KR20060118266A

KR20060118266A - 가변 초점 렌즈 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20060118266A
Application number: KR1020050040874A
Authority: KR
Inventors: 오병도; 정상국; 김영기; 배재영
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2005-05-16
Filing date: 2005-05-16
Publication date: 2006-11-23
Also published as: KR100674866B1; EP1724614B1; JP2006323390A; CN100383564C; ATE405854T1; DE602006002308D1; JP4369442B2; EP1724614A1; CN1866056A; US20060256448A1; US7333272B2

Abstract

본 발명은 가변 초점 렌즈에 관한 것이다. 상기 가변 초점 렌즈는 서로 다른 굴절률의 서로 섞이지 않는 제1 및 제2 유체가 담긴 관체로서, 개방된 일단에 돌기가 형성된 유체 챔버; 상기 돌기와 미리 정해진 간격을 두고 상기 챔버의 일단에 밀봉 결합된 투명판; 제1 유체에 작용하도록 상기 챔버 내에 배치된 제1 전극; 및 제1 유체와 절연된 제2 전극을 포함한다. 상기 가변 초점 렌즈는 챔버의 일단에 돌기를 형성하여 기포가 생기지 않도록 용이하게 제조할 수 있고 내부에 기포가 발생하더라도 성능이 저하되지 않는다.

렌즈, 가변 초점, 유체, 메니스커스, 돌기

Description

가변 초점 렌즈 및 그 제조 방법{VARIABLE-FOCUS LENS AND FABRICATION METHOD THEREOF}

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

도 4는 종래 기술에 따른 가변 초점 렌즈의 문제점을 나타내는 단면도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 렌즈의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변 초점 렌즈의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가변 초점 렌즈의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 8 내지 10은 도 7의 가변 초점 렌즈 구조에서의 계면 형태 및 효과를 설명하는 단면도이다.

도 11과 12는 돌기가 없거나 그 폭이 너무 큰 가변 초점 렌즈에서의 계면 형태 및 효과를 설명하는 단면도이다.

도 13과 14는 도 6의 가변 초점 렌즈에 두 가지 형태의 전극을 형성한 상태 를 나타내는 단면도이다.

도 15와 16은 도 6의 가변 초점 렌즈에 전극을 또 다른 형태로 형성한 상태를 나타내는 단면도들로서, 챔버 벽을 전도체로 구성하여 전극을 형성한 것을 나타낸다.

도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가변 초점 렌즈의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 18과 19는 도 17의 가변 초점 렌즈에 두 가지 형태의 전극을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요 부분의 부호의 설명>

100, 200, 300, 400, 500, 600: 가변 초점 렌즈

110, 210, 310, 410, 510, 610: 챔버 벽

120, 220, 320, 420, 520, 620: 상부 투명판

130, 230, 330, 430, 530, 630: 하부 투명판

122, 222, 322, 422, 522, 622: 실링

240, 440, 540, 640: 제1 전극

242, 442: 제2 전극

244, 444: 전도체

246, 446, 546, 646: 절연층

본 발명은 가변 초점 렌즈에 관한 것이며, 더 구체적으로는 챔버의 일단에 돌기가 형성되어 기포가 생기지 않도록 용이하게 제조할 수 있고 내부에 기포가 발생하더라도 성능이 저하되지 않는 가변 초점 렌즈에 관한 것이다.

일반적으로 카메라는 다수개의 렌즈를 구비하고 있으며 각각의 렌즈를 이동시켜 그 상대거리를 변화시킴으로써 광학적인 초점거리를 조절하도록 구성된다. 한편, 이러한 렌즈가 장착되는 카메라 등의 광학 기기가 소형화됨에 따라 렌즈도 역시 소형화가 요구되고 있다.

소형화 요구에 부응하기 위한 방법으로는 PCT 국제공개번호 WO 03/069380에 개시한 것과 같은 가변 초점렌즈가 있다.

도 1은 WO 03/069380의 실시예로서 제안된 가변 초점의 간략한 단면도이다.

도 1에서와 같이 상기의 가변 초점렌즈는 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 일측에 배치된다.

또한, 투명한 전방 요소(4)와 투명한 후방 요소(6)는 상기의 두 유체들을 수용하는 상기 유체 챔버(5)의 커버를 형성한다.

한편, 도면부호 16은 전방요소(4)와 유체 접촉층(10)을 밀봉 결합시키는 실링이다.

