KR102815908B1

KR102815908B1 - 렌즈, 렌즈 어셈블리 및 휴대용 전자기기

Info

Publication number: KR102815908B1
Application number: KR1020220106947A
Authority: KR
Inventors: 이태경; 김병주; 이정호; 강나이; 김정훈; 엄재군
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2022-08-25
Filing date: 2022-08-25
Publication date: 2025-06-04
Anticipated expiration: 2042-08-25
Also published as: TWI887035B; US20240069310A1; CN117631102A; TW202443191A; TW202409611A; KR20240028774A; TWI852416B

Abstract

본 발명의 일 실시형태는 렌즈부와, 상기 렌즈부의 표면 중 적어도 일부를 커버하는 중간층 및 상기 중간층의 표면 중 적어도 일부를 커버하며, 베이스층 및 상기 베이스층 내에 포함된 UV 흡수재를 포함하는 렌즈를 제공한다.

Description

렌즈, 렌즈 어셈블리 및 휴대용 전자기기{Lens, Lens Assembly and Mobile Electronic Device}

본 발명은 렌즈, 렌즈 어셈블리 및 휴대용 전자기기에 관한 것이다.

휴대폰, 태블릿 PC, 노트북 PC 등과 같은 휴대용 전자기기에서 카메라의 기능이 고도화됨에 따라 이에 사용되는 렌즈의 기술도 고도화되고 있다. 렌즈는 빛을 모으거나 분산시키는 역할을 한다. 이러한 특성으로 렌즈는 상의 크기를 확대시키거나 축소시킬 수 있는데 빛의 직전, 굴절 특성을 이용하는 것이 렌즈의 대표적인 특성이다. 이 두 가지 특성을 이용하면 렌즈를 통과한 빛의 상 크기를 확대 및 축소할 수 있다. 그리고 렌즈를 통할 경우 실제 보는 시야와는 다르기 때문에 눈으로 보는 것보다 더 넓게 또는 더 확대한 모습을 담을 수 있는 렌즈를 카메라에 이용하게 된다. 하지만 빛이 굴절되는 과정에서 빛이 한 점에 모이지 않고 번지거나 일그러지게 되는데 이러한 현상을 수차라고 한다. 수차로 인하여 사진을 찍을 때 렌즈의 상을 왜곡시키고 선명도에 영향을 줘 해상도를 저하시킬 수 있다. 이러한 문제를 보완하기 위해 다양한 렌즈의 결합 구조를 사용하고 있으며, 카메라에 사용하는 렌즈를 다양하게 결합하면 수차 보정을 할 수 있다.

그런데 렌즈에 입사되는 광이 렌즈의 표면이나 내벽 등에서 내면 반사를 일으키는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 빛은 화면에 플레어(flare) 현상을 일으키는 원인이 될 수 있으며, 이와 같은 현상을 방지하기 위하여, 가시광선 영역의 광 투과율 및 광 반사율을 최소화할 필요가 있다. 또한, 렌즈를 이물, 물방울 등으로부터 보호하기 위해 발수층을 사용할 수 있는데 이 경우 외부 환경에 장시간 노출됨에 따라 발수층이 손상이 되는 경우 렌즈의 신뢰성이 저하될 수 있다.

본 발명의 목적 중 하나는 UV 신뢰성이 향상된 코팅구조를 갖는 렌즈와 이를 포함하는 렌즈 어셈블리, 휴대용 전자기기를 제공하는 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 방법으로, 본 발명은 일 예를 통하여 렌즈의 신규한 구조를 제안하고자 하며, 구체적으로, 렌즈부와, 상기 렌즈부의 표면 중 적어도 일부를 커버하는 중간층 및 상기 중간층의 표면 중 적어도 일부를 커버하며, 베이스층 및 상기 베이스층 내에 포함된 UV 흡수재를 포함한다.

일 실시 예에서 상기 UV 흡수재는 무기 입자를 포함할 수 있다.

일 실시 예에서 상기 무기 입자는 CeO₂, ZnO, TiO₂, WO₃로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.

일 실시 예에서 상기 무기 입자는 나노 사이즈 무기 입자를 포함할 수 있다.

일 실시 예에서 상기 나노 사이즈 무기 입자는 50nm 이하의 직경을 가질 수 있다.

일 실시 예에서 상기 무기 입자의 직경은 상기 베이스층의 두께보다 작을 수 있다.

