KR20150123745A - 전자기장을 이용한 가변 초점 렌즈 어레이와 그 제조 방법 - Google Patents

전자기장을 이용한 가변 초점 렌즈 어레이와 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20150123745A
KR20150123745A KR1020150058879A KR20150058879A KR20150123745A KR 20150123745 A KR20150123745 A KR 20150123745A KR 1020150058879 A KR1020150058879 A KR 1020150058879A KR 20150058879 A KR20150058879 A KR 20150058879A KR 20150123745 A KR20150123745 A KR 20150123745A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluid
lens
panel
electromagnetic
transparent
Prior art date
Application number
KR1020150058879A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101748808B1 (ko
Inventor
원용협
정병주
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Publication of KR20150123745A publication Critical patent/KR20150123745A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101748808B1 publication Critical patent/KR101748808B1/ko

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
    • 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)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)

Abstract

전자기장을 이용한 가변 초점 렌즈 어레이와 그 제조 방법이 개시된다.
이 어레이는 적어도 하나 이상의 스루홀과 스루홀 내부에 코일이 배열되어 있는 전자기장 렌즈 패널을 포함한다. 회로 시트는 상기 전자기장 렌즈 패널의 상부에 부착되고, 상기 코일에 전기를 공급하는 회로를 가지며, 상기 스루홀의 위치에 대응되는 유체 채널을 구비한다. 격벽 패널은 상기 회로 시트의 상부에 부착되고, 상기 유체 채널에 유체를 공급하는 유체 통로를 생성하기 위한 격벽을 갖는다. 투명 탄성 시트는 상기 전자기장 렌즈 패널의 하부에 부착되고, 상기 코일에서 발생되는 전자기장에 의해 구동되기 위한 자기장 요소가 배열된다. 유체 제어 장치는 상기 격벽에 의해 구성된 유체 통로에 유체를 공급하고, 제어부는 상기 유체 제어 장치를 제어하여 상기 유체 통로로 공급되는 유체의 양을 제어하고, 상기 코일에 공급되는 전기와 상기 자기장 요소를 제어한다.

