광에 대해 나타낸 것이다.
<제2 수치 실시예>
도 3은, 다양한 실시예에 따른, 제2 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리를 도시한 것이며, 　표3은, 예를 들면, 제2 수치 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
F:2.30(mm), fno : 1.86, FOV : 180°
렌즈면 R
(mm)		 Dn
(mm)		 Nd Vd
Obj infinity D1
S1 14.674 1.00 1.835 42.72
S2 6.264 2.50 　 　
S3 19.209 0.85 1.740 52.50
S4 3.957 3.55 　 　
S5 -5.492 3.00 1.804 46.50
S6 -9.505 1.27 　 　
*S7 10.038 2.20 1.805 40.90
*S8 -18.863 2.00 　 　
ST(S9) infinity 1.93 　 　
S10 5.625 2.50 1.593 68.62
S11 -5.035 0.10 　 　
S12 -4.822 0.50 1.847 23.78
S13 7.704 1.03 　 　
*S14 5.872 3.00 1.689 52.72
*S15 -8.058 2.53 　 　
S16 infinity 0.50 1.517 64.20
S17 infinity D2 　 　
S18 infinity 0.01 　 　
표5는　는 제2수치 실시예에서의 비구면 계수를 나타낸 것이다.
렌즈면 K A B C D E
S7 0.000000 1.594884E-04 3.588710E-06 1.191316E-06 0.000000E+00 1.588800E-08
S8 0.000000 3.770840E-04 7.039784E-06 1.429240E-06 0.000000E+00 -1.452945E-06
S14 0.000000 -1.888403E-03 5.644874E-05 -1.614828E-06 -1.658047E-08 0.000000E+00
S15 0.000000 6.795466E-04 2.788013E-06 2.066569E-06 -1.040025E-07 0.000000E+00
표 6은 제2수치 실시예에서의 포커싱에 따른 물체 거리(D1)와, 광학 소자(20-2)와 상면(IMG) 사이의 거리(D2)의 변화를 나타낸 것이다.
D1 D2
Infinity 0.52
200 0.55
도 4는 본 발명의 제2 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 상면만곡(astigmatic field curves), 왜곡수차(distortion)를 나타낸 것이다.
　
<제3 수치 실시예>
도 5는, 다양한 실시예에 따른, 제3 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리를 도시한 것이며, 표7은, 예를 들면, 제3 수치 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
F:1.22, fno : 2.07, FOV : 195°
렌즈면 R
(mm)		 Dn
(mm)		 Nd Vd
Obj infinity D1
S1 17.000 2.00 1.773 49.62
S2 15.000 2.50 　 　
S3 11.534 0.70 1.835 42.72
S4 4.517 2.12 　 　
*S5 28.500 0.60 1.740 52.50
*S6 2.510 2.31 　 　
S7 -4.806 0.60 1.593 68.62
S8 4.806 0.39 　 　
*S9 3.304 2.05 1.805 40.90
*S10 -6.711 1.38 　 　
ST(S11) 1.00E+18 1.10 　 　
S12 4.056 1.30 1.729 54.67
S13 -3.000 0.30 1.847 23.78
S14 4.687 0.14 　 　
*S15 3.770 1.56 1.689 52.67
*S16 -4.449 1.03 　 　
S17 infinity 0.30 1.517 64.20
S18 infinity 0.30 　 　
S19 infinity 0.50 1.517 64.20
S20 infinity D2 　 　
IMG infinity 0.00 　 　
표 8은　은 제3수치 실시예에서의 비구면 계수를 나타낸 것이다.
렌즈면 K A B C D E
S5 0.000000 3.499078E-03 -3.496135E-04 3.021686E-05 -1.495775E-06 3.069551E-08
S6 -1.000000 2.859535E-03 2.028165E-03 -7.014050E-04 1.378749E-04 -9.522648E-06
S9 0.000000 -6.826392E-03 1.658804E-04 -4.827604E-05 0.000000E+00 0.000000E+00
S10 0.000000 2.438372E-03 -1.557030E-04 3.439486E-06 0.000000E+00 0.000000E+00
S15 0.000000 -8.874749E-03 9.385144E-04 -6.525304E-05 0.000000E+00 0.000000E+00
S16 0.000000 5.213333E-03 3.206565E-04 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
표 9는 제3수치 실시예에서의 포커싱에 따른 물체 거리(D1)와, 광학 소자(20-3)와 상면(IMG) 사이의 거리(D2)의 변화를 나타낸 것이다.
D1 D2
Infinity 0.53
200 0.54
도 9는 본 발명의 제3 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리의 종방향 면수차(longitudinal spherical aberration), 상면만곡(astigmatic field curves), 왜곡수차(distortion)를 나타낸 것이다.
<제4 수치 실시예>
도 7은, 다양한 실시예에 따른, 제4 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리를 도시한 것이며, 표10은, 예를 들면, 제4 수치 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
F:1.92, fno : 1.85, FOV : 195°
렌즈면 R
(mm)		 Dn
(mm)		 Nd Vd
Obj infinity D1
S1 15.852 0.80 1.835 42.72
S2 6.000 1.90 　 　
*S3 8.842 0.80 1.740 52.50
*S4 3.000 3.88 　 　
S5 -4.300 2.50 1.618 63.39
S6 -8.419 0.10 　 　
S7 9.299 1.30 1.847 23.78
S8 -37.126 0.50 　 　
ST(S9) 1.00E+18 2.30 　 　
S10 5.158 2.00 1.593 68.62
S11 -4.179 0.50 1.847 23.78
S12 8.616 0.36 　 　
*S13 6.401 2.27 1.690 52.89
*S14 -5.495 3.15 　 　
S15 infinity 0.30 1.517 64.20
S16 infinity 0.30 　 　
S17 infinity 0.50 1.517 64.20
S18 infinity D2 　 　
IMG infinity -0.01 　 　
표11 제4수치 실시예에서의 비구면 계수를 나타낸 것이다.
렌즈면 K A B C D E
S3 0.000000 -1.062954E-03 9.513122E-05 -4.272500E-06 7.038841E-08 0.000000E+00
S4 -1.000000 1.748946E-03 8.412154E-06 4.163666E-05 -2.452467E-06 0.000000E+00
S13 0.000000 -3.229336E-03 1.713128E-04 -1.755860E-05 6.737792E-08 0.000000E+00
S14 0.000000 1.163219E-03 7.964022E-06 8.021292E-07 -7.233551E-07 0.000000E+00
표 12는 제4수치 실시예에서의 포커싱에 따른 물체 거리(D1)와, 광학 소자(20-3)와 상면(IMG) 사이의 거리(D2)의 변화를 나타낸 것이다.
D1 D2
Infinity 0.54
200 0.55
도 8은 본 발명의 제4 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 상면만곡(astigmatic field curves), 왜곡수차(distortion)를 나타낸 것이다.
