KR100856092B1

KR100856092B1 - 광학렌즈 및 광학렌즈가 장착된 카메라 모듈

Info

Publication number: KR100856092B1
Application number: KR1020070059220A
Authority: KR
Inventors: 정석호; 김상화; 이백규; 문경미
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2007-06-18
Filing date: 2007-06-18
Publication date: 2008-09-02

Abstract

본 발명은 초점을 가변시킬 수 있는 광학렌즈 상하부에 리플로우 렌즈가 장착된 광학렌즈 및 이를 이용한 카메라 모듈에 관한 것이다.

본 발명에 따른 광학렌즈가 장착된 카메라 모듈은, 내부에 전기배선이 연결된 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판 상부 중앙에 결합된 이미지센서; 다수의 렌즈 및 상기 렌즈 최상단에 위치하며 초점이 가변되는 초점 가변렌즈의 상, 하면 중 선택된 어느 하나 이상의 면에 형성되고 그 중심부의 굴절율이 외측 테두리부의 굴절율과 다른 웨이퍼 렌즈로 이루어진 광학렌즈가 장착된 렌즈배럴; 및 상부에 상기 렌즈배럴이 결합되고 하단부가 상기 인쇄회로기판의 상부 외측 테두리와 연결된 하우징;을 포함한다.

광학렌즈, 액체렌즈, 액정렌즈, 카메라 모듈, 웨이퍼 렌즈, 리플로우 공법

Description

광학렌즈 및 광학렌즈가 장착된 카메라 모듈{Optical lens and camera module combined it}

도 1은 종래 기술에 의한 액정렌즈를 나타낸 단면도.

도 2는 종래 기술에 의한 액정렌즈가 장착된 카메라 모듈의 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 렌즈 굴절율을 나타낸 단면도.

도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 광학렌즈의 변형예를 나타낸 단면도.

도 8a 내지 도 8e는 본 발명에 따른 광학렌즈의 제조과정을 나타낸 공정 단면도.

도 9는 본 발명에 따른 광학렌즈의 웨이퍼 상태를 나타낸 사시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

300 : 광학렌즈 310 : 제1 기판

320 : 제1 전극 330 : 액상 결정층

340 : 제2 기판 350 : 제2 전극

360 : 제3 기판 370 : 제3 전극

380 : 보호층 300a : 액정렌즈

300b : 웨이퍼 렌즈 410 : 인쇄회로기판

420 : 이미지센서 430 : 하우징

435 : IR 필터 440 : 렌즈배럴

L1, L2 : 렌즈

본 발명은 초점을 가변시킬 수 있는 광학렌즈 상하부에 리플로우 렌즈가 장착된 광학렌즈에 관한 것으로, 보다 자세하게는 외부의 전압 또는 전자계를 이용하여 초점을 변화시킬 수 있는 액정렌즈 또는 액체렌즈 등의 광학렌즈 상하부에 레플리카 공법을 이용하여 리플로우 렌즈를 형성함으로써 카메라 모듈의 크기를 줄일 수 있는 리플로우 렌즈가 장착된 광학렌즈 및 이를 이용한 카메라 모듈에 관한 것이다.

최근, 휴대용 단말기 및 디지털 카메라 등의 휴대용 기기들의 발달로 인하여 이에 구비되는 부품들 또한 점차적으로 고성능화 및 소형화 되어가는 추세이다. 특히, 이들에 구비되는 카메라 모듈과 같은 광학장치는 수차 보정기구를 가진 광학계로부터 얻어진 광학적 이미지를 이미지 센서로 검출하고, 검출된 신호로부터 수차를 보정하여 신호를 전달하는 방식으로 동작한다.

