KR20210076029A - 광선 디플렉터가 있는 광학 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컴팩트 카메라 모듈과 함께 사용하기 위한 광학 조립체 (optical assembly)에 관한 것이다. 광학 조립체는 투명 광학 요소 (transparent optical element), 광학 요소를 통해 빛을 편향 시키도록 배열 된 광학 반사 표면 (optical reflection surface), 투명한 탄성 비유체 본체 (transparent elastic non-fluid body) 및 하나 이상의 액추에이터 및 하나 이상의 액추에이터에 의해 굽힘 및/또는 변위를 겪도록 배열 된 액추에이터 요소를 포함하는 액추에이터 시스템을 포함한다. 비유체 본체는 액추에이터 요소와 광학 요소 사이에 끼워져 액추에이터 요소와 비유체의 모양 또는 방향이 조절 가능한 광학적 배율 (optical power) 또는 빔 편향을 제공하기 위해 액추에이터의 작동에 의해 변경될 수 있다.

Description

광선 디플렉터가 있는 광학 장치

본 발명은 광학 시스템, 특히, 컴팩트 카메라 및 스마트폰과 같은 장치를 위한 광학 이미징 시스템에 관한 것이다.

자동초점 및 이미지 안정화 기능 대부분의 소형 카메라에서 공통적인 기능이며, 이러한 작업을 수행하는 시스템을 더 작고 저렴하며 견고하게 만드는 동시에 광학 품질을 높이는데 지속적으로 초점을 맞추고 있다.

광학 조립체에서 자동 초점 또는 이미지 안정화 또는 둘을 모두 통합하려면, 이미지 특성을 향상 시킬 수 있는 구성 요소를 포함하여야 하지만, 조립체의 크기가 이에 대한 대가가 될 수 있다.

이미징 특성의 개선 및/또는 크기의 증가를 제한하거나 광학 조립체의 크기 또는 특정 치수의 감소를 달성하기 위해 조립체의 개선된 디자인이 필요하다. 또한, 광학 조립체의 견고성을 개선할 필요가 있다.

본 발명의 목적은 광학 이미징 시스템, 특히 콤팩트 카메라용 이미지 시스템에 사용하기 위한 광학 조립체를 개선하는 것이다. 상기 개선 사항은 이미징 품질, 이미징 안정화, 크기 축소 및 기타 광학 특성 중 하나 이상과 관련될 수 있다.

본 발명의 일 측면은 다음을 포함하는 광학 조립체 (optical assembly)에 관한 것이다:

적어도 제1측면 및 제2측면을 가지는 투명 광학 요소 (transparent optical element);

상기 제1측면을 통해 투과된 광선을 편향시키도록 배열된 광학 반사 표면 (optical reflection surface);

제1표면 (surface) 및 대향하는 제2표면을 포함하는 투명하고, 변형 가능한, 비유체 본체 (non-fluid body) - 상기 광학 반사 표면, 상기 비유체 본체의 제1표면 및 상기 투명 광학 요소의 상기 제1측면 및 제2측면은 하나 이상의 상호 연결된 광학적으로 투명한 요소를 통해 연결되고, 상기 연결을 통한 굴절률은 공기의 굴절률 보다 큼 -;

하나 이상의 액추에이터 및 하나 이상의 액추에이터에 의해 굽힘 및/또는 변위를 겪도록 배열된 액추에이터 요소 (actuator-component)를 포함하는 액추에이터 시스템 (actuator system) - 상기 액추에이터 요소의 일 측면은 상기 비유체 본체의 상기 제2표면과 접함 -.

상기 액추에이터 요소를 구부리거나 및/또는 변위 시킬 수 있는 가능성은 모양, 방향 (예를 들어, 기울기)에 영향을 주며 및/또는 상기 비유체 본체의 상기 제2표면의 위치는 상기 액추에이터의 작동에 의해 변경될 수 있다. 즉 상기 액추에이터 요소의 굽힘은 상기 비유체 본체의 상기 제2표면의 모양에 영향을 미치고 상기 액추에이터 요소의 변위는 상기 비유체 본체의 상기 제2표면의 방향 및/또는 위치에 영향을 준다. 방향은 상기 제1표면에 대한 상기 제2표면의 각도를 의미하고 및 위치는 상기 제1표면에 수직인 방향으로 상기 제2표면의 한 지점에서 상기 제1표면까지의 거리를 의미한다. 상기 액추에이터 요소는 상기 비유체 본체의 상기 제2표면의 적어도 중앙 부분을 덮도록 구성 될 수 있으며, 즉 광학축 (optical axis)을 포함하는 부분이 상기 제2표면에 수직이거나, 또는 상기 비유체 본체의 상기 제2표면을 덮고 둘러싸도록 한다. 따라서, 상기 액추에이터 요소는 상기 비유체 본체의 상기 제2표면의 모양, 방향 및/또는 위치에 영향을 주는 기능을 제공하고 상기 비유체 본체에서/로부터 빛을 투과 및/또는 반사하는 기능을 제공한다.

상기 고체인 투명 광학 요소의 굴절율은 주변 공기의 굴절률보다 높다. 따라서, 상기 광학 요소는 공기 중 전파에 비하여 상기 투명 광학 요소에서 전파되는 광 빔의 발산을 감소시킨다.

유리하게는, 이러한 발산 광선의 제한은 광선 다발의 측면 확장이 공기 중 전파에 비해 감소된다는 것을 의미한다. 따라서, 상기 광학 요소의 측면 확장은 광선이 상기 광학 요소 대신 공기에 전파되는 상황과 비교하여 유사하게 감소될 수 있다.

유리하게는, 상기 광학 조립체를 구성하기 위한 상기 반사 표면, 적어도 상기 비유체 본체의 상기 제1표면 및 상기 투명 광학 요소의 상기 제1측면 및/또는 제2측면은 굴절률이 공기의 굴절률보다 크거나 동일하거나 실질적으로 동일한 굴절률이 공기의 굴절률보다 높거나 동일하거나 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 광학 요소로 하나 이상의 상호 연결된 광학적인 투명 요소로 연결되어 있으며 전술한 상기 발산 광선의 유리한 제한은 상호 연결된 상기 투명 요소 전체에 걸쳐 그리고 적어도 상기 광학 반사 표면, 상기 비유체 본체의 상기 제1표면 및/또는 상기 투명 광학 요소의 제2면을 통해 유지된다는 것을 의미한다.

상기 광학 요소는 프리즘 (prism), 플레이트 (plate) 또는 블록 형상 요소 (block shaped element) 또는 기타 광학 요소인 것일 수 있다. 상기 광학 요소는 유리, 폴리머, 폴리 카보네이트 및 기타 플라스틱 재료와 같은 광학적으로 투명한 재료로 만들어진다. 상기 제1측면 및 제2 측면은 광의 투과를 위해 배열된 광학 투명 측면 (optical transparent sides), 예를 들어, 광학 요소 안과 밖의 투과 및/또는 빛의 반사, 예를 들어, 반사 표면을 통하는 것을 지칭한다. 따라서, 상기 적어도 제1측면 및 제2측면은 이미지 센서로 이미징 되어야하는 광선과 같은 광선을 투과 및/또는 반사하기 위한 광학 인터페이스이다. 상기 광학 조립체는 특히 이미징을 목적으로 하는 구성된 광학 이미징 조립체인 것일 수 있다.

상기 적어도 제1측면 및 제2측면 중 어느 한 면은 광학적 배율 (optical power)를 제공하기 위해 평면 또는 곡면 (curved surface)을 가질 수 있다.

상기 광학 반사 표면 (optical reflection)은 상기 들어오는 광선을 상기 들어오는 광선의 방향과 다른 방향으로 편향시키도록 배열된다. 예를 들어, 상기 광학 반사 표면은 상기 제1표면에 대해 45도 각도로 배열되어 제1측면에 수직인 입사 광선이 90도로 편향 될 수 있다. 상기 반사 표면은 상기 광학 요소로부터 분리될 수 있으며, 예를 들어, 투명 광학 요소를 통해 투과된 광선을 반사하도록 배열된 거울 요소 (mirror element)로 구성되거나, 또는 상기 투명 광학 요소의 반사 코팅된 표면과 같은 광학 요소의 일부분인 것일 수 있다.

유리하게는, 상기 광학 조립체는 예를 들어, 상기 전술한 상호 연결된 광학적 투명 요소로 구성될 수 있으며, 입사광과 반사광이 공기의 굴절률 보다 큰 굴절률을 가진 재료를 통해서만 전파될 수 있도록 한다. 유리하게는, 상기 입사광 및 반사광은 상기 비유체 본체, 상기 투명 광학 요소 및/또는 상기 액추에이터 요소의 굴절률과 동일하거나 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 물질을 통해서만 전파된다.

상기 상호 연결된 광학적 투명 요소는 상기 비유체 본체, 상기 투명 광학 요소, 상기 액추에이터 요소 및/또는 다른 투명 광학 요소 예를 들면 접착제, 렌즈 및 프리즘과 같은 다른 요소를 포함하는 것일 수 있다. 유리하게는, 상기 비유체 본체가 상기 투명 광학 요소 및/또는 상기 액추에이터 요소와 동일하거나 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 경우, 상기 빔 발산은 이러한 요소를 통해 감소된다. 또한, 상기 다른 투명 광학 요소는 유리하게는 발산 및/또는 경계 반사 (boundary reflection)을 줄이기 위해 전술한 광학 요소와 동일한 굴절률 또는 실질적인 굴절률을 가질 수 있다.

상기 액추에이터 시스템을 통해, 상기 비유체 본체의 제2표면은 광학 렌즈 효과 및/또는 광선의 광학 편향과 같은 광학 효과를 생성하는데 영향을 미칠 수 있다.

유리하게는, 상기 광학 반사 표면은 상기 광학 조립체의 광학 축을 접는 기능을 제공하여 다양한 광학 부품을 상기 광학 조립체의 크기 또는 치수를 줄이는 방식으로 배치 할 수 있다. 상기 광학축의 접힘은 더 긴 광학 경로, 광학축을 따라 더 많은 공간을 차지하는 광학 요소의 사용 및/또는 이미징 품질과 같은 광학 특성을 개선 할 수 있는 더 많은 광학 요소의 사용을 가능하게 할 수 있다.