Description

전자기장을 이용한 가변 초점 렌즈 어레이와 그 제조 방법{Variable focal lens array using electro-magnetic field and making method thereof}
본 발명은 전자기장을 이용한 가변 초점 렌즈 어레이와 그 제조 방법에 관한 것이다.
렌즈는 광학 시스템의 핵심 요소로 지속적인 발전을 진행하고 있다.
최근 스마트폰의 발전, 자동 카메라의 발전에 따라 초점 가변형 렌즈가 요구되고 있고, 다양한 형식의 초점 가변형 렌즈가 연구되고 있다.
압전소자를 구동하여 유체을 제어하는 방식, 전자기력을 이용하여 유체을 제어하는 방식 등의 유압을 이용하여 광투과성 탄성막의 곡률을 직접 제어하는 방식과 전기습윤(electro-wetting)을 이용하여 2종류의 서로 섞이지 않는 유체의 경계면의 곡률을 제어하는 방식의 초점 가변형 렌즈가 있다.
그런데, 압전소자의 구동이나, 전기습윤의 구동에는 높은 전압이 필요하게 되어, 저전압 구동이 가능한 전자기력을 이용한 초점 가변형 렌즈가 연구되고 있다.
렌즈 하나로 구동되는 개별 렌즈의 경우, 전자기력을 이용한 초점 가변형 렌즈는 장점을 가지고 있지만, 기계적인 구성요소 때문에 생산에 많은 문제점을 갖는다.
또한 최근 활성화되는 가변 초점 렌즈 어레이의 필요성에 맞추어, 전자기력을 이용한 가변 초점 렌즈 어레이를 제조하는 데 있어서 많은 문제점을 갖는다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 렌즈 어레이에 분포된 렌즈들의 초점을 어레이의 개별 렌즈 단위에서 각각 변화시킬 수 있어서 다양한 동적인 영상 활용 분야에 응용할 수 있는 전자기장을 이용한 가변 초점 렌즈 어레이와 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 한 특징에 따른 가변초점 렌즈 어레이는,
적어도 하나 이상의 스루홀과 스루홀 내부에 코일이 배열되어 있는 전자기장 렌즈 패널; 상기 전자기장 렌즈 패널의 상부에 부착되고, 상기 코일에 전기를 공급하는 회로를 가지며, 상기 스루홀의 위치에 대응되는 유체 채널을 구비한 회로 시트; 상기 회로 시트의 상부에 부착되고, 상기 유체 채널에 유체를 공급하는 유체 통로를 생성하기 위한 격벽을 갖는 격벽 패널; 상기 전자기장 렌즈 패널의 하부에 부착되고, 상기 코일에서 발생되는 전자기장에 의해 구동되기 위한 자기장 요소가 배열된 투명 탄성 시트; 상기 격벽에 의해 구성된 유체 통로에 유체를 공급하는 유체 제어 장치; 및 상기 유체 제어 장치를 제어하여 상기 유체 통로로 공급되는 유체의 양을 제어하고, 상기 코일에 공급되는 전기와 상기 자기장 요소를 제어하는 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 회로 시트와 상기 격벽 패널 사이에, 상기 유체 채널에 유체를 공급하는 유체 통로를 갖는 유체 통로 패널을 더 포함한다.
또한, 상기 전자기장 렌즈 패널은 원통형의 형상봉에 코일을 감아서 형성되는 단위 전자기장 렌즈 형틀을 2차원으로 배열하여 경화제를 채우고 경화시켜서 2차원 배열체를 형성한 후 용매를 사용하여 상기 형상봉을 제거하여 생성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명 탄성 시트에 배열되는 자기장 요소가 투명 나선형 패턴을 형성하여 생성되는 투명 평면 코일에 의해 발생하는 전자기장에 의해 생성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명 나선형 패턴이 렌즈 곡면을 최적화시키기 위하여 선의 밀도를 실험적으로 조절하여 불균일하게 구성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명 탄성 시트에 배열되는 자기장 요소가 상기 투명 탄성 시트에 코팅되는 투명 자석으로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명 탄성 시트에 배열되는 자기장 요소가 상기 투명 탄성 시트의 제조시 투명 자석 분말을 분산시켜 만들어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명 자석 및 상기 투명 자석 분말이 Co-TiO2로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 렌즈 곡면을 최적화시키기 위하여 상기 투명 자석의 분포를 실험적으로 조절하여 불균일하게 구성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 렌즈 각각의 초점 변화를 위한 필요 유량을 계산하고, 계산된 유량에 맞추어 상기 유체 제어 장치를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 가변초점 렌즈 어레이 제조 방법은,