카메라 모듈과 같은 광학 장치는 대기의 요동과 주변환경에 의하여 발생하는 광학계의 수차를 보정하고 왜곡 없는 상을 얻기 위해 광학적, 기계적 요소를 사용하여 상을 보정하는데 여기에 사용되는 장치로 인하여 부피와 기계적인 면에서 여러가지 제한사항이 발생하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 액정소자를 이용하는 광학 소자가 제안되는데 액정을 이용한 광학 소자는 광학적, 기계적 방식을 이용하는 통상의 수동형 광학 소자와는 다른 방식을 이용하는데, 이는 전극 간에 전압을 인가하여 이방성 매질인 액정의 실효적인 굴절률을 가변 제어함으로써 초점거리 등의 광학적 특성이나 광학계의 수차를 전압을 이용하여 조절할 수 있는 광학 소자이다.

이하, 종래 기술에 의한 액정렌즈에 대하여 관련도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 종래 기술에 의한 액정렌즈의 단면도이다.

먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 액정렌즈(100)는 투명한 제1 기판(110), 상기 제1 기판(110) 상에 형성된 제1 전극(120), 상기 제1 전극(120) 상에 형성된 액상 결정층(130), 상기 액상 결정층(130) 상에 형성된 제2 기판(140), 상기 제2 기판(140) 상에 형성된 제2 전극(150), 상기 제2 전극(150) 상에 순차적으로 형성된 절연층(160), 제3 전극(170) 및 보호층(180)으로 이루어진다.

여기서, 상기 제1 기판(110)은 촬영될 피사체의 상이 통과할 수 있도록 하기 위해 투명한 실리콘(silicon) 물질로 형성되며, 상기 제1 전극(120)은 외부로부터 인가되는 전압에 의해 도통되기 위하여 전기적 특성을 갖는 물질을 이용하여 형성한다.

상기 제1 전극(120) 상에 형성된 액상 결정층(130)은 액상(131) 내에 액정분자(132)를 일정한 방향으로 배향시키며 양측단에는 상기 액상(131) 및 액정분자(132)가 외부로 흘러나가는 것을 방지하기 위한 스페이서(133)가 형성되어 있다.

또한, 상기 제2 기판(140)은 상기 제1 기판(110)과 동일한 물질을 사용하여 투명하도록 형성한다. 이때, 상기 제2 기판(140) 상에는 제2 전극(150)이 형성되는데 상기 제2 전극(150)은 상기 제2 기판(140) 상부 전면에 형성되는 것이 아니라 상기 제2 기판(140)의 중앙의 렌즈 형성 영역만을 제외하고 그 외의 영역에 형성한다.

그리고, 상기 제2 전극(150) 상에는 상기 제2 전극(150)과 상기 제3 전극(160)을 서로 절연시키기 위한 절연층(160)이 형성되며, 상기 절연층(160) 상에는 제3 전극(170)이 형성된다. 상기 제3 전극(170) 상에는 외부의 압력 및 습도 등으로부터 상기 제3 전극(170)을 보호하기 위한 보호층(180)이 형성된다.

이와 같이 형성된 종래의 액정렌즈(100)는, 상기 제1 전극(120)과 제2 전극(150)에 제1 전압(V0)을 인가하여 광학적 특성을 제어하고, 상기 제1 전압(V0)을 0V로 고정한 후, 상기 제1 전극(120)과 제3 전극(170)에 제2 전압(Vc)을 인가하여 광학적 특성을 제어함으로써 피사체의 원거리 및 근거리의 초점을 무한한 상태까지 가변시킬 수 있게 됨에 따라 초점거리의 가변범위가 넓어지고 렌즈의 크기를 줄일 수 있다.

이러한, 종래의 액정렌즈가 장착된 카메라 모듈을 나타낸 도 2에 도시한 바와 같이, 종래의 액정렌즈(100)가 장착된 카메라 모듈은, 내부에 도전성 배선이 형성된 기판(210)과, 상기 기판(210) 상부 중앙에 결합된 이미지센서(220)와, 상기 기판(210)의 상부 외측 테두리와 그 하단부가 결합된 하우징(230)과, 다수의 렌즈(L)가 장착되고 상기 렌즈(L) 최상단에 액정렌즈(100)가 장착된 렌즈배럴(240)로 구성된다. 또한, 상기 이미지센서(220)와 대응되는 하우징(230)의 내측 하단부에는 외부로부터 입사되는 광에 포함된 적외선을 차단하기 위한 IR 필터(235)가 장착된다.