유리하게는, 상기 비유체 본체의 상기 제1표면은 제1측면 및 제2측면 중 하나와 접하며 반면 상기 비유체 본체의 상기 제2표면은 상기 액추에이터 요소와 접한다. 상기 광학 조립체는 상기 비유체 본체의 상기 제1표면 및 제2표면과 상기 광학 요소의 관련된 면 및 상기 액추에이터 요소가 각각 직접 접촉하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 비유체 본체는 상기 투명 광학 요소 및/또는 상기 액추에이터 요소와 동일하거나 실질적으로 동일한 굴절률을 가지므로 요소 사이의 경계에서 반사가 감소하며 무반사 코팅은 필요하지 않다. 실제로, 상기 동일하거나 실질적으로 동일한 굴절률은 예를 들어, 25% 또는 15%, 10% 또는 5% 미만의 다른 굴절률을 포함할 수 있다. 무반사 코팅의 경우 상기 광학 요소의 상기 제1측면, 제2측면 또는 제3측면에 사용될 수 있으며, 상기 굴절률은 25% 이상으로 다를 수 있다. 25%의 차이는 ((1.5-1.5*1.25)/(1.5+1.5*1.25))²=((1.5*0.25)/(1.5*2.25))², 결국 예를 들어 1%의 범위의 반사율에 이르게 될 수 있다.

상기 액추에이터 요소의 상기 변위는 상기 액추에이터 요소가 투명하고 변형가능한 상기 비유체 본체의 상기 제1표면에 대해 평행하게 변위되는 변환을 포함하는 것일 수 있다. 일 예로 상기 액추에이터 요소가 투명하고 상기 비유체 본체 및 상기 액추에이터 요소의 상기 굴절률이 각각 다른 경우에 각각의 상기 투명 광학 요소는 다르며 (실제로는 일반적인 케이스), 상기 비유체 본체와 상기 액추에이터 요소 사이의 경계에서 반사율은 각각의 투명 광학 요소가 광학 공동 또는 간섭계, 예를 들어, Fabry perot 간섭계를 구성한다. 상기 액추에이터 요소의 변위를 조절하여, 상기 두 반사 경계 사이의 분리를 조절하면, 상기 Fabry Perot 간섭계를 통해 투과된 빛의 스텍트럼 내용은 상기 간섭계의 광학 필터 특성에 따라 필터링 될 수 있다. 이것은 스텍트럼 분해 이미지를 생성하기 위해 특정 파장 범위의 강도를 감쇄하는데 사용할 수 있다. 다른 일 예로, 상기 액추에이터 요소가 상기 반사 표면을 포함하는 경우, 상기 Fabry Perot 간섭계를 통해 반사된 상기 빛의 스펙트럼 내용은 유사한 방식으로 필터링 될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 광학 조립체는 상기 비유체 본체의 상기 제1표면이 상기 제1측면 및 제2측면 중 하나에 접하거나 또는 상기 비유체 본체가 상기 제1표면이 편향된 광선을 받도록 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 투명 광학 요소는 적어도 제1측면, 제2측면 및 제3측면을 포함하고, 여기서 상기 제1측면 및 제2측면 사이의 각도는 180도 미만이고, 상기 제3측면은 상기 제1측면 및 제2측면과 평행하지 않으며,

상기 광학 반사 표면은 상기 제1측면을 통해 투과된 상기 광선을 상기 제2측면쪽으로 편향시키도록 배열되고, 및

상기 제1표면 및 대향하는 상기 제2표면을 포함하는 투명하고 변경 가능한 비유체 본체는 비유체 본체의 상기 제1표면이 상기 제1측면, 상기 제2측면 및 상기 제3측면 중 하나에 접하도록 배열되는 것이다.

일 예로, 상기 광학 요소는 평면의 제1측면, 제2측면 및 제3측면을 갖는 프리즘 형태이거나, 또는 제1측면, 제2측면 및 제3측면 중 하나 이상이 곡선이 된 형태일 수 있다.

상기 제1측면 및 제2측면 사이의 각도는 180도 미만일 수 있다. 제1측면 및 제2측면의 각도의 예는 30, 45, 60 또는 90도와 동일하거나 실질적으로 동일한 값을 포함한다. 일 예로, 상기 제1측면 및 제2측면 사이의 각도는 90도이고 투명 광학 요소는 직각 프리즘 (right angled prism)일 수 있다.

상기 제3측면은 상기 제1측면 및 제2측면과 평행하지 않다. 제3측면이 반사 표면을 포함하는 경우, 상기 제1측면을 통해 상기 광학 요소로 투과된 광선은 상기 제3측면에 의해 반사될 수 있다. 대안적으로, 상기 제1측면을 통해 상기 광학 요소로 투과된 광선은 상기 제3측면으로부터 투과되고 상기 제3측면으로부터 거리에 위치한 거울과 같은 상기 반사 표면을 통해 다시 반사될 수 있다.

상기 광학 반사 표면은 상기 제3측면에 형성될 수 있거나, 상기 제3측면에 포함될 수 있거나, 또는 상기 반사 표면은 상기 광학 요소로부터 분리될 수 있으며, 예를 들어, 상기 광학 요소를 통해 투과된 광선을 반사하도록 배열된 거울 요소의 형태인 것일 수 있다.

적어도 제1측면, 제2측면 및 제3측면 중 임의의 면은 광학적 배율 (optical power)를 제공하기 위해 평면 또는 곡면을 가질 수 있다.

본 발명의 일 측면과 유사하게, 상기 비유체 본체는 본 발명의 일 측면에서 언급한 것과 동일한 장점으로 상기 제3측면에 접하거나 접촉할 수 있다. 따라서, 상기 액추에이터 요소는 상기 비유체 본체와 결합하여 상기 제3측면에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 액추에이터 요소는 투명 커버 멤버인 것일 수 있다. 상기 투명 커버 멤버는 유리 (glass), 폴리머 (polymer), 폴리카보네이트 (polycarbonate), 플라스틱 (plastic) 또는 기타 재료로 만들어진 판형 멤버인 것일 수 있다. 상기 판형 멤버의 상기 대향 표면은 평면일 수 있거나, 또는 둘 모두 곡면을 가질 수 있다.

상기 투명 커버 멤버는 상기 하나 이상의 액추에이터에 의해 굽힘을 가능하게 하는 적절한 강성 (stiffness)을 가질 수 있다. 대안적으로, 상기 강성은 단지 위치 및/또는 방향 변경만을 의도하는 경우 굽힘을 최소화하기 위해 선택될 수 있다.

유리하게는, 상기 투명 커버 멤버는 조절 가능한 이미지 초점을 제공하기 위해 광학적 배율 (optical power)의 조절을 제공할 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 상기 투명 커버 멤버는 이미지 센서 상에 조절 가능한 이미지 위치를 제공하기 위해 빔 편향을 생성할 수 있다. 이것은 상기 하나 이상의 액추에이터의 적절한 전자 제어에 의해 자동 초점 및/또는 이미지 안정화를 제공하는데 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 비유체 본체의 제1표면은 상기 투명 광학 요소의 상기 제1측면 또는 상기 제2측면에 접하고, 및 상기 하나 이상의 액추에이터는 상기 비유체 본체 및 상기 투명 커버 멤버가 조절 가능한 광학적 배율 (optical power)을 가지는 렌즈를 형성하도록 상기 투명 커버 멤버의 굽힘을 가능하게 하도록 배열된 것이다.

일 예로, 상기 하나 이상의 액추에이터는 외부 원주를 따라 동일한 방향을 따라 동일하거나 실질적인 변위 진폭을 갖는 상기 투명 커버 멤버의 변위를 생성하도록 제어되어 상기 투명 커버 부재가 광학축을 중심으로 외측 또는 내측으로 회전하도록 조절될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 비유체 본체의 제1표면은 상기 투명 광학요소의 상기 제1측면 또는 상기 제2측면에 접하고, 및 상기 하나 이상의 액추에이터는 원주를 따라 상이한 변위 진폭 및/또는 방향을 가지는 상기 투명 커버 멤버의 변위를 가능하게 하도록 배열되어 상기 투명 커버 멤버에서의 굴절이 조절 가능한 각도로 광선의 편향을 가능하게 하는 것일 수 있다.

유리하게는, 상기 투명 커버 부재는 변위 진폭 및/또는 방향이 상기 다른 투명 커버 부재의 변위를 생성함으로써 기울어질 수 있다. 상기 상이한 변위 진폭은 또한 광학적 배율과 틸트를 모두 제공하도록 결정될 수 있다. 따라서, 상기 일 실시예는 하나 이상의 액추에이터가 상기 투명 커버 멤버의 변위 및/또는 굽힘을 가능하도록 배열되도록 결합될 수 있다.

대안적으로 또는 추가적으로 광학적 배율을 제공하기 위해, 상기 액추에이터 및 상기 이와 관련된 제어 시스템은 상기 비유체 본체 및 상기 투명 커버 멤버가 난시 (astigmatism) 또는 다른 웨이브 프론트 에러 (wave front error), 예를 들어 다른 광학 요소의 웨이브 프론트 에러를 수정하기 위하여 생성하도록 상기 투명 커버 멤버가 구부려질 수 있도록 구성이 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 액추에이터 요소는 상기 광학 반사 표면을 포함하고, 상기 비유체 본체의 제1표면은 상기 투명 광학 요소의 상기 제3측면에 접하고, 및 상기 하나 이상의 액추에이터는 원주를 따라 상기 액추에이터 요소의 변위가 가능하도록 배열된다.

상기 액추에이터 요소의 변위는 원주를 따라 작동 지점에서 변위 진폭 및/또는 방향이 다른 변위를 수반하여 상기 광학 반사 표면이 조절 가능한 각도로 상기 광선의 편향을 가능하게 한다.

유리하게는, 상기 상이한 변위 진폭 및/또는 변위의 방향을 적용함으로써, 상기 액추에이터 요소는 상기 투명 광학 요소의 제2측면을 향해 반사된 광선의 전파 방향의 조절을 제공하기 위해 조절 가능한 각도를 가진 반사경 (reflector)로서 사용될 수 있다.

특히, 상기 반사경의 방향을 일정한 각도로 조절하면 상기 반사경 조절 각도의 2배에 해당하는 상기 반사광선의 각도 보정이 발생한다. 따라서 상기 거울 (mirror)는 이미지 광선의 방향을 조절하는 효과적인 방법을 제공하고 광학 이미지 안정화에 사용할 수 있다.