<제5 수치 실시예>
도 9는, 다양한 실시예에 따른, 제5 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리를 도시한 것이며, 표12는, 예를 들면, 제5 수치 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
F:0.95(mm), fno : 2.26, FOV : 240°
렌즈면 R
(mm)		 Dn
(mm)		 Nd Vd
Obj infinity D1
S1 16.715 2.00 1.835 42.72
S2 7.155 2.38 　 　
S3 11.053 0.80 1.773 49.62
S4 3.886 2.05 　 　
*S5 35.342 0.60 1.740 59.10
*S6 2.700 1.98 　 　
S7 -4.100 1.63 1.697 55.46
S8 -45.000 0.33 　 　
*S9 3.949 2.25 1.805 40.90
*S10 -9.538 0.87 　 　
ST(S11) infinity 0.80 　 　
S12 2.600 2.02 1.497 81.61
S13 -2.600 0.30 1.923 20.88
S14 5.023 0.16 　 　
*S15 4.213 1.46 1.740 59.10
*S16 -2.860 0.71 　 　
S17 infinity 0.30 1.517 64.20
S18 infinity 0.30 　 　
S19 infinity 0.50 1.517 64.20
S20 infinity D2
IMG infinity -0.01 　 　
표14는 제5수치 실시예에서의 비구면 계수를 나타낸 것이다.
렌즈면 K A B C D
S5 0.000000 4.892892E-03 -2.158396E-04 -9.654502E-06 7.019990E-07
S6 -1.000000 4.137913E-03 1.999401E-03 -1.680804E-04 1.460570E-05
S9 0.000000 -1.675004E-03 4.028469E-04 -2.526123E-06 0.000000E+00
S10 0.000000 3.439272E-03 5.624994E-04 1.250070E-06 0.000000E+00
S15 0.000000 -6.350440E-03 1.350301E-03 2.333793E-05 0.000000E+00
S16 0.000000 2.009844E-02 -3.926191E-04 5.144062E-04 0.000000E+00
표 15는 제5수치 실시예에서의 포커싱에 따른 물체 거리(D1)와, 광학 소자(20-3)와 상면(IMG) 사이의 거리(D2)의 변화를 나타낸 것이다.
D1 D2
Infinity 0.54
200 0.54
도 10은 본 발명의 제5 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 상면만곡(astigmatic field curves), 왜곡수차(distortion)를 나타낸 것이다.
<제6 수치 실시예>
도 11은, 다양한 실시예에 따른, 제6 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리를 도시한 것이며, 표16은, 예를 들면, 제6 수치 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
F:1.16(mm), fno : 2.09, FOV : 180°
렌즈면 R
(mm)		 Dn
(mm)		 Nd Vd
Obj infinity D1
S1 16.846 2.00 1.773 49.62
S2 18.096 1.01 　 　
S3 13.874 0.70 1.835 42.72
S4 4.561 2.43 　 　
*S5 28.861 0.60 1.747 45.98
*S6 2.507 2.32 　 　
S7 -4.523 0.60 1.593 65.92
S8 5.701 0.49 　 　
*S9 3.735 2.50 1.805 40.90
*S10 -6.521 2.00 　 　
ST(S11) infinity 1.00 　 　
S12 4.289 1.30 1.635 61.64
S13 -2.348 0.30 1.514 42.83
S14 -3.000 0.30 1.846 23.49
S15 6.628 0.27 　 　
*S16 3.520 1.60 1.688 53.49
*S17 -4.789 0.95 　 　
S18 infinity 0.30 1.517 64.20
S19 infinity 0.30 　 　
S20 infinity 0.50 1.517 64.20
S21 infinity D2 　 　
IMG infinity 0.01 　 　
표17은 제6수치 실시예에서의 비구면 계수를 나타낸 것이다.
렌즈면 K A B C D E
S5 0.000000 6.726419E-03 -6.098451E-04 3.809553E-05 -1.828694E-06 4.028924E-08
S6 -0.998910 8.911296E-03 1.086895E-03 -2.525046E-04 4.484948E-05 -6.622930E-06
S9 0.000000 -4.495174E-03 3.087071E-04 -7.387043E-05 0.000000E+00 0.000000E+00
S10 0.000000 2.973270E-03 -2.102152E-05 -3.552921E-05 0.000000E+00 0.000000E+00
S16 0.000000 -8.103281E-03 7.473062E-04 -5.655188E-05 0.000000E+00 0.000000E+00
S17 0.000000 5.857227E-03 4.502287E-04 -2.698783E-05 0.000000E+00 0.000000E+00
표 18은 제6수치 실시예에서의 포커싱에 따른 물체 거리(D1)와, 광학 소자(20-6)와 상면(IMG) 사이의 거리(D2)의 변화를 나타낸 것이다.
D1 D2
Infinity 0.52
200 0.53
도 12는 본 발명의 제6 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 상면만곡(astigmatic field curves), 왜곡수차(distortion)를 나타낸 것이다.
　
<제7 수치 실시예>
도 13은, 다양한 실시예에 따른, 제7 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리를 도시한 것이며, 표19는, 예를 들면, 제7수 치 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
F:1.22(mm), fno : 2.06, FOV : 180°
렌즈면 R
(mm)		 Dn
(mm)		 Nd Vd
Obj infinity D1
S1 10.430 0.81 1.835 42.72
S2 4.347 2.03 　 　
S3 30.000 0.60 1.740 49.09
S4 2.563 2.31 　 　
S5 -4.761 0.60 1.593 68.62
S6 5.142 0.49 　 　
S7 3.127 1.80 1.805 40.89
S8 -5.277 0.10 　 　
*S9 -5.118 0.80 1.630 36.38
*S10 -8.580 1.22 　 　
ST(S11) 1.00E+18 0.80 　 　
S12 3.840 1.30 1.726 54.86
S13 -2.500 0.30 1.847 23.78
S14 5.470 0.40 　 　
S15 3.202 1.58 1.689 52.67
S16 -8.372 0.70 　 　
S17 infinity 0.30 1.517 64.20
S18 infinity 0.30 　 　
S19 infinity 0.50 1.517 64.20
S20 infinity D2 　 　
IMG infinity 0.01 　 　
표 20은 제7수치 실시예에서의 비구면 계수를 나타낸 것이다.
렌즈면 K A B C D E
S3 0.000000 6.193469E-03 -6.749017E-04 4.578257E-05 -1.796837E-06 3.322119E-08
S4 -0.930400 7.405139E-03 4.780160E-04 -1.276694E-04 9.690845E-06 1.276369E-07
S7 0.000000 -6.914827E-03 5.318976E-05 -3.139180E-05 0.000000E+00 0.000000E+00
S8 0.000000 2.895382E-03 -1.991546E-04 1.810175E-05 0.000000E+00 0.000000E+00
S15 0.000000 -6.997389E-03 5.001322E-04 -5.010200E-05 0.000000E+00 0.000000E+00
S16 0.000000 7.715688E-03 -2.945863E-04 1.107119E-05 0.000000E+00 0.000000E+00
표 21은 제7수치 실시예에서의 포커싱에 따른 물체 거리(D1)와, 광학 소자(20-7)와 상면(IMG) 사이의 거리(D2)의 변화를 나타낸 것이다.
