KR20180081905A

KR20180081905A - 액체 렌즈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학기기

Info

Publication number: KR20180081905A
Application number: KR1020170002792A
Authority: KR
Inventors: 정재욱
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2017-01-09
Filing date: 2017-01-09
Publication date: 2018-07-18

Abstract

본 발명은 적어도 두 개의 제1지지벽을 포함하는 제1하우징, 제1하우징의 제1지지벽에 결합되고, 렌즈영역 및 렌즈영역으로부터 연장되는 렌즈리브를 포함하는 제1 렌즈, 및 하우징의 제1지지벽에 결합되고 제1렌즈의 상부 또는 하부에 배치되는 액체렌즈를 포함하고, 하우징의 제1지지벽은 제1렌즈의 광축과 평행하고, 제1렌즈의 렌즈리브는 하우징의 제1지지벽에 결합되는 적어도 두 개의 평탄면을 포함하고, 액체렌즈는 하우징의 제1지지벽에 결합되는 적어도 두 개의 평탄면을 포함하는 렌즈어셈블리를 제공한다.

Description

액체 렌즈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학기기{LIQUID LENS, CAMERA MODULE AND OPTICAL DEVICE/INSTRUMENT INCLUDING THE SAME}

본 발명은 액체 렌즈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학기기에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 전기 에너지를 이용하여 초점 거리를 조정할 수 있는 렌즈와 투명 재질로 구성된 렌즈를 결합한 렌즈 어셈블리 또는 렌즈 구조물에 관한 것이다.

휴대용 장치의 사용자는 고해상도를 가지며 크기가 작고 다양한 촬영 기능(광학 줌 기능(zoom-in/zoom-out), 오토포커싱(Auto-Focusing, AF) 기능, 손떨림 보정 내지 영상 흔들림 방지(Optical Image Stabilizer, OIS) 기능 등)을 가지는 광학 기기를 원하고 있다. 이러한 촬영 기능은 여러 개의 렌즈를 조합해서 직접 렌즈를 움직이는 방법을 통해 구현될 수 있으나, 렌즈의 수를 증가시킬 경우 광학 기기의 크기가 커질 수 있다. 오토 포커스와 손떨림 보정 기능은, 렌즈 홀더에 고정되어 광축이 정렬된 여러 개의 렌즈 모듈이, 광축 또는 광축의 수직 방향으로 이동하거나 틸팅(Tilting)하여 수행되고, 렌즈 모듈을 구동시키기 위해 별도의 렌즈 구동 장치가 사용된다. 그러나 렌즈 구동 장치는 전력 소모가 높으며, 이를 보호하기 위해서 카메라 모듈과 별도로 커버 글라스를 추가하여야 하는바 전체 두께가 두꺼워 진다.

따라서 두 가지 액체의 계면의 곡률을 전기적으로 조절하여 오토 포커스와 손떨림 보정 기능을 수행하는 액체 렌즈에 대한 연구가 이루어지고 있다.

본 발명은 전기 에너지를 이용하여 초점 거리를 조정할 수 있는 렌즈를 포함하는 카메라 장치에 포함되는 복수의 렌즈 각각을 모서리가 있는 리브(rib)를 가지도록 하여 복수의 렌즈를 결합하는 렌즈 어셈블리를 제조하는 과정에서 공정 오차를 줄일 수 있는 렌즈 구조물 또는 렌즈 구조물을 포함하는 카메라 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 복수의 렌즈를 적층식으로 결합하는 과정에서 모서리가 있는 리브를 통해 복수의 렌즈 간 정렬(alignment)을 용이하게 할 수 있고, 복수의 렌즈를 적층하기 위한 하우징의 구조를 간단하게 설계할 수 있는 방법과 그에 따른 장치를 제안할 수 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈어셈블리는 적어도 두 개의 제1지지벽을 포함하는 제1하우징; 상기 제1하우징의 제1지지벽에 결합되고, 렌즈영역 및 상기 렌즈영역으로부터 연장되는 렌즈리브를 포함하는 제1 렌즈; 및 상기 제1하우징의 제1지지벽에 결합되고, 상기 제1렌즈의 상부 또는 하부에 배치되는 액체렌즈를 포함하고, 상기 제1하우징의 제1지지벽은 상기 제1렌즈의 광축과 평행하고, 상기 제1렌즈의 렌즈리브는 상기 제1하우징의 제1지지벽에 결합되는 적어도 두 개의 평탄면을 포함하고, 상기 액체렌즈는 상기 제1하우징의 제1지지벽에 결합되는 적어도 두 개의 평탄면을 포함할 수 있다.

