KR20240009432A - 컴팩트형 더블 폴디드 텔레 카메라 - Google Patents

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KR20240009432A
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optical
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에브라임 골든베르그
이타이 예디드
갈 샤브타이
이타마르 보랄
나답 굴린스키
지브 세메쉬
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Abstract

일부 실시예에서, 2개의 렌즈 그룹들(G1 및 G2)로 분할된 6개의 렌즈 요소들 및 유효 초점 길이(EFL)를 갖는 렌즈, 객체 측-광학 경로 폴딩 요소(O-OPFE), 이미지 측-광학 경로 폴딩 요소(I-OPFE) 및 이미지 센서를 포함하는 폴디드 카메라 모듈이 개시되는데, 여기서 G1은 O-OPFE의 객체 측에 위치하고, G2는 O-OPFE의 이미지 측에 위치하고, 8mm < EFL < 50mm이고, 상기 카메라 모듈은 최소 카메라 모듈 영역 높이(MHM)을 갖고 G1 및 O-OPFE를 포함하는 제1 영역과, 최소 숄더 영역 높이(MHS)(MHS < MHM)를 갖고 I-OPFE 및 이미지 센서를 포함하는 제2 영역으로 분할되고, 여기서 렌즈의 애퍼처 높이는 HL이고, HL/MHS > 0.9이다. 일부 실시예에서, 렌즈 두께(TLens) 및 총 트랙 길이(TTL)를 갖는 N=4개의 렌즈 요소들을 갖는 렌즈, I-OPFE 및 O-OPFE를 포함하는 폴디드 카메라 모듈이 개시되며, 여기서 EFL은 8mm < EFL < 50mm의 범위에 있고, TLens/TTL<0.4이다.

Description

컴팩트형 더블 폴디드 텔레 카메라{COMPACT DOUBLE FOLDED TELE CAMERAS}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2021년 11월 2일에 출원된 미국 임시 특허출원 제63/274,700호 및 2021년 12월 10일에 출원된 미국 임시 특허출원 제63/288,047호의 우선권 이익을 주장하며, 두 출원 모두는 그 전체가 참조로 여기에 포함된다.
분야
본 명세서에 개시된 주제는 일반적으로 디지털 카메라 분야, 특히 스마트폰과 같은 모바일 전자 장치에 사용하기 위한 폴디드 디지털 카메라 분야에 관한 것이다.
정의
본 출원에서, 그리고 설명 및 도면 전체에 걸쳐 언급된 광학 및 기타 특성에 대해, 당업계에 공지된 모든 용어에 대해, 다음의 기호 및 약어가 사용된다:
렌즈 요소: 단일 렌즈 요소.
렌즈: 복수의 렌즈 요소들의 어셈블리.
총 트랙 길이(TTL): 시스템이 무한 객체 거리에 포커싱될 때, 제1 렌즈 요소(L1) 전면(S1)의 일 지점(point)과 이미지 센서 사이에서, 렌즈의 광축에 평행한 축을 따라 측정된 최대 거리.
후면 초점 거리(BFL): 시스템이 무한 객체 거리에 포커싱될 때, 마지막 렌즈 요소(LN)의 후면(S2N)의 일 지점과 이미지 센서 사이에서, 렌즈의 광축과 평행한 축을 따라 측정된 최소 거리.
유효 초점 거리(EFL): 렌즈(또는 렌즈 요소들(L1 내지 LN)의 어셈블리)에서, 렌즈의 후방 주점(P')과 후방 초점(F') 사이의 거리.
f-수(f/#): 렌즈의 입구 동공(또는 애퍼처) 직경에 대한 EFL의 비율.
배경
멀티-애퍼처 카메라(또는 "멀티-카메라", 두 대의 카메라를 갖는 "듀얼-카메라"가 일 예임)는 오늘날 휴대용 전자 모바일 장치("모바일 장치", 예컨대 스마트폰, 태블릿 등)의 표준이다. 멀티-카메라 셋업은 일반적으로 와이드 시야(또는 "각도") FOVW 카메라("와이드" 카메라 또는 "W" 카메라), 및 적어도 하나의 추가 카메라(예를 들어, (FOVW보다) 더 좁은 FOV(FOVT를 갖는 텔레포토 또는 "텔레" 카메라))를 포함한다.
도 1a는 광학 경로 폴딩 요소(OPFE)(102), N=4개의 렌즈 요소들(L1-L4)을 포함하며 렌즈 배럴(110)에 포함된 렌즈(104), 및 이미지 센서(106)를 포함하는 공지된 폴디드 텔레 카메라(100)를 예시적으로 도시한다. 렌즈(104)는 OP(112)를 따라 측정된 광학 렌즈 높이(HL)를 갖는다. HL은 도시된 YZ 좌표계에서 z-방향을 따른 렌즈(104)의 애퍼처 직경(DA)을 정의한다. 렌즈(104)는 하나 이상의 컷팅된 렌즈 요소들(Li)(도 1d 참조)를 포함하는 컷 렌즈일 수 있다. OPFE(102)는 도시된 좌표계에서 제1 OP(112)(z 방향)로부터, y-축을 따라 렌즈(104)의 광축과 평행한 제2 OP(108)로 광학 경로(OP)를 폴딩한다. 렌즈(104)는 OPFE(102)의 이미지 측에 위치한다. 카메라(100)의 TTL 및 BFL 모두는 OP(108)(이 경우 y-축)와 평행한 치수(dimension)를 따라 배향된다. 카메라(100)를 포함하는 카메라 모듈의 높이에 대한 이론적 한계("최소 모듈 높이" 또는 "MHM")가 도시되어 있다. MHM은 카메라(100)에 포함된 구성요소의 OP(112)를 따라 가장 큰 치수로 정의된다. HL은 MHM에 의해 제한된다. 즉, HL < MHM이다.
도 1b는 폴디드 텔레 카메라(100), 및 와이드 렌즈(132)와 와이드 이미지 센서(138)를 포함하는 (수직 또는 직립) 와이드 카메라(130)를 포함하는 공지된 듀얼-카메라(150)를 도시한다. 렌즈(132)는 렌즈 배럴(134)에 포함된다. 와이드 카메라(130)는 OP(112)와 실질적으로 평행한 OP(136)를 갖는다.
도 1c는 160으로 넘버링된 공지된 더블 폴디드 카메라의 예를 단면도로 도시한다. 카메라(160)는 제1 객체 측 OPFE("O-OPFE", 예를 들어 프리즘)(162), 복수의 렌즈 요소들을 포함하는 렌즈(164), 제2 이미지 측 OPFE("I-OPFE", 예를 들어 거울)(166) 및 이미지 센서(168)를 포함한다. 카메라(160)의 광학 경로는 도시된 XYZ 좌표계에서, y-축과 실질적으로 평행한 제1 OP(172)로부터, x-축과 실질적으로 평한 제2 OP(174)로, 그리고 y-축과 실질적으로 평행한 제3 OP(176)로 두 번 폴딩된다. 이미지 센서(168)는 x-z 평면과 평행한 평면에 배향된다. O-OPFE(162) 및 I-OPFE(166)는 OP(172) 및 OP(174)에 대해 45도 각도로 배향된다.
도 1d는 공지된 컷 렌즈 요소(180)를 단면도로 도시한다. 렌즈 요소(180)는 렌즈 요소(180)를 포함하는 광학 렌즈 시스템의 애퍼처를 정의할 수 있다. 렌즈 요소(180)는 20% 커팅되며, 즉 렌즈 요소의 광학적 폭(WL)은 광학적 높이(HL)보다 20% 더 크다. 이는 광학 렌즈 시스템의 애퍼처도 그에 따라 변경되어, 애퍼처가 축 대칭이 아님을 의미한다. 커팅은 작은 MHM(도 1a 참조)을 위해 필요한 작은 HL, 및 DA > HL을 충족하는 비교적 큰 유효 애퍼처 직경(DA)을 가능하게 한다. 위에 정의된 바와 같이, f/# = EFL/DA이다. 공지된 바와 같이, 작은 f/#가 바람직한데, 이느 우수한 저조도 감도, 강력한 "자연스러운" 보케(Bokeh) 효과 및 높은 이미지 해상도라는 3가지 주요 이점을 가지기 때문이다.
여기서, "애퍼처"는 렌즈(또는 "렌즈 어셈블리")의 입구 동공을 의미한다는 점에 유의하라. 그것이 "카메라의 애퍼처" 또는 "광학 렌즈 시스템의 애퍼처"를 의미하게 되면, 이는 항상 카메라 또는 광학 렌즈 시스템에 포함된 렌즈의 애퍼처를 각각 의미한다. "애퍼처"와 "클리어 애퍼처"는 상호 교환 가능하게 사용된다. 일반적으로, 스마트폰과 같은 모바일 전자 장치(또는 그냥 "모바일 장치")에서, 160과 같은 더블 폴디드 카메라는 약 5-7mm의 SD를 갖는 상대적으로 작은 이미지 센서를 포함하고, 약 4mm-5mm의 상대적으로 작은 HL을 가지기 때문에, 약 3-6의 상대적으로 큰 f/#와 상대적으로 작은 HL/HM 비율을 초래한다. HM은 160과 같은 더블 폴디드 카메라를 포함하는 카메라 모듈의 높이로서, HM은 약 5mm-15mm일 수 있다. HM = MHM + 높이 페널티("페널티")에 의해 HM은 최소 모듈 높이("MHM", 도 1a 참조)와 연결되며, 페널티는 약 1mm-2mm이다.
작은 f/#와 슬림한 카메라 디자인을 동시에 가능하게 하는 큰 HL/MHM 비율을 달성하기 위해, 큰 이미지 센서를 포함하며 큰 DA를 제공하는 모바일 장치 호환 더블 폴디드 텔레 카메라를 구비하는 것이 유리할 것이다.