적어도 하나 이상의 스루홀과 스루홀 내부에 코일이 배열되어 있는 전자기장 렌즈 패널을 형성하는 단계; 상기 전자기장 렌즈 패널의 상부에 상기 코일에 전기를 공급하는 회로를 가지며, 상기 스루홀의 위치에 대응되는 유체 채널을 구비한 회로 시트를 부착하고, 상기 회로 시트의 상부에 상기 유체 채널에 유체를 공급하는 유체 통로를 생성하기 위한 격벽을 갖는 격벽 패널을 부착하며, 상기 전자기장 렌즈 패널의 하부에 상기 코일에서 발생되는 전자기장에 의해 구동되기 위한 자기장 요소가 배열된 투명 탄성 시트를 부착하여 결합 패널을 형성하는 단계; 및 상기 결합 패널의 격벽에 의해 구성된 유체 통로에 유체를 공급하는 유체 제어 장치와, 상기 유체 제어 장치를 제어하여 상기 유체 통로로 공급되는 유체의 양을 제어하고 상기 코일에 공급되는 전기와 상기 자기장 요소를 제어하는 제어부를 연결하여 가변초점 렌즈 어레이를 형성하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 전자기장 렌즈 패널을 형성하는 단계는, 환봉 형상의 형상봉을 준비하는 단계; 상기 형상봉에 절연 코팅된 도체를 감아서 기본 단위 전자기장 렌즈 형틀을 만드는 단계; 상기 기본 단위 전자기장 렌즈 형틀을 2차원으로 배열하고, 빈공간을 경화제로 채우고 경화시켜서 2차원 배열체로 만드는 단계; 및 상기 2차원 배열체에서 상기 형상봉을 제거하여 유체를 채울 수 있는 상기 스루홀이 분포되어 있는 상기 전자기장 렌즈 패널을 만드는 단계를 포함한다.
또한, 상기 2차원 배열체로 만드는 단계에서, 상기 기본 단위 전자기장 렌즈 형틀을 2차원으로 배열한 다음 상기 기본 단위 전자기장 렌즈 형틀들의 사이에 전자기장의 영향을 최소화할 수 있는 수단을 추가하여 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 렌즈 어레이에 분포된 렌즈들의 초점을 어레이의 개별 렌즈 단위에서 각각 변화시킬 수 있어서 다양한 동적인 영상 활용 분야에 응용할 수 있다.
특히, 집적 영상법을 이용한 입체영상에 동적인 요소를 추가하는데 사용하여 입체영상의 질을 높이는데 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 렌즈 어레이에서 사용되는 기본 요소인 단위 전자기장 렌즈 형틀의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 렌즈 어레이에서 사용되는 전자기장 렌즈 패널을 생성하는 중간 단계의 2차원 배열체를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 렌즈 어레이에서 사용되는 전자기장 렌즈 패널의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 렌즈 어레이에서 사용되는 회로시트의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 렌즈 어레이에서 사용되는 유체 통로 패널의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 렌즈 어레이에서 사용되는 격벽 패널의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 렌즈 어레이의 결합관계를 보인 조립도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 렌즈 어레이에서 렌즈막을 구성하는 투명 탄성 시트의 구성도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 렌즈 어레이에서 유체 흐름을 보이기 위한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 렌즈 어레이를 제어하기 위한 구성을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 렌즈 어레이의 실제 렌즈의 동작을 도시한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전자기장을 이용한 가변 초점 렌즈 어레이와 그 제조 방법에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 렌즈 어레이에서 사용되는 기본 요소인 단위 전자기장 렌즈 형틀의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 단위 전자기장 렌즈 형틀(100)은 원통형의 형상봉(101)에 절연 코팅된 전도성 와이어(102)를 감아서 형성된다. 절연 코팅된 전도성 와이어(102)를 감아진 것을 코일(102)이라 한다.
렌즈와 렌즈 사이의 간격을 최소화하기 위해서 두께를 갖는 요소의 두께를 최소화시켜야 한다.
전도성 와이어(102)를 실린더에 감아서 렌즈를 구성할 경우 실린더의 두께는 렌즈 사이의 간격을 키우는 요소가 된다. 실린더의 두께를 너무 얇게 할 경우 전도성 와이어(102)를 감는 작업이 어려워지고, 2차원 배열 작업을 진행하는 것도 어려워진다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 형상봉(101)을 이용하여 전도성 와이어(102)를 감는 작업을 편리하게 하고, 2차원 배열 작업도 편리하게 할 수 있다.
