KR20080001462U - Lens Assembly with Liquid Lens - Google Patents
Lens Assembly with Liquid LensInfo
- Publication number
- KR20080001462U KR20080001462U KR2020070016743U KR20070016743U KR20080001462U KR 20080001462 U KR20080001462 U KR 20080001462U KR 2020070016743 U KR2020070016743 U KR 2020070016743U KR 20070016743 U KR20070016743 U KR 20070016743U KR 20080001462 U KR20080001462 U KR 20080001462U
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- lens
- electrode
- liquid
- liquid lens
- fluid chamber
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/12—Fluid-filled or evacuated lenses
- G02B3/14—Fluid-filled or evacuated lenses of variable focal length
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/06—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of fluids in transparent cells
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
- G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
Abstract
본 고안에서는 액체 렌즈가 장착되어 있는 자동 초점 렌즈 조립체로서, 내경이 상이한 다수의 렌즈를 수용하고 있는 렌즈 배럴의 외부에 별도의 하우징을 구비하지 않고 렌즈 배럴의 상단을 다단 형태로 구성하여 이를 통하여 액체 렌즈를 결합시키도록 구성하였다. 본 고안에 따라 결합된 렌즈 조립체는 종래 별도로 구분되어 결합되었던 렌즈 배럴과 하우징을 일체로 구성하여 액체 렌즈를 장착하기 전에 포커싱을 수행할 필요가 없게 되었고, 다단 형식의 렌즈를 사용함으로써 액체 렌즈를 장착하여 조립하는 과정에서의 편의성이 향상되었을 뿐만 아니라 전체적인 높이에 있어서도 소형화를 달성할 수 있다. 또한, 모터와 같은 별도의 구동원이 필요하지 않으면서 비교적 적은 소비 전력으로 신속하게 피사체에 대한 초점 조절이 가능하게 되었다. In the present invention, an autofocus lens assembly in which a liquid lens is mounted is provided, and the upper end of the lens barrel is formed in a multi-stage structure without a separate housing outside the lens barrel that accommodates a plurality of lenses having different inner diameters. The lens was configured to join. The lens assembly coupled according to the present invention is configured to integrally configure the lens barrel and the housing, which are separately separated and conventionally, so that it is not necessary to perform focusing before mounting the liquid lens, and the liquid lens is mounted by using a multi-stage lens. Not only the convenience in the assembling process is improved but also the miniaturization can be achieved in the overall height. In addition, it is possible to quickly adjust the focus on a subject with a relatively low power consumption without requiring a separate driving source such as a motor.
Description
본 고안은 렌즈 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액체 렌즈가 장착되어 초점 거리를 자동으로 조절할 수 있는 렌즈 조립체에 관한 것이다. The present invention relates to a lens assembly, and more particularly to a lens assembly that is equipped with a liquid lens that can automatically adjust the focal length.
최근 디지털 기술이 비약적으로 발전함에 따라 PDA, 핸드폰 등의 모바일 기기는 물론이고 컴퓨터 등에 카메라 모듈이 장착되어 렌즈를 통하여 들어오는 피사체를 화면을 통하여 볼 수 있고 이들 대상에 대하여 사진촬영이 가능하게 되었다. 일반적으로 카메라의 초점을 자동으로 조절하기 위하여 기어 등을 통한 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 기계식 장치의 경우 기어와 모터 사이의 마찰력 등으로 인하여 초점을 미세하게 조절하기 곤란할 뿐 아니라 각 기계 장치가 차지하는 공간 문제 등으로 인하여 소형화가 곤란하였다. 이에 따라, 모바일 통신기기 등에서 요구되는 소형화, 경량화 추세를 만족시킬 수 있도록 VCM 방식이 널리 사용되고 있는 실정이다. Recently, with the rapid development of digital technology, camera modules have been installed in computers, as well as mobile devices such as PDAs and mobile phones, so that the subjects coming through the lens can be seen through the screen and photographs can be taken for these objects. In general, in the case of a mechanical device that converts the rotational movement of the motor through a gear or the like into a linear motion in order to automatically adjust the focus of the camera, it is difficult to finely adjust the focus due to the friction force between the gear and the motor. It was difficult to miniaturize due to the space problem. Accordingly, the VCM method is widely used to satisfy the trend of miniaturization and light weight required by mobile communication devices.
그런데, 이들은 모두 광학 렌즈를 사용하고 있기 때문에, 피사체와의 초점 거리를 조절하거나 또는 줌 기능을 수행하기 위해서는 모터(기계식), 또는 영구자석 및 마그네트와 같은 전자기력 발생 수단(VCM)과 같은 별도의 구동원이 반드시 카메라 모듈에 장착되어야 하기 때문에 카메라 모듈의 전체적인 크기를 감소하는데 있어서 일정한 한계가 있을 수밖에 없다. However, since they all use an optical lens, a separate driving source such as a motor (mechanical) or electromagnetic force generating means (VCM) such as permanent magnets and magnets is used to adjust the focal length of the subject or to perform a zoom function. Since this must be mounted on the camera module, there is a certain limit in reducing the overall size of the camera module.
이에 최근에는 전기습윤(electrowetting) 현상을 이용하여 미소 유체 및 유체 중의 미소 입자를 제어함으로써, 인체의 눈과 그 원리가 거의 동일하게 초점 거리를 조절하는 액체 렌즈(liquid lens)가 제안된 바 있다. 전기습윤 현상이란 가브리엘 리프만 박사에 의하여 연구된 바 있는 전기 모세관(electro capillary) 현상에서 유래된 것으로, 절연체로 코팅된 전극 상의 전해질 액적에 외부전압을 가하면 계면에 존재하는 전하에 의하여 계면의 표면 장력의 변화에 따라 액적의 접촉각(contact angle)이 변환되는 현상이다. 전기습윤 현상은 낮은 전압을 사용하여 신속하고 효과적으로 유체의 유동을 제어할 수 있는 등의 장점을 가지고 있다. In recent years, a liquid lens has been proposed in which a microlens and a microparticle in the fluid are controlled by using an electrowetting phenomenon, thereby controlling a focal length almost identical to the human eye. The electrowetting phenomenon originates from the electro capillary phenomenon studied by Dr. Gabriel Lippman, and when an external voltage is applied to an electrolyte droplet on an electrode coated with an insulator, the surface tension of the interface is reduced. This is a phenomenon in which the contact angle of the droplet is changed according to the change. Electrowetting phenomena have the advantage of being able to control the flow of fluid quickly and effectively using low voltage.
최근 Bruon Berge 박사는 금속 표면에 일정 두께의 절연체 층을 코팅처리한 뒤에 전기를 인가하면 인가되는 전압의 크기에 따라 액적의 표면 형태가 바뀌는 현상을 발견하였는데(Berge, B., Vallet, M, and Vovelle, L., 1996, "Electrowetting of Water and Aqueous Solution on poly(ethyleneterephthlate) Insulating Films", Polymer, Vol. 37, No. 12, p. 2465~2470), 전기 습윤 현상을 이용한 액체 렌즈의 가능성을 제시한 바 있다. 즉, 액체 렌즈라 하면 기계적인 구동 없이도 간단한 전기적 조작만으로도 피사체와의 거리에 따라 액체 렌즈의 두께를 자동으로 조절함으로써 마치 사람 눈의 수정체와 같은 역할을 수행하는 렌즈를 의미한다.Dr. Bruon Berge recently discovered that after applying a layer of insulator on a metal surface and applying electricity, the surface shape of the droplet changes according to the applied voltage (Berge, B., Vallet, M, and Vovelle, L., 1996, "Electrowetting of Water and Aqueous Solution on poly (ethyleneterephthlate) Insulating Films", Polymer , Vol. 37, No. 12, p. 2465-2470), I have suggested. That is, a liquid lens refers to a lens that performs a role as a lens of a human eye by automatically adjusting the thickness of a liquid lens according to a distance from a subject by a simple electrical operation without a mechanical driving.
현재, 이와 같은 전기습윤 현상에 의하여 피사체와의 초점 거리를 가변적으로 제어할 수 있는 액체 렌즈를 응용한 제품이 제안되고 있다. 특히, 액체 렌즈 유닛에 고정 렌즈 모듈을 결합하는 이른바 "Add-on" 방식이 제안되고 있으나, 액체 렌즈를 장착하기 전에 고정 렌즈 모듈 자체에 대한 별도의 포커싱 과정이 요구될 뿐만 아니라, 액체 렌즈를 고정 렌즈 모듈로의 장착 및 조립이 용이하지 못하다. 더욱이, 조립 및 작동 과정에서 발생되는 버블(bubble) 현상으로 인한 불량 문제 등으로 인하여 지금까지 널리 이용되지는 못하고 있는 실정이다. Currently, a product using a liquid lens capable of variably controlling a focal length with a subject by such an electrowetting phenomenon has been proposed. In particular, a so-called "add-on" method of coupling a fixed lens module to a liquid lens unit has been proposed, but a separate focusing process for the fixed lens module itself is required before mounting the liquid lens, and the liquid lens is fixed. Mounting and assembling into the lens module is not easy. In addition, due to a defect problem caused by the bubble (bubble) generated during the assembly and operation process, it has not been widely used until now.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있도록 제안된 것으로, 본 고안의 목적은 액체 렌즈를 고정 렌즈 모듈로 장착시키는 데 있어서, 장착 및 조립의 편의성이 개선된 렌즈 조립체를 제공하고자 하는 것이다. The present invention is proposed to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a lens assembly with improved convenience of mounting and assembly in mounting a liquid lens as a fixed lens module.
