KR20090014584A - Variable focus optical device using liquid optical material and fabrication methods thereof - Google Patents
Variable focus optical device using liquid optical material and fabrication methods thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR20090014584A KR20090014584A KR1020070078648A KR20070078648A KR20090014584A KR 20090014584 A KR20090014584 A KR 20090014584A KR 1020070078648 A KR1020070078648 A KR 1020070078648A KR 20070078648 A KR20070078648 A KR 20070078648A KR 20090014584 A KR20090014584 A KR 20090014584A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- membrane
- wall
- chamber
- liquid
- optical body
- Prior art date
Links
Images
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
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
- G02B13/0055—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element
- G02B13/0065—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element having a beam-folding prism or mirror
- G02B13/007—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element having a beam-folding prism or mirror the beam folding prism having at least one curved surface
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/004—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid
- G02B26/005—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid based on electrowetting
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
- G02B26/0825—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a flexible sheet or membrane, e.g. for varying the focus
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
- G02B27/0068—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration having means for controlling the degree of correction, e.g. using phase modulators, movable elements
-
- 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
- G02B7/08—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification adapted to co-operate with a remote control mechanism
Abstract
Description
본 발명은 가변 초점 광학 장치 및 그 제작 방법들에 대한 것으로, 보다 상세하게는, 액상 광학체를 이용하여 초점 거리를 다변화시킬 수 있는 가변 초점 광학 장치 및 그 제작 방법들에 대한 것이다.The present invention relates to a variable focusing optical device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a variable focusing optical device and a method for manufacturing the same, which can vary the focal length by using a liquid optical body.
현대 무선 휴대 통신 기기는 단순한 전화 기능 및 메시지 전달 기능을 넘어서, 카메라, 게임, 음악 재생, 인터넷 등의 다양한 기능을 수행할 수 있는 다목적 전자기기로 발전하고 있다. 또한, 사용자의 편의성 및 심미감을 극대화시키기 위하여 점점 더 소형화, 슬림화되고 있다.Modern wireless mobile communication devices have evolved beyond simple phone functions and message transfer functions into versatile electronic devices capable of performing various functions such as cameras, games, music playback, and the Internet. In addition, in order to maximize the convenience and aesthetics of the user, it is increasingly smaller and slim.
이에 따라, 점점 더 작아지는 공간 내에 많은 모듈을 집적하기 위한 시도가 이루어지고 있다. 이 중, 소형화가 가장 어려운 모듈 중 하나가 카메라 모듈이다. 즉, 카메라 모듈은 일반적으로 렌즈를 이용하게 되는데, 렌즈가 내장된 모듈의 부피 및 두께를 줄이는 것이 가장 난제로 평가되고 있다. 특히, 더 나은 영상을 얻기 위해서는 자동 초점 기능, 손떨림 방지 기능, 줌 기능 등도 집적하여야 하지만, 현 재로서는 크기 상의 제약 때문에, 이러한 기능을 추가하기 어렵다는 문제점이 있었다.Accordingly, attempts have been made to integrate many modules in increasingly smaller spaces. Among these, one of the most difficult modules to be miniaturized is a camera module. That is, the camera module generally uses a lens, and reducing the volume and thickness of the module in which the lens is embedded is considered the most difficult. In particular, in order to obtain a better image, an auto focus function, an anti-shake function, a zoom function, and the like must also be integrated, but at present, there is a problem in that it is difficult to add such a function due to size limitations.
특히, 사용자는 카메라 기능을 다양한 방식으로 활용할 수 있다. 가령, 원거리에 있는 피사체를 촬상할 수도 있고, 명함이나 카드 등을 5 ~ 10cm 정도 거리에 두고 근접 촬영을 시도할 수도 있다. 하지만, 디지털 카메라와 같은 전문적인 카메라가 아닌 이상, 초점 거리가 고정되어 있는 것이 일반적이기 때문에 이러한 근접 촬영을 수행하기 어렵다. 따라서, 근접 촬영을 시도하면 이미지가 흐려지는 문제점을 가지고 있다. In particular, the user can utilize the camera function in various ways. For example, you can take a picture of a distant subject, or try to take a close-up shot with a business card or card at a distance of 5 to 10 cm. However, unless a professional camera such as a digital camera is used, it is difficult to perform such close-up photography because the focal length is generally fixed. Therefore, there is a problem that the image is blurred when attempting close-up photography.
이러한 문제점들을 해결하기 위하여 액상 광학체를 이용하여 초점 거리를 변화시키고자 하는 시도가 있었다. 이는 액체 상태인 광학체로 렌즈를 구성하고, 광학체의 유입양 또는 배출양을 조정하여 렌즈 곡률을 변화시키는 방식이다. 이 경우, 무빙 파트 없이도 오토 포커스나 줌 기능등의 다양한 기능을 구현할 수 있게 되어, 렌즈부의 부피 또는 두께를 최소화시킬 수 있다. In order to solve these problems, there have been attempts to change the focal length by using a liquid optical body. This is a method in which the lens is composed of an optical body in a liquid state and the lens curvature is changed by adjusting an inflow or outflow amount of the optical body. In this case, various functions such as an auto focus or a zoom function can be implemented without a moving part, thereby minimizing the volume or thickness of the lens unit.
하지만, 액상 광학체를 이용하는 광학 장치를 제작하기 위해서는 액상 광학체를 주입하는 과정이 필수적으로 요청되는데, 이러한 주입 공정은 공정 난이도가 크다는 점에서 문제가 있었다. 특히, 액체 주입 후 밀봉하는 과정에서 필연적으로 미세한 기포가 발생되어 액상 광학체 내부에 존재하게 되므로, 광특성이 떨어진다는 문제점도 있었다. 또한, 작은 주입/배출구로 인해 액상 광학체의 밀도나 점도 등과 같은 물리적 특성이 제한되어, 고 굴절율을 갖기 위한 액상 광학체 선택에 제약이 생긴다는 어려움도 있었다.However, in order to manufacture an optical device using a liquid optical body, a process of injecting a liquid optical body is required. This injection process has a problem in that process difficulty is large. In particular, since a bubble is inevitably generated in the sealing process after the liquid injection and is present in the liquid optical body, there is also a problem that the optical properties are deteriorated. In addition, due to the small injection / discharge port, the physical properties such as density and viscosity of the liquid optical body is limited, there is also a difficulty in creating a liquid optical body having a high refractive index.
본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 액체 주입/배출구 없이 액상 광학체의 부피를 조절하여 초점을 변화시킬 수 있어, 초소형화, 슬림화가 가능한 가변 초점 광학 장치를 제공함에 있다.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 variable focusing optical device capable of miniaturization and slimming by changing the focus by adjusting the volume of a liquid optical body without a liquid inlet / outlet. have.