작업 후 형상봉(101)을 제거함으로써 렌즈와 렌즈의 간격을 최소화할 수 있다. 이 경우, 실린더 두께를 0으로 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 렌즈 어레이에서 사용되는 전자기장 렌즈 패널을 생성하는 중간 단계의 2차원 배열체를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 단위 전자기장 렌즈 형틀(100) 들이 2차원으로 배열된다. 단위 전자기장 렌즈 형틀(100)들 사이에 경화제(103)를 채우고 경화시켜 2차원 배열체(105)를 완성한다.
여기서, 경화제(103)로는 에폭시나 레진을 사용할 수 있다. 이것은 형상봉(101)을 녹이는 용매에 녹지 않는 경화재(103)가 사용되어야 하기 때문이다.
이웃 코일과의 간섭을 최소화하기 위해 자기장 영향을 최소화하는 수단을 코일(102)과 코일(102) 사이에 배치하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 렌즈 어레이에서 사용되는 전자기장 렌즈 패널의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 도 2에서 생성된 2차원 배열체(105)에서 용매를 사용하여 형상봉(101)을 제거하면 다수의 스루홀(104)을 갖는 전자기장 렌즈 패널(110)이 생성된다.
여기서, 형상봉(101)을 제거하는 방법으로는 형상봉(101)을 녹이는 용매를 사용하여 녹여내는 방법이 있다. 또 다른 방법으로는 형상봉(101)을 기계적인 방법으로 힘을 가하여 제거하는 것이 있다.
도 3에서는 다수의 스루홀(104) 내부 벽면에는 단위 전자기장 렌즈 형틀(100)에서 형상봉(101)이 제거된 후 남은 전도성 와이어(102) 또는 코일(102)이 부착되어 있으나, 도면에서는 구체적으로 표시하지는 않았다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 렌즈 어레이에서 사용되는 회로시트의 구성도이다.
도 4를 참조하면, 전자기장 렌즈 패널(110)의 스루홀(104) 내에 분포되어 있는 코일(102)에 전기를 제공하기 위한 회로가 회로 시트(120)에 인쇄 등의 방법으로 생성된다.
또한, 회로 시트(120)에는 렌즈에 유체를 제공하기 위한 유체 채널(121)이 각 스루홀(104)의 외주면에 접하도록 생성된다.
이러한 회로 시트(120)는 광에 대한 투과성이 높은 재질이고, 평탄도가 좋아야 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 렌즈 어레이에서 사용되는 유체 통로 패널의 구성도이다.
도 5를 참조하면, 회로 시트(120)에 있는 유체 채널(121)에 유체를 주입할 수 있는 유체 통로(131) 들이 유체 통로 패널(130)에 생성되어 있다.
유체 통로 패널(130)은 단단한 재질로 구성된다.
유체 통로 패널(130)은 스루홀(104)의 한 측면을 밀봉하는 효과를 갖는다.
스루홀(104)에 유체가 주입되어 압력이 가해져도 유체 통로 패널(130)은 변형되지 않고, 후술의 투명 탄성 시트(150)만 변형이 이루어져 렌즈가 구성된다.
유체 통로 패널(130)의 재료는 투명 유리가 바람직하고, PMMA(PolyMethyl Methacrylate)와 같은 단단한 플라스틱도 사용 가능하다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 렌즈 어레이에서 사용되는 격벽 패널의 구성도이다.
도 6을 참조하면, 격벽 패널(140)은 밀봉부(141)와 격벽(142)으로 구성된다.
유체 통로(131)를 통하여 유체가 드나들어야 하지만, 스루홀(104) 사이들의 간격은 극단적으로 좁아서 유체를 효과적으로 공급하기 어렵고, 스루홀(104) 4개가 만드는 공간이 너무 협소하여 렌즈의 광 통로에 방해를 주지 않으면서 렌즈가 구동될 수 있는 유체를 보관할 수 없는 문제점을 갖는다. 따라서, 격벽(142)에 의해 형성되는 유체 챔버(144)를 외부에 부착하여 유체가 제약없이 유체 통로(131)에 공급되는 것이 바람직하다.
밀봉부(141)는 유체 통로 패널(130)에 평행하게 배치되어 광의 흐름에 방해를 주지 않게 구성된다.
또한, 격벽(142)이 구비되어 유체 통로 패널(130)과 격벽 패널(140) 사이에 공간인 유체 챔버(144)를 형성하고 그 공간이 외부에서 유체가 주입되는 통로가 된다.
격벽(142) 유체에 가해지는 중력의 영향을 최소화하는 역할을 한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 렌즈 어레이의 결합관계를 보인 조립도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 렌즈 어레이는 적어도 하나 이상의 스루홀(104)과 스루홀(104) 내부 벽면에 코일(102)이 배열되어 있는 전자기장 렌즈 패널(110)의 상부에, 코일(102)에 전기를 공급하는 회로를 갖고, 스루홀(104)의 위치에 맞는 유체 채널(121)을 갖는 회로 시트(120)를 놓고, 그 상부에 유체 통로 패널(130), 그 상부에 격벽 패널(140)을 부착하고, 전자기장 렌즈 패널(110)의 하부에 투명 탄성 시트(150)를 부착하여 형성되는 결합 패널(160)을 가진다.
