KR20200144332A - 액체렌즈 - Google Patents
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Abstract
본 실시예는 내부에 챔버를 형성하는 케이스; 상기 챔버에 배치되는 액체; 및 상기 케이스에 배치되고 상기 액체를 가열하는 발열부재를 포함하고, 상기 케이스는 광축이 지나고 상기 액체의 일측에 배치되는 제1플레이트와, 상기 광축이 지나고 상기 액체의 타측에 배치되는 제2플레이트를 포함하고, 상기 제1플레이트의 상기 광축에서의 두께는 상기 제2플레이트의 상기 광축에서의 두께보다 얇고, 상기 챔버는 단일의 액체로 채워지는 액체렌즈에 관한 것이다.
Description
본 실시예는 액체렌즈에 관한 것이다.
각종 휴대단말기의 보급이 널리 일반화되고 무선 인터넷 서비스가 상용화됨에 따라 휴대단말기와 관련된 소비자들의 요구도 다양화되고 있어 다양한 종류의 부가장치들이 휴대단말기에 장착되고 있다.
그 중에서 대표적인 것으로 피사체를 사진이나 동영상으로 촬영하는 카메라 장치가 있다. 한편, 최근의 카메라 장치에는 피사체의 거리에 따라 초점을 자동으로 조절하는 오토 포커스 기능이 적용되고 있다.
다만, 종래의 오토 포커스 기능을 갖춘 카메라 장치에서는 광축이 정렬된 여러 개의 렌즈를 광축을 따라 이동하시키기 위한 별도의 액츄에이터가 요구된다. 그러나 코일과 마그네트를 이용하는 액츄에이터는 전력 소모가 높으며 구성이 많아짐에 따라 사이즈가 커지는 문제가 있다.
이에, 두 가지 액체의 계면의 곡률을 전기적으로 조절하여 오토 포커스를 수행하는 액체렌즈에 대한 연구가 이루어지고 있으나, 두 가지 액체를 사용하는 액체렌즈는 두 가지 액체의 양조절 등 관리할 부분이 많아 제조공정이 어렵고 제어가 어려우며 온도와 같은 주변영향을 많이 받고 특화된 신규 컨트롤러가 필요한 단점이 있다.
본 실시예는 단일의 액체로 구동하는 액체렌즈를 제공하고자 한다.
본 실시예는 제조공정이 간단해지고 전류제어만 요구되므로 특화된 컨트롤러가 불필요한 액체렌즈를 제공하고자 한다.
본 실시예는 온도에 따른 제어가 어려운 액체렌즈의 특성을 오히려 이용하여 온도로 제어하는 액체렌즈를 제공하고자 한다.
본 실시예에 따른 액체렌즈는 내부에 챔버를 형성하는 케이스; 상기 챔버에 배치되는 액체; 및 상기 케이스에 배치되고 상기 액체를 가열하는 발열부재를 포함하고, 상기 케이스는 광축이 지나고 상기 액체의 일측에 배치되는 제1플레이트와, 상기 광축이 지나고 상기 액체의 타측에 배치되는 제2플레이트를 포함하고, 상기 제1플레이트의 상기 광축에서의 두께는 상기 제2플레이트의 상기 광축에서의 두께보다 얇고, 상기 챔버는 단일의 액체로 채워질 수 있다.
상기 제1플레이트는 상기 액체의 온도에 따라 변형될 수 있다.
상기 제1플레이트는 상기 액체가 가열되는 경우 부풀어 오를 수 있다.
상기 제1플레이트는 상기 광축이 지나는 제1부분과, 상기 제1부분의 외주로부터 연장되는 제2부분을 포함하고, 상기 제1부분의 상기 광축에서의 두께는 상기 제2부분의 대응하는 방향으로의 두께보다 얇을 수 있다.
상기 제1플레이트의 상기 광축에서의 상기 두께는 40 내지 80 ㎛일 수 있다.
상기 케이스는 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트 사이에 배치되는 제3플레이트를 포함하고, 상기 발열부재는 상기 제3플레이트의 표면을 따라 배치되고, 상기 발열부재는 외부로 노출되는 제1단자와 제2단자를 포함하고, 상기 발열부재의 적어도 일부는 상기 제1플레이트와 상기 제3플레이트 사이에 배치될 수 있다.
상기 제3플레이트의 내주면은 상기 제2플레이트에 배치되는 하단으로부터 상기 제1플레이트에 가까워질수록 직경이 커지는 경사면을 포함하고, 상기 발열부재의 일부는 상기 경사면을 따라 배치될 수 있다.
