KR100771346B1

KR100771346B1 - 액체 렌즈 모듈용 자외선 경화 지그

Info

Publication number: KR100771346B1
Application number: KR1020060105101A
Authority: KR
Inventors: 박영규; 오병도
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2006-10-27
Filing date: 2006-10-27
Publication date: 2007-10-29

Abstract

본원발명은 전기 습윤 현상을 이용한 액체 렌즈 모듈의 제작 시, 상기 액체 렌즈 모듈의 제작을 행하기 위해 자외선 경화성 접착제를 사용하는 경우, 상기 자외선 경화성 접착제를 자외선을 조사하여 경화시키도록 하는 자외선 경화용 지그를 제공하는 것을 그 기술적 특징으로 한다.

액체 렌즈, 자외선, 케이블, 지그

Description

액체 렌즈 모듈용 자외선 경화 지그{JIG FOR A LIQUID LENS MODULE}

도 1 내지 도 3은 종래 기술에 따른 액체 렌즈의 구조와 동작을 나타내는 단면도이다.

도 4 및 도 5는 종래 기술에 따른 액체 렌즈 모듈의 문제점을 나타내는 단면도이다.

도 6은 본원발명에 따른 자외선 경화용 지그의 일 실시예를 도시하고 있는 도면이다.

도 7은 상기 도 6의 A-A선의 단면을 도시한다.

도 8 및 도 9는 본원발명에 따른 자외선 경화용 지그를 사용하여 액체 렌즈 모듈의 접착제의 경화를 행하고 있는 공정을 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분의 부호의 설명>

20 : 액체 렌즈 모듈 100 : 자외선 경화용 지그

110 : 몸체부 120 : 관통공

130 : 자외선 케이블 140 : 고정지지대

본원발명은 전기 습윤 현상을 이용한 액체 렌즈 모듈의 제작 시 사용되는 장치에 관한 발명으로, 보다 구체적으로는 상기 액체 렌즈 모듈의 제작 시 자외선 경화성 접착제를 경화시키는데 사용되는 자외선 경화용 지그를 제공하는 것을 기술적 특징으로 한다.

현재, 줌 렌즈가 포함된 카메라는 이동통신 단말기, 소형 디지털 카메라, 자동카메라 등 다양한 휴대용 멀티미디어 기기에 적용되고 있으며, 기술이 점점 발전하게 됨에 따라 상기 카메라와 같은 다양한 장치를 하나의 휴대용 장치에 일체로 집적하는 것과 동시에 보다 소형화하려는 노력이 계속적으로 진행되고 있다.

종래 줌 렌즈가 포함된 카메라의 경우, 상기 렌즈 요소에 줌 기능을 행하기 위해 요구되는 기계적 운동 때문에, 종래의 줌 렌즈는 상기 렌즈의 광학 축을 따라 이동하도록 구성되어 있어 어느 정도 큰 치수를 가져야 할 필요가 있었으며, 또한, 상기 렌즈의 구동에 요구되는 별도의 모터 등의 구성을 별도로 장착하여야 하기 때문에 그 크기에 있어 소형화를 실현하는 데 장애가 되고 있었다.

또한, 최근 줌 렌즈가 장착된 카메라가 휴대용 단말기 등에 부착되게 됨에 따라 그 크기에 있어 소형화를 실현하여야 한다는 문제는 더욱 필수적으로 요구되고 있으며, 부가하여 종래와 같이 기계적 방식으로 상기 줌 렌즈를 구동하는 경우에는, 상술한 바와 같은 문제 외에도, 상기 줌 렌즈를 구동하기 위해 설치되는 전기모터는 상당한 양의 배터리 전력을 소모하기 때문에 휴대용 단말기에 상기 줌 렌즈를 장착한다는 것은 상당한 기술적 곤란성을 가져야 한다는 문제가 있고, 이에 더해, 종래의 기계적인 방식을 사용하여 렌즈의 줌(zoom)을 실행하기 위해서는 특정한 양의 시간을 필요로 한다는 문제가 있었다.