본 고안의 다른 목적은 액체 렌즈 유닛이 장착되는 고정 렌즈 모듈 영역에 일정한 단차를 형성하고, 액체 렌즈 유닛에도 이에 대응되도록 구성함으로써, 액체 렌즈 유닛이 장착된 전체 렌즈 조립체의 높이를 감소시켜 전체적으로 소형화가 가능한 렌즈 조립체를 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to form a constant step in the fixed lens module area on which the liquid lens unit is mounted, and to correspond to the liquid lens unit, thereby reducing the height of the entire lens assembly on which the liquid lens unit is mounted, thereby reducing the overall size. It is to provide a possible lens assembly.
또한 본 고안의 다른 목적은 액체 렌즈가 장착되는 렌즈 모듈에 형성된 렌즈 유닛을 수용하는 렌즈 배럴의 외부로 별도의 하우징을 구비하지 않음으로써 액체 렌즈를 장착하기 전에 별도의 조절 공정, 예를 들어 포커싱 공정의 필요가 없는 렌즈 조립체를 제공하고자 하는 것이다. In addition, another object of the present invention is to provide a separate adjustment process, for example a focusing process, before mounting the liquid lens by not having a separate housing to the outside of the lens barrel housing the lens unit formed in the lens module to which the liquid lens is mounted. It is to provide a lens assembly that does not need to.
본 고안의 다른 목적 및 이점은 후술하는 고안의 구성 및 첨부하는 도면을 통하여 보다 분명해질 것이다. Other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the drawings and accompanying drawings.
상기와 같은 목적을 갖는 본 고안에 따르면, 액체 렌즈가 장착되어 피사체에 대한 초점을 조절하는 렌즈 조립체로서, 상기 다수의 렌즈 중에서 제 1 렌즈의 직경이 다른 렌즈의 직경과 상이한 것을 특징으로 하는 렌즈 조립체를 제공한다. According to the present invention having the above object, a lens assembly for mounting a liquid lens to adjust the focus on the subject, the lens assembly, characterized in that the diameter of the first lens of the plurality of lenses is different from the diameter of the other lens To provide.
이때, 상기 다수의 렌즈는 제 1 렌즈와, 상기 제 1 렌즈에 비하여 직경이 큰 제 2 렌즈와, 상기 제 2 렌즈에 비하여 직경이 큰 제 3 렌즈를 포함하며, 상기 렌즈 배럴은 상기 제 1 렌즈를 수용하는 제 1 내경부와, 상기 제 2 렌즈를 수용하는 제 2 내경부와, 상기 제 3 렌즈를 수용하는 제 3 내경부를 가질 수 있다.In this case, the plurality of lenses include a first lens, a second lens having a larger diameter than the first lens, and a third lens having a larger diameter than the second lens, and the lens barrel includes the first lens. And a first inner diameter portion accommodating the second lens, a second inner diameter portion accommodating the second lens, and a third inner diameter portion accommodating the third lens.
한편, 바람직한 양태에 따르면, 상기 액체 액체 렌즈가 장착되는 렌즈 배럴 영역은 다단 형태를 가지도록 구성되는데, 상기 렌즈 배럴에 단차를 이루도록 형성된 결합홈으로 상기 액체 렌즈의 제 1 전극이 장착되고, 상기 결합홈 주위에 형성된 안착부로 상기 액체 렌즈의 제 2전극이 안착되는 것을 특징으로 한다. On the other hand, according to a preferred embodiment, the lens barrel region in which the liquid liquid lens is mounted is configured to have a multi-stage shape, the first electrode of the liquid lens is mounted to the coupling groove formed to form a step in the lens barrel, the coupling The second electrode of the liquid lens is seated by a seating portion formed around the groove.
이때, 상기 렌즈 배럴의 상단 주변부로 돌출부 및 요입부가 형성되며, 상기 요입부로 제 1 브러시가 체결되고, 상기 돌출부로 제 2 브러시가 체결될 수 있으며, 상기 제 1 브러시는 상기 액체 렌즈의 제 1 전극과 접촉하고, 상기 제 2 브러시는 상기 액체 렌즈의 제 2 전극과 접촉하도록 구성된다. In this case, a protruding portion and a concave portion are formed at an upper periphery of the lens barrel, and a first brush may be fastened to the concave portion, and a second brush may be fastened to the protrusion, and the first brush may be a first electrode of the liquid lens. And the second brush is configured to contact the second electrode of the liquid lens.
한편, 상기 렌즈 배럴에 형성된 상기 결합홈은 상기 렌즈 배럴의 상단 중앙 영역의 외주변을 따라 형성되며, 상기 안착부는 상기 결합홈의 외주변을 따라 형성되는 것을 특징으로 한다. On the other hand, the coupling groove formed in the lens barrel is formed along the outer periphery of the upper center area of the lens barrel, the seating portion is characterized in that formed along the outer periphery of the coupling groove.
상기 액체 렌즈는 서로 다른 광학적 성질을 갖는 2개의 유체가 수용되는 유체 챔버와, 상기 유체 챔버의 저면에서 하향 돌출되어 있는 제 1 전극과, 상기 유체 챔버의 외벽에 코팅 처리되는 절연층의 외부에 코팅되어 있는 제 2 전극을 포함할 수 있다. The liquid lens is coated on the outside of a fluid chamber in which two fluids having different optical properties are accommodated, a first electrode protruding downward from the bottom of the fluid chamber, and an insulating layer coated on an outer wall of the fluid chamber. It may comprise a second electrode.
한편, 상기 액체 렌즈는 서로 다른 광학적 성질을 갖는 2개의 유체가 수용되는 유체 챔버와, 상기 유체 챔버의 주변부 하단에서 하향 돌출되어 있는 제 1 전극과, 상기 유체 챔버의 상단 외주변에 코팅된 제 2 전극과, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이의 유체 챔버의 외주변에 코팅된 절연층을 포함할 수 있다. Meanwhile, the liquid lens includes a fluid chamber in which two fluids having different optical properties are accommodated, a first electrode protruding downwardly from the lower end of the periphery of the fluid chamber, and a second coated surface around the upper end of the fluid chamber. The electrode may include an insulating layer coated on an outer periphery of the fluid chamber between the first electrode and the second electrode.
이하, 첨부하는 도면을 참조하여 본 고안의 실시예에 대하여 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 고안에 따라 액체 렌즈 유닛 및 고정 렌즈 모듈이 결합되어 렌즈 조립체가 조립되는 상태를 개략적으로 도시한 사시도로서, 본 고안에 따른 렌즈 조립체(100)는 크게 인가되는 전압에 따라 피사체에 대한 초점 거리를 조절할 수 있도록 구성되는 액체 렌즈 유닛(200)과 상기 액체 렌즈 유닛(200)이 장착될 수 있는 고정 렌즈 모듈(300)을 포함하도록 구성된다. 상기 고정 렌즈 모듈(300)에는 하나 이상, 바람직하게는 서로 상이한 곡률 및 직경을 가지는 다수의 렌즈로 구성되는 렌즈 유닛(320)과 이를 수용할 수 있도록 상단과 하단의 내경이 상이하게 형성되는 렌즈 배럴(310)을 포함하고 있다. 본 고안에 따라 렌즈 조립체(100)를 이루는 액체 렌즈 유닛(200)은 고정 렌즈 모듈(300)의 일 영역, 예컨대 피사체로부터 가까운 부분인 고정 렌즈 모듈(300)의 상단으로 장착되어 피사체에 대한 상대적인 초점 거리를 신속하게 조절하도록 구성되는데, 이를 설명한다. 1 is a perspective view schematically illustrating a state in which a liquid lens unit and a fixed lens module are coupled to assemble a lens assembly according to the present invention, and the lens assembly 100 according to the present invention may be applied to a subject according to a large applied voltage. It is configured to include a liquid lens unit 200 configured to adjust the focal length and a fixed lens module 300 to which the liquid lens unit 200 can be mounted. The fixed lens module 300 has a lens unit 320 composed of a plurality of lenses having one or more preferably different curvatures and diameters, and a lens barrel having different inner diameters at upper and lower ends thereof to accommodate the lens unit 320. And 310. According to the present invention, the liquid lens unit 200 constituting the lens assembly 100 is mounted to an upper portion of the fixed lens module 300, which is a portion of the fixed lens module 300, for example, a portion closer to the subject, and thus has a relative focus on the subject. It is configured to adjust the distance quickly.