일 실시 예에서 상기 UV 흡수재는 유기 재료를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에서 상기 UV 흡수재에서 상기 무기 입자는 상기 발수층의 단위 면적에 대한 면적 비율이 10% 이하일 수 있다.

일 실시 예에서 상기 중간층은 실록산, SiO₂, SiON, Si₃N₄, TiO₂, TiON, TiN로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 물질층을 포함할 수 있다.

일 실시 예에서 상기 중간층은 서로 다른 굴절율을 갖는 제1층 및 제2층이 1회 이상 교대로 적층된 다층 구조를 포함할 수 있다.

일 실시 예에서 상기 UV 흡수재 중 적어도 일부는 상기 중간층과 접촉할 수 있다.

일 실시 예에서 상기 UV 흡수재는 모두 상기 중간층과 접촉할 수 있다.

일 실시 예에서 상기 발수층과 상기 중간층 사이 및 상기 렌즈부와 상기 중간층과 사이 중 적어도 하나에 형성된 UV 흡수층을 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에서 상기 UV 흡수층의 두께는 상기 발수층의 두께보다 얇을 수 있다.

일 실시 예에서 상기 UV 흡수층은 무기물로 형성될 수 있다.

일 실시 예에서 상기 UV 흡수재는 상기 UV 흡수층과 접촉할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 측면은,

적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리에 있어서, 상기 적어도 하나의 렌즈 중 적어도 하나는 렌즈부와, 상기 렌즈부의 표면 중 적어도 일부를 커버하는 중간층 및 상기 중간층의 적어도 일부를 커버하며, 베이스층 및 상기 베이스층 내에 포함된 UV 흡수재를 포함하는 발수층을 포함하는 렌즈 어셈블리를 제공한다.

일 실시 예에서 상기 발수층을 포함하는 렌즈는 광축 방향으로 상기 적어도 하나의 렌즈 중에서 상기 렌즈 어셈블리의 최외측에 배치될 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면은,

디스플레이부 및 렌즈 어셈블리를 포함하는 휴대용 전자기기에 있어서, 상기 렌즈 어셈블리는 적어도 하나의 렌즈를 포함하며, 상기 적어도 하나의 렌즈 중 적어도 하나는 렌즈부와, 상기 렌즈부의 표면 중 적어도 일부를 커버하는 중간층 및 상기 중간층의 적어도 일부를 커버하며, 베이스층 및 상기 베이스층 내에 포함된 UV 흡수재를 포함하는 발수층을 포함하는 렌즈인 휴대용 전자기기를 제공한다.

일 실시 예에서 상기 발수층을 포함하는 렌즈는 상기 적어도 하나의 렌즈의 광축 방향으로 상기 렌즈 어셈블리의 최외측에 배치될 수 있다.

일 실시 예에서 상기 렌즈 어셈블리는 상기 디스플레이부에 의하여 커버될 수 있다.

일 실시 예에서 상기 렌즈 어셈블리는 강화 유리에 의하여 커버될 수 있다.

본 발명의 일 예에 따른 렌즈의 경우, UV광 등의 외부 환경에 대한 내구성이 향상된 코팅구조를 포함하며 이로부터 렌즈의 신뢰성이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 렌즈를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2 내지 10은 도 1의 렌즈에서 일 영역을 확대하여 나타낸 것이다.
도 11은 렌즈 어셈블리를 개략적으로 나타낸 절개 사시도이다.
도 12 및 도 13은 휴대용 전자기기를 개략적으로 나타낸 사시도이며, 각각 전면부와 후면부를 나타낸다.
도 14 및 도 15는 각각 도 12 및 도 13에서 렌즈 어셈블리의 주변 영역을 확대하여 나타낸 단면도이다.

이하, 구체적인 실시형태 및 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 통상의 기술자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다. 나아가, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 렌즈를 개략적으로 도시한 단면도이다. 그리고 도 2 내지 10은 도 1의 렌즈에서 일 영역을 확대하여 나타낸 것이다. 우선, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 렌즈(100)는 렌즈부(110), AR 코팅층(Anti-Reflective coating layer, 120), 발수층(130)을 포함하며, 여기서, 발수층(130)은 베이스층(131)과 UV 흡수재(132)를 포함한다. 발수층(130) 내에 UV 흡수재(132)를 혼입시킴에 따라 UV에 의한 발수층(130)의 손상을 저감할 수 있으므로 발수층(130)의 내구성이 향상될 수 있다. 그리고 발수층(130)의 내구성 향상은 렌즈(100)의 신뢰성 향상으로 이어질 수 있다. 또한, AR 코팅층(120)을 채용하여 렌즈(100)의 반사도가 저감됨으로써 플레어 현상을 방지할 수 있다. 이하 렌즈(100)의 주요 구성 요소들을 설명한다.

