KR20230099576A - 렌즈 어셈블리 및 그를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

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KR20230099576A
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Abstract

본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리 및/또는 그를 포함하는 전자 장치는, 물체 측으로부터 이미지 센서 측으로 광축 방향을 따라 순차적으로 배열된 적어도 4매의 렌즈를 포함하고, 상기 적어도 4매의 렌즈 중 물체 측으로부터 첫번째 배치된 제1 렌즈는 정의 굴절력을 가지며, 상기 적어도 4매의 렌즈 중 물체 측으로부터 두번째 배치된 제2 렌즈는 부의 굴절력을 가지고, 상기 제1 렌즈의 물체 측 면 곡률 반경에 대한 상기 제2 렌즈의 물체 측 면 곡률 반경의 비에 관한 아래의 [조건식1], 상기 제1 렌즈의 아베수에 관한 [조건식2], 및 상기 렌즈 어셈블리의 화각에 관한 아래의 [조건식3]을 만족할 수 있다.
[조건식1;
Figure pat00042
]
[조건식2;
Figure pat00043
]
[조건식3;
Figure pat00044
]
이외에도 다양한 실시예가 가능하다.

Description

렌즈 어셈블리 및 그를 포함하는 전자 장치 {LENS ASSEMBLY AND ELECTRONIC DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 개시의 다양한 실시예는 렌즈 어셈블리에 관한 것으로서, 예를 들면, 복수의 렌즈들을 포함하는 렌즈 어셈블리와, 그를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
광학 장치, 예를 들어, 이미지나 동영상 촬영이 가능한 카메라는 널리 사용되어 왔으며, 최근에는 CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)와 같은 고체 이미지 센서를 가진 디지털 카메라(digital camera)나 비디오 카메라(video camera)가 보편화되었다. 고체 이미지 센서(CCD 또는 CMOS)를 채용한 광학 장치는, 필름 방식의 광학 장치에 비해, 이미지의 저장과 복제, 이동이 용이하여 점차 필름 방식의 광학 장치를 대체하고 있다.
최근에는 복수의 광학 장치, 예를 들면, 접사 카메라, 망원 카메라 및/또는 광각 카메라 중 선택된 둘 이상이 하나의 전자 장치에 탑재되어 촬영 이미지의 품질을 향상시키고 있으며, 또한 촬영 이미지에 다양한 시각 효과를 부여할 수 있게 되었다. 예컨대, 서로 다른 광학적 특성을 가진 복수의 카메라를 통해 피사체 이미지를 획득하고 이를 합성하여 고품질의 촬영 이미지를 획득할 수 있다. 복수의 광학 장치(예: 카메라)가 탑재되어 고품질의 촬영 이미지를 획득하게 되면서, 이동통신 단말기나 스마트 폰과 같은 전자 장치는 디지털 콤팩트 카메라와 같이 촬영 기능에 특화된 전자 장치를 점차 대체하고 있으며, 향후 일안반사식 디지털 카메라(예: DSLR, digital single-lens reflex camera)와 같은 고성능 카메라를 대체할 수 있을 것으로 기대된다.
상술한 정보는 본 개시에 대한 이해를 돕기 위한 목적으로 하는 배경 기술로 제공될 수 있다. 상술한 내용 중 어느 것도 본 개시와 관련하여 종래 기술(prior art)로서 적용될 수 있는지에 관해서는 어떠한 주장이나 결정이 제기되지 않는다.
하나의 소형화된 전자 장치는, 표준 카메라, 광각 또는 초광각 카메라, 및/또는 접사 카메라를 포함함으로써, 하나의 피사체에 대한 복수의 이미지를 획득하고 이를 합성하여 고품질의 이미지를 획득할 수 있다. 망원 카메라는 광각 카메라나 접사 카메라와 비교할 때, 작은 화각과 긴 초점 거리를 가질 수 있다. 예를 들어, 망원 카메라는 광각 카메라나 접사 카메라보다 긴 렌즈 전장을 가질 수 있으며, 연속 줌 기능을 위해 렌즈(들)가 이동할 수 있는 공간 또는 구간을 포함할 수 있으므로, 소형화된 전자 장치에 탑재되기 어려울 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예는, 상술한 문제점 및/또는 단점을 적어도 해소하고 후술하는 장점을 적어도 제공하기 위한 것으로서, 대략 15도 이내의 작은 화각을 가짐으로써 우수한 망원 성능을 가진 렌즈 어셈블리 및/또는 그를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예는, 외부에서 입사되는 빛을 굴절 또는 반사시키는 광학 부재를 포함함으로써, 렌즈들의 배열 방향에 있어 개선된 설계 자유도를 가지는 렌즈 어셈블리 및/또는 그를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 추가 측면이 후술할 상세한 설명을 통해 제시될 것이며, 부분적으로 설명으로부터 명백해지거나 제시된 구현의 실시예를 통해 이해될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리 및/또는 그를 포함하는 전자 장치는, 물체 측으로부터 이미지 센서 측으로 광축 방향을 따라 순차적으로 배열된 적어도 4매의 렌즈를 포함하고, 상기 적어도 4매의 렌즈 중 물체 측으로부터 첫번째 배치된 제1 렌즈는 정의 굴절력(positive refractive power)을 가지며, 상기 적어도 4매의 렌즈 중 물체 측으로부터 두번째 배치된 제2 렌즈는 부의 굴절력(negative refractive power)을 가지고, 아래의 [조건식1, 2 및 3]을 만족할 수 있다.
[조건식1]
Figure pat00001
[조건식2]
Figure pat00002
[조건식3]
Figure pat00003
여기서, 'L2R1'은 상기 제2 렌즈의 물체 측 면 곡률 반경이고, 'L1R1'은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면 곡률 반경이며, 'Vd1'은 상기 제1 렌즈의 아베수이고, 'FOV'는 상기 렌즈 어셈블리의 화각(field of view)일 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 물체 측으로부터 이미지 센서 측으로 광축 방향을 따라 순차적으로 배열된 적어도 4매의 렌즈, 상기 광축에서 상기 적어도 4매의 렌즈와 정렬되어 상기 적어도 4매의 렌즈에 의해 집속 또는 안내된 빛을 수신하도록 설정된 상기 이미지 센서, 및 상기 이미지 센서에서 수신된 빛에 기반하여 이미지를 획득하도록 설정된 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 4매의 렌즈 중 물체 측으로부터 첫번째 배치된 제1 렌즈는 정의 굴절력(positive refractive power)을 가지며, 상기 적어도 4매의 렌즈 중 물체 측으로부터 두번째 배치된 제2 렌즈는 부의 굴절력(negative refractive power)을 가지고, 아래의 [조건식10 및 11]을 만족할 수 있다.
[조건식10]
Figure pat00004
[조건식11]
Figure pat00005
여기서, 'G12'는 상기 광축에서 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈 사이의 간격이고, 't1'은 상기 광축에서 상기 제1 렌즈의 두께이며, 'FOV'는 상기 렌즈 어셈블리의 화각(field of view)일 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 렌즈 어셈블리는 적어도 4매, 예를 들어, 4매 또는 5매의 렌즈를 포함하여 소형화가 용이하면서도 대략 15도 이하의 작은 화각을 가짐으로써 우수한 망원 성능을 제공할 수 있다. 한 실시예에서, 렌즈 어셈블리는 물체 측 첫번째로 배치된 렌즈보다 더 물체 측에 배치된 광학 부재를 이용하여 외부에서 입사된 빛을 굴절 또는 반사시킴으로써, 렌즈들의 배치에 있어 설계 자유도가 높을 수 있다. 예컨대, 렌즈 어셈블리는 우수한 망원 성능을 제공하면서도 소형화된 전자 장치에 용이하게 탑재될 수 있다. 이 외에, 본 문서를 통해 직접적으로 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 관해 상술한 측면 또는 다른 측면, 구성 및/또는 장점은 첨부된 도면을 참조하는 다음의 상세한 설명을 통해 더욱 명확해질 수 있다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 카메라 모듈을 예시하는 블록도이다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 전면을 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 전자 장치의 후면을 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시예 중 하나에 따른 렌즈 어셈블리를 나타내는 구성도이다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시예 중 하나에 따른 렌즈 어셈블리의 구면수차, 비점수차, 왜곡율을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시예 중 다른 하나에 따른 렌즈 어셈블리를 나타내는 구성도이다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시예 중 다른 하나에 따른 렌즈 어셈블리의 구면수차, 비점수차, 왜곡율을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 렌즈 어셈블리를 나타내는 구성도이다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 렌즈 어셈블리의 구면수차, 비점수차, 왜곡율을 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 렌즈 어셈블리를 나타내는 구성도이다.
도 12는 본 개시의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 렌즈 어셈블리의 구면수차, 비점수차, 왜곡율을 나타내는 그래프이다.
도 13은 본 개시의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 렌즈 어셈블리를 나타내는 구성도이다.
도 14는 본 개시의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 렌즈 어셈블리의 구면수차, 비점수차, 왜곡율을 나타내는 그래프이다.
도 15는 본 개시의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 렌즈 어셈블리를 나타내는 구성도이다.
도 16은 도 15의 V1 방향을 따라 렌즈 어셈블리를 바라본 모습을 나타내는 제1 측면도이다.
도 17은 도 15의 V2 방향을 따라 렌즈 어셈블리를 바라본 모습을 나타내는 제2 측면도이다.
도 18은 본 개시의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 렌즈 어셈블리를 나타내는 구성도이다.
첨부된 도면의 전반에서, 유사한 부품, 구성 및/또는 구조에 대해서는 유사한 참조 번호가 부여될 수 있다.
첨부된 도면에 관한 다음 설명은 청구항 및 이에 상응하는 내용에 의해 정의된 공개의 다양한 구현에 대한 포괄적 이해를 돕기 위해 제공될 수 있다. 다음의 설명에서 개시된 구체적인 실시예는 이해를 돕기 위한 다양한 구체적인 세부사항들을 포함하고 있지만 이는 다양한 실시예 중 하나인 것으로 간주된다. 따라서, 일반 기술자는 본 개시에 기술된 다양한 구현의 다양한 변경과 수정이 공개의 범위와 기술적 사상에서 벗어나지 않고 이루어질 수 있음을 자명하다. 또한 명확성과 간결성을 위해 잘 알려진 기능 및 구성의 설명은 생략될 수 있다.
다음 설명과 청구에 사용된 용어와 단어는 참고 문헌적 의미에 국한되지 않고, 본 개시의 다양한 실시예를 명확하고 일관되게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 기술분야에 통상의 기술자에게, 공시의 다양한 구현에 대한 다음의 설명이 권리범위 및 이에 준하는 것으로 규정하는 공시를 제한하기 위한 목적이 아니라 설명을 위한 목적으로만 제공된다는 것은 자명하다 할 것이다.
