KR20130009140A - 광 투과량 조절 소자, 이를 포함한 영상 기기 및 그 제조 방법 - Google Patents

광 투과량 조절 소자, 이를 포함한 영상 기기 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR20130009140A KR1020110070033A KR20110070033A KR20130009140A KR 20130009140 A KR20130009140 A KR 20130009140A KR 1020110070033 A KR1020110070033 A KR 1020110070033A KR 20110070033 A KR20110070033 A KR 20110070033A KR 20130009140 A KR20130009140 A KR 20130009140A
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Abstract

광 투과량 조절 소자를 제공한다. 광 투과량 조절 소자는, 제1 전극, 제1 전극과 이격되어 제2 전극 및 제1 전극 및 제2 전극 사이에 배치되며, 인가 전압에 따라 광 투과면을 가변시키는 광 투광성이 있는 제1 탄성 중합체층을 포함한다.

Description

광 투과량 조절 소자, 이를 포함한 영상 기기 및 그 제조 방법{Optical transmittance adjusting device, Image apparatus and Method for manufacturing the device}
본 개시는 탄성 중합체층을 이용한 광 투과량 조절 소자, 이를 포함한 영상 기기 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
광의 투과량을 조절, 제어하는 기술은 영상을 획득하는 장치에서 조리개나 셔터로 널리 사용되는 기술이다.
기존 광학시스템에서 일반적으로 사용되는 가변 조리개는 주로 여러 개의 금속 블레이드(blade)를 조작하는 방식을 사용하여 왔는데, 기계적 움직임, 마찰력, 움직이는 기계 요소의 사용은 소형화를 제한하는 요인이 된다.
특히, 모바일 기기용 고화질의 카메라 모듈 제작에 있어서, 선명한 화질을 얻기 위해 셔텨 또는 조리개에 대한 관심이 높아지고 있다. 그러나, 현재 카메라에 사용되는 기계식 셔터 및 조리개는 부피가 큰 문제가 있다. 그리하여 부피가 작은 셔터 또는 조리개의 개발이 요구된다.
본 개시는 탄성 중합체층을 이용하여 부피가 작은 광 투과량 조절 소자를 제공한다.
그리고, 상기한 광 투과량 조절 소자를 포함하는 영상 기기를 제공한다.
뿐만 아니라, 상기한 광 투과량 조절 소자의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 유형에 따르는 광 투과량 조절 소자는, 제1 전극; 상기 제1 전극과 이격되어 제2 전극; 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치되며, 인가 전압에 따라 광 투과면을 가변시키는 광 투광성이 있는 제1 탄성 중합체층;을 포함한다.
그리고, 상기 제1 탄성 중합체층은, 상기 인가 전압의 크기가 클수록 상기 광 투과면이 넓어질 수 있다.
또한, 상기 제1 탄성 중합체층은 원형 평판 형상일 수 있다.
그리고, 상기 제1 탄성 중합체층의 외주면을 감싸며 광 차폐성이 있는 제2 탄성 중합체층;을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 탄성 중합체의 일 면에 배치되며 상기 제1 전극으로부터 연장된 제3 전극; 및 상기 제2 탄성 중합체의 타면에 배치되며 상기 제2 전극으로부터 연장된 제4 전극;을 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제3 전극과 상기 제4 전극은 상호 중첩되지 않을 수 있다.
또한, 상기 제1 탄성 중합체층의 두께는 상기 제2 탄성 중합체층의 두께이하일 수 있다.
그리고, 상기 제1 탄성 중합체층의 탄성력은 상기 제2 탄성 중합체층의 탄성력 이상일 수 있다.
또한, 상기 광투과량 조절 소자에 투과되는 광을 차단시키는 광 차단부;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 광차단부는, 상기 제1 탄성 중합체층 중 상기 광 투과면과 대면하는 영역에 배치될 수 있다.
또한, 상기 광차단부는, 상기 제1 탄성 중합체층의 변형에 의해 정해지는 개구의 최소 크기에 대응하는 단면을 갖을 수 있다.
