WO2012157996A2 - 굴절률 변화 렌즈 및 그를 이용한 카메라 모듈 - Google Patents

굴절률 변화 렌즈 및 그를 이용한 카메라 모듈 Download PDF

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WO2012157996A2
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    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B30/00—Camera modules comprising integrated lens units and imaging units, specially adapted for being embedded in other devices, e.g. mobile phones or vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof

Definitions

  • the present invention relates to a refractive index variable lens and a camera module using the same.
  • a lens optical system including a lens having a positive refractive power or a lens having a negative refractive power has been variously applied to electronic products.
  • a camera module for a communication terminal may use a lens optical system. It is included.
  • the lens optical system is an important element for obtaining an image of a subject and is configured by aligning a plurality of lenses including lenses having positive refractive power and lenses having negative refractive power.
  • the lens is concave or convex in the aspheric or spherical lens shape to implement the shape of the lens having a positive refractive power and the lens having a negative refractive power.
  • the present invention is to solve the problem that can implement a lens having a positive refractive power and a lens having a negative refractive power irrespective of the lens shape.
  • a refractive index change lens in which at least one or more media having a refractive index higher than the refractive index of the second medium are sequentially formed on an outer circumferential surface of the second medium.
  • the refractive index may increase from the center of the lens toward the outer side of the lens.
  • a refractive index change lens in which at least one or more media having a refractive index lower than the refractive index of the second medium are sequentially formed on an outer circumferential surface of the second medium.
  • the refractive index may increase from the center of the lens toward the outside of the lens.
  • the first medium and the second medium may be homogeneous or heterogeneous.
  • the center of the first medium may coincide with the optical axis.
  • one of the incident surface, the exit surface, and both of the refractive index variable lens may be a plane.
  • the support may be formed on one of the incident surface, the exit surface and both of the refractive index variable lens.
  • a coating film that may change an optical path may be formed on an entrance surface or an exit surface of the refractive index variable lens.
  • an anti-reflection (AR) coating film may be formed on the incident surface of the refractive index variable lens.
  • a refractive index variable lens is formed on an outer circumferential surface of the core lens unit and includes an auxiliary lens unit having a different refractive index from the core lens unit.
  • the auxiliary lens unit may be sequentially formed on an outer circumferential surface of the core lens unit, and may be formed of a plurality of media having different mutual refractive indices.
  • the core lens unit may be a spherical or aspherical lens.
  • An image sensor which picks up the light of the subject
  • the image sensor is configured to form light of the subject, and the refractive index variable lens is configured to include a lens group including at least one,
  • the refractive index change lens is the refractive index change lens
  • a refractive index change lens formed on an outer circumferential surface of the first medium and including a second medium having a refractive index different from that of the first medium,
  • a camera module is formed on an outer circumferential surface of the core lens unit and is a refractive index change lens including an auxiliary lens unit having a different refractive index from the core lens unit.
  • the conventional aspherical or spherical lens shape is concave or convex to implement a lens having positive refractive power and a lens having negative refractive power.
  • the refractive index change lens has an effect of realizing a lens having a positive refractive power and a negative refractive power regardless of the shape of the lens by using the refractive index difference of at least two media.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating a refractive index change lens according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view for explaining an example of a refractive index change lens according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a view for explaining the distribution of light propagation in the refractive index variable lens according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a schematic perspective view illustrating a refractive index change lens according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining the distribution of light propagation in the refractive index variable lens according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating an incidence plane and an exit plane of the refractive index variable lenses according to the first and second embodiments of the present invention.
  • FIG. 7 to 9 are schematic cross-sectional views for explaining another example of the refractive index change lenses according to the first and second embodiments of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating another example of the refractive index variable lens according to the first and second embodiments of the present invention.
  • 11 and 12 are a perspective view and a cross-sectional view for explaining a refractive index variable lens according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic block diagram illustrating a camera module using a refractive index variable lens according to the present invention.