그러나, 상기 렌즈배럴(240)은 통상적으로 사용되던 유리 등의 제질로 제조되어 초점을 조정할 수 없는 초점 무조정의 렌즈(L) 상부에 초점을 조절하기 위한 액정렌즈(100)가 더 장착되는데, 상기 액정렌즈(100)가 렌즈배럴(240)에 지지 및 고정되도록 하기 위해 렌즈배럴(240)의 상부 외측둘레를 액정렌즈(100)의 두께만큼 길게 형성해야 함에 따라 카메라 모듈의 크기가 커지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 액정렌즈, 액체렌즈, 그린렌즈 및 회절렌즈 등의 초점 가변렌즈의 상하면 중 어느 하나 이상의 면에 리플로우 공법을 이용하여 웨이퍼 렌즈를 형성함으로써 렌즈 수를 줄일 수 있고, 수차 보정이 용이하며 광효율을 향상시킬 수 있는 광 학렌즈 및 상기 광학렌즈가 장착되어 크기를 줄일 수 있는 카메라 모듈을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광학렌즈는, 초점이 가변되는 초점 가변렌즈; 및 상기 초점 가변렌즈의 상, 하면 중 선택된 어느 하나 이상의 면에 형성되고, 그 중심부의 굴절율이 외측 테두리부의 굴절율과 다른 웨이퍼 렌즈;를 포함한다.

이때, 상기 초점 가변렌즈는 액정렌즈, 액체렌즈, 그린렌즈 및 회절렌즈의 그룹 중 선택된 어느 하나이며, 상기 액정렌즈는, 투명한 제1 기판; 상기 제1 기판 상부 전면에 형성된 도전성의 제1 전극; 상기 제1 전극 상부에 위치하며 액정분자가 배향된 액상 결정층; 상기 액상 결정층 상부 전면에 형성된 투명한 제2 기판; 및 상기 제2 기판 상부 중앙이 드러나도록 제2 기판 상부에 형성된 도전성의 제2 전극;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 액정렌즈는, 상기 제2 전극 상부에 형성된 투명한 제3 기판과, 상기 제3 기판 상에 형성된 도전성 물질의 제3 전극 및 상기 제3 전극 상에 형성된 제4 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 액정렌즈는, 투명한 제1 기판; 상기 제1 기판 상부 전면에 형성된 도전성의 제1 전극; 상기 제1 전극 상부에 위치하며 액정분자가 배향된 액상 결정층; 상기 액상 결정층 상부 전면에 형성된 투명한 제2 기판; 상기 제2 기판 상부 중앙을 제외한 측면 상부에 형성된 불투명한 도전성의 제2 전극; 상기 제2 기판 상부 중앙과 제2 전극 상부 전면에 형성된 절연층; 및 상기 절연층 상부 전면에 형성된 도전성의 제3 전극;을 포함하며, 상기 제1 전극, 액상 결정층, 제2 기판, 제2 전극, 절연층 및 제3 전극이 상기 제1 기판 하부에 순차적으로 형성된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 웨이퍼 렌즈는 플라스틱 렌즈이며, 상기 플라스틱 렌즈는 폴리머, 아크릴레이트, 열경화성 실리콘, 에폭시 및 우레탄 계열 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광학렌즈가 장착된 카메라 모듈은, 내부에 전기배선이 연결된 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판 상부 중앙에 결합된 이미지센서; 다수의 렌즈 및 상기 렌즈 최상단에 위치하며 초점이 가변되는 초점 가변렌즈의 상, 하면 중 선택된 어느 하나 이상의 면에 형성되고 그 중심부의 굴절율이 외측 테두리부의 굴절율과 다른 웨이퍼 렌즈로 이루어진 광학렌즈가 장착된 렌즈배럴; 및 상부에 상기 렌즈배럴이 결합되고 하단부가 상기 인쇄회로기판의 상부 외측 테두리와 연결된 하우징;을 포함한다.

