KR20210091233A - 광-흡수 플랜지 렌즈들 - Google Patents
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Abstract
콤팩트 렌즈 시스템들의 렌즈 스택들에서 사용될 수 있는 광-흡수 플랜지 렌즈들이 설명된다. 광-흡수 플랜지 렌즈에서, 렌즈의 유효 영역은 투명 광학 재료로 구성되고, 렌즈의 플랜지의 적어도 일부는 플랜지로 진입하는 광의 적어도 일부를 흡수하는 광학 재료로 구성된다. 광-흡수 플랜지 렌즈들을 사용하는 것은 렌즈 배럴이 렌즈 시스템으로부터 제거되게 허용할 수 있으며, 따라서 렌즈 배럴에 둘러싸인 렌즈 스택을 포함하는 종래의 콤팩트 렌즈 시스템들과 비교할 때 렌즈 시스템의 X-Y 치수들을 감소시킨다. 부가적으로, 광-흡수 플랜지 렌즈들의 플랜지들에서 광-흡수 재료를 사용하는 것은 이미지들에서 렌즈 플레어, 헤이즈, 및 고스팅과 같은 광학 수차들을 감소시키거나 제거할 수 있다.
Description
스마트폰들 및 태블릿 또는 패드 디바이스들과 같은 소형 모바일 다기능 디바이스들의 출현은 그 디바이스들에 통합하기 위한 고해상도의 소형 폼 팩터 카메라들에 대한 필요성을 초래했다. 그러나, 종래의 카메라 기술의 한계들로 인해, 이러한 디바이스들에서 사용되는 종래의 소형 카메라들은, 더 크고, 더 높은 품질의 카메라들로 달성될 수 있는 것보다 더 낮은 해상도들 및/또는 더 낮은 이미지 품질로 이미지들을 캡처하는 경향이 있다. 소형 패키지 크기 카메라들로 더 높은 해상도를 달성하는 것은 일반적으로, 작은 픽셀 크기를 갖는 광센서 및 양호한 콤팩트 이미징 렌즈 시스템의 사용을 요구한다. 기술의 진보들은 광센서들의 픽셀 크기의 감소를 달성했다. 그러나, 광센서들이 더 콤팩트하고 강력해짐에 따라, 개선된 이미징 품질 성능을 갖는 콤팩트 이미징 렌즈 시스템에 대한 요구가 증가하였다.
본 개시내용의 실시예들은 소형 포맷 팩터 카메라로 지칭되는 소형 패키지 크기로 카메라를 제공할 수 있다. 렌즈 스택으로 지칭되는 하나 이상의 굴절 렌즈 요소들을 포함할 수 있는 콤팩트 렌즈 시스템의 실시예들이 설명된다. 렌즈 요소들의 유효 영역 및 플랜지가 동일한 투명 광학 재료로 구성되는 종래의 단일체 렌즈 요소들 대신에 렌즈 스택에서 사용될 수 있는 광-흡수 플랜지 렌즈들의 실시예들이 설명된다. 광-흡수 플랜지 렌즈에서, 유효 영역은 투명 광학 재료로 구성되지만; 렌즈의 플랜지의 적어도 일부는 플랜지로 진입하는 광의 적어도 일부를 흡수하는 광학적 광-흡수 재료로 구성된다. 광-흡수 플랜지 렌즈들을 사용하는 것은 렌즈 배럴이 렌즈 시스템으로부터 감소되거나 제거되게 허용한다. 이는 X-Y 치수들에서 카메라의 크기를 감소시킴으로써 카메라의 X-Y 크기에 상당한 영향을 준다. 이는, 렌즈 시스템이 불투명 렌즈 배럴에 의해 둘러싸인 렌즈 스택에 단일체 렌즈를 포함하는 유사한 카메라와 비교할 때 카메라의 X-Y 치수들이 감소되게 허용할 수 있다.
부가적으로, 광-흡수 플랜지 렌즈들의 플랜지들에서 광-흡수 재료를 사용하는 것은, 광-흡수 플랜지 렌즈의 전방(물체측)을 통해 진입하는 광의 일부가 단일체 렌즈 요소들에서와 같이 플랜지의 표면들에 의해 반사되어 렌즈 요소의 이미지측을 통해 빠져나가기보다는 흡수되기 때문에, 카메라를 이용하여 캡처된 이미지들에서 렌즈 플레어(flare), 헤이즈(haze), 및 고스팅(ghosting)과 같은 광학 수차들을 감소시키거나 제거할 수 있다.
일부 실시예들에서, 렌즈 요소의 플랜지에서 사용되는 광학적 광-흡수 재료의 굴절률은 렌즈 요소의 유효 영역에서 사용되는 광학적 투명 재료의 굴절률보다 높을 수 있다. 이는 플레어 또는 다른 수차들을 추가로 감소시키는 것을 도울 수 있다.
광-흡수 플랜지 렌즈들의 실시예들은 적외선 카메라 애플리케이션들 뿐만 아니라 가시광 카메라 애플리케이션들에서 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광-흡수 플랜지 렌즈의 플랜지 내의 광-흡수 재료는 가시광 및 적외선(IR) 광 둘 모두를 흡수하는 광학 재료이다. 그러나, 일부 실시예들에서, 광-흡수 플랜지 렌즈의 플랜지 내의 광-흡수 재료는, 스펙트럼의 IR 부분 내의 광의 적어도 일부를 투과시키면서 스펙트럼의 가시 부분 내의 광을 흡수하는 광학 재료이다. 이는 카메라/렌즈의 기계적 특징부들이 IR 광을 사용하여 검출되게 허용하며, 예를 들어 렌즈들이 제조 동안 또는 제조 이후 IR 광을 사용하여 검사되게 허용할 수 있다.
도 1은 일부 실시예들에 따른 카메라 렌즈 시스템을 예시한다.
도 2a는 일부 실시예들에 따른, 렌즈 배럴에 장착된 굴절 렌즈 요소들을 포함하는 예시적인 카메라 렌즈 시스템의 단면도이다.
도 2b는 일부 실시예들에 따른, 렌즈 요소의 플랜지 및 유효 부분들을 예시한다.
도 3은 일부 실시예들에 따른, 단일체 렌즈 요소의 플랜지에 의해 야기되는 플레어를 예시한다.
도 4a 내지 도 4c는 일부 실시예들에 따른, 플레어와 같은 광학 수차들을 감소시키거나 제거하기 위해 광학적 광-흡수 재료로 적어도 부분적으로 구성되는 렌즈 요소들의 플랜지들을 예시한다.
도 5는 일부 실시예들에 따른, 렌즈 배럴에 장착된 굴절 렌즈 요소들을 포함하는 다른 예시적인 카메라 렌즈 시스템의 단면도이다.
도 6은 일부 실시예들에 따른, 렌즈 배럴이 감소되거나 제거되게 허용하여, 그에 따라 렌즈 시스템의 직경을 감소시키는 광학적 광-흡수 재료로 플랜지들이 적어도 부분적으로 구성되는 굴절 렌즈 요소들을 포함하는 예시적인 카메라 렌즈 시스템의 단면도이다.
도 7은 일부 실시예들에 따른, 렌즈 배럴이 감소되거나 제거되게 허용하여, 그에 따라 렌즈 시스템의 직경을 감소시키는 광학적 광-흡수 재료로 플랜지들이 적어도 부분적으로 구성되는 굴절 렌즈 요소들을 포함하는 다른 예시적인 카메라 렌즈 시스템의 단면도이다.
도 8은 일부 실시예들에 따른, 가시광 및 IR 광을 흡수하는 재료로 적어도 부분적으로 구성되는 렌즈 요소의 플랜지를 예시한다.
도 9는 일부 실시예들에 따른, 가시광을 흡수하고 적외선(IR) 광을 투과시키는 재료로 적어도 부분적으로 구성되는 렌즈 요소의 플랜지를 예시한다.
도 10은 일부 실시예들에 따른, 렌즈 요소의 유효(중심) 영역 전에 플랜지가 형성되는 광-흡수 플랜지 렌즈를 형성하기 위한 사출 성형 프로세스를 예시한다.
도 11a는 일부 실시예들에 따른, 플랜지 전에 렌즈 요소의 유효(중심) 영역이 형성되는 광-흡수 플랜지 렌즈를 형성하기 위한 사출 성형 프로세스를 예시한다.
도 11b는 일부 실시예들에 따른, 플랜지의 광-흡수 부분이 형성되기 전에 렌즈 요소의 유효(중심) 영역 및 플랜지의 일부가 투명 재료로 형성되는 광-흡수 플랜지 렌즈를 형성하기 위한 사출 성형 프로세스를 예시한다.
도 12는 일부 실시예들에 따른, 렌즈 요소들 중 하나 이상의 렌즈 요소들의 플랜지들이 도 4a 및 도 4b에 예시된 바와 같이 광-흡수 재료로 적어도 부분적으로 구성되는 렌즈 스택을 포함하는 카메라를 사용하여 이미지들을 캡처하기 위한 방법의 고레벨 흐름도이다.
도 13a 내지 도 13c는 일부 실시예들에 따른, 광축을 접는 프리즘들을 포함하는 예시적인 광학 시스템들을 예시한다.
도 14는 일부 실시예들에 따른, 광-흡수 홀더로 형성된 예시적인 프리즘을 예시한다.
도 15는 일부 실시예들에 따른, 광-흡수 홀더로 형성된 광학 배율(optical power)을 갖는 예시적인 프리즘을 예시한다.
도 16은 일부 실시예들에 따른, 장착 구조물을 포함하는 광-흡수 홀더로 형성된 광학 배율을 갖는 예시적인 프리즘을 예시한다.
도 17은 일부 실시예들에 따른, 대안적인 광-흡수 홀더로 형성된 예시적인 프리즘을 예시한다.
도 18은 일부 실시예들에 따른, 광-흡수 홀더로 형성된 예시적인 필터를 예시한다.
도 19는 실시예들에서 사용될 수 있는 예시적인 컴퓨터 시스템을 예시한다.
본 명세서는 "일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 언급들을 포함한다. "일 실시예에서" 또는 "실시예에서"라는 문구들의 등장들은 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 특정 특성들, 구조들, 또는 특징들은 본 개시내용과 일관성을 유지하는 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다.
"포함하는(Comprising)". 이러한 용어는 개방형(open-ended)이다. 첨부된 청구범위에서 사용되는 바와 같이, 이러한 용어는 부가적인 구조 또는 단계들을 배제(foreclose)하지 않는다. "... 하나 이상의 프로세서 유닛들을 포함하는 장치"를 언급하는 청구항을 고려한다. 그러한 청구항은 장치가 부가적인 컴포넌트들(예를 들어, 네트워크 인터페이스 유닛, 그래픽 회로부 등)을 포함하는 것을 배제하지 않는다.