또한, 렌즈어셈블리는 상기 제1하우징과 결합되고 제2지지벽을 포함하는 제2하우징을 포함하고, 상기 제1하우징의 제1지지벽은 서로 수직한 적어도 두 개의 평탄한 수직면을 포함하고, 상기 제2하우징의 제2지지벽은 서로 수직한 적어도 두 개의 평탄한 수직면을 포함하고, 상기 제1하우징의 제1지지벽과 상기 제2하우징의 제2지지벽이 결합될 수 있다.

또한, 렌즈 어셈블리는 상기 액체렌즈를 기준으로 상기 제1렌즈와 반대측에 배치되는 제2렌즈를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 렌즈리브의 변 길이와 상기 액체렌즈의 변 길이가 동일할 수 있다.

또한, 상기 제1렌즈는 복수의 렌즈를 포함하고, 상기 복수의 렌즈의 렌즈 영역의 크기는 서로 상이하지만, 상기 복수의 렌즈의 상기 렌즈리브의 평면크기 상기 액체렌즈의 평면크기가 동일할 수 있다.

또한, 상기 렌즈리브는 평면상에서 다면체 형상을 가지고, 상기 적어도 두 개의 평탄면은 상기 다면체 형상 중 모서리를 이루는 이웃한 두 면일 수 있다.

또한, 상기 제1렌즈의 적어도 두 개의 평탄면은 상기 렌즈 영역의 중심을 기준으로 서로 반대측에 위치하고, 상기 제1렌즈의 적어도 두 개의 평탄면은 상기 제1하우징의 적어도 두 개의 지지벽의 위치에 대응할 수 있다.

또한, 상기 렌즈 영역은 평면상에서 원형이고, 상기 렌즈 영역에는 상기 광산호의 반사를 방지하는 반사방지막이 배치될 수 있다.

또한, 상기 렌즈리브는 상기 렌즈영역보다 두꺼울 수 있다.

또한, 상기 액체렌즈의 어느 일면에는 적외선 필터가 배치될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 어셈블리의 제조 방법은 제1렌즈영역 및 상기 제1렌즈영역으로부터 연장되는 제1렌즈리브를 포함하는 제1렌즈를 제1하우징의 평탄한 지지벽에 결합시키는 단계; 상기 제1렌즈 상에 적어도 두개의 평탄면을 포함하는 액체렌즈를 상기 제1하우징의 평탄한 지지벽에 맞닿아 위치시키는 단계; 상기 액체렌즈의 위치를 조정하여 상기 제1렌즈 및 상기 액체렌즈를 정렬시키는 단계; 및 상기 제1렌즈와 상기 액체렌즈가 정렬되면 상기 액체렌즈를 상기 제1하우징의 평탄한 지지벽에 결합시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

실시예는 전기 에너지를 통해 초점 거리를 조정할 수 있는 렌즈를 포함하는 복수의 렌즈를 결합하여 렌즈 어셈블리를 제조하는 과정에서 복수의 렌즈를 정렬(alignment)하거나 결합하는 과정을 용이하게 하여 카메라의 제조 비용을 줄일 수 있고 생산성을 높일 수 있는 장점이 있다.

또한, 실시예는 복수의 렌즈를 광축을 기준으로 정렬하기 용이하여, 복수의 렌즈가 적층된 렌즈 어셈블리의 광학적 성능을 보다 향상시킬 수 있다.

실시예에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도1은 액체 렌즈가 포함된 렌즈 어셈블리의 제1예이다.
도2는 액체 렌즈가 포함된 렌즈 어셈블리의 제2예이다.
도3은 고체 렌즈의 구조를 설명한다.
도4는 액체 렌즈의 구조를 설명한다.
도5는 렌즈 어셈블리의 제조 방법을 설명한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 실시예를 상세히 설명한다. 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 실시예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

"제1", "제2" 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 또한, 실시예의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 실시예의 범위를 한정하는 것이 아니다.

실시예의 설명에 있어서, 각 요소(element)의 "상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 요소(element)가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 요소(element)가 상기 두 요소(element)사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)”로 표현되는 경우 하나의 요소(element)를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

또한, 이하에서 이용되는 "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서 이용될 수도 있다.

