KR20130016943A

KR20130016943A - 곡률 조절 소자 및 방법

Info

Publication number: KR20130016943A
Application number: KR1020110079154A
Authority: KR
Inventors: 장종현; 이승완; 김운배; 최민석; 이은성; 정규동
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2011-08-09
Filing date: 2011-08-09
Publication date: 2013-02-19
Also published as: KR101866873B1; US8797653B2; US20130038944A1

Abstract

곡률 조절 소자가 개시된다. 개시된 곡률 조절 소자는 투광성이며 극성인 제1유체; 상기 제1유체와 혼합되지 않는 성질을 가지며 투광성인 제2유체; 상기 제1유체와 제2유체를 수용하는 내부 공간을 가지는 챔버; 상기 제1유체와 제2유체의 경계면으로, 렌즈면을 이루는 제1면; 상기 제1유체와 제2유체의 경계면으로, 상기 렌즈면의 곡률변화를 유도하는 제2면; 상기 챔버 내에 마련된 것으로, 상기 렌즈면에 대응하는 렌즈의 직경을 형성하는 제1관통홀과, 상기 제2유체의 통로를 형성하는 제2관통홀이 형성된 제1중간판; 상기 제2면의 위치를 변화시키는 전기장을 형성하기 위한 전극부;를 포함한다.

Description

곡률 조절 소자 및 방법{Device and method for variable curvature}

본 개시는 미소전기유체 방식에 따라 렌즈면의 곡률을 조절하는 곡률 조절 소자 및 방법에 관한 것이다.

렌즈는 굴절률이 다른 두 매질의 경계면에서 빛이 굴절되는 성질을 이용하여 빛을 모으거나 분산시키는 도구로서, 카메라 등 다양한 영상 기기의 기본적인 구성요소이다.

렌즈면의 곡률과 렌즈의 재질에 따라 렌즈의 초점 거리가 정해지는데, 최근, 보다 나은 영상을 얻기 위해 가변 초점 기능을 가지는 렌즈시스템의 수요가 증가하고 있다. 가변 초점 기능은 자동초점(autofocusing)이나 줌(zoom) 동작에 사용될 수 있으며, 렌즈시스템을 이루는 일부 렌즈의 위치를 모터 등을 사용하여 기계적으로 이동시키거나, 또는, 액체렌즈를 사용하여 렌즈면의 곡률을 변화시키는 방식이 사용된다.

액체렌즈의 종류로는 렌즈면의 곡률을 변화시키는 구동에 따라 압력식 액체렌즈, 전기습윤식 액체렌즈 등이 있다. 압력식 액체렌즈는 펌프나 액츄에이터를 이용하여 액체에 압력을 가하여 렌즈면의 곡률을 변화시킨다. 전기습윤식 액체렌즈는 전도성 액체와 유전체로 코팅된 구동전극 사이에 전압을 인가하여 액체의 접촉각(contact angle)을 변화시키고, 이에 따라 렌즈면의 곡률을 변화시킨다.

본 개시는 미소전기유체 방식으로 렌즈면의 곡률을 조절하는 곡률 조절 소자 및 방법을 제시하고자 한다.

일 유형에 따르는 곡률 조절 소자는 투광성이며 극성인 제1유체; 상기 제1유체와 혼합되지 않는 성질을 가지며 투광성인 제2유체; 상기 제1유체와 제2유체를 수용하는 내부 공간을 가지는 챔버; 상기 제1유체와 제2유체의 경계면으로, 렌즈면을 이루는 제1면; 상기 제1유체와 제2유체의 경계면으로, 상기 렌즈면의 곡률변화를 유도하는 제2면; 상기 챔버 내에 마련된 것으로, 상기 렌즈면에 대응하는 렌즈의 직경을 형성하는 제1관통홀과, 상기 제2유체의 통로를 형성하는 제2관통홀이 형성된 제1중간판; 상기 제2면의 위치를 변화시키는 전기장을 형성하기 위한 전극부;를 포함한다.

상기 제1유체는 극성 액체이고, 상기 제2유체는 기체 또는 비극성 액체로 구성될 수 있다.

