KR20060126144A

KR20060126144A - Liquid lens

Info

Publication number: KR20060126144A
Application number: KR1020050047843A
Authority: KR
Inventors: 김종환; 안건호; 김영식; 김진홍
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-06-03
Filing date: 2005-06-03
Publication date: 2006-12-07

Abstract

A liquid lens is provided to clarify a focused image of an object by reducing spherical aberration of the lens by adjusting Abbe's number of the liquid. A liquid lens includes first to third plates(200,210,220), first and second cylinders(230,240), at least two kinds of first liquid(250,260), and at least two kinds of second liquid(270,280). The first to third plates are arranged in the liquid lens in sequence. The first cylinder is arranged between the first plate and the second plate. The second cylinder is arranged between the second plate and the third plate. The first liquid is contained in the first cylinder to adjust the focal length of the liquid lens. The second liquid is contained in the second cylinder to adjust the focal length of the liquid lens.

Description

Liquid Lens

도1은 종래의 액체렌즈에서 빛의 굴절 현상을 나타낸 도면.1 is a view showing the phenomenon of refraction of light in a conventional liquid lens.

도2는 본 발명에 따른 액체렌즈의 측면을 나타낸 도면.2 is a side view of a liquid lens according to the present invention;

도3은 액체렌즈를 제작하기 위한 다른 실린더의 단면3 is a cross section of another cylinder for manufacturing a liquid lens;

도4는 액체렌즈를 제작하기 위한 또 다른 실린더의 단면4 is a cross section of another cylinder for manufacturing a liquid lens;

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 제1플레이트 110 : 제2플레이트100: first plate 110: second plate

120 : 실린더 130 : 제1액체120: cylinder 130: first liquid

140 : 제2액체 150 : 빛의 진행 경로140: second liquid 150: the path of light

200 : 제1플레이트 210 : 제2플레이트200: first plate 210: second plate

220 : 제3플레이트 230 : 제1실린더220: third plate 230: first cylinder

235 : 제1실린더에 형성된 절연층 240 :제2실린더235: insulating layer formed on the first cylinder 240: second cylinder

245 : 제2실린더에 형성된 절연층 290 : 제1전극층245: insulating layer formed on the second cylinder 290: first electrode layer

295 : 제2전극층 300 : 내부표면이 경사진 실린더295: second electrode layer 300: a cylinder inclined inner surface

310 : 내부표면이 휘어진 실린더310: cylinder with curved inner surface

본 발명은 렌즈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기계적 구동 없이 초점거리를 조절하기 위한 액체렌즈에 관한 것이다.The present invention relates to a lens, and more particularly to a liquid lens for adjusting the focal length without mechanical driving.

종래에 사용되던 카메라에 사용되는 플라스틱이나 유리렌즈의 경우, 초점거리의 변화를 주기 위해서는 렌즈 사이의 거리를 모터 등의 기계적 구동을 통하여 이용하여 변화시켜 주어야 한다.In the case of a plastic or glass lens used in a conventional camera, in order to change the focal length, the distance between the lenses should be changed by using a mechanical drive such as a motor.

반면 실린더의 내부에 액체를 저장한 액체렌즈의 경우에는, 전기습윤 현상을 이용하여 표면층의 평형 wetting조건을 변화시킴으로써 초점거리를 조절하는 것이 가능하므로 기계적인 구동 없이 초점조절을 하는 것이 가능하다.On the other hand, in the case of the liquid lens that stores the liquid inside the cylinder, it is possible to adjust the focal length by changing the equilibrium wetting condition of the surface layer by using the electrowetting phenomenon, so it is possible to adjust the focus without mechanical driving.

액체렌즈의 원리는 눈이 초점거리를 맞추는 것과 같은 방식이다.The principle of liquid lenses is the same way that the eye focuses.