도1은 액체 렌즈가 포함된 렌즈 어셈블리의 제1예이다.

도시된 바와 같이, 카메라 장치는 광 신호를 수신하는 렌즈 어셈블리(10A) 및 렌즈 어셈블리(10A)를 통해 전달되는 광 신호를 전기 신호로 변환하기 위한 이미지 센서(20)를 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(10A)는 복수의 렌즈(12, 14, 30)를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈(12, 14, 30)는 적층식으로 배치될 수 있으며, 하우징 구조물(70)을 이용하여 결합될 수 있다. 복수의 렌즈(12, 14, 30) 사이에는 스페이서(22)와 같은 것을 이용하여 복수의 렌즈(12, 14, 30)의 사이 간격을 조정할 수 있다.

복수의 렌즈(12, 14, 30)에는 투명한 유리 또는 플라스틱으로 형성되는 렌즈(12, 14)뿐만 아니라 전기 에너지에 의해 초점거리가 조정될 수 있는 액체 렌즈(30)가 포함될 수 있다. 통상적인 유리 및/또는 플라스틱 렌즈(12, 14)는 평면 상에서 원형 형태를 가지고, 액체 렌즈(30)는 평면 상에서 사각형의 형태를 가지고 있다.

소형화되는 휴대용 장치에 복수의 렌즈를 포함하는 카메라 장치를 탑재하고, 복수의 렌즈 사이의 간격을 조절하여 초점 거리를 변경하는 방법을 통해 광학 줌 기능(zoom-in/zoom-out), 오토포커싱(Auto-Focusing, AF) 기능, 손떨림 보정 내지 영상 흔들림 방지(Optical Image Stabilizer, OIS) 기능을 구현하는 것은 매우 어려운 일이다. 이러한 문제를 해결하기 위한 수단과 방법으로 투명하고 딱딱한 유리(glass)나 플라스틱을 대신하여 액체로 렌즈를 만들 수 있다. 액체로 렌즈를 만들 경우, 렌즈의 초점 거리는 일렉트로웨팅(Electrowetting) 현상을 통해 조정될 수 있다. 일렉트로웨팅 현상을 이용한 액체렌즈는 렌즈를 움직여(렌즈 간 거리를 조정하여) 초점 거리를 조장하는 것 보다 카메라 장치의 크기를 작게 할 수 있을 뿐만 아니라, 렌즈를 모터 등을 사용하여 기계적으로 움직이는 것 보다 전력 소모가 작을 수 있다.

복수의 렌즈로 구성된 렌즈 어셈블리의 경우, 각 렌즈마다 중심 초점이 일치되도록 정렬될 필요가 있다(centering, 중심점 잡기). 렌즈 센터링(Lens centering)은 렌즈를 좌, 우 또는 상, 하로 움직여서 렌즈의 중심이 정렬되도록 하는 작업을 말한다. 통상적인 원형 렌즈를 원통 형태의 하우징을 이용하여 조립하는 과정에서 공정 오차가 발생할 수 있다. 또한, 복수의 렌즈가 원형의 형태일지라도 서로 크기가 상이한 경우 공정 오차는 더 커질 수 있다. 한편, 전술한 바와 같이, 렌즈 어셈블리(10A)에는 원형의 유리 렌즈(12, 14)와 사각형 형태의 액체 렌즈(30)가 포함될 수 있다. 렌즈 어셈블리(10A)에 서로 다른 형상의 렌즈가 적층되는 경우, 공정 오차는 더욱 커질 수 있다. 공정 오차로 인하여 복수의 렌즈를 적층하고 정렬하는 과정에서 오차가 커져서 중심 초점이 일치되지 않는 현상(decentering)이 발생하면 불량률이 높아질 수 있다.

도2는 액체 렌즈가 포함된 렌즈 어셈블리의 제2예이다.

도시된 바와 같이, 렌즈 어셈블리(10B)는 복수의 렌즈(18)가 적층되어 있다. 하지만, 복수의 렌즈(18)는 원형의 렌즈를 모서리가 있는 구조(예, 사각형 등)로 변경하고, 지지벽(40)을 통해 중심점 잡기(centering)에 고려되어야 할 요소들을 크게 줄여 불량률을 개선한다. 특히, 복수의 렌즈(18)를 고정하는 평탄한 지지벽(40)에 렌즈(18)의 고정을 위한 구조물(나선형 요철구조 등)을 사출 성형할 필요가 없어져 렌즈 어셈블리(10B)의 불량률이 낮아질 수 있다. 지지벽(40)을 이용하여 중심점 잡기(centering)를 수행한 경우, 공정 마진 내에서 접착제 등을 통해 공정 오차를 줄일 수 있다.