본 발명의 다른 목적은 액체 주입/배출구 없이 부피 조절이 가능한 액상 광학체를 이용하는 가변 초점 광학 장치를 초소형으로 제작할 수 있으며, 광특성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 제작 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a variable focusing optical device using a liquid optical body that can be adjusted in volume without a liquid injection / discharge port in a very small size, to provide a manufacturing method that can improve the optical properties and productivity.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 가변 초점 광학 장치는, 액상 광학체(Liquid optical material)가 담긴 챔버(chamber)를 포함하는 렌즈부, 상기 액상 광학체의 부피 변화를 위한 복수 개의 홀이 형성된 커버 프레임 및 상기 커버 프레임 및 상기 렌즈부 사이에 배치되며, 상기 복수 개의 홀(hole)들의 하부에 위치한 액상 광학체의 부피 조정이 가능한 엑츄에이터를 포함한다.According to one or more embodiments of the present invention, a variable focus optical device includes a lens unit including a chamber containing a liquid optical material, and a volume change for the liquid optical body. A cover frame having a plurality of holes and an actuator disposed between the cover frame and the lens unit, the actuator capable of adjusting the volume of the liquid optical body located below the plurality of holes.
이 경우, 상기 렌즈부는, 투명 웨이퍼, 상기 투명 웨이퍼 상에서 상기 액상 광학체가 담긴 챔버를 형성하는 월 및 상기 챔버를 채운 액상 광학체를 덮은 멤브레인을 포함할 수 있다.In this case, the lens unit may include a transparent wafer, a wall forming a chamber containing the liquid optical body on the transparent wafer, and a membrane covering the liquid optical body filling the chamber.
여기서, 상기 엑츄에이터는, 상기 렌즈부 내의 상기 멤브레인에 결합될 수 있다.Here, the actuator may be coupled to the membrane in the lens unit.
한편, 상기 렌즈부는, 상기 챔버 내에서 상기 멤브레인을 지지하며, 상기 챔 버의 바닥면으로부터 일정 거리 이격되어 상기 바닥면과의 사이 공간에서 상기 액상 광학체가 유동할 수 있도록 하는 지지부를 더 포함할 수 있다.The lens unit may further include a support part supporting the membrane in the chamber and allowing the liquid optical body to flow in a space between the bottom surface and a distance from the bottom surface of the chamber. have.
또 다른 실시 예에 따르면, 상기 렌즈부는, 상기 챔버 내에서 상기 챔버 바닥면에 접하며, 상기 멤브레인의 하부면과 일정 거리 이격되어 상기 멤브레인 하부면과의 사이 공간에서 상기 액상 광학체가 유동할 수 있도록 하는 지지부를 더 포함할 수도 있다.According to another embodiment, the lens unit is in contact with the chamber bottom surface in the chamber, spaced apart from the lower surface of the membrane by a certain distance to allow the liquid optical body to flow in the space between the membrane and the lower surface It may further include a support.
이상과 같은 실시 예들에서, 상기 웨이퍼, 상기 월 및 상기 지지부는 일체로 형성될 수 있다.In the above embodiments, the wafer, the wall and the support may be integrally formed.
또한, 상기 지지부는, 상기 커버 프레임 내에서 상기 홀을 이루기 위하여 형성된 격벽 부분에 대응되는 위치에 형성될 수 있다.In addition, the support part may be formed at a position corresponding to a partition portion formed to form the hole in the cover frame.
한편, 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 렌즈부는, 상기 월의 상부 표면 상에서 가장 자리 영역에 형성된 그루브(groove);를 더 포함하며, 상기 멤브레인은 상기 그루브를 통해 상기 월과 결합되면서, 상기 액상 광학체를 커버할 수 있다.On the other hand, according to another embodiment, the lens unit further comprises a groove (groove) formed in the edge region on the upper surface of the wall, wherein the membrane is coupled to the wall through the groove, the liquid optical Can cover the sieve.
또한, 상기 월의 표면과 상기 투명 웨이퍼 상에 형성된 UV 접합층을 더 포함할 수도 있다.In addition, the UV bonding layer formed on the surface of the wall and the transparent wafer may be further included.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가변 초점 광학 장치 제작 방법은, (a) 멤브레인의 일 표면 상에서 챔버를 이루는 월을 형성하는 단계, (b) 상기 챔버 내로 액상 광학체를 디스펜싱하는 단계, (c) 상기 액상 광학체를 담은 챔버 상부에 투명 웨이퍼를 진공 본딩하는 단계 및, (d) 상기 멤브레인의 타 표면 상에 상기 멤브레인을 변형시키기 위한 엑츄에이터 및 상기 액상 광학체의 부피 변화를 위한 복 수 개의 홀이 형성된 커버 프레임을 형성하는 단계를 포함한다.On the other hand, the method of manufacturing a variable focusing optical device according to an embodiment of the present invention, (a) forming a wall forming a chamber on one surface of the membrane, (b) dispensing a liquid optical body into the chamber, (c) vacuum bonding a transparent wafer on top of the chamber containing the liquid optics, and (d) an actuator for modifying the membrane on the other surface of the membrane and a plurality of variations for volume change of the liquid optics Forming a cover frame in which two holes are formed.
여기서, 상기 (c) 단계는, (c1) 상기 액상 광학체가 담긴 챔버의 바닥면을 이루는 멤브레인을 변형시키고, 상기 투명 웨이퍼를 진공 상태에서 본딩하는 단계 및, (c2) 상기 진공 상태를 해제시켜 상기 변형된 멤브레인을 복원시키는 단계를 포함할 수 있다.Here, the step (c), (c1) deforming the membrane forming the bottom surface of the chamber containing the liquid optical body, bonding the transparent wafer in a vacuum state, (c2) by releasing the vacuum state Restoring the modified membrane.
이 경우, 상기 (c1)단계는, 중력 및 정전기력 중 적어도 하나를 이용하여 상기 멤브레인을 상기 투명 웨이퍼 반대 방향으로 변형시킬 수 있다.In this case, step (c1) may deform the membrane in a direction opposite to the transparent wafer using at least one of gravity and electrostatic force.
또는, 본 제작 방법은 상기 멤브레인의 일 표면 상에 상기 월이 형성되면, 상기 월 표면 상에 UV 접합층을 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 (b) 단계는, 상기 UV 접합층의 표면 하부까지 상기 액상 광학체를 디스펜싱하고, 상기 (c) 단계는, 상기 액상 광학체가 디스펜싱된 상태에서 상기 UV 접합층을 이용하여 상기 투명 웨이퍼를 상기 월에 진공 본딩하고, UV 코팅을 수행하여 상기 UV 접합층을 수축시킬 수 있다. Alternatively, the manufacturing method may further include forming a UV bonding layer on the wall surface when the wall is formed on one surface of the membrane. In this case, the step (b) is to dispense the liquid optical body to the lower surface of the UV bonding layer, and the step (c), using the UV bonding layer in the state in which the liquid optical body is dispensed The transparent wafer may be vacuum bonded to the wall, and UV coating may be performed to shrink the UV bonding layer.