도 2는 본 고안에 따른 렌즈 조립체를 구성하는 액체 렌즈 유닛(200)의 개략적인 저면 사시도로서, 액체 렌즈 유닛(200)은 내부에 2개의 서로 다른 광학적 성질을 갖는 유체를 수용할 수 있도록 밀폐되어 있는 원통 형상의 유체 챔버(210)와, 상기 유체 챔버(210)의 저면에서 하향 돌출되는 형태를 갖는 제 1 전극(220)과, 상기 유체 챔버(210)의 외벽에 코팅 처리되는 절연층(230)과, 상기 절연층(230)의 외부에 금속 물질과 같은 전도성 물질로 코팅되는 제 2 전극(240)이 구비되어 있다. 도면으로 도시하지는 않았으나, 상기 유체 챔버(210)의 상부와 하부는 각각 투명한 폴리사이클로올레핀과 같은 플라스틱 물질, 또는 유리 등과 같은 물질로 제조되는 투명판 형태의 전면 윈도우 및 후면 윈도우에 의하여 밀봉된다. 2 is a schematic bottom perspective view of the liquid lens unit 200 constituting the lens assembly according to the present invention, the liquid lens unit 200 is sealed to accommodate the fluid having two different optical properties therein A cylindrical fluid chamber 210 having a cylindrical shape, a first electrode 220 protruding downward from the bottom of the fluid chamber 210, and an insulating layer 230 coated on an outer wall of the fluid chamber 210. ) And a second electrode 240 coated with a conductive material such as a metal material on the outside of the insulating layer 230. Although not shown in the drawings, the upper and lower portions of the fluid chamber 210 are respectively sealed by front and rear windows in the form of a transparent plate made of a plastic material such as transparent polycycloolefin, or a material such as glass.
상기 제 1 전극(220) 및 제 2 전극(240)은 전도성을 갖는 금속성 물질로부터 제조되는데, 예를 들어 Ni/V 합금이 사용될 수 있다. 한편, 유체 챔버(210)의 외주변과 제 2 전극(240) 사이에 코팅되는 절연층(230)은 파릴렌(parylene)과 같은 물질로부터 형성될 수 있고, 예를 들어 화학적 기상 증착 방법을 통하여 유체 챔버(210)와 제 2 전극(240) 사이에 코팅될 수 있다. The first electrode 220 and the second electrode 240 are manufactured from a conductive metallic material, for example, a Ni / V alloy may be used. On the other hand, the insulating layer 230 coated between the outer periphery of the fluid chamber 210 and the second electrode 240 may be formed from a material such as parylene, for example through a chemical vapor deposition method It may be coated between the fluid chamber 210 and the second electrode 240.
본 고안에 따라 구성되는 액체 렌즈 유닛(200)의 구성에 대해서 첨부하는 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 도 3은 본 고안의 일 양태에 따른 액체 렌즈 유닛의 개략적인 구성 및 작용을 도시한 단면도로서, 유체 챔버(210)의 내부에는 서로 다른 광학적 성질을 갖는 2개의 유체가 수용되어 있으며, 유체 챔버(210)의 외부에 결합되어 있는 전극(220, 240)은 전기적 구동원과 연결되어 전압이 인가될 수 있도록 구성된다. The configuration of the liquid lens unit 200 configured according to the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 3. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration and operation of the liquid lens unit according to an aspect of the present invention, the two fluids having different optical properties are accommodated in the fluid chamber 210, the fluid chamber ( Electrodes 220 and 240 coupled to the outside of the 210 are connected to an electrical driving source and configured to apply a voltage.
이때, 유체 챔버(210)의 내부에 수용되는 2 종류의 유체 중에서 제 1 유체(202)는 절연성을 띠는 물질(절연액, oil phase)로서, 예를 들어 실리콘 오일, 헥산과 같은 알칸 등의 물질이 사용될 수 있다. 한편, 제 2 유체(204)는 도전성을 띠는 물질(전해액, aqueous phase)로서 예를 들어 전해질인 LiCl이 일정 비율로 혼합되어 있는 수용액일 수 있다. 유체 챔버(210) 내에 수용되는 2개의 유체는 모두 투명하고, 서로 서로 섞이지 않으며(immiscible), 서로 다른 굴절률(refraction index)을 갖는 물질이지만, 중력의 영향으로 2 유체 사이에 형성된 요철(meniscus) 형태가 변형되는 것을 방지할 수 있도록 2 유체(202, 204)는 실질적으로 동일한 밀도 또는 비중을 갖는 물질 중에서 선택된다. At this time, the first fluid 202 of the two types of fluid contained in the fluid chamber 210 is an insulating material (insulating liquid, oil phase), for example, silicone oil, alkanes such as hexane, etc. Materials can be used. Meanwhile, the second fluid 204 may be an aqueous solution in which LiCl, which is an electrolyte, is mixed at a predetermined ratio as a conductive material (aqueous solution, aqueous phase). The two fluids contained in the fluid chamber 210 are both transparent, immiscible, and have different refractive indexes, but are formed of meniscus formed between the two fluids under the influence of gravity. The two fluids 202 and 204 are selected from materials having substantially the same density or specific gravity so as to prevent them from being deformed.
한편, 유체 챔버(210)의 적어도 일부분과 접촉하고 있는 제 1 전극(220)과 유체 챔버(210)의 외주변을 따라 코팅 처리되어 있는 제 2 전극(240)으로는 각각 구동원이 연결되어 있다. 따라서 이들 전극 사이에 전위차를 제공하도록 구성하면, 액체 렌즈 유닛(200)은 전체적으로 축전기와 유사한 구조를 형성하게 된다. 이에 따라, 구동원으로부터 소정의 전압(V)이 인가되면 도전성을 띠는 전해액인 제 2 유체(204)의 표면 장력이 변화하여 제 1 유체(202)와 제 2 유체(204) 사이의 곡률이 변하게 된다. 즉, 전압을 인가하지 않은 상태에서 제 1 유체(202)와 제 2 유체(204)가 접하고 있는 접촉면의 곡률(A)은 전극 사이에 발생되는 전위차에 의하여 다른 외경 크기를 갖는 새로운 곡률(B)로 변형된다. 이로 인하여 빛을 굴절시킴으로써 광의 초점거리를 변화시키고 렌즈로서 기능하게 된다. 이 경우 제 1 유체(202)와 제 2 유체(204) 사이의 곡률은 하기 수학식 1의 Lippmann-Young 식으로 설명될 수 있다. On the other hand, a driving source is connected to the first electrode 220 which is in contact with at least a portion of the fluid chamber 210 and the second electrode 240 which is coated along the outer periphery of the fluid chamber 210. Thus, when configured to provide a potential difference between these electrodes, the liquid lens unit 200 forms a structure similar to the capacitor as a whole. Accordingly, when a predetermined voltage V is applied from the driving source, the surface tension of the second fluid 204, which is a conductive electrolyte, is changed to change the curvature between the first fluid 202 and the second fluid 204. do. That is, the curvature A of the contact surface where the first fluid 202 and the second fluid 204 are in contact without applying a voltage has a new curvature B having a different outer diameter size by a potential difference generated between the electrodes. Is transformed into This causes the light to be refracted to change the focal length of the light and to function as a lens. In this case, the curvature between the first fluid 202 and the second fluid 204 may be described by the Lippmann-Young equation of Equation 1 below.
<수학식 1><Equation 1>
수학식 1에서, ε 3 은 절연체의 유전율, d는 절연체의 두께, γ 12 는 두 유체 사이의 표면장력의 크기, θ0 는 전압이 인가되지 않았을 때 유체와 액적 및 절연체가 만나는 삼상접점(three-phase contact line, TCL)에서의 각도이며, θ는 전압이 인가되었을 때 유체와 액적 및 절연체가 만나는 삼상접점에서의 각도이며, V는 인가된 전압이다. 따라서 인가된 전압이 클수록 표면장력이 커지게 되어 굴절률이 변화된다.In Equation 1, ε 3 is the dielectric constant of the insulator, d is the thickness of the insulator, γ 12 is the magnitude of the surface tension between the two fluids, and θ 0 is the three-phase contact where the fluid, droplet, and insulator meet when no voltage is applied. is the angle at the three-phase contact point where the fluid, droplet, and insulator meet when a voltage is applied, and V is the applied voltage. Therefore, the greater the applied voltage, the greater the surface tension and the refractive index changes.
