KR20230060436A - Lens assembly, imaging apparatus and electronic apparatus employing the same - Google Patents

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KR20230060436A
KR20230060436A KR1020220077081A KR20220077081A KR20230060436A KR 20230060436 A KR20230060436 A KR 20230060436A KR 1020220077081 A KR1020220077081 A KR 1020220077081A KR 20220077081 A KR20220077081 A KR 20220077081A KR 20230060436 A KR20230060436 A KR 20230060436A
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Abstract

A lens assembly, and an imaging device and an electronic device including the same are disclosed. The disclosed lens assembly includes, arranged from a subject side to an image side, a first refractive lens; a second refractive lens; and a meta-lens disposed between the second refractive lens and the image side. Thus, the present invention can provide the lens assembly, and the imaging device and electronic device including the same that can implement telephoto cameras of various magnifications.

Description

렌즈 어셈블리 및 이를 포함하는 이미징 장치 및 전자 장치{Lens assembly, imaging apparatus and electronic apparatus employing the same}Lens assembly, imaging apparatus and electronic apparatus including the same {Lens assembly, imaging apparatus and electronic apparatus employing the same}

메타 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리 및, 이를 포함하는 이미징 장치 및 전자 장치에 관한 것이다. It relates to a lens assembly including a meta lens, and an imaging device and an electronic device including the same.

이미지나 동영상 촬영을 위한 광학 장치로서 CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 등과 같은 이미지 센서를 가진 이미징 장치 예컨대, 카메라가 사용되고 있다. 높은 품질의 이미지 및/또는 동영상을 획득하기 위해, 카메라에는 복수의 렌즈들의 조합으로 이루어진 렌즈 어셈블리가 사용될 수 있다. 이러한 렌즈 어셈블리와 이미지 센서를 포함하는 카메라는 증강 현실 또는 가상 현실 장치, 휴대용 무선 단말기 등의 소형 전자 장치 등, 다양한 전자 장치에 탑재될 수 있다. An imaging device having an image sensor such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS), for example, a camera, is used as an optical device for capturing images or moving pictures. A lens assembly composed of a combination of a plurality of lenses may be used in a camera to obtain high quality images and/or moving pictures. A camera including such a lens assembly and an image sensor may be mounted in various electronic devices, such as augmented reality or virtual reality devices and small electronic devices such as portable wireless terminals.

고품질의 이미지 및/또는 동영상을 획득하기 위해서는, 렌즈 어셈블리를 이루는 복수의 렌즈 중 적어도 일부를 이미지 품질을 저하하는 다양한 수차를 제거하도록 구성하며, 이와 같은 구성은 렌즈 어셈블리의 총장을 증가시키게 되어 카메라를 소형화 하는 것이 어렵다. 또한, 스마트폰 등의 휴대용 무선 단말기에서는 실장 공간 제약과 렌즈 소재의 한계로 인해, 렌즈 어셈블리를 가지는 카메라를 고성능의 다양한 배율로 구현하기가 어렵다.In order to obtain high-quality images and / or videos, at least some of the plurality of lenses constituting the lens assembly are configured to remove various aberrations that degrade image quality, and such a configuration increases the total length of the lens assembly, so that the camera It is difficult to miniaturize. In addition, in a portable wireless terminal such as a smart phone, it is difficult to implement a camera having a lens assembly with high performance and various magnifications due to limitations in mounting space and lens material.

다양한 배율의 망원 카메라를 구현할 수 있는 렌즈 어셈블리 및 이를 적용한 이미징 장치 및 전자 장치를 제공한다. A lens assembly capable of realizing a telephoto camera with various magnifications, and an imaging device and electronic device to which the same is applied are provided.

일 유형에 따른 렌즈 어셈블리는, 피사체측으로부터 상측으로 배열되는 것으로, 제1굴절렌즈; 제2굴절렌즈; 및 상기 제2굴절렌즈와 상면 사이에 배치되는 메타 렌즈를 포함하며, 상기 메타 렌즈는, 제1메타 렌즈; 및 상기 제1메타 렌즈로부터 이격된 제2메타 렌즈를 포함한다.A lens assembly according to one type is arranged from the subject side to the image side, the first refractive lens; a second refractive lens; and a meta lens disposed between the second refractive lens and the image surface, wherein the meta lens includes: a first meta lens; and a second meta-lens spaced apart from the first meta-lens.

상기 제1굴절렌즈는, 정의 굴절력을 가지며 저분산 소재로 형성되고, 상기 제2굴절렌즈는, 부의 굴절력을 가지며 고분산 소재로 형성될 수 있다.The first refractive lens may have a positive refractive power and be formed of a low-dispersion material, and the second refractive lens may have a negative refractive power and be formed of a high-dispersion material.

상기 제1굴절렌즈는 아베수 45 이상, 65이하인 플라스틱 소재로 형성될 수 있다.The first refractive lens may be formed of a plastic material having an Abbe number of 45 or more and 65 or less.

상기 제2굴절렌즈는 아베수 25 이상, 45 이하인 플라스틱 소재로 형성될 수 있다.The second refractive lens may be formed of a plastic material having an Abbe number of 25 or more and 45 or less.

상기 제2굴절렌즈는 아베수 25 이상, 45 이하인 플라스틱 소재로 형성될 수 있다.The second refractive lens may be formed of a plastic material having an Abbe number of 25 or more and 45 or less.

상기 제1굴절렌즈는 주로 광을 포커싱하는 역할을 하도록 마련되고, 상기 제2굴절렌즈 및 메타 렌즈 중 적어도 하나는 주로 색수차를 보정하는 역할을 하도록 마련될 수 있다.The first refractive lens may be mainly provided to focus light, and at least one of the second refractive lens and the meta lens may be mainly provided to correct chromatic aberration.

상기 메타 렌즈는 기본 색수차 보정에 주로 기여하며, 상기 제2굴절렌즈는 2차 색수차 보정에 주로 기여할 수 있다.The meta lens mainly contributes to correcting basic chromatic aberration, and the second refractive lens may mainly contribute to correcting secondary chromatic aberration.

상기 제2굴절렌즈와 상기 메타 렌즈 사이, 상기 메타 렌즈와 상면 사이 중 어느 한 곳에 광의 진행 방향으로 꺾어주는 광학 소자;를 더 포함할 수 있다. It may further include an optical element that bends in the traveling direction of light at any one place between the second refractive lens and the meta lens and between the meta lens and the image surface.

상기 광학 소자는 프리즘일 수 있다.The optical element may be a prism.

상기 메타 렌즈와 상면 사이에, 높은 입사각도로 입사되는 광을 상면에 포커싱하기 위한 적어도 하나의 굴절렌즈를 더 포함할 수 있다.Between the meta lens and the image surface, at least one refracting lens for focusing light incident at a high incident angle onto the image surface may be further included.

상기 제1메타 렌즈와 제2메타 렌즈 사이에 스페이서를 더 포함할 수 있다.A spacer may be further included between the first meta-lens and the second meta-lens.

상기 제1 및 제2메타 렌즈는, 동작 파장보다 작은 형상 치수를 가지며, 위치에 따라 폭이 변하는 복수의 나노구조물의 배열을 구비할 수 있다.The first and second meta-lenses may include an array of a plurality of nanostructures having a shape dimension smaller than an operating wavelength and having a width that varies depending on a position.

상기 복수의 나노구조물은 주변물질보다 굴절율이 0.5 이상 높거나 낮도록 마련될 수 있다.The plurality of nanostructures may be prepared to have a refractive index higher than or lower than 0.5 of surrounding materials.

상기 복수의 나노구조물은 c-Si, p-Si, a-Si, III-V 화합물 반도체(GaP, GaN, GaAs 등), SiC, TiO2, TiSiOx, SiN 중 적어도 어느 하나의 물질로 형성되어, 주변물질보다 굴절율이 높도록 마련될 수 있다.The plurality of nanostructures are formed of at least one of c-Si, p-Si, a-Si, III-V compound semiconductors (GaP, GaN, GaAs, etc.), SiC, TiO 2 , TiSiOx, and SiN, It may be provided to have a higher refractive index than surrounding materials.

상기 복수의 나노구조물은 SiO2, air 중 어느 하나의 물질로 형성되어, 주변물질보다 굴절율이 낮도록 마련될 수 있다.The plurality of nanostructures may be formed of any one of SiO2 and air to have a lower refractive index than surrounding materials.

상기 제1 및 제2메타 렌즈 중 적어도 하나는, 복수의 나노구조물과, 이들을 둘러싸는 주변물질을 포함하며, 상기 나노구조물의 유효 굴절율이 주변물질의 유효 굴절율보다 크거나 작을 수 있다.At least one of the first and second meta-lenses may include a plurality of nanostructures and a surrounding material surrounding them, and an effective refractive index of the nanostructure may be greater than or less than an effective refractive index of the surrounding material.

상기 제1 및 제2메타 렌즈 중 적어도 하나는, 복수의 나노구조물과, 이들을 둘러싸는 주변물질을 포함하는 층이 단층으로 배열되거나, 2층 이상으로 배열될 수 있다.In at least one of the first and second meta-lenses, layers including a plurality of nanostructures and peripheral materials surrounding them may be arranged in a single layer or in two or more layers.

일 유형에 따른 이미징 장치는, 렌즈 어셈블리; 및 상기 렌즈 어셈블리에 의해 형성되는 광학 상을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서;를 포함하며, 상기 렌즈 어셈블리는, 피사체측으로부터 상측으로 배열되는 것으로, 제1굴절렌즈; 제2굴절렌즈; 및 상기 제2굴절렌즈와 상면 사이에 배치되는 메타 렌즈를 포함하며,An imaging device according to one type includes a lens assembly; and an image sensor for converting an optical image formed by the lens assembly into an electrical signal, wherein the lens assembly is arranged from a subject side to an image side, and includes a first refractive lens; a second refractive lens; And a meta lens disposed between the second refractive lens and the image surface,

상기 메타 렌즈는, 제1메타 렌즈; 및 상기 제1메타 렌즈로부터 이격된 제2메타 렌즈를 포함한다.The meta lens may include a first meta lens; and a second meta-lens spaced apart from the first meta-lens.

일 유형에 따른 전자 장치는, 카메라 모듈;을 포함하며, 상기 카메라 모듈은, 피사체측으로부터 상측으로 배열되는 것으로, 제1굴절렌즈, 제2굴절렌즈, 및 상기 제2굴절렌즈와 상면 사이에 배치되는 메타 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리; 및 상기 렌즈 어셈블리에 의해 형성되는 광학 상을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서;를 포함하며, 상기 메타 렌즈는, 제1메타 렌즈; 및 상기 제1메타 렌즈로부터 이격된 제2메타 렌즈를 포함한다. An electronic device according to one type includes a camera module, wherein the camera module is arranged from a subject side to an image side, and is disposed between a first refractive lens, a second refractive lens, and the second refractive lens and the image surface. A lens assembly including a meta lens to be; and an image sensor that converts an optical image formed by the lens assembly into an electrical signal, wherein the meta lens includes: a first meta lens; and a second meta-lens spaced apart from the first meta-lens.

실시예에 따른 렌즈 어셈블리는, 제1굴절렌즈, 제2굴절렌즈 및 메타 렌즈를 포함하여, 망원 렌즈를 구현할 수 있다.The lens assembly according to the embodiment may implement a telephoto lens by including a first refractive lens, a second refractive lens, and a meta lens.

이러한 실시예에 따른 렌즈 어셈블리를 적용하면, 다양한 배율의 망원 카메라를 구현할 수 있다. 또한, 파장간 광경로 차이에 기반한 색분산 보상의 역할을 하도록 마련된 메타 렌즈를 적용함으로써, 실장 공간 제약 및 렌즈 소재의 한계를 극복할 수 있다.By applying the lens assembly according to this embodiment, it is possible to implement a telephoto camera with various magnifications. In addition, by applying a meta lens prepared to serve as a chromatic dispersion compensation based on an optical path difference between wavelengths, it is possible to overcome the limitations of mounting space and lens material.

도 1은 실시예에 따른 렌즈 어셈블리 및 이를 적용한 이미징 장치의 광학적 구성을 개략적으로 보여준다.
도 2 및 도 3은 실시예에 따른 렌즈 어셈블리 및 이를 적용한 이미징 장치의 광학적 구성의 변형 예를 개략적으로 보여준다.
도 4는 다른 실시예에 따른 렌즈 어셈블리 및 이를 적용한 이미징 장치의 광학적 구성을 개략적으로 보여준다.
도 5는 실시예에 따른 렌즈 어셈블리에 적용되는 메타 렌즈의 구성을 개략적으로 보인 단면도이다.
도 6은 실시예에 따른 렌즈 어셈블리에 적용되는 메타 렌즈의 다른 구성 예를 개략적으로 보인 단면도이다.
도 7은 전술한 다양한 실시예에 따른 렌즈 어셈블리에 적용되는 메타 렌즈의 또 다른 구성 예를 개략적으로 보인 단면도이다.
도 8a는 실시예에 따른 렌즈 어셈블리에 적용되는 메타 렌즈의 개략적인 구조를 보이는 평면도이다.
도 8b는 도 8a의 각 영역별로 구현되는 위상 프로파일을 예시적으로 보여준다.
도 9 및 도 10은 도 8의 메타 렌즈의 예시적인 단면도들을 보여준다.
도 11은 표 1 내지 표 6의 설계 데이터에 따라 실시예에 따른 렌즈 어셈블리를 설계할 때, 입사 방향에 따른 광의 포커싱을 보여준다.
도 12는 표 1 내지 표 6 및 도 11에서와 같이 설계될 때의 실시예에 따른 렌즈 어셈블리의 MTF(Modulus of the OTF) 성능을 보여준다.
도 13은 실시예에 따른 렌즈 어셈블리를 포함하는 이미징 장치를 망원 카메라로서 모바일 기기에 적용한 예를 보여주는 개념도이다.
도 14는 모바일 기기 내부에 실시예에 따른 렌즈 어셈블리를 적용한 폴디드 망원 카메라를 배치한 예를 보여준다.
도 15는 실시예에 따른 전자 장치의 개략적인 구성을 보이는 블록도이다.
도 16은 도 15의 전자 장치에 구비되는 카메라 모듈의 개략적인 구성을 예시적으로 보이는 블록도이다.
1 schematically shows an optical configuration of a lens assembly according to an embodiment and an imaging device to which the same is applied.
2 and 3 schematically show modified examples of an optical configuration of a lens assembly and an imaging device to which the same is applied according to the embodiment.
4 schematically shows an optical configuration of a lens assembly and an imaging device to which the same is applied according to another embodiment.
5 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a meta lens applied to a lens assembly according to an embodiment.
6 is a cross-sectional view schematically showing another configuration example of a meta lens applied to a lens assembly according to an embodiment.
7 is a cross-sectional view schematically showing another configuration example of a meta lens applied to a lens assembly according to various embodiments described above.
8A is a plan view showing a schematic structure of a meta lens applied to a lens assembly according to an embodiment.
FIG. 8B exemplarily shows a phase profile implemented for each area of FIG. 8A.
9 and 10 show exemplary cross-sectional views of the meta lens of FIG. 8 .
11 shows focusing of light according to an incident direction when a lens assembly according to an embodiment is designed according to the design data of Tables 1 to 6.
12 shows Modulus of the OTF (MTF) performance of the lens assembly according to the embodiment when designed as shown in Tables 1 to 6 and FIG. 11 .
13 is a conceptual diagram illustrating an example of applying an imaging device including a lens assembly according to an embodiment to a mobile device as a telephoto camera.
14 shows an example of disposing a folded telephoto camera to which a lens assembly according to an embodiment is applied inside a mobile device.
15 is a block diagram showing a schematic configuration of an electronic device according to an embodiment.
16 is a block diagram showing a schematic configuration of a camera module provided in the electronic device of FIG. 15 as an example.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 예시적인 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다. Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following drawings, the same reference numerals denote the same components, and the size of each component in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. On the other hand, the embodiments described below are merely illustrative, and various modifications are possible from these embodiments.

이하에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위, 아래, 좌, 우에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위, 아래, 좌, 우에 있는 것도 포함할 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Hereinafter, what is described as “upper” or “upper” may include not only what is directly above, below, left, and right in contact, but also what is above, below, left, and right in non-contact. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In addition, when a certain component is said to "include", this means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

“상기”의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 이러한 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있으며, 반드시 기재된 순서에 한정되는 것은 아니다. The use of the term “above” and similar denoting terms may correspond to both singular and plural. Unless the order of steps constituting the method is explicitly stated or stated to the contrary, these steps may be performed in any suitable order, and are not necessarily limited to the order described.

또한, 명세서에 기재된 “...부”, “모듈” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. In addition, terms such as "...unit" and "module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software or a combination of hardware and software. .

도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. Connections of lines or connecting members between components shown in the drawings are examples of functional connections and / or physical or circuit connections, which can be replaced in actual devices or additional various functional connections, physical connections, or as circuit connections.

모든 예들 또는 예시적인 용어의 사용은 단순히 기술적 사상을 상세히 설명하기 위한 것으로서 청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 이러한 예들 또는 예시적인 용어로 인해 범위가 한정되는 것은 아니다.The use of all examples or exemplary terms is simply for explaining technical ideas in detail, and the scope is not limited due to these examples or exemplary terms unless limited by the claims.

실시예에 따른 렌즈 어셈블리는, 복수의 굴절렌즈와 메타 렌즈의 조합으로 이루어져, 다양한 배율의 망원 렌즈 어셈블리 및 망원 카메라 모듈 등을 구현할 수 있다. 실시예에 따른 렌즈 어셈블리를 적용하면, 예컨대, 망원 카메라 및 이를 포함하는 전자 장치를 구현하면서도, 스마트폰 등과 같은 휴대용 무선 단말기 또는 다양한 전자 장치의 실장 공간 제약과 렌즈 소재 한계를 극복할 수 있다. The lens assembly according to the embodiment is composed of a combination of a plurality of refracting lenses and a meta lens, and may implement a telephoto lens assembly and a telephoto camera module with various magnifications. When the lens assembly according to the embodiment is applied, for example, while implementing a telephoto camera and an electronic device including the same, it is possible to overcome the limitation of mounting space and lens material of a portable wireless terminal such as a smart phone or various electronic devices.