다양한 예시적인 실시예에서, 카메라 모듈이 제공되며, 이는 유효 초점 거리(EFL), 애퍼처 직경(DA), f-수(f/#), 총 트랙 길이(TTL) 및 후면 초점 거리(BFL)를 가지며, 제1 렌즈 그룹(G1) 및 제2 렌즈 그룹(G2)으로 분할되는 N=6개의 렌즈 요소들(Li)을 갖는 렌즈[여기서, 각각의 렌즈 요소는 각각의 초점 거리(fi)를 갖고, 제1 렌즈 요소(L1)는 객체 측을 향하고, 마지막 렌즈 요소(LN)는 이미지 측을 향함]; 상기 1 광학 경로(OP1)를 제2 광학 경로(OP2)로 폴딩하기 위한 객체 측-광학 경로 폴딩 요소(O-OPFE); OP2를 제3 광학 경로(OP3)로 폴딩하기 위한 이미지 측-광학 경로 폴딩 요소(I-OPFE)[여기서, OP1 및 OP2는 서로 수직이고, OP1 및 OP3은 서로 평행함]; 및 센서 대각선(SD)을 갖는 이미지 센서를 포함하고, 상기 카메라 모듈은 폴디드 디지털 카메라 모듈이고, G1은 O-OPFE의 객체 측에 위치하고, G2는 O-OPFE의 이미지 측에 위치하고, 상기 EFL은 8mm < EFL < 50mm의 범위에 있고, 상기 카메라 모듈은 최소 카메라 모듈 영역 높이(MHM)을 갖고 G1 및 O-OPFE를 포함하는 제1 영역, 및 최소 숄더 영역 높이(MHS)(MHS < MHM)을 갖고 I-OPFE 및 이미지 센서를 포함하는 제2 영역으로 분할되고, 여기에서 모든 높이들은 OP1을 따라 측정되고, 상기 렌즈의 애퍼처 높이는 HL이고, HL/MHS > 0.9이다.
일부 실시예에서, HL/MHS > 1이다. 일부 실시예에서, HL/MHS > 1.05이다. 일부 실시예에서, HL/MHS > 1.1이다.
일부 실시예에서, EFL > 1.1·MLM이다. 일부 실시예에서, EFL > 1.2·MLM이다. 일부 실시예에서, EFL > 1.3·MLM이다.
일부 실시예에서, 5mm < SD < 15mm이다.
일부 실시예에서, SD/EFL > 0.3이다. 일부 실시예에서, SD/EFL > 0.35이다. 일부 실시예에서, SD/EFL > 0.4이다.
일부 실시예에서, 상기 렌즈의 광학적 폭(WL)과 HL의 비율은 WL/HL > 1.1이다. 일부 실시예에서, WL/HL > 1.2이다.
일부 실시예에서, EFL/TTL < 1.2이다.
일부 실시예에서, BFL/EFL > 0.25이다. 일부 실시예에서, BFL/TTL > 0.3이다.
일부 실시예에서, 15mm < EFL < 40mm이다. 일부 실시예에서, 20mm < EFL < 30mm이다.
일부 실시예에서, 5mm < DA < 15mm이고, 2 < f/# < 6.5이다. 일부 실시예에서, 6mm < DA < 10mm이고, 2.5 < f/# < 4.5이다.
일부 실시예에서, G1, O-OPFE 및 G2는 포커싱을 위해 I-OPFE 및 이미지 센서에 대해 OP2를 따라 함께 이동 가능하다.
일부 실시예에서, G1, O-OPFE, G2 및 I-OPFE는 제1 OIS 축 중심의 광학 이미지 안정화(OIS)를 위해 이미지 센서에 대해 OP2를 따라 함께 이동 가능하다.
일부 실시예에서, G1, O-OPFE 및 G2는 제1 OIS 축 중심의 광학 이미지 안정화(OIS)를 위해 이미지 센서에 대해 OP2를 따라 함께 이동 가능하다.
일부 실시예에서, G1, O-OPFE, G2 및 I-OPFE는 제2 OIS 축 중심의 광학 이미지 안정화(OIS)를 위해 이미지 센서에 대해 OP1과 OP2 모두에 수직인 축을 따라 함께 이동 가능하다.
일부 실시예에서, G1, O-OPFE 및 G2는 제2 OIS 축 중심의 광학 이미지 안정화(OIS)를 위해 이미지 센서에 대해 OP2를 따라 함께 이동 가능하다.
일부 실시예에서, 상기 카메라 모듈의 제1 영역은 모듈 영역 높이(HM)를 갖고, 상기 카메라 모듈의 제2 영역은 숄더 영역 높이(HS)를 갖고, HM > HS이다. 일부 실시예에서, 4mm < HS < 10mm이고, 6mm < HM < 13mm이다. 일부 실시예에서, 6mm < HS < 8mm이고, 7mm < HM < 11mm이다.
일부 실시예에서, HS/HM < 0.9이다. 일부 실시예에서, HS/HM < 0.8이다.
일부 실시예에서, 모든 렌즈 요소들(L1-LN)의 평균 렌즈 두께(ALT)와 TTL의 비율은 ALT/TTL < 0.05를 충족한다. 일부 실시예에서, L1의 두께(T1)와 ALT의 비율은 T1/ALT > 2를 충족한다.
일부 실시예에서, L5와 L6 사이의 거리(d5-6)와 ALT는 d5-6/ALT > 1.2를 충족한다.
일부 실시예에서, L1은 유리로 만들어진다.
일부 실시예에서, L1의 f1과 EFL의 비율은 f1/EFL < 0.75를 충족한다.
일부 실시예에서, L6의 |f6|와 EFL의 비율은 |f6|/EFL > 0.75를 충족한다.
일부 실시예에서, 상기 마지막 렌즈 요소(LN)는 네거티브이다.
일부 실시예에서, G1은 두께(T-G1)를 갖고, T-G1/TTL < 0.1이다.
일부 실시예에서, G2는 두께(T-G2)를 갖고, T-G2/TTL < 0.1이다.
일부 실시예에서, G1은 OP1과 평행한 축을 따라 커팅된 컷 렌즈이다.
일부 실시예에서, G1은 20% 커팅되고, HM는 OP1과 OP2 모두에 수직인 축을 따라 측정된 상기 컷 렌즈의 직경과 동일한 렌즈 직경을 갖는 축 대칭 렌즈 그룹에 대한 커팅에 의해 >10% 감소된다.
일부 실시예에서, O-OPFE 및/또는 I-OPFE는 거울이다.
일부 실시예에서, G2는 OP2와 평행한 축을 따라 커팅된 컷 렌즈이다.
일부 실시예에서, G2는 20% 컷팅되고, 컷 렌즈 직경을 갖고, HM는 OP1과 OP2 모두에 수직인 축을 따라 측정된 상기 컷 렌즈 직경과 동일한 렌즈 직경을 갖는 축 대칭 렌즈 그룹에 대한 커팅에 의해 >10% 감소된다.
일부 실시예에서, 카메라 모듈은 I-OPFE를 포함하지 않는다.
일부 실시예에서, OP1과 OP3은 서로 수직이다.
다양한 실시예에서, 상기 카메라 모듈을 포함하는 모바일 장치가 제공되며, 상기 모바일 장치는 장치 두께(T) 및 카메라 범프 영역을 갖고, 상기 범프 영역은 증가된 높이(T+B)를 갖고, 상기 카메라 모듈의 제1 영역은 상기 카메라 범프 영역 내에 통합되고, 상기 카메라 모듈의 제2 영역은 상기 카메라 범프 영역 내에 통합되지 않는다.
일부 실시예에서, 카메라의 제1 영역은 카메라 모듈 렌즈를 포함하고, 카메라의 제2 영역은 카메라 모듈 이미지 센서를 포함한다.
다양한 실시예에서, 카메라 모듈이 제공되며, 이는 렌즈 두께(TLens), EFL, 애퍼처 직경(DA), f/#, TTL 및 BFL를 가지며, N=4개의 렌즈 요소들(Li)을 갖는 렌즈[여기서, 각각의 렌즈 요소는 각각의 초점 거리(fi)를 갖고, 제1 렌즈 요소(L1)는 객체 측을 향하고, 마지막 렌즈 요소(LN)는 이미지 측을 향함]; 제1 광학 경로(OP1)를 제2 광학 경로(OP2)로 폴딩하기 위한 O-OPFE; OP2를 제3 광학 경로(OP3)로 폴딩하기 위한 I-OPFE[여기서, OP1 및 OP2는 서로 수직이고, OP1 및 OP3은 서로 평행함]; 및 센서 대각선(SD)을 갖는 이미지 센서를 포함하고, 상기 카메라 모듈은 폴디드 디지털 카메라 모듈이고, 상기 렌즈는 O-OPFE의 객체 측에 위치하고, 상기 EFL은 8mm < EFL < 50mm의 범위에 있고, 렌즈 두께(TLens)와 TTL의 비율은 TLens/TTL < 0.4를 충족한다.
일부 실시예에서, TLens/TTL < 0.3이다. 일부 실시예에서, TLens/TTL < 0.25이다.
일부 실시예에서, 카메라 모듈은 최소 카메라 모듈 영역 높이(MHM)를 갖고 렌즈 및 O-OPFE를 포함하는 제1 영역, 및 최소 숄더 영역 높이(MHS)(MHS < MHM)를 갖고 I-OPFE 및 이미지 센서를 포함하는 제2 영역으로 분할되고, 상기 카메라 모듈은 최소 카메라 모듈 길이(MLM)를 갖고, 모든 높이들은 OP1을 따라 측정되고, 길이는 OP2를 따라 측정되고, 상기 렌즈의 애퍼처 높이는 HL이고, HL > MHS - 1.5mm이다.
일부 실시예에서, HL > MHS - 1mm이다.
일부 실시예에서, HL > 0.8·MHS이다. 일부 실시예에서, HL > 0.9·MHS이다. 일부 실시예에서, HL > MHS이다.
일부 실시예에서, EFL > 1.1·MLM이다. 일부 실시예에서, EFL > 1.2·MLM이다. 일부 실시예에서, EFL > 1.3·MLM이다.
일부 실시예에서, TTL > 1.2·MLM이다. 일부 실시예에서, TTL > 1.3·MLM이다. 일부 실시예에서, TTL > 1.4·MLM이다.
일부 실시예에서, 상기 렌즈 및 O-OPFE는 포커싱을 위해 I-OPFE 및 이미지 센서에 대해 OP2를 따라 함께 이동 가능하다.
일부 실시예에서, 상기 렌즈는 포커싱을 위해 O-OPFE, I-OPFE 및 이미지 센서에 대해 OP1을 따라 이동 가능하다.
일부 실시예에서, 상기 렌즈, O-OPFE 및 I-OPFE는 제1 OIS 축 중심의 OIS를 위해 이미지 센서에 대해 OP2를 따라 함께 이동 가능하다.
일부 실시예에서, 상기 렌즈는 제1 OIS 축 중심의 OIS를 위해 O-OPFE, I-OPFE 및 이미지 센서에 대해 OP2를 따라 이동 가능하다.
*일부 실시예에서, 상기 렌즈, O-OPFE 및 I-OPFE는 제2 OIS 축 중심의 OIS를 위해 이미지 센서에 대해 OP1과 OP2 모두에 수직인 축을 따라 함께 이동 가능하다.
일부 실시예에서, 상기 렌즈는 제2 OIS 축 중심의 OIS를 위해 O-OPFE, I-OPFE 및 이미지 센서에 대해 OP1과 OP2 모두에 수직인 축을 따라 이동 가능하다.