D1 D2
Infinity 0.52
200 0.53
도 14는 본 발명의 제7 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 상면만곡(astigmatic field curves), 왜곡수차(distortion)를 나타낸 것이다.
　
<제8 수치 실시예>
도 15는 제8 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리를 도시한 것이며, 표22는 제8 수치 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
F:1.90(mm), fno : 1.87, FOV : 190°
렌즈면 radius Thick Ind Abv
Obj infinity D1
S1 14.951 1.00 1.835 42.72
S2 5.923 2.17 　 　
*S3 9.828 0.80 1.740 52.50
*S4 3.000 4.11 　 　
S5 -4.396 2.48 1.687 57.36
S6 -9.010 0.10 　 　
S7 6.050 1.32 1.813 25.11
S8 42.854 0.50 　 　
ST(S9) infinity 2.39 　 　
S10 5.332 2.05 1.593 68.62
S11 -3.947 0.40 1.847 23.78
S12 10.859 0.42 　 　
*S13 5.677 2.56 1.690 52.89
*S14 -6.858 3.07 　 　
S15 infinity 0.30 1.517 64.20
S16 infinity 0.30 　 　
S17 infinity 0.50 1.517 64.20
S18 infinity D2 　 　
IMG infinity -0.01 　 　
표23은 제8 수치 실시예에서의 비구면 계수를 나타낸 것이다.
렌즈면 K A B C D
S3 0.000000 -1.652100E-04 3.295791E-06 -5.704228E-07 1.523762E-08
S4 -1.000000 2.143847E-03 8.511204E-05 3.360090E-06 -2.523962E-07
S7 0.000000 4.269250E-04 4.238474E-05 0.000000E+00 0.000000E+00
S8 0.000000 8.867001E-04 6.505277E-05 0.000000E+00 0.000000E+00
S13 0.000000 -2.658305E-03 6.127894E-05 -4.127637E-06 -2.994694E-07
S14 0.000000 1.489622E-03 -3.994775E-05 2.102051E-07 -3.535486E-07
표 24는 제8수치 실시예에서의 포커싱에 따른 물체 거리(D1)와, 광학 소자(20-8)와 상면(IMG) 사이의 거리(D2)의 변화를 나타낸 것이다.
D1 D2
Infinity 0.54
200 0.56
도 16은 본 발명의 제8 수치 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리의 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration), 상면만곡(astigmatic field curves), 왜곡수차(distortion)를 나타낸 것이다.
다음은, 다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리가 식 1 내지 식 16을 만족함을 보인 것이다.
Figure pat00004
다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리는 예를 들면, 이미지 센서를 채용한 전자 장치에 적용될 수 있다. 예시적인 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리는 디지털 카메라, 교환 렌즈 카메라, 비디오 카메라, 핸드폰 카메라, 소형 모바일 기기용 카메라 등 다양한 전자 장치에 적용 가능하다.
도 17은 예시적인 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리를 구비한 전자 장치(MG)의 일 예를 도시한 것이다. 도 17에서는 전자 장치(MG)가 모바일 폰에 적용된 예를 도시하였으나 여기에 한정되는 것은 아니다. 전자 장치(MG)는 적어도 하나의 옵티칼 렌즈 어셈블리(100)와, 상기 적어도 하나의 옵티칼 렌즈 어셈블리(100)에 의해 결상된 상(image)를 수광하여 전기적인 화상 신호로 변환하는 이미지 센서(110)를 포함할 수 있다. 상기 옵티칼 렌즈 어셈블리(100)로는 도 1 내지 도 16을 참조하여 설명한 옵티칼 렌즈 어셈블리들이 채용될 수 있다. 다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리를 소형의 디지털 카메라, 모바일 폰 등의 촬영 장치에 적용함으로써 고성능으로 촬영이 가능한 촬영 장치를 구현할 수 있다.
한편, 이미지 센서(110)는 적외선을 감광하는 픽셀을 포함할 수 있다. 적외선 감광 픽셀은 실내에서 또는 야간에 가시광선 촬영이 어려운 상황에서 적외선 촬영이 가능하도록 할 수 있다. 이미지 센서에 포함된 컬러필터는 빨강, 초록, 파랑에 대응하는 파장의 광을 투과시킬 뿐 아니라, 적외선 영역의 파장도 투과시킬 수 있다. 따라서, 적외선 영역의 파장을 차단하지 않으면 색 재현에 있어 노이즈가 될 수 있다. 적외선은 별도의 필터나 코팅을 통하여 차단하게 되는데, 본 발명의 일부 실시예에서는 적외선 차단 필름을 제 1 렌즈군과 제 2 렌즈군 사이의 광속이 작은 위치에 배치하고, 적외선 차단 필름을 액츄에이터를 통하여 이동시킬 수 있다. 그럼으로써, 필요에 따라 적외선 차단 필름을 광로에서 벗어나도록 할 수 있다. 적외선 감광 픽셀을 가진 이미지 센서를 사용하는 경우 가시광 파장의 광을 촬영할 때에는 적외선 차단 필름에 의해 적외선을 차단하거나, 적외선 차단 필름을 이용하지 않는 경우에는 프로세서를 통하여 적외선 노이즈를 제거할 수 있다. 그리고, 적외선 촬영의 경우에는 적외선 차단 필름을 이동시키고 적외선 감광 픽셀을 사용하여 적외선 영상을 얻을 수 있다.
도 18은 예시적인 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리를 구비한 전자 장치(MGA)의 다른 예를 도시한 것이다. 전자 장치(MGA)는 다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리를 복수 개 구비할 수 있다. 예를 들면, 제1 옵티칼 렌즈 어셈블리(100A)와 제2 옵티칼 렌즈 어셈블리(100B)가 하나의 광축(OA) 상에 배열될 수 있다. 예를 들어, 제1 옵티칼 렌즈 어셈블리(100A)와 제2 옵티칼 렌즈 어셈블리(100B)가 각각의 이미지 센서(110)가 마주보도록 하여 일직선 상에 배치될 수 있다. 그럼으로써, 전방위 촬영이 가능할 수 있다. 배열 방법에 여기에 한정되는 것은 아니고, 두 개의 옵티칼 렌즈 어셈블리 또는 세 개 이상의 옵티칼 렌즈 어셈블리가 다양한 방법으로 배열될 수 있다. 다양한 실시예에 따른 옵티칼 렌즈 어셈블리는 모바일 장치, 가상 현실 장치, 증강 현실 장치, 및 차량의 서라운드 뷰(Surround View) 입력 장치 등에 적용될 수 있다.
