WO2023128625A1 - 렌즈 어셈블리 및 그를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

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WO2023128625A1
WO2023128625A1 PCT/KR2022/021546 KR2022021546W WO2023128625A1 WO 2023128625 A1 WO2023128625 A1 WO 2023128625A1 KR 2022021546 W KR2022021546 W KR 2022021546W WO 2023128625 A1 WO2023128625 A1 WO 2023128625A1
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lens
lens assembly
electronic device
image
conditional expression
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이용재
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삼성전자 주식회사
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    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • G—PHYSICS
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/64—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/34—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only
    • G02B9/36—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only arranged + -- +
    • G02B9/56—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only arranged + -- + all components being simple lenses
    • G—PHYSICS
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    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/60—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having five components only

Definitions

  • Various embodiments of the present disclosure relate to a lens assembly, and to a lens assembly constituting a curved optical system and an electronic device including the lens assembly.
  • an optical device may include an optical system.
  • the optical system may include a lens assembly including a plurality of lenses and an image sensor having a high number of pixels.
  • the lens assembly may have, for example, a low F-number and low aberrations. This can make it possible to obtain high quality (high resolution) images and/or moving pictures.
  • a low F number (f number) and low aberration in other words, to obtain a bright and high resolution image, it is necessary to combine multiple lenses.
  • Portable electronic devices are being miniaturized and thinned for easy portability, and an optical system mounted on the electronic device is also required to have a compact lens structure with a short length.
  • an optical system mounted on the electronic device is also required to have a compact lens structure with a short length.
  • an electronic device includes a lens assembly including a plurality of lenses arranged along an optical axis direction from a subject side to an image side; an optical member disposed closer to the subject side than the lens assembly and configured to reflect or refract external light incident in a direction crossing the optical axis and to make the incident incident on the lens assembly along the optical axis direction; and an image sensor, wherein the plurality of lenses include a first lens, a second lens, a third lens, and a fourth lens sequentially arranged along the optical axis direction, and the lens assembly has the following [conditional expression 1] and [Conditional Expression 2].
  • 'f' is the focal length of each lens except for the lens closest to the image side among the plurality of lenses included in the lens assembly
  • 'f t ' is the focal length of the entire optical system
  • 'v d ' is the Abbe of each lens number
  • 'FOV' is the angle of view of the entire optical system.
  • FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an optical system including a lens assembly and an image sensor according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 is a graph showing spherical aberration of a lens assembly according to the exemplary embodiment of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a graph showing astigmatism of a lens assembly according to the embodiment of FIG. 1 .
  • FIG. 4 is a graph showing distortion aberration of the lens assembly according to the exemplary embodiment of FIG. 1 .
  • FIG. 5 is a configuration diagram illustrating an optical system including a lens assembly and an image sensor according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 6 is a graph showing spherical aberration of a lens assembly according to the embodiment of FIG. 5 .
  • FIG. 7 is a graph showing astigmatism of a lens assembly according to the embodiment of FIG. 5 .
  • FIG. 8 is a graph showing distortion aberration of the lens assembly according to the embodiment of FIG. 5 .
  • FIG. 9 is a configuration diagram illustrating an optical system including a lens assembly and an image sensor according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 10 is a graph showing spherical aberration of a lens assembly according to the embodiment of FIG. 9 .
  • FIG. 11 is a graph showing astigmatism of a lens assembly according to the embodiment of FIG. 9 .
  • FIG. 12 is a graph showing distortion aberration of the lens assembly according to the embodiment of FIG. 9 .
  • FIG. 13 is a configuration diagram illustrating an optical system including a lens assembly and an image sensor according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 14 is a graph showing spherical aberration of a lens assembly according to the embodiment of FIG. 13 .
  • 15 is a graph showing astigmatism of a lens assembly according to the embodiment of FIG. 13 .
  • FIG. 16 is a graph showing distortion aberration of the lens assembly according to the embodiment of FIG. 13 .
  • FIG. 17 is a configuration diagram illustrating an optical system including a lens assembly and an image sensor according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 18 is a graph showing spherical aberration of a lens assembly according to the embodiment of FIG. 17 .
  • FIG. 19 is a graph showing astigmatism of a lens assembly according to the embodiment of FIG. 17 .
  • FIG. 20 is a graph showing distortion aberration of the lens assembly according to the embodiment of FIG. 17 .
  • 21 is a configuration diagram illustrating an optical system including a first optical member, a second optical member, a lens assembly, and an image sensor, according to an exemplary embodiment.
  • 22 is a block diagram of an electronic device in a network environment, according to an embodiment.
  • FIG. 23 is a block diagram illustrating a camera module, according to one embodiment.
  • a technology that is easy to accommodate in an electronic device has been proposed by disposing a curved member (eg, a mirror or a prism) in front of the lens assembly to form a curved optical system composed of two or more light paths.
  • a curved optical system an image stabilization driver is provided in a lens assembly or a curved member to perform image stabilization.
  • the need for hand shake correction may be high in constructing a telephoto lens using a curved optical system.
  • the curved member may need to secure a space in which the curved member can rotate to compensate for hand shake, which may be a factor hindering the ease of accommodating the electronic device.
  • a lens assembly and an electronic device that are advantageous in correcting aberrations including chromatic aberration while maintaining ease of accommodating in an electronic device and securing hand shake correction performance.
  • various aberrations including chromatic aberration can be reduced and/or prevented by optimizing the focal length and refractive index of the lenses included in the lens assembly.
  • it is easy to mount on a miniaturized and/or lightweight electronic device such as a smart phone, and can contribute to expanding optical functions or improving optical performance of the electronic device.
  • “configured (or configured) to” means “suitable for,” “having the ability to,” depending on circumstances, for example, in terms of hardware or software. Can be used interchangeably with “modified to,” “made to,” “capable of,” or “designed to.”
  • the expression “device configured to” can mean that the device is “capable of” in conjunction with other devices or components.
  • a processor configured (or configured) to perform A, B, and C may include a dedicated processor (eg, embedded processor) to perform the operation, or by executing one or more software programs stored in a memory device.
  • a general-purpose processor eg, CPU or application processor
  • Electronic devices include, for example, a smart phone, a tablet PC, a mobile phone, a video phone, an e-book reader, a desktop PC, a laptop PC, a netbook computer, a workstation, a server, a PDA, and a PMP ( portable multimedia player), an MP3 player, a medical device, a camera, or a wearable device.
  • a wearable device may be in the form of an accessory (e.g. watch, ring, bracelet, anklet, necklace, eyeglasses, contact lens, or head-mounted-device (HMD)), integrated into textiles or clothing (e.g.
  • the electronic device may include, for example, a television, a digital video disk (DVD) player, Audio, refrigerator, air conditioner, vacuum cleaner, oven, microwave, washing machine, air purifier, set top box, home automation control panel, security control panel, media box (e.g. Samsung HomeSync TM , Apple TV TM , or Google TV TM ) , a game console (eg, Xbox TM , PlayStation TM ), an electronic dictionary, an electronic key, a camcorder, or an electronic picture frame.
  • DVD digital video disk
  • the electronic device may include various types of medical devices (e.g., various portable medical measuring devices (such as blood glucose meter, heart rate monitor, blood pressure monitor, or body temperature monitor), magnetic resonance angiography (MRA), magnetic resonance imaging (MRI), CT (computed tomography), imager, or ultrasonicator, etc.), navigation device, global navigation satellite system (GNSS), EDR (event data recorder), FDR (flight data recorder), automobile infotainment device, marine electronic equipment (e.g.
  • various portable medical measuring devices such as blood glucose meter, heart rate monitor, blood pressure monitor, or body temperature monitor
  • MRA magnetic resonance angiography
  • MRI magnetic resonance imaging
  • CT computed tomography
  • imager or ultrasonicator, etc.
  • navigation device e.g., global navigation satellite system (GNSS), EDR (event data recorder), FDR (flight data recorder), automobile infotainment device, marine electronic equipment (e.g.
  • the electronic device may be a piece of furniture, a building/structure or a vehicle, an electronic board, an electronic signature receiving device, a projector, or various measuring devices (eg, water, electricity, gas, radio wave measuring device, etc.).
  • the electronic device may be flexible or a combination of two or more of the various devices described above.
  • Electronic devices according to various embodiments of the present disclosure are not limited to the aforementioned devices.
  • the term user may refer to a person using an electronic device or a device (eg, an artificial intelligence electronic device) using an electronic device.
  • An electronic device according to an embodiment of the present disclosure is not limited to the aforementioned devices.
  • FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an optical system including a lens assembly and an image sensor according to an embodiment of the present disclosure.
  • the lens assembly 100 may include at least four or more lenses. Referring to FIG. 1 , for example, the lens assembly 100 may include 5 lenses.
  • the image sensor IS may be disposed in an electronic device.
  • the lens assembly 100 including a plurality of lenses (eg, L1, L2, L3, L4, and L5) may be mounted on the electronic device equipped with the image sensor IS to configure an optical system. there is.
  • the electronic device may be, for example, a camera.
  • the electronic device may be understood to further include a housing that protects internal components and forms an external appearance.
  • the image sensor IS is a sensor mounted on a circuit board (not shown) and aligned with the optical axis O-I, and may respond to light.
  • the image sensor IS may include, for example, a sensor such as a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) or a charge coupled device (CCD).
  • CMOS complementary metal-oxide semiconductor
  • CCD charge coupled device
  • the image sensor IS is not limited thereto, and may include, for example, various elements that convert a subject image into an electrical image signal.
  • the image sensor IS acquires an image of the subject by detecting contrast information, gray-contrast ratio information, and color information of the subject from light passing through a plurality of lenses (eg, L1, L2, L3, L4, L5). can do.
  • the plurality of lenses (eg, L1, L2, L3, L4, and L5) included in the lens assembly 100 may include lenses made of glass and/or synthetic resin (eg, plastic). Also, through a combination of a plurality of lenses, the lens assembly 100 may have an angle of view of approximately 25 degrees or less. A telephoto lens may be implemented using the lens assembly 100 having an angle of view of 25 degrees or less.
  • the image sensor IS has an approximately rectangular (eg, square) shape with the optical axis O-I as a normal line, but may form a generally thin plane.
  • the image sensor IS has an image height (ImagH) of 2.7 mm or more, and may be formed to enable arrangement of hundreds of thousands to hundreds of thousands of pixels to hundreds of millions of pixels. For reference, here, the image height (ImagH) may mean half of the diagonal length of the image sensor.
  • the lens assembly 100 may be disposed on an optical axis O-I passing through centers of a plurality of lenses from an object side (O) to an image side (I).
  • the optical axis O-I may be substantially orthogonal to the center plane of each lens as well as the image sensor IS.
  • the object side may indicate a direction in which the object is located
  • the image side may indicate an image plane (img) on which an image is formed. direction can be indicated.
  • the "surface facing the subject side” of the lens for example, means the left surface (or front surface) of the lens in the drawing of the present disclosure as the surface on the side where the subject is located with respect to the optical axis O-I, "
  • the surface facing the image side is a surface on the side where the imaging surface img is located based on the optical axis O-I, and may represent the right surface (or rear surface) of the lens in the drawing.
  • the imaging plane (img) may be, for example, a portion where an imaging device or an image sensor IS is disposed to form an image.
  • the subject side O along the optical axis O-I based on at least one lens among the plurality of lenses included in the lens assembly 100 may be defined as 'facing the first direction', and the optical axis Looking at the upper side (I) along (O-I) can be defined as 'toward the second direction'.
  • a lens eg, the first lens L1
  • the surface facing the subject side O may be said to face the first direction.
  • a lens eg, the first lens L1 includes a surface facing the image side I
  • the surface facing the image side I may be said to face the second direction.
  • the optical system including the image sensor IS is aligned along the optical axis'.
  • a side closer to the optical axis O-I in each lens may be referred to as a 'chief portion', and the optical axis O-I ) and the far side (or near the edge of the lens) may be referred to as a 'marginal portion'.
  • the chief portion may be, for example, a portion crossing the optical axis O-I in a certain lens (eg, the first lens L1).
  • the marginal portion may be, for example, a portion spaced apart from an optical axis in a lens (eg, the first lens L1) by a predetermined distance.
  • the marginal portion may include, for example, an end portion of the lens farthest from the optical axis O-I of the lens.
  • the radius of curvature of the lens, thickness, optical length (OTTL), focal length, etc. may all have units of mm.
  • the thickness of the lens, the distance between the lenses, the air gap, and the optical total length from image plane (OTTL) (or overall length (OAL)) may be distances measured around the optical axis of the lens.
  • the convex shape on one side means that the part of the surface that intersects the optical axis is convex
  • the concave shape on one side means that the part of the surface that intersects the optical axis is concave. .
  • an inflection point may mean a point at which the radius of curvature is changed in a portion that does not intersect the optical axis.
  • the lens assembly 100 may be advantageous in aberration correction including chromatic aberration by including a plurality of lenses.
  • the lens assembly 100 includes, for example, a plurality of lenses sequentially arranged in an optical axis (O-I) direction (eg, a direction from the subject O to the image I in FIG. 1).
  • O-I optical axis
  • L1, L2, L3, L4, L5 examples include 5 lenses.
  • the five lenses are sequentially applied from the subject side (O) to the first lens (L1), the second lens (L2), the third lens (L3), the fourth lens (L4), and the fifth lens (L5).
  • the plurality of lenses eg, L1, L2, L3, L4, and L5 may be arranged in an optical axis O-I alignment with the image sensor IS.
  • the first lens L1 included in the lens assembly 100 may have positive refractive power
  • the second lens L2 may have negative refractive power
  • the third lens L3 may have a positive refractive power
  • the fourth lens L4 may have a negative refractive power
  • the fifth lens L5 may have positive or negative refractive power.
  • a lens having positive refractive power may be a lens based on the principle of a convex lens.
  • a lens having negative refractive power may be a lens based on the principle of a concave lens.
  • the first lens L1 has a refractive power of 100 and has a convex surface S2 facing the subject side O, so that it can serve to condense light.
  • the first lens L1 has a positive refractive power and has a larger effective diameter than other lenses, so that a large amount of light can be condensed. That is, an ultra-wide angle of view may be implemented using the first lens L1.
  • the fifth lens L5 having negative refractive power also lowers the angle of incidence of light incident on the image plane img so that it is easy to secure the amount of light in the marginal portion. It can be convex.
  • astigmatism a phenomenon that prevents clear images from being formed through the marginal portion of the lens, can be effectively eliminated or field curvature. can be corrected.
  • the first lens L1 and the second lens L2 have an effective mirror compared to other lenses (the third lens L3, the fourth lens L4, and the fifth lens L5) in the lens assembly 100 ( It can be composed of a large-aperture lens with a relatively large effective diameter.
  • the 'effective diameter' may mean a distance between one end and the other end of the lens in a direction perpendicular to the optical axis O-I.
  • the first lens L1 has a positive refractive power and has a larger effective diameter than other lenses, so that a large amount of light can be condensed.
  • the second lens L2 has negative refractive power, is disposed adjacent to the first lens L1 as a pair structure for the first lens L1, and may serve to disperse the condensed light.
  • the surface S4 of the second lens L2 facing the subject side O may have a shape corresponding to that of the surface S3 of the first lens L1 facing the image side I, and are disposed in close contact with each other. It can be.
  • the third lens L3 and the fourth lens L4 each have a positive refractive power and a negative refractive power, and may form a pair structure similar to the first lens L1 and the second lens L2.
  • the third lens L3 and the fourth lens L4 are disposed between the pair structure of the first lens L1 and the second lens L2 and the fifth lens L5 to play an advantageous role in correcting chromatic aberration.
  • the surface S8 of the fourth lens L4 facing the subject side O may have a shape corresponding to that of the surface S7 of the third lens L3 facing the image side I, and are disposed in close contact with each other. It can be.
  • a lens assembly for realizing a telephoto lens with an angle of view of 25 degrees or less, a lens assembly composed of at least four lenses (for example, a first lens L1 as shown in FIG. 1, A second lens (L2), a third lens (L3), a fourth lens (L4) and a fifth lens (L5), a lens assembly consisting of a total of five lenses) are provided, but the first lens from the subject side (O) is provided.
  • the effective diameters of the first lens L1 and the second lens L2 relatively larger than those of the other lenses, it is possible to configure an optical system that is advantageous in correcting chromatic aberration while securing light condensing performance.
  • the first lens L1, the second lens L2, and the fifth lens L5 may be set in various ways according to embodiments.
  • the surface S2 of the first lens L1 facing the subject side O may be convex
  • the surface S3 facing the image side I may be convex.
  • the surface S4 of the second lens L2 facing the object side O may be formed in a shape corresponding to the surface S3 of the first lens L1 facing the image side, that is, a concave shape.
  • the surface S5 facing the image side I of the second lens L2 may also be concave.
  • the surface S6 of the third lens L3 facing the subject side O may be convex
  • the surface S7 facing the image side I may be convex or flat.
  • the surface S8 of the fourth lens L4 facing the subject side O may be formed in a shape corresponding to the surface S7 of the third lens L3 facing the image side, that is, concave or flat.
  • the surface S9 facing the image side of the fourth lens L4 may be concave.
  • the lens assembly 100 In the plurality of lenses (for example, L1, L2, L3, L4, and L5) constituting the lens assembly 100, the narrower the distance between any one lens and the other adjacent lenses, the optical of the lens assembly 100 An overall length (overall length (OTTL) of the lens assembly in the optical axis direction) may be shortened.
  • an electronic device including the lens assembly 100 is to be made in a small size, it is advantageous to keep the length of the optical length of the lens assembly 100 as short as possible.
  • the lens assembly 100 may be disposed along the thickness of the smart phone. However, it is desirable to keep the smartphone slim so that it can be carried in a pocket or purse.
  • Reducing the length of the entire length of the lens assembly 100 in a state where an appropriate telephoto ratio is secured may have physical limitations. Intervals between the plurality of lenses (eg, L1, L2, L3, L4, and L5) vary according to optical characteristics (eg, aberration characteristics, wide-angle characteristics, and/or brightness characteristics) required for the lens assembly 100. can be designed
  • the lens assembly 100 may further include a filter F disposed between the fifth lens L5 and the image sensor IS.
  • the filter F may selectively block certain light detected by an image sensor of the electronic device, for example, infrared rays.
  • the filter F may include, for example, at least one of a low pass filter and a cover glass.
  • the filter F transmits visible light and emits infrared rays to the outside, thereby preventing infrared rays from being transferred to the imaging surface img of the image sensor.