일부 실시예에서, L1은 유리로 만들어지고, n > 1.7의 굴절률(n)을 갖는다.
일부 실시예에서, f1 < EFL/2이다.
일부 실시예에서, 상기 렌즈 요소들(L1-L4)의 파워 시퀀스는 플러스-마이너스-플러스-플러스이다. 일부 실시예에서, 상기 렌즈 요소들(L1-L4)의 파워 시퀀스는 플러스-마이너스-플러스-마이너스이다. 일부 실시예에서, 상기 렌즈 요소들(L1-L4)의 파워 시퀀스는 플러스-마이너스-마이너스-플러스이다.
본 명세서에 개시된 실시예(또는 "예들")의 비-제한적 예는 본 단락 다음에 열거되며 본 명세서에 첨부된 도면을 참조하여, 아래에서 설명된다. 도면 및 설명은 본 명세서에 개시된 실시예를 조명하고 명확히 하기 위한 것이며, 어떤 식으로든 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다.
도 1a는 공지된 폴디드 텔레 카메라를 도시한다.
도 1b는 공지된 듀얼-카메라를 도시한다.
도 1c는 공지된 더블 폴디드 텔레 카메라를 개략적으로 도시한다.
도 1d는 공지된 컷 렌즈 요소를 단면도로 도시한다.
도 2a는 본 명세서에 개시된 더블 폴디드 텔레 카메라 모듈의 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 2b는 외부 표면을 갖고 도 2a에서의 더블 폴디드 텔레 카메라를 포함하는 모바일 장치를 단면도로 개략적으로 도시한다.
도 2c는 본 명세서에 개시된 1G 더블 폴디드 텔레 카메라 모듈의 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 2d는 도 2c에서의 더블 폴디드 텔레 카메라를 포함하는 모바일 장치를 단면도로 개략적으로 도시한다.
도 3a는 본 명세서에 개시된 광학 렌즈 시스템의 실시예를 단면도로 도시한다.
도 3b는 본 명세서에 개시된 광학 렌즈 시스템의 다른 실시예를 단면도로 도시한다.
도 3c는 본 명세서에 개시된 광학 렌즈 시스템의 또 다른 실시예를 단면도로 도시한다.
도 3d는 도 3c의 광학 렌즈 시스템의 실시예를 사시도로 도시한다.
도 3e는 도 3c의 광학 렌즈 시스템의 실시예를 평면도로 도시한다.
도 4는 본 명세서에 개시된 광학 렌즈 시스템의 다른 실시예를 단면도로 도시한다.
도 5는 본 명세서에 개시된 광학 렌즈 시스템의 또 다른 실시예를 단면도로 도시한다.
도 6은 본 명세서에 개시된 광학 렌즈 시스템의 또 다른 실시예를 단면도로 도시한다.
도 7a는 본 명세서에 개시된 광학 렌즈 시스템의 또 다른 실시예를 단면도로 도시한다.
도 7b는 도 7a의 광학 렌즈 시스템의 프리즘을 측면도로 도시한다.
도 7c는 도 7a의 광학 렌즈 시스템의 프리즘을 사시도로 도시한다.
도 8a는 본 명세서에 개시된 광학 렌즈 시스템에서, 포커싱(또는 "오토포커싱" 또는 "AF")을 위한 방법을 개략적으로 도시한다.
도 8b는 본 명세서에 개시된 광학 렌즈 시스템에 대해 제1 OIS 방향에서의 광학 이미지 안정화(OIS)를 수행하기 위한 방법을 개략적으로 도시한다.
도 8c는 본 명세서에 개시된 광학 렌즈 시스템에 대해 제2 OIS 방향에서의 OIS를 수행하기 위해 본 명세서에 개시된 방법을 개략적으로 도시한다.
다음의 상세한 설명에서, 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 구체적인 세부사항이 설명된다. 그러나, 당업자라면 본 명세서에 개시된 발명이 이들 특정 세부사항 없이 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 몇몇 경우에, 공지된 방법 및 특징은 본 명세서에 개시된 주제를 모호하게 하지 않기 위해 상세하게 설명되지 않았다.
도 2a는 본 명세서에 개시되고 200으로 넘버링된 "2-그룹"(또는 "2G") 더블 폴디드 텔레 카메라 모듈의 실시예를 개략적으로 도시한다. 카메라 모듈(200)은 L1이 객체 측을 향하도록 배향된 상태에서, L1-LN으로 넘버링된 복수의 N개의 렌즈 요소들(여기서 및 예를 들어, N=5)을 갖는 렌즈(202)를 포함한다. 카메라 모듈(200)은 제1 광학 경로(OP1)(212)를 제2 광학 경로(OP2)(214)로 폴딩하기 위한 O-OPFE(204), OP2를 제3 광학 경로(OP3)(216)로 폴딩하기 위한 I-OPFE(206), 및 이미지 센서(208)를 더 포함한다. 카메라 요소들은 도시된 바와 같이, 모듈 하우징(220)에 포함될 수 있다. 카메라(200)에서, OP1(212)은 z-축과 실질적으로 평행하고, OP2(214)는 y-축과 실질적으로 평행하고, OP3(216)은 z-축과 실질적으로 평행하다. O-OPFE(204) 및 I-OPFE(206)는 y-축 및 z-축 모두와 45도의 각도를 이룬다. 이미지 센서(208)는 도시된 좌표계에서, z-축에 수직인 평면 내에 배향된다.
다른 예에서, 카메라 모듈(200)과 같은 카메라 모듈은 더블 폴디드 텔레 카메라 모듈이 아니라, (단일) 폴디드 텔레 카메라 모듈일 수 있다. 즉. 그것은 OP3을 갖지 않을 수 있고, I-OPFE(206)와 같은 I-OPFE를 포함하지 않을 수 있다. 이러한 다른 예에서, OP1은 (도시된 바와 같이) OP2에 대해 수직으로 배향될 수 있고, 이미지 센서(208)와 같은 이미지 센서는 도시된 좌표계에서 y-축에 수직인 평면 내에 배향될 수 있다.
또 다른 예에서, 카메라 모듈(200)과 같은 카메라 모듈은 더블 폴디드 텔레 카메라 모듈일 수 있지만, OP3은 OP1에 수직일 수 있다(도시된 바와 같이, 평행하지 않음). 이들 또 다른 예에서, OP1은 z-축에 평행할 수 있고, OP2는 (도시된 바와 같이) y-축에 평행할 수 있고, OP3는 도시된 y-z 좌표계에 수직일 수 있다. 이미지 센서(208)와 같은 이미지 센서는 도시된 y-z 좌표계에 평행한 평면 내에 배향될 수 있다.
렌즈(202)는 제1 렌즈 그룹("G1") 및 제2 렌즈 그룹("G2")으로 분할되며, 이들은 202-G1 및 202-G2로 표시된다. G1은 O-OPFE(204)의 객체 측에 위치하고, G2는 O-OPFE(204)의 이미지 측 및 I-OPFE(206)의 객체 측에 위치한다.
카메라 모듈(200)은 202-G1와 O-OPFE(204)를 포함하며, (도시된 바와 같이) 모듈 영역 높이(HM) 및 최소 모듈 영역 길이(MRLM)를 갖는 제1의 "모듈" 영역, 및 I-OPFE(206)와 이미지 센서(208)를 포함하며, 숄더 영역 높이(HS < HM) 및 숄더 영역 길이(LS)를 갖는 제2의 "숄더" 영역으로 분할된다. 모든 높이들은 OP1(212)을 따라 측정되고, 모든 길이들은 OP2(214)를 따라 측정된다.
렌즈 요소(L1)의 광학적 높이 및 폭은 카메라(200)의 애퍼처(직경(DA)를 가짐)를 정의할 수 있으므로, 렌즈 요소(L1)의 광학적 높이 및 광학적 폭은 또한 애퍼처 높이 및 애퍼처 폭을 각각 나타낸다. 렌즈 요소(L1)의 높이(HL1)는 도시된 바와 같이, y-축을 따라 측정된다. 이러한 사실과 본 명세서에 개시된 추가 설계 고려 사항은 작은 f/# 및 큰 EFL(즉, 높은 줌 팩터)을 제공하는 광학 시스템의 실현을 가능하게 하며, 그것의 컴팩터한 크기 또는 치수를 제공한다. 이는 다음 두 가지 유리한 값과 비율로 표현된다(표 1 참조).
1. 최소 숄더 높이(MHS)의 90%보다 큰 광학적 높이(HL), HL > 0.9·MHS, 또는 심지어 HL > MHS;
2. 최소 모듈 길이보다 10%(또는 20% 또는 심지어 30%) 더 큰 EFL, EFL > 1.1·MLM.
카메라 모듈(200)의 TTL은 도시된 바와 같이, TTL1-TTL3의 세 부분으로 나누어진다. 카메라 모듈(200)의 BFL은 BFL1과 BFL2의 두 부분으로 나누어진다. 제1 부분 TTL1은 OP1(212)과 평행하고, 제2 부분 TTL2 및 제1 부분 BFL1은 OP2(214)와 평행하고, 제3 부분 TTL3 및 제2 부분 BFL2는 OP3(216)과 평행하다. TTL 및 BFL은 각각 TTL=TTL1+TTL2+TTL3 및 BFL=BFL1+BFL2에 의해 얻어진다.
본 명세서에 개시된 광학 렌즈 시스템을 포함하는 카메라 모듈의 최소 치수에 대한 이론적 한계를 추정하기 위해, 우리는 다음의 파라미터 및 상호 종속성을 소개한다. "이론적 한계"는 본 명세서에 개시된 광학 렌즈 시스템에 포함된 구성요소들의 광학적으로 작동하는 영역만이 고려된다는 것을 의미한다.
최소 모듈 영역 길이(MRL M )
- MRLM은 높이(HM)을 갖는 모듈 영역(222)의 이론적 모듈 영역 길이 한계이다. MRLM은 모듈 영역(222)에 포함된 구성요소들의 물리적 크기로 정의된다.
- 200의 경우, MRLM = HG1, 즉 (y-축을 따라 측정된) G1의 높이는 MRLM의 하한을 나타낸다.
숄더 영역 길이(L S )
- 높이(HS)를 갖는 숄더 영역(224)의 길이.
- MLS로부터 유도됨. 카메라 숄더 길이("LS")에 대한 현실적인 추정을 달성하기 위해, 예를 들어 MLS에 3.5mm의 길이를 추가할 수 있다. 즉, LS = MLS +3.5mm이다. 이러한 추가 길이는 AF 및/또는 OIS뿐만 아니라 이미지 센서 패키징, 하우징 등에 필요할 수 있는 이동 스트로크를 고려한 것이다. 3.5mm의 값은 예시이며, 결코 제한되지 않으며, 추가는 1.5mm와 10mm 사이에서 다양할 수 있다.