즉 눈은 가까운 곳을 볼 때는 수정체를 두껍게 변화시켜 볼록 렌즈 형태로 변화하고, 먼 곳을 볼 때는 수정체를 얇게 변화시켜 평면이나 오목렌즈와 같은 형태로 만든다.In other words, the eye changes to a convex lens shape by changing the lens thicker when looking near, while the lens changes to a thinner shape when viewed far away to form a flat or concave lens.

액체렌즈에 있어서 실린더의 내부에 저장된 액체의 두께를 변화시켜야 하는 바, 이를 위해서 전기습윤을 이용하는데 이하에서 검토한다.In the liquid lens, it is necessary to change the thickness of the liquid stored inside the cylinder. For this purpose, electrowetting is used.

전기습윤이란 전해질 액체의 표면장력을 전기를 가함으로써 변화시키는 현상으로, 가브리엘 리프만 박사에 의해 발견되었다.Electrowetting is the phenomenon by which the surface tension of an electrolyte liquid is changed by applying electricity, which was discovered by Dr. Gabriel Lippman.

가브리엘 리프만 박사는 수조에 물을 담근 후 그 안에 가는 관을 넣으면, 상기 관 안의 수면이 상기 수조 안의 수면보다 더 높게 올라가는 모세관 현상에서, 벽면이 금속으로 된 수조와 관을 사용하여 수조와 모세관 속 물에 전기를 통하게 함으로써 관 안의 수면 높이에 변화를 일으킨 전기 모세관 현상을 구현하였다.Dr. Gabriel Rifman immersed a tank in a tank and puts a tube into it. The electrical capillary phenomenon that changes the surface height in the tube by means of electricity is realized.

그러나, 상기 현상은 1V 정도의 낮은 전압에서만 발견되었는데, 이는 전압이 높아지면 전기가 흘러서 물이 전기분해되어서 기포가 발생하기 때문이다.However, the phenomenon was found only at a voltage as low as 1V, because when the voltage increases, electricity flows and water is electrolyzed to generate bubbles.

프랑스의 물리학자인 Bruno Berge 박사는 높은 전압에서 표면 장력을 제어할 수 없었던 상기의 문제점을 해결하였다.Dr. Bruno Berge, a French physicist, solved the above problem of being unable to control surface tension at high voltages.

Bruno Berge 박사는 금속과 물이 바로 접하지 않도록 금속의 표면에 수 ㎛ 정도 두께의 절연체 층을 코팅한 후, 그 위에 물방울을 떨어뜨리고 금속판과 물방울에 전기를 가하는 경우 인가하는 전압의 크기에 따라 물방울의 표면모양이 바뀌는 것을 확인하였다.Dr. Bruno Berge has applied an insulator layer with a thickness of several micrometers on the surface of the metal so that it does not come into direct contact with the metal, and then drops the water droplets on top of it, depending on the magnitude of the voltage applied to the metal plate and the water. It was confirmed that the surface shape of the was changed.

즉, 절연체를 중간에 삽입하는 경우 낮은 전압뿐 만 아니라, 수십 V에서도 물방울의 표면 모양을 조절할 수 있게 되었다.In other words, when the insulator is inserted in the middle, the surface shape of the water droplets can be adjusted not only at low voltage but also at several tens of volts.

도1을 참조하여, 전기습윤 현상을 이용한 종래의 액체렌즈를 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 1, the conventional liquid lens using the electrowetting phenomenon will be described.

전기습윤 현상을 이용한 액체렌즈는 실린더(120)의 내부에 굴절율이 서로 다르고 섞이지 않는 액체 두 종류(130,140)를 채우고, 상기 실린더(120)의 상/하부면을 투명한 판으로 된 제1플레이트(100) 및 제2플레이트(110)로 밀봉하여 렌즈의 역할을 하게 만든다.The liquid lens using the electrowetting phenomenon fills two kinds of liquids 130 and 140 with different refractive indices and does not mix inside the cylinder 120, and the first plate 100 made of a transparent plate on the upper and lower surfaces of the cylinder 120. And the second plate 110 to serve as a lens.

