JP2008046597A - 液体レンズアセンブリーおよび液体レンズモジュール用バレル部 - Google Patents

Abstract

【課題】液体レンズモジュールに電流を印加するための構造を単純化した液体レンズアセンブリーを提供する。
【解決手段】電気湿潤方式を用い、二つの電極を通じて電流を印加することによって焦点を制御する液体レンズモジュール、前記液体レンズモジュールを支持するバレル部、及び前記バレル部に連結され、イメージセンサーを備えるハウジングを含んでなり、前記バレル部と前記ハウジングにそれぞれ電極部を備え、前記電極部を通じて前記液体レンズモジュールに電流を印加する。
【選択図】図４

Description

本発明は電気湿潤現象を利用した液体レンズアセンブリーに係り、より詳しくは液体レンズモジュールに電流を印加するための構造を単純化した液体レンズアセンブリーに関するものである。

現在、焦点調整機能を有するカメラは、移動通信端末機、小型デジタルカメラ、自動カメラなど、多様な携帯用マルチメディア器機に適用されており、技術がますます発展するにつれて、前記カメラのような多様な装置を一つの携帯用装置に一体に集積するとともにより小型化しようとする努力が継続的に進んでいる。

従来、焦点調整機能を有するカメラの場合、前記レンズ要素に焦点調整機能を行うために要求される機械的運動のため、従来の焦点調整機能レンズは前記レンズの光学軸に沿って移動するように構成されているから、かなり大きい寸法を有する必要があり、また前記レンズの駆動に要求される別途のモーターなどの構成を別に装着しなければならないため、その大きさにおいて小型化を実現するのに障害になっている。

また、最近、焦点調整機能レンズが装着されたカメラが携帯用端末機などに付着されるにしたがい、その大きさにおいて小型化を実現しなければならないという要求がますます増大しており、さらに、従来のように機械的方式で前記焦点調整レンズを駆動する場合には、前述したような問題の外にも、前記焦点調整レンズを駆動するために設置される電気モーターは相当量のバッテリー電力を消耗するから、携帯用端末機に前記焦点調整レンズを装着するということはかなりの技術的困難を有するという問題があり、これに加えて、従来の機械的な方式を使用してレンズの焦点調整を行うためには、特定量の時間を必要とするという問題があった。

したがって、このような問題を解決するための一方法として、最近、電気湿潤（ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ）方式を利用した液体レンズを従来の機械的な方式のズームレンズに取り替えて使用する方式が提案されており、これに対する活発な研究が現在進んでいる。

まず、液体レンズに関する発明を開示している特許文献１を参照して、このような液体レンズの基本的構成及び機能について略述する。

図１は特許文献１の実施例として提案された液体レンズの概略断面図である。図１に示すように、前記液体レンズは、屈折率が互いに異なり、メニスカス（ｍｅｎｉｓｃｕｓ）１４を介して接触する非混合性の第１流体Ａ及び第２流体Ｂを備え、シリンダー壁を有するシリンダー状の流体チェンバー５、前記シリンダー壁の内側に配置された流体接触層１０、前記流体接触層１０によって前記第１流体Ａ及び第２流体Ｂから分離される第１電極２、及び前記第２流体Ｂを活性化させる第２電極１２を含む。

ここで、前記第１電極２はシリンダー状を有し、絶縁層８でコートされ、金属性物質から作られ、前記第２電極１２は、流体チェンバー５の一側に配置される。また、透明な前方要素４と透明な後方要素６は、前記の二種の流体を収容する前記流体チェンバー５のカバーを形成する。

このような構成を有する液体レンズの動作は次のようである。前記第１電極２と第２電極１２間に電圧が印加されない時、前記流体接触層は第２流体Ｂより第１流体Ａに対して高い湿潤性（ｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙ）を有する。前記第１及び第２電極間に電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が印加されれば、エレクトロウェッティング（ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ）のため、前記第２流体Ｂによる湿潤性が変わり、図示のように、メニスカス１４の接触角Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３が変わることになる。よって、印加電圧によってメニスカスの形状が変化することになり、これを用いて前記液体レンズの焦点調節を行うようにするものである。