그리고, 상기 제1 탄성 중합체층은, 실리콘, 폴리실록사인(polysiloxanes), 폴리우레탄(polyurethanes), 폴리실리콘-폴리우레탄, 고무, 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머(ethylene-vinyl acetate copolymer), 페놀릭 나이트릴 고무(phnolic nitrile rubber), 스티렌 부타디엔 고무(syrene butadiene rubber), 폴리에테르-블럭-아미드(polyrther-block-amides), 및 폴리올레핀(polyolefins) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은, 탄성력이 있는 투명 전도성 재질로 형성될 수 있다 그리고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은, 요철 구조를 갖는 투명 전도성 재질로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 유형에 따르는 영상 기기는 앞서 기재한 광 투과량 조절 소자 및 상기 광 투과량 조절 소자를 통해 입사된 광으로부터 피사체의 상을 형성하는 결상부; 및 상기 결상부에서 형성된 상을 전기 신호로 변환하는 촬상 소자;를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 유형에 따르는 광 투과량 조절 소자의 제조 방법은, 상기 제1 탄성 중합체층의 일 영역에 개구를 형성하는 단계; 상기 개구에 제2 탄성 중합체층을 형성하는 단계; 상기 제2 탄성 중합체층의 일면상에 제1 전극을 형성하는 단계; 및 상기 제2 탄성 중합체층의 타면상에 제2 전극을 형성하는 단계;를 포함한다.
그리고, 상기 제1 탄성 중합체층은 기판상에 마련되어 있고, 상기 제2 전극을 형성하기 전에 상기 기판을 제거한 후 상기 기판이 제거된 상기 제1 탄성 중합체층의 타면상에 상기 제2 전극을 형성할 수 있다.
또한, 상기 기판은 붕소가 형성된 기판일 수 있다.
그리고, 상기 제2 탄성 중합체층의 두께는 상기 제1 탄성 중합체층의 두께 이하일 수 있다.
또한, 상기 제1 탄성 중합체층을 길이 방향으로 스트레칭하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 광 투과량 조절 소자는 광 투과면이 변경되는 탄성 중합체를 사용하기 때문에 부피가 작은 광 투과량 조절 소자를 구현할 수 있다.
상술한 광 투과량 조절 소자는 외부 구동 펌프나 기계장치가 필요하지 않은 단순한 구조로 제작이 용이하다. 따라서, 상술한 광 투과량 조절 소자는 의료 영상 기기나 카메라 등에 채용될 수 있는 가변 조리개나, 광학 셔터로 응용될 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 광 투과량 조절 소자의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
도 2는 도 1의 광 투과량 조절 조자의 개략적인 구조를 보이는 평면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 인가전 및 후의 광 투과량 조절 소자의 단면도를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 투과량 조절 소자를 도시한 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전압 인가전 및 후의 광 투과량 조절 소자의 단면도를 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6h는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 투과량 조절 소자의 제조 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 실시예에 따른 영상 획득 장치의 개략적인 구조를 보인다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 첨부된 도면에 도시된 층이나 영역들의 폭 및 두께는 명세서의 명확성을 위해 다소 과장되게 도시될 수 있다. 상세한 설명 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소들을 나타낸다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 실시예에 따른 광 투과량 조절 소자의 개략적인 구조를 보이는 단면도이고, 도 2는 도 1의 광 투과량 조절 조자의 개략적인 구조를 보이는 평면도이다.
도면들을 참조하면, 광 투과량 조절 소자(100)는 제1 전극(110), 제1 전극(110)와 이격되어 배치된 제2 전극(120) 및 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이에 배치되면서 인가 전압에 따라 광 투과면이 가변되는 제1 탄성 중합체층(130)을 포함한다.
제1 전극(110) 및 제2 전극(120)은 제1 탄성 중합체층(130)에 전기장을 인가하기 위한 것으로 동일한 물질로 형성될 수 있거나 다른 물질로 형성될 수 있다.
