KR101798125B1 - 연결 피스들이 장착되는 광학 구조체 및 상기 광학 구조체를 제조하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

캔틸레버 전극과 함께 광학 구조체, 릿지들 및 정전 액츄에이터를 갖는 장치가 설명되며, 상기 릿지들은 광학 구조체를 지지 구조체에 연결시키며 정전 드라이브는 상기 광학 구조체를 굴절시키도록 구현된다.

Description

연결 피스들이 장착되는 광학 구조체 및 상기 광학 구조체를 제조하기 위한 방법 {OPTICAL STRUCTURE ON WHICH CONNECTING PIECES ARE MOUNTED AND METHOD FOR PRODUCING SAID OPTICAL STRUCTURE}

본 발명은 광학 구조체 및 광학 구조체를 지지 구조체에 연결하는 릿지들(ridges)을 갖는 장치에 관련되며, 상기 광학 구조체는 기준 평면(레퍼런스 평면, reference plane)에 관한 움직임을 수행할 수 있고 상기 발명은 상기 장치의 가능한 조정들(adjustments)도 설명한다.

예를 들어, DE 102009055080 A1로부터 알려진, 경화성 재료로 만들어지는 광학 구조체는 변화하는 환경적 온도와 함께 그 특성을 변화시킨다. 이와 같이, 폴리머 렌즈(polymer lens)는 변화하는 온도에 따라 그 팽창이 변화하며, 굴절률 및 광학 렌즈의 곡률 또한 변화된다. 이는, 카메라 또는 프로젝터 같은, 광학적 장치가 변화하는 이미지 캡쳐링 및/또는 이미지 재생 품질을 제공하는데 영향을 미칠 수 있다.

변화하는 이미지 재생 및/또는 이미지 캡쳐링 품질을 보상하기 위해, 광학 장치에서 이용되는 렌즈들 및/또는 렌즈 그룹들은 광학 장치의 초점 길이의 열 유도 변화를 보상하기 위해 재조정된다. 이를 위해, 무빙 코일 드라이브들(moving coil drives), 압전 모터 드라이브들 또는 다른 모터 드라이브들 같은, 액츄에이터(actuators)가 이용된다. 또한, 렌즈의 곡률의 변화를 가능케하는 액체 렌즈들이 이용된다. 그러나, 이러한 방법들은 언제나 광학 시스템의 초점 길이의 능동 조정을 필요하게 만든다.

광학 구성요소들의 제조 프로세스 변화 결과로서, 구성요소들의 파라미터들, 특히 렌즈들의 초점 길이가, 변화한다. 구성요소들은 추가 구성요소들을 갖는 더 많은 복합 구조체들에 연결되며, 예를 들어 대물 렌즈(objective)인, 조립체(assembly)의 타겟 파라미터들은, 얻어지지 않을 수 있다. 최적 기능성을 보장하기 위해, 제조 결과 및 연결 허용 오차들에 따라 일어나는 부정확의 보상 및 개별 구성요소들의 최적 방향을 보장하기 위해 상기 구성요소들은 연결된 후에 재조정되어야 한다. 조정의 주 목적은, 예를 들어, 미리 결정된 이미지 평면에 관해 렌즈 또는 렌즈 스택(lens stack)의 이미지 평면의 최적 방향이며, 소위 영상기(이미져, imager)라 불리는, 적어도 하나의 광전자 이미지 컨버터가 존재한다.

대물렌즈 같은, 렌즈들 또는 렌즈 그룹들은, 외부 쓰레드(external thread)를 포함하는 다른 것들 중, 하나 또는 몇몇 하우징 부품들로 둘러싸인다. 대응 내부 쓰레드를 갖는 홀더는 하나 또는 몇몇 하우징 부품들에 삽입될 수 있고, 특정 거리는, 일반적으로 최적 초점 위치가 조정된다. 상기 조정이 수행된 후에, 예를 들어, UV-경화성 방식으로 구현될 수 있는 접착제에 의해, 상기 위치는 아마 고정된다. 이러한 방식으로, 전체 광학 구조체는 이러한 단계에 대해 독점적으로 실행되는 그리고 구체적으로 도입되는 추가 장치들을 통해 조정된다.

오토포커스 기능을 구현하기 위해, 다른 것들 중에서, 보이스 코일 모터들(voice coil motors)이 이용된다. 이는 많은 개별 부품들로 구성되며 웨이퍼(wafer) 레벨 기술에서 제조될 수 없다.

아래에서 설명되는 실시예들의 첫번째 관점에 따라, 추가 액츄에이터들에 독립적인 그리고 자동-조절 방식인 온도 변화에 의해 야기되는 광학 특성의 변화에 대응(counteract)할 수 있는 광학 장치가 제공된다. 장치들은 최소화될 수 있고 웨이퍼 레벨 기술에서 제조될 수 있으며, 더 작은 구성 크기 및/또는 더 낮은 생산 비용이 얻어질 수 있다. 이러한 관점에서, 장치들은, 예를 들어, 생산 허용 오차를 보상할 수 있고 및/또는 열을 유도하여 광학 전체 시스템의 작업 동안 가변 포커싱을 허용할 수 있으며, 추가 포커싱 기계 부품들이 대체된다.

첫번째 관점에 따라, 장치는 기준 평면에 관해 광학 구조체의 움직임을 허용하도록 구현되는 적어도 두개의 릿지들(ridges)을 갖는 광학 구조체를 포함한다. 첫번째 관점에 따라, 상기 방법은 릿지들에 배치되는 광학 구조체의 움직임을 허용하는 릿지들의 구현을 포함하며, 이는 광학 구조체의 광학 특성의 열적 유도 변화에 대응한다(counteract).

첫번째 관점에 따라, 예를 들어, 광학 구조체의 폴리머 요소들의 열적 유도 변화는 광학 구조체의 광학 특성의 변화에 대응하기 위해 릿지들에서 동시에 일어나는 열적 유도 기계적 변화들을 이용하여 보상된다는 사실이 이용된다.

실시예에 따라, 상기 릿지들은 단일-층 방식으로 구축된다. 이러한 경우에, 상기 릿지들은 단순화된 생산을 허용하는, 릿지들에 매달린 광학 구조체와 동일 재료로 구성될 수 있다. 상기 재료는 광학 구조체를 둘러싸는 지지 구조체보다 더 높은 열 팽창 계수를 가질 수 있고, 이는, 온도 증가 동안, 광학 축을 따른 방향으로 광학 구조체의 움직임을 이끈다. 광학 구조체의 움직임 방향은 광학 구조체의 광학 축이 존재하는 평면에 위치한 릿지들의 곡률에 의해 정의된다.

대안적 실시예에 따라, 릿지들(ridges)은 다층(멀티-레이어) 방식으로 구조화되고, 이는 릿지들의 직선, 비-곡선 실시를 가능케하며, 릿지 재료들의 결합은 릿지들이 장착되는 서라운딩 지지 구조체의 열 팽창 계수에 독립적으로 형성될 수 있는데, 이는 릿지들의 벤딩(bending, 구부러짐)이 릿지 재료들의 상이한 열 팽창 계수들에 의해 수행되기 때문이다. 층(레이어, layer) 재료의 기계적 그리고 광학적 특성들의 분리(비동조화, decoupling)는 레이어들이 두개 이상의 층들에서 그리고 불연속적으로 배치될 때 얻어질 수도 있다.

실시예에 따라, 릿지들의 길이 중심 라인들(longitudinal center lines)은 광학 구조체의 광학 축을 교차하며 릿지들은 끝(단부, end)에서 광학 구조체에 연결된다. 대안적 실시예에 따라, 릿지들의 길이 중심 라인들은 상기 구조체의 광학 축을 교차하지 않고 상기 릿지들은 돌출부들을 통해 광학 구조체에 측면으로 연결된다. 나중의 예는 광학 구조체의 얻어질 수 있는 이동 거리의 확장 및 릿지들의 더 큰 길이 확장을 가능하게 한다.

추가 실시예들은 릿지들에서 전기적 가열 요소들을 배치하는 옵션을 보여준다. 이는, 다른 것들 중에서, 다양한 오브젝트 거리의 액티브 포커싱, 또는 오토포커스를 위해 이용될 수 있는 환경 온도에 독립적인, 그리고 유도된 온도에 의존하는, 광학 구조체의 포지셔닝 및 릿지들의 굴절을 허용한다. 릿지들의 굴절을 변화시켜, 광학 구조체의 틸팅 또는 광학 구조체의 제어된 포커싱 또한 얻어질 수 있다. 특히, 컨트롤(미도시)이 제공될 수 있거나 적어도 연결될 수 있고, 이는 알려진 오브젝트 거리를 포커싱하기 위해, 통제 가열 요소들 각각을 제어하고, 또는 예를 들어, 어떻게 이미지 평면에서 캡쳐된 이미지의 선명도처럼, 광학 구조체의 광학 특성에 의존하는 신호의 측정에 의존하는지, 릿지들에 매달린 렌즈들을 포함하는 렌즈 시스템처럼, 광학 구조체에 의해 적어도 부분적으로 정의되는지를 통제한다.

아래에서 설명되는 실시예들의 두번째 관점은, 예를 들어, 생산 동안, 조정(adjustment)의 종료(termination)가 더 쉬워지도록, 예를 들어, 하우징 구조에서 할당된 추가 기계적 구성요소들을 도입하거나 쓰레드(threads)를 배치함 없이, 더 쉬워지는 수행된 조정 후에 광학적 구조체의 초기 위치를 유지하는 것을 가능하게 하는 개념에 관련된다.

두번째 관점에 따라, 장치는 광학 구조체의 미리 결정된 방향의 고정에 영향을 미치는 어닐링 가능한 접착제가 배치되는 그리고 지지 구조체에 광학 구조체를 연결하는 적어도 두개의 릿지들을 포함한다.

두번째 관점에 따라, 방법은 기준 평면(reference plane)에 관해 광학 구조체의 미리 결정된 방향에 영향을 미치기 위해 접착제를 어닐링하는 것 뿐만 아니라 릿지들 및 지지 구조체 사이의 어닐링 가능한 접착제를 배치하여, 광학 구조체의 광학 특성의 열적 유도 변화에 대응하고, 배치되는 광학 구조체의 이동을 허용하는 릿지들을 형성하는 단계를 포함한다.

두번째 관점에 따라, 지지 구조체 및 릿지들 사이에 배치되는 접착제 수단에 의해, 상기 릿지들은 접착제의 어닐링에 의해 그리고 초기 조정에 광학 구조체의 굴절을 얻고, 광학 구조체로부터 접착제를 어닐링 한 후에 조정된 초기 위치가 유지된다는 사실이 이용된다.

아래에서 설명되는 실시예의 세번째 및 네번째 관점은, 높은 다이내믹(high dynamics)을 갖는 그리고 환경적 온도에 독립적인 릿지들을 통해 프레임에 연결되는 광학 구조체로의 움직임을 유도하는 것이 가능한 광학 장치들에 대한 개념을 제공하는 목적을 해결하며, 여기에 이용되는 액츄에이터들(actuators)은 최소화되고 웨이퍼 레벨 기술에서 제조될 수 있으며, 더 작은 구조적 크기 및/또는 더 낮은 제조 비용이 얻어질 수 있다. 이러한 관점들에 따라, 장치들은, 예를 들어, 생산 허용 오차(production tolerances)를 보상할 수 있고 및/또는 광학 전체 시스템의 작동 동안 가변 포커싱을 허용할 수 있다.

세번째 관점에 따라 장치는 지지 구조체에 광학 구조체를 연결하는 적어도 두개의 릿지들 및 서로 적어도 부분적으로 대치되게 배치되는 제1 및 제2전극들을 갖는 정전 드라이브(electrostatic drive)를 포함하며, 제1전극은 제1 및 제2전극들 사이에 전기장이 적용될 때 릿지들의 변형을 야기하기 위한 릿지들 중 하나에 배치된다. 세번째 관점에 따라, 방법은 릿지들에 배치되는 광학 구조체의 이동을 허용하는 릿지들의 형성 및, 릿지들 중 하나에 제1전극의 배치, 그리고 제1전극에 적어도 부분적으로 대치되는 제2전극의 배치를 포함하며, 제1 및 제2전극들 사이의 전기장은 릿지들의 변형을 야기한다.

아래에서 설명되는 실시예들의 세번째 관점에 따라, 제1 및 제2전극들을 갖는 정전 드라이브는, 릿지들의 변형을 야기하는 정전 드라이브의 제1 및 제2전극들 사이의 전기장을 적용하는, 릿지들 중 적어도 하나에 배치될 수 있다는 사실이 이용된다.

실시예에 따라, 정전 드라이브의 제1전극은 지지 구조체에 광학 구조체를 연결하는 릿지들에 배치되며 제2전극은 지지 구조체에 연결된 몰드 부품(몰드 구성요소, mold component)에 배치된다.

대안적 실시예에 따라, 정전 드라이브의 제2전극은 지지 구조체에 배치되어 몰드 부품의 배치가 생략될 수 있다. 실시예에 따라, 제1전극은 릿지들의 표면에 배치되고 격리층(isolation layer)을 통해 제2전극으로부터 이격된다. 대안적 실시예에 따라, 제1전극은 릿지들에 내장되어 제1전극을 덮는 릿지 재료는 동시에 격리층으로 작동한다.

네번째 관점에 따라, 장치는 지지 구조체에 광학 구조체를 연결하는 적어도 두개의 릿지들 및 서로 적어도 부분적으로 대치되게(opposite) 배치되는 제1 및 제2전극을 갖는 정전 드라이브를 포함하며, 제1전극은 릿지들의 적어도 부분에 배치되고 릿지의 이 부분은 제1 및 제2전극들 사이에 전기장이 적용될 때 릿지들의 변형에 영향을 미치기 위해 릿지들이 배치되는 하나의 평면으로부터 제2전극의 방향으로 적어도 부분적으로 굴절된다.

네번째 관점에 따라, 방법은 릿지에 배치되는 광학 구조체의 움직임을 허용하는 릿지들의 형성, 릿지들에 제1전극의 배치과 제1전극에 적어도 부분적으로 대치되는 제2전극의 배치, 및 제1 및 제2전극들 사이에 전기장이 릿지들의 변형을 야기하도록 제2전극의 방향으로 제1전극의 굴절도 포함한다.

네번째 관점에 따라, 제1전극 및 제2전극들을 갖는 정전 드라이브가 릿지들 중 적어도 하나에 배치될 수 있고, 내부 부분으로 형성되는 릿지들의 부분(portion)은 제2전극의 방향으로 잔류 릿지의 평면으로부터 굴절되며 정전 드라이브의 제1전극 및 제2전극들 사이의 전기장을 적용하는 것이 릿지들의 변형을 야기한다는 사실이 이용된다.