すなわち、図１〜図３に示すように、印加電圧の大きさによって第１流体Ｂで測定した前記メニスカス１４と流体接触層１０間の角度はそれぞれ鈍角から鋭角に、例えばおよそ１４０°、１００°、６０°などに変化することになる。ここで、図１は高い負のパワー、図２は低い負のパワー、図３は正のパワーを有する配置を示す。このように流体を利用した液体レンズは、従来のレンズの機械的駆動によって焦点を調節する方式に比べ、小型化及び低電力消耗に利点を持っていることが分かる。

一方、図１〜図３に示すように、従来の液体レンズモジュールは、前記流体に電流を印加するための方法として、電線１５を液体レンズモジュールに直接連結することにより、前記液体レンズモジュール内の流体に電流を印加している。

しかし、前述したように、液体レンズモジュールに直接電線を連結する従来の方式は、前記電線が液体レンズモジュールの外部に備えられたコネクターに連結されるように構成されるから、前記電線を別に処理しなければならないという問題が発生し、さらに前記電線が液体レンズモジュールの外部に形成されることによって見掛けがきれいにならなく、これに加え、前記電線を介して電流を印加する方式は、その動作の信頼度が落ちるという問題が発生する。

また、同図に示すように、液体レンズと関連し、その基本的な動作原理及び構成は開示されているが、前記液体レンズモジュールを実際の製品に適用させるために要求される全体的な液体レンズアセンブリーに関する構成、及びこのような構成における電流を印加する具体的な方法は未だに具体的に開示されていないことが分かる。
ＰＣＴ国際公開番号第ＷＯ０３／０６９３８０号明細書

したがって、本出願人は前述したような問題を解決することができる方案を講究することになった。

本発明は前述したような問題を解消するためになされたもので、本発明の目的は、より簡単で信頼性ある構造を備えて、液体レンズモジュールに電流を印加する液体レンズアセンブリーを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、液体レンズアセンブリー構造の形状変形によって、液体レンズアセンブリーのフォーカシングが容易になし得るようにした液体レンズアセンブリーを提供することにある。

このような目的を達成するための本発明の液体レンズアセンブリーは、電気湿潤方式を用い、二つの電極を通じて電流を印加することによって焦点を制御する液体レンズモジュール；前記液体レンズモジュールを支持するためのバレル部；及び前記バレル部に連結手段によって連結され、イメージセンサーを備えるハウジングを含んでなる液体レンズアセンブリーにおいて、前記液体レンズモジュールの二つの電極とそれぞれ接触する第１電極と第２電極がバレル部に備えられ、前記第１電極と第２電極にそれぞれ連結される第３電極と第４電極がハウジングに形成され、前記電極を通じて前記液体レンズモジュールに電流が印加されるように構成されることを特徴とする。

また、前記目的を達成するための本発明の液体レンズモジュール用バレルは、電気湿潤方式を用い、二つの電極を通じて電流を印加することによって焦点を制御する液体レンズモジュールを支持するためのバレル部において、前記バレル部に、前記液体レンズモジュールの二つの電極と直接接触する第１電極及び第２電極が備えられることを特徴とする。

また、前記目的を達成するための本発明の液体レンズアセンブリーは、電気湿潤方式を用い、二つの電極を通じて電流を印加することによって焦点を制御する液体レンズモジュール、前記液体レンズモジュールを支持するためのバレル部、及び前記バレル部に連結され、イメージセンサーを備えるハウジングを含んでなる液体レンズアセンブリーにおいて、
前記ハウジングの外周面または内周面に沿って、前記二つの電極部に連結される電極端子が連続して形成されることを特徴とする。

前述したように、本発明によって構成された液体レンズアセンブリーは、液体レンズモジュールに電流を印加する構造を単純化することで、従来の方式より動作信頼性を向上させるという技術的利点がある。

また、本発明による液体レンズアセンブリーのハウジングは、その外周面に沿ってそれぞれの電極端子を形成することによって、前記液体レンズアセンブリーの組立の際、フォーカシング調整が容易になし得るという技術的利点がある。