여기서, 투명 탄성 시트(150)를 부착하기 전에 스루홀(104)과 유체 통로(131), 유체 채널(121), 유체 챔버(144)에 유체를 채워야 한다. 이 과정에서 내부에 기포가 포함되지 않게 하는 것이 바람직하다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 렌즈 어레이에서 렌즈막을 구성하는 투명 탄성 시트(150)의 구성도이다.
도 8을 참조하면, 투명 탄성 시트(150)에 자기장 요소를 부여하는 방법에는 도 8에 도시된 바와 같이 투명 나선형 패턴(151)을 형성하여 투명 평면 코일을 만드는 방법이 있고, 또한 투명 자석 분말을 분산시키는 방법이 있다.
투명 평면 코일을 만들기 위해서 PDMS(PolyDiMethylSiloxane) 탄성막에 나선 형상의 도전성 패턴인 투명 나선형 패턴(151)을 투명한 재료를 사용하여 형성한다.
인쇄에 의한 방법을 사용할 수도 있고, 리소그라피 방법을 사용할 수 있다. 투명 도전성 재료는 그래핀을 사용할 수 있고, 탄소나노튜브를 사용할 수 있으며, 나노 은을 이용한 투명전극을 구성할 수 있다.
전자기장의 분포도를 조절하여 최적의 렌즈 형상을 구현하기 위하여 투명 나선형 패턴(151)의 형태를 적합하게 조절하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 투명 나선형 패턴(151)이 렌즈 곡면을 최적화시키기 위하여 선의 밀도를 실험적으로 조절하여 불균일하게 구성될 수 있다.
또한, 투명 자석 분말에 의한 자기장 요소가 배열된 투명 탄성 시트(150)를 제조하기 위하여 중합되기 전의 PDMS에 투명 자석 분말을 분산시키고, 자기장을 인가하여 자기장 방향을 정열시키면서 PDMS 박막을 제조한다. 이때 자기장의 분포를 조정하여 투명 자석 분말이 최적의 분포도를 갖게 하여 렌즈의 구면이 전자기장에 의해 최적의 상태를 갖는 PDMS 박막을 제조한다. 예를 들어, 렌즈 곡면을 최적화시키기 위하여 상기 투명 자석의 분포를 실험적으로 조절하여 불균일하게 구성한다.
또 다른 방법으로 완성된 PDMS 박막에 투명 자석 박막을 코팅하여 자기장 요소가 배열된 투명 탄성 시트(150)를 제조할 수 있다. 이 때 투명자석으로 Co-TiO2가 연구되고 있고, 가시광 투과율도 좋은 것이 보고되고 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 렌즈 어레이에서 유체 흐름을 보이기 위한 단면도이다.
도 9를 참조하면, 유체 챔버(144)의 유체는 전자기장에 의해 투명 탄성 시트(150)가 볼록하게 될 때 유체 통로(131), 유체 채널(121)을 통하여 스루홀(104)에 유입된다.
전자기장에 의해 투명 탄성 시트(150)가 오목하게 될 때 스루홀(104)의 유체는 유체 채널(121), 유체 통로(131)를 지나서 유체 챔버(144)로 유입된다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 렌즈 어레이를 제어하기 위한 구성을 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 각 격벽(141)에 의해 생성된 유체 챔버(144)의 유체는 유체 연결부(171)를 통하여 유체 제어 장치(170)에 연결된다.
유체 제어 장치(170)는 각각의 유체 챔버(144)들에 하나씩 연결될 수 있고, 전체의 유체 챔버(144)를 통합하여 연결될 수 있다.
제어부(200)는 유체 제어 장치(170)를 제어하고, 각 렌즈의 전자기장을 제어한다.
유체 제어 장치(170)는 탄성체로 구성되는 단순한 유체 버퍼로의 역할만 할 수도 있다.
능동적인 제어를 위해서 제어부(200)는 렌즈의 동작 상태를 총괄적으로 연산하여 액체의 필요량과 압력을 산출하고, 유체 제어 장치(170)를 능동적으로 제어하는 것이 바람직하다.
각각의 렌즈의 초점 변화를 위한 필요 유량을 계산하고, 계산된 유량에 맞추어 유체 제어 장치(170)를 제어하는 방법으로 전자기장을 이용한 가변초점 렌즈 어레이를 실시간 제어한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 렌즈 어레이의 실제 렌즈의 동작을 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 투명 탄성 시트(150)의 스루홀(104)에 접한 부분 이외는 고정되어 렌즈막(155)만 부풀어 오른다. 따라서, 점도가 낮은 유체를 사용하는 것이 고속 동작에 유리하다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (13)

