KR20190038373A - 전자 디바이스 - Google Patents

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KR20190038373A
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Abstract

전자 디바이스는 적어도 하나의 광학 렌즈 어셈블리를 포함한다. 상기 광학 렌즈 어셈블리는 4개의 렌즈 요소를 포함하고, 상기 4개의 렌즈 요소는, 외측으로부터 내측으로 순서대로, 제1 렌즈 요소, 제2 렌즈 요소, 제3 렌즈 요소 및 제4 렌즈 요소이다. 상기 제1 렌즈 요소는 근축 영역에서 볼록한 외측면을 갖는다. 상기 제2 렌즈 요소는 근축 영역에서 볼록한 내측면을 갖는다. 상기 제4 렌즈 요소는 근축 영역에서 오목한 내측면을 갖고, 상기 제4 렌즈 요소의 상기 외측면 및 상기 내측면 중 적어도 하나는 축외 영역에서 적어도 하나의 임계점을 포함한다.

Description

전자 디바이스{ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 전자 디바이스에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 적어도 하나의 광학 렌즈 어셈블리를 갖는 전자 디바이스에 관한 것이다.
기술의 급속한 발전으로 인해, 촬영 모듈(photographing modules)의 응용이 더 넓어지고 있으며, 3 차원 공간 관측(three-dimensional space observation)의 응용 기술 또한 점차 성숙되어 가고 있다. 종래의 3 차원 공간 식별 기술(three-dimensional space identification technologies)은 대부분 2 차원 이미지로 한정되어 있으며, 알고리즘을 이용하여 3 차원 공간 분석 기능을 달성할 수 있지만, 정보의 3 차원 공간 정보가 2 차원 공간 이미지로 단순화되면, 항상 정보 격차가 발생하고, 계산의 결과를 복원하는데 제한될 수 있다.
따라서, 3 차원 이미지 캡쳐 기술은 개발되며, 이는 특정 특성(예를 들어, 특정 파장 및 패턴 등)을 갖는 광을 물체(object) 상에 투영하며, 광은 물체에 의해 반사되고, 렌즈 어셈블리에 의해 수신되고, 물체의 각 위치와 렌즈 어셈블리 사이의 거리를 획득하도록 계산되고, 3 차원 이미지의 정보를 결정한다. 상기 기술은 현재 체지각 게임(somatosensory games), 가상 현실(virtual reality), 증강 현실(augmented reality), 3 차원 이미지 캡쳐(, three-dimensional image capturing), 동적 캡쳐(dynamic capturing), 얼굴 인식(face recognitions), 운전 보조 시스템(driving assisting systems), 스마트 전자 제품의 다양한 종류(various kinds of smart electronic products), 멀티 렌즈 디바이스(multi-lens devices), 웨어러블 디바이스(multi-lens devices), 감시 장비(surveillance equipments), 디지털 카메라(digital cameras), 식별 시스템(identification systems), 엔터테인먼트 디바이스(entertainment devices), 스포츠 디바이스(sports devices) 및 지능형 홈 지원 시스템(intelligent home assisting systems)과 같은 전자 디바이스에 널리 적용된다.
요즘은, 3 차원 이미지 캡처 기술은 대부분 특정 파장 대역의 적외선을 구성하여 간섭을 감소시켜 더 정확한 측정을 달성한다. 그러나, 스마트 폰과 같은 휴대용 디바이스에 사용되는 얼굴 인식 및 증강 현실과 같은 응용이 점진적으로 발전함에 따라, 그 센싱 모듈은 더 정밀하고 콤팩트(compact)해야 할 필요가 있지만, 종래의 기술들은 여전히 이 둘 사이의 균형을 달성하는데 어려움이 있다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 전자 디바이스는 적어도 하나의 광학 렌즈 어셈블리(optical lens assembly)를 포함한다. 상기 광학 렌즈 어셈블리는 4개의 렌즈 요소(lens elements)를 포함하고, 상기 4개의 렌즈 요소는, 외측으로부터 내측으로 순서대로, 제1 렌즈 요소, 제2 렌즈 요소, 제3 렌즈 요소 및 제4 렌즈 요소이다. 상기 제1 렌즈 요소는 근축 영역(paraxial region)에서 볼록한(convex) 외측면(outside surface)을 갖는다. 상기 제2 렌즈 요소는 근축 영역에서 볼록한 내측면(inside surface)을 갖는다. 상기 제4 렌즈 요소는 근축 영역에서 오목한(concave) 내측면(inside surface)을 갖고, 상기 제4 렌즈 요소의 상기 외측면 및 상기 내측면 중 적어도 하나는 축외 영역(off-axis region)에서 적어도 하나의 임계점(critical point)을 포함한다. 측정이 d-라인(d-line)으로 기준 파장(reference wavelength)에 따라 이루어질 때, 상기 제1 렌즈 요소의 아베 수(Abbe number)는 Vd1이고, 상기 제2 렌즈 요소의 아베 수는 Vd2이고, 상기 제3 렌즈 요소의 아베 수는 Vd3이고, 상기 제4 렌즈 요소의 아베 수는 Vd4이고, 상기 광학 렌즈 어셈블리의 초점 거리(focal length)는 fd이고, 상기 제3 렌즈 요소의 초점 거리는 fd3이고, 상기 제4 렌즈 요소의 초점 거리는 fd4이고,
0.65 < Vd1/Vd2 < 1.54;
0.65 < Vd1/Vd3 < 1.54;
0.65 < Vd1/Vd4 < 1.54;
10.0 < Vd1 < 38.0; 및
0.69 < |fd/fd3|+|fd/fd4|
의 조건이 만족된다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 전자 디바이스는 적어도 하나의 광학 렌즈 어셈블리를 포함한다. 상기 광학 렌즈 어셈블리는 4개의 렌즈 요소를 포함하고, 상기 4개의 렌즈 요소는, 외측으로부터 내측으로 순서대로, 제1 렌즈 요소, 제2 렌즈 요소, 제3 렌즈 요소 및 제4 렌즈 요소이다. 상기 제2 렌즈 요소는 근축 영역에서 오목한 외측면 및 근축 영역에서 볼록한 내측면을 갖는다. 상기 제3 렌즈 요소는 근축 영역에서 오목한 외측면을 갖는다. 상기 제4 렌즈 요소는 근축 영역에서 볼록한 외측면 및 근축 영역에서 오목한 내측면을 갖고, 상기 제4 렌즈 요소의 상기 외측면은 축외 영역에서 적어도 하나의 임계점을 포함한다. 상기 제3 렌즈 요소 및 상기 제4 렌즈 요소 중 적어도 하나는 양의 굴절력(positive refractive power)을 갖고, 다른 하나는 음의 굴절력(negative refractive power)을 갖는다. 측정이 d-라인으로 기준 파장에 따라 이루어질 때, 상기 제1 렌즈 요소의 아베 수는 Vd1이고, 상기 제2 렌즈 요소의 아베 수는 Vd2이고, 상기 제3 렌즈 요소의 아베 수는 Vd3이고, 상기 제4 렌즈 요소의 아베 수는 Vd4이고, 상기 광학 렌즈 어셈블리의 초점 거리는 fd이고, 상기 제3 렌즈 요소의 초점 거리는 fd3이고, 상기 제4 렌즈 요소의 초점 거리는 fd4이고,
0.65 < Vd1/Vd2 < 1.54;
0.65 < Vd1/Vd3 < 1.54;
0.65 < Vd1/Vd4 < 1.54; 및
0.69 < |fd/fd3|+|fd/fd4| < 2.65
의 조건이 만족된다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 전자 디바이스는 센싱 모듈을 포함하고, 이는 투영 장치(projection apparatus) 및 수신 장치(receiving apparatus)를 포함한다. 상기 투영 장치는 광학 렌즈 어셈블리 및 적어도 하나의 광원(light source)을 포함하고, 상기 광학 렌즈 어셈블리는 4개 내지 6개의 렌즈 요소를 포함하고, 상기 광원은 상기 광학 렌즈 어셈블리의 내측 공액면(inside conjugation surface)에 배치된다. 상기 수신 장치는 광학 렌즈 어셈블리 및 이미지 센서를 포함하고, 상기 광학 렌즈 어셈블리는 4개 내지 6개의 렌즈 요소를 포함하고, 상기 이미지 센서는 상기 광학 렌즈 어셈블리의 내측 공액면에 배치된다. 상기 투영 장치의 상기 광원은 센싱된 물체(sensed object)에 투영되고, 반사 후에 상기 수신 장치에 의해 수신되고, 상기 이미지 센서에 이미징된다(imaged). 측정이 d-라인으로 기준 파장에 따라 이루어질 때, 상기 수신 장치의 상기 광학 렌즈 어셈블리의 상기 렌즈 요소 및 상기 투영 장치의 상기 광학 렌즈 어셈블리의 상기 렌즈 요소 중 적어도 6개의 렌즈 요소는 38 보다 작은 아베 수를 갖는다. 상기 투영 장치 및 상기 수신 장치의 각각의 상기 광학 렌즈 어셈블리에서, 상기 외측에 가장 가까운 상기 렌즈 요소 중 하나의 외측면과 상기 내측에 가장 가까운 상기 렌즈 요소 중 하나의 내측면 사이의 축 방향 거리(axial distance)는 TD이고,
1 mm < TD < 5 mm
의 조건이 만족된다.
본 발명은 다음의 첨부된 도면을 참고로 실시예의 다음의 상세한 설명을 읽음으로써 더욱 완전히 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자 디바이스의 개략도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 전자 디바이스의 구면 수차 커브(spherical aberration curves), 비점수차 장 커브(astigmatic field curves) 및 왜곡 커브(distortion curve)를 도시한다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자 디바이스의 개략도이다.
도 4는 제2 실시예에 따른 전자 디바이스의 구면 수차 커브, 비점수차 장 커브 및 왜곡 커브를 도시한다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전자 디바이스의 개략도이다.
도 6은 제3 실시예에 따른 전자 디바이스의 구면 수차 커브, 비점수차 장 커브 및 왜곡 커브를 도시한다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전자 디바이스의 개략도이다.
도 8는 제4 실시예에 따른 전자 디바이스의 구면 수차 커브, 비점수차 장 커브 및 왜곡 커브를 도시한다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 전자 디바이스의 개략도이다.
도 10은 제5 실시예에 따른 전자 디바이스의 구면 수차 커브, 비점수차 장 커브 및 왜곡 커브를 도시한다.
도 11은 본 발명의 제6 실시예에 따른 전자 디바이스의 개략도이다.
도 12는 제6 실시예에 따른 전자 디바이스의 구면 수차 커브, 비점수차 장 커브 및 왜곡 커브를 도시한다.
도 13은 본 발명의 제7 실시예에 따른 전자 디바이스의 개략도이다.
도 14는 제7 실시예에 따른 전자 디바이스의 구면 수차 커브, 비점수차 장 커브 및 왜곡 커브를 도시한다.
도 15는 본 발명의 제8 실시예에 따른 전자 디바이스의 개략도이다.
도 16은 제8 실시예에 따른 전자 디바이스의 구면 수차 커브, 비점수차 장 커브 및 왜곡 커브를 도시한다.
도 17은 본 발명의 제9 실시예에 따른 전자 디바이스의 개략도이다.
도 18은 제9 실시예에 따른 전자 디바이스의 구면 수차 커브, 비점수차 장 커브 및 왜곡 커브를 도시한다.
도 19는 본 발명의 제10 실시예에 따른 전자 디바이스의 개략도이다.
도 20은 제10 실시예에 따른 전자 디바이스의 구면 수차 커브, 비점수차 장 커브 및 왜곡 커브를 도시한다.
도 21은 본 발명의 제11 실시예에 따른 전자 디바이스의 개략도이다.
도 22는 제11 실시예에 따른 전자 디바이스의 구면 수차 커브, 비점수차 장 커브 및 왜곡 커브를 도시한다.
도 23은 본 발명의 제12 실시예에 따른 전자 디바이스의 개략도이다.
도 24는 제12 실시예에 따른 전자 디바이스의 구면 수차 커브, 비점수차 장 커브 및 왜곡 커브를 도시한다.
도 25는 도 1의 제1 실시예에 따른 임계점의 개략도이다.
도 26a는 본 발명의 제13 실시예에 따른 전자 디바이스의 센싱 모듈의 개략도이다.
도 26b는 본 발명의 제13 실시예에 따른 전자 디바이스의 일측의 외관의 개략도이다.
도 26c는 본 발명의 제13 실시예에 따른 전자 디바이스의 다른 측(other side)의 외관의 개략도이다.
도 27a는 본 발명의 제14 실시예에 따른 전자 디바이스의 사용 상태의 외관의 개략도이다.
도 27b는 본 발명의 제14 실시예에 따른 전자 디바이스의 센싱 모듈의 개략도이다.
도 28은 본 발명의 제15 실시예에 따른 전자 디바이스의 개략도이다.
전자 장치는 적어도 하나의 광학 렌즈 어셈블리를 포함하며, 이는 적외선 대역(infrared band)에 적용될 수 있으며, 특히 적외선 투영 및 수신의 응용을 위한 것이다. 따라서, 높은 이미지 품질(high image quality) 및 투영 능력(projection ability)의 높은 정밀도(high precision)를 달성하고, 또한 콤팩트함(compactness)을 유지함으로써 3 차원 이미지 캡처 기술을 구성하는 데에 유리하다.
광학 렌즈 어셈블리는 4개 내지 6개의 렌즈 요소를 포함할 수 있으므로, 투영 능력 더 높은 정밀도 및 더 높은 이미지 품질을 달성하고, 또한 광학 렌즈 어셈블리의 콤팩트함을 유지하는 데에 유리하다. 바람직하게는, 광학 렌즈 어셈블리는, 외측으로부터 내측으로 순서대로, 제1 렌즈 요소, 제2 렌즈 요소, 제3 렌즈 요소 및 제4 렌즈 요소인 4개의 렌즈 요소를 포함할 수 있다.
제1 렌즈 요소는 근축 영역에서 볼록한 외측면을 가질 수 있기 때문에, 넓은 시야로부터의 광의 입사각을 감소시키는 데에 유리하며, 광학 렌즈 어셈블리의 넓은 시야의 설계에 적용할 수 있다. 제1 렌즈 요소는 양의 굴절력을 가질 수 있으므로, 광학 렌즈 어셈블리의 전체 트랙 길이(total track length)를 감소시킴으로써 콤팩트한 크기의 요구가 달성될 수 있다. 제1 렌즈 요소는 근축 영역에서 오목한 내측면을 가질 수 있으므로, 비점수차(astigmatism)의 발생이 감소될 수 있다.