- 일반적으로, 산업 디자인 관점에서, LS를 최대화(MLM을 최소화)하는 것이 유리할 수 있다.
최소 모듈 높이("MH M ") 및 모듈 높이(H M )
- MHM은 높이(HM)을 갖는 모듈 영역(222)의 이론적 모듈 높이 한계이다.
- MHM = HOPFE + ΔLO + TG1, HOPFE는 OP1(212)과 평행한 방향으로 O-OPFE(204)의 높이이고(O-OPFE(204)는 y-축 및 z-축 모두에 대해 45도로 배향되므로, HOPFE = WOPFE), WOPFE는 OP2(214)와 평행한 방향으로 O-OPFE의 폭이고, ΔLO는 G1의 중심과 O-OPFE(204) 사이의 거리이고, TG1은 G1의 높이(또는 두께)이다.
- 카메라 모듈 높이에 대한 현실적인 추정을 달성하기 위해, MHM에 1.5mm의 추가 높이 페널티를 더하여 HM을 계산한다. 즉, HM = MHM + 1.5mm이다. 이러한 페널티는 광학 이미지 안정화(OIS), 오토포커스(AF)뿐만 아니라 하우징, 렌즈 커버 등에 필요할 수 있는 이동 내지 움직임을 고려한 것이다.1.5mm의 값은 예시이며, 결코 제한되지 않으며, 추가는 0.5mm와 3mm 사이에 다양할 수 있음에 유의한다.
최소 모듈 길이("ML M ")
- MLM은 높이(HM)를 갖는 모듈 하우징(220)의 이론적 모듈 길이 한계이다. MLM = MRLM + MLS.
- 카메라 모듈 길이("LM")에 대한 현실적인 추정을 달성하기 위해, 예를 들어 MLM에 3.5mm의 길이를 추가할 수 있다. 즉, LM = MLM +3.5mm이다.
최소 숄더 높이("MH S ") 및 숄더 높이(H S )
- MHS는 높이(HS)를 갖는 숄더 영역(224)의 이론적 숄더 높이 한계이다.
- 숄더 높이(HS)에 대한 현실적인 추정을 달성하기 위해, MHS에 1.5mm의 높이를 더하여 HS를 계산한다. 즉, HS = MHS + 1.5mm이다.
- 카메라(100)와 같은 공지된 폴디드 카메라와 비교하여, 카메라 모듈(200)에서 이미지 센서(208)는 (도시된 좌표계에서) z-축에 평행하지 않고 y-축에 평행하게 배향된다. 특정 HS가 주어지면, 이는 더 큰 이미지 센서, 예를 들어 약 6mm-16mm 범위의 센서 대각선(SD)을 갖는 이미지 센서를 사용할 수 있게 하는데, 이는 이미지 센서 크기의 크기가 HS에 의해 제한되지 않기 때문이다. 더 큰 이미지 센서는 예를 들어, 신호-대-잡음비("SNR")로 측정되는, 카메라의 이미지 품질 측면에서 유리하다.
도 2b는 2G 더블 폴디드 텔레 카메라(200)를 포함하는 외부 후면(234) 및 외부 전면(232)을 갖는 모바일 장치(230)(예를 들어, 스마트폰)의 단면을 개략적으로 도시한다. 카메라(200)의 애퍼처는 후면(234)에 위치한다. 전면(232)은 예를 들어, 스크린을 포함할 수 있다(보이지 않음). 모바일 장치(230)는 두께("T")의 제1 "일반" 영역(236) 및 일반 영역(236) 위로 높이(B)만큼 상승된 (바깥쪽으로 돌출된) 제2 "범프" 영역(238)을 갖는다. 범프 영역은 범프 길이("BL") 및 범프 두께(T+B)를 갖는다. 카메라(200)의 모듈 영역(222)은 범프 영역(238)에 포함된다. 숄더 영역(224)은 일반 영역(236)에 포함된다. 선택적으로, 일부 실시예에서, 숄더 영역(224)의 일부는 또한 범프 영역(238)에 포함될 수 있다.
산업 디자인상의 이유로, 작은 카메라 범프 영역(즉, 짧은 BL)이 바람직하다. 100과 같은 공지된 폴디드 카메라는 범프 영역(238)에 전체적으로 포함될 수 있다. 이와 비교하여, 범프 영역(238)에 부분적으로만 포함될 수 있는 카메라(200)는 더 작은 카메라 범프 영역(즉, 더 짧은 BL)을 가능하게 한다.
도 2c는 본 명세서에 개시되고 250으로 넘버링된 "1-그룹"(또는 "1G") 더블 폴디드 텔레 카메라 모듈의 실시예를 개략적으로 도시한다. 카메라 모듈(250)은 L1이 객체 측을 향하도록 배향된 상태에서, L1-LN으로 넘버링된 복수의 N개의 렌즈 요소들(여기서는 예를 들어, N=3)을 갖는 렌즈(252)를 포함한다. 카메라 모듈(250)은 OP1(262)을 OP2(264)로 폴딩하기 위한 O-OPFE(254), OP2를 OP3(266)로 폴딩하기 위한 I-OPFE(256) 및 이미지 센서(258)를 더 포함한다. 카메라 요소들은 모듈 하우징(270)에 포함될 수 있다. 카메라(250)에서, OP1(262)은 z-축과 실질적으로 평행하고, OP2(264)는 y-축과 실질적으로 평행하고, OP3(266)은 z-축과 실질적으로 평행하다. O-OPFE(254) 및 I-OPFE(256)는 y-축 및 z-축 모두와 45도의 각도를 형성하거나 형성하지 않을 수 있다. 렌즈(252)는 전체적으로 O-OPFE(254)의 객체 측에 위치한다. 이미지 센서(258)는 도시된 좌표계에서 z-축에 수직인 평면 내에 배향된다.
다른 예에서, 카메라 모듈(250)과 같은 카메라 모듈은 더블 폴디드 텔레 카메라 모듈이 아니라 (단일) 폴디드 텔레 카메라 모듈일 수 있다. 즉. 그것은 OP3을 갖지 않을 수 있고 I-OPFE(256)와 같은 I-OPFE를 포함하지 않을 수 있다. 이러한 다른 예에서, OP1은 (도시된 바와 같이) OP2에 수직으로 배향될 수 있고, 이미지 센서(208)와 같은 이미지 센서는 도시된 좌표계에서 y-축에 수직인 평면 내에 배향될 수 있다.
또 다른 예에서, 카메라 모듈(250)과 같은 카메라 모듈은 더블 폴디드 텔레 카메라 모듈일 수 있지만, OP3은 OP1에 수직일 수 있다(도시된 바와 같이, 평행하지 않음). 이들 또 다른 예에서, OP1은 z-축에 평행할 수 있고, OP2는 (도시된 바와 같이) y-축에 평행할 수 있고, OP3는 도시된 y-z 좌표계에 수직일 수 있다. 이미지 센서(258)와 같은 이미지 센서는 도시된 y-z 좌표계에 평행한 평면 내에 배향될 수 있다.
렌즈 요소(L1)의 광학적 높이 및 폭은 카메라(250)의 애퍼처를 정의할 수 있다. 렌즈 요소(L1)의 높이(HL1)는 도시된 바와 같이, y-축을 따라 측정된다. 이러한 사실 및 본 명세서에 개시된 추가 설계 고려 사항은 작은 f/#, 큰 EFL(즉, 높은 줌 팩터) 및 큰 TTL을 제공하는 광학 시스템의 실현을 가능하게 하며, 그것의 컴팩트한 크기 또는 치수를 제공한다. 또한, 렌즈 두께는 TTL에서 상대적으로 작은 부분만을 차지한다. 이는 다음과 같은 4가지 유리한 값과 비율로 표현된다(표 1 참조).
1. 최소 숄더 높이(MHS)의 80%보다 큰 광학적 높이(HL), HL > 0.8·MHS.
2. 최소 모듈 길이보다 10%(또는 20% 또는 심지어 30%) 더 큰 EFL, EFL > 1.1·MLM.
3. 최소 모듈 길이보다 20%(또는 30% 또는 심지어 40%) 더 큰 TTL, TTL > 1.2·MLM.
4. 렌즈 두께(TLens)와 전체 트랙 길이의 작은 비율, TLens/TTL < 0.4(또는 < 0.35 또는 심지어 < 0.3).
카메라 모듈(250)은 모듈 영역 높이(HM)을 갖고 렌즈(252)와 O-OPFE(254)를 포함하는 모듈 영역, 및 숄더 영역 높이(HS < HM)를 갖고 I-OPFE(256)와 이미지 센서(258)를 포함하는 숄더 영역으로 분할된다.
카메라 모듈(250)의 TTL 및 BFL은 도시된 바와 같이, TTL1-TTL3 및 BFL1-BFL3의 세 부분으로 각각 나누어진다. TTL과 BFL은 TTL=TTL1+TTL2+TTL3, BFL=BFL1+BFL2+BFL3으로 얻어진다.
도 2d는 더블 폴디드 텔레 카메라(250)를 포함하는 외부 후면(284) 및 외부 전면(282)을 갖는 모바일 장치(280)(예를 들어, 스마트폰)의 단면을 개략적으로 도시한다. 카메라(250)의 애퍼처는 후면(284)에 위치한다. 전면(282)은 예를 들어, 스크린을 포함할 수 있다(보이지 않음). 모바일 장치(280)는 두께("T")의 일반 영역(286) 및 범프 영역(288)을 갖는다. 범프 영역은 범프 길이("BL") 및 범프 두께(T+B)를 갖는다. 카메라(250)의 모듈 영역(272)은 범프 영역(288)에 포함된다. 숄더 영역(274)은 일반 영역(286)에 포함된다. 선택적으로, 일부 실시예에서, 숄더 영역(274)의 일부는 또한 범프 영역(288)에 포함될 수 있다.
범프 영역(288)에 부분적으로만 포함될 수 있는 카메라(250)는 상대적으로 작은 카메라 범프 영역(즉, 짧은 BL)을 가능하게 한다.
명확하게 하기 위해, 본 명세서에 개시된 모든 카메라 모듈 및 광학 렌즈 시스템은 스마트폰, 태블릿 등과 같은 모바일 장치에 사용하기에 유리하다.