또는, 상술한 바와 같이 중력 및 정전기력 중 적어도 하나를 이용하여 상기 멤브레인을 상기 투명 웨이퍼 반대 방향으로 변형시킨 후, 복원시키는 실시 예에서도, 월 표면 상에 UV 접합층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우에도, 상기 (c) 단계는, 상기 UV 접합층을 이용하여 상기 투명 웨이퍼를 상기 월에 진공 본딩하고, UV 코팅을 수행하여 상기 UV 접합층을 수축시킬 수 있다.Alternatively, as described above, the method may further include forming a UV bonding layer on the wall surface even in an embodiment in which the membrane is deformed in the opposite direction to the transparent wafer using at least one of gravity and electrostatic force, and then restored. have. Even in this case, the step (c) may vacuum-bond the transparent wafer to the wall using the UV bonding layer and perform UV coating to shrink the UV bonding layer.
한편, 상기 (a)단계는, (a1) 웨이퍼를 식각하여 소정 형태의 챔버를 이루는 월을 제작하는 단계 및 (a2) 상기 웨이퍼를 상기 멤브레인의 일 표면에 결합하여, 상기 멤브레인 상의 챔버를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.On the other hand, the step (a), (a1) etching the wafer to form a wall forming a chamber of a predetermined shape and (a2) by coupling the wafer to one surface of the membrane, to form a chamber on the membrane It may include a step.
이 경우, 상기 (a1)단계는, 상기 챔버의 바닥면으로부터 일정 거리 이격되어 상기 바닥면과의 사이 공간에서 상기 액상 광학체가 유동할 수 있도록 하는 지지부를 상기 월과 함께 일괄 제작할 수 있다.In this case, in the step (a1), a support part allowing the liquid optical body to flow in a space between the bottom surface and a distance from the bottom surface of the chamber may be manufactured together with the wall.
또는, 상기 (a1)단계는, 상기 멤브레인의 일 표면과 일정 거리 이격되어 상기 멤브레인 일 표면과의 사이 공간에서 상기 액상 광학체가 유동할 수 있도록 하는 지지부를 상기 월과 함께 일괄 제작할 수도 있다.Alternatively, in the step (a1), the support may be manufactured together with the wall to allow the liquid optical body to flow in a space between the one surface of the membrane and a distance from the one surface of the membrane.
한편, 상기 (d)단계는, 상기 멤브레인의 타 표면 중 소정 영역에 상기 엑츄에이터를 형성하는 단계 및 상기 복수 개의 홀 중 적어도 하나의 홀 내부에 상기 엑츄에이터가 위치하도록 상기 커버 프레임을 상기 멤브레인의 타 표면 방향으로 본딩시키는 단계를 포함할 수 있다.On the other hand, the step (d), the step of forming the actuator in a predetermined area of the other surface of the membrane and the cover frame to the other surface of the membrane so that the actuator is located inside at least one of the plurality of holes Bonding in the direction.
또한 바람직하게는, 본 제작 방법은, 상기 멤브레인 상에서 상기 챔버가 복수 개로 형성된 경우, 다이싱을 수행하여 각 챔버 별로 분리시켜 복수 개의 가변 초점 광학 장치를 일괄 제작하는 단계를 더 포함할 수도 있다.Also, preferably, when the plurality of chambers are formed on the membrane, the manufacturing method may further include a step of dicing and separating the chambers into a plurality of variable focusing optical devices.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가변 초점 광학 장치 제작 방법은, 투명 웨이퍼 상에서 적어도 하나의 챔버를 이루는 월을 형성하는 단계, 상기 챔버 내에 액상 광학체를 디스펜싱하는 단계, 상기 액상 광학체보다 비중이 낮은 액상 멤브레인을 상기 액상 광학체 상에 디스펜싱하는 단계 및 상기 액상 멤브레인이 경화되어 멤브레인을 형성하면, 상기 멤브레인 상에 상기 멤브레인을 변형시키기 위한 엑츄에이터 및 상기 액상 광학체의 부피 변화를 위한 복수 개의 홀이 형성된 커버 프레임을 형성하는 단계를 포함한다.On the other hand, the variable focus optical device manufacturing method according to another embodiment of the present invention, forming a wall constituting at least one chamber on a transparent wafer, dispensing a liquid optical body in the chamber, than the liquid optical body Dispensing a liquid membrane having a low specific gravity on the liquid optical body and when the liquid membrane is cured to form a membrane, an actuator for deforming the membrane on the membrane and a plurality of volumes for volume change of the liquid optical body. Forming a cover frame in which two holes are formed.
이 경우, 상기 투명 웨이퍼 상에서 챔버를 이루는 월을 형성하는 단계는, 웨이퍼를 식각하여 상기 월을 제작하는 단계 및 상기 월을 상기 투명 웨이퍼의 일 표면에 본딩시켜, 상기 투명 웨이퍼의 일 표면을 바닥면으로 하는 챔버를 이루는 단계를 포함할 수 있다.In this case, the forming of the wall constituting the chamber on the transparent wafer, etching the wafer to produce the wall and bonding the wall to one surface of the transparent wafer, the bottom surface of the transparent wafer It may comprise the step of forming a chamber.
한편, 상기 웨이퍼를 식각하여 상기 월을 제작하는 단계는, 상기 웨이퍼를 식각하여, 상기 챔버의 바닥면으로부터 일정 거리 이격되어 상기 바닥면과의 사이 공간에서 상기 액상 광학체가 유동할 수 있도록 하는 지지부를 상기 월과 함께 일괄 제작할 수 있다.Meanwhile, in the manufacturing of the wall by etching the wafer, the wafer may be etched to support the liquid optical body to flow in a space between the bottom surface and a distance from the bottom surface of the chamber. It can be produced together with the month.
또는, 상기 웨이퍼를 식각하여 상기 월을 제작하는 단계는, 상기 웨이퍼를 식각하여, 상기 멤브레인의 일 표면과 일정 거리 이격되어 상기 멤브레인 일 표면과의 사이 공간에서 상기 액상 광학체가 유동할 수 있도록 하는 지지부를 상기 월과 함께 일괄 제작할 수도 있다.Alternatively, in the manufacturing of the wall by etching the wafer, the wafer may be etched so that the liquid optical body may flow in a space between the one surface of the membrane and a distance from the one surface of the membrane. May be produced together with the month.
한편, 투명 웨이퍼 상에서 챔버를 이루는 월을 형성하는 단계는, 상기 월의 상부 표면의 가장 자리에 그루브를 제작할 수 있다. 이 경우, 상기 액상 멤브레인을 디스펜싱하는 단계는, 상기 그루브 부분까지 상기 액상 멤브레인을 디스펜싱하여 상기 액상 광학체를 덮을 수 있다.Meanwhile, in the forming of the wall constituting the chamber on the transparent wafer, a groove may be manufactured at the edge of the upper surface of the wall. In this case, in the dispensing of the liquid membrane, the liquid membrane may be dispensed up to the groove portion to cover the liquid optical body.