실시예에 따른 렌즈 어셈블리는 망원 카메라를 필요로 하는 다양한 전자 장치에 탑재될 수 있다. 이러한 실시예에 따른 전자 장치는 스마트폰, 폴더블폰, 웨어러블 기기, 사물 인터넷(Internet of Things(IoT)) 기기, 가전 기기, 태블릿 PC(Personal Computer), 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 게임 콘솔, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(portable Multimedia Player), 의료기기, 카메라, 네비게이션(navigation), 드론(drone), 로봇, 무인자동차, 자율주행차, 첨단 운전자 보조 시스템(Advanced Drivers Assistance System; ADAS) 등을 포함할 수 있다. 이외에도 실시예에 따른 전자 장치는 망원 카메라를 적용하는 다양한 장치를 포함할 수 있다. The lens assembly according to the embodiment may be mounted in various electronic devices requiring a telephoto camera. Electronic devices according to this embodiment include smart phones, foldable phones, wearable devices, Internet of Things (IoT) devices, home appliances, tablet PCs (Personal Computers), desktop PCs, laptop PCs, game consoles, PDAs ( Personal Digital Assistant), PMP (portable multimedia player), medical devices, cameras, navigation, drones, robots, unmanned vehicles, autonomous vehicles, Advanced Drivers Assistance Systems (ADAS), etc. can include In addition, the electronic device according to the embodiment may include various devices to which a telephoto camera is applied.

이하에서는 편의상 실시예에 따른 렌즈 어셈블리 및 이미지 센서를 포함하는 이미징 장치를 필요에 따라 망원 카메라(telephoto camera) 등으로 표현하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 실시예에 따른 렌즈 어셈블리 및 이미지 센서를 포함하는 이미징 장치는, 망원 카메라 뿐만 아니라, 다양한 종류의 카메라로 구현될 수 있으며, 카메라 모듈을 필요로 하는 다양한 전자 장치에 적용될 수 있다. Hereinafter, for convenience, an imaging device including a lens assembly and an image sensor according to an embodiment is expressed as a telephoto camera or the like as needed, but the embodiment is not limited thereto. For example, an imaging device including a lens assembly and an image sensor according to an embodiment may be implemented as not only a telephoto camera but also various types of cameras, and may be applied to various electronic devices requiring a camera module.

도 1은 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20) 및 이를 적용한 이미징 장치(10)의 광학적 구성을 개략적으로 보여준다.1 schematically shows an optical configuration of a lens assembly 20 and an imaging device 10 to which the lens assembly 20 according to the embodiment is applied.

도 1을 참조하면, 이미징 장치(10)는, 촬상 렌즈를 구성하는 렌즈 어셈블리(20)와, 렌즈 어셈블리(20)에 의해 형성된 피사체(OBJ)의 광학 상(optical image)을 전기적인 영상 신호로 변환하는 이미지 센서(50)를 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(20)와 이미지 센서(50) 사이에는 적외선 차단 필터 등의 광학 필터(40)가 더 구비될 수 있다. 이미지 센서(50) 앞단에 위치되는 적외선 차단 필터 등의 광학 필터(40)는 렌즈 어셈블리(20)의 구성요소로 간주되거나 간주되지 않을 수 있다. Referring to FIG. 1 , an imaging device 10 converts a lens assembly 20 constituting an imaging lens and an optical image of an object OBJ formed by the lens assembly 20 into an electrical image signal. It may include an image sensor 50 that converts. An optical filter 40 such as an infrared cut filter may be further provided between the lens assembly 20 and the image sensor 50 . The optical filter 40 such as an infrared cut filter positioned in front of the image sensor 50 may or may not be considered as a component of the lens assembly 20 .

실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)는, 피사체측(O)으로부터 상측(I)으로 배열되는 제1굴절렌즈(21), 제2굴절렌즈(25), 메타 렌즈(100)를 포함할 수 있다. 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)는 굴절렌즈를 추가로 더 구비할 수 있다. 렌즈 어셈블리(20)에 의해 피사체(OBJ)의 광학 상(optical image)이 상면에 형성될 수 있다. 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)를 구비하는 이미징 장치(10)에서는 상면에 이미지 센서(50)가 배치될 수 있다.The lens assembly 20 according to the embodiment may include a first refractive lens 21, a second refractive lens 25, and a meta lens 100 arranged from the subject side O to the image side I. . The lens assembly 20 according to the embodiment may further include a refractive lens. An optical image of the object OBJ may be formed on the image surface by the lens assembly 20 . In the imaging device 10 including the lens assembly 20 according to the embodiment, the image sensor 50 may be disposed on an upper surface.

제1굴절렌즈(21)는, 주로 광을 포커싱하는 역할을 하도록 마련되는 것으로, 정의 굴절력을 가지며 저분산 소재 예컨대, 저분산 플라스틱 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1굴절렌즈(21)는 아베수 약 45 이상, 약 65이하인 플라스틱 소재로 형성될 수 있다. 제1굴절렌즈(21)는 상대적으로 강한 정의 굴절력을 가지도록 피사체 측(O)을 향하는 렌즈면(21a)이 볼록하도록 마련될 수 있다. 제1굴절렌즈(21)가 강한 정의 굴절력을 가지는 경우, 장파장 광이 단파장 광 대비 초점거리가 긴 양의 색수차를 발생시킬 수 있다. The first refractive lens 21 is provided to mainly focus light, has a positive refractive power, and may be formed of a low-dispersion material, for example, a low-dispersion plastic material. For example, the first refractive lens 21 may be formed of a plastic material having an Abbe number of about 45 or more and about 65 or less. The first refractive lens 21 may have a lens surface 21a facing the subject side O so as to have a relatively strong positive refractive power. When the first refractive lens 21 has strong positive refractive power, long-wavelength light may generate a positive chromatic aberration compared to short-wavelength light having a longer focal length.

제2굴절렌즈(25)는 부의 굴절력을 가지며 고분산 소재 예컨대, 고분산 플라스틱 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2굴절렌즈(25)는 아베수 약 25 이상, 약 45 이하인 플라스틱 소재로 형성될 수 있다. 제2굴절렌즈(25)는, 부의 굴절력을 가지도록 마련되어, 다른 렌즈 예컨대, 제1굴절렌즈(21)에 의해 발생하는 색수차(Chromatic Aberration) 및/또는 상면만곡수차(Curvature of Field) 등도 보정하도록 마련될 수 있다. The second refractive lens 25 has negative refractive power and may be formed of a high dispersion material, for example, a high dispersion plastic material. For example, the second refractive lens 25 may be formed of a plastic material having an Abbe number of about 25 or more and about 45 or less. The second refractive lens 25 is provided to have negative refractive power so as to correct chromatic aberration and/or curvature of field caused by other lenses, for example, the first refractive lens 21. can be provided.

예를 들어, 메타 렌즈(100)를 기본(primary) 색수차 보정에 주로 기여하도록 마련하는 경우, 제2굴절렌즈(25)는 2차(secondary) 색수차를 보정하도록 마련될 수 있다. 또한, 제2굴절렌즈(25)는, 피사체 측(O)을 향한 면 및/또는 상 측(I)을 향한 면이 비구면(Aspheric)일 수 있으며, 이러한 비구면(Aspheric)은 광이 렌즈 예컨대, 제1굴절렌즈(21) 및/또는 제2굴절렌즈(25)의 주변부(Marginal Portion)를 통과할 때 왜곡되는 현상을 완화시킬 수 있다. 또한, 제2굴절렌즈(25)는 상 측(I)을 향하는 렌즈면(25a)이 오목하게 형성되는 메니스커스(Meniscus) 렌즈로 형성함으로써, 렌즈 예컨대, 제1굴절렌즈(21) 및/또는 제2굴절렌즈(25)의 주변부(Marginal Portion)를 통과한 광이 뚜렷한 상을 맺지 못하게 되는 현상인 코마수차 및 비점수차 등을 개선하도록 마련될 수 있다.For example, when the meta lens 100 is provided to mainly contribute to correcting primary chromatic aberration, the second refractive lens 25 may be provided to correct secondary chromatic aberration. In addition, the second refractive lens 25 may have an aspheric surface facing the subject side O and/or an aspheric surface facing the image side I. Distortion when passing through the marginal portion of the first refractive lens 21 and/or the second refractive lens 25 can be alleviated. In addition, the second refractive lens 25 is formed of a meniscus lens in which the lens surface 25a facing the image side (I) is formed concavely, so that the lens, for example, the first refractive lens 21 and/or Alternatively, it may be provided to improve coma aberration and astigmatism, which are phenomena in which light passing through the marginal portion of the second refractive lens 25 does not form a clear image.

여기서, 정의 굴절력을 가지는 렌즈는 양의 초점거리를 가지는 볼록 렌즈의 원리에 기반한 렌즈로서 광축(O-I)과 평행하게 입사하는 빛을 통과시켜 집광할 수 있다. 반면에, 부의 굴절력을 가지는 렌즈는 오목 렌즈의 원리에 기반한 렌즈로서, 평행하게 입사하는 빛을 통과시켜 분산시킬 수 있다. Here, the lens having positive refractive power is a lens based on the principle of a convex lens having a positive focal length, and can condense light by passing light incident in parallel to the optical axis O-I. On the other hand, a lens having negative refractive power is a lens based on the principle of a concave lens, and can pass and disperse parallel incident light.

실시예에 따른 렌즈 어셈블리(10)에 있어서, 메타 렌즈(100)는 색수차를 보정하도록 마련될 수 있다. 메타 렌즈(100)는 음의 색수차를 가지도록 마련될 수 있으며, 제1굴절렌즈(21)에 의해 발생한 색수차의 일부 또는 전체를 보정할 수 있다. In the lens assembly 10 according to the embodiment, the meta lens 100 may be provided to correct chromatic aberration. The meta lens 100 may be provided to have negative chromatic aberration, and may correct some or all of the chromatic aberration generated by the first refractive lens 21 .

일반적으로 색수차를 보정하기 위해서 플린트(Flint) 렌즈와 같이 부의 굴절력을 가지는 렌즈가 사용되는데, 이 경우 굴절력 손실 및 렌즈 어셈블리(20) 두께 증가 문제가 생길 수 있다. 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)와 같이 메타 렌즈(100)를 기본(primary) 색수차 보정에 주로 기여하도록 적용하는 경우, 굴절력 손실을 줄일 수 있으며, 렌즈 어셈블리(20) 두께를 줄일 수 있다. In general, a lens having negative refractive power, such as a Flint lens, is used to correct chromatic aberration. In this case, problems of refractive power loss and increase in the thickness of the lens assembly 20 may occur. When the meta lens 100 is applied to mainly contribute to primary chromatic aberration correction like the lens assembly 20 according to the embodiment, a loss of refractive power and a thickness of the lens assembly 20 can be reduced.

실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)에 있어서, 메타 렌즈(100)는 기본(primary) 색수차 보정에 주로 기여하도록 마련될 수 있다. 메타 렌즈(100)는 후술하는 도 5에 예시적으로 보인 바와 같이, 제1메타 렌즈(ML1) 및 제2메타 렌즈(ML2)를 포함할 수 있다. In the lens assembly 20 according to the embodiment, the meta lens 100 may be provided to mainly contribute to primary chromatic aberration correction. The meta lens 100 may include a first meta lens ML1 and a second meta lens ML2 as shown exemplarily in FIG. 5 to be described later.

예를 들어, 제1메타 렌즈(ML1)는 양의 굴절력(positive refractive power)을 나타내는 소정의 위상 지연 함수(φ1(r))를 가지도록 복수의 제1나노구조물(NS1)의 제1형상 분포가 정해질 수 있다. 제2메타 렌즈(ML2)는 음의 굴절력(negative refractive power)을 나타내는 소정의 위상 지연 함수(φ2(r))를 가지도록 복수의 제2나노구조물(NS2)의 제2형상 분포가 정해질 수 있다. For example, the first meta-lens ML1 has a first shape of the plurality of first nanostructures NS1 to have a predetermined phase delay function φ 1 (r) representing positive refractive power. distribution can be determined. The second shape distribution of the plurality of second nanostructures NS2 is determined so that the second meta-lens ML2 has a predetermined phase delay function φ 2 (r) representing negative refractive power. can

이와 같이, 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)에 따르면, 제1굴절렌즈(21)를 정의 굴절력을 가지도록 저분산 소재로 형성하고, 제2굴절렌즈(25)를 부의 굴절력을 가지도록 고분산 소재로 형성할 수 있으며, 색수차를 보정하도록 메타 렌즈(100)를 구비할 수 있다. 이 경우, 제1굴절렌즈(21)는 주로 광을 이미징하는 포커싱 역할을 할 수 있다. 제2굴절렌즈(25)와 메타 렌즈(100) 중 적어도 하나는 주로 색수차를 보정하는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 메타 렌즈(100)는 기본(primary) 색수차 보정에 주로 기여하도록 마련되고, 제2굴절렌즈(25)는 2차(secondary) 색수차를 보정하도록 마련될 수 있다.In this way, according to the lens assembly 20 according to the embodiment, the first refractive lens 21 is formed of a low-dispersion material to have a positive refractive power, and the second refractive lens 25 is formed of a high-dispersion material to have a negative refractive power. It may be formed of a material, and a meta lens 100 may be provided to correct chromatic aberration. In this case, the first refractive lens 21 may serve as a focusing mainly for imaging light. At least one of the second refractive lens 25 and the meta lens 100 may mainly serve to correct chromatic aberration. For example, the meta lens 100 may be provided to mainly contribute to correcting primary chromatic aberration, and the second refractive lens 25 may be provided to correct secondary chromatic aberration.

예를 들어, 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)는, 제1굴절렌즈(21), 제2굴절렌즈(25) 및 메타 렌즈(100)를 구비하며, 제1굴절렌즈(21)에 의해 주로 광을 포커싱하고, 메타 렌즈(100)에 의해 기본(primary) 색수차를 주로 보정하고, 제2굴절렌즈(25)에 의해 2차(secondary) 색수차를 보정하도록 마련될 수 있다. For example, the lens assembly 20 according to the embodiment includes a first refractive lens 21, a second refractive lens 25 and a meta lens 100, mainly by the first refractive lens 21. It may be provided to focus light, correct primary chromatic aberration by the meta lens 100, and correct secondary chromatic aberration by the second refractive lens 25.

이러한 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)는 굴절렌즈와 메타 렌즈가 결합된 하이브리드 렌즈 어셈블리로서 망원 렌즈를 구현할 수 있으며, 이미징 장치에 결상 광학계로 적용시, 하이브리드 망원 카메라를 구현할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같은 광학적 구성을 가질 때, 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)는 망원 렌즈에 해당하는 배율 예를 들어, 2 이상 20 이하, 또는 20 이상의 배율을 가지도록 설계할 수 있으며, 이러한 렌즈 어셈블리(20)를 적용한 이미징 장치(10)는 예컨대, 망원 카메라를 구현할 수 있다. The lens assembly 20 according to this embodiment may implement a telephoto lens as a hybrid lens assembly in which a refracting lens and a meta lens are combined, and may implement a hybrid telephoto camera when applied as an imaging optical system to an imaging device. When having an optical configuration as shown in FIG. 1, the lens assembly 20 according to the embodiment may be designed to have a magnification corresponding to a telephoto lens, for example, 2 or more and 20 or less, or 20 or more, The imaging device 10 to which the lens assembly 20 is applied may implement, for example, a telephoto camera.

한편, 도 1에서는 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)가 수직형 광학모듈 구조를 이루는 예를 보여주는데, 광의 진행 경로를 꺾어주는 광학소자를 더 구비하여 폴디드 광학모듈 구조를 가질 수 있다. On the other hand, FIG. 1 shows an example in which the lens assembly 20 according to the embodiment forms a vertical optical module structure, and may further include an optical element that bends a traveling path of light to have a folded optical module structure.

실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)는, 도 2 내지 도 4에 예시적으로 보인 바와 같이, 제2굴절렌즈(25)와 메타 렌즈(100) 사이 혹은 그 전,후에 추가적인 렌즈 및/또는 광학소자를 더 구비할 수 있다.As shown exemplarily in FIGS. 2 to 4 , the lens assembly 20 according to the embodiment includes an additional lens and/or optical element between, before, or after the second refractive lens 25 and the meta lens 100 can be further provided.

도 2 및 도 3은 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20) 및 이를 적용한 이미징 장치(10)의 광학적 구성의 변형 예를 개략적으로 보여주는 것으로, 도 1의 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)와 비교할 때, 광의 진행 방향을 꺾어주어 폴디드 광학계를 형성하는 광학소자(30)를 더 구비하는 예를 보여준다. 2 and 3 schematically show modifications of the optical configuration of the lens assembly 20 according to the embodiment and the imaging device 10 to which the same is applied, when compared to the lens assembly 20 according to the embodiment of FIG. 1 , shows an example further comprising an optical element 30 that forms a folded optical system by bending the traveling direction of light.

예를 들어, 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)는, 도 2 및 도 3의 실시예에서와 같이, 렌즈 어셈블리(20) 중간에 광의 진행 경로를 꺾어주는 광학소자(30) 예컨대, 프리즘 또는 반사부재를 더 포함할 수 있다. 여기서는, 광의 진행 경로를 꺾어주는 광학소자(30)가 렌즈 어셈블리(20)에 포함되는 것으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 광의 진행 경로를 꺾어주는 광학소자(30)는 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)의 구성요소로 간주되거나 간주되지 않을 수 있다. For example, the lens assembly 20 according to the embodiment, as in the embodiment of FIGS. 2 and 3, an optical element 30 that bends the light path in the middle of the lens assembly 20, for example, a prism or reflection It may further include members. Here, it is described that the optical element 30 for bending the traveling path of light is included in the lens assembly 20, but is not limited thereto. The optical element 30 that bends the traveling path of light may or may not be considered as a component of the lens assembly 20 according to the embodiment.

도 2에서와 같이, 광학소자(30)는 메타 렌즈(100)와 상면 사이에 배치될 수 있다. 또한, 도 3에서와 같이, 광학소자(30)는 제2굴절렌즈(25)와 메타 렌즈(100) 사이에 배치될 수도 있다. As shown in FIG. 2 , the optical element 30 may be disposed between the meta lens 100 and the image surface. Also, as shown in FIG. 3 , the optical element 30 may be disposed between the second refractive lens 25 and the meta lens 100 .

도 2 및 도 3에서와 같이, 메타 렌즈(100)와 상면 사이 또는 제2굴절렌즈(25)와 메타 렌즈(100) 사이에 광학소자(30)가 배치되는 경우, 폴드형 광학계를 구성할 수 있으므로, 잠망경(periscope) 형태의 폴디드 망원 카메라(또는 폴디드 망원 카메라 모듈)을 구현할 수 있다. 2 and 3, when the optical element 30 is disposed between the meta lens 100 and the image surface or between the second refractive lens 25 and the meta lens 100, a fold-type optical system can be configured Therefore, it is possible to implement a folded telescopic camera (or a folded telescopic camera module) in the form of a periscope.