  • the present invention forms a lens in which the refractive index changes from the center of the lens to the outer side of the lens by using at least two or more mediums having different refractive indices, thereby providing a positive refractive power regardless of the shape of the lens. It is possible to implement a lens having a lens having a refractive index and negative (-).
  • the refractive index variable lens of the present invention has an advantage of not having to process the shape of the rapidly changing lens.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating a refractive index variable lens according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic perspective view illustrating an example of a refractive index variable lens according to a first embodiment of the present invention
  • 3 is a view for explaining the distribution of light propagation in the refractive index variable lens according to the first embodiment of the present invention.
  • the refractive index variable lens 100 includes a first medium 110 having a disc shape, as shown in FIG. 1;
  • the second medium 120 is formed on an outer circumferential surface of the first medium 110 and includes a second medium 120 having a refractive index higher than that of the first medium 110 to implement a lens having positive (+) refractive power.
  • the refractive index change lens 100 is such that the refractive index increases from the center of the lens toward the outer (A direction) of the lens, the first medium on the outer peripheral surface of the first medium 110
  • a second medium 120 having a refractive index higher than 110 may be formed to form a lens having positive refractive power as the incident light is collected and emitted.
  • At least one or more media having a refractive index higher than that of the second medium 120 may be sequentially formed on the outer circumferential surface of the second medium 120.
  • the media sequentially formed on the outer circumferential surfaces of the first medium 110, the second medium 120, and the second medium 120 may be applied to the same or different materials having different refractive indices.
  • At least one or more media 130, 140, 150, and 160 may be sequentially formed on an outer circumferential surface of the second medium 120.
  • the beam propagation distribution of the refractive index variable lens 100 having the plurality of media 130, 140, 150, and 160 formed on the outer circumferential surface of the second medium 120 is the same as that of FIG. 3. It can be seen that the lens is collected to have a positive refractive power.
  • a coating film may be formed on the entrance surface or the exit surface of the refractive index variable lens to change the optical path.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view illustrating a refractive index change lens according to a second exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a view illustrating a ray propagation distribution in a refractive index variable lens according to a first exemplary embodiment of the present invention.
  • the refractive index variable lens 200 includes a first medium 210 having a disc shape; A lens having a negative refractive power is implemented by including a second medium 220 formed on an outer circumferential surface of the first medium 210 and having a refractive index lower than that of the first medium 210.
  • the refractive index variable lens 200 having the negative refractive power decreases from the center of the lens toward the outside of the lens (B direction).
  • the refractive index change lens 200 according to the second embodiment of the present invention, as shown in Figure 5, the incident light is refracted to spread out of the lens, to implement a lens having a negative (-) refractive power do.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating the incidence plane and the exit plane of the refractive index variable lenses according to the first and second embodiments of the present invention
  • FIGS. 7 to 9 are views of the first and second embodiments of the present invention. It is a schematic sectional drawing for demonstrating another example of the refractive index change lens which followed.
  • the center of the first medium 310 of the refractive index variable lens 300 according to the first and second embodiments of the present invention coincides with the optical axis O.
  • the second medium 320 and the third medium 330 are sequentially formed on the outer circumferential surface of the first medium 310, the first medium 310 to the optical axis O, respectively.
  • the third medium 330 is preferably formed symmetrically.
  • a surface on which the light of the refractive index variable lens 300 is incident is defined as an incident surface
  • the refractive index variable lens 300 When the surface from which light is emitted is defined as an emission surface, one of the incident surface, the exit surface, and both of the refractive index change lens 300 may be configured as a plane.
  • the lenses having positive (+) refractive power and lenses having negative (-) refractive power are implemented by concave or convex lens shapes of existing aspherical or spherical surfaces, the first and second embodiments of the present invention are implemented.
  • the refractive index change lens according to the example has an advantage of realizing a lens having a positive refractive power and a negative refractive power in a planar shape by using a refractive index difference of at least two media.