이때, 상기 초점 가변렌즈는, 액정렌즈, 액체렌즈, 그린렌즈 및 회절렌즈의 그룹 중 선택된 어느 하나이며, 상기 액정렌즈는, 투명한 제1 기판; 상기 제1 기판 상부 전면에 형성된 전도성의 제1 전극; 상기 제1 전극 상부에 위치하며 액정분자가 배향된 액상 결정층; 상기 액상 결정층 상부 전면에 형성된 투명한 제2 기판; 및 상기 제2 기판 상부 중앙이 드러나도록 제2 기판 상부에 형성된 도전성의 제2 전극;을 포함하며, 상기 제2 전극 상부에 형성된 투명한 제3 기판; 상기 제3 기판 상에 형성된 도전성의 제3 전극; 및 상기 제3 전극 상에 형성된 제4 기판;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 웨이퍼 렌즈는 플라스틱 렌즈이며, 상기 플라스틱 렌즈는 폴리머, 아크릴레이트, 열경화성 실리콘, 에폭시 및 우레탄 계열 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

이하, 관련도면을 참조하여 본 발명에 따른 광학렌즈가 장착된 카메라 모듈과 광학렌즈에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 렌즈 굴절율을 나타낸 단면도이다.

우선, 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 카메라 모듈은, 내부에 도전성의 전기배선이 연결된 인쇄회로기판(410)과, 상기 인쇄회로기판(410)의 상부 중앙에 결합되어 외부로부터 입사되는 광을 전기적신호로 변환시키는 이미지센서(420)와, 다수의 렌즈(L1, L2) 및 상기 렌즈(L1, L2)의 최상단에 위치하며 초점을 가변할 수 있는 초점 가변렌즈(300a)의 상하면 중 선택된 어느 하나 이상의 면에 형성되고 그 중심부의 굴절율이 외측 테두리부의 굴절율과 다른 웨이퍼 렌즈(300b)로 이루어진 광학렌즈(300)가 장착된 렌즈배럴(440) 및 상부에 상기 렌즈배럴(440)이 결합되고 하단부가 상기 인쇄회로기판(410)의 상부 외측 테두리와 연결된 하우징(430)으로 구성된다.

이때, 상기 렌즈배럴(440) 내에 장착된 광학렌즈(300)는 전압 또는 전자계를 사용하여 초점을 가변시킬 수 있는 초점 가변렌즈(300a)와 상기 초점 가변렌즈(300a) 상하면 중 어느 하나 이상의 면에 형성된 웨이퍼 렌즈(300b)로 이루어지기 때문에 상기 유리 등으로 형성되는 렌즈 L1, L2 보다 빛의 굴절횟수가 증가하게 됨에 따라 상기 렌즈 L1, L2와 같이 종래 보다 적은 수의 렌즈만을 사용함으로써 렌즈배럴(440)의 길이가 줄어들게 되고 이에 따라, 상기 카메라 모듈의 전체 크기를 줄일 수 있는 이점이 있다.

한편, 도 4에 도시한 바와 같이, 외부로부터 입사되는 광에 대하여 상기 렌즈배럴(440)에 장착된 렌즈 L1, L2와 광학렌즈(300)의 굴절율을 보면, 상기 광은 1차적으로 광학렌즈(300)의 웨이퍼 렌즈(300b)를 통과하면서 굴절되고 초점 가변렌즈(300b)에 의해 다시 굴절되며, 상기 초점 가변렌즈(300a)의 하부에 형성된 웨이퍼 렌즈(300b)에 의해 다시 굴절됨에 따라 광학렌즈(300) 내에서만 3번의 굴절이 발생하게 된다. 이때, 상기 이미지센서(420)에 도달하는 광은 파장이 서로 다른 각 색 별로 일정 위치에 집광 됨에 따라 촬상된 피사체의 이미지를 더욱 선명하게 디스플레이할 수 있는 장점이 있다.