문맥이 다르게 명확하게 지시하지 않는 한, "a", "an", 그리고 "the"의 단수형식은 복수의 의미를 포함한다는 것을 이해해야 한다. 따라서 예를 들어 "구성 요소 표면"이라 함은 구성 요소의 표면 중 하나 또는 그 이상을 포함하는 의미일 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU; neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼) 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부의 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부의 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부의 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부의 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104 또는 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC; mobile edge computing) 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 카메라 모듈(280)(예: 도 1의 카메라 모듈(180))을 예시하는 블록도(200)이다. 도 2를 참조하면, 카메라 모듈(280)은 렌즈 어셈블리(210), 플래쉬(220), 이미지 센서(230), 이미지 스태빌라이저(240), 메모리(250)(예: 버퍼 메모리), 또는 이미지 시그널 프로세서(260)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 렌즈 어셈블리(210)는 이미지 센서(230)를 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(210)는 이미지 촬영의 대상인 피사체로부터 방출되는 빛을 수집할 수 있다. 렌즈 어셈블리(210)는 하나 또는 그 이상의 렌즈들을 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(280)은 복수의 렌즈 어셈블리(210)들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 카메라 모듈(280)은, 예를 들면, 듀얼 카메라, 360도 카메라, 또는 구형 카메라(spherical camera)를 형성할 수 있다. 복수의 렌즈 어셈블리(210)들 중 일부는 동일한 렌즈 속성(예: 화각, 초점 거리, 자동 초점, F-넘버(F-number), 또는 광학 줌)을 갖거나, 또는 적어도 하나의 렌즈 어셈블리는 다른 렌즈 어셈블리의 렌즈 속성들과 다른 하나 이상의 렌즈 속성들을 가질 수 있다. 렌즈 어셈블리(210)는, 예를 들면, 광각 렌즈 또는 망원 렌즈를 포함할 수 있다.
플래쉬(220)는 피사체로부터 방출 또는 반사되는 빛을 강화하기 위하여 사용되는 빛을 방출할 수 있다. 일실시예에 따르면, 플래쉬(220)는 하나 이상의 발광 다이오드들(예: RGB(red-green-blue) LED, white LED, infrared LED, 또는 ultraviolet LED), 또는 xenon lamp를 포함할 수 있다. 이미지 센서(230)는 피사체로부터 방출 또는 반사되어 렌즈 어셈블리(210)를 통해 전달된 빛을 전기적인 신호로 변환함으로써, 상기 피사체에 대응하는 이미지를 획득할 수 있다. 일실시예에 따르면, 이미지 센서(230)는, 예를 들면, RGB 센서, BW(black and white) 센서, IR 센서, 또는 UV 센서와 같이 속성이 다른 이미지 센서들 중 선택된 하나의 이미지 센서, 동일한 속성을 갖는 복수의 이미지 센서들, 또는 다른 속성을 갖는 복수의 이미지 센서들을 포함할 수 있다. 이미지 센서(230)에 포함된 각각의 이미지 센서는, 예를 들면, CCD(charged coupled device) 센서 또는 CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 센서를 이용하여 구현될 수 있다.
이미지 스태빌라이저(240)는 카메라 모듈(280) 또는 이를 포함하는 전자 장치(201)의 움직임에 반응하여, 렌즈 어셈블리(210)에 포함된 적어도 하나의 렌즈 또는 이미지 센서(230)를 특정한 방향으로 움직이거나 이미지 센서(230)의 동작 특성을 제어(예: 리드 아웃(read-out) 타이밍을 조정 등)할 수 있다. 이는 촬영되는 이미지에 대한 상기 움직임에 의한 부정적인 영향의 적어도 일부를 보상하게 해 준다. 일실시예에 따르면, 이미지 스태빌라이저(240)는 카메라 모듈(280)의 내부 또는 외부에 배치된 자이로 센서(미도시) 또는 가속도 센서(미도시)를 이용하여 카메라 모듈(280) 또는 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))의 그런 움직임을 감지할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이미지 스태빌라이저(240)는, 예를 들면, 광학식 이미지 스태빌라이저로 구현될 수 있다. 메모리(250)는 이미지 센서(230)를 통하여 획득된 이미지의 적어도 일부를 다음 이미지 처리 작업을 위하여 적어도 일시 저장할 수 있다. 예를 들어, 셔터에 따른 이미지 획득이 지연되거나, 또는 복수의 이미지들이 고속으로 획득되는 경우, 획득된 원본 이미지(예: Bayer-patterned 이미지 또는 높은 해상도의 이미지)는 메모리(250)에 저장이 되고, 그에 대응하는 사본 이미지(예: 낮은 해상도의 이미지)는 도 1의 디스플레이 모듈(160)을 통하여 프리뷰될 수 있다. 이후, 지정된 조건이 만족되면(예: 사용자 입력 또는 시스템 명령) 메모리(250)에 저장되었던 원본 이미지의 적어도 일부가, 예를 들면, 이미지 시그널 프로세서(260)에 의해 획득되어 처리될 수 있다. 일실시예에 따르면, 메모리(250)는 메모리(예: 도 1의 메모리(130))의 적어도 일부로, 또는 이와는 독립적으로 운영되는 별도의 메모리로 구성될 수 있다.
이미지 시그널 프로세서(260)는 이미지 센서(230)를 통하여 획득된 이미지 또는 메모리(250)에 저장된 이미지에 대하여 하나 이상의 이미지 처리들을 수행할 수 있다. 상기 하나 이상의 이미지 처리들은, 예를 들면, 깊이 지도(depth map) 생성, 3차원 모델링, 파노라마 생성, 특징점 추출, 이미지 합성, 또는 이미지 보상(예: 노이즈 감소, 해상도 조정, 밝기 조정, 블러링(blurring), 샤프닝(sharpening), 또는 소프트닝(softening)을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 이미지 시그널 프로세서(260)는 카메라 모듈(280)에 포함된 구성 요소들 중 적어도 하나(예: 이미지 센서(230))에 대한 제어(예: 노출 시간 제어, 또는 리드 아웃 타이밍 제어 등)를 수행할 수 있다. 이미지 시그널 프로세서(260)에 의해 처리된 이미지는 추가 처리를 위하여 메모리(250)에 다시 저장 되거나 카메라 모듈(280)의 외부 구성 요소(예: 도 1의 메모리(130), 디스플레이 모듈(160), 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))로 제공될 수 있다. 일실시예에 따르면, 이미지 시그널 프로세서(260)는 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))의 적어도 일부로 구성되거나, 프로세서(120)와 독립적으로 운영되는 별도의 프로세서로 구성될 수 있다. 이미지 시그널 프로세서(260)가 프로세서(120)와 별도의 프로세서로 구성된 경우, 이미지 시그널 프로세서(260)에 의해 처리된 적어도 하나의 이미지는 프로세서(120)에 의하여 그대로 또는 추가의 이미지 처리를 거친 후 디스플레이 모듈(160)를 통해 표시될 수 있다.
일실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))는 각각 다른 속성 또는 기능을 가진 복수의 카메라 모듈(280)들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 예를 들면, 상기 복수의 카메라 모듈(280)들 중 적어도 하나는 광각 카메라이고, 적어도 다른 하나는 망원 카메라일 수 있다. 유사하게, 상기 복수의 카메라 모듈(280)들 중 적어도 하나는 전면 카메라이고, 적어도 다른 하나는 후면 카메라일 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나",“A 또는 B 중 적어도 하나”, "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나”, 및 “A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1", "제2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에, “기능적으로” 또는 “통신적으로”라는 용어와 함께 또는 이런 용어없이, “커플드” 또는 “커넥티드”라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리 또는 외장 메모리)에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램)로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치)의 프로세서(예: 프로세서)는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 전자 장치(300)(예: 도 1의 전자 장치(101))의 전면을 나타내는 사시도이다. 도 4는 도 3에 도시된 전자 장치(300)의 후면을 나타내는 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(300)(예: 도 1의 전자 장치(101))는, 제1 면(또는 전면)(310A), 제2 면(또는 후면)(310B), 및 제1 면(310A) 및 제2 면(310B) 사이의 공간을 둘러싸는 측면(310C)을 포함하는 하우징(310)을 포함할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 하우징(310)은, 도 3의 제1 면(310A), 제2 면(310B) 및 측면(310C)들 중 일부를 형성하는 구조를 지칭할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 면(310A)은 적어도 일부분이 실질적으로 투명한 전면 플레이트(302)(예: 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글래스 플레이트, 또는 폴리머 플레이트)에 의하여 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 전면 플레이트(302)는 상기 하우징(310)에 결합하여 상기 하우징(310)과 함께 내부 공간을 형성할 수 있다. 다양한 실시예에서, '내부 공간'이라 함은 상기 하우징(310)의 내부 공간으로서 후술할 디스플레이(301) 또는 도 1의 디스플레이 모듈(160)의 적어도 일부를 수용하는 공간을 의미할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2 면(310B)은 실질적으로 불투명한 후면 플레이트(311)에 의하여 형성될 수 있다. 상기 후면 플레이트(311)는, 예를 들어, 코팅 또는 착색된 유리, 세라믹, 폴리머, 금속(예: 알루미늄, 스테인레스 스틸(STS), 또는 마그네슘), 또는 상기 물질들 중 적어도 둘의 조합에 의하여 형성될 수 있다. 상기 측면(310C)은, 전면 플레이트(302) 및 후면 플레이트(311)와 결합하며, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 측면 베젤 구조 (또는 "측면 부재")(318)에 의하여 형성될 수 있다. 다양한 실시예에서, 후면 플레이트(311) 및 측면 베젤 구조(318)는 일체로 형성되고 동일한 물질(예: 알루미늄과 같은 금속 물질)을 포함할 수 있다.