즉, 두 종류의 액체 중 제1액체(130)는 절연성, 무극성을 나타내는 Oil류이고, 제2액체(140)는 전기가 통하는 전해질 수용액을 이용하며, 중력의 영향을 받지 않기 위해 밀도가 동일한 액체를 사용한다.That is, the first liquid 130 of the two types of liquids are oils exhibiting insulation and nonpolarity, and the second liquid 140 uses an electrolyte solution through which electricity flows, and has the same density so as not to be affected by gravity. Use

상기 실린더(120)는 전극으로 코팅되어 있으며, 상기 전극의 외부에는 절연체가 코팅되어 있어서 상기 실린더(120) 내부의 액체에 전류가 흐르는 것을 방지한다.The cylinder 120 is coated with an electrode, and the outer surface of the electrode is coated with an insulator to prevent current from flowing in the liquid inside the cylinder 120.

상기 제2플레이트(110)의 상부면에 전극층을 형성한 후 상기 전극층과 상기 실린더(120)에 전압 인가 장치를 연결하면, 전체적으로 하나의 축전기와 같은 구조가 된다.When the electrode layer is formed on the upper surface of the second plate 110 and the voltage applying device is connected to the electrode layer and the cylinder 120, the entire structure becomes one capacitor.

상기 구조에 전압을 가하는 경우 상기 전도성 수용액의 모양이 변화하므로 두 액체 사이의 곡률이 변화하여 빛을 굴절시켜 렌즈의 역할을 하게 된다.When the voltage is applied to the structure, the shape of the conductive aqueous solution is changed, so the curvature between the two liquids is changed to refract light to act as a lens.

상기 두 액체 사이의 곡률은 다음과 같다.The curvature between the two liquids is as follows.

상기 θ°는 전압을 인가하지 않았을 때, 액체가 표면 장력에 의해 곡면을 이룰 때 상기 액체와 액체가 놓인 판이 이루는 각도를 나타낸다.[Theta] [deg.] Indicates an angle between the liquid and the plate on which the liquid is placed when the liquid is curved by surface tension when no voltage is applied.

상기 θ는 전압이 인가되었을 때, 전기습윤 현상에 의해 액체의 표면장력이 커졌을 때의 상기 액체와 액체가 놓인 판이 이루는 각도이다.[Theta] is an angle between the liquid and the plate on which the liquid is placed when the surface tension of the liquid is increased by the electrowetting phenomenon when a voltage is applied.

상기 d는 절연층의 두께이고, 상기 ε은 유전율을 나타내고, 상기ε。는 진공에서의 유전율이다.D is the thickness of the insulating layer, ε represents the dielectric constant, and ε θ is the dielectric constant in vacuum.

상기 V는 상기 액체에 인가된 전압이고, 상기 γ는 상기 액체의 표면장력의 크기를 나타낸 것이다.V is the voltage applied to the liquid, and γ represents the magnitude of the surface tension of the liquid.

따라서, 상기 액체에 인가된 전압이 더 클수록, 상기 액체와 상기 액체가 놓인 판이 이루는 각도가 작아진다.Therefore, the greater the voltage applied to the liquid, the smaller the angle between the liquid and the plate on which the liquid is placed.

즉, 더 강한 전압을 인가할수록 더 납작한 형태를 이루게 되어, 상기 액체에 빛이 입사될 때 굴절되는 정도가 변하다.That is, the stronger the voltage is applied, the flatter the shape becomes, and the degree of refraction when the light is incident on the liquid changes.

그러나, 상술한 종래의 액체렌즈는 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the above-described conventional liquid lens has the following problems.

첫째, 상기 액체렌즈에 입사되는 빛의 파장에 따른 굴절률에 차이에 의한 색수차가 생긴다. 즉, 빛의 파장에 따라 초점거리가 달라진다.First, chromatic aberration is caused by a difference in refractive index according to the wavelength of light incident on the liquid lens. In other words, the focal length varies depending on the wavelength of light.