발명의 실시예들은 아래에서 더 자세히 논의될 것이다. 도면에서 동일 또는 유사한 요소들은 동일 도면 부호로 제공된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 첨부된 도면들을 참조하여 아래에서 논의될 것이다.
도 1a는 두개의 릿지들을 통해 지지 구조체에 장착되는 렌즈를 갖는 장치의 단면도이다;
도 1b는 열적 영향에 의해 광학 특성이 변화되는 렌즈를 갖는 장치의 이론적 상태이다;
도 1c는 움직임이 광학 특성의 변화에 대응하는 원래 위치로부터 이동된 렌즈를 갖는 장치의 상태이다;
도 2a-b는 대안적 렌즈 형태를 갖는 개략적 단면도들이며, 도 2a는 평면-볼록(plano-convex) 렌즈 도 2b는 오목-볼록(concavo-convex) 렌즈를 보여준다;
도 3은 굴곡을 갖는 단일층 릿지들의 사시도이다;
도 4는 삼층 릿지들을 갖는 장치의 개략적 단면도이다;
도 5a-d는 이층(two-layered) 렌즈 및 릿지들의 상이한 실시예의 개략적 측면도이며, 도 5a는 삼층 전체 구조체를 구축하기 위해 렌즈 및 릿지들에서 제2재료층(두번째 재료층)의 불연속 배치를 보여주며, 도 5b는 두께의 불연속 커브를 포함하는 릿지들을 갖는 도 5a에 유사한 장치를 보여주며, 도 5c는 층 두께의 불연속 변화를 포함하는 일체의 제2재료층의 장치를 보여주며, 도 5d는 도 5c에 유사한 장치를 보여주며 여기서 릿지들 영역의 층 두께는 연속 변화를 포함한다;
도 6a는 제2층의 일정 두께를 갖는 집합 이층 렌즈의 개략적 측면도이다;
도 6b는 제1 및 제2층의 대칭 층 두께 곡선을 갖는 집합 이층 렌즈의 개략도이다;
도 6c는 제1층의 일정 두께를 갖는 집합 이층 렌즈의 개략적 측 단면도이다;
도 6d는 분한 이층 렌즈의 개략적 측 단면도이며, 여기서 제1층은 집합 렌즈의 형태로 구현되며 가변 층 두께에서 제2층은 제1층에 배치된다;
도 6e는 도 6d에 유사한 분산 이층 렌즈의 개략적 측 단면도이며, 여기서 제1층은 평면-볼록 렌즈(plano-convex lens)의 형태로 구현된다;
도 6f는 분산 이층 렌즈의 개략적 측 단면도이며, 여기서 제2층은 오목-볼록 렌즈(concavo-convex lens)의 형태로 구현된다;
도 7은 하나의 렌즈와 네개의 릿지들을 갖는 장치의 상면도이며, 여기서 릿지들의 길이 중심 라인들은 렌즈들의 광학 축을 교차한다;
도 8은 하나의 렌즈 및 두개의 릿지들을 갖는 장치의 상면도이며, 여기서 릿지들의 길이 중심 라인들은 렌즈의 광학 축을 교차한다;
도 9는 렌즈 및 대각선으로 배치된 릿지들을 갖는 장치의 상면도이다;
도 10은 하나의 렌즈와 네개의 릿지들을 갖는 장치의 상면도이며, 여기서 상기 릿지들의 길이 중심 라인들은 렌즈의 광학 축을 지나간다;
도 11은 하나의 렌즈와 두개의 릿지들을 갖는 장치이며, 여기서 길이 중심 라인들은 렌즈의 광학 축을 지나간다;
도 12는 하나의 렌즈와 세개의 릿지들을 갖는 장치의 상면도이며, 여기서 릿지들의 길이 중심 라인들은 렌즈의 광학 축을 지나간다;
도 13은 도 7에 유사한 장치의 상면도이며, 여기서 전기 가열 요소는 릿지들에 배치된다;
도 14는 도 8에 유사한 장치의 상면도이며, 여기서 전기 가열 요소들은 릿지들에 배치된다;
도 15는 도 9에 유사한 장치의 상면도이며, 여기서 전기 가열 요소들은 릿지들에 배치된다;
도 16은 도 10에 유사한 장치의 상면도이며, 여기서 전기 가열 요소들은 릿지들에 배치된다;
도 17은 도 11에 유사한 장치의 상면도이며, 여기서 전기 가열 요소들은 릿지들에 배치된다;
도 18은 도 12에 유사한 장치의 상면도이며, 여기서 전기 가열 요소들은 릿지들에 배치된다;
도 19는 네개의 릿지들을 통해 각각 지지 구조체에 연결된 네개의 렌즈들을 갖는 장치의 개략적 상면도이다;
도 20은 네개의 릿지들을 통해 각각 지지 구조체에 연결된 네개의 렌즈들을 갖는 장치의 개략적 상면도이며 여기서 지지 구조체는 릿지들의 적어도 하나의 재료의 주변 프레임(circumferential frame)을 포함한다;
도 21은 네개의 릿지들을 통해 각각 지지 구조체에 연결된 네개의 렌즈들을 갖는 장치의 상면도이며, 지지 구조체는 릿지들의 적어도 하나의 재료의 주변 프레임을 포함하며 상기 지지 구조체는 리세스들(오목한 부분들, recesses)을 더 포함한다;
도 22는 네개의 릿지들을 통해 각각 지지 구조체에 연결된 네개의 렌즈들을 갖는 장치의 상면도이며, 여기서 지지 구조체는 릿지들의 적어도 하나의 재료의 주변 프레임으로 완전히 형성된다;
도 23은 네개의 릿지들을 통해 각각 지지 구조체에 연결된 네개의 렌즈들을 갖는 장치의 상면도이며, 여기서 지지 구조체는 릿지들의 적어도 하나의 재료의 주변 프레임으로 완전히 형성되며 상기 지지 구조체는 리세스들을 포함한다;
도 24는 여덟개의 릿지들을 통해 각각 지지 구조체에 연결된 렌즈 필드(a lens field)를 갖는 장치의 상면도이다;
도 25는 단일층(single-layered) 공동-이동(co-moving) 렌즈가 이동 렌즈를 갖는 렌즈 스택(lens stack)을 함께 형성하는 장치의 단면도이다;
도 26은 이층(two-layered) 공동-이동(co-moving) 렌즈가 이동 렌즈를 갖는 렌즈 스택(lens stack)을 함께 형성하는 장치의 단면도이며 공동-이동 렌즈는 이동 렌즈보다 기준 평면에 대해 더 큰 거리를 갖는다;
도 27은 렌즈 스택의 공동-이동 이층(two-layered) 렌즈가 이동 렌즈보다 기준 평면에 더 짧은 거리를 갖는 장치의 단면도이다;
도 28은 렌즈 스택이 접착층을 포함하는 렌즈 스택을 갖는 장치의 단면도이다;
도 29는 상이한 두개의 렌즈 스택이 지지 구조체에 연결되는 장치의 단면도이다;
도 30a-b 는 각 고정 렌즈가 지지 구조체에 배치되는 장치의 두 단면도들이며, 여기서 도 30a는 더 짧은 거리에서 도 30b는 기준 평면에 대해 더 큰 거리에서의 이동 렌즈의 배치를 보여준다;
도 31a-b 는 이동 렌즈 및 고정 렌즈를 각각 갖는 하나의 장치의 두 단면도들이며, 여기서 릿지들의 적어도 하나의 재료의 주변 프레임은 지지 구조체에 형성되고, 여기서 도 31b는 기준 평면에 더 큰 거리에서 도 31a 는 더 작은 거리에서 이동 렌즈의 배치를 보여준다;
도 32a-b 는 하나의 장치의 두 단면도들이며, 여기서 고정 렌즈는 유리 층을 포함하며 지지 구조체의 단면은 층 스택(layer stack)의 곡선을 가로질러 변화하며, 여기서 도 32b는 기준 평면에 대해 더 큰 거리에서 도 32a는 더 작은 거리에서 이동 렌즈의 배치를 보여준다;
도 33은 고정 렌즈가 유리 층을 포함하는 장치의 단면도이며 이동 렌즈 뿐만 아니라 주변에 배치된 스페이서 구조체가 동일 재료로 구성된다;
도 34는 고정 렌즈가 유리 층에 배치되는 장치의 단면도이며, 고정 렌즈의 광학 기능 영역 주변의 영역들이 불연속적으로 형성되며 이동 렌즈 뿐만 아니라 주변에 배치된 스페이서 구조체가 동일 재료로 구성된다;
도 35는 하나의 이동 렌즈 및 두개의 고정 렌즈를 갖는 장치의 단면도이며, 고정 렌즈들 각각은 유리층을 포함하고 고정 렌즈의 광학 기능 영역 주변의 연속 형성 영역들 및 광학 기능 영역들과 다른 재료인 스페이서 구조체는 렌즈 층 사이에 형성된다;
도 36은 하나의 이동 렌즈 및 두개의 고정 렌즈들을 갖는 장치의 단면도이며, 여기서 고정 렌즈들 각각은 유리층 및 고정 렌즈의 광학 기능 영역 주변의 불연속 형성 영역을 포함한다;
도 37은 배치된 릿지들 및 이동 렌즈가 하나의 재료로 통합적으로(집적되어, integrally) 형성되는 장치의 단면도이며, 나머지 장치는 오직 상이한 재료로 형성된다;
도 38은 지지 구조체의 개별 부품이 접착층에 의해 연결되는 장치의 단면도다;
도 39는 각각이 유리층을 포함하는 하나의 이동 렌즈 및 두개의 고정 렌즈들을 갖는 장치의 단면도이며, 여기서 지지 구조체는 접착층을 포함한다;
도 40은 유리층 없이 지지 구조체에 배치되는 짧은 릿지들 및 거기에 배치되는 공동-이동 렌즈, 이동 렌즈를 갖는 도 30에 유사한 장치의 단면도이다;
도 41은 지지 구조체 및 거기에 배치되는 연속 형성 영역들, 고정 렌즈는 연속 형성 영역들 및 고정 렌즈의 측면에 유리층을 포함하는, 도 40에 유사한 장치의 단면도이다;
도 42는 지지 구조체가 이동 렌즈 및 고정 렌즈 사이의 영역에 접착층을 포함하는, 도 40에 유사한 장치의 단면도이다;
도 43은 지지 구조체가 도 42에 유사한 접착층을 포함하는, 도 41에 유사한 장치의 단면도이다;
도 44는 도 42에 유사한 장치의 단면도이며, 여기서 이동 렌즈 및 공동-이동 렌즈를 연결하는 구조체가 접착층을 포함한다;
도 45는 도 44에 유사한 장치의 단면도이며, 여기서 상기 고정 렌즈는 도 43에 유사한 유리층을 포함하고 이동 렌즈 및 공동-이동 렌즈를 연결하는 구조체는 접착층을 포함한다;
도 46은 도 44에 유사한 장치의 단면도이며, 여기서 릿지들의 적어도 하나의 재료로 된 도 31에 유사한 추가 내부 프레임 또한 함께 배치되며 접착층에 의해 연결된다;
도 47a는 접착 수단에 의해 렌즈의 초기 위치를 고정하기 위한 방법의 블록도이다;
도 47b는 도 47a에 따른 방법과 함께 새로운 초기 위치를 고정하기 위한 방법 동안 장치의 단면도이다;
도 47c는 지지 구조체 및 릿지들 사이에 접착제를 배치하는 방법 단계를 보여주는 단면도이다;
도 48은 하나의 렌즈 및 네개의 릿지들을 갖는 장치의 상면도이며, 여기서 접착제는 릿지들에 배치된다;
도 49는 렌즈 및 릿지들을 갖는 장치의 사시도이며, 여기서 릿지들은 오목-볼록(concavo-convex) 단면을 갖는다;
도 50a-c 는 접착제가 배치될 수 있도록 구현되는 지지 구조체 뿐만 아니라 릿지들 및 렌즈를 갖는 장치의 단면도이며, 여기서 도 50a는 오목-볼록 렌즈를 보여주며, 도 50b는 평면-볼록 렌즈, 도 50c는 오목-볼록 렌즈를 보여준다;
도 51a-b 는 접착제가 배치될 수 있도록 구현되는 지지 구조체 뿐만 아니라 릿지들 및 렌즈 스택을 갖는 장치의 단면도이며, 여기서 도 51b는 기준 평면에서 더 먼 거리에서 도 51a는 더 짧은 거리에서 스택의 이동 렌즈 배치를 보여준다;
도 52a-b 는 접착제가 배치될 수 있도록 대안적으로 구현되는 지지 구조체 뿐만 아니라 릿지들 및 렌즈 스택을 갖는 장치의 단면도이며, 여기서 도 52b 는 기준 평면에 더 먼 거리에서 그리고 도 51 는 더 짧은 거리에서 스택의 이동 렌즈 배치를 보여준다;
도 53은 두 개의 렌즈 스택 및 릿지들 뿐만 아니라 양쪽 렌즈 스택에 관해 접착제가 배치될 수 있도록 구현되는 지지 구조체를 갖는 장치의 단면도이다;
도 54a는 유리 캐리어(glass carrier)에 고정 렌즈, 상이한 너비를 갖도록 구현되는 지지 구조체의 단면도이며, 여기서 지지 구조체는, 릿지에 배치되는 이동 렌즈 뿐만 아니라, 유리 캐리어에서의 고정 렌즈와 동일 재료로 구성된다;
도 54b는 서로 옆에 도 54a 에 유사한 두 구조체 배치의 단면도이며, 여기서 지지 구조체는 구조체들 사이 영역들의 유리 캐리어에서 연속적으로 배치된다;
도 54c는 서로 옆에 도 54a에 유사한 두 구조체 배치의 단면도이며, 여기서 지지 구조체는 구조체들 사이의 영역에서 중단되며 유리층에서의 영역은 지지 구조체에 의해 커버되지 않는 곳이 존재한다;
도 55a-b는 두개의 광학 구조체를 갖는 유리 웨이퍼(glass wafer) 및 몇개의 너비를 포함하는 지지 구조체를 갖는 장치의 단면도들이며, 여기서 도 55a의 장치는 단일층 이동 렌즈를 포함하고 도 55b의 장치는 이층(two-layered) 이동 렌즈를 포함한다;
도 56a-b는 릿지들과 통합하여 생성된 렌즈 및 두개의 유리 웨이퍼들을 포함하는 지지 구조체를 갖는 장치의 단면도이며, 여기서 지지 구조체의 단면은 릿지들과 상이한 재료로 그리고 투-피스(two-piece) 방식으로 도 56a의 릿지들에 인접하여 형성되며, 도 56b에서는 릿지들과 동일 재료로 그리고 통합적으로 형성된다;
도 57a는 정전 드라이브를 갖는 장치의 단면도이며, 여기서 격리층은 연결 상태에서 제2전극에 배치된다;
도 57b는 도 57a에 따른 장치의 비연결(unjoined) 부분 장치의 단면도이다;
도 57c는 지지 구조체 및 몰드 부품 사이에 어닐링 가능한 접착제의 배치이다;
도 58은 장치의 단면도이며, 여기서 격리층은 제1전극에 배치된다;
도 59는 장치의 단면도이며, 여기서 전기 전압은 정전 드라이브의 전극들에 적용된다;
도 60a는 하나의 렌즈 및 네개의 릿지들을 갖는 장치의 상면도이며, 여기서 전극들은 지지 구조체 및 릿지들에 배치된다;
도 60b는 아래에 전극들이 배치되는, 격리층을 갖는 몰드 부품의 상면도이다;
도 61a는 직경을 갖는 몇몇 인접 렌즈들의 형태로 광학 어레이 및 두개의 릿지들을 갖는 장치의 단면도이다;
도 61b는 도 61a에 유사한 장치의 단면도이며, 여기서 광학 어레이(array)는 렌즈의 단면을 포함한다;
도 61c는 도 61a 및 61b에 따른 광학 어레이의 직경보다 더 작은 내부 직경이 구현되는 몰드 부품의 단면도이다;
도 62a는 주변 구조 뿐만 아니라 이동 렌즈를 각 포함하는, 두개의 인접 셀들(cells)을 갖는 장치의 단면도이다;
도 62b는 도 62a의 장치에 연결되도록 구현되는 몰드 부품의 단면도이다;
도 62c는 두개의 정전 드라이브들 및 이동 렌즈를 각각 갖는, 두개의 셀들을 갖는 연결 상태의 도 62b에 따른 몰드 부품 및 도 62a에 따른 장치의 단면도이다;
도 63a 는 전극들이 배치되는 양쪽 측면에 구부러진 몰드 부품의 단면도이다;
도 63b는 장치의 단면도이며 여기서 두개의 부분 장치들은 도 63a의 양쪽 측면 상에서 구부러지는 몰드 부품을 통해 연결되며 여기서 지지 구조체의 두 섹션들(sections)은 몰드 부품을 통해 연결된다;
도 64는 장치의 단면도이며 여기서 몰드 부품 및 지지 구조체는 통합적으로 형성된다;
도 65는 릿지들에 직사각형으로 형성되는 전극들을 갖는 도 7에 유사한 장치의 상면도이다;
도 66은 릿지들에 삼각형으로 형성되는 전극들을 갖는 도 65에 유사한 장치의 상면도이다;
도 67은 릿지들에 자유 형태로 형성되는 전극들을 갖는 도 65에 유사한 장치의 상면도이다;
도 68은 외부 모서리들이 릿지 모서리들에 평행한 릿지들에 형성되는 전극들을 갖는 도 11에 유사한 장치의 상면도이다;
도 69는 릿지들에 삼각형으로 형성되는 전극들을 갖는 도 8에 유사한 장치의 상면도이다;
도 70은 릿지들에 삼각형으로 형성되는 전극들을 갖는 도 9에 유사한 장치의 상면도이다;
도 71은 릿지들에 자유 형태로 형성되는 전극들을 갖는 도 11에 유사한 장치의 상면도이다;
도 72는 릿지들에 자유 형태로 형성되는 전극들을 갖는 도 12에 유사한 장치의 상면도이다;
도 73은 장치의 단면도이며, 여기서 렌즈 스택은 정전 드라이브에 의해 이동되며 렌즈 스택은 이동 렌즈 및 공동-이동 렌즈를 포함한다;
도 74는 장치의 단면도이며, 여기서 이동 렌즈는 고정 렌즈와 관련된 정전 드라이브에 의해 이동되며, 여기서 고정 렌즈는 유리 플레이트에 형성된다;
도 75는 모든 렌즈의 광학 축들이 기본적으로 일치하도록, 접착층에 의해 연결되는 두개의 부분 장치들의 단면도이다;
도 76은 장치의 단면도이며, 여기서 렌즈는 표면에 단일층 렌즈를 포함하는 유리 웨이퍼에 관한 정전 드라이브에 의해 이동된다;
도 77은 유리 웨이퍼에 관해 분리되어 이동될 수 있는 몇개의 인접 렌즈들을 갖는 장치의 단면도이다;
도 78은 이미지 컨버터(image converter)가 지지 구조체에 배치되는 장치의 단면도이다;
도 79는 두개의 렌즈들이 각각 하나의 유리 웨이퍼 및 하나의 이미지 컨버터에 관해 각각 분리되어 이동될 수 있는 장치의 단면도이다;
도 80은 전극이 릿지들에 내장되는 장치의 단면도이다;
도 81은 렌즈 및 두개의 릿지들을 갖는 장치의 상면도이며, 여기서 릿지들의 리세스들(recesses)은 릿지들의 내부 부분을 형성한다;
도 82a는 고정 전극들의 방향으로 굴절되는 캔틸레버(cantilever) 전극들 및 하나의 렌즈를 갖는 장치의 단면도이며, 여기서 고정 전극들은 투명 몰드 부품에 배치된다;
도 82b 는 도 82a에 유사한 단면도이며, 여기서 렌즈는 굴절을 겪는다;
도 83a는 도 82a에 유사한 장치의 단면도이며, 몰드 부품은 재료 리세스를 갖는 불투명 바디로 형성된다;
도 83b는 도 83a에 유사한 몰드 부품을 갖는 도 82b에 유사한 굴절된 렌즈의 단면도이다;
도 84a-c 는 릿지들의 내부 부분들의 상이한 형성 및 릿지들 및 렌즈를 갖는 장치의 상면도이며, 여기서 도 84a의 형성은 직사각형이며, 도 84b에서는 삼각형이고 도 84c에서는 사다리꼴(trapezoidal)이다;
도 85a는 하나의 렌즈 및 릿지를 갖는 장치 부분의 상면도이며, 내부 부분은 도 84a에 유사하게 형성된다;
도 85b는 도 85a에 유사한 장치의 상면도이며, 내부 부분은 더 작게 형성되고 렌즈로부터 이격된다;
도 85c는 도 85a에 유사한 장치의 상면도이며, 여기서 내부 부분은 더 작게 형성되고 렌즈에 인접한다;
도 85d는 장치의 상면도이며 여기서 릿지는 도 85b에 유사한 내부 부분 및 도 85c에 유사한 내부 부분을 포함한다;
도 85e는 릿지에 연결된 단부(end)가 렌즈를 향해 지지 구조체 방향을 따라 평행한 내부 부분을 포함하는 장치의 상면도이다;
도 86a는 배치되는 고정 전극들을 갖는 몰드 부품 뿐만 아니라 지지 구조체에 하나의 렌즈 및 두개의 릿지들을 갖는 전체 장치의 비연결(unjoined) 부분 장치의 단면도이다;
도 86b는 지지 구조체에 배치되는 접착제를 갖는 도 86b에 유사한 부분 장치들의 단면도이다;
도 86c는 각각이 캔틸레버 전극을 포함하는, 정전 드라이브들을 갖는 도 86a 및 86b에 유사한 부분 장치들로부터 접착 수단에 의해 연결되는 전체 장치의 단면도이다;
도 87a-b는 유리 플레이트로 구현되는 몰드 부품에 관해 릿지들에 배치되는 정전 드라이브의 캔틸레버 전극들을 통해 도 86c에 유사한 이동된 렌즈를 갖는 장치의 단면도이며, 고정 렌즈들은 도 87b에 몰드 부품에 배치된다;
도 88a-b는 재료 리세스들을 갖는 불투명 몰드 부품에 관해 캔틸레버 전극들을 포함하는 정전 드라이브들을 통해 이동되는 렌즈를 갖는 장치의 단면도이며, 도 88b의 재료 리세스는 광학 효과 영역(optical effective area)을 포함한다;
도 89는 이동 렌즈들을 갖는 부분 장치들, 고정 렌즈들 및 광학 효과 영역들이 접착층을 통해 서로 연결되며 정전 드라이브가 캔틸레버 전극들로 구현되는 장치의 단면도이다;
도 90a는 도 87에 유사한 두개의 인접 셀들을 갖는 장치의 단면도이며, 여기서 셀들을 각각 홈들(grooves)을 포함한다;
도 90b는 두개의 섹션들을 갖는 몰드 부품의 단면도이며, 여기서 각 섹션은 광학 효과 영역을 갖는 몰드 부품을 포함한다;
도 90c는 접착 수단에 의해 연결되는 도 90b에 따른 몰드 부품을 갖는 도 90a의 장치를 포함하는 장치의 단면도이다;
도 91a는 도 61a에 유사한 장치의 단면도이며, 정전 드라이브는 캔틸레버 전극들을 포함한다;
도 91b는 도 61b에 유사한 장치의 단면도이며, 여기서 정전 드라이브들은 캔틸레버 전극들을 포함한다;
도 91c는 도 61c에 유사한 몰드 부품의 단면도이며, 평면 방식으로 구현된다;
도 92a는 내부 부분을 갖는 직사각형으로 형성된 전극들이 배치되는 지지 구조체의 부분들 및 릿지들에서, 도 7에 유사한 하나의 렌즈 및 네개의 릿지들을 갖는 장치의 상면도이다;
도 92b는 도 92a에 유사한 장치의 상면도이며, 지지 구조체는 릿지들 중 적어도 하나의 재료로 된 주변 프레임을 포함한다;
도 93은 내부 부분이 사다리꼴 형상으로 형성된 전극들이 형성된 릿지들에서, 도 7에 유사한 장치의 상면도이다;
도 94는 사다리꼴 형상으로 내부 부분이 형성된 전극들이 형성되는 릿지들에서, 도 8에 유사한 장치의 상면도이다;
도 95는 직사각형 방식으로 내부 부분이 형성되는 전극들이 형성되는 릿지들에서, 도 10에 유사한 장치의 상면도이다;
도 96은 사다리꼴 형상으로 내부 부분이 형성되는 전극들이 형성되는 릿지들에서, 도 9에 유사한 장치의 상면도이다;
도 97은 사다리꼴 형상으로 내부 부분이 형성되는 전극들이 형성되는 릿지들에서, 도 11에 유사한 장치의 상면도이다;
도 98은 사다리꼴 형상으로 내부 부분이 형성되는 전극들이 형성되는 릿지들에서, 도 12에 유사한 장치의 상면도이다;
도 99는 광학 효과 영역을 갖는 몰드 부품이 홈들 및 텅(tongues)을 통해 지지 구조체에 연결되며 정전 드라이브들이 캔틸레버 전극을 포함하는 장치의 단면도이다;
도 100은 장치의 단면도이며 여기서 렌즈는, 고정 렌즈가 배치되는, 유리 웨이퍼에 관해 캔틸레버 전극을 포함하는 정전 드라이브들에 의해 이동되며, 이동 렌즈의 지지 구조체 및 카운터 전극을 포함하는 구조체 사이의 연결 영역은 홈 및 텅(tongues)들로 구현된다;
도 101은 두 부분 장치들로 구성되는 전체 장치의 단면도들이며, 부분 장치들은 접착층을 통해 연결되며 이동, 공동-이동 및 고정 렌즈들 뿐만 아니라 광학 효과 영역의 광학 축들은 기본적으로 일치하고, 정전 드라이브들은 접착제가, 부분 장치들을 연결하도록 배치되는, 홈들 및 텅들로 구현되는 연결 영역들 뿐만 아니라 캔틸레버 전극을 포함한다;
도 102는 지지 구조체가 폴리머 재료로 형성되고 렌즈가 표면에 고정 렌즈를 포함하는 유리 웨이퍼에 관해 이동되는 장치의 단면도이다;
도 103은 각각이 캔틸레버 전극을 포함하는 정전 드라이브들 및 정전 드라이브 수단에 의해 유리 웨이퍼에 관련된 이동 렌즈를 포함하는, 두개의 셀들을 갖는 장치의 단면도이다;
도 104는 유리 웨이퍼에 관련해 이미지 컨버터 및 정전 드라이브 수단에 의해 렌즈가 이동되고 정전 드라이브들은 캔틸레버 전극들을 포함하는 장치의 단면도이다;
도 105는 캔틸레버 전극들을 포함하는 정전 드라이브들 및 정전 드라이브 수단에 의해 이미지 컨버터 및 유리 웨이퍼에 관해 렌즈를 각각 이동시키는, 두개의 인접 셀들을 갖는 장치의 단면도이다;

도 1은 발명의 실시예에 따른 장치(10)의 단면도이다. 상기 장치는 도 1에서 개략적으로 보여진 기준 평면(reference plane, 18)에 먼 거리(22)에 배치되고 두개의 릿지들(ridges)(14a 및 14b)을 통해, 예를 들어 프레임인, 지지 구조체(16)에 장착되는 렌즈(12)를 포함한다. 렌즈(12) 및 릿지들(14a 및 14b)은 공동 위치 평면(common position plane, 26)에 배치된다. 기준 평면(18)은, 예를 들어, 장치(10)에 포함되는 이미지 센서가 배치되는 이미지 평면을 나타낼 수 있다. 거리(22)는 렌즈(12)의 초점 길이에 따라 선택된다. 릿지들(14)은 지지 구조체(16)보다 더 큰 열 팽창 계수를 포함하는 재료로 된 단일층 방식으로 구축된다. 온도가 증가하는 경우에, 릿지들은 지지 구조체보다 더 많이 지지 구조체로부터 렌즈(12) 방향을 따라 특히 결과적으로 연장될 수 있고 원래 위치로부터 렌즈의 굴절에 영향을 미칠 수 있다. 이동 방향은 도 3에서 설명되는 것처럼, 예를 들어 곡선을 통해, 재료에 독립적으로 정의된다.