렌즈부(110)의 경우, 그 형상이나 종류는 특별히 제한되지 않으며 카메라 모듈 등의 광학기기에 사용될 수 있는 렌즈 형태로 구현될 수 있다. 따라서, 렌즈부(110)의 형상은 도 1에 도시된 것이 아닌 다른 형태로 변형될 수도 있을 것이다. 렌즈부(110)는 수지 성분을 포함하는 플라스틱 수지로 형성될 수 있으며, 예컨대 상기 플라스틱 수지는 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 폴리올레핀(Polyolefin) 중 적어도 하나의 성분을 포함할 수 있다. 여기서 폴리올레핀은 시클로올레핀 폴리머(Cycloolefin Polymer) 및 시클로올레핀 코폴리머(Cycloolefin Copolymer) 중 적어도 1종을 포함하는 것일 수 있다. 다만 렌즈부(110)는 다른 재질로 형성될 수도 있으며 예컨대, 글라스(glass)로 형성될 수 있다.

중간층(120)은 렌즈부(110)의 표면 중 적어도 일부를 커버하며 예컨대 도 2에 도시된 형태와 같이 렌즈부(110)의 제1면(S1)을 커버할 수 있다. 중간층(120)은 버퍼층일 수 있으며 이 경우 단일층으로 제공될 수 있다. 중간층(120)이 버퍼층으로 제공되는 경우, 이를 커버하는 발수층(130)이 충분한 두께로 전체적으로 균일하게 형성될 수 있으며, 또한, 렌즈부(110)를 효과적으로 보호할 수 있다. 중간층(120)은 CVD (Chemical Vapor Deposition), PVD (Physical Vapor Deposition) 등의 공정을 이용하여 형성될 수 있다. 또한, 버퍼층으로서의 기능을 고려하였을 때 중간층(120)은 실록산, SiO2, SiON, Si₃N₄, TiO₂, TiON, TiN로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 물질층을 포함할 수 있으며, 예컨대, 중간층(120)이 Si기를 포함하는 물질층인 경우 발수층(130)과 더욱 효과적으로 결합될 수 있다.

도 3의 변형 예와 같이, 중간층(120')은 AR 코팅층(Anti-Reflective coating layer)일 수 있다. 중간층(120')이 AR 코팅층으로 구현됨으로써 렌즈(100)의 반사도가 낮아질 수 있으며 이로부터 플레어 현상이 저감될 수 있다. 이 경우, 중간층(120')은 서로 다른 굴절율을 갖는 제1층(121) 및 제2층(122)이 1회 이상 교대로 적층된 다층 구조를 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 중간층(120') SiO₂층(121) 및 TiO₂층(122)의 적층 구조를 포함할 수 있다.

한편, 중간층(120, 120')의 두께는 비파괴 검사와 파괴 검사 모두를 활용하여 측정될 수 있다. 비파괴 검사의 예로서 타원계측법(ellipsometer), 반사측정법(reflectometer) 등이 있다. 파괴 분석의 일 예로서, 중간층(120, 120')을 FIB (Focused Ion Beam) 단면 가공한 후 TEM 분석을 할 수 있으며, 중간층(120, 120')의 단면은 렌즈부(110)의 중앙부, 즉, 렌즈부(110)의 가장 두꺼운 영역을 포함하도록 취할 수 있다. 그리고 중간층(120, 120')의 두께는 그 표면에 대하여 수직인 방향으로 측정한 거리로 정의될 수 있고 등간격을 갖는 다수의 영역에서 측정한 값들을 평균한 값으로 정해질 수 있다.