제1 전극(110) 및 제2 전극(120)은 탄성력이 있는 투명 전도성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)은 CNT (carbone nanotube), 그래핀(graphene) 등의 탄소 나노구조체, 폴리피롤(polypyrrole), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리시오펜(polythiophene), 폴리페닐린 비닐렌(polyphnylene vinylene), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리 피-페닐렌(poly p-phenylene), 폴리헤테로사이클 비닐렌(polyheterocycle vinylene)과 같은 많은 도전성 폴리머 등으로 형성될 수 있다.
제1 전극(110) 및 제2 전극(120)은 탄성력이 없는 물질로도 형성될 수 있다. 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)이 탄성력이 없는 물질로 형성되는 경우, 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)은 탄성 패턴을 갖는 복수 개의 도전성 미세 구조로 구현될 수 있다. 미세 구조는 경사진 측면을 갖는 오목 형상 및 볼록 형상 중 적어도 하나가 결합되어 형성된 요철 구조일 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)은 ITO(indium tin oxide), AZO(Aluminium Zinc Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), SnO2(Tin oxide) 또는 In2O3 등의 금속산화물, Al, Cu, Au, Ag등의 금속 나노입자 분산 박막등으로 형성될 수 있다.
그리고, 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)은 제1 탄성 중합체층(130)의 광 투과면과 동일한 형상일 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)은 원형 평판 형상일 수 있다.
제1 탄성 중합체층(130)은 변형 가능성과 탄성 특성을 가질 뿐만 아니라 투광성을 가질 수 있다. 제1 탄성 중합체층(130)은 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)보다 탄성력이 큰 물질로 형성될 수 있다. 제1 탄성 중합체층(130)은 실리콘, 폴리실록사인(polysiloxanes), 폴리우레탄(polyurethanes), 폴리실리콘-폴리우레탄, 고무, 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머(ethylene-vinyl acetate copolymer), 페놀릭 나이트릴 고무(phnolic nitrile rubber), 스티렌 부타디엔 고무(syrene butadiene rubber), 폴리에테르-블럭-아미드(polyrther-block-amides), 및 폴리올레핀(polyolefins) 뿐만 아니라 다양한 겔(gels)과 기타 유사한 물질 등을 포함할 수 있다.
제1 탄성 중합체층(130)은 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)과 모두 중첩되는 영역에 원형 평판 형상으로 배치될 수 있다. 제1 탄성 중합체층(130)과 전극들(110, 120)이 샌드위치 구조를 갖는 경우, 전압의 인가에 따라 제1 탄성 중합체층(130)은 길이 방향(170)으로 팽창하고 두께 방향으로 수축하는 성질을 갖는다. 제1 탄성 중합체층(130)은 전압의 크기에 따라 400%이상 길이 방향으로 팽창할 수 있다. 하지만 제1 탄성 중합체층(130)은 두께 1mm 당 1kV 이상의 전압에서 최대 변위를 갖는 경우가 대부분이다. 그리하여 낮은 전압으로도 제1 탄성 중합체층(130)이 신축할 수 있도록 제1 탄성 중합체층(130)의 두께를 낮출 필요가 있다. 제1 탄성 중합체층(130)의 두께를 낮추기 위해 탄성 중합체층에 실리콘 겔(silicone gel)을 추가할 수 있다. 예를 들어, 제1 탄성 중합체층(130)은 1㎛이하의 두께로 구현할 수 있다.