"~하도록 구성되는(configured to)". 다양한 유닛들, 회로들 또는 다른 컴포넌트들이 태스크 또는 태스크들을 수행"하도록 구성"되는 것으로 설명되거나 청구될 수 있다. 그러한 문맥들에서, "~하도록 구성되는"은 유닛들/회로들/컴포넌트들이 동작 동안에 그들 태스크 또는 태스크들을 수행하는 구조물(예를 들어, 회로부)을 포함한다는 것을 표시함으로써 구조물을 내포하는 데 사용된다. 이와 같이, 유닛/회로/컴포넌트는, 특정된 유닛/회로/컴포넌트가 현재 동작중이지 않은 경우(예를 들어, 켜진 상태가 아닌 경우)에도 태스크를 수행하도록 구성되는 것으로 칭해질 수 있다. "~하도록 구성되는"이라는 문구와 함께 사용되는 유닛들/회로들/컴포넌트들은 하드웨어 - 예를 들어, 회로들, 동작을 구현하도록 실행가능한 프로그램 명령어들을 저장하는 메모리 등 - 를 포함한다. 유닛/회로/컴포넌트가 하나 이상의 태스크들을 수행"하도록 구성"됨을 언급하는 것은 그 유닛/회로/컴포넌트에 대해 미국 특허법 35 U.S.C. § 112, 여섯째 문단 규정이 적용되지 않도록 하기 위한 의도의 명시이다. 부가적으로, "~하도록 구성되는"은 사안이 되는 태스크(들)를 수행할 수 있는 방식으로 동작하도록 소프트웨어 및/또는 펌웨어(예를 들어, FPGA 또는 소프트웨어를 실행하는 범용 프로세서)에 의해 조작되는 일반적인 구조물(예를 들어, 일반적인 회로부)을 포함할 수 있다. "~하도록 구성되는"은 또한 하나 이상의 태스크들을 구현하거나 수행하도록 적응된 디바이스들(예를 들어, 집적 회로들)을 제조하도록 제조 프로세스(예를 들어, 반도체 제조 설비)를 적응하는 것을 포함할 수 있다.
"제1", "제2", 등. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 이러한 용어들은 이들이 선행하고 있는 명사들에 대한 라벨들로서 사용되고, 임의의 유형의(예를 들어, 공간적, 시간적, 논리적 등) 순서를 암시하는 것은 아니다. 예를 들어, 버퍼 회로는 "제1" 및 "제2" 값들에 대한 기입 동작들을 수행하는 것으로서 본 명세서에 설명될 수 있다. 용어들 "제1" 및 "제2"는 반드시 제1 값이 제2 값 전에 기입되어야 한다는 것을 암시하지는 않는다.
"~에 기초하여(Based on)". 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 이러한 용어는 결정에 영향을 주는 하나 이상의 인자들을 설명하기 위해 사용된다. 이러한 용어는 결정에 영향을 줄 수 있는 부가적인 인자들을 배제하지 않는다. 즉, 결정은 오직 그들 인자들에만 기초하거나 또는 그들 인자들에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. "B에 기초하여 A를 결정한다"라는 문구를 고려한다. 이러한 경우에, B가 A의 결정에 영향을 주는 인자이기는 하지만, 그러한 문구는 A의 결정이 또한 C에도 기초하는 것임을 배제하지 않는다. 다른 예시들에서, A는 오직 B에만 기초하여 결정될 수 있다.
도 2a는 일부 실시예들에 따른, 렌즈 배럴에 장착된 굴절 렌즈 요소들을 포함하는 예시적인 카메라 렌즈 시스템의 단면도이다.
도 2b는 일부 실시예들에 따른, 렌즈 요소의 플랜지 및 유효 부분들을 예시한다.
도 3은 일부 실시예들에 따른, 단일체 렌즈 요소의 플랜지에 의해 야기되는 플레어를 예시한다.
도 4a 내지 도 4c는 일부 실시예들에 따른, 플레어와 같은 광학 수차들을 감소시키거나 제거하기 위해 광학적 광-흡수 재료로 적어도 부분적으로 구성되는 렌즈 요소들의 플랜지들을 예시한다.
도 5는 일부 실시예들에 따른, 렌즈 배럴에 장착된 굴절 렌즈 요소들을 포함하는 다른 예시적인 카메라 렌즈 시스템의 단면도이다.
도 6은 일부 실시예들에 따른, 렌즈 배럴이 감소되거나 제거되게 허용하여, 그에 따라 렌즈 시스템의 직경을 감소시키는 광학적 광-흡수 재료로 플랜지들이 적어도 부분적으로 구성되는 굴절 렌즈 요소들을 포함하는 예시적인 카메라 렌즈 시스템의 단면도이다.
도 7은 일부 실시예들에 따른, 렌즈 배럴이 감소되거나 제거되게 허용하여, 그에 따라 렌즈 시스템의 직경을 감소시키는 광학적 광-흡수 재료로 플랜지들이 적어도 부분적으로 구성되는 굴절 렌즈 요소들을 포함하는 다른 예시적인 카메라 렌즈 시스템의 단면도이다.
도 8은 일부 실시예들에 따른, 가시광 및 IR 광을 흡수하는 재료로 적어도 부분적으로 구성되는 렌즈 요소의 플랜지를 예시한다.
도 9는 일부 실시예들에 따른, 가시광을 흡수하고 적외선(IR) 광을 투과시키는 재료로 적어도 부분적으로 구성되는 렌즈 요소의 플랜지를 예시한다.
도 10은 일부 실시예들에 따른, 렌즈 요소의 유효(중심) 영역 전에 플랜지가 형성되는 광-흡수 플랜지 렌즈를 형성하기 위한 사출 성형 프로세스를 예시한다.
도 11a는 일부 실시예들에 따른, 플랜지 전에 렌즈 요소의 유효(중심) 영역이 형성되는 광-흡수 플랜지 렌즈를 형성하기 위한 사출 성형 프로세스를 예시한다.
도 11b는 일부 실시예들에 따른, 플랜지의 광-흡수 부분이 형성되기 전에 렌즈 요소의 유효(중심) 영역 및 플랜지의 일부가 투명 재료로 형성되는 광-흡수 플랜지 렌즈를 형성하기 위한 사출 성형 프로세스를 예시한다.
도 12는 일부 실시예들에 따른, 렌즈 요소들 중 하나 이상의 렌즈 요소들의 플랜지들이 도 4a 및 도 4b에 예시된 바와 같이 광-흡수 재료로 적어도 부분적으로 구성되는 렌즈 스택을 포함하는 카메라를 사용하여 이미지들을 캡처하기 위한 방법의 고레벨 흐름도이다.
도 13a 내지 도 13c는 일부 실시예들에 따른, 광축을 접는 프리즘들을 포함하는 예시적인 광학 시스템들을 예시한다.
도 14는 일부 실시예들에 따른, 광-흡수 홀더로 형성된 예시적인 프리즘을 예시한다.
도 15는 일부 실시예들에 따른, 광-흡수 홀더로 형성된 광학 배율(optical power)을 갖는 예시적인 프리즘을 예시한다.
도 16은 일부 실시예들에 따른, 장착 구조물을 포함하는 광-흡수 홀더로 형성된 광학 배율을 갖는 예시적인 프리즘을 예시한다.
도 17은 일부 실시예들에 따른, 대안적인 광-흡수 홀더로 형성된 예시적인 프리즘을 예시한다.
도 18은 일부 실시예들에 따른, 광-흡수 홀더로 형성된 예시적인 필터를 예시한다.
도 19는 실시예들에서 사용될 수 있는 예시적인 컴퓨터 시스템을 예시한다.
본 명세서는 "일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 언급들을 포함한다. "일 실시예에서" 또는 "실시예에서"라는 문구들의 등장들은 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 특정 특성들, 구조들, 또는 특징들은 본 개시내용과 일관성을 유지하는 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다.
"포함하는(Comprising)". 이러한 용어는 개방형(open-ended)이다. 첨부된 청구범위에서 사용되는 바와 같이, 이러한 용어는 부가적인 구조 또는 단계들을 배제(foreclose)하지 않는다. "... 하나 이상의 프로세서 유닛들을 포함하는 장치"를 언급하는 청구항을 고려한다. 그러한 청구항은 장치가 부가적인 컴포넌트들(예를 들어, 네트워크 인터페이스 유닛, 그래픽 회로부 등)을 포함하는 것을 배제하지 않는다.
"~하도록 구성되는(configured to)". 다양한 유닛들, 회로들 또는 다른 컴포넌트들이 태스크 또는 태스크들을 수행"하도록 구성"되는 것으로 설명되거나 청구될 수 있다. 그러한 문맥들에서, "~하도록 구성되는"은 유닛들/회로들/컴포넌트들이 동작 동안에 그들 태스크 또는 태스크들을 수행하는 구조물(예를 들어, 회로부)을 포함한다는 것을 표시함으로써 구조물을 내포하는 데 사용된다. 이와 같이, 유닛/회로/컴포넌트는, 특정된 유닛/회로/컴포넌트가 현재 동작중이지 않은 경우(예를 들어, 켜진 상태가 아닌 경우)에도 태스크를 수행하도록 구성되는 것으로 칭해질 수 있다. "~하도록 구성되는"이라는 문구와 함께 사용되는 유닛들/회로들/컴포넌트들은 하드웨어 - 예를 들어, 회로들, 동작을 구현하도록 실행가능한 프로그램 명령어들을 저장하는 메모리 등 - 를 포함한다. 유닛/회로/컴포넌트가 하나 이상의 태스크들을 수행"하도록 구성"됨을 언급하는 것은 그 유닛/회로/컴포넌트에 대해 미국 특허법 35 U.S.C. § 112, 여섯째 문단 규정이 적용되지 않도록 하기 위한 의도의 명시이다. 부가적으로, "~하도록 구성되는"은 사안이 되는 태스크(들)를 수행할 수 있는 방식으로 동작하도록 소프트웨어 및/또는 펌웨어(예를 들어, FPGA 또는 소프트웨어를 실행하는 범용 프로세서)에 의해 조작되는 일반적인 구조물(예를 들어, 일반적인 회로부)을 포함할 수 있다. "~하도록 구성되는"은 또한 하나 이상의 태스크들을 구현하거나 수행하도록 적응된 디바이스들(예를 들어, 집적 회로들)을 제조하도록 제조 프로세스(예를 들어, 반도체 제조 설비)를 적응하는 것을 포함할 수 있다.
"제1", "제2", 등. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 이러한 용어들은 이들이 선행하고 있는 명사들에 대한 라벨들로서 사용되고, 임의의 유형의(예를 들어, 공간적, 시간적, 논리적 등) 순서를 암시하는 것은 아니다. 예를 들어, 버퍼 회로는 "제1" 및 "제2" 값들에 대한 기입 동작들을 수행하는 것으로서 본 명세서에 설명될 수 있다. 용어들 "제1" 및 "제2"는 반드시 제1 값이 제2 값 전에 기입되어야 한다는 것을 암시하지는 않는다.