본 제작 방법은, 상기 투명 웨이퍼상에서 상기 챔버가 복수 개로 형성된 경우, 다이싱을 수행하여 각 챔버 별로 분리시켜 복수 개의 가변 초점 광학 장치를 일괄 제작하는 단계를 더 포함할 수도 있다. The manufacturing method may further include, when the plurality of chambers are formed on the transparent wafer, dicing and separating the chambers for each chamber to collectively manufacture the plurality of variable focusing optical devices.
본 발명에 따른 가변 초점 광학 장치는 액상 광학체를 이용함으로써 초소형, 슬림화가 가능하면서, 보이드가 생기지 않아 뛰어난 광특성을 가질 수 있다. 특히, 액체 주입구나 배출구와 같은 구성을 필요로 하지 않는 구조로 제작되어 지는 바 기밀성(Hermetic property)이 우수하고, 밀도 및 점도가 큰 액상 광학체를 사용할 수도 있으며, 액체 주입 및 배출 과정에서 액상 광학체가 국부적으로 불안정하게 이동되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 이러한 가변 초점 광학 장치를 간단한 방식으로 용이하게 제작할 수 있게 되어, 공정 불량률, 제작 코스트, 공정 시간 등을 감소시킬 수 있으며, 신뢰성 높은 제품 구현 및 대량 생산이 가능해진다. The variable focusing optical apparatus according to the present invention can be miniaturized and slimmed by using a liquid optical body, and can have excellent optical properties without generating voids. Particularly, since it is manufactured in a structure that does not require a liquid injection or discharge port, a liquid optical body having excellent hermetic properties, high density and viscosity may be used, and liquid optical during liquid injection and discharge. The sieve can be prevented from moving locally unstable. In addition, according to the present invention, it is possible to easily manufacture such a variable focusing optical device in a simple manner, which can reduce the process failure rate, manufacturing cost, processing time, etc., and enables high product reliability and mass production.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가변 초점 광학 장치의 구성을 나타내는 모식도이다. 도 1에 따르면, 본 가변 초점 광학 장치는 렌즈부(100), 엑츄에이터(200) 및 커버 프레임(300)을 포함한다.1 is a schematic diagram showing the configuration of a variable focus optical device according to an embodiment of the present invention. According to FIG. 1, the present variable focusing optical apparatus includes a
렌즈부(100)는 액상 광학체(Liquid optical material)를 구비하여 렌즈 역할을 수행하는 부분을 의미한다. 구체적으로는, 렌즈부(100)는 투명 웨이퍼(110), 월(wall : 120), 지지부(125), 액상 광학체(130), 멤브레인(140)을 포함한다.The
투명 웨이퍼(110)는 글래스와 같은 재질로 이루어져, 빛을 투과시킬 수 있도록 하는 웨이퍼이다. 투명 웨이퍼(110)는 파이렉스 글래스(Pyrex Glass)를 사용하 여 제작할 수 있다. 월(120)을 투명 웨이퍼(110)의 일 표면 상에서 소정 크기 및 형태의 챔버(chamber)를 형성하며, 그 챔버 내부에는 액상 광학체(130)가 담긴다.The
액상 광학체(130)는 디스펜싱(dispensing) 방식으로 챔버 내부로 투입됨으로써, 별도의 액체 주입구를 필요로 하지 않는다. 이 경우, 액상 광학체(130)로는 진공 휘발성이 낮고(5mmHg 진공도에서 끓는 점이 섭씨 210 ~ 250도 정도), 굴절률이나 비중이 큰 특성(굴절율 1.555 이상, 비중 1.9 이상)을 가지는 제품을 사용할 수 있다. 예를 들어, ShinEtsu Silicon 사의 제품인 HIVAC F-4, HIVAC F-5이나, Nusil Technology 사의 LS-5241-10 등을 액상 광학체(130)로 사용할 수 있다.The liquid
한편, 지지부(125)는 챔버 내부에 위치하며, 멤브레인과 접하여 지지한다. 지지부(125) 하부, 즉, 지지부(125)와 챔버 바닥면사이의 공간은 액상 광학체(130)의 챔버 내 이동 통로 역할을 한다. 지지부(125)의 위치는 실시 예에 따라 달라질 수 있으며, 이에 대해서는 후술한다.On the other hand, the
챔버 내에 담겨진 액상 광학체(130) 상부에는 멤브레인(140)이 형성된다. 멤브레인(140)는 변형이 쉽고, 투명한 재질로 이루어진다. 멤브레인(140)이 변형됨에 따라, 하부의 액상 광학체(130)의 두께가 조절되어, 결과적으로 초점이 변화될 수 있다. 멤브레인(140)으로는 Sylgard 184와 같은 Polydimethylsiloxane (PDMS) 또는 Poly Ethylene glycol(PEG)를 사용할 수 있다.The
멤브레인(140) 상에는 엑츄에이터(200)가 형성된다. 엑츄에이터(200)는 멤브레인(140)의 변형을 유발하는 구성이다. 구체적으로는 엑츄에이터(200)는 제1 전극, 압전층, 제2 전극이 순차적으로 적층된 형태로 제작될 수 있다. 이에 따라, 구 동 전원이 인가되었을 때 압전 현상을 일으켜 멤브레인(140)을 변형시킬 수 있다.An
엑츄에이터(200)는 멤브레인(140) 중 소정 영역(360)을 제외한 나머지 부분에 형성될 수 있다. 엑츄에이터(200)가 제외된 영역(360)이 실질적으로 렌즈로 동작하는 부분이 될 수 있다. 엑츄에이터(200)는 하부의 멤브레인(140)을 변형시켜, 멤브레인(140) 하부의 액상 광학체(130)의 부피를 변화시킬 수 있다.The
엑츄에이터(200) 상에는 커버 프레임(300)이 형성된다. 커버 프레임(300)은 액상 광학체(130)가 채워져 있는 고립된 공간인 챔버를 고정시켜, 액상 광학체(130)의 흐름을 안정화시키는 역할을 한다. 즉, 고형화된 커버 프레임(300)이 엑츄에이터(200) 및 렌즈부(100)를 지지하여 줌으로써, 액상 광학체(130)의 두께가 안정적으로 조정될 수 있도록 한다. 이를 위해, 커버 프레임(300)은 복수 개의 홀(350a, 350c, 360)을 포함한다. 커버 프레임(300)은 실리콘이나 글래스 웨이퍼로 이루어질 수 있다.The
각 홀들은 액상 광학체(130)의 두께가 조정될 수 있는 공간을 제공한다. 즉, 도 1에서 양측 홀(350a, 350c)들 내부에는 엑츄에이터(200)가 배치되어, 그 하부의 멤브레인(140)을 상측 또는 하측으로 휘어지게 할 수 있다. 이에 따라, 챔버 내에서 액상 광학체(130)가 이동하여 중심 홀(360) 내에서의 액상 광학체(130) 두께가 커지거나, 작아질 수 있다. 이에 따라, 렌즈의 초점이 변화될 수 있다.Each hole provides a space in which the thickness of the liquid
