WO2018182349A1 - 액체렌즈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학기기 - Google Patents

액체렌즈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학기기 Download PDF

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WO2018182349A1
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엄준필
김의준
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엘지이노텍(주)
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    • H04N23/54—Mounting of pick-up tubes, electronic image sensors, deviation or focusing coils

Definitions

  • Embodiments relate to a liquid lens and a camera module and optical device including the same. More specifically, the embodiment relates to a liquid lens and a camera module including the same that can adjust a focal length by using electrical energy.
  • various photographing functions include an auto-focusing (AF) function and image stabilization to optical image stabilization (OIS) functions.
  • AF auto-focusing
  • OIS optical image stabilization
  • Such a photographing function may be implemented by directly moving a lens by combining several lenses, but when the number of lenses is increased, the size of an optical device may increase.
  • the auto focusing function and the image stabilization function are performed by several lens modules fixed to the lens holder and aligned with the optical axis, by moving or tilting in the vertical direction of the optical axis or the optical axis, and using a separate lens to drive the lens module.
  • a drive device is used.
  • the lens driving device has a high power consumption, and in order to protect the lens, a cover glass must be added separately from the camera module, thereby increasing the overall thickness. Accordingly, research has been conducted on liquid lenses that perform auto focusing and image stabilization functions by electrically adjusting the curvature of two liquid interfaces.
  • the embodiment provides a camera module including a lens that can adjust the position of an interface between two liquids according to electrical energy, and a liquid lens structure that can more precisely control the position and movement of the interface in an optical device. can do.
  • the embodiment may provide a structure in which at least one trench and at least one through hole in addition to the cavity are disposed on a plate included in the lens to form an electrode or increase the bonding strength.
  • the embodiment is an interface formed in the lens in the direction of east, west, south, north, northeast, southeast, southeast, northwest, southwest diagonal direction, or in a predetermined direction including a more detailed 16, 32, etc.
  • a liquid lens capable of adjusting the focus of an interface of the liquid lens may also provide an electrode or an electrode sector structure of the liquid lens.
  • a liquid lens may include a first plate including a cavity in which a conductive liquid and a nonconductive liquid are disposed, and at least one through hole or at least one trench filled with at least one of a conductive material and an adhesive material; A first electrode disposed on the first plate; A second electrode disposed under the first plate and including a plurality of electrode sectors; A second plate disposed on the first electrode; And a third plate disposed under the second electrode.
  • the adhesive material may be filled in the at least one trench, and the adhesive material or the adhesive material and the conductive material may be filled in the at least one through hole.
  • the through hole may include at least one first through hole positioned in a region corresponding to each of the plurality of electrode sectors to connect at least one of the first electrode and the second electrode.
  • the third plate may include a second through hole corresponding to the first through hole.
  • a conductive material may be coated inside at least one of the first through hole and the second through hole.
  • the liquid lens may further include a conductive pattern disposed along a side surface of at least one of the first through hole and the second through hole.
  • an insulating adhesive material may be buried inside the conductive pattern disposed at a side surface of the first through hole or the center of the second through hole.
  • At least one of the first through hole or the second through hole may include a first conductive pattern disposed on an inner side surface thereof; A second conductive pattern disposed in the center of the inner side; And an insulating adhesive material buried between the first conductive pattern and the second conductive pattern.
  • the first through hole may include a first hole pattern electrically connected to the first electrode; And a second hole pattern spaced apart from the first hole pattern to be electrically connected to the second electrode, wherein the second hole pattern may be closer to the cavity than the first hole pattern.
  • first hole pattern or the second hole pattern may expose a bar-shaped space on a plane, and the first hole pattern may be longer than the second hole pattern.
  • first hole pattern or the second hole pattern may include a plurality of holes disposed at predetermined intervals to expose a space having a circular or polygonal shape on a plane.
  • the liquid lens may further include an adhesive pattern applied between the periphery of the third plate and the plurality of electrode sectors to bond the first plate and the third plate.
  • the plurality of electrode sectors may be multiples of four.
  • the cavity may have a circular shape in plan view, and each of the plurality of electrode sectors may occupy the same angular distance of the cavity.
  • the at least one trench may be disposed closer to the cavity than the at least one through hole.
  • a camera module includes a liquid lens described above; An image sensor for converting light transmitted through the liquid lens into an electrical signal; And a control circuit which is transmitted through the first electrode and the second electrode included in the liquid lens to generate or transmit an electrical signal or a driving voltage for controlling the interface. And one substrate connected to at least one of the first through hole and the second through hole to supply a driving voltage to the first electrode and the second electrode.
  • the first substrate may further include a plurality of second wire patterns for supplying a second voltage to the plurality of electrode sectors; A first wire pattern disposed outside the plurality of wire patterns to supply a first voltage common to the plurality of electrode sectors; And a plurality of terminals connected to the first wire pattern and the second wire pattern.
  • Optical device includes a housing; A display unit disposed in the housing and capable of outputting an image; And a camera module disposed in the housing and capable of capturing an image, wherein the camera module includes at least one through hole filled with at least one of a cavity in which a conductive liquid and a nonconductive liquid are disposed, and at least one of a conductive material and an adhesive material.
  • a first plate comprising one trench; A first electrode disposed on the first plate; A second electrode disposed under the first plate and including a plurality of electrode sectors; A second plate disposed on the first electrode; And a third plate disposed under the second electrode.
  • a lens holder accommodating the liquid lens and the solid lens;
  • a sensor substrate disposed below the lens holder and disposed with an image sensor;
  • a controller disposed on the sensor substrate and controlling a voltage applied to the common electrode and the individual electrode;
  • One substrate may be connected to at least one of the first through hole and the second through hole to supply a driving voltage to the first electrode and the second electrode.
  • defects of the liquid lens may be reduced by sealingly bonding a plurality of plates included in the liquid lens including two different liquids.
  • the embodiment can connect the electrode disposed in the liquid lens from one side of the liquid lens, it is possible to simplify the module structure including the liquid lens.
  • the embodiment can support the movement of the focal point in a more detailed direction such as the 8-direction, 16-direction, etc. in the lens interface that can adjust the focal length, making it easier to implement an optical image stabilizer (OIS) It can provide a liquid lens that can be made.
  • OIS optical image stabilizer
  • the embodiment has the advantage that the interface of the lens can be more precisely controlled by changing the arrangement of the electrode and the connecting means for supplying the driving voltage provided to the lens, the liquid lens including the two liquid forming the interface to the lens There is this.
  • 1 illustrates a camera device
  • FIG. 2 illustrates a first example of a liquid lens.
  • FIG. 3 illustrates an electrode sector of a liquid lens.
  • FIG. 4 illustrates another example of a liquid lens.
  • FIG 5 illustrates a structure of a through hole included in a first plate or a third plate.
  • FIG. 6 illustrates a structure of a substrate for applying a driving voltage to a liquid lens.
  • FIG. 7 illustrates another example of a liquid lens.
  • FIG. 8 illustrates a method of assembling a liquid lens.
  • the (top) or (bottom) ( on or under when described as being formed on the “top” or “on (under)” of each element, the (top) or (bottom) ( on or under includes both two elements directly contacting each other or one or more other elements are formed indirectly between the two elements.
  • the (up” or “on (under)" when expressed as “up” or “on (under)", it may include the meaning of the downward direction as well as the upward direction based on one element.
  • 1 illustrates a camera device
  • the camera device illustrated in FIG. 1 includes a holder 18 formed by opening upper and lower portions thereof, a liquid lens module 14 accommodated inside the holder 18, and a first lens unit disposed above the liquid lens module 14. 12, a second lens unit 16 disposed below the liquid lens module 14, and a sensor substrate 64 disposed below the second lens unit 16 and mounted with an image sensor. have.
  • the liquid lens module 14 includes a liquid lens 28 including an interface formed by two liquids, a spacer 36 surrounding the liquid lens 28, and at least one for supplying a driving voltage to the liquid lens 28. It may include a substrate 42.
  • the substrate 42 may electrically connect the sensor substrate 64 and the liquid lens 28.
  • the substrate 42 may supply a plurality of distinct driving voltages, and each driving voltage may be transmitted through the plurality of terminals 48.
  • the holder 18 included in the camera device may include a plurality of openings 52. After the liquid lens module 14 is inserted into the holder 18, the position and arrangement of the liquid lens module 14 may be adjusted using the liquid lens 28 exposed through the plurality of openings 52. Through this, the liquid lens module 14 may be mechanically aligned with the first lens unit 12 and the second lens unit 16.
  • the substrate 42 for supplying a driving voltage to the liquid lens 28 may be disposed on one side of the liquid lens 28.
  • the plurality of terminals 48 included in the substrate 42 may be changed to correspond to the structure of the liquid lens 28.
  • FIG. 2 illustrates a first embodiment of a liquid lens.
  • the liquid lens 28 shown in FIG. 2 comprises two different liquids 26, 24, for example a conductive liquid 26 and a non-conductive liquid 24, which are formed by the two liquids 26, 24. At least one of the curvature and shape of the interface 30 may be adjusted by the driving voltage supplied to the liquid lens 28.
  • the driving voltage supplied to the liquid lens 28 may be transmitted through the first electrode 74 and the second electrode 76.
  • the second electrode 76 may include a plurality of voltage sectors, and may transmit a plurality of distinct driving voltages (eg, four, eight, etc.), and the first electrode 74 may transfer one common voltage. Can be.
  • the liquid lens 28 is positioned between the third plate 12 and the second plate 16, the third plate 12, and the second plate 16 including a transparent material, and has an opening having a predetermined inclined surface. It may comprise a first plate 14 comprising a region.
  • the liquid lens 28 may include a cavity 50 determined by the opening regions of the third plate 12, the second plate 16, and the first plate 14.
  • the cavity 50 may be filled with two liquids 26 and 24 having different properties (eg, conductive liquids and non-conductive liquids), and an interface 30 may be formed between the two liquids 26 and 24 having different properties. ) May be formed.
  • the lens area including the center portion is thinner than the peripheral area connected to the first plate 14.
  • one side of the second plate 16 is concavely concave than the peripheral area, but the other side of the second plate 16 may be flat in the lens area and the peripheral area.
  • the structure of the second plate 16 may vary depending on the embodiment of the liquid lens 28 such that the lens region on the other side opposite to the cavity 50 may be concavely concave.
  • the second plate 16 may have a thinner thickness than the peripheral area bonded to the first plate 14.
  • the liquid lens 28 has conductivity, and the liquid lens 28 has two electrodes 74, 76 disposed above and below the first plate 14. And an insulating layer 72 disposed on an inclined surface to which the conductive liquid may contact.