도 1 및 도 2를 참조하면, 제1굴절렌즈(21), 제2굴절렌즈(25), 메타 렌즈(100)의 설계 데이터는 메타 렌즈(100)와 상면 사이에 광의 진행 방향을 꺾어 주기 위한 광학소자(30) 예컨대, 프리즘을 구비하는 경우, 달라질 수 있으며, 이에 따라 배율이 달라질 수 있다. 1 and 2, the design data of the first refractive lens 21, the second refractive lens 25, and the meta lens 100 are for bending the traveling direction of light between the meta lens 100 and the image surface. When the optical element 30 is provided with, for example, a prism, it may be different, and thus the magnification may be different.

또한, 도 2 및 도 3을 참조하면, 제1굴절렌즈(21), 제2굴절렌즈(25), 메타 렌즈(100)의 설계 데이터는 광의 진행 방향을 꺾어 주기 위한 광학소자(30) 예컨대, 프리즘이 배치되는 위치에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라 배율이 달라질 수 있다. In addition, referring to FIGS. 2 and 3, the design data of the first refractive lens 21, the second refractive lens 25, and the meta lens 100 is an optical element 30 for bending the traveling direction of light, for example, It may vary according to the position where the prism is disposed, and thus the magnification may vary.

렌즈 어셈블리(20)가 도 2에 예시적으로 보인 광학적 구성을 가질 때, 예를 들어, 약 3~7 배의 배율을 가지는 폴디드 형태의 망원 카메라 등의 이미징 장치를 구현할 수 있다. 또한, 렌즈 어셈블리(20)가 도 3에 예시적으로 보인 광학적 구성을 가질 때, 예를 들어, 약 4~15 배의 배율을 가지는 폴디드 형태의 망원 카메라 등의 이미징 장치를 구현할 수 있다.When the lens assembly 20 has the optical configuration exemplarily shown in FIG. 2 , for example, an imaging device such as a folded telephoto camera having a magnification of about 3 to 7 times may be implemented. In addition, when the lens assembly 20 has the optical configuration exemplarily shown in FIG. 3 , for example, an imaging device such as a folded telephoto camera having a magnification of about 4 to 15 times may be implemented.

도 4는 다른 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(120) 및 이를 적용한 이미징 장치(110)의 광학적 구성을 개략적으로 보여준다. 도 4의 렌즈 어셈블리(120)는 도 1 내지 도 3의 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)와 비교할 때, 메타 렌즈(100)와 상면 사이에 추가적인 굴절렌즈를 더 구비하는 예를 보여준다. 추가적인 굴절렌즈의 수는 달라질 수 있다. 4 schematically shows an optical configuration of a lens assembly 120 and an imaging device 110 to which the lens assembly 120 according to another embodiment is applied. Compared to the lens assembly 20 according to the exemplary embodiment of FIGS. 1 to 3 , the lens assembly 120 of FIG. 4 shows an example in which an additional refracting lens is further provided between the meta lens 100 and the image surface. The number of additional refractive lenses may vary.

도 4를 참조하면, 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(120)는 메타 렌즈(100)와 상면 사이에, 높은 입사 각도로 입사되는 광을 상면에 포커싱하기 위한 적어도 하나의 굴절렌즈를 더 포함할 수 있다. 도 4에서는 메타 렌즈(100)와 상면 사이에 추가적인 굴절렌즈로, 제3 내지 제5굴절렌즈(121)(123)(125)를 더 구비하는 예를 보여준다. 추가적인 굴절렌즈의 수는 달라질 수 있다. Referring to FIG. 4 , the lens assembly 120 according to the embodiment may further include at least one refracting lens between the meta lens 100 and the image surface for focusing light incident at a high incident angle on the image surface. . 4 shows an example in which third to fifth refractive lenses 121, 123, and 125 are further provided as additional refractive lenses between the meta lens 100 and the image surface. The number of additional refractive lenses may vary.

도 4에 예시적으로 보인 바와 같이, 메타 렌즈(100)와 상면 사이에 적어도 하나의 굴절렌즈 예를 들어, 제3 내지 제5굴절렌즈(121)(123)(125)를 더 구비하는 경우, 직하형의 망원 카메라 등의 망원 이미징 장치를 구현할 수 있으며, 이러한 직하형의 망원 카메라 등의 이미징 장치는 예를 들어 약 2~4 배의 배율을 가지도록 마련될 수 있다. As exemplarily shown in FIG. 4, when at least one refractive lens, for example, the third to fifth refractive lenses 121, 123, and 125 is further provided between the meta lens 100 and the image surface, A telescopic imaging device such as a direct type telescopic camera may be implemented, and the imaging device such as a direct type telescopic camera may be provided to have a magnification of about 2 to 4 times, for example.

도 4의 렌즈 어셈블리(120)는 도 2 및 도 3에서와 같이, 메타 렌즈(100)와 상면 사이 또는 제2굴절렌즈(25)와 메타 렌즈(100) 사이에 광의 진행 경로를 꺾어주는 광학소자(30) 예컨대, 프리즘 또는 반사부재를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 메타 렌즈(100)와 제3굴절렌즈(121) 사이에 광학소자(30)를 더 구비하거나, 제2굴절렌즈(25)와 메타 렌즈(100) 사이에 광학소자(30)를 더 구비할 수 있다. 도 4의 렌즈 어셈블리(120)에서와 같이, 메타 렌즈(100)와 상면 사이에 적어도 하나의 굴절렌즈를 더 포함하는 경우에도, 광의 진행 경로를 꺾어주기 위한 광학소자(30)를 더 구비하며, 폴디드 형태의 망원 카메라 등의 이미징 장치를 구현할 수 있다.As shown in FIGS. 2 and 3, the lens assembly 120 of FIG. 4 is an optical element that bends the path of light between the meta lens 100 and the image surface or between the second refractive lens 25 and the meta lens 100 (30) For example, a prism or a reflective member may be further included. For example, the optical element 30 is further provided between the meta lens 100 and the third refractive lens 121, or the optical element 30 is provided between the second refractive lens 25 and the meta lens 100. more can be provided. As in the lens assembly 120 of FIG. 4, even when at least one refracting lens is further included between the meta lens 100 and the image surface, an optical element 30 for bending the traveling path of light is further provided, An imaging device such as a folded telescopic camera may be implemented.

도 5는 전술한 다양한 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)(120)에 적용되는 메타 렌즈(100)의 구성을 개략적으로 보인 단면도이다. 도 5는 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)(120)에 적용되는 메타 렌즈(100)의 일 예를 보인 것으로, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.5 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the meta lens 100 applied to the lens assemblies 20 and 120 according to various embodiments described above. 5 shows an example of the meta lens 100 applied to the lens assembly 20 or 120 according to the embodiment, but the embodiment is not limited thereto.

도 5를 참조하면, 실시예에 따른 메타 렌즈(100)는, 제1메타 렌즈(ML1) 및 제2메타 렌즈(ML2)를 포함할 수 있다. 제1메타 렌즈(ML1)는 복수의 제1나노구조물(NS1)을 포함할 수 있으며, 제2메타 렌즈(ML2)는 복수의 제2나노구조물(NS2)을 포함할 수 있다. 메타 렌즈(100)는 제1메타 렌즈(ML1)와 제2메타 렌즈(ML2) 사이에 스페이서(101)를 구비할 수 있다. Referring to FIG. 5 , the meta-lens 100 according to the embodiment may include a first meta-lens ML1 and a second meta-lens ML2. The first meta-lens ML1 may include a plurality of first nanostructures NS1 , and the second meta-lens ML2 may include a plurality of second nanostructures NS2 . The meta-lens 100 may include a spacer 101 between the first meta-lens ML1 and the second meta-lens ML2.

메타 렌즈(100)는 제1메타 렌즈(ML1) 및 제2메타 렌즈(ML2) 중 어느 하나만을 포함할 수 있다. 또한, 메타 렌즈(100)는 제1메타 렌즈(ML1) 및 제2메타 렌즈(ML2)를 구비하며, 제1메타 렌즈(ML1)와 제2메타 렌즈(ML2)가 서로 분리된 형태로 마련될 수도 있다. 이하에서는, 스페이서(101)의 일면에 제1메타 렌즈(ML1)를 구비하고, 다른 면에 제2메타 렌즈(ML2)를 구비하는 것을 예시적으로 설명하는데, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. The meta lens 100 may include only one of the first meta lens ML1 and the second meta lens ML2. In addition, the meta lens 100 includes a first meta lens ML1 and a second meta lens ML2, and the first meta lens ML1 and the second meta lens ML2 are provided in a form separated from each other. may be Hereinafter, the provision of the first meta-lens ML1 on one surface of the spacer 101 and the provision of the second meta-lens ML2 on the other surface will be described as an example, but the embodiment is not limited thereto.

제1메타 렌즈(ML1)는 동작 파장보다 작은 형상 치수를 가지며, 위치에 따라 폭이 변하는 복수의 제1나노구조물(NS1)의 배열을 구비할 수 있다. 제2메타 렌즈(ML2)는 동작 파장보다 작은 형상 치수를 가지며, 위치에 따라 폭이 변하는 복수의 제2나노구조물(NS2)의 배열을 구비할 수 있다. The first meta-lens ML1 may include an arrangement of a plurality of first nanostructures NS1 having a shape dimension smaller than an operating wavelength and having a width that varies depending on positions. The second meta-lens ML2 may have a shape smaller than the operating wavelength and may include an arrangement of a plurality of second nanostructures NS2 whose width varies depending on positions.

이와 같이, 복수의 제1나노구조물(NS1)은 제1형상분포를 가지며 제1메타 렌즈(ML1)를 이루고, 복수의 제2나노구조물(NS2)은 제2형상분포를 가지며 제2메타 렌즈(ML2)를 이룬다. 제1형상분포, 제2형상분포는 제1메타 렌즈(ML1), 제2메타 렌즈(ML2)가 나타내고자 하는 위상 지연 함수 φ1(r), φ2(r)에 따라 정해질 수 있다. 위상 지연 함수 φ1(r), φ2(r)는 제1메타 렌즈(ML1), 제2메타 렌즈(ML2) 및 이들의 조합으로 이루어지는 메타 렌즈(100)가 구현할 광학 성능을 고려하여 정해질 수 있다. In this way, the plurality of first nanostructures NS1 have a first shape distribution and form a first meta lens ML1, and the plurality of second nanostructures NS2 have a second shape distribution and form a second meta lens (ML1). ML2). The first shape distribution and the second shape distribution may be determined according to the phase delay functions φ 1 (r) and φ 2 (r) intended to be represented by the first meta-lens ML1 and the second meta-lens ML2. The phase delay functions φ 1 (r) and φ 2 (r) can be determined in consideration of the optical performance to be implemented by the first meta-lens ML1, the second meta-lens ML2, and the meta-lens 100 composed of a combination thereof. can

예를 들어, 제1메타 렌즈(ML1)는 양의 굴절력(positive refractive power)을 나타내는 소정의 위상 지연 함수(φ1(r))를 가지도록 복수의 제1나노구조물(NS1)의 제1형상 분포가 정해질 수 있다. 예를 들어, 제2메타 렌즈(ML2)는 음의 굴절력(negative refractive power)을 나타내는 소정의 위상 지연 함수(φ2(r))를 가지도록 복수의 제2나노구조물(NS2)의 제2형상 분포가 정해질 수 있다. For example, the first meta-lens ML1 has a first shape of the plurality of first nanostructures NS1 to have a predetermined phase delay function φ 1 (r) representing positive refractive power. distribution can be determined. For example, the second meta-lens ML2 has a second shape of the plurality of second nanostructures NS2 to have a predetermined phase delay function φ 2 (r) representing negative refractive power. distribution can be determined.

제1나노구조물(NS1)은 폭 W1, 높이 H1을 가지며 이 값은 제1나노구조물(NS1)의 위치에 따라 다를 수 있다. 제2나노구조물(NS2)은 폭 W2, 높이 H2를 가지며 이 값은 제2나노구조물(NS2)의 위치에 따라 다를 수 있다. The first nanostructure NS1 has a width W1 and a height H1, and these values may vary depending on the position of the first nanostructure NS1. The second nanostructure NS2 has a width W2 and a height H2, and these values may vary depending on the position of the second nanostructure NS2.

제1나노구조물(NS1), 제2나노구조물(NS2)들의 높이는 모두 동일하게 도시되었으나 이에 한정되지 않고 위치에 따라 다를 수 있다. 복수의 제1나노구조물(NS1)이 모두 같은 높이를 갖고, 복수의 제2나노구조물(NS2)이 이와 다른, 모두 같은 높이를 가질 수도 있다. Although the heights of the first nanostructures NS1 and the second nanostructures NS2 are shown to be the same, they are not limited thereto and may vary according to positions. The plurality of first nanostructures NS1 may all have the same height, and the plurality of second nanostructures NS2 may all have the same height.

한편, 제1메타 렌즈(ML1)는, 제1나노구조물(NS1)을 둘러싸는 제1주변물질(EN1)을 더 포함할 수 있다. 제2메타 렌즈(ML2)는, 제2나노구조물(NS2)을 둘러싸는 제2주변물질(EN2)을 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the first meta-lens ML1 may further include a first surrounding material EN1 surrounding the first nanostructure NS1. The second meta-lens ML2 may further include a second surrounding material EN2 surrounding the second nanostructure NS2.

제1 및 제2나노구조물(NS1)(NS2) 각각은 제1 및 제2주변물질(EN1)(122)보다 굴절율이 0.5 이상 높거나 낮도록 마련될 수 있다. 즉, 제1주변물질(EN1)과 제1나노구조물(NS1)의 굴절률 차이는 0.5 이상일 수 있고, 제2주변물질(EN2)과 제2나노구조물(NS2)의 굴절률 차이는 0.5 이상일 수 있다. Each of the first and second nanostructures NS1 and NS2 may have a refractive index higher or lower than that of the first and second surrounding materials EN1 122 by 0.5 or more. That is, the difference in refractive index between the first surrounding material EN1 and the first nanostructure NS1 may be 0.5 or more, and the difference in refractive index between the second surrounding material EN2 and the second nanostructure NS2 may be 0.5 or more.

예를 들어, 제1나노구조물(NS1)은 고굴절 물질로 형성되고, 제1주변물질(EN1)은 저굴절 물질로 형성되거나, 제1나노구조물(NS1)은 저굴절 물질로 형성되고, 제1주변물질(EN1)은 고굴절 물질로 형성될 수 있다. 또한, 제2나노구조물(NS2)은 고굴절 물질로 형성되고, 제2주변물질(EN2)은 저굴절 물질로 형성되거나, 제2나노구조물(NS2)은 저굴절 물질로 형성되고, 제2주변물질(EN2)은 고굴절 물질로 형성될 수 있다.For example, the first nanostructure NS1 is formed of a high refractive index material, the first peripheral material EN1 is formed of a low refractive index material, or the first nanostructure NS1 is formed of a low refractive index material, and the first nanostructure NS1 is formed of a low refractive index material. The surrounding material EN1 may be formed of a high refractive index material. In addition, the second nanostructure NS2 is formed of a high refractive index material, and the second peripheral material EN2 is formed of a low refractive index material, or the second nanostructure NS2 is formed of a low refractive index material and the second peripheral material EN2 is formed of a low refractive index material. (EN2) may be formed of a high refractive index material.

이와 같이, 제1나노구조물(NS1), 제2나노구조물 (NS2), 제1주변물질(EN1), 및 제2주변물질(EN2) 중 둘은 고굴절 물질로 형성되고, 나머지 둘은 저굴절 물질로 형성될 수 있다. As such, two of the first nanostructure (NS1), the second nanostructure (NS2), the first surrounding material (EN1), and the second surrounding material (EN2) are formed of a high refractive index material, and the other two are formed of a low refractive index material. can be formed as

이때, 고굴절 물질은 예를 들어, c-Si, p-Si, a-Si, III-V 화합물 반도체(GaP, GaN, GaAs 등), SiC, TiO2, TiSiOx, SiN 등을 포함할 수 있다. 또한, 저굴절 물질은, 예를 들어, SU-8, PMMA 등의 폴리머 물질, SiO2, 또는 SOG 또는 air를 포함할 수 있다. In this case, the high refractive index material may include, for example, c-Si, p-Si, a-Si, III-V compound semiconductors (GaP, GaN, GaAs, etc.), SiC, TiO 2 , TiSiOx, SiN, and the like. In addition, the low refractive index material may include, for example, polymer materials such as SU-8 and PMMA, SiO 2 , SOG, or air.

스페이서(101)는, 제1메타 렌즈(ML1)와 제2메타 렌즈(ML2)를 지지하는 것으로 스페이서(101)와 제1나노구조물(NS1), 제2나노구조물(NS2)의 굴절률 차이는 예를 들어, 0.5이상일 수 있다. 제1나노구조물(NS1) 및/또는 제2나노구조물(NS2)의 굴절률이 스페이서(101)의 굴절률 보다 높거나 낮을 수 있다.The spacer 101 supports the first meta-lens ML1 and the second meta-lens ML2, and the difference in refractive index between the spacer 101 and the first nanostructure NS1 and the second nanostructure NS2 is an example. For example, it may be 0.5 or more. The refractive index of the first nanostructure NS1 and/or the second nanostructure NS2 may be higher or lower than that of the spacer 101 .

스페이서(101)는 air 이외, 상대적으로 저굴절 물질로 형성될 수 있다. 스페이서(101)는 제1주변물질(EN1) 및/또는 제2주변물질(EN2)과 동일 재질로 형성되거나 다른 재질로 형성될 수 있다. 스페이서(101)는 메타 렌즈(100)의 동작 파장에 대해 투명한 기판으로서, 예를 들어, 글래스(fused silica, BK7, 등), Quartz, polymer(PMMA, SU-8 등) 및 플라스틱 중의 재질 중 어느 하나로 이루어질 수 있고, 반도체 기판일 수도 있다.The spacer 101 may be formed of a relatively low refractive index material other than air. The spacer 101 may be formed of the same material as the first surrounding material EN1 and/or the second surrounding material EN2 or may be formed of a different material. The spacer 101 is a transparent substrate with respect to the operating wavelength of the meta lens 100, for example, any one of glass (fused silica, BK7, etc.), quartz, polymer (PMMA, SU-8, etc.) and plastic. It may be made of one or may be a semiconductor substrate.