제2 렌즈 요소는 근축 영역에서 오목한 외측면을 가질 수 있으므로, 제1 렌즈와 제2 렌즈 사이에 충분한 공간(space)을 구성함으로써 시야를 증가시키는 데에 유리하다. 제2 렌즈 요소는 근축 영역에서 볼록한 내측면을 가질 수 있으므로, 출사 광(exiting light)의 경로를 조정함으로써 축외 수차(off-axis aberrations)를 보정하는(correcting) 데에 유리하다. 제2 렌즈 요소는 양의 굴절력을 가질 수 있으므로, 광학 렌즈 어셈블리의 양의 굴절력의 분포를 균형 잡아줌으로써(balancing) 구면 수차를 감소시키는 데에 유리하다.
제3 렌즈 요소는 근축 영역에서 오목한 외측면을 가질 수 있으므로, 축외 수차가 감소될 수 있다. 제3 렌즈는 양의 굴절력을 가질 수 있으므로, 광학 렌즈 어셈블리의 양의 굴절력은 발산될(diverged) 수 있으며, 이는 전체 트랙 길이가 감소되는 동안 광학 렌즈 어셈블리에 의해 발생된 과도한 구면 수차를 회피하는 데에 유리할 수 있고, 또한 감도(sensitivity)를 감소시키는 데에 유리하다. 제3 렌즈 요소는 근축 영역에서 볼록한 내측면을 가질 수 있으므로, 광의 표면 반사를 감소시킴으로써 미광(stray light)을 줄이는 데에 유리하다.
제4 렌즈 요소는 근축 영역에서 볼록한 외측면을 가질 수 있으므로, 축외 영역에서의 상면 만곡(field curvature)을 보정함으로써 주변 영역의 이미지 품질을 향상시키는 데에 유리하다. 제4 렌즈 요소는 근축 영역에서 오목한 내측면을 가질 수 있으므로, 후방 초점 거리(back focal length) 및 전체 트랙 길이가 감소될 수 있다. 또한, 제4 렌즈의 외측면 및 내측면 중 적어도 하나는, 축외 영역에서 적어도 임계점을 포함할 수 있으므로, 축외 수차를 보정하는 데에 유리하고, 또한, 주변 영역의 광의 입사각 및 출사각(exiting angle)을 조정함으로써 표면 반사를 감소시키는 데에 유리하다. 제4 렌즈 요소의 외측면은 축외 수차를 추가로 보정할 수 있는 축외 영역에서 적어도 하나의 임계점을 포함할 수 있다. 제4 렌즈 요소의 내측면은 주변 영역에서 광의 표면 반사를 더욱 감소시키기 위해 축외 영역에서 적어도 하나의 임계점을 포함할 수 있다.
또한, 제3 렌즈 요소와 제4 렌즈 요소 중 하나는 양의 굴절력을 가질 수 있고, 다른 하나는 음의 굴절력을 가질 수 있다. 따라서, 제3 렌즈 요소와 제4 렌즈 요소의 보완 효과(complementary effect)에 의해 수차의 발생을 감소시키는 데에 유리하다.
제1 렌즈 요소, 제2 렌즈 요소, 제3 렌즈 요소 및 제4 렌즈 요소의 각각의 외측면 및 내측면 중 하나는 근축 영역에서 오목할 수 있고, 다른 하나는 근축 영역에서 볼록할 수 있다. 그러므로, 콤팩트함을 달성하고, 내측 공액면의 광학 유효 영역(optical effective region)을 증가시키는 데에 유리하다.
측정이 d-라인으로 기준 파장에 따라 이루어질 때, 제1 렌즈 요소의 아베 수는 Vd1이고, 제2 렌즈 요소의 아베 수는 Vd2이고, 제3 렌즈 요소의 아베 수는 Vd3이고, 제4 렌즈 요소의 아베 수는 Vd4이고, 0.65 < Vd1/Vd2 < 1.54; 0.65 < Vd1/Vd3 < 1.54; 및 0.65 < Vd1/Vd4 < 1.54 의 조건이 만족된다. 그러므로, 렌즈 요소의 재료를 매칭(matching)시킴으로써 수차를 보정하는 데에 유리하다. 특히, 색 수차(chromatic aberrations)의 보정은 광학 렌즈 어셈블리가 적외선 대역에 적용될 때 중요하지 않으므로, 그 복잡성이 감소될 수 있고, 다른 종류의 수차를 보정하고 그 크기를 감소시켜서 높은 이미지 품질을 갖는 콤팩트한 광학 렌즈 어셈블리를 달성하는 데에 유리하다. 바람직하게는, 0.75 < Vd1/Vd2 < 1.35; 0.75 < Vd1/Vd3 < 1.35; 및 0.75 < Vd1/Vd4 < 1.35의 조건이 만족된다. 더 바람직하게는, 0.75 < Vd1/Vd2 < 1.35; 0.75 < Vd1/Vd3 < 1.35; 및 0.75 < Vd1/Vd4 < 1.35의 조건이 만족된다. 더 자세하게는, 아베 수는 Vd = (Nd-1)/(NF-NC)에 의해 계산되며, Nd는 헬륨 d-라인(helium d-line)(587.6 nm)으로서의 파장으로 측정된 굴절률(refractive index)이고, NF는 수소 F-라인(hydrogen F-line)(486.1 nm)으로서의 파장으로 측정된 굴절률이고, NC는 수소 C-라인(hydrogen C-line)(656.3 nm)으로서의 파장으로 측정된 굴절력이다.
측정이 d-라인으로 기준 파장에 따라 이루어질 때, 제1 렌즈 요소의 아베 수는 Vd1이고, 10.0 < Vd1 < 38.0의 조건이 만족된다. 그러므로, 광학 렌즈 어셈블리의 색 수차는 감소될 수 있고, 더 우수한 광 굴절의 능력을 갖는 아베 수가 낮은 재료를 이용함으로써 수차를 보정하고 콤팩트함을 달성하는 데에 유리하다. 바람직하게는, 12.0 < Vd1 < 34.0의 조건이 만족될 수 있다. 더 바람직하게는, 14.0 < Vd1 < 30.0의 조건이 만족될 수 있다.
측정이 d-라인으로 기준 파장에 따라 이루어질 때, 광학 렌즈 어셈블리의 초점 거리는 fd이고, 제3 렌즈 요소의 초점 거리는 fd3이고, 제4 렌즈 요소의 초점 거리는 fd4이고, 0.69 < |fd/fd3|+|fd/fd4| < 2.65의 조건이 만족된다. 그러므로, 제3 렌즈 요소 및 제4 렌즈 요소의 굴절력을 매칭시킴으로써 광학 렌즈 어셈블리의 전체 트랙 길이를 감소시키고 축외 수차를 보정하는 데에 유리하다. 바람직하게는, 0.69 < |fd/fd3|+|fd/fd4| < 5.0의 조건이 만족된다. 따라서, 렌즈 요소의 과도한 굴절력을 회피함으로써 과도한 구면 수차를 회피하고 크기를 감소시키는 데에 유리하다. 더 바람직하게는, 0.69 < |fd/fd3|+|fd/fd4| < 2.65의 조건이 만족된다.
측정이 d-라인으로 기준 파장에 따라 이루어질 때, 제1 렌즈 요소의 굴절률은 Nd1이고, 1.650 ≤ Nd1 < 1.750의 조건이 만족된다. 그러므로, 특히 굴절시키기 어려운 적외선을 위한, 광학 렌즈 어셈블리의 크기를 감소시키기 위해 높은 굴절률을 갖는 재료를 배열함으로써 수차를 보정하는 데에 유리하다.
측정이 d-라인으로 기준 파장에 따라 이루어질 때, 제1 렌즈 요소, 제2 렌즈 요소, 제3 렌즈 요소 및 제4 렌즈 요소의 아베 수의 합은 ΣVd이고, 40.0 < ΣVd < 155.0의 조건이 만족된다. 그러므로, 특히 더 명백한 효과를 제공하는 적외선 대역에서의 응용에서, 렌즈 요소의 재료의 배열을 조정함으로써 수차를 보정하고 크기를 감소시키는 데에 유리하다. 바람직하게는, 45.0 < ΣVd < 125.0의 조건이 만족된다. 더 바람직하게는, 50.0 < ΣVd < 100.0의 조건이 만족된다.
제2 렌즈 요소의 중심 두께(central thickness)은 CT2이고, 제4 렌즈 요소의 중심 두께는 CT4일 때, 0 < CT2/CT4 < 1.04의 조건이 만족된다. 그러므로, 제2 렌즈 요소 및 제4 렌즈 요소의 적절한 두께를 달성함으로써 코마 수차(coma aberrations)를 감소하는 데에 유리하다.
제1 렌즈의 외측면의 곡률 반경(curvature radius)은 R1이고, 제1 렌즈의 내측면의 곡률 반경은 R2일 때, 0.32 < R1/R2 < 1.64의 조건이 만족된다. 그러므로, 제1 렌즈 요소의 적절한 표면 형상(surface shape)을 배열함으로써 비점수차를 감소시키는 데에 유리하다.
제1 렌즈 요소의 내측면의 곡률 반경은 R2이고, 제4 렌즈 요소의 외측면의 곡률 반경은 R7일 때, 0.25 < R2/R7 < 4.8의 조건이 만족된다. 그러므로, 제1 렌즈 요소 및 제4 렌즈 요소의 적절한 표면 형상을 배열함으로써 축외 상면 만곡(off-axis field curvature)을 보정하는 데에 유리하다.
측정이 d-라인으로 기준 파장에 따라 이루어질 때, 광학 렌즈 어셈블리의 초점 거리는 fd이고, 제3 렌즈 요소의 초점 거리는 fd3이고, 제4 렌즈 요소의 초점 거리는 fd4이고, |fd/fd3| 및 |fd/fd4|의 두 값 중의 최대값은 max(|fd/fd3|, |fd/fd4|)이고, 0.43 < max(|fd/fd3|, |fd/fd4|) < 2.7의 조건이 만족된다. 그러므로, 제3 렌즈 요소와 제4 렌즈 요소의 굴절력을 매칭시킴으로써 왜곡을 보정하고, 동시에 너무 약하거나 과도한 굴절력을 회피하는 데에 유리하다. 바람직하게는, 0.53 < max(|fd/fd3|, |fd/fd4|) < 1.8의 조건이 만족된다.
측정이 d-라인으로 기준 파장에 따라 이루어질 때, 제1 렌즈 요소의 초점 거리는 fd1이고, 제2 렌즈 요소의 초점 거리는 fd2이고, 제3 렌즈 요소의 초점 거리는 fd3이고, 제4 렌즈 요소의 초점 거리는 fd4이고, 0.38 < (|1/fd1|+|1/fd2|)/(|1/fd3|+|1/fd4|) < 1.5의 조건이 만족된다. 그러므로, 광학 렌즈 어셈블리의 내측 및 외측의 굴절력의 분포를 적절하게 조정함으로써 구면 수차 및 왜곡을 보정하는 데에 유리하다.
광학 렌즈 어셈블리의 f-수(f-number)는 Fno일 때, 1.0 < Fno < 2.3의 조건이 만족된다. 그러므로, 광학 렌즈 어셈블리가 투영 장치에 적용될 때, 외측 공액면의 조도(illumination)는 향상될 수 있고, 광학 렌즈 어셈블리가 이미지 캡쳐 장치(image capturing apparatus) 또는 수신 장치에 적용될 때, 내측 공액면의 주변 영역에서의 조도는 향상될 수 있다.
광학 렌즈 어셈블리의 최대 시야의 절반(half of a maximum field of view)은 HFOV일 때, 5 도 < HFOV < 50 도의 조건이 만족된다. 그러므로, 왜곡과 같은 너무 많은 수차를 초래할 수 있는 과도한 시야를 회피하는 데에 유리하다. 바람직하게는, 30 도 < HFOV < 50 도의 조건이 만족된다. 따라서, 응용 범위를 감소시킬 수 있는 너무 작은 시야를 회피하는 데에 유리하다.
외측에 가장 가까운 렌즈 요소 중 하나의 외측면과 내측에 가장 가까운 렌즈 요소 중 하나의 내측면 사이의 축 방향 거리는 TD일 때, 1 mm < TD < 5 mm의 조건이 만족된다. 그러므로, 광학 렌즈 어셈블리의 콤팩트한 크기를 유지함으로써 더 넓은 응용에 유리하다.
제1 렌즈 요소의 외측면과 광학 렌즈 어셈블리의 내측 공액면 사이의 축 방향 거리는 TL이고, 광학 어셈블리의 내측 공액면의 광학 유효 영역의 최대 반경은 IH일 때, 1.0 < TL/IH < 4.0의 조건이 만족된다. 그러므로, 내측 공액면의 광학 유효 영역의 확대(enlargement)와 전체 트랙 길이의 단축(shortening) 사이의 균형을 달성하는 데에 유리하다.
제1 렌즈 요소의 내측면의 곡률 반경은 R2일 때, 그리고 측정이 d-라인으로 기준 파장에 따라 이루어질 때, 광학 렌즈 어셈블리의 초점 거리는 fd이고, 0 < R2/fd < 2.0의 조건이 만족된다. 그러므로, 제1 렌즈 요소의 표면 형상 및 광학 렌즈 어셈블리의 초점 길이를 조정함으로써 시야와 전체 트랙 길이 사이의 균형을 달성하는 데에 유리하다.
제1 렌즈 요소의 중심 두께는 CT1이고, 제1 렌즈 요소와 제2 렌즈 요소 사이의 축 방향 거리는 T12일 때, 0.80 < CT1/T12 < 3.5의 조건이 만족된다. 그러므로, 제1 렌즈 요소와 제2 렌즈 요소를 매칭시킴으로써 넓은 시야의 설계를 구성하는 데에 유리하다.
측정이 d-라인으로 기준 파장에 따라 이루어질 때, 광학 렌즈 어셈블리의 초점 거리는 fd이고, 제3 렌즈 요소의 초점 거리는 fd3이고, -2.5 < fd/fd3 < 1.1의 조건이 만족된다. 그러므로, 제3 렌즈 요소의 굴절력은 전체 트랙 길이를 감소시키는 동안 과도한 구면 수차를 회피하기 위해 너무 강하지 않을 것이다. 바람직하게는, 0 < fd/fd3 < 1.1의 조건이 만족될 수 있다. 따라서, 제3 렌즈 요소의 양의 굴절력을 통해 광 경로를 조정함으로써 내측 공액면에서의 광의 입사각 또는 출사각을 감소시키는 데에 유리하다.