이와 같은 구성을 갖는 가변 초점렌즈의 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 전압이 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 변화에게 되고, 이를 이용하여 초점조절이 이루어지게 되는 것이다.

즉, 도 1 내지 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 양 의 파워를 갖는 배치를 나타내고 있다.

이와 같이 유체를 이용한 가변 초점 렌즈는 종래의 렌즈의 기계적 구동을 통해 초점을 조절하는 방식에 비해 소형화에 유리하다는 장점이 있다.

하지만 이와 같은 가변 초점 렌즈는 도 4에 도시한 것과 같은 단점이 있다. 즉, 가변 초점 렌즈는 액체로 이루어지기 때문에 챔버(5) 내에 제대로 밀봉되지 못하면 도 4에 도시한 바와 같이 기포(18)가 발생할 수 있다.

이를 방지하기 위해서, 렌즈 조립 작업을 액체 내에서 수행하는 방법이 있으나, 이는 기포의 발생을 완벽히 억제하지 못하고 작업성을 떨어뜨리고 렌즈의 대량 생산을 방해한다.

따라서 본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 챔버의 일단에 돌기를 형성함으로써 기포에 의한 성능 저하를 방지할 수 있는 가변 초점 렌즈를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 챔버의 일단에 돌기를 형성하여 공기중의 제조를 가능하게 함으로써 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 가변 초점 렌즈를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

전술한 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 서로 다른 굴절률의 서로 섞이지 않는 제1 및 제2 유체가 담긴 관체로서, 개방된 일단에 돌기가 형성된 유체 챔버; 상기 돌기와 미리 정해진 간격을 두고 상기 챔버의 일단에 밀봉 결합된 투명판; 제1 유체에 작용하도록 상기 챔버 내에 배치된 제1 전극; 및 제1 유체와 절연된 제2 전극을 포함하는 가변 초점 렌즈를 제공하는 것을 특징으로 한다.

상기 챔버는 투명한 재료로 이루어지고, 일정한 두께로 막힌 타단을 갖는 것을 특징으로 한다

본 발명의 가변 초점 렌즈에 있어서, 상기 제1 유체는 전도성 유체이고, 상기 제2 유체는 비전도성 유체인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 가변 초점 렌즈에 있어서, 상기 돌기는 말단의 폭이 300㎛ 이하인 것을 특징으로 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 가변 초점 렌즈에 있어서, 상기 돌기는 말단이 뾰족한 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 가변 초점 렌즈는 상기 챔버의 타단에 밀봉 결합된 제2 투명판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

먼저, 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 렌즈(100)의 구성이 개략적으로 도시된다.

본 발명의 가변 초점 렌즈(100)는 일단에 범프 또는 돌기(112)가 형성되고 관 형태의 내부 공간을 형성하는 챔버 벽(110), 돌기(112)와 미리 정해진 간격(G)을 두고 챔버 벽(110)의 상단(110A)에 결합된 상부 투명판(120) 및 챔버 벽(110)의 하단(110B)에 결합된 하부 투명판(130)을 포함한다. 이때, 상부 투명판(120)과 챔버 벽(110)은 실링(122)을 통해 기밀 결합되고, 하부 투명판(120)과 챔버 벽(110)은 (도시하지 않은) 본딩층에 의해 서로 결합된다. 본딩 방법으로는 예컨대 프릿 본딩(frit bonding)을 채용할 수 있다.

한편, 챔버 벽(110)과 상부 및 하부 투명판(120, 130)에 의해 형성된 챔버의 내부 공간 내에는 서로 섞이지 않는 제1 및 제2 유체(A, B)가 채워진다. 제1 및 제2 유체(A, B)는 실질적으로 동일한 비중을 갖되 서로 다른 굴절률을 갖는다. 또한, 어느 하나는 전도성 유체이고 다른 하나는 비전도성 유체가 된다. 일반적으로, 유체(A)가 전도성 유체이고, 유체(B)가 비전도성 유체이다.

한편, 유체(A)의 일부는 돌기(112)와 상부 투명판(120) 사이에 볼록하게 맺힌 형태로 머무르고 돌기(112) 안쪽에서는 상부 투명판(120)과 밀착 접촉한다. 따라서, 기포는 돌기(112) 바깥쪽, 즉 돌기(112)와 실링(122) 사이 공극(V) 에 존재하고 돌기(112) 안쪽에는 존재하지 않는다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변 초점 렌즈(200)의 구성이 개략적으로 도시된다.