구체적으로 설명하면, 파장이 짧은 보라색의 경우 렌즈와 가까운 거리에 초점이 맺히고 파장이 긴 적색의 경우 렌즈에서 먼 거리에 초점이 맺히므로, 상의 초점이 흐려져서 덜 선명해진다.Specifically, in the case of shorter violet wavelengths, the focus is closer to the lens, and in the case of the long wavelength red, the focus is farther from the lens, so the focus of the image is blurred and becomes less clear.

둘째, 액체렌즈 내부에 주입된 액체 사이의 굴절률 차이는 그 한계가 있으므로, 초점거리의 조절에도 한계가 있다.Second, since the difference in refractive index between the liquid injected into the liquid lens has a limit, there is a limit to the adjustment of the focal length.

즉, 휴대폰에 사용되는 카메라 렌즈의 경우 그 모듈의 크기에 한계를 가지므로, 실린더의 길이도 상대적으로 짧아져서 초점거리의 조절에 있어서도 한계를 가진다. That is, in the case of a camera lens used in a mobile phone has a limit on the size of the module, the length of the cylinder is also relatively short, so there is a limit in the adjustment of the focal length.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 색수차가 해소되었거나 감소된 액체렌즈를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a liquid lens in which chromatic aberration is eliminated or reduced.

본 발명의 다른 목적은 광학력이 증대된 액체렌즈 즉, 굴절율이 종전보다 현격히 증가된 액체렌즈를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a liquid lens having an increased optical power, that is, a liquid lens having a significantly higher refractive index than before.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 실린더 내부에 저장된 액체로 초점거리를 조절하는 액체렌즈에 있어서, 차례로 배열되는 제1, 제2, 제3플레이트와 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트 사이에 구비되는 제1실린더와 상기 제2플레이트와 상기 제3플레이트 사이에 구비되는 제2실린더와 초점조절을 위하여 상기 제1실린더 내부에 저장되는 서로 다른 두 종류의 액체 및 초점조절을 위하여 상기 제2실린더 내부에 저장되는 서로 다른 두 종류의 액체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액체렌즈를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a liquid lens for adjusting the focal length with the liquid stored in the cylinder, the first, second, third plates arranged in sequence between the first plate and the second plate The first cylinder and the second cylinder provided between the second plate and the third plate and two different kinds of liquid stored inside the first cylinder for focusing and the second cylinder for focusing Provided is a liquid lens, characterized in that it comprises two different types of liquid stored therein.

본 발명의 다른 실시형태에 의하면, 상기 제1실린더와 상기 제2실린더에 저장되는 액체의 종류는 3가지 종류 또는 4가지 종류인 것을 특징으로 하는 액체렌즈를 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a liquid lens, wherein the kind of liquid stored in the first cylinder and the second cylinder is three kinds or four kinds.

본 발명의 다른 실시형태에 의하면, 상기 제1실린더 및 제2실린더의 내부에 는 아베수가 20~55인 제1액체(제3액체)와 아베수가 55~80인 제2액체(제4액체)가 각각 저장되는 것을 특징으로 하는 액체렌즈를 제공한다.According to another embodiment of the present invention, a first liquid (third liquid) having an Abbe number of 20 to 55 and a second liquid (fourth liquid) having an Abbe number of 55 to 80 are formed inside the first cylinder and the second cylinder. It provides a liquid lens, characterized in that each is stored.

본 발명의 다른 실시형태에 의하면, 전기습윤 현상을 일으키기 위해 이중 액체렌즈의 제1실린더 또는 제2실린더 내부의 액체에 전압을 인가하기 위한 전극층 및 전압 인가 장치를 포함한 액체렌즈를 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a liquid lens including an electrode layer and a voltage applying device for applying a voltage to a liquid inside a first cylinder or a second cylinder of a double liquid lens to cause an electrowetting phenomenon.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention that can specifically realize the above object will be described.

