KR20210039147A - 액체 렌즈 및 액체 렌즈 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

액체 렌즈 어셈블리가 제공된다. 본 발명의 일 면(aspect)에 따른 액체 렌즈는 캐비티를 포함하는 제1 플레이트; 상기 캐비티에 배치되는 전도성의 제1 액체; 상기 캐비티에 배치되는 비전도성의 제2 액체; 및 상기 제1 액체와 상기 제2 액체 사이에 배치되는 멤브레인(membrane)을 포함한다.

Description

액체 렌즈 및 액체 렌즈 어셈블리{LIQUID LENS AND LIQUID LENS ASSEMBLY}
본 발명은 액체 렌즈 및 액체 렌즈 어셈블리에 관한 것이다.
휴대용 장치의 사용자는 고해상도를 가지며 크기가 작고 다양한 촬영 기능, 예를 들면 오토포커싱(Auto-Focusing, AF) 기능이나, 손떨림 보정 내지 영상 흔들림 방지(Optical Image Stabilizer, OIS) 기능을 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, 렌즈 모듈 구동을 위해 마그넷과 코일 등의 구동 부재가 필요하고 렌즈 모듈의 구동 범위에 대응하여 렌즈 모듈의 구동을 위한 여유 공간이 필요하므로 전체 카메라 모듈 및 광학기기의 두께가 두꺼워 진다.
따라서, 두 가지 액체의 계면의 곡률을 전기적으로 조절하여 오토 포커스 및/또는 손떨림 보정 기능을 수행하는 액체 렌즈에 대한 연구가 이루어지고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 두 가지 액체의 계면의 곡률을 전기적으로 조절하고, 효율성을 향상시킬 수 있는 액체 렌즈 및 액체 렌즈 어셈블리를 제공하는 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 면(aspect)에 따른 액체 렌즈는 캐비티(cavity)를 포함하는 제1 플레이트; 상기 캐비티에 배치되는 전도성의 제1 액체; 상기 캐비티에 배치되는 비전도성의 제2 액체; 및 상기 제1 액체와 상기 제2 액체 사이에 배치되는 멤브레인(membrane)을 포함한다.
또한, 상기 멤브레인은 중앙 영역에 형성되는 개구를 포함할 수 있다.
또한, 상기 멤브레인은 'O'자 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 멤브레인은 상기 전도성 액체와 상기 비전도성 액체가 접하는 전 영역에 배치될 수 있다.
또한, 상기 멤브레인은 원 또는 타원 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 전도성 액체와 상기 비전도성 액체가 형성되는 굴절면은 물측으로 볼록할 수 있다.
또한, 상기 제1 플레이트의 일측에 배치되는 제2 플레이트; 및 상기 제1 플레이트의 타측에 배치되는 제3 플레이트를 포함할 수 있다.
본 실시예를 통해 두 가지 액체의 계면의 곡률을 전기적으로 조절하고, 효율성을 향상시킬 수 있는 액체 렌즈 및 액체 렌즈 어셈블리를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 렌즈 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 렌즈의 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A`단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 렌즈의 일부 구성의 평면도이다.
도 5는 도 2의 A-A`단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 렌즈의 일부 구성의 평면도이다.
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.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 렌즈 어셈블리의 분해 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 렌즈의 사시도이다. 도 3은 도 2의 A-A`단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 렌즈의 일부 구성의 평면도이다. 도 5는 도 2의 A-A`단면도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 렌즈의 일부 구성의 평면도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 렌즈 어셈블리(10)는 제1 전극 연결부(100)와, 액체 렌즈(200)와, 제2 전극 연결부(400)를 포함할 수 있으나, 이 중 일부의 구성을 제외하고 실시될 수도 있고, 이외 추가적인 구성을 배제하지도 않는다. 예를 들어, 액체 렌즈 어셈블리(10)는 스페이서부(spacer)(300)를 더 포함할 수도 있다.