도 6의 가변 초점 렌즈(200)는 챔버 벽(210)의 내면(214)이 안쪽으로 하향 경사져 있다. 따라서, 챔버 벽(210)의 내경은 도면의 위에서 아래로 즉 상단(210A)에서 하단(210B)으로 갈수록 좁아지고 있다. 이와 같은 경사진 구성은 제1 및 제2 유체(A, B)의 초기 조건을 최적화하기 위해 적용되며, 경사각은 이들 유체(A, B)의 접촉각에 따라 달리 적용된다.

가변 초점 렌즈(200)는 이와 같은 경사 구성을 제외하고는 도 5의 구성과 실질적으로 동일하므로 추가 설명은 생략한다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가변 초점 렌즈(300)의 구성이 개략적으로 도시된다.

도 7의 가변 초점 렌즈(300)는 돌기(312)의 말단이 뾰족하게 형성된 것을 제외하고는 도 6의 구성과 실질적으로 동일하다. 물론, 이와 같이 뾰족하게 형성한 돌기(312)는 도 5의 구성에도 채용할 수 있다.

도 8 내지 10은 도 7의 가변 초점 렌즈 구조에서의 계면 형태 및 효과를 설명하는 단면도이다. 편의상, 도 7의 구조를 기준으로 설명하지만 이는 도 5와 6의 구조에도 동일하게 적용할 수 있다.

먼저, 챔버 내에 유체(B)와 유체(A)를 정밀 주입하면, 상층의 유체(A)는 돌기(312)로부터 볼록한 형상을 갖게 된다. 이 형상은 편의상 과장한 것이며, 실제로는 주입되는 유체(A)의 양이 정밀 제어되기 때문에, 유체(A)가 돌기(312) 위로 돌출하는 크기는 미미하다

이 상태에서, 상부 투명판(320)을 위에서 아래로 챔버 벽(310)에 결합시키면, 유체(A)의 볼록한 부분이 먼저 투명판(320)의 밑면과 접촉하고 투명판(320)에 의해 눌려져 바깥쪽 방향, 즉 돌기(312) 쪽으로 밀려나, 도 9에 도시한 바와 같이 돌기(312)와 상부 투명판(320) 사이에 볼록하게 맺힌 형태로 머무르게 된다.

다시 말하면, 유체(A)는 상부 투명판(320)의 밑면과 접촉함에 따라 상부 투명판(320) 밑면을 따라 퍼지게 된다. 이때, 도 9의 돌기(312)의 끝단에 유체(A)가 도달하면, 유체(A)는 돌기(312) 바깥으로 흘러나가기 보다는 돌기(312)와 상부 투명판(320) 사이에 볼록하게 맺힌 상태로 머무르게 된다. 이는 유체(A)와 돌기(312)의 끝단이 갖는 힘( 또는 표면장력)이 유체(A)가 상부 투명판(320)의 밑면을 따라 퍼지는 힘보다 커 유체(A)를 돌기(312)와 상부 투명판(320) 사이에 잡아두기 때문이다. 이와 같은 현상은 물방울이 평탄면 위에서 볼록한 형태를 유지하는 것과 유사하게 이해할 수 있다.

한편, 만약 유체(A)의 양이 너무 많아 돌기(312) 안쪽의 공간을 채우고 남는 경우에는, 여분의 유체(A')가 돌기(312)와 상부 투명판(320) 사이의 힘을 이기고 방울 형태로 돌기(312)로부터 떨어진다. 이 여분의 유체(A')는 도 10에 도시한 바와 같이 돌기(312)와 스토퍼(S) 사이에 존재하게 된다.

한편, 이와 같은 특징을 달성하기 위해서는, 유체(A)의 특성에 따라 다를 수 있지만, 조립시 기포가 발생되지 않으며, 유체렌즈로 작동하면서 밀봉상태를 유지할 수 있는 정도의 간격과 폭이면 수치와는 무방하다.

본 액체렌즈에서는 돌기(312)의 폭(W)이 300㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 돌기(312)와 상부 투명판(320) 사이의 간격(G)은 액체 주입량에 따라 조절 가능하며, 대체적으로 20㎛ 이하인 것이 바람직하다. 간격(G)은 스토퍼(S)에 의해 조절 가능하며, 스토퍼(S)로는 전술한 실링(322)을 이용하거나 다른 물리적인 수단을 채용할 수 있다.