따라서, 이러한 문제를 해결하기 위한 한 방법으로, 최근 전기습윤(electrowetting) 방식을 이용한 액체 렌즈를 종래의 기계적인 방식의 줌 렌즈에 대체하여 사용하도록 하는 방식이 제안되고 있으며, 이에 대한 활발한 연구가 현재 계속하여 진행되고 있다.

우선, 액체 렌즈에 관한 발명을 개시하고 있는 PCT 국제공개번호 WO 03/069380호를 참조하여, 이러한 액체 렌즈의 기본적인 구성 및 기능에 관해 간략히 알아보도록 한다.

도 1은 WO 03/069380의 실시 예로서 제안된 액체 렌즈의 간략한 단면도인 바, 상기 도면을 참조하여 살펴보면, 도 1에서와 같이 상기 액체 렌즈는 굴절률이 서로 다르고 메니스커스(meniscus)(14)를 통해 접촉하는 비혼합성의 제1 유체(A) 및 제2 유체(B)를 구비하며 실린더 벽을 갖는 실린더 형상의 유체 챔버(5), 상기 실린더 벽의 내측에 배치된 유체 접촉층(contact layer)(10), 상기 유체 접촉층(10)에 의해 상기 제1 유체(A) 및 제2 유체(B)와 분리되는 제1 전극(2) 및 상기 제2 유체(B)를 활성화시키는 제2 전극(12)을 포함한다.

여기서, 상기 제1 전극(2)은 실린더 형상으로서 절연층(insulating layer)(8)에 의해 코팅되고 금속성 물질로 만들어지며, 상기 제2 전극(12)은 유체 챔버(5)의 일 측에 배치된다. 또한, 투명 전방 요소(4)와 투명 후방 요소(6)는 상기 두 유체들을 수용하는 상기 유체 챔버(5)의 커버를 형성한다.

이와 같은 구성을 갖는 액체 렌즈의 동작은 다음과 같다.

상기 제1 전극(2)과 제2 전극(12) 사이에 전압이 인가되지 않을 때, 상기 유체 접촉층은 제2 유체(B)보다 제1 유체(A)에 대해 높은 습윤성(wettability)을 가진다. 만약, 상기 제1 및 제2 전극 사이에 전압(V1, V2, V3)이 인가되면, 일렉트로웨팅(electrowetting) 때문에, 상기 제2 유체(B)에 의한 습윤성이 변하고, 도시한 바와 같이 메니스커스(14)의 접촉각(Q1, Q2, Q3)이 변하게 된다. 따라서, 인가된 전압에 따라 메니스커스의 형상이 변화하게 되고, 이를 이용하여 상기 액체 렌즈의 초점조절을 행하도록 하는 것이다.

즉, 도 1 내지 도 3에서와 같이 인가된 전압의 크기에 따라 제1 유체(B)에서 측정한 상기 메니스커스(14)와 유체 접촉층(10) 사이의 각도는 각각 둔각에서 예각으로, 예컨대 대략 140°, 100°, 60°등으로 변화하게 된다. 여기서, 도 1은 높은 음의 파워(power), 도 2는 낮은 음의 파워, 도 3은 양의 파워를 갖는 배치를 나타낸다. 이와 같이 유체를 이용한 액체 렌즈는 종래의 렌즈의 기계적 구동을 통해 초점을 조절하는 방식에 비해 소형화 및 전력소모에 있어 장점을 지니고 있음을 알 수 있다.

한편, 상술한 바와 같은 액체 렌즈는 그 모듈 내에 유체를 포함하여 밀봉되어 구성되기 때문에 상기 액체 렌즈 모듈의 조립 시 다음과 같은 문제가 발생할 수 있다.

구체적으로, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 유체 챔버(5)에 유체(A, B)를 주입하고 상기 유체 챔버(5)를 덮는 투명 전방 요소(4)를 자외선 경화성 접착제(16)를 사용하여 상기 유체 챔버(5)에 결합하도록 하고 있는 바, 상기 접착제(16)는 자외선(Ultraviolet Rays)을 조사하도록 하는 것에 의해 상기 접착을 행하도록 한다. 상기 도면에는 종래의 자외선 경화 접착 방법이 도시되어 있는 바, 이를 구체적으로 살펴보면, 상기 유체 챔버(5)를 덮는 투명 전방 요소(4)에 수직한 방향으로 자외선 케이블(17)을 설치하도록 한 후, 상기 케이블(17)에서 조사되는 자외선을 사용하여 상기 접착제(16)를 경화시키도록 한다.