상기 제1유체와 접하도록 마련된 접지 전극이 더 구비될 수 있다.

상기 제1중간판의 하부 및 상부에 각각 마련된 하부기판과 상부기판; 상기 내부공간을 형성하도록, 상기 하부기판과 제1중간판 사이 및 상기 제1중간판 및 상부기판 사이에 마련된 스페이서부;를 더 포함할 수 있다.

상기 전극부는 상기 하부기판의 상면에 형성되고 표면이 절연 물질로 코팅된 하나 이상의 전극으로 이루어진 제1전극부 및/또는 상기 제1중간판의 하면에 형성되고 표면이 절연 물질로 코팅된 하나 이상의 전극으로 이루어진 제2전극부를 포함할 수 있다.

상기 제1전극부, 제2전극부의 상기 하나 이상의 전극은 환형으로 형성될 수 있다.

상기 하부기판 상에는 상기 제1관통홀에 대응하는 제3관통홀이 형성된 단차형성용 기판이 더 마련될 수 있으며, 상기 전극부는 상기 단차형성용 기판의 상면에 형성되고 표면이 절연 물질로 코팅된 하나 이상의 전극으로 이루어진 제1전극부 및/또는 상기 제1중간판의 하면에 형성되고 표면이 절연 물질로 코팅된 하나 이상의 전극으로 이루어진 제2전극부를 포함할 수 있다.

상기 하부기판과 제1중간판 사이에는 상기 제1중간판의 제1관통홀과 제2관통홀에 각각 대응하는 관통홀들이 형성된 하나 이상의 제2중간판이 더 마련될 수 있으며, 상기 전극부는 상기 하부기판의 상면에 형성되고, 절연 물질로 코팅된 하나 이상의 전극으로 이루어진 제1전극부와, 상기 제1중간판의 하면과 상기 제1중간판에 인접한 제2중간판의 상면 중 적어도 어느 한 면에 형성되고, 절연 물질로 코팅된 하나 이상의 전극으로 이루어진 제2전극부;를 포함할 수 있다.

상기 전극부는 상기 하부기판과 인접한 제2중간판의 하면에 형성되고, 절연물질로 코팅된 하나 이상의 전극으로 이루어진 제3전극부를 더 포함할 수 있다.

일 유형에 따르는 곡률 조절 방법은 절연물질로 코팅된 전극을 포함하는 전극부가 구비된 챔버와, 상기 챔버 내에 수용될, 투광성이며 서로 혼합되지 않는 성질을 가지는 제1유체와 제2유체를 준비하는 단계; 상기 제1유체와 제2유체의 경계면이, 렌즈면을 이루는 제1면과, 상기 전극부와 접촉하는 제2면으로 구성되도록, 상기 챔버 내에 상기 제1유체와 제2유체를 배치하는 단계; 상기 전극부에 전압을 인가하여 상기 제2면의 위치를 이동시킴으로써 상기 렌즈면의 곡률을 조절하는 단계;를 포함한다.

상기 전극부에 인가되는 전압의 크기를 조절하여 상기 렌즈면의 곡률을 조절할 수 있으며, 또는, 상기 전극부는 다수의 전극을 포함하며, 상기 다수의 전극 중 일부에 선택적으로 전압을 인가하여, 상기 렌즈면의 곡률을 조절할 수 있다.

상술한 곡률 조절 소자 및 방법은 전기습윤원리를 이용하는 압력식 구동으로, 외부 펌프나 기계장치를 사용하지 않고 전기 배선만으로 렌즈면의 곡률을 변화시킬 수 있다.