스페이서(101)의 두께는 제1메타 렌즈(100), 제2메타 렌즈(100) 간에 설정된 간격(d)를 가지도록 정해질 수 있다. The thickness of the spacer 101 may be determined to have a set distance d between the first meta-lens 100 and the second meta-lens 100 .

본 실시예에 따른 메타 렌즈(100)에 있어서, 스페이서(101)는 양면에 각각 제1메타 렌즈(ML1)와 제2메타 렌즈(ML2)가 형성되는 기판에 해당할 수 있다. In the meta-lens 100 according to the present embodiment, the spacer 101 may correspond to a substrate on which the first meta-lens ML1 and the second meta-lens ML2 are formed on both surfaces, respectively.

한편, 제1메타 렌즈(ML1) 및 제2메타 렌즈(ML2)에 있어서, 제1 및 제2나노구조물(NS1)(NS2)은 메타 렌즈(100)를 형성하는 메타 원소(Meta-atom)에 해당할 수 있다. 즉, 실시예에 따른 메타 렌즈(100)는 동작 파장보다 작은 폭을 가지는 메타-원소의 배열로 이루어질 수 있다. 메타 원소들은 육방 격자(hexagonal lattice)나 직사각형 격자(rectangular lattice) 상에 배열될 수 있다. 메타 원소들의 격자의 간격은 예를 들어, 이미징하는 광의 최소 파장의 약 2/3 이하일 수 있다. 또한, 메타 원소들의 높이는 이미징하는 광의 최소 파장의 약 1/2 이상일 수 있다. Meanwhile, in the first meta-lens ML1 and the second meta-lens ML2, the first and second nanostructures NS1 and NS2 are formed on the meta-atom forming the meta-lens 100. may apply. That is, the meta-lens 100 according to the embodiment may be formed of an array of meta-elements having a width smaller than the operating wavelength. Meta elements can be arranged on either a hexagonal lattice or a rectangular lattice. The interval of the lattice of meta elements may be, for example, about 2/3 or less of the minimum wavelength of imaging light. Also, the height of the meta elements may be equal to or greater than about 1/2 of the minimum wavelength of imaging light.

이러한 메타-원소를 구현하도록 제1 및 제2나노구조물(NS1)(NS2)은, 상기한 바와 같이 제1 및 제2주변물질(EN1)(EN2) 보다 굴절율이 높은 고굴절 물질 또는 굴절율이 낮은 물질을 포함할 수 있다. 또한, 제1 및 제2나노구조물(NS1)(NS2)의 단면은 원형, 정사각형과 같은 대칭형 또는 타원형, 직사각형, L 모양 등 비대칭형 등 다양한 형태를 가질 수 있으며, 십자 형태 또는 두개 이상의 분리된 서브-나노 구조물 구조를 가질 수도 있다. 또한, 제1 및 제2나노구조물(NS1)(NS2)은 이미징하는 광의 최소 파장의 약 1/2 이상 예컨대, 약 8배 이하의 길이를 가질 수 있다. In order to implement such a meta-element, the first and second nanostructures NS1 and NS2 are, as described above, a high refractive material having a higher refractive index or a lower refractive index material than the first and second surrounding materials EN1 and EN2. can include In addition, cross-sections of the first and second nanostructures NS1 and NS2 may have various shapes such as symmetrical shapes such as circular and square or asymmetrical shapes such as elliptical, rectangular, and L-shaped, cross-shaped, or two or more separate sub-sections. -May have a nanostructured structure. Also, the first and second nanostructures NS1 and NS2 may have a length of about 1/2 or more, for example, about 8 times or less of the minimum wavelength of imaging light.

즉, 제1메타 렌즈(ML1)는 위상 지연 함수 φ1(r)을 구현할 수 있도록 제1 형상분포를 가지는 복수의 제1나노구조물(NS1)을 포함할 수 있으며, 제2메타 렌즈(ML2)는 위상 지연 함수 φ2(r)을 구현할 수 있도록 제2 형상분포를 가지는 복수의 제2나노구조물(NS2)을 포함할 수 있다. That is, the first meta-lens ML1 may include a plurality of first nanostructures NS1 having a first shape distribution so as to implement the phase delay function φ 1 (r), and the second meta-lens ML2 may include a plurality of second nanostructures NS2 having a second shape distribution to implement a phase delay function φ 2 (r).

제1나노구조물(NS1), 제2나노구조물(NS2)은 제1메타 렌즈(ML1), 제2메타 렌즈(ML2)의 동작 파장, 즉, 복수개의 이격된 파장 대역 중 가장 짧은 파장보다 작은 서브 파장의 형상 치수를 가질 수 있다. 동작 파장 대역은 예를 들어, 가시광 대역일 수 있다. 제1나노구조물(NS1), 제2나노구조물(NS2)의 높이는 제1메타 렌즈(ML1), 제2메타 렌즈(ML2)의 동작 파장, 즉, 복수개의 이격된 파장 대역 중 가장 짧은 파장(λm)보다 클 수 있다. 높이 범위는 예를 들어, 파장(λm)의 0.5배 내지 6배 (0.5λm ~ 6.0λm 등) 일 수 있다.The first nanostructure NS1 and the second nanostructure NS2 are sub-wavelengths smaller than the operating wavelengths of the first meta-lens ML1 and the second meta-lens ML2, that is, the shortest wavelength among a plurality of spaced apart wavelength bands. It can have a shape dimension of a wavelength. The operating wavelength band may be, for example, a visible light band. The heights of the first nanostructure NS1 and the second nanostructure NS2 are the operating wavelengths of the first meta-lens ML1 and the second meta-lens ML2, that is, the shortest wavelength (λ) among a plurality of spaced apart wavelength bands. m ) can be greater than The height range may be, for example, 0.5 to 6 times (0.5λ m to 6.0λ m , etc.) of the wavelength (λ m ).

한편, 제1주변물질(EN1), 제2주변물질(EN2)의 표면은 도 5에 예시적으로 보인 바와 같이 제1나노구조물(NS1), 제2나노구조물(NS2)과 같은 두께로 평탄하게 형성될 수 있으며, 다만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1주변물질(EN1), 제2주변물질(EN2)은 제1나노구조물(NS1), 제2나노구조물(NS2)을 완전히 덮도록 형성될 수 있으며, 이때, 제1주변물질(EN1), 제2주변물질(EN2)의 표면은 평탄하게 형성되거나, 곡면 형상을 가지도록 마련될 수도 있다. 예를 들어, 제1메타 렌즈(ML1)가 양의 굴절력을 나타내며, 이에 대한 제1주변물질(EN1)의 표면은 볼록한 형상일 수 있으며, 제2메타 렌즈(ML2)가 음의 굴절력을 나타내며, 이에 대한 제2주변물질(EN2)의 표면은 오목한 형상일 수 있다. 또한, 제1주변물질(EN1)의 표면, 제2주변물질(EN2)의 표면 중 어느 하나는 오목 또는 볼록 곡면이고, 나머지 하나는 평탄할 수 있다. Meanwhile, the surfaces of the first and second surrounding materials EN1 and EN2 are flat to have the same thickness as the first nanostructure NS1 and the second nanostructure NS2, as exemplarily shown in FIG. 5 . It may be formed, however, the embodiment is not limited thereto. For example, the first surrounding material EN1 and the second surrounding material EN2 may be formed to completely cover the first nanostructure NS1 and the second nanostructure NS2. In this case, the first surrounding material EN2 may be formed. The surfaces of (EN1) and the second surrounding material (EN2) may be formed flat or provided to have a curved shape. For example, the first meta-lens ML1 exhibits positive refractive power, the surface of the first surrounding material EN1 may have a convex shape, and the second meta-lens ML2 exhibits negative refractive power. In this regard, the surface of the second surrounding material EN2 may have a concave shape. Also, one of the surfaces of the first and second surrounding materials EN1 and EN2 may be a concave or convex curved surface, and the other surface may be flat.

도 6은 전술한 다양한 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)(120)에 적용되는 메타 렌즈(100)의 다른 구성 예를 개략적으로 보인 단면도이다. 6 is a cross-sectional view schematically showing another configuration example of the meta lens 100 applied to the lens assemblies 20 and 120 according to various embodiments described above.

도 6을 참조하면, 실시예에 따른 메타 렌즈(100)에 있어서, 제1메타 렌즈(ML1)와 제2메타 렌즈(ML2)는 각각의 지지층(101a)(101b) 예컨대, 기판에 형성될 수 있으며, 제1메타 렌즈(ML1)의 제1나노구조물(NS1)이 배치된 면의 이면과 제2메타 렌즈(ML2)의 제2나노구조물(NS2)이 배치된 면의 이면이 서로 접합될 수 있다. 제1메타 렌즈(ML1)와 제2메타 렌즈(ML2)가 각각 형성되는 지지층(101a)(101b)은 도 5에서의 스페이서(101)와 마찬가지로, air 이외, 상대적으로 저굴절 물질로 형성될 수 있다. 지지층(101a)(101b)은 제1주변물질(EN1) 및/또는 제2주변물질(EN2)과 동일 재질로 형성되거나 다른 재질로 형성될 수 있다. 지지층(101a)(101b)은 메타 렌즈(100)의 동작 파장에 대해 투명한 기판으로서, 예를 들어, 글래스(fused silica, BK7, 등), Quartz, polymer(PMMA, SU-8 등) 및 플라스틱 중의 재질 중 어느 하나로 이루어질 수 있고, 반도체 기판일 수도 있다.Referring to FIG. 6 , in the meta-lens 100 according to the embodiment, the first meta-lens ML1 and the second meta-lens ML2 may be formed on each of the support layers 101a and 101b, for example, a substrate. In addition, the rear surface of the surface of the first meta-lens ML1 on which the first nanostructure NS1 is disposed and the rear surface of the surface of the second meta-lens ML2 on which the second nanostructure NS2 is disposed may be bonded to each other. there is. The support layers 101a and 101b on which the first meta-lens ML1 and the second meta-lens ML2 are respectively formed may be formed of a relatively low refractive index material other than air, like the spacer 101 in FIG. 5 . there is. The support layer 101a or 101b may be formed of the same material as the first surrounding material EN1 and/or the second surrounding material EN2 or may be formed of a different material. The supporting layers 101a and 101b are substrates that are transparent to the operating wavelength of the meta lens 100, for example, among glass (fused silica, BK7, etc.), quartz, polymer (PMMA, SU-8, etc.) and plastic. It may be made of any one of materials, and may be a semiconductor substrate.

이때, 제1메타 렌즈(ML1)가 형성된 지지층(101a)의 두께와 제2메타 렌즈(ML2)가 형성된 지지층(101b) 의 두께 합은 예를 들어, 도 5에서의 제1메타 렌즈(ML1)와 제2메타 렌즈(ML2) 간에 설정된 간격(d) 즉, 스페이서(101)의 두께를 가지도록 정해질 수 있다. At this time, the sum of the thickness of the support layer 101a on which the first meta-lens ML1 is formed and the thickness of the support layer 101b on which the second meta-lens ML2 is formed is, for example, the first meta-lens ML1 in FIG. 5 . It may be determined to have a set distance d between the and the second meta-lens ML2, that is, the thickness of the spacer 101.

도 7은 전술한 다양한 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)(120)에 적용되는 메타 렌즈(100)의 또 다른 구성 예를 개략적으로 보인 단면도이다.7 is a cross-sectional view schematically showing another configuration example of the meta lens 100 applied to the lens assemblies 20 and 120 according to various embodiments described above.

도 7을 참조하면, 실시예에 따른 메타 렌즈(100)는, 예를 들어, 제1메타 렌즈(ML1)의 제1나노구조물(NS1)을 지지층(102) 상에 형성하고, 제1메타 렌즈(ML1)의 제1나노구조물(NS1)을 둘러싸는 제1주변물질(EN1)을 형성하고, 제1메타 렌즈(ML1) 상에 스페이서(101)를 형성하고, 스페이서(101) 상에 제2메타 렌즈(ML2)의 제2나노구조물(NS2), 제2나노구조물(NS2)을 둘러싸는 제2주변물질(EN2)을 형성하는 구조로 형성될 수도 있다. 이때, 제1나노구조물(NS1)의 상단에서 제2나노구조물(NS2)에 이르는 스페이서(101)의 두께가 제1메타 렌즈(ML1) 및 제2메타 렌즈(ML2) 간의 설정된 거리 d를 만족하도록 형성될 수 있다. 여기서, 스페이서(101) 대신에, 예를 들어, 제1주변물질(EN1)을 제1나노구조물(NS1)을 덮도록 형성할 수도 있다. 이 경우에도, 제1주변물질(EN1)이 제1나노구조물(NS1)을 덮는 두께는 즉, 제1나노구조물(NS1)의 상단에서 제2나노구조물(NS2)에 이르는 두께가 제1메타 렌즈(ML1) 및 제2메타 렌즈(ML2) 간의 설정된 거리 d를 만족하도록 형성될 수 있다.Referring to FIG. 7 , in the meta-lens 100 according to the embodiment, for example, the first nanostructure NS1 of the first meta-lens ML1 is formed on the support layer 102, and the first meta-lens A first peripheral material EN1 surrounding the first nanostructure NS1 of ML1 is formed, a spacer 101 is formed on the first meta lens ML1, and a second peripheral material EN1 is formed on the spacer 101. The second nanostructure NS2 of the meta lens ML2 and the second surrounding material EN2 surrounding the second nanostructure NS2 may be formed. At this time, the thickness of the spacer 101 from the top of the first nanostructure NS1 to the second nanostructure NS2 satisfies the set distance d between the first metalens ML1 and the second metalens ML2. can be formed Here, instead of the spacer 101 , for example, the first surrounding material EN1 may be formed to cover the first nanostructure NS1. Even in this case, the thickness at which the first surrounding material EN1 covers the first nanostructure NS1, that is, the thickness from the upper end of the first nanostructure NS1 to the second nanostructure NS2 is the first meta lens. It may be formed to satisfy the set distance d between (ML1) and the second meta-lens (ML2).

한편, 도 5 내지 도 7에서는 제1메타 렌즈(ML1)의 제1나노구조물(NS1)과 제2메타 렌즈(ML2)의 제2나노구조물(NS2)이 각각 단층으로 배열되는 예를 보여주는데, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1메타 렌즈(ML1)의 제1나노구조물(NS1) 및 제2메타 렌즈(ML2)의 제2나노구조물(NS2) 중 적어도 하나는 2층 구조 또는 3층 이상의 복수층 구조로 배열될 수도 있다.5 to 7 show an example in which the first nanostructure NS1 of the first meta-lens ML1 and the second nanostructure NS2 of the second meta-lens ML2 are arranged in a single layer, respectively. Examples are not limited thereto. For example, at least one of the first nanostructure NS1 of the first meta-lens ML1 and the second nanostructure NS2 of the second meta-lens ML2 has a two-layer structure or a multi-layer structure of three or more layers. may be arranged.

전술한 바와 같이, 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)(120) 및 이를 포함하는 이미징 장치(10)(110)는, 적어도 하나의 메타 렌즈(100) 예를 들어, 제1메타 렌즈(ML1), 제2메타 렌즈(ML2)를 구비하며, 제1메타 렌즈(ML1) 및 제2메타 렌즈(ML2) 각각은 소정의 위상 프로파일을 구현하도록 마련된다. 이하에서는 도 8a 내지 도 10을 참조로 제1메타 렌즈(ML1)나 제2메타 렌즈(ML2)에 적용할 수 있는 메타 렌즈(ML)의 예시적인 구조를 설명한다. As described above, the lens assembly 20 or 120 according to the embodiment and the imaging device 10 or 110 including the lens assembly include at least one meta lens 100, for example, the first meta lens ML1. , and a second meta-lens ML2, and each of the first meta-lens ML1 and the second meta-lens ML2 is provided to implement a predetermined phase profile. Hereinafter, an exemplary structure of the meta lens ML applicable to the first meta lens ML1 or the second meta lens ML2 will be described with reference to FIGS. 8A to 10 .

도 8a는 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)(120)에 적용되는 메타 렌즈(ML)의 개략적인 구조를 보이는 평면도이다. 도 8b는 도 8a의 각 영역별로 구현되는 위상 프로파일을 예시적으로 보여준다. 도 8a의 메타 렌즈(ML)는 전술한 제1메타 렌즈(ML1)이나 제2메타 렌즈(ML2)의 평면도에 해당할 수 있다. 8A is a plan view showing a schematic structure of a meta lens ML applied to a lens assembly 20 or 120 according to an embodiment. FIG. 8B exemplarily shows a phase profile implemented for each area of FIG. 8A. The meta lens ML of FIG. 8A may correspond to a plan view of the first meta lens ML1 or the second meta lens ML2 described above.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 실시예에 따른 메타 렌즈(ML)는, 입사광에 대해 소정의 위상 지연 프로파일을 나타낼 수 있도록 복수의 나노구조물(NS)을 포함한다. 나노구조물(NS)들은 지지층(SP) 상에 배치될 수 있다. 나노구조물(NS)은 전술한 도 5 내지 도 7에 도시한 제1메타 렌즈(ML1)의 제1나노구조물(NS1), 제2메타 렌즈(ML2)의 제2나노구조물(NS2)에 해당할 수 있다. 지지층(SP)은 도 5에 도시한 스페이서(101), 도 6에서의 지지층(101a)(101b), 도 7에서의 지지층(102) 또는 스페이서(101)에 해당할 수 있다. 나노구조물(NS)은 동작 파장 대역의 중심 파장(λ0)보다 작은 형상 치수를 가질 수 있다. 나노구조물(NS)은 동작 파장 대역의 최소 파장(λm)보다 작은 서브 파장의 형상 치수를 가질 수 있다. 동작 파장 대역은 가시광 대역일 수 있다. 나노구조물(NS)은 지지층(SP), 이 외 주변 물질의 굴절률과 다른 굴절률을 가질 수 있다. 메타 렌즈(ML)는 나노구조물(NS)의 배열 형태에 따라 입사광에 대해 다양한 위상 프로파일을 구현할 수 있으며, 전술한 바와 같은 제1메타 렌즈(ML1), 제2메타 렌즈(ML2)로 적용될 수 있다. Referring to FIGS. 8A and 8B , the meta lens ML according to the embodiment includes a plurality of nanostructures NS to exhibit a predetermined phase delay profile with respect to incident light. The nanostructures NS may be disposed on the supporting layer SP. The nanostructure NS may correspond to the first nanostructure NS1 of the first meta-lens ML1 and the second nanostructure NS2 of the second meta-lens ML2 shown in FIGS. 5 to 7 . can The support layer SP may correspond to the spacer 101 shown in FIG. 5 , the support layers 101a and 101b shown in FIG. 6 , and the support layer 102 or spacer 101 shown in FIG. 7 . The nanostructure NS may have a shape dimension smaller than the central wavelength λ 0 of the operating wavelength band. The nanostructure NS may have a shape dimension of a sub-wavelength smaller than a minimum wavelength λ m of an operating wavelength band. The operating wavelength band may be a visible light band. The nanostructure NS may have a refractive index different from that of the support layer SP and other surrounding materials. The meta lens ML may implement various phase profiles for incident light according to the arrangement of the nanostructures NS, and may be applied as the first meta lens ML1 and the second meta lens ML2 as described above. .