광학 렌즈 어셈블리는 제2 렌즈 요소의 외측에 배치된 구경 조리개(aperture stop)를 더 포함할 수 있다. 그러므로, 광학 렌즈 어셈블리의 콤팩트함을 달성하고, 내측 공액면에서의 광의 입사각 또는 출사각을 감소시키는 데에 유리하다. 광학 렌즈 어셈블리의 내측 공액면과 구경 조리개 사이의 축 방향 거리는 SL이고, 광학 렌즈 어셈블리의 내측 공액면과 제1 렌즈 요소의 외측면 사이의 축 방향 거리는 TL일 때, 0.70 < SL/TL < 1.1의 조건이 만족된다. 그러므로, 광학 렌즈 어셈블리의 시야와 크기의 균형을 잡는 데에 유리하다.
광학 렌즈 어셈블리는 780nm부터 1500nm의 파장 범위 내의 적외선 대역에 적용되어 가시광으로부터의 간섭을 감소시킬 수 있다. 또한, 적외선 대역의 대역폭은 40nm 보다 작을 수 있어서, 센싱 정밀도가 향상될 수 있다.
제4 렌즈 요소의 내측면의 곡률 반경은 R8일 때, 그리고 측정이 d-라인으로 기준 파장에 따라 이루어질 때, 광학 렌즈 어셈블리의 초점 거리는 fd이고, 0 < R8/fd ≤ 1.75의 조건이 만족된다. 그러므로, 광학 렌즈 어셈블리의 초점 거리 및 제4 렌즈의 표면 형상을 조정함으로써 후방 초점 거리를 감소시키는 데에 유리하다.
전자 디바이스는 광학 렌즈 어셈블리 및 적어도 하나의 광원을 포함 할 수 있는 투영 장치를 포함할 수 있으며, 광원은 광학 렌즈 어셈블리의 내측 공액면에 배치될 수 있다. 투영 장치의 광학 렌즈 어셈블리는 광원으로부터의 광을 외측 공액면으로 투영할 수 있다. 광원으로부터의 광은 적외선 대역 (780nm - 1500nm) 내에 있을 수 있고, 적외선 대역의 대역폭은 40nm보다 작을 수 있고, 투영 장치의 광학 렌즈 어셈블리는 적외선 대역에 적용될 수 있다. 투영 장치는 회절 요소(diffraction element), 초점 튜닝 가능 부품(focus tunable component), 또는 반사 요소(reflective element)(프리즘 또는 거울 같은)를 포함할 수 있고, 회절 요소의 배열에 의해 투영 표면 상에 광을 균일하게 투영하는 것이 바람직하고, 초점 튜닝 가능 부품의 배열에 의해 집광 능력을 향상시키고, 반사 요소의 배열에 의해 공간 구성의 자유도를 증가시키는 것이 바람직하다.
전자 디바이스는 광학 렌즈 어셈블리 및 이미지 센서(image sensor)를 포함할 수 있는 수신 장치를 포함할 수 있으며, 이미지 센서는 광학 렌즈 어셈블리의 내측 공액면에 배치된다. 바람직하게는, 수신 장치의 광학 렌즈 어셈블리는 적외선 대역에 구성될 수 있으며, 이미지 센서는 적외선 대역 내의 광을 검출하는데 이용될 수 있다. 수신 장치는 보호 플레이트(protecting plate)(유리, 금속 또는 플라스틱 재료와 같은), 필터 등과 같은 필터 기능을 갖는 다른 요소를 더 포함할 수 있거나, 광학 렌즈 어셈블리는 필터, 필터 기능을 구비한 렌즈 요소 등과 같은 필터 기능을 구비한 요소를 포함할 수 있다.
전자 디바이스는 광학 렌즈 어셈블리 및 이미지 센서를 포함할 수 있는 이미지 캡쳐 장치를 포함할 수 있으며, 이미지 센서는 광학 렌즈 어셈블리의 내측 공액면에 배치된다. 바람직하게는, 이미지 캡쳐 장치의 광학 렌즈 어셈블리는 적외선 대역에 적용될 수 있으며, 이미지 센서는 적외선 대역 내의 광을 검출하는데 이용될 수 있다. 이미지 캡쳐 장치는 보호 플레이트(유리, 금속 또는 플라스틱 재료와 같은), 필터 등과 같은 필터 기능을 구비한 다른 요소를 더 포함할 수 있거나, 광학 렌즈 어셈블리는 필터, 필터 기능을 구비한 렌즈 요소, 등과 같은 필터 기능을 구비한 요소를 포함할 수 있다.
전자 디바이스는 센싱 모듈(sensing module)을 포함할 수 있으며, 이는 전술한 투영 장치 또는 전솔한 수신 장치를 포함할 수 있거나, 전술한 투영 장치 및 전술한 수신 장치의 모두를 포함할 수 있다. 투영 장치의 광학 렌즈 어셈블리는 광원의 광을 외측 공액면으로 투영할 수 있다. 수신 장치의 광학 렌즈 어셈블리는 투영 장치의 광학 렌즈 어셈블리의 외측 공액면에서의 정보를 수신하고, 이미지 센서에 이미징하는데 이용될 수 있다.
측정이 d-라인으로 기준 파장에 따라 이루어질 때, 수신 장치의 광학 렌즈 어셈블리의 렌즈 요소 및 투영 장치의 광학 렌즈 어셈블리의 렌즈 요소 중 적어도 6개의 렌즈 요소는 38 보다 작은 아베 수를 가질 수 있다. 그러므로, 특히 적외선 대역에 적용하여, 센싱 정밀도 및 모듈 콤팩트함을 향상시키는 데에 유리하며, 이는 더 좋은 효과를 제공할 수 있다. 바람직하게는, 렌즈 요소 중 적어도 7개는 38 보다 작은 아베 수를 가질 수 있다. 더 바람직하게는, 렌즈 요소 중 적어도 8개는 38 보다 작은 아베 수를 가질 수 있다.
투영 장치 및 수신 장치의 각각의 광학 렌즈 어셈블리에서, 외측에 가장 가까운 렌즈 요소 중 하나의 외측면과 내측에 가장 가까운 렌즈 요소 중 하나의 내측면 사이의 축 방향 거리는 TD일 때, 1 mm < TD < 5 mm의 조건이 만족된다. 그러므로, 휴대용 디바이스에 적용하기 위해 센싱 모듈의 콤팩트함을 달성하는 데에 유리하다.
투영 장치의 광학 렌즈 어셈블리에서의 렌즈 요소의 총 수는 4개 일 수 있어서, 투영 품질과 콤팩트함을 균형 잡는 데에 유리하다. 수신 장치의 광항 렌즈 어셈블리에서의 렌즈 요소의 총 수는 4개 일 수 있어서, 이미징 품질과 콤팩트함을 균형 잡는 데에 유리하다.
수신 장치의 광학 렌즈 어셈블리의 렌즈 요소 및 투영 장치의 광학 렌즈 어셈블리의 렌즈 요소 중 적어도 6개는 플라스틱 재료(plastic materials)로 만들어질 수 있다. 그러므로, 마무리 및 제조상의 어려움이 감소될 수 있다.
상기 광학 렌즈 어셈블리의 각각에서, 각 광학 렌즈 어셈블리의 내측에 가장 가까운 렌즈 요소 중 하나의 외측면 및 내측면 중 적어도 하나는 적어도 하나의 임계점을 포함할 수 있다. 따라서, 축외 수차를 보정하고, 그 크기를 감소시키는 데에 유리하다.
전술한 광원은 레이저 어레이(laser array)에 의해 구성될 수 있으며, 이는 투영 렌즈 시스템의 광학 렌즈 어셈블리를 통해 구조화된 광(structured light)으로 형성될 수 있고, 센싱된 물체에 투영될 수 있다. 수신 장치의 광학 렌즈 어셈블리는 센싱된 물체로부터의 반사광(reflective light)을 수신하고, 이미지 센서에 이미징 할 수 있고, 수신된 정보는 센싱된 물체의 각 부분의 상대 거리를 획득하고, 추가로 센싱된 물체의 표면에 3D-형상화된 변화(3D-shaped variation)를 획득하기 위해 프로세서에 의해 계산될 수 있다. 구조화된 광은 도트(dot), 스폿(spot) 또는 스트라이프(stripe) 등과 같은 구조를 이용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 3 차원 센싱 방법은 플라이드 시간(time-of-flight)(TOF), 구조화된 광 또는 광 코딩(light coding) 등을 이용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 전술한 투영 장치는 높은 지향성(directivity)(낮은 발산(divergence)) 및 높은 세기의 광원을 포함할 수 있으며, 광원은 레이저, SLED, 마이크로-LED(Micro-LED), RCLED, 수직 공동 표면 발광 레이저(VCSEL; vertical cavity surface emitting laser) 등일 수 있고, 광원 광학 렌즈 어셈블리의 내측 공액면에 배치된 단일 광원 또는 다중 광원일 수 있어, 높은 투영 품질을 제공할 수 있다. 본 발명에 따른 투영 장치의 광원이 수직 공동 표면 발광 레이저이고, 광학 렌즈 어셈블리의 내측 공액면에 배치될 때, 광학 렌즈 어셈블리의 외측 공액면의 조도를 증가시키기 위해, 적절한 광 배열에 의해 높은 지향성, 낮은 발산 및 높은 세기의 광원을 제공하는 데에 유리하다.
본 발명의 전자 디바이스에 따라서, 외측은 메커니즘(mechanism)의 외측을 지칭하고, 내측은 메커니즘의 내측을 지칭한다. 이미지 캡쳐 장치를 예로 들면, 내측 방향은 이미지-측 방향을 지칭하고, 내측면은 이미지-측 표면을 지칭하고, 외측 방향은 물체-측 방향을 지칭하고, 외측면은 물체-측 표면을 지칭한다. 투영 장치를 예로 들면, 내측 방향은 광원 방향, 즉 축소 측(reduction side)이고, 내측면은 광 입사 표면(light incident surface)이고, 외측 방향은 투영 방향, 즉 배율 측(magnification side)이고, 외측면은 광 출사 표면(light exiting surface)이다. 내측 공액면은 메커니즘의 내측의 초점 표면(focus surface), 즉 이미지 캡쳐 장치의 이미지 표면 및 투영 장치의 축소 측의 공액면에 위치된다. IH는 광학 렌즈 어셈블리의 내측 공액면의 광학 유효 영역의 최대 반경, 즉 이미지 캡쳐 장치의 최대 이미지 높이 및 투영 장치의 광원의 최대 반경을 나타낸다.
본 발명에 따르면, 전자 디바이스는 제어 유닛(control unit), 디스플레이(display), 저장 유닛(storage unit), 랜덤 액세스 메모리 유닛(random access memory unit)(RAM) 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 전자 디바이스에서, 광학 렌즈 어셈블리는 가시광 대역 또는 적외선 대역에 적용될 수 있다. 바람직하게는, 광학 렌즈 어셈블리는 가시광 대역 및 적외선 대역의 모두에 적용될 수 있다.
본 발명의 광학 렌즈 어셈블리에 따르면, 렌즈 요소는 유리 또는 플라스틱 재료로 만들어질 수 있다. 렌즈 요소가 유리 재료로 만들어질 때, 광학 렌즈 어셈블리의 굴절력의 분포는 더 유연하게 설계될 수 있다. 렌즈 요소가 플라스틱 재료로 만들어질 때, 제조 비용은 효과적으로 감소될 수 있다. 또한, 렌즈 요소의 비구면 표면(aspheric surface)이 구면 이외의 형상을 형성하기 쉽기 때문에, 각각의 렌즈 요소의 표면은 비구면으로 구성될 수 있어, 수차를 제거하기 위한 더 많은 제어 가능한 변수를 가질 수 있고, 광학 렌즈 어셈블리에 렌즈 요소의 요구된 양을 더 감소시킬 수 있다. 그러므로, 광학 렌즈 어셈블리의 전체 트랙 길이는 또한 감소될 수 있다.
본 발명의 광학 렌즈 어셈블리에 따르면, 렌즈 표면이 비구면일 때, 이는 렌즈 표면이 광학적 유효 영역 전체에 또는 그 일부에 비구면 형상을 갖는 것을 지칭한다.
본 발명의 광학 렌즈 어셈블리에 따르면, 외측면 및 내측면의 각각은 근축 영역 및 축외 영역을 갖는다. 근축 영역은 광선이 광축에 가깝게 이동하는 표면의 영역을 지칭하고, 축외 영역은 근축 영역으로부터 먼 표면의 영역을 지칭한다. 특히, 달리 언급하지 않는 한, 렌즈 요소가 볼록한 표면을 가질 때, 이는 표면이 근축 영역에서 볼록할 수 있음을 나타내며; 렌즈 요소가 오목한 표면을 가질 때, 이는 표면이 근축 영역에서 오목할 수 있음을 나타낸다. 본 발명의 광학 렌즈 어셈블리에 따르면, 양 또는 음의 렌즈 요소의 굴절력 또는 초점 길이는 렌즈 요소의 근축 영역에서의 굴절력 또는 초점 길이를 지칭할 수 있다.
본 발명의 광학 렌즈 어셈블리에 따르면, 광학 렌즈 어셈블리는 구경 조리개, 글레어 조리개(glare stop) 또는 시야 조리개(field stop)와 같은 적어도 하나의 조리개를 포함할 수있다. 상기 글레어 조리개 또는 상기 시야 조리개는 미광을 제거하여 이미지 해상도를 향상시키기 위한 것이다.
본 발명의 광학 렌즈 어셈블리에 따르면, 대응하는 이미지 센서 또는 광원에 기초한 광학 렌즈 어셈블리의 내측 공액면은 플랫(flat)하거나 커브(curved)될 수 있다. 특히, 내측 공액면은 외측을 향하는 오목한 커브된 표면(concave curved surface)이 될 수 있다. 본 발명의 광학 렌즈 어셈블리에 따르면, 광학 렌즈 어셈블리의 내측에 가장 가까운 렌즈 요소와 내측 공액면 사이에 적어도 하나의 보정 요소(예를 들어, 필드 플래터(field flattener))가 선택적으로 배치되어, 이미지(예를 들어, 상면 만곡)를 보정할 수 있다. 곡률, 두께, 굴절률, 위치, 표면 형상(볼록/오목, 구형/비구면/회절/프레넬(Fresnel) 등)과 같은 보정 요소의 성질은 장치의 요구 사항에 따라 조정될 수 있다. 일반적으로, 보정 요소는 바람직하게는 외측을 향하여 오목한 표면을 갖는 얇은 평면-오목 요소(thin plano-concave element)이고, 내측 공액면에 가깝게 배치된다.