한편, 상술한 것과 다른 형태 및 구성을 갖는 액체 렌즈 유닛이 가능한데, 도 4는 본 고안의 다른 양태에 따른 액체 렌즈 유닛의 개략적인 구성 및 작용을 도시한 단면도이다. 본 양태에 따른 액체 렌즈 유닛에서 유체 챔버(210)의 내부에는 절연성 액체인 제 1 유체(202)와 전도성을 띠는 전해액인 제 2 유체(204)가 수용되어 있다. 한편, 유체 챔버(210)의 주변부 하단으로는 제 1 전극(220)이 하향 돌출되어 있으며, 유체 챔버(210)의 상단 외주변으로는 제 2 전극(240)이 코팅되어 있다. 상기 제 1 전극(220)과 제 2 전극(240) 사이의 유체 챔버(210)의 외주변으로는 코팅 처리된 절연층(230)이 개재되어 있다. 특히, 제 1 전극(220)은 절연액인 제 1 유체(202)와 넓은 접촉 면적을 가지도록 형성되는 것이 바람직하다. 본 양태에 있어서도 제 1 전극(220)과 제 2 전극(240) 사이로 전압이 인가됨에 따라 제 1 유체(202)와 제 2 유체(204) 사이에 형성된 요철(meniscus)의 형태가 변형되어 광의 초점거리를 변화시킴으로써 렌즈로 기능할 수 있다. On the other hand, it is possible to have a liquid lens unit having a different form and configuration than the above, Figure 4 is a cross-sectional view showing a schematic configuration and operation of the liquid lens unit according to another aspect of the present invention. In the liquid lens unit according to the present embodiment, the first fluid 202, which is an insulating liquid, and the second fluid 204, which is a conductive electrolyte, are accommodated in the fluid chamber 210. Meanwhile, the first electrode 220 protrudes downward from the lower end of the periphery of the fluid chamber 210, and the second electrode 240 is coated on the outer periphery of the upper end of the fluid chamber 210. A coating insulating layer 230 is interposed around the outer periphery of the fluid chamber 210 between the first electrode 220 and the second electrode 240. In particular, the first electrode 220 is preferably formed to have a wide contact area with the first fluid 202 which is an insulating liquid. Also in this embodiment, as the voltage is applied between the first electrode 220 and the second electrode 240, the shape of the meniscus formed between the first fluid 202 and the second fluid 204 is deformed to focus the light. It can function as a lens by changing the distance.
본 고안의 도면에서는 액체 렌즈 유닛의 형태로서 2가지 정도를 예시하였으나, 본 고안의 렌즈 조립체를 이루는 액체 렌즈 유닛의 형태 및 구성으로서 위 2가지에 한정되는 것은 결코 아니며, 후술하는 고정 렌즈 모듈과 결합하여 피사체에 대한 초점 거리를 조절할 수 있는 임의의 액체 렌즈 유닛이 가능하다 할 것이다. In the drawings of the present invention, two types of liquid lens units are exemplified, but the shape and configuration of the liquid lens unit constituting the lens assembly of the present invention are not limited to the above two types, and are combined with the fixed lens module described below. It will be possible for any liquid lens unit to adjust the focal length for the subject.
한편, 본 고안의 렌즈 조립체는 상술한 것과 같이 구성되는 액체 렌즈 유닛이 장착될 수 있는 고정 렌즈 모듈을 포함하는데, 고정 렌즈 모듈(300)의 구성에 대하여 설명한다. 도 5a는 본 고안에 따른 렌즈 조립체를 이루는 고정 렌즈 모듈의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 5b는 고정 렌즈 모듈의 저면도이며, 도 6은 본 고안에 따른 렌즈 조립체를 이루는 고정 렌즈 모듈의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다. On the other hand, the lens assembly of the present invention includes a fixed lens module that can be mounted to the liquid lens unit is configured as described above, the configuration of the fixed lens module 300 will be described. Figure 5a is a perspective view schematically showing the configuration of a fixed lens module constituting a lens assembly according to the present invention, Figure 5b is a bottom view of the fixed lens module, Figure 6 of the fixed lens module constituting a lens assembly according to the present invention It is sectional drawing which shows the structure schematically.
도시된 것과 같이, 본 고안에 따른 고정 렌즈 모듈(300)은 하나 이상의 렌즈, 바람직하게는 그 직경 및 곡률이 상이한 다수의 렌즈로 구성되는 렌즈 유닛(320)을 수용할 수 있는 렌즈 배럴(310)을 포함한다. As shown, the fixed lens module 300 according to the present invention is a lens barrel 310 that can accommodate one or more lenses, preferably a lens unit 320 composed of a plurality of lenses having different diameters and curvatures. It includes.
상기 렌즈 유닛(320)은 1개 이상, 바람직하게는 서로 다른 직경 및 상이한 곡률을 갖는 다수의 렌즈로 구성된다. 예를 들어 상기 렌즈 유닛(320)은 상이한 직경을 갖는 2개 내지 6개의 렌즈로 구성될 수 있으며, 이와 같이 다수의 렌즈로 구성되는 경우에 상술한 액체 렌즈 유닛(200)에 근접한 렌즈는 다른 렌즈와 비교하여 그 직경이 작도록 구성하면, 이를 수용하는 렌즈 배럴(310)의 내경 역시 다른 영역과 비교하여 작아지게 된다. 도면에서는 설명의 편의를 위하여 피사체로부터 시작하여 포지티브 곡률을 가지며 가장 작은 제 1 렌즈(322), 상기 제 1 렌즈(322)에 비하여 그 직경이 크며 네거티브 곡률을 갖는 제 2 렌즈(324), 상기 제 2 렌즈(324)에 비하여 직경이 크며 네거티브 곡률을 갖는 제 3 렌즈(326)로 구성되는 것으로 도시하였다. 그러나 이와 같은 구성은 예시적인 것에 불과하고, 렌즈 유닛(320)에 수납되는 렌즈의 수는 임의로 조정될 수 있음은 당업자에게는 자명한 사실이다. 본 발명에 따라 렌즈 유닛(320)을 구성하는 렌즈는 각 렌즈의 광축이 일치하도록 렌즈 배럴(310)에 수용, 조립된다. 이때, 렌즈 유닛(320)에 수용되는 다수의 렌즈(322, 324, 326)는 예를 들어 플라스틱 또는 유리로 제조될 수 있다. The lens unit 320 is composed of one or more lenses, preferably a plurality of lenses having different diameters and different curvatures. For example, the lens unit 320 may be composed of two to six lenses having different diameters. When the lens unit 320 is composed of a plurality of lenses, the lens close to the liquid lens unit 200 described above is different from the other lens. When the diameter of the lens barrel 310 is smaller than that of the lens barrel 310, the inner diameter of the lens barrel 310 accommodating the diameter of the lens barrel 310 may be smaller than that of other regions. In the drawing, for convenience of description, the first lens 322 has a positive curvature starting from a subject, the second lens 324 having a larger diameter than that of the first lens 322, and has a negative curvature. It is shown that the third lens 326 is larger in diameter than the second lens 324 and has a negative curvature. However, such a configuration is merely exemplary, and it is apparent to those skilled in the art that the number of lenses accommodated in the lens unit 320 can be arbitrarily adjusted. According to the present invention, the lens constituting the lens unit 320 is accommodated and assembled in the lens barrel 310 such that the optical axes of the respective lenses coincide. In this case, the plurality of lenses 322, 324, and 326 accommodated in the lens unit 320 may be made of plastic or glass, for example.
위에서는 서로 다른 직경과 곡률을 갖는 3개의 렌즈로 구성된 렌즈 유닛을 도시하였으나, 3개의 렌즈 중에서 고정 렌즈 모듈(300)에 장착되는 액체 렌즈 유닛(200)에 근접하는 제 1 렌즈(322)는 다른 렌즈(324, 326)의 직경에 비하여 작도록 구성할 수 있다. 다시 말하면 제 2 렌즈(324) 및 제 3 렌즈(326)의 직경이 실질적으로 동일하게 구성하고, 제 1 렌즈(322)의 직경을 제 2 렌즈(324)/제 3 렌즈(326)의 직경보다 작도록 형성하여도 된다. Although the lens unit including three lenses having different diameters and curvatures is shown above, the first lens 322 adjacent to the liquid lens unit 200 mounted on the fixed lens module 300 is different from the three lenses. It can be configured to be smaller than the diameter of the lens (324, 326). In other words, the diameters of the second lens 324 and the third lens 326 are substantially the same, and the diameter of the first lens 322 is larger than the diameter of the second lens 324 / third lens 326. You may form so that it may be small.
이에 따라, 본 고안에 따라 렌즈 유닛(320)을 수용하는 렌즈 배럴(310)의 외주변은 전체적으로 입방체의 형태를 가지지만, 도 6의 단면도에서 알 수 있는 것과 같이 상단과 하단의 내경이 상이하도록 구성된다. 렌즈 배럴(310)의 내경 형태는 그 내부에 수용되는 렌즈 유닛(310)에 수납되는 렌즈의 수 및 직경 크기에 대응하여 달라질 수 있는데, 도면에서는 3개의 서로 다른 직경을 갖는 렌즈를 수용하는 렌즈 배럴을 도시하고 있다. Accordingly, the outer periphery of the lens barrel 310 accommodating the lens unit 320 according to the present invention has a shape of a cube as a whole, but as shown in the cross-sectional view of FIG. It is composed. The inner diameter of the lens barrel 310 may vary depending on the number and diameter of the lenses accommodated in the lens unit 310 accommodated therein. In the drawing, the lens barrel accommodates lenses having three different diameters. It is shown.