도시된 실시예에서는, 상기 전면 플레이트(302)는, 상기 제1 면(310A)으로부터 상기 후면 플레이트(311) 쪽으로 휘어져 심리스하게(seamless) 연장된 2개의 제1 영역(310D)들을, 상기 전면 플레이트(302)의 긴 엣지(long edge) 양단에 포함할 수 있다. 도시된 실시예(도 4 참조)에서, 상기 후면 플레이트(311)는, 상기 제2 면(310B)으로부터 상기 전면 플레이트(302) 쪽으로 휘어져 심리스하게 연장된 2개의 제2 영역(310E)들을 긴 엣지 양단에 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 상기 전면 플레이트(302) (또는 상기 후면 플레이트(311))가 상기 제1 영역(310D)들 (또는 상기 제2 영역(310E)들) 중 하나만을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서는, 상기 제1 영역(310D)들 또는 제2 영역(310E)들 중 일부가 포함되지 않을 수 있다. 상기 실시예들에서, 상기 전자 장치(300)의 측면에서 볼 때, 측면 베젤 구조(318)는, 상기와 같은 제1 영역(310D) 또는 제2 영역(310E)이 포함되지 않는 측면(예: 커넥터 홀(308)이 형성된 측면) 쪽에서는 제1 두께 (또는 폭)을 가지고, 상기 제1 영역(310D) 또는 제2 영역(310E)을 포함한 측면(예: 키 입력 장치(317)가 배치된 측면) 쪽에서는 상기 제1 두께보다 얇은 제2 두께를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는, 디스플레이(301), 오디오 모듈(303, 307, 314), 센서 모듈(304, 316, 319), 카메라 모듈(305, 312, 313)(예: 도 1 또는 도 2의 카메라 모듈(180, 280)), 키 입력 장치(317), 발광 소자(306), 및 커넥터 홀(308, 309) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치(300)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 키 입력 장치(317), 또는 발광 소자(306))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다.
디스플레이(301)(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160))는, 예를 들어, 전면 플레이트(302)의 상당 부분을 통하여 노출될 수 있다. 다양한 실시예에서, 상기 제1 면(310A), 및 상기 측면(310C)의 제1 영역(310D)을 형성하는 전면 플레이트(302)를 통하여 상기 디스플레이(301)의 적어도 일부가 노출될 수 있다. 다양한 실시예에서, 디스플레이(301)의 모서리를 상기 전면 플레이트(302)의 인접한 외곽 형상과 대체로 동일하게 형성할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(301)가 노출되는 면적을 확장하기 위하여, 디스플레이(301)의 외곽과 전면 플레이트(302)의 외곽간의 간격이 대체로 동일하게 형성될 수 있다.
다른 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(301)의 화면 표시 영역(예: 활성 영역) 또는 화면 표시 영역을 벗어난 영역(예: 비활성 영역)의 일부에 리세스 또는 개구부(opening)을 형성하고, 상기 리세스 또는 상기 개구부(opening)와 정렬되는 오디오 모듈(314)(예: 도 1의 오디오 모듈(170)), 센서 모듈(304)(예: 도 1의 센서 모듈(176)), 카메라 모듈(305), 및 발광 소자(306) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(301)의 화면 표시 영역의 배면에, 오디오 모듈(314), 센서 모듈(304), 카메라 모듈(305)(예: UDC(under display camera)), 지문 센서(316), 및 발광 소자(306) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(301)는, 터치 감지 회로, 터치의 세기(압력)를 측정할 수 있는 압력 센서, 및/또는 자기장 방식의 스타일러스 펜을 검출하는 디지타이저와 결합되거나 인접하여 배치될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 상기 센서 모듈(304, 319)의 적어도 일부, 및/또는 키 입력 장치(317)의 적어도 일부가, 상기 제1 영역(310D)들, 및/또는 상기 제2 영역(310E)들에 배치될 수 있다.
오디오 모듈(303, 307, 314)은, 마이크 홀(303) 및 스피커 홀(307, 314)을 포함할 수 있다. 마이크 홀(303)은 외부의 소리를 획득하기 위한 마이크가 내부에 배치될 수 있고, 다양한 실시예에서 소리의 방향을 감지할 수 있도록 복수개의 마이크가 배치될 수 있다. 스피커 홀(307, 314)은, 외부 스피커 홀(307) 및 통화용 리시버 홀(314)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서 스피커 홀(307, 314)과 마이크 홀(303)이 하나의 홀로 구현되거나, 스피커 홀(307, 314) 없이 스피커가 포함될 수 있다(예: 피에조 스피커).
센서 모듈(304, 316, 319)은, 전자 장치(300)의 내부의 작동 상태, 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(304, 316, 319)은, 예를 들어, 하우징(310)의 제1 면(310A)에 배치된 제1 센서 모듈(304)(예: 근접 센서) 및/또는 제2 센서 모듈(미도시)(예: 지문 센서), 및/또는 상기 하우징(310)의 제2 면(310B)에 배치된 제3 센서 모듈(319)(예: HRM 센서) 및/또는 제4 센서 모듈(316)(예: 지문 센서)을 포함할 수 있다. 상기 지문 센서는 하우징(310)의 제1 면(310A)(예: 디스플레이(301))뿐만 아니라 제2 면(310B)에 배치될 수 있다. 전자 장치(300)는, 도시되지 않은 센서 모듈, 예를 들어, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
카메라 모듈(305, 312, 313)은, 전자 장치(300)의 제1 면(310A)에 배치된 제1 카메라 장치(305), 및 제2 면(310B)에 배치된 제2 카메라 장치(312) 및/또는 플래시(313)를 포함할 수 있다. 상기 카메라 모듈(305, 312)은, 하나 또는 복수의 렌즈들, 이미지 센서 및/또는 이미지 시그널 프로세서를 포함할 수 있다. 플래시(313)는, 예를 들어, 발광 다이오드 또는 제논 램프(xenon lamp)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 2개 이상의 렌즈들 (적외선 카메라, 광각 및 망원 렌즈) 및 이미지 센서들이 전자 장치(300)의 한 면에 배치될 수 있다.
키 입력 장치(317)는, 하우징(310)의 측면(310C)에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 전자 장치(300)는 상기 언급된 키 입력 장치(317)들 중 일부 또는 전부를 포함하지 않을 수 있고 포함되지 않은 키 입력 장치(317)는 디스플레이(301) 상에 소프트 키 등 다른 형태로 구현될 수 있다. 다양한 실시예에서, 키 입력 장치는 하우징(310)의 제2 면(310B)에 배치된 센서 모듈(316)을 포함할 수 있다.
발광 소자(306)는, 예를 들어, 하우징(310)의 제1 면(310A)에 배치될 수 있다. 발광 소자(306)는, 예를 들어, 전자 장치(300)의 상태 정보를 광 형태로 제공할 수 있다. 다른 실시예에서, 발광 소자(306)는, 예를 들어, 카메라 모듈(305)의 동작과 연동되는 광원을 제공할 수 있다. 발광 소자(306)는, 예를 들어, LED, IR LED 및 제논 램프를 포함할 수 있다.
커넥터 홀(308, 309)은, 외부 전자 장치와 전력 및/또는 데이터를 송수신하기 위한 커넥터(예를 들어, USB 커넥터)를 수용할 수 있는 제1 커넥터 홀(308), 및/또는 외부 전자 장치와 오디오 신호를 송수신하기 위한 커넥터를 수용할 수 있는 제2 커넥터 홀(예를 들어, 이어폰 잭)(309)을 포함할 수 있다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시예 중 하나에 따른 렌즈 어셈블리(400)를 나타내는 구성도이다. 도 6은 본 개시의 다양한 실시예 중 하나에 따른 렌즈 어셈블리(400)의 구면수차, 비점수차, 왜곡율을 나타내는 그래프이다.
도 6의 (a)는 본 개시의 다양한 실시예 중 하나에 따른 렌즈 어셈블리(400)의 구면수차를 나타내는 그래프로서, 가로축은 종방향 구면수차의 계수를 나타내고, 세로축은 광축으로부터의 거리를 규격화(normalization)하여 나타낸 것으로서, 빛의 파장에 따른 종방향 구면수차의 변화가 도시된다. 종방향 구면수차는, 예를 들면, 파장이 656.3000(NM, nanometer)(예: 빨강색), 587.6000(NM)(예: 노랑색), 546.1000(NM), 486.1000(NM)(예: 파랑색), 435.8000(NM)인 광에 대해 각각 나타낸다. 도 6의 (b)는 본 개시의 다양한 실시예 중 하나에 따른 렌즈 어셈블리(400)의 비점수차를 나타내는 그래프로서, 파장이 546.1000(NM)인 광에 대해 나타낸 것이며, 'S '는 구결면(sagittal plane)을 예시하고, 'T'는 자오면(tangential plane)을 예시하고 있다. 도 6의 (c)는 본 개시의 다양한 실시예 중 하나에 따른 렌즈 어셈블리(400)의 왜곡율을 나타내는 그래프로서, 파장이 546.1000(NM)인 광에 대해 나타낸 것이다.
도 5와 도 6을 참조하면, 본 개시의 다양한 실시예 중 하나에 따른 렌즈 어셈블리(400)(예: 도 2의 렌즈 어셈블리(210) 및/또는 이미지 센서(230))는 복수(예: 적어도 4매)의 렌즈(L1, L2, L3, L4), 적외선 차단 필터(F) 및/또는 이미지 센서(S)(예: 결상면(img) 또는 도 2의 이미지 센서(230))를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 적외선 차단 필터(F) 및/또는 이미지 센서(S, 230)는 렌즈 어셈블리(400)와는 별도의 구성으로 설명될 수 있다. 예를 들어, 적외선 차단 필터(F) 및/또는 이미지 센서(S, 230)는 전자 장치(예: 도 1 또는 도 3의 전자 장치(101, 102, 104, 300)) 또는 광학 장치(예: 도 1 또는 도 2의 카메라 모듈(180, 280))에 탑재될 수 있으며, 렌즈 어셈블리(400)를 이루는 복수의 렌즈(L1, L2, L3, L4)가 광축(O)에서 적외선 차단 필터(F) 및/또는 이미지 센서(S, 230)와 정렬된 상태로 전자 장치 또는 광학 장치에 장착될 수 있다. 한 실시예에서, 렌즈(L1, L2, L3, L4)들 중 적어도 하나는 광축(O) 방향을 따라 왕복 운동할 수 있으며, 전자 장치(예: 도 1 또는 도 3의 전자 장치(101, 102, 104, 300)) 또는 도 1의 프로세서(120)는 렌즈(L1, L2, L3, L4)들 중 적어도 하나를 왕복 운동시킴으로써 초점 조절 또는 초점 거리 조절을 수행할 수 있다. 다른 실시예에서, 렌즈 어셈블리(400)는 도 3 또는 도 4의 카메라 모듈(305, 312, 313) 중 어느 하나로서 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 복수의 렌즈(L1, L2, L3, L4)는, 플라스틱 재질 또는 유리 재질로 제작될 수 있으며, 물체(obj) 측으로부터 이미지 센서(S, 230)(예: 결상면(img)) 측으로 광축(O) 방향을 따라 순차적으로 배치된 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3) 및/또는 제4 렌즈(L4)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 렌즈(L1, L2, L3, L4)들은 이미지 센서(S, 230)와 함께 광축(O) 상에 정렬될 수 있다. 렌즈(L1, L2, L3, L4)들은 각각 물체(obj) 측 면과 이미지 센서(S, 230) 측 면을 포함할 수 있다. 이후의 다양한 실시예를 살펴봄에 있어, 도면의 간결함을 위해 렌즈(L1, L2, L3, L4)들의 물체 측 면(들)과 이미지 센서 측 면(들) 중 일부에는 도면의 참조번호가 생략되었음에 유의한다. 이하의 상세한 설명에서는 자연수 'd'를 인용하면서 렌즈(들)의 물체 측 면이나 이미지 센서 측 면에 'Sd'라는 참조번호가 부여될 수 있으며, 도면에서 생략된 렌즈면에 대한 참조번호는 다양한 실시예의 렌즈 데이터에 관해 후술되는 [표]들을 통해 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 어떤 실시예에서는, 도면에 도시되지 않으면서 참조번호가 부여된 렌즈면, 예를 들어 'S1'으로 지시된 렌즈면이 예시될 수 있다. 이러한 렌즈면은, 렌즈 어셈블리(400)의 설계를 위해 참조된 기준면(들) 또는 빛을 투과시키면서 실질적으로 굴절력을 가지지 않는 커버 윈도우가 배치되는 면을 예시할 수 있다. 다른 실시예에서, 렌즈면들 중 선택된 어느 하나에는 'sto'라고 병기될 수 있으며, 'sto'가 병기된 렌즈면은 조리개(aperture stop)로서 기능할 수 있다.