상술한 곡률 조절 소자는 렌즈면의 곡률 변화를 최대화 할 수 있으며, 가변 초점 렌즈로 영상 기기 등에 적용될 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 곡률 조절 소자의 개략적인 구조를 보이는 분리 사시도이다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1의 곡률 조절 소자의 개략적인 구조를 보이는 단면도로서, 각각 인가 전압의 크기에 따라 다른 곡률을 가지는 렌즈면이 형성된 것을 보인다.
도 3a 내지 도 3c는 다른 실시예에 따른 곡률 조절 소자의 개략적인 구조를 보이는 단면도로서, 각각 전압의 인가되는 전극 선택에 따라 다른 곡률을 가지는 렌즈면이 형성된 것을 보인다.
도 4a 내지 도 4f는 도 3a 내지 도 3c에서 설명한 곡률 조절 소자에 채용될 수 있는 전극부의 예시적인 전극 배치들을 보인다.
도 5a 및 도 5b는 또 다른 실시예에 따른 곡률 조절 소자의 개략적인 구조를 보이는 단면도로서, 각각 인가 전압에 따라 다른 곡률을 가지는 렌즈면이 형성된 것을 보인다.
도 6a 및 도 6b는 또 다른 실시예에 따른 곡률 조절 소자의 개략적인 구조를 보이는 단면도로서, 각각 인가 전압에 따라 다른 곡률을 가지는 렌즈면이 형성된 것을 보인다.
도 7a 및 도 7b는 또 다른 실시예에 따른 곡률 조절 소자의 개략적인 구조를 보이는 단면도로서, 각각 인가 전압에 따라 다른 곡률을 가지는 렌즈면이 형성된 것을 보인다.
도 8a 및 도 8b는 또 다른 실시예에 따른 곡률 조절 소자의 개략적인 구조를 보이는 단면도로서, 각각 인가 전압에 따라 다른 곡률을 가지는 렌즈면이 형성된 것을 보인다.
도 9는 실시예에 따른 영상 기기의 개략적인 구조를 보인다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100, 200, 400, 500, 600, 700...곡률 조절 소자
110...하부기판 120, 220...제1전극부
130...제1스페이서 150...제1중간판
170...제2스페이서 180, 280, 680...제2전극부
190...상부기판 620...제3전극부
650...제2중간판 680...제2스페이서
900...영상기기 VF...가변초점렌즈
920...촬상렌즈부 950...이미지센서
F1...제1유체 F2...제2유체
E...전극 R...접지전극
I...절연물질

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.

실시예에 의한 곡률 조절 방법에 따르면, 먼저, 절연물질로 코팅된 전극을 포함하는 전극부가 구비된 챔버와, 상기 챔버 내에 수용될, 투광성이며 서로 혼합되지 않는 성질을 가지는 제1유체와 제2유체를 준비하고, 제1유체와 제2유체의 경계면이, 렌즈면을 이루는 제1면과, 상기 전극부와 접촉하는 제2면으로 구성되도록, 챔버 내에 상기 제1유체와 제2유체를 배치한다. 다음, 전극부에 전압을 인가하여 제2면의 위치를 이동시킴으로써 렌즈면의 곡률을 조절한다.

이러한 방법을 구현하는 곡률 조절 소자는 제1유체와 제2유체가 수용되는 챔버 내의 세부 구조, 제1유체와 제2유체의 경계면을 구동하기 위한 전극부의 전극 배치 구조에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이에 대한 다양한 실시예들을 설명하기로 한다.

도 1은 실시예에 따른 곡률 조절 소자(100)의 개략적인 구조를 보이는 분리 사시도이고, 도 2a 내지 도 2c는 도 1의 곡률 조절 소자(100)의 개략적인 구조를 보이는 단면도로서, 각각 인가 전압의 크기에 따라 다른 곡률을 가지는 렌즈면이 형성된 것을 보인다. 다만, 도 1의 사시도에서는 일부 구성요소가 편의상 생략되어 있다.

도면들을 참조하면, 챔버 내부에, 투광성이며 극성인 제1유체(F1), 제1유체(F1)와 혼합되지 않는 성질을 가지며 투광성인 제2유체(F2)가 마련된다. 제1유체(F1)와 제2유체(F2)의 경계면은 렌즈면을 이루는 제1면(LS)과 상기 렌즈면의 곡률변화를 유도하는 제2면(IS)을 포함한다. 또한, 제2면(IS)의 위치를 변화시키는 전기장을 형성하기 위한 전극부가 챔버 내에 형성되어 있다. 제1유체(F1)와 제2유체(F2)의 경계면이 렌즈면을 이루는 제1면(LS)과 상기 렌즈면의 곡률변화를 유도하는 제2면(IS)을 형성할 수 있도록, 상기 렌즈면에 대응하는 렌즈의 직경을 형성하는 제1관통홀(TH1)과, 상기 제2유체(F2)의 통로를 형성하는 제2관통홀(TH2)이 형성된 제1중간판(150)이 챔버 내부에 마련된다. 제2관통홀(TH2)의 개수나 형상은 도시된 개수, 형상에 제한되지 않는다.