대안적으로, 상기 액추에이터 요소의 상기 변위는 원주를 따라 작동 지점에서 동일한 방향으로 동일하거나 실질적으로 동일한 변위 진폭을 갖는 변위를 수반하여 상기 광학 반사 표면이 예를 들어, 투명하고 변형가능한 상기 비유체 본체의 상기 제1표면에 대해 평행 변위로 단순히 이동되도록 한다.

상기 두 개의 반사 표면, 즉, 상기 액추에이터 요소 중 하나 및 상기 비유체본체의 상기 제1표면과 상기 광학 투명 요소의 상기 제3측면 사이의 굴절 반사 경계는 광학 공동 또는 예를 들어, Fabry Perot 간섭계와 같은 간섭계를 구성한다. 따라서 상기 두 반사 표면 사이의 거리를 조절하여, 상기 Fabry Perot 간섭계를 통해 투과된 빛의 스펙트럼 내용은 간섭계의 상기 광학 필터의 특성에 따라 필터링이 될 수 있다. 이것은 스펙트럼 분해 이미지를 생성하기 위해 특정 파장 범위의 감도를 감쇄하는데 사용할 수 있다.

상기 비유체 본체는 상기 액추에이터 요소 및 상기 제3측면 사이에 끼여 있기만 하면 상기 액추에이터 요소와 상기 반사면이 상기 제3측면과 실질적으로 평행하게 배열될 수 있다. 하지만, 다른 비-병렬 구성도 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광학 조립체는 둘 이상의 비유체 본체를 포함하고, 각각의 상기 비유체 본체의 제1측면은 각각의 상기 제1측면, 상기 제2측면 및 상기 제3측면과 개별적으로 접하고, 및 2개 이상의 액추에이터 시스템은 각각의 상기 비유체 본체와 배열된다.

일 예로, 한 개의 비유체 본체 및 관련된 반사경 표면을 갖는 액추에이터 요소는 반사된 광선의 각도 조절을 제공하기 위해 제3측면에 배열될 수 있으며; 및 다른 비유체 본체 및 관련된 구부릴 수 있는 액추에이터 요소 (여기에서는 투명 커버 멤버)가 광학적 배율 조절을 위해 상기 제2측면, 또는 상기 제1측면과 함께 배열될 수 있다.

또 다른 일 예로, 하나의 비유체 본체 및 관련 액추에이터 요소 (여기에서는 투명 커버 멤버)는 굴절된 광선의 각도 조절을 제공하기 위해 상기 제1, 제2 또는 제3 측면 중 어느 하나에 배열될 수 있다;

그리고 다른 비유체 본체 및 관련 구부릴 수 있는 액추에이터 요소 (여기에서는 투명 커버 멤버)가 상기 제2측면 또는 제1측면과 함께 배열되어 광 출력 조절을 제공할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 비유체 본체 중 하나는 상기 액추에이터 시스템 중 하나에 의해 구성된 상기 투명 커버 멤버 및 상기 제1측면 또는 제2측면 사이에 끼워져 있고, 및 다른 비유체 본체는 상기 액추에이터 시스템 중 다른 하나에 의해 구성되는 상기 액추에이터 요소의 상기 제3측면 및 상기 광학 반사면 사이에 끼워진다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 액추에이터 시스템은 하나 이상의 액추에이터 시스템을 포함하고, 상기 각 액추에이터는 자기모터 (magnefic motor), 선형 모터 (linear motor), 스테퍼 모터 (stepper motor), 얇은 피에조 필름 액추에이터 (thin piezo film actuator), 용량성 액추에이터 (capacitive actuator) 또는 벌크 피에조 액추에이터 (bulk piezo actuator) 또는 상기 하나 이상의 액추에이터 시스템의 액추에이터는 상기 액추에이터 유형의 조합 일 수 있는 것이다.

유리하게는, 2개 이상의 액추에이터의 경우, 상기 액추에이터는 액추에이터 요소의 방향 조절을 생성하기 위해 개별적으로 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 액추에이터 시스템은 고리형 액추에이터 (ring shaped actuator)를 포함하고, 상기 액추에이터 요소는 고리형 액추에이터의 작동에 의해 구부러지도록 배열되고, 상기 고리형 액추에이터는 고리형 액추에이터의 내부 부분을 통해 광선의 투과를 허용하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 투명 광학 요소의 상기 제3측면은 상기 광학 반사 표면을 포함한다. 예를 들어, 상기 제3측면은 반사 표면을 얻기 위해 금속 코팅과 같은 반사 코팅이 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 높이는 7.5 mm 미만, 예를 들어, 4.9 mm 미만, 예를 들어, 4.5 mm 미만, 예를 들어, 4.0 mm 미만, 예를 들어, 3.5 mm 미만, 예를 들어, 3.0 mm 미만, 예를 들어, 3.0 mm 미만, 예를 들어, 2.8 mm 미만인 것이다. 상기 높이는 일반적으로 상기 제1표면에 수직인 방향으로 광학 조립체의 가장 큰 확장으로서 이해된다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 투명 광학 요소는 모놀리식 (monolithic)이며, 즉, 상기 광학 요소는 단일 재료로 제작된다. 단일 재료 요소는 생산 비용을 줄일 수 있다. 그러나, 투명 광학 요소는 또한 둘 이상의 상이한 재료로 만들어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 투명 광학 요소는 프리즘이다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제3측면은 광학 반사 표면과 평행하거나 실질적으로 평행한 것이다. 이것은 상기 반사 표면이 상기 제3표면에 형성되거나, 그 일부인 경우에 해당한다. 상기 반사 표면이 상기 투명 광학 요소와 분리된 경우, 그것은 평행할 필요는 없지만 평행하거나 실질적으로 평행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광학 반사 표면은 부분 반사를 제공하는 것이다. 유리하게는, 상기 반사 표면은 입사 광 강도의 일부를 투과하는 부분 반사체인 것일 수 있다. 상기 투과된 빛은 다양한 목적으로 광학 센서로 측정될 수 있다.

본 발명의 두번째 측면은 제1측면에 따른 광학 조립체를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것이다.

본 발명의 두번째 측면의 일 실시예에 있어서, 상기 카메라 모듈의 커버 유리 (cover glass of the camera module)는 상기 투명 광학 요소를 포함하는 것이다. 유리하게는, 상기 투명 광학 요소는 상기 제1측면이 카메라 모듈에서 외부 창을 형성하도록 커버 유리로 사용될 수 있다. 대안적으로, 상기 투명 광학 요소의 제1측면은 교체 가능한 보호창과 같은 얇은 투명판에 의해 보호될 수 있다.

본 발명의 두번째 측면의 일 실시예에 있어서, 상기 카메라 모듈은 광학 이미지 안정화 및/또는 이미지 포커싱을 수행하기 위한 액추에이터 시스템을 제어용 프로세서로 포함하는 것이다.

본 발명의 두번째 측면의 일 실시예에 있어서, 이미지 센서는 상기 투명 광학 요소의 상기 제2측면을 통해 투과된 광선을 수신하도록 배열된다. 렌즈 또는 렌즈 조립체와 같은 추가 광학 부품이 상기 이미지 센서 및 상기 제2측면 또는 상기 투명 커버 멤버 사이에 배치될 수 있음으로 이해된다 (즉, 광학 조립체의 출력).

본 발명의 세번째 측면은 다음 단계를 포함하는 제1측면에 따른 광학 조립체를 제조하는 방법이다:

적어도 제1측면 및 제2측면을 포함하는 투명 광학 요소를 제공하는 단계;

상기 제1측면을 통해 투과된 광선을 편향시키도록 배열된 광학 반사 표면을 제공하는 단계;

제1표면 및 대향하는 제2표면을 포함하는 투명하고 변형 가능한 광학 반사 표면 (102a, 102b, 102c)을 제공하는 단계 - 상기 광학 반사 표면 (102a, 102b, 102c), 상기 비유체 본체의 제1표면 (131) 및 상기 투명 광학 요소 (101)의 상기 제1측면 (111) 및 제2측면 (112)은 하나 이상의 상호 연결된 광학적으로 투명한 요소를 통해 연결되고, 및 상기 연결을 통한 굴절률은 공기의 굴절률 보다 큼 -; 및

하나 이상의 액추에이터 및 하나 이상의 액추에이터에 의해 굽히 및/또는 변위를 겪도록 배열된 액추에이터 요소를 포함하는 액추에이터 시스템을 제공하는 단계 - 상기 액추에이터 요소의 일 측면은 상기 비유체 본체의 제2표면에 접함 -.

따라서, 상기 액추에이터 시스템을 통해 상기 액추에이터의 작동에 의한 상기 비유체 본체의 상기 제2표면의 모양, 방향 및/또는 평행 변위 위치를 변경할 수 있다.

본 발명의 네번째 측면에 있어서 상기 본 발명의 두번째 측면에 따른 상기 카메라 모듈을 포함하는 다음 중 어느 하나인 전자 장치:

a. 전화, 예를 들어, 스마트폰 (smartphone)

b. 시계, 예를 들어, 스마트시계 (smartwatch)

c. 테블릿, 예를 들어, iPad^®

d. 랩탑, 및

e. 카메라.

본 발명의 다섯번째 측면에 있어서 상기 카메라 모듈을 포함하는 이미지 획득을 위한 전자 장치의 용도이다.

일반적으로, 본 발명의 다양한 양태 및 실시예는 본 발명의 범위 내에서 가능한 임의의 방식으로 결합 및 결합될 수 있다. 본 발명의 이러한 점과 다른 측면, 특징 및/또는 이점은 이후에 설명되는 실시예를 참조하여 명백해질 것이다.

본 발명은 컴팩트 카메라 모듈과 함께 사용하기 위한 광학 조립체 (optical assembly)에 관한 것이다. 광학 조립체는 투명 광학 요소 (transparent optical element), 광학 요소를 통해 빛을 편향 시키도록 배열 된 광학 반사 표면 (optical reflection surface), 투명한 탄성 비유체 본체 (transparent elastic non-fluid body) 및 하나 이상의 액추에이터 및 하나 이상의 액추에이터에 의해 굽힘 및/또는 변위를 겪도록 배열 된 액추에이터 요소를 포함하는 액추에이터 시스템을 포함한다. 비유체 본체는 액추에이터 요소와 광학 요소 사이에 끼워져 액추에이터 요소와 비유체의 모양 또는 방향이 조절 가능한 광학적 배율 (optical power) 또는 빔 편향을 제공하기 위해 액추에이터의 작동에 의해 변경될 수 있다.