메타 렌즈(ML)는 설계 조건에 따라 형상, 크기, 배열이 정해진 복수의 나노구조물(NS)을 포함하는 복수의 위상 변조 영역(Rk)을 포함하며, 복수의 위상 변조 영역(Rk)은 렌즈로서 역할을 하는 굴절력을 나타내도록, 동심원 형태로 배열될 수 있다. The meta lens ML includes a plurality of phase modulation regions R k including a plurality of nanostructures NS whose shape, size, and arrangement are determined according to design conditions, and the plurality of phase modulation regions R k are It can be arranged in the form of concentric circles, so as to exhibit refractive power serving as a lens.

복수의 위상 변조 영역(Rk)은 메타 렌즈(ML)의 중심(C)으로부터 반경 방향(R)을 따라 배치되며, 복수의 위상 변조 영역(Rk)의 폭(WK)은 중심에서 멀어질수록 작아질 수 있다. 복수의 위상 변조 영역(Rk)은 각각 소정 범위의 위상 변조 패턴을 나타내는 영역이다. 복수의 위상 변조 영역(Rk)은 메타 렌즈(ML)의 중심(C)로부터 반경 방향(R)을 따라 순서대로 배치된, 제1영역(R1), 제2영역(R2), ...제N영역(RN) 등을 포함한다. 도시된 바와 같이, 제1영역(R1)은 원형, 제2영역(R2) 내지 제N영역(RN)은 환형 영역일 수 있다. 제1영역(R1) 내지 제N영역(RN)은 소정 범위의 위상 지연을 나타내는 영역이며, 위상 변조 범위는 예를 들어 2π일 수 있다. 다만 이는 예시적인 것이며, 이에 한정되지는 않는다. 위상 변조 영역의 총 개수(N), 각 영역의 폭(W1,…Wk,… WN)은 굴절력(초점 거리), 렌즈 직경에 따라 정해질 수 있다. The plurality of phase modulation regions (R k ) are disposed along the radial direction (R) from the center (C) of the meta lens (ML), and the width (W K ) of the plurality of phase modulation regions (R k ) is far from the center. The smaller it gets, the smaller it can be. Each of the plurality of phase modulation regions R k is a region representing a phase modulation pattern within a predetermined range. A plurality of phase modulation regions (R k ) are sequentially arranged along the radial direction (R) from the center (C) of the meta lens (ML), a first region (R 1 ), a second region (R 2 ), . ..Including the Nth region (R N ) and the like. As shown, the first region R 1 may be circular, and the second region R 2 to N th region R N may be annular regions. The first region R 1 to the Nth region R N are regions representing a phase delay within a predetermined range, and the phase modulation range may be, for example, 2π. However, this is exemplary and is not limited thereto. The total number of phase modulation regions (N) and the widths (W 1 , ...W k , ... W N ) of each region may be determined according to refractive power (focal length) and lens diameter.

위상 변조 영역(Rk)의 개수 및 폭의 분포는 메타 렌즈(ML)의 유효경 및 굴절력의 크기(절대값)와 관련되며, 각 영역(Rk) 내에서의 규칙 여하에 따라 굴절력의 부호가 정해질 수 있다. 예를 들어, 굴절력이 클수록 더 좁은 폭의 영역(Rk)이 더 많이 사용될 수 있으며, 각 영역(Rk)에서 반경 방향을 따라 나노구조물(NS)의 크기가 감소하는 규칙의 배열(위상이 감소하는 배열)에 의해 양의 굴절력(positive refractive power)이 구현될 수 있고, 반경 방향을 따라 나노구조물(NS)의 크기가 증가하는 규칙의 배열(위상이 증가하는 배열)에 의해 음의 굴절력(negative refractive power)이 구현될 수 있다. The distribution of the number and width of the phase modulation region (R k ) is related to the effective diameter of the meta lens (ML) and the size (absolute value) of the refractive power, and the sign of the refractive power is determined according to a rule within each region (R k ). can be determined For example, the larger the refractive power, the narrower width area (R k ) can be used more, and the array of rules in which the size of the nanostructure (NS) decreases along the radial direction in each area (R k ) A positive refractive power can be implemented by a decreasing arrangement), and a negative refractive power can be implemented by a rule arrangement in which the size of the nanostructures NS increases along the radial direction (a phase increasing arrangement). negative refractive power) can be implemented.

도 9 및 도 10은 도 8의 메타 렌즈(ML)의 예시적인 단면도들을 보여준다.9 and 10 show exemplary cross-sectional views of the meta lens ML of FIG. 8 .

메타 렌즈(ML)는 지지층(SP), 지지층(SP) 상에 배치되는 복수의 나노구조물(NS)들을 포함할 수 있다. 복수의 나노구조물(NS)들 사이에는 나노구조물(NS)과 굴절률이 다른 물질로 된 주변물질(EN)이 형성될 수 있다. 주변물질(EN)은 도시된 것과 달리, 나노구조물(NS)보다 높은 높이로, 즉, 나노구조물(NS) 상부를 덮도록 형성될 수도 있다. 나노구조물(NS)들은 도 9와 같이 단층으로 배열되거나, 또는 도 10과 같이 두 층으로 배열될 수 있고, 또는 3층 이상으로 배열될 수도 있다. The meta lens ML may include a support layer SP and a plurality of nanostructures NS disposed on the support layer SP. A surrounding material EN made of a material having a different refractive index from the nanostructure NS may be formed between the plurality of nanostructures NS. Unlike the illustration, the surrounding material EN may be formed at a height higher than the nanostructure NS, that is, to cover the top of the nanostructure NS. The nanostructures (NS) may be arranged in a single layer as shown in FIG. 9, or as two layers as in FIG. 10, or as three or more layers.

지지층(SP)은 메타 렌즈(ML)의 동작 파장 대역의 광에 대해 투명한 성질을 가지며, 글래스(fused silica, BK7, 등), Quartz, polymer(PMMA, SU-8 등) 및 기타 투명 플라스틱 중의 재질 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.The supporting layer (SP) has a property of being transparent to light in the operating wavelength band of the meta lens (ML), and is made of glass (fused silica, BK7, etc.), quartz, polymer (PMMA, SU-8, etc.) and other transparent plastics. Any one of them can be made.

나노구조물(NS)은 주변물질(EN), 지지층(SP) 등의 주변 물질과 굴절률 차이를 가지는 물질로 이루어진다. 예를 들어, 나노구조물(NS)은 주변물질(EN)의 굴절률과의 차이가 0.5 이상인 높은 굴절률을 갖거나, 또는 주변 물질의 굴절률과의 차이가 0.5 이상인 낮은 굴절률을 가질 수 있다. 굴절률 차이는 0.5 이하 예를 들어, 0.2 이상, 0.5 이하일 수도 있다. The nanostructure NS is made of a material having a refractive index difference from surrounding materials such as the surrounding material EN and the support layer SP. For example, the nanostructure NS may have a high refractive index with a difference of 0.5 or more from the refractive index of the surrounding materials EN, or a low refractive index with a difference of 0.5 or more from the refractive index of the surrounding materials. The refractive index difference may be 0.5 or less, for example, 0.2 or more and 0.5 or less.

나노구조물(NS)이 주변물질(EN)보다 높은 굴절률의 물질로 이루어질 때, 나노구조물(NS)은 c-Si, p-Si, a-Si, III-V 화합물 반도체(GaP, GaN, GaAs 등), SiC, TiO2, TiSiOx, SiN 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 저굴절률의 주변물질(EN)은 SU-8, PMMA 등의 폴리머 물질, SiO2, SOG 또는 air를 포함할 수 있다. When the nanostructure (NS) is made of a material having a higher refractive index than the surrounding material (EN), the nanostructure (NS) is c-Si, p-Si, a-Si, III-V compound semiconductor (GaP, GaN, GaAs, etc. ), SiC, TiO 2 , TiSiOx, and SiN, and the low refractive index surrounding material (EN) may include a polymer material such as SU-8 or PMMA, SiO 2 , SOG, or air.

나노구조물(NS)이 주변물질(EN)보다 낮은 굴절률의 물질로 이루어질 때, 나노구조물(NS) SiO2, 및 air 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 고굴절률의 주변물질(EN)은 c-Si, p-Si, a-Si, III-V 화합물 반도체(GaP, GaN, GaAs 등), SiC, TiO2, TiSiOx, SiN 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. When the nanostructure (NS) is made of a material having a lower refractive index than the surrounding material (EN), the nanostructure (NS) may include at least one of SiO 2 and air, and the high refractive index surrounding material (EN) is c- At least one of Si, p-Si, a-Si, III-V compound semiconductor (GaP, GaN, GaAs, etc.), SiC, TiO 2 , TiSiOx, and SiN may be included.

나노구조물(NS)은 전술한 다양한 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)(120)를 적용한 이미징 장치(10)(110) 및 이를 포함하는 전자 장치의 동작 파장, 즉, 이미징 장치(10)(110)에서 형성한 이미징 광의 최소 파장(λm)보다 작은 형상 치수를 가질 수 있다. 예를 들어, 나노구조물(NS)의 폭은 최소 파장(λm)의 1/2이상 2/3이하일 수 있다. 나노구조물(NS)의 높이는 0.5λm~8λm의 범위일 수 있다. The nanostructure (NS) is the operating wavelength of the imaging device 10 (110) to which the lens assembly 20 (120) according to the various embodiments described above is applied and an electronic device including the same, that is, the imaging device 10 (110). ) may have a shape dimension smaller than the minimum wavelength (λ m ) of the imaging light formed at For example, the width of the nanostructure NS may be 1/2 or more and 2/3 or less of the minimum wavelength (λ m ). The height of the nanostructure NS may be in the range of 0.5λ m to 8λ m .

나노구조물(NS)은 원기둥 형상을 가질 수 있고, 그 외, 다양한 다각 기둥, 타원 기둥 등의 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 나노구조물(NS)의 단면은 원형, 정사각형과 같은 대칭형 또는 타원형, 직사각형, L 모양 등 비대칭형 등 다양한 형태를 가질 수 있으며, 십자 형태 또는 두개 이상의 분리된 서브-나노 구조물 구조를 가질 수도 있다.The nanostructure NS may have a cylindrical shape, and other shapes such as various polygonal columns and elliptical columns. For example, the cross section of the nanostructure (NS) may have various shapes such as a symmetrical shape such as a circle or a square or an asymmetrical shape such as an elliptical shape, a rectangular shape, or an L shape, and may have a cross shape or a structure of two or more separate sub-nanostructures. may be

실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)(120)에 있어서, 제1메타 렌즈(ML1)는 도 8a 내지 10을 참조로 설명한 바와 같은 메타 렌즈(ML) 구조를 가질 수 있으며, 제1메타 렌즈(ML1)의 각 위상 변조 영역(Rk)에서의 복수의 제1나노구조물(NS1)의 제1형상 분포는, 예를 들어, 양의 굴절력(positive refractive power)을 나타내는 소정의 위상 지연 함수(φ1(r))를 가지도록 정해질 수 있다. 또한, 제2메타 렌즈(ML2)는 도 8a 내지 10을 참조로 설명한 바와 같은 메타 렌즈(ML) 구조를 가질 수 있으며, 제2메타 렌즈(ML2)의 각 위상 변조 영역(Rk)에서의 복수의 제2나노구조물(NS2)의 제2형상 분포는, 예를 들어, 음의 굴절력(negative refractive power)을 나타내는 소정의 위상 지연 함수(φ2(r))를 가지도록 정해질 수 있다. In the lens assembly 20 or 120 according to the embodiment, the first meta-lens ML1 may have a meta-lens ML structure as described with reference to FIGS. 8A to 10 , and the first meta-lens ML1 The first shape distribution of the plurality of first nanostructures NS1 in each phase modulation region R k of ) is, for example, a predetermined phase delay function (φ 1 ) representing positive refractive power. (r)) can be determined to have. In addition, the second meta-lens ML2 may have a meta-lens ML structure as described with reference to FIGS. 8A to 10 , and may have a plurality of phase modulation regions R k of the second meta-lens ML2 . The second shape distribution of the second nanostructures NS2 of may be determined to have, for example, a predetermined phase delay function φ 2 (r) representing negative refractive power.

이하에서는, 실시예에 따른 렌즈 어셈블리의 설계 예를 도 2에 도시된 렌즈 어셈블리(20)의 광학적 구성의 예를 들어 설명한다. Hereinafter, a design example of the lens assembly according to the embodiment will be described with an example of an optical configuration of the lens assembly 20 shown in FIG. 2 .

표 1/표 2, 표 3/표 4, 표 5/표 6은 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)의 설계 데이터를 예시적으로 보여준다. 도 11은 표 1 내지 표 6의 설계 데이터에 따라 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)를 설계할 때, 입사 방향에 따른 광의 포커싱을 보여준다. 도 12는 표 1 내지 표 6 및 도 11에서와 같이 설계될 때의 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)의 MTF(Modulus of the OTF) 성능을 보여준다. 도 12에서 가로축은 공간 주파수를 나타내며, 세로축은 MTF 값을 나타낸다. 도 12에서 'Diff.Limit'는 Diffraction Limit(회절 한계)를 나타내며, 이론 상의 MTF 한계치를 의미한다. 또한, 예를 들어, '2.5000mm - Sagittal'에서 수치는 상고(Image height) 2.5mm를 의미하는 것으로, 이미지 센서 중심에서부터의 거리를 의미한다. Table 1/Table 2, Table 3/Table 4, and Table 5/Table 6 exemplarily show design data of the lens assembly 20 according to the embodiment. 11 shows the focusing of light according to the incident direction when the lens assembly 20 according to the embodiment is designed according to the design data of Tables 1 to 6. 12 shows Modulus of the OTF (MTF) performance of the lens assembly 20 according to the embodiment when designed as shown in Tables 1 to 6 and FIG. 11 . In FIG. 12, the horizontal axis represents the spatial frequency, and the vertical axis represents the MTF value. In FIG. 12, 'Diff.Limit' indicates Diffraction Limit (diffraction limit) and means a theoretical MTF limit. Also, for example, '2.5000mm - Sagittal' means an image height of 2.5mm, which means the distance from the center of the image sensor.

noodle 반경 (mm)Radius (mm) 두께 (mm)Thickness (mm) 재질texture ConicConic Norm. RadiusNorm. Radius S1S1 3.28193.2819 1.51151.5115 A551425A551425 0.28990.2899 0.98240.9824 S2S2 41.248741.2487 0.05000.0500 65.897765.8977 2.32112.3211

noodle A0A0 A1A1 A2A2 A3A3 A4A4 A5A5 A6A6 S1S1 -3.25E-03-3.25E-03 8.86E-058.86E-05 -7.81E-06-7.81E-06 5.40E-075.40E-07 -2.63E-08-2.63E-08 -6.16E-10-6.16E-10 3.93E-113.93E-11 S2S2 -2.00E-02-2.00E-02 -1.61E-02-1.61E-02 -2.63E-02-2.63E-02 7.19E-037.19E-03 -9.07E-03-9.07E-03 9.03E-039.03E-03 -3.62E-03-3.62E-03

noodle 반경 (mm)Radius (mm) 두께 (mm)Thickness (mm) 재질texture ConicConic Norm. RadiusNorm. Radius S3S3 2.31262.3126 0.40000.4000 EP700025EP700025 -12.7988-12.7988 0.82680.8268 S4S4 1.44931.4493 0.80650.8065 -1.6497-1.6497 0.74290.7429

noodle A0A0 A1A1 A2A2 A3A3 A4A4 A5A5 A6A6 S1S1 2.71E-022.71E-02 -1.16E-03-1.16E-03 5.80E-055.80E-05 -1.91E-06-1.91E-06 -1.20E-07-1.20E-07 6.33E-096.33E-09 5.27E-105.27E-10 S2S2 -1.53E-03-1.53E-03 1.08E-031.08E-03 -9.02E-05-9.02E-05 -3.10E-06-3.10E-06 1.84E-061.84E-06 -1.84E-07-1.84E-07 2.94E-092.94E-09

반경 (mm)Radius (mm) 두께 (mm)Thickness (mm) 재질texture ConicConic TypeType Norm. RadiusNorm. Radius ML1ML1 InfinityInfinity 0.60000.6000 SILICASILICA 0.00000.0000 1.00001.0000 1One ML2ML2 InfinityInfinity 0.05000.0500 0.00000.0000 1.00001.0000 1One

Coeff. on ^2Coeff. on ^2 Coeff. on ^4Coeff. on ^4 Coeff. on ^6Coeff. on ^6 Coeff. on ^8Coeff. on ^8 Coeff. on ^10Coeff. on ^10 Coeff. on ^12Coeff. on ^12 Coeff. on ^14Coeff. on ^14 Coeff. on ^16Coeff. on ^16 Coeff. on ^18Coeff. on ^18 Coeff. on ^20Coeff. on ^20 ML1ML1 -226.8228 -226.8228 62.1423 62.1423 -139.
2577
-139.
2577
94.9498 94.9498 -23.8132 -23.8132 0.2070 0.2070 0.4804 0.4804 -6.47
E-01
-6.47
E-01
4.79
E-01
4.79
E-01
-8.85
E-02
-8.85
E-02
ML2ML2 233.8962 233.8962 0.8835 0.8835 20.8284 20.8284 34.0985 34.0985 -60.6878 -60.6878 23.0255 23.0255 6.1855 6.1855 -4.45
E+00
-4.45
E+00
-3.41
E-01
-3.41
E-01
3.31
E-01
3.31
E-01

표 1 및 표 2는 제1굴절렌즈(21)의 설계 데이터의 예를 보여주며, 표 3 및 표 4는 제2굴절렌즈(25)의 설계 데이터의 예를 보여준다. Tables 1 and 2 show examples of design data of the first refractive lens 21, and Tables 3 and 4 show examples of design data of the second refractive lens 25.