제1중간판(150)의 하부 및 상부에는 각각 하부기판(110)과 상부기판(190)이 마련될 수 있으며, 상기 내부공간을 형성하도록, 하부기판(110)과 제1중간판(150) 사이, 제1중간판(150)과 상부기판(190) 사이에는 스페이서부가 마련될 수 있다. 스페이서부는 하부기판(110)과 제1중간판(150) 사이의 제1스페이서(130)와 제1중간판(150)과 상부기판(190) 사이의 제2스페이서(170)로 이루어진다.

보다 상세한 구성과 작용을 살펴보면 다음과 같다.

하부기판(110), 제1중간판(150), 상부기판(190)은 투광성 소재로 형성될 수 있다.

제1유체(F1)와 제2유체(F2)는 굴절률이 서로 다른 투광성 유체로 구성된다. 제1유체(F1)는 비극성 액체, 제2유체(F2)는 기체 또는 비극성 액체로 구성될 수 있다.

전극부는 도시된 바와 같이, 하부기판(110)의 상면에 형성되고 표면이 절연 물질(I)로 코팅된 전극(E)으로 이루어진 제1전극부(120)와 제1중간판(150)의 하면에 형성되고 표면이 절연물질(I)로 코팅된 전극(E)으로 이루어진 제2전극부(180)를 포함한다. 다만, 제1전극부(120)와 제2전극부(180) 중 어느 하나만이 구비되는 것도 가능하다.

또한, 제1유체(F1)와 접하도록 마련된 접지 전극(R)을 더 포함할 수 있다. 접지 전극(R)은 제1기판(100) 상에 배치되고 환형으로 도시되어 있으나, 전압이 인가되지 않은 상태에서 제1유체(F1)와 접할 수 있는 어느 위치에나 가능하며 형상도 도시된 형상에 제한되지 않는다. 접지 전극(R)은 선택적으로 구비될 수 있으며, 접지 전극(R)이 구비되는 경우, 구동 전압을 보다 낮게 할 수 있다.

제1전극부(120), 제2전극부(180)를 이루는 전극은 투명 전도성 재질로 형성될 수 있으며, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide)등의 금속산화물, Au, Ag등의 금속 나노입자 분산 박막, CNT(carbon nanotube), 그래핀(graphene) 등의 탄소 나노구조체, poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT), polypyrrole(PPy), poly(3-hexylthiophene)(P3HT) 등의 전도성 고분자등이 사용될 수 있다. 접지 전극(R)는 상술한 투명 전도성 물질로 형성될 수 있고, 배치 위치에 따라 투광성이 요구되지 않는 경우 Au, Ag, Al, Cr, Ti등 금속 박막으로 형성될 수 있다.

곡률 조절 소자(100)는 전기 습윤 구동에 의해 제2면(IS)에 작용하는 압력이 변하고, 이에 따라 렌즈면인 제1면(LS)의 곡률이 조절된다. 전기 습윤 현상은 절연체로 코팅된 전극 상의 전해질 액적에 전압을 가하면 액적의 접촉각이 변하는 현상을 의미한다. 즉, 유체, 액적, 절연체가 만나는 삼상 접촉선(three-phase contact line, TCL)에서 각각의 계면장력에 따라 접촉각이 변한다. 전기 습윤 현상을 이용하는 경우, 낮은 전압을 사용하여 빠르고 효과적으로 유체의 유동을 제어할 수 있으며, 가역적으로 유체의 이송 및 제어가 가능하다.