"~에 기초하여(Based on)". 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 이러한 용어는 결정에 영향을 주는 하나 이상의 인자들을 설명하기 위해 사용된다. 이러한 용어는 결정에 영향을 줄 수 있는 부가적인 인자들을 배제하지 않는다. 즉, 결정은 오직 그들 인자들에만 기초하거나 또는 그들 인자들에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. "B에 기초하여 A를 결정한다"라는 문구를 고려한다. 이러한 경우에, B가 A의 결정에 영향을 주는 인자이기는 하지만, 그러한 문구는 A의 결정이 또한 C에도 기초하는 것임을 배제하지 않는다. 다른 예시들에서, A는 오직 B에만 기초하여 결정될 수 있다.
렌즈 스택으로 지칭되는 하나 이상의 굴절 렌즈 요소들을 포함할 수 있는 콤팩트 렌즈 시스템(또한, 렌즈 시스템으로 지칭될 수 있음)의 실시예들이 설명된다. 콤팩트 렌즈 시스템의 실시예들은 소형 포맷 팩터 카메라들로 지칭되는 소형 패키지 크기를 갖는 카메라들에서 사용될 수 있다. 콤팩트 렌즈 시스템의 실시예들 및 광센서를 포함하지만 이에 제한되지 않는 소형 포맷 팩터 카메라들의 실시예들이 설명된다.
종래에, 소형 폼 팩터 카메라들에 대한 렌즈 시스템들은 2개 이상의 굴절 렌즈 요소들로 구성된 렌즈 스택을 포함한다. 렌즈 스택 내의 각각의 렌즈 요소는 유효 광학 영역 및 플랜지 영역을 포함할 수 있고, 투명 광학 플라스틱 또는 유리 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 렌즈 요소들은 사출-성형된 광학 플라스틱일 수 있다. 렌즈 요소들 중 하나 이상이 상이한 광학 특성들(예를 들어, 아베 수 및 굴절률(n))을 갖는 투명 광학 재료들로 형성될 수 있지만, 종래에, 각각의 렌즈 요소의 플랜지 및 유효 광학 영역은 동일한 광학 재료로 형성된다. 이들 렌즈 요소들은, 플랜지 및 유효 광학 영역 둘 모두가, 예를 들어 사출 성형 프로세스를 통해 동일한 광학 재료로 형성되므로 "단일체" 렌즈들로 지칭될 수 있다. 단일체 렌즈들을 사용하는 것은 렌즈 스택을 덮기 위해 불투명 재료로 구성된 렌즈 배럴을 포함하도록 렌즈 시스템에게 요구한다.
이러한 종래의 렌즈 시스템들에 대한 문제점들은 다음을 포함하지만 이에 제한되지 않는다:
종래의 단일체 렌즈 요소들 대신에 렌즈 스택에서 사용될 수 있는 광-흡수 플랜지 렌즈들의 실시예들이 설명된다. 광-흡수 플랜지 렌즈에서, 유효 영역은 투명 광학 재료로 구성되지만; 렌즈의 플랜지는 플랜지로 진입하는 광의 적어도 일부를 흡수하는 재료로 적어도 부분적으로 구성된다. 광-흡수 플랜지 렌즈들을 사용하는 것은 렌즈 배럴이 렌즈 시스템으로부터 제거되게 허용한다. 이는 X-Y 치수들에서 카메라의 크기를 감소시킴으로써 카메라의 X-Y 크기에 상당한 영향을 준다. 이는, 렌즈 시스템이 불투명 렌즈 배럴에 의해 둘러싸인 렌즈 스택에 단일체 렌즈를 포함하는 유사한 카메라와 비교할 때 카메라의 X-Y 치수들이 감소되게 허용할 수 있다. 예를 들어, 스마트폰들 및 태블릿 또는 패드 디바이스들과 같은 많은 소형 폼 팩터 디바이스들에서, 전방-대면 카메라는 디바이스의 스크린과 에지 사이에서 베젤에 장착될 수 있다. 렌즈 배럴을 제거함으로써 전방-대면 카메라의 렌즈 시스템의 X-Y 치수들을 감소시키는 것은, 렌즈 배럴을 포함하는 종래의 카메라 모듈에 의해 요구되는 것보다 더 좁은 베젤이 디바이스 상에서 사용되게 허용할 수 있다.
부가적으로, 렌즈들의 플랜지들에서 광-흡수 재료를 사용하는 것은, 광-흡수 플랜지 렌즈의 전방(물체측)을 통해 진입하는 광의 일부가 단일체 렌즈 요소들에서와 같이 플랜지의 표면들에 의해 반사되어 렌즈 요소의 이미지측을 통해 빠져나가기보다는 흡수되기 때문에, 카메라를 이용하여 캡처된 이미지들에서 렌즈 플레어, 헤이즈, 및 고스팅과 같은 광학 수차들을 감소시키거나 제거할 수 있다.
본 명세서에 설명된 바와 같이 렌즈 스택에 광-흡수 플랜지 렌즈들을 포함하는 렌즈 시스템을 갖는 소형 포맷 팩터 카메라의 실시예들은 선명하고 고해상도의 이미지들을 여전히 캡처하면서 소형 패키지 크기로 구현되어, 카메라의 실시예들을, 셀 폰들, 스마트폰들, 패드 또는 태블릿 컴퓨팅 디바이스들, 랩톱, 넷북, 노트북, 서브노트북, 및 울트라북 컴퓨터들 등과 같은 소형의 그리고/또는 모바일 다기능 디바이스들에서 사용하기에 적합하게 만들 수 있다. 그러나, 카메라의 양태들(예를 들어, 렌즈 시스템 및 광센서)이 더 크거나 더 작은 패키지 크기들을 갖는 카메라들을 제공하기 위해 스케일 업되거나 스케일 다운될 수 있음을 유의한다. 부가적으로, 카메라 시스템의 실시예들은 독립형 디지털 카메라들로 구현될 수 있다. 스틸(단일 프레임 캡처) 카메라 애플리케이션들에 부가하여, 카메라 시스템의 실시예들은 비디오 카메라 애플리케이션들에서 사용하도록 적응될 수 있다. 가시광 카메라 애플리케이션들에 부가하여, 광-흡수 플랜지 렌즈들의 실시예들은 적외선 카메라 애플리케이션들에서 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 본 명세서에 설명되는 바와 같은 카메라는 하나 이상의 다른 카메라들, 예컨대 더 넓은-필드의(wider-field) 소형 포맷 카메라 또는 망원 또는 협각 소형 포맷 카메라와 함께 디바이스에 포함될 수 있으며, 이는, 예를 들어 디바이스를 이용하여 이미지들을 캡처할 때 사용자가 상이한 카메라 포맷들(예를 들어, 정상, 망원 또는 넓은-필드) 사이에서 선택하게 허용할 것이다. 일부 실시예들에서, 본 명세서에 설명되는 바와 같은 2개 이상의 소형 포맷 카메라들은 디바이스에, 예를 들어, 모바일 디바이스에 전방-대면 카메라 및 후방-대면 카메라로서 포함될 수 있다.
도 1은 일부 실시예들에 따른, 소형 포맷 팩터 카메라들에서 사용될 수 있는 카메라 렌즈 시스템(100)을 예시한다. 렌즈 시스템(100)은 하나 이상의 굴절 렌즈 요소들을 포함하는 렌즈 스택(110)을 포함할 수 있다. 렌즈 스택(110) 내의 렌즈들은 렌즈 배럴(160) 내부에 장착 또는 부착될 수 있다. 광센서(150)는, 렌즈 시스템(100)이 광센서(150)를 유지하는 기판(190)에 부착될 때 렌즈 스택(110)의 이미지측 상에 위치될 수 있다. 렌즈 시스템(100)은 또한, 예를 들어 렌즈 스택(110) 내의 제1 렌즈 요소에 적어도 하나의 구경 조리개(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 렌즈 시스템(100)은 또한, 예를 들어 렌즈 배럴(110)의 후방(이미지측)에 장착 또는 부착될 수 있는 IR 필터를 포함할 수 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다.
도 2a는 일부 실시예들에 따른, 렌즈 배럴에 장착된 렌즈 요소들을 포함하는 예시적인 카메라 렌즈 시스템(200)의 단면도이다. 렌즈 시스템(200)은, 물체측으로부터 이미지측으로 순서대로 광축을 따라 배열되고 렌즈 배럴(260) 내에 위치된 굴절력을 갖는 2개 이상의 렌즈 요소들(본 예에서, 5개의 렌즈 요소들(201 내지 205))을 포함하는 렌즈 스택을 포함할 수 있다. 구경 조리개는 렌즈 스택에, 예를 들어 제1 렌즈 요소에 또는 제1 및 제2 렌즈 요소들 사이에 포함될 수 있다. 렌즈 시스템(200)은 또한, 렌즈 배럴(260)의 후방(이미지측)에 장착 또는 부착될 수 있는 IR 필터 조립체(270)를 포함할 수 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다.
도 2a에 도시된 바와 같은 렌즈 스택 내의 렌즈 요소들(201 내지 205)이 예로서 주어지며, 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 렌즈 요소들의 광학 특성들, 재료들(예를 들어, 플라스틱들 또는 유리), 형상들, 간격, 및/또는 크기들은, 카메라의 광센서 상의 또는 그에 근접한 이미지 평면에 이미지를 형성하기 위해 광선들이 렌즈 스택 내의 렌즈 요소들을 통해 정확하게 굴절되도록 선택될 수 있다. 더 많거나 더 적은 렌즈 요소들(예를 들어, 4개의 렌즈 요소들, 6개의 렌즈 요소들 등)이 렌즈 스택에서 사용될 수 있고, 렌즈 스택 내의 렌즈 요소들 중 하나 이상은 상이한 형상들, 기하학적 구조들, 크기들, 또는 상이한 광학 속성들(예를 들어, 굴절률 또는 아베 수)을 갖는 재료들을 가질 수 있다. 렌즈 스택 내의 렌즈 요소들 사이의 간격은 도시된 것과는 상이할 수 있으며, 렌즈 스택 내의 렌즈 요소들에 대한 다양한 굴절력 순서들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 2a의 예시적인 5 렌즈 요소 렌즈 스택에서, 제1 렌즈 요소로부터 제5 렌즈 요소까지의 굴절력 순서는 PNNNP, PNPNP, 또는 일부 다른 순서일 수 있으며, 여기서 P는 정의 굴절력을 갖는 렌즈를 표시하고, N은 부의 굴절력을 갖는 렌즈를 표현한다.
도 2b는 일부 실시예들에 따른, 도 2a에 도시된 렌즈 스택 내의 예시적인 렌즈 요소(201)의 플랜지 및 유효 부분들을 예시한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 렌즈 스택 내의 적어도 하나의 렌즈 요소는 유효 광학 영역 및 플랜지 영역을 포함할 수 있고, 투명 광학 플라스틱 또는 유리 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 렌즈 요소들은 사출-성형된 광학 플라스틱일 수 있다. 렌즈 요소들 중 하나 이상이 상이한 광학 특성들(예를 들어, 아베 수 및 굴절률(n))을 갖는 투명 광학 재료들로 형성될 수 있지만, 종래에, 각각의 렌즈 요소의 플랜지 및 유효 광학 영역은 동일한 광학 재료로 형성된다. 이들 렌즈 요소들은, 플랜지 및 유효 광학 영역 둘 모두가, 예를 들어 사출 성형 프로세스를 통해 동일한 광학 재료로 형성되므로 "단일체" 렌즈들로 지칭될 수 있다.