  • the lens assembly 100 as described above can have high-performance optical characteristics while being miniaturized by satisfying the following [Conditional Expression 1] and [Conditional Expression 2].
  • 'f' in Conditional Expression 1 is each focal length of lenses except for the lens closest to the image side among the lenses included in the lens assembly
  • 'f t ' is the focal length of the entire optical system
  • 'v d ' is each lens
  • the Abbe number of , 'FOV' in Conditional 2 above may be the field of view of the entire optical system.
  • the lens closest to the image side may refer to the fourth lens L4, which is the closest lens to the image side I, when the lens assembly 100 includes four lenses. there is.
  • the lens closest to the image side means the fifth lens L5 which is the closest lens to the image side I when the lens assembly 100 includes 5 lenses. can
  • Conditional Equation 1 may define a relationship between focal lengths and Abbe numbers of the remaining lenses except for the lens closest to the image side.
  • the fifth lens L5 is the lens disposed closest to the image side I and has little effect on chromatic aberration, but other aberrations (astigmatism, field curvature) , coma aberration, etc.) and/or serves as a kind of field flattener that lowers the sensitivity of aberration, so the focal lengths for the first to fourth lenses L1 to L4 and Abbe number as its target. The closer the characteristic of the optical system is to 0, the smaller the chromatic aberration.
  • Conditional Expression 2 is an expression defining a telephoto optical system. A field of view exceeding 25 degrees may be disadvantageous in securing sufficient telephoto performance.
  • the lens assembly 100 as described above may additionally satisfy the following [Conditional Expression 3].
  • the 'vdl' may be an Abbe's number of a lens closest to the image side in the lens assembly.
  • Conditional Expression 3 is related to the Abbe number of the fifth lens L5 in the case of, for example, the lens assembly 100 consisting of five sheets.
  • the Abbe number of the fifth lens exceeds 50, the focal length and Abbe number of the remaining lenses are It does not affect the optimal combination. If the Abbe number is less than 50, chromatic aberration may easily occur.
  • the lens assembly 100 as described above may additionally satisfy the following [Conditional Expression 4].
  • R_L1S2 may be a radius of curvature of the subject-side surface S2 of the first lens L1
  • R_L3S6 may be a curvature radius of the subject-side surface S6 of the third lens L3.
  • the aberration correction may be advantageous.
  • the refractive power of the third lens L3 may decrease, making it difficult to correct aberrations.
  • the radius of curvature of the surface S3 facing the side I may become steep, making aberration correction difficult.
  • the lens assembly 100 as described above may additionally satisfy the following [Conditional Expression 5].
  • Conditional Expression 5 is also an expression in which the focal length and the Abbe number are described as in Conditional Expression 1, and may be an expression for reducing or preventing chromatic aberration.
  • the lens assembly 100 includes 5 lenses
  • Conditional Expression 1 other lenses (first lens L1, While the focal lengths and Abbe numbers of the second lens L2, the third lens L3, and the fourth lens L4 are considered
  • conditional expression 5 all lenses constituting the lens assembly 100 (th The focal lengths and Abbe numbers of the first lens L1, the second lens L2, the third lens L3, the fourth lens L4, and the fifth lens L5 may be considered.
  • the characteristics of the optical system exceed the upper limit of Conditional Expression 5
  • the chromatic aberration becomes greater than the allowable level, and thus a low-quality image may be output.
  • 'S2 to S11' is the subject side of a plurality of related lenses (eg, L1, L2, L3, L4, L5) ( O) and the surface of the upper side (I).
  • 'S1' is not an actual lens surface, but a position considered in the design of the lens assembly 400, for example, a reference position of a structure where a protection window is disposed or among lenses L1, L2, L3, L4, and L5.
  • a position of a structure (or a lens barrel or a lens housing) fixing one eg, the first lens L1 may be exemplified.
  • S2 is the object-side (O) surface of the first lens L1 of the lens assembly 100 and may be the same as the position of the diaphragm sto.
  • 'S12' and 'S13' may refer to the subject-side (O) surface and the image-side (I) surface of the IR cut filter (F).
  • 'obj' may mean a subject. radius is the radius of curvature of the lens, thickness is the thickness or air gap of the lens, efl is the focal length of the lens, nd is the refractive index of the medium (eg lens), and vd is the Abbe's number of the lens can do.
  • the lens assembly 100 included in the following [Table 1] has an F number (Fno) of about 2.602, an angle of view (ANG) of about 20.09 degrees, and a composite focal length (efl) of about 14.2 mm, and an optical overall length.
  • Fno F number
  • ANG angle of view
  • efl composite focal length
  • optical overall length an optical overall length.
  • 'x' is the distance (sag) from the apex of the lens in the direction of the optical axis (O-I)
  • 'c' is the reciprocal of the basic radius of curvature (Radius) of the lens
  • 'y' is the distance in the direction perpendicular to the optical axis.
  • 'K' is the Conic constant
  • 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'J' are aspheric Each coefficient may mean each.
  • FIG. 2 is a graph showing spherical aberration of the lens assembly 100 according to the embodiment of FIG. 1 .
  • Spherical aberration may be a phenomenon in which a focusing position of light passing through different parts (eg, a chief portion and a marginal portion) of a lens is changed.
  • the horizontal axis represents the degree of longitudinal spherical aberration
  • the vertical axis represents the normalized distance from the center of the optical axis, showing the change in longitudinal spherical aberration according to the wavelength of light. It can be.
  • Longitudinal spherical aberration may be represented, for example, for light having a wavelength of approximately 656.3000 nm (nanometer), approximately 587.6000 nm, approximately 546.1000 nm, approximately 486.1000 nm, or approximately 435.8000 nm, respectively.
  • the longitudinal spherical aberration of the lens assembly according to an exemplary embodiment of the present disclosure in the visible light band is limited within approximately +0.025 to -0.025, showing stable optical characteristics.
  • FIG. 3 is a graph showing astigmatism of the lens assembly 100 according to the embodiment of FIG. 1 .
  • Astigmatism may be when the focal points of light passing through a vertical direction and a horizontal direction are shifted from each other when a tangential plane or meridian plane and a sagittal plane of a lens have different radii.
  • the astigmatism of the lens assembly 100 is a result of light having a wavelength of approximately 546.1000 nm
  • the dotted line T represents the astigmatism in the tangential direction (eg meridian curvature).
  • the solid line (S) may mean astigmatism (eg, spherical image plane curvature) in the sagittal direction.
  • the astigmatism is limited within approximately +0.025 to -0.025, showing stable optical characteristics.
  • FIG. 4 is a graph showing distortion of the lens assembly 100 according to the embodiment of FIG. 1 .
  • Distortion aberration occurs because the optical magnification varies depending on the distance from the optical axis (O-I), and the image formed on the actual imaging plane (e.g. img in FIG. 1) looks larger or smaller than the image formed on the theoretical imaging plane. it could be
  • the distortion of the lens assembly 100 is a result obtained at a wavelength of approximately 546.1000 nm, and an image captured through the lens assembly 100 is a point deviating from the optical axis O-I (eg, a peripheral portion). ) may cause distortion.
  • this distortion is of a degree that can generally occur in an optical device using a lens, and the lens assembly 100 according to an embodiment of the present disclosure has a distortion rate of less than about 2.5% and can provide good optical characteristics. .
  • FIG. 5 is a configuration diagram illustrating a lens assembly 200 according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a graph showing spherical aberration of the lens assembly 200 according to the embodiment of FIG. 5 .
  • FIG. 7 is a graph showing astigmatism of the lens assembly 200 according to the embodiment of FIG. 5 .
  • FIG. 8 is a graph showing distortion aberration of the lens assembly 200 according to the embodiment of FIG. 5 .
  • lens assembly 100 may be applied to the lens assemblies 200, 300, 400, 500, and 600 according to another embodiment to be described below.
  • Some of the plurality of lens assemblies 100, 200, 300, 400, 500, 600 have the same lens properties (eg, angle of view, focal length, auto focus, F number, or optical zoom), or At least one lens assembly may have one or more lens properties different from those of the other lens assembly.
  • the plurality of lens assemblies 100, 200, 300, 400, 500, and 600 include a flash (2320 of FIG. 23 to be described later), an image sensor IS, an image stabilizer (2340 of FIG. 23 to be described later), a memory (2340 of FIG. 23 (2350) or an image signal processor (3 2360 of FIG. 2 to be described later) to configure an optical device (eg, a camera module).
  • a flash 2320 of FIG. 23 to be described later
  • an image sensor IS an image stabilizer
  • a memory 2340 of FIG. 23 (2350) or an image signal processor (3 2360 of FIG. 2 to be described later
  • an optical device eg, a camera module
  • the lens assembly 200 includes a plurality of lenses (eg, L1, L2, L3, L4, L5), an image sensor IS and/or a filter F.
  • [Table 4] below may indicate various types of lens data of the lens assembly 200 according to the embodiment of FIG. 5 .
  • [Table 5] and [Table 6] below may describe aspheric coefficients of the plurality of lenses L1, L2, L3, L4, and L5, respectively.
  • the lens assembly 200 has an F number (Fno) of about 2.716, an angle of view (ANG) of about 20.09 degrees, a focal length of about 14.2 mm, an optical length (OTTL) of about 13.500 mm, and an image height of 2.55 mm. It is possible to satisfy the above conditions (and / or at least one of the above conditions) while having.
  • FIG. 9 is a configuration diagram illustrating a lens assembly 300 according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a graph showing spherical aberration of the lens assembly 300 according to the embodiment of FIG. 9 .
  • FIG. 11 is a graph showing astigmatism of the lens assembly 300 according to the embodiment of FIG. 9 .
  • FIG. 12 is a graph showing distortion aberration of the lens assembly 300 according to the embodiment of FIG. 9 .
  • the lens assembly 300 includes a plurality of lenses L1, L2, L3, L4, and L5, an image sensor IS, and/or a filter. (F) may be included.
  • the following [Table 7] may represent various lens data of the lens assembly 300, and the following [Table 8] and [Table 9] show the plurality of lenses L1, L2, L3, L4, and L5.
  • Each of the aspheric coefficients may be described.
  • the lens assembly 300 has an F-number (F-no) of about 2.616, an angle of view (ANG) of about 20.09 degrees, a focal length of about 14.2 mm, an optical length of 13.500, and an image height of 2.55 mm. While having, the above conditions (and/or at least one of the above conditions) may be satisfied.
  • FIG. 13 is a configuration diagram illustrating a lens assembly 400 according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a graph showing spherical aberration of the lens assembly 400 according to the embodiment of FIG. 13 .
  • FIG. 14 is a graph showing astigmatism of the lens assembly 400 according to the embodiment of FIG. 13 .
  • FIG. 15 is a graph showing distortion aberration of the lens assembly 400 according to the embodiment of FIG. 13 .
  • the lens assembly 400 includes a plurality of lenses L1, L2, L3, L4, and L5, an image sensor IS, and/or a filter. (F) may be included.
  • [Table 10] below may indicate various lens data of the lens assembly 400, and [Table 11] below describes aspheric coefficients of the plurality of lenses L1, L2, L3, L4, and L5, respectively. it may have been Here, the lens assembly 400 has an F-number (F-no) of about 4.413, an angle of view (ANG) of about 10.21 degrees, a focal length of about 30.89 mm, an optical length of 26.500, and an image height of 2.782 mm. While having, the above conditions (and/or at least one of the above conditions) may be satisfied.
  • the embodiments of the lens assembly shown in FIGS. 13 to 15 may represent an embodiment of a lens in which a spherical surface and an aspheric surface are mixed.
  • the lens surfaces corresponding to S2, S3, S5, S6, and S8 may be formed as aspheric surfaces, and the remaining lens surfaces may be formed as spherical surfaces.
  • FIG. 17 is a configuration diagram illustrating a lens assembly 500 according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 18 is a graph showing spherical aberration of the lens assembly 500 according to the embodiment of FIG. 17 .
  • FIG. 19 is a graph showing astigmatism of the lens assembly 500 according to the embodiment of FIG. 17 .
  • FIG. 20 is a graph showing distortion aberration of the lens assembly 500 according to the embodiment of FIG. 17 .
  • a lens assembly 500 includes a plurality of lenses L1, L2, L3, L4, and L5, an image sensor IS , and/or a filter F.
  • [Table 12] below may indicate various lens data of the lens assembly 500, and [Table 13] and [Table 14] below show the number of the plurality of lenses L1, L2, L3, L4, and L5.
  • Each of the aspheric coefficients may be described.
  • the lens assembly 500 has an F-number (Fno) of about 2.582, an angle of view (ANG) of about 19.61 degrees, a combined focal length of about 14.02 mm, an optical length of 13.487, and an image height of 2.5 mm. while satisfying the above conditions (and / or at least one of the above conditions).
  • Example 1 Example 2 Example 3
  • Example 4 Example 5 conditional expression 1 -0.001 -0.001 -0.003 -0.014 0.003 conditional expression 2 20.09 20.09 20.09 10.21 19.61 conditional expression 3
  • 56.11 56.11 56.11 56.09 56.11 conditional expression 4 1.086 1.047 0.916 0.719 1.048 conditional expression 5 0.027 0.029 0.064 -0.045 0.022
  • 'Example 1' refers to the lens assembly 100 shown in FIG. 1
  • 'Example 2' refers to the lens assembly 200 shown in FIG.
  • the lens assembly 300 shown in FIG. 9 'Embodiment 4' may mean the lens assembly 400 shown in FIG. 13, and 'Embodiment 5' may mean the lens assembly 500 shown in FIG. 17, respectively. .
  • the lens assemblies may be disposed in an electronic device.
  • the electronic device may further include an application processor (AP), and may drive an operating system (OS) or an application program stored as instructions in memory.
  • the association processor may control a plurality of hardware or software components connected to the processor AP, and may perform various data processing and calculations.
  • the application processor (AP) may further include a graphic processing unit (GPU) and/or an image signal processor.
  • the application processor (AP) includes an image signal processor, the image (or video) obtained by the image sensor (IS) may be stored or output using the application processor (AP).
  • the lens assembly may further include a wedge-shaped prism (W) and a mirror (R).
  • W wedge-shaped prism
  • R mirror
  • the subject may not be positioned along an axis passing through the center of the lenses L1, L2, L3, L4, and L5.
  • Light from the subject may be incident in a primary incident direction ID1.
  • the mirror R may change the direction of light to the second incident direction ID2.
  • the lens assembly 600 may further include an optical member that refracts or reflects light incident from the outside and guides it toward the first lens L1 and/or the image sensor S.
  • the lens assembly 600 shown in FIG. 21 relates to, for example, a folded optical system.
  • external light is incident to the optical member along the first incident direction ID1, and the optical member It may be refracted or reflected by , and may travel along the second incident direction ID2 .
  • the optical member may include a first optical member R and a second optical member W.
  • the first optical member R may include a mirror or a prism having a triangular cross section.
  • the second optical member W may include a prism having a wedge shape in cross section or a prism variable in a wedge shape.
  • the first optical member R may serve to convert a first optical path of light incident in a direction crossing an optical axis into a second optical path.
  • the second optical member W is disposed closer to the subject than the first optical member and may serve to change the incident angle of the first optical path ID1.
  • the second optical member W can easily change the direction of the light incident on the second optical member W and the direction of light emitted from the second optical member W, so that it can be easily applied to hand shake correction, but has a disadvantage in that chromatic aberration is easily generated.
  • the lens assembly 600 eg, the lens assemblies 100, 200, 300, 400, and 500 of FIGS. 1 to 20
  • conditional expressions first to fifth conditional expressions
  • focal length focal length
  • Absuna Absuna
  • the lens assembly 600 is between the image sensor (S) side of the first lens (eg, the fifth lens (L5)) and the infrared cut filter (F) and / or between the infrared cut filter (F) and the image
  • a third optical member (not shown) disposed between the sensors S may be further included.
  • the third optical member may refract or reflect light traveling along the second incident direction ID2 and guide the light to the image sensor S along a third incident direction different from the second incident direction ID2.
  • the third optical member may include a mirror or a prism.
  • the quality of a photographed image of an electronic device may be improved when a high-performance, large-sized image sensor S is included.
  • the image sensor S becomes larger, it may be difficult to mount the corresponding lens assembly 600 on a slimmer electronic device.
  • the thickness of the electronic device may increase due to the length or width of the image sensor S.
  • the lens assembly 500 includes at least one optical member (R and/or W), so that the arrangement direction of the lenses (L1, L2, L3, L4, and L5) or the image sensor (S) It is possible to secure a degree of freedom in design regarding the arrangement direction, and thus, even if the image sensor S is enlarged, it can be easily mounted on a miniaturized and/or slimmed-down electronic device.
  • an electronic device 2201 (eg, an optical device) within the network environment 2200, according to an embodiment.
  • an electronic device 2201 (eg, an optical device) communicates with an electronic device 2202 through a first network 2298 (eg, a short-distance wireless communication network), or Communication may be performed with at least one of the electronic device 2204 and the server 2208 through the second network 2299 (eg, a long-distance wireless communication network).
  • the electronic device 2201 may communicate with the electronic device 2204 through the server 2208 .
  • the electronic device 2201 includes a processor 2220, a memory 2230, an input module 2250, an audio output module 2255, a display module 2260, an audio module 2270, a sensor module ( 2276), interface 2277, connection terminal 2278, haptic module 2279, camera module 2280, power management module 2288, battery 2289, communication module 2290, subscriber identification module 2296 , or an antenna module 2297.
  • a processor 2220 e.g, a memory 2230, an input module 2250, an audio output module 2255, a display module 2260, an audio module 2270, a sensor module ( 2276), interface 2277, connection terminal 2278, haptic module 2279, camera module 2280, power management module 2288, battery 2289, communication module 2290, subscriber identification module 2296 , or an antenna module 2297.
  • at least one of these components eg, the display module 2260 or the camera module 2280
  • some of these components eg
  • the processor 2220 for example, executes software (eg, the program 2240) to cause at least one other component (eg, hardware or software component) of the electronic device 2201 connected to the processor 2220. It can control and perform various data processing or calculations. According to one embodiment, as at least part of data processing or operation, the processor 2220 transfers instructions or data received from other components (e.g., sensor module 2276 or communication module 2290) to volatile memory 2232. , process commands or data stored in the volatile memory 2232, and store resultant data in the non-volatile memory 2234.
  • software eg, the program 2240
  • the processor 2220 transfers instructions or data received from other components (e.g., sensor module 2276 or communication module 2290) to volatile memory 2232. , process commands or data stored in the volatile memory 2232, and store resultant data in the non-volatile memory 2234.