발수층(130)은 중간층(120)의 표면 중 적어도 일부를 커버하며, 도 2에 도시된 형태와 같이 중간층(120)에서 렌즈부(110)의 제1면(S1)에 맞은 편, 즉 외측에 위치한 표면을 커버할 수 있다. 발수층(130)은 렌즈부(110) 등의 표면 산화를 방지하는 목적 등으로 채용된 것이며 베이스층(131) 및 UV 흡수재(132)를 포함한다. 여기서 UV 흡수재는 베이스층(131) 내에 포함된다. 베이스층(131)은 발수 기능을 수행하기 위하여 유기물질층으로 형성될 수 있으며, 더욱 구체적으로, Si 헤드(head) 기를 갖는 플루오르-카본(Fluoro-Carbon) 성분을 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이, 발수층(130)은 UV 흡수재(132)를 포함하며, 이 경우, UV 흡수재(132)는 입자 형태일 수 있다. 렌즈(100)의 사용처가 다양화됨에 따라 외부 환경으로부터 렌즈(100)를 적절히 보호할 필요성이 높아지고 있으며 차량용 카메라 등과 같이 외부에 항상 노출된 경우 이러한 필요성은 더욱 높다. 발수층(130)을 채용함으로써 렌즈(100) 표면의 오염이나 수분 등에 의한 광학 특성의 열화가 효과적으로 억제될 수 있다. 그러나 태양광 등으로부터 입사되는 UV광으로 인하여 발수층(130)이 손상을 입을 수 있으며 본 실시 형태에서는 발수층(130) 내에 UV 흡수재(132)를 채용함으로써 UV광으로부터 발수층(130)을 보호할 수 있다.

구체적인 예로서, UV 흡수재(132)는 무기 입자를 포함할 수 있다. 유기 재료만을 이용하여 UV 흡수재를 형성하는 경우에는 UV광의 광 에너지(photon energy)에 의하여 유기 재료의 화학 구조가 변형이 생길 수 있으며 이에 따라 UV 흡수재의 변색, 변형 등이 발생할 가능성이 있다. UV 흡수재(132)로서 무기 입자를 사용함으로써 UV 광에 의한 이러한 변색, 변형 등이 최소화될 수 있으므로 렌즈(100)의 신뢰성이 향상될 수 있다. UV 흡수재(132)가 무기 입자인 경우, 상기 무기 입자를 구성하는 물질은 UV 파장대의 광 에너지보다 에너지 밴드갭(bandgap)이 작을 수 있으며, 이는 UV 파장대의 광 에너지보다 에너지 밴드갭이 큰 재료를 사용할 경우 UV광 중 흡수되지 않고 투과되는 양이 증가할 수 있는 것을 고려한 조건이다. 더욱 구체적으로, UV 흡수재(132)에 포함된 무기 입자의 경우, UV광의 흡수율이 상대적으로 높은 물질, 예컨대, CeO₂, ZnO, TiO₂, WO₃로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만, UV 흡수재(132)는 무기 성분으로만 구현되어야 하는 것은 아니며 유기 재료를 더 포함할 수도 있다. UV 흡수재(132)가 유기 재료를 더 포함함으로써 흡수 가능한 UV 파장 대역이 넓어질 수 있으며 UV 흡수 효율이 더욱 향상될 수 있다. UV 흡수재(132)에 포함될 수 있는 유기 재료는 benzophenones, oxalanilides, benzotriazoles, triazines 등을 예로 들 수 있으며, 각각의 재료는 낮은 비용(benzophenones), 낮은 변색성(oxalanilides), 높은 흡광도(benzotriazoles, triazines) 등의 장점을 갖는다.

UV 흡수재(132)의 무기 입자는 나노 사이즈 무기 입자를 포함할 수 있으며, 여기서 상기 나노 사이즈 무기 입자는 50nm 이하의 직경을 가질 수 있다. 입자 사이즈가 클 경우 UV광의 흡수보다는 산란에 의한 효과가 더욱 지배적일 수 있으며 본 발명자들의 연구에 따르면 UV 흡수재(132)가 나노 사이즈인 경우, 특히 50nm 이하인 경우 UV광의 흡수 효과가 더욱 향상될 수 있다. 다만 이 경우에도 상기 무기 입자의 직경은 베이스층(131)의 두께(t1)보다 작은 것이 바람직하다. 여기서, 베이스층(131)의 두께(t1)는 중간층(120)과 관련하여 상술한 비파괴 검사나 파괴 검사를 사용하여 측정될 수 있다. 다만 베이스층(131)이 매우 얇아서 상술한 두께 측정 방법을 사용하기 어려운 경우에는 TEM 분석 시 두께 방향으로 EDS (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) 분석을 하여 베이스층(131)의 성분, 예컨대, 불소(Fluorine) 성분을 확인함으로써 베이스층(131)을 구분할 수 있다.