그러나, 이 때, 상기 자외선이 상기 액체 렌즈 모듈의 유체(A, B)에 직접적 으로 닿게 되면, 상기 유체는 끓게 되고, 이로 인해 기포가 트랩(trap)되는 문제가 발생하게 된다. 또한, 상기 자외선이 상기 유체에 직접적으로 닿게 되는 것에 의해 상기 유체의 특성의 변화를 가져오게 되어, 액체 렌즈의 성능의 열화를 가져올 수 있는 문제가 발생한다.

따라서, 종래의 액체 렌즈 모듈의 제작 시에는 상술한 바와 같은 문제를 해소하기 위하여, 상기 유체 챔버(5)와 투명 전방 요소(4)의 결합을 행하기 전에, 상기 투명 전방 요소(4)에 마스킹(masking) 처리(19)를 행하도록 하고, 그 후, 자외선을 조사하여, 상기 자외선 경화성 접착제(16)의 경화를 행한 후, 상기 마스킹 처리(19)를 제거하도록 하는 것에 의해, 종래 자외선 경화성 접착제의 경화를 위해 자외선을 조사하는 경우, 상기 자외선이 유체 챔버(5) 내의 유체에 직접적으로 닿는 것을 방지하도록 하고 있는 바, 이와 같은 액체 렌즈의 제작공정에 대한 도면이 도 5에 도시되어 있다.

그러나, 이와 같은 방법을 사용한다고 하더라도, 상기 투명 전방 요소(4)의 상방향에 수직하게 마련된 하나의 자외선 경화 케이블(17)에 의해 조사되는 자외선을 사용하여 경화를 행하게 되는 것으로 인해, 상기 접착제(16)에 적절한 양의 자외선의 조사를 행할 수 없다는 문제가 발생하게 되고, 따라서 이로 인해 상기 자외선 경화 접착제(16)의 경화에 보다 많은 시간이 소요된다는 문제가 있다.

따라서, 본 출원인은 상술한 바와 같은 액체 렌즈 모듈의 조립 시 발생하는 문제점을 해소할 수 있는 방안을 강구하게 되었다.

본원발명은 상술한 바와 같은 문제를 해소하기 위해 마련한 것으로, 본원발명은 자외선 경화성 접착제를 사용하여 액체 렌즈 모듈을 제작하는 경우, 상기 자외선 경화성 접착제의 경화를 행하기 위한 별도의 장치를 제공하는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본원발명의 자외선 경화용 지그는 복수 개의 자외선 케이블을 사용하도록 하는 것에 의해 보다 빠른 시간 내에 자외선 경화용 접착제의 경화를 행할 수 있도록 한 것을 기술적 특징으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본원발명의 자외선 경화용 지그는 전기 습윤 방식을 사용하여 초점을 제어하는 액체 렌즈 모듈의 제작공정에서 자외선 경화용 접착제를 경화시키기 위해 사용하기 위한 것으로, 환형의 띠 형상으로 형성되며, 상기 환형의 띠 부분에 등 간격으로 복수 개의 자외선 케이블을 배치할 수 있도록 한 것을 기술적 특징으로 하며,

특히, 상기 자외선 경화용 지그는 환형의 몸체부와, 상기 몸체부에 복수 개의 자외선 케이블이 마련되도록 등 간격으로 형성되는 관통공을 포함하여 형성되 되, 상기 몸체부에 마련되는 상기 관통공은 45°방향으로 경사져 형성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

상술한 본원발명의 목적은 이 기술분야에서 숙련된 당업자에 의해, 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본원발명에 따른 자외선 경화용 지그의 일 실시예를 도시하고, 도 7은 상기 도 6의 A-A 단면도를 도시하며, 도 8 및 도 9는 본원발명에 따른 자외선 경화용 지그를 사용하여 액체 렌즈 모듈의 자외선 경화성 접착제를 경화하는 과정을 도시하고 있는 도면이다. 종래 기술과 동일한 부분은 동일 부호를 사용하여 설명하기로 한다.