도 3a 내지 도 3d 및 도 4 내지 도 7a는 본 명세서에 개시된 광학 렌즈 시스템을 도시한다. 도 3a 내지 도 3d 및 도 4 내지 도 7a에 도시된 모든 렌즈 시스템은 도 2a 내지 도 2d에 도시된 200 또는 250과 같은 더블 폴디드 카메라에 포함될 수 있다. 다음에 개시된 모든 광학 렌즈 시스템에서, 렌즈 요소(L1)의 광학적 높이 및 폭은 광학 렌즈 시스템의 애퍼처를 정의한다.
표 1은 도 3a 내지 도 3e 및 도 4 내지 도 7a에 도시된 렌즈 시스템(300, 320, 350, 400, 500, 600, 700)에 포함된 다양한 특징의 값과 그 비율(HL1, WL1, DA, MHS, MHM, HS, HM, ΔLO, TTL1, BFL1, TTL2, BFL2, TTL3, TTL, BFL, EFL, EFL-G1, EFL-G2, SD, ALT, d5-6, f1, f6, T1, MLM, LM, MHM, MHS, T-G1, T-G2는 mm 단위로, HFOV는 각도 단위로 제공된다)을 요약한 것이다.
- "유형"은 광학 렌즈 시스템이 1G 또는 2G 광학 렌즈 시스템인지 여부를 지정한다.
- N은 렌즈 요소들의 수를 지정한다.
- DA는 애퍼처 직경이다. 컷 렌즈들(352, 402, 702)에 대해, 유효 애퍼처 직경이 주어진다. "유효 애퍼처 직경"은 여기에서 원형(또는 축 대칭) 애퍼처의 직경을 의미하며, 여기서 원형 애퍼처는 (논(non) 축-대칭 애퍼처를 갖는) 컷 렌즈와 동일한 애퍼처 영역을 갖는다.
- EFL-G1 및 EFL-G2는 각각 렌즈 그룹들(G1 및 G2)의 유효 초점 거리이다.
- 평균 렌즈 두께("ALT")는 모든 렌즈 요소들의 평균 두께이다.
- 평균 갭 두께("AGT")는 거울의 객체 측에 위치한 렌즈 요소들 사이의 모든 갭들의 평균 두께이다.
- d5-6은 L5와 L6 사이의 거리이다.
- T1, T-G1, T-G2는 각각 L1, G1, G2의 중심 두께이다. 1G 광학 렌즈 시스템의 경우, T-G1 = TLens이고, TLens는 렌즈의 두께이다.
- 다른 예에서, HL1은 HL1 = 4mm 내지 15mm의 범위에 있을 수 있다.
- 여기에 구체적으로 정의되지 않은 다른 모든 파라미터들은 당업계에 공지된 일반적인 의미를 갖는다.
*[표 1]
도 3a는 본 명세서에 개시되고 300으로 넘버링된 광학 렌즈 시스템의 실시예를 도시한다. 렌즈 시스템(300)은 렌즈(302), O-OPFE(304)(예를 들어, 프리즘 또는 거울), I-OPFE(306)(예를 들어, 프리즘 또는 거울), 광학 요소(307) 및 이미지 센서(308)를 포함한다. 시스템(300)은 광선 추적으로 도시된다. 이하의 모든 광학 렌즈 시스템에 대해, 광학 요소(307)는 선택적이며, 예를 들어 적외선(IR) 필터 및/또는 유리 이미지 센서 먼지 덮개일 수 있다.
O-OPFE(304) 및 I-OPFE(306)는 둘 다 y-축 및 z-축에 대해 45도 각도로 배향된다. 이하의 모든 광학 렌즈 시스템에 대해, 광학 시스템(300)을 포함할 수 있는 모듈(200)과 같은 카메라 모듈의 MHM 및 MHS가 도시되어 있다.
렌즈(302)는 복수의 N개의 렌즈 요소들(Li)(여기서, "i"는 1과 N 사이의 정수임)를 포함한다. 예를 들어, N=6이다. 렌즈(302)는 2개의 렌즈 그룹, 즉 L1-L2를 포함하는 302-G1과 L3-L6을 포함하는 302-G2로 분할된다. 이하의 모든 광학 렌즈 시스템에서, 각 렌즈 그룹 내의 렌즈 요소들은 서로에 대해 이동하지 않는다.
L1은 객체 측에 가장 가까운 렌즈 요소이고, LN은 이미지 측에 가장 가까운, 즉 이미지 센서가 있는 쪽의 렌즈 요소이다. 이러한 순서는 본 명세서에 개시된 모든 렌즈 및 렌즈 요소에 적용된다. 302-G1은 광(렌즈)축(312)을 갖고, 302-G2는 광축(314)을 갖는다. 302-G1에 포함된 렌즈 요소들(L1-L2)은 OP1(312)을 따라 축-대칭이다. 302-G2에 포함된 렌즈 요소들(L3-L6)은 OP2(314)를 따라 축-대칭이다. 각각의 렌즈 요소(Li)는 각각의 전면(S2i-1)(인덱스 "2i-1"은 전면의 번호임) 및 각각의 후면(S2i)(인덱스 "2i"는 후면의 번호임)을 포함한다. 여기서, "i"는 1과 N 사이의 정수이다. 이러한 번호 지정 규칙은 설명 전반에 걸쳐 사용된다. 대안적으로, 이러한 설명 전반에 걸쳐 수행된 바와 같이, 렌즈 표면들은 "Sk"로 표시되며, 여기서 k는 1에서 2N까지이다. 전면 및 후면은 경우에 따라 비구면일 수 있다. 그러나, 이것은 제한되지 않는다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 각 렌즈 요소의 "전면"이라는 용어는 카메라의 입구(카메라 객체 측)에 더 가깝게 위치하는 렌즈 요소의 표면을 지칭하고, "후면"이라는 용어는 이미지 센서(카메라 이미지 측)에 더 가깝게 위치하는 렌즈 요소의 표면을 지칭한다. 상세한 광학 데이터 및 표면 데이터는 도 3a의 렌즈 요소들의 예에 대해 표 2 내지 표 3에 주어진다. 이러한 예들에 대해 제공된 값은 순전히 예시이며, 다른 예에 따라 다른 값을 사용할 수 있다.
표면 유형은 표 2에 정의되어 있다. 표면에 대한 계수는 표 3에 정의되어 있다. 표면 유형은 다음과 같다:
a) 플라노(Plano): 평평한 표면, 곡률 없음
b) Q 유형 1(QT1) 표면 새그(sag) 공식:
c) 균등한(even) 비구면(ASP) 표면 새그 공식:
여기서, {z, r}은 표준 원통형 극좌표이고, c는 표면의 근축(paraxial) 곡률이고, k는 원뿔 파라미터이고, rnorm은 일반적으로 표면의 클리어 애퍼처의 1/2이고, An은 렌즈 데이터 테이블에 표시된 다항식 계수이다. Z 축은 이미지를 향해 포지티브(positive)이다. 애퍼처 반경에 대한 값은 클리어 애퍼처(또는 간단히 "애퍼처") 반경, 즉 DA/2로 제공된다. 레퍼런스 파장은 555.0 nm이다. 굴절률("인덱스") 및 아베 #를 제외하고 단위는 mm이다.
[표 2]
각 렌즈 요소(Li)는 표 2에 주어진 각각의 초점 거리(fi)를 갖는다. FOV는 하프(half) FOV(HFOV)로 제공된다. 표면 유형, Z 축, DA 값, 레퍼런스 파장, 단위, 초점 거리 및 HFOV에 대한 정의는 표 1 내지 표 13에 대해 유효하다.
일부 예에서, O-OPFE(304)는 거울이고, O-OPFE(304)의 치수는 3.1x3.63mm(O-OPFE의 평면도에서 x, y)이고, 45도 기울어져 있다. 그 후에, L2를 향해 0.845mm만큼 Y-편심되어(decentered), O-OPFE의 중심이 렌즈의 중심에 위치하지 않는다.
일부 예에서, I-OPFE 306은 거울이고, I-OPFE 306의 치수는 3.9x3.6mm(I-OPFE의 평면도에서 x, y)이고, 45도 기울어져 있다. 그 후에, 광학 요소(307)를 향해 0.451mm만큼 Y-편심된다.
[표 3]
도 3b는 본 명세서에 개시되고 320으로 넘버링된 또 다른 2G 광학 렌즈 시스템을 도시한다. 렌즈 시스템(320)은 제2 렌즈 그룹(322-G2)이 당업계에 공지된 바와 같이, 렌즈 그룹(302-G2)을 커팅하여 얻은 컷 렌즈라는 점을 제외하면, 광학 렌즈 시스템(300)과 동일하다. 커팅은 322-G2의 하부 측(315)에서만 수행되고, 322-G2의 상부 측(317)은 커팅되지 않는다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 커팅은 더 작은 MHM 및 MHS를 가능하게 한다(표 1 참조). MHM과 MHS 모두는 커팅에 의해 약 10% 감소한다.
도 3c는 본 명세서에 개시되고 350으로 넘버링된 또 다른 2G 광학 렌즈 시스템을 도시한다. 렌즈 시스템(350)은 렌즈(352), O-OPFE(354), I-OPFE(356), 광학 요소(357) 및 이미지 센서(358)를 포함한다. 렌즈(352)는 2개의 렌즈 그룹, 즉 L1-L2("G1")를 포함하는 352-G1 및 L3-L6("G2")를 포함하는 352-G2로 분할된다.
O-OPFE 354 및 I-OPFE 356은 모두 y-축 및 z-축에 대해 45도 각도로 배향된다.
(광학 렌즈 시스템(300 및 320)에 대한) MHM의 감소는 y-방향을 따라 광학 시스템(350)에 진입하는 극한 필드(extreme field)가 감소되기 때문에, O-OPFE(354)의 폭이 감소될 수 있다는 사실에 의해 야기된다.
302-G1과 같은 제1 렌즈 그룹을 X% 커팅하면, MHM 및 MHS가 약 0.5·X%-X% 감소한다. 예를 들어, 제1 렌즈 그룹을 20% 커팅하면, MHM 및 MHS가 약 10%-20% 감소한다.
렌즈 애퍼처(DA/2, 표 1 참조)를 제외하고, 광학 렌즈 시스템(350)에 포함된 렌즈 요소들(L1-L6)은 광학 렌즈 시스템(300)에 포함된 렌즈 요소들(L1-L6)과 같은 표면 유형 및 표면 계수를 갖지만, 광학 렌즈 시스템(350)에서 렌즈(352)는 20% 커팅된다. 352-G1 및 352-G2는 각각 z-축과 y-축을 따라 커팅된다. 352-G1은 양측(362, 364)에서 커팅된다. 352-G2도 양측(366, 368)에서 커팅된다. 광학 렌즈계(350)의 표면 유형은 표 4에 정의되어 있다. 표면 유형은 논-컷 렌즈에 대해 주어지며, 컷 렌즈(352)에 포함된 렌즈 요소들의 애퍼처 반경(DA/2)은 다음과 같이 주어진다:
1. 논-컷 방향(LLi)에서 표 4의 값을 참조하라.