한편, 돌기의 폭이 너무 크거나 돌기가 없는 경우를 도 11과 12를 참조하여 설명한다.

먼저, 도 11에 도시한 바와 같이, 돌기가 없는 챔버 벽(1010) 사이의 공간에 유체(A, B)를 챔버 벽 상단(1012)으로 흐르지 않을 정도로 볼록하게 채운다. 이 상태에서, 상부 투명판(1020)을 화살표(C)를 따라 위에서 아래로 이동시키면, 유체(A)는 상부 투명판(1020)의 밑면과 접촉함에 따라 상부 투명판 밑면을 따라 퍼지게 된다. 따라서, 상부 투명판(1020)이 챔버 벽(1010)과 완전히 결합되면, 도 12에 도시한 바와 같이, 유체(A)의 중간 부분에 기포(V)가 생기게 된다. 유체 렌즈에 이와 같은 기포(V)가 생기면 사용할 수 없게 된다. 또한, 이와 같은 문제는 도 4를 참조하여 전술한 것과 유사하다.

하지만, 전술한 바와 같이 본 발명의 돌기 구조를 채용하면 이러한 문제를 방지할 수 있다. 즉, 도 9의 돌기(312)의 끝단에 유체(A)가 도달하면, 유체(A)는 도 11처럼 퍼지는 대신, 돌기(312)와의 작용하는 힘에 의해 돌기(312)와 상부 투명판(320)의 밑면 사이에 머무르게 됨으로써, 위와 같은 기포(V)의 발생을 방지하게 된다. 따라서, 본 발명의 가변 초점 렌즈는 공기 중에서 용이하게 제조될 수 있고 그에 따라 생산성이 획기적으로 향상될 수 있다.

도 13은 도 6의 가변 초점 렌즈(200)에 전극(240, 342)을 형성한 상태를 보여주고 있다.

도 13의 가변 초점 렌즈 렌즈(200)는 상부 투명판(220)의 밑면에 형성된 제1 전극(240), 챔버 벽(210)의 내면(214)에 형성된 제2 전극(242) 및 제1 전극(240)과 제2 전극(242) 사이의 전기적 절연을 위해 제2 전극(242)의 표면에 형성된 절연층(246)을 더 포함한다. 한편, 제2 전극(242)과 외부 전원(250) 사이의 연결을 위해 챔버 벽(210)의 하단(210A)과 하부 투명판(230) 사이의 경계면에 전도체(244)가 형성되어 있다.

이때, 제1 유체(A)는 전도성 유체이고, 제2 유체(B)는 비전도성 유체가 된다. 또한, 챔버 벽(210)은 유리 및 세라믹과 같은 절연체로 구성된다.

또한, 전원(250)과 전선(248)이 제공되어, 제1 전극(240)은 전선(248)을 통해 전원(250)에 전기적으로 연결되고 제2 전극(242)은 전도체(244)와 전선(248)을 통해 전원(250)에 전기적으로 연결된다.

이와 같이 하면, 도 1 내지 3을 참조하여 설명한 바와 같이 전원(250)의 인가 전압을 변화시켜 제1 및 제2 유체(A, B) 사이의 메니스커스(M)를 변화시킴으로써 가변 초점 렌즈(200)의 초점 거리를 조절할 수 있다.

이때, 메니스커스(M)의 변화에 따라 전도성 제1 유체(A)가 제2 전극(242)과 접촉하지 않도록 절연층(246)은 충분한 넓이로 제2 전극(242)을 덮도록 형성되어야 한다.

한편, 제1 및 제2 전극(240, 342)은 스퍼터링 또는 전자 빔 증착과 같은 증 착 작업에 의해 형성하면 바람직하다.

도 14는 도 6의 가변 초점 렌즈에 전극을 다른 형태로 형성한 상태를 나타내는 단면도이다. 다만, 도시의 편의상 전체 구성요소에는 400대의 도면부호를 부여하였다.

도 14의 가변 초점 렌즈(400)는 상부 투명판(420) 맞은편의 돌기(412)를 비롯한 챔버 벽(410)의 상단(410A)에 형성된 제1 전극(440), 챔버 벽(410)의 내면(414)에 형성된 제2 전극(442) 및 제1 전극(440)과 제2 전극(442) 사이의 전기적 절연을 위해 제2 전극(442)의 표면에 형성된 절연층(446)을 더 포함한다.