액체 렌즈 어셈블리(10)는 제1 전극 연결부(100)를 포함할 수 있다. 제1 전극 연결부(100)는 액체 렌즈(200)의 일측에 배치될 수 있다. 제1 전극 연결부(100)는 액체 렌즈(200)의 일면에 배치될 수 있다. 제1 전극 연결부(100)는 제2 전극 연결부(400)와 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 제1 전극 연결부(100)는 제2 전극 연결부(400)와 광축 방향으로 오버랩될 수 있다. 제1 전극 연결부(100)는 외부 구성과 직접 또는 간접 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극 연결부(100)는 액체 렌즈(200)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극 연결부(100)는 제1 전극(280)과 전기적으로 연결될 수 있다.
액체 렌즈 어셈블리(10)는 액체 렌즈(200)를 포함할 수 있다. 액체 렌즈(200)는 제1 전극 연결부(100)와 제2 전극 연결부(400)의 사이에 배치될 수 있다. 액체 렌즈(200)는 제1 전극 연결부(100)와 제2 전극 연결부(400)와 전기적으로 연결될 수 있다. 액체 렌즈(200)는 스페이서부(300)의 안에 배치될 수 있다. 액체 렌즈(200)에 전압 또는 전류가 인가되는 경우 액체 렌즈(200)의 굴절면, 구체적으로 제1 액체(240)와 제2 액체(250) 사이의 계면은 물측으로 볼록할 수 있다. 액체 렌즈(200)의 물측면과 상측면은 평평한 형상일 수 있다. 구체적으로, 액체 렌즈(200)의 물측면과 상측면은 곡률이 형성되지 않을 수 있다.
액체 렌즈(200)는 제1 플레이트(210)와, 제2 플레이트(230)와, 코어 부재(220)와, 제1 액체(240)와, 제2 액체(250)와, 멤브레인(membrane)(260)과, 절연층(270)과, 제1 전극(280)과, 제2 전극(290)을 포함할 수 있으나, 이 중 일부의 구성을 제외하고 실시될 수도 있고, 이외 추가적인 구성을 배제하지도 않는다. 코어 부재(220)는 캐비티(cavity)를 포함하는 제3 플레이트일 수 있다. 또한 코어 부재(220)은 코어 기판일 수 있다.
제1 플레이트(210)는 제2 플레이트(230)의 위에 배치될 수 있다. 제2 플레이트(230)는 제1 플레이트(210)의 아래에 배치될 수 있다. 제1 플레이트(210)와 제2 플레이트(230)의 사이에는 코어 부재(220)가 배치될 수 있다. 제1 플레이트(210)와 제2 플레이트(230)와 코어 부재(220)의 사이에 공간에는 제1 액체(240)와 제2 액체(250)가 배치되는 캐비티(cavity)가 형성될 수 있다. 제1 플레이트(210)와 코어 부재(220)의 사이에는 제1 전극(280)이 배치될 수 있다. 제2 플레이트(230)와 코어 부재(220)의 사이에는 제2 전극(290)이 배치될 수 있다. 코어 부재(220)의 내측면은 기 설정된 경사면을 가지는 제1 개구부를 포함할 수 있다. 제1 플레이트(210)와 제2 플레이트(230)와 코어 부재(220)의 적어도 일부는 투명한 재질로 형성될 수 있다. 제1 플레이트(210)와 제2 플레이트(230)와 코어 부재(220)의 적어도 일부는 글래스(glass) 재질로 형성될 수 있다. 제1 개구부 중 중앙 영역은 물측(object side)을 향하도록 배치될 수 있다. 제1 개구부 중 가장자리 영역은 상측(image side)을 향하도록 배치될 수 있다.