한편, 발수층(130)은 베이스층(131) 형성을 위한 코팅액에 무기 입자들을 분산시킨 후 이를 중간층(120)의 표면에 적용하는 방법 등으로 얻어질 수 있다. 그리고 UV 흡수재(132)의 경우 입자의 형태는 반드시 구형일 필요는 없으며 적어도 일부는 판상형이나 침상 등으로 형성될 수도 있다. 한편, UV 흡수재(132)의 함량이 증가할 경우 UV 흡수 기능 면에서 유리하지만 렌즈(100)의 광투과율 면에서는 불리할 수 있다. 이를 고려한 조건으로서, UV 흡수재(132)에서 무기 입자의 함량은 발수층(130)의 단위 면적에 대한 면적 비율이 10% 이하일 수 있다.

도 4 내지 10을 참조하여 추가적인 변형 예들에 따른 렌즈들을 설명한다. 우선, 도 4의 변형 예의 경우, 중간층(120) 및 발수층(130)의 적층 구조는 렌즈부(110)의 일면(S1) 및 이에 대향하는 타면(S2)에 모두 형성된다. 즉, 중간층(120)과 발수층(130)은 렌즈부(110)의 양면(S1, S2)에서 렌즈부(110)를 커버한다. 본 변형 예와 같이, 렌즈부(110)의 양면(S1, S2)에 UV 흡수재(132)를 포함하는 발수층(130)이 형성됨에 따라 렌즈의 신뢰성이 더욱 향상될 수 있다. 도 4의 변형 예와 같은 양면 코팅 구조는 이하의 실시 형태들에도 모두 적용될 수 있을 것이다.

다음으로 도 5의 변형 예의 경우, UV 흡수재(132) 중 적어도 일부는 중간층(120)과 접촉하는 구조이다. 도시된 형태와 같이, UV 흡수재(132)는 모두 중간층(120)과 접촉할 수 있다. 이러한 접촉 구조는 발수 기능을 하는 베이스층(131)을 형성하기 전에 UV 흡수재(132)를 중간층(120)에 흡착시키는 방법 등으로 구현될 수 있다. UV 흡수재(132)가 중간층(120)에 접착된 구조를 사용함으로써 UV 흡수재(132)의 위치, 함량 등을 조절하기 용이하며 이로부터 발수층(130)의 UV광 흡수 기능을 정밀하게 조절할 수 있다. 또한, 필요에 따라서는 도 6의 변형 예와 같이 UV 흡수재(132)의 일부는 중간층(120)과 접촉되고 나머지는 UV 흡수재(132)와 접촉하지 않도록 발수층(130)을 설계할 수도 있을 것이다.

다음으로 도 7 내지 10의 변형 예는 UV 흡수 기능을 더욱 강화하기 위하여 UV 흡수층(140)이 추가된 형태이다. UV 흡수층(140)은 발수층(130)과 중간층(120) 사이에 배치되거나(도 7의 예), 렌즈부(110)와 중간층(120)과 사이에 배치될 수 있다(도 8의 예). 또한, 도 9에 도시된 형태와 같이, 도 UV 흡수층(140)은 발수층(130)과 중간층(120) 사이 및 렌즈부(110)와 중간층(120)과 사이 모두에 배치될 수도 있을 것이다. UV 흡수층(140)의 보조적인 기능을 고려하였을 때 UV 흡수층(140)의 두께(t2)는 발수층(130)의 두께(t1)보다 얇을 수 있으며 예컨대 50nm 이하일 수 있다. UV 흡수층(140)은 무기물로 형성될 수 있으며 UV 흡수재(132)와 마찬가지로 CeO₂, ZnO, TiO₂, WO₃로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 도 10에 도시된 형태와 같이, UV 흡수재(132)는 UV 흡수층(140)과 접촉할 수 있다.