이하의 상세한 설명에서는 렌즈(L1, L2, L3, L4)들의 물체 측 면 또는 이미지 센서 측면이 '오목하다' 또는 '볼록하다'라는 용어를 사용하여 그 형상이 설명될 수 있다. 이러한 렌즈면 형상에 관한 언급은 광축(O)에 교차하는 지점의 형상을 설명할 수 있다. '물체 측 면이 오목하다'라 함은 물체(obj) 측 면의 곡률 반경 중심이 물체(obj) 측 면보다 물체(obj) 측에 위치된 형상을 설명할 수 있다. '물체 측 면이 볼록하다'라 함은 물체(obj) 측 면의 곡률 반경 중심이 물체(obj) 측 면보다 이미지 센서(S) 측에 위치된 형상을 설명할 수 있다. '이미지 센서 측 면이 오목하다'라 함은 이미지 센서(S) 측 면의 곡률 반경 중심이 이미지 센서(S) 측 면보다 이미지 센서(S) 측에 위치된 형상을 설명할 수 있다. '이미지 센서 측 면이 볼록하다'라 함은 이미지 센서(S) 측 면의 곡률 반경 중심이 이미지 센서(S) 측 면보다 물체(obj) 측에 위치된 형상을 설명할 수 있다. 예를 들어, 도 5에서 제1 렌즈(L1)의 물체 측 면(S2)은 볼록한 것으로 이해될 수 있으며, 제2 렌즈(L2)의 이미지 센서 측 면(S5)은 오목한 것으로 이해될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 렌즈(L1)는 정의 굴절력(positive refractive power)을 가질 수 있으며, 물체 측 면(S2)과 이미지 센서 측 면(S3) 중 적어도 물체 측 면(S2)이 볼록할 수 있다. 어떤 실시예에서, 제1 렌즈(L1)의 물체 측 면(S2)과 이미지 센서 측 면(S3) 중 적어도 하나는 구면(spherical surface)일 수 있다. 도시된 실시예에서, 제1 렌즈의 렌즈면(S2, S3)들은 구면일 수 있다. 한 실시예에서, 제1 렌즈(L1)는 대략 60 이상, 대략 99 이하의 아베수, Vd1(제1 렌즈(L1)의 아베수)을 가진 글래스 소재로 제작될 수 있다. 예를 들어, 웹사이트 "https://refractiveindex.info/"나 "www.hoyaoptics.com/optical-glass" 또는 Warren J. Smith가 저술한 Modern Optical Engineering(3rd ed)(178쪽 ~ 183쪽)을 참조하면, 제1 렌즈(L1)는, 아베수가 81.61인 FCD1 소재, 아베수가 70.45인 FC5 소재 및/또는 아베수가 64.20인 BSC7 소재 중 어느 하나로 제작될 수 있다. 하지만 본 개시의 다양한 실시예가 예시된 글래스 소재에 한정되지 않으며, 제1 렌즈(L1)는 대략 60 이상의 아베수를 가지는 다른 글래스 소재로 제작될 수 있다. 어떤 실시예에서, 제1 렌즈(L1)의 아베수가 클수록 렌즈 어셈블리(400)의 구성이 단순해지면서도 수차보정이 용이해질 수 있으나, 99를 초과하는 아베수를 가지는 경우 굴절률이 작아져 파워의 분포나 배치에 어려움이 있을 수 있으며, 충격에 취약할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3) 및/또는 제4 렌즈(L4)는 물체(obj) 측 면과 이미지 센서(S) 측 면 중 적어도 하나가 비구면일 수 있다. 예를 들어, 후술되는 [표 1]과 [표 2]에 예시된 바와 같이, 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3) 및/또는 제4 렌즈(L4)의 렌즈면들은 비구면일 수 있다. 한 실시예에서, 제2 렌즈(L2)는 부의 굴절력(negative refractive power)을 가지면서 오목한 형상의 물체 측 면(S4)을 포함할 수 있으며, 제1 렌즈(L1)의 물체 측 면(S2)과 제2 렌즈(L2)의 물체 측 면(S4)의 곡률 반경에 있어 렌즈 어셈블리(400)는 다음의 [수학식 1]의 조건을 만족할 수 있다.
Figure pat00006
여기서, 'L2R1'은 제2 렌즈(L2)의 물체 측 면(S4) 곡률 반경이고, 'L1R1'은 제1 렌즈(L1)의 물체 측 면(S2) 곡률 반경일 수 있다. 제1 렌즈(L1)가 대략 60 이상의 큰 아베수, Vd1을 가지면서, 렌즈 어셈블리(400)가 [수학식 1]의 조건을 만족할 때, 렌즈 어셈블리(400)는 대략 1도 이상, 대략 15도 이하의 화각(FOV; field of view)을 가질 수 있다. [수학식 1]의 값이 -10보다 작아질 때 제2 렌즈(L2)의 물체 측 면(S4) 곡률 반경의 절대값이 커지면서 수차 보정이 어려울 수 있으며, [수학식 1]의 값이 양(positive)의 값일 때(예를 들어, 0보다 커질 때) 제2 렌즈(L2)의 물체 측 면(S4)이 볼록한 형상을 가지게 되어 렌즈 어셈블리(400) 전체에서 파워의 분포와 배치에 어려움이 있을 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 렌즈(L1)와 제2 사이(L2)의 간격에 있어서, 렌즈 어셈블리(400)는 다음의 [수학식 2]의 조건을 만족할 수 있다.
Figure pat00007
여기서, 'Ftot'는 렌즈 어셈블리(400)의 초점 거리이고, 'G12'는 광축(O)에서 제1 렌즈(L1)와 제2 렌즈(L2) 사이의 간격일 수 있다. 어떤 실시예에서, [수학식 2]에 따른 산출값은 5 이상일 수 있다. [수학식 2]에 따른 산출값이 5보다 작아질 경우, 제1 렌즈(L1)와 제2 렌즈(L2) 사이의 간격(G12)이 지나치게 커져 렌즈 어셈블리(400)의 광학 성능을 구현하기 어려울 수 있다. 제1 렌즈(L1)와 제2 렌즈(L2)의 간격(G12)이 작아져 [수학식 2]의 값이 20을 초과할 경우, 제2 렌즈(L2)의 유효경이 커져 렌즈 어셈블리(400)의 전체 크기가 커질 수 있으며 렌즈(들)의 제작 또는 관리에 어려움이 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 렌즈(L1)와 제2 렌즈(L2) 사이의 간격(G12)이 [수학식 2]의 조건을 만족할 때, 제1 렌즈(L1)의 가장자리는 원형이 아닌 D 컷(D cut) 형상을 가짐으로써 렌즈 어셈블리(400)가 소형화될 수 있다. 이에 관해서는 도 15 내지 도 17을 참조하여 좀더 상세하게 살펴보게 될 것이다.
다양한 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리(400)는 다음의 [수학식 3]의 조건을 만족할 수 있다.
Figure pat00008
여기서, 'Vd2'는 제2 렌즈(L2)의 아베수를 의미할 수 있으며, 제2 렌즈(L2)가 대략 40보다 큰 아베수를 가질 때 수차보정(예: 색수차 보정)에 있어 어려움이 있을 수 있다. 예컨대, 제2 렌즈(L2)의 아베수가 [수학식 3]의 조건을 만족할 때, 렌즈 어셈블리(400)에서 수차보정이 용이할 수 있다. 어떤 실시예에서, 렌즈 어셈블리(400)에서 수차보정(예: 색수차 보정)의 용이함을 고려하여, 제2 렌즈(L2)의 아베수는 10 이상일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리(400)는 다음의 [수학식 4]의 조건을 만족할 수 있다.
Figure pat00009
여기서, 'NL'은 복수 렌즈(L1, L2, L3, L4) 중 물체(obj) 측으로부터 마지막에 배치된 렌즈의 굴절률 또는, 이미지 센서(S) 측으로부터 첫번째에 배치된 렌즈의 굴절률일 수 있으며, 본 실시예에서는 제4 렌즈(L4)의 굴절률을 의미할 수 있다. 이미지 센서(S) 측에 가장 가까이 배치된 렌즈(예: 제4 렌즈(L4))가 1.5보다 작은 굴절률을 가질 때 렌즈 어셈블리(400) 전체에서 파워의 분포와 배치에 어려움이 있을 수 있으며, 렌즈 전장의 소형화에 어려움이 있을 수 있다. 이미지 센서(S) 측에 가장 가까이 배치된 렌즈(예: 제4 렌즈(L4))가 1.72보다 큰 굴절률을 가질 때 렌즈 어셈블리(400)에서 수차보정에 어려움이 있을 수 있다. 예컨대, [수학식 4]의 조건을 만족할 때, 렌즈 어셈블리(400)는 파워의 분포와 배치, 렌즈 전장의 소형화 및/또는 수차보정이 용이할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리(400)는 다음의 [수학식 5]의 조건을 만족할 수 있다.
Figure pat00010
여기서, 'G12'는 광축(O)에서 제1 렌즈(L1)와 제2 렌즈(L2) 사이의 간격이고, 't1'은 광축(O)에서 제1 렌즈(L1)의 두께일 수 있다. 제1 렌즈의 두께(t1)에 대한 제1 렌즈(L1)와 제2 렌즈(L2) 사이 간격(G12)의 비율이 [수학식 5]의 조건을 만족할 때, 렌즈 어셈블리(400)는 소형화되면서 작은 화각을 가질 수 있다. 예를 들어, [수학식 5]의 값이 10보다 커질 때 렌즈 전장이 커져 렌즈 어셈블리(400)의 소형화가 어려울 수 있으며, 0.5보다 작아질 때 제2 렌즈(L2)의 유효경이 커질 수 있다. 제2 렌즈(L2)의 유효경이 커질 때 렌즈 어셈블리(400)의 전체 크기가 커지거나 렌즈(들)의 제작 또는 관리에 어려움이 있을 수 있음이 앞서 언급된 바 있다.
[실시예1]
다양한 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리(400)는 대략 27.2mm의 초점 거리를 가지며, 4.447의 F 수, 24.256mm의 렌즈 전장, 2.756mm의 이미지 상고 및/또는 11.48도의 화각을 가질 수 있다. 렌즈 전장은, 예를 들면, 제1 렌즈(L1)의 물체 측 면(S2)으로부터 결상면(img)까지의 거리로 이해될 수 있으며, 이미지 상고는 광축(O)으로부터 결상면(img) 가장자리까지의 최대 거리(예: 결상면(img)의 대각선 방향 거리)로 이해될 수 있다. 렌즈 어셈블리(400)는 상술한 렌즈(예: 렌즈면)(들)의 형상이나 굴절력, 화각, 제1 렌즈(L1)의 아베수나 수학식들을 통해 제시된 조건을 적어도 일부 만족할 수 있으며, 다음의 [표 1]에 예시된 사양으로 제작될 수 있다.
렌즈면 곡률반경 두께 또는 공기간격 유효초점거리 굴절률 아베수
obj infinity infinity
1 infinity 0.00000
2 5.52635 2.00487 10.930 1.49700 81.61
3 -338.22968 2.98500
4 -5.59013 0.89043 -4.640 1.63917 23.49
5 6.85717 0.63975
6 11.59031 0.96991 8.717 1.66075 20.38
7 -11.32167 0.39446
sto 13.80019 0.75000 -416.334 1.54401 55.99
9 12.76098 5.00000
10 infinity 0.21000 infinity 1.51680 64.2
11 infinity 10.40865
img infinity 0.00247
하기의 [표 2]는 제2 내지 제4 렌즈(L2, L3, L4)의 비구면 계수를 기재한 것으로서, 비구면의 정의는 다음의 [수학식 6]을 통해 산출될 수 있다.
Figure pat00011
여기서, 'z'는 렌즈(들)의 정점으로부터 광축(O) 방향으로의 거리를, 'y'는 광축(O)에 수직인 방향으로의 거리를, 'c''은 렌즈(들)의 정점에서 곡률 반경의 역수를, 'K'는 코닉(Conic) 상수를, 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'J'는 각각 비구면 계수를 의미할 수 있다. 곡률 반경(radius of curvature)은, 예를 들면, 곡면이나 곡선의 각 점에 있어서의 만곡의 정도를 표시하는 값을 나타낼 수 있다.
Surf S4 S5 S6 S7 S8 S9
곡률
반경		 -5.59013E+00 6.85717E+00 1.15903E+01 -1.13217E+01 1.38002E+01 1.27610E+01
K -9.52829E-01 -3.09618E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 4.00481E-01 7.83231E-01