즉, 본 고안의 일 양태에 따른 렌즈 배럴(310)은 피사체 쪽에서 볼 때 가장 작은 내경을 갖는 상단의 제 1 내경부(312)와, 제 1 내경부(312)에 비하여 직경이 크게 구성되는 대략 중간 높이의 제 2 내경부(314)와, 제 2 내경부(314)에 비하여 직경이 크도록 구성되어 가장 큰 내경을 갖는 제 3 내경부(316)로 구성된다. 이때, 제 1 내경부(312)의 내주면으로 렌즈 유닛(320) 중에서 가장 작은 직경을 갖는 제 1 렌즈(322)가, 제 2 직경부(314)의 내주면으로는 제 1 렌즈(322)에 비하여 직경이 크도록 구성되는 제 2 렌즈(324)가, 제 3 직경부(316)의 내주면으로는 렌즈 유닛(320)에 수용되는 렌즈 중에서 가장 큰 직경을 갖도록 구성되는 제 3 렌즈(326)가 각각 수용, 조립된다. 이와 같이 그 높이에 따라 상이한 내경을 갖는 렌즈 배럴(310)은 금속 또는 플라스틱 재질, 바람직하게는 플라스틱 재질로 제조될 수 있는데, 예를 들어 프레스 성형 공정을 통하여 일체로 제작될 수 있다. That is, the lens barrel 310 according to an aspect of the present invention has a diameter larger than that of the first inner diameter portion 312 and the first inner diameter portion 312 having the smallest inner diameter when viewed from the subject side. It consists of the 2nd inner diameter part 314 of medium height, and the 3rd inner diameter part 316 which is comprised so that diameter may be large compared with the 2nd inner diameter part 314 and has the largest inner diameter. At this time, the first lens 322 having the smallest diameter among the lens units 320 as the inner circumferential surface of the first inner diameter portion 312 is higher than the first lens 322 as the inner circumferential surface of the second diameter portion 314. As the inner peripheral surface of the third diameter portion 316, the second lens 324 configured to have a large diameter has the third lens 326 configured to have the largest diameter among the lenses accommodated in the lens unit 320. Housed and assembled. As such, the lens barrel 310 having a different inner diameter according to its height may be made of a metal or plastic material, preferably a plastic material. For example, the lens barrel 310 may be integrally manufactured through a press molding process.
이때, 제 1 렌즈(322)의 하단 주변부와 제 2 렌즈(324)의 상단 주변부 사이에는 제 1 내경부(312)의 내주면으로 체결되는 제 1 리브(332)가, 제 2 렌즈(324)의 하단 주변부와 제 3 렌즈(326)의 상단 주변부 사이에는 제 2 내경부(314) 및 제 3 내경부(316)의 내주면, 또는 제 3 내경부(316)의 상단 내주면으로 체결되는 제 2 리브(334)가 각각 개재되어 있으며, 제 3 렌즈(326)의 하단 주변부와 제 3 내경부(316)의 내주면 사이에는 지지판(340)이 개재되어 각각의 렌즈가 렌즈 배럴(310) 내에 안정적으로 조립, 배열될 수 있도록 구성된다. 도시하지는 않았으나, 렌즈 배럴(310)의 상단 내주면으로 제 1 렌즈(322)의 주변부 상단을 덮을 수 있는 형상의 차광판이 형성되어, 렌즈 유닛(320)의 광선 투과 영역과 비투과 영역을 구분할 수 있도록 구성될 수 있다. In this case, between the lower peripheral portion of the first lens 322 and the upper peripheral portion of the second lens 324, a first rib 332 fastened to the inner circumferential surface of the first inner diameter part 312 is formed of the second lens 324. Between the lower periphery and the upper periphery of the third lens 326, a second rib fastened to the inner circumferential surface of the second inner diameter portion 314 and the third inner diameter portion 316 or to the upper inner circumferential surface of the third inner diameter portion 316 ( 334 are interposed therebetween, and a support plate 340 is interposed between the lower periphery of the third lens 326 and the inner circumferential surface of the third inner diameter part 316 so that each lens is stably assembled in the lens barrel 310. It is configured to be arranged. Although not shown, a light blocking plate having a shape capable of covering the upper end of the peripheral portion of the first lens 322 is formed on the upper inner circumferential surface of the lens barrel 310, and configured to distinguish the light transmitting region and the non-transmissive region of the lens unit 320. Can be.
특히, 앞에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 따르면 액체 렌즈 유닛(200)에 근접하게 위치하는 제 1 렌즈(322)는 다른 렌즈(324, 326)와 비교할 때 그 직경이 작도록 구성될 수 있는데, 이에 따라 렌즈 유닛(320)을 수용하는 렌즈 배럴(310)에서도 액체 렌즈 유닛(200)에 근접하게 위치하는 상단의 내경은 중간 및/또는 하단 영역의 내경에 비하여 작도록 구성할 수 있다. 다시 말하면, 제 2 렌즈(324) 및 제 3 렌즈(326)를 각각 수용하고 있는 제 2 내경부(314) 및 제 3 내경부(316)의 내경을 실질적으로 동일하게 구성하고, 액체 렌즈 유닛(200)에 가장 근접하게 위치하는 제 1 렌즈(322)를 수용하는 제 1 내경부(312)는 다른 내경부(314, 316)에 비하여 작도록 형성할 수 있다. In particular, as described above, according to the present invention, the first lens 322 positioned close to the liquid lens unit 200 may be configured to have a smaller diameter when compared to the other lenses 324 and 326. In the lens barrel 310 accommodating the lens unit 320, the inner diameter of the upper end positioned close to the liquid lens unit 200 may be configured to be smaller than the inner diameter of the middle and / or lower region. In other words, the inner diameters of the second inner diameter portion 314 and the third inner diameter portion 316 accommodating the second lens 324 and the third lens 326 are substantially the same, and the liquid lens unit ( The first inner diameter portion 312 that accommodates the first lens 322 positioned closest to 200 may be formed to be smaller than the other inner diameter portions 314 and 316.
종래에 자동 초점 렌즈 조립체에 있어서는 렌즈 유닛을 수용하는 렌즈 배럴의 외측으로 별도의 하우징을 체결, 또는 결합하도록 구성하였다. 이에 따라 액체 렌즈 유닛을 고정 렌즈 모듈로 장착하기 전에 렌즈 배럴의 외주변으로 하우징을 체결, 결합하여야 할 뿐만 아니라, 포커싱 등을 조정하는 등의 공정이 요구되었다. 이에 반하여 본 고안에서는 렌즈 배럴이 하우징의 역할까지도 수행할 수 있도록 일체로 제작됨으로써 이와 같은 조정 공정이 필요없게 되었다. In the conventional autofocus lens assembly, a separate housing is fastened or coupled to the outside of the lens barrel that houses the lens unit. Accordingly, before mounting the liquid lens unit as a fixed lens module, not only the housing has to be fastened and coupled to the outer periphery of the lens barrel, but also a process of adjusting focusing and the like is required. In contrast, the present invention eliminates the need for such an adjustment process because the lens barrel is integrally manufactured to perform the role of the housing.
한편, 본 고안에 따라 액체 렌즈 유닛이 장착되는 고정 렌즈 모듈(300)의 일 영역, 도면에서는 고정 렌즈 모듈(300)의 상단 영역으로 일정한 단차를 갖도록 구성되며, 저면으로는 결합홈을 구비함으로써 필터 또는 이미지 센서 등과 같은 인식 수단이 체결, 결합될 수 있는데, 이에 대해서 설명한다. On the other hand, according to the present invention, one area of the fixed lens module 300 to which the liquid lens unit is mounted, in the figure is configured to have a constant step to the upper area of the fixed lens module 300, the bottom surface is provided with a coupling groove filter Alternatively, recognition means such as an image sensor may be fastened and coupled, which will be described.