또한, 광 투과량 조절 소자(100)는 제1 탄성 중합체층(130)의 외주면을 감싸는 제2 탄성 중합체층(140)을 더 포함할 수 있다. 제2 탄성 중합체층(140)은 제1 탄성 중합체층(130)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 제2 탄성 중합체층(140)은 제1 탄성 중합체층(130)을 지지할 뿐만 아니라 광 투과면을 제한시키는 기능도 할 수 있다. 그리하여, 제2 탄성 중합체층(140)은 광 차폐성을 갖기 위해 광을 차단시키기 위한 검은색 등의 유색 물질이 추가될 수 있다. 제1 탄성 중합체층(130)과 제2 탄성 중합체층(140)이 다른 물질로 형성되는 경우, 제2 탄성 중합체층(140)은 제1 탄성 중합체층(130)의 탄성력보다 작은 탄성력을 갖는 물질로 형성할 수 있다. 그리고, 제2 탄성 중합체층(140)의 두께는 제1 탄성 중합체층(130)의 두께가 같거나 클 수 있다. 예를 들어, 제2 탄성 중합체층(140)은 수십 ㎛이하의 두께로 구현할 수 있다. 제2 탄성 중합체층(140)은 제1 탄성 중합체층(130)이 팽창하면 그에 대응하여 수축하여 제1 탄성 중합체층(130)과 피드백 관계에 있다.
그리고, 광 투과량 조절 소자(100)는 제2 탄성 중합체층(140)의 일 면상에 배치되어 있으면서 제1 전극(110)으로부터 연장된 제3 전극(150) 및 제2 탄성 중합체층(140)의 타면상에 배치되어 있으면서 제2 전극(120)으로부터 연장된 제4 전극(160)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3 전극(150)은 제2 탄성 중합체층(140)의 상면에 배치되고, 제4 전극(160)은 제2 탄성 중합체층(140)의 하면에 배치될 수 있다. 제3 전극(150) 및 제4 전극(160)은 바 평판 형상일 수 있으며, 제3 전극(150) 및 제4 전극(160)은 상호 중첩되지 않을 수 있다.
제3 전극(150) 및 제4 전극(160) 각각은 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)과 동일한 물질 또는 동일한 패턴으로 형성될 수 있다.
또한, 제1 탄성 중합체층(130)의 두께가 제2 탄성 중합체층(140)의 두께 보다 작아서 제1 탄성 중합체층(130)과 제2 탄성 중합체층(140)이 단차지는 경우, 제3 전극(150)은 제2 탄성 중합체층(140)상에만 배치되는 종단 전극(152) 및 제1 전극(110)과 종단 전극(152)를 연결시켜 주는 연결 전극(154)으로 구분될 수 있다. 도 1에서는 제1 탄성 중합체층(130)의 상면 높이과 제2 탄성 중합체층(140)의 상면 높이의 차이로 인해 제3 전극(150)이 종단 전극(152)와 연결 전극(154)으로 구분되는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 제4 전극(160)에도 종단 전극과 연결 전극으로 구분될 수 있다.
제1 전극(110) 및 제2 전극(120)은 제1 탄성 중합체층(130)의 신축에 대응하여 신축하는 반면 제3 전극(150) 및 제4 전극(160)의 종단은 고정되어 있다. 그리하여, 제3 전극(150) 및 제4 전극(160)은 제1 전극(110) 및 제2 전극(120) 보다 안정적으로 전압을 인가받을 수 있다.
다음은 광 투과량 조절 소자의 동작 원리에 대해 설명한다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 인가전의 광 투과량 조절 소자의 단면도를 도시한 도면이고, 도 3b는 본 발명의 일 실시에에 따른 전압 인가시의 광 투과량 조절 소자의 단면도를 도시한 도면이다.
전압이 인가되지 않았을 경우, 도 3a에 도시된 바와 같이, 광 투과량 조절 소자(100)의 제1 전극(110), 제2 전극(120) 및 제1 탄성 중합체층(130)은 고유의 탄성력에 의해 일정한 크기를 유지한다. 그리고, 제3 전극(150), 제4 전극(160) 및 제2 탄성 중합체층(140) 각각도 제1 전극(110), 제2 전극(120) 및 제1 탄성 중합체층(130) 각각에 대응하여 일정한 크기를 유지한다.