  • a support part for supporting the first medium 310 to the third medium 330 may be formed at one of the incident surface, the exit surface, and both of the refractive index variable lens 300.
  • the support part may play a support role for forming the refractive index variable lens 300 according to the first and second embodiments of the present invention.
  • This support should be applied with a transparent material with excellent light transmittance.
  • the material of the support may be plastic, transparent resin, glass or the like.
  • the support part 510 is formed on the incident surface 301 of the refractive index variable lens 300, or as shown in FIG. 8, the exit surface 302 of the refractive index variable lens 300.
  • the support part 510 may be formed at the support part, or as shown in FIG. 9, the support parts 510 and 520 may be formed at each of the incident surface 301 and the exit surface 302 of the refractive index variable lens 300.
  • the support may serve to supplement an optical function of the refractive index variable lens 300.
  • the support portion may have a predetermined refractive index, or a shape of a lens such as a spherical surface, an aspherical surface, or the like may be formed in the support portion.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view for describing another example of the refractive index change lenses according to the first and second embodiments of the present invention.
  • the refractive index variable lens 300 of this example is to form an anti-reflection (AR) coating film 550 on the incident surface of the refractive index variable lens 300 to reduce the light component to which the incident light is reflected and increase the transmittance.
  • AR anti-reflection
  • the AR coating layer 550 not only reduces the reflectance of the refractive index variable lens 300 and increases the transmittance, but also supports the media constituting the refractive index variable lens 300.
  • 11 and 12 are a perspective view and a cross-sectional view for explaining a refractive index variable lens according to a third embodiment of the present invention.
  • the refractive index variable lens according to the third exemplary embodiment of the present invention is provided on the outer circumferential surface of the core lens unit 810 having positive (+) refractive power or negative (-) refractive power.
  • the lens unit 820 is formed.
  • the auxiliary lens unit 820 is combined with the core lens unit 810 to optimize the optical function of the refractive index variable lens according to the third embodiment.
  • the auxiliary lens unit 820 may be sequentially formed on the outer circumferential surface of the core lens unit 810 and may be formed of a plurality of media having different refractive indices.
  • the core lens unit 810 may be configured as a spherical or aspherical lens.
  • FIG. 13 is a schematic block diagram illustrating a camera module using a refractive index variable lens according to the present invention.
  • the above-mentioned refractive index change lenses of the first to third embodiments of the present invention can be applied to all optical systems.
  • the camera module using the refractive index variable lens according to the present invention as shown in Figure 10, the image sensor 700 for picking up the light of the subject;
  • the image sensor 700 forms an image of the subject, and includes a lens group 600 including at least one refractive index changing lens among the refractive index changing lenses of the first to third embodiments.
  • the present invention provides a lens having a positive refractive power and a refractive index changing lens having a negative refractive power regardless of the lens shape by using the refractive index difference of at least two or more media.

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Abstract

본 발명은 굴절률 변화 렌즈 및 그를 이용한 카메라 모듈에 관한 것이다. 즉, 본 발명의 굴절률 변화 렌즈는 원판(圓板) 형상의 제 1 매질과; 상기 제 1 매질의 외주면에 형성되고, 상기 제 1 매질의 굴절률보다 높은 제 2 매질을 포함하며, 상기 제 2 매질의 굴절률보다 높은 굴절률을 갖는 적어도 하나 이상의 매질들이 상기 제 2 매질의 외주면에 순차적으로 형성되어 구성한다.

Description

굴절률 변화 렌즈 및 그를 이용한 카메라 모듈
본 발명은 굴절률 변화 렌즈 및 그를 이용한 카메라 모듈에 관한 것이다.
최근, 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈 또는 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈를 포함하는 렌즈 광학계가 전자제품에 다각적으로 적용되고 있다.
