KR100750965B1 - 이미지 줌 방법 및 장치 - Google Patents

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KR100750965B1
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노키아 코포레이션
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Abstract

본원에는 이미징 장치의 각배율을 변경하는 광학 부품이 개시되어 있다. 상기 광학 부품은 광축을 따라 제1의 액체 방울 및 제2의 액체 방울을 개별적으로 배치하기 위해 한 측면 상에 제1의 기판을 지니며 상기 한 측면의 맞은 편에 있는 측면 상에 제2의 기판을 지니는 챔버를 포함한다. 상기 챔버는 또한 상기 제1의 액체 방울 및 상기 제2의 액체 방울과는 다른 액체로 채워진다. 상기 광학 부품은 또한, 상기 제1의 측면에 인접해 있는 제1의 전극 층, 상기 제2의 측면에 인접해 있는 제2의 전극 층, 및 상기 제1의 액체 방울 및 상기 제2의 액체 방울 상에 서로 다른 전기장을 제공하여 초점 거리의 합을 변하지 않게 하면서, 상기 제1의 액체 방울 및 상기 제2의 액체 방울의 초점 거리를 변경시키도록 제1의 전극 층 및 제2의 전극 층 사이에 배치되는 제3의 전극 층을 지닌다.

Description

이미지 줌 방법 및 장치{Method and device for image zooming}
본 발명은 일반적으로 기술하면 핸드-헬드 장치에 사용하기 위한 광학 시스템에 관한 것이며, 보다 구체적으로 기술하면 이미징 장치의 줌 렌즈들에 관한 것이다.
줌 시스템은 2개의 시스템 부품으로 만들어질 수 있는데, 제1의 부품은 각배율(angular magnification) 기능을 수행하며(그러나, 광 출력을 갖지 않으며), 제2의 부품은 선택된 거리에서 특정의 장면 또는 피사체의 초점이 맞춰진 이미지를 이미지 면상에 형성하도록 초점 조정 태스크를 수행한다. 그러한 줌 시스템은 어포컬(afocal) 시스템으로서 언급된다. 도 1a 및 도 1b에는 어포컬 줌 시스템을 통한 각배율 원리가 도시되어 있다. 도 1a 및 도 1b에 도시되어 있는 바와 같이, 2개의 렌즈는 줌 시스템을 형성하는데 사용되며 또한 2개의 렌즈는 자신들의 초점 거리(F1,F2)의 합과 동일한 거리만큼 떨어져 있다. 각배율(M)은 제1의 초점 거리(F1)에 대한 제2의 초점 거리(F2)의 비로 표현된다. 다시 말하면, M=F2/F1이다. 도 1a에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 줌 시스템의 각배율(
Figure 112005050545772-pct00001
)은 대략 5이고, 도 1b에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 줌 시스템의 각배율(
Figure 112005050545772-pct00002
)은 대략 1이다. 여 기서 유념해야 할 점은 x의 각배율이 비임 직경의 1/x 배율을 의미한다는 것이다. 도 1c에 도시되어 있는 바와 같이 어포컬 쌍의 후방에 있는 제3의 렌즈(S3)를 추가할 경우에는 상기 제3의 렌즈의 초점 면에 실상(real image)이 형성된다. 각배율은 상기 제3의 렌즈에 의존하지 않는데, 상기 제3의 렌즈의 초점 거리에도 상기 제3의 렌즈의 위치에도 의존하지 않는다.
실제로, 각각의 광학 부품 그룹의 초점 거리가 개별적으로 변경될 수 있게 하기 위하여 줌 시스템이 2개의 광학 부품 그룹(S1,S2)으로 만들어진다. 선행 기술에 있어서, 각배율의 변경은 광학 부품들을 기계식으로 이동하여 2개의 광학 부품 그룹 중 적어도 하나의 광학 부품 그룹의 초점 거리를 변경시키고 상기 광학 부품 그룹들간의 간격을 변경시킴으로 해서 새로운 간격 거리가 변경된 초점 거리의 합과 동일해지게 함으로써 달성될 수 있다. 변형적으로는, 각배율의 변경은 광학 부품들을 이동하여 양자 모두의 광학 부품 그룹의 초점 거리를 변경시킴으로 해서 한 광학 부품 그룹의 초점 거리의 증가가 다른 한 광학 부품 그룹의 초점 거리의 감소와 동일해지게 함으로써 달성될 수 있다. 줌 시스템에서의 광학 부품들의 기계식 이동은 특히 소형 장치에서 실현하기 어렵다.
따라서, 이동 수단을 통해 기계식으로 광학 부품들을 이동함으로써 줌 계수(zoom factor)를 변경하는 방법 및 장치를 제공하는 것이 유리할 뿐만 아니라 바람직할 것이다.