앞서 언급된 바와 같이, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은 단일체 렌즈들을 사용하는 것은 렌즈 스택을 덮기 위해 불투명 재료로 구성된 렌즈 배럴(260)을 요구한다. 그러나, 렌즈 배럴(260)은 렌즈 시스템의 X-Y 크기를 증가시킨다. 부가적으로, 단일체 렌즈들의 플랜지들은 카메라를 이용하여 캡처된 이미지들에서 렌즈 플레어, 헤이즈, 및 고스팅과 같은 광학 수차들을 야기할 수 있다.
도 3은 일부 실시예들에 따른, 단일체 렌즈 요소의 플랜지에 의해 야기되는 수차들(예를 들어, 플레어)을 예시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 단일체 렌즈의 플랜지는 카메라를 이용하여 캡쳐된 이미지들에서 렌즈 플레어, 헤이즈, 및 고스팅과 같은 광학 수차들을 야기할 수 있다. 이는, 단일체 렌즈 요소의 유효 영역의 전방(물체측)을 통해 진입하는 광의 일부가 플랜지 내로 반사될 수 있고, 그 광의 일부가 플랜지의 표면들에 의해 반사되어 렌즈 요소의 이미지측을 통해 빠져나갈 수 있기 때문이다.
도 4a 내지 도 4c는 일부 실시예들에 따른, 플레어와 같은 광학 수차들을 감소시키거나 제거하기 위해 광학적 광-흡수 재료로 적어도 부분적으로 구성되는 렌즈 요소들의 플랜지들을 예시한다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 렌즈 요소의 유효 영역은 가시 및 적외선(IR) 광 투과 광학 재료로 구성된다. 렌즈 요소의 플랜지는 플랜지로 진입하는 광의 적어도 일부를 흡수하는 재료로 적어도 부분적으로 구성된다. 일부 실시예들에서, 플랜지는 스펙트럼의 가시 부분 내의 그리고 스펙트럼의 IR 부분 내의 광을 흡수하는 재료로 구성될 수 있다. 그러나, 일부 실시예들에서, 플랜지는, 스펙트럼의 IR 부분 내의 광의 적어도 일부를 투과시키면서 스펙트럼의 가시 부분 내의 광을 흡수하는 재료로 구성될 수 있다. 이는 카메라/렌즈의 기계적 특징부들이 IR 광을 사용하여 검출되게 허용하며, 예를 들어 렌즈들이 제조 동안 또는 제조 이후 IR 광을 사용하여 검사되게 허용할 수 있다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 렌즈 요소의 플랜지에서 광의 적어도 일부를 흡수하는 재료를 사용하는 것은 플레어와 같은 광학 수차들을 감소시키거나 제거할 수 있다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 렌즈 요소의 플랜지에서 사용되는 광-흡수 재료의 굴절률 n'는 렌즈 요소의 유효 영역에서 사용되는 광학적 투명 재료의 굴절률 n 보다 높을 수 있다. 이는 플레어 또는 다른 수차들의 감소를 추가로 개선시키는 것을 도울 수 있다. 도 10 및 도 11a는 도 4a 및 도 4b에 예시된 바와 같이 광-흡수 렌즈 요소들을 제조하기 위한 예시적인 방법들을 도시한다.
도 4c는, 렌즈 요소의 유효 영역 및 플랜지의 제1(예를 들어, 내측) 부분이 가시 및 적외선(IR) 광 투과 광학 재료로 구성되고, 렌즈 요소의 제2(예를 들어, 외측) 부분이 플랜지로 진입하는 광의 적어도 일부를 흡수하는 재료로 구성되는 일 예를 도시한다. 일부 실시예들에서, 광-흡수 재료는 스펙트럼의 가시 부분 내의 그리고 스펙트럼의 IR 부분 내의 광을 흡수한다. 그러나, 일부 실시예들에서, 광-흡수 재료는 스펙트럼의 IR 부분 내의 광의 적어도 일부를 투과시키면서 스펙트럼의 가시 부분 내의 광을 흡수한다. 도 4c에 도시된 바와 같이, 플랜지에서 광-흡수 재료를 사용하는 것은 플레어와 같은 광학 수차들을 감소시키거나 제거할 수 있다. 도 4c에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 렌즈 요소의 플랜지에서 사용되는 광-흡수 재료의 굴절률 n'는 렌즈 요소의 유효 영역에서 사용되는 광학적 투명 재료의 굴절률 n 보다 크거나 그와 동일할 수 있다. 도 11b는 도 4c에 예시된 바와 같은 광-흡수 렌즈 요소를 제조하기 위한 예시적인 방법을 도시한다.
일부 실시예들에서, 광-흡수 플랜지 렌즈는, 렌즈 요소의 유효 영역에 대해 사용되는 투명 플라스틱 재료 및 플랜지의 적어도 일부에서 사용되는 광의 적어도 일부를 흡수하는 광-흡수 재료를 갖는 2개의 상이한 플라스틱 재료들로 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광-흡수 플랜지 렌즈는 사출 성형 프로세스를 사용하여 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광-흡수 플랜지 렌즈는, 유효 영역이 먼저 형성되고, 뒤이어 플랜지가 형성되는 사출 성형 프로세스를 사용하여 형성될 수 있다. 그러나, 일부 실시예들에서, 광-흡수 플랜지 렌즈는, 플랜지가 먼저 형성되고, 뒤이어 유효 영역이 형성되는 사출 성형 프로세스를 사용하여 형성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 전체 플랜지가 광-흡수 재료로 형성될 수 있다는 것을 유의한다. 그러나, 일부 실시예들에서, 플랜지의 전부가 아니라 일부가 광-흡수 재료로 형성될 수 있다. 추가로, 렌즈 스택의 일부 실시예들에서, 렌즈 요소들 전부가 본 명세서에 설명된 바와 같은 광-흡수 플랜지 렌즈들일 수 있다는 것을 유의한다. 그러나, 일부 실시예들에서, 렌즈 스택 내의 렌즈 요소들 중 하나 이상의 렌즈 요소들은 본 명세서에 설명된 바와 같은 광-흡수 플랜지 렌즈들일 수 있는 반면, 렌즈 스택 내의 렌즈 요소들 중 하나 이상의 다른 렌즈 요소들은 단일체 렌즈들일 수 있다.
도 5는 일부 실시예들에 따른, 렌즈 배럴에 장착된 굴절 렌즈 요소들을 포함하는 다른 예시적인 카메라 렌즈 시스템의 단면도이다. 렌즈 시스템(500)은, 물체측으로부터 이미지측으로 순서대로 광축을 따라 배열되고 렌즈 배럴(560) 내에 위치된 굴절력을 갖는 2개 이상의 렌즈 요소들(본 예에서, 4개의 렌즈 요소들(501 내지 504))을 포함하는 렌즈 스택을 포함할 수 있다. 구경 조리개는 렌즈 스택에, 예를 들어 제1 렌즈 요소에 또는 제1 및 제2 렌즈 요소들 사이에 포함될 수 있다. 렌즈 시스템(500)은 또한, 렌즈 배럴(560)의 후방(이미지측)에 장착 또는 부착될 수 있는 IR 필터 조립체를 포함할 수 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다.
도 5에 도시된 바와 같은 렌즈 스택 내의 렌즈 요소들(501 내지 504)이 예로서 주어지며, 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 렌즈 요소들의 광학 특성들, 재료들(예를 들어, 플라스틱들 또는 유리), 형상들, 간격, 및/또는 크기들은, 카메라의 광센서 상의 또는 그에 근접한 이미지 평면에 이미지를 형성하기 위해 광선들이 렌즈 스택 내의 렌즈 요소들을 통해 정확하게 굴절되도록 선택될 수 있다. 더 많거나 더 적은 렌즈 요소들(예를 들어, 4개의 렌즈 요소들, 6개의 렌즈 요소들 등)이 렌즈 스택에서 사용될 수 있고, 렌즈 스택 내의 렌즈 요소들 중 하나 이상은 상이한 형상들, 기하학적 구조들, 크기들, 또는 상이한 광학 속성들(예를 들어, 굴절률 또는 아베 수)을 갖는 재료들을 가질 수 있다. 렌즈 스택 내의 렌즈 요소들 사이의 간격은 도시된 것과는 상이할 수 있으며, 렌즈 스택 내의 렌즈 요소들에 대한 다양한 굴절력 순서들이 사용될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 렌즈 스택 내의 렌즈 요소들은 유효 광학 영역 및 플랜지 영역을 포함할 수 있고, 투명한 광학 플라스틱 또는 유리 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 렌즈 요소들은 사출-성형된 광학 플라스틱일 수 있다. 렌즈 요소들 중 하나 이상이 상이한 광학 특성들(예를 들어, 아베 수 및 굴절률(n))을 갖는 투명한 광학 재료들로 형성될 수 있지만, 종래에, 각각의 렌즈 요소의 플랜지 및 유효 광학 영역은 동일한 광학 재료로 형성된다. 이들 렌즈 요소들은, 플랜지 및 유효 광학 영역 둘 모두가, 예를 들어 사출 성형 프로세스를 통해 동일한 광학 재료로 형성되므로 "단일체" 렌즈들로 지칭될 수 있다.
앞서 언급된 바와 같이, 도 5에 도시된 바와 같은 단일체 렌즈들을 사용하는 것은 렌즈 스택을 덮기 위해 불투명 재료로 구성된 렌즈 배럴(560)을 요구한다. 그러나, 렌즈 배럴(560)은 렌즈 시스템의 X-Y 크기를 증가시킨다. 부가적으로, 단일체 렌즈들의 플랜지들은 카메라를 이용하여 캡처된 이미지들에서 렌즈 플레어, 헤이즈, 및 고스팅과 같은 광학 수차들을 야기할 수 있다.