이와 같은 제1 전극(440)의 형태를 제외한 나머지 구성은 도 13의 구성과 동일하므로 추가 설명은 생략하기로 한다.

도 15는 도 6의 가변 초점 렌즈에 전극을 또 다른 형태로 형성한 상태를 나타내는 단면도로서, 챔버 벽이 전도체로 구성되어 전극을 형성하는 것을 특징으로 한다. 다만, 도시의 편의상 전체 구성요소에는 500대의 도면부호를 부여하였다.

도 15를 참조하면, 본 발명의 가변 초점 렌즈(500)는 상부 투명판(530)의 밑면에 형성된 제1 전극(540) 및 이 제1 전극(540)과 제2 전극인 챔버 벽(510) 사이의 전기적 절연을 위해 챔버 벽(510)의 내면(514)에 형성된 절연층(546)을 더 포함한다.

이렇게 하면, 제2 전극인 챔버 벽(510)을 직접 전선(548)을 통해 전원(550) 과 전기적으로 연결할 수 있다. 따라서, 가변 초점 렌즈(500)의 구성이 더 단순해진다.

한편, 절연층(546)은 챔버 벽(510)의 하단(510B)까지 연장한 것으로 도시하였지만, 절연층(546)은 메니스커스(M)의 변화에 따라 전도성 제1 유체(A)가 제2 전극인 챔버 벽(510)과 접촉하지 않을 정도로 챔버 벽(510)을 덮으면 된다.

도 16은 도 6의 가변 초점 렌즈에 전극을 또 다른 형태로 형성한 상태를 나타내는 단면도로서, 챔버 벽이 전도체로 구성되어 전극을 형성하는 것을 특징으로 한다. 다만, 도시의 편의상 전체 구성요소에는 600대의 도면부호를 부여하였다.

도 16을 참조하면, 본 발명의 가변 초점 렌즈(600)는 상부 투명판(630) 맞은편의 돌기(612)를 비롯한 챔버 벽(610)의 일단(610A)에 형성된 제1 전극(640) 및 이 제1 전극(640)과 제2 전극인 챔버 벽(610) 사이의 전기적 절연을 위해 형성된 절연층(646)을 더 포함한다.

절연층(646)은 챔버 벽 상단(610A)과 제1 전극(640) 사이에 끼어 제1 전극(640)과 챔버 벽(410)을 서로 절연시키고 챔버 벽(610)의 내면(614)에 형성되어 제1 유체(A)와 챔버 벽(610) 사이의 접촉을 방지한다. 비록 절연층(646)은 챔버 벽(610)의 하단(610B)까지 연장한 것으로 도시하였지만, 절연층(646)은 메니스커스(M)의 변화에 따라 전도성 제1 유체(A)가 제2 전극인 챔버 벽(610)과 접촉하지 않을 정도로 챔버 벽(610)을 덮으면 된다.

한편, 도 13 내지 16을 참조하여 설명한 전극 구조는 편의상 도 7의 가변 초점 렌즈에 적용한 것으로 기재하였으나, 위의 전극 구조는 당연히 도 5와 도 7의 가변 초점 렌즈에도 역시 동일하게 적용할 수 있다.

도 17을 참조하면, 본 실시예의 가변 초점 렌즈(700)는 일단에 범프 또는 돌기(712)가 형성되고 하단(710A)이 막힌 관 형태의 내부 공간을 형성하는 챔버(710) 및 돌기(712)와 미리 정해진 간격(G)을 두고 챔버(710)의 상단(710A)에 결합된 투명판(720)을 포함한다.

이때, 상부 투명판(720)과 챔버(710)는 실링(722)을 통해 기밀 결합되며, 챔버(710)는 하부 영역(718)이 하부 투명판의 기능을 수행하도록 유리,투명 플라스틱 등의 투명한 물질로 제작된다. 이와 같이 하부 투명판을 챔버(710)에 일체로 형성하면 하부 투명판을 챔버(710)에 접착하는 작업을 생략할 수 있다.