도 11 내지 15를 참조하여 상술한 렌즈가 적용된 예들을 설명한다. 우선, 도 11은 렌즈 어셈블리를 개략적으로 나타낸 절개 사시도이다. 본 실시 형태에서, 렌즈 어셈블리(500)는 적어도 하나의 렌즈(301-304)를 포함한다. 본 실시 형태에서는 렌즈 어셈블리(500)가 4개의 렌즈(301-304)를 포함하며, 렌즈(301-304)의 개수나 각각의 형상은 필요한 기능이나 크기 조건 등에 따라 바뀔 수 있을 것이다. 렌즈 어셈블리(500)는 복수의 렌즈(301-304) 외에 렌즈공(350h)을 갖는 렌즈 배럴(350)을 포함할 수 있다. 렌즈 배럴(350)은 중공이 형성된 원통 형상을 가질 수 있으며, 렌즈 배럴(350)의 일면에는 광 투과를 위한 렌즈공(350h)이 관통 형성될 수 있다. 복수의 렌즈(301-304) 중 적어도 하나의 렌즈(301)는 상술한 실시 형태에 따른 렌즈를 채용할 수 있다. 즉, 도시된 형태와 같이, 렌즈(301)는 렌즈부(110), 중간층(120), 발수층(130)을 포함하며, 여기서 발수층(130)은 베이스층(131) 및 UV 흡수재(132)를 포함한다. 발수층(130)을 포함하는 렌즈(301)는 광이 입사하는 측, 즉, 광축 방향(도면을 기준으로 X 방향)으로 복수의 렌즈(301-304) 중에서 렌즈 어셈블리(500)의 최외측에 배치될 수 있다. 복수의 렌즈(301-304) 중 최외측에 배치된 렌즈(301)가 렌즈 어셈블리(500)의 신뢰성, 반사도 등에 가장 큰 영향을 미치므로, 본 실시 형태와 같이 최외측에 발수층(130)을 렌즈(301)를 채용함으로써 렌즈 어셈블리(500)의 UV광에 대한 내구성, 반사도 저감 효과 등이 극대화될 수 있다.

한편, 발수층(130)을 렌즈(301)는 도 11에 도시된 형태 외에도 앞서 설명한 다양한 구조(예컨대, 도 3 내지 10에 도시된 형태)를 가질 수 있다. 또한, 최외측에 배치된 렌즈(301) 외의 나머지 렌즈들(302-304) 중 적어도 하나에도 렌즈(301)와 같은 코팅부를 적용하여 렌즈 어셈블리(500)의 신뢰성이 더욱 향상될 수 있을 것이다. 렌즈 어셈블리(500)에 대한 이러한 다양한 변형 구조들은 이하의 휴대용 전자기기에도 적용될 수 있을 것이다.

도 12 및 도 13은 휴대용 전자기기를 개략적으로 나타낸 사시도이며, 각각 전면부와 후면부를 나타낸다. 그리고 도 14 및 도 15는 각각 도 12 및 도 13에서 렌즈 어셈블리의 주변 영역(B, C)을 확대하여 나타낸 단면도이다. 휴대용 전자기기(600)는 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 PC 등 다양한 전자기기 형태로 제공되며 본 실시 형태에서는 스마트폰을 기준으로 설명한다. 휴대용 전자기기(600)는 주요 구성으로서 디스플레이부(601)와 제1 렌즈 어셈블리(611) 및 제2 렌즈 어셈블리(612)를 포함한다. 다만, 필요에 따라 제1 및 제2 렌즈 어셈블리(611, 612) 중 어느 하나만 사용될 수도 있을 것이다. 디스플레이부(601)와 렌즈 어셈블리(611, 612) 외에 휴대용 전자기기(600)를 구성하는 나머지 주요 요소들(예컨대, 프로세싱 모듈, 통신 모듈, 터치 센싱 모듈 등)은 당 기술 분야에서 공지된 구성을 사용할 수 있으며 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제1 및 제2 렌즈 어셈블리(611, 612)는 도 11에서 설명한 구조를 가질 수 있으며, 구체적으로, 제1 렌즈 어셈블리(611)는 복수의 렌즈(701-704) 외에 렌즈공(750h)을 갖는 렌즈 배럴(750)을 포함할 수 있다. 복수의 렌즈(701-704) 중 적어도 하나의 렌즈(701)는 상술한 실시 형태에 따른 렌즈를 채용할 수 있다. 즉, 도시된 형태와 같이, 렌즈(701)는 렌즈부(110), 중간층(120), 발수층(130)을 포함하며, 여기서 발수층(130)은 베이스층(131) 및 UV 흡수재(132)를 포함한다. 이 경우, 발수층(130)을 포함하는 렌즈(701)는 광이 입사하는 방향, 즉, 광축 방향(도면을 기준으로 Z 방향)으로 복수의 렌즈(701-704) 중에서 제1 렌즈 어셈블리(611)의 최외측에 배치될 수 있다. 마찬가지로, 제2 렌즈 어셈블리(612)는 복수의 렌즈(801-804) 외에 렌즈공(850h)을 갖는 렌즈 배럴(850)을 포함할 수 있다. 복수의 렌즈(801-804) 중 적어도 하나의 렌즈(801)는 상술한 실시 형태에 따른 렌즈를 채용할 수 있다. 즉, 도시된 형태와 같이, 저반사 렌즈(801)는 렌즈부(110), 중간층(120), 발수층(130)을 포함하며, 여기서 발수층(130)은 베이스층(131) 및 UV 흡수재(132)를 포함한다. 이 경우, 발수층(130)을 포함하는 렌즈(801)는 광이 입사하는 방향, 즉, 광축 방향(도면을 기준으로 Z 방향)으로 복수의 렌즈(801-804) 중에서 제1 렌즈 어셈블리(811)의 최외측에 배치될 수 있다.