도 6은 일부 실시예들에 따른, 렌즈 배럴이 감소되거나 제거되게 허용하여, 그에 따라 렌즈 시스템의 직경을 감소시키는 광-흡수 재료로 플랜지들이 적어도 부분적으로 구성되는 굴절 렌즈 요소들을 포함하는 예시적인 카메라 렌즈 시스템(600)의 단면도이다. 렌즈 요소들(601 내지 604)은 도 5에 도시된 렌즈 요소들(501 내지 504)과 형상 및 광학 특성들이 유사하다. 그러나, 렌즈 요소들(601 내지 604)의 플랜지들의 적어도 일부는 플랜지들로 진입하는 광의 적어도 일부를 흡수하는 재료로 구성된다. 일부 실시예들에서, 플랜지들은 스펙트럼의 가시 부분 내의 그리고 스펙트럼의 IR 부분 내의 광을 흡수하는 재료로 구성될 수 있다. 그러나, 일부 실시예들에서, 플랜지들은, 스펙트럼의 IR 부분 내의 광의 적어도 일부를 투과시키면서 스펙트럼의 가시 부분 내의 광을 흡수하는 재료로 구성될 수 있다. 이는 카메라/렌즈의 기계적 특징부들이 IR 광을 사용하여 검출되게 허용하며, 예를 들어 렌즈들이 제조 동안 또는 제조 이후 IR 광을 사용하여 검사되게 허용할 수 있다. 렌즈 요소의 플랜지에 대해 광의 적어도 일부를 흡수하는 광학 재료를 사용하는 것은 플레어와 같은 광학 수차들을 감소시키거나 제거할 수 있다. 부가적으로, 플랜지들에 대해 광-흡수 재료를 사용하는 것은 렌즈 배럴이 적어도 부분적으로 제거되게 허용하며, 따라서 렌즈 시스템(500)과 비교할 때 렌즈 시스템(600)의 전방 직경을 감소시킨다. 이는, 도 5에 도시된 바와 같은 렌즈 시스템(500)이 불투명 렌즈 배럴(560)에 의해 둘러싸인 렌즈 스택에 단일체 렌즈를 포함하는 유사한 카메라와 비교할 때 카메라의 X-Y 치수들이 감소되게 허용할 수 있다. 예를 들어, 스마트폰들 및 태블릿 또는 패드 디바이스들과 같은 많은 소형 폼 팩터 디바이스들에서, 전방-대면 카메라는 디바이스의 스크린과 에지 사이에서 베젤에 장착될 수 있다. 렌즈 배럴을 제거함으로써 전방-대면 카메라의 렌즈 시스템의 X-Y 치수들을 감소시키는 것은, 도 5에 도시된 바와 같이 렌즈 배럴을 포함하는 종래의 카메라 모듈에 의해 요구되는 것보다 더 좁은 베젤이 디바이스 상에서 사용되게 허용할 수 있다.
도 7은 일부 실시예들에 따른, 렌즈 배럴이 감소되거나 제거되게 허용하여, 그에 따라 렌즈 시스템의 직경을 감소시키는 광-흡수 재료로 플랜지들이 적어도 부분적으로 구성되는 굴절 렌즈 요소들을 포함하는 다른 예시적인 카메라 렌즈 시스템의 단면도이다. 렌즈 요소들(701 내지 704)은 도 5에 도시된 렌즈 요소들(501 내지 504) 및 도 6에 도시된 바와 같은 렌즈 요소들(601 내지 604)과 형상 및 광학 특성들이 유사하다. 렌즈 요소(701 내지 704)의 플랜지들의 적어도 일부는 플랜지들로 진입하는 광의 적어도 일부를 흡수하는 광학 재료로 구성된다. 렌즈 요소의 플랜지에 대해 광의 적어도 일부를 흡수하는 광학적 광-흡수 재료를 사용하는 것은 플레어와 같은 광학 수차들을 감소시키거나 제거할 수 있다. 부가적으로, 플랜지들에 대해 광-흡수 재료를 사용하는 것은 렌즈 배럴이 적어도 부분적으로 제거되게 허용하며, 따라서 렌즈 시스템(500)과 비교할 때 렌즈 시스템(700)의 전방 직경을 감소시킨다. 부가적으로, 렌즈 시스템(600)과 비교할 때 렌즈 시스템(700)의 전방 직경을 추가로 감소시키기 위해 도 6의 렌즈 시스템(600)과 비교할 때 적어도 제1 렌즈 요소(701) 및 렌즈 커버가 재구성되었다.
도 8은 일부 실시예들에 따른, 가시광 및 IR 광을 흡수하는 재료로 적어도 부분적으로 구성되는 렌즈 요소의 플랜지를 예시한다. 렌즈 요소의 유효 영역은 가시 및 적외선(IR) 광 투과 광학 재료로 구성된다. 렌즈 요소의 플랜지는 플랜지로 진입하는 가시광 및 IR 광을 흡수하는 광학 재료로 적어도 부분적으로 구성된다. 광-흡수 플랜지 렌즈들의 플랜지들에 대해 광-흡수 재료를 사용하는 것은, 광-흡수 플랜지 렌즈의 전방(물체측)을 통해 진입하는 광의 일부가 단일체 렌즈 요소들에서와 같이 플랜지의 표면들에 의해 반사되어 렌즈 요소의 이미지측을 통해 빠져나가기보다는 흡수되기 때문에, 카메라를 이용하여 캡처된 이미지들에서 렌즈 플레어, 헤이즈, 및 고스팅과 같은 광학 수차들을 감소시키거나 제거할 수 있다. 일부 실시예들에서, 렌즈 요소의 플랜지에서 사용되는 광학적 광-흡수 재료의 굴절률은 렌즈 요소의 유효 영역에서 사용되는 광학적 투명 재료의 굴절률보다 높을 수 있다. 이는 플레어 또는 다른 수차들의 감소를 추가로 개선시키는 것을 도울 수 있다. 부가적으로, 광학적 광-흡수 재료로 구성된 플랜지는 렌즈 배럴이 감소되거나 제거되게 허용하여, 그에 따라 렌즈 시스템의 직경을 감소시킬 수 있다.
도 9는 일부 실시예들에 따른, 가시광을 흡수하고 적외선(IR) 광을 투과시키는 광학 재료로 적어도 부분적으로 구성되는 렌즈 요소의 플랜지를 예시한다. 일부 실시예들에서, 본 명세서에 설명된 바와 같은 광-흡수 플랜지 렌즈의 플랜지는 스펙트럼의 IR 부분 내의 광의 적어도 일부를 투과시키면서 스펙트럼의 가시 부분 내의 광을 흡수하는 광학 재료로 구성될 수 있다. 이는 카메라/렌즈의 기계적 특징부들이 IR 광을 사용하여 검출되게 허용하며, 예를 들어 렌즈들이 제조 동안 또는 제조 이후 IR 광을 사용하여 검사되게 허용할 수 있다.
도 10, 도 11a, 및 도 11b는 일부 실시예들에 따른, 본 명세서에 설명된 바와 같은 광-흡수 플랜지 렌즈들을 제조하기 위한 예시적인 방법들을 예시한다. 일부 실시예들에서, 광-흡수 플랜지 렌즈는, 렌즈 요소의 유효 영역에 대해 사용되는 투명 플라스틱 재료 및 플랜지의 적어도 일부에 대해 사용되는 광의 적어도 일부를 흡수하는 광학 재료를 갖는 2개의 상이한 플라스틱 재료들로 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광-흡수 플랜지 렌즈는 사출 성형 프로세스를 사용하여 형성될 수 있다. 도 10에 예시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 광-흡수 플랜지 렌즈는, 플랜지가 먼저 형성되고, 뒤이어 유효 영역이 형성되는 사출 성형 프로세스를 사용하여 형성될 수 있다. 그러나, 도 11a에 예시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 광-흡수 플랜지 렌즈는, 유효 영역이 먼저 형성되고, 뒤이어 플랜지가 형성되는 사출 성형 프로세스를 사용하여 형성될 수 있다. 도 11b에 예시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 광-흡수 플랜지 렌즈는, 플랜지의 광-흡수 부분이 형성되기 전에 렌즈 요소의 유효(중심) 영역 및 플랜지의 일부가 투명 재료로 형성되는 사출 성형 프로세스를 사용하여 형성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 전체 플랜지가 광학적 광-흡수 재료로 형성될 수 있다는 것을 유의한다. 그러나, 일부 실시예들에서, 예를 들어 도 11b에 예시된 바와 같이, 플랜지의 전부가 아니라 일부가 광학적 광-흡수 재료로 형성될 수 있다. 추가로, 렌즈 스택의 일부 실시예들에서, 렌즈 요소들 전부가 본 명세서에 설명된 바와 같은 광-흡수 플랜지 렌즈들일 수 있다는 것을 유의한다. 그러나, 일부 실시예들에서, 렌즈 스택 내의 렌즈 요소들 중 하나 이상의 렌즈 요소들은 본 명세서에 설명된 바와 같은 광-흡수 플랜지 렌즈들일 수 있는 반면, 렌즈 스택 내의 렌즈 요소들 중 하나 이상의 다른 렌즈 요소들은 단일체 렌즈들일 수 있다.
도 12는 일부 실시예들에 따른, 렌즈 요소들 중 하나 이상의 렌즈 요소들의 플랜지들이 도 4a 및 도 4b에 예시된 바와 같이 광학적 광-흡수 재료로 적어도 부분적으로 구성되는 렌즈 스택을 포함하는 카메라를 사용하여 이미지들을 캡처하기 위한 방법의 고레벨 흐름도이다. 1200에 표시된 바와 같이, 카메라 전방의 물체 필드로부터의 광은 렌즈 스택 내의 제1 렌즈 요소에서 수신된다. 렌즈 스택은 제1 렌즈 요소로부터 마지막 렌즈 요소로 카메라의 광축을 따라 배열된 다수의(예를 들어, 3개, 4개, 5개 등의) 렌즈 요소들을 포함할 수 있다. 도 6, 도 7 및 도 9는 사용될 수 있는 렌즈 스택들의 비제한적인 예들을 도시한다. 1202에 표시된 바와 같이, 광은, 카메라의 광센서의 표면에 있거나 그 부근에 있는 이미지 평면에서 이미지를 형성하기 위해 렌즈 스택 내의 렌즈 요소들에 의해 굴절된다. 렌즈 요소들의 플랜지들로 진입하는 광의 일부는 플랜지들의 적어도 일부가 구성되는 광-흡수 재료에 의해 흡수된다. 1204에 표시된 바와 같이, 이미지는 광센서에 의해 캡처된다. 도시되지 않았지만, 일부 실시예들에서, 광은, 예를 들어 렌즈 스택 내의 마지막 렌즈 요소와 광센서 사이에 위치될 수 있는 적외선 필터를 통과할 수 있다.
다른 광학 요소들에 대한 광-흡수 플랜지들
광학 시스템들에 대한 광-흡수 플랜지들을 갖는 굴절 렌즈들의 실시예들이 설명되었다. 그러나, 예를 들어 도 13a 및 도 13b에 도시된 바와 같이, 광학 시스템 또는 카메라는 다른 광학 요소들, 예를 들어 광학 시스템의 광축을 접는 하나 이상의 프리즘들 및/또는 적외선(IR) 필터들과 같은 하나 이상의 필터들을 포함할 수 있다. 도 13a는 물체측으로부터 광축 상의 이미지측으로 순서대로, 광축을 접는 프리즘(1390), 하나 이상의 굴절 렌즈 요소들(예를 들어, 도 4 내지 도 9에 예시된 바와 같은 하나 이상의 광-흡수 플랜지 렌즈들)을 포함하는 렌즈 스택(1310), IR 필터(1340)(선택적), 및 광센서(1350)를 포함하는 광학 시스템(1300A)을 도시한다. 프리즘(1390)은 광학 배율을 가질 수 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다. 도 13b는 물체측으로부터 광축 상의 이미지측으로 순서대로, 광축을 접는 제1 프리즘(1390A), 하나 이상의 굴절 렌즈 요소들(예를 들어, 도 4 내지 도 9에 예시된 바와 같은 하나 이상의 광-흡수 플랜지 렌즈들)을 포함하는 렌즈 스택(1310), 광축을 접는 제2 프리즘(1390B), IR 필터(1340)(선택적), 및 광센서(1350)를 포함하는 광학 시스템(1300B)을 도시한다. 하나 또는 둘 모두의 프리즘들(1390A, 1390B)은 광학 배율을 가질 수 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다.