  • the processor 2220 may include a main processor 2221 (eg, a central processing unit or an application processor), or a secondary processor 2223 (eg, a graphics processing unit, a neural network processing unit) that may operate independently of or together with the main processor 2221 .
  • main processor 2221 eg, a central processing unit or an application processor
  • secondary processor 2223 eg, a graphics processing unit, a neural network processing unit
  • the main processor 2221 e.g, a central processing unit or an application processor
  • a secondary processor 2223 eg, a graphics processing unit, a neural network processing unit
  • the main processor 2221 may use less power than the main processor 2221 or be set to be specialized for a designated function.
  • the auxiliary processor 2223 may be implemented separately from or as part of the main processor 2221 .
  • the secondary processor 2223 may, for example, take the place of the main processor 2221 while the main processor 2221 is in an inactive (eg, sleep) state, or when the main processor 2221 is active (eg, running an application). ) state, together with the main processor 2221, at least one of the components of the electronic device 2201 (eg, the display module 2260, the sensor module 2276, or the communication module 2290) It is possible to control at least some of the related functions or states.
  • the coprocessor 2223 eg, image signal processor or communication processor
  • may be implemented as part of other functionally related components eg, camera module 2280 or communication module 2290). there is.
  • the auxiliary processor 2223 may include a hardware structure specialized for processing an artificial intelligence model.
  • AI models can be created through machine learning. Such learning may be performed, for example, in the electronic device 2201 itself where the artificial intelligence model is executed, or may be performed through a separate server (eg, the server 2208).
  • the learning algorithm may include, for example, supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning or reinforcement learning, but in the above example Not limited.
  • the artificial intelligence model may include a plurality of artificial neural network layers.
  • Artificial neural networks include deep neural networks (DNNs), convolutional neural networks (CNNs), recurrent neural networks (RNNs), restricted boltzmann machines (RBMs), deep belief networks (DBNs), bidirectional recurrent deep neural networks (BRDNNs), It may be one of deep Q-networks or a combination of two or more of the foregoing, but is not limited to the foregoing examples.
  • the artificial intelligence model may include, in addition or alternatively, software structures in addition to hardware structures.
  • the memory 2230 may store various data used by at least one component (eg, the processor 2220 or the sensor module 2276) of the electronic device 2201 .
  • the data may include, for example, input data or output data for software (eg, the program 2240) and commands related thereto.
  • the memory 2230 may include a volatile memory 2232 or a non-volatile memory 2234 .
  • the program 2240 may be stored as software in the memory 2230 and may include, for example, an operating system 2242 , middleware 2244 , or an application 2246 .
  • the input module 2250 may receive a command or data to be used by a component (eg, the processor 2220) of the electronic device 2201 from an outside of the electronic device 2201 (eg, a user).
  • the input device 2250 may include, for example, a microphone, a mouse, a keyboard, a key (eg, a button), or a digital pen (eg, a stylus pen).
  • the sound output module 2255 may output sound signals to the outside of the electronic device 2201 .
  • the sound output module 2255 may include, for example, a speaker or receiver.
  • the speaker can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback.
  • a receiver may be used to receive an incoming call. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from the speaker or as part of it.
  • the display module 2260 can visually provide information to the outside of the electronic device 2201 (eg, a user).
  • the display module 2260 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector and a control circuit for controlling the device.
  • the display module 2260 may include a touch sensor configured to detect a touch or a pressure sensor configured to measure the intensity of force generated by the touch.
  • the audio module 2270 may convert sound into an electrical signal or vice versa. According to one embodiment, the audio module 2270 acquires sound through the input module 2250, the sound output module 2255, or an external electronic device connected directly or wirelessly to the electronic device 2201 (eg: Sound may be output through the electronic device 2202 (eg, a speaker or a headphone).
  • the audio module 2270 acquires sound through the input module 2250, the sound output module 2255, or an external electronic device connected directly or wirelessly to the electronic device 2201 (eg: Sound may be output through the electronic device 2202 (eg, a speaker or a headphone).
  • the sensor module 2276 detects an operating state (eg, power or temperature) of the electronic device 2201 or an external environmental state (eg, a user state), and generates an electrical signal or data value corresponding to the detected state. can do.
  • the sensor module 2276 may include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, an air pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, It may include a temperature sensor, humidity sensor, or light sensor.
  • the interface 2277 may support one or more designated protocols that may be used to directly or wirelessly connect the electronic device 2201 to an external electronic device (eg, the electronic device 2202).
  • the interface 2277 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital Card
  • connection terminal 2278 may include a connector through which the electronic device 2201 may be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 2202).
  • the connection terminal 2278 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).
  • the haptic module 2279 may convert electrical signals into mechanical stimuli (eg, vibration or motion) or electrical stimuli that a user may perceive through tactile or kinesthetic senses.
  • the haptic module 2279 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 2280 may capture still images and moving images. According to one embodiment, the camera module 2280 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module 2288 may manage power supplied to the electronic device 2201 .
  • the power management module 2288 may be implemented as at least part of a power management integrated circuit (PMIC), for example.
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 2289 may supply power to at least one component of the electronic device 2201 .
  • the battery 2289 may include, for example, a non-rechargeable primary battery, a rechargeable secondary battery, or a fuel cell.
  • the communication module 2290 is a direct (eg, wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device 2201 and an external electronic device (eg, the electronic device 2202, the electronic device 2204, or the server 2208). Establishment and communication through the established communication channel may be supported.
  • the communication module 2290 may include one or more communication processors that operate independently of the processor 2220 (eg, an application processor) and support direct (eg, wired) communication or wireless communication.
  • the communication module 2290 may be a wireless communication module 2192 (eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 2294 (eg, a cellular communication module).
  • GNSS global navigation satellite system
  • a corresponding communication module is a first network 2298 (eg, a short-distance communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network 2299 (eg, legacy It may communicate with the external electronic device 2204 through a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a telecommunications network such as a computer network (eg, LAN or WAN).
  • a first network 2298 eg, a short-distance communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)
  • a second network 2299 eg, legacy It may communicate with the external electronic device 2204 through a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a telecommunications network such as a computer network (eg, LAN or WAN).
  • These various types of communication modules may be integrated as one
  • the wireless communication module 2292 uses subscriber information (eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module 2296 within a communication network such as the first network 2298 or the second network 2299.
  • subscriber information eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)
  • IMSI International Mobile Subscriber Identifier
  • the electronic device 2201 may be identified or authenticated.
  • the wireless communication module 2292 may support a 5G network after a 4G network and a next-generation communication technology, such as NR access technology (new radio access technology).
  • NR access technologies include high-speed transmission of high-capacity data (enhanced mobile broadband (eMBB)), minimization of terminal power and access of multiple terminals (massive machine type communications (mMTC)), or high reliability and low latency (ultra-reliable and low latency (URLLC)).
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • mMTC massive machine type communications
  • URLLC ultra-reliable and low latency
  • -latency communications can be supported.
  • the wireless communication module 2292 may support a high frequency band (eg, mmWave band) to achieve a high data rate, for example.
  • the wireless communication module 2292 uses various technologies for securing performance in a high frequency band, such as beamforming, massive multiple-input and multiple-output (MIMO), and full-dimensional multiplexing. Technologies such as input/output (FD-MIMO: full dimensional MIMO), array antenna, analog beam-forming, or large scale antenna may be supported.
  • the wireless communication module 2292 may support various requirements specified in the electronic device 2201, an external electronic device (eg, the electronic device 2204), or a network system (eg, the second network 2299).
  • the wireless communication module 2292 may include a peak data rate for eMBB realization (eg, 20 Gbps or higher), a loss coverage for mMTC realization (eg, 164 dB or less), or a U-plane latency for URLLC realization (eg, Example: downlink (DL) and uplink (UL) each of 0.5 ms or less, or round trip 1 ms or less) may be supported.
  • a peak data rate for eMBB realization eg, 20 Gbps or higher
  • a loss coverage for mMTC realization eg, 164 dB or less
  • U-plane latency for URLLC realization eg, Example: downlink (DL) and uplink (UL) each of 0.5 ms or less, or round trip 1 ms or less
  • the antenna module 2297 may transmit or receive signals or power to the outside (eg, an external electronic device).
  • the antenna module 2297 may include one antenna including a radiator formed of a conductor or a conductive pattern formed on a substrate (eg, PCB).
  • the antenna module 2297 may include a plurality of antennas (eg, an array antenna). In this case, at least one antenna suitable for a communication method used in a communication network such as the first network 2298 or the second network 2299 is selected from the plurality of antennas by, for example, the communication module 2290. can be chosen A signal or power may be transmitted or received between the communication module 2290 and an external electronic device through the selected at least one antenna.
  • other components eg, a radio frequency integrated circuit (RFIC) may be additionally formed as a part of the antenna module 2297 in addition to the radiator.
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • the antenna module 2297 may form a mmWave antenna module.
  • the mmWave antenna module includes a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first surface (eg, a lower surface) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high frequency band (eg, mmWave band); and a plurality of antennas (eg, array antennas) disposed on or adjacent to a second surface (eg, a top surface or a side surface) of the printed circuit board and capable of transmitting or receiving signals of the designated high frequency band. can do.
  • peripheral devices eg, a bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)
  • signal e.g. commands or data
  • commands or data may be transmitted or received between the electronic device 2201 and the external electronic device 2204 through the server 2208 connected to the second network 2299 .
  • Each of the external electronic devices 2202 and 2204 may be the same as or different from the electronic device 2201 .
  • all or part of operations executed in the electronic device 2201 may be executed in one or more external devices among the external electronic devices 2202, 2204, or 2208. For example, when the electronic device 2201 needs to perform a certain function or service automatically or in response to a request from a user or another device, the electronic device 2201 instead of executing the function or service by itself. Alternatively or additionally, one or more external electronic devices may be requested to perform the function or at least part of the service.
  • One or more external electronic devices receiving the request may execute at least a part of the requested function or service or an additional function or service related to the request, and deliver the execution result to the electronic device 2201 .
  • the electronic device 2201 may provide the result as at least part of a response to the request as it is or additionally processed.
  • cloud computing distributed computing, mobile edge computing (MEC), or client-server computing technology may be used.
  • the electronic device 2201 may provide an ultra-low latency service using, for example, distributed computing or mobile edge computing.
  • the external electronic device 2204 may include an internet of things (IoT) device.
  • Server 2208 may be an intelligent server using machine learning and/or neural networks.
  • the external electronic device 2204 or server 2208 may be included in the second network 2299.
  • the electronic device 2201 may be applied to intelligent services (eg, smart home, smart city, smart car, or health care) based on 5G communication technology and IoT-related technology.
  • the camera module 2380 includes a lens assembly 2310 (eg, the lens assembly 100 of FIG. 1 , the lens assembly 200 of FIG. 6 , the lens assembly 300 of FIG. 10 ), a flash ( 2320), an image sensor 2330 (eg, the image sensor IS in FIGS. 1, 6, and 10), an image stabilizer 2340, a memory 2350 (eg, a buffer memory) (eg, a memory in FIG. 22 ). 2230), or an image signal processor 2360.
  • the lens assembly 2310 may collect light emitted from a subject that is an image capture target.
  • Lens assembly 2310 may include one or more lenses.
  • the camera module 2380 may include a plurality of lens assemblies 2310 .
  • the camera module 2380 may form a dual camera, a 360 degree camera, or a spherical camera, for example.
  • Some of the plurality of lens assemblies 2310 may have the same lens properties (eg, angle of view, focal length, auto focus, F number, or optical zoom), or at least one lens assembly may have the same lens properties as other lens assemblies. It may have one or more lens properties different from the lens properties.
  • the lens assembly 2310 may include, for example, a wide-angle lens or a telephoto lens.
  • the flash 2320 may emit light used to enhance light emitted or reflected from a subject.
  • the flash 2320 may include one or more light emitting diodes (eg, a red-green-blue (RGB) LED, a white LED, an infrared LED, or an ultraviolet LED), or a xenon lamp.
  • the image sensor 2330 may obtain an image corresponding to the subject by converting light emitted or reflected from the subject and transmitted through the lens assembly 2310 into an electrical signal.
  • the image sensor 2330 may be, for example, an image sensor selected from among image sensors having different properties, such as an RGB sensor, a black and white (BW) sensor, an IR sensor, or a UV sensor, It may include a plurality of image sensors having a property, or a plurality of image sensors having other properties.
  • Each image sensor included in the image sensor 2330 may be implemented using, for example, a charged coupled device (CCD) sensor or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) sensor.
  • CCD charged coupled device
  • CMOS complementary metal oxide semiconductor
  • the image stabilizer 2340 moves at least one lens or image sensor 2330 included in the lens assembly 2310 in a specific direction in response to movement of the camera module 2380 or the electronic device 2201 including the same. Operation characteristics of the image sensor 2330 may be controlled (eg, read-out timing is adjusted, etc.). This makes it possible to compensate at least part of the negative effect of the movement on the image being taken.
  • the image stabilizer 2340 may include a gyro sensor (not shown) or an acceleration sensor (not shown) disposed inside or outside the camera module 2380. Such a movement of the camera module 2380 or the electronic device 2201 may be detected using .
  • the image stabilizer 2340 may be implemented as, for example, an optical image stabilizer.
  • the memory 2350 may at least temporarily store at least a part of an image acquired through the image sensor 2330 for a next image processing task. For example, when image acquisition is delayed according to the shutter, or a plurality of images are acquired at high speed, the acquired original image (eg, a Bayer-patterned image or a high-resolution image) is stored in the memory 2350 and , a copy image (eg, a low resolution image) corresponding thereto may be previewed through the display module 2260 . Thereafter, when a specified condition is satisfied (eg, a user input or a system command), at least a part of the original image stored in the memory 2350 may be acquired and processed by the image signal processor 2360, for example.
  • the memory 2350 may be configured as at least a part of the memory 2330 or as a separate memory operated independently of the memory 2330 .
  • the image signal processor 2360 may perform one or more image processes on an image acquired through the image sensor 2330 or an image stored in the memory 2350 .
  • the one or more image processes for example, depth map generation, 3D modeling, panorama generation, feature point extraction, image synthesis, or image compensation (eg, noise reduction, resolution adjustment, brightness adjustment, blurring ( blurring, sharpening, or softening.
  • the image signal processor 2360 may include at least one of the components included in the camera module 2380 (eg, an image sensor). 2330) may be controlled (eg, exposure time control, read-out timing control, etc.)
  • the image processed by the image signal processor 2360 is stored again in the memory 2350 for further processing.
  • the image signal processor 2360 may be configured as at least a part of the processor 2220 or may be configured as a separate processor that operates independently of the processor 2220.
  • the image signal processor 2360 may be configured as a processor 2220 When configured as a processor separate from the image signal processor 2360, at least one image processed by the image signal processor 2360 may be displayed through the display module 2360 as it is or after additional image processing by the processor 2320.
  • the electronic device 2201 may include a plurality of camera modules 2380 each having different properties or functions.
  • at least one of the plurality of camera modules 2380 may be a wide-angle camera and at least the other may be a telephoto camera.
  • at least one of the plurality of camera modules 2380 may be a front camera, and at least another one may be a rear camera.
  • An electronic device may be various types of devices.
  • the electronic device may include, for example, a portable communication device (eg, a smart phone), a computer device, a portable multimedia device, a portable medical device, a camera, a wearable device, or a home appliance.
  • a portable communication device e.g, a smart phone
  • a computer device e.g., a smart phone
  • a portable multimedia device e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a camera
  • a wearable device e.g., a smart bracelet
  • a or B “at least one of A and B”, “at least one of A or B”, “A, B or C”, “at least one of A, B and C”, and “A
  • Each of the phrases such as “at least one of , B, or C” may include any one of the items listed together in that phrase, or all possible combinations thereof.
  • Terms such as “first”, “second”, or “first” or “secondary” may simply be used to distinguish a given component from other corresponding components, and may be used to refer to a given component in another aspect (eg, importance or order) is not limited.
  • a (e.g., first) component is said to be “coupled” or “connected” to another (e.g., second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively.”
  • the certain component may be connected to the other component directly (eg by wire), wirelessly, or through a third component.
  • module may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as, for example, logic, logical block, component, or circuit. there is.
  • a module may be an integrally constructed component or a minimal unit of components or a portion thereof that performs one or more functions.
  • the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Various embodiments of the present disclosure provide one or more instructions stored in a storage medium (eg, internal memory 2236 or external memory 2238) readable by a machine (eg, electronic device 2201). It may be implemented as software (eg, the program 2240) including them.
  • a processor eg, the processor 2220 of a device (eg, the electronic device 2201) may call at least one command among one or more instructions stored from a storage medium and execute it. This enables the device to be operated to perform at least one function according to the at least one command invoked.
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter.
  • Device-readable storage media may be provided in the form of non-transitory storage media.
  • 'non-temporary' only means that the storage medium is a tangible device and does not contain signals (e.g., electromagnetic waves), and this term refers to the case where data is stored semi-permanently in the storage medium. It does not discriminate when it is temporarily stored.
  • signals e.g., electromagnetic waves
  • the method according to one embodiment of the present disclosure may be included and provided in a computer program product.
  • Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities.
  • a computer program product is distributed in the form of a device-readable storage medium (e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)), or through an application store (e.g. Play Store TM ) or between two user devices ( It can be distributed (eg downloaded or uploaded) online, directly between smartphones.
  • a device e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)
  • an application store e.g. Play Store TM
  • It can be distributed (eg downloaded or uploaded) online, directly between smartphones.
  • at least part of the computer program product may be temporarily stored or temporarily created in a storage medium readable by a device such as a manufacturer's server, an application store server, or a relay server's memory.
  • each component (eg, module or program) of the above-described components may include a single object or a plurality of entities, and some of the plurality of entities may be separately disposed in other components.
  • one or more components or operations among the aforementioned corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • a plurality of components eg modules or programs
  • the integrated component may perform one or more functions of each of the plurality of components identically or similarly to those performed by a corresponding component of the plurality of components prior to the integration. .
  • the actions performed by a module, program, or other component are executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the actions are executed in a different order, omitted, or , or one or more other operations may be added.
  • an electronic device including a lens assembly includes a lens assembly including a plurality of lenses arranged along an optical axis direction from a subject side to an image side; An optical member disposed closer to the subject than the lens assembly and configured to reflect or refract external light incident in a direction crossing the optical axis to make the incident incident on the lens assembly along the optical axis direction; and an image sensor.