도 1b는 환경 온도(environmental temperature)의 예처럼, 온도가 증가하는 경우에 도 1a에서 보여지는 렌즈(12)를 보여준다. 온도의 증가는 변화된 렌즈 곡률 및 추가적인 렌즈(12)의 변화된 초점 길이 및 반사율의 변화를 야기하는 렌즈(12)의 변형(deformation)을 야기한다. 도 1b에서, 점선 라인(24)은 렌즈(12)의 원래 형태를 나타낸다. 나타내어진대로, 온도의 증가는 한편으로 기준 평면(18) 및 렌즈(12) 사이의 거리(22)를 감소시키고, 변화된 표면 곡률 및 굴절률의 동시 변화의 결과로서, 렌즈(12)의 변화된 초점 길이를 도출하는, 굴절률의 추가적인 감소 및 렌즈의 두께화(thickening)에 영향을 미친다. 이는 점선 라인(22a)에 의해 표시되는 렌즈의 결과 초점이 기준 평면(18) 바깥에 위치한다는 것에 영향을 갖는다.

환경 온도의 증가에 의해 야기된 렌즈(12)의 광학적 특성의 변화는, 렌즈(12)의 그리고 릿지들(14a 및 14b)의 이동을 온도 변화가 야기하도록 릿지들이 구현된다는 점에서 본 출원의 설명의 도입부에서 설명된 것처럼, 보상되며, 이는 광학 특성의 변화에 대응한다. 도 1a-b 에서 설명된 실시예에서, 릿지들(14a 및 14b)은 기준 평면(18)으로부터 멀어지즌 렌즈(12)의 이동에 영향을 미치며, 렌즈(12)의 초점의 원래 위치는 온도 변화에 독립적으로 유지된다. 릿지들(14a 및 14b)은 온도 변화, 예를 들어 온도 증가는, 스스로 렌즈(12)의 열적으로 영향받은 위치 또는 이동을 도출하는, 릿지들(14a 및 14b)의 변형을 도출하도록 구현된다. 릿지들(14a 및 14b) 길이의 열적 유도 변화는 렌즈(12)의 광학 축(28)을 따라 원래 위치 평면(26)의 바깥 방향으로 렌즈(12)의 이동을 도출한다. 릿지들(14a 및 14b)의 적합한 크기는 렌즈(12)의 부적합하게 초점화된 초점 길이가 기준 평면(18)에 다시 초점이 맞추어지도록 렌즈(12)가 이동되는 효과를 갖는다. 따라서, 장치(10)의 열처리(athermization)가 달성된다.

다음에서, 릿지들(14a 및 14b) 구현에 대한 실시예가 더 자세히 설명되며 이는 렌즈(12)의 광학 특성의 보상을 허용한다. 여기서, 온도 증가의 컨텍스트(context)에서 위의 그리고 다음 설명들이 숙지되어야 하지만, 설명된 접근은 온도 하락에 유사하게 적용된다.

도 2는 단일층 구조처럼 릿지들(14a 및 14b)를 실행하는 제1실시예를 보여준다. 렌즈(12)는 릿지들(14a 및 14b)을 통해 지지 구조체(16)에 장착된다. 릿지들(14a 및 14b)의 단일층 구현 때문에, 릿지들(14a, 14b) 및 렌즈(12)의 통합적 구현이 가능해진다. 도 2a는 평면-볼록 렌즈(plano-convex lens, 12)를 보여주며 도 2b는 오목-볼록 렌즈 (concavo-convex lens, 12)를 보여준다. 렌즈는 오목, 볼록, 양면 오목(biconcave), 양면 볼록(biconvex), 오목-볼록, 볼록-오목(convexo-concave) 또는 평면 사이드(planar side)처럼, 아무 가능한 구현들을 가질 수 있다.

도 3은 도 1의 장치의 사시도를 보여준다. 단일층 릿지들(14a 및 14b)은 렌즈(12)이 광학 축(28)을 포함하는, 평면(32)의 지오메트리(geometry)를 따른 곡률을 갖는다. 온도가 증가하는 경우 렌즈(12) 및 릿지들(14a 및 14b)은 가열되며, 본 실시예의 릿지들(14a 및 14b)의 곡률은 기준 평면(18)으로부터 멀어지는 광학 축(28)을 따라 렌즈의 이동을 정의하며, 여기서 렌즈는 기준 평면(18)에 대한 그 방향을 유지한다. 만약 릿지들(14a 및 14b)이 직선적(straight) 방식으로 구현되었다면, 렌즈(12) 이동 방향은 온도 변화의 경우에 한정되지 않을 것이다. 온도 증가의 경우에 기준 평면을 향하는 렌즈(12)의 이동 방향은 릿지들(14a 및 14b) 곡률의 구현을 변화시켜 얻어질 수 있다. 이 실시예의 이점은 하나의 재료로 된 릿지들(14a 및 14b) 및 렌즈(12)의 구현이며, 여기서 상기 구현은 통합적으로(integrally) 일어날 수 있다. 통합적 구현(integral implementation)은 상이한 구성요소들의 연결이 생략될 수 있기 때문에, 릿지들(14a 및 14b) 및 렌즈(12)의 생산 프로세스의 상당한 간략화를 도출할 수 잇다. 그러한 배치는, 상당한 비용 절감을 가능케하는, 웨이퍼 레벨(wafer level)에서의 단순 승수(simple multiplier)에 따라 생산될 수 있다.

도 4는 삼층(three-layered) 구조체로 릿지들(14a 및 14b)을 구현하는 실시예를 보여준다. 릿지(14a)는 제1층(34a) 및 제2층(36a)로 형성된다. 릿지들(14b)은 제1층(34b) 및 제2층(36b)로 형성된다. 제2재료층(36a 및 36b)은 제1재료층(34a 및 34b)에 불연속적으로 형성되며 양쪽은 지지 구조체(16)로부터 그리고 렌즈(12)로부터 이격된다. 그러나, 동일한 것(the same)이 전체 제1재료층(34a 및 34b)을 가로질러 구현될 수 있고 렌즈(12) 또는 지지 구조체(16)에 배치될 수 있다. 불연속 층 구조체는 온도 변화 동안 릿지들의 굴절과 관련하여 제2재료층(36a 및 36b)의 기계적 특성을 감쇠시킬 수 있다. 또한, 이동의 진폭과 방향이 재료층(34 및 36)의 상이한 열 팽창 계수에 의해 정의되며 재료층(34 및 36)이 온도 증가 동안 다르게 확장하기 때문에, 릿지들(14)이 형성되는 재료들의 열 팽창 계수는 지지 구조체(16)의 열 팽창 계수에 독립적으로 구현될 수 있다. 또한, 릿지들(14)의 작업 모드가 확장하는 추가 재료층(37a; 37b)이 릿지들에 배치될 수 있다.

도 5a-d는 양쪽 릿지들(14a 및 14b) 및 렌즈(12)가 두개의 재료층을 포함하거나 또는 두개의 재료층이 양쪽 릿지들 및 렌즈를 형성하는 장치(20)를 도시한다. 도 5a는 도 4에 유사한 제1재료층(34a 및 34b)에 제2재료층(36a 및 36b)의 배치를 보여주며, 여기서 재료층(34a, 34b 및 34c)는 배치의 제1층을 형성하고 재료층(36a 및 36b)은 배치의 제2층을 형성한다. 렌즈(12)로부터 멀어지는 릿지들(14a 및 14b)의 끝까지, 재료층(34a 및 34b)은 제2재료층(36a 및 36b)로 커버된다. 렌즈(12)는 제1재료층(34c) 및 동일한 곳에 불연속적으로 부착되는 제2재료층(36c)으로 또한 형성되며, 여기서 재료층(36c)은 릿지들(14a 및 14b)의 영역으로 확장한다. 재료층(36c)은 층(36a 및 36b)으로부터 멀어지는 재료층(34a, 34b 및 34c)의 측면에 배치되고, 그래서 전체 구조체의 제3층을 나타낸다. 삼층 구조체(three-layered structure) 뿐만 아니라 추가 릿지층(36a, 36b) 및 추가 렌즈 재료(36c)의 불연속적 배치 때문에, 렌즈(12)의 광학 특성들은 릿지들(14a 및 14b)의 기계적 특성들로부터 분리된 방식으로 정의될 수 있다.

도 5b에서, 릿지들(14a 및 14b의 층들(34a 및 34b)은 레이어 두께에서 불연속적 증가를 보인다. 그러한 방식으로 증가되는 층(34a 및 34b)의 영역들에서, 제2재료층(36a 및 36b)이 배치되고 기계적 기능을 맡게된다. 도 5a와 대조적으로, 구조체의 제3층을 형성하는 층(36c)은 렌즈(12)의 영역에서 단지 구현되며, 릿지들의 변형은 릿지 재료들(34a, 34b, 36a 및 36b)에 의해 단지 정의된다.

도 5c에서, 재료층(36a, 36b 및 36c)는 통합적으로 형성되고 재료층(34a, 34b 및 34c)에 배치되며 이층 전체 구조(two-layered overall structure)를 형성한다. 층들(34a, 34b, 36a 및 36b)은, 예를 들어, 기계적 이유를 가질 수 있는 층 두께의 불연속 변화를 보인다.

도 5d는 도 5c에 따른 장치를 보여주며, 여기서 층(34a, 34b, 36a 및 36b)의 두께는 릿지들(14a 및 14b)의 영역을 가로질러 연속적으로 변화하며 렌즈(12)로부터 멀어지는 상이한 영역에서 일정한 층 두께를 보인다.

도 6은 이층 릿지들(14a 및 14b) 뿐만 아니라 이층 렌즈(12)의 상이한 실시예들을 나타내며, 여기서 도 6a-c 각각은 집합 렌즈(12)를 도 6d-f는 분산 렌즈를 보여준다. 제1층(34a-c) 대 제2층(36a-c)의 두께 비율은 임의적이다. 따라서, 이층(34a-c 및 36a-c) 중 하나는 도 6c의 층(34a-c)와 유사하게 일정 두께를 가질 수 있고, 또는 도 6f의 층(36a-c)처럼 변하는 두께를 가질 수 있다. 또한, 층들(34a-c 및 36a-c)은 비율이 1:1인 도 6b 에서처럼, 서로에 대한 두께의 일정 비율을 각각 가질 수 있다.

도 7은 네개의 릿지들(14a-d)을 통해 지지 구조체(16)에 렌즈(12)가 연결되는 실시예를 갖는 장치(30)의 상면도를 보여준다. 그 길이 중심 라인들(38a-d)가 렌즈(12)의 광학 축(28)을 교차하며 릿지들(14a-d)은 쌍으로 서로 대치하며 각도들(42a-c)이 두개의 인접한 길이 중심 라인들(38a-d) 사이의 직각을 형성하면서 릿지들(14a-d)이 배치된다. 이러한 실시예에서, 릿지들(14a-d)은 평면 표면에 형성되는 지지 구조체(16)에 직각을 야기하며, 지지 구조체(16) 및 길이 중심 라인들(46a-d) 사이 뿐만 아니라 지지 구조체(16) 및 릿지들(14a-d)의 외곽 모서리 사이의 각도들 각도(44a-d) 각각은 직각을 형성한다.

도 8은 도 7에 따른 실시예를 보여주며, 두개의 릿지들(14a 및 14b)는 대치하는 방식(opposing manner)으로 배치되고 지지 구조체(16)에 렌즈(12)를 연결한다. 이러한 경우에, 길이 중심 라인들은 서로에 대해 180도의 각도를 형성한다.

도 9는 도 8에 따른 실시예를 보여주며, 여기서 릿지들(14a 및 14b)은 지지 구조체(16)에 대각선으로 배치되며 지지 구조체의 두 영역으로 각각 이어지며, 여기서 각도들(46a, 46a, 48a 및 48b)는 90도와 다른 각도를 형성한다.

도 10은 도 7 및 8에 대안적인 실시예를 보여주며, 릿지들(14a-d)은 지지 구조체(16)에 대각선으로 연결되도록 배치되며, 각도들(44a-d 및 46a-d)은 90도와다른 각도를 형성하고 그것들의 길이 중심 라인들(38a-d)은 렌즈(12)의 광학 축을 지나간다. 렌즈(12)를 마주하는 그것들의 단부(ends)들에서, 릿지들(14a-d)은 렌즈(12)에 릿지들(14a-d)을 연결하는 형성물들(formations, 48a-d)을 포함한다.

도 7-9와 비교하여, 그러한 실시예는 릿지들(14)의 더 큰 길이 확장을 허용한다. 더 큰 길이 확장은 릿지들(14)의 더 큰 획득가능 이동 거리를 얻는데 이용될 수 있고, 이는 광학 축(28)을 따라 릿지들(14)에 장착되는 렌즈 굴절의 진폭이 릿지들(14)의 길이에 의존하기 때문이다.

도 11은 도 10에 대안적인 실시예를 보여주며, 여기서 서로를 상쇄하고(오프셋하고, offset) 서로에 대해 평행한 단 두개의 릿지들(14a 및 14b)이 형성물들(48a 및 48b)을 통해 지지 구조체에 렌즈를 연결한다.

도 12는 도 10 및 11에 따른 추가 실시예를 보여주며, 여기서 세개의 릿지들(14a-c)은 렌즈(12) 주변에 대칭적으로 배치되는 세개의 릿지들(14a-c)은 형성물들(48a-c)을 통해 지지 구조체에 렌즈(12)를 연결한다.

릿지들의 숫자 및 그 배치는 릿지들(14)의 이용을 위해 기본적으로 임의적일 수 있다. 여기서, 비록 위와 아래의 실시예들이 지지 구조체(16)로부터 렌즈(12)로의 곡선을 따라 릿지들(14)의 직선적 구현을 설명하고 있지만, 예를 들어 측면 방향으로 구부러진, 즉, 광학 축 또는 층 두께 방향을 따른 투사(projection)인, 다른 실시예들 또한 가능하다. 이러한 경우에 각도(44) 및 (46)이 상이한 값들을 가질 수 있다. 또한 모든 실시예들에서, 기준 평면(18)에 지지 구조체(16)의 레이아웃의 직사각 또는 사각 구현이 도시된다. 그러나, 지지 구조체의 지오메트리의 형성은 일반적으로 임의적이다.

도 13은 도 7의 장치를 보여주며 가열 요소들(52a-j)은 릿지들(14a-d)의 측면에 배치된다. 가열 요소들(52a-j)은, 예를 들어, 저항 트레이스들(ohmic traces)로 전기적으로 형성될 수 있고 환경 온도에 독립적이고 지역적으로 릿지들(14a-d)를 가열하도록 구현되며 릿지들(14a-d)의 굴절 및 렌즈(12)의 이동에 영향을 줄 수 있다. 가열 요소들의 형태는 가열 요소들(52c 및 52f)에 유사하게, 직선적일 수 있고, 가열 요소(52a)처럼 직사각 곡선을 가질 수 있다. 대안적으로, 하나 또는 몇몇 가열 요소들(52a-j)의 구불구불한(meandering) 구현이 가능하다. 각 릿지들(14a-d)에서, 릿지들(14a-d)에 배치되는 가열 요소들(52a-j)이 연결되는,전기 전도성 집합 릿지(54a-d)가 배치된다. 이 실시예에서, 가열 요소들(52a-j)을 접촉하는 것은 릿지들(14a-d)의 고정 단부에 형성되며 지지 구조체(16)에 인접하고, 그러나 전극들의 어떠한 위치에서든 형성될 수 있다. 가열 요소들(52a-j)은 양쪽이 상이하게 구현될 수 있고 상이한 전기 포텐셜들 및 전류들이 공급될 수 있으며, 개별 가열 성능은 각 가열 요소(52a-j)에 대해 조정될 수 있다.

도 14-18은 도 7-12에 유사한 장치들을 보여주며, 여기서 상기-설명된 가열 요소들(52) 및 집합 릿지들(54)은 릿지들(14)의 한 측면에 배치된다. 전기 가열 요소들(52)은 템플릿 수단에 의해 프린팅 방법 또는 기상 증착(vapor deposition)에 의해 릿지들(14)에 스퍼터링(sputtered)되거나 증착될 수 있다.

도 19는 릿지들(14a-d, 14e-h, 14i-l 및 14m-p)을 통해 지지 구조체(16)에 각각 연결되는 네개의 렌즈들(12a-d)을 갖는 장치(30)를 보여준다. 지지 구조체(16)에 의해 둘러싸인 셀들(56a-d) 각각은 도 7에 유사한 장치를 나타낸다. 빛이 렌즈들(12a-d), 릿지들(14a-p) 또는 지지 구조체(16)에 의해 영향받지 않은 채 남아있는 영역들에서, 연결통로들(passageways, 58a-p)이 도출된다. 지지 구조체(16)는 빛-흡수 재료로 형성되고, 각 셀(56a-d)에 대해, 거기에 위치한 렌즈에 의해 인접 셀(56a-d)에서 처리된 빛에 대한 배리어(barrier)를 나타낸다.

도 20은 셀 내에 배치되는 릿지들(14a-d, 14e-h, 14i-l 및 14m-p) 각각은 릿지들(14a-p)가 형성되는 재료 중 적어도 하나의 재료로 구성되며 주변 프레임(62a-d)으로 구현되는 지지 구조체(16)의 부분에 연결되는 장치(30)를 보여준다. 프레임들(62a-d)은 지지 구조체의 광-흡수(light-absorbing) 재료에 부착된다. 이 실시예는 지지 구조체와 릿지들(14a-p)의 더 단순한 접촉을 허용할 수 있으며, 이는 릿지들(14a-b) 및 지지 구조체(16) 사이에 어떠한 직접 재료 전이(material transition)이 존재하고, 재료 전이는 프레임(62) 및 광-흡수 재료 사이에서 구현되기 때문이며, 여기서 프레임(62a-d)는 갭(gap) 없이 나머지 지지 구조체(16)의 인접하며 셀들은 서로 인접하여 배치된다.