본 발명의 광학 렌즈 어셈블리에 따르면, 구경 조리개는 프론트 조리개(front stop) 또는 미들 조리개(middle stop)로 구성될 수 있다. 외측 공액면과 제1 렌즈 요소 사이에 배치된 프론트 조리개는 광학 렌즈 어셈블리의 출사동(exit pupil)과 내측 공액면 사이에서 더 긴 거리를 제공할 수 있어서, 텔레센트릭 효과(telecentric effect)를 획득하고, CCD 또는 CMOS와 같은 이미지 센서의 이미지-센싱 효율을 향상시키거나 투영 효율을 향상시킨다. 제1 렌즈 요소와 내측 공액면 사이에 배치된 미들 조리개는 광학 렌즈 어셈블리의 시야를 확대시키는데 유리하고, 이에 따라 더 넓은 시야를 제공한다.
본 발명의 광학 렌즈 어셈블리에 따르면, 임계점은 접선이 광학 축에 수직(perpendicular)인 렌즈 표면의 비-축방향 점(non-axial point)이다.
광학 렌즈 어셈블리의 전술한 특징들의 각각은 대응하는 효과를 달성하기 위해 다양한 조합으로 이용될 수 있다.
본 발명의 상기 설명에 따르면, 이하의 특정 실시예는 추가 설명을 위해 제공된다.
<제1 실시예>
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자 디바이스의 개략도이다. 도 2는 제1 실시예에 따른 전자 디바이스의 구면 수차 커브, 비점수차 장 커브 및 왜곡 커브를 도시한다. 도 1에서, 전자 디바이스는 광학 렌즈 어셈블리(참조 번호는 생략됨)을 포함하고, 광학 렌즈 어셈블리는, 외측으로부터 내측으로 순서대로, 구경 조리개(aperture stop)(100), 제1 렌즈 요소(110), 제2 렌즈 요소(120), 제3 렌즈 요소(130), 제4 렌즈 요소(140), 필터(150) 및 내측 공액면(160)을 포함한다. 광학 렌즈 어셈블리는 제1 렌즈 요소(110)와 제4 렌즈 요소(140) 사이에 삽입된 추가의 하나 이상의 렌즈 요소 없이 4개의 렌즈 요소(110, 120, 130, 140)를 포함한다.
양의 굴절력을 갖는 제1 렌즈 요소(110)는 근축 영역에서 볼록한 외측면(111) 및 근축 영역에서 오목한 내측면(112)을 갖는다. 제1 렌즈 요소(110)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(111) 및 내측면(112)을 갖는다.
음의 굴절력을 갖는 제2 렌즈 요소(120)는 근축 영역에서 오목한 외측면(121) 및 근축 영역에서 볼록한 내측면(122)을 갖는다. 제2 렌즈 요소(120)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(121) 및 내측면(122)을 갖는다.
양의 굴절력을 갖는 제3 렌즈 요소(130)는 근축 영역에서 오목한 외측면(131) 및 근축 영역에서 볼록한 내측면(132)을 갖는다. 제3 렌즈 요소(130)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(131) 및 내측면(132)을 갖는다.
음의 굴절력을 갖는 제4 렌즈 요소(140)는 근축 영역에서 볼록한 외측면(141) 및 근축 영역에서 오목한 내측면(142)을 갖는다. 제4 렌즈 요소(140)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(141) 및 내측면(142)을 갖는다. 또한, 제4 렌즈 요소(140)의 외측면(141) 및 내측면(142)의 각각은 축외 영역에 적어도 하나의 임계점(CP41, CP42)(도 25에 도시됨)을 포함한다.
필터(150)는 유리 재료로 만들어지고, 제4 렌즈 요소(140)와 내측 공액면(160) 사이에 위치되며, 광학 렌즈 어셈블리의 초점 거리에 영향을 미치지 않을 것이다.
전술한 제1 실시예의 렌즈 요소의 비구면 표면 프로파일(aspheric surface profiles)의 수학식은 다음과 같이 표현된다:
Figure pat00001
여기서,
X는 광축으로부터 거리 Y만큼 이격된 비구면 표면에서의 점과 광축에서의 비구면 표면 정점(aspheric surface vertex)에서의 접선면 사이의 상대 거리이고;
Y는 비구면 표면에서의 점으로부터 광축으로의 수직 거리(vertical distance)이고;
R은 곡률 반경이고;
k는 원뿔 계수(conic coefficient)이며, 및
Ai는 i 번째 비구면 계수이다.
제1 실시예에 따른 광학 렌즈 어셈블리에서, 광학 렌즈 어셈블리의 초점 거리가 f이고, 광학 렌즈 어셈블리의 F-수가 Fno이고, 광학 렌즈 어셈블리의 최대 시야의 절반이 HFOV일 때, 이러한 매개 변수는 f = 2.40 mm; Fno = 1.48; 및 HFOV = 43.2도의 값을 갖는다.
제1 실시예에 따른 광학 렌즈 어셈블리에서, 측정이 d-라인(587.6 nm)으로 기준 파장에 따라 측정될 때, 제1 렌즈 요소(110)의 굴절률은 Nd1이고, Nd1 = 1.614의 조건은 만족된다.
제1 실시예에 따른 광학 렌즈 어셈블리에서, 측정이 d-라인으로 기준 파장에 따라 이루어질 때, 제1 렌즈 요소(110)의 아베 수는 Vd1이고, 제2 렌즈 요소(120)의 아베 수는 Vd2이고, 제3 렌즈 요소(130)의 아베 수는 Vd3이고, 제4 렌즈 요소(140)의 아베 수는 Vd4이고, 제1 렌즈 요소(110), 제2 렌즈 요소(120), 제3 렌즈 요소(130) 및 제4 렌즈 요소(140)의 아베 수의 합은 ΣVd(즉, ΣVd = Vd1 + Vd2 + Vd3 + Vd4)이고, Vd1 = 26.0; Vd1/Vd2 = 1.27; Vd1/Vd3 = 1.27; Vd1/Vd4 = 1.27; Vd2 = 20.4; Vd3 = 20.4; Vd4 = 20.4; 및 ΣVd = 87.2의 조건은 만족된다.
제1 실시예에 따른 광학 렌즈 어셈블리에서, 제1 렌즈 요소(110)의 중심 두께는 CT1이고, 제1 렌즈 요소(110)와 제2 렌즈 요소(120) 사이의 축 방향 거리는 T12이고, CT1/T12 = 1.15의 조건은 만족된다.
제1 실시예에 따른 광학 렌즈 어셈블리에서, 제2 렌즈 요소(120)의 중심 두께는 CT2이고, 제4 렌즈 요소(140)의 중심 두께는 CT4이고, CT2/CT4 = 0.72의 조건은 만족된다.
제1 실시예에 따른 광학 렌즈 어셈블리에서, 외측에 가장 가까운 렌즈 요소 중 하나의 외측면(즉, 제1 실시예에서 제1 렌즈 요소(110)의 외측면(111))과 내측에 가장 가까운 렌즈 요소 중 하나의 내측면(즉, 제1 실시예에서 제4 렌즈 요소(140)의 내측면(142)) 사이의 축 방향 거리(axial distance)는 TD이고, TD = 2.26mm의 조건은 만족된다.
제1 실시예에 따른 광학 렌즈 어셈블리에서, 제1 렌즈 요소(110)의 외측면(111)과 광학 렌즈 어셈블리의 내측 공액면(160) 사이의 축 방향 거리는 TL이고, 광학 렌즈 어셈블리의 내측 공액면(160)의 광학 유효 영역의 최대 반경은 IH이고, TL/IH = 1.48의 조건은 만족된다.
제1 실시예에 따른 광학 렌즈 어셈블리에서, 제1 렌즈 요소(110)의 외측면(111)의 곡률 반경은 R1이고, 제1 렌즈 요소(110)의 내측면(112)의 곡률 반경은 R2이고, 제4 렌즈 요소(140)의 외측면(141)의 곡률 반경은 R7일 때, R1/R2 = 0.42; 및 R2/R7 = 2.24의 조건은 만족된다.
제1 실시예에 따른 광학 렌즈 어셈블리에서, 제1 렌즈 요소(110)의 내측면(112)의 곡률 반경은 R2이고, 측정이 d-라인으로 기준 파장에 따라 이루어질 때, 광학 렌즈 어셈블리의 초점 거리는 fd이고, R2/fd = 1.32의 조건은 만족된다.
제1 실시예에 따른 광학 렌즈 어셈블리에서, 제4 렌즈 요소(140)의 내측면(142)의 곡률 반경은 R8이고, 측정이 d-라인으로 기준 파장에 따라 이루어질 때, 광학 렌즈 어셈블리의 초점 거리는 fd이고, R8/fd = 0.41의 조건은 만족된다.
제1 실시예에 따른 광학 렌즈 어셈블리에서, 측정이 d-라인으로 기준 파장에 따라 이루어질 때, 광학 렌즈 어셈블리의 초점 거리는 fd이고, 제3 렌즈 요소(130)의 초점 거리는 fd3이고, 제4 렌즈 요소(140)의 초점 거리는 fd4이고, 및 |fd/fd3| 및 |fd/fd4|의 두 값 중의 최대값은 max(|fd/fd3|, |fd/fd4|)이고, fd/fd3 = 0.70; |fd/fd3|+|fd/fd4| = 0.98; 및 max(|fd/fd3|, |fd/fd4|) = 0.70의 조건은 만족된다.
제1 실시예에 따른 광학 렌즈 어셈블리에서, 측정이 d-라인으로 기준 파장에 따라 이루어질 때, 제1 렌즈 요소(110)의 초점 거리는 fd1이고, 제2 렌즈 요소(120)의 초점 거리는 fd2이고, 제3 렌즈 요소(130)의 초점 거리는 fd3이고, 제4 렌즈 요소(140)의 초점 거리는 fd4이고, (|1/fd1|+|1/fd2|)/(|1/fd3|+|1/fd4|) = 0.75의 조건은 만족된다.
제1 실시예에 따른 광학 렌즈 어셈블리에서, 광학 렌즈 어셈블리의 내측 공액면(160)과 구경 조리개(100) 사이의 축 방향 거리는 SL이고, 광학 렌즈 어셈블리의 내측 공액면(160)과 제1 렌즈 요소의 외측면(111) 사이의 축 방향 거리는 TL이고, SL/TL = 0.92의 조건은 만족된다.
제1 실시예의 상세한 광학 데이터는 표 1A 및 표 1B에 나타내고, 비구면 표면 데이터는 하기 표 2에 나타낸다.
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004
표 1A에서, 도 1의 제1 실시예의 상세한 광학 데이터가 기재되어 있고, 표 1B에서, 측정이 d-라인으로 기준 파장에 따라 이루어질 때 도 1의 제1 실시예의 굴절률 및 초점 거리가 기재되어 있으며, 곡률 반경, 두께 및 초점 거리는 밀리미터(mm)로 나타내었다. 표면 번호 0-12는 광축을 따라 외측으로부터 내측으로 순차적으로 배열된 표면을 나타낸다. 표 2에서, k는 비구면 표면 프로파일의 수학식의 원뿔 계수를 나타낸다. A4-A16은 4 차로부터 16 차 범위의 비구면 계수를 나타낸다. 하기 실시예 각각에 대해 나타낸 표는 각 실시예의 개략적인 파라미터 및 수차 커브에 대응하며, 표의 용어 정의는 제1 실시예의 표 1A, 표 1B 및 표 2와 동일하다. 그러므로, 이 점에 대한 설명은 다시 제공되지 않을 것이다.
<제2 실시예>
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자 디바이스의 개략도이다. 도 4는 제2 실시예에 따른 전자 디바이스의 구면 수차 커브, 비점수차 장 커브 및 왜곡 커브를 도시한다. 도 3에서, 전자 디바이스는 광학 렌즈 어셈블리(참조 번호는 생략됨)을 포함하고, 광학 렌즈 어셈블리는, 외측으로부터 내측으로 순서대로, 제1 렌즈 요소(210), 구경 조리개(200), 제2 렌즈 요소(220), 제3 렌즈 요소(230), 제4 렌즈 요소(240) 및 내측 공액면(260)을 포함한다. 광학 렌즈 어셈블리는 제1 렌즈 요소(210)와 제4 렌즈 요소(240) 사이에 삽입된 추가의 하나 이상의 렌즈 요소 없이 4개의 렌즈 요소(210, 220, 230, 240)를 포함한다.
양의 굴절력을 갖는 제1 렌즈 요소(210)는 근축 영역에서 볼록한 외측면(211) 및 근축 영역에서 오목한 내측면(212)을 갖는다. 제1 렌즈 요소(210)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(211) 및 내측면(212)을 갖는다.
양의 굴절력을 갖는 제2 렌즈 요소(220)는 근축 영역에서 오목한 외측면(221) 및 근축 영역에서 볼록한 내측면(222)을 갖는다. 제2 렌즈 요소(220)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(221) 및 내측면(222)을 갖는다.
양의 굴절력을 갖는 제3 렌즈 요소(230)는 근축 영역에서 오목한 외측면(231) 및 근축 영역에서 볼록한 내측면(232)을 갖는다. 제3 렌즈 요소(230)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(231) 및 내측면(232)을 갖는다.
음의 굴절력을 갖는 제4 렌즈 요소(240)는 근축 영역에서 볼록한 외측면(241) 및 근축 영역에서 오목한 내측면(242)을 갖는다. 제4 렌즈 요소(240)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(241) 및 내측면(242)을 갖는다. 또한, 제4 렌즈 요소(240)의 외측면(241) 및 내측면(242)의 각각은 축외 영역에 적어도 하나의 임계점을 포함한다.
제2 실시예의 상세한 광학 데이터는 표 3A 및 표 3B에 나타내고, 비구면 표면 데이터는 하기 표 4에 나타낸다.
Figure pat00005
Figure pat00006
Figure pat00007
제2 실시예에서, 전술한 렌즈 요소의 비구면 표면 프로파일의 수학식은 제1 실시예의 수학식과 동일하다. 또한, 다음의 표에 나타낸 이들 매개 변수의 정의는 제1 실시예에서 기재한 것과 제2 실시예에서 대응하는 값이 동일하기 때문에, 이 점에 관한 설명은 다시 제공하지 않을 것이다.