종래와 동일한 구성 요소는 설명의 편의상 동일 명칭 및 동일 부호를 부여하 며 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The same components as the prior art are given the same names and the same reference numerals for convenience of description, and detailed description thereof will be omitted.

도2를 참조하여, 본 발명에 따른 액체렌즈의 제1실시예를 설명하면 다음과 같다.2, a first embodiment of a liquid lens according to the present invention will be described.

제1플레이트(200)와 제2플레이트(210)의 사이에 제1실린더(230)가 구비되어 있으며, 상기 제2플레이트(210)와 제3플레이트(220)의 사이에 제2실린더(240)가 구비되어 있다.The first cylinder 230 is provided between the first plate 200 and the second plate 210, and the second cylinder 240 is disposed between the second plate 210 and the third plate 220. Is provided.

상기 제1실린더(230)의 내부에는 초점거리의 조절을 위한 서로 다른 두 종류의 액체(250,260)가 저장되어 있고, 상기 제2실린더(240)의 내부에는 초점거리의 조절을 위한 서로 다른 두 종류의 액체(270,280)가 저장되어 있다.Two different types of liquids 250 and 260 are stored in the first cylinder 230 for adjusting the focal length, and two different types for adjusting the focal length in the second cylinder 240. Liquids 270 and 280 are stored.

즉, 본 발명은 종래의 액체렌즈를 상하로 2개 결합한 이중액체렌즈이다.That is, the present invention is a dual liquid lens combining two conventional liquid lenses up and down.

도2에서 상기 제1실린더(230)의 내부에 저장된 액체(250,260)는 볼록렌즈의 형상을 하고 있고 상기 제2실린더(240)의 내부에 저장된 액체(270,280)는 오목렌즈의 형상을 하고 있어서, 액체렌즈에 입사된 빛을 굴절시켜 초점거리를 조절한다.In FIG. 2, the liquids 250 and 260 stored inside the first cylinder 230 have a convex lens shape, and the liquids 270 and 280 stored inside the second cylinder 240 have a concave lens shape. The focal length is adjusted by refracting the light incident on the liquid lens.

상기 제1실린더(230)와 상기 제2실린더(240)는 주입된 액체의 굴절율 차이와 상기 제1실린더(230)와 상기 제2실린더(240)에 인가된 전압에 따라서 각각 볼록렌즈와 오목렌즈의 형상으로 변화할 수 있다.The first cylinder 230 and the second cylinder 240 each have a convex lens and a concave lens according to the difference in refractive index of the injected liquid and the voltage applied to the first cylinder 230 and the second cylinder 240, respectively. It can change into the shape of.

즉, 초점거리를 상대적으로 짧게 할 때는 볼록렌즈의 형상을 하고 상대적으로 길게할 때는 오목렌즈의 형상을 할 수 있도록, 주입될 액체의 종류 및 인가될 전압의 크기를 조정한다.That is, the type of the liquid to be injected and the magnitude of the voltage to be applied are adjusted to form a convex lens when the focal length is relatively short and to form a concave lens when the focal length is relatively long.

단, 상기 각각의 실린더에 저장되는 두 종류의 액체는 굴절률이 서로 다르고 상호간에 섞이지 않아야 하며, 액체렌즈를 옆으로 하거나 거꾸로 해도 중력에 의해 위치가 바뀌지 않도록 밀도가 동일하여 한다.However, the two kinds of liquids stored in the respective cylinders have different refractive indices and should not be mixed with each other, and the density should be the same so that the position of the liquid lens is not changed by gravity even when the liquid lens is placed sideways or upside down.

본 발명에 따른 액체렌즈의 제2실시예를 설명하면 다음과 같다.A second embodiment of the liquid lens according to the present invention will be described below.

본 제2실시예에서, 상기 제1실린더(230)와 제2실린더(240)에 저장되는 액체의 종류는 3가지 종류 또는 4가지 종류이다.In the second embodiment, the kind of the liquid stored in the first cylinder 230 and the second cylinder 240 is three kinds or four kinds.