도 21은 도 20에 유사한 장치를 보여주며, 여기서 지지 구조체(16)는 리세스들(recesses, 64a-e)을 포함하여, 셀들(56a-d)은 오직 지지 구조체(16)는 릿지들(66a-d)로 구현되는 지지 구조체(16)의 영역들을 통해서 서로 연결된다. 이는 장치의 생산 동안 재료 및 비용 절감을 가능케하며 셀들 사이의 안정성에 관해 더 나은 특성들을 도출할 수 있고, 특히 열적 변화에 의해 유도되는 지지 구조체에서 재료 장력이 감소될 수 있다. 게다가, 셀들(56a-d)을 분리하는 것은, 추가 처리 단계를 필요로 할 수 있고, 오직 작은 재료만 잘려져야 하기 때문에 시간-절약 방식으로 수행될 수 있다.

도 22는 도 19에 유사한 장치를 보여주며, 여기서 지지 구조체(16)는 프레임들(62a-d)로 완전히 형성된다. 프레임들(62a-d)로부터 지지 구조체(16)의 완전한 구현에 의해, 광학 전체 구조체를 형성할 때 더 큰 자유도 또는 제조 동안 아마 더 단순한 그리고 더 많은 장치의 비용-절감 생산이 도출될 수 있다. 이와 같이, 예를 들어 렌즈의 광학 축을 따라, 도 38 및 39의 다른 것들 중에서, 아래에서 설명되는 것처럼, 지지 구조체(16)의 추가 섹션들이 배치될 수 있다. 모든 이전 및 다음 실시예들처럼, 릿지들(14)은 단일층 방식으로 구현될 수 있고, 즉 단일형(monomorphic), 또는 이층 방식, 즉 이형상(바이모르프, bimorph)일 수 있다.

도 23은 도 21에 유사한 장치를 보여주며, 여기서 지지 구조체(16)는 프레임들(62a-d)로 완전히 형성되며 여기서 리세스들(64a-e)은 릿지들(66a-d)처럼 구현되는 프레임(62a-d) 또는 지지 구조체(16)의 영역을 통해 셀들(56a-d)이 오직 서로 연결되도록 구현된다.

도 24는 여덟개의 릿지들(14a-h)를 통해 지지 구조체(16)에 렌즈 어레이(lens array, 68)가 연결되는 그리고 렌즈 어레이는 지지 평면(72) 및 지지 평면(72)에 세개의 열 및 세개의 줄로 배치되는 아홉개의 렌즈들(12a-i)을 포함하는 장치(40)의 개략적 상면도를 보여준다. 본 실시예에서, 장치의 광학 구조체는 동일 렌즈들(12a-i)로 구현되는 몇몇 광학 요소들의 조합으로 구현된다. 기본적으로, 그러나, 렌즈들에 대한 대안으로서, 비구면(aspheres), 자유-형태 영역들, 회절 구조체, 미러들, 프리즘들 또는, 도시된 것처럼, 몇개의 열 및 줄을 가지고 줄지어진 몇몇 동일한 또는 상이한, 또한 임의적인 조합가능 광학 요소들이 이용될 수도 있다. 몇몇 렌즈들(12)은 어레이(68)에 배치되고, 거기에 배치된 모든 렌즈들(12)은 릿지들(14)를 가로질러 함께 이동될 수 있고, 이와 같이, 개별 렌즈들(12)의 이동 내 편차는 감소될 수 있다.

몇몇 광학 구조체(12)를 포함하는 배치들에서, 보여진 것처럼, 예를 들어, 도 19 내지 23에서, 상기-설명된 렌즈들 대신에, 도 24에 유사한, 렌즈 어레이들(렌즈 배치들, 68)도 배치될 수 있다. 실시예들은 렌즈 어레이들(68), 지지 구조체(16), 및 생산 프로세스의 끝에 셀들의 간단한 분리를 가능케하는, 개별 셀들(56) 사이의 릿지들(66)을 포함하는 적어도 하나의 렌즈 재료로 된 주변 프레임(62)을 포함한다.

도 25는 도 6에 유사한 장치의 단면도를 보여주며, 여기서 릿지들(14a 및 14b)에서 그것들에 수직하게 달린 구조체들(74a 및 74b)이 배치되고, 이는 렌즈(12)에 관해 공동-이동 렌즈(co-moving lens, 75)를 배치시켜, 릿지들(14a 및 14b)의 변형 동안 공동-이동 렌즈(75)가 공동-이동되고(co-moved) 렌즈들(12 및 75)의 광학 축들(28a 및 28b)이 기본적으로 일치된다. 렌즈들(12 및 75)는 구조체들(74a 및 74b)와 함께 렌즈 스택(76)을 형성한다. 이러한 실시예에서, 구조체들(74a 및 74b)는 통합되고 릿지들(14a 및 14b)의 제2재료층(36a) 및 공동-이동 렌즈(75)와 동일 재료로 형성된다. 릿지들(14a 및 14b)에 공동-이동 렌즈(75)를 배치시켜, 온도 변화 동안 렌즈들(12 및 75)의 초점 길이의 열적 유도 변화는 다른 개별 렌즈에 관해 또한 보상될 수 있고 동시에 지지 구조체(16)에서 릿지들(14)의 추가적 배치가 생략될 수 있다.

도 25에서 보여지는 것처럼, 구조체들(74a 및 74b)는 릿지들일 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 구조체들(74a 및 74b)은 릿지들(14a 및 14b)에서 렌즈(12)에 직접 인접한 또는 이동 렌즈(12)로부터 일정 거리에 배치된 주변(circumferential) 형태 및/또는 형상의 형태로 구현될 수 있다. 주변 형상은 이동 렌즈(12)에 관해 공동-이동 렌즈(75)의 더 정확한 포지셔닝을 가능케한다.

도 26은 도 25에 따른 장치를 보여주며, 여기서 공동-이동 렌즈(75)는 이층 방식으로 구현되고 기준 평면(18)에 관해 렌즈(12)로부터 더 떨어져 배치된다.

도 27은 도 26에 따른 장치를 보여주며, 여기서 공동-이동 렌즈(75)는 렌즈(12)와 비교하여 기준 평면(18)에 더 가까이 배치된다. 제2층(36)의 다른 것들 사이에서, 추가 구조체들(74a 및 74b)은 어떠한 재료로도 형성되며, 추가 렌즈(75)의 제1재료층(34d) 및 릿지들(14a 또는 14b)의 제1재료층(34a 또는 34b) 사이에 배치되고, 여기서 추가 구조체들(74a 및 74b)는 렌즈들(12 및 75)와 함께 다수의 조각들로 형성된다.

도 28은 도 25-27에 따른 장치를 보여주며, 여기서 추가 구조체들(74a 및 74b)은 각각, 섹션들(77a 및 77b 또는 77c 및 77d)를 연결하는 접착층(78)을 포함한다. 접착층(78)을 통한 구조체들(74a 및 74b)를 연결하는 것은 몇몇 개별 생산 단계들에서 장치의 생산을 가능케한다.

기본적으로, 렌즈들(12) 및 공동-이동 렌즈(75)는 어떠한 수의 재료층이든 포함할 수 있다. 렌즈 스택들(76)은 추가 구조체들(74)을 통해 서로 달리 연결되는 어떠한 수의 렌즈들로 구성될 수도 있다. 추가 구조체들(74)은 릿지들(14)의 어떠한 층에 배치될 수 있다.

도 29는 장치(50)을 보여주며 여기서 두개의 상이한 렌즈 스택들(76a 및 76b)은 릿지들(14a-d)을 통해 지지 구조체(16)에 연결되고 렌즈들(12a, 12b, 75a 및 75b)의 광학 축들(28a-d)은 기본적으로 일치한다. 온도 변화 동안 렌즈 스택(76a 또는 76b) 이동의 이동 거리 및 방향은 각각 릿지들(14a and 14b or 14c and 14d)의 구현에 의존하고, 각 다른 스택(76a 또는 76b)의 이동에 독립적이다.

도 30a는 지지 구조체(16)에 고정 렌즈(stationary lens, 79)가 배치되는 도 6c의 장치를 보여준다. 지지 구조체(16)는 렌즈(12)가 릿지들(14a 및 14b)에 배치되는 제1부분(first portion, 16a)를 포함하고 부분(portion, 16b)은 제1추가부(16a)를 향해 위로 지향한다(orienting). 제1부분(16a)의 직경 X1은 제2부분(16b)의 직경보다 더 작고, 제1부분(16a)에 의해 갭 D1이 정의되며 여기서 렌즈(12) 및 릿지들(14a 및 14b)은 동일한 곳에 배치되는 릿지들로 구현되는 층들(81a 및 81b) 및 고정 렌즈(79)가 배치되는 제2부분(16b)에 의해 정의되는 갭 D2보다 더 크다. 고정 렌즈(79)는 또한 다층 릿지들(81a 및 81b)를 통해 지지 구조체(16)에 장착되고 렌즈(12)와 동일 형상을 기본적으로 가진다. 작은 갭 때문에, 고정 렌즈(79)의 층들(81a 및 81b)은 렌즈(12)의 릿지들(14a 및 14b) 보다 더 작고, 고정 렌즈(79)의 릿지들은 온도 변화 동안 기준 평면(18)에 관해 고정 렌즈(79)의 아주 작은 이동을 야기하거나 이동을 야기하지 않는다. 대안적으로, 고정 렌즈(79)는 층들(81a 및 81b) 없이 지지 구조체(16)에 직접 장착될 수도 있다. 또한, 렌즈는 렌즈(12)와 상이한 형태를 가질 수 있다. 직경들 X1 및 X2 뿐만 아니라 갭들 D1 및 D2는 기본적으로 어떠한 형태든 가질 수 있고, 즉 원으로부터 벗어난 타원 또는 직사각형일 수도 있다. 고정 렌즈(79)는 이동 렌즈(12)보다 기준 평면(18)으로부터 더 먼 거리에 배치된다.

도 30b는 도 30a에 유사한 장치를 보여주며, 여기서 고정 렌즈(79)는 렌즈(12)보다 기준 평면(18)으로부터 더 작은 거리에 그리고 렌즈(12) 아래에 배치된다.

도 31a 및 31b는 도 30a 및 30b에 유사한 장치를 보여주며, 여기서 렌즈 재료의 세그먼트(segment, 82)는 렌즈(12) 및 고정 렌즈(79) 사이의 지지 구조체(16)에 배치되며 주변 프레임이 도출된다. 세그먼트(82)는 렌즈들 층들 중 하나가 형성되는 재료로 형성된다.

도 32는 도 30 및 31의 장치에 유사한 장치(60)을 보여준다. 지지 구조체(16)에 고정 방식으로 배치되는 고정 렌즈(79)는 이층 방식으로 구조화되며 두개의 재료층(34 및 36)으로 부터 벗어나, 지지 구조체(16)로 투사하는(projecting) 그리고 재료층들(34 및 36) 사이에 배치되는 유리 웨이퍼(86)를 포함한다. 유리 웨이퍼(86)와 함께, 예를 들어, 추가 보강재(stiffeners)처럼, 추가적인 기계적 특성들에 의해, 유리 웨이퍼(86)으로 도입된 회절 그리드(diffractive grid)의 형태로, 고정 렌즈(79)는 추가 광학 특성들에 의해 양쪽 모두 확장될 수 있다.

도 33은 릿지들(14a 및 14b)와 함께 이동 렌즈(12)를 갖는 장치(70)의 측면도를 보여준다. 고정 렌즈(79)의 두 재료층들(34 및 36) 사이에 배치되고 동일한 곳에 배치되는 연속 층들(81a-d)에 불구하고, 고정 렌즈(79)는 이층 방식으로 형성되고 유리 웨이퍼(86)을 포함하며 이는 고정 방식으로 렌즈(79)를 구현한다. 지지 구조체(16)는 층들(81a 및 81b)와 통합적으로 구현된다.

도 34는 장치(70)를 보여주며, 여기서 고정 렌즈(79)에 배치되는 층들(81a-d)은 지지 구조체(16)으로부터 이격되는 것 뿐만 아니라 유리 웨이퍼(86)에 단지 부분적으로 배치된다. 지지 구조체에 고정 렌즈(79)의 배치는 유리 웨이퍼(86)를 통해 구현된다.

도 35는 도 33의 장치(70)에 유사한 장치(80)을 보여주며, 여기서 지지 구조체(16b 및 16c)의 추가 섹션들은 장치(70)에 배치되며, 이는 층들(81e-h)과 함께 고정 렌즈(79b) 및 유리 웨이퍼(86b)를 포함한다. 지지 구조체(16b 및 16c)의 요소들은 지지 구조체(16a)와 상이한 재료로 형성된다. 고정 렌즈들(79a 및 79b) 및 렌즈(12)의 결합 및 상이한 지지 구조체들(16a-c)를 연결하여, 어떠한 방식으로든 구현되는 광학 시스템들이 형성될 수 있다. 이동, 공동-이동 및 고정 렌즈들(12, 75 및 79)의 어떠한 순서 및 개수가 구현될 수 있다.

도 36은 장치(80)를 보여주며, 여기서 고정 렌즈들(79a 및 79b)에 배치되는 층들(81a-h)은 유리 웨이퍼들(86a 및 86b)에 단지 부분적으로 배치된다.

유리 웨이퍼들(86a 및 86b)에 배치될 층들(81) 없이 단지 렌즈들(79a 및 79b)에 대해서만 가능할 수도 있다.

도 37은 도 36에 유사한 장치를 보여주며, 여기서 배치되는 릿지들(14a 및 14b) 및 이동 렌즈(12)는 하나의 재료로 통합적으로 형성되며 나머지 장치에서는 배타적으로 다른 재료로 구현된다.

도 38은 장치(70)를 보여주며, 여기서 지지 구조체(16)의 개별 부분들(16a 및 16b)은 접착층(92)과 서로 연결된다.

도 39는 도 37에 유사한 장치를 보여주며, 여기서 지지 구조체(16)의 개별 부분들(16a 및 16b)은 접착층(92)과 서로 연결된다.

접착층(92) 수단에 의해 지지 구조체(16)의 부분들을 연결하는 것은 구성요소들이 상이한 부분 프로세스들로 구현되는 장치들 및 구조체를 만드는 것을 가능하게 한다. 또한, 상이하게 연결된 부분들이 상이한 재료들 또는 층 시퀀스들을 포함할 때 지지 구조체(16) 내 어떠한 재료 전이(material transitions)든 형성될 수 있다.

도 40은 도 30에 유사한 장치(90)를 보여주며, 여기서 렌즈 대신에, 렌즈 스택(76)은 지지 구조체(16)에 배치된다.

도 41은, 고정 방식으로 배치되는, 렌즈(79)가 지지 구조체(16)로 투사하는 유리 웨이퍼(86)를 포함하는 장치(90)를 보여준다.

도 42는 도 40에 유사한 장치(90)를 보여주며, 여기서 지지 구조체(16)의 부분들(16b 및 16c)은 접착층(92)을 통해 서로 연결된다.

도 43은 도 42에 유사한 장치(90)를 보여주며, 여기서 도 41에 유사한, 고정 렌즈(79)는, 지지 구조체(16)로 투사하는 유리 웨이퍼를 포함하고 여기서 지지 구조체(16)의 부분들(16b 및 16c)은 접착층(92)을 통해 서로 연결된다.

도 44는 도 42에 유사한 장치(90)를 보여주며, 여기서 구조체(74a 및 74b)는 접착층(78)을 포함한다.

도 45는 도 44에 유사한 장치(90)를 보여주며, 여기서 도 43에 유사한 고정 렌즈(79)는, 지지 구조체(16)에 투사하는 유리 웨이퍼(86)를 포함한다.

도 46은 도 44에 유사한 장치(90)를 보여주며, 여기서 렌즈 재료의 추가 세그먼트들(82a-d)은 고정 렌즈(79) 및 이동 렌즈(12) 사이에 배치되고 주변 프레임(84)을 형성하며, 여기서 세그먼트들(82a 및 82b)은 접착층(92)를 통해 연결되고 접착층(92)은 지지 구조체(16)의 개별 부분들(16b 및 16c)을 동시에 연결한다.

상기 실시예들, 그러나 아래에서 설명된 실시예들도 회절 격자(diffraction grating)처럼, 하나의 렌즈만이 아닌 또다른 광학 구조체를 갖는 경우로 쉽게 변할 수 있다.

상기 설명된 실시예들은, 광학 구조체 또는 렌즈가 매달리는 릿지들의 단일형(monomorphic) 또는 이성형(bimorph) 굴절에 의해 렌즈의 초점 길이의 온도 의존도처럼, 광학 구조체의 광학 특성의 온도 의존도를 보상하기 위한 옵션 제공을 강조하며, 예를 들어, 렌즈가 기여하는 광학적 이미지의 중간 이미지 평면 또는 이미지 평면이, 온도 변화 때문에 그 위치를 덜 변화시킨다.

상기 실시예들은 언제나, 예를 들어, 층 두께 방향으로, 광학 구조체가 이동되는 것에 따라, 릿지들을 형성하는 층(들)의 층 평면(layer plane)으로부터의 굴절을 보여주었던 반면, 층 평면 내의 굴절에 대해 상기 원리를 변환시키는 것도 가능하다. 그래서, 광학 축 또는 틸팅을 따라 다른 직선 이동(translatory movements) 외의 이동들이 얻어질 수 있다. 게다가 광학 구조체의 특성의 열처리를 얻기 위한 사실상 수동적 보상에 더하여, 상기 설명된 구조체들은 환경적 온도에 독립적으로 광학 구성요소들의 이동을 능동적으로 야기하기 위해 가열 요소들이 제공될 수 있다.

상기 실시예들은, 릿지들을 통해 조정가능한 광학적 구조체의 위치의 조정을 고정하기 위해 어닐링 가능한 접착제(annealable adhesive)가 이용되는 것에 따라, 아래에서 설명된 실시예들의 관점과 결합될 수 있다.

도 47a는 기준 평면(18)에 관해 그 위치에 관련된 광학 구조체(12)의 새로운 초기 위치를 고정하고 조정하는 것에 관한 개략적 블록도를 보여준다. 제1단계(step 1)는 광학 구조체를 포함하여 조정될 장치의 제공(provision)을 포함한다. 제공은 또한 릿지들(14) 및 광학 구조체(12)를 갖는 장치의 생산을 포함할 수 있다. 장치의 생산 동안, 나중에 접착될 접착제(102)가 장치에 도입될 수 있다. 만약 접착제(102)가 장치의 제공 동안 장치에 아직 배치되지 않았다면, 접착제는 제2단계에서 장치에 배치될 것이고, 접착제는 지지 구조체(16) 및 릿지들(14) 사이에 배치될 것이다. 제3단계에서, 기준 평면(18)에 관한 광학 구조체의 조정이 수행되며, 기준 평면(18)에 관해 렌즈(12)의 요구되는 방향 또는 요구되는 거리가 얻어진다. 요구되는 방향은, 예를 들어, 기준 평면(18)에 관해 렌즈의 최적 초점 위치를 포함할 수 있다. 조정은 원래 위치 P1으로부터 조정된 위치(P2)로 렌즈(12)를 이동시키는 조정 영향(adjusting influence, 104)에 의해 수행된다. 이는, 예를 들어, 릿지들(14)의 변형을 개시하는(initiating) 릿지들에 배치되는 능동 가열 요소들에 의해 수행될 수 있다. 다른 영향들은, 릿지들에 영향을 주는 정전기적 외력처럼, 예를 들어, 도 64 및 81에서 도시되는 것처럼, 정전 드라이브들을 통해 발생되는 힘들이 또한 가능하다. 외부 기구(external mechanics)가 구조체에 영향을 주어 릿지들(14)의 굴절을 야기하고 렌즈(12)가 거기에 장착되는 것 또한 가능하다. 만약 조정을 위해 환경 온도의 변화가 이용된다면, 즉 각 설계된 릿지들의 온도-의존 굴절의 상기-설명된 효과가 이용된다면, 이전에 결정된 또는 알려진 광학 구조체의 광학 특성들 및 온도 사이의 관계는 광학 구조체가 의도한 미리 결정된 이용 또는 작동 온도에 관해 최적 조정을 결정하기 위해 조정 동안 이용될 수 있다. 만약 조정 동안 릿지 굴절이 또다른 방식으로 야기되는 경우, 예를 들어, 허용된 작동 온도의 간격(interval) 내에서 또는 작동 온도에서, 조정이 수행된다.