도 1의 가변 초점 광학 장치는 액상 광학체(130)가 디스펜싱 방식으로 챔버 내로 투입되며, 멤브레인(140) 변형에 의해 액상 광학체(130) 부피가 조정되는 방식으로 동작하므로, 커버 프레임에 액체 주입구, 액체 배출구와 같은 구성이 갖추 어 질 필요가 없다. The variable focus optical apparatus of FIG. 1 operates in a manner in which the liquid
도 2 및 도 3은 도 1의 가변 초점 광학 장치의 초점 조정 과정을 설명하기 위한 모식도이다. 먼저, 도 2에서와 같이 양측 홀(350a, 350c) 내에서 멤브레인(140)이 하측으로 휘어지면, 중심 홀(360) 내에서의 멤브레인(140)은 하부의 액상 광학체(130)에 의해 상측으로 휘어지게 된다. 이에 따라, 중심 홀(360) 내에서의 액상 광학체(130) 두께가 커지게 됨을 알 수 있다.2 and 3 are schematic diagrams for describing a focus adjustment process of the variable focus optical device of FIG. 1. First, as shown in FIG. 2, when the
도 3은 도 2의 초점 조정 과정을 입체적으로 나타내는 모식도이다. 설명의 편의를 위하여 도 3에서는 커버 프레임(300)에 대한 도시를 생략하였다. 도 3에 따르면, 중심 홀(360)을 제외한 주변 홀(350a, 350b, 350c)에서 하측방향 힘이 가해짐으로써, 중심 홀(360) 하측으로 액상 광학체(130)가 이동된다. 이에 따라, 주변 홀(350a, 350b, 350c) 하부의 액상 광학체(130) 두께 d1보다 중심 홀(360) 하부의 액상 광학체(130) 두께 d2가 더 커진 것을 알 수 있다.3 is a schematic diagram three-dimensionally illustrating the focus adjustment process of FIG. For convenience of description, the illustration of the
도 4 및 도 5는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 가변 초점 광학 장치의 구성을 나타내는 모식도이다. 도 4의 실시 예에 따르면, 지지부(125)가 챔버 바닥면에 접하는 형태로 제작된다. 이에 따라, 액상 광학체(130)의 이동 통로가 지지부(125) 및 멤브레인(140) 사이에서 형성되어, 액상 광학체(130)가 그 이동 통로 내에서 양 방향으로 이동할 수 있다. 4 and 5 are schematic diagrams illustrating a configuration of a variable focus optical device according to various embodiments of the present disclosure. According to the embodiment of Figure 4, the
또는, 도 5에서와 같이 지지부(125), 월(120)은 투명 웨이퍼(110)와 일체로 형성될 수도 있다. 즉, 투명 웨이퍼(110)의 표면을 챔버 형태로 식각함으로써, 지지부(125), 월(120)을 한꺼번에 제작할 수 있다. Alternatively, as shown in FIG. 5, the
한편, 도 1 내지 도 5에서 지지부(125)는 커버 프레임(300) 내의 격벽(310)의 하부에 형성될 수 있다. 커버 프레임(300) 내에 복수 개의 홀이 형성되기 위해서는 외부 프레임 이외에 내부에 격벽(310)이 형성되는 데, 지지부(125)는 챔버 내에서 격벽(310) 하부에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 이와 같이, 지지부(125)의 위치 및 크기를 조정하여, 액상 광학체(130)의 이동 속도를 조정할 수 있다.Meanwhile, in FIGS. 1 to 5, the
도 6a 내지 도 6h는 본 가변 초점 광학 장치를 제작하는 제작 방법의 일 실시 예를 설명하기 위한 모식도이다. 6A to 6H are schematic views for explaining an embodiment of a manufacturing method for manufacturing the variable focusing optical device.
먼저, 도 6a와 같이 월(120) 및 지지부(125)를 제작한다. 즉, 웨이퍼를 식각하여 월(120) 및 지지부(125) 형태로 패터닝한다. 구체적으로는 실리콘 웨이퍼를 이용하여, 더블 사이드 DRIE 방식으로 월(120) 및 지지부(125)를 제작할 수 있다.First, the
다음으로, 도 6b에서와 같이 멤브레인(140) 상에 월(120) 및 지지부(125)를 본딩한다. 이 경우, 멤브레인(140)과의 본딩에 앞서 월(120) 및 지지부(125) 표면에 기밀성 본딩(Hermetic bonding)을 위한 사전 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 이에 따라 본딩이 이루어지면, 멤브레인(140)을 바닥면으로 하고, 월(120)을 사이드면으로 하는 챔버가 형성된다. Next, the
다음으로, 도 6c에서와 같이 액상 광학체(130)를 챔버 내부로 디스펜싱(dispensing)한다.Next, as shown in FIG. 6C, the liquid
이 경우, 도 6d에서와 같이 중력 등이 작용하여 액상 광학체(130)가 담겨진 챔버 내의 멤브레인(140)이 하측으로 처지게 되어, 볼록한 형상을 이룬다. 결과적으로, 액상 광학체(130)가 원래의 챔버 크기보다 더 많은 양으로 담겨질 수 있다. 이 경우, 멤브레인(140)에 작용하는 중력의 힘이 크지 않은 경우, 멤브레인(140) 하측 방향으로 정전기력을 추가로 가하여 멤브레인(140)이 하측으로 처지는 정도를 조정할 수 있다. 구체적으로는, 지그(jig)를 포함한 정전기력 척(Electrostatic Chuck)을 사용하여 멤브레인(140)을 하측으로 볼록하게 탄성 변형시킬 수 있다. 이 때, 챔버 내에 담겨진 액상 광학체(130)가 월(120)의 상부 표면을 넘지 않도록, 월(120) 상부 표면보다 약간 낮은 수위로 액상 광학체(130) 디스펜싱 양을 조정하는 것이 바람직하다. In this case, as shown in FIG. 6D, gravity or the like acts to cause the
그리고 나서, 도 6e에서와 같이 투명 웨이퍼(110)를 진공 상태 하에서 본딩하여, 챔버를 폐쇄시킨다. 구체적으로는, 진공실과 같은 환경 하에서, 투명 웨이퍼(110)의 일 표면과 월(120) 상부 표면을 압착 본딩시킨다. 본딩에는 UV 큐러블(curable)한 접착제가 사용될 수 있다. 그 밖에, 써말 큐러블(thermal curable)한 접착제를 사용하거나, 드라이 필름 레지스터(Dry Film Resister)등과 같이 포토리소그래피(photo Lithography)가 가능한 물질을 사용할 수도 있다. Then, the
투명 웨이퍼(110)가 본딩되고 나면, 도 6f에서와 같이 진공 상태를 해제한다. 이에 따라, 대기압에 의해 멤브레인(140)이 다시 수평 상태로 복귀되면서, 투명 웨이퍼(110), 월(120), 멤브레인(140) 내에 존재하던 진공 상태의 빈 공간이 제거되고, 액상 광학체(130)로만 챔버가 채워지게 된다. 이 경우, 멤브레인(140)이 수평 상태로 잘 복귀할 수 있도록, 정전기력은 제거하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 진공 상태에서 압착 본딩을 수행함에 따라 기포와 같은 보이드 형성을 방지할 수 있다.After the