렌즈 어셈블리(10B)는 광신호를 통과 또는 굴절시키는 렌즈영역(52) 및 렌즈영역(52)을 보호하며 적어도 두 개의 평탄면을 가지는 렌즈리브(54)를 포함하는 복수의 렌즈(18), 및 복수의 렌즈(18)를 결합하기 위한 제1하우징을 포함할 수 있다. 제1하우징은 제1 지지벽(40)을 포함할 수 있으며, 제1지지벽은 평탄한 지지벽을 포함할 수 있다 이때, 지지벽(40)은 렌즈리브(54) 내 두 개의 평탄면과 맞물리는 것이 특징이다. 이때 렌즈리브(54) 내 두 개의 평탄면은 서로 수직일 수 있으며, 서로 이웃하는 면일 수 있다.

한편, 모서리가 있는 구조의 렌즈(18)는 크게 렌즈 영역(52)과 렌즈리브(54)를 포함할 수 있다. 렌즈 영역(52)은 통상적으로 원형이지만, 렌즈 영역(52)을 둘러싸고 렌즈 영역(52)을 보호할 수 있는 렌즈리브(54)는 다각형 형태일 수 있다.

도시되지 않았지만, 실시예에 따라, 렌즈리브(54)는 평면상에서 다면체 형상을 가질 수 있다. 이때, 지지벽(40)은 렌즈리브(54)의 다면체 형상 중 모서리를 이루는 이웃한 두 개의 평탄면과 접촉하거나 맞물릴 수 있다. 예를 들어, 서로 대응되는 지지벽(40)과 평탄면은 모두 평탄한 표면을 가질 수 있다. 한편, 지지벽(40)은 모서리를 이루는 두 개의 평탄면과 접촉하거나 맞물릴 수도 있지만, 기 설정된 형태의 다면체 형상의 적어도 두 평탄면과 맞물릴 수도 있다. 또한, 지지벽(40)과 적어도 두 개의 평탄면은 상기 렌즈 영역의 중심을 기준으로 서로 반대측에 위치하는 것끼리 서로 접촉하거나 맞물릴 수도 있다. 또한, 상기 렌즈리브의 다면체 형상 중 모서리를 이루는 이웃한 두 개의 평탄면은 서로 수직일 수 있으며, 이경우 지지벽을 형성하는 두개의 평탄면도 서로 수직일 수 있다.

렌즈 어셈블리(10B)에 포함된 복수의 렌즈(18)에는 고체 렌즈 및 액체 렌즈가 포함될 수 있다. 실시예에 따라, 광신호가 입사하는 방향을 기준으로 액체 렌즈는 고체 렌즈의 전면에 배치될 수 있다.

또한, 액체 렌즈는 복수의 고체 렌즈 사이에 삽입되는 형태로 렌즈 어셈블리(10B)에 포함될 수도 있다. 예를 들면, 렌즈 어셈블리(10B)는 액체 렌즈, 액체 렌즈의 상부에 배치되는 제1렌즈부, 액체 렌즈의 하부에 배치되는 제2렌즈부를 포함할 수 있다. 즉, 광신호가 입사하는 방향을 기준으로 액체 렌즈의 전면과 후면에는 복수의 고체 렌즈가 배치될 수도 있다.

도3은 고체 렌즈의 구조를 설명한다.

도시된 바와 같이, 렌즈(18)는 유리 또는 플라스틱 재질로 구성되는 렌즈 영역(52)과 렌즈리브(54)를 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(10B, 도2참조)를 구성하는 복수의 렌즈(18)에서 각 렌즈의 렌즈 영역(52)의 크기(직경, LS)는 서로 다를 수 있다. 렌즈(18)에 포함된 렌즈 영역(52)의 크기(직경, LS)는 렌즈마다 서로 상이할 수 있지만, 렌즈 전체의 크기(LL), 즉 렌즈 영역(52)과 렌즈리브(54)를 합한 평면적은 모두 동일할 수 있다.