그러나, 전압이 인가되면, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1 전극(110)과 제2 전극(120)에 공통으로 중첩된 제1 탄성 중합체층(130)은 전압의 크기에 대응하여 길이방향(170)으로 팽창하게 된다. 제1 탄성 중합체층(130)이 길이 방향(170)으로 팽창할 때, 제1 탄성 중합체층(130)의 두께는 수축하게 된다. 한편, 전압이 인가되더라도 제3 전극(150)과 제4 전극(160)과 상호 중첩되어 있지 않기 때문에 제2 탄성 중합체층(140)은 길이 방향(170)으로 팽창하지 않는다. 그러나, 제1 탄성 중합체층(130)의 팽창으로 인해 제2 탄성 중합체층(140)의 내주면은 제1 탄성 중합체층(130)의 팽창에 대응하여 팽창한다. 반면 제2 탄성 중합체층(140)의 외주면은 고정되어 있다. 그리고, 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)도 제1 탄성 중합체층(130)의 팽창에 대응하여 팽창하는 반면, 제3 전극(150) 및 제4 전극(160)은 제2 탄성 중합체층(140)의 수축에 대응하여 수축하게 된다.
그리고, 전압의 인가가 중단되면, 도 3a에 도시된 바와 같이, 제1 탄성 중합체층(130)은 원래의 상태로 복원된다. 이와 같이, 전압의 인가로 광 투과성을 갖는 제1 탄성 중합체층(130)의 광 투과면이 변경되기 때문에 제1 탄성 중합체층(130)의 신축에 따라 광 투과량을 용이하게 조절할 수 있다.
광 투과량의 조절로 인해 본 발명의 광 투과량 조절 소자(100)는 조리개로 동작할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 광 투과량 조절 소자는 전압의 인가에 따라 셔터로 동작할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 투과량 조절 소자를 도시한 단면도이다.
광 투과량 조절 소자(200)는 중심부에 제1 탄성 중합체층(130)에 투과되는 광을 차단하는 광 차단부(180)를 더 포함할 수 있다. 광 차단부(180)는 제1 탄성 중합체층(130)의 광 투과면과 대면하는 영역에 형성되며, 제1 탄성 중합체층(130)의 유동에 의해 정해지는 개구의 최소 크기에 대응하는 크기로 형성될 수 있다. 예를 들어, 전압 인가전에 제1 탄성 중합체층(130)의 광 투과면은 최소 크기가 되고, 이러한 최소 크기에 대응하는 크기를 갖는 광 차단부(180)가 제1 탄성 중합체층(130)에 투과되는 광을 차단시킬 수 있다. 광 차단부(180)는 인가 전압에 따라 신축하지 않기 위해 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)으로부터 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 도 4에서는 광 차단부(180)가 제1 전극(110)측에 형성된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 광 차단부(180)는 제2 전극(120)측에 형성될 수도 있다. 이러한 경우, 광 차단부(180)는 제1 탄성 중합체층(130)에 투과된 광을 차단할 수도 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전압 인가전과 후의 광 투과량 조절 소자(200)의 단면도를 도시한 도면이다.
전압이 인가되지 않은 경우, 도 5a에 도시된 바와 같이, 광 투과량 조절 소자(200)의 제1 전극(110), 제2 전극(120) 및 제1 탄성 중합체층(130)은 고유의 탄성력에 의해 일정한 크기를 유지한다. 그리고, 광 차단부(180)가 제1 탄성 중합체층(130)에 투과될 광을 차단시키기 때문에 광 투과량 조절 소자(200)를 투과하는 광은 없다.