  • the plurality of lenses include a first lens, a second lens, a third lens, and a fourth lens sequentially arranged along the optical axis direction, and the lens assembly has the following [Conditional Expression 1] and [Conditional Expression 2] It is possible to provide an electronic device that satisfies
  • 'f' is the focal length of each lens except for the lens closest to the image side among the plurality of lenses included in the lens assembly
  • 'f t ' is the focal length of the entire optical system
  • 'v d ' is the Abbe of each lens number
  • 'FOV' is the angle of view of the entire optical system
  • the lens assembly may further include a fifth lens disposed between the fourth lens and the image sensor.
  • the electronic device may further satisfy the following [Conditional Expression 3].
  • the 'vdl' is the Abbe's number of the lens closest to the image side in the lens assembly.
  • the electronic device may further satisfy the following [Conditional Expression 4].
  • R_L1S2 is the radius of curvature of the subject-side surface of the first lens
  • R_L3S6 is the curvature radius of the subject-side surface of the third lens.
  • the electronic device may further satisfy the following [Conditional Expression 5].
  • 'f i ' is the focal length of each lens included in the entire lens assembly
  • 'f t ' is the focal length of the entire optical system
  • 'v i ' is the Abbe number of each lens.
  • the first lens may have positive refractive power
  • the second lens may have negative refractive power
  • the third lens may have positive refractive power
  • the fourth lens may have negative refractive power
  • the optical member may include: a first optical member configured to convert a first optical path of light incident in a direction crossing the optical axis into a second optical path; It may include a second optical member disposed close to and capable of changing an incident angle of the first optical path.
  • the first optical member includes a mirror or a prism having a triangular cross section
  • the second optical member includes a prism having a wedge shape or a prism that can be changed into a wedge shape.
  • a plurality of lenses included in the lens assembly, the first optical member, or the second optical member may be used to stabilize an image provided to an image sensor.
  • the lens assembly may further include a third optical member disposed between a lens closest to an image side and the image sensor.
  • an electronic device including a lens assembly, a first lens having a positive reflective power, a second lens having a negative reflective power, and a first lens having a positive reflective power.
  • a lens assembly including three lenses, a fourth lens and a fifth lens having negative refractive power, wherein the first lens, the second lens, the third lens, the fourth lens, and the fifth lens extend an optical axis direction from a subject side to an image side.
  • Lens assemblies sequentially arranged according to; and an image sensor, and the lens assembly may provide an electronic device that satisfies the following [Conditional Expression 1] and [Conditional Expression 2].
  • 'f' is the focal length of each lens except the fifth lens
  • 'f t ' is the focal length of the entire optical system
  • 'v d ' is the Abbe number of each lens
  • the 'FOV' is the angle of view of the entire optical system .
  • the electronic device may further satisfy the following [Conditional Expression 3].
  • the 'vdl' is the Abbe's number of the fifth lens.
  • the electronic device may satisfy the following [Conditional Expression 4].
  • R_L1S2 is the radius of curvature of the subject-side surface of the first lens
  • R_L3S6 is the curvature radius of the subject-side surface of the third lens.
  • the electronic device may satisfy the following [Conditional Expression 5].
  • 'fi' is the focal length of each lens included in the entire lens assembly
  • 'ft' is the focal length of the optical system
  • 'vi' is the Abbe number of each lens.
  • the electronic device may further include at least one optical member adjacent to the lens assembly, and the lens assembly and the optical member may form a refractive optical device.
  • the electronic device may further include another optical member disposed closer to the subject than the lens assembly, and the lens assembly and the optical member may form a refractive optical device.
  • the electronic device may further include at least one optical member disposed closer to the subject than the lens assembly, and the lens assembly and the optical member may form a refractive optical device.
  • another optic disposed closer to the subject side than the lens assembly and configured to reflect or refract external light incident in a direction crossing the optical axis and make it incident to the lens assembly along the optical axis direction. member may further include.
  • the at least one optical member converts a first optical path of light incident in a direction crossing the optical axis into a second optical path
  • the other optical member is configured to change the optical path of the at least one optical member to the subject. It is arranged closer to the side and can change the angle of incidence of the first optical path.
  • the at least one optical member may include a mirror or a triangular prism
  • the another optical member may include a wedge-shaped prism or a prism that can be changed into a wedge shape.
  • the at least one optical member, another optical member, or a plurality of lenses included in the lens assembly may be configured to stabilize an image provided to an image sensor.
  • the lens assembly may further include a third optical member disposed between the fifth lens and the image sensor.
  • the dimensions of a plurality of lenses may be appropriately set according to the structure and requirements of a lens assembly to be actually manufactured or an electronic device to be mounted with such a lens assembly, and an actual use environment. .

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Abstract

본 개시의 일 실시예에 따르면, 전자 장치에 있어서, 피사체 측으로부터 상 측으로 광축 방향을 따라 순차적으로 배열된 복수 개의 렌즈들을 포함하는 렌즈 어셈블리; 상기 렌즈 어셈블리보다 피사체 측에 가까이 배치되며, 상기 광축에 교차하는 방향에서 입사된 외부의 빛을 반사 또는 굴절시켜 상기 광축 방향을 따라 상기 렌즈 어셈블리에 입사시키도록 구성된 광학 부재;및 이미지 센서를 제공할 수 있다. 상기 전자 장치는 색수차가 적은 망원 렌즈를 구현할 수 있다.

Description

렌즈 어셈블리 및 그를 포함하는 전자 장치
본 개시의 다양한 실시예들은 렌즈 어셈블리에 관한 것으로, 굴곡형 광학계를 이루는 렌즈 어셈블리 및 그를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
높은 품질의 이미지 및/또는 동영상을 획득하기 위해서, 광학 장치는 광학계(optical system)를 포함할 수 있다. 광학계는 복수의 렌즈들로 구성된 렌즈 어셈블리와 높은 화소수를 가진 이미지 센서로 이루어질 수 있다. 렌즈 어셈블리는, 예를 들면, 낮은 F 수, 그리고 적은 수차(aberration)를 가질 수 있다. 이는 고품질(높은 해상력)의 이미지 및/또는 동영상을 획득하게 할 수 있다. 낮은 F 수(f 넘버), 적은 수차를 얻기 위해서는, 달리 말해, 밝고 높은 해상력을 가진 이미지를 얻기 위해서는 다수의 렌즈들을 조합할 필요가 있다. 이미지 센서는 픽셀들을 많이 포함할수록 화소 수가 높아지며, 높은 화소 수를 가진 이미지 센서일수록 고해상도(높은 분해능)의 이미지 및/또는 영상을 획득할 수 있다. 전자 장치 내의 제한된 실장 공간 안에 고화소 이미지 센서를 구현하기 위하여 크기가 매우 작은 픽셀, 예를 들면, 마이크로 미터 단위의 픽셀을 복수 개 배치될 필요가 있을 수 있다.
휴대용 전자 장치는 휴대하기 용이하도록 소형화, 박형화 되고 있으며, 전자 장치에 장착되는 광학계 또한 짧은 전장의 컴팩트한 렌즈 구조를 가질 것이 요구되고 있다. 그런데 망원(telephoto) 렌즈의 경우 초점 거리에 비례하여 광학계 전장이 길어지는 만큼, 소형 전자 장치에 수납하기 어려울 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 전자 장치에 있어서, 피사체 측으로부터 상 측으로 광축 방향을 따라 배열된 복수 개의 렌즈들을 포함하는 렌즈 어셈블리; 상기 렌즈 어셈블리보다 피사체 측에 가까이 배치되며, 상기 광축에 교차하는 방향에서 입사된 외부의 빛을 반사 또는 굴절시켜 상기 광축 방향을 따라 상기 렌즈 어셈블리에 입사시키도록 구성된 광학 부재; 및 이미지 센서;를 포함하고, 상기 복수 개의 렌즈들은 상기 광축 방향을 따라 순차적으로 배열된 제 1 렌즈, 제 2 렌즈, 제 3 렌즈 및 제 4 렌즈를 포함하고, 상기 렌즈 어셈블리는, 다음의 [조건식 1] 및 [조건식 2]를 만족하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
[조건식 1]
Figure PCTKR2022021546-appb-img-000001
[조건식 2]
Figure PCTKR2022021546-appb-img-000002
상기 'f'는 상기 렌즈 어셈블리에 포함된 복수 개의 렌즈들 중 상 측과 가장 가까운 렌즈를 제외한 렌즈들의 각 초점거리, 'ft'는 전체 광학계의 초점거리, 'vd'는 각 렌즈의 Abbe수, 그리고 'FOV'는 전체 광학계의 화각임.
도 1은, 일 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리 및 이미지 센서를 포함하는 광학계를 나타내는 구성도이다.
도 2는, 도 1의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리의 구면수차를 나타내는 그래프이다.
도 3은, 도 1의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리의 비점수차를 나타내는 그래프이다.
도 4는, 도 1의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리의 왜곡수차를 나타내는 그래프이다.
도 5는, 일 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리 및 이미지 센서를 포함하는 광학계를 나타내는 구성도이다.
도 6은, 도 5의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리의 구면수차를 나타내는 그래프이다.
도 7은, 도 5의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리의 비점수차를 나타내는 그래프이다.
도 8는, 도 5의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리의 왜곡수차를 나타내는 그래프이다.
도 9는, 일 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리 및 이미지 센서를 포함하는 광학계를 나타내는 구성도이다.
도 10은, 도 9의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리의 구면수차를 나타내는 그래프이다.
도 11은, 도 9의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리의 비점수차를 나타내는 그래프이다.
도 12는, 도 9의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리의 왜곡수차를 나타내는 그래프이다.
도 13은, 일 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리 및 이미지 센서를 포함하는 광학계를 나타내는 구성도이다.
도 14는, 도 13의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리의 구면수차를 나타내는 그래프이다.
도 15는, 도 13의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리의 비점수차를 나타내는 그래프이다.
도 16은, 도 13의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리의 왜곡수차를 나타내는 그래프이다.
도 17은, 일 실시예에 따른 렌즈 어셈블리 및 이미지 센서를 포함하는 광학계를 나타내는 구성도이다.
도 18은, 도 17의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리의 구면수차를 나타내는 그래프이다.
도 19는, 도 17의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리의 비점수차를 나타내는 그래프이다.
도 20은, 도 17의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리의 왜곡수차를 나타내는 그래프이다.
도 21은, 일 실시예에 따른, 제 1 광학 부재, 제 2 광학 부재, 렌즈 어셈블리 및 이미지 센서를 포함하는 광학계를 나타내는 구성도이다.
도 22는, 일 실시예에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
도 23은, 일 실시예에 따른, 카메라 모듈을 예시하는 블럭도이다.
이를 극복하기 위해 렌즈 어셈블리 앞에 굴곡형 부재(예: 미러 또는 프리즘)를 배치하여 광 경로가 2 개 이상으로 구성된 굴곡형 광학계를 형성함으로써 전자 장치에 수납하기 용이한 기술이 제안되었다. 굴곡형 광학계에서는 렌즈 어셈블리나 굴곡형 부재에 손떨림 보정 구동부를 마련하여 손떨림 보정을 수행하게 되는데, 망원 렌즈의 경우 초점거리가 길어지는 만큼 사용시의 손떨림이나 진동 등에 더 민감하게 되어 수차가 증대될 수 있다. 이에, 굴곡형 광학계를 이용하여 망원 렌즈를 구성함에 있어서 손떨림 보정의 필요성이 높을 수 있다. 한편, 굴곡형 부재는 손떨림 보정을 위해 굴곡형 부재가 회전할 수 있는 공간을 확보해야 할 수 있는데, 이는 전자 장치에 수납의 용이성을 저해하는 요소가 될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 굴곡형 광학계를 포함하는 렌즈 어셈블리에 있어서, 전자 장치에의 수납의 용이성을 유지하면서 손떨림 보정의 성능을 확보하고 색수차를 비롯한 수차 보정에 유리한 렌즈 어셈블리 및 전자 장치를 제공하고자 한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 굴곡형 광학계에 망원 렌즈를 구현함에 있어서, 렌즈 어셈블리에 포함된 렌즈들의 초점거리 및 굴절률을 최적화함으로써 색수차를 비롯한 각종 수차 발생을 저감 및/또는 방지할 수 있는 장점이 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 스마트 폰과 같은 소형화 및/또는 경량화된 전자 장치에 탑재되기 용이하며, 전자 장치의 광학적 기능의 확장 또는 광학적 성능의 향상에 기여할 수 있다.
이하, 본 개시의 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 개시에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다. 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 스마트폰, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, 워크스테이션, 서버, PDA, PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 의료기기, 카메라, 또는 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드 또는 문신), 또는 생체 이식형 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 전자 장치는, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스, 홈 오토매이션 컨트롤 패널, 보안 컨트롤 패널, 미디어 박스(예: 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔(예: XboxTM, PlayStationTM), 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 드론(drone), 금융 기관의 ATM, 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (예: 전구, 각종 센서, 스프링클러 장치, 화재 경보기, 온도조절기, 가로등, 토스터, 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치는 가구, 건물/구조물 또는 자동차의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터, 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예에서, 전자 장치는 플렉서블하거나, 또는 전술한 다양한 장치들 중 둘 이상의 조합일 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다. 본 개시의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 개시의 다양한 실시예들을 설명함에 있어, 일부 수치 등이 제시될 수 있으나, 이러한 수치는 청구범위에 기재되어 있지 않은 한 본 개시의 다양한 실시예들을 한정하지는 않는다는 것에 유의해야 한다.
도 1은, 본 개시의 일실시예에 따른 렌즈 어셈블리 및 이미지 센서를 포함하는 광학계를 나타내는 구성도이다.
렌즈 어셈블리(100)는 적어도 4 매 이상의 렌드들을 포함할 수 있다. 도 1을 참조하면, 예를 들면, 렌즈 어셈블리(100)는, 5매 렌즈를 포함할 수 있다. 이미지 센서(IS)는 전자 장치(electronic device)에 배치될 수 있다. 복수의 렌즈들(예: L1, L2, L3, L4, L5)을 포함하는 렌즈 어셈블리(100)는, 이미지 센서(IS)가 탑재된 상기 전자 장치에 장착되어 광학계(optical system)를 구성할 수 있다. 상기 전자 장치 예를 들어 카메라일 수 있다. 전자 장치는 내부 부품을 보호하고 외관을 형성하는 하우징을 더 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
이미지 센서(IS)는 회로 기판(미도시) 등에 장착되어 광축(O-I)에 정렬된 상태로 배치되는 센서로서, 광에 반응할 수 있다. 이미지 센서(IS)는 예를 들어, 씨모스 이미지 센서(CMOS, complementary metal-oxide semiconductor) 또는 전하 결합 소자(CCD, charge coupled device)와 같은 센서를 포함할 수 있다. 이미지 센서(IS)는 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 피사체 이미지를 전기적인 영상신호로 변환하는 다양한 소자들을 포함할 수 있다. 이미지 센서(IS)는 복수의 렌즈들(예: L1, L2, L3, L4, L5)을 통과한 광으로부터 피사체에 대한 명암 정보, 계조비 정보, 색상 정보 등을 검출하여 피사체에 대한 이미지를 획득할 수 있다.
렌즈 어셈블리(100)에 포함된 복수의 렌즈들(예: L1, L2, L3, L4, L5)은 유리 및/또는 합성수지(예: 플라스틱) 재질로 형성된 렌즈를 포함할 수 있다. 또한, 복수의 렌즈들의 조합을 통해 렌즈 어셈블리(100)는 대략 25도 이하의 화각을 가질 수 있다. 25도 이하의 화각을 가진 렌즈 어셈블리(100)를 이용하여 망원 렌즈를 구현할 수 있다. 이미지 센서(IS)는 광축(O-I)을 법선으로 하며 대략 장방형(예: 정사각형) 형상을 갖되 일반적으로 얇은 평면을 형성할 수 있다. 그리고 이미지 센서(IS)는 상고(image height; ImagH) 2.7mm 이상의 크기를 가지는 것으로서 적게는 수십만에서 많게는 수천 만에서 수억 개의 픽셀들의 배치가 가능하도록 형성될 수 있다. 참고로 여기서 상고(ImagH)란, 이미지 센서 대각선 길이의 절반을 의미할 수 있다.
렌즈 어셈블리(100)는, 피사체(또는 외부 객체) 측(O, object side)으로부터 상 측(I, image side)으로 복수 개의 렌즈의 중심들을 통과하는 광축(O-I)상에 배치될 수 있다. 광축(O-I)은 이미지 센서(IS)뿐만 아니라 각 렌즈의 중심 면과 실질적으로 직교할 수 있다. 이하에서 각 렌즈의 구성을 설명함에 있어, 예를 들면, 피사체 측(object side)은 피사체가 있는 방향을 나타낼 수 있고, 상 측(image side)은 상(image)이 맺히는 결상면(img)이 있는 방향을 나타낼 수 있다. 또한, 렌즈의 "피사체 측을 향하는 면"은, 예를 들면, 광축(O-I)을 기준으로 하여 피사체가 있는 쪽의 면으로서 본 개시의 도면에서 렌즈의 좌측 표면(또는 전면)을 의미하며, "상 측을 향하는 면"은 광축(O-I)을 기준으로 하여 결상면(img)이 있는 쪽의 면으로 도면상 렌즈의 우측 표면(또는 후면)을 나타낼 수 있다. 여기서 결상면(img, imaging plane)은 예를 들어, 촬상 소자 또는 이미지 센서(IS)가 배치되어 상이 맺히는 부분일 수 있다.
렌즈 어셈블리(100)에 포함된 복수의 렌즈들 중 적어도 하나의 렌즈를 기준으로, 광축(O-I)을 따라 피사체 측(O)를 바라보는 것을 '제 1 방향을 향한다'라고 정의할 수 있고, 광축(O-I)을 따라 상 측(I)을 바라보는 것을 '제 2 방향을 향한다'라고 정의할 수 있다. 어떤 렌즈(예: 제 1 렌즈(L1))가 피사체 측(O)을 향하는 면을 포함한다고 할 때, 상기 피사체 측(O)을 향하는 면은 제 1 방향을 향한다고 할 수 있다. 그리고 어떤 렌즈(예: 제 1 렌즈(L1))가 상 측(I)을 향하는 면을 포함한다고 할 때, 상기 상 측(I)을 향하는 면은 상기 제 2 방향을 향한다고 할 수 있다. 그리고 복수의 렌즈들 및/또는 이미지 센서(IS)의 중심이 광축(O-I) 상에 위치한 상태에서 각 렌즈들의 면이 상기 제 1 방향 또는 제 2 방향을 바라볼 때, '복수의 렌즈들 및/또는 이미지 센서(IS)를 포함한 광학계가 광축으로 정렬된다'라고 정의할 수 있다.