도 19를 참조하여, 다양한 실시예에서의, 네트워크 환경(200) 내의 전자 장치(201)가 기재된다. 전자 장치(201)는 버스(110), 프로세서(220), 카메라 모듈(225), 메모리(230), 입출력 인터페이스(250), 디스플레이(260), 및 통신 인터페이스(270)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(201)는, 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 구비할 수 있다.
버스(210)는, 예를 들면, 구성요소들(210-270)을 서로 연결하고, 구성요소들 간의 통신(예: 제어 메시지 및/또는 데이터)을 전달하는 회로를 포함할 수 있다.
프로세서(220)는, 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 프로세서(220)는, 예를 들면, 전자 장치(201)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.
카메라 모듈(225)은 예를 들면, 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있는 장치로서, 한 실시예에 따르면, 하나 이상의 이미지 센서(예: 전면 센서 또는 후면 센서), 렌즈, ISP(image signal processor), 또는 플래시(flash)(예: LED 또는 xenon lamp 등)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(225)에 다양한 실시예에 따른 옵티컬 렌즈 어셈블리가 적용될 수 있다.
메모리(230)는, 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(230)는, 예를 들면, 전자 장치(201)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 메모리(230)는 소프트웨어 및/또는 프로그램(240)을 저장할 수 있다. 프로그램(240)은, 예를 들면, 커널(241), 미들웨어(243), 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(application programming interface(API))(245), 및/또는 어플리케이션 프로그램(또는 "어플리케이션")(247) 등을 포함할 수 있다. 커널(241), 미들웨어(243), 또는 API(245)의 적어도 일부는, 운영 시스템(operating system(OS))으로 지칭될 수 있다.
커널(241)은, 예를 들면, 다른 프로그램들(예: 미들웨어(243), API(245), 또는 어플리케이션 프로그램(247))에 구현된 동작 또는 기능을 실행하는 데 사용되는 시스템 리소스들(예: 버스(210), 프로세서(220), 또는 메모리(230) 등)을 제어 또는 관리할 수 있다. 또한, 커널(241)은 미들웨어(243), API(245), 또는 어플리케이션 프로그램(247)에서 전자 장치(201)의 개별 구성요소에 접근함으로써, 시스템 리소스들을 제어 또는 관리할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다.
미들웨어(243)는, 예를 들면, API(245) 또는 어플리케이션 프로그램(247)이 커널(141)과 통신하여 데이터를 주고받을 수 있도록 중개 역할을 수행할 수 있다.
또한, 미들웨어(243)는 어플리케이션 프로그램(247)으로부터 수신된 하나 이상의 작업 요청들을 우선 순위에 따라 처리할 수 있다. 예를 들면, 미들웨어(243)는 어플리케이션 프로그램(247) 중 적어도 하나에 전자 장치(201)의 시스템 리소스(예: 버스(210), 프로세서(220), 또는 메모리(230) 등)를 사용할 수 있는 우선 순위를 부여할 수 있다. 예컨대, 미들웨어(243)는 상기 적어도 하나에 부여된 우선 순위에 따라 상기 하나 이상의 작업 요청들을 처리함으로써, 상기 하나 이상의 작업 요청들에 대한 스케쥴링 또는 로드 밸런싱 등을 수행할 수 있다.
API(245)는, 예를 들면, 어플리케이션(247)이 커널(241) 또는 미들웨어(243)에서 제공되는 기능을 제어하기 위한 인터페이스로, 예를 들면, 파일 제어, 창 제어, 영상 처리, 또는 문자 제어 등을 위한 적어도 하나의 인터페이스 또는 함수(예: 명령어)를 포함할 수 있다.
입출력 인터페이스(250)는, 예를 들면, 사용자 또는 다른 외부 기기로부터 입력된 명령 또는 데이터를 전자 장치(201)의 다른 구성요소(들)에 전달할 수 있는 인터페이스의 역할을 할 수 있다. 또한, 입출력 인터페이스(250)은 전자 장치(201)의 다른 구성요소(들)로부터 수신된 명령 또는 데이터를 사용자 또는 다른 외부 기기로 출력할 수 있다.
디스플레이(260)는, 예를 들면, 액정 디스플레이(liquid crystal display(LCD)), 발광 다이오드(light-emitting diode(LED)) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode(OLED)) 디스플레이, 또는 마이크로 전자기계 시스템(microelectromechanical systems(MEMS)) 디스플레이, 또는 전자종이(electronic paper) 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이(260)는, 예를 들면, 사용자에게 각종 콘텐츠(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 또는 심볼 등)을 표시할 수 있다. 디스플레이(260)는, 터치 스크린을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 전자 펜 또는 사용자의 신체의 일부를 이용한 터치, 제스쳐, 근접, 또는 호버링 입력을 수신할 수 있다.
통신 인터페이스(270)는, 예를 들면, 전자 장치(201)와 외부 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(202), 제 2 외부 전자 장치(204), 또는 서버(206)) 간의 통신을 설정할 수 있다. 예를 들면, 통신 인터페이스(270)는 무선 통신 또는 유선 통신을 통해서 네트워크(262)에 연결되어 외부 장치(예: 제 2 외부 전자 장치(204) 또는 서버(206))와 통신할 수 있다.
무선 통신은, 예를 들면, 셀룰러 통신 프로토콜로서, 예를 들면, LTE(long-term evolution), LTE-A(LTE Advance), CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband CDMA), UMTS(universal mobile telecommunications system), WiBro(Wireless Broadband), 또는 GSM(Global System for Mobile Communications) 등 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 또한, 무선 통신은, 예를 들면, 근거리 통신(264)을 포함할 수 있다. 근거리 통신(164)은, 예를 들면, WiFi(wireless fidelity), 블루투스(Bluetooth), NFC(near field communication), 또는 GNSS(global navigation satellite system) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. GNSS는 사용 지역 또는 대역폭 등에 따라, 예를 들면, GPS(Global Positioning System), Glonass(Global Navigation Satellite System), Beidou Navigation Satellite System(이하 "Beidou") 또는 Galileo, the European global satellite-based navigation system 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이하, 본 문서에서는, "GPS"는 "GNSS"와 혼용되어 사용(interchangeably used)될 수 있다. 유선 통신은, 예를 들면, USB(universal serial bus), HDMI(high definition multimedia interface), RS-232(recommended standard-232), 또는 POTS(plain old telephone service) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 네트워크(262)는 통신 네트워크(telecommunications network), 예를 들면, 컴퓨터 네트워크(computer network)(예: LAN 또는 WAN), 인터넷, 또는 전화 망(telephone network) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 외부 전자 장치(202, 204) 각각은 전자 장치(201)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 한 실시예에 따르면, 서버(206)는 하나 또는 그 이상의 서버들의 그룹을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(201)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 전자 장치(예: 전자 장치(202,204), 또는 서버(206)에서 실행될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(201)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(201)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 다른 장치(예: 전자 장치(202, 204), 또는 서버(106))에게 요청할 수 있다. 다른 전자 장치(예: 전자 장치(202, 204), 또는 서버(106))는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(201)로 전달할 수 있다. 전자 장치(201)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 20은는 다양한 실시예에 따른 전자 장치(301)의 블록도이다. 전자 장치(301)는, 예를 들면, 도 18에 도시된 전자 장치(201)의 전체 또는 일부를 포함할 수 있다. 전자 장치(301)는 하나 이상의 프로세서(예: AP(application processor))(310), 통신 모듈(320), (가입자 식별 모듈(324), 메모리(330), 센서 모듈(340), 입력 장치(350), 디스플레이(360), 인터페이스(370), 오디오 모듈(380), 카메라 모듈(391), 전력 관리 모듈(395), 배터리(396), 인디케이터(397), 및 모터(398) 를 포함할 수 있다.