한편 렌즈 영역(52)은 평면상에서 원형이고, 기 설정된 곡률을 가지는 표면을 포함할 수 있다. 또한, 렌즈리브(54)는 광신호를 흡수할 수 있는 물질을 포함할 수 있으나, 경우에 따라 광신호를 흡수할 수 있는 물질을 포함하지 않을수 있다. 렌즈리브(54)는 광신호를 통과할 필요가 없고, 광신호를 통과시키거나 반사할 경우, 렌즈 어셈블리(10B)에 노이즈가 증가할 수 있어, 렌즈리브(54)에는 광흡수제를 도포하거나 광흡수가 가능한 물질로 구성할 수도 있다. 또한, 렌즈 영역(52)은 광산호의 반사를 방지하는 반사방지막(미도시)이 코팅될 수 있다.

렌즈(18)에 포함된 렌즈리브(54)의 두께(TL)는 렌즈영역(52)의 두께(TS)보다 두꺼울 수 있다. 렌즈 어셈블리(10B)에 포함되는 복수의 렌즈(18)는 렌즈영역(52)의 표면 곡률 뿐만 아니라 렌즈(18) 사이의 간격이 서로 상이할 수 있다. 렌즈리브(54)의 두께(TL)를 조정하면 렌즈(18) 사이에 배치될 수 있는 스페이서를 대신할 수도 있다.

한편, 실시예에 따라 렌즈영역(52)의 두께(TS)은 렌즈리브(52)의 두께(TL)보다 두꺼울 수 있다. 만약, 렌즈영역(52)의 두께(TS)가 렌즈리브(52)의 두께(TL)보다 두꺼운 경우, 렌즈(18) 사이에 배치되는 적어도 하나의 스페이서(spacer, 미도시)를 더 포함할 수도 있으며, 또는 다른 렌즈의 렌즈리브 두께를 조절할 수도 있다.

도4는 액체 렌즈의 구조를 설명한다. 구체적으로, 도4는 액체 렌즈(30)의 평면도, 평면도에서 A에서 B로 연결되는 선을 따라 액체 렌즈(30)를 설명하는 단면도, 액체 렌즈(30)의 입체도를 포함한다.

도시된 바와 같이, 액체 렌즈(30)는 투명한 재질을 포함하는 제3플레이트(12) 및 제2플레이트(16), 제13플레이트(12) 및 제2플레이트(16) 사이에 위치하며 기 설정된 경사면을 가지는 개구영역을 포함하는 제1플레이트(14)를 포함할 수 있다.

또한, 액체 렌즈(28)는 제3플레이트(12), 제2플레이트(16) 및 개구영역에 의해 결정되는 캐비티(cavity, 50)를 포함할 수 있다. 여기서, 캐비티(50)는 서로 다른 성질(예, 전도성 액체 및 비전도성 액체)의 두 액체(62, 24)가 충진될 수 있으며, 서로 다른 성질의 두 액체(22, 24) 사이에는 계면(28)이 형성될 수 있다.

또한, 액체 렌즈(30)에 포함되는 두 액체(26, 24) 중 적어도 하나는 전도성을 가지며, 액체 렌즈(30)는 제1플레이트(14) 상부 및 하부에 배치되는 두 전극(74, 76) 및 전도성을 가지는 액체가 맞닿을 수 있는 경사면에 배치되는 절연층(72)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 절연층(72)은 두 전극(74, 76) 중 하나의 전극을 덮고, 다른 하나의 전극의 일부를 노출시켜 전도성 액체(예, 26)에 전기 에너지가 인가되도록 할 수 있다.

또한, 액체 렌즈(30)에 포함된 두 전극(74, 76)에 구동 전압을 전달하기 위한 두 기판(46, 48)이 더 포함될 수 있다.

액체 렌즈(30) 내 형성되는 계면(28)의 굴곡, 경사도 등이 변하면서 액체 렌즈(30)의 초점 거리가 조정될 수 있다. 계면(28)을 통해 광 신호가 통과될 수 있는 영역이 도3에서 설명한 고체 렌즈(18)의 렌즈영역(52)에 대응될 수 있다.

한편, 액체 렌즈(30)의 크기(LL)도 렌즈(18)의 크기(LL)와 동일할 수 있다.