표 1 및 표 3에서 'conic'은 conic constant를 의미하며, Norm. Radius는 반경(radius)을 정규화(normalization)한 값을 의미한다. In Tables 1 and 3, 'conic' means conic constant, and Norm. Radius means a value obtained by normalizing the radius.

표 1 내지 표 4의 제1 내지 제4렌즈면(S1, S2, S3, S4)에 대한 비구면 데이터는, Q-polynomials (Qbfs) 방식의 비구면 표현식을 적용한 것이다. 표 2 및 표 4에서 A1, A2, A3, A4, A5, A6는 제1 내지 제4렌즈면(S1, S2, S3, S4)의 비구면 계수를 나타낸다. 제1렌즈면(S1)은 제1굴절렌즈(21)의 입사동측에 위치하는 렌즈면(21a)을 나타내며, 제2렌즈면(S2)은 반대측 렌즈면을 나타낸다. 제3렌즈면(S3)은 제2굴절렌즈(25)의 제1굴절렌즈(21)를 향하는 측에 위치하는 렌즈면을 나타내며, 제4렌즈면(S4)은 반대측 렌즈면(25a)을 나타낸다. The aspherical surface data for the first to fourth lens surfaces S1, S2, S3, and S4 in Tables 1 to 4 are obtained by applying the aspheric surface expression of the Q-polynomials (Qbfs) method. In Tables 2 and 4, A1, A2, A3, A4, A5, and A6 denote aspheric coefficients of the first to fourth lens surfaces S1, S2, S3, and S4. The first lens surface S1 represents the lens surface 21a located on the entrance ipsilateral side of the first refractive lens 21, and the second lens surface S2 represents the opposite lens surface. The third lens surface S3 represents a lens surface located on the side of the second refractive lens 25 facing the first refractive lens 21, and the fourth lens surface S4 represents the opposite lens surface 25a. .

표 1 및 표 2, 표 3 및 표 4에서는 제1 내지 제4렌즈면(S1, S2, S3, S4) 각각이 비구면 렌즈면으로 설계되는 예를 보여준다. 표 1 및 도 11에 보인 바와 같이, 제1굴절렌즈(21)는 저분산 소재 예를 들어, A551425의 재질로 형성될 수 있다. 표 3 및 도 11에 보인 바와 같이, 제2굴절렌즈(25)는 고분산 소재 예를 들어, EP700025의 재질로 형성될 수 있다. Tables 1 and 2, and Tables 3 and 4 show examples in which each of the first to fourth lens surfaces S1, S2, S3, and S4 is designed as an aspherical lens surface. As shown in Table 1 and FIG. 11, the first refractive lens 21 may be formed of a low-dispersion material, for example, A551425. As shown in Table 3 and FIG. 11, the second refractive lens 25 may be formed of a high dispersion material, for example EP700025.

표 5 및 표 6은 제1메타 렌즈(ML1)와 제2메타 렌즈(ML2)의 설계 데이터의 예를 보여준다. 표 5에서는 제1메타 렌즈(ML1)와 제2메타 렌즈(ML2) 사이의 스페이서(101)가 실리카 재질로 약 0.6000mm의 간격(d)을 가지도록 형성된 예를 보여준다. 표 6에서 'Coeff. on ^2i'는 수학식 1의 다항식 전개(polynomial expansion:φ)에서의 Ai 값을 나타낸다.Tables 5 and 6 show examples of design data of the first meta-lens ML1 and the second meta-lens ML2. Table 5 shows an example in which the spacer 101 between the first meta-lens ML1 and the second meta-lens ML2 is made of silica and has a distance d of about 0.6000 mm. In Table 6, 'Coeff. on ^ 2i' represents the Ai value in the polynomial expansion (φ) of Equation 1.

Figure pat00001
Figure pat00001

제1메타 렌즈(ML1)와 제2메타 렌즈(ML2)는 수학식 1의 다항식 전개에 따른 광선에 위상을 더하도록 마련된다. 수학식 1에서 N은 다항 계수(polynomial coefficient)의 개수를 나타낸다. Ai는 반경 거리 ρ의 2i 제곱(2ith power)에서의 다항 계수이며, M은 회절 차수이다. 표 5 및 표 6에서는 다항 계수의 개수가 N=10이고, 회절 차수가 M=1인 예를 보여준다.The first meta-lens ML1 and the second meta-lens ML2 are provided to add phases to light rays according to the polynomial expansion of Equation 1. In Equation 1, N represents the number of polynomial coefficients. Ai is the polynomial coefficient at the 2i power of the radial distance ρ, and M is the diffraction order. Tables 5 and 6 show examples in which the number of polynomial coefficients is N=10 and the number of diffraction orders is M=1.

또한, 도 11에 예시적으로 나타낸 바와 같이, 제1굴절렌즈(21)의 렌즈 구경에 대응하는 입사동은 약 5.06mm로 형성될 수 있으며, 렌즈 어셈블리(20)의 입사동에서 출사동까지의 거리가 약 6.13mm, 광학소자(30)의 폭이 약 2.71mm로 설계되고, 표 1 내지 표 6의 데이터로 제1굴절렌즈(21), 제2굴절렌즈(25), 제1메타 렌즈(ML1) 및 제2메타 렌즈(ML2)가 설계될 때, 렌즈 어셈블리(20)의 전체 초점거리는 예를 들어, 약 11.64mm일 수 있으며, 상면(Image Plane)에는 중심축에서부터 약 2.5mm 범위에 걸쳐 상이 형성될 수 있다. In addition, as exemplarily shown in FIG. 11 , the entrance pupil corresponding to the lens aperture of the first refractive lens 21 may be formed to be about 5.06 mm, and the distance from the entrance pupil to the exit pupil of the lens assembly 20 is 5.06 mm. The distance is designed to be about 6.13 mm and the width of the optical element 30 is about 2.71 mm, and the first refractive lens 21, the second refractive lens 25, and the first meta lens (with the data in Tables 1 to 6) When the ML1) and the second meta lens ML2 are designed, the total focal length of the lens assembly 20 may be, for example, about 11.64 mm, and the image plane extends from the central axis to about 2.5 mm. A phase may form.

이상에서 설명한 바와 같은 다양한 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)(120)를 적용하면, 다양한 배율의 망원 카메라를 구현할 수 있으며, 파장간 광경로 차이에 기반한 색분산 보상의 역할을 하도록 마련된 메타 렌즈(100)를 적용함으로써, 실장 공간 제약 및 렌즈 소재의 한계를 극복할 수 있다. When the lens assemblies 20 and 120 according to various embodiments as described above are applied, a telephoto camera of various magnifications can be implemented, and a meta lens prepared to serve as a chromatic dispersion compensation based on an optical path difference between wavelengths ( 100), it is possible to overcome the limitations of mounting space and lens material.

도 13은 실시예에 따른 렌즈 어셈블리를 포함하는 이미징 장치를 망원 카메라로서 모바일 기기(1000)에 적용한 예를 보여주는 개념도이다. 13 is a conceptual diagram illustrating an example in which an imaging device including a lens assembly according to an embodiment is applied to a mobile device 1000 as a telephoto camera.

도 13을 참조하면, 모바일 기기(1000)에는 복수의 카메라(1200)가 탑재되며, 복수의 카메라(1200) 중 적어도 하나는 망원 카메라 일 수 있다. 예를 들어, 모바일 기기(1000)는 후면에 제1 내지 제3카메라(1201)(1203)(1205)를 구비할 수 있으며, 제1 내지 제3카메라(1201)(1203)(1205) 중 적어도 하나, 예를 들어 제3카메라(1205)는 망원 카메라일 수 있다. 제1카메라(1201) 및 제2카메라(1203) 중 어느 하나는 예를 들어 광각 카메라이고, 나머지 하나는 예를 들어 초광각 카메라일 수 있으며, 다만 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 제3카메라(1205)는 전술한 다양한 실시예에 따른 렌즈 어셈블리 중 어느 하나를 구비할 수 있다. 또한, 제1 및/또는 제2카메라(1201)(1203)는 전술한 다양한 실시예에 따른 렌즈 어셈블리 중 어느 하나를 구비할 수 있다. Referring to FIG. 13 , a plurality of cameras 1200 are mounted in the mobile device 1000, and at least one of the plurality of cameras 1200 may be a telephoto camera. For example, the mobile device 1000 may have first to third cameras 1201, 1203, and 1205 on a rear surface, and at least one of the first to third cameras 1201, 1203, and 1205 may be provided. However, for example, the third camera 1205 may be a telephoto camera. One of the first camera 1201 and the second camera 1203 may be, for example, a wide-angle camera, and the other may be, for example, an ultra-wide-angle camera, but the embodiment is not limited thereto. In this case, the third camera 1205 may include any one of the lens assemblies according to various embodiments described above. Also, the first and/or second cameras 1201 and 1203 may include any one of the lens assemblies according to various embodiments described above.

도 13에서는 모바일 기기(1000) 후면에 트리플 카메라가 구비되고, 트리플 카메라 중 하나가 망원 카메라인 예를 보여주는데, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 모바일 기기(1000)는 2개 이상의 카메라 예를 들어, 듀얼, 트리플, 쿼드, 펜타 또는 그 이상의 카메라를 구비할 수 있으며, 이중 하나 또는 둘 이상이 망원 카메라일 수 있다. 이때, 하나 또는 둘 이상의 망원 카메라는 전술한 실시예에 따른 렌즈 어셈블리를 구비할 수 있다. 또한, 나머지 카메라에도 전술한 실시예에 따른 렌즈 어셈블리를 적용할 수 있다.13 shows an example in which triple cameras are provided on the back of the mobile device 1000 and one of the triple cameras is a telephoto camera, but the embodiment is not limited thereto. For example, the mobile device 1000 may include two or more cameras, for example, dual, triple, quad, penta, or more cameras, and one or more of them may be telephoto cameras. In this case, one or more telephoto cameras may include the lens assembly according to the above-described embodiment. In addition, the lens assembly according to the embodiment described above may be applied to the remaining cameras.

도 14는 모바일 기기(1000) 내부에 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)를 적용한 폴디드 망원 카메라(1210)를 배치한 예를 보여준다. 모바일 기기(1000)가 예를 들어, 도 13에 예시적으로 보인 바와 같이, 후면에 제1 내지 제3카메라(1201)(1203)(1205)를 구비하고, 제3카메라(1205)가 망원 카메라인 경우, 폴디드 망원 카메라(1210)는 예를 들어, 제3카메라(1205)에 해당할 수 있다. 또한, 폴디드 망원 카메라(1210)는 제1카메라(1201) 또는 제2카메라(1203)일 수도 있다. 모바일 기기(1000)에 4개 이상의 카메라가 구비되는 경우, 폴디드 망원 카메라(1210)은 4개 이상의 카메라 중 적어도 하나에 해당할 수 있다. 도 14에서는 도 2의 렌즈 어셈블리(20)가 적용된 예를 보여주는데, 이는 예시적인 것이며, 도 1, 도 3 및 도 4의 렌즈 어셈블리 중 어느 하나 또는 그 변형 예가 적용될 수도 있다. 14 shows an example of disposing a folded telephoto camera 1210 to which the lens assembly 20 according to the embodiment is applied inside the mobile device 1000. As shown exemplarily in FIG. 13 , the mobile device 1000 includes first to third cameras 1201, 1203, and 1205 on the rear side, and the third camera 1205 is a telephoto camera. In the case of , the folded telephoto camera 1210 may correspond to, for example, the third camera 1205 . Also, the folded telephoto camera 1210 may be the first camera 1201 or the second camera 1203 . When the mobile device 1000 includes four or more cameras, the folded telephoto camera 1210 may correspond to at least one of the four or more cameras. 14 shows an example in which the lens assembly 20 of FIG. 2 is applied, which is exemplary, and any one of the lens assemblies of FIGS. 1, 3, and 4 or a modified example thereof may be applied.

도 14에서와 같이 광경로를 꺾어주는 광학소자 예컨대, 프리즘(30')을 적용하여 폴디드 광학계를 구현할 수 있다. 프리즘(30')은 내부 반사면이 모바일 기기(1000)의 내부 바닥과 약 45도를 이루거나 다른 경사 각도를 이루도록 배치될 수 있다. 피사체로부터 반사된 광은 투명 윈도우(1001)를 통해 모바일 기기(1000) 내부로 입사될 수 있다. 투명 윈도우(1001)는 생략되거나, 모바일 기기(1000)의 커버(1000a)와 동일 평면에 위치하거나, 커버(1000a)보다 돌출되거나 함몰되게 위치할 수 있다.As shown in FIG. 14, a folded optical system may be implemented by applying an optical element that bends an optical path, for example, a prism 30'. The prism 30' may be disposed so that the internal reflection surface forms an angle of about 45 degrees or another inclined angle with the inner bottom of the mobile device 1000. Light reflected from the subject may be incident into the mobile device 1000 through the transparent window 1001 . The transparent window 1001 may be omitted, may be positioned on the same plane as the cover 1000a of the mobile device 1000, or may be protruded or depressed from the cover 1000a.

이외에도 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)(120)를 구비하는 이미징 장치(10)(110)는 망원 카메라를 필요로 하는 다양한 전자 장치에 적용될 수 있다. In addition, the imaging device 10 (110) including the lens assembly 20 (120) according to the embodiment may be applied to various electronic devices requiring a telephoto camera.

도 15는 실시예에 따른 전자 장치(2201)의 개략적인 구성을 보이는 블록도이다.15 is a block diagram showing a schematic configuration of an electronic device 2201 according to an embodiment.

도 15를 참조하면, 네트워크 환경(2200)에서 전자 장치(2201)는 제1 네트워크(2298)(근거리 무선 통신 네트워크 등)를 통하여 다른 전자 장치(2202)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(2299)(원거리 무선 통신 네트워크 등)를 통하여 또 다른 전자 장치(2204) 및/또는 서버(2208)와 통신할 수 있다. 전자 장치(2201)는 서버(2208)를 통하여 전자 장치(2204)와 통신할 수 있다. 전자 장치(2201)는 프로세서(2220), 메모리(2230), 입력 장치(2250), 음향 출력 장치(2255), 표시 장치(2260), 오디오 모듈(2270), 센서 모듈(2210), 인터페이스(2277), 햅틱 모듈(2279), 카메라 모듈(2280), 전력 관리 모듈(2288), 배터리(2289), 통신 모듈(2290), 가입자 식별 모듈(2296), 및/또는 안테나 모듈(2297)을 포함할 수 있다. 전자 장치(2201)에는, 이 구성요소들 중 일부(표시 장치(2260) 등)가 생략되거나, 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 이 구성요소들 중 일부는 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(2210)의 지문 센서(2211)나 또는, 홍채 센서, 조도 센서 등은 표시 장치(2260)(디스플레이 등)에 임베디드되어 구현될 수 있다. 또한 카메라 모듈(2280), 햅틱 모듈(2279), 센서 모듈(2210)들은 각각 프로세서(2220)와 메모리(2230)의 일부를 자체적으로 포함할 수 있다.Referring to FIG. 15 , in a network environment 2200, an electronic device 2201 communicates with another electronic device 2202 through a first network 2298 (such as a short-distance wireless communication network) or through a second network 2299. It may communicate with another electronic device 2204 and/or server 2208 via (eg, a long-distance wireless communication network). The electronic device 2201 may communicate with the electronic device 2204 through the server 2208 . The electronic device 2201 includes a processor 2220, a memory 2230, an input device 2250, an audio output device 2255, a display device 2260, an audio module 2270, a sensor module 2210, and an interface 2277. ), haptic module 2279, camera module 2280, power management module 2288, battery 2289, communication module 2290, subscriber identification module 2296, and/or antenna module 2297. can In the electronic device 2201, some of these components (such as the display device 2260) may be omitted or other components may be added. Some of these components can be implemented as a single integrated circuit. For example, the fingerprint sensor 2211 of the sensor module 2210, an iris sensor, or an illumination sensor may be implemented by being embedded in the display device 2260 (display, etc.). In addition, the camera module 2280, the haptic module 2279, and the sensor module 2210 may each include a processor 2220 and a part of the memory 2230 by itself.

프로세서(2220)는, 소프트웨어(프로그램(2240) 등)를 실행하여 프로세서(2220)에 연결된 전자 장치(2201) 중 하나 또는 복수개의 다른 구성요소들(하드웨어, 소프트웨어 구성요소 등)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 데이터 처리 또는 연산의 일부로, 프로세서(2220)는 다른 구성요소(센서 모듈(2210), 통신 모듈(2290) 등)로부터 수신된 명령 및/또는 데이터를 휘발성 메모리(2232)에 로드하고, 휘발성 메모리(2232)에 저장된 명령 및/또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(2234)에 저장할 수 있다. 프로세서(2220)는 메인 프로세서(2221)(중앙 처리 장치, 어플리케이션 프로세서 등) 및 이와 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(2223)(그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 커뮤니케이션 프로세서 등)를 포함할 수 있다. 보조 프로세서(2223)는 메인 프로세서(2221)보다 전력을 작게 사용하고, 특화된 기능을 수행할 수 있다. The processor 2220 may execute software (program 2240, etc.) to control one or a plurality of other components (hardware, software components, etc.) of the electronic device 2201 connected to the processor 2220, and , various data processing or calculations can be performed. As part of data processing or computation, processor 2220 loads commands and/or data received from other components (sensor module 2210, communication module 2290, etc.) into volatile memory 2232 and Commands and/or data stored in 2232 may be processed, and resulting data may be stored in non-volatile memory 2234. The processor 2220 includes a main processor 2221 (central processing unit, application processor, etc.) and a secondary processor 2223 (graphics processing unit, image signal processor, sensor hub processor, communication processor, etc.) can include The auxiliary processor 2223 may use less power than the main processor 2221 and perform specialized functions.

보조 프로세서(2223)는, 메인 프로세서(2221)가 인액티브 상태(슬립 상태)에 있는 동안 메인 프로세서(2221)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(2221)가 액티브 상태(어플리케이션 실행 상태)에 있는 동안 메인 프로세서(2221)와 함께, 전자 장치(2201)의 구성요소들 중 일부 구성요소(표시 장치(2260), 센서 모듈(2210), 통신 모듈(2290) 등)와 관련된 기능 및/또는 상태를 제어할 수 있다. 보조 프로세서(2223)(이미지 시그널 프로세서, 커뮤니케이션 프로세서 등)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(카메라 모듈(2280), 통신 모듈(2290) 등)의 일부로서 구현될 수도 있다. The secondary processor 2223 may take the place of the main processor 2221 while the main processor 2221 is in an inactive state (sleep state), or the main processor 2221 while the main processor 2221 is in an active state (application execution state). Together with the processor 2221, functions and/or states related to some of the components (display device 2260, sensor module 2210, communication module 2290, etc.) of the electronic device 2201 may be controlled. can The auxiliary processor 2223 (image signal processor, communication processor, etc.) may be implemented as a part of other functionally related components (camera module 2280, communication module 2290, etc.).