프로세서(310)는, 예를 들면, 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 프로세서(310)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(310)는, 예를 들면, SoC(system on chip) 로 구현될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 프로세서(310)는 GPU(graphic processing unit) 및/또는 이미지 신호 프로세서(image signal processor)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(310)는 도 18에 도시된 구성요소들 중 적어도 일부(예: 셀룰러 모듈(321))를 포함할 수도 있다. 프로세서(310) 는 다른 구성요소들(예: 비휘발성 메모리) 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드(load)하여 처리하고, 다양한 데이터를 비휘발성 메모리에 저장(store)할 수 있다.
통신 모듈(320)은, 도 22의 통신 인터페이스(270)와 동일 또는 유사한 구성을 가질 수 있다. 통신 모듈(320)은, 예를 들면, 셀룰러 모듈(321), WiFi 모듈(323), 블루투스 모듈(325), GNSS 모듈(327)(예: GPS 모듈, Glonass 모듈, Beidou 모듈, 또는 Galileo 모듈), NFC 모듈(328) 및 RF(radio frequency) 모듈(329)를 포함할 수 있다.
셀룰러 모듈(321)은, 예를 들면, 통신망을 통해서 음성 통화, 영상 통화, 문자 서비스, 또는 인터넷 서비스 등을 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(321)은 가입자 식별 모듈(예: SIM 카드)(324)을 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(301)의 구별 및 인증을 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 프로세서(310)가 제공할 수 있는 기능 중 적어도 일부 기능을 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(321)은 커뮤니케이션 프로세서(CP: communication processor)를 포함할 수 있다.
WiFi 모듈(323), 블루투스 모듈(325), GNSS 모듈(327) 또는 NFC 모듈(328) 각각은, 예를 들면, 해당하는 모듈을 통해서 송수신되는 데이터를 처리하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(321), WiFi 모듈(323), 블루투스 모듈(325), GNSS 모듈(327) 또는 NFC 모듈(328) 중 적어도 일부(예: 두 개 이상)는 하나의 integrated chip(IC) 또는 IC 패키지 내에 포함될 수 있다.
RF 모듈(329)은, 예를 들면, 통신 신호(예: RF 신호)를 송수신할 수 있다. RF 모듈(329)은, 예를 들면, 트랜시버(transceiver), PAM(power amp module), 주파수 필터(frequency filter), LNA(low noise amplifier), 또는 안테나 등을 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221), WiFi 모듈(323), 블루투스 모듈(325), GNSS 모듈(327) 또는 NFC 모듈(328) 중 적어도 하나는 별개의 RF 모듈을 통하여 RF 신호를 송수신할 수 있다.
가입자 식별 모듈(324)는, 예를 들면, 가입자 식별 모듈을 포함하는 카드 및/또는 내장 SIM(embedded SIM)을 포함할 수 있으며, 고유한 식별 정보(예: ICCID(integrated circuit card identifier)) 또는 가입자 정보(예: IMSI(international mobile subscriber identity))를 포함할 수 있다.
메모리(330)(예: 메모리(330))는, 예를 들면, 내장 메모리(332) 또는 외장 메모리(334)를 포함할 수 있다. 내장 메모리(332)는, 예를 들면, 휘발성 메모리(예: DRAM(dynamic RAM), SRAM(static RAM), 또는 SDRAM(synchronous dynamic RAM) 등), 비휘발성 메모리(non-volatile Memory)(예: OTPROM(one time programmable ROM), PROM(programmable ROM), EPROM(erasable and programmable ROM), EEPROM(electrically erasable and programmable ROM), mask ROM, flash ROM, 플래시 메모리(예: NAND flash 또는 NOR flash 등), 하드 드라이브, 또는 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive(SSD)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
외장 메모리(334)는 플래시 드라이브(flash drive), 예를 들면, CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD(micro secure digital), Mini-SD(mini secure digital), xD(extreme digital), MMC(multi-media card) 또는 메모리 스틱(memory stick) 등을 더 포함할 수 있다. 외장 메모리(334)는 다양한 인터페이스를 통하여 전자 장치(301)와 기능적으로 및/또는 물리적으로 연결될 수 있다.
센서 모듈(340)은, 예를 들면, 물리량을 계측하거나 전자 장치(301)의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 센서 모듈(340)은, 예를 들면, 제스처 센서(340A), 자이로 센서(340B), 기압 센서(340C), 마그네틱 센서(340D), 가속도 센서(340E), 그립 센서(340F), 근접 센서(340G), 컬러(color) 센서(340H)(예: RGB(red, green, blue) 센서), 생체 센서(340I), 온/습도 센서(340J), 조도 센서(340K), 또는 UV(ultra violet) 센서(340M) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively), 센서 모듈(340)은, 예를 들면, 후각 센서(E-nose sensor), EMG 센서(electromyography sensor), EEG 센서(electroencephalogram sensor), ECG 센서(electrocardiogram sensor), IR(infrared) 센서, 홍채 센서 및/또는 지문 센서를 포함할 수 있다. 센서 모듈(340)은 그 안에 속한 적어도 하나 이상의 센서들을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(301)는 프로세서(310)의 일부로서 또는 별도로, 센서 모듈(340)을 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함하여, 프로세서(310)가 슬립(sleep) 상태에 있는 동안, 센서 모듈(340)을 제어할 수 있다.
입력 장치(350)은, 예를 들면, 터치 패널(touch panel)(352), (디지털) 펜 센서(pen sensor)(354), 키(key)(356), 또는 초음파(ultrasonic) 입력 장치(358)를 포함할 수 있다. 터치 패널(352)은, 예를 들면, 정전식, 감압식, 적외선 방식, 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식을 사용할 수 있다. 또한, 터치 패널(352)은 제어 회로를 더 포함할 수도 있다. 터치 패널(352)은 택타일 레이어(tactile layer)를 더 포함하여, 사용자에게 촉각 반응을 제공할 수 있다.