상기 케이스에 배치되고 상기 액체의 온도를 감지하는 센서를 포함하고, 상기 센서는 외부로 노출되는 제3단자와 제4단자를 포함할 수 있다.
상기 제2플레이트와 상기 제3플레이트는 일체로 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 액체렌즈는 내부에 챔버를 형성하는 케이스; 상기 챔버에 배치되는 액체; 및 상기 액체를 가열하는 발열부재를 포함하고, 상기 케이스는 광축이 지나는 플레이트를 포함하고, 상기 플레이트는 상기 액체의 온도에 따라 변형되고, 상기 챔버는 단일의 액체로 채워질 수 있다.
본 실시예를 통해 구성물질과 공정 수를 단순화시켜 원가 경쟁력 강화에 도움이 된다.
또한, 80도 이상의 고온에서도 사용 가능하게 설계될 수 있다.
또한, 제조공정에서 초음파를 사용할 수 있다.
또한, 단자 수 감소로 카메라 장치의 구조도 단순화될 수 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 카메라 장치를 도시하는 측면도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 렌즈 어셈블리를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 액체렌즈를 개념적으로 설명하는 개념도이다.
도 4의 (a)는 본 실시예의 액체렌즈에 전류가 인가되지 않은 초기상태를 도시하는 개념도이고, (b)는 본 실시예의 액체렌즈에 전류가 인가된 작동상태를 도시하는 개념도이다.
도 5는 변형례에 따른 카메라 장치를 도시하는 구성도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 렌즈 어셈블리를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 액체렌즈를 개념적으로 설명하는 개념도이다.
도 4의 (a)는 본 실시예의 액체렌즈에 전류가 인가되지 않은 초기상태를 도시하는 개념도이고, (b)는 본 실시예의 액체렌즈에 전류가 인가된 작동상태를 도시하는 개념도이다.
도 5는 변형례에 따른 카메라 장치를 도시하는 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합 또는 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '연결', '결합', 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 "상(위)" 또는 "하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, "상(위)" 또는 "하(아래)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라, 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위)" 또는 "하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함될 수 있다.
이하에서는 본 실시예에 따른 광학기기의 구성을 설명한다.
광학기기는 핸드폰, 휴대폰, 스마트폰(smart phone), 휴대용 통신장치, 휴대용 스마트 기기, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player) 및 네비게이션 중 어느 하나일 수 있다. 다만, 광학기기의 종류가 이에 제한되는 것은 아니며 영상 또는 사진을 촬영하기 위한 어떠한 장치도 광학기기에 포함될 수 있다.
광학기기는 본체를 포함할 수 있다. 본체는 광학기기의 외관을 형성할 수 있다. 본체는 카메라 장치(10)를 수용할 수 있다. 본체의 일면에는 디스플레이부가 배치될 수 있다. 일례로, 본체의 일면에 디스플레이부 및 카메라 장치(10)가 배치되고 본체의 타면(일면의 반대편에 위치하는 면)에 카메라 장치(10)가 추가로 배치될 수 있다.
광학기기는 디스플레이부를 포함할 수 있다. 디스플레이부는 본체의 일면에 배치될 수 있다. 디스플레이부는 카메라 장치(10)에서 촬영된 영상을 출력할 수 있다.
광학기기는 카메라 장치(10)를 포함할 수 있다. 카메라 장치(10)는 본체에 배치될 수 있다. 카메라 장치(10)는 적어도 일부가 본체의 내부에 수용될 수 있다. 카메라 장치(10)는 복수로 구비될 수 있다. 카메라 장치(10)는 듀얼 카메라 장치를 포함할 수 있다. 카메라 장치(10)는 본체의 일면과 본체의 타면 각각에 배치될 수 있다. 카메라 장치(10)는 피사체의 영상을 촬영할 수 있다.
이하에서는 본 실시예에 따른 카메라 장치의 구성을 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 실시예에 따른 카메라 장치를 도시하는 측면도이다.
카메라 장치(10)는 카메라 모듈을 포함할 수 있다.
카메라 장치(10)는 제어부(24)를 포함할 수 있다. 제어부(24)는 액체렌즈(500)에 구동 전압 및/또는 구동 전류를 인가하기 위한 신호를 출력할 수 있다. 제어부(24)는 액체렌즈(500)에 전류를 인가하는 드라이버 IC(25)를 포함할 수 있다. 다만, 드라이버 IC(25)가 제어부(24)와 별도로 구비되고, 제어부(24)가 드라이버 IC(25)를 제어할 수 있다. 제어부(24)는 피사체의 거리에 대응하는 초점값을 구현하기 위해 액체렌즈(500)에 인가되어야 할 구동 전압 및/또는 구동 전류의 값이 저장되는 메모리부를 포함할 수 있다. 제어부(24)는 하나의 칩(single chip)으로 구현될 수 있다. 제어부(24)는 광학기기의 구성과 연결되는 커넥터를 포함할 수 있다. 커넥터는 제어부(24)와 별도의 구성으로 이해될 수 있다.