특히, 이미지 픽업 시스템(Image Pick-up System)과 관련하여 통신단말기용 카메라 모듈, 디지털 스틸 카메라(DSC; Digital Still Camera), 캠코더, PC 카메라(퍼스널 컴퓨터에 부속된 촬상장치) 등은 렌즈 광학계를 포함하고 있다.
이러한 렌즈 광학계는 피사체의 상(Image)를 얻기 위해 중요한 요소로, 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈와 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈들로 이루어진 복수개의 렌즈들을 정렬하여 구성된다.
현재, 렌즈는 비구면 또는 구면의 렌즈 형상에 오목하게 또는 볼록하게 형성하여 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈 및 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈의 형상을 구현하고 있다.
본 발명은 렌즈 형상에 관계없이 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈 및 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈를 구현할 수 있는 과제를 해결하는 것이다.
본 발명은,
원판(圓板) 형상의 제 1 매질과;
상기 제 1 매질의 외주면에 형성되고, 상기 제 1 매질의 굴절률보다 높은 제 2 매질을 포함하며,
상기 제 2 매질의 굴절률보다 높은 굴절률을 갖는 적어도 하나 이상의 매질들이 상기 제 2 매질의 외주면에 순차적으로 형성되어 있는 굴절률 변화 렌즈가 제공된다.
그리고, 본 발명의 일실시예에서는 상기 렌즈의 중심에서 렌즈의 외곽으로 갈수록 굴절률이 증가할 수 있다.
본 발명은,
원판(圓板) 형상의 제 1 매질과;
상기 제 1 매질의 외주면에 형성되고, 상기 제 1 매질의 굴절률보다 낮은 제 2 매질을 포함하며,
상기 제 2 매질의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 적어도 하나 이상의 매질들이 상기 제 2 매질의 외주면에 순차적으로 형성되어 있는 굴절률 변화 렌즈가 제공된다.
또, 본 발명의 일실시예에서는 렌즈의 중심에서 렌즈의 외곽으로 갈수록 굴절률이 증가할 수 있다.
그리고, 상기 실시예들에서 상기 제 1 매질과 상기 제 2 매질은 동종 물질 또는 이종물질일 수 있다.
또, 상기 제 1 매질의 중심은 광축과 일치할 수 있다.
더불어, 상기 굴절률 변화 렌즈의 입사면, 출사면과 양자 중 하나는 평면일 수 있다.
또, 상기 굴절률 변화 렌즈의 입사면, 출사면과 양자 중 하나에 지지부가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 굴절률 변화 렌즈의 입사면 또는 출사면에 광경로를 변화시킬 수 있는 코팅막이 형성될 수 있다.
게다가, 상기 굴절률 변화 렌즈의 입사면에 AR(Anti-Reflection) 코팅막이 형성될 수 있다.
본 발명은,
양(+)의 굴절력 또는 음(-)의 굴절력을 갖는 코어 렌즈부와;
상기 코어 렌즈부의 외주면에 형성되며, 상기 코어 렌즈부와 굴절률이 다른 보조 렌즈부를 포함하는 굴절률 변화 렌즈가 제공된다.
그리고, 상기 보조 렌즈부는 상기 코어 렌즈부의 외주면에 순차적으로 형성되고, 상호 굴절률이 다른 복수개의 매질들로 구성될 수 있다.
또, 상기 코어 렌즈부는 구면 또는 비구면 렌즈일 수 있다.
본 발명은,
피사체의 광을 촬상하는 이미지 센서와;
상기 이미지 센서로 상기 피사체의 광을 결상시키고, 굴절률 변화 렌즈가 적어도 하나 이상이 구비되는 렌즈군을 포함하여 구성되며,
상기 굴절률 변화 렌즈는,
원판(圓板) 형상의 제 1 매질과; 상기 제 1 매질의 외주면에 형성되고, 상기 제 1 매질의 굴절률과 다른 굴절률을 갖는 제 2 매질을 포함하는 굴절률 변화 렌즈,
또는 양(+)의 굴절력 또는 음(-)의 굴절력을 갖는 코어 렌즈부와; 상기 코어 렌즈부의 외주면에 형성되며, 상기 코어렌즈부와 굴절률이 다른 보조 렌즈부를 포함하는 굴절률 변화 렌즈인 카메라 모듈이 제공된다.