복수의 렌즈들(예: L1, L2, L3, L4, L5)을 설명함에 있어서, 각 렌즈들에서 광축(O-I)과 가까운 쪽을 이하 '중심부(chief portion)'라 할 수 있으며, 광축(O-I)과 먼 쪽(또는 렌즈의 가장자리 부근)을 이하 '주변부(marginal portion)'라 할 수 있다. 상기 중심부(chief portion)는, 예를 들면, 어떤 렌즈(예: 제 1 렌즈(L1))에서 광축(O-I)과 교차하는 부분일 수 있다. 상기 주변부(marginal portion)는, 예를 들면, 렌즈(예: 제 1 렌즈(L1))에서 광축으로부터 소정 거리 이격된 부분일 수 있다. 상기 주변부(marginal portion)는 예를 들면, 렌즈의 광축(O-I)으로부터 가장 멀리 떨어진 렌즈의 단부(end portion)를 포함할 수 있다.
렌즈의 곡률 반지름, 두께, 광학 전장(OTTL), 초점거리 등은 특별한 언급이 없는 한 모두 ㎜ 단위를 가질 수 있다. 또한, 렌즈의 두께, 렌즈들 간의 간격, 공기 간격, OTTL(optical total length from image plane)(또는 OAL(overall length))은 렌즈의 광축을 중심으로 측정된 거리일 수 있다. 아울러, 렌즈의 형상에 대한 설명에서 일면이 볼록한 형상이라는 의미는 광축과 교차하는 면의 부분이 볼록하다는 의미이고, 일면이 오목한 형상이라는 의미는 광축과 교차하는 면의 부분이 오목하다는 의미일 수 있다. 따라서, 렌즈의 일면(해당 면의 광축 부분)이 볼록한 형상이라고 설명되어도, 렌즈의 가장자리 부분(해당 면의 광축 부분으로부터 소정거리 이격된 부분)은 오목할 수 있다. 마찬가지로, 렌즈의 일면(해당 면의 광축 부분이)이 오목한 형상이라고 설명되어도, 렌즈의 가장자리 부분(해당 면의 광축 부분으로부터 소정거리 이격된 부분)은 볼록할 수 있다. 그리고 이하의 상세한 설명 및 청구범위에서 변곡점(inflection point)이라 함은 광축과 교차하지 않는 부분에서 곡률 반지름이 변경되는 지점을 의미할 수 있다.
렌즈 어셈블리(100)는 복수 개의 렌즈들을 포함함으로써, 색수차를 비롯한 수차 보정에 유리할 수 있다. 도 1을 참조하면, 렌즈 어셈블리(100)는, 예를 들면, 광축(O-I) 방향(예: 도 1의 피사체(O)에서 상(I) 측으로 향하는 방향)으로 순차적으로 배열된 복수의 렌즈들(예: L1, L2, L3, L4, L5)로서, 5 매의 렌즈를 포함할 수 있다. 5매의 렌즈는 각각 피사체 측(O)에서부터 순차적으로 제 1 렌즈(L1), 제 2 렌즈(L2), 제 3 렌즈(L3), 제 4 렌즈(L4), 및 제 5 렌즈(L5)로 지칭될 수 있다. 이 복수의 렌즈들(예: L1, L2, L3, L4, L5)은 이미지 센서(IS)와 광축(O-I) 정렬된 상태로 배치될 수 있다.
망원 렌즈를 구성하기 위해, 렌즈 어셈블리(100)에 포함된 제 1 렌즈(L1)는 정(positive)의 굴절력을 가지고, 제 2 렌즈(L2)는 부(negative)의 굴절력을 가질 수 있다. 그리고 제 3 렌즈(L3)는 정의 굴절력을 가지며, 제 4 렌즈(L4)는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 그리고 제 5 렌즈(L5)는 정 또는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 상술한 실시예들에서, 정의 굴절력을 가지는 렌즈에 광축(O-I)과 평행한 빛이 입사되면, 렌즈를 통과한 빛은 집광될 수 있다. 예를 들면, 정의 굴절력을 가지는 렌즈는 볼록 렌즈의 원리에 기반한 렌즈일 수 있다. 반면에, 부의 굴절력을 가지는 렌즈에 평행한 빛이 입사되면, 렌즈를 통과한 빛은 분산될 수 있다. 예를 들면, 부의 굴절력을 가지는 렌즈는 오목 렌즈의 원리에 기반한 렌즈일 수 있다.
도 1의 실시예에서 제 1 렌즈(L1)는 피정의 굴절력을 가지고 피사체 측(O)을 향한 면(S2)이 볼록하게 형성되어 빛을 집광시키는 역할을 할 수 있다. 다만, 제 1 렌즈(L1)는 정의 굴절력을 가지면서, 유효경(effective diameter)은 다른 렌즈들에 비해 크게 형성되어 많은 광량을 집광하도록 할 수 있다. 즉 제 1 렌즈(L1)를 이용하여 초광각 화각을 구현할 수 있다. 부의 굴절력을 갖는 제 5 렌즈(L5)또한 결상면(img)으로 입사되는 빛의 입사 각도를 낮춰 주변부(marginal portion)의 광량을 확보하는 것이 용이하도록 피사체 측(O)을 향한 면(S10)을 볼록하게 형성할 수 있다. 제 5 렌즈(L5)의 피사체 측(O)을 향한 면(S10)을 볼록하게 형성함으로써, 렌즈의 주변부(marginal portion)를 통해 뚜렷한 상을 맺지 못하게 되는 현상인 비점수차를 효과적으로 제거하거나, 상면만곡을 보정할 수 있다.
제 1 렌즈(L1)와 제 2 렌즈(L2)는 렌즈 어셈블리(100) 내에서 다른 렌즈들(제 3 렌즈(L3), 제 4 렌즈(L4), 제 5 렌즈(L5))에 비해 유효경(effective diameter)이 상대적으로 큰 대구경 렌즈로 구성할 수 있다. 여기서 '유효경'이란, 광축(O-I)에 수직한 방향으로 렌즈의 일단부와 타단부 사이의 거리를 의미할 수 있다. 제 1 렌즈(L1)는 정의 굴절력을 가지면서, 유효경(effective diameter)은 다른 렌즈들에 비해 크게 형성되어 많은 광량을 집광할 수 있다. 제 2 렌즈(L2)는 부의 굴절력을 가지며, 제 1 렌즈(L1)에 대한 페어(pair) 구조로써 제 1 렌즈(L1)에 인접하게 배치되며 집광된 빛을 분산시키는 역할을 수행할 수 있다. 이때, 제 2 렌즈(L2)의 피사체 측(O)을 향한 면(S4)은 제 1 렌즈(L1)의 상 측(I)을 향한 면(S3)과 대응되는 형상을 가질 수 있으며, 밀착 배치될 수 있다. 제 3 렌즈(L3) 및 제 4 렌즈(L4)는 각각 정의 굴절력과 부의 굴절력을 가지며, 제 1 렌즈(L1)와 제 2 렌즈(L2)와 유사하게 페어 구조를 이룰 수 있다. 제 3 렌즈(L3) 및 제 4 렌즈(L4)는 제 1 렌즈(L1)와 제 2 렌즈(L2)의 페어 구조 및 및 제 5 렌즈(L5) 사이에 배치되어 색수차 보정에 유리한 역할을 할 수 있다. 여기서, 제 4 렌즈(L4)의 피사체 측(O)을 향한 면(S8)은 제 3 렌즈(L3)의 상 측(I)을 향한 면(S7)과 대응되는 형상을 가질 수 있으며, 밀착 배치될 수 있다.
상술한 내용을 종합하면, 화각 25도 이하의 망원 렌즈를 구현하기 위한 렌즈 어셈블리로서, 적어도 4매의 렌즈로 이루어진 렌즈 어셈블리(예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이 제 1 렌즈(L1), 제 2 렌즈(L2), 제 3 렌즈(L3), 제 4 렌즈(L4) 및 제 5 렌즈(L5), 총 5매의 렌즈로 이루어진 렌즈 어셈블리)를 구비하되, 피사체 측(O)으로부터 첫번째인 제 1 렌즈(L1)와 두번째인 제 2 렌즈(L2)의 유효경을 다른 렌즈에 비해 상대적으로 크게 형성하여, 집광 성능을 확보하는 한편 색수차 보정에 유리한 광학계를 구성할 수 있다.
제 1 렌즈(L1), 제 2 렌즈(L2) 및 제 5 렌즈(L5)에 대한 상술한 설명들을 제외하고, 제 1 렌즈(L1), 제 2 렌즈(L2), 제 3 렌즈(L3), 제 4 렌즈(L4) 및 제 5 렌즈(L5)에 대한 다른 파라미터들은 실시예마다 다양하게 설정될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 렌즈(L1)는 피사체 측(O)을 향하는 면(S2)은 볼록하게 형성될 수 있고, 상 측(I)을 향하는 면(S3)또한 볼록하게 형성될 수 있다. 제 2 렌즈(L2)의 피사체 측(O)을 향한 면(S4)은 상기 제 1 렌즈(L1)의 상 측을 향한 면(S3)과 대응되는 형상, 즉 오목한 형상으로 형성될 수 있다. 제 2 렌즈(L2)의 상 측(I)을 향한 면(S5)또한 오목할 수 있다. 그리고, 제 3 렌즈(L3)는 피사체 측(O)을 향하는 면(S6)은 볼록할 수 있고, 상 측(I)을 향하는 면(S7)은 볼록하거나 또는 편평할 수 있다. 제 4 렌즈(L4)의 피사체 측(O)을 향한 면(S8)은 상기 제 3 렌즈(L3)의 상 측을 향한 면(S7)과 대응되는 형상, 즉 오목하거나 편평한 형상으로 형성될 수 있으며, 제 4 렌즈(L4)의 상 측을 향한 면(S9)은 오목할 수 있다. 다만, 이는 제 1 렌즈(L1), 제 2 렌즈(L2), 제 3 렌즈(L3), 제 4 렌즈(L4) 및 제 5 렌즈(L5)에 대한 하나의 실시예를 설명할 뿐 다른 실시예도 가능함을 유의해야 한다.
렌즈 어셈블리(100)를 구성하는 복수의 렌즈들(예: L1, L2, L3, L4, L5)에 있어서, 어느 하나의 렌즈와 인접하는 다른 렌즈 간의 간격이 좁을수록, 렌즈 어셈블리(100)의 광학 전장(광축 방향으로 상기 렌즈 어셈블리의 전체 길이(OTTL))이 짧아질 수 있다. 예를 들어, 렌즈 어셈블리(100)가 포함된 전자 장치를 작은 크기로 만들고자 하는 경우 렌즈 어셈블리(100)의 광학 전장의 길이를 가능한 짧게 유지시키는 것이 유리하다. 예를 들어, 전자 장치가 스마트폰인 경우, 렌즈 조립체(100)는 스마트폰의 두께 치수를 따라 배치될 수 있다. 하지만 스마트폰은 주머니나 지갑에 넣고 다닐 수 있도록 슬림하게 유지하는 것이 바람직하다. 적절한 망원비가 확보된 상태에서 렌즈 어셈블리(100)의 전장의 길이를 짧게 하는 것은 물리적으로 한계를 가질 수 있다. 상기 복수의 렌즈들(예: L1, L2, L3, L4, L5)의 간격은 상기 렌즈 어셈블리(100)에 요구되는 광학 특성(예: 수차 특성, 광각 특성 및/또는 밝기 특성)에 따라 다양하게 설계될 수 있다.
렌즈 어셈블리(100)는, 상기 제 5 렌즈(L5)와 이미지 센서(IS) 사이에 배치된 필터(F)를 더 포함할 수 있다. 필터(F)는, 전자 장치의 이미지 센서에 의해 검출된 어떤 빛, 예컨대, 적외선을 선택적으로 차단할 수 있다. 필터(F)는, 예를 들어, 저역 통과 필터(low pass filter), 또는 커버 글라스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예컨대, 필터(F)를 장착하는 경우, 이미지 센서(IS)를 통해 검출, 촬영되는 이미지 등의 색감을 사람이 실제 사물을 보았을 때 느끼는 색감에 근접하게 할 수 있다. 또한, 필터(F)는 가시광선을 투과하고, 적외선을 외부로 방출하도록 하여, 적외선이 이미지 센서의 결상면(img)에 전달되는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같은 렌즈 어셈블리(100)는 다음의 [조건식 1] 및 [조건식 2]를 만족함으로써, 소형화되면서도 고성능의 광학 특성을 가질 수 있다.
[조건식 1]
Figure PCTKR2022021546-appb-img-000003
[조건식 2]
Figure PCTKR2022021546-appb-img-000004
여기서, 상기 조건식 1 의 'f'는 상기 렌즈 어셈블리에 포함된 렌즈 중 상 측과 가장 가까운 렌즈를 제외한 렌즈들의 각 초점거리, 'ft'는 전체 광학계의 초점거리, 'vd'는 각 렌즈들의 Abbe수, 상기 조건식 2의 'FOV'는 전체 광학계의 화각(field of view)일 수 있다. 상기 렌즈 어셈블리에 포함된 렌즈 중 상 측과 가장 가까운 렌즈란, 렌즈 어셈블리(100)가 4개의 렌즈를 포함하는 경우, 상 측(I)과 가장 가까운 렌즈인 제 4 렌즈(L4)를 의미할 수 있다. 또는 상기 렌즈 어셈블리에 포함된 렌즈 중 상 측과 가장 가까운 렌즈란, 렌즈 어셈블리(100)가 5개의 렌즈를 포함하는 경우, 상 측(I)과 가장 가까운 렌즈인 제 5 렌즈(L5)를 의미할 수 있다.
즉, 조건식 1은 상 측과 가장 가까운 렌즈를 제외한 나머지 렌즈들의 각 초점거리 및 아베수(abbe 수)의 관계를 정의할 수 있다. 렌즈 어셈블리(100)가 5개의 렌즈를 포함하는 경우, 제 5 렌즈(L5)는 상 측(I)과 가장 가까이 배치된 렌즈로서 색수차에 대한 영향이 적지만, 다른 수차들(비점수차, 상면만곡, 코마수차 등)과는 상대적으로 관련성이 높고, 및/또는 수차의 민감도를 저하시키는 일종의 필드 플랫트너(field flattener)의 역할을 하기 때문에 제 1 내지 제 4 렌즈(L1 내지 L4)에 대한 초점거리 및 아베수를 그 대상으로 할 수 있다. 광학계의 특성이 0에 가까울수록 색수차가 적어진다. 광학계의 특성이 상기 조건식 1의 상한치 보다 클 경우에는 색수차가 허용 가능한 수준보다 커질 수 있다. 색수차가 크면 이미지 품질이 떨어진다. 상기 조건식 2는 망원(telephoto) 광학계를 정의하는 식이다. 25도를 초과하는 화각 범위는 충분한 망원 성능을 확보하기에 불리할 수 있다.
또한, 상기와 같은 렌즈 어셈블리(100)는 다음의 [조건식 3]을 추가적으로 만족할 수 있다.
[조건식 3]
Figure PCTKR2022021546-appb-img-000005
상기 'vdl'은 상기 렌즈 어셈블리에서 상 측에 가장 가까운 렌즈의 아베수일 수 있다. 상기 조건식 3은 예컨대, 5매로 이루어진 렌즈 어셈블리(100)인 경우 제 5 렌즈(L5)의 아베수와 관련된 것으로서, 제 5 렌즈의 아베수가 50를 초과하면, 나머지 렌즈의 초점거리와 아베수로 만들어진 최적의 조합에 영향을 끼치진 않는다. 아베수가 50 보다 작은 경우에는 색수차를 유발하기 쉬울 수 있다.
또한, 상기와 같은 렌즈 어셈블리(100)는 다음의 [조건식 4]를 추가적으로 만족할 수 있다.
[조건식 4]
0.8<R_L1S2/R_L3S6<2
상기 R_L1S2은 제 1 렌즈(L1)의 피사체 측 면(S2)의 곡률 반경, R_L3S6은 제 3 렌즈(L3)의 피사체 측 면(S6)의 곡률 반경일 수 있다. 광학계의 특성이 상기 조건식 4의 경우 1에 가까울수록 수차보정에 유리할 수 있다. 광학계의 특성이 상기 조건식 4의 상한치를 상회할 경우에는 제 3 렌즈(L3)의 굴절력이 저하되어 수차 보정이 어려워질 수 있고, 조건식 4의 하한치를 하회할 경우에는 제 1 렌즈(L1)의 상 측(I)을 향한 면(S3)의 곡률반경이 급해져 수차 보정이 어려워질 수도 있다.
또한, 상기와 같은 렌즈 어셈블리(100)는 다음의 [조건식 5]를 추가적으로 만족할 수 있다.
[조건식 5]
Figure PCTKR2022021546-appb-img-000006
상기 'fi'는 전체 렌즈 어셈블리에 포함된 각 렌즈들의 초점거리, 'ft'는 전체 광학계의 초점거리, 'vi'는 각 렌즈의 Abbe수 일 수 있다. 상기 조건식 5또한 조건식 1과 마찬가지로 초점거리 및 아베수가 기재된 식으로서, 색수차를 저감 또는 방지하기 위한 식일 수 있다. 예컨대, 렌즈 어셈블리(100)가 5매의 렌즈를 포함하는 경우, 조건식 1에서는 상 측(I)과 가장 가까운 렌즈(제 5 렌즈(L5))를 제외한 다른 렌즈들(제 1 렌즈(L1), 제 2 렌즈(L2), 제 3 렌즈(L3), 및 제 4 렌즈(L4))의 초점거리 및 아베수를 고려한 반면, 조건식 5의 경우는 렌즈 어셈블리(100)를 구성하는 모든 렌즈들(제 1 렌즈(L1), 제 2 렌즈(L2), 제 3 렌즈(L3), 제 4 렌즈(L4), 제 5 렌즈(L5))의 초점거리 및 아베수를 고려한 것일 수 있다. 광학계의 특성이 상기 조건식 5의 상한치를 상회할 경우에는 색수차가 허용 가능한 수준보다 커지므로 품질이 낮은 이미지를 출력할 수 있다.