카메라 장치(10)는 이미지 센서(26)를 포함할 수 있다. 이미지 센서(26)는 렌즈 어셈블리(22)와 정렬될 수 있다. 이미지 센서(26)는 렌즈와 광축이 일치되도록 배치될 수 있다. 이미지 센서(26)의 광축과 렌즈의 광축은 얼라인먼트(alignment) 될 수 있다. 이미지 센서(26)는 인쇄회로기판에 배치될 수 있다. 이미지 센서(26)는 인쇄회로기판에 전기적으로 연결될 수 있다. 이미지 센서(26)는 인쇄회로기판에 SMT(Surface Mounting Technology) 또는 와이어본딩에 의해 결합될 수 있다. 변형예로, 이미지 센서(26)는 인쇄회로기판에 플립 칩(flip chip) 기술에 의해 결합될 수 있다. 이미지 센서(26)는 렌즈 어셈블리(22)를 통해 전달되는 광을 전기신호로 변환할 수 있다. 이미지 센서(26)는 이미지 센서(26)의 유효화상 영역에 조사되는 광을 전기적 신호로 변환할 수 있다. 이미지 센서(26)는 CCD(charge coupled device, 전하 결합 소자), MOS(metal oxide semi-conductor, 금속 산화물 반도체), CPD 및 CID 중 어느 하나일 수 있다.
카메라 장치(10)는 렌즈 어셈블리(22)를 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(22)에 대해서는 이하에서 도면을 참조하여 후술한다.
이하에서는 본 실시예에 따른 렌즈 어셈블리의 구성을 도면을 참조하여 설명한다.
도 2는 본 실시예에 따른 렌즈 어셈블리를 도시하는 단면도이다.
렌즈 어셈블리(22)는 렌즈를 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(22)는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(22)는 상부 렌즈(100)와 하부 렌즈(200)를 포함할 수 있다. 이때, 상부 렌즈(100)는 제1렌즈라 하고, 하부 렌즈는 제2렌즈라 할 수 있다. 상부 렌즈(100)와 하부 렌즈(200) 사이에는 액체렌즈(500)가 배치될 수 있다. 상부 렌즈(100)는 액체렌즈(500)의 위에 배치되고 하부 렌즈(200)는 액체렌즈(500)의 아래에 배치될 수 있다. 상부 렌즈(100)는 최외측에 배치될 수 있다. 다만, 변형례로 액체렌즈(500)가 상부 렌즈(100)의 위에 배치되거나 하부 렌즈(200)의 아래에 배치될 수 있다. 또한, 변형례로 상부 렌즈(100)와 하부 렌즈(200) 중 어느 하나 이상이 생략될 수 있다.
상부 렌즈(100)는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 상부 렌즈(100)는 2개의 렌즈를 포함할 수 있다. 하부 렌즈(200)는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 하부 렌즈(200)는 3개의 렌즈를 포함할 수 있다. 액체렌즈(500)는 총 5매 렌즈 중 위로부터 두 번째 렌즈와 세 번째 렌즈 사이에 배치될 수 있다. 다른 실시예로, 액체렌즈(500)는 복수의 렌즈 중 위로부터 3 번째 렌즈와 4 번째 렌즈 사이에 배치될 수 있다. 상부 렌즈(100)의 광축과 액체렌즈(500)의 광축과 하부 렌즈(200)의 광축은 모두 정렬(align)될 수 있다.
상부 렌즈(100)는 최외곽 렌즈(110)를 포함할 수 있다. 최외곽 렌즈(110)는 하우징(400)의 상면보다 돌출될 수 있다. 최외곽 렌즈(110)는 하우징(400)의 외부로 돌출될 수 있다. 최외곽 렌즈(110)의 표면에는 커버 글래스 또는 코팅층이 형성될 수 있다. 또는, 최외곽 렌즈(110)의 표면 손상 방지를 위해 최외곽 렌즈(110)는 내마모성재질로 형성될 수 있다.
렌즈 어셈블리(22)는 가변렌즈를 포함할 수 있다. 가변렌즈는 초점 가변렌즈일 수 있다. 가변렌즈는 초점(focus)이 조절되는 렌즈일 수 있다. 초점은 렌즈의 이동 및/또는 렌즈의 형상 변화에 의해 조절될 수 있다. 가변렌즈는 액체렌즈(500)를 포함할 수 있다.