기존의 비구면 또는 구면의 렌즈 형상을 오목하게 또는 볼록하게 형성하여 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈 및 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈를 구현하였으나, 본 발명의 제 1과 제 2 실시예에 따른 굴절률 변화 렌즈는 적어도 2개 이상의 매질의 굴절률 차이를 이용하여 렌즈 형상에 관계없이 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈 및 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈를 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 굴절률 변화 렌즈를 설명하기 위한 모식적인 사시도
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 굴절률 변화 렌즈의 일례를 설명하기 위한 모식적인 사시도
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 굴절률 변화 렌즈에서 광선 진행 분포를 설명하기 위한 도면
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 굴절률 변화 렌즈를 설명하기 위한 모식적인 사시도
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 굴절률 변화 렌즈에서 광선 진행 분포를 설명하기 위한 도면
도 6은 본 발명의 제 1과 제 2 실시예에 따른 굴절률 변화 렌즈의 입사면과 출사면을 설명하기 위한 개략적인 단면도
도 7 내지 도 9는 본 발명의 제 1과 제 2 실시예에 따른 굴절률 변화 렌즈의 다른 일례를 설명하기 위한 개략적인 단면도
도 10은 본 발명의 제 1과 제 2 실시예에 따른 굴절률 변화 렌즈의 또 다른 일례를 설명하기 위한 개략적인 단면도
도 11와 도 12는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 굴절률 변화 렌즈를 설명하기 위한 사시도 및 단면도
도 13은 본 발명에 따른 굴절률 변화 렌즈를 이용한 카메라 모듈을 설명하기 위한 개략적인 구성 블록도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 굴절률이 상이한 적어도 2개 이상의 매질(Medium, 媒質)을 이용하여, 렌즈의 중심에서 렌즈의 외곽으로 갈수록 굴절률이 변화되는 렌즈를 형성하여, 렌즈의 형상에 관계없이 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈 및 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈를 구현할 수 있는 것이다.
즉, 본 발명의 굴절률 변화 렌즈는 급격하게 변화되는 렌즈의 형상을 가공하지 않아도 되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 굴절률 변화 렌즈를 설명하기 위한 모식적인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 굴절률 변화 렌즈의 일례를 설명하기 위한 모식적인 사시도이며, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 굴절률 변화 렌즈에서 광선 진행 분포를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 굴절률 변화 렌즈(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 원판(圓板) 형상의 제 1 매질(110)과; 상기 제 1 매질(110)의 외주면에 형성되고, 상기 제 1 매질(110)의 굴절률보다 높은 굴절률을 갖는 제 2 매질(120)을 포함하여 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈를 구현하는 것이다.
여기서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 굴절률 변화 렌즈(100)는 렌즈의 중심에서 렌즈의 외곽으로(A방향) 갈수록 굴절률이 증가되도록, 상기 제 1 매질(110)의 외주면에 상기 제 1 매질(110)보다 높은 굴절률을 갖는 제 2 매질(120)이 형성되어, 입사되는 광이 모아져 출사됨으로 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈를 구현할 수 있다.
이때, 상기 제 2 매질(120)의 굴절률보다 높은 굴절률을 갖는 적어도 하나 이상의 매질들이 상기 제 2 매질(120)의 외주면에 순차적으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제 1 매질(110), 제 2 매질(120) 및 상기 제 2 매질(120)의 외주면에 순차적으로 형성되는 매질들은 굴절률만 상이한 동종 물질 또는 이종물질을 적용할 수 있다.