하기의 [표 1]은 상기 렌즈 어셈블리(100)의 각종 렌즈 데이터를 기재한 것으로서, 'S2~S11'은 관련된 복수의 렌즈들(예: L1, L2, L3, L4, L5)의 피사체 측(O)과 상 측(I)의 표면을 지칭할 수 있다. 'S1'은 실제 렌즈면이 아닌, 렌즈 어셈블리(400) 설계 상 고려되는 위치로서, 예를 들면, 보호 윈도우가 배치되는 구조물의 기준 위치 또는 렌즈(L1, L2, L3, L4, L5)들 중 어느 하나(예: 제1 렌즈(L1))를 고정하는 구조물(또는 렌즈 배럴, 렌즈 하우징)의 위치를 예시할 수 있다. S2는 렌즈 어셈블리(100)의 제 1 렌즈(L1)의 피사체 측(O) 면으로서, 조리개(sto)의 위치와 동일할 수 있다. 그리고, 'S12' 및 'S13'은 적외선 차단 필터(IR cut filter)(F)의 피사체 측(O) 면과 상 측(I) 면을 의미할 수 있다. 또한, 'obj'는 피사체를 의미할 수 있다. radius은 렌즈의 곡률 반경을, thickness은 렌즈의 두께 또는 공기 간격을, efl은 렌즈의 초점거리를, nd는 매질(예: 렌즈)의 굴절률을, vd는 렌즈의 아베수(abbe's number)를 의미할 수 있다. 하기 [표 1]에 포함된 렌즈 어셈블리(100)는 F 수(Fno)가 대략 2.602이고, 화각(ANG)이 대략 20.09도이며, 대략 14.2mm의 합성초점거리(efl)를 가지면서, 광학 전장(OTTL)은 13.500mm이고, 이미지 센서(IS)의 상고(image height; ImgH)가 2.55일 때 상술한 조건(및/또는 상술한 조건들 중 적어도 하나)들을 만족할 수 있다.
surface radius thickness efl nd Vd
obj infinity infinity 　 　
S1 infinity 0.00000
S2(sto) 3.79522 2.06784 5.395 1.53430 55.66
S3 -9.88335 0.03500
S4 -18.04684 1.34922 -4.149 1.61500 25.96
S5 3.08932 0.90146
S6 3.49349 0.74885 6.303 1.66074 20.38
S7 18.70658 0.05254
S8 17.29085 0.35000 -6.697 1.61500 25.96
S9 3.32486 0.59812
S10 3.89352 0.54105 21.944 1.54410 56.11
S11 5.48225 0.64795
S12 infinity 0.21000 infinity 1.51680 64.17
S13 infinity 6.00842
img infinity -0.01050
하기의 [표 2] 및 [표 3]은 상기 복수의 렌즈들(예: L1, L2, L3, L4, L5)의 비구면 계수를 기재한 것으로서, 비구면 계수는 다음의 [조건식 6]를 통해 산출될 수 있다. [조건식 6]
Figure PCTKR2022021546-appb-img-000007
여기서, 'x'는 렌즈의 정점으로부터 광축(O-I) 방향의 거리(sag)를, 'c'는 렌즈의 기본 곡률 반경(Radius)의 역수를, 'y'는 광축에 수직인 방향으로의 거리를, 'K'는 코닉(Conic) 상수를, 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'J'는 비구면 계수를 각각 의미할 수 있다.
S2 S3 S4 S5 S6
Radius 3.79522E+00 -9.88335E+00 -1.80468E+01 3.08932E+00 3.49349E+00
K -3.31908E-01 -1.50289E+01 -6.36126E+01 1.25536E-01 1.25998E-01
A(4th) 9.50431E-04 1.26269E-03 -5.48291E-03 -1.33783E-02 -7.40305E-03
B(6th) -2.87964E-04 9.56476E-04 2.68202E-03 4.02108E-03 6.96642E-03
C(8th) 2.85881E-04 6.73163E-04 4.49091E-06 -1.69133E-03 -3.94375E-03
D(10th) -1.42143E-04 -9.95678E-04 -7.48744E-04 -9.86635E-05 5.23922E-04
E(12th) 4.50661E-05 5.03930E-04 4.46604E-04 6.76683E-04 7.78602E-04
F(14th) -8.96059E-06 -1.36746E-04 -1.29929E-04 -4.04994E-04 -4.93107E-04
G(16th) 1.07912E-06 2.11917E-05 2.10407E-05 1.16758E-04 1.14401E-04
H(18th) -7.14904E-08 -1.77351E-06 -1.82019E-06 -1.71057E-05 -8.81054E-06
J(20th) 1.97608E-09 6.23537E-08 6.58279E-08 1.02994E-06 -1.72516E-07
S7 S8 S9 S10 S11
Radius 1.87066E+01 1.72908E+01 3.32486E+00 3.89352E+00 5.48225E+00
K -9.90000E+01 5.02765E+00 1.37508E+00 -3.87721E+00 -1.84733E+01
A(4th) -1.79892E-02 -3.85623E-03 4.23815E-03 -1.91468E-02 -7.77460E-03
B(6th) 7.26293E-02 6.11797E-02 -9.34914E-03 -3.83671E-03 -5.67060E-03
C(8th) -1.04920E-01 -9.88550E-02 1.86447E-02 1.89518E-02 1.10060E-02
D(10th) 8.85217E-02 8.60670E-02 -1.99232E-02 -2.12925E-02 -1.24733E-02
E(12th) -4.65188E-02 -4.52516E-02 1.42999E-02 1.46553E-02 9.85565E-03
F(14th) 1.52560E-02 1.43132E-02 -7.04960E-03 -6.44121E-03 -5.43014E-03
G(16th) -3.02017E-03 -2.53012E-03 2.48041E-03 1.86878E-03 2.02872E-03
H(18th) 3.28592E-04 1.97812E-04 -5.67392E-04 -3.33010E-04 -4.50491E-04
J(20th) -1.50070E-05 -1.41275E-06 6.03416E-05 2.76324E-05 4.42031E-05
도 2는 도 1의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리(100)의 구면수차(spherical aberration)를 나타내는 그래프이다. 구면수차는 렌즈의 서로 다른 부분(예: 중심부(chief portion) 및, 주변부(marginal portion))을 통과하는 광들의 초점을 맺는 위치가 달라지는 현상일 수 있다.
도 2에서, 가로축은 종방향 구면수차(longitudinal spherical aberration)의 정도를 나타내고, 세로축은 광축의 중심으로부터의 거리를 규격화(normalization)하여 나타낸 것으로서, 빛의 파장에 따른 종방향 구면수차의 변화가 도시될 수 있다. 종방향 구면수차는, 예를 들면, 파장이 각각 대략 656.3000nm(nanometer), 대략 587.6000nm, 대략 546.1000nm, 대략 486.1000nm, 또는 대략 435.8000nm인 광에 대해 각각 나타낼 수 있다. 도 3을 살펴보면, 가시광 대역에서의 본 개시의 일 실시예에 따른 렌즈 어셈블리의 종방향 구면수차는 대략 +0.025에서 -0.025 이내로 제한되어 안정적인 광학 특성을 보임을 확인할 수 있다.
도 3은 도 1의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리(100)의 비점수차(astigmatism)를 나타내는 그래프이다. 비점수차는 렌즈의 자오상면(tangential plane 또는 meridian plane)과 구결상면(sagittal plane)이 서로 다른 반경을 가질 때, 수직선 방향과 수평선 방향을 통과하는 광의 초점이 서로 어긋나는 것일 수 있다.
도 3에서, 상기 렌즈 어셈블리(100)의 비점수차는 대략 546.1000nm의 파장을 가진 빛에 관한 결과로서, 점선(T)은 탄젠셜(tangential) 방향의 비점수차(예: 자오상면 만곡)를 나타내고, 실선(S)은 시상(saggital) 방향의 비점수차(예: 구결상면 만곡)를 의미할 수 있다. 도 3을 통해 확인할 수 있는 바와 같이 비점수차는 대략 +0.025에서 -0.025 이내로 제한되어 안정적인 광학 특성을 보임을 확인할 수 있다.
도 4는 도 1의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리(100)의 왜곡수차(distortion)를 나타내는 그래프이다. 왜곡수차는 광축(O-I)으로부터 거리에 따라 광학배율이 달라지게 되기 때문에 발생하는 것으로서, 이론적인 결상면에 맺히는 상에 비해, 실제 결상면(예: 도 1의 img)에 맺히는 상이 크거나 작게 보이는 것일 수 있다.
도 4에서, 상기 렌즈 어셈블리(100)의 왜곡은 대략 546.1000nm의 파장에서 얻어진 결과로서, 렌즈 어셈블리(100)를 통해 촬영된 이미지(image)는, 상기 광축(O-I)에서 벗어난 지점(예: 주변부)에서 왜곡이 발생할 수 있다. 다만, 이러한 왜곡은 렌즈를 이용하는 광학 장치에서 일반적으로 나타날 수 있는 정도의 것이며, 본 개시의 일 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(100)는 왜곡율이 대략 2.5% 미만으로서, 양호한 광학 특성을 제공할 수 있다.
도 5는, 본 개시의 일 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리(200)를 나타내는 구성도이다. 도 6은, 도 5의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리(200)의 구면수차를 나타내는 그래프이다. 도 7은, 도 5의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리(200)의 비점수차를 나타내는 그래프이다. 도 8는, 도 5의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리(200)의 왜곡수차를 나타내는 그래프이다.
상술한 실시예들에 따른, 렌즈 어셈블리(100)에 대한 설명은 이하 후술하는 다른 일 실시예에 따른 렌즈 어셈블리들(200, 300, 400, 500, 600)에 준용될 수 있다. 복수의 렌즈 어셈블리(100, 200, 300, 400, 500, 600)들 중 일부는 동일한 렌즈 속성(예: 화각, 초점 거리, 자동 초점, F 수(Fno), 또는 광학 줌)을 갖거나, 또는 적어도 하나의 렌즈 어셈블리는 다른 렌즈 어셈블리의 렌즈 속성들과 다른 하나 이상의 렌즈 속성들을 가질 수 있다.
복수의 렌즈 어셈블리(100, 200, 300, 400, 500, 600)들은 플래쉬(후술하는 도 23의 2320), 이미지 센서(IS), 이미지 스태빌라이저(후술하는 도 23의 2340), 메모리(후술하는 도 23의 2350), 또는 이미지 시그널 프로세서(후술하는 도 2의3 2360)을 포함하여 광학장치(예: 카메라 모듈)을 구성할 수 있다.
이하의 본 개시의 다양한 실시예들을 설명함에 있어, 전술한 실시예들을 통해 용이하게 이해할 수 있는 구성요소들에 대해서는 도면의 참조번호를 유사하게 부여하거나 생략할 수 있다. 또한, 상기 설명과 중복되는 그 상세한 설명은 이하 생략될 수 있다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 개시의 다양한 실시예들 중 상기 도 1의 실시예와 다른 하나에 따른 렌즈 어셈블리(200)는, 복수의 렌즈들(예: L1, L2, L3, L4, L5), 이미지 센서(IS) 및/또는 필터(F)를 포함할 수 있다.
하기의 [표 4]는 도 5의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리(200)의 각종 렌즈 데이터를 나타낼 수 있다. 하기의 [표 5] 및 [표 6]은 상기 복수의 렌즈들(L1, L2, L3, L4, L5)의 비구면 계수를 각각 기재한 것일 수 있다. 여기서, 렌즈 어셈블리(200)는 F 수(Fno)가 대략 2.716이고, 화각(ANG)이 대략 20.09도이며, 대략 14.2mm의 초점거리, 대략 13.500mm의 광학 전장(OTTL), 그리고 2.55mm의 상고를 가지면서 상술한 조건들(및/또는 상술한 조건들 중 적어도 하나)을 만족할 수 있다.
surface radius thickness efl nd Vd
obj infinity infinity 　 　
S1 infinity 0.00000
S2(sto) 3.71431 2.12618 5.217 1.53430 55.66
S3 -9.09138 0.03000
S4 -15.85768 1.01559 -4.054 1.61500 25.96
S5 3.06375 0.91636
S6 3.54669 0.74707 6.319 1.66074 20.38
S7 20.26586 0.03266
S8 16.84015 0.60935 -6.780 1.61500 25.96
S9 3.31996 0.62896
S10 3.94272 0.46828 23.542 1.54410 56.11
S11 5.44622 0.64795
S12 infinity 0.21000 infinity 1.51680 64.17
S13 infinity 6.07811
img infinity -0.01050
S2 S3 S4 S5 S6
Radius 3.71431E+00 -9.09138E+00 -1.58577E+01 3.06375E+00 3.54669E+00
K -3.44590E-01 -1.56104E+01 -5.87866E+01 1.27564E-01 1.17469E-01
A(4th) 8.56597E-04 2.32779E-03 -5.51200E-03 -1.31898E-02 -7.44777E-03
B(6th) -2.47306E-04 -1.26295E-03 1.62697E-03 5.64584E-03 6.08955E-03
C(8th) 2.30968E-04 3.14240E-03 1.62977E-03 -3.99304E-03 -1.47341E-03
D(10th) -1.01910E-04 -2.52241E-03 -1.90893E-03 1.74678E-03 -2.57790E-03
E(12th) 2.91480E-05 1.05782E-03 9.09555E-04 -4.00583E-04 2.92181E-03
F(14th) -5.29263E-06 -2.56348E-04 -2.37290E-04 5.18016E-05 -1.39299E-03
G(16th) 5.84530E-07 3.61280E-05 3.52452E-05 -1.09246E-05 3.49749E-04
H(18th) -3.52743E-08 -2.75254E-06 -2.79804E-06 3.23276E-06 -4.48889E-05
J(20th) 8.59739E-10 8.76647E-08 9.22126E-08 -3.50675E-07 2.35157E-06
S7 S8 S9 S10 S11
Radius 2.02659E+01 1.68402E+01 3.31996E+00 3.94272E+00 5.44622E+00
K -9.90000E+01 5.25229E+00 1.37475E+00 -4.09100E+00 -1.98191E+01
A(4th) -1.75764E-02 -3.73906E-03 4.60018E-03 -2.00978E-02 -9.07675E-03
B(6th) 6.99433E-02 6.09208E-02 -5.55457E-03 1.29379E-03 -3.27527E-03
C(8th) -9.93915E-02 -1.00323E-01 2.84793E-03 4.73911E-03 5.25036E-03
D(10th) 8.22036E-02 8.93903E-02 4.65863E-03 -4.52917E-03 -7.15009E-03
E(12th) -4.19979E-02 -4.80065E-02 -6.32611E-03 4.28041E-03 8.42406E-03
F(14th) 1.31101E-02 1.54151E-02 3.17130E-03 -3.02754E-03 -6.35746E-03
G(16th) -2.35052E-03 -2.73071E-03 -4.79393E-04 1.44063E-03 2.88408E-03
H(18th) 2.04061E-04 2.05308E-04 -1.12814E-04 -3.79771E-04 -7.07081E-04
J(20th) -4.61978E-06 1.21373E-08 3.21838E-05 4.10336E-05 7.21435E-05
도 9는, 본 개시의 일 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(300)를 나타내는 구성도이다. 도 10은, 도 9의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리(300)의 구면수차를 나타내는 그래프이다. 도 11은, 도 9의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리(300)의 비점수차를 나타내는 그래프이다. 도 12는, 도 9의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리(300)의 왜곡수차를 나타내는 그래프이다.
도 9 내지 도 12를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(300)는, 복수의 렌즈들(L1, L2, L3, L4, L5), 이미지 센서(IS), 및/또는 필터(F)를 포함할 수 있다.
하기의 [표 7]은 렌즈 어셈블리(300)의 각종 렌즈 데이터를 나타낼 수 있으며, 하기의 [표 8] 및 [표 9]는 상기 복수의 렌즈들(L1, L2, L3, L4, L5)의 비구면 계수를 각각 기재한 것일 수 있다. 여기서, 상기 렌즈 어셈블리(300)는 F-수(F-no)가 대략 2.616이고, 화각(ANG)이 대략 20.09도이며, 대략 14.2mm의 초점거리와 13.500의 광학 전장, 그리고 2.55mm의 상고를 가지면서 상술한 조건들(및/또는 상술한 조건들 중 적어도 하나)을 만족할 수 있다.
Surface radius thickness efl nd vd
obj infinity infinity
s1 infinity 0.00000
S2(sto) 3.61886 2.16619 5.191 1.53430 55.66
s3 -9.56341 0.04259
s4 -14.11042 0.89730 -4.431 1.61500 25.96
s5 3.49856 1.18324
s6 3.95247 0.73274 7.969 1.66074 20.38
s7 14.18852 0.60781
s8 -3.98294 0.53838 -9.338 1.61500 25.96
s9 -13.39472 0.72778
s10 4.60355 0.35510 53.549 1.54410 56.11
s11 5.31399 0.64795
s12 infinity 0.21000 infinity 1.51680 64.17
s13 infinity 5.40140
img infinity -0.01050
S2 S3 S4 S5 S6
Radius 3.61886E+00 -9.56341E+00 -1.41104E+01 3.49856E+00 3.95247E+00
K -3.63789E-01 -1.54018E+01 -5.37580E+01 5.18160E-02 4.68521E-01
A(4th) 5.74962E-04 5.81217E-04 -5.67908E-03 -1.01210E-02 -1.18459E-03
B(6th) -7.71112E-05 2.48140E-03 1.88209E-03 -4.39898E-03 -7.69616E-03
C(8th) 1.89824E-04 -2.01745E-04 1.30036E-03 6.78438E-03 1.42701E-02
D(10th) -1.11441E-04 -7.77015E-04 -1.62640E-03 -5.10418E-03 -1.43196E-02
E(12th) 3.75500E-05 4.90438E-04 7.82531E-04 2.49946E-03 9.30909E-03
F(14th) -7.55355E-06 -1.43063E-04 -2.08304E-04 -8.08830E-04 -3.94881E-03
G(16th) 8.96062E-07 2.29295E-05 3.21170E-05 1.66722E-04 1.05261E-03
H(18th) -5.72860E-08 -1.95587E-06 -2.69267E-06 -1.97086E-05 -1.58284E-04
J(20th) 1.48270E-09 6.96054E-08 9.52194E-08 1.01234E-06 1.01138E-05
S7 S8 S9 S10 S11
Radius 1.41885E+01 -3.98294E+00 -1.33947E+01 4.60355E+00 5.31399E+00
K -9.08769E+01 8.49337E-01 -9.85435E+01 -6.13374E+00 -1.31313E+01
A(4th) 2.84010E-03 -7.88655E-03 -1.95601E-02 -2.73216E-02 -1.40685E-02
B(6th) -7.62465E-03 1.75430E-02 3.37148E-02 3.23110E-02 2.27150E-02
C(8th) 2.48897E-02 -5.60816E-03 -4.87012E-02 -5.29525E-02 -4.33473E-02
D(10th) -3.46490E-02 -2.29259E-02 4.69456E-02 5.58509E-02 4.96053E-02
E(12th) 2.84562E-02 3.45984E-02 -3.29557E-02 -3.73562E-02 -3.53690E-02
F(14th) -1.49180E-02 -2.39871E-02 1.71505E-02 1.63855E-02 1.62468E-02
G(16th) 4.89237E-03 9.40477E-03 -6.00655E-03 -4.44609E-03 -4.56283E-03
H(18th) -9.09609E-04 -2.01558E-03 1.22184E-03 6.56348E-04 6.95766E-04
J(20th) 7.24693E-05 1.83743E-04 -1.07106E-04 -3.83883E-05 -4.23914E-05
도 13은, 본 개시의 일 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(400)를 나타내는 구성도이다. 도 14는, 도 13의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리(400)의 구면수차를 나타내는 그래프이다. 도 14는, 도 13의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리(400)의 비점수차를 나타내는 그래프이다. 도 15는, 도 13의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리(400)의 왜곡수차를 나타내는 그래프이다.