A 3.27736E-04 1.94989E-04 -1.15665E-03 -1.35654E-03 -3.29975E-03 -1.51864E-03
B 1.25708E-04 7.39766E-04 1.51097E-03 7.94307E-04 -6.40598E-04 -4.17148E-04
C 1.64843E-05 -1.50911E-04 -8.21889E-04 -5.22152E-04 2.86853E-05 -2.18979E-04
D -1.07305E-05 4.04477E-06 3.81510E-04 3.04190E-04 5.37675E-06 1.37147E-04
E 1.43739E-06 4.97054E-06 -1.24578E-04 -1.19205E-04 3.33280E-06 -2.48270E-05
F 0.00000E+00 -4.70859E-07 2.30355E-05 2.59339E-05 -7.27153E-07 -6.99543E-07
G 0.00000E+00 5.48371E-08 -1.19793E-06 -1.96844E-06 -2.00214E-07 3.77590E-07
H 0.00000E+00 0.00000E+00 -1.71974E-07 -1.40068E-07 1.31037E-07 1.27347E-07
J 0.00000E+00 0.00000E+00 1.95883E-08 2.53087E-08 -1.54021E-08 -2.44260E-08
상술한 수학식들, 제1 렌즈(L1)의 아베수(Vd1) 및/또는 화각에 관한 위 [실시예1]의 산출값 및/또는 후술되는 [실시예2] 내지 [실시예5]의 산출값이 아래 [표 3]에 예시되어 있다.
수학식1 Vd1 화각 수학식2 수학식3 수학식4 수학식5
실시예1 -1.01 81.61 11.48 9.11 23.49 1.544 1.49
실시예2 -2.19 70.44 10.69 9.26 21.05 1.6804 1.47
실시예3 -1.13 64.2 10.62 10.88 21.54 1.544 1.79
실시예4 -6.78 64.2 10.68 19.22 23.78 1.544 0.72
실시예5 -2.29 81.61 10.68 9.43 23.89 1.650 1.44
[실시예2]
도 7은 본 개시의 다양한 실시예 중 다른 하나에 따른 렌즈 어셈블리(500)를 나타내는 구성도이다. 도 8은 본 개시의 다양한 실시예 중 다른 하나에 따른 렌즈 어셈블리(500)의 구면수차, 비점수차, 왜곡율을 나타내는 그래프이다.
도 7의 렌즈 어셈블리(500)는 대략 27.19mm의 초점 거리를 가지며, 4.385의 F 수, 23.400mm의 렌즈 전장, 2.556mm의 이미지 상고 및/또는 10.69도의 화각을 가질 수 있다. 렌즈 어셈블리(500)는 상술한 렌즈(예: 렌즈면)의 형상이나 굴절력, 화각, 제1 렌즈의 아베수나 수학식들을 통해 제시된 조건을 적어도 일부 만족하면서, 다음의 [표 4]에 예시된 사양으로 제작될 수 있고, [표 5]의 비구면 계수를 가질 수 있다.
렌즈면 곡률반경 두께 또는 공기간격 유효초점거리 굴절률 아베수
obj infinity infinity
1 infinity 0.00000
2 4.26503 1.99821 11.103 1.48749 70.44
3 16.81130 2.93686
4 -9.35570 1.00000 -7.747 1.66100 21.05
5 12.09607 1.55094
6 -4.94143 1.20000 52.329 1.65034 21.54
7 -4.73699 0.10000
sto 4.67579 0.90000 65.190 1.68042 18.15
9 4.80913 4.93814
10 infinity 0.21000 infinity 1.51680 64.2
11 infinity 8.56308
img infinity 0.00247
렌즈면 S4 S5 S6 S7 S8 S9
곡률
반경		 -9.35570E+00 1.20961E+01 -4.94143E+00 -4.73699E+00 4.67579E+00 4.80913E+00
K -9.52829E-01 -3.09618E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 4.00481E-01 7.83231E-01
A -2.65636E-03 4.99810E-04 -2.62807E-03 -4.62285E-03 -4.15291E-03 -1.24986E-03
B 1.11109E-03 1.02247E-03 -4.42307E-03 9.76567E-03 9.86930E-03 -2.15222E-03
C -1.29385E-03 -5.47869E-04 1.38678E-02 1.83769E-03 3.74861E-03 1.27496E-02
D 1.50242E-03 1.55946E-03 -1.75147E-02 -1.44367E-02 -1.78449E-02 -1.86164E-02
E -1.03802E-03 -1.66070E-03 1.21259E-02 1.30336E-02 1.61316E-02 1.38115E-02
F 4.28009E-04 9.15606E-04 -5.23526E-03 -5.91540E-03 -7.57729E-03 -6.07265E-03
G -1.03910E-04 -2.75149E-04 1.44212E-03 1.53248E-03 2.05956E-03 1.60787E-03
H 1.37303E-05 4.31424E-05 -2.33848E-04 -2.16881E-04 -3.08226E-04 -2.37240E-04
J -7.62884E-07 -2.74891E-06 1.69698E-05 1.30661E-05 1.97298E-05 1.49694E-05
[실시예3]
도 9는 본 개시의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 렌즈 어셈블리(600)를 나타내는 구성도이다. 도 10은 본 개시의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 렌즈 어셈블리(600)의 구면수차, 비점수차, 왜곡율을 나타내는 그래프이다.
도 9의 렌즈 어셈블리(600)는 대략 27.19mm의 초점 거리를 가지며, 4.532의 F 수, 23.400mm의 렌즈 전장, 2.556mm의 이미지 상고 및/또는 10.61도의 화각을 가질 수 있다. 본 실시예3의 렌즈 어셈블리(600) 및/또는 후술되는 실시예4의 렌즈 어셈블리(700)는 5매의 렌즈를 포함하는 구성으로서, [수학식 4]의 조건은 제5 렌즈(L5)에 적용될 수 있다. 렌즈 어셈블리(600)는 상술한 렌즈(예: 렌즈면)의 형상이나 굴절력, 화각, 제1 렌즈의 아베수나 수학식들을 통해 제시된 조건을 적어도 일부 만족하면서, 다음의 [표 6]에 예시된 사양으로 제작될 수 있고, [표 7]과 [표 8]의 비구면 계수를 가질 수 있다.
렌즈면 곡률반경 두께 또는 공기간격 유효초점거리 굴절률 아베수
obj infinity infinity
1 infinity 0.00000
2 5.88929 1.39508 9.970 1.51680 64.2
3 -38.99772 2.50000
4 -6.66560 2.00000 -24.863 1.65034 21.54
5 -12.59530 0.12256
6 -10.23911 1.12084 -3.297 1.63917 23.49
7 2.80176 0.10000
8 3.21064 0.83870 4.496 1.66075 20.38
9 -41.92941 0.03000
sto 5.20495 1.94687 92.658 1.54401 55.99
11 5.03478 4.98678
12 infinity 0.21000 infinity 1.51680 64.2
13 infinity 8.14669
img infinity 0.00247
렌즈면 S4 S5 S6 S7
곡률반경 -6.66560E+00 -1.25953E+01 -1.02391E+01 2.80176E+00
K -1.11217E-01 0.00000E+00 2.17933E+00 -2.63031E+00
A 1.45739E-03 1.28014E-02 1.36623E-02 5.67077E-03
B -2.33779E-03 -3.00251E-02 -3.18058E-02 -2.20469E-02
C 2.88652E-03 3.83668E-02 4.32839E-02 4.57089E-02
D -2.24882E-03 -3.38377E-02 -3.97278E-02 -4.55807E-02
E 1.14453E-03 2.05620E-02 2.46570E-02 2.52443E-02
F -3.71369E-04 -8.13656E-03 -9.91191E-03 -8.13857E-03
G 7.34247E-05 1.96714E-03 2.43654E-03 1.48267E-03
H -8.04040E-06 -2.62066E-04 -3.30673E-04 -1.33898E-04
J 3.73594E-07 1.46960E-05 1.89153E-05 3.95859E-06
렌즈면 S8 S9 S10 S11
곡률반경 3.21064E+00 -4.19294E+01 5.20495E+00 5.03478E+00
K -8.53345E-01 0.00000E+00 -5.99473E-01 2.05656E+00
A 3.86206E-04 -9.48612E-03 -1.85215E-02 -4.16152E-03
B -2.02068E-02 3.24076E-02 4.57800E-02 2.34079E-03
C 3.96601E-02 -4.38374E-02 -6.34044E-02 -2.77613E-03
D -3.79041E-02 2.99747E-02 4.61375E-02 7.09630E-04
E 2.01205E-02 -1.05716E-02 -1.85320E-02 9.02624E-04
F -6.03508E-03 1.50879E-03 3.74217E-03 -1.01442E-03
G 9.52886E-04 1.37774E-04 -1.85057E-04 4.57458E-04
H -6.07752E-05 -7.18960E-05 -5.32781E-05 -1.00086E-04
J -9.63047E-08 6.82099E-06 6.67300E-06 8.69273E-06
[실시예4]
도 11은 본 개시의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 렌즈 어셈블리(700)를 나타내는 구성도이다. 도 12는 본 개시의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 렌즈 어셈블리(700)의 구면수차, 비점수차, 왜곡율을 나타내는 그래프이다.
도 11의 렌즈 어셈블리(700)는 대략 27.186mm의 초점 거리를 가지며, 4.531의 F 수, 23.450mm의 렌즈 전장, 2.556mm의 이미지 상고 및/또는 10.68도의 화각을 가질 수 있다. 렌즈 어셈블리(700)는 상술한 렌즈(예: 렌즈면)의 형상이나 굴절력, 화각, 제1 렌즈의 아베수나 수학식들을 통해 제시된 조건을 적어도 일부 만족하면서, 다음의 [표 9]에 예시된 사양으로 제작될 수 있고, [표 10]의 비구면 계수를 가질 수 있다.
렌즈면 곡률반경 두께 또는 공기간격 유효초점거리 굴절률 아베수
obj infinity infinity
1 infinity 0.00000
2 4.75304 1.97595 9.040 1.51680 64.2
3 -300.50960 1.41534
4 -32.23192 1.71474 -7.484 1.84666 23.78
5 8.17982 0.55003
6 -6.87458 0.50000 -5.826 1.63917 23.49
7 8.54235 0.03000
8 6.17767 0.74622 5.539 1.66075 20.38
9 -8.78894 0.03000
sto 8.79309 0.89595 -215.470 1.54401 55.99
11 7.88739 5.00000
12 infinity 0.21000 infinity 1.51680 64.2
13 infinity 10.37965
img infinity 0.00247
렌즈면 S6 S7 S8 S9 S10 S11
곡률
반경		 -6.87458E+00 8.54235E+00 6.17767E+00 -8.78894E+00 8.79309E+00 7.88739E+00
K -1.09948E+00 6.78035E+00 -1.63956E+00 1.76682E+00 -1.03564E+00 -8.54739E-01
A 6.85331E-05 -6.35670E-03 -7.93281E-03 -2.87651E-03 -3.87806E-03 -1.43132E-03
B 4.26166E-03 4.76922E-02 4.66046E-02 8.84234E-03 1.92454E-03 -1.41175E-03
C -8.16593E-03 -1.05520E-01 -1.01885E-01 -1.72392E-02 -4.80337E-03 1.67258E-03