본 발명은 어포컬 줌 시스템을 형성하기 위해 공통의 광축(optical axis; O.A.)을 따라 정렬되는 2개의 액체 렌즈를 사용한다. 상기 액체 렌즈들은 초점 거리를 변경시킴으로써 바람직한 각배율 범위에서의 자신들의 초점 거리의 합이 실질적으로 동일해지도록 변형된다. 그 자체로는, 상기 2개의 액체 렌즈 간의 간격 거리를 변경시킬 필요가 전혀 없다.
따라서, 본 발명의 제1 실시태양은 이미징 장치의 배율 계수(magnification factor)를 변경하는 방법을 제공하며, 상기 방법은,
적어도 제1의 변형가능 렌즈 및 제2의 변형가능 렌즈를 제공하는 단계로서, 상기 제1의 변형가능 렌즈는 제1의 초점 거리를 갖고, 상기 제2의 변형가능 렌즈는 제2의 초점 거리를 갖는 단계;
상기 제2의 변형가능 렌즈로부터 상기 제1의 초점 거리 및 상기 제2의 초점 거리의 합과 실질적으로 동일한 거리만큼 간격을 두고 상기 제1의 변형가능 렌즈를 배치하는 단계; 및
상기 제1의 변형가능 렌즈 및 상기 제2의 변형가능 렌즈 상에 전기장을 제공하여 상기 제1의 초점 거리를 제1의 범위만큼 변경시키고 상기 제2의 초점 거리를 제2의 범위만큼 변경시킴으로써, 상기 제1의 범위 및 상기 제2의 범위의 합이 실질적으로 제로(0)와 동일해지게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 상기 이미징 장치는 제1의 측면 및 상기 제1의 측면의 맞은 편에 있는 제2의 측면을 구비하고 있는 챔버를 지니며, 상기 제1의 변형가능 렌즈는 상기 제1의 측면 상에 배치되는 제1의 굴절률을 갖는 제1의 액체의 제1의 방울을 포함하고, 상기 제2의 변형가능 렌즈는 상기 제2의 측면 상에 배치되는 제2의 굴절률을 갖는 제2의 액체의 제2의 방울을 포함하며, 상기 챔버는 상기 제1의 측면 및 상기 제2의 측면 사이에 상기 제1의 방울 및 상기 제2의 방울과 접촉하는 제3의 액체로 채워지고, 상기 제3의 액체는 제3의 굴절률을 지니며, 상기 제3의 굴절률은 상기 제1의 굴절률보다 작고 또한 상기 제2의 굴절률보다 작다.
본 발명에 의하면, 상기 이미징 장치는 상기 제1의 측면에 인접해 있는 제1의 전극 층, 상기 제2의 측면에 인접해 있는 제2의 전극 층, 및 전기장을 제공하기 위해 상기 제1의 전극 층 및 상기 제2의 전극 층과의 협동 관계로 배치되는 적어도 하나의 제3의 전극 층을 더 포함한다.
본 발명에 의하면, 상기 이미징 장치는 상기 제1의 전극 층에 동작가능하게 접속되는 제1의 단부, 상기 제2의 전극 층에 동작가능하게 접속되는 제2의 단부 및 상기 제3의 전극 층에 동작가능하게 접속되는 중간 탭을 지니는 전위차계를 더 포함하며, 상기 전위차계의 제1의 단부 및 제2의 단부가 전기장을 제공하기 위해 전압원에 동작가능하게 접속된다.
본 발명에 의하면, 상기 방법은,
상기 제1의 초점 거리 및 상기 제2의 초점 거리를 변경하기 위해 상기 전위차계상의 중간 탭 위치를 변경하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 상기 제1의 굴절률이 상기 제2의 굴절률과는 다를 수도 있고 실질적으로 동일할 수도 있다.