또한, 이 매개 변수는 다음의 값으로서 표 3A, 표 3B 및 표 4로부터 계산될 수 있고, 다음 조건을 만족시킨다:
Figure pat00008
<제3 실시예>
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전자 디바이스의 개략도이다. 도 6은 제3 실시예에 따른 전자 디바이스의 구면 수차 커브, 비점수차 장 커브 및 왜곡 커브를 도시한다. 도 5에서, 전자 디바이스는 광학 렌즈 어셈블리(참조 번호는 생략됨)을 포함하고, 광학 렌즈 어셈블리는, 외측으로부터 내측으로 순서대로, 제1 렌즈 요소(310), 구경 조리개(300), 제2 렌즈 요소(320), 제3 렌즈 요소(330), 제4 렌즈 요소(340) 및 내측 공액면(360)을 포함한다. 광학 렌즈 어셈블리는 제1 렌즈 요소(310)와 제4 렌즈 요소(340) 사이에 삽입된 추가의 하나 이상의 렌즈 요소 없이 4개의 렌즈 요소(310, 320, 330, 340)를 포함한다.
양의 굴절력을 갖는 제1 렌즈 요소(310)는 근축 영역에서 볼록한 외측면(311) 및 근축 영역에서 오목한 내측면(312)을 갖는다. 제1 렌즈 요소(310)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(311) 및 내측면(312)을 갖는다.
양의 굴절력을 갖는 제2 렌즈 요소(320)는 근축 영역에서 오목한 외측면(321) 및 근축 영역에서 볼록한 내측면(322)을 갖는다. 제2 렌즈 요소(320)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(321) 및 내측면(322)을 갖는다.
양의 굴절력을 갖는 제3 렌즈 요소(330)는 근축 영역에서 오목한 외측면(331) 및 근축 영역에서 볼록한 내측면(332)을 갖는다. 제3 렌즈 요소(330)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(331) 및 내측면(332)을 갖는다.
음의 굴절력을 갖는 제4 렌즈 요소(340)는 근축 영역에서 볼록한 외측면(341) 및 근축 영역에서 오목한 내측면(342)을 갖는다. 제4 렌즈 요소(340)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(341) 및 내측면(342)을 갖는다. 또한, 제4 렌즈 요소(340)의 외측면(341) 및 내측면(342)의 각각은 축외 영역에 적어도 하나의 임계점을 포함한다.
제3 실시예의 상세한 광학 데이터는 표 5A 및 표 5B에 나타내고, 비구면 표면 데이터는 하기 표 6에 나타낸다.
Figure pat00009
Figure pat00010
Figure pat00011
제3 실시예에서, 전술한 렌즈 요소의 비구면 표면 프로파일의 수학식은 제1 실시예의 수학식과 동일하다. 또한, 다음의 표에 나타낸 이들 매개 변수의 정의는 제1 실시예에서 기재한 것과 제3 실시예에서 대응하는 값이 동일하기 때문에, 이 점에 관한 설명은 다시 제공하지 않을 것이다.
또한, 이 매개 변수는 다음의 값으로서 표 5A, 표 5B 및 표 6으로부터 계산될 수 있고, 다음 조건을 만족시킨다:
Figure pat00012
<제4 실시예>
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전자 디바이스의 개략도이다. 도 8은 제4 실시예에 따른 전자 디바이스의 구면 수차 커브, 비점수차 장 커브 및 왜곡 커브를 도시한다. 도 7에서, 전자 디바이스는 광학 렌즈 어셈블리(참조 번호는 생략됨)을 포함하고, 광학 렌즈 어셈블리는, 외측으로부터 내측으로 순서대로, 제1 렌즈 요소(410), 구경 조리개(400), 제2 렌즈 요소(420), 제3 렌즈 요소(430), 제4 렌즈 요소(440) 및 내측 공액면(460)을 포함한다. 광학 렌즈 어셈블리는 제1 렌즈 요소(410)와 제4 렌즈 요소(440) 사이에 삽입된 추가의 하나 이상의 렌즈 요소 없이 4개의 렌즈 요소(410, 420, 430, 440)를 포함한다.
음의 굴절력을 갖는 제1 렌즈 요소(410)는 근축 영역에서 볼록한 외측면(411) 및 근축 영역에서 오목한 내측면(412)을 갖는다. 제1 렌즈 요소(410)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(411) 및 내측면(412)을 갖는다.
양의 굴절력을 갖는 제2 렌즈 요소(420)는 근축 영역에서 오목한 외측면(421) 및 근축 영역에서 볼록한 내측면(422)을 갖는다. 제2 렌즈 요소(420)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(421) 및 내측면(422)을 갖는다.
양의 굴절력을 갖는 제3 렌즈 요소(430)는 근축 영역에서 오목한 외측면(431) 및 근축 영역에서 볼록한 내측면(432)을 갖는다. 제3 렌즈 요소(430)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(431) 및 내측면(432)을 갖는다.
음의 굴절력을 갖는 제4 렌즈 요소(440)는 근축 영역에서 볼록한 외측면(441) 및 근축 영역에서 오목한 내측면(442)을 갖는다. 제4 렌즈 요소(440)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(441) 및 내측면(442)을 갖는다. 또한, 제4 렌즈 요소(440)의 외측면(441) 및 내측면(442)의 각각은 축외 영역에 적어도 하나의 임계점을 포함한다.
제4 실시예의 상세한 광학 데이터는 표 7A 및 표 7B에 나타내고, 비구면 표면 데이터는 하기 표 8에 나타낸다.
Figure pat00013
Figure pat00014
Figure pat00015
제4 실시예에서, 전술한 렌즈 요소의 비구면 표면 프로파일의 수학식은 제1 실시예의 수학식과 동일하다. 또한, 다음의 표에 나타낸 이들 매개 변수의 정의는 제1 실시예에서 기재한 것과 제4 실시예에서 대응하는 값이 동일하기 때문에, 이 점에 관한 설명은 다시 제공하지 않을 것이다.
또한, 이 매개 변수는 다음의 값으로서 표 7A, 표 7B 및 표 8로부터 계산될 수 있고, 다음 조건을 만족시킨다:
Figure pat00016
<제5 실시예>
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 전자 디바이스의 개략도이다. 도 10은 제5 실시예에 따른 전자 디바이스의 구면 수차 커브, 비점수차 장 커브 및 왜곡 커브를 도시한다. 도 9에서, 전자 디바이스는 광학 렌즈 어셈블리(참조 번호는 생략됨)을 포함하고, 광학 렌즈 어셈블리는, 외측으로부터 내측으로 순서대로, 제1 렌즈 요소(510), 구경 조리개(500), 제2 렌즈 요소(520), 제3 렌즈 요소(530), 제4 렌즈 요소(540), 필터(550) 및 내측 공액면(560)을 포함한다. 광학 렌즈 어셈블리는 제1 렌즈 요소(510)와 제4 렌즈 요소(540) 사이에 삽입된 추가의 하나 이상의 렌즈 요소 없이 4개의 렌즈 요소(510, 520, 530, 540)를 포함한다.
양의 굴절력을 갖는 제1 렌즈 요소(510)는 근축 영역에서 볼록한 외측면(511) 및 근축 영역에서 오목한 내측면(512)을 갖는다. 제1 렌즈 요소(510)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(511) 및 내측면(512)을 갖는다.
양의 굴절력을 갖는 제2 렌즈 요소(520)는 근축 영역에서 오목한 외측면(521) 및 근축 영역에서 볼록한 내측면(522)을 갖는다. 제2 렌즈 요소(520)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(521) 및 내측면(522)을 갖는다.
양의 굴절력을 갖는 제3 렌즈 요소(530)는 근축 영역에서 오목한 외측면(531) 및 근축 영역에서 볼록한 내측면(532)을 갖는다. 제3 렌즈 요소(530)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(531) 및 내측면(532)을 갖는다.
양의 굴절력을 갖는 제4 렌즈 요소(540)는 근축 영역에서 볼록한 외측면(541) 및 근축 영역에서 오목한 내측면(542)을 갖는다. 제4 렌즈 요소(540)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(541) 및 내측면(542)을 갖는다. 또한, 제4 렌즈 요소(540)의 외측면(541) 및 내측면(542)의 각각은 축외 영역에 적어도 하나의 임계점을 포함한다.
필터(550)는 유리 재료로 만들어지고, 제4 렌즈 요소(540)와 내측 공액면(560) 사이에 위치되며, 광학 렌즈 어셈블리의 초점 거리에 영향을 미치지 않을 것이다.
제5 실시예의 상세한 광학 데이터는 표 9A 및 표 9B에 나타내고, 비구면 표면 데이터는 하기 표 10에 나타낸다.
Figure pat00017
Figure pat00018
Figure pat00019
제5 실시예에서, 전술한 렌즈 요소의 비구면 표면 프로파일의 수학식은 제1 실시예의 수학식과 동일하다. 또한, 다음의 표에 나타낸 이들 매개 변수의 정의는 제1 실시예에서 기재한 것과 제5 실시예에서 대응하는 값이 동일하기 때문에, 이 점에 관한 설명은 다시 제공하지 않을 것이다.
또한, 이 매개 변수는 다음의 값으로서 표 9A, 표 9B 및 표 10으로부터 계산될 수 있고, 다음 조건을 만족시킨다:
Figure pat00020
<제6 실시예>
도 11은 본 발명의 제6 실시예에 따른 전자 디바이스의 개략도이다. 도 12는 제6 실시예에 따른 전자 디바이스의 구면 수차 커브, 비점수차 장 커브 및 왜곡 커브를 도시한다. 도 11에서, 전자 디바이스는 광학 렌즈 어셈블리(참조 번호는 생략됨)을 포함하고, 광학 렌즈 어셈블리는, 외측으로부터 내측으로 순서대로, 제1 렌즈 요소(610), 구경 조리개(600), 제2 렌즈 요소(620), 제3 렌즈 요소(630), 제4 렌즈 요소(640), 필터(650) 및 내측 공액면(660)을 포함한다. 광학 렌즈 어셈블리는 제1 렌즈 요소(610)와 제4 렌즈 요소(640) 사이에 삽입된 추가의 하나 이상의 렌즈 요소 없이 4개의 렌즈 요소(610, 620, 630, 640)를 포함한다.
양의 굴절력을 갖는 제1 렌즈 요소(610)는 근축 영역에서 볼록한 외측면(611) 및 근축 영역에서 오목한 내측면(612)을 갖는다. 제1 렌즈 요소(610)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(611) 및 내측면(612)을 갖는다.
양의 굴절력을 갖는 제2 렌즈 요소(620)는 근축 영역에서 오목한 외측면(621) 및 근축 영역에서 볼록한 내측면(622)을 갖는다. 제2 렌즈 요소(620)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(621) 및 내측면(622)을 갖는다.
음의 굴절력을 갖는 제3 렌즈 요소(630)는 근축 영역에서 오목한 외측면(631) 및 근축 영역에서 볼록한 내측면(632)을 갖는다. 제3 렌즈 요소(630)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(631) 및 내측면(632)을 갖는다.
양의 굴절력을 갖는 제4 렌즈 요소(640)는 근축 영역에서 볼록한 외측면(641) 및 근축 영역에서 오목한 내측면(642)을 갖는다. 제4 렌즈 요소(640)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(641) 및 내측면(642)을 갖는다. 또한, 제4 렌즈 요소(640)의 내측면(642)은 축외 영역에 적어도 하나의 임계점을 포함한다.
필터(650)는 유리 재료로 만들어지고, 제4 렌즈 요소(640)와 내측 공액면(660) 사이에 위치되며, 광학 렌즈 어셈블리의 초점 거리에 영향을 미치지 않을 것이다.
제6 실시예의 상세한 광학 데이터는 표 11A 및 표 11B에 나타내고, 비구면 표면 데이터는 하기 표 12에 나타낸다.
Figure pat00021
Figure pat00022
Figure pat00023
제6 실시예에서, 전술한 렌즈 요소의 비구면 표면 프로파일의 수학식은 제1 실시예의 수학식과 동일하다. 또한, 다음의 표에 나타낸 이들 매개 변수의 정의는 제1 실시예에서 기재한 것과 제6 실시예에서 대응하는 값이 동일하기 때문에, 이 점에 관한 설명은 다시 제공하지 않을 것이다.
또한, 이 매개 변수는 다음의 값으로서 표 11A, 표 11B 및 표 12로부터 계산될 수 있고, 다음 조건을 만족시킨다:
Figure pat00024
<제7 실시예>
도 13은 본 발명의 제7 실시예에 따른 전자 디바이스의 개략도이다. 도 14는 제7 실시예에 따른 전자 디바이스의 구면 수차 커브, 비점수차 장 커브 및 왜곡 커브를 도시한다. 도 13에서, 전자 디바이스는 광학 렌즈 어셈블리(참조 번호는 생략됨)을 포함하고, 광학 렌즈 어셈블리는, 외측으로부터 내측으로 순서대로, 제1 렌즈 요소(710), 구경 조리개(700), 제2 렌즈 요소(720), 제3 렌즈 요소(730), 제4 렌즈 요소(740), 필터(750) 및 내측 공액면(760)을 포함한다. 광학 렌즈 어셈블리는 제1 렌즈 요소(710)와 제4 렌즈 요소(740) 사이에 삽입된 추가의 하나 이상의 렌즈 요소 없이 4개의 렌즈 요소(710, 720, 730, 740)를 포함한다.
양의 굴절력을 갖는 제1 렌즈 요소(710)는 근축 영역에서 볼록한 외측면(711) 및 근축 영역에서 오목한 내측면(712)을 갖는다. 제1 렌즈 요소(710)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(711) 및 내측면(712)을 갖는다.
양의 굴절력을 갖는 제2 렌즈 요소(720)는 근축 영역에서 오목한 외측면(721) 및 근축 영역에서 볼록한 내측면(722)을 갖는다. 제2 렌즈 요소(720)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(721) 및 내측면(722)을 갖는다.
음의 굴절력을 갖는 제3 렌즈 요소(730)는 근축 영역에서 오목한 외측면(731) 및 근축 영역에서 볼록한 내측면(732)을 갖는다. 제3 렌즈 요소(730)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(731) 및 내측면(732)을 갖는다.
양의 굴절력을 갖는 제4 렌즈 요소(740)는 근축 영역에서 볼록한 외측면(741) 및 근축 영역에서 오목한 내측면(742)을 갖는다. 제4 렌즈 요소(740)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(741) 및 내측면(742)을 갖는다. 또한, 제4 렌즈 요소(740)의 내측면(742)은 축외 영역에 적어도 하나의 임계점을 포함한다.