본 발명의 실시예는 도면을 참조하여 예로서만 설명될 것이다.
도 1a는 투명 광학 요소 (transparent optical element)를 포함하는 광학 조립체 (optical assembly)의 예를 보여준다.
도 1b는 광학 요소로 인한 유리한 빔 제한을 나타낸다.
도 1c는 곡선 측면 (curved side)을 갖는 투명 광학 요소의 예를 나타낸다.
도 2a는 투명 광학 요소가 수신된 광을 투과 또는 반사하도록 배열된 적어도 3개의 1차 측면을 갖는 광학 조립체의 대안적인 실시예를 나타낸다.
도 2b는 광학 조립체로 구성된 전자 장치의 주요 스케치를 보여준다
도 3a 내지 3e는 상이한 액추에이터 구성 및 액추에이터 효과로 인한 액추에이터 요소의 변형, 경사 및 변위를 나타낸다.
도 4a는 광학 조립체의 또 다른 구성을 보여준다.
도 4b는 투명 광학 요소의 예를 나타낸다.
도 5는 반사율 및 투과성의 특징을 보여준다.

도 2b는 스마트 폰, 태블릿 또는 랩탑 또는 다른 장치의 일부와 같은 전자 장치 (200)의 단면도를 보여준다. 상기 장치 (200)은 개구 (aperture)(220)를 통해 광을 수신하고 수신된 광의 광선을 전파 방향으로 편향시키도록 배열된 광학 조립체 (optical assembly)(100)을 포함하고, 예를 들어, 편향된 광은 전자 장치의 긴 방향을 따라 전파되도록 하는 전파 방향일 수 있다. 상기 장치 (200)의 긴 길이는 장치의 두께보다 상당히 길 수 있으며, 상기 두께는 개구 (220)의 평면에 수직 또는 실질적으로 수직인 방향으로 연장된다.

상기 광학 조립체 (100)는 편향된 광을 수신하도록 배열된 이미지 센서 (image sensor)(201) 및 선택적으로 편향된 광의 경로에 배열된 렌즈 (202) 또는 다른 광학 요소를 더 포함할 수 있는 카메라 모듈 (camera module)(210)의 일부를 형성한다.

상기 전자 장치 (200)의 두께를 줄이는 것이 바람직할 수 있다. 이를 위해서는 상기 광학 조립체 (100) 및 상기 카메라 모듈 (210)이 상기 전자 장치 (200)의 경계 내 포함될 수 있는 두께 (T)에 상응하는 감소가 필요할 수 있다. 따라서, 빔 폴딩 (beam folding)이 없는 구성은 너무 길어 슬림한 디자인이 가능하지 않을 수 있다. 반면에 디플렉터 (deflector)를 사용하면 복잡성이 증가하고 추가 공차 (tolerances)로 인해 이미지 품질이 저하될 수 있다.

도 1a는 투명 광학 요소 (transparent optical element)(101)를 포함하는 광학 조립체 (100)의 예를 보여준다. 상기 광학 요소는 적어도 제1측면 (111), 제2측면 (112) 및 제3측면 (113)을 포함하는 고체 투명 요소일 수 있다. 예를 들어, 도 1c에 나타낸 바와 같이, 상기 제1측면 (111), 제2측면 (112) 및 제3측면 (113) 중 어느 하나는 평면 또는 곡면 (curved surface)을 형성할 수 있다. 곡면은 예를 들어, 평면 제2측면 (112) 및 제3측면 (113)으로 구성될 수 있다. 평면 측면의 일부에는 내측 또는 외측으로 곡면이 형성될 수 있다. 예를 들어, 임의의 측면의 곡면은 광선의 입사각에 따라 달라지는 광학 굴절, 즉 광학적 배율, 예를 들어 광학 초점 또는 확산 효과를 제공할 수 있다. 상기 제1측면 (111), 제2측면 (112) 및 제3측면 (113)은 모두 평면을 형성할 수 있으며, 즉, 광학 요소 (101)가 프리즘을 구성하도록 한다. 상기 광학 요소의 상기 제1측면, 제2측면 및 제3측면은 곡선 측면 (curved side) 및 평면 측면 (plane side)의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 상기 제1측면 (111) 및 제2측면 (112) 사이의 각도는 180도 미만, 예를 들어 90도이고, 및 상기 제3측면 (113)은 상기 제1측면 및 제2측면과 평행하지 않다. 나타낸 바와 같이, 상기 광학 요소 (101)는 직각 프리즘 일 수 있다. 프리즘은 일반적으로 평면 측면을 갖는 것으로 이해되지만, 본 명세서상에는 프리즘이 곡면을 포함할 수 있음으로 이해된다.

상기 광학 조립체 (101)는 상기 제1측면 (111)을 통해 투과된 광선 (121)을 편향시키도록 배열된 광학 반사 표면 (optical reflection surface)(102a, 102b, 102c)를 추가로 포함한다. 상기 반사 표면, 즉 거울은 반사 표면 (102a)으로서 상기 제3측면 (113)에 배치되거나 액추에이터 요소 (actuator-component)(181)의 표면, 즉, 상기 광학 투명 요소 (101)를 향하는 표면상의 반사 표면 (106b)으로서 또는 반대 표면상의 반사 표면 (103c)으로서 배치될 수 있다. 편의상, 상기 반사 표면 (102a, 102b, 102c) 중 하나가 사용될 수 있기 때문에, 일반화된 상기 반사 표면 (102)에 대한 참조는 상기 반사 표면 (102a, 102b, 102c) 중 어느 하나 일 수 있거나 또는 어떤 유형의 반사 표면이 참조되는지 본 문맥에서 명확하다.

상기 반사 표면 (102)은 또한 다른 프리즘 또는 다른 거울 요소와 같은 다른 요소 상에 제공될 수 있다. 상기 반사 표면 (102)는 상기 광학 요소 (101) 또는 상기 액추에이터 요소 (181)의 표면에 코팅 된 금속층을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 반사 표면 (102)은 상기 제3측면 (113)과 평행하거나 실질적으로 평행할 수 있다.

상기 액추에이터 요소 (181, 182) 자체는 평행한 표면을 갖는 슬레브 형상 (slab-shaped) 일 수 있거나, 상기 액추에이터 요소가 곡선이 될 수 있다. 상기 곡선 구성 (curved configuration)은 주요 대향 표면 중 하나 또는 둘 모두가 곡선이라는 점에서 달성될 수 있다. 따라서, 액추에이터 요소 (181)의 표면인 반사 표면 (102)은 곡선 구성이 될 수 있다.

따라서, 투명 요소 (transparent element)의 구성에서 상기 액추에이터 요소 (181, 182)는 굴절된 광학적 배율을 제공하도록 구성될 수 있거나, 또는 거울 요소 (mirror element)의 구성에서 액추에이터 요소 (181, 182)는 굴절된 광학적 배율을 제공하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 광학 요소 (101)을 향하는 면과 같은 상기 액추에이터 요소 (181, 182)는 상기 거울 기능 이외의 광학 기능으로 구성될 수 있다. 따라서, 상기 액추에이터 요소 (181, 182)는 격자 (grating), 마이크로 렌즈 (micro lenses) 또는 나노 구조의 각인 표면 (nanostructured imprinted surface)으로 구성되어 투과 또는 반사광의 적어도 일부를 다른 목적, 예를 들어, 광학 부품의 피드백 루프 제어, 광 매개 변수 감지 및 기타 목적으로 사용할 수 있도록 재구성할 수 있다. 일 예로, 상기 액추에이터 요소 (181, 182) 또는 상기 거울 표면 (102)의 상기 거울 구성은 스펙트럼 대역 통과 필터 (spectral band pass filter)를 제공하기 위해 다이크로익 미러 (dichroic mirror)로서 구성될 수 있다.

상기 액추에이터 요소 중 임의의 것 및 적어도 상기 제1측면, 제2측면 및 제3측면의 가능한 곡면은 1차원 또는 2차원으로 곡선이 될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광학 반사 표면 (102)은 광 강도의 일부가 상기 반사 표면을 통해 투과되도록 부분 반사체로 구성된다. 상기 투과된 빛의 비율은 광학 센서에 의해 측정되어 상기 액추에이터 시스템 (180)을 제어하는 데 사용될 수 있다. 부분 반사체 (parial reflector)의 적용은 상기 부분 거울을 통해 전달된 빛의 세기를 기반으로 피드백 루프를 제공하는 것이며, 상기 전달된 빛은 렌즈 초첨 또는 거울 기울기를 제어하기 위해 피드백 루프의 기준과 비교되고 측정될 수 있다.

상기 광학 조립체 (100)은 탄성 고분자 물질과 같은 투명하고 변형 가능한 비유체 본체 (130)을 추가로 포함한다. 상기 비유체 본체 (130)은 제1표면 (131) 및 이에 대향하는 제2표면을 포함한다. 상기 제1표면은 상기 제1측면 (111), 제2측면 (112) 또는 제3측면 (113) 중 하나와 접한다. 또는, 상기 비유체 본체 (130) 또는 이러한 복수의 본체 (130) 중 하나 이상이 상기 제1측면 (111), 제2측면 (112) 또는 제3측면 (113) 중 어느 것과도 접하지 않는 별도의 요소로 배열될 수 있다.

상기 변형 가능한 비유체 렌즈 본체는, 바람직하게는, 탄성 재료로 만들어진다. 상기 렌즈 본체가 유동적이지 않기 때문에 렌즈 본체를 고정하기 위해 밀폐할 필요가 없으며 누출의 위험이 없다. 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 렌즈 본체는 실리콘 (silicone), 폴리머 겔 (polymer gels), 가교 또는 부분적으로 가교된 폴리머의 폴리머 네트워크 (polymer network of cross-linked or partly cross-linked polymers), 혼화성 오일 (miscible oil) 또는 오일의 조합과 같은 다양한 재료를 포함할 수 있는 연질 폴리머 (soft polymer)로 만들어진다. 상기 비유체 렌즈 본체의 탄성 계수는 300 Pa 보다 클 수 있으므로 정상 작동시 중력으로 인한 변형을 방지할 수 있다. 상기 비유체 렌즈 본체의 굴절률은 1.3 보다 클 수 있다.