도 13 내지 도 16을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(400)는, 복수의 렌즈들(L1, L2, L3, L4, L5), 이미지 센서(IS), 및/또는 필터(F)를 포함할 수 있다.
하기의 [표 10]은 렌즈 어셈블리(400)의 각종 렌즈 데이터를 나타낼 수 있으며, 하기의 [표 11]는 상기 복수의 렌즈들(L1, L2, L3, L4, L5)의 비구면 계수를 각각 기재한 것일 수 있다. 여기서, 상기 렌즈 어셈블리(400)는 F-수(F-no)가 대략 4.413이고, 화각(ANG)이 대략 10.21도이며, 대략 30.89mm의 초점거리와 26.500의 광학 전장, 그리고 2.782mm의 상고를 가지면서 상술한 조건들(및/또는 상술한 조건들 중 적어도 하나)을 만족할 수 있다.
surface radius thickness efl nd Vd
obj infinity infinity 　 　
S1 infinity 0.00000
S2(sto) 6.44592 2.30000 8.495 1.53480 55.71
S3 -13.67105 0.05000
S4 -17.96372 1.33000 -9.305 1.61444 25.94
S5 8.73882 1.54683
S6 8.95973 1.66330 6.949 1.65037 21.52
S7 -8.63437 0.05000
S8 -12.47622 0.87448 -7.454 1.63492 23.89
S9 7.95799 0.38516
S10 55.76673 0.80000 -24.721 1.54410 56.09
S11 10.82033 15.89157
S12 infinity 0.11000 infinity 1.51680 64.17
S13 infinity 0.99999
img infinity -0.00134
S2 S3 S5 S6 S8
Radius 6.44592E+00 -1.36711E+01 8.73882E+00 8.95973E+00 -1.24762E+01
K -3.11592E-01 0.00000E+00 0.00000E+00 -7.86929E-02 -4.59917E+00
A(4th) 2.09523E-04 6.00281E-04 -1.70836E-04 -4.24626E-04 -7.45297E-04
B(6th) 8.98368E-06 6.79892E-06 -2.94918E-06 1.27506E-05 -2.24976E-05
C(8th) 6.24268E-07 -9.17252E-07 -6.73134E-07 -1.08376E-05 1.08346E-05
D(10th) -2.85608E-08 1.88606E-08 3.87747E-07 9.54475E-07 -5.77655E-07
E(12th) 3.61079E-09 -8.32697E-10 0.00000E+00 -1.40213E-08 -6.90428E-08
F(14th) -1.25292E-10 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 5.43215E-09
G(16th) 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
H(18th) 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
J(20th) 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
도 13 내지 도 15에 도시된 렌즈 어셈블리의 실시예는 구면과 비구면이 혼합된 렌즈에 대한 실시예를 나타낼 수 있다. 예컨대, [표 11]을 참조하면, 렌즈 어셈블리(400)는 S2, S3, S5, S6, S8에 해당하는 렌즈의 면들이 비구면으로 형성되고, 나머지 렌즈의 면들은 구면으로 형성될 수 있다.
도 17은, 본 개시의 일 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(500)를 나타내는 구성도이다. 도 18은, 도 17의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리(500)의 구면수차를 나타내는 그래프이다. 도 19는, 도 17의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리(500)의 비점수차를 나타내는 그래프이다. 도 20은, 도 17의 실시예에 따른, 렌즈 어셈블리(500)의 왜곡수차를 나타내는 그래프이다.
도 17 내지 도 20을 참조하면, 본 개시의 다양한 실시예들 중 또 다른 하나에 따른 렌즈 어셈블리(500)는, 복수의 렌즈들(L1, L2, L3, L4, L5), 이미지 센서(IS), 및/또는 필터(F)를 포함할 수 있다.
하기의 [표 12]는 렌즈 어셈블리(500)의 각종 렌즈 데이터를 나타낼 수 있으며, 하기의 [표 13] 및 [표 14]는 상기 복수의 렌즈들(L1, L2, L3, L4, L5)의 비구면 계수를 각각 기재한 것일 수 있다. 여기서, 상기 렌즈 어셈블리(500)는 F-수(Fno)가 대략 2.582이고, 화각(ANG)이 대략 19.61도이며, 대략 14.02mm의 합성초점거리와 13.487의 광학 전장, 그리고 2.5mm의 상고를 가지면서 상술한 조건들(및/또는 상술한 조건들 중 적어도 하나)을 만족할 수 있다.
surface radius thickness efl nd Vd
obj infinity infinity 　 　
S1 infinity 0.00000
S2(sto) 3.66858 2.20653 5.056 1.53430 55.66
S3 -8.22705 0.03500
S4 -15.92542 0.80048 -3.936 1.61500 25.96
S5 2.94110 1.01564
S6 3.49978 1.01640 6.450 1.67074 19.24
S7 15.39018 0.05841
S8 15.92261 0.30000 -5.954 1.61500 25.96
S9 2.97727 0.35855
S10 3.29039 0.36911 14.687 1.54410 56.11
S11 5.35523 7.18566
S12 infinity 0.11000 infinity 1.51680 64.17
S13 infinity 0.02793
img infinity 0.00300
S2 S3 S4 S5 S6
Radius 3.66858E+00 -8.22705E+00 -1.59254E+01 2.94110E+00 3.49978E+00
K -4.61547E-01 -6.75560E+00 -6.33135E+01 2.29781E-01 4.78628E-01
A(4th) 6.90044E-04 -6.96777E-03 -1.25315E-02 -6.78958E-03 -7.32572E-03
B(6th) 8.19586E-06 1.07672E-02 8.46388E-03 -5.21788E-03 4.18782E-03
C(8th) 8.81449E-05 -3.94007E-03 5.38831E-05 9.20706E-03 1.06018E-03
D(10th) -6.98225E-05 -1.61665E-04 -2.81762E-03 -6.68498E-03 -2.95442E-03
E(12th) 2.88527E-05 5.46463E-04 1.59843E-03 2.43539E-03 1.55919E-03
F(14th) -7.21782E-06 -1.76674E-04 -4.31039E-04 -3.15281E-04 -2.15066E-04
G(16th) 1.06695E-06 2.69029E-05 6.34258E-05 -5.91314E-05 -7.01203E-05
H(18th) -8.52147E-08 -2.05527E-06 -4.90813E-06 2.28760E-05 2.65235E-05
J(20th) 2.78919E-09 6.35832E-08 1.56983E-07 -1.97985E-06 -2.43362E-06
S7 S8 S9 S10 S11
Radius 1.53902E+01 1.59226E+01 2.97727E+00 3.29039E+00 5.35523E+00
K 6.27830E+01 6.43702E+01 4.08489E-01 -4.34107E+00 -3.56672E+01
A(4th) -8.91856E-02 -6.96727E-02 1.93069E-02 -4.84310E-03 1.27716E-02
B(6th) 3.08617E-01 3.49520E-01 -2.16659E-02 -5.22307E-02 -3.85212E-02
C(8th) -4.61754E-01 -6.05207E-01 -1.94853E-02 9.94472E-02 5.87355E-02
D(10th) 3.94913E-01 5.69145E-01 1.20260E-02 -1.41087E-01 -7.67988E-02
E(12th) -2.04723E-01 -3.15884E-01 4.93346E-02 1.46365E-01 7.40158E-02
F(14th) 6.41949E-02 1.03695E-01 -6.77749E-02 -9.54031E-02 -4.55761E-02
G(16th) -1.14904E-02 -1.90072E-02 3.62468E-02 3.65946E-02 1.67486E-02
H(18th) 9.90879E-04 1.62872E-03 -9.08529E-03 -7.54304E-03 -3.33053E-03
J(20th) -2.14181E-05 -3.21330E-05 8.87437E-04 6.44427E-04 2.75402E-04
상술한 실시예들에서는, 렌즈 어셈블리(예: 100, 200, 300, 400, 500)들 및/또는 상기 렌즈 어셈블리(예: 100, 200, 300, 400, 500)들을 포함하는 전자 장치에 있어서, 렌즈에 대한 각종 데이터들을 확인할 수 있다. 이러한 데이터들은 상술한 조건들, 예컨대, [조건식 1 내지 조건식 8]의 결과를 만족할 수 있다. 상술한 실시예들에서는, 렌즈 어셈블리(예: 100, 200, 300, 400, 500들 및/또는 상기 렌즈 어셈블리(예: 100, 200, 300, 400, 500)들을 포함하는 전자 장치에 있어서, 렌즈에 대한 각종 데이터들을 확인할 수 있다. 이러한 데이터들은 상술한 조건들, 예컨대, [조건식 1 내지 조건식 8]의 결과를 만족할 수 있다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5
조건식1 -0.001 -0.001 -0.003 -0.014 0.003
조건식2 20.09 20.09 20.09 10.21 19.61
조건식3 56.11 56.11 56.11 56.09 56.11
조건식4 1.086 1.047 0.916 0.719 1.048
조건식5 0.027 0.029 0.064 -0.045 0.022
위 [표 15]에서, '실시예1'은 도 1에 도시된 렌즈 어셈블리(100)를, '실시예2'는 도 5에 도시된 렌즈 어셈블리(200)를, '실시예3'은 도 9에 도시된 렌즈 어셈블리(300)를, '실시예4'는 도 13에 도시된 렌즈 어셈블리(400), '실시예5'는 도 17에 도시된 렌즈 어셈블리(500)를 각각 의미할 수 있다.
전술한 일 실시예에 따른 렌즈 어셈블리(예: 100, 200, 300, 400, 500)는 전자 장치에 배치될 수 있다. 전자 장치는 이미지 센서(IS) 외에도, 어플리케이션 프로세서(AP: application processor)를 더 포함할 수 있으며, 운영 체제(OS) 또는 메모리에 명령어로서 저장된 응용 프로그램을 구동할 수 있다. 상기 어리키에션 프로세서는 상기 프로세서(AP)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 일 예로, 상기 어플리케이션 프로세서(AP)는 GPU (graphic processing unit) 및/또는 이미지 신호 프로세서(image signal processor)를 더 포함할 수 있다. 어플리케이션 프로세서(AP)에 이미지 신호 프로세서가 포함되는 경우, 상기 이미지 센서(IS)에 의해 획득된 상기 이미지(또는 영상)를 상기 어플리케이션 프로세서(AP)를 이용하여 저장 또는 출력할 수 있다.
도 21은 본 개시의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 렌즈 어셈블리(600)를 나타내는 구성도이다. 렌즈 어셈블리는 웨지형 프리즘(W)과 미러(R)를 더 포함할 수 있다. 피사체는 렌즈(L1, L2, L3, L4, L5)의 중심을 지나는 축을 따라 위치하지 않을 수 있다. 피사체로부터의 빛은 1차 입사 방향(ID1)으로 입사될 수 있다. 미러(R)는 빛의 방향을 제2 입사 방향(ID2)으로 바꿀 수 있다.
도 21을 참조하면, 렌즈 어셈블리(600)는 외부에서 입사되는 빛을 굴절 또는 반사시켜 제 1 렌즈(L1) 및/또는 이미지 센서(S) 방향으로 안내하는 광학 부재를 더 포함할 수 있다. 도 21에 도시된 렌즈 어셈블리(600)는 예컨대, 굴곡형 광학계(folded optical system)에 관한 것으로서, 예를 들어, 외부의 빛은 제 1 입사 방향(ID1)을 따라 광학 부재로 입사되며, 광학 부재에 의해 굴절 또는 반사되어 제 2 입사 방향(ID2)을 따라 진행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 광학 부재(optical member)는 제 1 광학 부재(R)와 제 2 광학 부재(W)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 광학 부재(R)는 미러(mirror) 또는 단면이 삼각 형태인 프리즘(prism)을 포함할 수 있다. 제 2 광학 부재(W)는 단면이 웨지(wedge) 형태인 프리즘 또는 웨지 형태로 가변할 수 있는 프리즘을 포함할 수 있다. 제 1 광학 부재(R)는 광축에 교차하는 방향으로 입사된 광의 제 1 광경로를 제 2 광경로로 변환시키는 역할을 할 수 있다. 제 2 광학 부재(W)는 상기 제 1 광학 부재보다 피사체 측에 더 가까이 배치되며 제 1 광경로(ID1)의 입사각을 변화시키는 역할을 할 수 있다. 제 2 광학 부재(W)는 제 2 광학 부재(W)에 입사되는 광과 출사되는 광의 방향을 간단히 변화시킬 수 있어, 손떨림 보정에 용이하게 적용될 수 있으나, 색수차가 발생하기 쉬운 단점이 있다. 이에, 렌즈 어셈블리(600)(예: 도 1 내지 도 20의 렌즈 어셈블리(100, 200, 300, 400, 500))는 상술한 조건식(제 1 조건식 내지 제 5 조건식)들, 초점거리 및 아베수나 화각에 관한 조건을 적어도 일부 만족함으로서, 굴곡형 광학계를 구성하더라도 색수차를 효과적으로 저감 및/또는 방지할 수 있는 이점을 가진다.
한편, 도시되지는 않지만, 렌즈 어셈블리(600)는 이미지 센서(S) 측 첫번째 렌즈(예: 제5 렌즈(L5))와 적외선 차단 필터(F) 사이 및/또는 적외선 차단 필터(F)와 이미지 센서(S) 사이에 배치된 제 3 광학 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 제 3 광학 부재는 제 2 입사 방향(ID2)을 따라 진행하는 빛을 굴절 또는 반사시켜 제 2 입사 방향(ID2)과는 다른 제 3 입사 방향을 따라 이미지 센서(S)로 안내할 수 있다. 제 3 광학 부재는 미러 또는 프리즘을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 고성능, 대형화된 이미지 센서(S)를 포함할 때 전자 장치의 촬영 이미지 품질이 향상될 수 있다. 다만, 이미지 센서(S)가 대형화되면서 이에 대응하는 렌즈 어셈블리(600)는 슬림화된 전자 장치에 탑재되기 어려울 수 있다. 예컨대, 이미지 센서(S)의 길이나 폭으로 인해 전자 장치의 두께가 증가될 수 있다. 이에 일 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리(500)는 적어도 하나의 광학 부재(R 및/또는 W)를 포함함으로써 렌즈(L1, L2, L3, L4, L5)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 장치에 용이하게 탑재될 수 있다.
도 22은, 일 실시예에 따른, 네트워크 환경(2200) 내의 전자 장치(2201)(예: 광학 장치)의 블록도이다. 도 22를 참조하면, 네트워크 환경(2200)에서 전자 장치(2201)(예: 광학 장치)는 제 1 네트워크(2298)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(2202)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(2299)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(2204) 또는 서버(2208) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(2201)는 서버(2208)를 통하여 전자 장치(2204)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(2201)는 프로세서(2220), 메모리(2230), 입력 모듈(2250), 음향 출력 모듈(2255), 디스플레이 모듈(2260), 오디오 모듈(2270), 센서 모듈(2276), 인터페이스(2277), 연결 단자(2278), 햅틱 모듈(2279), 카메라 모듈(2280), 전력 관리 모듈(2288), 배터리(2289), 통신 모듈(2290), 가입자 식별 모듈(2296), 또는 안테나 모듈(2297)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서는, 전자 장치(2201)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 디스플레이 모듈(2260) 또는 카메라 모듈(2280))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 일 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(2276), 카메라 모듈(2280), 또는 안테나 모듈(2297))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(2260))로 통합될 수 있다.
프로세서(2220)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(2240))를 실행하여 프로세서(2220)에 연결된 전자 장치(2201)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(2220)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(2276) 또는 통신 모듈(2290))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(2232)에 저장하고, 휘발성 메모리(2232)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(2234)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(2220)는 메인 프로세서(2221)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(2223)(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(2201)가 메인 프로세서(2221) 및 보조 프로세서(2223)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(2223)은 메인 프로세서(2221)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(2223)는 메인 프로세서(2221)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(2223)는, 예를 들면, 메인 프로세서(2221)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(2221)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(2221)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(2221)와 함께, 전자 장치(2201)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(2260), 센서 모듈(2276), 또는 통신 모듈(2290))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(2223)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(2280) 또는 통신 모듈(2290))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(2223)(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(2201) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(2208))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(2230)는, 전자 장치(2201)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(2220) 또는 센서 모듈(2276))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(2240)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(2230)는, 휘발성 메모리(2232) 또는 비휘발성 메모리(2234)를 포함할 수 있다.