또한, 액체 렌즈(30)는 서로 다른 두 기판(46, 48)을 통해 구동 전압을 전달받을 수 있다. 이때, 액체 렌즈(30)의 상부와 하부에 결합될 수 있는 두 기판(46, 48)은 액체 렌즈(30)의 평면 내에 형성될 필요가 있다. 도2에서 설명한 바와 같이, 고체 렌즈(18)와 액체 렌즈(30) 모두 지지벽(40)에 맞물리거나 결합되는 것을 통해 중심점 잡기(centering) 과정이 보다 용이해지기 위해서는 액체 렌즈(30)에 결합되는 두 기판(46, 48)이 액체 렌즈(30)의 평면을 넘어서지 않을 필요가 있다. 또한, 두 기판(46, 48)이 이미지 센서가 실장되는 인쇄회로기판과 연결되어 구동 전압을 인가 받을 수 있는 단자들이 지지벽(40)에 맞물리지 않는 다른 두 변에 형성될 필요가 있다.

전술한 바와 같이, 실시예에 따른 렌즈 어셈블리는 적어도 두 개의 제1지지벽을 포함하는 제1하우징, 제1하우징의 제1지지벽에 결합되고, 렌즈영역 및 렌즈영역으로부터 연장되는 렌즈리브를 포함하는 제1 렌즈, 및 제1하우징의 제1지지벽에 결합되고, 상기 제1렌즈의 상부 또는 하부에 배치되는 액체렌즈를 포함할 수 있다. 이때, 제1하우징의 제1지지벽은 제1렌즈의 광축과 평행하고, 제1렌즈의 렌즈리브는 제1하우징의 제1지지벽에 결합되는 적어도 두 개의 평탄면을 포함할 수 있다. 또한, 액체렌즈는 제1하우징의 제1지지벽에 결합되는 적어도 두 개의 평탄면을 포함할 수 있다.

도5는 렌즈 어셈블리의 제조 방법을 설명한다.

도시된 바와 같이, 렌즈 어셈블리(10B)는 제1하우징(43)에 고정된 복수의 렌즈(18)의 측면을 덮는 제2하우징(50)을 포함할 수 있으며, 또한 광신호 중 기 설정된 파장을 가지는 것을 흡수하는 필터(미도시)를 더 포함할 수 있다. 제1하우징(43)은 제2하우징(50)과 맞물릴 수 있거나 결합할 수 있다. 제2하우징(50)은 제1하우징(43)의 제1지지벽과 맞물리거나 결합되는 제2지지벽을 포함할 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 제1하우징(43)의 일부는 제2하우징(50)의 내부에 고정될 수 있다.

먼저 동일한 평면적을 가지는 사각형 형태를 가지는 복수의 렌즈(18)를 준비한다.

이후, 제1하우징(43)의 지지벽(40)에 복수의 렌즈(18)를 하나씩 고정시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 렌즈 어셈블리(10B)를 제조하기 위해, 광신호를 통과 또는 굴절시키는 제1렌즈영역(52) 및 제1렌즈영역(52)을 보호하며 모서리를 가지는 제1렌즈리브(54)를 포함하는 제1렌즈(18)를 평탄한 지지벽(40)에 결합시키는 단계, 제1렌즈(18) 상에 액체렌즈를 평탄한 지지벽(40)에 맞닿아 위치시키는 단계를 포함할 수 있다. 또한 액체렌즈의 위치를 조정하여 제1렌즈(18) 및 액체렌즈를 정렬시키는 단계, 및 제1렌즈(18)와 액체렌즈가 정렬되면 액체렌즈를 평탄한 지지벽(40)에 결합시키는 단계를 추가로 수행할 수도 있다. 추가로, 액체렌즈 상부에 광신호를 반사 또는 굴절시키는 제2렌즈영역 및 제2렌즈영역을 보호하며 모서리를 가지는 제2렌즈리브를 포함하는 제2렌즈(18)를 평탄한 지지벽(40)에 맞닿아 위치시키는 단계를 포함할 수 있다,

한편, 제1하우징(43)에는 지지벽(40)외에 지지벽(40)과 연결된 평면(41)을 포함하고, 평면(41)은 렌즈 영역이 배치될 수 있는 홀을 포함할 수 있다.

복수의 렌즈에 포함되는 제1렌즈영역과 제2렌즈영역의 서로 상이하지만, 제1렌즈영역과 제1렌즈리브를 합한 제1평면적과 제2렌즈영역과 제2렌즈리브를 합한 제2평면적은 동일할 수 있다. 또한, 제1렌즈리브 및 제2렌즈리브는 평면상에서 동일한 다면체 형상을 가지고, 지지벽(40)은 다면체 형상 중 모서리를 이루는 이웃한 두 개의 평탄면(42)과 맞물릴 수 있다. 이 ?, 다면체 형상 중 모서리를 이루는 이웃한 두 개의 평탄면(42)은 서로 수직할 수 있다.