소프트 폴리머를 사용하면 폴리머가 공기와 접촉하는 렌즈를 생산할 수 있으며, 따라서 렌즈의 초점 거리를 조절할 때 훨씬 적은 힘이 필요하다. 또한, 다른 생산 단계가 다른 위치 또는 시설에 국한되어 있어도 폴리머가 제자리에 유지되므로 생산이 용이하다. 상술한 바와 같이, 또한 렌즈를 조절하는데 필요한 힘을 줄이고 환경의 온도 및 압력으로 인한 변형을 줄이기 위해 누출 채널이나 압축성 가스의 거품을 제공할 수 있다.

상기 광학 조립체 (100)은 하나 이상의 액추에이터 시스템 (185) 및 액추에이터 요소 (181, 182)를 포함하는 액추이에터 시스템 (180)을 추가로 포함한다. 상기 액추에이터 요소 (181, 182)는 유연하고 액추에이터 (185)의 작동에 의해 구부러질 수 있는 적절한 강성 (stiffness)을 갖는다. 상기 액추에이터 요소는 투명 또는 불투명, 예를 들어, 슬래브 모양 (slab-shaped), 요소로 구성될 수 있다. 상기 액추에이터 요소 (181)는 금속, 유리 또는 플라스틱 요소일 수 있거나 다른 재료로 만들어질 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 상기 액추에이터 요소 (181, 182)는 상기 액추에이터 (185)의 작동에 의해 변위되도록 배열된다. 따라서, 상기 액추에이터 요소는 굽힘을 가능하게 하는 강성을 가질 수 있지만, 또한 상기 액추에이터의 작동에 의한 병진을 가능하는 충분한 강성을 갖는다. 충분한 강성을 얻기 위해, 상기 액추에이터 요소는 보강재 링 (stiffener ring)과 같은 보강재 요소 (stiffener element)를 포함할 수 있으며 및 상기 액추에이터는 보강재 요소에 작용하도록 배치될 수 있다. 예시된 일 실시예에서, 상기 액추에이터 요소의 측면이 접하고, 즉, 상기 비유체 본체의 상기 제2표면 (132)과 접한다. 상기 비유체 본체 (130)는 탄성을 가지며 및 상기 비유체 본체는 상기 액추에이터 요소가 굽힘 및/또는 변위될 때 상기 제2표면 (132)이 상기 액추에이터 요소의 상기 측면과 접촉을 유지하도록 변형이 가능하다. 따라서, 상기 액추에이터의 작동에 의해 상기 비유체 본체의 상기 제2표면 (132)의 형상 및/또는 방향이 변경될 수 있다.

상기 비유체 본체 (130) 및 이와 관련된 상기 액추에이터 시스템 (180)은 상기 제1측면 (111), 제2측면 (112) 또는 제3측면 (113) 중 하나 이상과 함께 배열될 수 있다.

예를 들어, 상기 비유체 본체 (130) 및 상기 액추에이터 시스템 (180)이 상기 제3표면에 배치되면, 상기 액추에이터 요소 (181)는 반사 표면을 가질 수 있으며, 즉, 상기 비유체 본체 (130)의 상기 제2표면 (132)과 접촉하거나 투명 요소일 수 있는 액추에이터 요소 (181)의 반대쪽에 배열되는 부분 또는 전체 반사를 제공하는 거울 표면, 예를 들어, 유리판을 가질 수 있다. 따라서, 상기 액추에이터 (185)를 사용하여 상기 제3표면 (113)에 대한 상기 액추에이터 요소 (181)의 배향을 제어함으로써 입사 광선의 편향 각도를 제어할 수 있다.

상기 제어된 광선 편향 (controlled ray deflection)은 광학 이미지 안정화를 제공하기 위해, 즉, 광학 이미징 동안 전자 디바이스 (200)의 흔들림을 보상하기 위해 사용될 수 있다.

상기 반사 법칙을 사용하여 얻을 수 있는 바와 같이, 상기 거울 표면 (102)의 이러한 배열은 결과적인 광선 편향 변화의 비율과 상기 액추에이터 요소(181)의 변화 또는 각도의 2배 증폭 계수를 생성한다.

대안적으로 또는 추가적으로, 비유체 본체 (130) 및 액추에이터 시스템 (180)은 상기 제1표면 또는 상기 제2표면에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 액추에이터 요소 (181)는 상기 투명 액추에이터 요소 (182)이다. 상기 액추에이터 요소는 상기 액추에이터 (185)의 작동에 의해 구형 또는 비구면 표면, 바람직하게는 광학축 (optical axis)을 중심으로 회전 대칭을 이루도록 변형되도록 배열될 수 있다 (편의상 상기 액추에이터는 상기 제1측면 (111)과 함께 나타내지 않음). 상기 광학축 (나타내지 않음)은 광이 광학 조립체를 통해 전파되는 경로를 정의하는 선이다. 이러한 방식으로 상기 투명 액추에이터 요소 (182)의 외부 표면에서 광선의 굴절은 상기 비유체 본체 (130)와 상기 액추에이터 요소 (182)에 의해 형성된 렌즈의 초점 거리를 조절하는 데 사용할 수 있는 조절 가능한 배율을 제공한다. 상기 조절 가능한 광학적 배율은 가변 초점 길이를 제공하고 카메라 모듈 (210)의 자동 초점을 위해 사용될 수 있다.

상기 비유체 본체 (130)는 상기 광학 요소 (101) 및/또는 액추에이터 요소 (181, 182)의 굴절률과 동일하거나, 실질적으로 동일하거나, 가까운 굴절률을 가질 수 있다. 연결하도록 배열된 기타 상기 요소, 예를 들어, 상기 투명 광학 요소 (130) 또는 본 발명에 있어서 다른 광학 요소는 또한 비유체 본체 (130) 또는 기타 구성 요소의 굴절률과 동일하거나 실질적으로 동일하거나 가까운 굴절률을 가지며 공기의 굴절률보다 높은 굴절률을 가질 수 있다. 이러한 방식으로, 상호 연결된 상기 광학 요소를 통해 전송된 빛은 반사손실과 발산 (divergence)이 적을 수 있다.

상기 하나 이상의 액추에이터는 광학적 배율 또는 편향의 원하는 변화를 생성하기 위해 전자 회로 및/또는 디지털 프로세서에 의해 제어될 수 있다. 상기 제어는 원하는 광학적 변화 또는 광학적 결과와 관련된 입력 신호를 기반으로 하는 피드포워드 (feedforward) 제어일 수 있으며, 또는 상기 제어는 원하는 광학적 변화 또는 결과와 관련된 입력 신호가 실제 변화 또는 결과이 측정된 신호와 비교되는 피드백 제어일 수 있다. 상기 프로세서는 상기 광학 조립체 (100) 또는 상기 카메라 모듈 (210)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 프로세서는 광학 이미지 안정화 및/또는 상기 액추에이터 요소 (181, 182)의 동작을 측정하도록 배열된 2D 또는 3D 동작 센서의 입력을 기반으로 하는 자동 초점 모드 및/또는 광학 조립체 (100)에 포함된 초점 검출기 (focus detector)에 의해 초점 레벨을 측정하는 것으로 상기 액추에이터를 제어하도록 프로그래밍 될 수 있다. 상기 초점 검출기는 위상 감지 (phase detection) 또는 대비 감지 (contrast detection) 자동 초점 센서와 같이 능동 또는 수동일 수 있다. 상기 액추에이터 (185)는 상기 액추에이터 요소를 한 축에 대해 기울임으로써 한 차원에서 광학 이미지 안정화를 제공하거나, 또는 상기 액추에이터 요소를 최대 2개의 축에 대해 기울임으로써 두 차원에서 광학 이미지 안정화를 제공하도록 배열될 수 있다.

추가적으로, 상기 하나 이상의 액추에이터는 예를 들어, 상기 광학 조립체가 이미지 투사 장치에 사용하도록 구성된 경우 및 안정되고 초점이 맞춰진 이미지 투사를 얻기 위해 상기 액추에이터 요소 (181)의 거울의 초점/광학적 배율 및/또는 기울기가 제어되는 경우 응용 프로그램에서 (in an application) 제어된 빔 조향 (beam steering)을 제공하도록 제어될 수 있다.

도 1b는 상기 광학 요소 (101)를 사용함으로써 얻어지는 유리한 효과를 나타낸다. 예를 들어, 공기와 같이 주변의 굴절률보다 높은 상기 광학 요소 (101)의 굴절률, 0도와 다른 입사각으로 상기 제1표면 (111)에 충돌되는 즉, 광선이 상기 제1표면 (111)과 90도로부터 다른 각도를 이루도록 하는 상기 광선의 입사각 (122)은 상기 광학 요소내에서 전파될 때 감소된다. 따라서, 상기 굴절로 인해 광선의 확산이 감소한다. 이는 상기 광선(121, 122)이 공기 중에 전파되는 상황에 비해 상기 제3측면 (113)의 필요 면적과 상기 제2측면 (112)의 면적이 감소하는 효과를 갖는다. 그 결과, 상기 액추에이터 시스템 (180)의 높이, 즉 상기 액추에이터 요소 (181, 182)의 세로 치수에 따른 높이, 예를 들면, 4.9 mm 또는 4.5 mm 미만과 같이 7.5 mm 미만의 높이로 줄일 수 있다. 따라서, 빔 폴딩을 생성하기 위해 프리즘과 같은 광학 요소를 사용하는 것은 빛이 공기 중에 전파되는 거울을 사용하는 것에 비해 유리하다.

따라서, 상기 반사 표면과 상기 광학 요소는 복잡도를 증가시키고 및 가능한 화질을 저하시킬 수 있지만, 상기 액추에이터 시스템 (180)과 상기 반사 표면 및 상기 광학 요소의 조합은 초점 및/또는 편향 조절 기능과 같은 기능을 추가한다. 상기 액추에이터 시스템 및 상기 비유체 본체는 초점 및/또는 빔 편향 특성을 달성하기 위해 상기 측면 111 내지 113의 존재를 활용하는 상기 광학 요소와 함께 다양한 방식으로 활용될 수 있다.

또한, 상기 광학 요소와 결합하여 비유체 본체 (130) 및 상기 액추에이터 요소 (181, 182)의 측면 크기를 최소화할 수 있도록 빔 확장이 감소된다.