그러나, 전압이 인가되면, 도 5b에 도시된 바와 같이, 제1 전극(110)과 제2 전극(120)에 공통으로 중첩된 제1 탄성 중합체층(130)은 전압의 크기에 대응하여 길이방향(170)으로 팽창하게 된다. 제1 탄성 중합체층(130)이 길이 방향(170)으로 팽창할 때, 제1 탄성 중합체층(130)의 두께는 수축하게 된다. 한편, 전압이 인가되더라도 제3 전극(150)과 제4 전극(160)과 상호 중첩되어 있지 않기 때문에 제2 탄성 중합체층(140)은 길이 방향(170)으로 팽창하지 않는다. 즉, 제1 탄성 중합체층(130)의 팽창으로 인해 제2 탄성 중합체층(140)의 내주면은 제1 탄성 중합체층(130)의 팽창에 대응하여 팽창한다. 그리고, 제2 탄성 중합체층(140)의 외주면은 고정되어 있다. 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)도 탄성력이 있기 때문에 중첩된 제1 탄성 중합체층(130)의 신축에 대응하여 신축할 수 있다. 그리하여, 전압이 인가되면, 제1 탄성 중합체층(130)의 팽창에 의해 광 투과량 조절 소자에 일정량의 광이 투과하게 된다.
그리고, 전압의 인가가 중단되면, 도 5a에 도시된 바와 같이, 제1 탄성 중합체층(130)은 원래의 상태로 복원된다. 이와 같이, 전압의 인가로 광 투과성을 갖는 제1 탄성 중합체층(130)의 광 투과면이 변경되기 때문에 제1 탄성 중합체층(130)의 신축에 따라 광이 투과 또는 차단된다.
다음은 도 6a 내지 도 6h를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광 투과량 조절 소자(100)의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 6a 내지 도 6h는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 투과량 조절 소자의 제조 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 기판(600)상에 제2 탄성 중합체층(610)을 형성한다. 기판(600)은 Si나 GaAs와 같은 결정성 기판을 사용할 수 있다. 뿐만 아니라, 불소가 형성된 기판을 사용할 수도 있다. 불소가 형성된 기판은 제2 탄성 중합체층(610)과 적정한 접합력을 가지고 있으므로, 제2 탄성 중합체층(610)을 형성한 후 쉽게 탈부착이 가능하다. 제2 탄성 중합체층(610)을 형성할 때 원형 형상으로 형성할 수 있으며, 두께는 수십 ㎛일 수 있다.
그리고, 도 6b에 도시된 바와 같이, 기판(600)의 가운데 영역이 노출되도록 제2 탄성 중합체층(610)을 식각하여 개구(620)를 형성한다. 레이저로 제2 탄성 중합체층(610)을 식각할 수 있으며, 개구(620)의 형상도 원형일 수 있다.
도 6c에 도시된 바와 같이, 개구(620)에 의해 노출된 기판상에 제1 탄성 중합체층(630)을 형성한다. 제1 탄성 중합체층(630)의 두께는 제2 탄성 중합체층(6100)의 두께와 같거나 작을 수 있다. 그리고, 제1 탄성 중합체층(6100)의 표면 결합력을 향상시키기 위해 제1 탄성 중합체층(6100)을 화학 처리를 할 수도 있다.
그리고, 도 6d에 도시된 바와 같이, 제1 탄성 중합체층(610) 및 제2 탄성 중합체층(630)의 상면에 제1 전극(642) 및 제3 전극(644)을 포함하는 상면 전극(650)을 형성한다. 예를 들어, 제1 전극(642)는 제1 탄성 중합체층(610)의 상면 전체 영역에 형성하고, 제3 전극(644)는 제2 탄성 중합체층의 상면 일부 영역에 형성한다. 제1 전극(642)은 원형 평판 형상일 수 있으며, 제3 전극(644)은 바 평판 형상일 수 있다. 제1 전극(642) 및 제3 전극(644)의 형성시 합침, 기상 중합 기법(vapor phase polymerization) 등이 이용될 수 있다.
그리고 나서, 도 6e에 도시된 바와 같이, 기판(600)을 제1 탄성 중합체층(610) 및 제2 탄성 중합체층(630)으로부터 분리한다. 기판(600)을 분리하기에 앞서, 상면 전극(640) 및 제1 탄성 중합체층(610)의 상면에 지지 필름(650)을 형성할 수 있다. 지지 필름(650)은 기판(650)을 분리하고 추후 기술할 하면 전극(660)을 형성하기 위해 임시로 이용되는 물질로서, 상면 전극(640) 및 제2 탄성 중합체층(610)으로부터 분리가 용이한 물질일 수 있다.