본 실시예의 곡률 조절 소자(100)는 제1전극부(120), 제2전극부(180)가 각각 하나의 전극(E)으로 이루어지며, 이 전극(E)에 인가되는 전압 크기를 조절하여 제2면(IS)의 위치를 변화시키게 된다. 즉, 도 2a와 같이 전압이 인가되지 않은 상태에서 도시된 제2면(IS)의 위치에 따라, 렌즈면이 되는 제1면(LS)은 최대로 볼록한 곡률을 갖게 된다. 도 2b와 같이, 소정 크기의 전압이 인가될 때, 제2면(IS)은 양측으로 이동하며, 제2면(LS)의 곡률은 줄어든다. 도 2c와 같이, 인가 전압을 최대로 하여, 제2면(IS)의 위치가 양측으로 최대로 이동하였을 때, 제1면(LS)은 오목한 곡률을 갖게 된다.

도 3a 내지 도 3c는 다른 실시예에 따른 곡률 조절 소자(200)의 개략적인 구조를 보이는 단면도로서, 각각 전압의 인가되는 전극 선택에 따라 다른 곡률을 가지는 렌즈면이 형성된 것을 보인다. 도 4a 내지 도 4f는 도 3a 내지 도 3c에서 설명한 곡률 조절 소자(200)에 채용될 수 있는 전극부의 예시적인 전극 배치들을 보인다.

본 실시예의 곡률 조절 소자(200)는 제1전극부(220), 제2전극부(280)가 각각 절연물질(I)로 코팅된 다수의 전극(E)으로 구성된 점에서 전술한 실시예의 곡률 조절 소자(100)와 차이가 있다. 제1전극부(220), 제2전극부(280)를 구성하는 전극 일부를 선택하여 전압을 인가함으로써 렌즈면이 되는 제1면(LS)의 곡률을 디지털 방식으로 제어할 수 있다.

도 3a와 같이 전압이 인가되지 않은 상태에서 렌즈면은 최대로 볼록한 형태가 된다. 도 3b와 같이, 전극(E)들 중 어느 하나를 선택하여 적절한 전압을 인가하면, 활성화된 구동전극의 삼상 접촉선(three-phase contact line, TCL), 즉, 제1유체(F1), 제2유체(F2)의 경계면인 제2면(IS)과 절연물질(I)이 만나는 접선에서 전기기계적 힘이 작용하여 제2면(IS)이 양측으로 이동되고, 이에 따라 제1면(LS)의 곡률이 작아진다. 도 3c와 같이, 가장 바깥쪽에 배치된 전극(E)을 선택하여 적절한 전압을 인가하면, 제2면(IS)의 위치가 양측으로 최대로 이동하고, 제2면(LS)은 오목한 곡률을 갖게 된다.

도면에서, 제1전극부(220), 제2전극부(280), 접지전극(R)이 모두 구비된 것으로 도시되었으나, 제1전극부(220)나 제2전극부(280) 중 어느 하나만 구비될 수 있으며, 접지전극(R)이 생략될 수도 있다.

또한, 제1전극부(220), 제2전극부(280)를 구성하는 다수의 전극(E)들은 도 4a에 도시된 바와 같이, 원형 고리형상을 가질 수 있다. 또한, 도 4b에 도시된 바와 같이, 전극부(221)는 다수의 사각 환형의 전극(E)들을 포함할 수 있다. 또한, 도 4c에 도시된 바와 같이, 전극부(222)는 원형 및 사각형 환형의 전극(E)들로 구성될 수 있다. 도시된 환형 전극(E)들은 모두 중심이 서로 일치하는 위치에 배치된 것으로 도시되어 있으나 이는 예시적인 것이며, 중심이 서로 다른 위치에 배치될 수도 있다. 또한, 도 4d와 같은 형상, 위치의 전극(E)들로 전극부(223)가 구성될 수 있다. 도 4e에 도시된 전극부(224)는 2차원 어레이로 배열된 다수의 전극(E)들을 포함하며, 이와 같이 배치된 전극(E)들 일부를 선택하여 전압을 인가함에 따라 렌즈면의 형상을 보다 다양하게 조절하는 것도 가능해진다. 또한, 도 4f와 같이, 전극부(225)는 원주 방향을 따라 배열된 다수의 전극(E)들로 이루어질 수도 있다.