제1하우징(43)의 지지벽(40)에 복수의 렌즈(18)를 모두 고정시킨 후, 제2하우징(50)을 고정할 수 있다. 이후, 제2하우징(50)로 복수의 렌즈(18)의 측면을 덮어 렌즈 어셈블리(10B)를 제조할 수 있다.

전술한 바와 같이, 렌즈 어셈블리는 제1렌즈영역 및 상기 제1렌즈영역으로부터 연장되는 제1렌즈리브를 포함하는 제1렌즈를 1하우징의 평탄한 지지벽에 결합시키는 단계, 제1렌즈 상에 적어도 두개의 평탄면을 포함하는 액체렌즈를 제1하우징의 평탄한 지지벽에 맞닿아 위치시키는 단계, 액체렌즈의 위치를 조정하여 제1렌즈 및 액체렌즈를 정렬시키는 단계, 및 제1렌즈와 액체렌즈가 정렬되면 액체렌즈를 제1하우징의 평탄한 지지벽에 결합시키는 단계를 통해 제조될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 제1하우징(43) 및 제2하우징(50)을 통해 복수의 렌즈(액체 렌즈 및 고체렌즈)를 수용할 수 있고, 제1하우징(43) 및 제2하우징(50)은 렌즈 어셈블리의 홀더, 렌즈 경통, 커버 등의 역할을 수행할 수도 있다. 이때, 제1하우징(43) 및 제2하우징(50)은 복수의 렌즈 뿐만 아니라 복수의 렌즈와 정렬되어 배치될 수 있는 이미지 센서를 포함하는 인쇄회로기판과 직접 연결될 수 있다.

실시예에 따라, 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리에서 액체 렌즈는 다른 고체 렌즈보다 전면 또는 후면에 배치되거나, 고체 렌즈의 사이에 배치될 수도 있다.

한편, 도시되지 않았지만, 복수의 렌즈로 구성된 렌즈 어셈블리를 포함하는 카메라 모듈은 적외선 차단 필터, 인쇄회로기판, 이미지 센서 및 제어부 등을 포함할 수 있다. 다만, 카메라 모듈에서 적외선 차단 필터, 제어부 중 어느 하나 이상이 생략 또는 변경될 수 있다.

적외선 필터는 이미지 센서에 적외선 영역의 광이 입사되는 것을 차단할 수 있다. 적외선 필터는 렌즈 어셈블리와 이미지 센서 사이에 배치될 수 있다. 적외선 필터는 적외선 흡수 필터 또는 적외선 반사 필터일 수 있다. 또한, 적외선 필터를 별도로 배치하지 않고 액체렌즈의 어느 한면에 코팅 또는 증착하여 형성할 수도 있다.

인쇄회로기판의 상면과 액체렌즈는 전기적으로 연결될 수 있다. 인쇄회로기판에는 이미지 센서가 배치될 수 있다. 인쇄회로기판은 이미지 센서와 전기적으로 연결될 수 있다. 일례로, 인쇄회로기판과 렌즈어셈블리 사이에 홀더 부재가 배치될 수 있다. 이때, 홀더 부재는 내측에 이미지 센서를 수용할 수 있다. 인쇄회로기판은 액체렌즈에 전원(전류 또는 전압)을 공급할 수 있다. 한편, 인쇄회로기판에는 액체렌즈를 제어하기 위한 제어부가 배치될 수 있다.

전술한 카메라 모듈을 포함한 광학 기기(Optical Device, Optical Instrument)를 구현할 수 있다. 여기서, 광학 기기는 광신호를 가공하거나 분석할 수 있는 장치를 포함할 수 있다. 광학 기기의 예로는 카메라/비디오 장치, 망원경 장치, 현미경 장치, 간섭계 장치, 광도계 장치, 편광계 장치, 분광계 장치, 반사계 장치, 오토콜리메이터 장치, 렌즈미터 장치 등이 있을 수 있으며, 액체 렌즈를 포함할 수 있는 광학 기기에 본 발명의 실시예를 적용할 수 있다. 또한, 광학 기기는 스마트폰, 노트북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터 등의 휴대용 장치로 구현될 수 있다. 이러한 광학 기기는 카메라 모듈, 영상을 출력하는 디스플레이부, 카메라 모듈과 디스플레이부를 실장하는 본체 하우징을 포함할 수 있다. 광학기기는 본체 하우징에 타 기기와 통신할 수 있는 통신모듈이 실장될 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 메모리부를 더 포함할 수 있다.