2. 컷 방향에서(LWi): 값의 80% 352-G1 및 352-G2(L6)에 각각 포함된 렌즈 요소들에 대해 352-G1(L1)의 가장 큰 렌즈 요소의 표 4를 참조하라.
[표 4]
컷 렌즈는 커팅된, 즉 WLi > HLi를 갖는 하나 이상의 렌즈 요소(Li)를 포함한다(예시적으로, 도 3e 참조). 렌즈를 X% 커팅하면, 본 명세서에 개시된 임의의 광학 렌즈 시스템을 포함하는 200 또는 250과 같은 카메라 모듈의 MHM 및/또는 MHS를 약 0.5·X%-X% 감소시킬 수 있다. 예를 들어, D-컷 비율은 0%-50%일 수 있으며, 이는 WLi가 HLi보다 0%-50% 더 클 수 있음을 의미한다. 즉, WLi = HLi - 1.5·HLi이다. 일부 예에서, 352-G1과 같은 O-OPFE의 객체 측에 위치하는 제1 렌즈 그룹과 352-G2와 같은 O-OPFE의 이미지 측에 위치하는 제2 렌즈 그룹은 다르게 커팅될 수 있다. 즉, 제1 렌즈 그룹은 제2 렌즈 그룹의 D-컷 비율과 상이한 D-컷 비율을 가질 수 있다.
도 3d는 2G 광학 렌즈 시스템(350)을 사시도로 도시한다. 352-G1의 커팅된 렌즈 측면(362 및 364)과 커팅되지 않은 측면(363 및 365)이 보인다. 또한, 352-G2의 커팅된 렌즈 측면(366 및 368)과 352-G2의 커팅되지 않은 측면(367 및 369)이 보인다.
도 3e는 2G 광학 렌즈 시스템(350)의 352-G1에 포함된 요소(L1)를 평면도로 도시한다. L1은 20% 커팅된다. 즉, 그 광학적 폭(WL1)은 광학적 높이(HL1)보다 20% 더 크다. L1이 렌즈(352)의 애퍼처를 정의하기 때문에, 이는 애퍼처 직경(DA) 또한 그에 따라 변경되어, 애퍼처가 축 대칭이 아님을 의미한다. 컷 렌즈의 경우, DA는 위에서 정의한 유효 애퍼처 직경이다.
D 컷으로 인해, 렌즈(352)의 애퍼처 폭("WL")은 도 3e에 도시된 바와 같이, 높이("HL")보다 클 수 있다. HL1은 예를 들어, 352-G2에 포함된 렌즈 요소들 또는 렌즈(104)의 렌즈 요소들(도 1a 참조)의 광학적 높이와 같이 z-축을 따라 측정되지 않고, y-축을 따라 측정된다. 따라서, HL1은 MHM에 의해 제한되지 않는다. 즉, 렌즈(352)와 같은 렌즈는 HL1 > MHS, 즉 공지된 폴디드 카메라(100)와 반대로, 모듈 숄더보다 큰 애퍼처 높이(z-축을 따라 측정됨)를 충족하는 실시예를 지원할 수 있다. 이것은 예를 들어, 도 1a에 도시된 공지된 폴디드 카메라(100)에 대해 도시된 바와 같이, 모듈 숄더에 포함된 렌즈에 부과되는(posed) 기하학적 제한(즉, HL < MHS)을 극복할 수 있기 때문에, 본 명세서에 개시된 광학 시스템을 포함하는 카메라의 이미지 품질 측면에서 유리하다. 애퍼처 높이가 크면, 유효 DA가 커져, f/#가 작아지고, 이는 주어진 시간 간격에서 더 많은 빛이 카메라에 들어올 수 있으므로 유리하다. 광학 렌즈 시스템(350)에 대하여 도 3e에 주어진 정의 및 설명은 본 명세서에 개시된 모든 다른 광학 렌즈 시스템에 대해서도 유효하다.
도 4는 400으로 넘버링된 또 다른 2G 광학 렌즈 시스템을 도시한다. 렌즈 시스템(400)은 렌즈(402), O-OPFE(404)(예를 들어, 프리즘 또는 거울), I-OPFE(406)(예를 들어, 프리즘 또는 거울), 광학 요소(407) 및 이미지 센서(408)를 포함한다. O-OPFE(404) 및 I-OPFE(406)는 둘 다 y-축 및 z-축에 대해 45도 각도로 배향된다. 렌즈(402)는 (L1과 L2을 포함하는) G1, 및 (L3-L6을 포함하는) G2로 분할된다. 일부 예에서, 402-G1 및/또는 402-G2는 위의 예에서 볼 수 있듯이 컷 렌즈일 수 있다. 광학 렌즈 시스템(400)에 대한 상세한 광학 데이터 및 표면 데이터가 표 5 내지 표 6에 주어진다. O-OPFE(404)는 치수가 7.4mm x 7.82mm(O-OPFE 평면 내에서 측정됨)인 거울일 수 있다. I-OPFE(406)는 치수가 8.4mm×7.86mm(I-OPFE 평면 내에서 측정됨)인 거울일 수 있다. OPFE에 대한 두께는 광축에 대한 것이다. 일부 예에서, 렌즈(402)는 도 3b를 참조하는 바와 같이 커팅될 수 있고, 따라서 MHM-cut 및 MHS-cut에 대해 도시된 바와 같이, O-OPFE(404) 및 I-OPFE(406)가 MHM 및 MHS를 결정할 수 있다. 이러한 예의 경우, (도시된 바와 같이) MHM-cut = 8.85mm 및 MHS-cut = 6.35mm이다.
[표 5]
[표 6]
도 5는 500으로 넘버링된 "1-그룹"(또는 "1G") 광학 렌즈 시스템을 도시하는데, 이는 N=4개의 렌즈 요소들을 갖는 렌즈(502), O-OPFE(504), I-OPFE(506), 광학 요소(507) 및 이미지 센서(508)를 포함한다. 렌즈(502)는 2개의 렌즈 그룹들로 나누어지지 않고, 4개의 렌즈 요소들 모두가 O-OPFE(504)의 객체 측에 위치한다.
광학 렌즈 시스템(500)에 대한 상세한 광학 데이터 및 표면 데이터는 표 7 내지 표 8에 주어진다. O-OPFE(504) 및 I-OPFE(506) 모두 거울일 수 있다. O-OPFE 504 및 I-OPFE 506의 치수는 5.0mm x 5.2mm이다(OPFE 평면 내에서 측정). 거울에 대한 두께는 광축에 대한 것이다. O-OPFE(504) 및 I-OPFE(506)는 OP1 및 OP2에 대해 45도 기울어져 있다.
500, 600 및 700과 같은 1G 광학 렌즈 시스템의 일부 예에서, 렌즈는 위의 예에서 볼 수 있는 컷 렌즈일 수 있다. z-축을 따라 커팅하면, O-OPFE와 I-OPFE의 크기를 줄임으로써, 더 낮은 MHM과 MHS를 얻을 수 있다. 렌즈를 X% 커팅하면, MHM 및 MHS를 약 0.5·X%-X% 감소시킨다. 예를 들어, 렌즈를 20% 커팅하면, MHM과 MHS가 약 10%-20% 감소한다.
[표 7]
[표 8]
도 6은 600으로 넘버링된 다른 1G 광학 렌즈 시스템을 도시하는데, 이는 N=4개의 렌즈 요소들을 갖는 렌즈(602), O-OPFE(604), I-OPFE(606), 광학 요소(607) 및 이미지 센서(608)를 포함한다. 렌즈(602)의 4개 렌즈 요소들 모두는 O-OPFE(604)의 객체 측에 위치한다. 광학 렌즈 시스템(600)에 대한 상세한 광학 데이터 및 표면 데이터는 표 9 내지 표 10에 주어진다. O-OPFE(604) 및 I-OPFE(606) 모두 거울일 수 있다. O-OPFE(604)의 치수는 8.0mm x 6.1mm이다(O-OPFE 평면 내에서 측정됨). I-OPFE 606의 치수는 9.6mm x 7.9mm이다(I-OPFE 평면 내에서 측정됨). OPFE에 대한 두께는 광축에 대한 것이다. O-OPFE(604)는 y-축에 대해 α=43도만큼 기울어져 있다. I-OPFE(606)는 y-축에 대해 β=47도만큼 기울어져 있다.
[표 9]
[표 10]
도 7a는 700으로 넘버링된 또 다른 1G 광학 렌즈 시스템을 도시하는데, 이는 N=4개의 렌즈 요소들을 갖는 렌즈(702), O-OPFE(704), I-OPFE(706), 광학 요소(707) 및 이미지 센서(708)를 포함한다. 4개의 렌즈 요소들 모두는 O-OPFE(704)의 객체 측에 위치한다.
광학 렌즈 시스템(700)에 대한 상세한 광학 데이터 및 표면 데이터는 표 11 내지 표 12에 주어진다. O-OPFE(704)는 거울일 수 있고, I-OPFE(706)는 프리즘일 수 있다. O-OPFE(704)의 치수는 6.2mm x 4.64mm이다(O-OPFE 평면 내에서 측정됨). I-OPFE(706)의 치수는 6.7mm x 9.16mm이다(I-OPFE 평면 내에서 측정됨). O-OPFE(704) 및 I-OPFE(706)는 y-축에 대해 45도 기울어져 있다. O-OPFE(704)는 거울이고, I-OPFE(706)은 프리즘이다.
프리즘(706)은 객체 측 하부 미광 방지 메커니즘(732), 객체 측 상부 미광 방지 메커니즘(734), 이미지 측 하부 미광 방지 메커니즘(722) 및 이미지 측 상부 미광 방지 메커니즘(724)을 포함한다.
[표 11]
[표 12]
도 7b는 프리즘(706)을 측면도로 도시한다. 도 7c는 프리즘(706)을 사시도로 도시한다. 객체 측 하부 미광 방지 메커니즘(732) 및 객체 측 상부 미광 방지 메커니즘(734)은 미광 방지 마스크이다. 이것은 어떠한 빛도 미광 마스크(732)와 미광 마스크(734)가 위치하는 프리즘(706)에 들어가지 않고, 빛은 단지 광학 활성 영역(736)에만 들어간다는 것을 의미한다. 이미지 측 하부 미광 방지 메커니즘(722) 및 이미지 측 상부 미광 방지 메커니즘(724)은 기하학적 미광 방지 메커니즘인데, 이는 이하에서는 "미광 방지 선반(shelves)"으로 지칭된다.