이하, 상기 카메라 모듈의 렌즈배럴(440) 내에 장착되며 초점 가변렌즈(300a)와 웨이퍼 렌즈(300b)로 이루어지는 광학렌즈(300)에 대하여 도 5 내지 도 9를 참조하여 상세히 설명한다. 한편, 상기 광학렌즈(300)의 초점 가변렌즈(300a)는 액정렌즈, 액체렌즈, 그린렌즈 및 회절렌즈의 그룹 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하지만 본 발명에서는 액체렌즈, 그린렌즈 및 회절렌즈에 대한 설명을 생략하고 액정렌즈에 대하여 보다 자세히 설명한다.

도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 광학렌즈의 변형예를 나타낸 단면도이고, 도 8a 내지 도 8e는 본 발명에 따른 광학렌즈의 제조과정을 나타낸 공정 단면도이며, 도 9는 본 발명에 따른 광학렌즈의 웨이퍼 상태를 나타낸 사시도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 광학렌즈(300)는, 외부로부터 공급되는 전압의 크기에 따라 초점을 가변시킬 수 있는 초점 가변렌즈인 액정렌즈(300a)와 상기 액정렌즈(300a)의 상하면 중 선택된 어느 하나 이상의 면에 형성된 웨이퍼 렌즈(300b)로 이루어진다.

여기서, 상기 액정렌즈(300a)는 실리콘 등의 투명한 물질로 형성된 제1 기판(310)과, 상기 제1 기판(310) 상부 전면에 도전성 물질로 형성된 제1 전극(320)과, 상기 제1 전극(320) 상부에 위치하며 액상(331) 속에 액정분자(332)가 일정 방향으로 배향된 액상 결정층(330)과, 상기 액상 결정층(330) 상부 전면에 형성된 투명한 제2 기판(340) 및 상기 제2 기판(340) 상부 중앙이 드러나도록 제2 기판(340) 중앙 이외의 상면에 형성된 제2 전극(350)으로 구성된다.

또한, 상기 웨이퍼 렌즈(300b)는 상기 액정렌즈(300a)의 상하면 중 선택된 어느 하나의 면 또는 상하면 모두에 형성된다. 이때, 상기 웨이퍼 렌즈(300b)는 플라스틱 렌즈이며, 상기 플라스틱 렌즈로써 폴리머, 아크릴레이트, 열경화성 실리콘, 에폭시, 우레탄 등의 계열 중 선택된 어느 하나를 사용한다.

특히, 상기 액정렌즈(300a) 상하면에 상기 웨이퍼 렌즈(300b)를 형성하여 입사되는 광의 굴절 횟수가 증가하게 됨에 따라 촬상된 피사체의 상이 맺는 초점 거리가 짧아져 렌즈의 수를 줄일 수 있게 됨으로써 렌즈배럴의 전체 길이를 줄일 수 있는 장점이 있다.

한편, 상기 액정렌즈(300a)의 변형예를 나타낸 도 6에 도시한 바와 같이, 액정렌즈(300a)는 상기 도 5에 도시된 액정렌즈(300a)의 제2 전극(350) 상에 형성된 제3 기판(360)과, 상기 제3 기판(360) 상부 전면에 형성된 도전성의 제3 전극(370) 및 상기 제3 전극(370) 상에 형성된 투명한 제4 기판(380)을 더 포함할 수 있다.