  • the insulating layer 72 covers one electrode (eg, the second electrode 76) of the two electrodes 74, 76 and exposes a part of the other electrode (eg, the first electrode 74). Electrical energy may be applied to the conductive liquid (eg, 26).
  • a substrate 48 for transmitting a driving voltage may be connected to the two electrodes 74 and 76 included in the liquid lens 28.
  • the focal length of the liquid lens 28 may be adjusted as the bending, the inclination, or the like of the interface 30 formed in the liquid lens 28 changes in response to the driving voltage transmitted through the substrate 48.
  • the first plate 14 may include at least one first through hole 56 and 54.
  • a plurality of first through holes 56 and 54 extends to the third plate 12 in the first plate 14, and the plurality of first through holes 56 and 54 may include a substrate ( 48).
  • the first through holes 56 and 54 may be formed to penetrate the first plate 14 in the vertical direction from the first plate 14.
  • the third plate 12 may include substantially the same through holes at positions corresponding to the plurality of first through holes 54 and 56 of the first plate 14.
  • the first through hole 56 disposed close to the cavity 50 among the plurality of first through holes 56 and 54 is connected to the second electrode 76 and has a first through hole disposed farther from the cavity 50.
  • the hole 54 may be connected to the first electrode 74.
  • the plurality of first through holes 56 and 54 may be electrically connected to the different electrodes 76 and 74, and the supply voltages transmitted through the substrate 48 may be transferred to the different electrodes 76 and 74.
  • the conductive patterns or conductive regions connected to the first through holes 56 and 54 which are different from each other in the substrate 48 may be electrically separated from each other.
  • the first through hole 54 and the second electrode 76 connected to the first electrode 74 are electrically separated from each other, and the first through hole 56 and the second electrode 76 connected to the second electrode 76 are formed.
  • the first electrode 74 is electrically separated.
  • the driving voltage may be supplied to the first electrode 74 disposed on the first plate 14 through the at least one first through hole 54 and 56 to supply the driving voltage to the liquid lens 28. It is sufficient for the substrate 48 to be disposed under the third plate 12, and there is no need to place another substrate 48 around the second plate 16.
  • the at least one first through hole 54 and 56 may be used to connect the first plate 14 and the third plate 12 as well as transmit a driving voltage.
  • the first plate 14 and the third plate 12 are connected by a bonding method using a metal layer (eg, the second electrode 76) disposed between the first plate 14 and the third plate 12.
  • a metal layer eg, the second electrode 76
  • the first method may be embedded in at least some of them.
  • the plate 14 and the third plate 12 may be joined.
  • FIG. 3 (a) and 3 (b) illustrate the electrode sector of the liquid lens.
  • FIG. 3A illustrates an example in which four electrode sectors are included in the liquid lens 28
  • FIG. 3B illustrates an example in which eight electrode sectors are included in the liquid lens 28.
  • FIG. 3A illustrates an example in which four electrode sectors are included in the liquid lens 28
  • FIG. 3B illustrates an example in which eight electrode sectors are included in the liquid lens 28.
  • the liquid lens 28 in which the interface 30 is adjusted in response to the driving voltage may have the same angular distance, and may be disposed in four different directions.
  • the driving voltage may be applied through the plurality of electrode sectors L1, L2, L3, and L4 of the two electrodes (individual electrodes).
  • a driving voltage is applied through the plurality of electrode sectors L1, L2, L3, and L4 of the second electrode (individual electrode)
  • the interface 30 between the conductive liquid and the non-conductive liquid disposed in the lens region may be deformed.
  • the degree and shape of the deformation of the interface 30 of the conductive liquid and the non-conductive liquid may be controlled by the driving voltage supplied to implement the AF function or the OIS function.
  • the interface 30 formed by the two liquids in the liquid lens 28 has four electrode sectors L1, L2, L3, L4 and a first electrode C0 of the second electrode (individual electrode, see FIG. 2). And a driving voltage applied between the electrodes 74 (see FIG. 2).
  • the sum of the driving voltages is determined by the auto focus (AF) of the camera module, and the deviation of the individual driving voltages separating the driving voltages is determined by the optical image stabilizer (OIS). Can be.
  • the focal length of the interface 30 is set to zero. It may be shorter than the focal length of the interface 30 when a 40V individual driving voltage is applied between the four electrode sectors L1, L2, L3, L4 of the two electrodes and the first electrode C0, the common electrode. have. As the total sum of the individual driving voltages applied to the four electrode sectors L1, L2, L3, and L4 of the second electrode increases, the focal length of the interface 30 may be shortened.
  • the magnitude of the individual drive voltages may not be the same.
  • the curvature of the interface 30 may be shifted in a specific direction rather than symmetrically by the individual driving voltages having different magnitudes.
  • separate driving voltages applied between the electrode sectors L1 and L2 of the two second electrodes and the first electrode C0 and the common electrode may be different from the other two electrode sectors L3 and L4 of the second electrode.
  • the electrodes of the two second electrodes When larger than the individual driving voltages applied between the first electrodes C0 and the common electrode, the electrodes of the two second electrodes having different curvatures of the interface 30 close to the electrode sectors L1 and L2 of the two second electrodes. It may be larger than the curvature of the interface close to the sector (L3, L4). As a result, the interface 30 may be oriented in a direction (eg, left) between two electrode sectors L1 and L2 of the second electrode.
  • a liquid including eight electrode sectors L1, L2, L3, L4, X1, X2, X3, and X4 of the second electrode that is, two subgroups.
  • the driving voltage supplied to the interface 30 of the lens 28 may be changed to move in the preset direction.
  • the first group which is one of the two subgroups, includes four electrode sectors L1, L2, L3, and L4, and the second group, which is the other one of the two subgroups, has four electrode sectors X1, X2. , X3, X4).
  • the liquid lens 28 including the eight electrode sectors shifts the focus of the liquid lens 28 in more various directions. You can.
  • the focus through the interface 30 may be centered. Even when the driving voltage of 50V is supplied to the first group and the second group together, the interface 30 may be located at the center. Then, for the optical image stabilization (OIS) operation (that is, when the position of the lens needs to be adjusted due to tilting, camera shake, etc. of the camera module), the four electrode sectors (L1, L2, L3, L4) of the second electrode Different supply voltages of different levels may be applied to the first group including the?
  • OIS optical image stabilization
  • the driving voltage of 50V may be reduced to 40V for the first and second electrode sectors L1 and L2, and the driving voltage of 50V may be increased to 60V for the third and fourth electrode sectors L3 and L4. have.
  • a change occurs in the curvature of the interface 30 so that the position where the image passing through the interface 30 is formed may move to the right.
  • a voltage may or may not be applied to each of the electrode sectors of the second group.
  • a voltage (for example, an average voltage of L1 and L2) generated based on the voltage applied to the electrode sector of the first group next to each of the electrode sector of the second group may be applied to each of the electrode sector of the second group. Can be.
  • the second of the plurality of subgroups ie, eight electrode sectors of the second electrode included in the second electrode of the liquid lens
  • Separate supply voltages may be applied to the four electrode sectors X1, X2, X3, and X4 included in the group.
  • the voltage applied to the four electrode sectors L1, L2, L3, and L4 needs to be adjusted.
  • the voltage that can be applied to the first and third electrode sectors L1 and L3 is maintained at 50V, but the individual driving voltage that can be applied to the second and fourth electrode sectors L2 and L4 is 30V. And 70V.
  • the individual driving voltage whose voltage level is adjusted is not applied to the four electrode sectors L1, L2, L3, L4, but may be modified by the connecting means positioned between the liquid lens and the control circuit or the driving circuit.
  • the connecting means positioned between the liquid lens and the control circuit or the driving circuit.
  • an individual driving voltage of 40 V is generated and 40 V is generated.
  • An individual driving voltage of may be applied to the fifth electrode sector X1 positioned between the first electrode sector L1 and the second electrode sector L2.
  • individual driving voltages of 40V, 60V, and 60V may be applied to the sixth, seventh, and eighth electrode sectors X2, X3, and X4.
  • the individual drive is applied to the first group including the four electrode sectors L1, L2, L3, and L4. Voltage may not be applied.
  • a driving voltage may be supplied to eight electrode sectors to move the focus in an oblique direction. Which driving voltage is supplied to the plurality of electrode sectors depends on the method of controlling the interface 30 of the liquid lens 28 and the operating range and performance of the driving voltage generator or controller that supplies the driving voltage to the liquid lens 28. It may vary.
  • the liquid lens 28 includes a plurality of electrode sectors, but as the number of electrode sectors increases, the movement of the focus through the interface 30 in the liquid lens 28 can be more precisely controlled. As the number of electrode sectors increases in the liquid lens 28, it is necessary to form a more sophisticated pattern.
  • the structure, shape, and pattern of the first electrode 74 (see FIG. 2) and the second electrode 76 (see FIG. 2) are complicated by the number of electrode sectors, and the first electrode 74 and the second electrode 76 are complicated.
  • the structure for separately supplying the driving voltages to each other may be complicated, and thus it may be difficult to secure the process margin of the liquid lens 28.
  • at least one first through hole 54 and 56 may be formed in the first plate 14 of the liquid lens 28.
  • FIG. 4A illustrates an example of a liquid lens including four electrode sectors
  • FIG. 4B illustrates an example of a liquid lens including eight electrode sectors
  • FIG. (c) describes an example of a liquid lens including at least ten or more electrode sectors.
  • each electrode sector of the first plate 14C and the third plate 12C in the liquid lens 28C is included in each electrode sector of the first plate 14C and the third plate 12C in the liquid lens 28C.
  • the through hole exposes a bar-shaped space on a plane and may be connected to the substrate 48C.
  • the through-hole close to the center of the liquid lens 28C it is connected to the second electrode 76 (see FIG. 2), which may be disposed and extended between the substrate 48C and the first plate 14C and the third plate 12C. Can be.
  • the through hole far from the center of the liquid lens 28C may be connected to the first electrode 74 (see FIG. 2) disposed on the substrate 48C and the first plate 14C.
  • the area connected to the through hole is marked in black.
  • a bonding using laser heat and a metal layer arranged for hermetic sealing for bonding the first plate 14C and the third plate 12C may be used.
  • the first plate 14C and the third plate 12C may be bonded to each other using the illustrated adhesive pattern 58C.
  • the adhesion pattern 58C may be formed by applying an adhesive material, and may be disposed around the center of the liquid lens 28C, that is, between the periphery of the cavity 50 (see FIG. 2) and the electrode sector.
  • the second electrode 76 can be supplied to overcome the method of disposing more than necessary metal disposed on the first plate (14C) in consideration of the loss of metal in the thermal bonding using a laser. Can be.