도 2a는 광학적 조립체 (100)의 대안적인 실시예를 보여주며 상기 투명 광학 요소 (101)는 적어도 상기 제1측면 및 제2측면을 포함하고 상기 제1측면 및 상기 제2측면은 평행하거나 실질적으로 평행할 수 있다. 상기 제1측면 (111)은 광을 수신하도록 배열된 입력 개구가 구성될 수 있으며 상기 제2측면 (112)은 거울 또는 반사 표면 (102)을 향해 광을 방출하도록 배열된 출력 개구가 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 광학 요소 (101)는 투명한 유리 또는 플라스틱 재료의 판 또는 블록 형태일 수 있다. 유리하게는, 도 2a의 상기 광학 요소 (101)는 도 1b에 나타낸 바와 같이, 광선의 확산을 감소시키는 것과 관련하여 동일한 유리한 효과를 제공한다.

상기 반사 표면 (102)은 상기 광학 요소 (101)로부터 분리되어 배열된 거울에 의해 구성될 수 있거나, 바람직하게는, 상기 반사 표면은 광학 요소 (101)의 상기 제2측면 (112)과 접촉하는 면을 갖는 프리즘 또는 다른 광학 고체 요소 (201)의 표면상에 배열된다. 상기 광학 고체 요소 (optical solid element)(201)는 투명하다.

따라서, 광학 고체 요소 (201)는 상기 반사 표면 (102)을 상기 비유체 본체 (130) 및 상기 투명 광학 요소 (101)와 연결하도록 배열 된 상호 연결되는 광학 투명 요소의 일 예이며 상기 투명 광학 요소 (101)의 상기 제2측면 (112)에서 상기 비유체 본체 (130)의 상기 제1표면 (131)으로 투과된 빛이 연결 전반에 걸쳐 굴절률이 더 큰 굴절률을 경험하도록 상기 광학 요소 간의 계면에서 크게 변하지 않는 굴절률이 바람직하다.

액추에이터 시스템들 (180) 및 관련된 비유체 본체들 (130)은 상기 광학 고체 요소 (201)의 각진 표면 또는 상기 제1측면 (111) 및 상기 제2측면 (112)과 수직인 상기 광학 고체 요소 (201)의 표면과 함께 상기 제1측면 (111) 및 제2측면 (112) 중 어느 하나 이상과 함께 배열될 수 있다.

대안적으로 또는 추가적으로, 상기 액추에이터 시스템 (180) 및 상기 관련된 비유체 본체 (130)는 상기 광학 요소 (101) 또는 상기 광학 고체 요소 (201) 중 임의의 것과 분리되어 배열될 수 있다.

상기 광학 고체 요소 (201)는 두번째 투명 광학 요소로 지칭될 수 있으며, 상기 투명 광학 요소를 첫번째 투명 광학 요소로 간주한다.

예를 들어, 상기 투명 광학 요소 (101) 및 상기 광학 고체 요소 (201)는 예를 들어, 적절한 투명 접합체를 사용하여 각각의 요소의 측면이 접촉하도록 배열되는 경우, 광선 (121)을 수신 및 출력하기 위한 반사 표면 및 입/출력 측면을 갖는 상기 투명 광학 요소를 얻는데 유리할 수 있다.

따라서, 상기 투명 광학 요소 (101)는 상기 단일 광학 요소의 형태일 수 있거나 둘 이상의 상기 투명 광학 요소를 포함하는 것일 수 있다.

도 4a는 상기 광학 조립체 (100)의 다른 구성을 보여주며 상기 투명 광학 요소 (101)은 대향 (opposing), 평행 (parallel) 또는 비평행 (non-parallel), 제1측면 및 제2측면을 갖는 요소이고, 상기 광학 조립체 (100)는 상기 광학 고체 요소 (201)를 포함한다. 일 예로서, 상기 광학 고체 요소 (201)는 수직 측면 중 하나를 통해 수신된 광선 (121)을 다른 수직 측면을 향해 편향시키도록 배열된 반사 표면을 갖는 프리즘이다. 상기 투명 변형 비유체 본체 (130)는 광을 수광하도록 배치된 상기 광학 고체 요소 (201)의 측면과 상기 투명 광학 요소의 상기 제2측면 (112) 사이에 끼워진다. 상기 액추에이터 시스템 (180)과 관련된 상기 변형 가능한 비유체 본체 (130)(나타내지 않음)은 빔 편향 조절 기능을 제공하기 위해 상기 광학 고체 요소 (201)의 배향에 대안적으로 상기 투명 광학 요소 (101)에 영향을 미치도록 배열될 수 있다. 따라서, 일 예로서, 상기 광학 고체 요소 (201)은, 대안적으로 상기 투명 광학 요소 (101)가 상기 액추에이터 요소를 구성한다.

또는, 상기 광학 고체 요소 (201)와 상기 투명 광학 요소 (101) 사이에 개재된 상기 투명 변형 가능한 비유체 본체 (130)는 즉, 관련 액추에이터 없이 수동 비유체 본체 (130)로 적용될 수 있다.

상기 광학 고체 요소 (201)와 상기 투명 광학 요소 (101) 사이에 개재된 상기 투명 변형 가능한 비유체 본체 (130)는 상기 액추에이터 요소 (181, 182)와 함께 사용되는 것과 동일한 비유체 물질일 수 있으며 또는 다른 투명한 접착제 일 수 있다. 상기 광학 고체 요소 (201)와 상기 투명 광학 요소 (101) 사이에 끼워진 상기 비유체 본체 (130)는 상기 광학 고체 요소 (201)과 상기 투명 광학 요소 (101) 사이에 굴절률 매칭을 제공하는데 사용될 수 있으며, 상기 요소 201의 공차 및 위치 공차와 같은 상기 투명 광학 요소 (101)을 허용하고 요소 사이의 에어갭 (air gab)과 비교하여 굴절률 광학 경로를 제공하는 데 사용될 수 있다.

상기 광학 고체 요소 (201)에 의해 투과된 반사광을 수신하도록 배치된 상기 비유체 본체 (130)는 상기 광학 고체 요소 (201)의 측면에 접하도록 배열될 수 있고 상호 연결된 상기 광학 투명 요소를 통해 광학 고체 요소 (201)에 연결될 수 있다.

도 4b는 슬래브 형상 요소 (402)와 결합된 프리즘 (401) 형상을 갖는 상기 광학 요소 (101)의 예를 나타낸다. 상기 프리즘 (401) 및 상기 슬래브 형상 요소 (402)는 함께 접착될 수 있거나 또는 상기 요소는, 예를 들어, 성형 플라스틱 요소와 같은 모놀리식 광학 요소로서 형성될 수 있다. 상기 제1측면 (111)은, 예를 들어, 전자 장치 (200)의 카메라 입구 창인 상기 카메라의 출입 창을 형성할 수 있다. 상기 제2측면 (112)은 본 명세서의 다른 예에서 설명된 기능을 가질 수 있다. 상기 제3측면 (113)은 본 명세서의 일 예에 따라 구성된 상기 광학 반사 표면 (102) (도 4b에 나타내지 않음)을 통해 빔 편향을 제공하기 위해 사용된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 비유체 본체의 상기 제1표면 및 상기 투명 광학 요소의 상기 제1측면 및 제2측면은 하나 이상의 상호 연결된 상기 광학 투명 요소를 통해 연결되고, 상기 연결부를 통한 굴절률은 공기의 굴절률 보다 크다. 본 실시예는 상기 비유체 본체 (130) 및 광학 고체 입자 (201)와 접촉하도록 배열된 광학 요소 (101)를 갖는 도 2a의 실시예에 의해 뒷받침됨을 알 수 있다. 본 실시예는 상기 광학 고체 입자 (201)와 접촉하도록 배열된 비유체 본체 (130)를 갖는 도 4a 및 도 4b의 실시예에 의해 추가로 뒷받침된다. 본 실시예는 도 1a의 일 실시예에 의해 비슷하게 뒷받침된다.

도 3a는 상기 액추에이터 요소 (181, 182)의 평면도를 보여주며 상기 액추에이터 (185)는 상기 액추에이터 요소 (181, 182), 특히 상기 투명 요소 (181)의 굽힘을 발생시키도록 배열된 링형 압전 요소 (ring shaped piezo element)와 같은 링형 액추에이터를 포함한다.

도 3b는 상기 액추에이터 요소 (181, 182)의 평면도를 나타내며 상기 액추에이터 시스템 (180)은 2개 이상의 개별적으로 제거 가능한 액추에이터 (185)를 포함한다. 이러한 개별적으로 제어 가능한 액추에이터는 자기 모터 (magnetic motors), 선형 모터 (linear motors), 스테퍼 모터 (stepper motors), 얇은 피에조 필름 액추에이터 (thin piezo film actuators), 용량성 액추에이터(capacitive actuators) 또는 벌크 피에조 액추에이터 (bulk piezo actuator)의 조합을 포함하여 구성될 수 있다. 분명히, 상이한 액추에이터 시스템들 (180)은 상이한 유형의 상기 링형 액추에이터 (185) 또는 개별적으로 제어 가능한 액추에이터들 (185)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 하나의 액추에이터 시스템 (180)은 액추에이터 요소 (181, 182)의 굽힘을 발생하도록 배치되어 링 형상의 피에조 요소로 포함될 수 있으며, 반면에 다른 액추에이터 시스템 (180)은 액추에이터 요소 (181, 182)의 변위를 생성하도록 배열되어 광학축과 평행하거나 실질적으로 평행한 방향으로 변위를 생성하도록 배열된 개별적으로 제어 가능한 액추에이터를 포함할 수 있다.

도 3c는 상기 액추에이터 요소 (182, 182)의 굽힘의 예를 나타낸다. 굽힘은 예를 들어 상기 액추에이터 요소 (181, 182)의 원주를 따라 동일한 방향으로 힘을 제공하거나 대안적으로 토크를 제공하여 개별적으로 제어 가능한 액추에이터가 배치된 상기 액추에이터 (185) 중 하나에 의해 얻어질 수 있다.

도 3d는 상기 액추에이터 요소 (181, 182)의 방향 및/또는 위치를 변경하는 예를 나타낸다. 이는 개별적으로 제어 가능한 액추에이터를 제어하여 액추에이터 구성 요소 (181, 182)의 원주를 따라 동일한 방향으로 다른 힘 또는 변위를 제공함으로써 달성되거나, 액추에이터 구성 요소 (181, 182)의 원주를 따라 반대 방향과 같은 상이한 힘 또는 변위를 제공하도록 제어 가능한 액추에이터를 제어함으로써 달성될 수 있다.