도 5a 및 도 5b는 또 다른 실시예에 따른 곡률 조절 소자(400)의 개략적인 구조를 보이는 단면도로서, 각각 인가 전압에 따라 다른 곡률을 가지는 렌즈면이 형성된 것을 보인다.

본 실시예는 렌즈면의 곡률 변화를 최대로 하기 위해, 하부기판(110) 상에 단차형성용 기판(410)이 더 구비된 점에서 전술한 실시예들과 차이가 있다.

단차형성용 기판(410)에는 제1중간판(150)에 형성된 제1관통홀(TH1)에 대응하는 관통홀이 형성되어 있어, 렌즈면인 제1면(LS)이 보다 오목한 곡률을 가지도록 곡률 조절 소자(200)가 구동될 수 있다.

전극부는 단차형성용 기판(410)의 상면에 형성되고 표면이 절연 물질(I)로 코팅된 전극(E)으로 이루어진 제1전극부(120)를 포함하며, 또한, 제1중간판(150)의 하면에 형성되고 표면이 절연 물질(I)로 코팅된 전극(E)으로 이루어진 제2전극부(180)를 포함할 수 있다. 제1전극부(120), 제2전극부(180) 중 어느 하나만이 구비되는 것도 가능하며, 접지 전극(미도시)이 더 구비될 수 있다. 또한, 하부기판(110)과 단차형성용 기판(410)은 일체형으로 형성되는 것도 가능하다.

도 6a 및 도 6b는 또 다른 실시예에 따른 곡률 조절 소자(500)의 개략적인 구조를 보이는 단면도로서, 각각 인가 전압에 따라 다른 곡률을 가지는 렌즈면이 형성된 것을 보인다.

본 실시예는 제1전극부(220), 제2전극부(280)가 각각 다수의 전극(E)들로 이루어져, 전극 선택의 따라 렌즈면의 곡률이 디지털 제어되는 구성이다.

도 7a 및 도 7b는 또 다른 실시예에 따른 곡률 조절 소자(600)의 개략적인 구조를 보이는 단면도로서, 각각 인가 전압에 따라 다른 곡률을 가지는 렌즈면이 형성된 것을 보인다.

본 실시예의 곡률 조절 소자(600)는 렌즈면의 곡률 변화를 최대로 하기 위한 다른 예로서, 하부기판(100)과 제1중간판(150) 사이에 마련된 제2중간판(650)을 더 포함한다. 제2중간판(650)에는 제1중간판(150)의 제1관통홀과 제2관통홀에 각각 대응하는 관통홀들이 형성되어 있다. 제1중간판(150)과 제2중간판(650) 사이에는 제3스페이서(680)가 마련된다. 제2중간판(650)은 하나가 구비된 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것이며, 복수개가 구비될 수도 있다.

전극부는 하부기판(110)의 상면에 형성되고, 절연 물질(I)로 전극(E)으로 이루어진 제1전극부(120)와 제1중간판(150)의 하면과 상기 제1중간판(150)에 인접한 제2중간판(650)의 상면 중 적어도 어느 한 면에 형성되고, 절연물질(I)로 코팅된 전극(E)으로 이루어진 제2전극부(680)를 포함한다. 제1중간판(150)의 하면과 제2중간판(650)의 상면에 모두 절연물질(I)로 코팅된 전극(E)이 구비된 것으로 도시되어 있으나, 어느 한 면에만 형성될 수도 있다.

또한, 하부기판(110)과 인접한 제2중간판(650)의 하면에 형성되고, 절연물질(I)로 코팅된 전극으로 이루어진 제3전극부(620)가 더 구비될 수 있다. 제3전극부(620)와 제1전극부(120)가 모두 구비된 것으로 도시되어 있으나, 이 중 어느 하나만 도시될 수도 있다.

접지 전극(미도시)은 전압이 인가되지 않은 상태에서 제1유체(F)와 접촉할 수 있는 위치에 배치될 수 있다.