  • the plurality of through holes included in the first plate 14C and the third plate 12C may be used as a means for joining the first plate 14C and the third plate 12C as well as transferring the driving voltage.
  • the adhesive pattern 58C is for bonding the first plate 14C and the third plate 12C, but is positioned in the outer region of the liquid lens 28C to place the first plate 14C and the second plate 16C. ) May be used in a manner of bonding.
  • a plurality of through holes are included in each electrode sector of the first plate 14D and the third plate 12D in the liquid lens 28D.
  • the plurality of through holes may expose a circular or polygonal space on a plane and may be connected to the substrate 48D.
  • the through hole close to the center of the liquid lens 28D may be connected to the second electrode 76 (see FIG. 2), which may be disposed between the substrate 48D and the first plate 14D and the third plate 12D to extend. Can be.
  • the through hole far from the center of the liquid lens 28D may be connected to the first electrode 74 (see FIG. 2) disposed on the substrate 48D and the first plate 14D.
  • the area connected to the through hole is marked in black.
  • the same number of through holes may be disposed in each electrode sector, and the larger the number of through holes, the easier it is to electrically connect the substrate 48D to the first electrode 74 and the second electrode 76.
  • each electrode sector may be connected to the first electrode 74 and the other half may be connected to the second electrode 76.
  • the number of through holes connected to the first electrode 74 or the second electrode 76 may vary.
  • the liquid lens 28D may be a bonding using a laser layer and a metal layer disposed for hermetic sealing to bond the first plate 14D and the third plate 12D.
  • the first plate 14D and the third plate 12D may be bonded using the illustrated adhesive pattern 58D.
  • one through hole is included in each electrode sector of the first plate 14E in the liquid lens 28E, and a plurality of through holes are included in each electrode sector of the third plate 12E.
  • a hole is included.
  • the through holes included in the first plate 14E and the third plate 12E expose a circular or polygonal space on a plane and may be connected to the substrate 48D.
  • the second electrode may be disposed to extend between the substrate 48E and the first plate 14E and the third plate 12E. (76, see FIG. 2).
  • the through hole far from the center of the liquid lens 28E in the third plate 12E may be connected to the first electrode 74 (see FIG. 2) disposed on the substrate 48E and the first plate 14E. have.
  • the area connected to the through hole is marked in black.
  • the third plate 12E may include a plurality of through holes for each electrode sector, but the first plate 14E may include one through hole, in the case of the second electrode 76, the first plate 14E. This is because it may be unnecessary to connect through the first plate 14E because it is formed to extend from the bottom to the top through the inclined surface.
  • liquid lens 28E a bonding using laser heat and a metal layer disposed for hermetic sealing for bonding the first plate 14E and the third plate 12E may be used.
  • first plate 14E and the third plate 12E may be bonded using the illustrated adhesive pattern 58E.
  • each of the plurality of electrode sectors is provided with at least one through hole and a first plate 14C, 14D, and 14E.
  • the three plates 12C, 12D, and 12E include a plurality of through holes. These through holes may be patterned before, after, or together in the process of patterning the centers of the first plates 14C, 14D, 14E for the cavity 50 (see FIG. 2).
  • 5 (a) to 5 (c) illustrate the structure of the conductive pattern in the through hole included in the first plate or the third plate.
  • FIG. 5A illustrates a conductive pattern formed on a side surface by applying a conductive material formed along a side surface of a through hole 54, 56 (see FIG. 2) included in the first plate 14 or the third plate 12.
  • 54A may be formed and the center part of the through-holes 54 and 56 may be empty. Since one conductive pattern 54A is included in the through holes 54 and 56, the through holes 54 and 56 should be connected to only one of the first electrode 74 and the second electrode 76.
  • FIG. 5B illustrates a conductive pattern formed on the side surface by applying a conductive material formed along the side surface of the through hole 54, 56 (see FIG. 2) included in the first plate 14 or the third plate 12.
  • 54B may be formed, and the centers of the through holes 54 and 56 may be filled with an adhesive material.
  • the adhesive material may be insulating.
  • the through holes 54 and 56 are formed of the first electrode 74 or the second electrode. It should only be connected to one of the electrodes 76.
  • the through holes 54 and 56 not only transfer driving voltages, but also bond two different plates to each other, increase the bonding strength, or provide a hermetic bonding. Can help.
  • FIG. 5C shows a first surface of the first plate 14 or the third plate 12 by coating a conductive material formed along the side surface of the through-hole 54, 56 (see FIG. 2).
  • the first conductive pattern 54C and the first conductive pattern 54C are formed.
  • An adhesive material may be filled between the two conductive patterns 54D. In this case, the adhesive material may be insulating.
  • the first conductive pattern 54C and the second conductive pattern 54D may or may not be electrically connected according to embodiments.
  • the through holes 54 and 56 have different driving voltages between the first electrode 74 and the second electrode 76. Can be passed. If the first conductive pattern 54C and the second conductive pattern 54D are electrically connected, the through holes 54 and 56 should be connected to only one of the first electrode 74 or the second electrode 76. . However, the adhesive material filled between the first conductive pattern 54C and the second conductive pattern 54D of the through holes 54 and 56 may bond two different plates, increase the bonding strength, or help seal the sealing. Can be.
  • FIG. 6 illustrates a structure of a substrate for applying a driving voltage to a liquid lens.
  • the substrate 48 for supplying a driving voltage to the liquid lens 28 may be disposed on one side of the liquid lens 28, and the first electrode 74 of the liquid lens 28 may be disposed.
  • the second electrode 76 Individual voltages may be transmitted to the second electrode 76 including the plurality of electrode sectors L1, L2, L3, and L4 as well as the first electrode 74 that transmits the common voltage C0.
  • the substrate 48 has a structure corresponding to the case where the second electrode 76 of the liquid lens 28 includes four electrode sectors L1, L2, L3, and L4. When the second electrode 76 includes more electrode sectors (8, 16, etc.), the second electrode 76 may include a conductive pattern corresponding thereto.
  • the substrate 48 may include a control circuit for adding, dividing, and selectively transferring driving voltages to selectively select a plurality of electrode sectors included in the second electrode 76 of the liquid lens 28.
  • the magnitude of the driving voltage to be controlled or delivered can be adjusted.
  • FIGS. 7A to 7C illustrate an example of a liquid lens in which a trench or a through hole is included in the first plates 14F, 14G, and 14H.
  • the trench includes a structure that is etched by a predetermined depth from the upper and lower surfaces of the first plate, and the through hole includes a structure penetrating between the upper and lower portions of the first plate. Since the trench does not penetrate the upper and lower portions of the first plate, the trench is not used as a structure for electrically connecting the electrodes disposed on the upper and lower portions of the first plate.
  • the trench may be filled with an adhesive material to help hermetic sealing of the second plate and the third plate, which are disposed on the upper and lower portions of the first plate, respectively.
  • a plurality of trenches are included in upper and lower portions of the first plate 14F of the liquid lens 28F.
  • the second plate and the third plate disposed on the upper and lower portions of the first plate 14F are not included, and the through holes connecting the electrodes disposed on the upper and lower portions of the first plate 14F are not included. Sealed bonding with the plate can be realized.
  • both the trench and the through hole may be included in the first plate 14G of the liquid lens 28G.
  • the trench included in the first plate 14G may be for sealing bonding to the second plate and the third plate disposed on the upper and lower portions of the first plate 14G.
  • the through hole included in the first plate 14G may be for connecting the electrodes disposed on the upper and lower portions of the first plate 14G.
  • the trench may be disposed closer to the center region of the liquid lens 28G (the center of the cavity in which the two liquids are filled) than the through hole.
  • the trench may be disposed outside the cavity for sealing bonding of the liquid lens 28G. Since the sealing joint in the liquid lens 28G is necessary to prevent the leakage of two liquids filled in the cavity to the outside or air from entering the cavity from the outside, the effect of the sealing joint as the trench is disposed in an adjacent area of the cavity Can increase.
  • a plurality of through holes and a plurality of trenches may be included in the first plate 14H included in the liquid lens 28H.
  • the plurality of through holes may be used to connect the electrodes disposed on the upper and lower portions of the first plate 14H, and the trenches may include the second and third plates disposed on the upper and lower portions of the first plate 14H.
  • the trench may be disposed closer to the center region of the liquid lens 28H (the center of the cavity in which the two liquids are filled) than the through hole.
  • the through holes described in FIGS. 7A to 7C may include at least one or both of a conductive material and an adhesive material as described in FIGS. 5A to 5C.
  • the through hole may include two conductive layers (ie, for connecting different electrodes, respectively) that are electrically isolated using a buried insulating material.
  • the trench described in FIGS. 7A to 7C may be filled with an adhesive material without filling the conductive material.
  • the through hole and the trench may have a planar shape such as a ring and a rod.
  • a plurality of through holes or trenches having a small circular or polygonal shape may be disposed in the liquid lens at predetermined intervals. The number and shape of the through holes and trenches can be changed according to the embodiment of the liquid lens.
  • FIG. 8 illustrates a method of assembling a liquid lens.
  • At least one trench and at least one through hole may be disposed in the first plate 14J in addition to the cavity area.
  • the third plate 12J may be bonded.
  • the second plate 16J is inserted. Can be bonded.
  • the second plate 16J and the third plate may be embedded by embedding an adhesive material in at least one trench and at least one through hole, in addition to the first plate 14J. Bonding with the plate 12J can make sealing bonding easier.
  • a liquid lens may include a first plate including a cavity in which a conductive liquid and a nonconductive liquid are disposed, and a first through hole in which at least one of a conductive material and an adhesive material is disposed; A first electrode disposed on the first plate; A second electrode disposed under the first plate and including a plurality of electrode sectors; A second plate disposed on the first electrode; And a third plate disposed under the second electrode.
  • the first through hole may be formed to penetrate the first plate in a vertical direction from the first plate.
  • the liquid lens may include a trench in which the adhesive material is disposed and disposed on the first plate.
  • the conductive material may be disposed on an inner circumferential surface of the first through hole.
  • the adhesive material disposed in the first through hole may be disposed on an inner circumferential surface of the conductive material.
  • the first through hole may be disposed at a position corresponding to the first electrode or the second electrode.
  • the third plate may include a second through hole corresponding to the first through hole.
  • At least one of the first through hole and the second through hole may include a first conductive pattern disposed on an inner circumferential surface of the first through hole or the second through hole; A second conductive pattern disposed inside the first conductive pattern; And an insulating adhesive material disposed between the first conductive pattern and the second conductive pattern.
  • the trench may be disposed closer to the cavity than the through hole.