프리즘(706)은 z-축을 따라 측정된 프리즘 높이("HP") 및 광학(또는 광학 활성) 프리즘 높이("HP-O"), y-축을 따라 측정된 프리즘 길이("LP") 및 x-축을 따라 측정된 프리즘 폭("WP")을 갖는다. 하부 미광 방지 선반(722) 및 상부 미광 방지 선반(724)은 길이("하부 선반" 및 "상부 선반"의 길이에 대해 각각 "LBS" 및 "LTS") 및 높이(각각 "HBS" 및 "HTS")를 갖는다. 하부 미광 방지 마스크(732) 및 상부 미광 방지 마스크(734)는 각각 "하부 마스크" 및 "상부 마스크"의 높이에 대한 각각 높이("HBM" 및 "HTM")를 갖는다. 값 및 범위는 mm 단위로 표 13에 주어진다.
미광 방지 메커니즘은 미광이 이미지 센서(708)와 같은 이미지 센서에 도달하는 것을 방지하기 때문에, 유리하다. 미광은 장면 내에서 객체로부터 방출 또는 반사되는 바람직하지 않은 광으로, 이는 카메라의 애퍼처에 들어가서, 계획된(또는 원하는) 광학 경로와 상이한 광학 경로로 이미지 센서에 도달한다. 계획된 광학 경로는 다음과 같이 설명된다.
1. 빛은 장면 내의 객체에 의해 방출되거나 반사된다.
2. 빛은 카메라의 애퍼처로 들어가서, 렌즈(1G 광학 렌즈 시스템의 경우) 또는 렌즈 G1(2G 광학 렌즈 시스템의 경우)의 모든 표면을 한 번 통과한다.
3. 예를 들어, O-OPFE가 거울인 경우, 빛은 한 번 반사된다. 예를 들어, O-OPFE가 프리즘인 경우, 빛은 O-OPFE의 객체 측 표면을 한 번 통과하고, 본 명세서에 개시된 광학 렌즈 시스템에 대해 도시된 바와 같이, 한 번 반사된 다음, O-OPFE의 이미지 측 표면을 한 번 통과한다.
4. 2G 광학 렌즈 시스템의 경우, 빛은 렌즈 G2의 모든 표면들을 한 번 통과한다.
5. 예를 들어, I-OPFE가 거울인 경우, 빛은 한 번 반사된다. 예를 들어, I-OPFE가 프리즘인 경우, 빛은 I-OPFE의 객체 측 표면을 한 번 통과하고, 본 명세서에 개시된 광학 렌즈 시스템에 대해 도시된 바와 같이, 한 번 반사된 다음, I-OPFE의 이미지 측 표면을 한 번 통과한다.
6. 빛이 이미지 센서에 부딪친다(impinges).
위에서 설명한 계획된 광학 경로 이외의 임의의 광학 경로에서 이미지 센서에 도달하는 빛은 바람직하지 않은 것으로 간주되어 미광이라고 한다.
[표 13]
*
도 8a는 본 명세서에 개시된 광학 렌즈 시스템에서 포커싱(또는 "오토포커싱" 또는 "AF")을 위한 방법을 개략적으로 도시한다.
1G 광학 시스템의 포커싱
렌즈(802)와 O-OPFE(804)는 이동하지 않는 I-OPFE(806)와 이미지 센서(808)에 대해, y-축을 따라 선형으로 함께 이동한다. 박스(812)는 AF를 수행하기 위해 이동하는 구성요소를 나타내고, 화살표(814)는 AF를 수행하기 위해 이동하는 방향을 나타낸다. 당업계에 공지된 액추에이터, 예를 들어 보이스 코일 모터(VCM) 또는 스테퍼 모터는 이러한 이동뿐만만 아니라 도 8a 내지 도 8c에 설명된 모든 다른 이동을 작동시키기 위해 사용될 수 있다.
또한, 1G 광학 렌즈 시스템은 와이드 카메라(130)와 같은 일반(또는 "수직" 또는 "논-폴딩") 카메라와 같이 포커싱 및 OIS를 수행할 수 있다. 특히, 1G 광학 렌즈 시스템은 다른 모든 카메라 구성요소에 대해 z-축에 평행한 축을 따라 렌즈(802)와 같은 렌즈를 단지 이동시킴으로써[즉, 렌즈(802)는 O-OPFE(804), I-OPFE(806) 및 이미지 센서(808)에 대해 z-축을 따라 이동됨으로써], 포커싱될 수 있다. 제1 OIS 축을 따른 OIS를 수행하기 위해, 렌즈(802)만이 다른 모든 카메라의 구성요소에 대해 y-축에 평행한 축을 따라 이동될 수 있다. 제2 OIS 축을 따른 OIS를 수행하기 위해, 렌즈(802)는 모든 다른 카메라 구성요소에 대해 y-축 및 z-축 모두에 수직인 축을 따라 이동될 수 있다.
2G 광학 시스템의 포커싱
예를 들어, 렌즈 그룹(302-G1)와 같은 제1 렌즈 그룹, O-OPFE(304)와 같은 O-OPFE 및 렌즈 그룹(302-G2)과 같은 제2 렌즈 그룹은 y-방향을 따라 함께 이동된다. I-OPFE(306)와 같은 I-OPFE, 및 이미지 센서(308)와 같은 이미지 센서는 이동하지 않는다.
도 8b는 본 명세서에 개시된 광학 렌즈 시스템에 대해 제1 OIS 방향에서 광학 이미지 안정화(OIS)를 수행하기 위한 방법을 개략적으로 도시한다.
1G 광학 렌즈 시스템에서의 제1 방향 OIS
렌즈(802), O-OPFE(804) 및 I-OPFE(806)는 이동하지 않는 이미지 센서(808)에 대해 y-축을 따라 선형으로 함께 이동한다. 박스(816)는 제1 OIS 방향에서 OIS를 수행하기 위해 이동하는 구성요소를 나타내고, 화살표(818)는 제1 OIS 방향에서 OIS를 수행하기 위한 이동 방향을 나타낸다.
2G 광학 렌즈 시스템에서의 제1 방향 OIS
302-G1과 같은 제1 렌즈 그룹, O-OPFE(304)와 같은 O-OPFE, 302-G2와 같은 제2 렌즈 그룹, 및 I-OPFE(306)와 같은 I-OPFE는 y-방향을 따라 함께 이동된다. 이미지 센서(308)와 같은 이미지 센서는 이동하지 않는다. 다른 2G 광학 렌즈 시스템에서는 302-G1과 같은 제1 렌즈 그룹, O-OPFE(304)와 같은 O-OPFE 및 302-G2와 같은 제2 렌즈 그룹만이 I-OPFE(306)와 같은 I-OPFE에 대해, 그리고 이미지 센서(308)와 같은 이미지 센서에 대해 이동된다.
도 8c는 본 명세서에 개시된 광학 렌즈 시스템에 대해 제2 OIS 방향에서 OIS를 수행하기 위해 본 명세서에 개시된 방법을 개략적으로 도시한다.
1G 광학 렌즈 시스템에서의 제2 방향 OIS
렌즈(802), O-OPFE(804) 및 I-OPFE(806)는 이동하지 않는 이미지 센서(808)에 대해, 도시된 y-z 좌표계에 수직으로 함께 선형 이동된다. 박스(816)는 제2 OIS 방향에서 OIS를 수행하기 위해 이동하는 구성요소를 나타내고, 화살표(822)는 제2 OIS 방향에서 OIS를 수행하기 위한 이동 방향을 나타낸다. 화살표(822)는 도시된 y-z 좌표계에 수직인 방향을 가리킨다.
2G 광학 렌즈 시스템에서의 제2 방향 OIS
302-G1과 같은 제1 렌즈 그룹, O-OPFE(304)와 같은 O-OPFE, 302-G2와 같은 제2 렌즈 그룹, 및 I-OPFE(306)와 같은 I-OPFE는 이동하지 않는 이미지 센서(308)와 같은 이미지 센서에 대해, 도시된 y-z 좌표계에 수직으로 선형으로 이동한다. 다른 2G 광학 렌즈 시스템에서는 302-G1과 같은 제1 렌즈 그룹, O-OPFE(304)와 같은 O-OPFE, 및 302-G2와 같은 제2 렌즈 그룹만이 I-OPFE(306)와 같은 I-OPFE에 대해, 그리고 이미지 센서(308)와 같은 이미지 센서에 대해 이동된다.
명료함을 위해, 별도의 실시예의 맥락에서 설명되는 본 명세서에 개시된 발명의 특징들이 또한 단일 실시예에서 조합되어 제공될 수 있다는 것이 이해된다. 역으로, 간결함을 위해, 단일 실시예의 맥락에서 설명되는 본 명세서에 개시된 발명의 다양한 특징들이 개별적으로 또는 임의의 적합한 하위 조합으로 제공될 수 있다.
달리 명시되지 않는 한, 선택 옵션 목록의 마지막 두 구성원 사이에 "및/또는"이라는 표현을 사용하면, 나열된 옵션 중 하나 이상의 선택이 적절하고 수행될 수 있음을 나타낸다.
청구범위 또는 명세서가 "a" 또는 "an" 요소를 언급하는 경우, 이러한 언급은 해당 요소 중 하나만 존재하는 것으로 해석되어서는 안 됨을 이해해야 한다.
또한, 명료함을 위해, "실질적으로"라는 용어는 본 명세서에서 허용 가능한 범위 내에서 값의 변동 가능성을 암시하는 데 사용된다. 일 예에 따르면, 본 명세서에서 사용된 "실질적으로"라는 용어는 임의의 특정 값보다 최대 5% 많거나 적은 변동 가능성을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 또 다른 예에 따르면, 본 명세서에서 사용된 "실질적으로"라는 용어는 임의의 특정 값보다 최대 2.5% 많거나 적은 변동 가능성을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 또 다른 추가 예에 따르면, 본원에서 사용된 "실질적으로"라는 용어는 임의의 특정 값보다 최대 1% 많거나 적은 변동 가능성을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에 언급된 모든 특허 및 특허 출원은 각각의 개별 특허 또는 특허 출원이 구체적이고 개별적으로 본 명세서에 참조로 포함되는 것으로 표시된 것과 동일한 정도로, 그 전체가 본 명세서에 참조로 포함된다. 또한, 본 출원에서 임의의 참조의 인용 또는 식별은 그러한 참조가 본 개시내용에 대한 선행 기술로서 이용 가능하다는 인정으로 해석되어서는 안된다.