(디지털) 펜 센서(354)는, 예를 들면, 터치 패널의 일부이거나, 별도의 인식용 쉬트(sheet)를 포함할 수 있다. 키(356)는, 예를 들면, 물리적인 버튼, 광학식 키, 또는 키패드를 포함할 수 있다. 초음파 입력 장치(358)는 마이크(예: 마이크(388))를 통해, 입력 도구에서 발생된 초음파를 감지하여, 상기 감지된 초음파에 대응하는 데이터를 확인할 수 있다.
디스플레이(360)(예: 디스플레이(360))는 패널(362), 홀로그램 장치(364), 또는 프로젝터(366)를 포함할 수 있다. 패널(362)은, 도 21의 디스플레이(260)와 동일 또는 유사한 구성을 포함할 수 있다. 패널(362)은, 예를 들면, 유연하게(flexible), 투명하게(transparent), 또는 착용할 수 있게(wearable) 구현될 수 있다. 패널(362)은 터치 패널(352)과 하나의 모듈로 구성될 수도 있다. 한 실시예에 따르면, 패널(362)은 사용자의 터치에 대한 압력의 세기를 측정할 수 있는 압력 센서 (또는 포스 센서)를 포함할 수 있다. 상기 압력 센서는 상기 터치 패널(352)과 일체형으로 구현되거나, 또는 상기 터치 패널(352)과는 별도의 하나 이상의 센서로 구현될 수 있다. 홀로그램 장치(364)는 빛의 간섭을 이용하여 입체 영상을 허공에 보여줄 수 있다. 프로젝터(366)는 스크린에 빛을 투사하여 영상을 표시할 수 있다. 스크린은, 예를 들면, 전자 장치(301)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 디스플레이(360)는 패널(362), 홀로그램 장치(364), 또는 프로젝터(366)를 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다.
인터페이스(370)는, 예를 들면, HDMI(high-definition multimedia interface)(372), USB(universal serial bus)(374), 광 인터페이스(optical interface)(376), 또는 D-sub(D-subminiature)(378)를 포함할 수 있다. 인터페이스(370)는, 예를 들면, 도 22에 도시된 통신 인터페이스(370)에 포함될 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로(additionally and alternatively), 인터페이스(370)는, 예를 들면, MHL(mobile high-definition link) 인터페이스, SD(secure digital) 카드/MMC(multi-media card) 인터페이스, 또는 IrDA(infrared data association) 규격 인터페이스를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(380)은, 예를 들면, 소리(sound)와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 오디오 모듈(380)의 적어도 일부 구성요소는, 예를 들면, 도 22 에 도시된 입출력 인터페이스(245)에 포함될 수 있다. 오디오 모듈(380)은, 예를 들면, 스피커(382), 리시버(384), 이어폰(386), 또는 마이크(388) 등을 통해 입력 또는 출력되는 소리 정보를 처리할 수 있다.
카메라 모듈(391)은, 예를 들면, 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있는 장치로서, 한 실시예에 따르면, 하나 이상의 이미지 센서(예: 전면 센서 또는 후면 센서), 렌즈, ISP(image signal processor), 또는 플래시(flash)(예: LED 또는 xenon lamp 등)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(391)에 다양한 실시예에 따른 옵티컬 렌즈 어셈블리가 적용될 수 있다.
전력 관리 모듈(395)은, 예를 들면, 전자 장치(301)의 전력을 관리할 수 있다. 전자 장치(301)는 배터리를 통해 전력을 공급받는 전자 장치일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 한 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(395)은 PMIC(power management integrated circuit), 충전 IC(charger integrated circuit), 또는 배터리 또는 연료 게이지(battery or fuel gauge)를 포함할 수 있다. PMIC는, 유선 및/또는 무선 충전 방식을 가질 수 있다. 무선 충전 방식은, 예를 들면, 자기공명 방식, 자기유도 방식 또는 전자기파 방식 등을 포함하며, 무선 충전을 위한 부가적인 회로, 예를 들면, 코일 루프, 공진 회로, 또는 정류기 등을 더 포함할 수 있다. 배터리 게이지는, 예를 들면, 배터리(396)의 잔량, 충전 중 전압, 전류, 또는 온도를 측정할 수 있다. 배터리(396)는, 예를 들면, 충전식 전지(rechargeable battery) 및/또는 태양 전지(solar battery)를 포함할 수 있다.
인디케이터(397)는 전자 장치(301) 또는 그 일부(예: 프로세서(310))의 특정 상태, 예를 들면, 부팅 상태, 메시지 상태 또는 충전 상태 등을 표시할 수 있다. 모터(398)는 전기적 신호를 기계적 진동으로 변환할 수 있고, 진동(vibration), 또는 햅틱(haptic) 효과 등을 발생시킬 수 있다. 도시되지는 않았으나, 전자 장치(301)는 모바일 TV 지원을 위한 처리 장치(예: GPU)를 포함할 수 있다. 모바일 TV 지원을 위한 처리 장치는, 예를 들면, DMB(digital multimedia broadcasting), DVB(digital video broadcasting), 또는 미디어플로(mediaFloTM) 등의 규격에 따른 미디어 데이터를 처리할 수 있다.
본 문서에서 기술된 구성요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품(component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성요소의 명칭은 전자 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 본 문서에서 기술된 구성요소 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있으며, 일부 구성요소가 생략되거나 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 또한, 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 구성요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체(entity)로 구성됨으로써, 결합되기 이전의 해당 구성요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은, 예를 들면, 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어(firmware) 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 단위(unit)를 의미할 수 있다. "모듈"은, 예를 들면, 유닛(unit), 로직(logic), 논리 블록(logical block), 부품(component), 또는 회로(circuit) 등의 용어와 바꾸어 사용(interchangeably use)될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수도 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있다. 예를 들면,"모듈"은, 알려졌거나 앞으로 개발될, 어떤 동작들을 수행하는 ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays) 또는 프로그램 가능 논리 장치(programmable-logic device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는, 예컨대, 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서(예: 도 18의 프로세서(220))에 의해 실행될 경우, 상기 하나 이상의 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 예를 들면, 메모리(230)가 될 수 있다.
컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(magnetic media)(예: 자기테이프), 광기록 매체(optical media)(예: CD-ROM(compact disc read only memory), DVD(digital versatile disc), 자기-광 매체(magneto-optical media)(예: 플롭티컬 디스크(floptical disk)), 하드웨어 장치(예: ROM(read only memory), RAM(random access memory), 또는 플래시 메모리 등) 등을 포함할 수 있다. 또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 다양한 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다. 다양한 실시예에 따른 모듈 또는 프로그램 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)한 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 동작은 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다. 그리고 본 문서에 개시된 실시예는 개시된, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 문서에서 기재된 기술의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 문서의 범위는, 본 문서의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.