본 발명의 제2 실시태양은 광축을 갖는 광학 시스템을 제공한다. 상기 광학 시스템은,
제1의 초점 거리를 갖는 제1의 변형가능 렌즈로서, 실질적으로 상기 광축 상에 배치되는 제1의 변형가능 렌즈; 및
제2의 초점 거리를 갖는 제2의 변형가능 렌즈로서, 상기 제1의 변형가능 렌즈로부터 상기 제1의 초점 거리 및 상기 제2의 초점 거리의 합과 실질적으로 동일한 거리만큼 간격을 두고 실질적으로 상기 광축 상에 배치되는 제2의 변형가능 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 상기 광학 시스템은,
상기 제1의 변형가능 렌즈 및 상기 제2의 변형가능 렌즈와 관련하여 배치되는 복수 개의 전극을 더 포함하며, 상기 전극들은 상기 제1의 변형가능 렌즈 상에 전기장을 제공하여 상기 제1의 초점 거리를 제1의 범위만큼 변경시키고 상기 제2의 변형가능 렌즈 상에 전기장을 제공하여 상기 제2의 초점 거리를 제2의 범위만큼 변경시킴으로써, 상기 제1의 범위 및 상기 제2의 범위의 합이 실질적으로 제로(0)와 동일해지게 하도록 전력을 공급받는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 상기 제1의 변형가능 렌즈는 상기 전극들 중 적어도 하나의 전극에 인접해 있는 제1의 표면상에 배치되는 제1의 액체 방울을 포함하며, 상기 제2의 변형가능 렌즈는 상기 전극들 중 적어도 다른 하나의 전극에 인접해 있는 제2의 표면상에 배치되는 제2의 액체 방울을 포함한다. 상기 제1의 표면 및 상기 제2의 표면은 상기 제1의 액체 방울 및 상기 제2의 액체 방울과는 다른 별개의 액체로 채워지는 밀폐된 챔버의 내부 표면들이다.
본 발명의 제3 실시태양은 복수 개의 배율 계수(magnification factor)로 이미지들을 형성하는 이미징 장치를 제공하며, 상기 이미징 장치는,
광축을 따라 제1의 단부 및 제2의 단부를 지니는 광학 시스템; 및
이미지의 형성을 위해 상기 광축을 따라 상기 광학 시스템의 제2의 단부에 인접하여 배치되는 광학 부품을 포함하며,
상기 광학 시스템은,
제1의 초점 거리를 갖는 제1의 변형가능 렌즈로서, 상기 제1의 단부에 근접 배치되는 제1의 변형가능 렌즈;
제2의 초점 거리를 갖는 제2의 변형가능 렌즈로서, 상기 제2의 단부에 배치되는 제2의 변형가능 렌즈; 및
상기 제1의 변형가능 렌즈 및 상기 제2의 변형가능 렌즈와 관련하여 배치되는 복수 개의 전극을 포함하고,
상기 제1의 변형가능 렌즈는 상기 제2의 변형가능 렌즈로부터 상기 제1의 초점 거리 및 상기 제2의 초점 거리의 합과 실질적으로 동일한 거리만큼 간격을 두며,
상기 전극들은 상기 제1의 변형가능 렌즈 상에 전기장을 제공하여 상기 제1의 초점 거리를 변경시키고 상기 제2의 변형가능 렌즈 상에 전기장을 제공하여 상기 제2의 초점 거리를 변경시키도록 전력을 공급받는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 상기 이미징 장치는,
상기 전극들에 전력을 공급하도록 상기 제1의 변형가능 렌즈 및 상기 제2의 변형가능 렌즈와 관련하여 배치되는 전기 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 상기 전극들은,
공통 전극,
상기 제1의 변형가능 렌즈에 인접해 있는 제1의 전극으로서, 상기 공통 전극과 협동 관계를 이루어서 실질적으로 상기 제1의 변형가능 렌즈에 전기장을 제공하는 제1의 전극, 및
상기 제2의 변형가능 렌즈에 인접해 있는 제2의 전극으로서, 상기 공통 전극과 협동 관계를 이루어서 실질적으로 상기 제2의 변형가능 렌즈에 전기장을 제공하는 제2의 전극을 포함한다.
본 발명에 의하면, 상기 전기 장치는 전위차계를 포함하며,
상기 전위차계는,
상기 공통 전극에 동작가능하게 접속되는 중간 탭;
상기 제1의 전극에 동작가능하게 접속되는 제1의 단부; 및
상기 제2의 전극에 동작가능하게 접속되는 제2의 단부를 지니고,
상기 제1의 단부 및 상기 제2의 단부는 상기 제1의 전극 및 상기 제2의 전극에 전력을 공급하도록 전압원에 동작가능하게 접속되며,
상기 제1의 단부와 관련한 중간 탭의 위치는 상기 제1의 변형가능 렌즈 및 상기 제2의 변형가능 렌즈 상에 제공되는 전기장을 변경하도록 변경될 수 있다.