도 3e에 나타낸 바와 같이, 주로 나타내진 상기 개별적으로 제어 가능한 액추에이터 (185)는 상기 렌즈 조립체 (100)의 전체 크기를 감소시키기 위해 상기 액추에이터 요소 (181, 182)와 상기 광학 요소 (101)의 측면 (111 내지 113) 중 하나 사이에 위치될 수 있다.

예를 들어, 상기 개별적으로 제어 가능한 액추에이터는 음성 코일 (voice coil), 즉, 자석과 서로에 대해 선형적으로 변위 가능한 코일을 포함하는 선형 전자석 모터로 구성될 수 있다. 상기 선형 변위는 코일에 공급되는 전류를 제어하여 제어할 수 있다. 상기 액추에이터의 변위 가능한 끝부분은 상기 액추에이터 요소 (181, 182)와 결합하도록 배열될 수 있으며, 반면, 상기 액추에이터의 고정된 부분은 상기 광학 조립체 (100)의 고정된 지지 프레임 또는 광학 요소 (101)와 같은 다른 고정 부분일 수 있다.

다른 일 예에 따르면, 상기 개별적으로 제어 가능한 액추에이터는 빔의 자유 단부 (free end of the beam)가 선형 또는 실질적으로 선형 변위를 제공하는 캔틸레버식 (cantileverd) 빔 액추에이터로 구성될 수 있다. 상기 빔은 바이모프 압전 캔틸레버 빔 (bimorph piezoelectric cantilevered beam)으로 구성될 수 있으며 따라서 상기 압전 요소에 공급되는 전류를 제어하여 변위를 제어할 수 있다. 상기 자유 단부의 대향되는 빔의 끝단은 광학 조립체 (100) 또는 다른 고정 부분의 지지 프레임에 고정될 수 있다. 상기 빔은 상기 자유 단부가 상기 액추에이터 요소 (181, 182)를 연결하는 지점에 접선 방향으로 연결되도록 배열될 수 있다.

3개 이상의 개별적으로 제어 가능한 액추에이터 (185)는 원하는 광학적 효과를 달성하기 위해 상기 액추에이터 요소 (181, 182)의 형상 및/또는 방향을 변경하도록 동시에 제어될 수 있다. 예를 들어, 모든 액추에이터는 동일한 방향으로 힘을 가하여 상기 액추에이터 요소 (181, 182)의 원주 부분을 광학축을 따라 전방 또는 후방으로 이동시키도록 처리될 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 액추에이터 요소 (181, 182)에 의해 제공되는 광학적 배율이 조절될 수 있다. 상기 액추에이터 시스템 (180)의 다른 기능에 따라, 상기 액추에이터 (185)는 상기 액추에이터 요소의 원주를 따라 변하는 상기 액추에이터 요소에 다른 힘 (다른 방향 및/또는 진폭 포함)을 적용하도록 처리될 수 있다. 이 작동은 상기 액추에이터 요소의 광학적 배율을 크게 변경하지 않고 상기 액추에이터 요소의 기울기를 생성할 수 있다. 더욱이, 이 작동은 상기 액추에이터 요소의 기울기와 상기 액추에이터 요소의 광학 출력의 변화, 즉 도 3c 및 도 3d에 나타낸 바와 같이 굽힘 및 방향/위치의 변화의 조합을 모두 생성할 수 있다.

링형 압전 요소와 같은 상기 링형 액추에이터 형태의 상기 액추에이터 (185)는 상기 압전 링의 구멍이 상기 광선 (121)의 투과를 허용하도록 상기 광학축 (131)을 중심으로 배치된다. 상기 압전 링에 전류를 공급하거나 또는 다른 링형 액추에이터의 전기적 여기 (excitation)에 의해 상기 링은 접선 방향으로 수축하거나 확장하며, 본질적으로 상기 광학축 (301)에 대해 대칭적으로 회전한다. 상기 생성된 힘은 상기 액추에이터 요소 (181, 182)로 전달되어 상기 액추에이터 요소를 안쪽 또는 바깥쪽으로 굽히게 하여 상기 액추에이터 요소 및 상기 비유체 탄성 요소 (130)를 포함하는 렌즈의 광학적 배율을 생성하거나 조절한다.

도 3e는 상기 비유체 본체의 상기 제1표면 (131) 및 제2표면 사이의 거리 d, 즉, 제1측면 (111), 제2측면 (112) 또는 제3측면 (113) 중 임의의 면과 상기 비유체 본체 (130)을 향하는 액추에이터 요소 (181, 182)의 표면사이의 거리를 나타낸다. 상기 거리 (d)는 상기 액추에이터 (185) 및 그 제어에 의해 제어될 수 있는 예를 들어, 100 내지 1000 nm 간격 또는 0.1 um 내지 500 um (마이크로미터) 간격 예를 들어, 1 um 내지 500 um 간격 또는 10 um 내지 500 um 간격이다.

일 예로, 상기 액추에이터 요소 (181, 182)는 평면이고 상기 제1측면 (111), 제2측면 (112) 또는 제3측면 (113)도 평면인 경우, 상기 제1표면 (131) 및 제2표면 (132)사이의 공동은 Fabry Perot 간섭계를 구성한다.

따라서, 상기 Fabry Perot 간섭계의 반사 경계 사이의 간격 d는 하나 이상의 액추에이터 (185)에 의해 조절될 수 있다.

첫번째 예에서, 상기 액추에이터 요소 (181, 182)는 투명하다. 상기 투명 광학 요소 (101)의 제1표면 (131) 및 제1측면 (111), 제2측면 (112) 또는 제3측면 (113) 사이의 경계는 반사율 R1을 갖고, 상기 제2표면 (132) 및 상기 액추에이터 요소 사이의 경계는 상기 액추에이터 요소의 n1, 상기 비유체 본체의 n2 및 투명 광학 요소 (101)의 n3, 즉 n1 ≠n2 및 n3 ≠n2인 굴절률의 차이에 따라 주어진 반사율 R2를 갖는다. 이 예에서, Fabry Perot 간섭계는 전송 Fabry Perot 간섭계이다.

두번째 예에서, 상기 액추에이터 요소 (181)는 상기 Fabry Perot 간섭계의 반사 경계 중 하나를 구성하는 상기 반사 표면 (102b, 102c)을 포함한다. 상기 Fabry Perot 간섭계의 상기 다른 반사 경계는 상기 제1표면 (131) 및 상기 제3측면 (131) 사이의 경계로 구성된다. 이 예에서, 상기 Fabry Perot 간섭계는 반사 Fabry Perot 간섭계이다.

도 5는 상기 Fabry Perot 간섭계에 의해 투과되거나 반사된 빛의 스펙트럼 내용이 간섭계의 광학 필터 특성에 따라 필터링 될 수 있는 조절 가능한 필터 효과를 얻기 위해 상기 Fabry Perot 간섭계를 사용하는 방법을 보여준다.

일 예로, 상기 Fabry Perot 간섭계는 투명 액추에이터 요소 (181, 182)를 포함하고, 상기 스펙트럼 투과는 폭 δλ를 갖는 곡선 (501)에 의해 제공된다. 상기 곡선 (501) 밖의 파장 λ에 대한 투과광의 강도는 감쇄되는 반면 (즉, 투과 계수 T는 낮음) 상기 곡선 (501) 내의 파장에 대한 투과광의 강도는 더 높은 투과 계수를 경험한다. 상기 폭 δλ는 반사율 R1 및 R2의 곱에 따라 달라지므로 제품 R1xR2의 낮은 값은 높은 폭 δλ를 제공하고 제품 R1xR2의 높은 값은 좁은 폭 δλ를 제공한다.

상기 곡선 (501)의 피크의 스펙트럼 위치는 상기 거리 d에 따라 달라진다. 따라서, 상기 거리 d를 조절함으로써, 상기 곡선 (501)의 스펙트럼 위치 및 이에 따라 투과 또는 반사 파장의 선택이 조절될 수 있다.

일 예에서, 상기 제1표면 (131) 및 제2표면 (132)의 경계에서의 반사율은 대략 각각 46%이다. 이러한 반사도에서 폭 δλ는 약 100 nm이다. 상기 제1표면 (131) 및 제2표면 (132) 사이의 상기 거리 d는 258 nm 이하에서 387 nm 이상으로 조절될 수 있다. 258 nm 거리에서 상기 곡선 (501)의 피크는 약 400 nm에 위치한다. 287nm 거리에서 상기 곡선 (501)의 피크는 약 600nm에 위치한다. 따라서, 상기 100nm 대역 내에서 파장의 투과는 400nm에서 600nm 사이의 간격으로 이동할 수 있다. 상기 46%의 반사율 또는 기타 상대적으로 높은 반사율은 상기 제1측면 (111), 제2측면 (112) 및 제3측면 (113) 중 어느 하나 및/또는 상기 비유체 본체 (130)에 접하는 상기 액추에이터 요소 (181, 182)의 표면, 대안적으로 상기 판형 액추에이터 요소 (181, 182)의 대향 표면에 금속 또는 유전체 물질을 증착하여 달성할 수 있다.

상기 언급한 바와 같이, 상기 굴절률의 차이를 통해 상기 Fabry Perot 간섭계의 반사율을 달성할 수도 있지만, 반사율은 46%보다 훨씬 낮다.

일 예에서 상기 액추에이터 요소 (181)는 거울 표면, 즉, 상기 반사 표면 (102b, 102c)를 갖는 경우, 상기 스펙트럼 반사 특성은 곡선 (502)에 의해 주어진다. 편의상, 상기 곡선 502는 400 nm 위치에서만 표시되지만 600 nm 위치로 이동될 수 있다. 따라서, 상기 Fabry Perot 간섭계의 반사 모드에서, 상기 곡선 (502) 외부의 파장 λ에 대한 반사광의 강도는 크게 감쇄되지 않는 (즉, 상기 반사 계수 R이 높음) 반면 상기 곡선 (502) 내의 파장에 대한 투과된 광의 강도는 감쇄 효과를 경험하며, 즉, 반사 계수 R은 낮다.