렌즈 어셈블리(22)는 액체렌즈부(300)를 포함할 수 있다. 액체렌즈부(300)는 상부 렌즈(100)와 하부 렌즈(200) 사이에 배치될 수 있다. 액체렌즈부(300)는 액체렌즈(500)와, 액체렌즈(500)를 고정하는 홀더를 포함할 수 있다. 여기서, 액체렌즈부(300)의 홀더는 액체렌즈홀더로써 액체렌즈(500)의 케이스(510)와는 구분될 수 있다. 액체렌즈부(300)는 하우징(400)에 상부 렌즈(100)와 하부 렌즈(200)가 고정된 상태에서 하우징(400)의 측방에서 상부 렌즈(100)와 하부 렌즈(200) 사이의 공간으로 삽입되어 결합될 수 있다. 액체렌즈부(300)는 하우징(400)의 삽입구(410)를 통해 삽입될 수 있다.
액체렌즈부(300)에는 렌즈영역(310)이 포함될 수 있다. 렌즈영역(310)은 상부 렌즈(100)를 통과한 광이 투과하는 부분일 수 있다. 렌즈영역(310)의 적어도 일부에는 액체가 배치될 수 있다. 액체렌즈부(300)는 연결부(450)를 통해 인쇄회로기판과 통전될 수 있다.
렌즈 어셈블리(22)는 하우징(400)를 포함할 수 있다. 하우징(400)은 하우징(400)을 광축 방향으로 관통하는 제1홀을 포함할 수 있다. 하우징(400)의 제1홀에는 상부 렌즈(100), 하부 렌즈(200) 및 액체렌즈(500)가 배치될 수 있다. 하우징(400)은 하우징(400)을 광축에 수직한 방향으로 관통하는 제2홀을 포함할 수 있다. 하우징(400)의 제1홀과 제2홀은 서로 연결될 수 있다. 하우징(400)의 제2홀에는 액체렌즈(500)가 수평방향으로 삽입될 수 있다. 하우징(400)의 제2홀에는 액체렌즈(500)와 액체렌즈부(300)의 케이스의 적어도 일부가 배치될 수 있다. 하우징(400)에는 상부 렌즈(100)와 하부 렌즈(200)가 배치될 수 있다. 하우징(400)에는 상부 렌즈(100)와 하부 렌즈(200)가 결합될 수 있다. 하우징(400)에는 상부 렌즈(100)와 하부 렌즈(200)가 접착제에 의해 고정될 수 있다.
렌즈 어셈블리(22)는 연결부(450)를 포함할 수 있다. 연결부(450)는 액체렌즈(500)와 인쇄회로기판을 전기적으로 연결할 수 있다. 연결부(450)는 하우징(400)을 따라 연장될 수 있다. 연결부(450)의 적어도 일부는 하우징(400)의 측면을 따라 연장될 수 있다. 연결부(450)는 FPCB(flexible printed circuit board)를 포함할 수 있다. 변형례로, 연결부(450)는 단자를 포함할 수 있다. 연결부(450)는 하우징(400)의 표면에 인서트 사출되는 인서트 단자를 포함할 수 있다. 연결부(450)는 하우징(400)의 표면에 MID(molded interconnection device) 방식을 통해 형성되는 MID 단자를 포함할 수 있다. 연결부(450)는 하우징(400)과는 별도로 형성되어 하우징(400)의 외면에 배치될 수 있다.
이하에서는 본 실시예에 따른 액체렌즈를 도면을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 실시예에 따른 액체렌즈를 개념적으로 설명하는 개념도이고, 도 4의 (a)는 본 실시예의 액체렌즈에 전류가 인가되지 않은 초기상태를 도시하는 개념도이고, (b)는 본 실시예의 액체렌즈에 전류가 인가된 작동상태를 도시하는 개념도이다.
액체렌즈(500)는 오토 포커스(AF, auto focus)를 위해 구동될 수 있다. 액체렌즈(500)의 구동에 의해 초점 거리가 조정될 수 있다. 액체렌즈(500)는 손떨림 보정(OIS, optical image stabilization)을 위해 구동될 수 있다. 액체렌즈(500)를 위에서 보았을 때 액체렌즈(500)는 제1 내지 제4사분면에 해당하는 4개의 영역으로 구분될 수 있다. 액체렌즈(500)의 제1 내지 제4사분면에 해당하는 4개의 영역 각각에는 독립적으로 구동되는 발열부재(540)가 배치될 수 있다. 이를 통해, 액체렌즈(500)의 제1플레이트(511)의 제1부분(511-1)은 광축에 대하여 비대칭으로 변형될 수 있다. 액체렌즈(500)의 계면은 틸트 구동될 수 있다.