본 발명의 제4 실시태양은 휴대용 장치를 제공하며
상기 휴대용 장치는,
전압 제어 메커니즘;
광축을 따라 제1의 단부 및 제2의 단부를 지니는 광학 시스템; 및
이미지 면에서의 이미지 형성을 위해 상기 광축을 따라 상기 광학 시스템의 제2의 단부에 인접하여 배치되는 이미지 형성 부품을 포함하며,
상기 광학 시스템은,
제1의 초점 거리를 갖는 제1의 변형가능 렌즈로서, 상기 제1의 단부에 근접 배치되는 제1의 변형가능 렌즈;
제2의 초점 거리를 갖는 제2의 변형가능 렌즈로서, 상기 제2의 단부에 배치되는 제2의 변형가능 렌즈; 및
상기 제1의 변형가능 렌즈 및 상기 제2의 변형가능 렌즈와 관련하여 배치되는 복수 개의 전극을 포함하고,
상기 제1의 변형가능 렌즈는 상기 제2의 변형가능 렌즈로부터 상기 제1의 초점 거리 및 상기 제2의 초점 거리의 합과 실질적으로 동일한 거리만큼 간격을 두며,
상기 전극들은 상기 제1의 변형가능 렌즈 상에 제1의 전기장을 제공하고 상기 제2의 변형가능 렌즈 상에 제2의 전기장을 제공하여 상기 제1의 초점 거리를 제1의 범위만큼 변경시키고 상기 제2의 초점 거리를 제2의 범위만큼 변경시킴으로써, 상기 제1의 범위 및 상기 제2의 범위의 합이 실질적으로 제로(0)와 동일해지게 하도록 상기 전압 제어 메커니즘에 동작가능하게 접속되는 것을 특징으로 한다.
상기 휴대용 장치는 이동 단말기 따위일 수 있다.
본 발명은 도 2 - 도 5와 관련한 설명을 이해하면 명확해질 것이다.
도 1a는 종래 방식의 어포컬 줌 시스템을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 1b는 다른 각배율을 갖는 도 1a의 어포컬 줌 시스템을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 1c는 어포컬 줌 시스템을 갖는 이미징 시스템을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 어포컬 시스템을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 전압 제어 시스템을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 이미징 시스템을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 이미징 시스템을 갖는 휴대용 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
본 발명은 어포컬(afocal) 줌 시스템을 형성하기 위해 정렬되는 2개의 액체 렌즈(liquid lens)를 사용한다. 상기 액체 렌즈들을 변형하여 상기 액체 렌즈들의 초점 거리를 변경하는데에는 전압 제어 시스템이 사용된다. 상기 전압 제어 시스템은 바람직한 범위의 각배율(angular magnification)에서의 상기 액체 렌즈들의 초점 거리의 합이 실질적으로 변경되지 않게 설계된다. 그 자체로는, 상기 2개의 액체 렌즈 간의 간격을 변경할 필요가 전혀 없다. 본 발명은 전기 습윤(electrowetting; EW) 기법을 사용하여 필요한 액체 렌즈들을 제공한다. EW 기법에 서는, 액체 방울이 렌즈로서의 기능을 수행하도록 기판상에 배치된다. 액체 방울의 접촉 각도는 대개 상기 기판의 표면 특성의 영향을 받은 액체의 표면 장력의 함수이다. 전기장(electric field)이 상기 액체 방울에 제공되면, 그러한 전기장은 액체-고체 경계면의 표면 장력을 경감시켜, 접촉 각도가 변경되게 한다. 접촉 각도가 변경됨으로 인해 액체 방울의 표면 곡률(surface curvature)이 변경된다. 상기 전기장은 액체 방울의 다른 측면들 상에 배치되는 한쌍의 전극들에 의해 획득될 수 있다.
EW 기법은 당 업계에 공지되어 있다. 크루펜킨(Kroupenkine)과 그의 동료 명의의 유럽공개 특허 제EP 1 271 218 A1호(이하 'Kroupenkine et al.'이라 지칭함)에는 초점 거리를 갖는 액체 렌즈로서 액체 방울을 기판상에 배치하고 초점 거리를 변경하도록 액체 방울에 전압을 가하는 것이 개시되어 있다. 또한, Kroupenkine et al.에는 액체 방울에 인접하여 복수 개의 전극을 지니며 상기 전극들에 다른 전압 전위들을 가하여 기판의 한 위치로부터 기판의 다른 한 위치로 액체 방울을 이동시키는 것이 개시되어 있다. Kroupenkine et al.에는 어떠한 방식으로 가해진 전압을 통해 접촉 각도가 변경되는 지가 언급되어 있다. 버지(Berge)와 그의 동료 명의의 미국 특허 제6,369,954 B1호에는 제1의 액체와, 제2의 액체의 방울로 채워진 챔버를 지니고, 액체 방울의 초점 거리를 변경하도록 챔버를 에워싸고 있는 전극들에 전압을 가하는 것이 개시되어 있다. 또한, 오누키(Onuki)와 그의 동료 명의의 유럽공개 특허 제EP 1 069 450 A2호(이하 'Onuki et al.'이라 지칭함)에는 제1의 액체와 제2의 액체의 방울로 채워진 챔버를 지니고 초점 거리를 변경하도록 전압을 가 하는 것이 개시되어 있다. 추가로, Onuki et al.에는 가해진 전압이 일정한 값을 초과할 때 액체 방울의 초점 특성을 변경하기 위해 챔버의 높이가 한정되는 것이 개시되어 있다. 핀스트라(Feenstra)와 그의 동료 명의의 국제공개 특허 제WO 03/069380 A1호)에는 제1의 유체 및 제2의 유체로 채워져 있으며 제1의 유체 및 제2의 유체 모두의 유체 접촉 층이 원통형 내벽을 구비하는 원통형 격실을 지니는 것이 개시되어 있다.