D 7.29094E-03 1.18129E-01 1.14375E-01 1.87653E-02 5.22128E-03 -2.43628E-03
E -3.63594E-03 -7.67494E-02 -7.43230E-02 -1.20058E-02 -3.54254E-03 2.12088E-03
F 1.04082E-03 3.02054E-02 2.91059E-02 4.59563E-03 1.54341E-03 -1.05232E-03
G -1.60902E-04 -7.10671E-03 -6.77872E-03 -1.02852E-03 -4.12969E-04 2.97733E-04
H 1.06533E-05 9.20350E-04 8.64496E-04 1.22740E-04 6.10178E-05 -4.50029E-05
J -5.10351E-08 -5.04822E-05 -4.64327E-05 -5.91203E-06 -3.77805E-06 2.83122E-06
[실시예5]
도 13은 본 개시의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 렌즈 어셈블리(800)를 나타내는 구성도이다. 도 14는 본 개시의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 렌즈 어셈블리(800)의 구면수차, 비점수차, 왜곡율을 나타내는 그래프이다.
도 13의 렌즈 어셈블리(800)는 대략 27.15mm의 초점 거리를 가지며, 4.525의 F 수, 23.398mm의 렌즈 전장, 2.556mm의 이미지 상고 및/또는 10.68도의 화각을 가질 수 있다. 렌즈 어셈블리(800)는 상술한 렌즈(예: 렌즈면)의 형상이나 굴절력, 화각, 제1 렌즈의 아베수나 수학식들을 통해 제시된 조건을 적어도 일부 만족하면서, 다음의 [표 11]에 예시된 사양으로 제작될 수 있고, [표 12]의 비구면 계수를 가질 수 있다.
렌즈면 곡률반경 두께 또는 공기간격 유효초점거리 굴절률 아베수
obj infinity infinity
1 infinity 0.00000
sto 5.32000 2.00000 10.723 1.49700 81.61
3 999.85677 2.88498
4 -12.18604 1.15572 -6.756 1.63492 23.89
5 6.96871 0.51192
6 32.69275 0.35000 -9.825 1.61444 25.94
7 5.11396 0.26657
8 6.69608 0.88831 6.862 1.65037 21.52
9 -13.09504 11.00000
10 infinity 0.30000 infinity 1.51680 64.17
11 infinity 4.04048
img infinity 0.00000
렌즈면 S4 S5 S6 S7 S8 S9
곡률
반경		 -1.21860E+01 6.96871E+00 3.26927E+01 5.11396E+00 6.69608E+00 -1.30950E+01
K -1.00000E+00 -1.00000E+00 -1.00000E+00 -1.00000E+00 -1.00000E+00 -1.00000E+00
A -3.47621E-03 -2.08927E-03 -5.76809E-03 -1.97547E-03 6.23645E-03 2.70144E-03
B 4.78549E-05 -7.21908E-04 -3.09148E-04 -1.73071E-04 -1.12217E-04 5.32213E-04
C 2.04711E-05 -1.11644E-04 -1.52201E-04 3.35631E-05 1.49492E-05 -4.82584E-05
D 0.00000E+00 1.27442E-05 -6.06614E-06 -2.22794E-05 8.65735E-06 3.03779E-05
E 0.00000E+00 0.00000E+00 1.95517E-06 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
F 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
G 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
H 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
J 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
도 15는 본 개시의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 렌즈 어셈블리(900)를 나타내는 구성도이다. 도 16은 도 15의 V1 방향을 따라 렌즈 어셈블리(900)를 바라본 모습을 나타내는 제1 측면도이다. 도 17은 도 15의 V2 방향을 따라 렌즈 어셈블리(900)를 바라본 모습을 나타내는 제2 측면도이다.
도 15 내지 도 17의 렌즈 어셈블리(900)에서, 복수의 렌즈(L1, L2, L3, L4) 중 적어도 하나(예: 제1 렌즈(L1))는 가장자리의 적어도 일부가 직선 또는 평면 형태인 D 컷(D cut) 형상을 가질 수 있으며, 나머지 렌즈(예: 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3) 및/또는 제4 렌즈(L4))는 대체로 원 형상일 수 있다. 본 실시예에서, 복수의 렌즈(L1, L2, L3, L4) 중 물체 측으로부터 첫번째 배치된 렌즈, 예를 들어, 제1 렌즈(L1)가 D 컷 형상으로 예시되어 있다. 다양한 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리(900)에서, 렌즈(L1, L2, L3, L4)들 중 물체 측 첫번째 렌즈(예: 제1 렌즈(L1)가 다른 렌즈보다 큰 지름을 가질 수 있으며, 렌즈(L1, L2, L3, L4)들 중 적어도 제1 렌즈(L1)가 D 컷 형상을 가짐으로써 렌즈 어셈블리(900)가 소형화될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리(900)는 이러한 제1 렌즈(L1)의 형상에 있어 선행 실시예와 일부 차이가 있으며, 상술한 수학식들, 제1 렌즈의 아베수나 화각에 관한 조건을 적어도 일부 만족할 수 있다. 어떤 실시예에서, 렌즈 어셈블리(900)가 상술한 [수학식 2] 및/또는 [수학식 5]의 조건을 만족할 때 제1 렌즈(L1)는 D 컷 형상 또는 타원 형상을 가지기 용이할 수 있다. 다른 실시예에서, 렌즈 어셈블리(900)가 상술한 [수학식 2] 및/또는 [수학식 5]의 조건을 만족할 때 제2 내지 제4 렌즈(L2, L3, L4) 및/또는 도 9와 도 11의 제5 렌즈(L5)는 제1 렌즈(L1)의 단변(SE)에 상응하는 지름의 플라스틱 렌즈일 수 있다. 예컨대, 렌즈 어셈블리(900)가 상술한 [수학식 2] 및/또는 [수학식 5]의 조건을 만족할 때 렌즈(L1, L2, L3, L4)들의 성형 또는 제작이 용이할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 광축(O) 방향에서 바라볼 때, 제1 렌즈(L1)는 한 쌍의 단변(SE)과 한 쌍의 장변(LE)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광축(O) 방향에서 바라볼 때, 제1 렌즈(L1)의 가장자리는 단변(SE)들과 장변(LE)들이 번갈아 배열되어 대체로 사각형 형상을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 광축(O) 방향에서 바라볼 때, 제1 렌즈(L1)는 타원 형상이거나, 곡률 반경이 서로 다른 구간들이 번갈아 배열될 수 있다. 예를 들어, 단변(SE)과 장변(LE)은 직선 형상이 아닌 원호 형상일 수 있으며 단변(SE)이 장변(LE)보다 작은 곡률 반경을 가질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 렌즈(L1)는 서로 번갈아 배열된 제1 측면(D1)들과 제2 측면(D2)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광축(O)에 교차하는 제1 방향(V1)에서 바라볼 때 단변(SE) 측에서 제1 측면(D1)(들)이 배치되고, 광축(O) 및/또는 제1 방향(V1)에 교차하는 제2 방향(V2)에서 바라볼 때, 장변(LE) 측에서 제2 측면(D2)(들)이 배치될 수 있다. 어떤 실시예에서, 광축(O), 제1 방향(V1) 및/또는 제2 방향(V2)은 실질적으로 서로에 대하여 수직할 수 있다. 다른 실시예에서, 광축(O)은 도 4의 XY 평면에 실질적으로 평행할 수 있으며, 단변(SE) 또는 제2 방향(V2)은 도 4의 Z축과 실질적으로 평행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1 측면(D1)(들)과 제2 측면(D2)(들)은 광축(O)에 대하여 경사지게 형성될 수 있다. 광축(O)에 대한 제1 측면(D1)(들) 또는 제2 측면(D2)(들)의 경사각은, 외부에서 입사된 빛이 제1 렌즈(L1)에 의해 굴절되는 방향 또는 각도를 고려하여 적절하게 선택될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 표준 카메라 또는 광각 카메라인 경우, 렌즈 어셈블리(900)의 광축이 전자 장치(예: 도 3 또는 도 4의 전자 장치(300))의 두께 방향(예: 도 3 또는 도 4의 Z축 방향)에 평행한 상태로 배치될 수 있다. 예컨대, 표준 카메라나 광각 카메라는 대략 10mm 이내의 두께를 가진 전자 장치(300)에 탑재되면서 렌즈(L1, L2, L3, L4)들은 전자 장치(400)의 두께 방향을 따라 순차적으로 배열될 수 있다.
도시된 실시예에서, 망원 성능을 확보하기 위해 렌즈 어셈블리(900)의 렌즈 전장이 길어진 경우, 광축(O)을 전자 장치(300)의 두께 방향에 평행하게 배치할 때, 렌즈 어셈블리(900)의 적어도 일부는 전자 장치(300)의 후면(예: 도 4의 제2 면(310B))에서 돌출될 수 있다. 도 18을 참조하여 살펴보겠지만, 렌즈 어셈블리(900)(예: 도 18의 렌즈 어셈블리(1000))는 광학 부재(예: 도 18의 광학 부재(R))를 더 포함함으로써, 전자 장치(300) 상에서 렌즈(L1, L2, L3, L4)들의 배열 방향에 있어 설계 자유도가 높을 수 있다. 예를 들어, 렌즈(L1, L2, L3, L4)들 중 적어도 하나가(예: 제1 렌즈(L1))가 D 컷 형상 또는 타원 형상일 때, 단변(SE)이 전자 장치(300)의 두께 방향(예: 도 4의 Z축 방향)에 평행하게 배치되며, 광축(O)은 실질적으로 전자 장치(300)의 두께 방향에 교차하게 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, D 컷 형상 또는 타원 형상인 렌즈(예: 제1 렌즈(L1))의 단변(SE)이 전자 장치(300)의 두께 방향에 평행하게 배치됨으로써, 렌즈 어셈블리(900)는 향상된 망원 성능을 제공하면서 슬림화된 전자 장치에 용이하게 탑재될 수 있다.
도 18은 본 개시의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 렌즈 어셈블리(1000)를 나타내는 구성도이다.
도 18을 참조하면, 렌즈 어셈블리(1000)는 상술한 수학식들, 제1 렌즈(L1)의 아베수나 화각에 관한 조건을 적어도 일부 만족할 수 있으며, 외부에서 입사되는 빛을 굴절 또는 반사시켜 제1 렌즈(L1) 및/또는 이미지 센서(S) 방향으로 안내하는 광학 부재(R)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 외부의 빛은 제1 입사 방향(ID1)을 따라 광학 부재(R)로 입사되며, 광학 부재(R)에 의해 굴절 또는 반사되어 제2 입사 방향(ID2)을 따라 진행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 광학 부재(R)는 미러(mirror) 또는 프리즘(prism)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 렌즈 어셈블리(1000)가 전자 장치(예: 도 4의 전자 장치(300))에 배치된 때, 제1 입사 방향(ID1)은 전자 장치(300)의 두께 방향(예: 도 4의 Z축 방향)과 실질적으로 평행할 수 있으며, 제2 입사 방향(ID2)은 도 4의 XY 평면과 실질적으로 평행할 수 있다. 어떤 실시예에서, 렌즈 어셈블리(1000)가 도 15 내지 도 17의 D 컷 형상(또는 타원 형상) 렌즈를 포함할 때, D 컷 형상 렌즈의 단변(예: 도 15의 단변(SE))이 제1 입사 방향(ID1) 또는 Z축 방향에 실질적으로 평행하게 배치될 수 있다. 예컨대, 렌즈 어셈블리(1000)는 D 컷 형상 렌즈(예: 복수의 렌즈(L1, L2, L3, L4) 중 적어도 제1 렌즈(L1))와 광학 부재(R)를 포함할 때, 향상된 망원 성능을 제공하면서 소형화된 전자 장치(300)에 용이하게 배치될 수 있다.