조정된 포지션 P2를 유지하는 동안, 접착제(102)의 어닐링은 제4단계에서 수행되며, 이는 릿지들(14) 및 렌즈(12)의 고정을 도출하고, 여기서 어닐링된 접착제(102)의 위치에서, 릿지들(14)의 새로운 고정 포인트가 형성되어 릿지들(14)의 이동의 새로운 형태를 정의한다. 위의 온도 의존에 따른 고정 후에, 렌즈(12)는 렌즈(12) 및 새로운 고정 포인트 사이의 영역에서 릿지들의 변형에 의해 여전히 이동가능하다. 이 나머지 이동가능성(잔류 이동가능성, residual movability)은 이미 이전 조정 단계에서 조정 동안 고려되어야 한다. 예를 들어, 위 실시예에 따른 릿지들의 지역적 가열 수단에 의해 릿지들이 굴절되는 경우 및 최적 조정 또는 방향을 얻기 위한 온도가 높은 경우, 잔류 이동가능성에 의존하여, 작동 동안 렌즈의 미세한 조정을 위한 불필요한 온도 조절을 피하기 위해 최적 굴절 포인트를 넘어 조금 고정하기에 앞서 릿지들을 굴절시키는 이점이 있을 수 있다.

도 47b는 지지 구조체(16)가 두개의 섹션들(16a 및 16b)로 구성되는 장치를 보여준다. 렌즈(12)는 릿지들(14a 및 14b)을 통해 부분(16a)에 배치된다. 부분(16a)은 제1부분(16a)에 대해 아래로 향하는 지지 구조체의 부분(16b)의 너비 R2 보다 더 작은 너비 R1 을 포함한다. 지지 구조체의 제1부분(16a)에 의해 정의되는 갭 FF1은 제2부분(16b)에 의해 정의되는 갭 FF2 보다 더 크다. 조정 영향(104)의 제거 및 접착제(102)의 어닐링(106) 및 조정 영향(104)에 의해 기준 평면(18)에 관해 원래 위치 P1과 다른 렌즈(12)의 새로운 위치 P2를 조정하여, 렌즈(12)는 새로운 초기 위치로 조정된 위치 P2를 가질 수 있다. 어닐링된 접착제(102a 및 102b)의 위치들은 릿지들(14)의 새로 고정된 앵커링(anchoring) 포인트들을 정의한다. 다른 것들에 의해 또는 열적으로 유도된 릿지들(14)의 변형은, 예를 들어 정전기적 외력들은 이러한 경우에 어닐링된 접착제에 의해 정의되는 고정 포인트 및 렌즈(12) 사이의 영역 L2에서만 영향을 받는다.

릿지들(14)의 잔류 확장(residual expansion) L1은, 예를 들어, 공간에서 렌즈(12)의 포지셔닝에 대수롭지 않은 영향만을 갖는다. 이전의 서스펜션 포인트(suspension point) (103a/103b)는 렌즈(12)의 새로운 서스펜션 포인트(105a/105b)에 의해 교체된다.

도 47c는 도 47b에 대해 준비하는 단계에서 접착제(102a 및 102b)는 부분(16b)에서 지지 구조체 뿐만 아니라 릿지들(14a 및 14b) 사이에 배치되는 장치를 보여준다. 여기서, 지지 구조체의 부분(16b)는 릿지들(14a 및 14b)에 관해 고정 방식으로 구현되며, 릿지들(14a 및 14b) 및 렌즈(12)는 기준 평면(18)에 관해 조정될 수 있다.

도 47에서 접착제(102)가 UV-경화 방식으로 구현되며 어닐링(106)은 UV 방사(radiation) 수단에 의해 수행되며, 접착제의 다른 형태들, 예를 들어, 열적 프로세스처럼 대응 어닐링 프로세스들에 의해 어닐링되는, 열적 활성가능 접착제 또한 가능하다. 조정(104)은, 예를 들어, 또다른 외력 또는 가열 요소들(52)을 활성화시켜 수행될 수 있다. 조정이 온도 수단에 의해 수행되는 경우, 환경 온도에 의하거나 가열 요소들에 의해 활성화되어, 접착제 수단에 의한 고정이 구현되어 조정 온도가 철회되고 릿지들이 정규 환경 온도로 냉각될 때 생길 수 있는 릿지들의 재-변형 및 전체 구조체의 생산 허용 오차 양쪽을 보상한다. 이 재-변형은 어쩌면 의도된 타겟 위치로부터 렌즈의 갱신된 이동(renewed shift)를 도출할 수 있다.

대안적으로, 렌즈의 타겟 위치가 접착제에 의해 고정되고 얻어지도록 릿지들에 외력이 작용하는 정전 드라이브들에 의해 조정이 수행되는 것도 가능하다. 대안적으로, 그립 또는 또다른 외부 장치에 의한, 외력이 렌즈의 조정 및 굴절을 위해 이용될 수 있다.

새로운 고정 포인트(105)에 의해 발생되는 길이 L2 에 대해, 작동 동안 나중에 영향을 미칠, 릿지 길이의 상기-설명된 단축(shortening)은, 릿지 재료들의 각 크기에 의해 그리고 릿지들의 제공 동안 고려될 수 있고, 릿지들은 예를 들어, 더 길게 만들어지며, 여기서 벤딩 라인(구부러진 라인, bending line)은 더 큰 진폭을 도출하거나 더 센 스트로크(stroke)를 발생시키는 재료가 선택되며, 렌즈의 광학 특성의 이동(shift) 및 광학 구조의 이동(shift) 사이의 미리 결정된 특성 곡선이 유지된다.

도 48은 릿지들(14a-d)에 UV-복사에 의해 어닐링가능한 접착제(102a-d)가 배치되는 장치(30)를 보여준다.

도 49는 오목-볼록 단면을 갖는 릿지들(14a 및 14b)이 굴곡진 지오메트리를 갖는 장치(10)를 보여준다. 이는 단일층 릿지들을 통해 지지 구조체(16)에 배치되는 렌즈(12)의 이동의 정의 뿐만 아니라 렌즈(12)의 고정 위치의 안정화도 가능케한다.

도 50은 도 1 및 2에 유사한 장치를 보여주며, 여기서 지지 구조체(16)는 너비 R1을 갖는 부분(16a) 및 너비 R2를 갖는 추가 부분(16b)를 포함하며 릿지들(14a 및 14b)이 지지 구조체(16)의 부분(16a)에 배치된다. 각각의, 릿지들(14a 및 14b) 사이의 공간 및 지지 구조체(16)의 부분(16b)은 새로운 초기 위치를 고정하는 어닐링 가능한 접착제(102)의 배치가 가능하도록 구현된다.

도 51a는 도 26에 유사한 장치를 보여주며, 여기서 지지 구조체(16)의 부분(16b)은 기준 평면(18)의 방향으로 지지 구조(16) 뿐만 아니라 릿지들(14a 및 14b) 사이의 공간을 제한하며, 이는 새로운 초기 위치를 고정하는 어닐링 가능한 접착제(102)의 배치를 가능하도록 구현된다.

도 51b는 도 27에 유사한 장치를 보여주며, 여기서 지지 구조체(16)의 부분(16b)는 기준 평면(18)의 방향으로 지지 구조체(16) 뿐만 아니라 릿지들(14a 및 14b) 사이의 공간을 제한하며, 이는 새로운 초기 위치를 고정하는 어닐링 가능한 접착제(102)의 배치를 가능하도록 구현된다.

도 52a는 도 26에 유사한 장치를 보여주며, 여기서 지지 구조체(16)의 부분(16b)는 공동-이동 렌즈(75) 방향으로 지지 구조체(16) 뿐만 아니라 릿지들(14a 및 14b) 사이의 공간을 제한하며, 이는 새로운 초기 위치를 고정하는 어닐링 가능한 접착제(102)의 배치를 가능하도록 구현된다.

도 52b는 도 27에 유사한 장치를 보여주며, 여기서 지지 구조체(16)의 부분(16b)는 공동-이동 렌즈(75) 방향으로 지지 구조체(16) 뿐만 아니라 릿지들(14a 및 14b) 사이의 공간을 제한하며, 이는 새로운 초기 위치를 고정하는 어닐링 가능한 접착제(102)의 배치를 가능하도록 구현된다.

도 53은 도 29에 유사한 장치를 보여주며, 여기서 지지 구조체(16)는, 두개의 렌즈 스택들(76a 및 76b) 사이의 영역에서, 지지 구조체(16)의 부분(16c) 및 부분(16a)의 너비 R1보다 큰 너비 R2를 갖는 부분(16b)를 포함한다. 접착제(102)는 두개의 렌즈 스택들(76a 및 76b)의 방향으로 너비 R2를 갖는 부분(16b)에 각각 배치될 수 있고, 양쪽 렌즈 스택들(76a 및 76b)은 지지 구조체의 부분(16b)의 수단(means)에 의해 조정될 수 있다.

도 54a는 지지 구조체(16)가 너비 R1을 갖는 부분(16a) 및 너비 R2를 갖는 부분(16b)을 포함하는 장치를 보여주며, R2는 너비 R1보다 크다. 지지 구조체(16)에 너비 R1을 갖는 지지 구조체(16)의 위 또는 아래 측면에서, 이동 렌즈(12)들은 릿지들(14a 및 14b)을 통해 배치된다. 구조체(16)의 대치하는(opposite) 위(top) 또는 아래(bottom) 측면에서, 고정 렌즈(79a)는 추가 층(81a 및 81b)을 통해 부분(16b)의 갭 F2에 배치되며, 여기서 고정 렌즈(79a) 및 추가 층들(further layers, 81a 및 81b)은 지지 구조체(16)와 통합적으로 구현된다.

도 54b는 두 셀들(56a 및 56b)로 구성되는 장치를 보여주며, 각 셀들(56a 및 56b)은 도 54a의 장치와 일치하여 형성된다. 두 셀들은 서로 직접적으로 인접하여 배치되며, 이동 렌즈들(12a 및 12b)를 갖는 셀들의 인접 재료층들, 지지 구조체(16), 유리 웨이퍼(86) 뿐만 아니라 고정 렌즈들(79a 및 79b)은 경로(course)를 가로질러 각각 통합적으로 구현된다.

도 54c는 셀들(56a 및 56b)이 연속적으로 구현된 유리 웨이퍼(86)에 서로로부터 이격되어 배치되는 도 54b 에 유사한 장치를 보여준다. 이와 같이, 단지 유리 웨이퍼(86)는 통합적 방식으로 구현된다.

도 55a는 도 54a의 장치에 유사한 장치를 보여주며, 여기서 고정 렌즈의 반(half, 79b)에 배치된 층들(81c 및 81d) 상에서, 제2유리 웨이퍼(86b)가 배치되는 곳 끝에서, 지지 구조체의 추가 부분(16c)이 배치된다.

도 55b는 도 55a에 유사한 장치를 보여주며, 여기서 렌즈(12)는 이층 방식으로 구조화된다.

이동 및 고정 렌즈들을 갖는 장치에서, 단일층(single-layered) 또는 멀티층(multi-layered) 이동 또는 고정 렌즈들이 이용될 수 있다. 광학 축을 따라 임의의 특성들을 구현하기 위해 몇몇 유리 웨이퍼들(86)을 이용하는 것도 가능하다.

도 56a는 지지 구조체(16)의 섹션들(16a 및 16b)가 상이한 재료들로 형성되는 장치를 보여준다. 부분(16a)은 유리 웨이퍼(86a)에 배치되고, 여기서 릿지들(14a 및 14b)은 유리 웨이퍼(86a)에 대치하는 부분(16a)의 끝에 배치된다. 렌즈(12)로부터 벗어나는 유리 웨이퍼(86)의 주요 측면(메인 사이드, main side)은 동일한 곳에 배치되는 층(81a 및 82b)를 갖는 고정 렌즈(79)를 포함하며, 여기서 고정 렌즈(79) 및 층(81a 및 81b)는 통합적으로 형성된다. 부분(16a)와 상이한 재료로 형성되는 지지 구조체의 부분(16b)은 층들(81a 및 81b)에 배치된다. 제2유리 웨이퍼(86b)는 고정 렌즈(79)로부터 벗어나는 부분(16b)의 끝에 배치된다.

도 56b는 도 56a의 장치를 보여주며, 여기서 릿지들(14a 및 14b) 뿐만 아니라 지지 구조체(16)의 부분(16a)은 렌즈(12)에 통합적으로 형성된다.

예를 들어 열적 특성들의 기능 같은, 요구되는 기능에 의존하여, 광학 전체 구조체의 각 부분은 상이한 재료로 형성될 수 있다. 각각 안정화 특성을 갖는 또는, 렌즈 같은, 광학 구조체의 캐리어(carrier)로서 구현될 수 있는, 유리 웨이퍼는 재료의 상이한 섹션들 또는 동일한 것 사이에 통합될 수 있다.

광학적 구조체 또는 릿지들의 굴절에 관해 큰 역학(dynamics)을 구현하기 위해, 보여지는 가열 요소들을 통해서도 활용되는, 릿지들의 상기 열적 영향가능성의 활용이 릿지들에 작용하고 그 위치로부터 릿지들을 움직이는 외력에 의해 연장되는 것도 가능하다. 이 외력은 다음 실시예들에 의해 보여지는 것처럼, 정전 드라이브들의 전기장들에 의해, 발생될 수 있다. 기계적 홀더들(holders) 또는 그립들(grips) 외에, 굴절의 상기-설명된 온도 의존의 존재 또는 활용 없이, 단지 정전 굴절이 가능하다. 여기서, 정전 드라이브들은 상이한 방법으로 구현될 수 있다. 아래에서 설명되는 실시예들 중 몇몇은, 전극이 배치될 수 있는, 지지 구조체의 개별 형성 부분 또는 부분적으로 굴곡진 몰드 부품과 일관된 전극 캐리어에 의해 지지 구조체의 확장을 제공한다. 또한, 정전 드라이브들은 아래에서 설명되는 추가 구현들의 경우에서처럼 캔틸레버(cantilever) 전극의 수단에 의해 릿지들의 특정 형성에 의해 구현될 수 있다.

이와 같이, 작동 동안 릿지들 및 광학 구조체의 포지셔닝을 수행하기 위해 정전 드라이브들이 이용될 수 있는 것에 따라, 아래에서 설명되는 실시예들의 관점과 결합될 수 있다.

도 57a는 도 1에 유사한 장치(120) 및 장치에 배치되는 몰드 부품을 보여주며, 여기서 제1전극들(122a 및 122b) 및 제2전극들(126a 및 126b)은 적어도 격리층(isolator layer, 128)에 의해 서로로부터 이격되고 적어도 부분적으로 중첩하도록 서로에 대해 배치된다. 제1전극들(122a 및 122b) 및 제2전극들(126a 및 126b)은 정전 드라이브들(132a 및 132b)를 형성한다.

그 중심으로부터 근사적으로, 몰드 부품(124)는 직경 D3를 가지고 격리층(128) 및 전극들(126), 몰드 부품(124)의 재료가 리세스되고(움푹 들어가고, recessed) 이는 렌즈(12)의 광학 축(28)에 근사적으로 중심에 배치된다. 추가적으로, 몰드 부품(124)은, 너비 XF2를 갖는 연속 곡선 표면 FF2 및 몰드 부품(124)의 너비 XF1을 가로지르는 FF1인, 지지 구조체(16)를 마주하는 두개의 표면을 포함한다. 표면 FF1은 표면 FT1에 대치하여(opposite) 배치되고 너비 XF1은 너비 XT1 에 기본적으로 대응한다. 표면 FF2가 연속 곡선 방식으로 구현되는 반면 표면 FF1은 평면 방식으로 구현된다. 현재 실시예에서, 몰드 부품(124)의 표면 FF3은 너비 XF3의 확장을 가로질러 평면 방식으로 구현된다. 두개의 제2전극들(126a 및 126b)은 평면 표면 FF1 및 곡선 표면 FF2에 배치되고 격리층(128)에 의해 적어도 부분적으로 커버된다.

정전 드라이브들은 전극들 사이의 전기장의 적용 및 전극들(122 및 126)에 외력의 적용을 가능케한다. 그리하여 초기 조정 동안 그리고 작동 동안 모두, 광학 구조체의 이동(시프팅, shifting) 또는 틸팅(tilting)이 달성될 수 있다. 작동 동안, 렌즈의 동적 포커싱(dynamic focusing)이 가능하며, 이는 열적 보상 없이 없이 - 릿지들(14)에 의해 렌즈(12)의 열적 유도 변화의 보상을 보충하거나 실현한다. 릿지들 및 렌즈들의 재료들은, 예를 들어, 환경 온도를 변화시키기 위해, 정의된 오브젝트(object) 거리에 관해 일정 초점 위치를 달성할 수 있다. 오브젝트 거리 변화는 정전 드라이브들의 수단에 의해 포커싱 될 수 있다(초점이 맞추어질 수 있다). 특히, 컨트롤(control)(미도시)이 제공되거나 적어도 연결될 수 있고, 이는 예를 들어, 릿지들에 매달린 렌즈를 포함하는 렌즈 시스템 같은, 광학 구조체에 의해 적어도 부분적으로 정의되는 이미지 평면에 캡쳐된 이미지의 선명도 같은, 광학적 구조체의 광학 특성에 의존하는 신호의 측정에 의존하여, 광학 구조체의 광학 특성들의 열적 유도 변화에 대응하거나 통제하기 위해, 온도 센서에 의해 얻어지는 온도 의존성에서처럼, 정전 드라이브들을 각각 제어한다.

도 57a의 장치는 예를 들어, 아래에서 설명되는 것처럼 생산될 수 있다.

도 57b는 비연결된 상태에서 몰드 부품(124) 뿐만 아니라 거기에 배치된 부품 및 지지 구조체(16) 및 거기에 배치된 부품들을 갖는 장치(120)를 보여준다. 전극들(122a 및 126a) 뿐만 아니라 전극들(122b 및 126b)도, 몰드 부품(124) 및 지지 구조체(16)을 연결한 후에, 각각 릿지들(14a 및 14b)에 관해, 각각, 정전 드라이브(132a 및 132b)에 따라 작동하도록 구현된다.

도 57c는 지지 구조체(16)에 몰드 부품(124)이 연결되는 것을 통해, 표면 FT1 및 FF1 사이의 어닐링 가능한 접착제(134a 및 134b)의 배치를 보여준다.

제1전극들(122)이 릿지들에 배치되고 정전 드라이브들(132)이 릿지들 이후로 렌즈(12)를 굴절시키는데 이용되는 경우, 이는 아마 포커싱될 오브젝트 거리 및 기준 평면에 관해 렌즈(12)의 패스트 포커싱(fast focusing)을 가능케하는 좋은 다이내믹스(역학, dynamics)로 수행될 수 있고, 렌즈(12)가 이용될 수 있는 광학 전체 구조체는, 더 빠른 이미지 시퀀스(sequence)를 얻을 수 있다.

도 58은 도 57b에 대안적인 장치를 보여주며, 여기서 격리층(128)은 제1전극들(122a 및 122b)에 배치된다. 기본적으로, 격리층(isolator layer, 128)은 각 제2전극(126a/b)에 또는 제1전극(122a/122b)에 고정 방식으로 배치되지 않지만, 예를 들어, 연결 동안 몰드 부품(124) 및 지지 구조체(16) 사이의 분리층(separate layer)으로서 도입될 수 있도록 제1전극(122) 및 제2전극(126) 사이에 위치될 수도 있다. 몰드 부품(124)의 평면 표면 FF1 및 지지 구조체(16)의 표면 FT1 사이의 영역에서, 단지 각 제1전극들(122a/122b), 제2전극(126a/126b), 격리층(128) 뿐만 아니라 접착제(134a/134b)가 배치된다. 이 영역에서, 제1전극들(122a 및 122b) 사이의 거리는 최소이고 렌즈(12)에 대한 방향으로 지지 구조체(16)로부터 연속적으로 증가한다.

도 59는 전기 전압 U 가 제1전극(122) 및 제2전극(126) 사이에 적용되는 장치(120)의 부분을 보여준다. 전압 U는 두 전극들 사이의 전기장(136)의 형성 및 이후 두개의 전극들 사이의 인력(attracting force)을 도출한다. 지지 구조체(16)에서 몰드 부품(124)의 배치에 의해, 제2전극(126)은 지지 구조체에 관해 고정 방식으로 배치된다. 전기장(136)의 인력은 렌즈(12) 및 릿지(14)가, 점선으로 표시되는, 그들의 원래 위치로부터, 제2전극(126)의 방향으로 이동하는 효과를 갖는다.

전기장의 극성에 의존하여, 또한 제2전극(126)으로부터 벗어나는 릿지들(14) 및 렌즈(12)의 이동을 도출하는, 두 전극들 사이에서 척력(repelling force)이 발생될 수 있다.