본 발명의 어포컬 줌 시스템은 도 2a - 도 2c에 도시되어 있는 바와 같은 전기 습윤 더블 셀을 기반으로 한다. 이러한 도면들에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 줌 시스템(150)은 공통 챔버(110)를 포함한다. 2개의 액체 방울(200,210)은, 액체 방울들(200,210)과의 혼화성(miscibility)이 없는 다른 액체(220)로 채워지는 공통 챔버(110)에 배치된다. 상기 액체 방울들(200,210) 및 상기 액체(220)의 굴절률들이 n1>n3이고 n2>n3일 경우 n1, n2 및 n3이면, 액체 방울들은 포지티브 렌즈들(positive lenses)로서의 기능을 한다. n1이 n2와 같을 수도 있고 n2와 다를 수도 있다. 도 2a - 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 액체 방울(200)은 전극(122)에 인접해 있으며, 상기 액체 방울(210)은 전극(124)에 인접해 있다. 제3의 전극(120)은 상기 챔버(110) 상의 다른 벽에 인접 배치되어 전기장(E1)이 상기 액체 방울(200)에 제공되게 하고 다른 전기장(E2)이 상기 액체 방울(210)에 제공되게 한다. 상기 전극들(120,122,124)에 대한 공통 전압원은 V로 나타나 있다. 상기 전압원(V) 양단에는 전위차계(potentiometer; 250)가 접속되며 가동 전기 접점 또는 중간 탭(260)은 상 기 전기장(E1,E2)을 변경하는데 사용된다.
액체 렌즈(200,210)의 초점 거리가 가해진 전압에 일차 종속한다고 가정하면, 2개의 초점 거리의 합(F1+F2)은 일정해지지만, 상기 초점 거리의 비(F1/F2)(결과적으로는 각배율)는 변하게 된다. 상기 액체 렌즈의 초점 거리가 상기 가해진 전압에 일차 종속한다는 가정하에서, 전위차계(250) 상의 중간 탭(260)의 위치가 변경되면 줌 시스템(150)의 각배율이 변경된다. 도 2a에는 F1>F2이거나 또는 각배율(M1)<1이게 되는 전위차계(250) 상의 중간 탭(260)의 한 위치가 도시되어 있다. 도 2b에는 F1=F2이거나 또는 각배율(M2)=1이게 되는 전위차계(250) 상의 중간 탭(260)의 한 위치가 도시되어 있다. 도 2c에는 F1<F2이거나 또는 각배율(M3)>1이게 되는 전위차계(250) 상의 중간 탭(260)의 한 위치가 도시되어 있다.
상기 액체 렌즈의 초점 길이가 상기 가해진 전압에 일차 종속하지 않는 경우, 상기 전극들(120,122,124) 상에 2개의 전압원(V1,V2)을 사용하고 조화를 이루는 방식으로 이러한 전압원들을 변경함으로써 2개의 액체 렌즈(200,210)의 초점 거리의 합(F1+F2)이 특정의 줌 계수 범위 내에서 일정해지게 하는 것이 가능하다. 도 3에 도시된 바와 같이, 전기장(E1,E2)(도 2a 참조)의 제어 및 변경을 위해 전원(20)은 전압 제어 모듈(30)에 동작가능하게 접속된다.
본 발명에 따른 줌 시스템(150)은 도 4에 도시되어 있는 바와 같은 가변 배 율을 갖는 이미징 시스템에 사용될 수 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 이미지 면(image plane)상에 실상(real image)을 형성하기 위해 줌 시스템(150)의 후방에 렌즈(또는 한 그룹의 렌즈들)(230)가 배치된다. 본원에서는 줌 시스템(150) 및 렌즈(230)의 조합이 광학 시스템(160)으로서 언급된다. 더군다나, 이미징 센서 어레이(300)와 같은 이미지 감지 또는 기록 매체는 이미지들의 포착을 위해 상기 광학 시스템(160)의 이미지 면에 배치될 수 있다.