IR 필터(1340)를 포함하는 종래의 광학 시스템들에서, IR 필터(1340)는 전형적으로, 예를 들어 도 2a에 도시된 바와 같이 렌즈 스택 내의 굴절 렌즈들을 갖는 배럴에 장착된다. 도 13c에 도시된 바와 같이, 도 13a 및 도 13b에 도시된 바와 같은 프리즘(들)(1390)을 포함하는 종래의 광학 시스템들에서, 프리즘(1390)의 축외 측부(off-axis side)들(1392A, 1392B)은 전형적으로 흑색 재료로 코팅되고, 프리즘(1390)은 기계적 강도를 제공하는 데 필요한 비교적 두꺼운 강성 홀더(1394)에 장착된다.
도 13c에 도시된 바와 같이 종래의 프리즘들 대신에 렌즈 스택에서 사용될 수 있는 광-흡수 홀더들로 형성된 프리즘들의 다양한 실시예들이 설명된다. 이들 프리즘들에서, 유효 영역은 투명 광학 재료로 구성되지만; 홀더는 홀더로 진입하는 광의 적어도 일부를 흡수하는 광학적 광-흡수 재료로 구성된다. 홀더들은 도 13c에 도시된 바와 같이 종래의 광학 시스템들에 사용되는 홀더들보다 덜 두꺼울 수 있으며, 따라서 광학 시스템의 총 크기를 감소시킬 수 있다. 이는 X-Y 치수들에서 카메라의 크기를 감소시킴으로써 카메라의 X-Y 크기에 상당한 영향을 줄 수 있다.
도 13c에 도시된 바와 같은 종래의 프리즘들에서, 프리즘(1390)의 축외 측부들(1392A, 1392B)은 측부들에 충돌하는 일부 광선들의 내부 전반사(TIR)를 야기할 수 있으며, 이는 카메라에 의해 캡처된 이미지들에서 "TIR 플레어"를 초래할 수 있다. 광학 시스템의 크기를 감소시키는 것에 부가하여, 프리즘들의 홀더들에서 광-흡수 재료를 사용하는 것은, 광선들이 프리즘의 표면들에 의해 반사되기보다는 홀더의 재료에 의해 흡수되기 때문에 프리즘의 축외 측부들에 의해 야기되는 TIR을 감소시키거나 제거할 수 있다.
유사하게, 도 13a 및 도 13b에 도시된 IR 필터(1340)와 같은 필터들은 광학 시스템의 크기를 감소시키고 그리고/또는 필터의 에지들에서 TIR을 감소시키거나 제거하기 위해 광-흡수 홀더로 형성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 본 명세서에 설명된 바와 같은 홀더로 형성된 프리즘은, 프리즘의 유효 영역에 대해 사용되는 투명 플라스틱 재료 및 홀더에 대해 사용되는 광의 적어도 일부를 흡수하는 광학 재료를 갖는 2개의 상이한 플라스틱 재료들로 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 프리즘 및 홀더는 사출 성형 프로세스, 예를 들어 광-흡수 플랜지 렌즈들을 제조하기 위해 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명된 프로세스들과 유사한 프로세스를 사용하여 형성될 수 있다. 유사하게, 본 명세서에 설명된 바와 같은 홀더로 형성된 필터는, 필터의 유효 영역에 대해 사용되는 필터의 목적에 기초하여 변하는 속성들(예를 들어, IR 필터에 대한 IR 필터링 속성들)을 갖는 플라스틱 재료 및 홀더에 대해 사용되는 광의 적어도 일부를 흡수하는 광학 재료를 갖는 2개의 상이한 플라스틱 재료들로 구성될 수 있다.
광-흡수 홀더들로 형성된 프리즘들 및/또는 필터들의 실시예들은 적외선 카메라 애플리케이션들 뿐만 아니라 가시광 카메라 애플리케이션들에서 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 홀더 내의 광-흡수 재료는 가시광 및 적외선(IR) 광 둘 모두를 흡수하는 광학 재료이다. 그러나, 일부 실시예들에서, 광-흡수 재료는 스펙트럼의 IR 부분 내의 광의 적어도 일부를 투과시키면서 스펙트럼의 가시 부분 내의 광을 흡수하는 광학 재료이다. 이는 광학 시스템의 기계적 특징부들이 IR 광을 사용하여 검출되게 허용하며, 예를 들어 광학 시스템이 제조 동안 또는 제조 이후 IR 광을 사용하여 검사되게 허용할 수 있다.
본 명세서에 설명된 바와 같이 프리즘들 및/또는 필터들을 포함하는 광학 시스템을 갖는 소형 포맷 팩터 카메라의 실시예들은 선명하고 고해상도의 이미지들을 여전히 캡처하면서 소형 패키지 크기로 구현되어, 카메라의 실시예들을, 셀 폰들, 스마트폰들, 패드 또는 태블릿 컴퓨팅 디바이스들, 랩톱, 넷북, 노트북, 서브노트북, 및 울트라북 컴퓨터들 등과 같은 소형의 그리고/또는 모바일 다기능 디바이스들에서 사용하기에 적합하게 만들 수 있다. 그러나, 광학 시스템의 양태들이 더 크거나 더 작은 패키지 크기들을 갖는 카메라들을 제공하기 위해 스케일 업되거나 스케일 다운될 수 있다는 것을 유의한다. 부가적으로, 카메라 시스템의 실시예들은 독립형 디지털 카메라들로 구현될 수 있다. 스틸(단일 프레임 캡처) 카메라 애플리케이션들에 부가하여, 카메라 시스템의 실시예들은 비디오 카메라 애플리케이션들에서 사용하도록 적응될 수 있다. 가시광 카메라 애플리케이션들에 부가하여, 프리즘들 및 필터들의 실시예들은 적외선 카메라 애플리케이션들에서 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 본 명세서에 설명되는 바와 같은 카메라는 하나 이상의 다른 카메라들, 예컨대 더 넓은-필드의 소형 포맷 카메라 또는 망원 또는 협각 소형 포맷 카메라와 함께 디바이스에 포함될 수 있으며, 이는, 예를 들어 디바이스를 이용하여 이미지들을 캡처할 때 사용자가 상이한 카메라 포맷들(예를 들어, 정상, 망원 또는 넓은-필드) 사이에서 선택하게 허용할 것이다. 일부 실시예들에서, 본 명세서에 설명되는 바와 같은 2개 이상의 소형 포맷 카메라들은 디바이스에, 예를 들어, 모바일 디바이스에 전방-대면 카메라 및 후방-대면 카메라로서 포함될 수 있다.
도 14는 일부 실시예들에 따른, 광-흡수 홀더(1420)로 형성된 예시적인 프리즘(1400)을 예시한다. 프리즘의 유효 영역(1410)은 가시 및 적외선(IR) 광 투과 광학 재료로 구성될 수 있다. 홀더(1420)는 홀더(1420)로 진입하는 광을 흡수하는 광학 재료로 구성된다. 프리즘(1400)의 물체측으로 진입하는 광은 프리즘의 반사측(1412)에 의해 방향전환되어, 그에 따라 광축을 접고, 프리즘(1400)의 이미지측에서 빠져나간다. 홀더(1420)에 대해 광-흡수 재료를 사용하는 것은 프리즘(1400)의 축외 측부들에서 광의 TIR에 의해 야기되는 플레어와 같은 광학 수차들을 감소시키거나 제거할 수 있다. 부가적으로, 홀더(1420)는 도 13c에 예시된 바와 같이 프리즘들에 대한 종래의 홀더들보다 덜 두꺼울 수 있다.
도 15는 일부 실시예들에 따른, 광-흡수 홀더(1520)로 형성된 광학 배율을 갖는 예시적인 프리즘(1500)을 예시한다. 도 14의 예시적인 프리즘(1400)에서, 유효 영역(1410)의 물체측, 반사측(1412), 및 이미지측은 평평한 표면들이다. 도 15의 예시적인 프리즘(1500)에서, 프리즘(1500)의 물체측, 반사측(1512), 및 이미지측 중 하나 이상은 프리즘(1500)이 양의 또는 음의 굴절력을 갖도록 만곡된 표면들(구면, 비구면, 볼록, 오목 등)일 수 있다. 프리즘의 유효 영역(1510)은 가시 및 적외선(IR) 광 투과 광학 재료로 구성될 수 있다. 홀더(1520)는 홀더(1520)로 진입하는 광을 흡수하는 광학 재료로 구성된다. 프리즘(1500)의 물체측으로 진입하는 광은 프리즘의 반사측(1512)에 의해 방향전환되어, 그에 따라 광축을 접고, 프리즘(1500)의 이미지측에서 빠져나간다. 홀더(1520)에 대해 광-흡수 재료를 사용하는 것은 프리즘(1500)의 축외 측부들에서 광의 TIR에 의해 야기되는 플레어와 같은 광학 수차들을 감소시키거나 제거할 수 있다. 부가적으로, 홀더(1520)는 도 13c에 예시된 바와 같이 프리즘들에 대한 종래의 홀더들보다 덜 두꺼울 수 있다.
도 16은 일부 실시예들에 따른, 장착 구조물(1622)을 포함하는 광-흡수 홀더(1620)로 형성된 광학 배율을 갖는 예시적인 프리즘(1600)을 예시한다. 프리즘의 유효 영역(1610)은 도 14 및 도 15에 도시된 프리즘들(1400, 1500)의 유효 영역과 유사할 수 있다. 그러나, 홀더(1620)는 광학 시스템/카메라에서의 프리즘(1600)의 장착을 용이하게 하기 위해 측부들 상에 장착 구조물(1622)을 갖도록 형성된다. 프리즘의 유효 영역(1610)은 가시 및 적외선(IR) 광 투과 광학 재료로 구성될 수 있다. 홀더(1620)는 홀더(1620)로 진입하는 광을 흡수하는 광학 재료로 구성된다. 프리즘(1600)의 물체측으로 진입하는 광은 프리즘의 반사측(1612)에 의해 방향전환되어, 그에 따라 광축을 접고, 프리즘(1600)의 이미지측에서 빠져나간다. 홀더(1620)에 대해 광-흡수 재료를 사용하는 것은 프리즘(1600)의 축외 측부들에서 광의 TIR에 의해 야기되는 플레어와 같은 광학 수차들을 감소시키거나 제거할 수 있다. 부가적으로, 홀더(1620)는 도 13c에 예시된 바와 같이 프리즘들에 대한 종래의 홀더들보다 덜 두꺼울 수 있다.