  • the liquid lens according to the embodiment;
  • An image sensor for converting light transmitted through the liquid lens into an electrical signal;
  • a control circuit transmitted through the first electrode and the second electrode included in the liquid lens to generate or transmit an electrical signal or a driving voltage for controlling the interface;
  • a substrate electrically connected to the conductive material disposed in the through hole to supply a driving voltage to the first electrode or the second electrode.
  • the device and the module including the liquid lens, the control circuit or the driving circuit and the connecting means for connecting the individual electrodes of the liquid lens to change the above-described individual driving voltage or determine the electrode to which the individual driving voltage is applied It may include circuitry or logic to do so.
  • optical device including the above-described camera module
  • the optical device may include a device capable of processing or analyzing an optical signal.
  • optical instruments may include camera / video devices, telescope devices, microscope devices, interferometer devices, photometer devices, polarimeter devices, spectrometer devices, reflectometer devices, autocollimator devices, lens meter devices, and the like, and may include liquid lenses.
  • Embodiments of the present invention can be applied to an optical device capable of.
  • the optical device may be implemented as a portable device such as a smartphone, a notebook computer, a tablet computer.
  • the optical device may include a camera module, a display unit for outputting an image, and a main body housing in which the camera module and the display unit are mounted.
  • the optical device may further include a memory unit in which a communication module capable of communicating with other devices may be mounted in the body housing and store data.
  • the method according to the embodiment described above may be stored in a computer-readable recording medium that is produced as a program for execution in a computer.
  • Examples of the computer-readable recording medium may include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape. , Floppy disks, optical data storage, and the like.
  • the computer readable recording medium can be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.
  • functional programs, codes, and code segments for implementing the above-described method may be easily inferred by programmers in the art to which the embodiments belong.
  • Liquid lens according to the embodiment and the camera module and the optical device including the same are camera / video device, telescope device, microscope device, interferometer device, photometer device, polarimeter device, spectrometer device, reflectometer device, auto collimator device, lens meter device It can be applied to portable devices such as smart phones, notebook computers, tablet computers, and the like.

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Abstract

실시 예의 액체 렌즈는 전도성 액체와 비전도성 액체가 배치되는 캐비티와 도전성 물질 또는 접착 물질 중 적어도 하나가 배치되는 제1 관통홀을 포함하는 제1 플레이트, 제1 플레이트 상에 배치되는 제1 전극, 제1 플레이트 아래에 배치되고, 복수의 전극섹터들을 포함하는 제2 전극, 제1 전극 상에 배치되는 제2 플레이트 및 제2 전극 아래에 배치되는 제3 플레이트를 포함한다.

Description

액체렌즈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학기기
실시 예는 액체렌즈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학기기에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 실시 예는 전기 에너지를 이용하여 초점 거리를 조정할 수 있는 액체렌즈 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것이다.
휴대용 장치의 사용자는 고해상도를 가지며 크기가 작고 다양한 촬영 기능을 가지는 광학 기기를 원하고 있다. 예를 들어, 다양한 촬영 기능으로서, 오토포커싱(Auto-Focusing, AF) 기능 및 손떨림 보정 내지 영상 흔들림 방지(Optical Image Stabilizer, OIS) 기능 등이 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 포커싱 기능과 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 포커싱 기능과 손떨림 보정 기능을 수행하는 액체 렌즈에 대한 연구가 이루어지고 있다.
실시 예는 전기 에너지에 따라 두 액체가 사이에 위치하는 계면의 위치를 조정할 수 있는 렌즈를 포함하는 카메라 모듈 및 광학기기에서 보다 정밀하게 계면의 위치와 움직임을 제어할 수 있는 액체 렌즈의 구조를 제공할 수 있다.
또한, 실시 예는 렌즈에 포함된 플레이트에 캐비티 외에 적어도 하나의 트렌치 및 적어도 하나의 관통홀을 배치시켜 전극을 형성하거나 접합 강도를 높일 수 있는 구조를 제공할 수 있다.
또한, 실시 예는 렌즈 내 형성되는 계면을 동, 서, 남, 북의 방향, 동북, 동남, 서북, 서남과 같은 대각 방향, 또는 더욱 세분화된 16방향, 32방향 등을 포함하는 기 설정된 방향으로의 계면의 초점 조정이 가능한 액체 렌즈 또한 액체 렌즈의 전극 혹은 전극 섹터 구조를 제공할 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.
일 실시 예에 따른 액체 렌즈는 전도성 액체와 비전도성 액체가 배치되는 캐비티와 도전성 물질 또는 접착 물질 중 적어도 하나로 채워지는 적어도 하나의 관통홀 또는 적어도 하나의 트렌치를 포함하는 제1 플레이트; 상기 제1 플레이트 상에 배치되는 제1 전극; 상기 제1 플레이트 아래에 배치되고, 복수의 전극섹터들을 포함하는 제2 전극; 상기 제1전극 상에 배치되는 제2 플레이트; 및 상기 제2전극 아래에 배치되는 제3 플레이트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 트렌치에는 상기 접착물질이 매립되며, 상기 적어도 하나의 관통홀에는 상기 접착물질 또는 상기 도전성 물질 중 하나 또는 상기 접착물질 및 상기 도전성 물질이 매립될 수 있다.
또한, 상기 관통홀은 상기 복수의 전극섹터의 각각에 대응하는 영역에 위치하여 상기 제1전극 또는 상기 제2전극 중 적어도 하나를 연결하기 위한 적어도 하나의 제1관통홀을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제3플레이트는 상기 제1관통홀에 대응하는 제2관통홀을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1관통홀 또는 상기 제2관통홀 중 적어도 하나의 내측에는 도전형 물질이 도포될 수 있다.
또한, 액체 렌즈는 상기 제1관통홀 또는 상기 제2관통홀 중 적어도 하나의 내부에 측면을 따라 배치된 도전형 패턴을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1관통홀 또는 상기 제2관통홀의 중심부인 측면 배치된 상기 도전형 패턴의 내측에는 절연성 접착물질이 매립될 수 있다.
또한, 상기 제1관통홀 또는 상기 제2관통홀 중 적어도 하나는 내측의 측면에 배치된 제1도전성 패턴; 상기 내측의 중심에 배치된 제2도전성 패턴; 및 상기 제1도전성 패턴과 상기 제2도전성 패턴의 사이에 매립된 절연성 접착물질을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1관통홀은 상기 제1전극과 전기적으로 연결될 수 있는 제1홀패턴; 및 상기 제1홀패턴과 이격되어 상기 제2전극과 전기적으로 연결될 수 있는 제2홀패턴을 포함하고, 상기 제2홀패턴은 상기 제1홀패턴보다 상기 캐비티에 인접할 수 있다.
또한, 상기 제1홀패턴 또는 상기 제2홀패턴은 평면 상에서 바(bar) 형태의 공간을 노출하며, 상기 제1홀패턴이 상기 제2홀패턴보다 더 길 수 있다.
또한, 상기 제1홀패턴 또는 상기 제2홀패턴은 기 설정된 간격마다 배치되어 평면 상에서 원형 또는 다각형 형태의 공간을 노출하는 복수의 홀을 포함할 수 있다.
또한, 액체 렌즈는 상기 제3플레이트의 주변과 상기 복수의 전극섹터의 사이에 도포되어 상기 제1플레이트와 상기 제3플레이트를 접합하는 접착패턴을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 전극섹터는 4의 배수개일 수 있다.
또한, 상기 캐비티는 평면상으로 원형의 형태이며, 상기 복수의 전극섹터 각각은 상기 캐비티의 동일한 각거리를 차지할 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 트렌치는 상기 적어도 하나의 관통홀보다 상기 캐비티에 가깝게 배치될 수 있다.
다른 실시 예에 따른 카메라 모듈은 전술한 액체 렌즈; 상기 액체 렌즈를 통해 전달되는 광을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서; 및 상기 액체 렌즈에 포함된 상기 제1전극 및 상기 제2전극을 통해 전달되어 상기 계면을 제어하기 위한 전기 신호 또는 구동 전압을 생성하거나 전달하는 제어 회로; 및 상기 제1관통홀 또는 상기 제2관통홀 중 적어도 하나와 연결되어 상기 제1전극 및 상기 제2전극에 구동 전압을 공급하는 하나의 기판을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1기판은 상기 복수의 전극섹터에 구별되는 제2전압을 공급하기 위한 복수의 제2와이어 패턴; 상기 복수의 와이어 패턴의 외곽에 배치되어 상기 복수의 전극섹터에 공통되는 제1전압을 공급하기 위한 제1와이어 패턴; 및 상기 제1와이어 패턴 및 상기 제2와이어 패턴과 연결되는 복수의 단자를 포함할 수 있다.
또 다른 실시 예에 따른 광학기기는 하우징; 상기 하우징에 배치되고 영상을 출력할 수 있는 디스플레이부; 및 상기 하우징에 배치되고 영상을 촬상할 수 있는 카메라 모듈을 포함하고, 상기 카메라 모듈은 전도성 액체와 비전도성 액체가 배치되는 캐비티와 도전성 물질 또는 접착 물질 중 적어도 하나로 채워지는 적어도 하나의 관통홀 또는 적어도 하나의 트렌치를 포함하는 제1 플레이트; 상기 제1 플레이트 상에 배치되는 제1 전극; 상기 제1 플레이트 아래에 배치되고, 복수의 전극섹터들을 포함하는 제2 전극; 상기 제1전극 상에 배치되는 제2 플레이트; 및 상기 제2전극 아래에 배치되는 제3 플레이트를 포함하는 액체렌즈; 상기 액체렌즈 및 고체렌즈를 수용하는 렌즈 홀더; 상기 렌즈 홀더 아래에 배치되고 이미지 센서가 배치되는 센서 기판; 상기 센서 기판 상에 배치되고 상기 공통 전극 및 개별 전극에 인가되는 전압을 제어하는 제어부; 상기 제1관통홀 또는 상기 제2관통홀 중 적어도 하나와 연결되어 상기 제1전극 및 상기 제2전극에 구동 전압을 공급하는 하나의 기판을 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시 예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시 예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명에 따른 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
실시 예는 서로 다른 두 액체를 포함하는 액체 렌즈에 포함된 복수의 플레이트를 밀봉 접합시켜 액체 렌즈의 불량을 줄일 수 있다.
또한, 실시 예는 액체 렌즈에 배치되는 전극을 액체 렌즈의 일측에서 연결할 수 있어, 액체 렌즈를 포함하는 모듈 구조를 단순화시킬 수 있다.
또한, 실시 예는 초점 거리를 조정할 수 있는 렌즈 내 계면을 8방향, 16방향 등의 더욱 세분화된 방향으로 초점의 이동을 지원할 수 있어 광학적 영상 흔들림 방지(Optical Image Stabilizer, OIS)를 구현을 보다 용이하게 할 수 있는 액체 렌즈를 제공할 수 있다.