우선, 도 5a 및 도 6에 도시된 것과 같이, 렌즈 유닛(320)이 수용되는 렌즈 배럴(310)의 상단 중앙 영역의 외주변을 따라 형성된 영역(360)은 그 바깥 영역(362)과 비교할 때 함몰된 것과 같은 형태를 취하여 소정의 단차가 형성되어 있다. 앞에서 살펴본 바와 같이, 액체 렌즈 유닛(200)에 근접하게 위치하는 렌즈는 다른 렌즈에 비하여 그 직경이 작도록 구성됨에 따라 이를 수용하는 렌즈 배럴(310)의 상단 영역의 내경은 다른 영역과 비교하여 협소하게 구성된다. 따라서, 렌즈 배럴(310)의 상단 영역에 일정한 단차를 갖는 다단 형태의 구성이 용이해질 수 있다. 즉, 본 고안에서는 렌즈 배럴(310) 상단 중앙 영역의 외주변을 따라 결합홈(360)이 형성되어 있으며, 상기 결합홈(360)의 외주변을 따라서는 결합홈(360)에 비하여 일정한 단차를 가지며 상향 돌출되는 형상의 안착부(362)가 구비된다. 즉, 본 고안의 바람직한 양태에 따르면 상기 고정 렌즈 모듈(300)을 이루는 렌즈 배럴(310)의 일 영역, 구체적으로는 액체 렌즈 유닛(200)이 장착될 수 있는 영역에는 다단 형태의 구조를 가지는데, 일례로 주위 영역에 비하여 함몰된 형태의 결합홈(360)과, 결합홈(360)으로 인하여 상향 돌출된 것과 같은 안착부(362)가 형성될 수 있다. First, as shown in FIGS. 5A and 6, the region 360 formed along the outer periphery of the upper center region of the lens barrel 310 in which the lens unit 320 is accommodated is compared with the outer region 362. A predetermined step is formed by taking the form as if recessed. As described above, since the lens positioned close to the liquid lens unit 200 is configured to have a smaller diameter than other lenses, the inner diameter of the upper region of the lens barrel 310 which accommodates it is narrow compared with the other region. Is configured. Therefore, the multi-stage configuration having a constant step in the upper region of the lens barrel 310 can be facilitated. That is, in the present invention, the coupling groove 360 is formed along the outer periphery of the upper central region of the lens barrel 310, and a constant step is compared with the coupling groove 360 along the outer periphery of the coupling groove 360. And a seating portion 362 is formed to protrude upward. That is, according to a preferred embodiment of the present invention has a multi-stage structure in one region of the lens barrel 310 constituting the fixed lens module 300, specifically, the region in which the liquid lens unit 200 can be mounted. For example, the coupling groove 360 of the recessed shape compared to the surrounding area, and the mounting portion 362 as protruded upward due to the coupling groove 360 may be formed.
상술한 것과 같이, 본 고안에 따른 액체 렌즈 유닛(200)은 유체 챔버(210)의 저면 또는 측면 하단과 적어도 접촉하고 있는 제 1 전극(220)이 하향 연장되어 돌출되는 형상을 가지고 있으며, 유체 챔버(210)의 외주변으로 제 2 전극(240)이 코팅되어 있다. 따라서 렌즈 배럴(310) 상단 중앙 영역을 따라 일정한 단차로 함몰되는 형상을 갖는 결합홈(360)의 내면으로 결합홈(360)에 대응될 수 있도록 하향 돌출되어 있는 제 1 전극(220)이 삽입되어 끼워 맞춰지는 형태로 장착되며, 상기 결합홈(360)의 외주변을 따라 일정한 단차를 갖는 안착부(362)로는 제 2 전극(240)이 안착되는데, 이와 같은 간편한 방법으로 액체 렌즈 유닛(200)을 고정 렌즈 모듈(300)로 장착할 수 있어 렌즈 조립체를 완성할 수 있다. As described above, the liquid lens unit 200 according to the present invention has a shape in which the first electrode 220, which is at least in contact with the bottom or side bottom of the fluid chamber 210, extends downward and protrudes. The second electrode 240 is coated on the outer circumference of the 210. Accordingly, the first electrode 220 protruding downward to correspond to the coupling groove 360 is inserted into an inner surface of the coupling groove 360 having a shape that is recessed with a predetermined step along the upper central region of the lens barrel 310. The second electrode 240 is mounted to the seating portion 362 having a predetermined step along the outer circumference of the coupling groove 360, and the liquid lens unit 200 is mounted in such a convenient manner. Can be mounted to the fixed lens module 300 to complete the lens assembly.
한편, 전체적으로 입방체의 외형을 갖는 렌즈 배럴(310)의 상단 주변부 영역, 바람직하게는 4각형의 평면 형상을 갖는 렌즈 배럴(310) 상단의 각 변의 대략 중앙으로는 다른 영역에 비하여 하향 절곡되는 형상을 갖는 요입부(364)가 형성되는데, 이와 같은 요입부(364)에 의하여 렌즈 배럴(310)의 상단 모서리 영역은 상대적으로 상향 연장된 것과 같은 돌출부(366)를 이루도록 구성되어 있다. 바람직한 양태에 따르면 상기 요입부(364)는 상기 안착부(362)와 동일한 높이를 가지도록 형성된다. 한편, 도면에 따르면 렌즈 배럴(310)의 상단에는 요입부(364)와 돌출부(366)가 각각 4개씩 형성되도록 구성되어 있으나 이는 어디까지나 예시에 불과한 것이고, 그 숫자는 1개 이상, 바람직하게는 2개 이상 임의로 선택될 수 있다. On the other hand, the upper peripheral portion of the lens barrel 310 having a cube shape as a whole, preferably in the center of each side of the top of the lens barrel 310 having a planar shape of a quadrangular shape bent downward compared to other areas The concave concave portion 364 is formed, and by the concave concave portion 364, the upper edge region of the lens barrel 310 is configured to form a protrusion 366 such that it extends relatively upward. According to a preferred embodiment, the recess 364 is formed to have the same height as the seating portion 362. On the other hand, according to the drawing is configured to form four concave portions 364 and the projections 366 at the upper end of the lens barrel 310, but this is only an example, the number is one or more, preferably Two or more may be arbitrarily selected.
이때, 하나의 요입부(364)로는 제 1 체결단(374)이 형성되어 이를 통하여 제 1 브러시(370)가 렌즈 배럴(310)에 체결되며, 하나의 돌출부(366)로는 제 2 체결단(376)이 형성되어 이를 통하여 제 2 브러시(372)가 렌즈 배럴(310)에 체결될 수 있다. 제 1 체결단(374) 및 제 2 체결단(376)으로는 예를 들어 보스(boss)를 들 수 있을 것이나, 본 고안이 이에 한정되는 것은 결코 아니다. 상기 제 1 브러시(370) 및 제 2 브러시(372) 각각의 타단(371b, 373b)은 각각 렌즈 배럴(310)의 외측을 따라 하향 연장되어 전기적 구동원과 연결된다. 상기 제 1 브러시(370) 및 제 2 브러시(372)는 금속 물질과 같이 도전성을 띠는 물질로 제작된다. In this case, a first fastening end 374 is formed by one concave part 364, and the first brush 370 is fastened to the lens barrel 310 by the second concave part 366. 376 may be formed so that the second brush 372 may be fastened to the lens barrel 310. The first fastening end 374 and the second fastening end 376 may be, for example, a boss, but the present invention is not limited thereto. The other ends 371b and 373b of each of the first brush 370 and the second brush 372 extend downward along the outer side of the lens barrel 310 to be connected to the electric driving source. The first brush 370 and the second brush 372 are made of a conductive material such as a metal material.
한편, 제 1 브러시(370)와 제 2 브러시(372)의 타단은 각각 액체 렌즈 유닛(200)을 구성하는 제 1 전극(220) 및 제 2 전극(240)과 접촉할 수 있도록 구성되는데, 이에 대해서 구체적으로 설명한다. 도 7은 본 고안에 따라 요입부(364) 및 돌출부(366)에 각각 형성된 제 1 브러시(370) 및 제 2 브러시(372)가 액체 렌즈 유닛(200)의 제 1 전극(220) 및 제 2 전극(240)과 접촉하는 형태를 개략적으로 도시한 도면이다. 상술한 것과 같이, 렌즈 배럴(310) 상단의 요입부(364)에 체결되는 제 1 브러시(370)의 일단(371a)은 결합홈(360)의 외측 내벽(361)을 따라 탄성적으로 연장되어 있으며, 렌즈 배럴(310) 상단의 돌출부(366)에 체결되는 제 2 브러시(372)의 일단(373a)은 요입부(364)와 동일한 높이를 갖는 안착부(362)를 향하여 돌출부(366)의 내벽(367)을 따라 탄성적으로 연장되도록 구성된다. The other ends of the first brush 370 and the second brush 372 are configured to be in contact with the first electrode 220 and the second electrode 240 constituting the liquid lens unit 200, respectively. It demonstrates concretely. FIG. 7 illustrates that the first brush 370 and the second brush 372 formed on the recess 364 and the protrusion 366 respectively form the first electrode 220 and the second of the liquid lens unit 200 according to the present invention. A diagram schematically illustrating a form of contact with the electrode 240. As described above, one end 371a of the first brush 370 fastened to the recess 364 on the upper end of the lens barrel 310 is elastically extended along the outer inner wall 361 of the coupling groove 360. One end 373a of the second brush 372, which is fastened to the protrusion 366 at the top of the lens barrel 310, faces the seating portion 362 having the same height as the recess 364. And elastically extend along the inner wall 367.