도 8a 및 도 8b는 또 다른 실시예에 따른 곡률 조절 소자(700)의 개략적인 구조를 보이는 단면도로서, 각각 인가 전압에 따라 다른 곡률을 가지는 렌즈면이 형성된 것을 보인다. 본 실시예는 제1전극부(220), 제2전극부(670), 제3전극부(640)가 다수의 전극(E)들로 이루어져, 전극 선택의 따라 렌즈면의 곡률이 디지털 제어되는 구성이다.

도 9는 실시예에 따른 영상 기기(900)의 개략적인 구조를 보인다.

도면을 참조하면, 영상 기기(900)는 가변초점렌즈(VF)를 구비하는 촬상렌즈부(920), 제어부, 이미지센서(950)를 포함한다.

가변초점렌즈(VF)로는 전술한 곡률 조절 소자(100, 200, 400, 500, 600, 700)들 중 어느 하나가 채용될 수 있으며, 촬상렌즈부(920)는 가변초점렌즈(VF)와 함께, 필요에 따라, 하나 또는 그 이상의 렌즈를 더 구비할 수 있다. 제어부는 가변초점렌즈(VF)의 렌즈면의 곡률을 조절하기 위한 전압을 제어한다.

이미지센서(950)는 촬상렌즈부(920)가 형성한 피사체(OBJ)의 광학상을 전기 신호로 전환하며, 이미지센서(950)로는 CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)등이 채용될 수 있다.

가변초점렌즈(VF)의 렌즈면의 곡률이 조절됨에 따라, 촬상렌즈부(920)의 초점 거리는 가변되며, 이에 따라 오토포커싱 또는 피사체의 확대, 축소가 가능해진다.