상기 이미지 면이 실질적으로 상기 렌즈(230)의 초점 면(focus plane)에 위치되고 렌즈(230) 및 줌 시스템(150) 간의 간격이 실질적으로 상기 광학 시스템(160)의 초점 특성을 변경하지 않기 때문에, 대개는 이미징 센서 어레이(300), 렌즈(230) 및 줌 시스템(150) 간의 상대적인 거리를 조정하는 것이 필요하지 않다. 더군다나, 줌 시스템(150)의 각배율을 변경하는데에는 어떠한 기계식 이동도 필요하지 않다. 줌 시스템(150), 렌즈(230) 및 이미징 센서 어레이(300)를 포함하는 총체적인 이미징 시스템은 매우 작게 만들어질 수 있다. 그 자체로는, 상기 이미징 시스템이 이동 전화와 같은 소형의 휴대용 장치에 사용될 수 있다.
도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 휴대용 장치(1)는 본 발명에 따른 광학 시스템(160)을 포함한다. 상기 장치(1)는 이미지의 포착을 위한 이미징 센서 어레이(300)를 더 포함한다. 상기 이미징 시스템의 배율 변경에는 전원(20) 및 전압 제어 모듈(30)이 사용된다. 사용자가 이미징 센서 어레이(300) 상에 형성되는 이미지를 볼 수 있게 하기 위해 디스플레이(10)를 지니는 것이 유리하다. 전압 제어 모듈(30)은 상기 액체 렌즈(200,210)들의 초점 거리의 합을 변하지 않게 하지만 줌 시 스템(150)의 각배율을 변하게 하도록 설계된다. 그러한 제어가 적어도 부분적으로는 상기 액체(22) 및 상기 액체 렌즈들(200,210)의 굴절률들 및 상기 액체 렌즈들(200,210)의 전기 습윤 특성을 기반으로 한다. 또한, 그러한 제어는 상기 전극들(120,122,124)의 형상 및 위치를 기반으로 할 수 있다. 어떤 경우에는, 도 2a - 도 2c에 도시되어 있는 바와 같이, 전위차계(250) 및 중간 탭(260)을 사용하는 것이 가능할 수도 있다.
줌 시스템(150)은 이동 전화, 커뮤니케이터, 개인 휴대 정보 단말기(PDA) 등등과 같은 휴대용 장치(1)에 사용될 수 있다. 또한, 줌 시스템(150)은 예를 들면 독립형 카메라에 사용될 수도 있다. 더군다나, 상기 공통 전극(120)은 도 6a에 도시되어 있는 바와 같이, 챔버(150') 내에 배치되도록 실질적으로 투명한 물질로 만들어질 수 있다. 개별적인 전기장(E1,E2)은 또한 도 6b에 도시되어 있는 바와 같이 2개의 개별 전극 세트를 지님으로써 획득될 수도 있다.
여기서 유념해야 할 점은 상기 액체 렌즈(200) 및 상기 액체 렌즈(210)가 동일한 액체의 방울들로부터 또는 2가지의 서로 다른 액체로부터 형성될 수 있다는 것이다.
따라서, 지금까지 본 발명이 발명의 하나 이상의 실시예들에 대해 설명되었지만, 당업자라면 본 발명의 형태 및 세부에 있어서의 앞서 언급된 교체, 생략 및 변경 그리고 다른 여러 교체, 생략 및 변경이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서도 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다.