도 2와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 굴절률 변화 렌즈(100)는 상기 제 2 매질(120)의 외주면에 순차적으로 적어도 하나 이상의 매질들(130,140,150,160)이 형성될 수 있다.
이렇게, 상기 제 2 매질(120)의 외주면에 복수개의 매질들(130,140,150,160)이 형성된 굴절률 변화 렌즈(100)의 광선 진행 분포는 도 3과 같아, 상기 굴절률 변화 렌즈(100)를 출사한 광선이 한점으로 모아져 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈가 구현됨을 알 수 있다.
그리고, 상기 굴절률 변화 렌즈의 입사면 또는 출사면에 광경로를 변화시킬 수 있는 코팅막이 형성되어 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 굴절률 변화 렌즈를 설명하기 위한 모식적인 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 굴절률 변화 렌즈에서 광선 진행 분포를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 굴절률 변화 렌즈(200)는 원판 형상의 제 1 매질(210)과; 상기 제 1 매질(210)의 외주면에 형성되고, 상기 제 1 매질(210)의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 제 2 매질(220)을 포함하여 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈를 구현한다.
이 음(-)의 굴절력을 갖는 굴절률 변화 렌즈(200)는 렌즈의 중심에서 렌즈의 외곽으로(B방향) 갈수록 굴절률이 감소된다.
그러므로, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 굴절률 변화 렌즈(200)는 도 5에 도시된 바와 같이, 입사되는 광이 굴절되어 렌즈 바깥으로 퍼지게 되어, 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈를 구현하게 된다.
도 6은 본 발명의 제 1과 제 2 실시예에 따른 굴절률 변화 렌즈의 입사면과 출사면을 설명하기 위한 개략적인 단면도이고, 도 7 내지 도 9는 본 발명의 제 1과 제 2 실시예에 따른 굴절률 변화 렌즈의 다른 일례를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
본 발명의 제 1과 제 2 실시예에 따른 굴절률 변화 렌즈(300)의 제 1 매질(310)의 중심은 광축(O)과 일치한다.
그리고, 상기 제 1 매질(310)의 외주면에 제 2 매질(320)과 제 3 매질(330)이 순차적으로 형성되어 있는 경우, 상기 광축(O)을 중심으로, 상기 제 1 매질(310) 내지 상기 제 3 매질(330)은 대칭적으로 형성되어 있는 것이 좋다.
또, 도 6과 같이, 광이 'C'방향에서 'D'방향으로 진행될 때, 상기 굴절률 변화 렌즈(300)의 광이 입사되는 면을 입사면으로 정의하고, 상기 굴절률 변화 렌즈(300)에서 광이 출사되는 면을 출사면으로 정의하는 경우, 상기 굴절률 변화 렌즈(300)의 입사면, 출사면과 양자 중 하나는 평면으로 구성될 수 있다.
따라서, 기존의 비구면 또는 구면의 렌즈 형상을 오목하게 또는 볼록하게 형성하여 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈 및 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈를 구현하였으나, 본 발명의 제 1과 제 2 실시예에 따른 굴절률 변화 렌즈는 적어도 2개 이상의 매질의 굴절률 차이를 이용하여 평면 형상의 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈 및 음(-)의 굴절력을 갖는 렌즈를 구현할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 상기 굴절률 변화 렌즈(300)의 입사면, 출사면과 양자 중 하나에는 상기 제 1 매질(310) 내지 상기 제 3 매질(330)을 지지하기 위한 지지부가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 지지부는 본 발명의 제 1과 제 2 실시예에 따른 굴절률 변화 렌즈(300)를 형성하기 위한 지지 역할을 수행할 수 있다.
이러한 지지부는 광 투과율이 우수한 투명한 재질로 적용되어야 한다. 예컨대, 상기 지지부의 재질은 플라스틱, 투명 수지, 글래스 등이 적용될 수 있다.
즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 굴절률 변화 렌즈(300)의 입사면(301)에 지지부(510)가 형성되거나, 도 8과 같이, 상기 굴절률 변화 렌즈(300)의 출사면(302)에 지지부(510)가 형성되어 있거나, 도 9와 같이, 상기 굴절률 변화 렌즈(300)의 입사면(301) 및 출사면(302) 각각에 지지부(510,520)가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 지지부는 상기 굴절률 변화 렌즈(300)의 광학적 기능을 보충하기 위한 역할을 수행할 수 있다.
예컨대, 상기 지지부가 상기 굴절률 변화 렌즈(300)의 광학적 기능을 최적화시키기 위해, 소정의 굴절률을 갖을 수 있거나, 또는 상기 지지부에 구면, 비구면 등과 같은 렌즈의 형상이 형성될 수도 있다.
도 10은 본 발명의 제 1과 제 2 실시예에 따른 굴절률 변화 렌즈의 또 다른 일례를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
이 일례의 굴절률 변화 렌즈(300)는 입사되는 광이 반사되는 광성분을 감소시키고 투과율을 높이기 위해, 굴절률 변화 렌즈(300)의 입사면에 AR(Anti-Reflection) 코팅막(550)을 형성하는 것이다.
상기 AR 코팅막(550)은 상기 굴절률 변화 렌즈(300)의 반사율을 감소시키고, 투과율을 높이는 역할을 수행할 뿐만 아니라, 상기 굴절률 변화 렌즈(300)를 구성하는 매질들을 지지하는 역할도 수행한다.
도 11와 도 12는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 굴절률 변화 렌즈를 설명하기 위한 사시도 및 단면도이다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 굴절률 변화 렌즈는 양(+)의 굴절력 또는 음(-)의 굴절력을 갖는 코어 렌즈부(810)의 외주면에, 상기 코어 렌즈부(810)와 굴절률이 다른 보조 렌즈부(820)가 형성되는 것이다.
상기 보조 렌즈부(820)는 상기 코어 렌즈부(810)와 결합되어, 제 3 실시예에 따른 굴절률 변화 렌즈의 광학적 기능을 최적화시키기 된다.
이때, 상기 보조 렌즈부(820)는 상기 코어 렌즈부(810)의 외주면에 순차적으로 형성되고, 상호 굴절률이 다른 복수개의 매질들로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 코어 렌즈부(810)는 구면 또는 비구면 렌즈로 구성될 수 있다.
도 13은 본 발명에 따른 굴절률 변화 렌즈를 이용한 카메라 모듈을 설명하기 위한 개략적인 구성 블록도이다.
전술된 본 발명의 제 1 실시예 내지 제 3 실시예의 굴절률 변화 렌즈는 모든 광학계에 적용될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 굴절률 변화 렌즈를 이용한 카메라 모듈은 도 10과 같이, 피사체의 광을 촬상하는 이미지 센서(700)와; 상기 이미지 센서(700)로 상기 피사체의 광을 결상시키고, 제 1 실시예 내지 제 3 실시예의 굴절률 변화 렌즈 중 적어도 하나 이상의 굴절률 변화 렌즈가 구비되는 렌즈군(600)을 포함하여 구성된다.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
본 발명은 적어도 2개 이상의 매질의 굴절률 차이를 이용하여 렌즈 형상에 관계없이 양(+)의 굴절력을 갖는 렌즈 및 음(-)의 굴절력을 갖는 굴절률 변화 렌즈는 제공한다.