즉, 제1실시예와 다른 구성요소는 동일하나, 상기제1,2실린더에 저장된 액체는 모두 서로 다른 종류인거나, 상기 제1실린더(230)에 저장되는 액체 중 어느 일방이 상기 제2실린더(240)에 저장되는 액체 중 어느 일방과 동일한 종류인 것을 특징으로 하는 이중액체렌즈이다.That is, the components different from the first embodiment are the same, but the liquids stored in the first and second cylinders are all different types, or any one of the liquids stored in the first cylinder 230 is the second cylinder. It is a double liquid lens, characterized in that the same kind as any one of the liquid stored in the 240.

본 발명에서 실린더를 2개 사용하여 이중액체렌즈를 제작한 목적은 색수차의 감소 이외에 초점거리의 용이한 조절을 위한 것이므로, 3종류의 액체만이 주입되어도 상기 목적을 달성할 수 있을 것이다.In the present invention, since the purpose of fabricating the dual liquid lens using two cylinders is to facilitate adjustment of the focal length in addition to the reduction of chromatic aberration, the above object can be achieved even if only three kinds of liquids are injected.

본 발명의 제3실시예는 액체렌즈에서 구면수차를 줄이기 위해, 실린더에 각각 아베수(Abbe's number)가 서로 다른 두 종류의 액체를 저장한다.The third embodiment of the present invention stores two kinds of liquids having different Abbe's numbers in the cylinders in order to reduce spherical aberration in the liquid lens.

색수차는 빛의 파장에 따라 굴절률이 상이하기 때문에 발생하며, 구체적으로 파장이 짧은 청색은 렌즈와 가까운 거리에 초점이 맺히고 파장이 긴 적색은 렌즈에서 먼 거리에 초점이 맺히므로 결과적으로 초점이 흐려진다.Chromatic aberration occurs because the refractive index is different depending on the wavelength of light. Specifically, short blue color is focused at a close distance to the lens, and a long red color is focused at a long distance from the lens, and consequently, the focus is blurred.

색수차를 줄이기 위한 방법으로 볼록렌즈와 오목렌즈를 겹쳐 하나의 광학렌즈를 만드는 방법이 있으며, 본 발명에 따른 액체렌즈에서는 상기 제1실린더(230) 및 상기 제2실린더(240)에 저장된 각각의 액체가 하나는 볼록렌즈의 형상을 갖고 다른 하나는 오목렌즈의 형상을 갖도록, 상기 제1실린더(230) 및 상기 제2실린더(240)에 저장되는 각각의 액체의 종류 및 인가되는 전압을 조정할 것이다.As a method for reducing chromatic aberration, there is a method of making one optical lens by overlapping a convex lens and a concave lens. In the liquid lens according to the present invention, each liquid stored in the first cylinder 230 and the second cylinder 240 is formed. The type of each liquid stored in the first cylinder 230 and the second cylinder 240 and the applied voltage are adjusted so that one has the shape of the convex lens and the other has the shape of the concave lens.

본 제3실시예는 색수차를 줄이기 위한 또 다른 방법을 이용한 것으로, 하나의 실린더에 주입되는 서로 다른 두 종류의 액체의 아베수를 조절하여 구면수차를 줄이는 것이다.The third embodiment uses another method for reducing chromatic aberration, and is to reduce spherical aberration by adjusting Abbe number of two different types of liquids injected into one cylinder.

아베수는 광학 유리의 빛의 분산에 관한 성질을 규정한 값으로 광학 상수라고도 불리는데, 세 개로 이루어진 프라운호퍼 선: F(청), D(황), C(적)의 굴절율을 사용한 아래 식에 의해 결정된다.Abbe's number, also called an optical constant, defines the properties of light scattering in optical glass.The three Fraunhofer lines: F (blue), D (sulfur) and C (red) Is determined.