다음으로, 도 6g에서와 같이 투명 웨이퍼(110) 상에 UV(Ultra Violet)를 조사하여, 투명 웨이퍼(110) 및 월(120) 상부 표면 사이에 존재하는 접착제를 큐어링한다. 이에 따라, 투명 웨이퍼(110)를 월(120) 상부에 견고하게 본딩시킬 수 있다.Next, UV (Ultra Violet) is irradiated onto the
다음으로, 도 6h에서와 같이 멤브레인(140) 표면에 엑츄에이터(200) 및 커버 프레임(300)을 부착한다. 커버 프레임(300)에 대해서는 별도의 웨이퍼를 식각하여, 복수 개의 홀을 형성함으로써 개별적으로 제작할 수 있다. 커버 프레임(300)의 부착시에는 각 홀들이 멤브레인(140) 표면 중 실제 변형이 일어나야 하는 부분에 위치하도록 정렬하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 실제 변형이 일어나는 부분을 제외한 나머지 부분이 커버 프레임(300)에 의해 고정됨으로써, 견고한 가변 초점 광학 장치가 형성될 수 있다. Next, as shown in FIG. 6h, the
도 7a 내지 도 7d는 본 제작 방법을 입체적으로 설명하기 위한 모식도이다. 먼저, 도 7a에 따르면, 월(120) 및 지지부(125)를 포함하는 프레임을 제작한 후, 멤브레인(140)과 본딩시킨다. 도 7a에 도시된 I 방향으로 자른 수직 단면도는 도 6a와 대응된다. 7A to 7D are schematic views for explaining the present production method in three dimensions. First, according to FIG. 7A, a frame including a
다음으로, 도 7b에서와 같이 액상 광학체(130)를 챔버 내로 디스펜싱한다. 이에 따라, 액상 광학체(130)는 커버프레임(300)의 각 홀(350a ~ 350d, 360)에 대응되는 위치의 챔버 영역 및 지지부(125) 상부 등을 채운다. Next, as shown in FIG. 7B, the liquid
그리고 나서, 도 7c에서와 같이 진공 상태에서 투명 웨이퍼(110)를 본딩시키고, 도 7d에서와 같이 진공 해제하여 챔버 내부를 액상 광학체(130)로만 채우게 된다.Then, the
한편, 도 8a 내지 도 8d는 본 가변 초점 광학 장치의 제작 방법의 또 다른 실시 예를 설명하기 위한 모식도이다. 먼저, 도 8a에 도시된 바와 같이 월(120) 및 지지부(125)로 이루어진 프레임을 투명 웨이퍼(110) 상에 본딩하여, 챔버를 형성한다. 프레임 및 투명 웨이퍼(110)의 본딩은 기밀성 본딩 방식이나 어노딕 본딩(anodic bonding) 방식에 따라 이루어질 수 있다. 이 경우, 월(120)의 상부 표면 중 내측 가장 자리 영역에는 그루브(121)를 형성한다. 8A to 8D are schematic views for explaining still another embodiment of the method of manufacturing the variable focus optical device. First, as shown in FIG. 8A, a frame formed of the
다음으로, 도 8b에서와 같이 액상 광학체(130)를 디스펜싱하여, 챔버 내부를 채운다. 이 경우, 액상 광학체(130)는 그루브(121)의 바닥면 수준까지 채워지는 것이 바람직하다. 또한, 액상 광학체(130)를 디스펜싱하기에 앞서, 지지부(125) 및 월 표면에 대하여 젖음성(wetting) 향상을 위한 전처리(pre-treatment)를 수행할 수도 있다. 액상 광학체(130)로는 비중이 1.9 정도인 Nusil Technology 사의 LS-5241-10을 사용할 수 있다.Next, as shown in FIG. 8B, the liquid
다음으로, 도 8c에서와 같이 액상 멤브레인(140')을 디스펜싱하여 액상 광학체(130) 상부를 덮는다. 액상 멤브레인(140')은 그루브(121) 부분까지 채우며 월(120) 상부 표면에 가까운 수준까지 디스펜싱된다. 이 경우, 액상 광학체(130)와 섞이지 않도록, 액상 광학체(130) 보다 비중이 낮은 액상 멤브레인(140')을 선택한다. 이에 따라, 액상 멤브레인(140')은 액상 광학체(130) 상측에 부유하게 된다. 이러한 상태에서 열처리 등을 수행하여 액상 멤브레인(140')을 고형화함으로써, 멤브레인(140)을 형성한다. 이와 같이, 1차적으로 디스펜싱된 액상 광학체(130) 상에 액상 멤브레인(140')을 2차적으로 디스펜싱함으로써, 액상 광학체(130) 및 멤브레 인(140) 사이에 보이드가 생길 수 있는 여지를 전혀 남기지 않게 된다.Next, as shown in FIG. 8C, the
다음으로, 도 8d에서와 같이 멤브레인(140) 상에 엑츄에이터(200) 및 커버 프레임(300)을 형성한다. 이에 따라, 월(120) 상부 표면의 일부분에 멤브레인(140)의 일부분이 형성된다는 점을 제외하면, 도 1의 구성과 동일한 가변 초점 광학 장치를 제작할 수 있게 된다.Next, as shown in FIG. 8D, the
도 6a 내지 도 6h와, 도 8a 내지 도 8d에서 설명되는 각 제작 방법들에서, 월(120), 지지부(125), 투명 웨이퍼(110) 등은 일체로 제작될 수 있으며, 지지부(125)의 위치 역시 변경될 수 있다. 이에 따라, 도 4 및 도 5에 도시된 구조의 가변 초점 광학 장치도 동일한 방식으로 제작할 수 있게 된다. In each of the manufacturing methods described with reference to FIGS. 6A to 6H and FIGS. 8A to 8D, the
한편, 액상 광학체(130)나 액상 멤브레인(140')의 디스펜싱 과정에서 정해진 수준을 초과하여 디스펜싱 되었을 경우, 액상 표면에 니들(needle)과 같은 도구를 적용하여 모세관 현상을 이용하여 수위를 낮추어줄 수 있다. On the other hand, when dispensing in excess of a predetermined level during the dispensing process of the liquid
도 9a 및 도 9b는 도 6a 내지 도 6h에 도시된 제작 방법에 따라 제작된 가변 초점 광학 장치의 다양한 초기 상태를 나타내는 모식도이다. 즉, 도 6a 내지 도 6h에 도시된 제작 과정 중 멤브레인(140)에 가해지는 정전기력을 적절히 조절하여 챔버내에 들어가는 액상 광학체(130)의 양을 조정할 수 있다. 구체적으로는, 도 6a와 같이 액상 광학체(130)를 많이 디스펜싱하여, 초기 상태에서 볼록 렌즈로 동작할 수 있도록 제작할 수 있다. 또는, 도 6b에서와 같이 액상 광학체(130)를 조그만 디스펜싱하여 초기 상태에서 오목 렌즈로 동작하도록 구현할 수도 있다. 9A and 9B are schematic diagrams showing various initial states of the variable focus optical device manufactured according to the manufacturing method illustrated in FIGS. 6A to 6H. That is, the amount of the liquid
한편, 본 제작 방법들은 복수 개의 가변 초점 광학 장치를 일괄 제작하는 데 사용될 수도 있다. 도 10은 복수 개의 가변 초점 광학 장치를 제작하는 과정을 설명하기 위한 모식도이다.On the other hand, the fabrication methods may be used to fabricate a plurality of variable focusing optics in a batch. 10 is a schematic view for explaining a process of manufacturing a plurality of variable focus optical devices.