메모리(2230)는 전자 장치(2201)의 구성요소(프로세서(2220), 센서모듈(2276) 등)가 필요로 하는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(프로그램(2240) 등) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 및/또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(2230)는, 휘발성 메모리(2232) 및/또는 비휘발성 메모리(2234)를 포함할 수 있다.The memory 2230 may store various data required by components of the electronic device 2201 (processor 2220, sensor module 2276, etc.). Data may include, for example, input data and/or output data for software (such as program 2240) and instructions related thereto. The memory 2230 may include a volatile memory 2232 and/or a non-volatile memory 2234 .

프로그램(2240)은 메모리(2230)에 소프트웨어로 저장될 수 있으며, 운영 체제(2242), 미들 웨어(2244) 및/또는 어플리케이션(2246)을 포함할 수 있다. The program 2240 may be stored as software in the memory 2230 and may include an operating system 2242 , middleware 2244 , and/or applications 2246 .

입력 장치(2250)는, 전자 장치(2201)의 구성요소(프로세서(2220) 등)에 사용될 명령 및/또는 데이터를 전자 장치(2201)의 외부(사용자 등)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(2250)는, 마이크, 마우스, 키보드, 및/또는 디지털 펜(스타일러스 펜 등)을 포함할 수 있다. The input device 2250 may receive a command and/or data to be used by a component (such as the processor 2220) of the electronic device 2201 from the outside of the electronic device 2201 (such as a user). The input device 2250 may include a microphone, mouse, keyboard, and/or digital pen (such as a stylus pen).

음향 출력 장치(2255)는 음향 신호를 전자 장치(2201)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(2255)는, 스피커 및/또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 리시버는 스피커의 일부로 결합되어 있거나 또는 독립된 별도의 장치로 구현될 수 있다.The sound output device 2255 may output sound signals to the outside of the electronic device 2201 . The audio output device 2255 may include a speaker and/or a receiver. The speaker can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback, and the receiver can be used to receive an incoming call. The receiver may be incorporated as a part of the speaker or implemented as an independent separate device.

표시 장치(2260)는 전자 장치(2201)의 외부로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(2260)는, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 표시 장치(2260)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(Touch Circuitry), 및/또는 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(압력 센서 등)를 포함할 수 있다. The display device 2260 can visually provide information to the outside of the electronic device 2201 . The display device 2260 may include a display, a hologram device, or a projector and a control circuit for controlling the device. The display device 2260 may include a touch circuitry set to sense a touch and/or a sensor circuit (such as a pressure sensor) set to measure the strength of a force generated by a touch.

오디오 모듈(2270)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 오디오 모듈(2270)은, 입력 장치(2250)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(2255), 및/또는 전자 장치(2201)와 직접 또는 무선으로 연결된 다른 전자 장치(전자 장치(2102) 등)의 스피커 및/또는 헤드폰을 통해 소리를 출력할 수 있다.The audio module 2270 may convert sound into an electrical signal or vice versa. The audio module 2270 obtains sound through the input device 2250, the sound output device 2255, and/or another electronic device connected directly or wirelessly to the electronic device 2201 (such as the electronic device 2102). ) may output sound through a speaker and/or a headphone.

센서 모듈(2210)은 전자 장치(2201)의 작동 상태(전력, 온도 등), 또는 외부의 환경 상태(사용자 상태 등)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 및/또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(2210)은, 지문 센서(2211), 가속도 센서(2212), 위치 센서(2213), 3D 센서(2214)등을 포함할 수 있고, 이 외에도 홍채 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(Infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 및/또는 조도 센서를 포함할 수 있다. The sensor module 2210 detects an operating state (power, temperature, etc.) of the electronic device 2201 or an external environmental state (user state, etc.), and generates an electrical signal and/or data value corresponding to the detected state. can do. The sensor module 2210 may include a fingerprint sensor 2211, an acceleration sensor 2212, a position sensor 2213, a 3D sensor 2214, and the like, in addition to an iris sensor, a gyro sensor, an air pressure sensor, and a magnetic sensor. , a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (Infrared) sensor, a biological sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, and/or an illuminance sensor.

3D 센서(2214)는 대상체에 소정의 광을 조사하고 대상체에서 반사된 광을 분석하여 대상체의 형상, 움직임등을 센싱하는 것으로, 예를 들어, 전술한 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20) 및 이를 포함하는 이미징 장치(10)가 적용될 수 있다.The 3D sensor 2214 irradiates a predetermined light to an object and analyzes the light reflected from the object to sense the shape and motion of the object. For example, the lens assembly 20 according to the above-described embodiment and the same An imaging device 10 including may be applied.

인터페이스(2277)는 전자 장치(2201)가 다른 전자 장치(전자 장치(2102) 등)와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 인터페이스(2277)는, HDMI(High Definition Multimedia Interface), USB(Universal Serial Bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 및/또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.The interface 2277 may support one or more specified protocols that may be used to directly or wirelessly connect the electronic device 2201 to another electronic device (e.g., the electronic device 2102). The interface 2277 may include a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, and/or an audio interface.

연결 단자(2278)는, 전자 장치(2201)가 다른 전자 장치(전자 장치(2102) 등)와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 연결 단자(2278)는, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 및/또는 오디오 커넥터(헤드폰 커넥터 등)를 포함할 수 있다.The connection terminal 2278 may include a connector through which the electronic device 2201 may be physically connected to another electronic device (e.g., the electronic device 2102). The connection terminal 2278 may include an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, and/or an audio connector (such as a headphone connector).

햅틱 모듈(2279)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(진동, 움직임 등) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 햅틱 모듈(2279)은, 모터, 압전 소자, 및/또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.The haptic module 2279 may convert electrical signals into mechanical stimuli (vibration, movement, etc.) or electrical stimuli that the user can perceive through tactile or kinesthetic senses. The haptic module 2279 may include a motor, a piezoelectric element, and/or an electrical stimulation device.

카메라 모듈(2280)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 카메라 모듈(2280)은 예를 들어, 렌즈 어셈블리들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 및/또는 플래시들을 포함할 수 있다. 카메라 모듈(2280)은 복수개 구비될 수 있으며, 각 카메라 모듈(2280)은 예를 들어, 렌즈 어셈블리, 이미지 센서, 이미지 시그널 프로세서, 및/또는 플래시를 포함하거나, 렌즈 어셈블리 및 이미지 센서를 포함하며, 이미지 시그널 프로세서 및/또는 플래시는 복수의 카메라 모듈(2280)에 공통으로 적용될 수 있다. 카메라 모듈(2280)에 포함된 렌즈 어셈블리(2310)는 이미지 촬영의 대상인 피사체로부터 방출되는 빛을 수집할 수 있으며, 이러한 렌즈 어셈블리(2310)에는 전술한 다양한 실시예의 렌즈 어셈블리(20)(120) 또는 이로부터 변형된 구조가 포함될 수 있다. 카메라 모듈(2280)의 예시적인 구조에 대해서는 도 16에서 후술할 것이다. The camera module 2280 may capture still images and moving images. The camera module 2280 may include, for example, lens assemblies, image sensors, image signal processors, and/or flashes. A plurality of camera modules 2280 may be provided, and each camera module 2280 includes, for example, a lens assembly, an image sensor, an image signal processor, and/or a flash, or includes a lens assembly and an image sensor, The image signal processor and/or flash may be commonly applied to the plurality of camera modules 2280. The lens assembly 2310 included in the camera module 2280 may collect light emitted from a subject that is an object of image capture, and the lens assembly 2310 includes the lens assemblies 20, 120 or Structures modified therefrom may be included. An exemplary structure of the camera module 2280 will be described later with reference to FIG. 16 .

전력 관리 모듈(2288)은 전자 장치(2201)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 전력 관리 모듈(388)은, PMIC(Power Management Integrated Circuit)의 일부로서 구현될 수 있다.The power management module 2288 may manage power supplied to the electronic device 2201 . The power management module 388 may be implemented as part of a Power Management Integrated Circuit (PMIC).

배터리(2289)는 전자 장치(2201)의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 배터리(2289)는, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 및/또는 연료 전지를 포함할 수 있다.The battery 2289 may supply power to components of the electronic device 2201 . The battery 2289 may include a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, and/or a fuel cell.

통신 모듈(2290)은 전자 장치(2201)와 다른 전자 장치(전자 장치(2102), 전자 장치(2104), 서버(2108) 등)간의 직접(유선) 통신 채널 및/또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(2290)은 프로세서(2220)(어플리케이션 프로세서 등)와 독립적으로 운영되고, 직접 통신 및/또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 통신 모듈(2290)은 무선 통신 모듈(2292)(셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, GNSS(Global Navigation Satellite System 등) 통신 모듈) 및/또는 유선 통신 모듈(2294)(LAN(Local Area Network) 통신 모듈, 전력선 통신 모듈 등)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(2298)(블루투스, WiFi Direct 또는 IrDA(Infrared Data Association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(2299)(셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(LAN, WAN 등)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 다른 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(단일 칩 등)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(2292)은 가입자 식별 모듈(2296)에 저장된 가입자 정보(국제 모바일 가입자 식별자(IMSI) 등)를 이용하여 제1 네트워크(2298) 및/또는 제2 네트워크(2299)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(2201)를 확인 및 인증할 수 있다. The communication module 2290 establishes a direct (wired) communication channel and / or wireless communication channel between the electronic device 2201 and other electronic devices (electronic device 2102, electronic device 2104, server 2108, etc.), And it can support communication through the established communication channel. The communication module 2290 may include one or more communication processors that operate independently of the processor 2220 (application processor, etc.) and support direct communication and/or wireless communication. The communication module 2290 includes a wireless communication module 2292 (cellular communication module, short-range wireless communication module, GNSS (Global Navigation Satellite System, etc.) communication module) and/or wired communication module 2294 (Local Area Network (LAN) communication). module, power line communication module, etc.). Among these communication modules, the corresponding communication module is a first network 2298 (a local area communication network such as Bluetooth, WiFi Direct, or IrDA (Infrared Data Association)) or a second network 2299 (cellular network, Internet, or computer network (LAN). , WAN, etc.) to communicate with other electronic devices. These various types of communication modules may be integrated into one component (single chip, etc.) or implemented as a plurality of separate components (multiple chips). The wireless communication module 2292 uses the subscriber information (International Mobile Subscriber Identifier (IMSI), etc.) stored in the subscriber identification module 2296 within a communication network such as the first network 2298 and/or the second network 2299. The electronic device 2201 can be identified and authenticated.

안테나 모듈(2297)은 신호 및/또는 전력을 외부(다른 전자 장치 등)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 안테나는 기판(PCB 등) 위에 형성된 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함할 수 있다. 안테나 모듈(2297)은 하나 또는 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 복수의 안테나가 포함된 경우, 통신 모듈(2290)에 의해 복수의 안테나들 중에서 제1 네트워크(2298) 및/또는 제2 네트워크(2299)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 안테나가 선택될 수 있다. 선택된 안테나를 통하여 통신 모듈(2290)과 다른 전자 장치 간에 신호 및/또는 전력이 송신되거나 수신될 수 있다. 안테나 외에 다른 부품(RFIC 등)이 안테나 모듈(2297)의 일부로 포함될 수 있다.The antenna module 2297 may transmit or receive signals and/or power to the outside (other electronic devices, etc.). The antenna may include a radiator made of a conductive pattern formed on a substrate (PCB, etc.). The antenna module 2297 may include one or a plurality of antennas. When a plurality of antennas are included, an antenna suitable for a communication method used in a communication network such as the first network 2298 and/or the second network 2299 is selected from among the plurality of antennas by the communication module 2290. can Signals and/or power may be transmitted or received between the communication module 2290 and other electronic devices through the selected antenna. In addition to the antenna, other parts (RFIC, etc.) may be included as part of the antenna module 2297.

구성요소들 중 일부는 주변 기기들간 통신 방식(버스, GPIO(General Purpose Input and Output), SPI(Serial Peripheral Interface), MIPI(Mobile Industry Processor Interface) 등)을 통해 서로 연결되고 신호(명령, 데이터 등)를 상호 교환할 수 있다.Some of the components are connected to each other through communication methods (bus, GPIO (General Purpose Input and Output), SPI (Serial Peripheral Interface), MIPI (Mobile Industry Processor Interface), etc.) and signal (command, data, etc.) ) are interchangeable.

명령 또는 데이터는 제2 네트워크(2299)에 연결된 서버(2108)를 통해서 전자 장치(2201)와 외부의 전자 장치(2204)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 다른 전자 장치들(2202, 2204)은 전자 장치(2201)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 전자 장치(2201)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 전자 장치들(2202, 2204, 2208) 중 하나 이상의 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(2201)가 어떤 기능이나 서비스를 수행해야 할 때, 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 하나 이상의 다른 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 일부 또는 전체를 수행하라고 요청할 수 있다. 요청을 수신한 하나 이상의 다른 전자 장치들은 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(2201)로 전달할 수 있다. 이를 위하여, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 및/또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.Commands or data may be transmitted or received between the electronic device 2201 and the external electronic device 2204 through the server 2108 connected to the second network 2299 . The other electronic devices 2202 and 2204 may be the same as the electronic device 2201 or different types of devices. All or part of the operations executed in the electronic device 2201 may be executed in one or more of the other electronic devices 2202 , 2204 , and 2208 . For example, when the electronic device 2201 needs to perform a function or service, it requests one or more other electronic devices to perform some or all of the function or service instead of executing the function or service by itself. can One or more other electronic devices receiving the request may execute an additional function or service related to the request and deliver the result of the execution to the electronic device 2201 . To this end, cloud computing, distributed computing, and/or client-server computing technologies may be used.

도 16은 도 15의 전자 장치(2201)에 구비되는 카메라 모듈(2280)의 개략적인 구성을 예시적으로 보이는 블록도이다.FIG. 16 is a block diagram showing a schematic configuration of a camera module 2280 included in the electronic device 2201 of FIG. 15 by way of example.

도 16을 참조하면, 카메라 모듈(2280)은 렌즈 어셈블리(2310), 플래쉬(2320), 이미지 센서(50)(2330), 이미지 스태빌라이저(2340), 메모리(2350)(버퍼 메모리 등), 및/또는 이미지 시그널 프로세서(2360)를 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(2310)는 이미지 촬영의 대상인 피사체로부터 방출되는 빛을 수집할 수 있으며, 이미지 센서(2330) 상에 결상 이미지를 형성할 수 있다. Referring to FIG. 16, a camera module 2280 includes a lens assembly 2310, a flash 2320, an image sensor 50 and 2330, an image stabilizer 2340, a memory 2350 (buffer memory, etc.), and/or Alternatively, an image signal processor 2360 may be included. The lens assembly 2310 may collect light emitted from a subject, which is an image capturing target, and form a formed image on the image sensor 2330.

카메라 모듈(2280)은 이외에도, 액츄에이터를 더 구비할 수 있다. 액츄에이터는 예를 들어, 주밍(zooming) 및/또는 오토포커스(AF)를 위해 렌즈 어셈블리(2310)를 구성하는 렌즈 요소들의 위치를 구동하고 렌즈 요소들간 이격 거리를 조절할 수 있다.The camera module 2280 may further include actuators. For example, the actuator may drive positions of lens elements constituting the lens assembly 2310 for zooming and/or autofocus (AF) and may adjust a separation distance between the lens elements.

카메라 모듈(2280)은 렌즈 어셈블리(2310)로 전술한 다양한 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)(120)를 포함할 수 있으며, 카메라 모듈(2280)은 망원 카메라 모듈일 수 있다. 또한, 카메라 모듈(2280)은 복수의 렌즈 어셈블리(2310)들 및 이에 대응되게 복수의 이미지 센서(2330)을 포함할 수 있으며, 복수의 렌즈 어셈블리(2310) 중 적어도 하나는 전술한 다양한 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)(120)를 포함할 수 있으며, 이에 따라 카메라 모듈(2280)은 적어도 하나의 망원 카메라 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 렌즈 어셈블리(2310)는 망원 렌즈 어셈블리와 광각 및/또는 초광각 렌즈 어셈블리를 포함할 수 있으며, 망원 렌즈 어셈블리로 전술한 다양한 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(20)(120)가 적용될 수 있다. 복수의 렌즈 어셈블리(2310)들 중 일부는 동일한 렌즈 속성(화각, 초점 거리, 자동 초점, F 넘버(F Number), 광학 줌 등)을 갖거나, 또는 다른 렌즈 속성들을 가질 수 있다. The camera module 2280 may include the lens assembly 20 and 120 according to various embodiments described above as the lens assembly 2310, and the camera module 2280 may be a telephoto camera module. In addition, the camera module 2280 may include a plurality of lens assemblies 2310 and a plurality of image sensors 2330 corresponding thereto, and at least one of the plurality of lens assemblies 2310 is suitable for various embodiments described above. lens assemblies 20 and 120 according to the present invention, and thus the camera module 2280 may include at least one telephoto camera module. For example, the plurality of lens assemblies 2310 may include a telephoto lens assembly and a wide-angle and/or ultra-wide-angle lens assembly, to which the lens assemblies 20 and 120 according to various embodiments described above are applied as the telephoto lens assembly. can Some of the plurality of lens assemblies 2310 may have the same lens properties (angle of view, focal length, auto focus, F number, optical zoom, etc.) or different lens properties.

이와 같이, 카메라 모듈(2280)은 망원 렌즈 어셈블리를 포함하는 망원 카메라 모듈을 포함할 수 있으며, 광각 카메라 모듈 및/또는 초광각 카메라 모듈을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 카메라 모듈(2280)은, 예를 들어, 듀얼, 트리플, 쿼드, 펜타 또는 그 이상의 카메라, 360도 카메라, 또는 구형 카메라(Spherical Camera) 등이 될 수 있다. As such, the camera module 2280 may include a telephoto camera module including a telephoto lens assembly, and may further include a wide-angle camera module and/or an ultra-wide-angle camera module. In this case, the camera module 2280 may be, for example, a dual camera, a triple camera, a quad camera, a penta camera, a 360-degree camera, or a spherical camera.