以下、添付図面を参照して本発明について詳細に説明する。図４は本発明による液体レンズアセンブリーの一実施例を示す断面図、図５は本発明による液体レンズアセンブリーの構成要素のバレル部のみを示す断面図、図６Ａ及び６Ｂはバレル部内に液体レンズモジュール部が装着された状態を示す断面図、図７は本発明による液体レンズアセンブリーのハウジングを示す図、図８は本発明による液体レンズアセンブリーのハウジングの他の実施例を示す図である。

図４に基づいて、本発明による液体レンズアセンブリー１００を具体的に説明すれば次のようである。本発明による液体レンズアセンブリー１００は、電気湿潤方式を用い、二つの電極を通じて電流を印加する液体レンズモジュール１１０と、前記液体レンズモジュール１１０を支持するためのバレル部１２０と、前記バレル部１２０に連結手段１９０を介して連結され、イメージセンサー１４０を備えるハウジング１３０とを含んでなる。前記バレル部１２０には、液体レンズモジュール１１０の二つの電極とそれぞれ接触する第１電極１５０及び第２電極１６０が備えられ、前記ハウジング１３０には、前記バレル１２０の第１電極１５０及び第２電極１６０とそれぞれ連結される第３電極１７０及び第４電極１８０がそれぞれ備えられることを技術的特徴とする。また、前記第３電極１７０及び第４電極１８０の一端部は、図４に点線円で示すように、イメージセンサー１４０にそれぞれ連結されるように構成される。

前述したように構成された本発明の液体レンズアセンブリー１００は、前記イメージセンサー１４０を経って、第３電極１７０及び第４電極１８０、第１電極１５０及び第２電極１６０を通過し、前記液体レンズモジュール１１０に備えられた電極を通じて前記液体レンズモジュール１１０内の流体に電流を印加するように構成される。一方、同図に示すように、前記バレル部１２０と前記ハウジング１３０を連結する連結手段１９０として、本発明の前記実施例では半田付けを使用しているが、前記連結手段１９０がこれに限定されるものではない。

前述したように、本発明は、前記液体レンズモジュール１１０に電流を印加するために、従来のように、電線を使用して直接液体レンズモジュールに電流を印加する方法とは異なり、前記液体レンズモジュール１１０を支持するためのバレル部１２０及びイメージセンサー１４０が備えられたハウジング１３０に直接電極を提供して前記液体レンズモジュール１１０に電流を印加するという点にその技術的特徴がある。

一方、図５は本発明によるバレル部１２０のみを別に示すものである。同図に示すように、前記バレル部１２０は、液体レンズモジュール１１０及びその他のレンズを固定支持する役目をするもので、本発明の実施例の前記バレル部１２０は、側面部２００、底面部２１０及び下側支持部２２０から構成される。また、前述したように、本発明のバレル部１２０は、液体レンズモジュール１１０及びその他のレンズを固定支持するために、底面部２１０が側面部２００から直角方向に延設され、下側支持部２２０の一端も前記下側支持部２２０の端部から直角方向に延設されている。また、本発明のバレル部１２０には、同図に示すように、第１電極１５０及び第２電極１６０が備えられていることが分かる。

特に、本発明の前記実施例では、バレル部１２０に第１電極１５０及び第２電極１６０をインサート成形（ｉｎｓｅｒｔ ｍｏｌｄｉｎｇ）によって形成している。本発明のバレル部１２０は、このような成形方法によって前記電極を形成することによって、製造工程の簡素化及び簡便化を達成することができる。しかし、前記バレル部１２０に電極を形成する方法が前記方法に限定されるものではなく、さらに本発明のバレル部１２０の前記形状も前述したものに限定されるものではない。

そして、本発明の前記バレル部１２０に備えられる前記第１電極１５０及び第２電極１６０は、液体レンズモジュール１１０の二つの電極との円滑な連結のため、弾性を有するように形成することが望ましい。前記第１電極１５０及び第２電極１６０が弾性を有するようにするために、本発明の実施例では、第１電極１５０の先端部をフック形状に形成し、第２電極１６０は所定方向に傾くように折り曲げる。