도시되지는 않지만, 렌즈 어셈블리(1000)는 이미지 센서(S) 측 첫번째 렌즈(예: 제4 렌즈(L4))와 적외선 차단 필터(F) 사이 및/또는 적외선 차단 필터(F)와 이미지 센서(S) 사이에 배치된 제2 광학 부재를 더 포함할 수 있다. 제2 광학 부재는 제2 입사 방향(ID2)을 따라 진행하는 빛을 굴절 또는 반사시켜 제2 입사 방향(ID2)과는 다른 제3 입사 방향을 따라 이미지 센서(S)로 안내할 수 있다. 예를 들어, 제2 입사 방향(ID2)이 도 4의 XY 평면과 실질적으로 평행할 때, 이미지 센서(S)는 XY 평면에 대하여 경사지게 또는 XY 평면과 실질적으로 평행하게 배치됨으로써 제2 광학 부재에 의해 굴절 또는 반사된 빛을 수신할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 고성능, 대형화된 이미지 센서(S)를 포함할 때 전자 장치(300)의 촬영 이미지 품질이 향상될 수 있다. 이미지 센서(S)가 대형화되면서 도 18에서와 같이 제1 입사 방향(ID1)에 실질적으로 평행하게 배치되는 경우, 렌즈 어셈블리(1000)는 슬림화된 전자 장치(300)에 탑재되기 어려울 수 있다. 예컨대, 이미지 센서(S)의 길이나 폭으로 인해 전자 장치(300)의 두께가 증가될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리(1000)는 적어도 하나의 광학 부재(R)를 포함함으로써 렌즈(L1, L2, L3, L4)들의 배열 방향 또는 이미지 센서(S)의 배치 방향에 관한 설계 자유도를 확보할 수 있으며, 이로써, 이미지 센서(S)가 대형화되더라도 소형화된 및/또는 슬림화된 전자 장치(300)에 용이하게 탑재될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리(예: 도 5의 렌즈 어셈블리(400)) 및/또는 그를 포함하는 전자 장치(예: 도 1 내지 도 4의 전자 장치(101, 102, 104, 300))는, 물체(예: 도 5의 물체(obj)) 측으로부터 이미지 센서(예: 도 5의 이미지 센서(S)) 측으로 광축(예: 도 5의 광축(O)) 방향을 따라 순차적으로 배열된 적어도 4매의 렌즈(예: 도 5의 렌즈(L1, L2, L3, L4)들)를 포함하고, 상기 적어도 4매의 렌즈 중 물체 측으로부터 첫번째 배치된 제1 렌즈(예: 도 5의 제1 렌즈(L1))는 정의 굴절력(positive refractive power)을 가지며, 상기 적어도 4매의 렌즈 중 물체 측으로부터 두번째 배치된 제2 렌즈(예: 도 5의 제2 렌즈(L2))는 부의 굴절력(negative refractive power)을 가지고, 아래의 [조건식1, 2 및 3]을 만족할 수 있다.
[조건식1]
Figure pat00012
[조건식2]
Figure pat00013
[조건식3]
Figure pat00014
여기서, 'L2R1'은 상기 제2 렌즈의 물체 측 면(예: 도 5의 'S4'로 지시된 면) 곡률 반경이고, 'L1R1'은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면(예: 도 5의 'S2'로 지시된 면) 곡률 반경이며, 'Vd1'은 상기 제1 렌즈의 아베수이고, 'FOV'는 상기 렌즈 어셈블리의 화각(field of view)일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 렌즈 어셈블리 및/또는 그를 포함하는 전자 장치는 아래의 [조건식4]를 만족할 수 있다.
[조건식4]
Figure pat00015
여기서, 'Ftot'는 상기 렌즈 어셈블리의 초점 거리이고, 'G12'는 상기 광축에서 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈 사이의 간격일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 렌즈 어셈블리 및/또는 그를 포함하는 전자 장치는 아래의 [조건식5]를 만족할 수 있다.
[조건식5]
Figure pat00016
여기서, 'Vd2'는 상기 제2 렌즈의 아베수일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 렌즈 어셈블리 및/또는 그를 포함하는 전자 장치는 아래의 [조건식6]을 만족할 수 있다.
[조건식6]
Figure pat00017
여기서, 'NL'은 상기 적어도 4매의 렌즈 중 물체 측으로부터 마지막에 배치된 렌즈(예: 도 5의 제4 렌즈(L4) 또는 도 9의 제5 렌즈(L5))의 굴절률 또는, 이미지 센서 측으로부터 첫번째에 배치된 렌즈의 굴절률일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 렌즈 어셈블리 및/또는 그를 포함하는 전자 장치는 아래의 [조건식7]을 만족할 수 있다.
[조건식7]
Figure pat00018
여기서, 'G12'는 상기 광축에서 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈 사이의 간격이고, 't1'은 상기 광축에서 상기 제1 렌즈의 두께일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 렌즈 어셈블리 및/또는 그를 포함하는 전자 장치는 아래의 [조건식8]을 만족할 수 있다.
[조건식8]
Figure pat00019
여기서, 'Vd2'는 상기 제2 렌즈의 아베수일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 렌즈 어셈블리 및/또는 그를 포함하는 전자 장치는 아래의 [조건식9]를 만족할 수 있다.
[조건식9]
Figure pat00020
여기서, 'NL'은 상기 적어도 4매의 렌즈 중 물체 측으로부터 마지막에 배치된 렌즈의 굴절률 또는, 이미지 센서 측으로부터 첫번째에 배치된 렌즈의 굴절률일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 렌즈는 글래스 소재를 포함하며, 물체 측 면과 이미지 센서 측 면(예: 도 5의 'S3'으로 지시된 면) 중 적어도 물체 측 면이 볼록할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 렌즈의 물체 측 면과 이미지 센서 측 면은 구면(spherical surface)일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 렌즈 어셈블리 및/또는 그를 포함하는 전자 장치는 상기 제1 렌즈보다 물체 측에 배치된 광학 부재(예: 도 18의 광학 부재(R))를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 광학 부재는, 상기 광축에 교차하는 방향에서 입사된 외부의 빛(예: 도 18의 'ID1'으로 지시된 방향을 따라 입사된 빛)을 반사 또는 굴절시켜 상기 광축 방향(예: 도 18의 'ID2'로 지시된 방향)을 따라 상기 제1 렌즈에 입사시키도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 4매의 렌즈 중 적어도 상기 제1 렌즈의 가장자리의 적어도 일부가 직선 또는 평면 형상일 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 1 내지 도 4의 전자 장치(101, 102, 104, 300))는, 물체(예: 도 5의 물체(obj)) 측으로부터 이미지 센서(예: 도 5의 이미지 센서(S)) 측으로 광축(예: 도 5의 광축(O)) 방향을 따라 순차적으로 배열된 적어도 4매의 렌즈(예: 도 5의 렌즈(L1, L2, L3, L4)들), 상기 광축에서 상기 적어도 4매의 렌즈와 정렬되어 상기 적어도 4매의 렌즈에 의해 집속 또는 안내된 빛을 수신하도록 설정된 상기 이미지 센서, 및 상기 이미지 센서에서 수신된 빛에 기반하여 이미지를 획득하도록 설정된 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120) 또는 도 2의 이미지 시그널 프로세서(260))를 포함하고, 상기 적어도 4매의 렌즈 중 물체 측으로부터 첫번째 배치된 제1 렌즈(예: 도 5의 제1 렌즈(L1))는 정의 굴절력(positive refractive power)을 가지며, 상기 적어도 4매의 렌즈 중 물체 측으로부터 두번째 배치된 제2 렌즈(예: 도 5의 제2 렌즈(L2))는 부의 굴절력(negative refractive power)을 가지고, 아래의 [조건식10 및 11]을 만족할 수 있다.
[조건식10]
Figure pat00021
[조건식11]
Figure pat00022
여기서, 'G12'는 상기 광축에서 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈 사이의 간격이고, 't1'은 상기 광축에서 상기 제1 렌즈의 두께이며, 'FOV'는 상기 렌즈 어셈블리의 화각(field of view)일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 전자 장치는 아래의 [조건식12]를 만족할 수 있다.
[조건식12]
Figure pat00023
여기서, 'Vd2'는 상기 제2 렌즈의 아베수일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 전자 장치는 아래의 [조건식13]을 만족할 수 있다.
[조건식13]
Figure pat00024
여기서, 'NL'은 상기 적어도 4매의 렌즈 중 물체 측으로부터 마지막에 배치된 렌즈(예: 도 5의 제4 렌즈(L4) 또는 도 9의 제5 렌즈(L5))의 굴절률 또는, 이미지 센서 측으로부터 첫번째에 배치된 렌즈의 굴절률일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 전자 장치는 아래의 [조건식14]를 만족할 수 있다.
[조건식14]
Figure pat00025
여기서, 'Vd1'은 상기 제1 렌즈의 아베수일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 전자 장치는 아래의 [조건식15]를 만족할 수 있다.
[조건식15]
Figure pat00026
여기서, 'Ftot'는 상기 렌즈 어셈블리의 초점 거리이며, 'G12'는 상기 광축에서 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈 사이의 간격일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 렌즈는 글래스 소재로 제작되며, 물체 측 면(예: 도 5의 'S2'로 지시된 면)과 이미지 센서 측 면(예: 도 5의 'S3'로 지시된 면) 중 적어도 물체 측 면이 볼록할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 렌즈의 물체 측 면과 이미지 센서 측 면은 구면(spherical surface)일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 전자 장치는 상기 제1 렌즈보다 물체 측에 배치된 광학 부재(예: 도 18의 광학 부재(R))를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 광학 부재는, 상기 광축에 교차하는 방향에서 입사된 외부의 빛(예: 도 18의 'ID1'으로 지시된 방향을 따라 입사된 빛)을 반사 또는 굴절시켜 상기 광축 방향(예: 도 18의 'ID2'로 지시된 방향)을 따라 상기 제1 렌즈에 입사시키도록 구성될 수 있다.
본 개시는 다양한 실시예에 관해 예시하여 설명되었지만, 다양한 실시예가 본 발명을 한정하는 것이 아니라 예시를 위한 것으로 이해되어야 할 것이다. 첨부된 청구항과 그 균등물을 포함하여, 본 개시의 전체 관점에서 벗어나지 않는 범위에서 그 형식과 세부적인 구성에 다양한 변화가 이루어질 수 있음은 당업자에게 자명하다 할 것이다.
101, 102, 104, 300: 전자 장치 120: 프로세서
180, 280, 305, 312, 313: 카메라 모듈
210, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000: 렌즈 어셈블리
230, S: 이미지 센서 260: 이미지 시그널 프로세서
F: 적외선 차단 필터 L1, L2, L3, L4, L5: 렌즈(들)