액체렌즈(500)는 광축(OA)에 배치될 수 있다. 발열부재(540)에 전류가 인가되지 않은 초기상태에서 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 액체렌즈(500)의 제1플레이트(511)가 평평하게 배치될 수 있다. 한편, 발열부재(540)에 전류 및/또는 전압이 인가되면 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 액체렌즈(500) 내부의 액체(530)가 가열되어 부풀어 올라 제1플레이트(511)도 부풀어 오를 수 있다. 이를 통해, 액체렌즈(500)는 포커싱을 수행할 수 있다.
액체렌즈(500)는 케이스(510)를 포함할 수 있다. 케이스(510)는 내부에 챔버(520)를 형성할 수 있다. 케이스(510)는 내부에 액체(530)를 수용할 수 있다. 케이스(510)는 투명한 재질로 형성될 수 있다. 케이스(510)는 유리(glass)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 유리의 계면변경을 디옵터(diopter) 변경과 연계하여 렌즈의 설계 시 반영할 수 있다. 본 실시예에 따른 카메라 장치(10)는 룩업테이블이 저장되는 메모리를 포함할 수 있다. 이때, 룩업테이블에는 전류 또는 전압에 따른 디옵터 변화, 및/또는 전류 또는 전압에 따른 유리의 곡률 변화가 수치로 저장될 수 있다.
케이스(510)는 플레이트를 포함할 수 있다. 케이스(510)는 플레이트일 수 있다. 케이스(510)는 플레이트 형상을 포함할 수 있다. 케이스(510)는 내부에 수용된 액체(530)의 팽창에 의해 변형되는 플레이트를 포함할 수 있다. 케이스(510)는 복수의 플레이트를 포함할 수 있다. 복수의 플레이트 각각은 투명한 재질로 형성될 수 있다. 복수의 플레이트 각각은 유리를 포함할 수 있다.
케이스(510)는 제1플레이트(511)를 포함할 수 있다. 제1플레이트(511)는 상부 플레이트일 수 있다. 제1플레이트(511)는 상부 유리(top glass)일 수 있다. 제1플레이트(511)는 광축(OA)이 지나도록 배치될 수 있다. 제1플레이트(511)는 액체(530)의 일측에 배치될 수 있다. 제1플레이트(511)는 액체(530)의 상측에 배치될 수 있다. 변형례로, 제1플레이트(511)는 액체(530)의 하측에 배치될 수 있다.
제1플레이트(511)의 광축(OA)에서의 두께는 제2플레이트(512)의 광축(OA)에서의 두께보다 얇을 수 있다. 제1플레이트(511)의 광축(OA)에서의 두께는 40 내지 80 ㎛일 수 있다. 제1플레이트(511)의 광축(OA)에서의 두께가 40 ㎛ 미만인 경우에는 테스트 과정에서 충격에 의해 제1플레이트(511)가 쉽게 파손될 수 있고, 제1플레이트(511)의 광축(OA)에서의 두께가 80 ㎛ 초과인 경우에는 제1플레이트(511)의 변형이 불충분할 수 있다. 즉, 제1플레이트(511)의 광축(OA)에서의 두께가 80 ㎛ 초과인 경우에는 접사(macro) 포커스부터 무한대(infinite) 포커스까지 모든 포커스를 구현하지 못할 수 있다.
제1플레이트(511)는 액체(530)의 온도에 따라 변형될 수 있다. 이때, 온도는 특정 온도 구간으로 한정될 수 있다. 제1플레이트(511)는 액체(530)가 가열되는 경우 부풀어 오를 수 있다. 제1플레이트(511)의 변형에 의해 제1플레이트(511)를 통과하는 광의 광경로가 변경될 수 있다. 제1플레이트(511)의 변형에 따라 초점 거리가 변경될 수 있다. 제1플레이트(511)의 변형에 의해 포커싱(focusing)이 수행될 수 있다. 본 실시예에서는 포커싱을 위해 제1플레이트(511)의 계면을 사용할 수 있다. 본 실시예에서는 제1플레이트(511)의 계면 부분을 얇게 가동하여 내부압력에 반응하도록 할 수 있다. 제1플레이트(511)의 일부는 주변보다 얇게 형성될 수 있다. 변형례로, 제1플레이트(511)의 전체가 같은 두께로 얇게 형성될 수 있다.