또한, 실시 예는 계면을 형성하는 두 액체를 포함하는 액체 렌즈에 제공되는 구동 전압을 렌즈에 공급하기 위한 연결 수단과 렌즈 에 전극의 배치를 변경하여 보다 정교하게 렌즈의 계면을 제어할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에서 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.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다.
도 1은 카메라 장치를 설명한다.
도 2는 액체 렌즈의 제1예를 설명한다.
도 3은 액체 렌즈의 전극 섹터를 설명한다.
도 4는 액체 렌즈의 다른 예를 설명한다.
도 5는 제1플레이트 또는 제3플레이트에 포함되는 관통홀의 구조를 설명한다.
도 6은 액체 렌즈에 구동 전압을 인가하는 기판의 구조를 설명한다.
도 7은 액체 렌즈의 또 다른 예를 설명한다.
도 8은 액체 렌즈의 조립 방법을 설명한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 실시 예를 상세히 설명한다. 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시 예의 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, 실시 예의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 실시 예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 실시 예의 범위를 한정하는 것이 아니다.
실시 예의 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 두개의 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.
도 1은 카메라 장치를 설명한다.
도 1에 도시된 카메라 장치는 상부와 하부가 개방되어 형성된 홀더(18), 홀더(18) 내부에 수용되는 액체 렌즈 모듈(14), 액체 렌즈 모듈(14)의 상부에 배치되는 제1 렌즈부(12), 액체 렌즈 모듈(14)의 하부에 배치되는 제2 렌즈부(16), 및 제2 렌즈부(16)의 하부에 배치되고 이미지센서가 실장되는 센서 기판(64)을 포함할 수 있다.
액체 렌즈 모듈(14)은 두 액체가 형성하는 계면을 포함하는 액체 렌즈(28), 액체 렌즈(28)를 둘러싸는 스페이서(36), 액체 렌즈(28)에 구동 전압을 공급하기 위한 적어도 하나의 기판(42)을 포함할 수 있다. 기판(42)은 센서 기판(64)과 액체 렌즈(28)를 전기적으로 연결할 수 있다. 기판(42)은 구별되는 복수의 구동 전압을 공급할 수 있고, 각각의 구동 전압은 복수의 단자(48)를 통해 전달될 수 있다.
한편, 카메라 장치에 포함된 홀더(18)는 복수의 오프닝(52)을 포함할 수 있다. 액체 렌즈 모듈(14)을 홀더(18)에 삽입한 후 복수의 오프닝(52)을 통해 노출되는 액체 렌즈(28)를 이용하여 액체 렌즈 모듈(14)의 위치, 배치를 조정할 수 있다. 이를 통해, 액체 렌즈 모듈(14)을 제1 렌즈부(12) 및 제2 렌즈부(16)와 기구적으로 정렬할 수 있다.
액체 렌즈(28)에 구동 전압을 공급하는 기판(42)은 액체 렌즈(28)의 일측에 배치될 수 있다. 또한, 기판(42)에 포함된 복수의 단자(48)는 액체 렌즈(28)의 구조에 대응하여 변경될 수 있다.
도 2는 액체 렌즈의 제1 실시 예를 설명한다.
도 2에 도시된 액체 렌즈(28)는 서로 다른 두 액체(26, 24), 예를 들면 전도성 액체(26)와 비전도성 액체(24)를 포함하고, 두 액체(26, 24)가 형성하는 계면(30)의 곡률 및 형상 중 적어도 하나는 액체 렌즈(28)에 공급되는 구동 전압에 의해 조정될 수 있다. 액체 렌즈(28)에 공급되는 구동 전압은 제1 전극(74) 및 제2 전극(76)을 통해 전달될 수 있다. 제2 전극(76)은 복수의 전압섹터를 포함하여 서로 구별되는 복수(예, 4개, 8개 등)의 개별 구동 전압을 전달할 수 있고, 제1 전극(74)은 하나의 공통 전압을 전달할 수 있다.
또한, 액체 렌즈(28)는 투명한 재질을 포함하는 제3 플레이트(12) 및 제2 플레이트(16), 제3 플레이트(12) 및 제2 플레이트(16) 사이에 위치하며 기 설정된 경사면을 가지는 개구영역을 포함하는 제1 플레이트(14)를 포함할 수 있다.
또한, 액체 렌즈(28)는 제3 플레이트(12), 제2 플레이트(16) 및 제1 플레이트(14)의 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(26, 24)가 충진될 수 있으며, 서로 다른 성질의 두 액체(26, 24) 사이에는 계면(30)이 형성될 수 있다.
제2 플레이트(16)에서 중심부를 포함하는 렌즈 영역은 제1 플레이트(14)와 연결되는 주변 영역보다 두께가 얇다. 제2 플레이트(16)의 캐비티(50) 방향으로 일측은 주변 영역에 비하여 렌즈 영역은 오목하게 패여있지만, 반대방향의 타측은 렌즈 영역과 주변 영역이 평편할 수 있다. 하지만, 제2 플레이트(16)의 구조는 액체 렌즈(28)의 실시 예에 따라 변화되어 캐비티(50)의 반대방향인 타측의 렌즈 영역이 오목하게 패일 수도 있다. 제2 플레이트(16)는 제1 플레이트(14)와 접합되는 주변 영역에 비하여 광(빛) 경로인 렌즈 영역은 두께가 얇을 수 있다.
또한, 액체 렌즈(28)에 포함되는 두 액체(26, 24) 중 적어도 하나는 전도성을 가지며, 액체 렌즈(28)는 제1 플레이트(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 전극(예, 제2 전극(76))을 덮고, 다른 하나의 전극(예, 제1 전극(74))의 일부를 노출시켜 전도성 액체(예, 26)에 전기 에너지가 인가되도록 할 수 있다.
액체 렌즈(28)에 포함된 두 전극(74, 76)에 구동 전압을 전달하기 위한 기판(48)이 연결될 수 있다. 기판(48)을 통해 전달되는 구동 전압에 대응하여 액체 렌즈(28) 내 형성되는 계면(30)의 굴곡, 경사도 등이 변하면서 액체 렌즈(28)의 초점 거리가 조정될 수 있다.
한편, 제1 플레이트(14)에는 적어도 하나의 제1관통홀(56, 54)이 포함될 수 있다. 도 2를 참조하면, 제1 플레이트(14)에는 복수의 제1 관통홀(56, 54)이 제3 플레이트(12)까지 연장되어 있고, 복수의 제1 관통홀(56, 54)은 기판(48)과 연결될 수 있다. 제1 관통홀(56, 54)은 제1 플레이트(14)에서 상하 방향으로 제1 플레이트(14)를 관통하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 플레이트(14)의 복수의 제1 관통홀(54, 56)에 대응하는 위치에 제3 플레이트(12)도 실질적으로 동일한 관통홀을 포함할 수 있다. 복수의 제1 관통홀(56, 54) 중에 캐비티(50)와 가깝게 배치된 제1 관통홀(56)은 제2 전극(76)과 연결되고, 캐비티(50)로부터 더 멀리 배치된 제1 관통홀(54)은 제1 전극(74)과 연결될 수 있다. 즉, 복수의 제1 관통홀(56, 54)은 서로 다른 전극(76, 74)과 전기적으로 연결될 수 있고, 기판(48)을 통해 전달되는 공급전압을 서로 다른 전극(76, 74)에 전달할 수 있다. 이때, 기판(48) 내 서로 다른 제1 관통홀(56, 54)과 연결되는 도전형 패턴 또는 도전 영역은 서로 전기적으로 분리될 수 있다. 또한, 제1 전극(74)과 연결되는 제1 관통홀(54)과 제2 전극(76)은 전기적으로 분리되어 있고, 제2 전극(76)과 연결되는 제1 관통홀(56)과 제1 전극(74)은 전기적으로 분리된다.
적어도 하나의 제1 관통홀(54, 56)을 통해 제1 플레이트(14)의 상부에 배치되는 제1 전극(74)에 구동전압을 공급할 수 있어, 액체 렌즈(28)에 구동전압을 공급하기 위한 기판(48)이 제3 플레이트(12)의 아래에 배치되는 것으로 충분하고, 제2 플레이트(16)의 주변에 또 다른 기판(48)을 배치할 필요가 없어진다.
실시 예에 따라, 적어도 하나의 제1 관통홀(54, 56)은 구동전압을 전달할 뿐만 아니라 제1 플레이트(14)와 제3 플레이트(12)를 접합하는 데 이용될 수 있다. 제1 플레이트(14)와 제3 플레이트(12)는 제1 플레이트(14)와 제3 플레이트(12) 사이에 배치된 금속층(예, 제2 전극(76))을 이용한 접합 방식을 통해 연결하는 것이 통상적인 방법이지만, 제1 플레이트(14)에서 제3 플레이트(12)로 연장되는 제1 관통홀(54, 56)이 복수개인 경우, 그 중 적어도 일부에 접착제를 매립하는 방법을 통해 제1 플레이트(14)와 제3 플레이트(12)를 접합할 수도 있다.
도 3 (a) 및 (b)는 액체 렌즈의 전극 섹터를 설명한다. 구체적으로, 도 3의 (a)는 액체 렌즈(28)에 4개의 전극 섹터가 포함된 예를 설명하고, 도 3의 (b)는 액체 렌즈(28)에 8개의 전극 섹터가 포함된 예를 설명한다.
도 3의 (a)를 참조하면, 하나의 예시로, 구동 전압에 대응하여 계면(30)이 조정되는 액체 렌즈(28)는 동일한 각 거리를 가질 수 있으며, 4개의 서로 다른 방향에 배치된 제2 전극(개별 전극)의 복수의 전극 섹터(L1, L2, L3, L4)를 통해서 구동 전압을 인가 받을 수 있다. 제2 전극(개별 전극)의 복수의 전극 섹터(L1, L2, L3, L4)를 통해서 구동 전압이 인가되면 렌즈영역에 배치된 도전성 액체와 비도전성 액체의 경계면(30)이 변형될 수 있다. 도전성 액체와 비도전성 액체의 경계면(30)의 변형의 정도 및 형태는 AF 기능 또는 OIS 기능을 구현하기 위해 공급되는 구동 전압에 의해 제어될 수 있다.