이와 같이 상기 제2 전극(350) 상부에 제3 기판(360), 제3 전극(370) 및 제4 기판(380)을 더 형성하여 제1 및 제2 전극(320, 350)과 제1 및 제3 전극(320, 370)에 각각 크기가 서로 다른 전압을 공급함으로써 초점 가변율을 더욱 확장시킬 수 있으며, 비전도성의 제4 기판(380)을 형성함으로써 제3 전극(370)에 공급되는 전압에 웨이퍼 렌즈(300b)가 영향받는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 액정렌즈(300a)의 또 다른 변형예를 나타낸 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 액정렌즈(300a)는 투명한 비도전성 물질의 제1 기판(310)과, 상기 제1 기판(310) 상부 전면에 형성된 제1 전극(320a)과, 상기 제1 전극(320a) 상부에 위치하며 액정분자가 배향된 액상 결정층(330a)과, 상기 액상 결정층(330a) 상부 전면에 형성된 투명한 제2 기판(340a)과, 상기 제2 기판(340a) 상부 중앙을 제외한 측면 상부에 형성된 불투명한 제2 전극(350)과, 상기 제2 기판(340a) 상부 중앙과 제2 전극(350a) 상부 전면에 형성된 절연층(360a) 및 상기 절연층(360a) 상부 전면에 형성된 제3 전극(370a)을 포함하며, 상기 제1 전극(320a), 액상 결정층(330a), 제2 기판(340a), 제2 전극(350a), 절연층(360a) 및 제3 전극(370a)과 동일하게 형성된 제1 전극(320b), 액상 결정층(330b), 제2 기판(340b), 제2 전극(350b), 절연층(360b) 및 제3 전극(370b)이 상기 제1 기판(310)을 중심으로 하여 이의 하부에 순차적으로 형성된다.

이때, 상기 제1 기판(310), 제1 전극(320a, 320b), 제2 기판(340a, 340b), 절연층(360a, 360b) 및 제3 전극(370a, 370b)은 광이 투과할 수 있는 투명 물질을 사용하여 형성되며 제2 전극(350a, 350b)은 불투명 물질로 형성되어 제2 전극(350a, 350b)이 형성되지 않은 제2 기판(340a, 340b)의 중앙부로만 광이 투과된다.

또한, 제1, 제2 및 제3 전극(320a, 320b, 350a, 350b, 370a, 370b)은 외부로부터 공급되는 전압에 의해 각각 도통될 수 있는 도전성 물질로 형성되고, 제1 및 제2 기판(310, 340a, 340b)과 절연층(360a, 360b)은 상하부로 이웃하는 제1, 제2 및 제3 전극(320a, 320b, 350a, 350b, 370a, 370b)이 서로 도통되지 않도록 하기 위해 비도전성의 물질로 형성된 것이 바람직하다.

특히, 하나의 액상 결정층(330)만을 사용하던 도 5 및 도 6의 액정렌즈(300a)에 비해 상기 도 7의 액정렌즈(300a)는 액상 결정층(330a, 330b)에 배향된 액정분자(332a, 332b)의 배향방향을 서로 수직으로 배향시킴으로써 편광현상을 줄여 광학적 특성을 향상시킬 수 있다.

상술한 바와 같이 형성된 액정렌즈(300a) 상하면에 웨이퍼 렌즈(300b)를 형성하는 방법은 리플로우 공정을 이용하여 형성하게 되는데 상기 웨이퍼 렌즈(300b)를 형성하기 위한 방법은 다음과 같다.

먼저, 도 8a에 도시한 바와 같이 상기 액정렌즈(300a)를 준비한다. 그 다음으로, 도 8b에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 렌즈(300b)를 찍어내기 위해 이의 모양이 형성된 스템프 어레이(stamp array: 300c)를 준비하고, 상기 스템프 어레이(300c) 상에 웨이퍼 렌즈(300b)를 형성하기 위한 플라스틱 계열의 물질을 도포한다. 그런 다음, 상기 스템프 어레이(300c) 상에 액정렌즈(300a)를 위치시킨 후 압력을 가하고 UV 코팅을 하여 웨이퍼 렌즈(300b)를 형성한다.