  1. 적어도 하나 이상의 스루홀과 스루홀 내부에 코일이 배열되어 있는 전자기장 렌즈 패널;
    상기 전자기장 렌즈 패널의 상부에 부착되고, 상기 코일에 전기를 공급하는 회로를 가지며, 상기 스루홀의 위치에 대응되는 유체 채널을 구비한 회로 시트;
    상기 회로 시트의 상부에 부착되고, 상기 유체 채널에 유체를 공급하는 유체 통로를 생성하기 위한 격벽을 갖는 격벽 패널;
    상기 전자기장 렌즈 패널의 하부에 부착되고, 상기 코일에서 발생되는 전자기장에 의해 구동되기 위한 자기장 요소가 배열된 투명 탄성 시트;
    상기 유체 통로에 유체를 공급하는 유체 제어 장치; 및
    상기 유체 제어 장치를 제어하여 상기 유체 통로로 공급되는 유체의 양을 제어하고, 상기 코일에 공급되는 전기와 상기 자기장 요소를 제어하는 제어부
    를 포함하는 가변초점 렌즈 어레이.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회로 시트와 상기 격벽 패널 사이에, 상기 유체 채널에 유체를 공급하는 유체 통로를 갖는 유체 통로 패널을 더 포함하는 가변초점 렌즈 어레이.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전자기장 렌즈 패널은 원통형의 형상봉에 코일을 감아서 형성되는 단위 전자기장 렌즈 형틀을 2차원으로 배열하여 경화제를 채우고 경화시켜서 2차원 배열체를 형성한 후 용매를 사용하여 상기 형상봉을 제거하여 생성되는 것을 특징으로 하는 가변초점 렌즈 어레이.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 투명 탄성 시트에 배열되는 자기장 요소가 투명 나선형 패턴을 형성하여 생성되는 투명 평면 코일에 의해 발생하는 전자기장에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 가변초점 렌즈 어레이.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 투명 나선형 패턴이 렌즈 곡면을 최적화시키기 위하여 선의 밀도를 실험적으로 조절하여 불균일하게 구성하는 것을 특징으로 하는 가변초점 렌즈 어레이.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 투명 탄성 시트에 배열되는 자기장 요소가 상기 투명 탄성 시트에 코팅되는 투명 자석으로 구성된 것을 특징으로 하는 가변초점 렌즈 어레이.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 투명 탄성 시트에 배열되는 자기장 요소가 상기 투명 탄성 시트의 제조시 투명 자석 분말을 분산시켜 만들어진 것을 특징으로 하는 가변초점 렌즈 어레이.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 투명 자석 및 상기 투명 자석 분말이 Co-TiO2로 구성된 것을 특징으로 하는 가변초점 렌즈 어레이.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    렌즈 곡면을 최적화시키기 위하여 상기 투명 자석의 분포를 실험적으로 조절하여 불균일하게 구성하는 것을 특징으로 하는 가변초점 렌즈 어레이.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 렌즈 각각의 초점 변화를 위한 필요 유량을 계산하고, 계산된 유량에 맞추어 상기 유체 제어 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 가변초점 렌즈 어레이.
  11. 적어도 하나 이상의 스루홀과 스루홀 내부에 코일이 배열되어 있는 전자기장 렌즈 패널을 형성하는 단계;
    상기 전자기장 렌즈 패널의 상부에 상기 코일에 전기를 공급하는 회로를 가지며, 상기 스루홀의 위치에 대응되는 유체 채널을 구비한 회로 시트를 부착하고, 상기 회로 시트의 상부에 상기 유체 채널에 유체를 공급하는 유체 통로를 생성하기 위한 격벽을 갖는 격벽 패널을 부착하며, 상기 전자기장 렌즈 패널의 하부에 상기 코일에서 발생되는 전자기장에 의해 구동되기 위한 자기장 요소가 배열된 투명 탄성 시트를 부착하여 결합 패널을 형성하는 단계; 및
    상기 결합 패널의 유체 통로에 유체를 공급하는 유체 제어 장치와, 상기 유체 제어 장치를 제어하여 상기 유체 통로로 공급되는 유체의 양을 제어하고 상기 코일에 공급되는 전기와 상기 자기장 요소를 제어하는 제어부를 연결하여 가변초점 렌즈 어레이를 형성하는 단계
    를 포함하는 가변초점 렌즈 어레이 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전자기장 렌즈 패널을 형성하는 단계는,
    환봉 형상의 형상봉을 준비하는 단계;
    상기 형상봉에 절연 코팅된 도체를 감아서 기본 단위 전자기장 렌즈 형틀을 만드는 단계;
    상기 기본 단위 전자기장 렌즈 형틀을 2차원으로 배열하고, 빈공간을 경화제로 채우고 경화시켜서 2차원 배열체로 만드는 단계; 및
    상기 2차원 배열체에서 상기 형상봉을 제거하여 유체를 채울 수 있는 상기 스루홀이 분포되어 있는 상기 전자기장 렌즈 패널을 만드는 단계
    를 포함하는 가변초점 렌즈 어레이 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 2차원 배열체로 만드는 단계에서,
    상기 기본 단위 전자기장 렌즈 형틀을 2차원으로 배열한 다음 상기 기본 단위 전자기장 렌즈 형틀들의 사이에 전자기장의 영향을 최소화할 수 있는 수단을 추가하여 구성하는 것을 특징으로 하는 가변초점 렌즈 어레이 제조 방법.
KR1020150058879A 2014-04-25 2015-04-27 전자기장을 이용한 가변 초점 렌즈 어레이와 그 제조 방법 KR101748808B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20140049863 2014-04-25
KR1020140049863 2014-04-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150123745A true KR20150123745A (ko) 2015-11-04
KR101748808B1 KR101748808B1 (ko) 2017-06-19