액체 렌즈(28) 내 두 액체가 형성하는 계면(30)은 제2 전극(개별 전극, 76 도 2참조)의 4개의 전극 섹터(L1, L2, L3, L4)와 제1 전극(C0, 공통 전극, 74, 도 2참조) 사이에 인가되는 구동 전압에 의해 제어될 수 있다. 예를 들면, 구동 전압의 총합은 카메라 모듈의 자동초점(Auto Focus, AF)에 의해 결정되고, 구동 전압을 구분한 개별 구동 전압의 편차는 광학적 영상 흔들림 방지(Optical Image Stabilizer, OIS)에 의해 결정될 수 있다.
만약 제2 전극의 4개의 전극 섹터(L1, L2, L3, L4)와 제1 전극(C0, 공통 전극) 사이에 모두 50V의 개별 구동 전압이 인가된 경우의 계면(30)이 가지는 초점 거리는 제2 전극의 4개의 전극 섹터(L1, L2, L3, L4)와 제1 전극(C0, 공통 전극) 사이에 모두 40V의 개별 구동 전압이 인가된 경우의 계면(30)이 가지는 초점 거리보다 짧을 수 있다. 제2 전극의 4개의 전극 섹터 섹터(L1, L2, L3, L4)에 인가되는 개별 구동 전압의 총합이 커질수록 계면(30)의 초점거리는 짧아질 수 있다.
반면, 제2 전극의 4개의 전극 섹터(L1, L2, L3, L4)와 제1 전극(C0, 공통 전극) 사이에 인가되는 제1 전극의 각 전극 섹터와 제2 전극의 전극 섹터 사이에 인가되는 개별 구동 전압의 크기는 동일하지 않을 수 있다. 이 경우, 서로 다른 크기의 개별 구동 전압에 의해 계면(30)의 곡률이 대칭적이지 않고 특정 방향으로 치우칠 수 있다. 예를 들어, 2개의 제2 전극의 전극 섹터(L1, L2)와 제1 전극(C0, 공통 전극) 사이에 인가되는 개별 구동 전압이 제2 전극의 다른 2개의 전극 섹터(L3, L4)와 제1 전극(C0, 공통 전극) 사이에 인가되는 개별 구동 전압보다 큰 경우, 2개의 제2 전극의 전극 섹터(L1, L2)에 가까운 계면(30)의 곡률이 다른 2개의 제2 전극의 전극 섹터 (L3, L4)에 가까운 계면의 곡률보다 클 수 있다. 이로 인해 계면(30)은 제2 전극의 2개의 전극 섹터(L1, L2) 사이의 방향(예, 왼쪽)으로 치우칠 수 있다.
도 3의 (b)를 참조하면, 하나의 예시로, 제2 전극의 8개의 전극 섹터(L1, L2, L3, L4, X1, X2, X3, X4), 즉 두 개의 서브 그룹을 포함하는 액체 렌즈(28)의 계면(30)을 공급되는 구동 전압을 변화시켜 기 설정된 방향으로 이동시킬 수 있다. 여기서, 두 개의 서브 그룹 중 하나인 제1 그룹은 4개의 전극 섹터(L1, L2, L3, L4)를 포함하고, 두 개의 서브 그룹 중 다른 하나인 제2 그룹은 4개의 전극 섹터(X1, X2, X3, X4)를 포함한다.
도 3의 (a)에 설명된 4개의 전극 섹터를 포함하는 액체렌즈(28)에 비하여, 8개의 전극 섹터를 포함하는 액체렌즈(28)는 보다 다양한 방향으로 액체 렌즈(28)의 초점을 이동시킬 수 있다.
예를 들어, 4개의 전극 섹터(L1, L2, L3, L4)을 포함하는 제1 그룹에 모두 동일한 50V의 구동 전압을 공급하면, 계면(30)을 통한 초점은 중앙에 위치할 수 있다. 제1 그룹과 제2 그룹에 함께 50V의 구동 전압을 공급해도 계면(30)은 중앙에 위치할 수 있다. 이후, 광학적 영상 흔들림 방지(OIS) 동작을 위해(즉, 카메라 모듈의 기울어짐, 손떨림 등으로 인해 렌즈의 위치 조정이 필요한 경우), 제2 전극의 4개의 전극 섹터(L1, L2, L3, L4)를 포함하는 제1 그룹에 서로 다른 레벨의 개별 공급 전압을 인가할 수 있다. 제1, 제2 전극 섹터(L1, L2)에는 50V의 구동전압을 40V의 구동전압으로 낮추고, 제3, 제4 전극 섹터(L3, L4)에는 50V의 구동전압을 60V의 구동전압으로 높일 수 있다. 이 경우, 계면(30)의 곡률에 변화가 일어나 계면(30)을 통과한 상이 맺히는 위치가 오른쪽으로 이동할 수 있다. 이때 제2 그룹의 전극 섹터 각각에는 전압이 인가될 수도 있고 전압이 인가되지 않을 수도 있다. 제2 그룹의 전극 섹터 각각의 양 옆의 제1 그룹의 전극 섹터에 인가되는 전압을 기초로 생성되는 전압(예를 들어, L1, L2의 평균 전압)이 제2 그룹의 전극 섹터 각각에 인가될 수 있다.
만약 액체 렌즈의 중심에 위치하는 계면(30)을 사선방향으로 이동시키고자 하는 경우, 액체 렌즈의 제2 전극에 포함된 복수의 서브 그룹(즉, 제2 전극의 8개의 전극 섹터) 중 제2 그룹에 포함된 4개의 전극 섹터(X1, X2, X3, X4)에 개별 공급 전압을 인가할 수 있다. 예를 들어, 초점을 사선 방향으로 이동한 계면(30)을 구현하기 위해서는 4개의 전극 섹터(L1, L2, L3, L4)에 인가되는 전압이 조정될 필요가 있다. 예를 들어 제1, 제3 전극 섹터(L1, L3)에 인가될 수 있는 전압은 50V로 그대로 유지되지만, 제2, 제4 전극 섹터(L2, L4)에 인가될 수 있는 개별 구동 전압은 30V 및 70V로 조정될 수 있다. 여기서, 전압 레벨이 조정된 개별 구동 전압은 4개의 전극 섹터(L1, L2, L3, L4)에 인가되지 않고, 액체 렌즈와 제어 회로 또는 구동 회로 사이에 위치하는 연결수단에 의해 변형될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극 섹터(L1)에 인가되는 50V의 개별 구동 전압과 제2 전극 섹터(L2)에 인가되는 30V의 개별 구동 전압을 합하고 반으로 나누면 40V의 개별 구동 전압이 생성되고, 40V의 개별 구동 전압을 제1 전극 섹터(L1)과 제2 전극 섹터(L2) 사이에 위치하는 제5 전극 섹터(X1)에 인가될 수 있다. 마찬가지로, 제6, 제7, 제8 전극 섹터(X2, X3, X4)에는 40V, 60V, 60V의 개별 구동 전압이 인가될 수 있다. 4개의 전극 섹터(X1, X2, X3, X4)를 포함하는 제2 그룹에 개별 구동 전압이 인가될 때, 4개의 전극 섹터(L1, L2, L3, L4)를 포함하는 제1그룹에는 개별 구동 전압이 인가되지 않을 수 있다.
한편, 실시 예에 따라, 사선 방향으로의 초점이동을 위해 8개의 전극 섹터에 구동 전압을 공급할 수도 있다. 복수의 전극 섹터에 어떠한 구동 전압을 공급할 지는 액체 렌즈(28)의 계면(30)을 제어하는 방법과 액체 렌즈(28)에 구동 전압을 공급하는 구동전압 발생장치 또는 제어장치의 동작 범위, 성능에 따라 달라질 수도 있다.
전술한 바와 같이, 액체 렌즈(28)는 복수의 전극 섹터를 포함하고 있지만, 전극 섹터의 수가 증가할수록 액체 렌즈(28) 내 계면(30)을 통한 초점의 움직임을 보다 정교하게 제어할 수 있다. 액체 렌즈(28)에 전극 섹터의 수가 많아질수록 보다 정교한 패턴을 형성할 필요가 있다. 또한, 전극 섹터의 수만큼 제1 전극(74, 도 2참조) 및 제2 전극(76, 도 2참조)의 구조, 형상, 패턴이 복잡해지고 제1 전극(74) 및 제2 전극(76)에 개별적으로 구동 전압을 공급하기 위한 구조가 복잡해질 수 있어, 액체 렌즈(28)의 공정 마진을 확보하기 어려울 수 있다. 이러한 점을 극복하기 위해, 도 2에서 설명한 것과 같이, 액체 렌즈(28)의 제1 플레이트(14)에 적어도 하나의 제1 관통홀(54, 56)을 형성할 수 있다.
도 4 (a) 내지 (c)는 액체 렌즈의 다른 예를 설명한다. 구체적으로, 도 4의 (a)는 4개의 전극 섹터를 포함하는 액체 렌즈의 예를 설명하고, 도 4의 (b)는 8개의 전극 섹터를 포함하는 액체 렌즈의 예를 설명하고, 도 4의 (c)는 적어도 10개 이상의 전극 섹터를 포함하는 액체 렌즈의 예를 설명한다.
도 4의 (a)를 참조하면, 액체 렌즈(28C) 내 제1 플레이트(14C)와 제3 플레이트(12C)의 각 전극 섹터에 두 개의 관통홀이 포함되어 있다. 관통홀은 평면상에서 막대(bar) 형상의 공간을 노출하고 있으며, 기판(48C)과 연결될 수 있다. 액체 렌즈(28C)의 중심과 가까운 관통홀의 경우 기판(48C)과 제1 플레이트(14C)와 제3 플레이트(12C) 사이에 배치되어 연장될 수 있는 제2 전극(76, 도 2참조)과 연결될 수 있다. 반면, 액체 렌즈(28C)의 중심에서 멀리 떨어진 관통홀의 경우 기판(48C)과 제1 플레이트(14C) 상에 배치되는 제1 전극(74, 도 2참조)과 연결될 수 있다. 관통홀을 기준으로 연결되는 영역이 검정색으로 표시되어 있다.