前述したように構成されたバレル部１２０内に液体レンズモジュール１１０及びその他の所定のレンズ２３０を装着した様子を図６Ａに示す。図５に示したバレル部１２０内に液体レンズモジュール１１０が挿入されれば、図６Ａに示すように、バレル部１２０内に形成された第１電極１５０及び第２電極１６０は前記液体レンズモジュール１１０の二つの電極部分にそれぞれ触れ合うことになり、前記第１電極１５０及び第２電極１６０の弾性力によって前記接続はより堅くなる。この部分は図６Ａに符号２５０、２６０で示されている。そして、前記液体レンズモジュール１１０の上下部には所定数のレンズ２３０が固定装着されることにより、バレル部１２０内に液体レンズモジュール１１０及びレンズ２３０が装着される。図６Ａにおいて、符号２４０は前記バレル部１２０を覆うキャップを示す。

一方、図６Ｂは前述した本発明の実施例とは違う実施例を示す。図６Ｂには、本発明の第１電極及び第２電極にあたる部分が液体レンズモジュール１１０のそれぞれの電極にあたる部分に直接接触して固定されている様子が示されている。このように、本発明の前記第１電極１５０’及び第２電極１６０’の部分は前記液体レンズの面に接触して通電可能にするすべての多様な形状に形成することが可能であり、また前記電極を成す構成部分は金属材質またはＦＰＣを使用して形成することも可能である。

前述したように、本発明は、従来の技術とは異なり、バレル部１２０内に電極手段を備えて、前記液体レンズモジュール１１０内の二つの電極部分と連結するように構成しているという点で、従来の電流を印加する技術に比べ、見掛け上で美麗であり、信頼性が向上することが分かる。

一方、前記バレル部１２０に連結手段によって結合され、イメージセンサー１４０を備えるハウジング１３０についての具体的な構成を図７に示す。図７Ａはハウジング１３０の平面図を示し、図７Ｂは図７Ａの矢印方向Ａ−Ａ方向に切断した断面図を示す。図７Ａ及び図７Ｂに基づいて、本発明によるハウジング１３０を具体的に説明すれば次のようである。

前記ハウジング１３０はイメージセンサー１４０が備えられる部分で、本発明の実施例において、前記ハウジング１３０は側板部２９０と下端部３００を含んでなる、前記ハウジング１３０には、前記バレル部１２０に備えられる二つの電極部である第１電極１５０及び第２電極１６０とそれぞれ連結される第３電極１７０及び第４電極１８０が備えられることを技術的特徴とする。特に、前記第３電極１７０及び第４電極１８０はハウジング１３０の外周面のそれぞれの電極端子に、例えば第３電極１７０は第３電極端子２７０に、第４電極１８０は第４電極端子２８０にそれぞれ連結されていることを技術的特徴とする。

すなわち、図７Ｂに示すように、本発明の前記第３電極１７０はハウジング１３０に備えられ、前記第３電極１７０に連結される第３電極端子２７０は、図７Ａに示すように、前記ハウジング１３０の側板部２９０の外周面に沿って延設される。これと同様に、第４電極１８０及び第４電極端子２８０も同様な方法で形成される。このような方式で形成された第３電極部及び第４電極部は、図４に示すように、バレル部１２０に形成された第１電極１５０及び第２電極１６０との結合時、いずれの方向に結合しても、前記電極間の結合が可能であるという利点がある。

このような技術的な利点は、液体レンズモジュール１１０が備えられるバレル部１２０とイメージセンサー１４０が備えられるハウジング１３０との結合の際、本発明による液体レンズアセンブリー１００の焦点を調節するために、前記バレル部１２０とハウジング１３０の結合を行う場合、どんな位置で結合を行っても、前記バレル部１２０とハウジング１３０にそれぞれ備えられた電極間の連結が可能であるという利点がある。また、前記バレル部１２０と前記ハウジング１３０に備えられる二つの電極間の結合は、本発明の実施例では半田付けによって実現しており、前記バレル部１２０と前記ハウジング１３０に備えられるそれぞれの電極はインサート成形または熱融着方式によって形成することが可能である。