실시예와 관련하여 전술한 바와 같이 몇 가지만을 기술하였지만, 이외에도 다양한 형태의 실시가 가능하다. 앞서 설명한 실시예들의 기술적 내용들은 서로 양립할 수 없는 기술이 아닌 이상은 다양한 형태로 조합될 수 있으며, 이를 통해 새로운 실시형태로 구현될 수도 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

10A, 10B: 렌즈 어셈블리 20: 이미지 센서
16, 18: 렌즈 30: 액체 렌즈
52: 렌즈 영역 54: 렌즈리브
43: 제1하우징 50: 제2하우징

Claims

적어도 두 개의 제1지지벽을 포함하는 제1하우징;
상기 제1하우징의 제1지지벽에 결합되고, 렌즈영역 및 상기 렌즈영역으로부터 연장되는 렌즈리브를 포함하는 제1 렌즈; 및
상기 제1하우징의 제1지지벽에 결합되고, 상기 제1렌즈의 상부 또는 하부에 배치되는 액체렌즈를 포함하고,
상기 제1하우징의 제1지지벽은 상기 제1렌즈의 광축과 평행하고,
상기 제1렌즈의 렌즈리브는 상기 제1하우징의 제1지지벽에 결합되는 적어도 두 개의 평탄면을 포함하고,
상기 액체렌즈는 상기 제1하우징의 제1지지벽에 결합되는 적어도 두 개의 평탄면을 포함하는, 렌즈어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 제1하우징과 결합되고 제2지지벽을 포함하는 제2하우징을 포함하고,
상기 제1하우징의 제1지지벽은 서로 수직한 적어도 두 개의 평탄한 수직면을 포함하고,
상기 제2하우징의 제2지지벽은 서로 수직한 적어도 두 개의 평탄한 수직면을 포함하고,
상기 제1하우징의 제1지지벽과 상기 제2하우징의 제2지지벽이 결합되는, 렌즈어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 액체렌즈를 기준으로 상기 제1렌즈와 반대측에 배치되는 제2렌즈를 더 포함하는, 렌즈 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 렌즈리브의 변 길이와 상기 액체렌즈의 변 길이가 동일한, 렌즈 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 제1렌즈는 복수의 렌즈를 포함하고, 상기 복수의 렌즈의 렌즈 영역의 크기는 서로 상이하지만, 상기 복수의 렌즈의 상기 렌즈리브의 평면크기 상기 액체렌즈의 평면크기가 동일한, 렌즈 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 렌즈리브는 평면상에서 다면체 형상을 가지고, 상기 적어도 두 개의 평탄면은 상기 다면체 형상 중 모서리를 이루는 이웃한 두 면인, 렌즈 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 제1렌즈의 적어도 두 개의 평탄면은 상기 렌즈 영역의 중심을 기준으로 서로 반대측에 위치하고, 상기 제1렌즈의 적어도 두 개의 평탄면은 상기 제1하우징의 적어도 두 개의 지지벽의 위치에 대응하는, 렌즈 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 렌즈 영역은 평면상에서 원형이고, 상기 렌즈 영역에는 상기 광산호의 반사를 방지하는 반사방지막이 배치되는, 렌즈 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 렌즈리브는 상기 렌즈영역보다 두꺼운, 렌즈 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 액체렌즈의 어느 일면에는 적외선 필터가 형성되어 있는 렌즈 어셈블리.
제1렌즈영역 및 상기 제1렌즈영역으로부터 연장되는 제1렌즈리브를 포함하는 제1렌즈를 제1하우징의 평탄한 지지벽에 결합시키는 단계;
상기 제1렌즈 상에 적어도 두개의 평탄면을 포함하는 액체렌즈를 상기 제1하우징의 평탄한 지지벽에 맞닿아 위치시키는 단계;
상기 액체렌즈의 위치를 조정하여 상기 제1렌즈 및 상기 액체렌즈를 정렬시키는 단계; 및
상기 제1렌즈와 상기 액체렌즈가 정렬되면 상기 액체렌즈를 상기 제1하우징의 평탄한 지지벽에 결합시키는 단계
를 포함하는, 렌즈 어셈블리의 제조 방법.