상기 액정렌즈(300a)의 상면에도 도 8c에 도시한 바와 같은 방법으로 웨이퍼 렌즈(300b)를 형성한다.

상기 액정렌즈(300a)의 상하면 모두에 웨이퍼 렌즈(300b)가 형성된 후, 도 8d에 도시한 점선 D를 기준으로 하여 절단함으로써 도 8e에 도시한 바와 같이 개별적으로 액정렌즈(300a) 상하면에 웨이퍼 렌즈(300b)가 형성된 광학렌즈(300)을 완성할 수 있다.

특히, 상기 액정렌즈(300a) 및 웨이퍼 렌즈(300b) 모두, 도 9에 도시한 바와 같이 웨이퍼(300d) 상에서 형성 가능하므로 대량생산이 가능해짐에 따라 광학렌즈를 생산하기 위한 생산공정이 단축되며 재료비 또한 절감할 수 있는 이점이 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광학렌즈 및 광학렌즈가 장착된 카메라 모듈은, 액정렌즈, 액체렌즈, 그린렌즈 및 회절렌즈 등의 초점 가변렌즈의 상하면 중 어느 하나 이상의 면에 리플로우 공법을 이용하여 웨이퍼 렌즈를 형성함으로써 렌즈 수를 줄일 수 있고, 수차 보정이 용이하며 광효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 초점 가변렌즈 및 웨이퍼 렌즈로 이루어지는 광학렌즈를 웨이퍼 상에서 형성할 수 있게 됨에 따라 이를 제조하기 위한 공정시간과 재료비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims

초점이 가변되는 초점 액정렌즈; 및

상기 액정렌즈의 상, 하면 중 선택된 어느 하나 이상의 면에 형성되고, 그 중심부의 굴절율이 외측 테두리부의 굴절율과 다른 웨이퍼 렌즈;

를 포함하며,

상기 액정렌즈는,

투명한 제1 기판;

상기 제1 기판 상부 전면에 형성된 도전성의 제1 전극;

상기 제1 전극 상부에 위치하며 액정분자가 배향된 액상 결정층;

상기 액상 결정층 상부 전면에 형성된 투명한 제2 기판; 및

상기 제2 기판 상부 중앙이 드러나도록 제2 기판 상부에 형성된 도전성의 제2 전극;

을 포함하는 광학렌즈.
삭제
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제1항에 있어서, 상기 액정렌즈는,

상기 제2 전극 상부에 형성된 투명한 제3 기판과, 상기 제3 기판 상에 형성된 도전성 물질의 제3 전극 및 상기 제3 전극 상에 형성된 제4 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학렌즈.
초점이 가변되는 초점 액정렌즈; 및

상기 액정렌즈의 상, 하면 중 선택된 어느 하나 이상의 면에 형성되고, 그 중심부의 굴절율이 외측 테두리부의 굴절율과 다른 웨이퍼 렌즈;

를 포함하며,

상기 액정렌즈는,

투명한 제1 기판;

상기 제1 기판 상부 전면에 형성된 도전성의 제1 전극;

상기 제1 전극 상부에 위치하며 액정분자가 배향된 액상 결정층;

상기 액상 결정층 상부 전면에 형성된 투명한 제2 기판;

상기 제2 기판 상부 중앙을 제외한 측면 상부에 형성된 불투명한 도전성의 제2 전극;

상기 제2 기판 상부 중앙과 제2 전극 상부 전면에 형성된 절연층; 및

상기 절연층 상부 전면에 형성된 도전성의 제3 전극;을 포함하며,

상기 제1 전극, 액상 결정층, 제2 기판, 제2 전극, 절연층 및 제3 전극이 상기 제1 기판 하부에 순차적으로 형성된 것을 특징으로 하는 광학렌즈.
제1항 또는 제5항에 있어서,

