Image Lens System

2020-01-16 23:55:38 작성, 873 읽음

1. 들어가며

본 게시물은, Apple의 카메라 특허(US 10,310,222 B2, 이하 Yao)를 간략히 소개합니다. 

스마트폰을 이용하여 보다 고 품질의 이미지를 획득하기 위한 기술들이 개발하고 있습니다.  본 게시물은, 스마트폰에 실장될만큼 작은 크기를 가지면서 고 품질의 이미지를 획득하기 위해, 카메라의 렌즈를 복수의 렌즈 엘레멘트로 구성한 Apple의 기술을 확인할 수 있습니다.  

 

2. Yao의 기술 내용 요약

 

(1) Yao의 카메라의 Lens의 구조 
  1) Yao는, 위 Fig.1과 같이, object side로부터 image side를 따라, 제1 렌즈 엘레멘트, 제2 렌즈 엘레멘트, 제3 렌즈 엘레멘트, 제4 렌즈 엘레멘트, 제5 렌즈 엘레멘트, 및 제6 렌즈 엘레멘트를 배치한 Lens 구조를 제안하고 있습니다. 
  2) Yao의 렌즈 엘레멘트들에서, 제1 렌즈 엘레멘트, 제3 렌즈 엘레멘트, 제5 렌즈 엘레멘트는, positive refractive power를 가지며, 제2 렌즈 엘레멘트, 제4 렌즈 엘레멘트, 및 제6 렌즈 엘레멘트는 negative refractive power를 가집니다.  다시 말해, Yao에서 제안하는 Lens의 구조의 메인 기술적 특징은, 낮은 F-number들 및 넓은 FOV(field of view)에서 밝은 이미지를 획득하면서 수차(aberration)를 줄이기 위해, 굴적력이 PNPNPN으로 번갈아 배치된 여섯개의 렌즈 엘레멘트들을 포함하는 것입니다. 

(2) Yao의 부가적 기술적 특징1 

 

  1) Yao는, 제3 렌즈 엘레멘트와 제4 렌즈 엘레멘트 사이의 spacing을, 위 도면과 같이  구성하는 것을 제안하고 있습니다. 

   2) 구체적으로, Yao는, 위의 수학식과 같은 관계를 가지도록 제3 렌즈 엘레멘트와 제4 렌즈 엘레멘트 사이의 spacing을 디자인하고 있습니다. 

  3) 이러한 구성은, 낮은 F-number들에서 넓은 FOV를 가지는 상태에서, 이미지 주변의 수차를 제어하기 위한 것입니다.  또한, 이러한 구성은, flare 현상을 제거하거나 줄이기 위한 것이기도 합니다. 

(3) Yao의 부가적 기술적 특징2 

  1) Yao는, 위의 Fig. 25와 같이, first aperture stop 뿐 아니라, 제1 렌즈 엘레멘트와 제2 렌즈 엘레멘트 사이에 secondary aperture stop을 포함합니다. 

  2) 이는, 이미지 가장 자리 주변의 light field 부분을 제거하기 위함입니다. 

 

3. Yao의 claim 분석

(1) Yao의 등록 claim 1은 하기와 같습니다. 

(2) Claim 1 분석 

  1) Claim 1은, i) 상술한 Yao의 메인 기술적 특징에 해당하는 노란색 마크 업 부분(굴절력이 PNPNPN으로 배치된 여섯개의 렌즈 엘레멘트들)과, ii) Yao의 발명이 배경이 되는 녹색 마크 업 부분(6.2 mm 미만인 TTL 및 2.2 미만의 F-number 상태)과, iii) Yao의 부가적 기술적 특징1에 해당하는 옥색 마크 업 부분(제3 렌즈 엘레멘트와 제4 렌즈 엘레멘트 사이의 spacing 설계)을 포함하고 있습니다. 

  2) 노란색 마크 업 부분에 해당하는 내용은, Yao의 메인 기술적 특징에 해당하기는 하나, 이는 아래와 같이, 선행 Huang의 Par. 95 to 100에서 개시하고 있기 때문에, Apple은 부가적 기술적 특징1에 해당하는 옥색 마크 업 부분을 부가한 것으로 판단됩니다. 

  3) 수치 한정에 대하여 

    a) 비록, 가급적 지양한다는 수치 한정이 Yao의 claim 1에 있으나, Yao는 제3 렌즈 엘레멘트와 제4 렌즈 엘레멘트 사이의 공간에서 Za 및 Zh에 해당하는 부분이 정확히 어떤 부분인지 청구항 및 명세서 상에서 명시적으로 기재하고 있기 때문에, Yao의 claim 1에서의 수치 한정은, 권리범위를 좁히는 한정에 해당함은 별론, Huang을 고려할 때 나쁜 한정은 아니라고 판단됩니다. 

    b) 또한, 비록 수치 한정이 수행되었으나, 타인이 Yao의 Claim 1에 해당하는 기술을 실시하는 경우, Yao는 명세서 상의 복수의 도면들 및 참고 자료를 통해 Za에 대한 Zh의 비율이 0.7 초과인 것이 어떤 기술적 의미를 가지며 효과를 가지는 것인지 잘 기술하고 있기 때문에, Yao의 claim 1에서의 수치 한정은, 나쁜 한정은 아니라고 판단됩니다. 

    c) 또한, Yao는 구조 특허에 해당하기 때문에, Yao의 claim 1에서의 수치 한정은, 나쁜 한정은 아니라고 판단됩니다.   

 

4. 마치며 

(1) Yao는 소형 카메라를 이용하여 고 품질의 이미지(높은 해상도를 가지고, 넓은 화각을 가지며, 밝은 이미지)를 획득하기 위한 렌즈 구조를 제안하고 있습니다. 

(2) 비록, Yao의 OA history를 고려할 때, Yao의 메인 기술적 특징은 모인 기술(Huang)에 해당할 수도 있겠다는 생각이 듭니다. 

(3) 하지만, Yao는, 제3 렌즈 엘레멘트와 제4 렌즈 엘레멘트 사이의 spacing을 잘 정의하고 있으며, 상기 spacing에 따른 기술적 의미와 효과를 잘 기재하고 있기 때문에, 저는 Apple이 다수의 선행 특허들이 있는 카메라 기술 분야에서 나름 의미있는 특허권을 획득한 것이 아닌가 생각하고 있습니다. 

(4) 또한, 구조 특허에서 수치 한정에 대한 상세한 설명의 기재를 충실히 하는 것(기술적 의미 및 효과에 대하여 풍부하게 기재하는 것)에 대한 중요성을 다시 한 번 review할 수 있는 측면에서, Yao의 Claim 1은 의미를 가지는 것으로 판단됩니다.