필터(750)는 유리 재료로 만들어지고, 제4 렌즈 요소(740)와 내측 공액면(760) 사이에 위치되며, 광학 렌즈 어셈블리의 초점 거리에 영향을 미치지 않을 것이다.
제7 실시예의 상세한 광학 데이터는 표 13A 및 표 13B에 나타내고, 비구면 표면 데이터는 하기 표 14에 나타낸다.
Figure pat00025
Figure pat00026
Figure pat00027
제7 실시예에서, 전술한 렌즈 요소의 비구면 표면 프로파일의 수학식은 제1 실시예의 수학식과 동일하다. 또한, 다음의 표에 나타낸 이들 매개 변수의 정의는 제1 실시예에서 기재한 것과 제7 실시예에서 대응하는 값이 동일하기 때문에, 이 점에 관한 설명은 다시 제공하지 않을 것이다.
또한, 이 매개 변수는 다음의 값으로서 표 13A, 표 13B 및 표 14로부터 계산될 수 있고, 다음 조건을 만족시킨다:
Figure pat00028
<제8 실시예>
도 15는 본 발명의 제8 실시예에 따른 전자 디바이스의 개략도이다. 도 16은 제8 실시예에 따른 전자 디바이스의 구면 수차 커브, 비점수차 장 커브 및 왜곡 커브를 도시한다. 도 15에서, 전자 디바이스는 광학 렌즈 어셈블리(참조 번호는 생략됨)을 포함하고, 광학 렌즈 어셈블리는, 외측으로부터 내측으로 순서대로, 제1 렌즈 요소(810), 구경 조리개(800), 제2 렌즈 요소(820), 제3 렌즈 요소(830), 제4 렌즈 요소(840), 필터(850) 및 내측 공액면(860)을 포함한다. 광학 렌즈 어셈블리는 제1 렌즈 요소(810)와 제4 렌즈 요소(840) 사이에 삽입된 추가의 하나 이상의 렌즈 요소 없이 4개의 렌즈 요소(810, 820, 830, 840)를 포함한다.
양의 굴절력을 갖는 제1 렌즈 요소(810)는 근축 영역에서 볼록한 외측면(811) 및 근축 영역에서 오목한 내측면(812)을 갖는다. 제1 렌즈 요소(810)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(811) 및 내측면(812)을 갖는다.
양의 굴절력을 갖는 제2 렌즈 요소(820)는 근축 영역에서 오목한 외측면(821) 및 근축 영역에서 볼록한 내측면(822)을 갖는다. 제2 렌즈 요소(820)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(821) 및 내측면(822)을 갖는다.
음의 굴절력을 갖는 제3 렌즈 요소(830)는 근축 영역에서 오목한 외측면(831) 및 근축 영역에서 볼록한 내측면(832)을 갖는다. 제3 렌즈 요소(830)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(831) 및 내측면(832)을 갖는다.
양의 굴절력을 갖는 제4 렌즈 요소(840)는 근축 영역에서 볼록한 외측면(841) 및 근축 영역에서 오목한 내측면(842)을 갖는다. 제4 렌즈 요소(840)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(841) 및 내측면(842)을 갖는다. 또한, 제4 렌즈 요소(840)의 내측면(842)은 축외 영역에 적어도 하나의 임계점을 포함한다.
필터(850)는 유리 재료로 만들어지고, 제4 렌즈 요소(840)와 내측 공액면(860) 사이에 위치되며, 광학 렌즈 어셈블리의 초점 거리에 영향을 미치지 않을 것이다.
제8 실시예의 상세한 광학 데이터는 표 15A 및 표 15B에 나타내고, 비구면 표면 데이터는 하기 표 16에 나타낸다.
Figure pat00029
Figure pat00030
Figure pat00031
제8 실시예에서, 전술한 렌즈 요소의 비구면 표면 프로파일의 수학식은 제1 실시예의 수학식과 동일하다. 또한, 다음의 표에 나타낸 이들 매개 변수의 정의는 제1 실시예에서 기재한 것과 제8 실시예에서 대응하는 값이 동일하기 때문에, 이 점에 관한 설명은 다시 제공하지 않을 것이다.
또한, 이 매개 변수는 다음의 값으로서 표 15A, 표 15B 및 표 16으로부터 계산될 수 있고, 다음 조건을 만족시킨다:
Figure pat00032
<제9 실시예>
도 17은 본 발명의 제9 실시예에 따른 전자 디바이스의 개략도이다. 도 18은 제9 실시예에 따른 전자 디바이스의 구면 수차 커브, 비점수차 장 커브 및 왜곡 커브를 도시한다. 도 17에서, 전자 디바이스는 광학 렌즈 어셈블리(참조 번호는 생략됨)을 포함하고, 광학 렌즈 어셈블리는, 외측으로부터 내측으로 순서대로, 구경 조리개(900), 제1 렌즈 요소(910), 제2 렌즈 요소(920), 제3 렌즈 요소(930), 제4 렌즈 요소(940), 필터(950) 및 내측 공액면(960)을 포함한다. 광학 렌즈 어셈블리는 제1 렌즈 요소(910)와 제4 렌즈 요소(940) 사이에 삽입된 추가의 하나 이상의 렌즈 요소 없이 4개의 렌즈 요소(910, 920, 930, 940)를 포함한다.
양의 굴절력을 갖는 제1 렌즈 요소(910)는 근축 영역에서 볼록한 외측면(911) 및 근축 영역에서 오목한 내측면(912)을 갖는다. 제1 렌즈 요소(910)는 유리 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(911) 및 내측면(912)을 갖는다.
양의 굴절력을 갖는 제2 렌즈 요소(920)는 근축 영역에서 볼록한 외측면(921) 및 근축 영역에서 볼록한 내측면(922)을 갖는다. 제2 렌즈 요소(920)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(921) 및 내측면(922)을 갖는다.
양의 굴절력을 갖는 제3 렌즈 요소(930)는 근축 영역에서 오목한 외측면(931) 및 근축 영역에서 볼록한 내측면(932)을 갖는다. 제3 렌즈 요소(930)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(931) 및 내측면(932)을 갖는다.
음의 굴절력을 갖는 제4 렌즈 요소(940)는 근축 영역에서 볼록한 외측면(941) 및 근축 영역에서 오목한 내측면(942)을 갖는다. 제4 렌즈 요소(940)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(941) 및 내측면(942)을 갖는다. 또한, 제4 렌즈 요소(940)의 외측면(941) 및 내측면(942)의 각각은 축외 영역에 적어도 하나의 임계점을 포함한다.
필터(950)는 유리 재료로 만들어지고, 제4 렌즈 요소(940)와 내측 공액면(960) 사이에 위치되며, 광학 렌즈 어셈블리의 초점 거리에 영향을 미치지 않을 것이다.
제9 실시예의 상세한 광학 데이터는 표 17A 및 표 17B에 나타내고, 비구면 표면 데이터는 하기 표 18에 나타낸다.
Figure pat00033
Figure pat00034
Figure pat00035
제9 실시예에서, 전술한 렌즈 요소의 비구면 표면 프로파일의 수학식은 제1 실시예의 수학식과 동일하다. 또한, 다음의 표에 나타낸 이들 매개 변수의 정의는 제1 실시예에서 기재한 것과 제9 실시예에서 대응하는 값이 동일하기 때문에, 이 점에 관한 설명은 다시 제공하지 않을 것이다.
또한, 이 매개 변수는 다음의 값으로서 표 17A, 표 17B 및 표 18로부터 계산될 수 있고, 다음 조건을 만족시킨다:
Figure pat00036
<제10 실시예>
도 19는 본 발명의 제10 실시예에 따른 전자 디바이스의 개략도이다. 도 20은 제10 실시예에 따른 전자 디바이스의 구면 수차 커브, 비점수차 장 커브 및 왜곡 커브를 도시한다. 도 19에서, 전자 디바이스는 광학 렌즈 어셈블리(참조 번호는 생략됨)을 포함하고, 광학 렌즈 어셈블리는, 외측으로부터 내측으로 순서대로, 구경 조리개(1000), 제1 렌즈 요소(1010), 제2 렌즈 요소(1020), 제3 렌즈 요소(1030), 제4 렌즈 요소(1040), 필터(1050) 및 내측 공액면(1060)을 포함한다. 광학 렌즈 어셈블리는 제1 렌즈 요소(1010)와 제4 렌즈 요소(1040) 사이에 삽입된 추가의 하나 이상의 렌즈 요소 없이 4개의 렌즈 요소(1010, 1020, 1030, 1040)를 포함한다.
양의 굴절력을 갖는 제1 렌즈 요소(1010)는 근축 영역에서 볼록한 외측면(1011) 및 근축 영역에서 오목한 내측면(1012)을 갖는다. 제1 렌즈 요소(1010)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(1011) 및 내측면(1012)을 갖는다.
양의 굴절력을 갖는 제2 렌즈 요소(1020)는 근축 영역에서 오목한 외측면(1021) 및 근축 영역에서 볼록한 내측면(1022)을 갖는다. 제2 렌즈 요소(1020)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(1021) 및 내측면(1022)을 갖는다.
양의 굴절력을 갖는 제3 렌즈 요소(1030)는 근축 영역에서 오목한 외측면(1031) 및 근축 영역에서 볼록한 내측면(1032)을 갖는다. 제3 렌즈 요소(1030)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(1031) 및 내측면(1032)을 갖는다.
음의 굴절력을 갖는 제4 렌즈 요소(1040)는 근축 영역에서 볼록한 외측면(1041) 및 근축 영역에서 오목한 내측면(1042)을 갖는다. 제4 렌즈 요소(1040)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(1041) 및 내측면(1042)을 갖는다. 또한, 제4 렌즈 요소(1040)의 외측면(1041) 및 내측면(1042)의 각각은 축외 영역에 적어도 하나의 임계점을 포함한다.
필터(1050)는 유리 재료로 만들어지고, 제4 렌즈 요소(1040)와 내측 공액면(1060) 사이에 위치되며, 광학 렌즈 어셈블리의 초점 거리에 영향을 미치지 않을 것이다.
제10 실시예의 상세한 광학 데이터는 표 19에 나타내고, 비구면 표면 데이터는 하기 표 20에 나타낸다.
Figure pat00037
Figure pat00038
제10 실시예에서, 전술한 렌즈 요소의 비구면 표면 프로파일의 수학식은 제1 실시예의 수학식과 동일하다. 또한, 다음의 표에 나타낸 이들 매개 변수의 정의는 제1 실시예에서 기재한 것과 제10 실시예에서 대응하는 값이 동일하기 때문에, 이 점에 관한 설명은 다시 제공하지 않을 것이다.
또한, 이 매개 변수는 다음의 값으로서 표 19 및 표 20으로부터 계산될 수 있고, 다음 조건을 만족시킨다:
Figure pat00039
<제11 실시예>
도 21은 본 발명의 제11 실시예에 따른 전자 디바이스의 개략도이다. 도 22는 제11 실시예에 따른 전자 디바이스의 구면 수차 커브, 비점수차 장 커브 및 왜곡 커브를 도시한다. 도 21에서, 전자 디바이스는 광학 렌즈 어셈블리(참조 번호는 생략됨)을 포함하고, 광학 렌즈 어셈블리는, 외측으로부터 내측으로 순서대로, 구경 조리개(1100), 제1 렌즈 요소(1110), 제2 렌즈 요소(1120), 제3 렌즈 요소(1130), 제4 렌즈 요소(1140), 필터(1150) 및 내측 공액면(1160)을 포함한다. 광학 렌즈 어셈블리는 제1 렌즈 요소(1110)와 제4 렌즈 요소(1140) 사이에 삽입된 추가의 하나 이상의 렌즈 요소 없이 4개의 렌즈 요소(1110, 1120, 1130, 1140)를 포함한다.
양의 굴절력을 갖는 제1 렌즈 요소(1110)는 근축 영역에서 볼록한 외측면(1111) 및 근축 영역에서 오목한 내측면(1112)을 갖는다. 제1 렌즈 요소(1110)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(1111) 및 내측면(1112)을 갖는다.
양의 굴절력을 갖는 제2 렌즈 요소(1120)는 근축 영역에서 오목한 외측면(1121) 및 근축 영역에서 볼록한 내측면(1122)을 갖는다. 제2 렌즈 요소(1120)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(1121) 및 내측면(1122)을 갖는다.
양의 굴절력을 갖는 제3 렌즈 요소(1130)는 근축 영역에서 오목한 외측면(1131) 및 근축 영역에서 볼록한 내측면(1132)을 갖는다. 제3 렌즈 요소(1130)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(1131) 및 내측면(1132)을 갖는다.
음의 굴절력을 갖는 제4 렌즈 요소(1140)는 근축 영역에서 볼록한 외측면(1141) 및 근축 영역에서 오목한 내측면(1142)을 갖는다. 제4 렌즈 요소(1140)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(1141) 및 내측면(1142)을 갖는다. 또한, 제4 렌즈 요소(1140)의 외측면(1141) 및 내측면(1142)의 각각은 축외 영역에 적어도 하나의 임계점을 포함한다.
필터(1150)는 유리 재료로 만들어지고, 제4 렌즈 요소(1140)와 내측 공액면(1160) 사이에 위치되며, 광학 렌즈 어셈블리의 초점 거리에 영향을 미치지 않을 것이다.
제11 실시예의 상세한 광학 데이터는 표 21A, 표 21B에 나타내고, 비구면 표면 데이터는 하기 표 22에 나타낸다.
Figure pat00040
Figure pat00041
Figure pat00042
제11 실시예에서, 전술한 렌즈 요소의 비구면 표면 프로파일의 수학식은 제1 실시예의 수학식과 동일하다. 또한, 다음의 표에 나타낸 이들 매개 변수의 정의는 제1 실시예에서 기재한 것과 제11 실시예에서 대응하는 값이 동일하기 때문에, 이 점에 관한 설명은 다시 제공하지 않을 것이다.