도 17은 일부 실시예들에 따른, 대안적인 광-흡수 홀더(1720)로 형성된 예시적인 프리즘(1700)을 예시한다. 프리즘의 유효 영역(1710)은 도 14 및 도 15에 도시된 프리즘들(1400, 1500)의 유효 영역과 유사할 수 있다. 그러나, 홀더(1720)는 브래킷과 더 유사하며, 프리즘의 유효 영역(1710)의 전체 축외 측부들을 덮지 않는다. 프리즘의 유효 영역(1710)은 가시 및 적외선(IR) 광 투과 광학 재료로 구성될 수 있다. 홀더(1720)는 홀더(1720)로 진입하는 광을 흡수하는 광학 재료로 구성된다. 프리즘(1700)의 물체측으로 진입하는 광은 프리즘의 반사측(1712)에 의해 방향전환되어, 그에 따라 광축을 접고, 프리즘(1700)의 이미지측에서 빠져나간다. 홀더(1720)에 대해 광-흡수 재료를 사용하는 것은 프리즘(1700)의 축외 측부들에서 광의 TIR에 의해 야기되는 플레어와 같은 광학 수차들을 감소시키는 것을 도울 수 있다. 부가적으로, 홀더(1520)는 도 13c에 예시된 바와 같이 프리즘들에 대한 종래의 홀더들보다 작을 수 있다.
도 18은 일부 실시예들에 따른, 광-흡수 홀더(1820)로 형성된 예시적인 적외선(IR) 필터(1800)를 예시한다. 필터의 유효 영역(1810)은 가시광 투과성 및 IR 광 흡수 광학 재료로 구성될 수 있다. 홀더(1820)는 홀더(1820)로 진입하는 광을 흡수하는 광학 재료로 구성된다. 홀더(1820)에 대해 광-흡수 재료를 사용하는 것은 필터(1800)의 측부들에서 광의 TIR에 의해 야기되는 플레어와 같은 광학 수차들을 감소시키거나 제거할 수 있다. 부가적으로, 홀더(1820)는 광학 시스템 내의 필터들에 대한 종래의 홀더들보다 작을 수 있다.
광-흡수 플랜지들 또는 홀더들로 형성된 렌즈들, 프리즘들, 및 필터들의 실시예들이 본 명세서에 설명되지만, 유사한 방법들이 광-흡수 플랜지들 또는 홀더들을 갖는 다른 광학 요소들을 형성하는 데 사용될 수 있다.
예시적인 컴퓨팅 디바이스
도 19는 도 1 내지 도 12에 예시된 바와 같은 카메라의 실시예들을 포함하거나 호스팅할 수 있는, 컴퓨터 시스템(2000)으로 지칭되는, 예시적인 컴퓨팅 디바이스를 예시한다. 또한, 컴퓨터 시스템(2000)은 카메라의 동작들을 제어하고 그리고/또는 카메라를 이용하여 캡처된 이미지들의 이미지 프로세싱을 수행하기 위한 방법들을 구현할 수 있다. 상이한 실시예들에서, 컴퓨터 시스템(2000)은 개인용 컴퓨터 시스템, 데스크톱 컴퓨터, 랩톱, 노트북, 태블릿 또는 패드 디바이스, 슬레이트, 또는 넷북 컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터 시스템, 핸드헬드 컴퓨터, 워크스테이션, 네트워크 컴퓨터, 카메라, 셋톱 박스, 모바일 디바이스, 무선 폰, 스마트폰, 소비자 디바이스, 비디오 게임 콘솔, 핸드헬드 비디오 게임 디바이스, 애플리케이션 서버, 저장 디바이스, 텔레비전, 비디오 녹화 디바이스, 주변기기 디바이스, 예컨대 스위치, 모뎀, 라우터, 또는 대체로 임의의 유형의 컴퓨팅 또는 전자 디바이스를 포함하지만 이들로 제한되지 않는, 다양한 유형의 디바이스들 중 임의의 것일 수 있다.
예시된 실시예에서, 컴퓨터 시스템(2000)은 입력/출력(I/O) 인터페이스(2030)를 통해 시스템 메모리(2020)에 커플링된 하나 이상의 프로세서들(2010)을 포함한다. 컴퓨터 시스템(2000)은 I/O 인터페이스(2030)에 커플링된 네트워크 인터페이스(2040), 및 하나 이상의 입력/출력 디바이스들(2050), 예컨대 커서 제어 디바이스(2060), 키보드(2070), 및 디스플레이(들)(2080)를 더 포함한다. 컴퓨터 시스템(2000)은 또한, 하나 이상의 카메라들(2090), 예를 들어, I/O 인터페이스(2030)에 또한 커플링될 수 있는, 도 1 내지 도 19에 관해 위에서 설명된 바와 같은 하나 이상의 카메라들, 또는 넓은-필드 및/또는 망원 카메라들과 같은 하나 이상의 다른 카메라들과 함께 도 1 내지 도 18에 관해 위에서 설명된 바와 같은 하나 이상의 카메라들을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 컴퓨터 시스템(2000)은 하나의 프로세서(2010)를 포함하는 단일프로세서 시스템, 또는 여러 개(예를 들어, 2개, 4개, 8개, 또는 다른 적합한 개수)의 프로세서들(2010)을 포함하는 멀티프로세서 시스템일 수 있다. 프로세서들(2010)은 명령어들을 실행할 수 있는 임의의 적합한 프로세서일 수 있다. 예를 들어, 다양한 실시예들에서, 프로세서들(2010)은 다양한 명령어 세트 아키텍처(ISA)들, 예컨대 x86, PowerPC, SPARC, 또는 MIPS ISA들, 또는 임의의 다른 적합한 ISA 중 임의의 것을 구현하는 범용 또는 임베디드 프로세서들일 수 있다. 멀티프로세서 시스템들에서, 프로세서들(2010) 각각은 일반적으로 동일한 ISA를 구현할 수 있지만 반드시 그러한 것은 아니다.
시스템 메모리(2020)는 프로세서(2010)에 의해 액세스가능한 프로그램 명령어들(2022) 및/또는 데이터(2032)를 저장하도록 구성될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 시스템 메모리(2020)는 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM), 동기식 동적 RAM(SDRAM), 비휘발성/플래시-타입 메모리, 또는 임의의 다른 유형의 메모리와 같은 임의의 적합한 메모리 기술을 사용하여 구현될 수 있다. 예시된 실시예에서, 프로그램 명령어들(2022)은 카메라(2090)의 동작들을 제어하기 위한, 그리고 통합된 카메라(2090)로 이미지들을 캡처 및 프로세싱하기 위한 다양한 인터페이스들, 방법들 및/또는 데이터, 또는 다른 방법들 또는 데이터, 예를 들어 카메라(2090)로 캡처되는 이미지들을 캡처, 디스플레이, 프로세싱, 및 저장하기 위한 인터페이스들 및 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로그램 명령어들 및/또는 데이터는 시스템 메모리(2020) 또는 컴퓨터 시스템(2000)과는 별개인 상이한 유형들의 컴퓨터 액세스가능 매체들 또는 유사한 매체들에서 수신, 전송, 또는 저장될 수 있다.
일 실시예에서, I/O 인터페이스(2030)는 프로세서(2010), 시스템 메모리(2020), 및 네트워크 인터페이스(2040) 또는 다른 주변기기 인터페이스들, 예컨대 입력/출력 디바이스들(2050)을 포함한 디바이스 내의 임의의 주변기기 디바이스들 사이에서 I/O 트래픽을 조정하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, I/O 인터페이스(2030)는 하나의 컴포넌트(예를 들어, 시스템 메모리(2020))로부터의 데이터 신호들을 다른 컴포넌트(예를 들어, 프로세서(2010))에 의한 사용에 적합한 포맷으로 변환하기 위해 임의의 필수적인 프로토콜, 타이밍, 또는 다른 데이터 변환들을 수행할 수 있다. 일부 실시예들에서, I/O 인터페이스(2030)는, 예를 들어, PCI(Peripheral Component Interconnect) 버스 표준 또는 USB(Universal Serial Bus) 표준의 변형물과 같은 다양한 유형들의 주변기기 버스들을 통해 부착되는 디바이스들을 위한 지원부를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, I/O 인터페이스(2030)의 기능은, 예를 들어, 2개 이상의 별개의 컴포넌트들, 예컨대 노스 브리지 및 사우스 브리지로 분할될 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 시스템 메모리(2020)에 대한 인터페이스와 같은 I/O 인터페이스(2030)의 기능 중 일부 또는 전부가 프로세서(2010) 내에 직접 통합될 수 있다.
네트워크 인터페이스(2040)는, 컴퓨터 시스템(2000)과, 네트워크(2085)에 부착된 다른 디바이스들(예를 들어, 캐리어 또는 에이전트 디바이스들) 사이에서, 또는 컴퓨터 시스템(2000)의 노드들 사이에서 데이터가 교환되게 허용하도록 구성될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 네트워크(2085)는 로컬 영역 네트워크(LAN)들(예를 들어, 이더넷(Ethernet) 또는 회사 네트워크), 광역 네트워크(WAN)들(예를 들어, 인터넷), 무선 데이터 네트워크들, 일부 다른 전자 데이터 네트워크, 또는 이들의 일부 조합을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 하나 이상의 네트워크들을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 네트워크 인터페이스(2040)는, 예를 들어 유선 또는 무선의 일반 데이터 네트워크들, 예컨대 임의의 적합한 유형의 이더넷 네트워크를 통해; 원격통신/전화 네트워크들, 예컨대 아날로그 음성 네트워크들 또는 디지털 광섬유 통신 네트워크들을 통해; 저장 영역 네트워크(storage area network)들, 예컨대 광섬유 채널 SAN(Fibre Channel SAN)들을 통해; 또는 임의의 다른 적합한 유형의 네트워크 및/또는 프로토콜을 통해 통신을 지원할 수 있다.
입력/출력 디바이스들(2050)은, 일부 실시예들에서, 하나 이상의 디스플레이 단말기들, 키보드들, 키패드들, 터치패드들, 스캐닝 디바이스들, 음성 또는 광 인식 디바이스들, 또는 컴퓨터 시스템(2000)에 의해 데이터를 입력 또는 액세스하는 데 적합한 임의의 다른 디바이스들을 포함할 수 있다. 다수의 입력/출력 디바이스들(2050)은 컴퓨터 시스템(2000)에 존재할 수 있거나, 또는 컴퓨터 시스템(2000)의 다양한 노드들 상에 분산될 수 있다. 일부 실시예들에서, 유사한 입력/출력 디바이스들은 컴퓨터 시스템(2000)으로부터 분리될 수 있고, 유선 또는 무선 연결을 통해, 예컨대 네트워크 인터페이스(2040)를 통해, 컴퓨터 시스템(2000)의 하나 이상의 노드들과 상호작용할 수 있다.