그리고, 도 6f에 도시된 바와 같이, 제1 탄성 중합체층(610) 및 제2 탄성 중합체층(140)의 하면에 제2 전극(662) 및 제4 전극(664)를 포함하는 하면 전극(660)을 형성한다. 제2 전극(662)은 제1 탄성 중합체층(630)의 하면 전체에 형성되고, 제4 전극(664)은 제2 탄성 중합체층(610)의 하면 일부 영역에 형성될 수 있다. 그리고, 제2 전극(662)은 원형 평판 형성일 수 있으며 제4 전극(664)은 바 평판 형상일 수 있다. 뿐만 아니라, 제4 전극(664)을 형성할 때, 제4 전극(664)이 제3 전극(644)과 상호 중첩되지 않도록 한다. 도 6a 내지 도 6f의 과정을 통해 광 투과량 조절 소자가 생성된다.
한편, 제1 탄성 중합체층(130)이 전압의 크기에 따라 선형적으로 신축하도록 하기 위해, 도 6a 내지 도 6f의 과정을 거쳐 생성된 광 투과량 조절 소자를, 도 6g에 도시된 바와 같이, 길이 방향(670)으로 스트레칭할 수 있다. 도 6g에서는 제1 탄성 중합체층(630) 및 제2 탄성 중합체층(610)을 함께 스트레칭하는 것으로 도시되어 있지만 이에 한정되지 않는다. 제1 탄성 중합체층(630)만 스트레칭할 수도 있다. 일반적으로 탄성 중합체층은 전압 크기에 따라 선형적으로 신축하지 않고 변곡점을 가질 수 있다. 그러나, 상기와 같이 제1 탄성 중합체층(630)을 스트레칭하면 제1 탄성 중합체층(630)은 전압 크기에 따라 선형적으로 신축할 수 있다. 또한, 선형적으로 신축하기 위해, 제1 탄성 중합체층(630)상에 제1 탄성 중합체층(630)보다 탄성력이 높은 재질을 형성할 수도 있다.
그리고 나서 도 6h에 도시된 바와같이, 제2 탄성 중합체층(610)의 가장 자리 영역을 광 투과량 조절 소자를 지지하는 하우징(680)에 부착할 수 있다.
앞서 설명한 광 투과량 조절 소자는 영상 획득 장치의 가변 조리개로 활용될 수 있다.
도 7은 실시예에 따른 영상 획득 장치의 개략적인 구조를 보인다.
영상 획득 장치(700)는 피사체(OBJ)로부터의 광이 입사되는 개구(A) 크기가 조절되는 가변 조리개(VA), 조리개(VA)를 통해 입사된 광으로부터 피사체(OBJ)의 상을 형성하는 결상부(720), 결상부(720)에서 형성된 상을 전기 신호로 변환하는 촬상 소자(750)를 포함한다.
가변 조리개(VA)는 전술한 광 투과량 조절 소자(100,200)들 중 어느 하나가 채용될 수 있으며, 결상부(720)는 하나 이상의 렌즈를 포함하여 구성될 수 있다. 촬상 소자(750)로는 CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)등이 채용될 수 있다.
가변 조리개(VA)는 탄성 중합체층을 사용하는 구조로 구현되기 때문에 부피가 작다. 그리하여, 본 발명의 광 투과량 조절 소자는 OCT(optical coherence tomography), Microscope와 같은 의료 영상 기기, 모바일 영상 기기 등의 영상 획득 장치에 활용되기에 적합하다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 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 이해되어서는 안될 것이다.