도시된 형태와 같이, 제1 렌즈 어셈블리(611)는 디스플레이부(601)에 의하여 커버될 수 있으며, 예컨대, 디스플레이부(601) 중 강화 유리 부분에 의하여 커버될 수 있다. 다만, 강화 유리가 제1 렌즈 어셈블리(611)를 커버하는 경우 상기 강화 유리는 디스플레이부(601)의 일부 구성일 필요는 없을 것이다. 이렇게 제1 렌즈 어셈블리(611)가 디스플레이부(601) 등에 의하여 커버되는 경우에는 렌즈에 입사하는 광량이 줄어들 수 있으므로 제1 렌즈 어셈블리(611)의 반사도는 카메라 모듈의 성능에 더욱 큰 영향을 미칠 수 있다. 다시 말해, 휴대용 전자기기(600)의 전면부의 경우, 디스플레이부(601)에 의하여 재1 렌즈 어셈블리(611)가 커버될 수 있으며, 이는 소위 UDC (Under Display Camera) 구조에 해당한다. UDC 구조는 카메라 홀 가공을 줄일 수 있는 장점은 있으나 UDC 구조 구현을 위하여 카메라 위에 추가적인 강화 유리가 배치됨에 따라 카메라에 입사되는 광량은 감소하게 되어 성능 저하가 발생할 수 있다. 따라서 UDC 구조에서 렌즈의 반사도가 높을 경우 카메라 모듈의 성능이 크게 저하될 수 있으며, 본 실시 형태와 같이 렌즈(701)를 입사측, 즉, 디스플레이부(601)에 가장 가깝게 배치함으로써 제1 렌즈 어셈블리(611)의 반사도 저감 효과가 극대화되어 이를 포함하는 카메라 모듈의 성능이 향상될 수 있다. 이러한 반사도 저감 효과는 중간층(120)을 AR 코팅층으로 구현하는 경우 더욱 향상될 수 있을 것이다. 한편, 상술한 예에서는 제1 렌즈 어셈블리(611)가 디스플레이부(601) 등에 의하여 커버되는 경우를 설명하였으나, 실시 형태에 따라서는 제2 렌즈 어셈블리(612)도 광량 손실이 발생할 수 있는 광학 요소 예컨대, 강화 유리 등에 의하여 커버될 수 있으며 이러한 경우 제2 렌즈 어셈블리(612)의 반사도 저감 효과는 더욱 중요할 수 있을 것이다.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이며, 이 또한 첨부된 청구범위에 기재된 기술적 사상에 속한다 할 것이다.

100: 렌즈
110: 렌즈부
120: 중간층
130: 발수층
131: 베이스층
132: UV 흡수재
500: 렌즈 어셈블리
600: 휴대용 전자기기
601: 디스플레이부
611, 612: 렌즈 어셈블리