상기 아베수 υ는 물질의 분산능이 작을수록 큰 값을 가진다.The Abbe's number υ has a larger value as the dispersibility of the material is smaller.

본 제3실시예는 실린더 내부에 아베수가 20~55인 액체인 제1액체와 아베수가 55~80인 제2액체를 저장하여 색수차를 최소화하며, 상기 구성은 제1실린더(230)와 제2실린더(240) 모두에 적용될 수 있다.The third embodiment minimizes chromatic aberration by storing a first liquid having a Abbe number of 20 to 55 and a second liquid having a Abbe number of 55 to 80 in a cylinder, and the configuration of the first cylinder 230 and the second liquid. Applicable to both cylinders 240.

도4를 참조하여, 본 발명에 따른 액체렌즈의 제4실시예를 설명하면 다음과 같다. 4, a fourth embodiment of a liquid lens according to the present invention will be described.

이 때, 본 제4실시예에서는 상술한 제1실시예 내지 제3실시예와는 달리 실린더 내부에 전압을 인가하기 위한 장치를 구비한 차이를 가지고 있다.At this time, in the fourth embodiment, unlike the first to third embodiments described above, there is a difference provided with a device for applying a voltage inside the cylinder.

본 제4실시예에서는 상기 제1플레이트(200)의 상부면에 제1전극층(290)을 구비하고, 제1실린더(230)의 표면에 절연층(235)을 형성하고 있는데 이는 액체에 직접 전류가 흐르는 것을 방지하기 위함이다.In the fourth embodiment, the first electrode layer 290 is provided on the upper surface of the first plate 200, and the insulating layer 235 is formed on the surface of the first cylinder 230. This is to prevent the flow of water.

상기 제1실린더(230)는 금속으로 제작되어 전극의 역할을 하며, 유리 등 비금속으로 제작된 경우에는 상기 제1실린더(230) 외부 표면에 전극층을 형성한 후, 상기 전극층의 외부 표면에 상기 절연층(235)을 형성할 것이다.The first cylinder 230 is made of metal to serve as an electrode. When the first cylinder 230 is made of non-metal such as glass, an electrode layer is formed on an outer surface of the first cylinder 230, and the insulation is formed on an outer surface of the electrode layer. Will form layer 235.

이 때, 제1액체(250)는 전해질로 구성되며 밀도가 상대적으로 커서 제2액체(260)의 하부에 위치하고, 상기 제2액체(260)는 비전해질로 구성되며 밀도가 상대적으로 작아서 상기 제1액체(250)의 상부에 위치한다.At this time, the first liquid 250 is composed of an electrolyte and is located at a lower portion of the second liquid 260 due to its relatively high density, and the second liquid 260 is composed of a non-electrolyte and has a relatively low density. It is located on top of the liquid 250.

제1전압 인가 장치가 상기 제1전극층(290)과 상기 제1실린더(230)에 연결되면, 상술한 전기습윤 현상에 의해 상기 제1액체(250)와 상기 제2액체(260)의 접촉면이 곡률을 이루어 렌즈의 역할을 한다.When a first voltage applying device is connected to the first electrode layer 290 and the first cylinder 230, the contact surface between the first liquid 250 and the second liquid 260 is formed by the above-described electrowetting phenomenon. The curvature acts as a lens.

상기 제2실린더(240)에 전압을 인가하기 위한 구성은 기본적으로 상기 제1실린더(230)에 전압을 인가하기 위한 구성과 동일하나, 제2전극층(295)은 제3플레이트(220)의 하부면에 구비되고, 제3액체(270)는 제4액체(280)보다 밀도가 크고 비전해질로 구성되며 상기 제4액체(280)는 상기 제3액체(270)보다 밀도가 작고 전해질로 구성된다.The configuration for applying the voltage to the second cylinder 240 is basically the same as the configuration for applying the voltage to the first cylinder 230, but the second electrode layer 295 is the lower portion of the third plate 220 It is provided on the surface, the third liquid 270 is denser than the fourth liquid 280 and composed of a non-electrolyte, the fourth liquid 280 is less dense than the third liquid 270 and composed of an electrolyte.