플래쉬(2320)는 피사체로부터 방출 또는 반사되는 빛을 강화하기 위하여 사용되는 빛을 방출할 수 있다. 플래쉬(2320)는 하나 이상의 발광 다이오드들(RGB(Red-Green-Blue) LED, White LED, Infrared LED, Ultraviolet LED 등), 및/또는 Xenon Lamp를 포함할 수 있다. The flash 2320 may emit light used to enhance light emitted or reflected from a subject. The flash 2320 may include one or more light emitting diodes (Red-Green-Blue (RGB) LED, White LED, Infrared LED, Ultraviolet LED, etc.), and/or a Xenon Lamp.

이미지 센서(2330)는 피사체로부터 방출 또는 반사되어 렌즈 어셈블리(2310)를 통해 전달된 빛을 전기적인 신호로 변환함으로써, 피사체에 대응하는 이미지를 획득할 수 있다. 이미지 센서(2330)는, RGB 센서, BW(Black and White) 센서, IR 센서, 또는 UV 센서와 같이 속성이 다른 이미지 센서들 중 선택된 하나 또는 복수의 센서들을 포함할 수 있다. 이미지 센서(2330)에 포함된 각각의 센서들은, CCD(Charged Coupled Device) 센서 및/또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 센서로 구현될 수 있다. 전술한 바와 같이, 카메라 모듈(2280)은 복수의 렌즈 어셈블리(2310)를 포함할 수 있으며, 이에 대응되게 복수의 이미지 센서(2330)가 구비될 수 있다.The image sensor 2330 may obtain an image corresponding to the subject by converting light emitted or reflected from the subject and transmitted through the lens assembly 2310 into an electrical signal. The image sensor 2330 may include one or a plurality of sensors selected from among image sensors having different properties, such as an RGB sensor, a black and white (BW) sensor, an IR sensor, or a UV sensor. Each of the sensors included in the image sensor 2330 may be implemented as a Charged Coupled Device (CCD) sensor and/or a Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS) sensor. As described above, the camera module 2280 may include a plurality of lens assemblies 2310, and correspondingly, a plurality of image sensors 2330 may be provided.

이미지 스태빌라이저(2340)는 카메라 모듈(2280) 또는 이를 포함하는 전자 장치(2301)의 움직임에 반응하여, 렌즈 어셈블리(2310)에 포함된 하나 또는 복수개의 렌즈 또는 이미지 센서(2330)를 특정한 방향으로 움직이거나 이미지 센서(2330)의 동작 특성을 제어(리드 아웃(Read-Out) 타이밍의 조정 등)하여 움직임에 의한 부정적인 영향이 보상되도록 할 수 있다. 이미지 스태빌라이저(2340)는 카메라 모듈(2280)의 내부 또는 외부에 배치된 자이로 센서(미도시) 또는 가속도 센서(미도시)를 이용하여 카메라 모듈(2280) 또는 전자 장치(2301)의 움직임을 감지할 수 있다. 이미지 스태빌라이저(2340)는, 광학식으로 구현될 수도 있다. The image stabilizer 2340 moves one or a plurality of lenses or image sensors 2330 included in the lens assembly 2310 in a specific direction in response to movement of the camera module 2280 or the electronic device 2301 including the same. Alternatively, the operation characteristics of the image sensor 2330 may be controlled (adjustment of read-out timing, etc.) so that negative effects caused by motion may be compensated for. The image stabilizer 2340 detects the movement of the camera module 2280 or the electronic device 2301 using a gyro sensor (not shown) or an acceleration sensor (not shown) disposed inside or outside the camera module 2280. can The image stabilizer 2340 may be implemented optically.

메모리(2350)는 이미지 센서(2330)을 통하여 획득된 이미지의 일부 또는 전체 데이터가 다음 이미지 처리 작업을 위하여 저장할 수 있다. 예를 들어, 복수의 이미지들이 고속으로 획득되는 경우, 획득된 원본 데이터(Bayer-Patterned 데이터, 고해상도 데이터 등)는 메모리(2350)에 저장하고, 저해상도 이미지만을 디스플레이 해준 후, 선택된(사용자 선택 등) 이미지의 원본 데이터가 이미지 시그널 프로세서(2360)로 전달되도록 하는데 사용될 수 있다. 메모리(2350)는 전자 장치(2201)의 메모리(2230)로 통합되어 있거나, 또는 독립적으로 운영되는 별도의 메모리로 구성될 수 있다.The memory 2350 may store some or all data of an image acquired through the image sensor 2330 for a next image processing task. For example, when a plurality of images are acquired at high speed, the acquired original data (Bayer-patterned data, high-resolution data, etc.) is stored in the memory 2350, only low-resolution images are displayed, and then selected (user selection, etc.) It can be used to cause the original data of the image to be passed to the image signal processor 2360. The memory 2350 may be integrated into the memory 2230 of the electronic device 2201 or may be configured as a separate memory operated independently.

이미지 시그널 프로세서(2360)는 이미지 센서(2330)을 통하여 획득된 이미지 또는 메모리(2350)에 저장된 이미지 데이터에 대하여 하나 이상의 이미지 처리들을 수행할 수 있다. 하나 이상의 이미지 처리들은, 깊이 지도(Depth Map) 생성, 3차원 모델링, 파노라마 생성, 특징점 추출, 이미지 합성, 및/또는 이미지 보상(노이즈 감소, 해상도 조정, 밝기 조정, 블러링(Blurring), 샤프닝(Sharpening), 소프트닝(Softening) 등)을 포함할 수 있다. 이미지 시그널 프로세서(2360)는 카메라 모듈(2280)에 포함된 구성 요소들(이미지 센서(2330) 등)에 대한 제어(노출 시간 제어, 또는 리드 아웃 타이밍 제어 등)를 수행할 수 있다. 이미지 시그널 프로세서(2360)에 의해 처리된 이미지는 추가 처리를 위하여 메모리(2350)에 다시 저장 되거나 카메라 모듈(2280)의 외부 구성 요소(메모리(2230), 표시 장치(2260), 전자 장치(2202), 전자 장치(2204), 서버(2208) 등)로 제공될 수 있다. 이미지 시그널 프로세서(2360)는 프로세서(2220)에 통합되거나, 프로세서(2220)와 독립적으로 운영되는 별도의 프로세서로 구성될 수 있다. 이미지 시그널 프로세서(2360)가 프로세서(2220)와 별도의 프로세서로 구성된 경우, 이미지 시그널 프로세서(2360)에 의해 처리된 이미지는 프로세서(2220)에 의하여 추가의 이미지 처리를 거친 후 표시 장치(2260)를 통해 표시될 수 있다.The image signal processor 2360 may perform one or more image processes on an image acquired through the image sensor 2330 or image data stored in the memory 2350 . One or more image processing may include depth map generation, 3D modeling, panorama generation, feature point extraction, image synthesis, and/or image compensation (noise reduction, resolution adjustment, brightness adjustment, blurring, sharpening ( sharpening, softening, etc.). The image signal processor 2360 may perform control (exposure time control, read-out timing control, etc.) for elements included in the camera module 2280 (such as the image sensor 2330). Images processed by the image signal processor 2360 are stored again in the memory 2350 for further processing or are stored in the external components of the camera module 2280 (memory 2230, display device 2260, electronic device 2202). , the electronic device 2204, the server 2208, etc.). The image signal processor 2360 may be integrated into the processor 2220 or may be configured as a separate processor that operates independently of the processor 2220. When the image signal processor 2360 is configured as a separate processor from the processor 2220, the image processed by the image signal processor 2360 undergoes additional image processing by the processor 2220, and then displays the display device 2260. can be displayed through

한편, 전자 장치(2201)는 각각 다른 속성 또는 기능을 가진 복수의 카메라 모듈(2280)들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 복수의 카메라 모듈(2280)들 중 적어도 하나는 망원 카메라이고, 나머지는 광각 카메라 및/또는 초광각 카메라일 수 있다. 복수의 카메라 모듈(2280)은 후면 카메라 및/또는 전면 카메라로 구현될 수 있다.Meanwhile, the electronic device 2201 may include a plurality of camera modules 2280 each having different properties or functions. In this case, at least one of the plurality of camera modules 2280 may be a telephoto camera, and the others may be wide-angle cameras and/or ultra-wide-angle cameras. The plurality of camera modules 2280 may be implemented as a rear camera and/or a front camera.

상술한 카메라 모듈(2280)은 다양한 전자 기기에 탑재될 수 있다. 예를 들어, 스마트폰, 웨어러블 기기, 사물 인터넷(Internet of Things(IoT)) 기기, 가전 기기, 태블릿 PC(Personal Computer), PDA(Personal Digital Assistant), PMP(portable Multimedia Player), 네비게이션(navigation), 드론(drone), 첨단 운전자 보조 시스템(Advanced Drivers Assistance System; ADAS) 등과 같은 전자 기기에 탑재될 수 있다. The camera module 2280 described above may be mounted in various electronic devices. For example, smart phone, wearable device, Internet of Things (IoT) device, home appliance, tablet PC (Personal Computer), PDA (Personal Digital Assistant), PMP (Portable Multimedia Player), navigation , drones, and advanced driver assistance systems (ADAS).

이상에서는 실시예에 따른 렌즈 어셈블리 및 이를 포함하는 이미징 장치 및 전자 장치가 비록 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 권리범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 권리범위에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.In the above, although the lens assembly according to the embodiment and the imaging device and electronic device including the same have been described with reference to the embodiment shown in the drawings, this is only an example, and those having ordinary knowledge in the art can find various It will be appreciated that other embodiments that are equivalent and modified are possible. Therefore, the disclosed embodiments should be considered from an illustrative rather than a limiting point of view. The scope of rights is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within an equivalent scope should be construed as being included in the scope of rights.

10,110: 이미징 장치 20,120: 렌즈 어셈블리 21: 제1굴절렌즈
25: 제2굴절렌즈 30: 광학소자(프리즘) 50: 이미지 센서
100,ML,ML1,ML2: 메타 렌즈 101: 스페이서
NS,NS1,NS2: 나노 구조물 EN,NE1,EN2: 주변 물질
Reference Numerals 10,110: imaging device 20,120: lens assembly 21: first refractive lens
25: second refractive lens 30: optical element (prism) 50: image sensor
100,ML,ML1,ML2: meta lens 101: spacer
NS,NS1,NS2: Nano structures EN,NE1,EN2: Surrounding materials

Claims (19)

피사체측으로부터 상측으로 배열되는 것으로,
제1굴절렌즈; 제2굴절렌즈; 및 상기 제2굴절렌즈와 상면 사이에 배치되는 메타 렌즈를 포함하며,
상기 메타 렌즈는, 제1메타 렌즈; 및 상기 제1메타 렌즈로부터 이격된 제2메타 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리.
Arranged from the subject side to the upper side,
a first refractive lens; a second refractive lens; And a meta lens disposed between the second refractive lens and the image surface,
The meta lens may include a first meta lens; and a second meta-lens spaced apart from the first meta-lens.
제1항에 있어서, 상기 제1굴절렌즈는, 정의 굴절력을 가지며 저분산 소재로 형성되고,
상기 제2굴절렌즈는, 부의 굴절력을 가지며 고분산 소재로 형성되는 렌즈 어셈블리.
The method of claim 1, wherein the first refractive lens has a positive refractive power and is formed of a low dispersion material,
The second refractive lens has a negative refractive power and is formed of a highly dispersed material.
제2항에 있어서, 상기 제1굴절렌즈는 아베수 45 이상, 65이하인 플라스틱 소재로 형성되는 렌즈 어셈블리.The lens assembly of claim 2, wherein the first refractive lens is formed of a plastic material having an Abbe number of 45 or more and 65 or less. 제3항에 있어서, 상기 제2굴절렌즈는 아베수 25 이상, 45 이하인 플라스틱 소재로 형성되는 렌즈 어셈블리.The lens assembly of claim 3, wherein the second refractive lens is formed of a plastic material having an Abbe number of 25 or more and 45 or less. 제2항에 있어서, 상기 제2굴절렌즈는 아베수 25 이상, 45 이하인 플라스틱 소재로 형성되는 렌즈 어셈블리.The lens assembly of claim 2, wherein the second refractive lens is formed of a plastic material having an Abbe number of 25 or more and 45 or less. 제1항에 있어서, 상기 제1굴절렌즈는 주로 광을 포커싱하는 역할을 하도록 마련되고, 상기 제2굴절렌즈 및 메타 렌즈 중 적어도 하나는 주로 색수차를 보정하는 역할을 하도록 마련되는 렌즈 어셈블리.The lens assembly of claim 1, wherein the first refractive lens is provided to mainly focus light, and at least one of the second refractive lens and the meta lens is mainly provided to correct chromatic aberration. 제6항에 있어서, 상기 메타 렌즈는 기본 색수차 보정에 주로 기여하며, 상기 제2굴절렌즈는 2차 색수차 보정에 주로 기여하는 렌즈 어셈블리.7. The lens assembly of claim 6, wherein the meta lens mainly contributes to correcting basic chromatic aberration, and the second refractive lens mainly contributes to correcting secondary chromatic aberration. 제1항에 있어서, 상기 제2굴절렌즈와 상기 메타 렌즈 사이, 상기 메타 렌즈와 상면 사이 중 어느 한 곳에 광의 진행 방향으로 꺾어주는 광학 소자;를 더 포함하는 렌즈 어셈블리.The lens assembly of claim 1 , further comprising: an optical element that bends in a traveling direction of light between the second refractive lens and the meta lens and between the meta lens and the image surface. 제8항에 있어서, 상기 광학 소자는 프리즘인 렌즈 어셈블리.9. The lens assembly of claim 8, wherein the optical element is a prism. 제1항에 있어서, 상기 메타 렌즈와 상면 사이에, 높은 입사각도로 입사되는 광을 상면에 포커싱하기 위한 적어도 하나의 굴절렌즈를 더 포함하는 렌즈 어셈블리.The lens assembly of claim 1 , further comprising at least one refracting lens between the meta lens and the image surface to focus light incident at a high incident angle onto the image surface. 제1항에 있어서, 상기 제1메타 렌즈와 제2메타 렌즈 사이에 스페이서를 더 포함하는 렌즈 어셈블리.The lens assembly of claim 1 , further comprising a spacer between the first meta-lens and the second meta-lens. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2메타 렌즈는, 동작 파장보다 작은 형상 치수를 가지며, 위치에 따라 폭이 변하는 복수의 나노구조물의 배열을 구비하는 렌즈 어셈블리.The lens assembly of claim 1 , wherein the first and second meta-lenses include an array of a plurality of nanostructures having a shape dimension smaller than an operating wavelength and having a width varying according to a position. 제12항에 있어서, 상기 복수의 나노구조물은 주변물질보다 굴절율이 0.5 이상 높거나 낮도록 마련된 렌즈 어셈블리.13. The lens assembly of claim 12, wherein the plurality of nanostructures have a refractive index greater than or equal to 0.5 or lower than surrounding materials. 제13항에 있어서, 상기 복수의 나노구조물은 c-Si, p-Si, a-Si, III-V 화합물 반도체(GaP, GaN, GaAs 등), SiC, TiO2, TiSiOx, SiN 중 적어도 어느 하나의 물질로 형성되어, 주변물질보다 굴절율이 높도록 마련된 렌즈 어셈블리. The method of claim 13, wherein the plurality of nanostructures is at least one of c-Si, p-Si, a-Si, III-V compound semiconductor (GaP, GaN, GaAs, etc.), SiC, TiO 2 , TiSiOx, SiN A lens assembly formed of a material having a higher refractive index than surrounding materials. 제13항에 있어서, 상기 복수의 나노구조물은 SiO2, air 중 어느 하나의 물질로 형성되어, 주변물질보다 굴절율이 낮도록 마련된 렌즈 어셈블리.14. The lens assembly of claim 13, wherein the plurality of nanostructures are formed of any one of SiO2 and air to have a lower refractive index than surrounding materials. 제12항에 있어서, 상기 제1 및 제2메타 렌즈 중 적어도 하나는,
복수의 나노구조물과, 이들을 둘러싸는 주변물질을 포함하며,
상기 나노구조물의 유효 굴절율이 주변물질의 유효 굴절율보다 크거나 작은 렌즈 어셈블리.
The method of claim 12, wherein at least one of the first and second meta lenses,
Including a plurality of nanostructures and surrounding materials surrounding them,
A lens assembly in which the effective refractive index of the nanostructure is greater than or less than the effective refractive index of surrounding materials.
제12항에 있어서, 상기 제1 및 제2메타 렌즈 중 적어도 하나는,
복수의 나노구조물과, 이들을 둘러싸는 주변물질을 포함하는 층이 단층으로 배열되거나, 2층 이상으로 배열된 렌즈 어셈블리.
The method of claim 12, wherein at least one of the first and second meta lenses,
A lens assembly in which a plurality of nanostructures and a layer including a surrounding material surrounding them are arranged in a single layer or in two or more layers.
렌즈 어셈블리; 및
상기 렌즈 어셈블리에 의해 형성되는 광학 상을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서;를 포함하며,
상기 렌즈 어셈블리는,
피사체측으로부터 상측으로 배열되는 것으로, 제1굴절렌즈; 제2굴절렌즈; 및
상기 제2굴절렌즈와 상면 사이에 배치되는 메타 렌즈를 포함하며,
상기 메타 렌즈는,
제1메타 렌즈; 및 상기 제1메타 렌즈로부터 이격된 제2메타 렌즈를 포함하는 이미징 장치.
lens assembly; and
An image sensor converting an optical image formed by the lens assembly into an electrical signal;
The lens assembly,
Arranged from the subject side to the image side, the first refractive lens; a second refractive lens; and
It includes a meta lens disposed between the second refractive lens and the image surface,
The meta lens,
a first meta lens; and a second meta-lens spaced apart from the first meta-lens.
카메라 모듈;을 포함하며,
상기 카메라 모듈은,
피사체측으로부터 상측으로 배열되는 것으로, 제1굴절렌즈, 제2굴절렌즈, 및 상기 제2굴절렌즈와 상면 사이에 배치되는 메타 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리; 및
상기 렌즈 어셈블리에 의해 형성되는 광학 상을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서;를 포함하며,
상기 메타 렌즈는, 제1메타 렌즈; 및 상기 제1메타 렌즈로부터 이격된 제2메타 렌즈를 포함하는 전자 장치.
Including; camera module;
The camera module,
a lens assembly arranged from the subject side to the image side, including a first refractive lens, a second refractive lens, and a meta lens disposed between the second refractive lens and the image surface; and
An image sensor converting an optical image formed by the lens assembly into an electrical signal;
The meta lens may include a first meta lens; and a second meta-lens spaced apart from the first meta-lens.
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