또한, 액체 렌즈(28C)에는 제1 플레이트(14C)와 제3 플레이트(12C)를 접합하기 위해 밀봉 접합(hermetic sealing)을 위해 배치된 금속층과 레이저 열을 이용하는 접합을 이용할 수 있다. 또한, 실시 예에 따라, 도시된 접착 패턴(58C)을 이용하여 제1 플레이트(14C)와 제3 플레이트(12C)를 접합할 수 있다. 접착 패턴(58C)은 접착 물질을 도포하여 형성될 수 있으며, 액체 렌즈(28C)의 중심부 주변, 즉 캐비티(50, 도 2참조)의 주변과 전극섹터 사이에 배치될 수 있다. 접착제, 접착물질을 이용하는 경우 밀봉 접합(hermetic sealing)에 어려움이 있을 수 있으나, 액체 렌즈(28C)의 제1 플레이트(14C)와 제3 플레이트(12C)에 관통홀이 형성되어 제1 전극(74) 및 제2 전극(76)에 구동전압을 공급할 수 있게 되면서, 레이저를 이용한 열접합에서 금속이 소실되는 것을 감안하여 제1 플레이트(14C)에 배치되는 금속을 필요이상으로 배치하였던 방식을 극복할 수 있다. 또한, 제1 플레이트(14C)와 제3 플레이트(12C)에 포함된 복수의 관통홀을 구동전압의 전달뿐만 아니라 제1 플레이트(14C)와 제3 플레이트(12C)를 접합하기 위한 수단으로 이용할 수도 있다. 한편, 접착 패턴(58C)은 제1 플레이트(14C)와 제3 플레이트(12C)를 접합하기 위한 것이지만, 액체 렌즈(28C)의 외곽 영역에 위치시켜 제1 플레이트(14C)와 제2 플레이트(16C)을 접합하는 방식으로 사용할 수도 있다.
도 4의 (b)를 참조하면, 액체 렌즈(28D) 내 제1 플레이트(14D)와 제3 플레이트(12D)의 각 전극 섹터에 복수의 관통홀이 포함되어 있다. 복수의 관통홀은 평면상에서 원 또는 다각형 형상의 공간을 노출하고 있으며, 기판(48D)과 연결될 수 있다. 액체 렌즈(28D)의 중심과 가까운 관통홀의 경우 기판(48D)과 제1 플레이트(14D)와 제3 플레이트(12D) 사이에 배치되어 연장될 수 있는 제2전극(76, 도 2참조)과 연결될 수 있다. 반면, 액체 렌즈(28D)의 중심에서 멀리 떨어진 관통홀의 경우 기판(48D)과 제1플레이트(14D) 상에 배치되는 제1 전극(74, 도 2참조)과 연결될 수 있다. 관통홀을 기준으로 연결되는 영역이 검정색으로 표시되어 있다. 각 전극 섹터마다 동일한 수의 관통홀이 배치될 수 있으며, 관통홀의 수가 많을수록 기판(48D)과 제1 전극(74) 및 제2 전극(76)을 전기적으로 연결하기 더욱 용이해질 수 있다.
또한, 각 전극 섹터에 포함된 관통홀 중 절반이 제1 전극(74)과 연결되고 다른 절반이 제2 전극(76)과 연결될 수도 있다. 실시 예에 따라, 제1 전극(74) 또는 제2 전극(76)과 연결되는 관통홀의 수는 달라질 수 있다.
한편, 액체 렌즈(28D)에는 제1 플레이트(14D)와 제3 플레이트(12D)를 접합하기 위해 밀봉 접합(hermetic sealing)을 위해 배치된 금속층과 레이저 열을 이용하는 접합을 이용할 수 있다. 또한, 실시 예에 따라, 도시된 접착 패턴(58D)을 이용하여 제1 플레이트(14D)와 제3 플레이트(12D)를 접합할 수 있다.
도 4의 (c)를 참조하면, 액체 렌즈(28E) 내 제1 플레이트(14E)의 각 전극 섹터에는 하나의 관통홀이 포함되어 있고, 제3 플레이트(12E)의 각 전극 섹터에 복수의 관통홀이 포함되어 있다. 제1 플레이트(14E) 및 제3 플레이트(12E)에 포함된 관통홀은 평면상에서 원 또는 다각형 형상의 공간을 노출하고 있으며, 기판(48D)과 연결될 수 있다. 제3 플레이트(12E)에 포함되어 액체 렌즈(28E)의 중심과 가까운 관통홀의 경우 기판(48E)과 제1 플레이트(14E)와 제3 플레이트(12E) 사이에 배치되어 연장될 수 있는 제2 전극(76, 도 2참조)과 연결될 수 있다. 반면, 제3 플레이트(12E) 내 액체 렌즈(28E)의 중심에서 멀리 떨어진 관통홀의 경우 기판(48E)과 제1 플레이트(14E) 상에 배치되는 제1 전극(74, 도 2참조)과 연결될 수 있다. 관통홀을 기준으로 연결되는 영역이 검정색으로 표시되어 있다.
각 전극 섹터마다 제3 플레이트(12E)는 복수의 관통홀을 포함할 수 있으나, 제1 플레이트(14E)가 하나의 관통홀을 포함하는 것은, 제2 전극(76)의 경우 제1 플레이트(14E)의 아래에서 경사면을 통해 상부까지 연장되어 형성되어 있기 때문에, 제1 플레이트(14E)를 관통하여 연결할 필요가 없을 수 있기 때문이다.
또한, 액체 렌즈(28E)에는 제1 플레이트(14E)와 제3 플레이트(12E)를 접합하기 위해 밀봉 접합(hermetic sealing)을 위해 배치된 금속층과 레이저 열을 이용하는 접합을 이용할 수 있다. 또한, 실시 예에 따라, 도시된 접착 패턴(58E)을 이용하여 제1 플레이트(14E)와 제3 플레이트(12E)를 접합할 수 있다.
전술한 도 4의 (a) 내지 (c)에서 설명하는 액체 렌즈(28C, 28D, 28E)에는 복수의 전극섹터의 각각이 제1 플레이트(14C, 14D, 14E)에 적어도 하나의 관통홀과 제3 플레이트(12C, 12D, 12E)에 복수의 관통홀을 포함하고 있다. 이러한 관통홀은 캐비티(50, 도 2참조)를 위해 제1 플레이트(14C, 14D, 14E)의 중심을 패터닝하는 과정에서 전, 후, 또는 함께 패터닝될 수 있다.
도 5 (a) 내지 (c)는 제1 플레이트 또는 제3 플레이트에 포함되는 관통홀 내 도전성 패턴의 구조를 설명한다.
도 5의 (a)는 제1 플레이트(14) 또는 제3 플레이트(12)에 포함되는 관통홀(54, 56, 도 2참조)의 내부에 측면을 따라 형성된 도전성 물질을 도포하여 측면에 도전성 패턴(54A)을 형성하고, 관통홀(54, 56)의 중심부를 비워둘 수도 있다. 관통홀(54, 56)에 하나의 도전성 패턴(54A)이 포함되기 때문에, 관통홀(54, 56)은 제1 전극(74) 또는 제2 전극(76) 중 하나에만 연결되어야 한다.
도 5의 (b)는 제1 플레이트(14) 또는 제3 플레이트(12)에 포함되는 관통홀(54, 56, 도 2참조)의 내부에 측면을 따라 형성된 도전성 물질을 도포하여 측면에 도전성 패턴(54B)을 형성하고, 관통홀(54, 56)의 중심부를 접착물질로 채울 수 있다. 이때, 접착물질은 절연성일 수 있다. 도 5의 (a)에서 설명한 구조와 유사하게, 관통홀(54, 56)에 하나의 도전성 패턴(54B)이 포함되기 때문에, 관통홀(54, 56)은 제1 전극(74) 또는 제2 전극(76) 중 하나에만 연결되어야 한다. 다만, 관통홀(54, 56)의 중심부를 접착물질로 채우면, 관통홀(54, 56)이 구동 전압을 전달하는 역할 뿐만 아니라 서로 다른 두 플레이트를 접합하거나, 접합 강도를 증가시키거나, 밀페 접합을 도울 수 있다.
도 5의 (c)는 제1 플레이트(14) 또는 제3 플레이트(12)에 포함되는 관통홀(54, 56, 도 2참조)의 내부에 측면을 따라 형성된 도전성 물질을 도포하여 측면에 제1 도전성 패턴(54C)을 형성하고, 관통홀(54, 56)의 중심부에 제1 도전성 패턴(54C)과 구별되는 제2 도전성 패턴(54D)를 형성한 후, 제1 도전성 패턴(54C)과 제2 도전성 패턴(54D) 사이를 접착 물질로 매울 수 있다. 이때, 접착물질은 절연성일 수 있다. 제1 도전성 패턴(54C)과 제2 도전성 패턴(54D)은 실시 예에 따라 전기적으로 연결되거나 연결되지 않을 수 있다. 만약 제1 도전성 패턴(54C)과 제2 도전성 패턴(54D)이 전기적으로 연결되지 않을 경우, 관통홀(54, 56)은 제1 전극(74) 및 제2 전극(76)에 서로 다른 구동 전압을 전달할 수 있다. 만약 제1 도전성 패턴(54C)과 제2 도전성 패턴(54D)이 전기적으로 연결되는 경우, 관통홀(54, 56)은 제1 전극(74) 또는 제2 전극(76) 중 하나에만 연결되어야 한다. 다만, 관통홀(54, 56)의 제1 도전성 패턴(54C)과 제2 도전성 패턴(54D) 사이에 채워진 접착물질은 서로 다른 두 플레이트를 접합하거나, 접합 강도를 증가시키거나, 밀페 접합을 도울 수 있다.
도 6은 액체 렌즈에 구동 전압을 인가하는 기판의 구조를 설명한다.
도 6을 참조하면, 액체 렌즈(28, 도 2 참조)에 구동 전압을 공급하는 기판(48)은 액체 렌즈(28)의 일측에 배치될 수 있고, 액체 렌즈(28)의 제1 전극(74) 및 제2 전극(76)과 전기적으로 연결될 수 있다. 공통 전압(C0)을 전달하는 제1 전극(74)뿐만 아니라 복수의 전극섹터(L1, L2, L3, L4)를 포함하는 제2 전극(76)에 개별 전압을 전달할 수 있다. 기판(48)은 액체 렌즈(28)의 제2 전극(76)이 4개의 전극 섹터(L1, L2, L3, L4)를 포함하는 경우에 대응하는 구조를 설명하고 있으나, 액체 렌즈(28)의 제2 전극(76)이 더 많은 전극 섹터(8개, 16개 등)를 포함하는 경우에는 그에 대응하는 도전성 패턴을 포함할 수 있다.
또한, 실시 예에 따라, 기판(48)에는 구동 전압을 합하고 나누며 선택적으로 전달할 수 있는 제어회로 등을 구비하여 액체 렌즈(28)의 제2 전극(76)에 포함된 복수의 전극 섹터를 선택적으로 제어하거나 전달되는 구동 전압의 크기를 조정할 수 있다.