상기 웨이퍼 렌즈는 플라스틱 렌즈인 것을 특징으로 하는 광학렌즈.
제6항에 있어서,

상기 플라스틱 렌즈는 폴리머, 아크릴레이트, 열경화성 실리콘, 에폭시 및 우레탄 계열 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광학렌즈.
내부에 전기배선이 연결된 인쇄회로기판;

상기 인쇄회로기판 상부 중앙에 결합된 이미지센서;

다수의 렌즈 및 상기 렌즈 최상단에 위치하며 초점이 가변되는 액정렌즈와 상기 액정렌즈의 상, 하면 중 선택된 어느 하나 이상의 면에 형성되고 그 중심부의 굴절율이 외측 테두리부의 굴절율과 다른 웨이퍼 렌즈로 이루어진 광학렌즈가 장착된 렌즈배럴; 및

상부에 상기 렌즈배럴이 결합되고 하단부가 상기 인쇄회로기판의 상부 외측 테두리와 연결된 하우징;

을 포함하며,

상기 액정렌즈는,

투명한 제1 기판;

상기 제1 기판 상부 전면에 형성된 전도성의 제1 전극;

상기 제1 전극 상부에 위치하며 액정분자가 배향된 액상 결정층;

상기 액상 결정층 상부 전면에 형성된 투명한 제2 기판; 및

상기 제2 기판 상부 중앙이 드러나도록 제2 기판 상부에 형성된 도전성의 제2 전극;

을 포함하는 광학렌즈가 장착된 카메라 모듈.
삭제
삭제
제8항에 있어서, 상기 액정렌즈는,

상기 제2 전극 상부에 형성된 투명한 제3 기판;

상기 제3 기판 상에 형성된 도전성의 제3 전극; 및

상기 제3 전극 상에 형성된 제4 기판;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학렌즈가 장착된 카메라 모듈.
내부에 전기배선이 연결된 인쇄회로기판;

상기 인쇄회로기판 상부 중앙에 결합된 이미지센서;

다수의 렌즈 및 상기 렌즈 최상단에 위치하며 초점이 가변되는 액정렌즈와 상기 액정렌즈의 상, 하면 중 선택된 어느 하나 이상의 면에 형성되고 그 중심부의 굴절율이 외측 테두리부의 굴절율과 다른 웨이퍼 렌즈로 이루어진 광학렌즈가 장착된 렌즈배럴; 및

상부에 상기 렌즈배럴이 결합되고 하단부가 상기 인쇄회로기판의 상부 외측 테두리와 연결된 하우징;

을 포함하며,

상기 액정렌즈는,

투명한 제1 기판;

상기 제1 기판 상부 전면에 형성된 도전성의 제1 전극;

상기 제1 전극 상부에 위치하며 액정분자가 배향된 액상 결정층;

상기 액상 결정층 상부 전면에 형성된 투명한 제2 기판;

상기 제2 기판 상부 중앙을 제외한 측면 상부에 형성된 불투명한 도전성의 제2 전극;

상기 제2 기판 상부 중앙과 제2 전극 상부 전면에 형성된 절연층; 및

상기 절연층 상부 전면에 형성된 도전성의 제3 전극;을 포함하며,

상기 제1 전극, 액상 결정층, 제2 기판, 제2 전극, 절연층 및 제3 전극이 상기 제1 기판 하부에 순차적으로 형성된 것을 특징으로 하는 광학렌즈가 장착된 카메라 모듈.
제8항 또는 제12항에 있어서,

상기 웨이퍼 렌즈는 플라스틱 렌즈인 것을 특징으로 하는 광학렌즈가 장착된 카메라 모듈.
제13항에 있어서,

상기 플라스틱 렌즈는 폴리머, 아크릴레이트, 열경화성 실리콘, 에폭시 및 우레탄 계열 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광학렌즈가 장착된 카메라 모듈.