100, 200: 광 투과량 조절 소자 110, 642: 제1 전극
120, 662: 제2 전극 130, 630: 제1 탄성 중합체층
140, 610: 제2 탄성 중합체층 150, 644: 제3 전극
160, 664: 제4 전극 180: 광 차단부
620: 개구 700: 영상 기기

Claims (20)

  1. 제1 전극;
    상기 제1 전극과 이격되어 제2 전극; 및
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치되며, 인가 전압에 따라 광 투과면을 가변시키는 광 투광성이 있는 제1 탄성 중합체층;을 포함하는 광 투과량 조절 소자.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 탄성 중합체층은,
    상기 인가 전압의 크기가 클수록 상기 광 투과면이 넓어지는 광 투과량 조절 소자.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 탄성 중합체층은 원형 평판 형상인 광 투과량 조절 소자.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 탄성 중합체층의 외주면을 감싸며 광 차폐성이 있는 제2 탄성 중합체층;을 더 포함하는 광 투과량 조절 소자.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제2 탄성 중합체의 일 면에 배치되며 상기 제1 전극으로부터 연장된 제3 전극; 및
    상기 제2 탄성 중합체의 타면에 배치되며 상기 제2 전극으로부터 연장된 제4 전극;을 더 포함하는 광 투과량 조절 소자.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제3 전극과 상기 제4 전극은 상호 중첩되지 않은 광 투과량 조절 소자.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 탄성 중합체층의 두께는 상기 제2 탄성 중합체층의 두께이하인 광 투과량 조절 소자.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 탄성 중합체층의 탄성력은 상기 제2 탄성 중합체층의 탄성력 이상인 광 투과량 조절 소자.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 광투과량 조절 소자에 투과되는 광을 차단시키는 광 차단부;를 더 포함하는 광 투과량 조절 소자.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 광차단부는,
    상기 제1 탄성 중합체층 중 상기 광 투과면과 대면하는 영역에 배치되는 광 투과량 조절 소자.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 광차단부는,
    상기 제1 탄성 중합체층의 변형에 의해 정해지는 개구의 최소 크기에 대응하는 단면을 갖는 광 투과량 조절 소자.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 탄성 중합체층은,
    실리콘, 폴리실록사인(polysiloxanes), 폴리우레탄(polyurethanes), 폴리실리콘-폴리우레탄, 고무, 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머(ethylene-vinyl acetate copolymer), 페놀릭 나이트릴 고무(phnolic nitrile rubber), 스티렌 부타디엔 고무(syrene butadiene rubber), 폴리에테르-블럭-아미드(polyrther-block-amides), 및 폴리올레핀(polyolefins) 중 적어도 하나로 형성된 광 투과량 조절 소자.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은,
    탄성력이 있는 투명 전도성 재질로 형성된 광 투과량 조절 소자.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은,
    요철 구조를 갖는 투명 전도성 재질로 형성된 광 투과량 조절 소자.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 광 투과량 조절 소자;
    상기 광 투과량 조절 소자를 통해 입사된 광으로부터 피사체의 상을 형성하는 결상부; 및
    상기 결상부에서 형성된 상을 전기 신호로 변환하는 촬상 소자;를 포함하는 영상 기기.
  16. 상기 제1 탄성 중합체층의 일 영역에 개구를 형성하는 단계;
    상기 개구에 제2 탄성 중합체층을 형성하는 단계;
    상기 제2 탄성 중합체층의 일면상에 제1 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 제2 탄성 중합체층의 타면상에 제2 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 광 투과량 조절 소자의 제조 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제1 탄성 중합체층은 기판상에 마련되어 있고,
    상기 제2 전극을 형성하기 전에 상기 기판을 제거한 후 상기 기판이 제거된 상기 제1 탄성 중합체층의 타면상에 상기 제2 전극을 형성하는 광 투과량 조절 소자의 제조 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 기판은 붕소가 형성된 기판인 광 투과량 조절 소자의 제조 방법.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 제2 탄성 중합체층의 두께는 상기 제1 탄성 중합체층의 두께 이하인 광 투과량 조절 소자의 제조 방법.
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 제1 탄성 중합체층을 길이 방향으로 스트레칭하는 단계;를 더 포함하는 광 투과량 조절 소자의 제조 방법.
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