이에 따라 상기 결합홈(360)으로 액체 렌즈 유닛(200)의 제 1 전극(220)이 삽입되면, 상기 제 1 브러시(370)의 일단(371a)은 제 1 전극(220)의 외주변과 접촉하면서 결합홈(360)의 외측 내벽(361)에 밀착된다. 또한, 상기 안착부(362)로 액체 렌즈 유닛(200)의 제 2 전극(240)이 놓여지면, 상기 제 2 브러시(372)의 일단(373a)은 제 2 전극(240)의 외주변과 접하면서 돌출부(366)의 내벽(367)에 밀착된다. 한편, 상술한 것과 같이 제 1 브러시(370) 및 제 2 브러시(372)의 타단(371b, 373b)은 각각 외부의 전기적 구동원과 연결되어 있으므로, 제 1 브러시(370) 및 제 2 브러시(372)와 접촉하도록 결합되는 전극(220, 240) 사이로 전압을 인가할 수 있게 되는 것이다. Accordingly, when the first electrode 220 of the liquid lens unit 200 is inserted into the coupling groove 360, one end 371a of the first brush 370 contacts the outer periphery of the first electrode 220. While being in close contact with the outer inner wall 361 of the coupling groove 360. In addition, when the second electrode 240 of the liquid lens unit 200 is placed on the seating portion 362, one end 373a of the second brush 372 is in contact with an outer circumference of the second electrode 240. While being in close contact with the inner wall 367 of the protrusion 366. Meanwhile, as described above, since the other ends 371b and 373b of the first brush 370 and the second brush 372 are connected to an external electric drive source, the first brush 370 and the second brush 372, respectively. A voltage can be applied between the electrodes 220 and 240 which are coupled to contact with each other.
이와 같이, 본 고안에서는 액체 렌즈 유닛이 장착되는 고정 렌즈 모듈의 일 영역, 예를 들어 고정 렌즈 모듈의 상단이 평평하게 구성되지 않고, 특정 영역이 다른 영역과 비교하여 소정의 단차를 가지도록 구성하고, 액체 렌즈 유닛의 전극 형태 역시 이에 대응되도록 단차를 가지도록 형성하였다. 이에 따라 액체 렌즈 유닛의 적어도 일부분은 고정 렌즈 모듈의 상단 영역 일부와 중첩되게 결합된다. 결국, 종래 액체 렌즈 유닛을 고정 렌즈 모듈로 장착시키는 것과 비교할 때, 중첩되게 결합되는 부분에 해당되는 높이를 줄이면서 액체 렌즈 유닛이 장착될 수 있다. 더욱이, 본 고안에서는 결합홈(360) 및 안착부(362)를 통하여 액체 렌즈 유닛이 용이하게 고정 렌즈 모듈(300)로 안착될 수 있는 이점을 또한 갖는다. As such, in the present invention, one area of the fixed lens module to which the liquid lens unit is mounted, for example, the upper end of the fixed lens module is not formed flat, and the specific area is configured to have a predetermined step compared with other areas. The electrode shape of the liquid lens unit is also formed to have a step so as to correspond thereto. Accordingly, at least a portion of the liquid lens unit is coupled to overlap with a portion of the upper region of the fixed lens module. As a result, compared with mounting the conventional liquid lens unit with a fixed lens module, the liquid lens unit can be mounted while reducing the height corresponding to the overlapped portion. Furthermore, the present invention also has the advantage that the liquid lens unit can be easily mounted to the fixed lens module 300 through the coupling groove 360 and the seating portion 362.
한편, 도 5b에 도시된 것과 같이 본 고안에 따른 렌즈 배럴(310)의 저면을 따라 결착홈(382)이 형성되어 있는데, 결착홈(382)을 따라 적당량의 접착제를 도포한 뒤에, UV/IR 필터와 같은 필터를 렌즈 배럴(310)의 저면으로 결합할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 5B, a binding groove 382 is formed along the bottom of the lens barrel 310 according to the present invention. After applying an appropriate amount of adhesive along the binding groove 382, UV / IR is applied. A filter, such as a filter, may be coupled to the bottom of the lens barrel 310.
이와 같은 구성을 갖는 본 고안의 렌즈 조립체는 기본적으로 전기습윤 현상을 이용한 액체 렌즈로 인가되는 전압에 의하여 그 내부에 수용된 유체 사이의 곡률 변경을 통하여 피사체에 대한 초점 거리를 조절하는 방법을 채택하기 때문에 전력 소모가 적을 뿐만 아니라 가역적으로 액적을 제어할 수 있을 뿐만 아니라 조립이 용이하게 된다. The lens assembly of the present invention having such a configuration basically adopts a method of adjusting the focal length of the subject by changing the curvature between the fluid contained therein by the voltage applied to the liquid lens using the electrowetting phenomenon. Not only is it low power consumption, it is possible to control droplets reversibly, as well as to facilitate assembly.
본 고안에 따른 렌즈 조립체의 전체적인 구성에 대해서 도 8을 참조하여 설명한다. 도 8은 본 고안에 따라 액체 렌즈 유닛 및 고정 렌즈 모듈이 결합된 렌즈 조립체에 필터 및 이미지 센서 등이 결합된 상태를 도시한 개략적인 단면도로서, 렌즈 배럴(310)의 저면으로 접착제에 의하여 결착되어 있는 필터(410)가 구비되며, 필터(410)의 하부에는 이미지 센서(420)가 구비되어 있는데, 이미지 센서(420)는 렌즈 배럴(410) 하단에 결합되어 있는 베이스(430)에 의하여 지지, 고정되어 있다. 이에 따라 액체 렌즈 유닛(200) 및 고정 렌즈 모듈(300)의 중공부를 통과한 피사체의 영상은 필터(410)를 경유하여 이미지 센서(420)로 전달되어 전기적인 신호로 변환되고, 카메라 모듈 본체에 구비된 제어부로 전송되어 포커싱이 수행되는데, 이 과정에서 액체 렌즈 유닛(200) 내에 수용된 유체 사이의 곡률이 조정된다. 즉, 본 고안에 따른 렌즈 조립체가 장착된 기기, 예컨대 모바일 통신기기의 사용자가 촬영 버튼을 누르면 이미지 센서(420)가 작동되어, 렌즈 조립체(100)의 전방에 위치한 피사체의 상이 액체 렌즈 유닛(200) 및 고정 렌즈 모듈(300)의 중공된 영역을 경유하여 필터(410)를 통과하고 이미지 센서(420)에서 전기적인 신호로 변환되어 카메라 모듈 내의 제어부로 전송된다. 제어부에서는 이미지 센서로 전달된 피사체의 영상 신호가 흐릿하면, 포커싱 에러가 있는 것으로 판단하고, 적절한 전압을 렌즈 배럴(310) 상단에 체결된 브러시(370, 372)를 경유하여 이와 접촉하고 있는 전극(220, 240)으로 인가한다. 인가된 전압에 따라 유체 챔버(210) 내에 수용되는 서로 다른 광학적 성질을 갖는 유체 사이의 곡률을 변환함으로써 피사체에 대한 초점을 조절하여 이미지 센서(420)에 촬상되는 피사체의 영상을 선명하게 제어하는 초점 조절을 실행할 수 있게 된다. The overall configuration of the lens assembly according to the present invention will be described with reference to FIG. 8. 8 is a schematic cross-sectional view illustrating a state in which a filter, an image sensor, and the like are coupled to a lens assembly to which a liquid lens unit and a fixed lens module are coupled according to the present invention, and is attached to the bottom of the lens barrel 310 by an adhesive. The filter 410 is provided, the lower part of the filter 410 is provided with an image sensor 420, the image sensor 420 is supported by the base 430 is coupled to the bottom of the lens barrel 410, It is fixed. Accordingly, the image of the subject passing through the hollow portion of the liquid lens unit 200 and the fixed lens module 300 is transferred to the image sensor 420 via the filter 410 and converted into an electrical signal, which is transferred to the camera module body. The focusing is performed by being transmitted to the controller, in which the curvature between the fluids accommodated in the liquid lens unit 200 is adjusted. That is, when the user of the device equipped with the lens assembly, for example, the mobile communication device according to the present invention, press the recording button, the image sensor 420 is operated, so that the image of the subject located in front of the lens assembly 100 is different from the liquid lens unit 200. ) And the hollow lens of the fixed lens module 300 passes through the filter 410 and is converted into an electrical signal in the image sensor 420 is transmitted to the controller in the camera module. If the image signal of the subject transmitted to the image sensor is blurred, the controller determines that there is a focusing error, and the electrode in contact with the appropriate voltage via the brushes 370 and 372 fastened to the upper end of the lens barrel 310 ( 220, 240). Focus that sharply controls the image of the subject captured by the image sensor 420 by adjusting the focus on the subject by converting curvature between fluids having different optical properties accommodated in the fluid chamber 210 according to the applied voltage. Adjustments can be made.
상기에서는 본 고안의 바람직한 실시예에 기초하여 본 고안을 기술하였으나, 이는 어디까지나 예시에 불과한 것으로서, 본 고안이 속하는 분야의 당업자라면 상술한 실시예를 토대로 다양한 변형과 변경을 용이하게 생각해 낼 수 있음은 자명한 사실이라 할 것이다. 그러나 그와 같은 변형과 변경은 본 고안의 권리범위에 속한다는 점은 후술하는 청구의 범위에서 분명해 질 것이다. In the above, the present invention has been described based on the preferred embodiment of the present invention, which is merely an example, and those skilled in the art to which the present invention pertains can easily conceive various modifications and changes based on the above-described embodiments. Is a self-explanatory fact. However, it will be apparent in the appended claims that such modifications and variations fall within the scope of the present invention.