Family

ID=54600154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150058879A KR101748808B1 (ko) 2014-04-25 2015-04-27 전자기장을 이용한 가변 초점 렌즈 어레이와 그 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101748808B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150123744A (ko) * 2014-04-25 2015-11-04 한국과학기술원 다액형 액체 렌즈 어레이의 용액 주입 방법
DE102016115922A1 (de) 2015-09-01 2017-03-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Halbleiterschaltung

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102088631B1 (ko) 2018-10-11 2020-03-16 (주)이미지스테크놀로지 가변렌즈 어레이를 이용한 광각 촬상장치

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002357774A (ja) 2001-03-28 2002-12-13 Olympus Optical Co Ltd 可変焦点光学素子
WO2010095571A1 (ja) 2009-02-20 2010-08-26 株式会社オイレー企画 複焦点レンズおよび複焦点眼鏡

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150123744A (ko) * 2014-04-25 2015-11-04 한국과학기술원 다액형 액체 렌즈 어레이의 용액 주입 방법
DE102016115922A1 (de) 2015-09-01 2017-03-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Halbleiterschaltung

Also Published As

Publication number Publication date
KR101748808B1 (ko) 2017-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101748808B1 (ko) 전자기장을 이용한 가변 초점 렌즈 어레이와 그 제조 방법
CN100575031C (zh) 复制微结构光掩模的方法和设备
CN110039773B (zh) 一种复合式工艺的三维打印机及其打印方法
JP5611445B2 (ja) マイクロレンズの製造方法及び製造装置
CN102422185A (zh) 透镜组件装置和方法
US20240083106A1 (en) 3d printing of an intraocular lens having smooth, curved surfaces
US20190094561A1 (en) Method of forming a film with a lenticular lens array
ITVI20110333A1 (it) Macchina stereolitografica con gruppo ottico perfezionato
KR102022745B1 (ko) 임프린트 방법, 임프린트 장치, 몰드 및, 물품 제조 방법
KR101922801B1 (ko) 시트·필름 성형 롤 장치, 시트·필름 성형 방법
Luo et al. Rapid fabrication of curved microlens array using the 3D printing mold
KR101681974B1 (ko) 3d 프린터
CN106488224B (zh) 一种摄像头的校准方法及校准装置
TWI600527B (zh) 具有改良式光學單元的光固成型機
KR20160130592A (ko) 3d 프린터 및 3d 프린터의 입체 형상 조형 방법
CN105082541A (zh) 一种3d打印机及3d打印系统
KR101626749B1 (ko) 어레이렌즈 제조장치와 어레이렌즈 제조방법
CN103823288A (zh) 框架一体化式多杆导向连续变焦装置
CN101332649A (zh) 基于反射型液晶光阀的光固化快速成型装置及成型方法
KR20130104647A (ko) 드라이버섬유로 제어되는 광 경로제어용 전기습윤셀 어레이와 그 제조 방법
US10250165B2 (en) High speed actuator including active stiffness controller and method of driving the same
CN105658394A (zh) 光纤再被覆装置
KR101683699B1 (ko) 액체 렌즈 어레이 제조용 금형의 제조 방법
TWI666166B (zh) 用於排列膠體粒子的裝置
KR20150103899A (ko) 몰드 제조 방법 및 그 방법이 적용된 몰드 제조 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
GRNT Written decision to grant