또한, 이 매개 변수는 다음의 값으로서 표 21A, 표 21B 및 표 22로부터 계산될 수 있고, 다음 조건을 만족시킨다:
Figure pat00043
<제12 실시예>
도 23은 본 발명의 제12 실시예에 따른 전자 디바이스의 개략도이다. 도 24는 제12 실시예에 따른 전자 디바이스의 구면 수차 커브, 비점수차 장 커브 및 왜곡 커브를 도시한다. 도 23에서, 전자 디바이스는 광학 렌즈 어셈블리(참조 번호는 생략됨)을 포함하고, 광학 렌즈 어셈블리는, 외측으로부터 내측으로 순서대로, 제1 렌즈 요소(1210), 구경 조리개(1200), 제2 렌즈 요소(1220), 제3 렌즈 요소(1230), 제4 렌즈 요소(1240), 및 내측 공액면(1260)을 포함한다. 광학 렌즈 어셈블리는 제1 렌즈 요소(1210)와 제4 렌즈 요소(1240) 사이에 삽입된 추가의 하나 이상의 렌즈 요소 없이 4개의 렌즈 요소(1210, 1220, 1230, 1240)를 포함한다.
음의 굴절력을 갖는 제1 렌즈 요소(1210)는 근축 영역에서 볼록한 외측면(1211) 및 근축 영역에서 오목한 내측면(1212)을 갖는다. 제1 렌즈 요소(1210)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(1211) 및 내측면(1212)을 갖는다.
양의 굴절력을 갖는 제2 렌즈 요소(1220)는 근축 영역에서 오목한 외측면(1221) 및 근축 영역에서 볼록한 내측면(1222)을 갖는다. 제2 렌즈 요소(1220)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(1221) 및 내측면(1222)을 갖는다.
음의 굴절력을 갖는 제3 렌즈 요소(1230)는 근축 영역에서 오목한 외측면(1231) 및 근축 영역에서 볼록한 내측면(1232)을 갖는다. 제3 렌즈 요소(1230)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(1231) 및 내측면(1232)을 갖는다.
양의 굴절력을 갖는 제4 렌즈 요소(1240)는 근축 영역에서 볼록한 외측면(1241) 및 근축 영역에서 볼록한 내측면(1242)을 갖는다. 제4 렌즈 요소(1240)는 플라스틱 재료로 만들어지며, 둘다 비구면인 외측면(1241) 및 내측면(1242)을 갖는다. 또한, 제4 렌즈 요소(1240)의 내측면(1242)은 축외 영역에 적어도 하나의 임계점을 포함한다.
제12 실시예의 상세한 광학 데이터는 표 23A 및 표 23B에 나타내고, 비구면 표면 데이터는 하기 표 24에 나타낸다.
Figure pat00044
Figure pat00045
Figure pat00046
제12 실시예에서, 전술한 렌즈 요소의 비구면 표면 프로파일의 수학식은 제1 실시예의 수학식과 동일하다. 또한, 다음의 표에 나타낸 이들 매개 변수의 정의는 제1 실시예에서 기재한 것과 제12 실시예에서 대응하는 값이 동일하기 때문에, 이 점에 관한 설명은 다시 제공하지 않을 것이다.
또한, 이 매개 변수는 다음의 값으로서 표 23A, 표 23B 및 표 24로부터 계산될 수 있고, 다음 조건을 만족시킨다:
Figure pat00047
<제13 실시예>
도 26a는 본 발명의 제13 실시예에 따른 전자 디바이스(10)의 센싱 모듈(1300)의 개략도이다. 도 26b는 본 발명의 제13 실시예에 따른 전자 디바이스(10)의 일측(one side)의 외관(appearance)의 개략도이다. 도 26c는 본 발명의 제13 실시예에 따른 전자 디바이스(10)의 다른 측(other side)의 외관의 개략도이다. 도 26a, 도 26b 및 도 26c에서, 제13 실시예에 따른 전자 디바이스(10)는 태블릿(tablet)이고, 이는 센싱 모듈(1300), 이미지 캡쳐 장치(11) 및 디스플레이 장치(12)를 포함한다.
센싱 모듈(1300)은 투영 장치(1310), 수신 장치(1320) 및 프로세서(1330)를 포함하며, 투영 장치(1310) 및 수신 장치(1320)는 프로세서(1330)에 연결된다. 투영 장치(1310)는 전술한 제12 실시예에 따른 광학 렌즈 어셈블리(참조 번호는 생략됨) 및 적어도 하나의 광원(1311)을 포함하고, 광학 렌즈 어셈블리는, 외측으로부터 내측으로 순서대로(즉, 투영 장치(1310)의 배율 측으로부터 축소 측으로), 제1 렌즈 요소(1210), 구경 조리개(1200), 제2 렌즈 요소(1220), 제3 렌즈 요소(1230), 제4 렌즈 요소(1240) 및 내측 공액면(1260)을 포함하며, 광원(1311)은 레이저 어레이에 의해 구성될 수 있고, 수직 공동 표면 발광 레이저일 수 있으며, 이는 광학 렌즈 어셈블리의 내측 공액면(1260)에 배치된다. 수신 장치(1320)는 전술한 제11 실시예에 따른 광학 렌즈 어셈블리(참조 번호는 생략됨) 및 이미지 센서(1321)를 포함하며, 광학 렌즈 어셈블리는, 외측으로부터 내측으로 순서대로(즉, 수신 장치(1320)의 물체 측으로부터 이미지 측으로), 구경 조리개(1100), 제1 렌즈 요소(1110), 제2 렌즈 요소(1120), 제3 렌즈 요소(1130), 제4 렌즈 요소(1140), 필터(1150) 및 내측 공액면(1160)을 포함하며, 이미지 센서(1321)는 광학 렌즈 어셈블리의 내측 공액면(1160)에 배치된다.
투영 장치(1310)의 광원(1311)의 광은 광학 렌즈 어셈블리를 통과하여 구조화된 광으로 형성되어 센싱된 물체(13a)에 투영된다. 수신 장치(1320)는 센싱된 물체(13a)로부터 반사광을 수신하고, 이미지 센서(1321)에 이미징하며, 수신된 정보는 프로세서(1330)에 의해 계산되어, 센싱된 물체(13a)의 각 부분의 상대 거리를 획득하고, 센싱된 물체(13a)의 표면에서의 3D-형상화된 변화를 더 획득할 수 있다.
제13 실시예에서, 투영 장치(1310) 및 수신 장치(1320)(광학 렌즈 어셈블리, 광원(1311) 및 이미지 센서(1321)를 포함함)는 적외선 대역(780 nm - 1500 nm)에 적용되어 가시 광으로부터의 간섭을 감소시키고 센싱 정밀도를 향상시킬 수 있다. 제13 실시예에서, 투영 장치(1310) 및 수신 장치(1320)는 협 대역 적외선(narrow-band infrared)(930nm-950nm)에 더 적용되어 노이즈 간섭(noise interference)을 감소시킬 수 있다.
이미지 캡쳐 장치(11)는 전술한 제10 실시예에 따른 광학 렌즈 어셈블리(참조 번호는 생략됨) 및 내측 공액면(1060)에 배치된 이미지 센서(참조 번호는 생략됨)를 포함하며, 이미지 캡쳐 장치(11)는 가시 광(400 nm - 700 nm)에 적용될 수 있다.
센싱된 물체(13a)는 주변 환경을 포함할 수 있고, 센싱 모듈(1300)은 이미지 캡쳐 장치(11) 및 디스플레이 장치(12)와 매칭될 수 있어, 증강 현실 기능을 적용할 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니며, 사용자는 주변 환경과 인터랙트 할 수 있다.
또한, 제13 실시예에서, 투영 장치(1310)는 전술한 제12 실시예에 따른 광학 렌즈 어셈블리를 포함하고, 수신 장치(1320)는 전술한 제11 실시예에 따른 광학 렌즈 어셈블리를 포함하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 투영 장치(1310)가 전술한 제3 실시예에 따른 광학 렌즈 어셈블리를 포함할 수 있고, 수신 장치(1320)가 전술한 제2 실시예에 따른 광학 렌즈 어셈블리를 포함할 수 있는 것과 같이, 투영 장치(1310) 및 수신 장치(1320)는 다른 광학 렌즈 어셈블리를 포함할 수 있으며, 여기서 상세히 설명하지는 않을 것이다.
<제14 실시예>
도 27a는 본 발명의 제14 실시예에 따른 전자 디바이스(20)의 사용 상태의 외관의 개략도이다. 도 27b는 본 발명의 제14 실시예에 따른 전자 디바이스(20)의 센싱 모듈(1400)의 개략도이다. 제14 실시예에 따르면, 전자 디바이스(20)는 스마트폰이고, 이는 센싱 모듈(1400), 이미지 캡쳐 장치(21) 및 디스플레이 장치(22)를 포함한다.
센싱 모듈(1400)은 투영 장치(1410), 수신 장치(1420) 및 프로세서(1430)를 포함하고, 투영 장치(1410) 및 수신 장치(1420)는 프로세서(1430)에 연결된다. 제14 실시예에 따르면, 투영 장치(1410)는 광학 렌즈 어셈블리(1411) 및 광원(1412)을 포함하고, 수신 장치(1420)는 광학 렌즈 어셈블리(1421) 및 이미지 센서(1422)를 포함하며, 투영 장치(1410), 수신 장치(1420) 및 프로세서(1430)의 연결 관계 및 기능은 제13 실시예에서 기재한 투영 장치(1310), 수신 장치(1320) 및 프로세서(1330)와 동일할 수 있으며, 여기서 상세히 설명하지는 않을 것이다.
센싱 모듈(1400)은 도 27b에서의 얼굴 인식 기능에 적용될 수 있으며, 광원(1412)은 레이저 어레이(1412a)에 의해 구성될 수 있으며, 이는 투영 장치(1410)의 광학 렌즈 어셈블리(1411)와 구조화된 광을 형성하고, 센싱된 물체(14a)에 투영할 수 있으며, 센싱된 물체(14a)는 투영의 어레이 이미지 없이 보이고(shown), 센싱된 물체(14b)는 투영의 어레이 이미지로 보인다. 수신 장치(1420)의 광학 렌즈 어셈블리(1421)는 센싱된 물체(14b)로부터의 반사 광을 수신하고, 이미지 센서(1422)에 이미징하고, 수신된 이미지(1422a)는 프로세서(1430)에 의해 계산되어 센싱된 물체(14b)의 각 부분의 상대 거리를 획득하고, 센싱된 물체(14b)의 표면에서의 3D-형상화된 변화를 더 획득할 수 있다. 그러므로, 전자 디바이스(20)의 사용시의 안전성을 강화할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이미지 캡쳐 장치(21)는 촬영에 이용될 수 있고, 센싱 모듈(1400)에 매칭될 수 있으며, 수신 장치(1420) 및 이미지 캡쳐 장치(21)의 획득된 정보는 처리 후에 디스플레이 장치(22)에서 보일 수 있다.
<제15 실시예>
도 28은 본 발명의 제15 실시예에 따른 전자 디바이스(30)의 개략도이다. 제15 실시예에서, 전자 디바이스(30)는 센싱 모듈(참조 번호는 생략됨), 이미지 캡쳐 장치(31) 및 디스플레이 장치(32)를 포함한다.
센싱 모듈은 투영 장치(1510), 수신 장치(1520) 및 프로세서(1530)를 포함하고, 투영 장치(1510) 및 수신 장치(1520)는 프로세서(1530)에 연결된다. 제15 실시예에 따르면, 투영 장치(1510), 수신 장치(1520) 및 프로세서(1530)의 연결 관계 및 기능은 제13 실시예에서 기재한 투영 장치(1310), 수신 장치(1320) 및 프로세서(1330)와 동일할 수 있으며, 여기서 상세히 설명하지는 않을 것이다.
제15 실시예에 따르면, 센싱 모듈은 센싱된 물체(33)의 동적 변화를 캡쳐하여 인간-컴퓨터 인터랙션(human-computer interaction)을 구현하는데 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이미지 캡쳐 장치(31)는 촬영에 이용될 수 있고, 센싱 모듈에 매칭될 수 있으며, 수신 장치(1520) 및 이미지 캡쳐 장치(31)의 획득된 정보는 처리 후에 디스플레이 장치(32)에 보일 수 있다.
상기 설명은 설명의 목적을 위해 특정 실시예를 참조하여 설명되었다. 표는 상이한 실시예의 다른 데이터를 나타낸다는 것을 알아야한다; 그러나, 상이한 실시예의 데이터는 실험으로부터 획득된다. 실시예는 본 발명의 원리 및 그 실제 응용을 가장 잘 설명하고, 당업자가 본 발명 및 의도된 특정 용도에 적합한 다양한 변형을 갖는 다양한 실시예를 이용하게 하기 위해 선택되고 설명되었다. 전술한 실시예 및 첨부된 도면은 예시적인 것이고, 본 발명의 범위를 개시된 정확한 형태로 제한하거나 포괄하려는 것은 아니다. 상기 교시(teachings)의 관점에서 많은 수정 및 변형이 가능하다.