L1-1:제1렌즈, L2-1:제2렌즈
L3-1:제3렌즈, L4-1:제4렌즈
L5-1:제5렌즈, L6-1:제6렌즈
L7-1:제7렌즈, G1-1:제1렌즈군
G2-1:제2렌즈군
OD:광학 소자, ST:조리개

Claims (27)

  1. 물체(object) 측으로부터 상(image) 측으로 배치된 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 조리개, 및 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군을 포함하고,
    상기 제 1 렌즈군은 부의 굴절력을 가지고 물체 측으로 볼록한 면을 가지는 제1 공기렌즈와, 부의 굴절력을 가지고 양면이 볼록한 제2 공기렌즈를 포함하며,
    상기 제 2 렌즈군은 가장 상측에 배치된 것으로, 상 측으로 볼록한 면을 가지고, 정의 굴절력을 가지는 가장 상측 렌즈를 포함하고, 상기 가장 상측 렌즈가 비구면을 포함하고, 및
    130도 이상의 최대 화각을 가지고, 다음 식을 만족하는 옵티칼 렌즈 어셈블리.
    <식>
    -80 < Fair1 /F < -5
    -3.7 < Fair2 /F < -1
    1.8 < Fp2 /F < 3.7
    여기서, F는 상기 옵티칼 렌즈 어셈블리의 초점 거리를, Fair1는 상기 제1 공기렌즈의 초점 거리를, Fair2는 상기 제2 공기렌즈의 초점 거리를, Fp2는 제 2 렌즈군의 가장 상측 렌즈의 초점 거리를 나타낸다.
  2. 제 1항에 있어서,
    다음 식을 만족하는 옵티칼 렌즈 어셈블리.
    <식>
    -1.0 < (R1air1 - R2air1)/(R1air1 + R2air1) < -0.1
    -8.0 < (R1air2 - R2air2)/(R1air2 + R2air2) < -2.0
    여기서, R1air1은 상기 제1 공기렌즈의 물체 측면의 곡률반경을, R2air1은 상기 제1 공기렌즈의 물체 측면의 곡률반경을, R1air2은 상기 제2 공기렌즈의 물체 측면의 곡률반경을, R2air2는 상기 제2 공기렌즈의 상 측면의 곡률반경을 나타낸다.
  3. 제 1항에 있어서,
    다음 식을 만족하는 옵티칼 렌즈 어셈블리.
    <식>
    2.5 < F2 / F < 5.0
    여기서, F는 옵티칼 렌즈 어셈블리의 초점거리를, F2는 제 2 렌즈군의 초점거리를 나타낸다.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 렌즈군은 상기 제2 공기렌즈의 상 측에 순서대로 부의 굴절력을 가지는 렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 렌즈를 포함하고, 상기 정의 굴절력을 가지는 렌즈가 비구면 렌즈인 옵티칼 렌즈 어셈블리.
  5. 제 4항에 있어서,
    다음 식을 만족하는 옵티칼 렌즈 어셈블리.
    <식>
    Np1 > 1.75
    1.0 < Fp1 / F < 9
    Vn1 > 60
    여기서, Np1은 상기 제1렌즈군의 정의 굴절력을 가지는 렌즈의 굴절률을, Fp1은 상기 제1렌즈군의 정의 굴절력을 가지는 렌즈의 초점 거리를, Vn1은 상기 제1렌즈군의 부의 굴절력을 가지는 렌즈의 아베수를 나타낸다.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 렌즈군은 부의 굴절력을 가지는 양면 비구면 렌즈를 포함하고, 상기 양면 비구면 렌즈가 다음 식을 만족하는 옵티칼 렌즈 어셈블리.
    <식>
    -0.4 < (R1asp1 - R1bestfit1)/(R1asp1) + (R2asp1 - R2bestfit1)/(R2asp1) < 0.8
    0.8 < EffD2asp1 / 2Y < 1.3
    여기서, R1asp1는 상기 양면 비구면 렌즈의 물체 측면의 곡률반경을, R2asp1는 상기 양면 비구면 렌즈의 상 측면의 곡률반경을, R1bestfit1는 상기 양면 비구면 렌즈의 물체 측면의 bestfit 곡률반경을, R2bestfit1는 상기 양면 비구면 렌즈의 상 측면의 bestfit 곡률반경을, EffD2asp1는 상기 양면 비구면 렌즈의 상 측면의 유효경을, Y는 이미지 높이를 나타낸다.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 렌즈군은 상기 가장 상측 렌즈의 물체 측에, 정의 굴절력을 가지는 렌즈와 부의 굴절력을 가지는 렌즈를 더 포함하고,
    상기 정의 굴절력을 가지는 렌즈는 물체 측으로 볼록한 형상을 가지는 옵티칼 렌즈 어셈블리.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제 2 렌즈군의 정의 굴절력을 가지는 렌즈와 부의 굴절력을 가지는 렌즈가 접합된 옵티칼 렌즈 어셈블리.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 제2렌즈군은 적어도 하나의 정렌즈와 적어도 하나의 부렌즈를 포함하고, 다음 식을 만족하는 옵티칼 렌즈 어셈블리.
    <식>
    N2p - N2n < -0.1
    30 < V2p - V2n
    여기서, N2p은 상기 제2 렌즈군에서 굴절률이 가장 작은 정렌즈의 굴절률을, N2n은 상기 제2 렌즈군에서 굴절률이 가장 큰 부렌즈의 굴절률을, V2p은 상기 제2 렌즈군에서 굴절률이 가장 작은 정렌즈의 아베수를, V2n은 상기 제2 렌즈군에서 굴절률이 가장 큰 부렌즈의 아베수를 나타낸다.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 렌즈군이 상기 가장 상측 렌즈의 물체 측에 삼중 접합 렌즈를 포함하고, 상기 삼중 접합 렌즈의 가운데 렌즈가 수지를 포함한 옵티칼 렌즈 어셈블리.
  11. 제 1항 또는 제 6항에 있어서,
    다음 식을 만족하는 옵티칼 렌즈 어셈블리.
    <식>
    0.8 < (dY/dθ)(θ)/(dY/dθ)(0) < 1.2
    0 ≤ θ ≤ (FOV/2)
    여기서, FOV는 최대 화각을, dY/dθ(θ)는 화각(θ)과 이미지 높이(Y)의 관계를 나타내는 함수 Y=f(θ)에 대하여, θ에 대한 1차 미분 함수를 나타낸다.
  12. 제 1항에 있어서,
    다음 식을 만족하는 옵티칼 렌즈 어셈블리.
    <식>
    |RayAngle1/(FOV/2)| < 0.4
    |RayAngle2/(FOV/2)| < 0.13
    여기서, FOV는 최대 화각을, RayAngle1은 최대 이미지 높이에 결상되는 광선 중 주광선(chief ray)이 조리개를 통과하는 각도를, RayAngle2는 최대 이미지 높이에 결상되는 광선 중 주광선(chief ray)이 상면에 입사되는 각도를 나타낸다.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 옵티칼 렌즈 어셈블리 전체를 광축과 나란하게 이동하여 포커싱하는 옵티칼 렌즈 어셈블리.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 공기렌즈가 2매의 물체 측으로 볼록한 메니스커스 렌즈에 의해 구성되는 옵티칼 렌즈 어셈블리.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 공기렌즈가 물체 측으로 볼록한 메니스커스 렌즈와 양오목 렌즈에 의해 구성되는 옵티칼 렌즈 어셈블리.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 공기렌즈가 물체 측으로 볼록한 메니스커스 렌즈와 상측으로 볼록한 메니스커스 렌즈에 의해 구성되는 옵티칼 렌즈 어렘블리.