Claims (17)

  1. 이미징 장치의 배율 계수(magnification factor)를 변경하는 방법에 있어서,
    적어도 제1의 변형가능 렌즈 및 제2의 변형가능 렌즈를 제공하는 단계로서, 상기 제1의 변형가능 렌즈는 제1의 초점 거리를 갖고, 상기 제2의 변형가능 렌즈는 제2의 초점 거리를 갖는 단계;
    상기 제2의 변형가능 렌즈로부터 상기 제1의 초점 거리 및 상기 제2의 초점 거리의 합과 실질적으로 동일한 거리만큼 간격을 두고 상기 제1의 변형가능 렌즈를 배치하는 단계; 및
    상기 제1의 변형가능 렌즈 및 상기 제2의 변형가능 렌즈 상에 전기장을 제공하여 상기 제1의 초점 거리를 제1의 범위(amount)만큼 변경시키고 상기 제2의 초점 거리를 제2의 범위만큼 변경시킴으로써 상기 배율 계수를 변경하되, 상기 제1의 범위 및 상기 제2의 범위의 합이 실질적으로 제로(0)와 동일해지게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미징 장치의 배율 계수 변경 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이미징 장치는 제1의 측면 및 상기 제1의 측면의 맞은 편에 있는 제2의 측면을 구비하고 있는 챔버를 지니며, 상기 제1의 변형가능 렌즈는 상기 제1의 측면 상에 배치되는 제1의 굴절률을 갖는 제1의 액체의 제1의 방울을 포함하고, 상기 제2의 변형가능 렌즈는 상기 제2의 측면 상에 배치되는 제2의 굴절률을 갖는 제2의 액체의 제2의 방울을 포함하며, 상기 챔버는 상기 제1의 측면 및 상기 제2의 측면 사이에 상기 제1의 방울 및 상기 제2의 방울과 접촉하는 제3의 액체로 채워지고, 상기 제3의 액체는 제3의 굴절률을 지니며, 상기 제3의 굴절률은 상기 제1의 굴절률보다 작고 또한 상기 제2의 굴절률보다 작은 것을 특징으로 하는 이미징 장치의 배율 계수 변경 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 이미징 장치는 상기 제1의 측면에 인접해 있는 제1의 전극 층, 상기 제2의 측면에 인접해 있는 제2의 전극 층, 및 전기장을 제공하기 위해 상기 제1의 전극 층 및 상기 제2의 전극 층과의 협동 관계로 배치되는 적어도 하나의 제3의 전극 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미징 장치의 배율 계수 변경 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 이미징 장치는 상기 제1의 전극 층에 동작가능하게 접속되는 제1의 단부, 상기 제2의 전극 층에 동작가능하게 접속되는 제2의 단부 및 상기 제3의 전극 층에 동작가능하게 접속되는 중간 탭을 지니는 전위차계를 더 포함하며, 상기 전위차계의 제1의 단부 및 제2의 단부가 전기장을 제공하기 위해 전압원에 동작가능하게 접속되는 것을 특징으로 하는 이미징 장치의 배율 계수 변경 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 제1의 초점 거리 및 상기 제2의 초점 거리를 변경하기 위해 상기 전위차계상의 중간 탭 위치를 변경하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미징 장치의 배율 계수 변경 방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 제1의 굴절률이 상기 제2의 굴절률과는 다른 것을 특징으로 하는 이미징 장치의 배율 계수 변경 방법.
  7. 제2항에 있어서, 상기 제1의 굴절률이 상기 제2의 굴절률과는 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 이미징 장치의 배율 계수 변경 방법.
  8. 광축을 갖는 광학 시스템에 있어서,
    제1의 초점 거리를 갖는 제1의 변형가능 렌즈로서, 실질적으로 상기 광축 상에 배치되는 제1의 변형가능 렌즈; 및
    제2의 초점 거리를 갖는 제2의 변형가능 렌즈로서, 상기 제1의 변형가능 렌즈로부터 상기 제1의 초점 거리 및 상기 제2의 초점 거리의 합과 실질적으로 동일한 거리만큼 간격을 두고 실질적으로 상기 광축 상에 배치되고, 배율 계수를 변경하기 위해 상기 제1 및 제2 초점 거리들이 변경될 수 있는 제2의 변형가능 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 광학 시스템은,
    상기 제1의 변형가능 렌즈 및 상기 제2의 변형가능 렌즈에 근접하여 배치되는 복수 개의 전극을 더 포함하며, 상기 전극들은 상기 제1의 변형가능 렌즈 상에 전기장을 제공하여 상기 제1의 초점 거리를 제1의 범위만큼 변경시키고 상기 제2의 변형가능 렌즈 상에 전기장을 제공하여 상기 제2의 초점 거리를 제2의 범위만큼 변경시킴으로써, 상기 제1의 범위 및 상기 제2의 범위의 합이 실질적으로 제로(0)와 동일해지게 하도록 전력을 공급받는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1의 변형가능 렌즈는 상기 전극들 중 적어도 하나의 전극에 인접해 있는 제1의 표면상에 배치되는 제1의 액체 방울을 포함하며, 상기 제2의 변형가능 렌즈는 상기 전극들 중 적어도 다른 하나의 전극에 인접해 있는 제2의 표면상에 배치되는 제2의 액체 방울을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1의 표면 및 상기 제2의 표면은 상기 제1의 액체 방울 및 상기 제2의 액체 방울과는 다른 별개의 액체로 채워지는 밀폐된 챔버의 내부 표면들인 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  12. 복수 개의 배율 계수(magnification factor)로 이미지들을 형성하는 이미징 장치에 있어서,