Claims (20)

  1. 렌즈 어셈블리에 있어서,
    물체 측으로부터 이미지 센서 측으로 광축 방향을 따라 순차적으로 배열된 적어도 4매의 렌즈를 포함하고,
    상기 적어도 4매의 렌즈 중 물체 측으로부터 첫번째 배치된 제1 렌즈는 정의 굴절력(positive refractive power)을 가지며, 상기 적어도 4매의 렌즈 중 물체 측으로부터 두번째 배치된 제2 렌즈는 부의 굴절력(negative refractive power)을 가지고,
    아래의 [조건식1, 2 및 3]을 만족하는 렌즈 어셈블리.
    [조건식1]
    Figure pat00027

    [조건식2]
    Figure pat00028

    [조건식3]
    Figure pat00029

    여기서, 'L2R1'은 상기 제2 렌즈의 물체 측 면 곡률 반경이고, 'L1R1'은 상기 제1 렌즈의 물체 측 면 곡률 반경이며, 'Vd1'은 상기 제1 렌즈의 아베수이고, 'FOV'는 상기 렌즈 어셈블리의 화각(field of view)임.
  2. 제1 항에 있어서, 아래의 [조건식4]를 만족하는 렌즈 어셈블리.
    [조건식4]
    Figure pat00030

    여기서, 'Ftot'는 상기 렌즈 어셈블리의 초점 거리이고, 'G12'는 상기 광축에서 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈 사이의 간격임.
  3. 제1 항에 있어서, 아래의 [조건식5]를 만족하는 렌즈 어셈블리.
    [조건식5]
    Figure pat00031

    여기서, 'Vd2'는 상기 제2 렌즈의 아베수임.
  4. 제1 항에 있어서, 아래의 [조건식6]을 만족하는 렌즈 어셈블리.
    [조건식6]
    Figure pat00032

    여기서, 'NL'은 상기 적어도 4매의 렌즈 중 물체 측으로부터 마지막에 배치된 렌즈의 굴절률 또는, 이미지 센서 측으로부터 첫번째에 배치된 렌즈의 굴절률임.
  5. 제1 항에 있어서, 아래의 [조건식7]을 만족하는 렌즈 어셈블리.
    [조건식7]
    Figure pat00033

    여기서, 'G12'는 상기 광축에서 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈 사이의 간격이고, 't1'은 상기 광축에서 상기 제1 렌즈의 두께임.
  6. 제5 항에 있어서, 아래의 [조건식8]을 만족하는 렌즈 어셈블리.
    [조건식8]
    Figure pat00034

    여기서, 'Vd2'는 상기 제2 렌즈의 아베수임.
  7. 제5 항에 있어서, 아래의 [조건식9]를 만족하는 렌즈 어셈블리.
    [조건식9]
    Figure pat00035

    여기서, 'NL'은 상기 적어도 4매의 렌즈 중 물체 측으로부터 마지막에 배치된 렌즈의 굴절률 또는, 이미지 센서 측으로부터 첫번째에 배치된 렌즈의 굴절률임.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 제1 렌즈는 글래스 소재를 포함하며, 물체 측 면과 이미지 센서 측 면 중 적어도 물체 측 면이 볼록한 렌즈 어셈블리.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 제1 렌즈의 물체 측 면과 이미지 센서 측 면은 구면(spherical surface)인 렌즈 어셈블리.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 제1 렌즈보다 물체 측에 배치된 광학 부재를 더 포함하는 렌즈 어셈블리.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 광학 부재는, 상기 광축에 교차하는 방향에서 입사된 외부의 빛을 반사 또는 굴절시켜 상기 광축 방향을 따라 상기 제1 렌즈에 입사시키도록 구성된 렌즈 어셈블리.
  12. 제1 항에 있어서, 상기 적어도 4매의 렌즈 중 적어도 상기 제1 렌즈의 가장자리의 적어도 일부가 직선 또는 평면 형상인 렌즈 어셈블리.
  13. 전자 장치에 있어서,
    물체 측으로부터 이미지 센서 측으로 광축 방향을 따라 순차적으로 배열된 적어도 4매의 렌즈;
    상기 광축에서 상기 적어도 4매의 렌즈와 정렬되어 상기 적어도 4매의 렌즈에 의해 집속 또는 안내된 빛을 수신하도록 설정된 상기 이미지 센서; 및
    상기 이미지 센서에서 수신된 빛에 기반하여 이미지를 획득하도록 설정된 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 4매의 렌즈 중 물체 측으로부터 첫번째 배치된 제1 렌즈는 정의 굴절력(positive refractive power)을 가지며, 상기 적어도 4매의 렌즈 중 물체 측으로부터 두번째 배치된 제2 렌즈는 부의 굴절력(negative refractive power)을 가지고,
    아래의 [조건식10 및 11]을 만족하는 전자 장치.
    [조건식10]
    Figure pat00036

    [조건식11]
    Figure pat00037

    여기서, 'G12'는 상기 광축에서 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈 사이의 간격이고, 't1'은 상기 광축에서 상기 제1 렌즈의 두께이며, 'FOV'는 상기 렌즈 어셈블리의 화각(field of view)임.
  14. 제13 항에 있어서, 아래의 [조건식12]를 만족하는 전자 장치.
    [조건식12]
    Figure pat00038

    여기서, 'Vd2'는 상기 제2 렌즈의 아베수임.
  15. 제13 항에 있어서, 아래의 [조건식13]을 만족하는 전자 장치.
    [조건식13]
    Figure pat00039

    여기서, 'NL'은 상기 적어도 4매의 렌즈 중 물체 측으로부터 마지막에 배치된 렌즈의 굴절률 또는, 이미지 센서 측으로부터 첫번째에 배치된 렌즈의 굴절률임.
  16. 제13 항에 있어서, 아래의 [조건식14]를 만족하는 전자 장치.
    [조건식14]
    Figure pat00040

    여기서, 'Vd1'은 상기 제1 렌즈의 아베수임.
  17. 제13 항에 있어서, 아래의 [조건식15]를 만족하는 전자 장치.
    [조건식15]
    Figure pat00041

    여기서, 'Ftot'는 상기 렌즈 어셈블리의 초점 거리이며, 'G12'는 상기 광축에서 상기 제1 렌즈와 상기 제2 렌즈 사이의 간격임.
  18. 제13 항에 있어서, 상기 제1 렌즈는 글래스 소재로 제작되며, 물체 측 면과 이미지 센서 측 면 중 적어도 물체 측 면이 볼록한 전자 장치.
  19. 제13 항에 있어서, 상기 제1 렌즈보다 물체 측에 배치된 광학 부재를 더 포함하는 전자 장치.
  20. 제19 항에 있어서, 상기 광학 부재는, 상기 광축에 교차하는 방향에서 입사된 외부의 빛을 반사 또는 굴절시켜 상기 광축 방향을 따라 상기 제1 렌즈에 입사시키도록 구성된 전자 장치.
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