Claims (32)

  1. 전자 디바이스에 있어서,
    4개의 렌즈 요소를 포함하는 적어도 하나의 광학 렌즈 어셈블리
    를 포함하고,
    상기 4개의 렌즈 요소는,
    외측으로부터 내측으로 순서대로,
    근축 영역에서 볼록한 외측면을 갖는 제1 렌즈 요소;
    근축 영역에서 볼록한 내측면을 갖는 제2 렌즈 요소;
    제3 렌즈 요소; 및
    근축 영역에서 오목한 내측면을 갖는 제4 렌즈 요소 - 상기 제4 렌즈 요소의 상기 외측면 및 상기 내측면 중 적어도 하나는 축외 영역에서 적어도 하나의 임계점을 포함함 -
    를 포함하고,
    측정이 d-라인으로 기준 파장에 따라 이루어질 때,
    상기 제1 렌즈 요소의 아베 수는 Vd1이고,
    상기 제2 렌즈 요소의 아베 수는 Vd2이고,
    상기 제3 렌즈 요소의 아베 수는 Vd3이고,
    상기 제4 렌즈 요소의 아베 수는 Vd4이고,
    상기 광학 렌즈 어셈블리의 초점 거리는 fd이고,
    상기 제3 렌즈 요소의 초점 거리는 fd3이고,
    상기 제4 렌즈 요소의 초점 거리는 fd4이고,
    0.65 < Vd1/Vd2 < 1.54;
    0.65 < Vd1/Vd3 < 1.54;
    0.65 < Vd1/Vd4 < 1.54;
    10.0 < Vd1 < 38.0; 및
    0.69 < |fd/fd3|+|fd/fd4|
    의 조건이 만족되는
    전자 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측정이 상기 d-라인으로 상기 기준 파장에 따라 이루어질 때,
    상기 제1 렌즈 요소의 아베 수는 Vd1이고,
    12.0 < Vd1 < 34.0
    의 조건이 만족되는
    전자 디바이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 측정이 상기 d-라인으로 상기 기준 파장에 따라 이루어질 때,
    상기 제1 렌즈 요소, 상기 제2 렌즈 요소, 상기 제3 렌즈 요소 및 상기 제4 렌즈 요소의 아베 수의 합은 ΣVd이고,
    40.0 < ΣVd < 155.0
    의 조건이 만족되는
    전자 디바이스.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 측정이 상기 d-라인으로 상기 기준 파장에 따라 이루어질 때,
    상기 제1 렌즈 요소, 상기 제2 렌즈 요소, 상기 제3 렌즈 요소 및 상기 제4 렌즈 요소의 아베 수의 합은 ΣVd이고,
    45.0 < ΣVd < 125.0
    의 조건이 만족되는
    전자 디바이스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 렌즈 요소의 중심 두께는 CT2이고,
    상기 제4 렌즈 요소의 중심 두께는 CT4이고,
    0 < CT2/CT4 < 1.04
    의 조건이 만족되는
    전자 디바이스.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 요소의 외측면의 곡률 반경은 R1이고,
    상기 제1 렌즈 요소의 내측면의 곡률 반경은 R2이고,
    0.32 < R1/R2 < 1.64
    의 조건이 만족되는
    전자 디바이스.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 요소의 내측면의 곡률 반경은 R2이고,
    상기 제4 렌즈 요소의 외측면의 곡률 반경은 R7이고,
    0.25 < R2/R7 < 4.8
    의 조건이 만족되는
    전자 디바이스.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 측정이 상기 d-라인으로 상기 기준 파장에 따라 이루어질 때,
    상기 광학 렌즈 어셈블리의 초점 거리는 fd이고,
    상기 제3 렌즈 요소의 초점 거리는 fd3이고,
    상기 제4 렌즈 요소의 초점 거리는 fd4이고,
    |fd/fd3| 및 |fd/fd4|의 두 값 중의 최대값은 max(|fd/fd3|, |fd/fd4|)이고,
    0.43 < max(|fd/fd3|, |fd/fd4|) < 2.7
    의 조건이 만족되는
    전자 디바이스.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 측정이 상기 d-라인으로 상기 기준 파장에 따라 이루어질 때,
    상기 제1 렌즈 요소의 초점 거리는 fd1이고,
    상기 제2 렌즈 요소의 초점 거리는 fd2이고,
    상기 제3 렌즈 요소의 초점 거리는 fd3이고,
    상기 제4 렌즈 요소의 초점 거리는 fd4이고,
    0.38 < (|1/fd1|+|1/fd2|)/(|1/fd3|+|1/fd4|) < 1.5
    의 조건이 만족되는
    전자 디바이스.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 광학 렌즈 어셈블리의 f-수는 Fno이고,
    상기 광학 렌즈 어셈블리의 최대 시야의 절반은 HFOV이고,
    상기 외측에 가장 가까운 상기 렌즈 요소 중 하나의 외측면과 상기 내측에 가장 가까운 상기 렌즈 요소 중 하나의 내측면 사이의 축 방향 거리는 TD이고,
    상기 제1 렌즈 요소의 외측면과 상기 광학 렌즈 어셈블리의 내측 공액면 사이의 축 방향 거리는 TL이고,
    상기 광학 렌즈 어셈블리의 상기 내측 공액면의 광학 유효 영역의 최대 반경은 IH이고,
    1.0 < Fno < 2.3;
    5 도 < HFOV < 50 도;
    1 mm < TD < 5 mm; 및
    1.0 < TL/IH < 4.0
    의 조건이 만족되는
    전자 디바이스.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 요소는 양의 굴절력을 갖고,
    상기 제2 렌즈 요소는 양의 굴절력을 갖는
    전자 디바이스.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제3 렌즈 요소 및 상기 제4 렌즈 요소 중 하나는 양의 굴절력을 갖고, 다른 하나는 음의 굴절력을 갖고,
    상기 제4 렌즈 요소의 내측면은,
    축외 영역에서 적어도 하나의 임계점을 포함하는
    전자 디바이스.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 요소는 근축 영역에서 오목한 내측면을 갖고,
    상기 제1 렌즈 요소의 내측면의 곡률 반경은 R2이고,
    상기 측정이 상기 d-라인으로 상기 기준 파장에 따라 이루어질 때,
    상기 광학 렌즈 어셈블리의 초점 거리는 fd이고,
    0 < R2/fd < 2.0
    의 조건이 만족되는
    전자 디바이스.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제2 렌즈 요소는 근축 영역에서 오목한 외측면을 갖고,
    상기 제1 렌즈 요소의 중심 두께는 CT1이고,
    상기 제1 렌즈 요소와 상기 제2 렌즈 요소 사이의 축 방향 거리는 T12이고,
    0.80 < CT1/T12 < 3.5
    의 조건이 만족되는
    전자 디바이스.
  15. 제1항에 있어서,
    양의 굴절력을 갖는 상기 제3 렌즈 요소는 근축 영역에서 볼록한 내측면을 갖고,
    상기 측정이 상기 d-라인으로 상기 기준 파장에 따라 이루어질 때,
    상기 광학 렌즈 어셈블리의 초점 거리는 fd이고,
    상기 제3 렌즈 요소의 초점 거리는 fd3이고,
    0 < fd/fd3 < 1.1
    의 조건이 만족되는
    전자 디바이스.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제3 렌즈 요소는,
    근축 영역에서 오목한 외측면을 갖는
    전자 디바이스.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제4 렌즈 요소의 외측면은,
    근축 영역에서 볼록하고, 축외 영역에서 적어도 하나의 임계점을 포함하는
    전자 디바이스.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 요소, 상기 제2 렌즈 요소, 상기 제3 렌즈 요소 및 상기 제4 렌즈 요소의 각각의 내측면 및 외측면 중 하나는 근축 영역에서 오목하고, 다른 하나는 근축 영역에서 볼록한
    전자 디바이스.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 광학 렌즈 어셈블리는,
    상기 제2 렌즈 요소의 외측에 배치된 구경 조리개
    를 더 포함하고,
    상기 광학 렌즈 어셈블리의 내측 공액면과 상기 구경 조리개 사이의 축 방향 거리는 SL이고,
    상기 광학 렌즈 어셈블리의 상기 내측 공액면과 상기 제1 렌즈 요소의 외측면 사이의 축 방향 거리는 TL이고,
    0.70 < SL/TL < 1.1
    의 조건이 만족되는
    전자 디바이스.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 광학 렌즈 어셈블리는,
    780nm부터 1500nm의 파장 범위 내의 적외선 대역에 적용되는
    전자 디바이스.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 광학 렌즈 어셈블리 및 적어도 하나의 광원을 포함하는 투영 장치
    를 더 포함하고,
    상기 광원은,
    상기 광학 렌즈 어셈블리의 내측 공액면에 배치되는
    전자 디바이스.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 광학 렌즈 어셈블리 및 이미지 센서를 포함하는 수신 장치
    를 더 포함하고,
    상기 이미지 센서는,
    상기 광학 렌즈 어셈블리의 내측 공액면에 배치되는
    전자 디바이스.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 광학 렌즈 어셈블리의 수는 적어도 2개이고,
    상기 전자 디바이스는 센싱 모듈을 더 포함하고,
    상기 센싱 모듈은,
    상기 광학 렌즈 어셈블리 중 하나 및 적어도 하나의 광원을 포함하는 투영 장치 - 상기 광원은 상기 광학 렌즈 어셈블리의 내측 공액면에 배치됨 -;
    상기 광학 렌즈 어셈블리 중 다른 하나 및 이미지 센서를 포함하는 수신 장치 - 상기 이미지 센서는 상기 광학 렌즈 어셈블리의 내측 공액면에 배치됨 -
    를 포함하고,
    상기 투영 장치의 상기 광원은,
    센싱된 물체에 투영되고, 반사 후에 상기 수신 장치에 의해 수신되며, 상기 이미지 센서에 이미징되는
    전자 디바이스.
  24. 전자 디바이스에 있어서,
    4개의 렌즈 요소를 포함하는 적어도 하나의 광학 렌즈 어셈블리
    를 포함하고,
    상기 4개의 렌즈 요소는,
    외측으로부터 내측으로 순서대로,
    제1 렌즈 요소;
    근축 영역에서 오목한 외측면 및 근축 영역에서 볼록한 내측면을 갖는 제2 렌즈 요소;
    근축 영역에서 오목한 외측면을 갖는 제3 렌즈 요소; 및
    근축 영역에서 볼록한 외측면 및 근축 영역에서 오목한 내측면을 갖는 제4 렌즈 요소 - 상기 제4 렌즈 요소의 상기 외측면은 축외 영역에서 적어도 하나의 임계점을 포함함 -
    를 포함하고,
    상기 제3 렌즈 요소 및 상기 제4 렌즈 요소 중 적어도 하나는 양의 굴절력을 갖고, 다른 하나는 음의 굴절력을 가지며;
    측정이 d-라인으로 기준 파장에 따라 이루어질 때,
    상기 제1 렌즈 요소의 아베 수는 Vd1이고,
    상기 제2 렌즈 요소의 아베 수는 Vd2이고,
    상기 제3 렌즈 요소의 아베 수는 Vd3이고,
    상기 제4 렌즈 요소의 아베 수는 Vd4이고,
    상기 광학 렌즈 어셈블리의 초점 거리는 fd이고,
    상기 제3 렌즈 요소의 초점 거리는 fd3이고,
    상기 제4 렌즈 요소의 초점 거리는 fd4이고,
    0.65 < Vd1/Vd2 < 1.54;
    0.65 < Vd1/Vd3 < 1.54;
    0.65 < Vd1/Vd4 < 1.54; 및
    0.69 < |fd/fd3|+|fd/fd4| < 2.65
    의 조건이 만족되는
    전자 디바이스.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 측정이 상기 d-라인으로 상기 기준 파장에 따라 이루어질 때,
    상기 제1 렌즈 요소, 상기 제2 렌즈 요소, 상기 제3 렌즈 요소 및 상기 제4 렌즈 요소의 아베 수의 합은 ΣVd이고,
    40.0 < ΣVd < 155.0
    의 조건이 만족되는
    전자 디바이스
  26. 제24항에 있어서,
    상기 제4 렌즈 요소의 상기 내측면의 곡률 반경은 R8이고,
    상기 측정이 상기 d-라인으로 상기 기준 파장에 따라 이루어질 때,
    상기 광학 렌즈 어셈블리의 초점 거리는 fd이고,
    0 < R8/fd ≤ 1.75
    의 조건이 만족되는
    전자 디바이스.
  27. 제24항에 있어서,
    상기 측정이 상기 d-라인으로 상기 기준 파장에 따라 이루어질 때,
    상기 광학 렌즈 어셈블리의 초점 거리는 fd이고,
    상기 제3 렌즈 요소의 초점 거리는 fd3이고,
    상기 제4 렌즈 요소의 초점 거리는 fd4이고,
    |fd/fd3| 및 |fd/fd4|의 두 값 중의 최대값은 max(|fd/fd3|, |fd/fd4|)이고,
    0.53 < max(|fd/fd3|, |fd/fd4|) < 1.8
    의 조건이 만족되는
    전자 디바이스.
  28. 센싱 모듈을 포함하는 전자 디바이스에 있어서,
    광학 렌즈 어셈블리 및 적어도 하나의 광원을 포함하는 투영 장치 - 상기 광학 렌즈 어셈블리는 4개 내지 6개의 렌즈 요소를 포함하고, 상기 광원은 상기 광학 렌즈 어셈블리의 내측 공액면에 배치됨 -;
    광학 렌즈 어셈블리 및 이미지 센서를 포함하는 수신 장치 - 상기 광학 렌즈 어셈블리는 4개 내지 6개의 렌즈 요소를 포함하고, 상기 이미지 센서는 상기 광학 렌즈 어셈블리의 내측 공액면에 배치됨 -
    을 포함하고,
    상기 투영 장치의 상기 광원은 센싱된 물체에 투영되고, 반사 후에 상기 수신 장치에 의해 수신되고, 상기 이미지 센서에 이미징되고;
    측정이 d-라인으로 기준 파장에 따라 이루어질 때,
    상기 수신 장치의 상기 광학 렌즈 어셈블리의 상기 렌즈 요소 및 상기 투영 장치의 상기 광학 렌즈 어셈블리의 상기 렌즈 요소 중 적어도 6개의 렌즈 요소는 38 보다 작은 아베 수를 가지며;
    상기 투영 장치 및 상기 수신 장치의 각각의 상기 광학 렌즈 어셈블리에서, 상기 외측에 가장 가까운 상기 렌즈 요소 중 하나의 외측면과 상기 내측에 가장 가까운 상기 렌즈 요소 중 하나의 내측면 사이의 축 방향 거리는 TD이고,
    1 mm < TD < 5 mm
    의 조건이 만족되는
    전자 디바이스.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 투영 장치 및 상기 수신 장치는,
    780nm부터 1500nm의 파장 범위 내의 적외선 대역에 적용되는
    전자 디바이스.
  30. 제28항에 있어서,
    상기 측정이 상기 d-라인으로 상기 기준 파장에 따라 이루어질 때,
    상기 수신 장치의 상기 광학 렌즈 어셈블리의 상기 렌즈 요소 및 상기 투영 장치의 상기 광학 렌즈 어셈블리의 상기 렌즈 요소 중 적어도 7개의 렌즈 요소는,
    38 보다 작은 아베 수를 갖는
    전자 디바이스.
  31. 제28항에 있어서,
    상기 투영 장치의 상기 광학 렌즈 어셈블리는 상기 렌즈 요소 중 4개를 포함하고,
    상기 수신 장치의 상기 광학 렌즈 어셈블리는 상기 렌즈 요소 중 4개를 포함하는
    전자 디바이스.
  32. 제28항에 있어서,
    상기 수신 장치의 상기 광학 렌즈 어셈블리의 상기 렌즈 요소 및 상기 투영 장치의 상기 광학 렌즈 어셈블리의 상기 렌즈 요소 중 적어도 6개는,
    플라스틱 재료로 만들어지고,
    상기 수신 장치의 상기 광학 렌즈 어셈블리 및 상기 투영 장치의 상기 광학 렌즈 어셈블리 중 적어도 하나에서, 상기 광학 렌즈 어셈블리의 내측에 가장 가까운 상기 렌즈 요소 중 하나의 외측면 및 내측면 중 적어도 하나는,
    축외 영역에서 적어도 하나의 임계점을 포함하는
    전자 디바이스.
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