즉, 도 6a 내지 도 6h, 도 8a 내지 도 8d에 도시된 각 제작 방법은, 그 제작 과정에서 챔버의 개수를 복수 개로 제작할 수 있다. 이에 따라, 각 챔버 별로 액상 광학체(130)를 디스펜싱하고, 멤브레인(140), 엑츄에이터(200)를 형성한 후, 하나의 커버 프레임(300)으로 고정시킬 수 있다. 이에 따라, 각 챔버에 대하여 가변 초점 광학 장치의 구성이 갖추어지면, 도 10에서와 같이 다이싱(Dicing)을 수행하여 각 가변 초점 광학 장치들을 분리함으로써, 한꺼번에 복수 개의 가변 초점 광학 장치를 제작할 수 있게 된다. That is, each of the manufacturing methods shown in FIGS. 6A to 6H and 8A to 8D may produce a plurality of chambers in the manufacturing process. Accordingly, the liquid
또한, 본 가변 초점 광학 장치는 일 면이 투명 웨이퍼(110)로 이루어지고, 다른 한 면은 커버 프레임(300)으로 이루어지는 바, 설계 목적에 따라 양 면 중 한 면을 PCB 등과 같은 외부 웨이퍼에 집적시켜 다른 칩들과 함께 사용할 수 있다. In addition, the present variable focusing optical device is formed of a
즉, 도 11a에서와 같이 가변 초점 광학 장치(700)를 투명 웨이퍼(110) 방향으로 외부 웨이퍼(800)에 웨이퍼 투 웨이퍼 본딩시킬 수 있다. 이에 따라, 외부 웨이퍼(800)에 마련된 CMOS나 기타 렌즈등과 함께 집적될 수 있다.That is, as shown in FIG. 11A, the variable focus
또는, 도 11b에서와 같이 가변 초점 광학 장치(700)의 커버 프레임(300) 측을 웨이퍼(800) 방향으로 집적시켜, 집적 회로를 구현할 수도 있다. Alternatively, as shown in FIG. 11B, the
한편, 도 12a 내지 도 12c와 도 13은 도 6a 내지 도 6h에 도시된 제작방법의 다양한 변형 예를 설명하기 위한 모식도이다. 12A to 12C and 13 are schematic views for explaining various modified examples of the manufacturing method illustrated in FIGS. 6A to 6H.
먼저, 도 12a 내지 도 12c의 경우, UV 접합층(150)을 이용하여 챔버 내의 빈 공간을 제거하는 방법을 설명한다. 즉, 도 6b에서와 같이 멤브레인(140) 상에 챔버가 형성되면, 챔버를 이루는 월(120)의 표면에 UV 접합층(150)을 형성한다. 이 경우, 월(120) 표면 중 일부 영역을 식각하여 그루브를 제작한 후, 그 그루브를 기준으로 UV 접합층(150)을 형성할 수도 있다. UV 접합층(150)이란 UV에 의해 큐러블(curable)한 특성을 가지는 접착제를 의미한다.First, in the case of FIGS. 12A to 12C, a method of removing the empty space in the chamber using the
이와 같이 UV 접합층(150)이 형성되면, 도 12b에서와 같이 액상 광학체(130)를 디스펜싱한다. 이 경우, 액상 광학체(130)는 UV 접합층(150) 상부 표면의 하부까지만 디스펜싱하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, UV 접합층(150)의 수축 정도를 계산하여 수축될 UV 접합층(150)의 두께만큼의 공간만을 확보하면서, 디스펜싱하는 것이 바람직하다.As such, when the
그리고 나서, 진공 상태에서, 투명 웨이퍼(110)를 UV 접합층(150)을 이용하여 월(120) 상측에 본딩한 후, UV를 조사하여 UV 접합층(150)을 경화시킨다. 이 과정에서 UV 접합층(150)이 도 12c에서와 같이 수축하게 되므로, 멤브레인(140) 및 투명 웨이퍼(110) 사이의 공간은 액상 광학체(130)로만 온전히 채워지게 된다.Then, in the vacuum state, the
한편, 도 6d에 도시된 바와 같이 중력이나 정전기력을 이용하여 멤브레인(140)을 변형 후 복원시키면서, UV 접합층(150)의 수축 현상도 함께 이용하여 챔버 내의 빈공간을 제거할 수도 있다.Meanwhile, as illustrated in FIG. 6D, the
즉, 도 13에 도시된 바와 같이 UV 접합층(150) 형성 후에 액상 광학체(130)가 디스펜싱될 때, 멤브레인(140) 하측에 중력 및 정전기력을 가하여 줌으로써 멤브레인(140)의 변형을 유도한다. 그리고 난 후, 투명 웨이퍼(110) 본딩이 이루어지 면 진공 해제시켜 멤브레인(140)을 복원시키면서, UV를 조사하여 UV 접합층(150)을 수축시켜 챔버 내부를 액상 광학체(130)로만 완전히 채울 수 있게 된다. That is, as shown in FIG. 13, when the liquid
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어 져 서는 안될 것이다.While the above has been shown and described with respect to preferred embodiments of the invention, the invention is not limited to the specific embodiments described above, it is usually in the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.