한편, 챔버(710)와 상부 투명판(720)에 의해 형성된 챔버의 내부 공간 내에는 서로 섞이지 않는 제1 및 제2 유체(A, B)가 채워진다. 제1 및 제2 유체(A, B)는 실질적으로 동일한 비중을 갖되 서로 다른 굴절률을 갖는다. 또한, 어느 하나는 전도성 유체이고 다른 하나는 비전도성 유체가 된다. 일반적으로, 유체(A)가 전도성 유체이고, 유체(B)가 비전도성 유체이다.

한편, 유체(A)의 일부는 돌기(712)와 상부 투명판(720) 사이에 볼록하게 맺 힌 형태로 머무르고 돌기(712) 안쪽에서는 상부 투명판(720)과 밀착 접촉한다. 따라서, 기포는 돌기(712) 바깥쪽, 즉 돌기(712)와 실링(722) 사이 공극(V) 에 존재하고 돌기(712) 안쪽에는 존재하지 않는다.

이와 같은 돌기(712)에 대한 상세 내용 및 그 효과는 도 8 내지 10을 참조하여 전술한 것과 실질적으로 동일하므로 반복 설명하지 않는다.

도 18은 도 17의 가변 초점 렌즈에 전극을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.

도 18을 참조하면, 본 발명의 가변 초점 렌즈(700)는 상부 투명판(730)의 밑면에 형성된 제1 전극(740), 챔버(710)의 내면(714)에 형성된 제2 전극(742) 및 제2 전극(742)과 제1 전극(740) 사이의 전기적 절연을 위해 제2 전극(742)의 표면에 형성된 절연층(746)을 더 포함한다.

이때, 제1 유체(A)는 전도성 유체이고, 제2 유체(B)는 비전도성 유체가 된다.

또한, 전원(750)과 전선(748)이 제공되어, 제1 전극(740)은 전선(748)을 통해 전원(750)에 전기적으로 연결되고 제2 전극(742)은 전도체(744)와 전선(748)을 통해 전원(750)에 전기적으로 연결된다.

한편, 절연층(746)은 챔버(710)의 바닥(716)까지 연장한 것으로 도시하였지만, 절연층(746)은 메니스커스(M)의 변화에 따라 전도성 제1 유체(A)가 제2 전극(742)과 접촉하지 않을 정도로 챔버의 내면(714)을 덮으면 된다.

도 19는 도 17의 가변 초점 렌즈에 전극을 또 다른 형태로 형성한 상태를 나타내는 단면도이다. 다만, 도시의 편의상 전체 구성요소에는 800대의 도면부호를 부여하였다.

도 19를 참조하면, 본 실시예의 가변 초점 렌즈(800)는 상부 투명판(830) 맞은편의 돌기(812)를 비롯한 챔버(810)의 일단(810A)에 형성된 제1 전극(840), 챔버 내면(814)에 형성된 제2 전극(842) 및 제1 전극(840)과 제2 전극(842) 사이의 전기적 적연을 위해 제2 전극(842) 표면에 형성된 절연층(846)을 더 포함한다.

이와 같은 제 1 전극(840)을 제외한 나머지 구성은 도 18의 것과 실질적으로 동일하므로 추가 설명은 생략하기로 한다.

전술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 가변 초점 렌즈는 챔버의 일단에 돌기가 형성됨으로써 기포 발생에 의한 성능 저하를 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 가변 초점 렌즈는 공기중에서 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명은 가변 초점 렌즈의 안정성을 개선할 뿐만 아니라 그 제조를 용이하게 함으로써 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 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

서로 다른 굴절률의 서로 섞이지 않는 제1 및 제2 유체가 담긴 관체로서, 개방된 일단에 돌기가 형성된 유체 챔버;

상기 돌기와 미리 정해진 간격을 두고 상기 챔버의 일단에 밀봉 결합된 투명판;

제1 유체에 작용하도록 상기 챔버 내에 배치된 제1 전극; 및

제1 유체와 절연된 제2 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 초점 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 챔버는 투명한 재료로 이루어지고 일정한 두께로 막힌 타단을 갖는 것을 특징으로 하는 가변 초점 렌즈
제1항에 있어서, 상기 제1 유체는 전도성 유체이고, 상기 제2 유체는 비전도성 유체인 것을 특징으로 하는 가변 초점 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 돌기는 말단이 뾰족한 것을 특징으로 하는 가변 초점 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 챔버의 타단에 밀봉 결합된 제 2투명판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 초점 렌즈.