또한, 제2전압 인가 장치가 제2전극층(295)과 제2실린더(240)에 연결되며, 상기 제1전압 인가 장치의 전압과 상기 제2전압 인가 장치의 전압은 서로 동일하지 않아도 무방하다.In addition, the second voltage applying device is connected to the second electrode layer 295 and the second cylinder 240, and the voltage of the first voltage applying device and the voltage of the second voltage applying device may not be equal to each other.

본 발명에 따른 액체렌즈를 구성하는 실린더는 도2와 같이 원통형일 수도 있으나, 도3과 같이 내부가 경사진 구조의 실린더(300) 또는 도4와 같이 내부가 휘어진 구조의 실린더(400)도 가능하다.The cylinder constituting the liquid lens according to the present invention may be cylindrical as shown in FIG. 2, but the cylinder 300 having an inclined structure as shown in FIG. 3 or the cylinder 400 having a bent structure as shown in FIG. 4 may also be used. Do.

또한, 본 발명은 실린더를 2개 갖추고 있으나, 실린더를 3개 이상 구비한 액체렌즈도 제작이 가능하다.In addition, although the present invention includes two cylinders, a liquid lens having three or more cylinders can be manufactured.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하도 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and such modifications are included within the scope of the present invention even though modifications may be made by those skilled in the art to which the present invention pertains.

상기에서 설명한 본 발명에 따른 액체렌즈의 효과를 설명하면 다음과 같다.The effect of the liquid lens according to the present invention described above is as follows.

첫째, 제1실린더와 제2실린더를 볼록렌즈와 오목렌즈의 형태로 구성하거나 액체의 아베수를 조정함으로써, 구면수차가 해소되었거나 감소되어 초점이 뚜렷해지고 물체의 상이 선명해진다.First, by constructing the first cylinder and the second cylinder in the form of convex and concave lenses or by adjusting the Abbe number of the liquid, spherical aberration is solved or reduced so that the focus becomes clear and the image of the object becomes clear.

둘째, 복수개의 렌즈를 사용함으로써, 굴절율이 종전보다 현격히 증가되어 초점거리의 조절이 용이해진다.Secondly, by using a plurality of lenses, the refractive index is significantly increased than before, making it easier to adjust the focal length.

Claims

In the liquid lens for adjusting the focal length with the liquid stored inside the cylinder,

First, second and third plates arranged in sequence;

A first cylinder provided between the first plate and the second plate;

A second cylinder provided between the second plate and the third plate;

Two different kinds of liquid stored inside the first cylinder for focusing; And

The liquid lens of claim 2 comprising two different types of liquid stored in the second cylinder for the focusing.

The method of claim 1,

The liquid lens is characterized in that three kinds or four kinds of liquids stored in the first cylinder and the second cylinder.

The method of claim 1,

The liquid stored in the first cylinder and the second cylinder is a liquid lens, characterized in that it comprises at least one liquid having an Abbe number of 20 to 55 and a liquid having an Abbe number of 55 to 80.

The method according to any one of claims 1 to 3,

The lower liquid of the liquid stored in the first cylinder is composed of an electrolyte, the upper liquid is composed of a non-electrolyte, a first electrode layer is formed on the upper surface of the first plate,

An insulating layer is formed on the surface of the first cylinder,

And a first voltage applying device for applying a voltage to the first electrode layer and the first cylinder.

The method according to any one of claims 1 to 3,

The lower liquid of the liquid stored in the second cylinder is composed of an electrolyte, the upper liquid is composed of a non-electrolyte, a second electrode layer is formed on the lower surface of the third plate,

An insulating layer is formed on the surface of the second cylinder,

And a second voltage applying device for applying a voltage to the second electrode layer and the second cylinder.