본 발명은 특정 일 실시예와 관련하여 설명되었지만, 상기 제시된 실시예에 어떤식으로든 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 청구범위는 첨부된 청구범위에 비추어 해석되어야 한다. 상기 청구 범위의 맥락에서, 용어 "포함하는"또는 "포함하다"는 다른 가능한 요소 또는 단계를 배제하지 않는다. 또한, "a" 또는 "an"등과 같은 참조의 언급은 복수를 배제하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 상기 도면에 표시된 요소와 관련하여 청구항에서 참조 부호를 사용하는 것도 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 더욱이, 상이한 청구항들에서 언급된 개별적인 특징들은 아마도 유리하게 결합 될 수 있고, 상이한 청구항들에서 이들 특징들의 언급은 특징들의 조합이 가능하지 않고 유리하다는 것을 배제하지 않는다.

Claims (25)

1. 다음을 포함하는 광학 조립체 (optical assembly)(100):
   적어도 제1측면 (111) 및 제2측면 (112)을 가지는 투명 광학 요소 (transparent optical element)(101);
   상기 제1측면을 통해 투과된 광선 (121)을 편향시키도록 배열된 광학 반사 표면 (optical reflection surface)(102a, 102b, 102c);
   제1표면 (surface)(131) 및 대향하는 제2표면 (132)을 포함하는 투명하고, 변형 가능한, 비유체 본체 (non-fluid body)(130) - 상기 광학 반사 표면 (102a, 102b, 102c), 상기 비유체 본체의 제1표면 (131) 및 상기 투명 광학 요소 (101)의 상기 제1측면 (111) 및 제2측면 (112)은 하나 이상의 상호 연결된 광학적으로 투명한 요소를 통해 연결되고, 상기 연결을 통한 굴절률은 공기의 굴절률 보다 큼 -;
   하나 이상의 액추에이터 (185) 및 하나 이상의 액추에이터에 의해 굽힘 및/또는 변위를 겪도록 배열된 액추에이터 요소 (actuator-component)(181, 182)를 포함하는 액추에이터 시스템 (actuator system)(180) - 상기 액추에이터 요소의 일 측면은 상기 비유체 본체의 상기 제2표면 (132)과 접함 -.
2. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 상호 연결된 광학적으로 투명한 요소는 동일하거나 실질적으로 동일한 굴절률을 가지는 것인, 광학 조립체 (100).
3. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 상호 연결된 광학적으로 투명한 요소는 상기 비유체 본체 (130) 및 상기 투명 광학 요소 (101)을 포함하고, 상기 비유체 본체 (130)는 상기 투명 광학 요소 (101) 및/또는 상기 액추에이터 요소 (181, 182)와 동일하거나 실질적으로 동일한 굴절률을 가지는 것인, 광학 조립체 (100).
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 투명 광학 요소 (101)는 적어도 제1측면 (111), 제2측면 (112) 및 제3측면 (113)을 포함하고, 상기 제1측면 및 제2측면 사이의 각도는 180도 미만이고, 상기 제3측면은 상기 제1측면 및 제2측면과 평행하지 않으며,
   상기 광학 반사 표면 (102a, 102b, 102c)은 상기 제1측면을 통해 투과된 상기 광선 (121)을 상기 제2측면 (112)쪽으로 편향시키도록 배열되고, 및
   상기 제1표면 (131) 및 대향하는 상기 제2표면 (132)을 포함하는 투명하고 변형 가능한 비유체 본체 (130)는 비유체 본체의 상기 제1표면이 상기 제1측면, 상기 제2측면 및 상기 제3측면 중 하나에 접하도록 배열되는 것인, 광학 조립체 (100).
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액추에이터 요소 (181)는 투명 커버 멤버 (transparent cover member)(182)인 것인, 광학 조립체 (100).
6. 제5항에 있어서, 상기 비유체 본체의 제1표면 (131)은 상기 투명 광학 요소의 상기 제1측면 (111) 또는 상기 제2측면 (112)에 접하고, 및 상기 하나 이상의 액추에이터는 상기 비유체 본체 및 상기 투명 커버 멤버가 조절 가능한 광학적 배율 (Optical power)을 가지는 렌즈를 형성하도록 상기 투명 커버 멤버의 굽힘을 가능하게 하도록 배열되는 것인, 광학 조립체 (100).
7. 제5항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비유체 본체의 제1표면 (131)은 상기 투명 광학 요소의 상기 제1측면 (111) 또는 상기 제2측면 (112)에 접하고, 및 상기 하나 이상의 액추에이터는 원주를 따라 상이한 변위 진폭 및/또는 방향을 가지는 상기 투명 커버 멤버의 변위를 가능하게 하도록 배열되어 상기 투명 커버 멤버 (182)에서의 굴절이 조절 가능한 각도로 광선의 편향을 가능하게 하는 것인, 광학 조립체 (100).
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액추에이터 요소 (181)는 상기 광학 반사 표면 (102a, 102b)을 포함하고, 상기 비유체 본체의 제1표면 (131)은 상기 투명 광학 요소의 상기 제3측면 (113)에 접하고, 및 상기 하나 이상의 액추에이터는 원주를 따라 상기 액추에이터 요소의 변위가 가능하도록 배열되는 것인, 광학 조립체 (100).
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 둘 이상의 비유체 본체 (130) - 각각의 상기 비유체 본체의 상기 제1측면 (131)은 상기 제1측면 (111), 상기 제2측면 (112) 및 상기 제3측면 (113)과 각각 접함 -; 및
   상기 각각의 비유체 본체로 배열된 2개 이상의 엑추에이터 시스템 (180)을 포함하는 것인, 광학 조립체.
10. 제9항에 있어서, 상기 비유체 본체 중 하나는 상기 제1측면 (111) 또는 상기 제2측면 (112)과 상기 액추에이터 시스템 중 하나에 의해 구성되는 투명 커버 멤버 (182) 사이에 끼워지고, 및
    상기 또 다른 비유체 본체는 상기 제3측면 (113) 및 상기 다른 액추에이터 시스템에 의해 구성되는 액추에이터 요소 (181) 사이에 끼워지는 것인, 광학 조립체 (100).
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액추에이터 시스템은 하나 이상의 액추에이터를 포함하고, 상기 각 액추에이터는 자기 모터 (magnefic motor), 선형 모터 (linear motor), 스테퍼 모터 (stepper motor), 얇은 피에조 필름 액추에이터 (thin piezo film actuator), 용량성 액추에이터 (capacitive actuator) 또는 벌크 피에조 액추에이터 (bulk piezo actuator) 또는 상기 하나 이상의 액추에이터 시스템의 액추에이터는 상기 액추에이터 유형의 조합 일 수 있는 것인, 광학 조립체 (100).
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액추에이터 시스템은 고리형 액추에이터 (ring shaped actuator)를 포함하고, 상기 액추에이터 요소는 고리형 액추에이터의 작동에 의해 구부러지도록 배열되고, 상기 고리형 액추에이터는 고리형 액추에이터의 내부 부분을 통해 광선의 투과를 허용하는 것인, 광학 조립체 (100).
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명 광학 요소의 상기 제3측면 (113)은 상기 광학 반사 표면 (102a)을 포함하는 것인, 광학 조립체 (100).
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 조립체 (100)의 두께 (T)는 7.5mm 미만, 예를 들어 4.9mm 미만, 예를 들어 4.5mm 미만, 예를 들어 4.0mm 미만, 예를 들어 3.5mm 미만, 예를 들어 3.0mm 미만, 예를 들어 2.8mm 미만인 것인, 광학 조립체 (100).
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명 광학 요소 (101)는 모놀리식 (monolithic)인 것인, 광학 조립체 (100).
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명 광학 요소 (101)는 프리즘 (prism)인 것인, 광학 조립체 (100).
17. 제4항 내지 16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제3측면 (113)은 광학 반사 표면 (102a, 102b, 102c)과 평행하거나 실질적으로 평행한 것인, 광학 조립체 (100).
18. 제4항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 반사 표면 (102a, 102b, 102c)은 부분 반사 (partial reflection)를 제공하는 것인, 광학 조립체 (100).
19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 광학 조립체 (100)를 포함하는, 카메라 모듈 (210).
20. 제19항에 있어서, 상기 카메라 모듈의 커버 유리 (cover glass of the camera module)는 상기 투명 광학 요소 (101)를 포함하는 것인, 카메라 모듈 (210).
21. 제19항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카메라 모듈은 광학 이미지 안정화 및/또는 이미지 포커싱을 수행하기 위한 액추에이터 시스템 (180)을 제어용 프로세서로 포함하는 것인, 카메라 모듈 (210).
22. 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 이미지 센서 (image sensor) (201)을 포함하며, 상기 이미지 센서는 상기 투명 광학 요소 (101)의 상기 제2측면 (112)을 통해 투과된 광선 (121)을 수신하도록 배열되는 것인, 카메라 모듈 (210).
23. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 다음 단계를 포함하는 광학 조립체를 제조하는 방법:
    적어도 제1측면 (111) 및 제2측면 (112)을 포함하는 투명 광학 요소 (101)를 제공하는 단계;
    상기 제1측면을 통해 투과된 광선 (121)을 편향시키도록 배열된 광학 반사 표면 (102a, 102b, 102c)을 제공하는 단계;
    제1표면 (131) 및 대향하는 제2표면 (132)을 포함하는 투명하고 변형 가능한 비유체 본체 (130)를 제공하는 단계 - 상기 광학 반사 표면 (102a, 102b, 102c), 상기 비유체 본체의 제1표면 (131) 및 상기 투명 광학 요소 (101)의 상기 제1측면 (111) 및 제2측면 (112)은 하나 이상의 상호 연결된 광학적으로 투명한 요소를 통해 연결되고, 및 상기 연결을 통한 굴절률은 공기의 굴절률보다 큼 -; 및
    하나 이상의 액추에이터 (185) 및 하나 이상의 액추에이터에 의해 굽힘 및/또는 변위를 겪도록 배열된 액추에이터 요소 (181, 182)를 포함하는 액추에이터 시스템 (180)을 제공하는 단계 - 상기 액추에이터 요소의 일 측면은 상기 비유체 본체의 제2표면 (132)에 접함-.
24. 제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 카메라 모듈 (210)을 포함하는 다음 중 어느 하나인 전자 장치 (200):
    a. 전화, 예를 들어, 스마트폰 (smartphone)
    b. 시계, 예를 들어, 스마트시계 (smartwatch)
    c. 테블릿, 예를 들어, iPad^®
    d. 랩탑, 및
    e. 카메라.
25. 제19항 내지 제22항 중 어느 한 항에 따른 카메라 모듈을 포함하는 이미지 획득을 위한 전자 장치의 용도.

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