    광축을 따라 제1의 단부 및 제2의 단부를 지니는 광학 시스템; 및
    이미지의 형성을 위해 상기 광축을 따라 상기 광학 시스템의 제2의 단부에 인접하여 배치되는 광학 부품을 포함하며,
    상기 광학 시스템은,
    제1의 초점 거리를 갖는 제1의 변형가능 렌즈로서, 상기 제1의 단부에 근접 배치되는 제1의 변형가능 렌즈;
    제2의 초점 거리를 갖는 제2의 변형가능 렌즈로서, 상기 제2의 단부에 배치되는 제2의 변형가능 렌즈; 및
    상기 제1의 변형가능 렌즈 및 상기 제2의 변형가능 렌즈에 근접하여 배치되는 복수 개의 전극을 포함하고,
    상기 제1의 변형가능 렌즈는 상기 제2의 변형가능 렌즈로부터 상기 제1의 초점 거리 및 상기 제2의 초점 거리의 합과 실질적으로 동일한 거리만큼 간격을 두며,
    상기 전극들은 상기 배율 계수를 변경하기 위해 상기 제1의 변형가능 렌즈 상에 전기장을 제공하여 상기 제1의 초점 거리를 변경시키고 상기 제2의 변형가능 렌즈 상에 전기장을 제공하여 상기 제2의 초점 거리를 변경시키도록 전력을 공급받는 것을 특징으로 하는 이미징 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 이미징 장치는,
    상기 전극들에 전력을 공급하도록 상기 제1의 변형가능 렌즈 및 상기 제2의 변형가능 렌즈에 근접하여 배치되는 전기 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미징 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 전극들은,
    공통 전극,
    상기 제1의 변형가능 렌즈에 인접해 있는 제1의 전극으로서, 상기 공통 전극과 협동 관계를 이루어서 실질적으로 상기 제1의 변형가능 렌즈에 전기장을 제공하는 제1의 전극, 및
    상기 제2의 변형가능 렌즈에 인접해 있는 제2의 전극으로서, 상기 공통 전극과 협동 관계를 이루어서 실질적으로 상기 제2의 변형가능 렌즈에 전기장을 제공하는 제2의 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미징 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 전기 장치는 전위차계를 포함하며,
    상기 전위차계는,
    상기 공통 전극에 동작가능하게 접속되는 중간 탭;
    상기 제1의 전극에 동작가능하게 접속되는 제1의 단부; 및
    상기 제2의 전극에 동작가능하게 접속되는 제2의 단부를 지니고,
    상기 제1의 단부 및 상기 제2의 단부는 상기 제1의 전극 및 상기 제2의 전극에 전력을 공급하도록 전압원에 동작가능하게 접속되며,
    상기 제1의 단부와 관련한 중간 탭의 위치는 상기 제1의 변형가능 렌즈 및 상기 제2의 변형가능 렌즈 상에 제공되는 전기장을 변경하도록 변경될 수 있는 것을 특징으로 하는 이미징 장치.
  16. 휴대용 장치에 있어서,
    전압 제어 메커니즘;
    광축을 따라 제1의 단부 및 제2의 단부를 지니는 광학 시스템; 및
    이미지 면에서의 이미지 형성을 위해 상기 광축을 따라 상기 광학 시스템의 제2의 단부에 인접하여 배치되는 이미지 형성 부품을 포함하며,
    상기 광학 시스템은,
    제1의 초점 거리를 갖는 제1의 변형가능 렌즈로서, 상기 제1의 단부에 근접 배치되는 제1의 변형가능 렌즈;
    제2의 초점 거리를 갖는 제2의 변형가능 렌즈로서, 상기 제2의 단부에 배치되는 제2의 변형가능 렌즈; 및
    상기 제1의 변형가능 렌즈 및 상기 제2의 변형가능 렌즈와 관련하여 배치되는 복수 개의 전극을 포함하고,
    상기 제1의 변형가능 렌즈는 상기 제2의 변형가능 렌즈로부터 상기 제1의 초점 거리 및 상기 제2의 초점 거리의 합과 실질적으로 동일한 거리만큼 간격을 두며,
    상기 전극들은 배율 계수를 변경하기 위해 상기 제1의 변형가능 렌즈 상에 제1의 전기장을 제공하고 상기 제2의 변형가능 렌즈 상에 제2의 전기장을 제공하여 상기 제1의 초점 거리를 제1의 범위만큼 변경시키고 상기 제2의 초점 거리를 제2의 범위만큼 변경시킴으로써, 상기 제1의 범위 및 상기 제2의 범위의 합이 실질적으로 제로(0)와 동일해지게 하도록 상기 전압 제어 메커니즘에 동작가능하게 접속되는 것을 특징으로 하는 휴대용 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 휴대용 장치는 이동 단말기를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 장치.
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