도 6 및 도 7을 참고하여, 본원발명에 따른 자외선 경화용 지그(100)의 한 실시예를 설명하기로 한다.

본원발명에 따른 자외선 경화용 지그(100)는 전기 습윤 방식을 사용하여 초점을 제어하는 액체 렌즈 모듈의 제작공정에서 자외선 경화용 접착제를 경화시키기 위해 사용하기 위한 장치로, 상기 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 환형의 띠 형상으로 형성되어 있는 몸체부(110)와 상기 몸체부에 등 간격으로 형성되는 관통공(120)을 포함하여 형성된다. 그리고 상기 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 관통공(120)에 자외선 케이블(130)을 삽입하여 고정하도록 구성하는 것에 의해 본원발명에 따른 자외선 경화용 지그(100)를 형성하도록 한다.

한편, 도 7에는 상기 도 6의 A-A 단면도가 개시되어 있는 바, 본원발명에 따른 자외선 경화용 지그(100)는 상기 자외선 케이블(130)이 삽입되는 관통공(120)을 45°경사지게 형성하여 마련하도록 하고 있다. 즉, 상기 관통공(120)을 상술한 바와 같은 각도를 구비하도록 형성하는 것에 의해, 상기 관통공(120)에 삽입되는 자외선 케이블(130)이 액체 렌즈 모듈의 자외선 경화성 접착제에 적절한 각도를 가지고 상기 자외선을 조사할 수 있도록 한다. 본원발명에 따른 상기 실시예에서는 상기 관통공(120)의 각도를 45°로 한정하고 있으나, 상기 관통공(120)의 각도가 이에 한정되는 것은 아니고, 보다 적절하게 상기 자외선을 조사할 수 있다면 상기 관통공(120)의 형성각도는 변경하는 것이 가능하다.

부가하여, 본원발명에 따른 자외선 경화용 지그(100)는 그 환형의 형상 주위로 복수 개의 자외선 케이블(130)이 마련될 수 있도록 하는 것을 기술적 특징으로 하고 있다. 즉, 종래 보다 많은 수의 자외선 케이블(130)을 설치할 수 있도록 함으로서, 보다 많은 양의 자외선을 액체 렌즈 모듈의 자외선 경화용 접착제에 조사 하도록 하는 것에 의해 보다 빠른 시간 내에 상기 액체 렌즈 모듈의 접착제의 경화를 행할 수 있기 위함이다. 본원발명의 상기 실시예에서는 모두 8개의 자외선 케이블(130)을 본원발명에 따른 자외선 경화용 지그(100)에 마련하도록 하고 있으나, 그 수는 상기 수로 한정되는 것은 아니고, 제작환경에 따라 그 변경이 가능하다. 한편, 상기 도 6에는, 본원발명의 자외선 경화용 지그(100)를 고정하기 위한 고정지지대(140)의 구성이 도시되어 있다.

상술한 바와 같이 구성된 자외선 경화용 지그(100)를 사용하여 액체 렌즈 모듈의 자외선 경화용 접착제를 경화하는 과정이 도 8 및 도 9에 도시되어 있는 바, 상기 도 8은 상면에서 바라본 도면을 도시하고, 도 9는 정면에서 바라본 도면을 도시한다.