Claims

렌즈부;
상기 렌즈부의 표면 중 적어도 일부를 커버하는 중간층; 및
상기 중간층의 표면 중 적어도 일부를 커버하며, 베이스층 및 상기 베이스층 내에 포함된 UV 흡수재를 포함하는 발수층;을 포함하며,
상기 UV 흡수재는 무기 입자를 포함하며,
상기 무기 입자 중 적어도 일부는 상기 베이스층의 일면으로부터 노출되어 상기 중간층과 접촉하는 렌즈.
삭제
제1항에 있어서,
상기 무기 입자는 CeO₂, ZnO, TiO₂, WO₃로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 렌즈.
제1항에 있어서,
상기 무기 입자는 나노 사이즈 무기 입자를 포함하는 렌즈.
제4항에 있어서,
상기 나노 사이즈 무기 입자는 50nm 이하의 직경을 갖는 렌즈.
제1항에 있어서,
상기 무기 입자의 직경은 상기 베이스층의 두께보다 작은 렌즈.
제1항에 있어서,
상기 UV 흡수재는 유기 재료를 더 포함하는 렌즈.
제1항에 있어서,
상기 UV 흡수재에서 상기 무기 입자는 상기 발수층의 단위 면적에 대한 면적 비율이 10% 이하인 렌즈.
제1항에 있어서,
상기 중간층은 실록산, SiO2, SiON, Si₃N₄, TiO₂, TiON, TiN로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 물질층을 포함하는 렌즈.
제1항에 있어서,
상기 중간층은 서로 다른 굴절율을 갖는 제1층 및 제2층이 1회 이상 교대로 적층된 다층 구조를 포함하는 렌즈.
삭제
제1항에 있어서,
상기 무기 입자는 모두 상기 중간층과 접촉하는 렌즈.
렌즈부;
상기 렌즈부의 표면 중 적어도 일부를 커버하는 중간층;
상기 중간층의 표면 중 적어도 일부를 커버하며, 베이스층 및 상기 베이스층 내에 포함된 UV 흡수재를 포함하는 발수층; 및
상기 발수층과 상기 중간층 사이에 형성된 UV 흡수층;을 포함하며,
상기 UV 흡수재는 무기 입자를 포함하며,
상기 무기 입자 중 적어도 일부는 상기 베이스층의 일면으로부터 노출되어 상기 UV 흡수층과 접촉하는 렌즈.
제13항에 있어서,
상기 UV 흡수층의 두께는 상기 발수층의 두께보다 얇은 렌즈.
제13항에 있어서,
상기 UV 흡수층은 무기물로 형성된 렌즈.
제13항에 있어서,
상기 UV 흡수재는 상기 UV 흡수층과 접촉하는 렌즈.
적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리에 있어서,
상기 적어도 하나의 렌즈 중 적어도 하나는 렌즈부와, 상기 렌즈부의 표면 중 적어도 일부를 커버하는 중간층 및 상기 중간층의 적어도 일부를 커버하며, 베이스층 및 상기 베이스층 내에 포함된 UV 흡수재를 포함하는 발수층을 포함하며, 상기 UV 흡수재는 무기 입자를 포함하며, 상기 무기 입자 중 적어도 일부는 상기 베이스층의 일면으로부터 노출되어 상기 중간층과 접촉하는 렌즈 어셈블리.
제17항에 있어서,
상기 발수층을 포함하는 렌즈는 광축 방향으로 상기 적어도 하나의 렌즈 중에서 상기 렌즈 어셈블리의 최외측에 배치된 렌즈 어셈블리.
디스플레이부 및 렌즈 어셈블리를 포함하는 휴대용 전자기기에 있어서,
상기 렌즈 어셈블리는 적어도 하나의 렌즈를 포함하며,
상기 적어도 하나의 렌즈 중 적어도 하나는 렌즈부와, 상기 렌즈부의 표면 중 적어도 일부를 커버하는 중간층 및 상기 중간층의 적어도 일부를 커버하며, 베이스층 및 상기 베이스층 내에 포함된 UV 흡수재를 포함하는 발수층을 포함하며, 상기 UV 흡수재는 무기 입자를 포함하며, 상기 무기 입자 중 적어도 일부는 상기 베이스층의 일면으로부터 노출되어 상기 중간층과 접촉하는 렌즈인 휴대용 전자기기.
제19항에 있어서,
상기 발수층을 포함하는 렌즈는 상기 적어도 하나의 렌즈의 광축 방향으로 상기 렌즈 어셈블리의 최외측에 배치된 휴대용 전자기기.
제19항에 있어서,
상기 렌즈 어셈블리는 상기 디스플레이부에 의하여 커버되는 휴대용 전자기기.
제19항에 있어서,
상기 렌즈 어셈블리는 강화 유리에 의하여 커버되는 휴대용 전자기기.