Claims (49)

  1. 카메라 모듈로서,
    렌즈 두께(TLens), 총 트랙 길이(TTL)를 가지며, N≥4개의 렌즈 요소들(Li)을 갖는 렌즈, 여기서 각각의 렌즈 요소는 각각의 초점 거리(fi)를 갖고, 제1 렌즈 요소(L1)는 객체 측을 향하고, 마지막 렌즈 요소(LN)는 이미지 측을 향하고;
    제1 광학 경로(OP1)를 제2 광학 경로(OP2)로 폴딩하기 위한 객체 측-광학 경로 폴딩 요소(O-OPFE);
    제2 광학 경로(OP2)를 제3 광학 경로(OP3)로 폴딩하기 위한 이미지 측-광학 경로 폴딩 요소(I-OPFE), 여기서 OP1과 OP2는 서로 수직이고; 및
    이미지 센서를 포함하고,
    상기 카메라 모듈은 폴디드 디지털 카메라 모듈이고, 상기 렌즈는 O-OPFE의 객체 측에 위치하고, 상기 EFL은 8mm < EFL < 50mm의 범위에 있고, 렌즈 두께(TLens)와 TTL의 비율은 TLens/TTL < 0.4를 충족하는 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서, TLens/TTL < 0.3인 카메라 모듈.
  3. 제1항에 있어서, TLens/TTL < 0.25인 카메라 모듈.
  4. 제1항에 있어서, OP1과 OP3는 서로 평행한 카메라 모듈.
  5. 제1항에 있어서, OP1과 OP3는 서로 수직인 카메라 모듈.
  6. 제1항에 있어서, 10mm < EFL < 30mm인 카메라 모듈.
  7. 제1항에 있어서, 15mm < EFL < 22.5mm인 카메라 모듈.
  8. 제1항에 있어서, 상기 렌즈는 후면 초점 거리(BFL)을 갖고, BFL/TTL > 0.6인 카메라 모듈.
  9. 제8항에 있어서, BFL/TTL > 0.7인 카메라 모듈.
  10. 제1항에 있어서, 상기 카메라 모듈은 최소 카메라 모듈 영역 높이(MHM)을 갖고 상기 렌즈 및 상기 O-OPFE를 포함하는 제1 영역, 및 최소 숄더 영역 높이(MHS)(MHS < MHM)을 갖고 상기 I-OPFE 및 상기 이미지 센서를 포함하는 제2 영역으로 구분되고, 상기 카메라 모듈은 OP2를 따라 측정된 최소 카메라 모듈 길이(MLM)을 갖고, 모든 높이들은 OP1을 따라 측정되고, 상기 렌즈의 애퍼처 높이는 HL이고, 여기서 HL > MHS - 1.5mm인 카메라 모듈.
  11. 제10항에 있어서, HL > MHS -1mm인 카메라 모듈.
  12. 제10항에 있어서, HL > 0.8·MHS인 카메라 모듈.
  13. 제10항에 있어서, HL > 0.9·MHS인 카메라 모듈.
  14. 제10항에 있어서, HL > MHS인 카메라 모듈.
  15. 제10항에 있어서, 상기 렌즈는 유효 초점 거리(EFL)를 갖고, 여기서 EFL > 1.1·MLM인 카메라 모듈.
  16. 제15항에 있어서, EFL > 1.2·MLM인 카메라 모듈.
  17. 제15항에 있어서, EFL > 1.3·MLM인 카메라 모듈.
  18. 제10항에 있어서, TTL > 1.2·MLM인 카메라 모듈.
  19. 제10항에 있어서, TTL > 1.3·MLM인 카메라 모듈.
  20. 제10항에 있어서, TTL > 1.4·MLM인 카메라 모듈.
  21. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 및 상기 O-OPFE는 포커싱을 위해 I-OPFE 및 이미지 센서에 대해 OP2를 따라 함께 이동 가능한 카메라 모듈.
  22. 제1항에 있어서, 상기 렌즈는 포커싱을 위해 O-OPFE, I-OPFE 및 이미지 센서에 대해 OP1을 따라 이동 가능한 카메라 모듈.
  23. 제1항에 있어서, 상기 렌즈, 상기 O-OPFE 및 상기 I-OPFE는 제1 OIS 축 중심으로 광학 이미지 안정화(OIS)를 위해 이미지 센서에 대해 OP2를 따라 함께 이동 가능한 카메라 모듈.
  24. 제1항에 있어서, 상기 렌즈는 제1 OIS 축 중심으로 광학 이미지 안정화(OIS)를 위해 O-OPFE, I-OPFE 및 이미지 센서에 대해 OP2를 따라 이동 가능한 카메라 모듈.
  25. 제1항에 있어서, 상기 렌즈, 상기 O-OPFE 및 상기 I-OPFE는 제2 OIS 축 중심으로 광학 이미지 안정화(OIS)를 위해 이미지 센서에 대해 OP1과 OP2 모두에 수직인 축을 따라 함께 이동 가능한 카메라 모듈.
  26. 제1항에 있어서, 상기 렌즈는 제2 OIS 축 중심으로 광학 이미지 안정화(OIS)를 위해 O-OPFE, I-OPFE 및 이미지 센서에 대해 OP1과 OP2 모두에 수직인 축을 따라 이동 가능한 카메라 모듈.
  27. 제1항에 있어서, 상기 이미지 센서는 센서 대각선(SD)를 갖고, 여기서 5mm < SD < 15mm인 카메라 모듈.
  28. 제1항에 있어서, 상기 렌즈는 애퍼처 직경(DA) 및 f-수(f/#)를 갖고, 여기서 5mm < DA < 15mm이고, 2 < f/# < 6.5인 카메라 모듈.
  29. 제28항에 있어서, 6mm < DA < 10mm이고, 2.5 < f/# < 4.5인 카메라 모듈.
  30. 제1항에 있어서, 상기 카메라 모듈의 제2 영역은 숄더 영역 높이(HS)를 갖고, 상기 카메라 모듈의 제1 영역은 모듈 영역 높이(HM)(HM > HS)를 갖고, 여기서 4mm < HS < 10mm이고, 6mm < HM < 13mm인 카메라 모듈.
  31. 제1항에 있어서, 상기 카메라 모듈의 제2 영역은 숄더 영역 높이(HS)를 갖고, 상기 카메라 모듈의 제1 영역은 모듈 영역 높이(HM)(HM > HS)를 갖고, 여기서 6mm < HS < 8mm이고, 7mm < HM < 11mm인 카메라 모듈.
  32. 제1항에 있어서, 상기 카메라 모듈의 제2 영역은 숄더 영역 높이(HS)를 갖고, 상기 카메라 모듈의 제1 영역은 모듈 영역 높이(HM)(HM > HS)를 갖고, 여기서 HS/HM < 0.9인 카메라 모듈.
  33. 제1항에 있어서, 상기 카메라 모듈의 제2 영역은 숄더 영역 높이(HS)를 갖고, 상기 카메라 모듈의 제1 영역은 모듈 영역 높이(HM)(HM > HS)를 갖고, 여기서 HS/HM < 0.8인 카메라 모듈.
  34. 제1항에 있어서, L1은 유리로 만들어지고, n > 1.7의 굴절률(n)을 갖는 카메라 모듈.
  35. 제1항에 있어서, L1의 초점 거리(f1)는 f1 < EFL/2를 충족하는 카메라 모듈.
  36. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 요소들(L1-L4)의 파워 시퀀스는 플러스-마이너스-플러스-플러스인 카메라 모듈.
  37. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 요소들(L1-L4)의 파워 시퀀스는 플러스-마이너스-플러스-마이너스인 카메라 모듈.
  38. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 요소들(L1-L4)의 파워 시퀀스는 플러스-마이너스-마이너스-플러스인 카메라 모듈.
  39. 제1항에 있어서, 상기 렌즈의 광학적 폭(WL)과 상기 렌즈의 광학적 높이(HL)의 비율은 WL/HL > 1.1를 충족하는 카메라 모듈.
  40. 제1항에 있어서, 상기 렌즈의 광학적 폭(WL)과 상기 렌즈(HL)의 광학적 높이(HL)의 비율은 WL/HL > 1.2를 충족하는 카메라 모듈.
  41. 제1항에 있어서, 상기 O-OPFE 및 상기 I-OPFE는 거울인 카메라 모듈.
  42. 제1항에 있어서, 상기 O-OPFE는 거울이고, 상기 I-OPFE는 프리즘인 카메라 모듈.
  43. 제1항에 있어서, 상기 렌즈는 OP1과 평행한 축을 따라 커팅된 컷 렌즈인 카메라 모듈.
  44. 제43항에 있어서, 상기 카메라 모듈의 제1 영역은 모듈 영역 높이(HM)를 갖고, 상기 렌즈는 20% 커팅되고, HM은 OP1과 OP2 모두에 수직인 축을 따라 측정된 상기 컷 렌즈의 직경과 동일한 렌즈 직경을 갖는 축 대칭 렌즈에 비해 상기 커팅에 의해 >10% 감소되는 카메라 모듈.
  45. 제1항에 있어서, OP1과 OP3은 서로 수직인 카메라 모듈.
  46. 제1항 내지 제45항 중 어느 한 항에 따른 카메라 모듈을 포함하는 모바일 장치로서, 상기 모바일 장치는 장치 두께(T) 및 카메라 범프 영역을 갖고, 상기 범프 영역은 증가된 높이(T+B)를 갖고, 상기 카메라 모듈의 제1 영역은 상기 카메라 범프 영역 내에 통합되고, 상기 카메라 모듈의 제2 영역은 상기 카메라 범프 영역 내에 통합되지 않는 모바일 장치.
  47. 제46항에 있어서, 카메라의 제1 영역은 카메라 모듈 렌즈를 포함하고, 카메라의 제2 영역은 카메라 모듈 이미지 센서를 포함하는 모바일 장치.
  48. 제46항에 있어서, 상기 모바일 장치는 스마트폰인 모바일 장치.
  49. 카메라 모듈로서,
    렌즈 두께(TLens), 유효 초점 거리(EFL)를 가지며, N≥4개의 렌즈 요소들(Li)을 갖는 렌즈, 여기서 제1 렌즈 요소(L1)은 객체 측을 향하고, 마지막 렌즈 요소(LN)는 이미지 측을 향하고;
    제1 광학 경로(OP1)를 제2 광학 경로(OP2)로 폴딩하기 위한 광학 경로 폴딩 요소(OPFE); 및
    이미지 센서를 포함하고,
    상기 카메라 모듈은 폴디드 디지털 카메라 모듈이고, 상기 렌즈는 상기 OPFE의 객체 측에 위치하고, 상기 EFL은 8mm < EFL < 50mm의 범위에 있고, 렌즈 두께(TLens)와 TTL의 비율은 TLens/TTL < 0.4를 충족하는 카메라 모듈.









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