도 60a는 제1전극들(122a-d)이 지지 구조체(16)의 표면 FT1에서 확장하는 그리고 릿지들에 배치되는 도 20의 장치(30)의 셀(56)의 상면도를 보여준다. 광학축(28)은 렌즈(12)의 중심이다. 도 60b는 몰드 부품(124)의 상면도를 보여주며, 점선으로 표시된, 제2전극들(126a-d)가 배치되며, 이는 평면 방식으로 배치된 격리층(18)에 의해 커버된다. 중심에서, 몰드 부품은, 지지 구조체(16)에 몰드 부품을 연결한 후에, 렌즈(12)의 광학축(28)을 따른 방해받지 않는 광 경로(unobstructed light passage)를 허용하는 지름 D3를 갖는 둥근 리세스(round recess)를 포함한다.

도 61a는 도 58에 유사한 장치를 보여주며, 여기서 광학 구조체는, 렌즈(12) 대신에, 릿지들(14)을 통해 지지 구조체(16)에 함께 장착되는 그리고 공동 직경 D4를 갖는 그리고 서로 직접 연결되는 몇몇 인접 렌즈들(142, 144 and 146)을 갖는 광학 어레이(138)를 포함한다. 렌즈들(142, 144 and 146)은 도 24의 렌즈 어레이(68)에 유사한 광학 구조체를 표현한다. 여기서, 렌즈들(142, 144 and 146)은 투명한, 반사하거나 흡수하는 영역들을 가질 수 있다.

도 61b는 렌즈 어레이(138)의 렌즈들(142 and 146)의 렌즈들의 섹션들을 포함하는, 도 61a 의 대안적 실시예를 보여준다.

도 61c 는 그 표면 FF1 및 FF2 의 몰드 부품을 보여주며 제2전극들(126a 및 126b)이 배치되고 그 직경 D3는 도 61a 및 61b 에서 광학 어레이(138)의 직경 D4 보다 작다. 직경 D3 및 D4 는 서로 독립적인 크기가 될 수 있고, 특히 서로 다를 수 있다.

대안적 실시예들에 따라, 광학 어레이는 렌즈들 또는 섹션들을 얼마든지 포함할 수 있고, 여기서 각 개별 부품들은 개별적으로 형성될 수 있다.

도 62a는 두개의 인접 셀들(56a 및 56b)의 단면을 보여주며, 각각은, 격리층(128) 및 제1전극들(122a-d)과 함께, 도 58의 장치(120)에 유사하고, 그 릿지들(14a-d)이 커버되는, 이동 렌즈(12a 및 12b)를 가지며 여기서 지지 구조체(16)는 홈들(grooves, 148a and 148b)을 포함한다.

도 62b는, 각각이 렌즈들(12a 및 13b)의 광학 축들(28a 및 28b) 주변에 근사적인 동심원으로 (concentrically), 연결된 상태인, 위치되는 직경 D3를 갖는 두개의 리세스들을 포함하며 도 62a 의 양 셀들(56a 및 56b)에 연결되기 위해 구현되는 연결되지 않은 몰드 부품(124)의 단면을 보여준다. 몰드 부품(124)은 도 62a의 홈들(148a 및 148b)에 배치되도록 구현되는 텅(tongues, 152a 및 152b)를 포함한다.

도 62c는 도 62a의 지지 구조체(16) 및 도 62b의 몰드 부품(124)의 연결된 상태의 장치(130)를 보여주며, 여기서 텅(152a-b)은 홈(148a-b)으로 도입되고, 접착제(134a-d)는 홈들(148a-b) 및 텅들(152a-b) 사이에 도입되며, 홈들(148a-b), 텅들(152a-b) 및 접착제(134a-d)는 연결 영역들(154a-d)을 형성한다.

도 63a는 대칭축(158)에 관해 대칭적으로 구조화된 양쪽 측면(156)의 구부러진 몰드 부품의 단면도를 보여주며, 몰드 부품(156)의 각 반쪽(half)은 도 58의 몰드 부품(124)처럼 표현될 수 있으며, 몰드 부품(156)의 두 반쪽들의 표면 FF3a 및 FF3b는 서로 합동으로(congruently) 배치된다. 양쪽 측면(156)에 구부러진 몰드 부품은 제2평면 표면 FF1b 및 제2곡선 표면 FF2b 를 포함하며, 추가 두 전극들(126c 및 126d)이 배치되고 몰드 부품(156)은 이후 각각 두개의 정전 드라이브들의 부분들(132a and 132b and 132c and 132d)이 되도록 구현된다.

대안적 실시예들은 표면들이 서로 대칭이 아님을 보여주는 양쪽 측면의 구부러진 몰드 부품을 포함한다. 특히 지지 구조체의 섹션들은 광학 축을 따라 서로 다르며, 양쪽 측면들에서 구부러진 몰드 부품들의 형성 및 크기들은 서로 독립적으로 구현될 수 있다.

도 63b는 양쪽 측면(156)에 도 58b에 유사한, 두 장치들이 구부러진 몰드 부품을 통해 연결되어, 렌즈들(12a 및 12b)의 광학 축들은 기본적으로 일치하여 지지 구조체(16a 및 16b)의 영역들 FT1a 및 FT1b은 서로를 마주하여 배치되고 몰드 부품(156)은 네개의 정전 드라이브들의 부분(132a and 132b and 132c and 132d)인 장치를 보여준다.

도 64는 지지 구조체(16)와 통합적으로 몰드 부품(124)이 형성되는 장치를 보여준다.

도 65는 도 7의 장치(30)를 보여주며, 지지 구조체(16)의 부분들 및 릿지들(14a-d)의 부분들에 직사각형으로 형성된 제1전극들(122a-d)이 배치된다.

도 66은 장치(30)를 보여주며, 여기서 지지 구조체로부터 렌즈(12)를 향해 테이퍼된(좁아지는, taper) 삼각형으로 형성된 제1전극들(122a-d)은 지지 구조체(16)의 부분들 및 릿지들(14a-d)의 부분들에 배치된다.

도 67은 장치(30)를 보여주며, 여기서 자유-형상 형태로 형성되는 제1전극들(122a-d)은 지지 구조체(16)의 부분들 및 릿지들(14a-d)의 부분들에 배치된다.

도 68은 도 11에 유사한 장치를 보여주며, 여기서 그 외부 모서리가 릿지들(14a-d)에 평행한 제1전극들(122a-d)이 지지 구조체(16)의 부분들 및 릿지들(14a-d)의 부분들에 배치된다.

도 69는 도 8에 따른 실시예를 보여주며, 여기서 지지 구조체로부터 렌즈(12)를 향해 테이퍼된(좁아지는, taper) 삼각형으로 형성된 제1전극들(122a 및 122b)은 지지 구조체(16)의 부분들 및 릿지들(14a 및 14b)의 부분들에 배치된다.

도 70은 도 9에 따른 실시예를 보여주며, 여기서 지지 구조체로부터 렌즈(12)를 향해 테이퍼된(좁아지는, taper) 삼각형으로 형성된 제1전극들(122a 및 122b)은 지지 구조체(16)의 부분들 및 릿지들(14a 및 14b)의 부분들에 배치된다.

도 71은 도 11에 따른 실시예를 보여주며, 여기서 지지 구조체로부터 렌즈(12)를 향해 테이퍼된(좁아지는, taper) 자유-형상 형태로 형성된 제1전극들(122a 및 122b)은 지지 구조체(16)의 부분들 및 릿지들(14a 및 14b)의 부분들에 배치된다.

도 72은 도 12에 따른 실시예를 보여주며, 여기서 지지 구조체로부터 렌즈(12)를 향해 테이퍼된(좁아지는, taper) 자유-형상 형태로 형성된 제1전극들(122a-c)은 지지 구조체(16)의 부분들 및 릿지들(14a-c)의 부분들에 배치된다.

도 73은 도 57c의 장치(120)에 따른 장치를 보여주며, 여기서 도 25에 유사한, 추가 구조체(74a 및 74b)를 통해 릿지들(14a and 14b)에 공동-이동 렌즈(75)가 배치되며 렌즈(12) 및 공동-이동 렌즈(75)는 렌즈 스택(76)을 형성한다.

도 74는 도 34의 장치(70)에 따른 장치(150)를 보여주며, 여기서 정전 드라이브들(132a 및 132b)은 릿지들(14a 및 14b)에 인접하여 배치된다.

도 75는 장치(140)를 보여주며 여기서, 기준 평면(18)의 방향을 향하는 지지 구조체의 표면에서, 장치(150)는 렌즈들(12a, 12b, 75 and 79)의 광학 축들(28a-d)이 기본적으로 일치하도록 접착층(162)을 통해 연결된다. 기본적으로, 위 및 아래에서 설명된 장치 및/또는 렌즈들(12, 75 and 79)의 시퀀스 및 어떠한 조합도 가능하다.

도 76은 장치(150)에 유사한 장치(160)를 보여주며, 여기서 오직 기준 평면(18)의 방향을 향하는 유리 웨이퍼(86)의 표면에서 고정 렌즈(79) 및 거기에 배치되는 층들(81a 및 81b)가 형성되며, 여기서 고정 렌즈(79) 및 거기에 배치되는 층들(81a 및 81b)는 유리 웨이퍼(86)의 전체 너비를 가로질러 확장하고 통합적으로 형성된다. 지지 구조체(16)는 폴리머 재료를 포함한다.

도 77은 텅(152) 및 홈들(148) 없는 장치(130)에 따른 장치를 보여주며, 여기서 셀들(56a 및 56b)은 장치(160)와 일관되게 구현되며, 배치되는 층(81a 및 81b)을 갖는 고정 렌즈(79a) 및 고정 렌즈(79b) 및 거기에 배치되는 층들(81c 및 81d)은 각각 통합적으로 형성된다.

도 78은 장치(160)를 확장하는 장치(170)를 보여주며, 추가 지지 구조체(16b)는 기준 평면(18) 방향으로 고정 렌즈(79)에 배치되는 층들(81a 및 81b)에 배치되며, 고정 렌즈(79)로부터 벗어나는 추가 지지 구조체(16b)의 측면에서 광학 축(28)을 따라 배치되는, 기준 평면(18)은 렌즈(12)를 마주하는 영상기(이미져, imager)의 표면이다.

장치(170)는 선행 능동 조정 없이 이미져에 광학기(optics)을 놓는 옵션을 제공한다. 최적 초점 위치를 조정하고 이후 보상 허용성 및/또는 생산 허용 오차는 정전 드라이브들(132a 및 132b)을 제어하는 수단에 의해 수행될 수 있다. 추가로, 이 실시예는 정전 드라이브들(132a 및 132b)를 제어하여 렌즈(12)의 축 위치를 변화시키는 옵션을 제공하며, 이후 다른 것들 중에서, 오토포커스의 경우에서처럼 오브젝트 거리에 의존하여 초점 위치를 조정한다. 이를 위해, 가능한, 영상기에서 수행되는 이미지 캡쳐의 측정은 오토포커스와 공통적으로, 특정하게 구현된 알고리즘 수단에 의해 수행될 수 있다.

도 79는 두개의 인접 셀들(56a 및 56b)로 형성되는 장치(180)를 보여주며, 각각이 장치(170)로서 형성되고 웨이퍼 레벨에서 장치의 생산 프로세스를 도출하는 예처럼, 도 77의 장치(130)와 일관되게 그 셀들(56a 및 56b)은 서로 인접하여 배치된다.

그렇게 함으로써, 웨이퍼-레벨 조립체를 수행하기 위해 그리고 복수의 영상기들과 함께 웨이퍼에 선행 능동 조정 없이 결합으로 복수의 광학기들 및 광학 구조체들을 놓는 것이 가능하다. 웨이퍼-레벨 조립체가 수행된 후에, 개별 광학 모듈들은 서로로부터 분리될 수 있다. 이는, 예를 들어, 소잉(sawing)에 의해 일어날 수 있다. 또한, 몇몇 광학 모듈들은 서로 연결되어 유지되는 개별 모듈들의 그룹을 형성할 수 있다. 이러한 방식으로, 광학 모듈들의 필드들이 생산될 수 있고, 예를 들어 1x2, 2x2, 3x3 또는 다른, 어떠한 확장을 가질 수 있다.

도 80은 릿지(14) 내의 제1전극(122)의 배치를 보여주며, 제1전극(122)은 제2전극(126)을 마주하는 측면에 릿지(14)의 재료에 의해 커버된다. 이 실시예에서, 제1전극(122) 및 제2전극(126) 사이에 배치되는 릿지(14)의 재료는 격리층(128)으로 동시에 기능한다.

기본적으로, 제1 및 제2전극들(122 및 126)의 배치 및 구현을 매칭시키는 장점이 있을 수 있고, 릿지들(14) 및/또는 광학 구조체의 결과 굴절 및 전극들 사이에 적용되는 전압 U의 선형 비율이 도출된다. 예를 들어, 축 확장을 가로질러 상이한 너비를 갖는 제1 또는 제2전극들의 조정된 지오메트리에 의해, 그러한 조정이 구현될 수 있고, 전압 U는 전극들의 축 곡선을 가로질러 가변 전기장 수단에 의해 전극들 사이의 가변 외력을 발생시킨다.

직경 D3는 직경 D4 보다 작게 도시되었지만, 두 직경들 D3 및 D4 는 서로 어떠한 비율을 가질 수 있다. 또한, 직경으로 도시된 리세스 및 거리들은 상이한 형태를 가질 수 있고, 예를 들어, 타원 또는 직사각형이다.

몰드 부품들(124 및 156)은 지지 구조체와 통합적으로 형성될 수도 있고 제2전극(126)이 상기 실시예들에 따른 제1전극에 배치될 수 있는 부분들, 즉, 전극 캐리어를 일반적으로 나타낼 수 있다.

정전 드라이브들을 구현하는 것은, 내부 부분을 갖는 정전 드라이브를 구성하는 릿지의 부분들을 형성하여, 전극들의 대안적 실행에 의해 얻어질 수 있다. 이후 실시예들은 광학 구조체들의 릿지들에 대해 정전 드라이브들의 대안적 실시예를 나타낸다. 아래에서 설명되는 정전 드라이브들은 개별적으로 구현될 수 있지만 위에서 설명되는 것들과 결합될 수도 있다. 기본적으로, 아래에서 설명되는 실시예들은 단지 작동의 정전 원리를 구현하는 상이한 구조체를 나타낸다. 상기 컨트롤(control) 및 컨트롤의 목적은 위 실시예들에 관해 설명된 것들과 동일하거나 유사하다. 아래에서 설명되는 실시예들은 정전 드라이브들의 전극들의 구현을 가지며 서로 두개의 전극들의 지역적인 거리는, 릿지들의 기계적 굴절을 얻고 동시에 구부러진 몰드 부품을 생략하여, 드라이브를 제어하는데 필요한 전압을 감소시키기 위해 정전 드라이브의 전극들 중 하나에 캔틸레버들을 형성하여 최소화된다.

도 81은 두개의 릿지들(14a 및 14b)를 통해 지지 구조체(16)에 장착되는 렌즈(12)를 갖는 장치(200)의 상면도이다. 릿지들(14a 및 14b)은 각각 릿지들(14a 및 14b)의 부분(166a 및 166b)을 부분적으로 노출하는 리세스들을 포함하고, 이는 릿지(14)에 연결되는 단부를 포함하고 릿지들(14a 또는 14b)의 평면으로부터 투사하도록(project) 구현된다.

도 82a는 평면 방식으로 형성되는 투명 몰드 부품(168)이 렌즈(12)의 광학 축(28)을 따라 배치되는 장치(200)의 측면도를 보여준다. 제1전극들(172a 및 172b)은 몰드 부품(168)을 마주하는 릿지들에 배치되며, 릿지들(14a 및 14b)의 섹션들(166a 및 166b)은 캔틸레버 전극(174a 및 174b)를 각각 형성한다. 렌즈(12)를 마주하는 몰드 부품(168)의 측면에, 캔틸레버 전극들(174a 및 174b)을 적어도 부분적으로 대치하며 격리층(128)에 의해 캔틸레버 전극들(174a 및 174b)을 향하는 고정 전극들(176a 및 176b)의 표면이 커버되도록, 두개의 고정 전극들이(176a 및 176b) 배치된다. 캔틸레버 전극들(174a 및 174b)은 릿지들(14a 및 14b)의 평면으로부터 투사하고(project) 격리층(128)에 인접한 렌즈(12)로부터 벗어나는 단부에 인접한다. 캔틸레버 전극들(174a 및 174b)가 격리층(128)에 접촉하는 위치는, 렌즈(12) 방향으로 거리가 연속적으로 증가하는 곳으로부터, 고정 전극들(176a 또는 176b) 및 캔틸레버 전극(174a 또는 174b) 사이에서 최소 거리인 위치를 나타낸다. 릿지(14b), 캔틸레버 전극(174b), 고정 전극(176b) 및 격리층처럼, 릿지(14a), 캔틸레버 전극(174a), 고정 전극(176a) 및 격리층(128)은 하나의 정전 드라이브(182a 또는 182b)를 각각 형성한다.

도 82b는 고정 전극(176b) 및 캔틸레버 전극(174b) 또는 고정 전극(176a) 및 캔틸레버 전극(174a) 사이의 전기 전압을 적용할 때 장치(200)의 거동을 보여준다. 전기장(184a 또는 184b)은 정전 드라이브(182a 또는 182b) 내에서 형성되며, 이는 고정 전극들 및 캔틸레버 전극들 사이의 인력을 도출한다. 몰드 부품(168)에 고정 전극들(176a 및 176b)를 배치하여, 이들이 캔틸레버 전극들(174a 및 174b)에 관해 고정적이다. 도 82b는 몰드 부품(168)의 방향으로 렌즈(12)의 시프트(186)을 야기하는 전기장들(184a 및 184b)에 내재하는 힘을 통해 캔틸레버 전극들(174a 및 174b) 뿐만 아니라 릿지들(14a 및 14b)의 변형을 보여주며, 캔틸레버 전극(174a 또는 174b) 및 고정 전극(176a 또는 176b) 사이의 거리는 최소한 전극들이 중첩하는 영역에서 변화한다.

전기장의 극성에 의존하여, 몰드 부품(168)으로부터 벗어나는 렌즈(12)의 이동(시프트, 186)를 도출하는, 두개의 전극들 사이에서 척력이 발생될 수도 있다. 정전 드라이브(182)의 배치와 함께, 고정 전극들의 단순한 구현이 얻어질 수 있고, 이는 생산 기술에 관해 이득을 가능케한다. 동시에, 평면 몰드 부품(168)은 구부러진 몰드 부품(124) 대신에 이용될 수 있다.

기본적으로, 캔틸레버 전극들 및 고정 전극(174a/b 및 176a/b)의 배치 및 구현을 매칭시키는 장점이 있을 수 있고, 릿지들(14) 및/또는 광학 구조체의 결과 굴절 및 전극들 사이에 적용되는 전압 U의 선형 비율이 도출된다. 예를 들어, 축 확장을 가로질러 상이한 너비를 갖는 캔틸레버 전극 또는 고정 전극의 조정된 지오메트리에 의해, 그러한 조정이 구현될 수 있고, 전압 U는 전극들의 축 곡선을 가로질러 가변 전기장 수단에 의해 전극들 사이의 가변 외력을 발생시킨다.

정전 드라이브들은 작동 동안 역학 포커싱 뿐만 아니라 생산 허용 오차를 보상하기 위한 초기 조정의 구현을 가능케한다. 정전 드라이브의 작동은 렌즈에 관련된 다양한 오브젝트 거리에 대한 포커싱 관점에서 렌즈의 광학 특성들의 온도-연관 변화를 자동적으로 보상하기 위한 릿지들의 특성을 구현할 수 있다.

도 83a 및 83b는 장치(200)를 보여주며, 여기서 몰드 부품(168)은 불투명 방식으로 구현되며 렌즈(12)의 직경 D4에 기본적으로 대응하는 직경 D5를 갖는 재료 리세스를 포함한다.