상기 도면을 참조하여, 본원발명에 따른 자외선 경화용 지그(100)를 사용하여 액체 렌즈 모듈(20)의 자외선 경화용 접착제(16)의 경화를 행하는 동작을 살펴보면, 환형의 몸체부(110)에 등 간격으로 형성된 8개의 관통공(120)에 자외선 케이블(130)이 삽입고정되어 있는 자외선 경화용 지그(100)를 고정지지대(140)에 의해 고정 마련하고, 그 하부에 마스킹 처리(19)를 행한 액체 렌즈 모듈(20)을 배치하도록 구성한다. 이렇게 형성된 자외선 경화용 지그(100)를 사용하여 상기 액체 렌즈 모듈(20)의 자외선 경화용 접착제(16)에 자외선을 조사하도록 하는 공정이 도 9에 도시되어 있는 바, 상기 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 본원발명에 따른 자외선 경화용 지그(100)에 마련되는 자외선 케이블(130)은 45°의 각도를 가지고 경사지 게 형성되어 있는 관통공(120)에 삽입되어 있는 관계로 인해, 상기 자외선의 조사 역시, 상기 각도를 가지고 상기 액체 렌즈 모듈에 조사된다. 따라서, 상기 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 조사되는 자외선이 액체 렌즈 모듈(20)의 투명 전방 요소(4)와 유체 챔버(5) 사이에 마련되는 자외선 경화성 접착제(16)에 직접적으로 조사되도록 함으로서, 상기 접착제(16)의 적절한 경화가 이루어질 수 있도록 한다. 또한, 본원발명에 따른 자외선 경화용 지그(100)는 복수 개의 자외선 케이블(130)이 마련될 수 있도록 구성하는 것에 의해 보다 많은 양을 상기 접착제(16)에 조사할 수 있도록 한다.

상술한 바와 같이, 본원발명에 따른 자외선 경화용 지그(100)를 사용하여, 상기 액체 렌즈 모듈(20)의 자외선 경화용 접착제(16)의 경화를 행하도록 하는 것에 의해, 종래 보다 더 빠른 시간에 보다 정확하게 상기 접착제(16)의 경화를 행할 수 있다는 기술적 장점이 있다. 구체적으로, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 하나의 자외선 케이블을 사용하여 상기 액체 렌즈 모듈의 접착제의 경화를 행하는 경우에는 상기 접착제의 경화까지 약 3분의 시간이 소요되었으나, 본원발명의 상기 실시예에 따른 자외선 경화용 지그(100)를 사용하여 동일한 액체 렌즈 모듈의 접착제의 경화를 행하는 경우에는 상기 접착제의 경화시간을 약 1분으로 줄이도록 하는 기술적 효과가 있다. 덧붙여, 상술한 바와 같은 경화시간에 있어서의 기술적 효과 외에도, 본원발명에 따른 자외선 경화용 지그를 사용하도록 하는 것에 의해 보다 적절하게 상기 접착제가 형성되어 있는 부분에 자외선을 조사하도록 하는 것에 의 해, 상기 액체 렌즈 모듈 내에 마련되는 유체(A, B)에 상기 자외선이 닿는 영역을 최소화하도록 함으로서, 상기 유체의 특성에 미치는 영향을 최소화할 수 있다는 기술적 장점이 있다.

상술한 바와 같이, 본원발명에 따라 형성된 자외선 경화용 지그를 사용하여 액체 렌즈 모듈을 제작하는 경우, 종래 보다 빠른 시간 내에 접착제의 경화를 행할 수 있는 기술적 장점이 있다.

또한, 보다 정확하게 자외선을 조사하도록 하는 것에 의해 액체 렌즈 모듈내의 유체에 미치는 영향을 최소화하도록 함으로서, 보다 정밀한 액체 렌즈 모듈을 얻을 수 있다는 기술적 장점이 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 것이다.

Claims

전기 습윤 방식을 사용하여 초점을 제어하는 액체 렌즈 모듈의 제작공정에서 자외선 경화용 접착제를 경화시키기 위해 사용하는 것으로,

등 간격으로 복수 개의 자외선 케이블이 배치되는 환형의 몸체부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 경화용 지그.
제1항에 있어서,

상기 환형의 몸체부는 상기 복수 개의 자외선 케이블이 마련되도록 등 간격으로 형성되는 관통공을 갖는 것을 특징으로 하는 자외선 경화용 지그.
제2항에 있어서,

상기 자외선 경화용 지그를 고정하기 위한 고정지지대를 더 포함한 것을 특징으로 하는 자외선 경화용 지그.
제2항에 있어서,

상기 몸체부에 마련되는 상기 관통공은 내측방향으로 경사져 형성되는 것을 특징으로 하는 자외선 경화용 지그.
제4항에 있어서,

상기 관통공은 45°방향으로 경사져 형성되는 것을 특징으로 하는 자외선 경화용 지그.