제1 액체(240)는 전도성 액체일 수 있다. 제2 액체(250)는 비전도성 액체일 수 있다. 예를 들어, 제1 액체(240)는 물(water)일 수 있다. 제2 액체(250)는 오일(oil)일 수 있다. 제1 액체(240)와 제2 액체(250)의 사이에는 굴절면이 형성될 수 있다. 제1 액체(240)와 제2 액체(250)의 사이에는 광학 부재(260)가 배치될 수 있다
액체 렌즈 어셈블리는 광학 부재(260)를 포함할 수 있다. 광학 부재(260)는 광 투과물질일 수 있다. 광학 부재(260)는 탄성부재(260)일 수 있다. 광학 부재(260)는 멤브레인(membrane)(260)일 수 있다.
멤브레인(260)은 제1 액체(240)와 제2 액체(250)의 사이에 배치될 수 있다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 멤브레인(260)은 제1 액체(240)와 제2 액체(250) 사이의 전 영역에 배치될 수 있다. 이를 통해, 제1 및 제2 전극(280, 290)에 전류가 인가되어 제1 액체(240)와 제2 액체(250) 사이의 계면이 변하는 경우 발생하는 파면 에러(WFE; Wave Front Error)를 제거할 수 있다. 멤브레인(260)은 얇은 막일 수 있다. 멤브레인(260)은 투명한 재질로 형성될 수 있다. 멤브레인(260)의 투과도는 0.97 이상일 수 있다. 멤브레인(260)은 원 또는 타원 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 도시되지는 않았지만 멤브레인(260)의 외주에는 홈을 포함할 수 있고, 홈이 복수개 형성될 수도 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 멤브레인(260)은 중앙 영역에 형성되는 개구를 포함할 수 있다. 멤브레인(260)의 개구는 제1 액체(240)와 제2 액체(250) 사이의 영역 중 가장자리 영역을 제외한 영역에 형성될 수 있다. 멤브레인(260)는 'o'자 형상으로 형성될 수 있다. 멤브레인(260)은 도넛 형상으로 형성될 수 있다. 제1 및 제2 전극(280, 290)에 전류가 인가되어 제1 액체(240)와 제2 액체(250) 사이의 계면이 변하는 경우, 파면 에러(WFE; Wave Front Error)는 제1 액체(240)와 제2 액체(250)가 인접하는 영역 중 가장자리 영역에 주로 발생하게 된다. 즉, 멤브레인(260)의 중앙 영역에 개구를 형성함으로써, 파면 에러를 줄임과 동시에 액체 렌즈(200)를 지나는 광의 투과도를 높이고 제품의 비용을 줄일 수 있다.
제1 전극(280)은 제1 플레이트(210)의 하부에 배치될 수 있다. 제1 전극(280)은 제1 플레이트(210)의 하부면의 일부 영역에 배치될 수 있다. 제1 전극(280)은 제1 플레이트(210)와 코어 부재(220)의 사이에 배치될 수 있다. 제1 전극(280)은 제1 액체(240)와 직접 접촉될 수 있다. 제1 전극(280)은 제1 전극 연결부(100)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극(280)은 제1 플레이트(210)의 외곽의 적어도 하나의 영역에서 외부로 노출될 수 있다.
제2 전극(290)은 제1 전극(280)과 이격될 수 있다. 제2 전극(290)은 제2 플레이트(230)와 코어 부재(220)의 사이에 배치될 수 있다. 제2 전극(290)은 코어 부재(220)의 내측면에 배치될 수 있다. 제2 전극(290)의 일부는 제2 플레이트(230)와 코어 부재(220)의 사이에 배치되고, 다른 일부는 코어 부재(220)의 내측면에 배치될 수 있다. 제2 전극(290)은 제2 플레이트(230)의 외곽의 적어도 하나의 영역에서 외부로 노출될 수 있다.