도 84a는 릿지(14)에 연결된 끝이 렌즈(12)에 인접하여 배치되는 직사각 부분(166)을 포함하는 지지 구조체에 장착되는 릿지(14)를 보여준다. 도 84b는 릿지(14)에 연결된 끝이 렌즈(12)에 인접하여 배치되는 그리고 지지 구조체(16)를 향해 테이퍼된 삼각 부분(166)을 포함하는 지지 구조체(16)에 장착되는 릿지(14)를 보여준다. 도 84c는 지지 구조체(16)에 장착되는 릿지(14)를 보여주며, 이는 릿지(14)에 연결된 끝이 렌즈(12)에 인접하여 배치되고 렌즈(12)를 향해 테이퍼되는, 이등변 사다리꼴(isosceles trapezoid)의 형태인 부분(166)을 포함한다.

기본적으로, 릿지(14) 표면의 부분(166)의 구현은 어떠한 형태로도 생각될 수 있다.

도 85a는 도 84a에 동일한 릿지(14)의 부분(166)의 형태를 보여준다. 도 85b는 릿지(14)에서 지지 구조체(16)에 인접하여 위치되는, 도 85adp 관해 다운스케일된(축소된, downscaled) 부분(166)을 보여준다. 도 85b는 릿지(14)의 렌즈(12)에 인접하여 배치되는, 도 85a에 관해 축소된 부분(166)을 보여준다. 도 85d 는 두 부분(166a 및 166b)를 포함하는 릿지(14)를 보여주며 부분(166a)은 지지 구조체(16)에 인접하여 배치되고 부분(166b)은 릿지(15)의 렌즈(12)에 인접하여 배치된다. 도 85e는 릿지(14)에 연결되는 끝단(단부, end)이 지지 구조체(16)로부터 렌즈(12)를 향하는 방향을 따라 릿지(14)의 외부 모서리에 평행한 부분(166)을 보여준다.

릿지(14)의 부분(166)의 방향 및 배치, 개수(number), 확장은 장치의 작동 모드에 대해 임의적이다.

도 86a는 장치(120)에 유사한 장치(210)를 보여주며 릿지들(14a 및 14b)은 캔틸레버 전극들(174a 및 174b)을 형성하기 위해 도 82 및 83에 유사하게 구현되며 여기서 상기 장치는, 동일한 곳에 배치되는 전극들(126a 및 126b)을 갖는 몰드 부품(124) 대신에, 격리층(128) 및 고정 전극들(176a 및 175b)을 갖는 몰드 부품(168)을 포함한다.

도 86b는, 몰드 부품(168)이 지지 구조체(16)에 연결되는 것에 의한, 표면 FT1에 인접한 어닐링 가능한 접착제(134a 및 134b)의 배치를 보여준다. 도 86c는 접착증(134a/134b) 뿐만 아니라 격리층(128), 고정 전극(176a/176b), 각 제1전극(172a/172b)은 몰드 부품(168) 및 표면 FT1 사이의 영역에서 형성되도록 정전 드라이브(182a 및 182b)가 구현되는 장치의 연결 영역을 보여준다.

도 87a는 유리 플레이트로 모드 부분(mode part, 168)이 구현되는 장치(210)를 보여준다.

도 87b는 도 80a에 따른 장치(210)를 보여주며 몰드 부품은 렌즈(12)로부터 벗어나는 표면에서 단일층 고정 렌즈(86a), 그리고 렌즈(12)로부터 벗어나는 반대 표면에서 이층 고정 렌즈(86b)를 포함하고 광학 축(28a, 28b 및 28c)들이 기본적으로 일치한다. 이와 같이, 고정 렌즈들(79a 및 79b)은 몰드 부품(168)에 렌즈 스택을 형성한다.

도 88a는 장치(210)를 보여주며 몰드 부품(168)은 재료 리세스 및 직경 D5를 갖는 불투명 바디로서 구현되며 렌즈(12)의 광학축(28) 주변에 기본적으로 중심에 형성된다.

도 88b는 도 81a에 따른 장치(210)를 보여주며, 여기서 광학 효과 영역(188)은 직경 D5의 영역에 배치되고 광학 효과 영역(188)의 광학 축(28b)은 렌즈(12)의 광학 축(28a)과 기본적으로 일치한다. 본 실시예는 렌즈로 광학 효과 영역을 나타내었지만, 위 언급에 따라 어떠한 광학 구조체도 될 수 있다.

도 89는 도 87에 따른 장치(210)가 접착층(162)을 통해 배치되는 도 88b에 따른 장치를 보여주며, 광학 효과 영역들(188) 뿐만 아니라 고정 렌즈들(79a 및 79b) 및 렌즈들(12a 및 12b)의 광학 축들이 기본적으로 일치한다.

도 90a는 두개의 인접 셀들(56a 및 56b)의 단면을 보여주며, 각각은 도 86a 의 장치(210)에 일치하도록 구현되고, 여기서 셀들(56a 및 56b)은 서로 거리 X3를 가지며 지지 구조체(16)는 도 62a에 유사한 홈들(148a 및 148b)을 포함한다.

도 90b는 연결되지 않은 몰드 부품(192)의 단면을 보여주며 여기서 두 부분(196a 및 196b) 각각은 배치된 장치(88b)의 고정 전극들(176), 격리층(128) 및 광학 효과 영역(188)을 갖는 몰드 부품(168)에 대응한다. 몰드 부품(168)의 두 부분들(196a 및 196b)은 통합적으로 형성된다. 추가적으로, 몰드 부품은 홈(148a 및 148b)에 배치되도록 구현되는 텅(152a 및 152b)을 포함한다.

도 90c는 도 90b의 몰드 부품(192) 및 도 83a의 셀들(56a 및 56b)로 형성되는 장치(220)를 보여주며, 여기서 텅(152a 및 152b)은 홈(148a 및 148b)에 배치되고 접착층(134)을 통해 연결되며, 여기서 상기 장치는 네개의 정전 드라이브를 포함하며 주변 구조체 홈(148a-b) 및 텅(152a-d)은 지지 구조체(16) 및 몰드 부품(168) 사이의 연결 영역을 정의한다.

도 90의 실시예에 따라, 셀들의 인접 쌍 각각에 대해 동일 또는 개별 거리 X3 를 가질 수 있는 몇몇 셀들(56)을 병렬로 생산하는 것이 가능하다.

도 91은 도 61에 유사한 장치를 보여주며, 정전 드라이브들은 도 91은 정전 드라이브들(182a 및 182b)의 형태로 구현된다.

도 92a는 도 7의 장치(30)을 보여줄 때, 직사각형 제1전극들(172a-d)가 지지 구조체(16)의 부분들 및 릿지들(14a-d)의 부분들에 배치되며, 각각은 도 84a에 따른 부분(166a-d)를 포함한다. 도 92b 는 릿지들(14)이 지지 구조체(16)의 부분인 내부 프레임(62)에 연결되는 동일 장치를 보여준다.

도 93은 도 7의 장치(30)를 보여주며, 여기서 직사각형 제1전극(172a-d)은 지지 구조체(16)의 부분들 및 릿지들(14a-d)의 부분들에 배치되며, 각각은 지지 구조체(16)를 향해 테이퍼되는 사다리꼴 부분(166a-d)을 포함하며 각 릿지(14a-d)에 연결된 그 끝단은 렌즈(12)에 인접하여 배치된다.

도 94는 도 93에 따른 실시예를 보여주며, 여기서 단지 두개의 대치하는(opposing) 릿지들(14a-b)이 형성된다.

도 95는 도 11에 유사한 장치를 보여주며, 여기서 제1전극들(172a-d)은 릿지들(14a-d)의 부분들 및 지지 구조체(16)의 부분들에 배치되며, 그 외부 모서리들은 릿지들의 외부 모서리에 평행하고 그 각각은 도 84a에 따라 부분(166a-d)를 포함하며, 각 릿지(14a-d)에 연결된 그 끝단은 렌즈(12)에 인접하여 배치된다.

도 96은 도 70에 따른 실시예를 보여주며, 여기서 제1전극들(172a-b) 각각은 지지 구조체를 향해 테이퍼된 사다리꼴 부분(166a-b)을 포함하며 각 릿지(14a 및 14b)에 연결된 단부는 렌즈(12)에 인접하여 배치된다.

도 97은 도 11에 따른 실시예를 보여주며, 여기서 제1전극들(172a-b) 각각은 지지 구조체를 향해 테이퍼된 사다리꼴 부분(166a-b)을 포함하며 각 릿지(14a-d)에 연결된 단부는 렌즈(12)에 인접하여 배치된다.

도 98은 도 12에 따른 실시예를 보여주며, 여기서 제1전극들(172a-c) 각각은 지지 구조체를 향해 테이퍼된 사다리꼴 부분(166a-c)을 포함하며 각 릿지(14a-c)에 연결된 단부는 렌즈(12)에 인접하여 배치된다.

도 99는 도 88b 의 장치(210)에 따른 장치(230)를 보여주며, 여기서 도 90c에 유사한 몰드 부품(168)은 홈(148), 텅(152) 및 접착제(134)를 통해 지지 구조체(16)에 연결되고, 여기서 도 25에 유사한, 공동-이동 렌즈(75)는 추가 구조체(74a 및 74b)를 통해 릿지들(14a 및 14b)에 배치되고 공동-이동 렌즈(75) 및 렌즈(12)는 렌즈 스택(76)을 형성한다.

도 100은 도 88a의 장치(210)에 따른 장치(240)를 보여주며, 여기서 도 90c에 유사한 몰드 부품(168)은 홈(148), 텅(152) 및 접착제(134)를 통해 지지 구조체(16)에 연결되고, 장치(70)에 따라, 몰드 부품(168)로부터 벗어나는 지지 구조체(16)의 끝에서, 유리 웨이퍼(86)는 동일한 곳에 배치되는 층들(81a-b 및 81c-d)을 갖는 하나의 고정 렌즈(79a-b)가 렌즈(12)를 마주하는 측면 각각에 형성는 곳에 배치되고 렌즈(12)로부터 벗어나며, 여기서 층들은 지지 구조체(16)로부터 이격되어 배치된다.

도 101은 장치(230)를 보여주며, 여기서 기준 평면(18)의 방향을 가리키는 지지 구조체(16a)의 표면에서, 장치(240)는 렌즈들(12a, 12b, 75 and 79a and 79b)의 광학 축들(28a-e)가 기본적으로 일치하도록 접착층(162)을 통해 연결된다. 일반적으로, 렌즈들(12) 공동-이동 렌드르(75) 및 고정 렌즈들(79) 뿐만 아니라 광학 효과 영역들(188) 및/또는 논의된 장치들의 어떠한 조합 및 순서가 가능하다.

도 102는 도 81a에 유사한 장치(250)를 보여주며, 여기서 지지 구조체는 렌즈(12)로부터 벗어나는 지지 구조체의 끝에서 폴리머 재료로 형성되고, 렌즈(12)로부터 벗어나는 표면이 고정 렌즈(79)로부터 유리 웨이퍼(86)의 먼 단부를 향해 확장하는 배치된 층들(81a 및 81b)와 고정 렌즈(79)를 포함하는 유리 웨이퍼(86)가 배치된다. 두개의 광학 축들 렌즈(12)의 28a 및 고정 렌즈(79)의 28b는 기본적으로 일치한다.

도 103은 두개의 셀들(56a 및 56b)가 장치(220)에 유사한 거리 X4에서 서로 인접하여 배치되는 장치를 보여준다. 두개의 셀들 (56a 및 56b)은 장치(250)에 유사하게 구현된다. 배치되는 층들(81a 및 81b)을 갖는 고정 렌즈(79a), 배치되는 층들(81c 및 81d)을 갖는 고정 렌즈(79b), 뿐만 아니라 지지 구조체(16)의 부분들(16a 및 16b)는 통합적으로 각각 형성된다.

도 104는 추가 지지 구조체(16b)가 기준 평면(18) 및 고정 렌즈(79)에 배치되는 층들(81a 및 81b) 사이에 배치되는 장치(150)을 확장하는 장치(260)를 보여주며, 기준 평면(18)은, 렌즈(12)를 마주하는, 고정 렌즈(79)로부터 벗어나는 추가 지지 구조체(16b)의 측면에 광학 축(28)을 따라 배치되는 영상기(164)의 표면이다.

도 105는 도 97의 장치(220)과 부합하는, 셀들이 연결되고 두개의 인접한 장치들(260)로 형성되는 장치(270)를 보여준다. 장치(270)는 웨이퍼 레벨에서 단순 승수 (simple multiplier)에 따른 생산 후에 두개의 인접 셀들(56)의 상태를 예시적으로 나타낸다. 상기 생산이 수행된 후에, 광학 전체 시스템의 다수의 채널과 일치하는 서로에 인접한 것들을 남겨두거나 서로로부터 셀들을 분리하는 옵션이 있다.

상기 실시예들에서 설명된 부품들은, 특히 열적으로 영향가능한 릿지들에서, 릿지들을 가열하기 위한 가열 요소들, 새로운 위치를 고정하기 위한 접착제 뿐만 아니라 캔틸레버 전극 또는 구부러진 몰드 부품을 갖는 릿지들을 굴절시키기 위한 정전 드라이브들은 장치에서 서로 결합될 수 있다.

상기 실시예들에서 층들(79 및 92)이 지지 구조체(16) 및 추가 구조체(74)의 상이한 세그먼트들을 연결하기 위해 도시되었지만, 층들(78 및 92)는 기본적으로 각 세그먼트들의 열적 혼합으로부터 도출되는 경계층 같이, 다른 연결 물질 또는 재료들을 포함할 수도 있다.

유리 웨이퍼들(86) 외에, 렌즈 스택들(78)은 장치의 두 인접 요소들 사이의 정의된 거리를 정의하는 스페이서 웨이퍼들을 포함할 수도 있다.

위 실시예에서 렌즈들 또는 렌즈 필드(lens fields)들은 언제나 릿지들 및/또는 지지 구조체에 도시되었으나, 이들은 비구면(aspheres), 자유-형태 영역들, 회절 구조체들, 미러, 프리즘 또는 렌즈 어레이 같은, 광학 구조체들 및/또는 요소들의 어떠한 형태든지 될 수 있다. 렌즈 어레이들은 몇몇 동일하거나 상이한, 위에서 방금 나열된 임의의 결합가능 광학 요소들로 구성될 수 있다. 모든 광학 요소는 추가적으로 스펙트럼 영역 또는 극성 효과가 다른 투명, 반사 또는 흡수 영역들을 포함할 수 있다.

제1전극들(122) 및 제2전극들(126)이, 위 실시예들에서, 격리층(128)에 의해 언제나 이격되었지만, 기본적으로, 예를 들어 공기 같은, 어떠한 스페이서(spacer)든 가능하다.

위 실시예들에서 캔틸레버 전극들(174) 및 고정 전극들(176)은 격리층(128)에 의해 언제나 이격되었으나, 기본적으로 예를 들어 공기 같은, 어떠한 스페이서든 가능하다.

위 실시예들 중 몇몇은 광학 구조체 및 적어도 두개의 릿지들을 포함하는 장치를 설명하였고, 각각은 기준 평면에 관해 광학 구조체의 이동을 가능케하도록 구현되는 릿지들 및 지지 구조체에 광학 구조체를 연결한다.

몇몇 실시예들은 릿지들의 이동 및 이후 광학 구조체가 광학 구조체의 광학 특성의 열적 유도 변화에 대응할 수 있다는 것을 보여주었다.

여기서, 릿지들은 광학 구조체의 위치의 열적 유도 변화를 허용하는 통합된 기계적 구조체를 갖는 바람직한 폴리머 광학 부품이다. 릿지들은 단일형(monomorphic) 방식으로, 즉 단일층으로, 또는 이형(bimorph) 방식으로, 즉 이중층(double-layered)으로, 구현되는 구부러진 배치이며, 바이-메탈 스트립들에 효과적으로 유사하다. 이와 같이, 릿지들의 열적 유도 변화는, 열처리가 적어도 부분적으로 달성되고, 예를 들어, 렌즈의 초점 길이인, 광학 구조체의 광학 특성의 열적 유도 변화에 대응하도록 설계될 수 있다. 릿지의 크기를 정하는 것에 의해, 릿지들의 임의적인, 결정된 이동 거리가 달성될 수 있다.

추가적으로, 릿지들의 지역적 온도 변화에 대한 릿지에서의 가열 요소들의 배치가, 아마 전기, 저항 레지스터들의 형태로, 생각될 수 있다. 가열 요소들은 프린트된, 스퍼터링된(sputtered), 기상-증착 및 전기 전도 가열 구조체로 구성될 수 있고 직선의, 구부러진 또는 구불구불한 형태로 구현될 수 있다. 렌즈들의 경우에, 전기 가열 요소들을 가열하는 것에 의해, 예를 들어 카메라의 영상기(imager)가 위치되는 평면처럼, 고정된 베이스 영역에 대한 렌즈의 거리는, 변화할 수 있고, 다른 것들 중에서 포커싱의 튜닝이 일어날 수 있으며, 즉 오토포커스 드라이브가 구현될 수 있다. 동시에, 가열력 및 개별 릿지들의 굴절은 서로로부터 분리되어 통제될 수 있고, 광학 축 뿐만 아니라 광학 구조체의 틸팅을 따라 공간적인 광학 구조체의 양쪽 평행 이동(parallel shift)이 가능하다.

릿지들은 하우징 재료에 직접 연결될 수 있고, 여기서 이들은 비-투명 방식으로 구현되는 것이 바람직하다. 대안적으로, 상기 릿지들은 하우징 측면에서, 그 사이에 어떠한 갭 없이 하우징에 부착되는, 전체 구조체를 둘러싸는 프레임에, 연결할 수 있다.

광학 구조체에 관해, 도면에서 설명된 것처럼, 많은 동일 또는 비-동일 구조체가 가능하다. 상기 구조체 각각은 광학 구조체, 릿지들, 가능하게는 프레임 및/또는 하우징으로 구성되며, 서로에 인접하여 배치되며, 가능하다면, 병행으로, 즉 동일 프로세싱 단계에서 생산된다.

단일-층 릿지들의 경우, 광학 축을 따른 광학 구조체의 이동은 온도 변화 동안 둘러싸는 하우징 및 릿지들의 다른 확장에 의해 달성된다. 단일층 구조에서, 광학 구조체 및 홀딩 릿지들(holding ridges)은 동일 재료로 구성되고, 여기서 상기 재료는 둘러싸는 하우징 재료보다 더 큰 열 팽창 계수를 갖는다. 온도 증가와 함께, 릿지 재료는 둘러싸는 하우징보다 더 팽창한다. 광학 구조체의 강요된 위치 및 적어도 상호적인 서스펜션(bilateral suspension)의 결과로서, 광학 구조체는 광학 축을 따라 움직인다.

이층 릿지들의 경우에, 광학 축을 따른 이동은 이층 릿지들의 재료의 상이한 확장에 의해 달성된다. 여기서, 하우징에 대한 확장 차이는 사소하게 된다. 상기 벤딩(구부러짐, bending)은 층 재료들의 상이한 열 확장 계수(coefficients of thermal expansion), CTE로부터 도출된다. 여기서 층 시퀀스는 아래(bottom)에서 더 작은 CTE를, 위(top)에서 더 큰 CTE를 포함하며, 아래를 향하는 이동이 온도 변화 동안 도출된다. 대안적으로, 층 시퀀스는 위(top)에서 더 큰 CTE 그리고 아래(bottom)에서 더 작은 CTE를 포함하며, 위를 향하는 이동은 온도 변화 동안 도출된다. 여기서 층 구조체는 연속 또는 불연속 방식으로 구현될 수 있다. 만약 층 구조체가 연속적이라면, 광학 구조체는 릿지들에 따라 동일 순서로 그리고 동일 재료로 구현될 수 있다. 이러한 경우, 재료들의 선택은 동시에 기계적 그리고 광학적 특성들을 정의할 수 있다. 예를 들어, 두개 층으로 구성된 색지움 렌즈(achromat)이 구현되는 경우, 재료들의 페어링(pairig)은, 온도 증가 동안 이동 방향을 결정하는 재료의 CTE들을 도출하는, 아베 수(Abbe numbers)에 따라 수행된다.

대안적으로, 불연속 층 구조체가 구현될 수 있다. 이러한 경우에, 광학 구조체 및 릿지들은 상이한 재료들, 예를 들어, 두 층들보다 더 많은 층들 및 상이한 시퀀스(순서)로 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 재료들의 선택은, 광학 특성의 고려로부터 분리된, 기계적 특성에 따라 수행된다. 위 색지움 렌즈(achromat)의 경우, 재료 페어링(pairing)은 아베 수(Abbe numbers)에따라 수행된다. 재료의 CTE들은 그것으로부터 도출된다. 결정된 CTE들에 불구하고, 광학 구조체 및 릿지들 영역에서 상이한 층 시퀀스 및 팽창, 온도 증가 동안 이동 방향의 자유로운 선택이 허용된다.