一方、前記ハウジング１３０に備えられる第３電極１７０及び第４電極１８０の一端はイメージセンサー１４０と結合するように構成される。すなわち、前記イメージセンサー１４０を通過し、ハウジング１３０に備えられた二つの電極１７０、１８０、及びバレル部１２０に備えられた二つの電極１５０、１６０を通じて前記液体レンズモジュール１１０に電流を印加するように構成される。

図８Ａ〜図８Ｃは本発明の液体レンズアセンブリーにおいて、ハウジング１３０’部分の他の実施例を示す。図８Ａはハウジング１３０’の平面図を示し、図８Ｂは前記ハウジングの側面図を示し、図８Ｃは図８Ａの矢印方向Ｂ−Ｂ方向に切断した断面図を示す。図８Ａ〜図８Ｃに基づいて、本発明によるハウジング１３０’を具体的に説明すれば次のようである。

本発明のこの実施例は、ハウジング１３０’の側板部２９０に備えられる二つの電極端子、すなわち第３電極端子２７０’及び第４電極端子２８０’が互いに異なる高さに形成されるようにしたことを技術的特徴とする。このような内容は、図８Ｂ及び図８Ｃに具体的に示している。すなわち、本発明の前記実施例は、前述したように、前記第３電極端子２７０’及び第４電極端子２８０’の高さを互いに違うように形成することによって、バレル部１２０に、前述したような電極を使用して電流を印加する方法でなく、ＦＰＣのように相違なる高さを有する端子を使用する場合にも、本発明のハウジング１３０’の前記のような構造を使用することができるようにしたことを技術的特徴とする。

前述したような構造を有する本発明の液体レンズアセンブリーを構成することによって、従来の液体レンズモジュールの構成を有する液体レンズシステムより組立性に優れ、いろいろの環境に対する耐久性などの信頼性が向上する液体レンズアセンブリーを具現することができるという技術的利点があるだけでなく、構造がより単純であり、動作信頼性を向上させることができるという技術的利点がある。

以上、本発明の好適な実施例を参照して説明したが、当該技術分野の通常の知識を持った者なら特許請求の範囲に記載した本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更することができることが理解可能である。

本発明は、液体レンズモジュールに電流を印加するための構造を単純化した液体レンズアセンブリーに適用可能である。

従来技術による液体レンズの構造及び動作を示す断面図である。 従来技術による液体レンズの構造及び動作を示す断面図である。 従来技術による液体レンズの構造及び動作を示す断面図である。 本発明による液体レンズアセンブリーの一実施例を示す断面図である。 本発明の図４による液体レンズアセンブリーにおけるバレル部を示す断面図である。 図５によるバレル部に液体レンズモジュール及びレンズ部が装着された状態を示す断面図である。 図５によるバレル部に液体レンズモジュール及びレンズ部が装着された他の実施例を示す断面図である。 本発明の一実施例による液体レンズアセンブリーのハウジングの平面図である。 図７Ａの実施例による液体レンズアセンブリーのハウジングの断面図である。 本発明の他の実施例による液体レンズアセンブリーのハウジングの平面図である。 図８Ａの実施例による液体レンズアセンブリーのハウジングの側面図である。 図８Ａの実施例による液体レンズアセンブリーのハウジングの断面図である。

符号の説明

１００ 液体レンズアセンブリー
１１０ 液体レンズモジュール
１２０ バレル部
１３０ ハウジング
１４０ イメージセンサー
１５０ 第１電極
１６０ 第２電極
１７０ 第３電極
１８０ 第４電極
１９０ 半田付け部
２４０ キャップ部
２７０ 第３電極端子
２８０ 第４電極端子

Claims (17)