본 발명에 따른 가변 초점 광학 장치는 카메라 기능을 구비한 휴대폰, PDA 등과 같은 초소형 다기능 전자기기에 적용될 수 있다. The varifocal optical device according to the present invention can be applied to an ultra-small multifunctional electronic device such as a mobile phone, a PDA, etc. having a camera function.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가변 초점 광학 장치의 구성을 나타내는 모식도,1 is a schematic diagram showing the configuration of a variable focus optical device according to an embodiment of the present invention;
도 2는 도 1의 가변 초점 광학 장치에서 초점이 변화된 상태를 나타내는 모식도,2 is a schematic diagram illustrating a state in which a focus is changed in the variable focus optical device of FIG. 1;
도 3은 도 1의 가변 초점 광학 장치에서 초점이 변화되는 상태를 입체적으로 나타내는 모식도,3 is a schematic diagram three-dimensionally showing a state in which the focus is changed in the variable focus optical device of FIG.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 가변 초점 광학 장치의 구성을 나타내는 모식도,4 and 5 are schematic diagrams illustrating a configuration of a variable focus optical device according to various embodiments of the present disclosure;
도 6a 내지 도 6h는 본 가변 초점 광학 장치를 제작하는 제작 방법의 일 실시 예를 나타내는 모식도,6A to 6H are schematic views showing one embodiment of a manufacturing method for manufacturing the variable focusing optical device;
도 7a 내지 도 7d는 도 6a 내지 도 6h에 도시된 제작 방법을 입체적으로 설명하기 위한 모식도,7A to 7D are schematic views for explaining three-dimensionally the manufacturing method shown in FIGS. 6A to 6H;
도 8a 내지 도 8d는 본 가변 초점 광학 장치를 제작하는 제작 방법의 다른 실시 예를 나타내는 모식도,8A to 8D are schematic views showing another embodiment of a manufacturing method for manufacturing the variable focus optical device;
도 9a 및 도 9b는 본 가변 초점 광학 장치의 다양한 초기 상태를 나타내는 모식도,9A and 9B are schematic diagrams showing various initial states of the present varifocal optical device;
도 10은 복수 개의 가변 초점 광학 장치를 일괄 제작하는 과정을 설명하기 위한 모식도, 10 is a schematic diagram for explaining a process of collectively manufacturing a plurality of variable focus optical devices;
도 11a 및 도 11b는 가변 초점 광학 장치에 대한 다양한 활용 예를 설명하기 위한 모식도, 그리고,11A and 11B are schematic views for explaining various applications of the variable focus optical device, and
도 12a 내지 도 12c, 도 13은 도 6a 내지 도 6h에 도시된 제작 방법의 다양한 변형 예를 나타내는 모식도이다.12A to 12C and FIG. 13 are schematic diagrams showing various modifications of the manufacturing method shown in FIGS. 6A to 6H.
* 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawing
110 : 투명 웨이퍼 120 : 월110: transparent wafer 120: month
130 : 액상 광학체 125 : 지지부130: liquid optical body 125: support
140 : 멤브레인 200 : 엑츄에이터140: membrane 200: actuator
300 : 커버 프레임 350a~350d, 360 : 홀300:
Claims (25)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20070078648A KR101484527B1 (en) | 2007-08-06 | 2007-08-06 | Variable focus optical device using liquid optical material and fabrication methods thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20070078648A KR101484527B1 (en) | 2007-08-06 | 2007-08-06 | Variable focus optical device using liquid optical material and fabrication methods thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20090014584A true KR20090014584A (en) | 2009-02-11 |
KR101484527B1 KR101484527B1 (en) | 2015-01-21 |
Family
ID=40684476
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR20070078648A KR101484527B1 (en) | 2007-08-06 | 2007-08-06 | Variable focus optical device using liquid optical material and fabrication methods thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101484527B1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110024804A (en) * | 2009-09-03 | 2011-03-09 | 삼성전자주식회사 | Fluidic lens |
KR20120035386A (en) * | 2010-10-05 | 2012-04-16 | 삼성전자주식회사 | Fluidic lens |
KR20120045517A (en) * | 2010-10-29 | 2012-05-09 | 삼성전자주식회사 | Optical apparatus |
US8902509B2 (en) | 2010-12-14 | 2014-12-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Varifocal lens structure, method of manufacturing the varifocal lens structure, optical lens module including the varifocal lens structure, and method of manufacturing the optical lens module |
KR102072136B1 (en) * | 2019-01-21 | 2020-01-31 | 한국과학기술원 | Polygonal variable focus lens array and method for removing optical aberrations using the same |
WO2020136139A3 (en) * | 2018-12-28 | 2020-08-13 | Optotune Consumer Ag | Lens comprising an adjustable optical power |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3400270B2 (en) * | 1996-11-08 | 2003-04-28 | 株式会社デンソー | Laminated piezoelectric actuator and variable focus lens device |
JP2002174804A (en) | 2000-12-08 | 2002-06-21 | Citizen Watch Co Ltd | Small-sized liquid crystal element |
JP4442505B2 (en) * | 2004-07-30 | 2010-03-31 | ソニー株式会社 | Deformable mirror device, deformable mirror plate |
JP4842555B2 (en) | 2005-04-14 | 2011-12-21 | シチズン電子株式会社 | Liquid crystal lens and manufacturing method thereof |
-
2007
- 2007-08-06 KR KR20070078648A patent/KR101484527B1/en active IP Right Grant
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110024804A (en) * | 2009-09-03 | 2011-03-09 | 삼성전자주식회사 | Fluidic lens |
KR20120035386A (en) * | 2010-10-05 | 2012-04-16 | 삼성전자주식회사 | Fluidic lens |
KR20120045517A (en) * | 2010-10-29 | 2012-05-09 | 삼성전자주식회사 | Optical apparatus |
US8902509B2 (en) | 2010-12-14 | 2014-12-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Varifocal lens structure, method of manufacturing the varifocal lens structure, optical lens module including the varifocal lens structure, and method of manufacturing the optical lens module |
WO2020136139A3 (en) * | 2018-12-28 | 2020-08-13 | Optotune Consumer Ag | Lens comprising an adjustable optical power |
KR102072136B1 (en) * | 2019-01-21 | 2020-01-31 | 한국과학기술원 | Polygonal variable focus lens array and method for removing optical aberrations using the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101484527B1 (en) | 2015-01-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102466828B (en) | Optical apparatus | |
JP5823091B2 (en) | Variable focus optical lens | |
US8427755B2 (en) | Fluidic lens and method of manufacturing the same | |
US7580195B2 (en) | Optical lens and method of manufacturing the same | |
US20110149407A1 (en) | Rugged variable focus liquid lenses and actuators for actuation of liquid lenses | |
KR100969987B1 (en) | Wafer scale optical package and method for fabricating the same | |
KR20090014584A (en) | Variable focus optical device using liquid optical material and fabrication methods thereof | |
KR101403676B1 (en) | Optical Lens and Manufacturing Method Thereof | |
JP5960974B2 (en) | Variable focus lens structure and manufacturing method thereof | |
JP2007128084A (en) | Liquid zoom lens | |
KR20070015193A (en) | Electrowetting cell and method for driving it | |
EP3564715A1 (en) | Variable focal length optical element | |
CN112166361B (en) | Optical element with stress distribution support structure | |
US8004771B2 (en) | Varifocal lens and method of manufacturing the same | |
US10795136B2 (en) | Wafer level lens stack, optical system, electronic device and method | |
Yang et al. | Miniaturized variable-focus lens fabrication using liquid filling technique | |
Lee et al. | Microfluidic design and fabrication of wafer-scale varifocal liquid lens | |
Yang et al. | Fabrication of miniaturized variable-focus lens using liquid filling technique | |
KR20090025330A (en) | Rugged variable focus liquid lenses and actuators for actuation of liquid lenses |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181218 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191216 Year of fee payment: 6 |