제1플레이트(511)는 제1부분(511-1)과 제2부분(511-2)을 포함할 수 있다. 제1플레이트(511)는 광축(OA)이 지나는 제1부분(511-1)과, 제1부분(511-1)의 외주로부터 연장되는 제2부분(511-2)을 포함할 수 있다. 이때, 제1부분(511-1)의 광축(OA)에서의 두께는 제2부분(511-2)의 대응하는 방향으로의 두께보다 얇을 수 있다. 즉, 제1플레이트(511)는 수직방향으로 전 구간에서 일정한 두께로 형성되는 것이 아니라 광축(OA)이 지나는 중심부에서 얇고 중심부 외곽의 주변부에서 두꺼울 수 있다. 이때, 중심부는 렌즈부일 수 있다. 제1플레이트(511)의 적어도 일부는 포커스를 조절하는 렌즈부를 포함할 수 있다.
케이스(510)는 제2플레이트(512)를 포함할 수 있다. 제2플레이트(512)는 하부 플레이트일 수 있다. 제2플레이트(512)는 하부 유리(bottom glass)일 수 있다. 제2플레이트(512)는 광축(OA)이 지나도록 배치될 수 있다. 제2플레이트(512)는 액체(530)의 타측에 배치될 수 있다. 제2플레이트(512)는 액체(530)의 하측에 배치될 수 있다. 제2플레이트(512)는 제1플레이트(511)보다 두꺼울 수 있다. 제2플레이트(512)는 제1플레이트(511)의 제1부분(511-1)보다 두꺼울 수 있다. 제2플레이트(512)는 제1플레이트(511)의 제2부분(511-2)보다 얇을 수 있다. 제2플레이트(512)는 전구간에서 동일한 두께로 형성될 수 있다.
케이스(510)는 제3플레이트(513)를 포함할 수 있다. 제3플레이트(513)는 코어 플레이트일 수 있다. 제3플레이트(513)는 코어 유리(core glass)일 수 있다. 제3플레이트(513)는 제1플레이트(511)와 상기 제2플레이트(512) 사이에 배치될 수 있다. 제3플레이트(513)는 제2플레이트(512)와 별도의 부재로 형성될 수 있다. 변형례로, 제3플레이트(513)는 제2플레이트(512)와 일체로 형성될 수 있다.
제3플레이트(513)는 중앙부에 제3플레이트(513)를 광축(OA) 방향으로 관통하는 홀을 포함할 수 있다. 제3플레이트(513)의 홀에는 액체(530)가 배치될 수 있다. 제3플레이트(513)의 홀은 내주면을 포함할 수 있다. 제3플레이트(513)는 경사면(513-1)을 포함할 수 있다. 제3플레이트(513)의 내주면은 제2플레이트(512)에 배치되는 하단으로부터 제1플레이트(511)에 가까워질수록 직경이 커지는 경사면(513-1)을 포함할 수 있다. 다만, 변형례에서 경사면(513-1)은 생략될 수 있다. 즉, 변형례에서 제3플레이트(513)의 내면은 제2플레이트(512)와 수직으로 배치될 수 있다.
액체렌즈(500)는 챔버(520)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 챔버(520)는 단일의 액체(530)로 채워질 수 있다. 기존과 같이 챔버(520) 내에 2종의 액체가 채워지는 경우 고온이나 초음파에 의해 2종의 액체가 섞이는 문제가 있었으나, 본 실시예에서는 언급한 문제가 해소될 수 있다. 즉, 본 실시예와 같이 챔버(520)의 내부가 단일의 액체(530)로 채워지는 경우 온도 및 초음파에 대한 내구성이 증가된다. 따라서, 본 실시예에 따른 액체렌즈(500)는 80도 이상의 고온에서도 사용 가능할 수 있다. 본 실시예에 따른 액체렌즈(500)는 저온 및 상온에서도 사용 가능할 수 있다. 본 실시예에 따른 액체렌즈(500)는 영하의 온도에서도 사용 가능할 수 있다. 한편, 기존에는 전도성 액체에 전류를 인가하기 위한 복수의 전극이 필요한데, 본 실시예에서는 발열부재(540)에 대한 양(+)의 전극과 음(-)의 전극만 있으면 되므로 공정이 단순화될 수 있다. 따라서, 원가 경쟁력이 강화될 수 있다.
액체렌즈(500)는 액체(530)를 포함할 수 있다. 액체(530)는 챔버(520)에 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 액체(530)의 온도로 액체렌즈(500) 내부의 팽창을 제어하여 포커싱을 수행할 수 있다. 액체(530)는 전도성 액체일 수 있다. 액체(530)는 비전도성 액체일 수 있다. 액체(530)는 물이거나 또는 물을 포함할 수 있다. 액체(530)는 온도의 증가에 따라 체적이 증가할 수 있다. 즉, 액체(530)가 발열부재(540)에 의해 가열되면 액체(530)는 팽창할 수 있다. 액체(530)는 일정 온도 구간에서 온도의 증가에 따라 체적이 선형적으로 증가할 수 있다.