1. 電気湿潤方式を用い、二つの電極を通じて電流を印加することによって焦点を制御する液体レンズモジュール、
   前記液体レンズモジュールを支持するためのバレル部、及び
   前記バレル部に連結手段によって連結され、イメージセンサーを備えるハウジングを含んでなる液体レンズアセンブリーにおいて、
   前記液体レンズモジュールの二つの電極とそれぞれ接触する第１電極と第２電極がバレル部に備えられ、前記第１電極と第２電極にそれぞれ連結される第３電極と第４電極がハウジングに形成され、前記電極を通じて前記液体レンズモジュールに電流が印加されるように構成されることを特徴とする、液体レンズアセンブリー。
2. 前記第１電極と前記第２電極に第３電極と第４電極がそれぞれ半田付けで連結されることを特徴とする、請求項１に記載の液体レンズアセンブリー。
3. 前記第１電極と前記第２電極は、インサート成形または熱融着方式によってバレル部に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の液体レンズアセンブリー。
4. 前記液体レンズモジュールは、
   開放した空間部を備える流体チェンバー、
   前記流体チェンバー内に注入され、界面によって分離される相違なる屈折率を有する２種の流体、
   前記流体チェンバーの開放した部分に密封結合する透明板、及び
   前記流体チェンバー内の流体に作用するように配置される二つの電極を含んでなることを特徴とする、請求項１に記載の液体レンズアセンブリー。
5. 前記バレル部は、液体レンズモジュール及び所定数のレンズを固定支持するために、側面部、底面部及び下側支持部を含み、前記液体レンズモジュールに電流を印加する第１電極及び第２電極を備えることを特徴とする、請求項１に記載の液体レンズアセンブリー。
6. 前記バレル部に備えられる第１電極及び第２電極はフック形状に、あるいは所定方向に傾くように折曲形状に形成されて弾性を有することを特徴とする、請求項５に記載の液体レンズアセンブリー。
7. 前記ハウジングは、バレル部に結合する側板部と、イメージセンサーが結合する下端部とを含み、前記バレル部に形成された第１電極及び第２電極とそれぞれ接触する第３電極及び第４電極を備えることを特徴とする、請求項１に記載の液体レンズアセンブリー。
8. 前記ハウジングに備えられる第３電極及び第４電極の端子部はハウジングの外周面に沿って連続して形成されることを特徴とする、請求項１または７に記載の液体レンズアセンブリー。
9. 前記ハウジングに備えられる第３電極及び第４電極の端子部はハウジングの外周面に沿って連続して形成され、その高さが異なって形成されることを特徴とする、請求項１または７に記載の液体レンズアセンブリー。
10. 前記ハウジングの第３電極及び第４電極の一端部はバレル部の第１電極及び第２電極と連結され、他端部はイメージセンサーに連結されることを特徴とする、請求項１または７に記載の液体レンズアセンブリー。
11. 電気湿潤方式を用い、二つの電極を通じて電流を印加することによって焦点を制御する液体レンズモジュールを支持するためのバレル部において、
    前記バレル部に、前記液体レンズモジュールの二つの電極と直接接触する第１電極及び第２電極が備えられることを特徴とする、液体レンズモジュール用バレル部。
12. 前記バレル部に備えられる第１電極及び第２電極はインサート成形または熱融着方式によって形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の液体レンズモジュール用バレル部。
13. 前記バレル部に備えられる第１電極及び第２電極はフック形状または所定方向に傾くように折曲形状に形成されて弾性を有することを特徴とする、請求項１１に記載の液体レンズモジュール用バレル部。
14. 電気湿潤方式を用い、二つの電極を通じて電流を印加することによって焦点を制御する液体レンズモジュール、前記液体レンズモジュールを支持するためのバレル部、及び前記バレル部に連結され、イメージセンサーを備えるハウジングを含んでなる液体レンズアセンブリーにおいて、
    前記ハウジングの外周面または内周面に沿って、前記二つの電極部に連結される電極端子が連続して形成されることを特徴とする、液体レンズアセンブリー。
15. 前記二つの電極端子は相違なる高さを有するように形成されることを特徴とする、請求項１４に記載の液体レンズアセンブリー。
16. 前記ハウジングに備えられる二つの電極端子の一端部はイメージセンサーに連結されることを特徴とする、請求項１４に記載の液体レンズアセンブリー。
17. 前記ハウジングに備えられる二つの電極端子はインサート成形によって形成されることを特徴とする、請求項１４に記載の液体レンズアセンブリー。

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