도 7은 액체 렌즈의 또 다른 예를 설명한다. 구체적으로, 도 7의 (a) 내지 (c)는 제1 플레이트(14F, 14G, 14H)에 트랜치 또는 관통홀이 포함된 액체 렌즈의 예를 설명한다. 여기서, 트랜치는 제1 플레이트의 상부, 하부의 표면으로부터 일정 깊이만큼 식각되는 구조를 포함하고, 관통홀은 제1 플레이트의 상부와 하부 사이를 관통하는 구조를 포함한다. 트랜치는 제1 플레이트의 상부와 하부를 관통하지 않으므로 제1 플레이트의 상부와 하부에 배치되는 전극을 전기적으로 연결하는 구조로 사용되지 않는다. 다만, 트랜치에는 접착 물질을 매립하여 제1 플레이트의 상부 및 하부에 각각 배치되는 제2 플레이트, 제3 플레이트와의 밀봉 접합(hermetic sealing)을 도울 수 있다.
먼저 도 7 (a)를 참조하면, 액체 렌즈(28F)의 제1 플레이트(14F) 상부 및 하부에 복수의 트렌치가 포함되어 있다. 제1 플레이트(14F)의 상부, 하부에 배치되는 전극을 연결하는 관통홀은 포함되지 않고, 복수의 트렌치를 포함하여, 제1 플레이트(14F)의 상부, 하부에 배치되는 제2 플레이트, 제3 플레이트와의 밀봉 접합을 구현할 수 있다.
또한, 도 7(b)를 참조하면, 액체 렌즈(28G)의 제1 플레이트(14G)에 트랜치와 관통홀이 모두 포함될 수 있다. 제1 플레이트(14G)에 포함된 트렌치는 제1 플레이트(14G)의 상부, 하부에 배치되는 제2 플레이트, 제3 플레이트와의 밀봉 접합을 위한 것일 수 있다. 또한, 제1 플레이트(14G)에 포함된 관통홀은 제1 플레이트(14G)의 상부, 하부에 배치되는 전극을 연결하기 위한 것일 수 있다. 이때, 트렌치는 관통홀보다 액체 렌즈(28G)의 중심영역(두 액체가 충진되는 캐비티의 중심)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 또한, 트렌치는 액체 렌즈(28G)의 밀봉 접합을 위해 캐비티의 외곽에 배치될 수 있다. 액체 렌즈(28G)에서 밀봉 접합은 캐비티에 충진되는 두 액체가 외부로 누출되거나, 외부에서 공기가 캐비티로 유입되는 것을 방지하기 위해 필요한 것이므로, 캐비티의 인접된 영역에 트렌치가 배치될수록 밀봉 접합의 효과를 높일 수 있다.
한편, 도 7(c)를 참조하면, 액체 렌즈(28H)에 포함된 제1 플레이트(14H)에 복수의 관통홀과 복수의 트렌치가 포함될 수 있다. 복수의 관통홀은 제1 플레이트(14H)의 상부, 하부에 배치되는 전극을 연결하기 위해 사용될 수 있고, 트렌치는 제1 플레이트(14H)의 상부, 하부에 배치되는 제2 플레이트, 제3 플레이트와의 밀봉 접합을 위해 사용될 수 있다. 이때, 트렌치는 관통홀보다 액체 렌즈(28H)의 중심영역(두 액체가 충진되는 캐비티의 중심)에 더 가깝게 배치될 수 있다.
도 7의 (a) 내지 (c)에서 설명한 관통홀은 도 5의 (a) 내지 (c)에서 설명한 것과 같이 도전형 물질 또는 접착 물질 중 적어도 하나, 혹은 모두를 포함할 수 있다. 또한, 관통홀에는 매립된 절연 물질을 이용해 전기적으로 격리된 두 개의 도전층(즉, 서로 다른 전극을 각각 연결하기 위한)을 포함할 수 있다. 반면, 도 7의 (a) 내지 (c)에서 설명한 트랜치는 도전 물질이 매립되지 않고 접착 물질이 매립될 수 있다.
한편, 도 7의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 관통홀과 트랜치는 링, 막대 등의 의 평면 형상을 가질 수 있다. 또한, 액체 렌즈에는 작은 원형 또는 다각형의 형상을 가지는 복수의 관통홀 또는 트랜치가 기 설정된 간격마다 배치될 수도 있다. 관통홀과 트랜치의 수와 형상은 액체 렌즈의 실시 예에 따라 변경이 가능하다.
도 8은 액체 렌즈의 조립 방법을 설명한다.
먼저 도 8 (a)를 참조하면, 제1 플레이트(14J)에는 캐비티 영역 외에도 적어도 하나의 트렌치와 적어도 하나의 관통홀이 배치될 수 있다.
이후, 도 8 (b)를 참조하면, 제1 플레이트(14J)의 일측의 트렌치에 접착 물질(58A)을 매립한 후 제3 플레이트(12J)를 접합할 수 있다.
이후, 도 8 (c)를 참조하면, 제3 플레이트(12J)가 접합된 제1 플레이트(14J)에 포함된 관통홀 또는 트렌치에 접착 물질(58B)을 매립한 후, 제2 플레이트(16J)를 접합할 수 있다.
도 8의 (a) 내지 (c)에서 설명한 바와 같이, 제1 플레이트(14J)에 포함된 외에도 적어도 하나의 트렌치와 적어도 하나의 관통홀에 접착 물질을 매립하여 제2 플레이트(16J) 및 제3 플레이트(12J)와 접합하여 밀봉 접합이 더욱 용이해질 수 있다.
일 실시 예에 의한 액체 렌즈는, 전도성 액체와 비전도성 액체가 배치되는 캐비티와 도전성 물질 또는 접착 물질 중 적어도 하나가 배치되는 제1 관통홀을 포함하는 제1 플레이트; 상기 제1 플레이트 상에 배치되는 제1 전극; 상기 제1 플레이트 아래에 배치되고, 복수의 전극섹터들을 포함하는 제2 전극; 상기 제1 전극 상에 배치되는 제2 플레이트; 및 상기 제2 전극 아래에 배치되는 제3 플레이트를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 관통홀은 상기 제1 플레이트에서 상하 방향으로 상기 제1 플레이트를 관통하도록 형성될 수 있다.
예를 들어, 액체 렌즈는 상기 접착물질이 배치되고 상기 제1 플레이트 상에 배치되는 트렌치를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 도전성 물질은 상기 제1 관통홀 내주면에 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 관통홀에 배치되는 상기 접착물질은 상기 도전성 물질의 내주면에 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 관통홀은 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극과 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 제3 플레이트는 상기 제1 관통홀에 대응하는 제2 관통홀을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 관통홀 또는 상기 제2 관통홀 중 적어도 하나는 상기 제1 관통홀 또는 상기 제2 관통홀의 내주면에 배치된 제1 도전성 패턴; 상기 제1 도전성 패턴의 내측에 배치된 제2 도전성 패턴; 및 상기 제1 도전성 패턴과 상기 제2 도전성 패턴의 사이에 배치되는 절연성 접착물질을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 트렌치는 상기 관통홀보다 상기 캐비티에 가깝게 배치될 수 있다.
다른 실시 예에 의한 카메라 모듈은, 상기 일 실시 예에 의한 액체 렌즈; 상기 액체 렌즈를 통해 전달되는 광을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서; 상기 액체 렌즈에 포함된 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 통해 전달되어 상기 계면을 제어하기 위한 전기 신호 또는 구동 전압을 생성하거나 전달하는 제어 회로; 및 상기 관통홀에 배치된 상기 도전성 물질과 전기적으로 연결되어 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극에 구동 전압을 공급하는 기판을 포함할 수 있다.
한편, 실시 예에 따라, 액체 렌즈를 포함하는 장치와 모듈은 제어회로 또는 구동회로와 액체 렌즈의 개별 전극을 연결하는 연결 수단에 전술한 개별 구동 전압의 변경하거나 개별 구동 전압이 인가되는 전극을 결정하기 위한 회로 또는 로직을 포함시킬 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 실시 예를 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.
상술한 실시 예에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 포함된다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시 예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
실시 예와 관련하여 전술한 바와 같이 몇 가지만을 기술하였지만, 이외에도 다양한 형태의 실시가 가능하다. 앞서 설명한 실시 예들의 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.
발명의 실시를 위한 형태는 전술한 "발명의 실시를 위한 최선의 형태"에서 충분히 설명되었다.
실시 예에 의한 액체렌즈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학기기는 카메라/비디오 장치, 망원경 장치, 현미경 장치, 간섭계 장치, 광도계 장치, 편광계 장치, 분광계 장치, 반사계 장치, 오토콜리메이터 장치, 렌즈미터 장치, 스마트폰, 노트북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터 등의 휴대용 장치에 적용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 전도성 액체와 비전도성 액체가 배치되는 캐비티와 도전성 물질 또는 접착 물질 중 적어도 하나가 배치되는 제1 관통홀을 포함하는 제1 플레이트;
    상기 제1 플레이트 상에 배치되는 제1 전극;
    상기 제1 플레이트 아래에 배치되고, 복수의 전극섹터들을 포함하는 제2 전극;
    상기 제1 전극 상에 배치되는 제2 플레이트; 및
    상기 제2 전극 아래에 배치되는 제3 플레이트를 포함하는 액체 렌즈.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제1 관통홀은 상기 제1 플레이트에서 상하 방향으로 상기 제1 플레이트를 관통하도록 형성된 액체 렌즈.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 접착물질이 배치되고, 상기 제1 플레이트 상에 배치된 트렌치를 포함하는 액체 렌즈.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 도전성 물질은 상기 제1 관통홀의 내주면에 배치되는 액체 렌즈.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 제1 관통홀에 배치되는 상기 접착물질은 상기 도전성 물질의 내주면에 배치되는 액체 렌즈.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 제1 관통홀은 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극과 대응되는 위치에 배치되는 액체 렌즈.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 제3 플레이트는 상기 제1 관통홀에 대응하는 제2 관통홀을 포함하는 액체 렌즈.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 제1 관통홀 또는 상기 제2 관통홀 중 적어도 하나는
    상기 제1 관통홀 또는 상기 제2 관통홀의 내주면에 배치된 제1 도전성 패턴;
    상기 제1 도전성 패턴의 내측에 배치된 제2 도전성 패턴; 및
    상기 제1 도전성 패턴과 상기 제2 도전성 패턴의 사이에 배치되는 절연성 접착물질을 포함하는 액체 렌즈.
  9. 제3 항에 있어서, 상기 트렌치는 상기 제1 관통홀보다 상기 캐비티에 더 가깝게 배치되는 액체 렌즈.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 기재된 액체 렌즈;
    상기 액체 렌즈를 통해 전달되는 광을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서;
    상기 액체 렌즈에 포함된 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 통해 전달되어 상기 계면을 제어하기 위한 전기 신호 또는 구동 전압을 생성하거나 전달하는 제어 회로; 및
    상기 제1 관통홀에 배치된 상기 도전성 물질과 전기적으로 연결되어 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극에 구동 전압을 공급하는 기판을 포함하는 카메라 모듈.
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