액체렌즈(500)는 발열부재(540)를 포함할 수 있다. 액체렌즈(500)는 전극을 포함할 수 있다. 이때, 전극이 히터기능을 수행할 수 있다. 액체렌즈(500)는 히터전극을 포함할 수 있다. 발열부재(540)는 케이스(510)에 배치될 수 있다. 발열부재(540)는 액체(530)를 가열할 수 있다. 발열부재(540)가 액체(530)를 가열하면 액체렌즈(500)의 내부 압력이 높아질 수 있다. 이때, 제1플레이트(511)는 액체(530)에 의해 부풀어 오를 수 있다. 발열부재(540)는 제3플레이트(513)의 표면을 따라 배치될 수 있다. 발열부재(540)의 일부는 경사면(513-1)을 따라 배치될 수 있다. 발열부재(540)의 적어도 일부는 제1플레이트(511)와 제3플레이트(513) 사이에 배치될 수 있다. 발열부재(540)는 금속으로 형성될 수 있다. 발열부재(540)는 전도성물질으로 형성될 수 있다. 발열부재(540)는 저항을 포함할 수 있다.
발열부재(540)는 복수의 단자를 포함할 수 있다. 발열부재(540)는 한 쌍의 단자를 포함할 수 있다. 발열부재(540)는 제1단자와 제2단자를 포함할 수 있다. 발열부재(540)는 외부로 노출되는 제1단자와 제2단자를 포함할 수 있다. 발열부재(540)는 플러스(+) 전극과 마이너스 (-) 전극을 포함할 수 있다. 발열부재(540)의 전극은 연결부(450)를 통해 인쇄회로기판과 연결될 수 있다. 발열부재(540)에 제공되는 전류의 양은 제어부(24)에 의해 제어될 수 있다. 다만, 발열부재(540)에 제공되는 전류는 단순히 온(on)/오프(off)로 제어될 수 있다. 발열부재(540)는 전류 제어만 요구되므로 본 실시예에서는 전위차를 발생시키는 액체렌즈 전용 드라이버 IC(25) 대신 전류 공급만 가능한 드라이버 IC(25)가 사용될 수 있다. 즉, 제어부(24)는 발열부재(540)에 인가되는 전류를 제어할 수 있다. 변형례로, 제어부(24)는 발열부재(540)에 인가되는 전압을 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(24)는 발열부재(540)에 인가되는 전류 및 전압을 제어할 수 있다. 본 실시예에서 제어부(24)는 발열부재(540)의 온도를 감지할 수 있다. 이를 통해, 발열부재(540)에 접촉된 액체(530)의 온도도 대략적으로 감지할 수 있다.
도 5는 변형례에 따른 카메라 장치를 도시하는 구성도이다.
도 5에 도시되는 변형례로 액체렌즈(500)는 센서(550)를 포함할 수 있다. 센서(550)는 케이스(510)에 배치될 수 있다. 센서(550)는 액체(530)의 온도를 감지할 수 있다. 센서(550)는 발열부재(540)와 별개로 구비될 수 있다. 센서(550)는 액체(530)와 접촉될 수 있다. 센서(550)는 제어부(24)와 연결될 수 있다. 센서(550)는 액체(530)의 온도를 감지하여 제어부(24)로 송신하고 제어부(24)는 액체(530)의 온도에 따라 추가로 가열할지 여부를 판단할 수 있다. 즉, 센서(550)를 통해 본 실시예의 액체렌즈(500)는 피드백(feedback) 제어될 수 있다.
센서(550)는 복수의 단자를 포함할 수 있다. 센서(550)는 한 쌍의 단자를 포함할 수 있다. 센서(550)는 제3단자와 제4단자를 포함할 수 있다. 센서(550)는 외부로 노출되는 제3단자와 제4단자를 포함할 수 있다. 이때, 센서(550)의 제3단자와 제4단자는 발열부재(540)의 제1단자와 제2단자와 이격될 수 있다. 제3단자는 플러스(+) 단자이고 제4단자는 마이너스(-) 단자일 수 있다. 제3단자는 마이너스(-) 단자이고 제4단자는 플러스(+) 단자일 수 있다.