  17. 물체(object) 측으로부터 상(image) 측으로 배치된 부의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 조리개, 및 정의 굴절력을 가지는 제2렌즈군을 포함하고,
    상기 제 1 렌즈군은 부의 굴절력을 가지고 물체 측으로 볼록한 면을 가지는 제1 공기렌즈와, 부의 굴절력을 가지고 양면이 볼록한 제2 공기렌즈와, 상기 제2 공기렌즈의 상 측에 부의 굴절력을 가지는 렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 비구면 렌즈를 포함하며,
    상기 제 2 렌즈군은 가장 상측에 배치된 것으로, 상 측으로 볼록한 면을 가지고, 정의 굴절력을 가지는 가장 상측 렌즈를 포함하고, 상기 가장 상측 렌즈가 비구면을 포함하고, 및
    130도 이상의 최대 화각을 가지고, 다음 식을 만족하는 옵티칼 렌즈 어셈블리.
    <식>
    -80 < Fair1 / F < -5
    -3.7 < Fair2 / F < -1
    1.0 < Fp1 / F < 9.0
    Vn1 > 60
    여기서, F는 옵티칼 렌즈 어셈블리의 초점거리를, Fair1은 상기 제1 공기렌즈의 초점거리를, Fair2는 상기 제2 공기렌즈의 초점 거리를, Fp1은 상기 제1렌즈군의 비구면 렌즈의 초점거리를, Vn1은 상기 제1렌즈군의 부의 굴절력을 가지는 렌즈의 아베수를 나타낸다.
  18. 제 17항에 있어서,
    다음 식을 만족하는 옵티칼 렌즈 어셈블리.
    <식>
    -1.0 < (R1air1 - R2air1)/(R1air1 + R2air1) < -0.1
    -8.0 < (R1air2 - R2air2)/(R1air2 + R2air2) < -2.0
    여기서, R1air1은 상기 제1 공기렌즈의 물체 측면의 곡률반경을, R2air1은 상기 제1 공기렌즈의 물체 측면의 곡률반경을, R1air2은 상기 제2 공기렌즈의 물체 측면의 곡률반경을, R2air2는 상기 제2 공기렌즈의 상 측면의 곡률반경을 나타낸다.
  19. 제 17항에 있어서,
    다음 식을 만족하는 옵티칼 렌즈 어셈블리.2.5 < F2 / F < 5.0
    여기서, F는 옵티칼 렌즈 어셈블리의 초점거리를, F2는 제 2 렌즈군의 초점거리를 나타낸다.
  20. 적어도 하나의 옵티칼 렌즈 어셈블리; 및
    상기 적어도 하나의 옵티칼 렌즈 어셈블리에 의해 결상된 광을 수광하는 이미지 센서;를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 옵티칼 렌즈 어셈블리가,
    물체(object) 측으로부터 상(image) 측으로 배치된 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈군, 조리개, 및 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈군을 포함하고,
    상기 제 1 렌즈군은 부의 굴절력을 가지고 물체 측으로 볼록한 면을 가지는 제1 공기렌즈와, 부의 굴절력을 가지고 양면이 볼록한 제2 공기렌즈를 포함하며,
    상기 제 2 렌즈군은 가장 상측에 배치된 것으로, 상 측으로 볼록한 면을 가지고, 정의 굴절력을 가지는 가장 상측 렌즈를 포함하고, 상기 가장 상측 렌즈가 비구면을 포함하고, 및
    130도 이상의 최대 화각을 가지고, 다음 식을 만족하는 전자 장치.
    <식>
    -80 < Fair1 /F < -5
    -3.7 < Fair2 /F < -1
    1.8 < Fp2 /F < 3.7
    여기서, F는 상기 옵티칼 렌즈 어셈블리의 초점 거리를, Fair1는 상기 제1 공기렌즈의 초점 거리를, Fair2는 상기 제2 공기렌즈의 초점 거리를, Fp2는 제 2 렌즈군의 가장 상측 렌즈의 초점 거리를 나타낸다.
  21. 제 20항에 있어서,
    다음 식을 만족하는 전자 장치.
    <식>
    -1.0 < (R1air1 - R2air1)/(R1air1 + R2air1) < -0.1
    -8.0 < (R1air2 - R2air2)/(R1air2 + R2air2) < -2.0
    여기서, R1air1은 상기 제1 공기렌즈의 물체 측면의 곡률반경을, R2air1은 상기 제1 공기렌즈의 물체 측면의 곡률반경을, R1air2은 상기 제2 공기렌즈의 물체 측면의 곡률반경을, R2air2는 상기 제2 공기렌즈의 상 측면의 곡률반경을 나타낸다.
  22. 제 20항에 있어서,
    다음 식을 만족하는 전자 장치.
    <식>
    2.5 < F2 / F < 5.0
    여기서, F는 옵티칼 렌즈 어셈블리의 초점거리를, F2는 제 2 렌즈군의 초점거리를 나타낸다.
  23. 제 20항에 있어서,
    상기 제 1 렌즈군은 상기 제2 공기렌즈의 상 측에 순서대로 부의 굴절력을 가지는 렌즈와, 정의 굴절력을 가지는 렌즈를 포함하고, 상기 정의 굴절력을 가지는 렌즈가 비구면 렌즈인 전자 장치.
  24. 제 23항에 있어서,
    다음 식을 만족하는 전자 장치.
    <식>
    Np1 > 1.75
    1.0 < Fp1 / F < 9
    Vn1 > 60
    여기서, Np1은 상기 제1렌즈군의 정의 굴절력을 가지는 렌즈의 굴절률을, Fp1은 상기 제1렌즈군의 정의 굴절력을 가지는 렌즈의 초점 거리를, Vn1은 상기 제1렌즈군의 부의 굴절력을 가지는 렌즈의 아베수를 나타낸다.
  25. 제 20항에 있어서,
    상기 옵티칼 렌즈 어셈블리가 복수 개 구비되어 전방위 촬영이 가능하도록 된 전자 장치.
  26. 제 20항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 옵티칼 렌즈 어셈블리가 제1 옵티칼 렌즈 어셈블리 및 제2 옵티칼 렌즈 어셈블리를 포함하고, 상기 제1 옵티칼 렌즈 어셈블리와 제2 옵티칼 렌즈 어셈블리가 일직선 상에 배치된 전자 장치.
  27. 제 20항에 있어서,
    상기 이미지 센서가 적외선 감광 픽셀을 포함하는 전자 장치.
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