이러한 본원 발명은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims

투광성이며 극성인 제1유체;
상기 제1유체와 혼합되지 않는 성질을 가지며 투광성인 제2유체;
상기 제1유체와 제2유체를 수용하는 내부 공간을 가지는 챔버;
상기 제1유체와 제2유체의 경계면으로, 렌즈면을 이루는 제1면;
상기 제1유체와 제2유체의 경계면으로, 상기 렌즈면의 곡률변화를 유도하는 제2면;
상기 챔버 내에 마련된 것으로, 상기 렌즈면에 대응하는 렌즈의 직경을 형성하는 제1관통홀과, 상기 제2유체의 통로를 형성하는 제2관통홀이 형성된 제1중간판;
상기 제2면의 위치를 변화시키는 전기장을 형성하기 위한 전극부;를 포함하는 곡률 조절 소자.
제1항에 있어서,
상기 제1유체는 극성 액체이고,
상기 제2유체는 기체 또는 비극성 액체로 구성되는 곡률 조절 소자.
제2항에 있어서,
상기 제1유체와 접하도록 마련된 접지 전극을 더 포함하는 곡률 조절 소자.
제1항에 있어서,
상기 제1중간판의 하부 및 상부에 각각 마련된 하부기판과 상부기판;
상기 내부공간을 형성하도록, 상기 하부기판과 제1중간판 사이 및 상기 제1중간판 및 상부기판 사이에 마련된 스페이서부;를 더 포함하는 곡률 조절 소자.
제4항에 있어서,
상기 전극부는
상기 하부기판의 상면에 형성되고 표면이 절연 물질로 코팅된 하나 이상의 전극으로 이루어진 제1전극부를 포함하는 곡률 조절 소자.
제5항에 있어서,
상기 전극부는
상기 제1중간판의 하면에 형성되고 표면이 절연 물질로 코팅된 하나 이상의 전극으로 이루어진 제2전극부를 더 포함하는 곡률 조절 소자.
제4항에 있어서,
상기 전극부는
상기 제1중간판의 하면에 형성되고 표면이 절연 물질로 코팅된 하나 이상의 전극으로 이루어진 제2전극부를 포함하는 곡률 조절 소자.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1전극부의 상기 하나 이상의 전극은 환형으로 형성된 곡률 조절 소자.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 제2전극부의 상기 하나 이상의 전극은 환형으로 형성된 곡률 조절 소자.
제4항에 있어서,
상기 하부기판 상에는 상기 제1관통홀에 대응하는 제3관통홀이 형성된 단차형성용 기판이 더 마련된 곡률 조절 소자.
제10항에 있어서,
상기 전극부는
상기 단차형성용 기판의 상면에 형성되고 표면이 절연 물질로 코팅된 하나 이상의 전극으로 이루어진 제1전극부를 포함하는 곡률 조절 소자.
제11항에 있어서,
상기 전극부는
상기 제1중간판의 하면에 형성되고 표면이 절연 물질로 코팅된 하나 이상의 전극으로 이루어진 제2전극부를 더 포함하는 곡률 조절 소자.
제10항에 있어서,
상기 전극부는
상기 제1중간판의 하면에 형성되고 표면이 절연 물질로 코팅된 하나 이상의 전극으로 이루어진 제2전극부를 포함하는 곡률 조절 소자.
제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1전극부의 상기 하나 이상의 전극은 환형으로 형성된 곡률 조절 소자.
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 제2전극부의 상기 하나 이상의 전극은 환형으로 형성된 곡률 조절 소자.
제4항에 있어서,
상기 하부기판과 제1중간판 사이에는 상기 제1중간판의 제1관통홀과 제2관통홀에 각각 대응하는 관통홀들이 형성된 하나 이상의 제2중간판이 더 마련된 곡률 조절 소자.
제16항에 있어서,
상기 전극부는
상기 하부기판의 상면에 형성되고, 절연 물질로 코팅된 하나 이상의 전극으로 이루어진 제1전극부;
상기 제1중간판의 하면과 상기 제1중간판에 인접한 제2중간판의 상면 중 적어도 어느 한 면에 형성되고, 절연 물질로 코팅된 하나 이상의 전극으로 이루어진 제2전극부;를 포함하는 곡률 조절 소자.
제17항에 있어서,
상기 전극부는
상기 하부기판과 인접한 제2중간판의 하면에 형성되고, 절연물질로 코팅된 하나 이상의 전극으로 이루어진 제3전극부를 더 포함하는 곡률 조절 소자.
제17항 또는 제18항에 있어서,
상기 제1전극부, 제2전극부의 상기 하나 이상의 전극은 환형으로 형성된 곡률 조절 소자.
제18항에 있어서,
상기 제3전극부의 상기 하나 이상의 전극은 환형으로 형성된 곡률 조절 소자.
제1항 내지 제7항, 제10항 내지 제13항, 제16항 내지 제18항, 제20항 중 어느 한 항의 곡률 조절 소자를 포함하는 촬상렌즈부;
상기 곡률 조절 소자의 렌즈면의 곡률을 조절하기 위한 전압을 제어하는 제어부;
상기 촬상렌즈부가 형성한 광학상을 전기 신호로 전환하는 이미지센서;를 포함하는 영상 기기.
절연물질로 코팅된 전극을 포함하는 전극부가 구비된 챔버와, 상기 챔버 내에 수용될, 투광성이며 서로 혼합되지 않는 성질을 가지는 제1유체와 제2유체를 준비하는 단계;
상기 제1유체와 제2유체의 경계면이, 렌즈면을 이루는 제1면과, 상기 전극부와 접촉하는 제2면으로 구성되도록, 상기 챔버 내에 상기 제1유체와 제2유체를 배치하는 단계;
상기 전극부에 전압을 인가하여 상기 제2면의 위치를 이동시킴으로써 상기 렌즈면의 곡률을 조절하는 단계;를 포함하는 곡률 조절 방법.
제22항에 있어서,
상기 제1유체는 극성 액체이고,
상기 제2유체는 기체 또는 비극성 액체로 구성되는 곡률 조절 장치.
제22항에 있어서,
상기 전극부에 인가되는 전압의 크기를 조절하여 상기 렌즈면의 곡률을 조절하는 곡률 조절 방법.
제22항에 있어서,
상기 전극부는 다수의 전극을 포함하며,
상기 다수의 전극 중 일부에 선택적으로 전압을 인가하여, 상기 렌즈면의 곡률을 조절하는 곡률 조절 방법.