도 19에 도시된 바와 같이, 메모리(2020)는 통합된 카메라(2090)를 지원하기 위해 임의의 요소 또는 액션을 구현하도록 프로세서-실행가능할 수 있는 프로그램 명령어들(2022)을 포함할 수 있으며, 이는 카메라(2090)를 제어하기 위한 이미지 프로세싱 소프트웨어 및 인터페이스 소프트웨어를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 일부 실시예들에서, 카메라(2090)에 의해 캡처된 이미지들이 메모리(2020)에 저장될 수 있다. 부가적으로, 카메라(2090)에 의해 캡처된 이미지들에 대한 메타데이터가 메모리(2020)에 저장될 수 있다.
당업자들은, 컴퓨터 시스템(2000)이 단지 예시적인 것이고, 실시예들의 범주를 제한하는 것으로 의도되지는 않는다는 것을 인식할 것이다. 특히, 컴퓨터 시스템 및 디바이스들은 컴퓨터들, 네트워크 디바이스들, 인터넷 어플라이언스들, PDA들, 무선 전화기들, 호출기들, 비디오 또는 스틸 카메라들 등을 포함하는, 표시된 기능들을 수행할 수 있는 하드웨어 또는 소프트웨어의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템(2000)은 또한 도시되지 않은 다른 디바이스들에 연결될 수 있거나, 또는 대신에 독립형 시스템으로서 동작할 수 있다. 부가적으로, 예시된 컴포넌트들에 의해 제공되는 기능은 일부 실시예들에서, 더 적은 수의 컴포넌트들로 조합될 수 있거나 또는 부가적인 컴포넌트들에 분산될 수 있다. 유사하게, 일부 실시예들에서, 예시된 컴포넌트들 중 일부 컴포넌트들의 기능이 제공되지 않을 수 있고 그리고/또는 다른 부가적인 기능이 이용가능할 수 있다.
당업자들은 또한, 다양한 아이템들이 사용되는 동안 메모리에 또는 저장소 상에 저장되는 것으로 도시되어 있지만, 이들 아이템들 또는 이들의 일부들은 메모리 관리 및 데이터 무결성의 목적들을 위해 메모리와 다른 저장 디바이스들 사이에서 전달될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 대안적으로, 다른 실시예들에서, 소프트웨어 컴포넌트들 중 일부 또는 전부는 다른 디바이스 상의 메모리에서 실행될 수 있고, 컴퓨터간 통신을 통해 도시된 컴퓨터 시스템(2000)과 통신할 수 있다. 시스템 컴포넌트들 또는 데이터 구조들 중 일부 또는 전부는, 또한, 적절한 드라이브에 의해 판독될 컴퓨터 액세스가능 매체 또는 휴대용 물품 상에 (예를 들어, 명령어들 또는 구조화된 데이터로서) 저장될 수 있으며, 그의 다양한 예들이 위에 설명되어 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨터 시스템(2000)으로부터 분리된 컴퓨터 액세스가능 매체 상에 저장된 명령어들은, 네트워크 및/또는 무선 링크와 같은 통신 매체를 통해 전달되는 전기, 전자기, 또는 디지털 신호들과 같은 송신 매체들 또는 신호들을 통해 컴퓨터 시스템(2000)으로 송신될 수 있다. 다양한 실시예들은 컴퓨터 액세스가능 매체에 관한 전술한 설명에 따라 구현된 명령어들 및/또는 데이터를 수신, 전송, 또는 저장하는 것을 더 포함할 수 있다. 일반적으로 말하면, 컴퓨터 액세스가능 매체는 자기적 또는 광학 매체들과 같은 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체 또는 메모리 매체, 예를 들어 디스크 또는 DVD/CD-ROM, 휘발성 또는 비휘발성 매체들, 예컨대, RAM(예를 들어, SDRAM, DDR, RDRAM, SRAM 등), ROM 등을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨터-액세스가능 매체는, 네트워크 및/또는 무선 링크와 같은 통신 매체를 통해 전달되는 전기, 전자기, 또는 디지털 신호들과 같은 송신 매체들 또는 신호들을 포함할 수 있다.
본 명세서에 설명된 방법들은, 상이한 실시예들에서, 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 부가적으로, 방법들의 블록들의 순서는 변경될 수 있고, 다양한 요소들이 부가, 재순서화, 조합, 생략, 수정, 기타 등등될 수 있다. 본 개시의 이익을 가진 당업자에게 명백한 바와 같이 다양한 수정들 및 변화들이 이루어질 수 있다. 본 명세서에 설명된 다양한 실시예들은 예시적인 것이며 제한하려는 것으로 의도되지 않는다. 많은 변형들, 수정들, 부가들 및 개선들이 가능하다. 따라서, 복수의 예시들이 본 명세서에 설명된 컴포넌트들에 대해 단일의 예시로서 제공될 수 있다. 다양한 컴포넌트들, 동작들, 및 데이터 저장들 사이의 경계들은 다소 임의적이고, 특정 동작들은 특정 예시 구성들의 맥락에서 예시된다. 기능의 다른 할당들이 계획되고, 다음의 청구범위의 범주 내에 속할 수 있다. 마지막으로, 예시적인 구성들에서 별개의 컴포넌트들로서 제시된 구조들 및 기능은 조합된 구조 또는 컴포넌트로서 구현될 수 있다. 이들 및 다른 변형들, 수정들, 부가들 및 개선들은 다음의 청구범위에 정의된 바와 같은 실시예들의 범주 내에 속할 수 있다.
Claims (20)
- 굴절 렌즈로서,
광을 투과시키는 투명 광학 재료로 구성된 유효 영역; 및
상기 유효 영역 주위의 플랜지(flange)를 포함하며, 상기 플랜지의 적어도 일부는 상기 플랜지로 진입하는 광의 적어도 일부를 흡수하는 광학적 광-흡수 재료로 구성되는, 굴절 렌즈. - 제1항에 있어서,
상기 광학적 광-흡수 재료는 스펙트럼의 적외선 부분 내의 광의 적어도 일부를 투과시키면서 상기 스펙트럼의 가시 부분 내의 광을 흡수하는, 굴절 렌즈. - 제1항에 있어서,
상기 광학적 광-흡수 재료는 스펙트럼의 가시 부분 내의 광 및 상기 스펙트럼의 적외선 부분 내의 광을 흡수하는, 굴절 렌즈. - 제1항에 있어서,
상기 광학적 광-흡수 재료의 굴절률은 상기 투명 광학 재료의 굴절률보다 높은, 굴절 렌즈. - 제1항에 있어서,
상기 투명 광학 재료 및 상기 광학적 광-흡수 재료는 광학 플라스틱 재료들인, 굴절 렌즈. - 제5항에 있어서,
상기 굴절 렌즈는 사출 성형 프로세스를 사용하여 형성되는, 굴절 렌즈. - 제6항에 있어서,
상기 굴절 렌즈는, 상기 플랜지가 먼저 형성되고, 뒤이어 상기 유효 영역이 형성되는 사출 성형 프로세스를 사용하여 형성되는, 굴절 렌즈. - 제7항에 있어서,
상기 굴절 렌즈는, 상기 유효 영역이 먼저 형성되고, 뒤이어 상기 플랜지가 형성되는 사출 성형 프로세스를 사용하여 형성되는, 굴절 렌즈. - 렌즈 시스템으로서,
상기 렌즈 시스템의 광축을 따라 배열된 복수의 굴절 렌즈 요소들을 포함하는 렌즈 스택을 포함하며;
상기 굴절 렌즈 요소들 중 적어도 하나는,
광을 투과시키는 투명 광학 재료로 구성된 유효 영역; 및
상기 유효 영역 주위의 플랜지를 포함하고, 상기 플랜지의 적어도 일부는 상기 플랜지로 진입하는 상기 광의 적어도 일부를 흡수하는 광학적 광-흡수 재료로 구성되는, 렌즈 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 광학적 광-흡수 재료는 스펙트럼의 적외선 부분 내의 광의 적어도 일부를 투과시키면서 상기 스펙트럼의 가시 부분 내의 광을 흡수하는, 렌즈 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 광학적 광-흡수 재료는 스펙트럼의 가시 부분 내의 광 및 상기 스펙트럼의 적외선 부분 내의 광을 흡수하는, 렌즈 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 광학적 광-흡수 재료의 굴절률은 상기 투명 광학 재료의 굴절률보다 높은, 렌즈 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 투명 광학 재료 및 상기 광학적 광-흡수 재료는 광학 플라스틱 재료들인, 렌즈 시스템. - 제9항에 있어서,
적어도 하나의 구경 조리개를 더 포함하는, 렌즈 시스템. - 카메라로서,
광센서 - 상기 광센서는 상기 광센서의 표면 상에 투사된 광을 캡처하도록 구성됨 -; 및
상기 광센서의 표면에 있거나 그 부근에 있는 이미지 평면에서 장면의 이미지를 형성하기 위해 상기 카메라의 전방에 위치된 물체 필드로부터의 광을 굴절시키도록 구성된 렌즈 시스템을 포함하며, 상기 렌즈 시스템은 상기 카메라의 광축을 따라 배열된 복수의 굴절 렌즈 요소들을 포함하는 렌즈 스택을 포함하고;
상기 렌즈 스택 내의 상기 굴절 렌즈 요소들 중 적어도 하나는,
광을 투과시키는 투명 광학 재료로 구성된 유효 영역; 및
상기 유효 영역 주위의 플랜지를 포함하고, 상기 플랜지의 적어도 일부는 상기 플랜지로 진입하는 상기 광의 적어도 일부를 흡수하는 광학적 광-흡수 재료로 구성되는, 카메라. - 제15항에 있어서,
상기 광학적 광-흡수 재료는 스펙트럼의 적외선 부분 내의 광의 적어도 일부를 투과시키면서 상기 스펙트럼의 가시 부분 내의 광을 흡수하는, 카메라. - 제15항에 있어서,
상기 광학적 광-흡수 재료는 스펙트럼의 가시 부분 내의 광 및 상기 스펙트럼의 적외선 부분 내의 광을 흡수하는, 카메라. - 제15항에 있어서,
상기 투명 광학 재료 및 상기 광학적 광-흡수 재료는 광학 플라스틱 재료들이고,
상기 광학적 광-흡수 재료의 굴절률은 상기 투명 광학 재료의 굴절률보다 높은, 카메라. - 제15 항에 있어서,
상기 카메라의 상기 광축을 접도록 구성된 하나 이상의 프리즘들을 더 포함하며,
상기 하나 이상의 프리즘들 중 적어도 하나는,
광을 투과시키는 투명 광학 재료로 구성된 유효 영역; 및
광학적 광-흡수 재료로 구성된 홀더를 포함하는, 카메라. - 제15항에 있어서,
적외선 필터를 더 포함하며,
상기 적외선 필터는,
가시광을 투과시키고 적외선 광을 필터링하는 광학 재료로 구성된 유효 영역; 및
광학적 광-흡수 재료로 구성된 홀더를 포함하는, 카메라.
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