프로그램(2240)은 메모리(2230)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(2242), 미들 웨어(2244) 또는 어플리케이션(2246)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(2250)은, 전자 장치(2201)의 구성요소(예: 프로세서(2220))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(2201)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(2250)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(2255)은 음향 신호를 전자 장치(2201)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(2255)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(2260)은 전자 장치(2201)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(2260)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(2260)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(2270)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(2270)은, 입력 모듈(2250)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(2255), 또는 전자 장치(2201)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(2202)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(2276)은 전자 장치(2201)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(2276)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(2277)는 전자 장치(2201)이 외부 전자 장치(예: 전자 장치(2202))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(2277)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(2278)는, 그를 통해서 전자 장치(2201)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(2202))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(2278)은, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(2279)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(2279)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(2280)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(2280)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(2288)은 전자 장치(2201)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(2288)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(2289)는 전자 장치(2201)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(2289)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(2290)은 전자 장치(2201)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(2202), 전자 장치(2204), 또는 서버(2208))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(2290)은 프로세서(2220)(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(2290)은 무선 통신 모듈(2192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(2294)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(2298)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(2299)(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 장치(2204)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(2292)은 가입자 식별 모듈(2296)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(2298) 또는 제 2 네트워크(2299)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(2201)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(2292)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(2292)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(2292)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(2292)은 전자 장치(2201), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(2204)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(2299))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(2292)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(2297)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(2297)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(2297)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(2298) 또는 제 2 네트워크(2299)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(2290)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(2290)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit)))이 추가로 안테나 모듈(2297)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(2297)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 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 제 2 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 제 2 네트워크(2299)에 연결된 서버(2208)를 통해서 전자 장치(2201)와 외부의 전자 장치(2204)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(2202, 2204) 각각은 전자 장치(2201)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(2201)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(2202, 2204, or 2208) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(2201)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(2201)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(2201)로 전달할 수 있다. 전자 장치(2201)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(2201)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(2204)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(2208)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(2204) 또는 서버(2208)는 제 2 네트워크(2299) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(2201)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 23은, 일 실시예에 따른, 카메라 모듈(2380)을 예시하는 블럭도(2300)이다. 도 23을 참조하면, 카메라 모듈(2380)은 렌즈 어셈블리(2310)(예: 도 1의 렌즈 어셈블리(100), 도 6의 렌즈 어셈블리(200), 도 10의 렌즈 어셈블리(300)), 플래쉬(2320), 이미지 센서(2330)(예: 도 1, 도 6, 도 10의 이미지 센서(IS)), 이미지 스태빌라이저(2340), 메모리(2350)(예: 버퍼 메모리)(예: 도 22의 메모리(2230)), 또는 이미지 시그널 프로세서(2360)를 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(2310)는 이미지 촬영의 대상인 피사체로부터 방출되는 빛을 수집할 수 있다. 렌즈 어셈블리(2310)는 하나 또는 그 이상의 렌즈들을 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(2380)은 복수의 렌즈 어셈블리(2310)들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 카메라 모듈(2380)은, 예를 들면, 듀얼 카메라, 360도 카메라, 또는 구형 카메라(spherical camera)를 형성할 수 있다. 복수의 렌즈 어셈블리(2310)들 중 일부는 동일한 렌즈 속성(예: 화각, 초점 거리, 자동 초점, F 수(Fno), 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(2310)는, 예를 들면, 광각 렌즈 또는 망원 렌즈를 포함할 수 있다.
플래쉬(2320)는 피사체로부터 방출 또는 반사되는 빛을 강화하기 위하여 사용되는 빛을 방출할 수 있다. 일실시예에 따르면, 플래쉬(2320)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(2330)는 피사체로부터 방출 또는 반사되어 렌즈 어셈블리(2310)를 통해 전달된 빛을 전기적인 신호로 변환함으로써, 상기 피사체에 대응하는 이미지를 획득할 수 있다. 일실시예에 따르면, 이미지 센서(2330)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(2330)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(2340)는 카메라 모듈(2380) 또는 이를 포함하는 전자 장치(2201)의 움직임에 반응하여, 렌즈 어셈블리(2310)에 포함된 적어도 하나의 렌즈 또는 이미지 센서(2330)를 특정한 방향으로 움직이거나 이미지 센서(2330)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(2340)는, 일실시예에 따르면, 이미지 스태빌라이저(2340)은 카메라 모듈(2380)의 내부 또는 외부에 배치된 자이로 센서(미도시) 또는 가속도 센서(미도시)를 이용하여 카메라 모듈(2380) 또는 전자 장치(2201)의 그런 움직임을 감지할 수 있다. 일실시예에 따르면, 이미지 스태빌라이저(2340)는, 예를 들면, 광학식 이미지 스태빌라이저로 구현될 수 있다. 메모리(2350)는 이미지 센서(2330)을 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 해상력의 이미지)는 메모리(2350)에 저장이 되고, 그에 대응하는 사본 이미지(예: 낮은 해상력의 이미지)는 디스플레이 모듈(2260)을 통하여 프리뷰될 수 있다. 이후, 지정된 조건이 만족되면(예: 사용자 입력 또는 시스템 명령) 메모리(2350)에 저장되었던 원본 이미지의 적어도 일부가, 예를 들면, 이미지 시그널 프로세서(2360)에 의해 획득되어 처리될 수 있다. 일실시예에 따르면, 메모리(2350)는 메모리(2330)의 적어도 일부로, 또는 이와는 독립적으로 운영되는 별도의 메모리로 구성될 수 있다.
이미지 시그널 프로세서(2360)는 이미지 센서(2330)을 통하여 획득된 이미지 또는 메모리(2350)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, 해상력 조정, 밝기 조정, 블러링(blurring), 샤프닝(sharpening), 또는 소프트닝(softening)을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 이미지 시그널 프로세서(2360)는 카메라 모듈(2380)에 포함된 구성 요소들 중 적어도 하나(예: 이미지 센서(2330))에 대한 제어(예: 노출 시간 제어, 또는 리드 아웃 타이밍 제어 등)를 수행할 수 있다. 이미지 시그널 프로세서(2360)에 의해 처리된 이미지는 추가 처리를 위하여 메모리(2350)에 다시 저장 되거나 카메라 모듈(2380)의 외부 구성 요소(예: 메모리(2230), 디스플레이 모듈(2260), 전자 장치(2202), 전자 장치(2204), 또는 서버(2208))로 제공될 수 있다. 일실시예에 따르면, 이미지 시그널 프로세서(2360)는 프로세서(2220)의 적어도 일부로 구성되거나, 프로세서(2220)와 독립적으로 운영되는 별도의 프로세서로 구성될 수 있다. 이미지 시그널 프로세서(2360)이 프로세서(2220)과 별도의 프로세서로 구성된 경우, 이미지 시그널 프로세서(2360)에 의해 처리된 적어도 하나의 이미지는 프로세서(2320)에 의하여 그대로 또는 추가의 이미지 처리를 거친 후 디스플레이 모듈(2360)를 통해 표시될 수 있다.
일실시예에 따르면, 전자 장치(2201)는 각각 다른 속성 또는 기능을 가진 복수의 카메라 모듈(2380)들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 예를 들면, 상기 복수의 카메라 모듈(2380)들 중 적어도 하나는 광각 카메라이고, 적어도 다른 하나는 망원 카메라일 수 있다. 유사하게, 상기 복수의 카메라 모듈(2380)들 중 적어도 하나는 전면 카메라이고, 적어도 다른 하나는 후면 카메라일 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 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 개시의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 개시의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 개시에 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 개시에서, "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. "제 1", "제 2", 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: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 개시의 일 실시예에서 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 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, 일 실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(2201)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(2236) 또는 외장 메모리(2238))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(2240))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(2201))의 프로세서(예: 프로세서(2220))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 저장매체 는, 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.
일 실시예에 따르면, 본 개시의 일 실시예에 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.
일 실시예에 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 수도 있다. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리를 포함하는 전자 장치에 있어서, 피사체 측으로부터 상 측으로 광축 방향을 따라 배열된 복수 개의 렌즈들을 포함하는 렌즈 어셈블리; 상기 렌즈 어셈블리보다 피사체 측에 가까이 배치되며, 상기 광축에 교차하는 방향에서 입사된 외부의 빛을 반사 또는 굴절시켜 상기 광축 방향을 따라 상기 렌즈 어셈블리에 입사시키도록 구성된 광학 부재;및 이미지 센서;를 포함하고, 상기 복수 개의 렌즈들은 광축 방향을 따라 순차적으로 배열된 제 1 렌즈, 제 2 렌즈, 제 3 렌즈 및 제 4 렌즈를 포함하며, 상기 렌즈 어셈블리는, 다음의 [조건식 1] 및 [조건식 2]를 만족하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
[조건식 1]
Figure PCTKR2022021546-appb-img-000008
[조건식 2]
Figure PCTKR2022021546-appb-img-000009
상기 'f'는 상기 렌즈 어셈블리에 포함된 복수 개의 렌즈들 중 상 측과 가장 가까운 렌즈를 제외한 렌즈들의 각 초점거리, 'ft'는 전체 광학계의 초점거리, 'vd'는 각 렌즈들의 Abbe수, 그리고 'FOV'는 전체 광학계의 화각)
일 실시예에 따르면, 상기 렌즈 어셈블리는 상기 제 4 렌즈와 이미지 센서 사이에 배치된 제 5 렌즈를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는 다음의 [조건식 3]을 추가로 만족할 수 있다.
[조건식 3]
Figure PCTKR2022021546-appb-img-000010
상기 'vdl'은 상기 렌즈 어셈블리에서 상 측에 가장 가까운 렌즈의 아베수.
일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는 다음의 [조건식 4]를 추가로 만족할 수 있다.
[조건식 4]
0.8<R_L1S2/R_L3S6<2
상기 R_L1S2는 제 1 렌즈의 피사체 측 면의 곡률 반경, R_L3S6은 제 3 렌즈의 피사체 측 면의 곡률 반경임.
일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는 다음의 [조건식 5]를 추가로 만족할 수 있다.
Figure PCTKR2022021546-appb-img-000011
상기 'fi'는 전체 렌즈 어셈블리에 포함된 각 렌즈들의 초점거리, 'ft'는 전체 광학계의 초점거리, 'vi'는 각 렌즈의 Abbe수.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 렌즈는 정의 굴절력을, 상기 제 2 렌즈는 부의 굴절력을, 상기 제 3 렌즈는 정의 굴절력을, 상기 제 4 렌즈는 부의 굴절력을 가질 수있다.
일 실시예에 따르면, 상기 광학 부재는 상기 광축에 교차하는 방향으로 입사된 광의 제 1 광경로를 제 2 광경로로 변환시키도록 구성된 제 1 광학 부재와, 상기 제 1 광학 부재보다 피사체 측에 더 가까이 배치되며 제 1 광경로의 입사각을 변화시킬 수 있는 제 2 광학 부재를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 광학 부재는 미러 또는 단면이 삼각형인 프리즘을 포함하고,상기 제 2 광학 부재는 단면이 웨지(wedge) 형태인 프리즘을 포함하거나 웨지 형태로 가변할 수 있는 프리즘을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 렌즈 어셈블리에 포함된 복수 개의 렌즈들, 상기 제 1 광학 부재, 또는 상기 제 2 광학 부재를 이용하여 이미지 센서에 안정에 제공된 이미지를 안정화하게 하도록 구서오딜 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 렌즈 어셈블리에서 상 측에 가장 가까운 렌즈와 상기 이미지 센서 사이에 배치된 제 3 광학 부재를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 렌즈 어셈블리를 포함하는 전자 장치에 있어서, 의 굴절력(positive reflective power)을 가진 제 1 렌즈, 부의 굴절력(negative reflective power)을 가진 제 2 렌즈, 정의 굴절력을 가진 제 3 렌즈, 부의 굴절력을 가진 제 4 렌즈 및 제 5 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리로서, 상기 제 1 렌즈, 제 2 렌즈, 제 3 렌즈, 제 4 렌즈 및 제 5 렌즈는 피사체 측으로부터 상 측으로 광축 방향을 따라 순차적으로 배열된 렌즈 어셈블리; 및 이미지 센서;를 포함하고, 상기 렌즈 어셈블리는, 다음의 [조건식 1] 및 [조건식 2]를 만족하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
[조건식 1]
Figure PCTKR2022021546-appb-img-000012
[조건식 2]
Figure PCTKR2022021546-appb-img-000013
상기 'f'는 상기 제 5 렌즈를 제외한 나머지 렌즈들의 각 초점거리, 'ft'는 전체 광학계의 초점거리, 'vd'는 각 렌즈들의 Abbe수, 상기 'FOV'는 전체 광학계의 화각임.
일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는 다음의 [조건식 3]을 추가로 만족할 수 있다.
[조건식 3]
Figure PCTKR2022021546-appb-img-000014
상기 'vdl'은 제 5 렌즈의 아베수.
일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는 다음의 [조건식 4]를 만족할 수 있다.
[조건식 4]
0.8<R_L1S2/R_L3S6<2
상기 R_L1S2는 제 1 렌즈의 피사체 측 면의 곡률 반경, R_L3S6은 제 3 렌즈의 피사체 측 면의 곡률 반경임.
일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는 다음의 [조건식 5]를 만족할 수 있다.
[조건식 5]
Figure PCTKR2022021546-appb-img-000015
상기 'fi'는 전체 렌즈 어셈블리에 포함된 각 렌즈들의 초점거리, 'ft'는 광학계의 초점거리, 'vi'는 각 렌즈의 Abbe수.
일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는 상기 렌즈 어셈블리에 인접한 적어도 하나의 광학 부재를 더 포함하고, 상기 렌즈 어셈블리와 상기 광학 부재는 굴절형 광학 장치를 형성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는 상기 렌즈 어셈블리보다 상기 피사체 측에 인접 배치된 다른 광학 부재를 더 포함하고, 상기 렌즈 어셈블리와 상기 광학 부재는 굴절형 광학 장치를 형성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는 상기 렌즈 어셈블리보다 상기 피사체 측에 인접 배치된 적어도 하나의 광학 부재를 더 포함하고, 상기 렌즈 어셈블리와 상기 광학 부재는 굴절형 광학 장치를 형성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 렌즈 어셈블리보다 피사체 측에 가까이 배치되며, 상기 광축에 교차하는 방향에서 입사된 외부의 빛을 반사 또는 굴절시켜 상기 광축 방향을 따라 상기 렌즈 어셈블리에 입사시키도록 구성된 또 다른 광학 부재;를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 광학 부재는 상기 광축에 교차하는 방향으로 입사된 광의 제 1 광경로를 제 2 광경로로 변환시키고, 상기 또 다른 광학 부재는 상기 적어도 하나의 광학 부재보다 피사체 측에 더 가까이 배치되며 제 1 광경로의 입사각을 변화시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 광학 부재는 미러 또는 삼각 프리즘을 포함하고, 상기 또 다른 광학 부재는 웨지(wedge) 형태의 프리즘을 포함하거나 웨지 형태로 가변할 수 있는 프리즘을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 광학 부재, 또 다른 광학 부재 또는 상기 렌즈 어셈블리에 포함된 복수 개의 렌즈들은 이미지 센서에 제공되는 이미지를 안정화하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 렌즈 어셈블리에서 상기 제 5 렌즈와 상기 이미지 센서 사이에 배치된 제 3 광학 부재를 더 포함할 수 있다.
이상, 본 개시의 일 실시예에 대한 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 개시의 요지에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 구체적인 실시예에서는 복수의 렌즈들의 치수 등은, 실제 제작될 렌즈 어셈블리 또는 그러한 렌즈 어셈블리가 탑재될 전자 장치의 구조와 요구 사양, 실제 사용 환경 등에 따라 적절하게 설정될 수 있다.

Claims (10)

  1. 전자 장치에 있어서,
    피사체 측으로부터 상 측으로 광축 방향을 따라 배열된 복수 개의 렌즈들을 포함하는 렌즈 어셈블리;
    상기 렌즈 어셈블리보다 피사체 측에 가까이 배치되며, 상기 광축에 교차하는 방향에서 입사된 외부의 빛을 반사 또는 굴절시켜 상기 광축 방향을 따라 상기 렌즈 어셈블리에 입사시키도록 구성된 광학 부재;및
    이미지 센서;를 포함하고,
    상기 복수 개의 렌즈들은 상기 광축 방향을 따라 순차적으로 배열된 제 1 렌즈, 제 2 렌즈, 제 3 렌즈, 및 제 4 렌즈를 포함하고,
    상기 렌즈 어셈블리는, 다음의 [조건식 1] 및 [조건식 2]를 만족하는 전자 장치.
    [조건식 1]
    Figure PCTKR2022021546-appb-img-000016
    [조건식 2]
    Figure PCTKR2022021546-appb-img-000017
    (여기서, 'f'는 상기 렌즈 어셈블리에 포함된 복수 개의 렌즈들 중 상 측과 가장 가까운 렌즈를 제외한 렌즈들의 각 초점거리, 'ft'는 전체 광학계의 초점거리, 'vd'는 각 렌즈들의 Abbe수, 'FOV'는 전체 광학계의 화각)
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈 어셈블리는 상기 제 4 렌즈와 이미지 센서 사이에 배치된 제 5 렌즈를 더 포함하는 전자 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    다음의 [조건식 3]을 만족하는 전자 장치.
    [조건식 3]
    Figure PCTKR2022021546-appb-img-000018
    (여기서, 'vdl'은 상기 렌즈 어셈블리에서 상 측에 가장 가까운 렌즈의 아베수)
  4. 제 1 항에 있어서,
    다음의 [조건식 4]를 만족하는 전자 장치.
    [조건식 4]
    0.8<R_L1S2/R_L3S6<2
    (여기서, 'R_L1S2'는 상기 렌즈 어셈블리에서 피사체 측으로부터 첫번째에 배치된 제 1 렌즈의 피사체 측 면의 곡률 반경, 'R_L3S6'은 피사체 측으로부터 세번째에 배치된 제 3 렌즈의 피사체 측 면의 곡률 반경)
  5. 제 1 항에 있어서,
    다음의 [조건식 5]를 만족하는 전자 장치.
    [조건식 5]
    Figure PCTKR2022021546-appb-img-000019
    (여기서, 'fi'는 전체 렌즈 어셈블리에 포함된 각 렌즈들의 초점거리, 'ft'는 전체 광학계의 초점거리, 'vi'는 각 렌즈의 Abbe수, 상기 조건식 2의 'FOV'는 전체 광학계의 화각(field of view)임)
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 렌즈는 정의 굴절력을,
    상기 제 2 렌즈는 부의 굴절력을,
    상기 제 3 렌즈는 정의 굴절력을,
    상기 제 4 렌즈는 부의 굴절력을 가지는 전자 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 부재는 상기 광축에 교차하는 방향으로 입사된 광의 제 1 광경로를 제 2 광경로로 변환시키도록 구성된 제 1 광학 부재와, 상기 제 1 광학 부재보다 피사체 측에 더 가까이 배치되며 제 1 광경로의 입사각을 변화시킬 수 있는 제 2 광학 부재를 포함하는 전자 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 광학 부재는 미러 또는 단면이 삼각형인 프리즘을 포함하고,
    상기 제 2 광학 부재는 단면이 웨지(wedge) 형태인 프리즘을 포함하거나 웨지 형태로 가변할 수 있는 프리즘을 포함하는 전자 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 렌즈 어셈블리에 포함된 복수 개의 렌즈들, 상기 제 1 광학 부재, 또는 상기 제 2 광학 부재는 상기 이미지 센서에게 제공되는 이미지를 안정화시키도록 구성된 전자 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈 어셈블리에서 상 측에 가장 가까운 렌즈와 상기 이미지 센서 사이에 배치된 제 3 광학 부재를 더 포함하는 전자 장치.
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