Claims (20)

  1. 원판(圓板) 형상의 제 1 매질과;
    상기 제 1 매질의 외주면에 형성되고, 상기 제 1 매질의 굴절률보다 높은 제 2 매질을 포함하며,
    상기 제 2 매질의 굴절률보다 높은 굴절률을 갖는 적어도 하나 이상의 매질들이 상기 제 2 매질의 외주면에 순차적으로 형성되어 있는 굴절률 변화 렌즈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈의 중심에서 렌즈의 외곽으로 갈수록 굴절률이 증가되는 굴절률 변화 렌즈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 매질과 상기 제 2 매질은,
    동종 물질 또는 이종물질인 굴절률 변화 렌즈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 매질의 중심은 광축과 일치하는 굴절률 변화 렌즈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 굴절률 변화 렌즈의 입사면, 출사면과 양자 중 하나는 평면인 굴절률 변화 렌즈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 굴절률 변화 렌즈의 입사면 또는 출사면에 광경로를 변화시킬 수 있는 코팅막이 형성되어 있는 굴절률 변화 렌즈.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 굴절률 변화 렌즈의 입사면, 출사면과 양자 중 하나에 지지부가 형성되어 있는 굴절률 변화 렌즈.
  8. 제 1 항에 있어서,
    굴절률 변화 렌즈의 입사면에 AR(Anti-Reflection) 코팅막이 형성되어 있는 굴절률 변화 렌즈.
  9. 원판(圓板) 형상의 제 1 매질과;
    상기 제 1 매질의 외주면에 형성되고, 상기 제 1 매질의 굴절률보다 높은 제 2 매질을 포함하며,
    상기 제 2 매질의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 적어도 하나 이상의 매질들이 상기 제 2 매질의 외주면에 순차적으로 형성되어 있는 굴절률 변화 렌즈 굴절률 변화 렌즈.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 렌즈의 중심에서 렌즈의 외곽으로 갈수록 굴절률이 감소되는 굴절률 변화 렌즈.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 매질과 상기 제 2 매질은,
    동종 물질 또는 이종물질인 굴절률 변화 렌즈.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 매질의 중심은 광축과 일치하는 굴절률 변화 렌즈.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 굴절률 변화 렌즈의 입사면, 출사면과 양자 중 하나는 평면인 굴절률 변화 렌즈.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 굴절률 변화 렌즈의 입사면 또는 출사면에 광경로를 변화시킬 수 있는 코팅막이 형성되어 있는 굴절률 변화 렌즈.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 굴절률 변화 렌즈의 입사면, 출사면과 양자 중 하나에 지지부가 형성되어 있는 굴절률 변화 렌즈.
  16. 제 9 항에 있어서,
    굴절률 변화 렌즈의 입사면에 AR(Anti-Reflection) 코팅막이 형성되어 있는 굴절률 변화 렌즈.
  17. 양(+)의 굴절력 또는 음(-)의 굴절력을 갖는 코어 렌즈부와;
    상기 코어 렌즈부의 외주면에 형성되며, 상기 코어 렌즈부와 굴절률이 다른 보조 렌즈부를 포함하는 굴절률 변화 렌즈.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 보조 렌즈부는,
    상기 코어 렌즈부의 외주면에 순차적으로 형성되고, 상호 굴절률이 다른 복수개의 매질들로 구성되어 있는 굴절률 변화 렌즈.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 코어 렌즈부는,
    구면 또는 비구면 렌즈인 굴절률 변화 렌즈.
  20. 피사체의 광을 촬상하는 이미지 센서와;
    상기 이미지 센서로 상기 피사체의 광을 결상시키고, 굴절률 변화 렌즈가 적어도 하나 이상이 구비되는 렌즈군을 포함하여 구성되며,
    상기 굴절률 변화 렌즈는,
    원판(圓板) 형상의 제 1 매질과; 상기 제 1 매질의 외주면에 형성되고, 상기 제 1 매질의 굴절률과 다른 굴절률을 갖는 제 2 매질을 포함하는 굴절률 변화 렌즈,
    또는 양(+)의 굴절력 또는 음(-)의 굴절력을 갖는 코어 렌즈부와; 상기 코어 렌즈부의 외주면에 형성되며, 상기 코어 렌즈부와 굴절률이 다른 보조 렌즈부를 포함하는 굴절률 변화 렌즈인 카메라 모듈.
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