본 실시예에 따른 액체렌즈(500)는 챔버(520)를 단일의 액체(530)로 채우는 특징을 포함할 수 있다. 이 경우, 챔버를 전도성 액체와 비전도성 액체 즉, 2종의 액체로 채울 때와 비교하여 기술 단순화와 내구성 강화라는 효과를 기대할 수 있다. 기술 단순화와 관련하여, 본 실시예를 통해 구성물질/공정 수가 단순화되어 원가 경쟁력이 강화되며, 기존 기술로 전류 제어가능하여 드라이버 IC(25) 개발에 대한 신규 개발비용이 발생되지 않는 장점이 있다. 내구성 강화와 관련하여, 본 실시예를 통해 액체렌즈가 온도변화에 민감한 부분을 오히려 이용하여 온도로 제어하므로 온도 보상과 같은 추가 제어가 불필요한 장점이 있고 물질 특성상 80도 이상 사용하지 못하는 부분도 변경가능하고 초음파를 사용하지 못하는 특성을 강화할 수 있고 단자수 감소를 통해 카메라 장치의 구조 단순화를 꾀할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
Claims (10)
- 내부에 챔버를 형성하는 케이스;
상기 챔버에 배치되는 액체; 및
상기 케이스에 배치되고 상기 액체를 가열하는 발열부재를 포함하고,
상기 케이스는 광축이 지나고 상기 액체의 일측에 배치되는 제1플레이트와, 상기 광축이 지나고 상기 액체의 타측에 배치되는 제2플레이트를 포함하고,
상기 제1플레이트의 상기 광축에서의 두께는 상기 제2플레이트의 상기 광축에서의 두께보다 얇고,
상기 챔버는 단일의 액체로 채워지는 액체렌즈. - 제1항에 있어서,
상기 제1플레이트는 상기 액체의 온도에 따라 변형되는 액체렌즈. - 제1항에 있어서,
상기 제1플레이트는 상기 액체가 가열되는 경우 부풀어 오르는 액체렌즈. - 제1항에 있어서,
상기 제1플레이트는 상기 광축이 지나는 제1부분과, 상기 제1부분의 외주로부터 연장되는 제2부분을 포함하고,
상기 제1부분의 상기 광축에서의 두께는 상기 제2부분의 대응하는 방향으로의 두께보다 얇은 액체렌즈. - 제1항에 있어서,
상기 제1플레이트의 상기 광축에서의 상기 두께는 40 내지 80 ㎛인 액체렌즈. - 제1항에 있어서,
상기 케이스는 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트 사이에 배치되는 제3플레이트를 포함하고,
상기 발열부재는 상기 제3플레이트의 표면을 따라 배치되고,
상기 발열부재는 외부로 노출되는 제1단자와 제2단자를 포함하고,
상기 발열부재의 적어도 일부는 상기 제1플레이트와 상기 제3플레이트 사이에 배치되는 액체렌즈. - 제6항에 있어서,
상기 제3플레이트의 내주면은 상기 제2플레이트에 배치되는 하단으로부터 상기 제1플레이트에 가까워질수록 직경이 커지는 경사면을 포함하고,
상기 발열부재의 일부는 상기 경사면을 따라 배치되는 액체렌즈. - 제6항에 있어서,
상기 케이스에 배치되고 상기 액체의 온도를 감지하는 센서를 포함하고,
상기 센서는 외부로 노출되는 제3단자와 제4단자를 포함하는 액체렌즈. - 제6항에 있어서,
상기 제2플레이트와 상기 제3플레이트는 일체로 형성되는 액체렌즈. - 내부에 챔버를 형성하는 케이스;
상기 챔버에 배치되는 액체; 및
상기 액체를 가열하는 발열부재를 포함하고,
상기 케이스는 광축이 지나는 플레이트를 포함하고,
상기 플레이트는 상기 액체의 온도에 따라 변형되고,
상기 챔버는 단일의 액체로 채워지는 액체렌즈.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190072234A KR20200144332A (ko) | 2019-06-18 | 2019-06-18 | 액체렌즈 |
| US17/615,296 US20220196964A1 (en) | 2019-05-31 | 2020-04-06 | Liquid lens |
| PCT/KR2020/004641 WO2020242039A1 (ko) | 2019-05-31 | 2020-04-06 | 액체렌즈 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190072234A KR20200144332A (ko) | 2019-06-18 | 2019-06-18 | 액체렌즈 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200144332A true KR20200144332A (ko) | 2020-12-29 |
Family
ID=74090012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190072234A KR20200144332A (ko) | 2019-05-31 | 2019-06-18 | 액체렌즈 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20200144332A (ko) |
-
2019
- 2019-06-18 KR KR1020190072234A patent/KR20200144332A/ko not_active Application Discontinuation
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