제1 및 제2 전극(280, 290)은 제1 액체(240)와 제2 액체(250)의 사이의 굴절면을 제어하기 위해 외부로부터 수신되는 전기 신호를 인가할 수 있다. 제1 및 제2 전극(280, 290)은 도전성 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 전극(280, 290)은 금속으로 이루어질 수 있다. 제1 및 제2 전극(280, 290)은 얇은 막으로 형성될 수 있다. 제1 및 제2 전극(280, 290)은 제1 플레이트(210)와 제2 플레이트(230)와 코어 부재(220) 중 적어도 하나에 증착될 수 있다. 제1 및 제2 전극(280, 290)은 투명한 재질로 형성될 수 있다. 제1 및 제2 전극(280, 290)에 인가되는 제어 신호는 펄스 폭 제어(PWM; Pulse Width Modulation) 신호일 수 있다. 제1 및 제2 전극(280, 290)의 구동 전압은 70V 이하일 수 있다.
절연층(270)은 제1 액체(240)와 제2 전극(290)의 사이에 배치될 수 있다. 절연층(270)은 제2 액체(250)와 제2 전극(290)의 사이에 배치될 수 있다. 절연층(270)은 제1 전극(280)의 일부 영역과 제1 액체(240)의 사이에 배치될 수 있다. 절연층(270)은 얇은 막으로 형성될 수 있다. 절연층(270)은 제1 전극(280) 및/또는 제2 전극(290)의 표면 중 적어도 일부에 적층되어 형성될 수 있다. 절연층(270)은 투명한 재질로 형성될 수 있다.
액체 렌즈 어셈블리(10)는 스페이서부(300)를 포함할 수 있다. 스페이서부(300)는 제1 전극 연결부(100)와 제2 전극 연결부(400)의 사이에 배치될 수 있다. 스페이서부(300)의 안에는 액체 렌즈(200)가 배치될 수 있다. 스페이서부(300)는 액체 렌즈(200)가 배치되는 제2 개구부를 포함할 수 있다. 스페이서부(300)는 액체 렌즈(200)를 수용할 수 있다.
액체 렌즈 어셈블리(10)는 제2 전극 연결부(400)를 포함할 수 있다. 제2 전극 연결부(400)는 액체 렌즈(200)의 타측에 배치될 수 있다. 제2 전극 연결부(400)는 액체 렌즈(200)의 타면에 배치될 수 있다. 제2 전극 연결부(400)는 제1 전극 연결부(100)와 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 제2 전극 연결부(400)는 제1 전극 연결부(100)와 광축 방향으로 오버랩(overlap)될 수 있다. 제2 전극 연결부(400)는 외부 구성과 직접 또는 간접 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 전극 연결부(400)는 액체 렌즈(200)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 전극 연결부(400)는 제2 전극(290)과 전기적으로 연결될 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.
10: 액체 렌즈 어셈블리 100: 제1 전극 연결부
200: 액체 렌즈 300: 스페이서부
400: 제2 전극 연결부

Claims (7)

  1. 캐비티(cavity)를 포함하는 제1 플레이트;
    상기 캐비티에 배치되는 전도성의 제1 액체;
    상기 캐비티에 배치되는 비전도성의 제2 액체; 및
    상기 제1 액체와 상기 제2 액체 사이에 배치되는 멤브레인(membrane)을 포함하는 액체 렌즈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 멤브레인은 중앙 영역에 형성되는 개구를 포함하는 액체 렌즈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 멤브레인은 'O'자 형상으로 형성되는 액체 렌즈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 멤브레인은 상기 전도성 액체와 상기 비전도성 액체가 접하는 전 영역에 배치되는 액체 렌즈.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 멤브레인은 원 또는 타원 형상으로 형성되는 액체 렌즈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전도성 액체와 상기 비전도성 액체가 형성되는 굴절면은 물측으로 볼록한 액체 렌즈.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 플레이트의 일측에 배치되는 제2 플레이트; 및
    상기 제1 플레이트의 타측에 배치되는 제3 플레이트를 포함하는 액체 렌즈.
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