추가적으로, 추가 광학 구조체의 어떠한 양의 적층(스택킹, stacking)이 허용된다. 수직 방향으로, 광학 축을 따라, 각 홀딩 요소들(holding elements)은 위 또는 아래에 캔틸레버 층의 릿지들에 대해 기계적으로 연결되고 동일 이동을 수행한다. 대안으로, 홀딩 요소들은 하우징에 연결될 수도 있고 스택에서 추가 층 시퀀스들에 독립적으로 이동할 수 있다. 렌즈 스택의 정적이고, 고정된 렌즈들은 연속 유리 웨이퍼들을 포함할 수 있다.

설명된 배치들은 일반적으로 폴리머 재료로 만들어진 광학 부품들의 열적으로 영향받은 위치를 가능케하는 이점이 있다. 여기서, 이미지 평면의 수직 방향을 따라 이동하는 렌즈들은 특정 관계에 있다. 적절한 구현과 함께, 그 이미지 평면에 대한 렌즈/대물 렌즈(objective)의 메인 평면(주 평면)의 거리에서 열적으로 유도된 변화는 초점 길이의 열적 유도 변화에 대응하도록 선택될 수 있다. 결과적으로, 렌즈/대물 렌즈의 이미지 평면이 동일 축 위치에 언제나 있다는 것이고, 온도 변화에서도, 선명한 이미징이 언제나 구현될 수 있다 이는 실질적으로 폴리머 광학기의 이용 분야를 확장한다. 상기 배치는 웨이퍼 레벨에서 단순 승수(simple multiplier)에 따라 생산될 수 있고 추가 비용 절감을 가능케한다.

전기 가열 요소들을 이용하여, 홀딩 구조체의 벤딩 및 온도 그리고 렌즈들의 궁극적인 축 위치는 환경 온도에 독립적으로 제어될 수 있고, 이는 예를 들어, 다른 것들 중에서, 오토포커스의 형태로, 액티브(능동) 포커싱을 위해, 이용될 수 있다.

틸팅(tilting)은 상이한 방식으로 렌즈들의 홀딩 구조체를 특정적으로 굴절시켜 달성될 수 있다.

위의 실시예들 중 몇몇은 릿지 구조체들의 벤딩에 의해 광학 구조체들의 틸팅 및 특정 위치를 조정 그리고 UV-어닐링 가능 접착제 수단에 의한 완료된 조정 후에 위치를 고정하는 것을 보여주었다. 이와 같이, 특히 광학 및 이미지 웨이퍼들을 연결한 후, 폴리머 광학 부품들의 생산 허용 오차(production tolerances)의 보상 및 대물렌즈의 이미지 위치의 특정 조정이 가능하다. 열적 또는 정전기적 영향가능 릿지들 같은, 가능한대로 존재하는 추가적인 수단은, 폴리머 재료들로 구성된 광학 부품들의 열적으로 영향받은 위치를 추가적으로 가능케한다. 실시예들에 따라, 정전 드라이브들은 릿지들을 가열하기 위해 가열 구조체와 함께 배치된다. 추가로, 가열 요소들 및/또는 정전 드라이브들에 의해 굴절가능한 열적으로 영향받을 수 있는 릿지들은 원래 초기 위치로부터 다른 위치에 접착제와 함께 조정될 수 있다.

위의 추가 실시예들은 정전 드라이브의 전극들 사이의 적용된 전압이 공간적으로 광학 구조체의 이동을 허용하는데 이용될 수 있는 이전의 설명들을 보여준다. 구동은 정전 드라이브의 전극들 사이에 전기 전압을 적용하는 것으로부터 도출되는 정전기장을 이용하여 수행된다. 추가 전극 캐리어는 지지 구조체에 정전 드라이브를 구현하기 위해 가능한한 구부러진 연속 형상으로 가능한한 이용될 수 있다.정전 드라이브의 전극들 사이의 갭 또는 거리를 최소화하여, 이동에 필요한 전압이 감소될 수 있다.

광학 축을 따른 이동은 릿지 및 몰드 전극 사이에 적용되는 전압 변화에 의해 달성된다. 여기서, 각 릿지는 상이한 전압이 제공될 수 있고, 상이한 이동 거리가 각 릿지에 대해 도출되며, 광학 축을 따른 광학 구조체의 이동 외에, 광학 구조체의 틸팅이 달성될 수도 있다.

추가적으로, 액츄에이터는, 오토포커스를 구현하기 위해 그리고 가능한 최상의 이미징 품질을 얻기 위해 오브젝트 거리에 의존하여 영상기(이미져, imager)에 관해 광학 구조체의 축 위치를 조정하는데 이용될 수 있다.

하우징 부품을 포함하는 설명된 광학 구조체들을 제조한 후에, 렌즈 측면에서 구부러진 연속 형상을 갖는, 몰드 부품들은 웨이퍼 레벨에서 개별적으로 또는 함께 연결된다. 몰드 부품들은 전극 캐리어들로 기능하며 정전 드라이브들의 각 제2전극이 구비된다.

전극들 중 적어도 하나의 전극, 릿지 또는 몰드 전극,은 폴리머들의 추가 몰딩에 의해 또는 스퍼터링 또는 기상 증착 수단에 의해, 전극들처럼, 증착될 수 있는 격리층이 제공된다.

제안된 장치들은 높은 정확성을 가지고 병행적으로 웨이퍼-레벨에서 생산되는 시스템에서 그리고 많은 부품들의 형태로서 어떠한 구현으로든 생산될 수 있으며 복수의 부품들에 연결될 수 있다. 특히, 이미지 웨이퍼에 광학 웨이퍼를 연결하고 이후 액츄에이터들을 이용하여 모든 채널에서 최적 초점 위치를 조정하는 것이 가능하다.

광학 장치들의 최적 기능들은, 액츄에이터들, 특히 열 또는 정전 액츄에이터들에 의해 개별 렌즈 위치를 연결한 후에, 바람직하게는 렌즈들로 구현되는, 광학 구조체들의 축 위치들을 조정하여 확보될 수 있다. 그에 의해, 기준 평면에 관해 광학 구조체들의 최적 방향이 달성될 수 있고, 이후 가능한 타겟 파라미터들로부터의 편차 보상이 생산 및 연결 허용 오차를 도출한다.

일반적으로, 설명된 배치들은 오토포커스와 부합하는 대물 렌즈의 이미지 위치의 특정한 동적 조정 및 폴리머 광학 부품들의 생산 허용 오차의 보상을 가능케한다. 이로써, 폴리머 광학기의 이용 분야가 상당히 증가된다. 상기 배치는 웨이퍼 레벨에서 단순 승수로서 생산될 수 있고 이후 추가 비용 절감을 가능케한다. 특정적으로, 전체 광학 웨이퍼는 영상기(imager) 웨이퍼와 연결될 수 있고 모든 단일 모듈은 제어 전압 또는 제어 전압들을 선택하는 것에 의해 최적 초점 위치로 이동될 수 있다. 릿지들의 특정적으로 상이한 굴절 및 이후 거기에 연결되는 광학 구조체에 의해, 광학 구조체이 틸팅이 또한 달성될 수 있다.

정전 드라이브가 배치되는 그리고 지지 구조체에 광학 구조체를 연결하는 릿지들이, 릿지들의 부분이 정전 드라이브의 효율을 증가시키기 위해 각 릿지의 평면으로부터 대응하는 제2전극 방향으로 적어도 부분적으로 굴절되도록, 구현될 수 있다는 것이 논의되었다.

액츄에이터들은 최소화될 수 있고 웨이퍼-레벨 기술로 생산될 수 있다. 동시에, 액츄에이터들은 광학 전체 시스템의 작동 동안 가변 포커싱을 허용하고 생산 허용 오차를 보상할 수 있다.

Claims (43)

1. 광학 구조체(12);
   각각 지지 구조체(16; 16a; 16b)에 상기 광학 구조체(12)를 연결하는, 적어도 두개의 릿지들(ridges)(14; 14a-p); 및
   상기 광학 구조체(12)를 굴절시키기 위한 정전 드라이브(182a, 182b);를 포함하며,
   상기 정전 드라이브(182a, 182b)는 캔틸레버 전극(174a, 174b) 및 상기 캔틸레버 전극(174a, 174b)에 적어도 부분적으로 대치하며 상기 캔틸레버 전극으로부터 전기적으로 절연되는 고정 전극(176a, 176b);을 포함하며,
   전기장(186)이 상기 캔틸레버 전극(174a; 174b) 및 고정 전극(176a; 176b) 사이에 적용될 때 상기 릿지(14; 14a-p)의 변형에 영향을 주기 위해, 상기 캔틸레버 전극(174a; 174b)은 적어도 하나의 릿지(14; 14a-p)의 적어도 하나의 부분(166a; 166b) 상에 또는 내에(on or in) 배치되며, 상기 캔틸레버 전극(174a; 174b)은 적어도 하나의 릿지(14; 14a-p)의 부분(166a; 166b)에서 적어도 하나의 릿지(14; 14a-p) 평면으로부터 상기 고정 전극(176a; 176b)의 방향으로 적어도 부분적으로 굴절되는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 캔틸레버 전극(174a; 174b) 및 상기 고정 전극(176a; 176b) 사이에 배치되는 스페이서(128)를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제1항에 있어서,
   스페이서(128)가 상기 캔틸레버 전극(174a; 174b) 또는 상기 고정 전극(176a; 176b)에 적어도 부분적으로 배치되며, 상기 스페이서가 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 캔틸레버 전극(174a; 174b) 및 상기 고정 전극(176a; 176b) 사이의 거리는 상기 정전 드라이브(182a, 182b)의 비-굴절 상태에서 상기 지지 구조체(16)에 인접한 위치로부터 시작하여 상기 광학 구조체(12) 방향으로 증가하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 캔틸레버 전극(174a; 174b)은 상기 릿지(14; 14a-p)에 적어도 부분적으로 내장되는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 고정 전극(176a; 176b)은 전기장(186)의 적용 없이 상기 캔틸레버 전극(174a; 174b)이 지지되는 부분(portion)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 장치는 고정 전극(176a; 176b)이 장착되는 전극 캐리어(168)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 전극 캐리어(168)는 평면 형태를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제7항에 있어서,
   상기 전극 캐리어(168)는 접착제(134a; 134b) 수단에 의해 상기 지지 구조체(16)에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 전극 캐리어(168) 또는 상기 지지 구조체(16)는 상기 릿지(14; 14a-p) 및 전극 캐리어(168) 또는 상기 접착제(134a; 134b)에 대한 도입 위치 사이의 연결 영역(182a; 182b)을 형성하는 주변 구조체들(148a; 148b; 152a; 152b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제9항에 있어서,
    상기 전극 캐리어(168)는 상기 지지 구조체(16)에 배치되어 상기 고정 전극(176a; 176b)이 상기 캔틸레버 전극(174a; 174b)을 마주하고 적어도 하나의 접촉 지점이 상기 지지 구조체(16) 및 상기 전극 캐리어(168) 사이에 형성되며, 오직 상기 접착제(134a; 134b) 및 스페이서(128)가 상기 두 전극들(174a; 174b; 176a; 176b) 사이의 접촉 지점에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 캔틸레버 전극(174a; 174b) 또는 상기 고정 전극(176a; 176b)의 기하학적 구조는 상기 전극들(174a; 174b; 176a; 176b) 사이에 적용되는 전압 및 광학 구조체(12)의 굴절 결과 사이에서 선형화된 비율을 갖도록 축 확장을 가로질러 상이한 너비를 갖도록 구현되는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제1항에 있어서,
    적어도 상기 두개의 릿지들(14; 14a-p)은 서로에 관해 다르게 굴절가능한 제1층(34a; 34b) 및 제2층(36a; 36b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 제1층(34a; 34b) 및 상기 제2층(36a; 36b)은 상이한 열 팽창 계수를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
15. 제13항에 있어서,
    상기 제1층(34a; 34b)은 상기 광학 구조체(12)로부터 상기 지지 구조체(16)로 연장되며, 상기 제2층(36a; 36b)은 제1층(34a; 34b)을 부분적으로 또는 완전히 커버하는 것을 특징으로 하는 장치.
16. 제15항에 있어서,
    상기 제1층(34a; 34b)을 부분적으로 커버하는 상기 제2층(36a, 36b)은 상기 광학 구조체(12) 또는 상기 지지 구조체(16)로부터 거리를 두고 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
17. 제13항에 있어서,
    상기 제1층(34a; 34b) 또는 상기 제2층(36a; 36b)은 일정한 또는 변하는 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
18. 제17항에 있어서,
    상기 제1층(34a; 34b) 또는 상기 제2층(36a; 36b)은 적어도 길이의 부분을 가로질러 연속적으로 변하며, 또는 상기 두께는 불연속적으로 변하는 것을 특징으로 하는 장치.
19. 제13항에 있어서,
    적어도 상기 두개의 릿지들(14; 14a-p)은 상기 제1층(34a; 34b) 및 상기 제2층(36a; 36b)에 대해 상이하게 굴절가능한 적어도 하나의 추가 층(37a; 37b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
20. 제13항에 있어서,
    상기 광학 구조체(12)는 층(layer, 34c)을 포함하며, 상기 광학 구조체의 층(34c) 및 상기 릿지(14; 14a-p)의 제1층(34a; 34b)은 동일 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
21. 제20항에 있어서,
    상기 광학 구조체(12)는 추가 층(36c)을 포함하며, 상기 광학 구조체(12)의 추가 층(36c) 및 상기 릿지들(14; 14a-p)의 제2층(36a; 36b)은 동일 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
22. 제21항에 있어서,
    상기 광학 구조체(12)의 층(34c) 및 상기 릿지들(14; 14a-p)의 제1층(34a; 34b) 또는 상기 광학 구조체(12)의 추가 층(36c) 및 상기 릿지들(14; 14a-p)의 제2층(36a; 36b)은 집적(intergrated)되는 것을 특징으로 하는 장치.
23. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 두개의 릿지들(14; 14a-p)은 상기 지지 구조체(16)보다 더 높은 열 팽창 계수를 갖는 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
24. 제22항에 있어서,
    상기 광학 구조체(12)의 상기 층(34c)은 일정한 또는 연속적으로 변화하는 두께를 보이는 것을 특징으로 하는 장치.
25. 제22항에 있어서,
    상기 광학 구조체(12)는 층(34c)을 포함하며, 상기 층(34c) 및 상기 릿지들(14; 14a-p)의 제1층(34a, 34b) 또는 제2층(36a, 36b)은 동일 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
26. 제1항에 있어서,
    상기 릿지들(14; 14a-p)의 길이 중심 라인(38)은 상기 광학 구조체(12)의 광학 축(28)에서 교차하거나 상기 광학 구조체(12)의 광학 축(28)을 지나가는 것을 특징으로 하는 장치.
27. 제1항에 있어서,
    상기 지지 구조체(16)는 릿지 재료의 부분(portion, 62)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
28. 제1항에 있어서,
    상기 광학 구조체(12)는 하나 또는 몇몇 광학 요소들(142; 144; 146)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
29. 제1항에 있어서,
    상기 광학 구조체(12)는 투명, 반사 또는 흡수 영역들을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
30. 제28항에 있어서,
    상기 광학 요소(142; 144; 146)는 렌즈, 비구면(asphere), 자유-형상 영역, 회절 구조체, 미러, 프리즘 또는, 각각이 렌즈, 비구면(asphere), 자유-형상 영역, 회절 구조체, 미러 또는 프리즘으로 구현되는, 동일 또는 비-동일 셀(cell)들을 포함하는 렌즈 어레이, 또는 그 조합을 포함하는 장치.
31. 제1항에 있어서,
    상기 장치는 적어도 하나의 추가 광학 구조체(75; 79; 188)를 더 포함하며, 상기 추가 광학 구조체(75; 79; 188)는, 광학 축들(28)이 기본적으로 일치하도록, 상기 광학 구조체(12)에 관해 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
32. 제1항에 있어서,
    추가 지지 구조체(16b)가 상기 지지 구조체(16a)에 부착되는 것을 특징으로 하는 장치.
33. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 추가 광학 구조체(75; 79; 188)가 추가 구조체들(74; 81)을 통해 상기 광학 구조체(12) 또는 상기 지지 구조체(16)에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
34. 제33항에 있어서,
    상기 추가 구조체(74; 81)가 접착제(78)에 의해 상기 광학 구조체(12)에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
35. 제31항에 있어서,
    상기 추가 광학 구조체(79; 188)는 글래스층(glass layer, 86) 및 상기 글래스층(86)에 장착된 적어도 하나의 광학 요소(79a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
36. 제1항에 있어서,
    상기 릿지들(14; 14a-p) 및 상기 지지 구조체(16) 사이에 배치되는 경화가능(curable) 접착제(102a; 102b)를 포함하며, 상기 접착제(102a; 102b)는 경화 후, 기준 평면(18)에 관해 상기 광학 구조체(12)의 미리 결정된 방향을 야기하는데 영향을 주는 것을 특징으로 하는 장치.
37. 정전 드라이브(182) 및, 각각이 광학 구조체(12)를 지지 구조체(16)에 연결하는, 적어도 두개의 릿지들(14; 14a-p)을 갖는 광학 구조체(12)를 갖는 장치를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 방법은:
    기준 평면(18)에 관해 상기 광학 구조체(12)의 움직임을 허용하기 위해 릿지들(14; 14a-p)을 형성하는 단계;
    상기 릿지들(14; 14a-p)의 부분(166a; 166b) 상에 또는 내에(on or in) 캔틸레버 전극(174a; 174b)을 배치하는 단계;
    상기 캔틸레버 전극으로부터 전기적으로 절연되고 적어도 부분적으로 캔틸레버 전극(174a; 174b)에 대치하도록 고정 전극(176a; 176b)을 배치하는 단계;
    적어도 하나의 릿지(14; 14a-p)의 부분(166a; 166b)에서 적어도 하나의 릿지(14; 14a-p) 평면으로부터 상기 고정 전극(176a; 176b)의 방향으로 적어도 부분적으로 상기 캔틸레버 전극(174a; 174b)을 굴절시키고, 상기 캔틸레버 전극(174a; 174b) 및 상기 고정 전극(176a; 176b) 사이의 전기장(184) 적용은 상기 광학 구조체(12)의 움직임 및 상기 릿지(14; 14a-p)의 변형을 야기하는 단계;를 포함하는 광학 구조체를 갖는 장치를 제조하는 방법.
38. 제37항에 있어서,
    상기 고정 전극(176a; 176b)을 배치하는 단계는:
    전극 캐리어(168)를 제공하는 단계;
    상기 캔틸레버 전극(174a; 174b) 또는 상기 고정 전극(176a; 176b)에 스페이서(128)를 배치하는 단계;
    상기 고정 전극(176a; 176b)이 상기 캔틸레버 전극(174a; 174b)을 적어도 부분적으로 대치하도록 상기 전극 캐리어(168)를 배치하는 단계;
    접착제(134a; 134b) 수단에 의해 전극 캐리어(168)를 고정하여, 오직 상기 스페이서(128) 및 상기 접착제(134a; 134b)가 상기 캔틸레버 전극(174a; 174b) 및 상기 고정 전극(176a; 176b) 사이에 배치되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 구조체를 갖는 장치를 제조하는 방법.
39. 제37항에 있어서,
    상기 릿지들 및 상기 지지 구조체(16) 사이에 경화가능 접착제(102)를 배치하는 단계; 및
    상기 기준 평면(18)에 관해 상기 광학 구조체(12)의 미리 결정된 방향에 영향을 주도록 상기 접착제(102)를 경화하는 단계;를 포함하는, 광학 구조체를 갖는 장치를 제조하는 방법.
40. 제39항에 있어서,
    상기 접착제(102)를 경화하는 단계는:
    상기 기준 평면(18)에 관해 상기 광학 구조체(12)의 요구되는 기울기 또는 요구되는 거리에 의존하여 경화 온도 또는 경화 기간을 조정하는 단계;를 포함하는, 광학 구조체를 갖는 장치를 제조하는 방법.
41. 제40항에 있어서,
    상기 접착제(102)는 UV-경화성 접착제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광학 구조체를 갖는 장치를 제조하는 방법.
42. 삭제
43. 삭제

Images