본 고안에 따르면 액체 렌즈를 고정 렌즈 모듈로 장착하는 과정에서 고정 렌즈 모듈을 이루는 일체형의 렌즈 배럴의 상단이 다단 형태로 구성되고, 렌즈 유닛의 저면이 이에 대응되는 형태로 구성됨으로써, 장착 및 조립이 용이하게 되었다. According to the present invention, in the process of mounting a liquid lens as a fixed lens module, the upper end of the integrated lens barrel constituting the fixed lens module is configured in a multi-stage form, and the bottom of the lens unit is configured in a corresponding form, so that mounting and assembly are easy. It became easy.
특히, 이와 같은 다단 형태의 구성을 가지기 때문에 액체 렌즈 유닛의 저면 영역과 고정 렌즈 모듈의 상단 영역이 중첩되게 결합되기 때문에 액체 렌즈 유닛이 장착된 전체적인 렌즈 조립체의 크기, 즉 높이를 획기적으로 감소시킬 수 있게 되어 소형화 추세에 부합될 수 있다. In particular, because of this multi-stage configuration, the bottom area of the liquid lens unit and the upper area of the fixed lens module are combined to overlap each other, thereby greatly reducing the size, i.e., the height, of the entire lens assembly in which the liquid lens unit is mounted. To meet the trend of miniaturization.
또한, 본 고안에 따른 고정 렌즈 모듈을 이루는 고정 렌즈 모듈은 렌즈 유닛을 수용하는 렌즈 배럴의 외측으로 별도의 하우징을 구비하지 않고, 하우징의 역할을 겸하는 렌즈 배럴을 일체로 구성함으로써, 액체 렌즈 유닛을 렌즈 모듈로 장착시키기 전에 별도로 포커싱 조정과 같은 조정을 수행할 필요가 없게 되었다.In addition, the fixed lens module constituting the fixed lens module according to the present invention does not have a separate housing outside the lens barrel for accommodating the lens unit, and by integrally configuring the lens barrel serving as a housing, thereby providing a liquid lens unit It is no longer necessary to carry out adjustments such as focusing adjustments before mounting them with the lens module.
특히, 본 고안에서는 기본적으로 피사체에 대한 초점을 조절하는 데 있어서 전기습윤 현상을 이용하는 액체 렌즈를 적용함으로써 전기적 구동원에 의하여 초점 조절이 가능하게 되어 모터 등과 같은 기계적 구동원이 요구되지 않을 뿐만 아니라 신속한 반응속도와 함께 적은 소비전력으로 초점 조절이 가능하다. In particular, the present invention basically applies a liquid lens using an electrowetting phenomenon in adjusting the focus on the subject, thereby enabling the focus to be adjusted by the electric driving source, so that a mechanical driving source such as a motor is not required, and also a fast reaction speed. In addition, the focus can be adjusted with low power consumption.
도 1은 본 고안에 따라 고정 렌즈 모듈에 액체 렌즈 유닛이 장착되어 렌즈 조립체가 조립되는 상태를 개략적으로 도시한 사시도. 1 is a perspective view schematically showing a state in which a liquid lens unit is mounted to a fixed lens module according to the present invention to assemble a lens assembly.
도 2는 본 고안에 따른 렌즈 조립체를 이루는 액체 렌즈 유닛의 개략적인 저면 사시도. Figure 2 is a schematic bottom perspective view of the liquid lens unit constituting the lens assembly according to the present invention.
도 3은 본 고안의 일 양태에 따른 액체 렌즈 유닛의 개략적인 구성 및 작용을 도시한 단면도. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration and operation of a liquid lens unit according to an aspect of the present invention.
도 4는 본 고안의 다른 양태에 따른 액체 렌즈 유닛의 개략적인 구성 및 작용을 도시한 단면도. 4 is a cross-sectional view showing a schematic configuration and operation of a liquid lens unit according to another aspect of the present invention.
도 5a는 본 고안에 따른 렌즈 조립체를 이루는 고정 렌즈 모듈의 구성을 나타낸 개략적인 사시도이고, 도 5b는 고정 렌즈 모듈의 저면도.Figure 5a is a schematic perspective view showing the configuration of a fixed lens module constituting a lens assembly according to the present invention, Figure 5b is a bottom view of the fixed lens module.
도 6은 본 고안에 따른 렌즈 조립체를 이루는 고정 렌즈 모듈의 구성을 나타낸 개략적인 단면도.Figure 6 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a fixed lens module constituting a lens assembly according to the present invention.
도 7은 본 고안에 따라 액체 렌즈 유닛을 이루는 전극이 접촉하는 렌즈 배럴 상단에 형성된 브러시의 형태를 개략적으로 도시한 도면. 7 is a view schematically showing the shape of a brush formed on the top of the lens barrel in contact with the electrode constituting the liquid lens unit according to the present invention.
도 8은 본 고안에 따라 상단에 액체 렌즈 유닛이 장착되고 하단으로 필터, 이미지 센서 등이 결합되어 있는 렌즈 조립체를 개략적으로 도시한 단면도.8 is a schematic cross-sectional view of a lens assembly in which a liquid lens unit is mounted on the top and a filter, an image sensor, and the like are coupled to the bottom according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100 : 렌즈 조립체 200 : 액체 렌즈 유닛100 lens assembly 200 liquid lens unit
210 : 액체 챔버 220 : 제 1 전극210: liquid chamber 220: first electrode
230 : 절연층 240 : 제 2 전극230: insulating layer 240: second electrode
300 : 고정 렌즈 모듈 310 : 렌즈 배럴300: fixed lens module 310: lens barrel
320 : 렌즈 유닛 360 : 결합홈320: lens unit 360: coupling groove
362 : 안착부 370, 372 : 브러시362: mounting portion 370, 372: brush
410 : 필터 420 : 이미지 센서410: filter 420: image sensor
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2020070016743U KR20080001462U (en) | 2007-10-16 | 2007-10-16 | Lens Assembly with Liquid Lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2020070016743U KR20080001462U (en) | 2007-10-16 | 2007-10-16 | Lens Assembly with Liquid Lens |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR2020060030452U Division KR20080001448U (en) | 2006-11-27 | 2006-11-27 | Lens Assembly with Liquid Lens |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20080001462U true KR20080001462U (en) | 2008-05-30 |
Family
ID=41324859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR2020070016743U KR20080001462U (en) | 2007-10-16 | 2007-10-16 | Lens Assembly with Liquid Lens |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20080001462U (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150111140A (en) * | 2014-03-25 | 2015-10-05 | 엘지이노텍 주식회사 | Camera module |
| JPWO2014058023A1 (en) * | 2012-10-12 | 2016-09-05 | シャープ株式会社 | Camera module and electronic equipment |
| KR20180123376A (en) * | 2017-05-08 | 2018-11-16 | 주식회사 엠씨넥스 | Auto-focusing camera module |
| JP2021501911A (en) * | 2017-11-02 | 2021-01-21 | エルジー イノテック カンパニー リミテッド | Camera modules and optics including liquid lenses |
-
2007
- 2007-10-16 KR KR2020070016743U patent/KR20080001462U/en not_active Application Discontinuation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2014058023A1 (en) * | 2012-10-12 | 2016-09-05 | シャープ株式会社 | Camera module and electronic equipment |
| KR20150111140A (en) * | 2014-03-25 | 2015-10-05 | 엘지이노텍 주식회사 | Camera module |
| KR20180123376A (en) * | 2017-05-08 | 2018-11-16 | 주식회사 엠씨넥스 | Auto-focusing camera module |
| JP2021501911A (en) * | 2017-11-02 | 2021-01-21 | エルジー イノテック カンパニー リミテッド | Camera modules and optics including liquid lenses |
| US11269116B2 (en) | 2017-11-02 | 2022-03-08 | Lg Innotek Co., Ltd. | Camera module and optical device including liquid lens |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100711254B1 (en) | Liquid zoom lens | |
| KR100815328B1 (en) | Liquid-lens assembly | |
| KR100711247B1 (en) | Liquid zoom lens | |
| US7466493B2 (en) | Liquid lens | |
| KR101034521B1 (en) | Zoom lens | |
| CN100426007C (en) | Variable focus lens package having clamping means for fixing the various lens package elements with respect to each other | |
| US7515348B2 (en) | Zoom optical system | |
| US7675687B2 (en) | Liquid lens group | |
| US7570434B2 (en) | Liquid-based optical device, method for controlling such a device and electronic device | |
| KR20080001462U (en) | Lens Assembly with Liquid Lens | |
| Hendriks et al. | Through a lens sharply [FluidFocus lens] | |
| KR100937139B1 (en) | Lens Assembly for Mobile Apparatus Having Improved Image Uniformity | |
| KR20080001448U (en) | Lens Assembly with Liquid Lens | |
| JP2008152090A (en) | Variable-focus liquid lens apparatus | |
| US8031408B2 (en) | Fluid displacement mechanism | |
| CN115469386A (en) | Liquid lens and camera module |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| U106 | Divisional application of utility model | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |