WO2020242135A1 - Liquid lens and lens assembly comprising liquid lens - Google Patents

Liquid lens and lens assembly comprising liquid lens Download PDF

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WO2020242135A1
WO2020242135A1 PCT/KR2020/006655 KR2020006655W WO2020242135A1 WO 2020242135 A1 WO2020242135 A1 WO 2020242135A1 KR 2020006655 W KR2020006655 W KR 2020006655W WO 2020242135 A1 WO2020242135 A1 WO 2020242135A1
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lens
liquid
plate
liquid lens
disposed
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PCT/KR2020/006655
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배진우
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엘지이노텍(주)
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/12Fluid-filled or evacuated lenses
    • G02B3/14Fluid-filled or evacuated lenses of variable focal length
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/021Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses for more than one lens
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification

Definitions

  • Embodiments relate to a liquid lens and a lens assembly comprising the liquid lens.
  • various shooting functions include at least one of an optical zoom function (zoom-in/zoom-out), an auto-focusing (AF) function, or an image stabilization or image stabilization (OIS) function.
  • an optical zoom function zoom-in/zoom-out
  • AF auto-focusing
  • OIS image stabilization or image stabilization
  • the autofocus and image stabilization functions are performed by moving or tilting several lenses aligned with the optical axis in a vertical direction of the optical axis or the optical axis.
  • the embodiment is to provide a liquid lens capable of expressing excellent optical performance in various environments, a simple manufacturing process and low manufacturing cost, and a lens assembly including the liquid lens.
  • a liquid lens includes: a first plate including a cavity positioned on an optical axis; A first non-conductive liquid disposed in the cavity; A second non-conductive liquid disposed above the first non-conductive liquid in the cavity and in contact with the first non-conductive liquid; A first electrode spaced apart from the optical axis, disposed in contact with an inner surface of the first plate, and contacting the first and second non-conductive liquids, respectively; And a second electrode disposed on the first plate and spaced apart from the first electrode, and in contact with the second non-conductive liquid.
  • the first non-conductive liquid may directly contact the bottom surface of the cavity on the optical axis.
  • the first electrode may include a first portion disposed on the inner surface; And a second portion extending from the first portion, disposed on a bottom surface of the cavity, and spaced apart from the optical axis.
  • the liquid lens may include a second plate forming the cavity together with the first plate.
  • the second electrode may include a first portion disposed between the first plate and the second plate; And a second portion extending from the first portion and contacting the second non-conductive liquid.
  • the second portion of the second electrode may be disposed between the entire lower surface of the second plate on the cavity and the second non-conductive liquid.
  • the second portion of the second electrode may be disposed between a portion of the entire lower surface of the second plate on the cavity and the second non-conductive liquid.
  • the first electrode and the second electrode may have a symmetrical cross-sectional shape in a direction orthogonal to the optical axis.
  • an interface between the first non-conductive liquid and the second non-conductive liquid may contact the inner surface.
  • the first dielectric constant of the first non-conductive liquid may be greater than the second dielectric constant of the second non-conductive liquid.
  • the liquid lens and the lens assembly including the liquid lens according to the embodiment use a non-conductive liquid instead of a water-based electrolyte, the deformation of the second plate is minimized at various temperatures or various driving voltage ranges, thereby improving optical performance. It can be improved.
  • liquids are non-conductive instead of a water-based electrolyte, electrolysis does not occur, and thus an insulating layer is not required, thus simplifying the manufacturing process.
  • manufacturing process time and cost can be reduced, microbubbles and liquid evaporation can be prevented during voltage driving, low power consumption can be maintained, high operating voltage can be endured, and low operating voltage can be achieved.
  • the liquid lens and the lens assembly including the liquid lens according to the embodiment change the shape of the interface by the dielectric force to be convex or concave under the influence of a non-uniform electric field, so that the focal length can be adjusted from positive to negative or vice versa. It can be applied to a zoom lens system or a 2D-3D switchable display to obtain a large magnification thanks to this wide range of changes in the focal length.
  • liquid lens and the lens assembly including the liquid lens according to the embodiment do not have an insulating layer disposed on the optical axis, transmittance of light may be improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a liquid lens module including a liquid lens according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a liquid lens module according to another embodiment.
  • FIG 3 is a cross-sectional view of a liquid lens module according to another embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a liquid lens module according to another embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a liquid lens module according to another embodiment.
  • FIG. 6 is a block diagram of a camera module according to an embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the camera module shown in FIG. 6 according to an embodiment.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a liquid lens module according to a comparative example.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view of a camera module according to a comparative example
  • FIG. 9B is a cross-sectional view of a camera module according to the embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic block diagram of an optical device according to an embodiment.
  • first, second, A, B, (a), and (b) may be used in describing the constituent elements of the embodiment of the present invention. These terms are only for distinguishing the component from other components, and are not limited to the nature, order, or order of the component by the term.
  • the top (top) or bottom (bottom) is one as well as when the two components are in direct contact with each other. It also includes a case in which the above other component is formed or disposed between the two components.
  • the meaning of not only an upward direction but also a downward direction based on one component may be included.
  • the variable lens may be a variable focus lens. Also, the variable lens may be a lens whose focus is adjusted.
  • the variable lens may be at least one of a liquid lens, a polymer lens, a liquid crystal lens, a VCM type, and an SMA type.
  • the liquid lens may include a liquid lens including one liquid and a liquid lens including two liquids.
  • a liquid lens containing one liquid may change the focus by adjusting a membrane disposed at a position corresponding to the liquid, and for example, the focus may be changed by pressing the membrane by electromagnetic force of a magnet and a coil.
  • a liquid lens including two liquids may control an interface formed between the conductive liquid and the non-conductive liquid by using a voltage applied to the liquid lens including a conductive liquid and a non-conductive liquid.
  • the polymer lens can change the focus of the polymer material through a driving unit such as piezo.
  • the liquid crystal lens can change the focus by controlling the liquid crystal by electromagnetic force.
  • the VCM type can change the focus by adjusting the solid lens or the lens assembly including the solid lens through the electromagnetic force between the magnet and the coil.
  • the SMA type can change focus by controlling a solid lens or a lens assembly including a solid lens using a shape memory alloy.
  • variable lens is a liquid lens
  • the embodiment is not limited thereto. That is, it goes without saying that the liquid lens according to the embodiment, the lens assembly including the liquid lens, and the camera module including the assembly may be applied to variable lenses other than the liquid lens.
  • a liquid lens according to an exemplary embodiment, a lens assembly including the liquid lens, and a camera module including the assembly will be described using a Cartesian coordinate system, but the exemplary embodiment is not limited thereto. That is, according to the Cartesian coordinate system, the x-axis, y-axis, and z-axis are orthogonal to each other, but embodiments are not limited thereto. That is, the x-axis, y-axis, and z-axis may cross each other instead of orthogonal.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a liquid lens module 100A including a liquid lens according to an exemplary embodiment.
  • a liquid lens module 100A may include a liquid lens and first and second connection substrates 141 and 144.
  • the liquid lens illustrated in FIG. 1 may include a plurality of plates, a first non-conductive material LQ1, a second non-conductive material LQ2, and first and second electrodes E1A and E2A.
  • the first non-conductive material LQ1 may be filled, accommodated, or disposed in at least a portion of the cavity CA.
  • the first non-conductive material LQ1 may be a non-conductive liquid (hereinafter referred to as “first non-conductive liquid”).
  • the second non-conductive material LQ2 may be disposed in contact with the first non-conductive liquid LQ1 in the cavity CA. As shown, the second non-conductive material LQ2 may be disposed on the first non-conductive liquid LQ1.
  • the second non-conductive material LQ2 may be a non-conductive liquid (hereinafter, referred to as “second non-conductive liquid”).
  • the first conductive liquid (LQ1) and the second non-conductive liquid (LQ2) are not mixed with each other, and an interface (BO) may be formed in a contact portion between the first conductive liquid (LQ1) and the second non-conductive liquid (LQ2). have.
  • the interface BO between the first non-conductive liquid LQ1 and the second non-conductive liquid LQ2 may contact the inner surface i of the first plate P1.
  • the inner surface i may be formed so that the flowing interfaces BO1 and BO2 do not deviate from the inner surface i.
  • At least one of dielectric constant, refractive index, density, or color of the first and second non-conductive liquids LQ1 and LQ2 may be different from each other.
  • the first dielectric constant of the first non-conductive liquid LQ1 may be greater than the second dielectric constant of the second non-conductive liquid LQ2.
  • the first refractive index of the first non-conductive liquid LQ1 may be smaller than the second refractive index of the second non-conductive liquid LQ2.
  • the first density of the first non-conductive liquid LQ1 and the second density of the second non-conductive liquid LQ2 may be similar to minimize the gravitational effect.
  • the colors of the first non-conductive liquid LQ1 and the second non-conductive liquid LQ2 may be the same or different from each other.
  • the first non-conductive liquid LQ1 and the second non-conductive liquid LQ2 may have characteristics as shown in Table 1 below, but embodiments are not limited thereto.
  • the first non-conductive liquid (LQ1) may be glycerol (Glycerol)
  • the second non-conductive liquid (LQ2) may be an optical fluid (Optical Fluids SL-5267, from Santovac Fluids), but embodiments are limited thereto. It doesn't work.
  • the first non-conductive liquid LQ1 may directly contact the bottom surface of the cavity CA at the optical axis LX (or around the optical axis LX and the optical axis LX).
  • the above-described cavity CA is located on the optical axis LX, and may be defined by at least one plate.
  • the plurality of plates may include first to third plates P1 to P3.
  • the first plate P1 may include a cavity CA positioned on the optical axis LX.
  • the first plate P1 may include an inner side surface i defining a side portion of the cavity CA.
  • the inner surface i of the first plate P1 may be inclined as shown, but the embodiment is not limited thereto.
  • the cavity CA may include first and second openings O1 and O2 respectively formed above and below the first plate P1. That is, the cavity CA may be defined as a region surrounded by the inner surface i of the first plate P1, the first opening O1 and the second opening O2. That is, as shown, the cavity CA has an inner surface i of the first plate P1, a lower surface P2L of the second plate P2, and an upper surface P3U of the third plate P3. Can be defined by
  • the diameter of the wider one among the first and second openings O1 and O2 depends on the FOV required by the liquid lens module 100A or the role to be played in the optical device including the liquid lens module 100A. It can be different.
  • the size (or area or width) of the first opening O1 may be larger than the size (or area or width) of the second opening O2.
  • the size of each of the first and second openings O1 and O2 may be a cross-sectional area in a horizontal direction (eg, in the x-axis and y-axis directions).
  • the size of each of the first and second openings O1 and O2 may mean a radius when the cross section of the opening is circular, and may mean a diagonal length when the cross section of the opening is square.
  • the cavity CA is a part through which light passes. Accordingly, the first plate P1 constituting the cavity CA may be made of a transparent material or may contain impurities so that light transmission is not easy.
  • the light may be incident in the cavity CA through a first opening O1 that is wider than the second opening O2 and emitted through the second opening O2, or a second opening that is narrower than the first opening O1 ( It may be incident through O2) and emitted through the first opening O1.
  • the second plate P2 may be disposed above or below the first plate P1, and the third plate P3 may be disposed above or below the first plate P1.
  • the second plate P2 may be disposed above the first plate P1, and the third plate P3 may be disposed below the first plate P1.
  • the second plate P2 may be disposed above the cavity CA, and the third plate P3 may be disposed below the cavity CA.
  • the liquid lens module 100A illustrated in FIG. 1 may further include a bonding member 148.
  • the bonding member (or adhesive) 148 is disposed between the first plate P1 and the second plate P2 and serves to couple the first plate P1 and the second plate P2 to each other.
  • the liquid lens module 100A illustrated in FIG. 1 may further include a plate leg (LEG) 148 instead of including the bonding member 148.
  • the plate leg 148 is disposed between the first plate P1 and the second plate P2 and serves to support the second plate P2.
  • the plate leg 148 may be integrally implemented with the same material as the second plate P2.
  • the second plate P2 and the third plate P3 may be disposed to face each other with the first plate P1 interposed therebetween. Also, at least one of the second plate P2 and the third plate P3 may be omitted.
  • At least one of the second or third plates P2 and P3 may have a rectangular planar shape, and a partial area may be escaped to expose a part of an electrode to be described later.
  • Each of the second and third plates P2 and P3 is a region through which light passes, and may be made of a light-transmitting material.
  • each of the second and third plates P2 and P3 may be made of glass, and may be made of the same material for convenience of the process.
  • edges of each of the second and third plates P2 and P3 may have a rectangular shape, but are not limited thereto.
  • the second plate P2 may have a configuration that allows incident light to proceed into the cavity CA of the first plate P1, but may have a configuration that allows light to exit in the opposite direction.
  • the third plate P3 may have a configuration that allows light that has passed through the cavity CA of the first plate P1 to be emitted, but a configuration that allows light to be emitted in the opposite direction (that is, the incident light is suppressed). 1) may have a configuration that allows it to proceed into the cavity CA of the plate P1).
  • the second plate P2 may directly contact the second non-conductive liquid LQ2.
  • the actual effective lens area of the liquid lens module 100A may be narrower than the diameter of the narrow second opening O2 among the first and second openings O1 and O2 of the first plate P1.
  • the first electrode (or individual electrode) may be spaced apart from the optical axis LX, and may be disposed in contact with the inner surface i of the first plate P1.
  • the first electrode may be disposed to contact the first and second non-conductive liquids LQ1 and LQ2, respectively.
  • the second electrode (or common electrode) may be disposed on the first plate P1 to be spaced apart from the first electrode, and may be disposed in contact with the second non-conductive liquid LQ2. Unlike the first electrode, the second electrode does not contact the first non-conductive liquid LQ1.
  • the first electrode and the second electrode may have a cross-sectional shape symmetrical in a direction perpendicular to the optical axis LX (eg, at least one of an x-axis direction or a y-axis direction).
  • the first electrode may be a plurality of electrodes, and the second electrode may be one electrode.
  • the number of first electrodes may be 4 or 8, and the embodiment is not limited to a specific number of first electrodes.
  • the first and second electrodes according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5 as follows.
  • FIGS 2 to 5 are cross-sectional views of liquid lens modules 100B to 100E according to another embodiment.
  • To 100E) are the same as the liquid lens module 100A illustrated in FIG. 1, and thus descriptions of overlapping portions will be omitted.
  • the first electrode E1A may be disposed on the lower surface P1L, the inner surface i, and the upper surface P1U of the first plate P1, respectively. have. That is, the first electrode E1A is from between the first and third plates P1 and P3 to the upper surface P1U of the first plate P1 along the inner surface i of the first plate P1. It may extend and be disposed to be spaced apart from the second electrode E2A. In addition, the second electrode E2A may be disposed spaced apart from the first electrode E1A on the upper surface P1U of the first plate P1.
  • the first electrode E1A is disposed in contact with the first and second non-conductive liquids LQ1 and LQ2, respectively, while the second electrode E2A is in contact with the second non-conductive liquid LQ2, while the first It can be disposed without contact with the non-conductive liquid (LQ1).
  • the first electrode E1B may include a first portion E11 and a second portion E12 as illustrated in FIG. 2.
  • the first portion E11 is disposed on the inner surface i of the first plate P1.
  • the second portion E12 may extend from the first portion E11 toward the optical axis LX and may be disposed on the bottom surface of the cavity CA. As shown in FIG. 2, the second portion E12 is disposed to extend toward the optical axis LX, and may be disposed to be spaced apart from the optical axis LX.
  • the first electrode E1C includes only the first portion E11 and the second portion E12 may be omitted.
  • the second electrodes E2B, E2C, and E2D may include first and second portions.
  • the first portion E21 of the second electrode E2B, E2C, and E2D is between the first plate P1 and the second plate P2. Is placed.
  • the second portions E22A, E22B, and E22C of the second electrodes E2B, E2C, and E2D may extend from the first portion E21 to contact the second non-conductive liquid LQ2.
  • the second portion E22A of the second electrode E2B is the entire lower surface P2L of the second plate P2 above the cavity CA. It can be disposed between 2 non-conductive liquid (LQ2).
  • the second portions E22B and E22C of the second electrodes E2C and E2D are the entire lower surface P2L of the second plate P2 above the cavity CA. It may be disposed between a portion of the liquid and the second non-conductive liquid LQ2.
  • the second portion E22B of the second electrode E22B illustrated in FIG. 3 is spaced apart from the first plate P1 and disposed only on the lower surface P2L of the second plate P2.
  • the second part E22C of the second electrode E2D shown in FIG. 5 is in the optical axis direction from the lower surface P2L of the second plate P2L toward the first plate P1 (for example, It may be disposed extending in the z-axis direction).
  • the second portion E22C of the second electrode E2D shown in FIG. 5 is in the second non-conductive liquid LQ2 than the second portion E22B of the second electrode E2C shown in FIG. 3. You can reach more.
  • Each of the first electrodes E1A, E1B and E1C and the second electrodes E2A to E2D may be made of a light-transmitting conductive material.
  • each of the first electrodes E1A and E1C and the second electrodes E2A to E2D may be made of a light-transmitting and conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide). Not limited.
  • a first connection substrate 141 may be electrically connected to an electrode pad formed on a main substrate (not shown) through a connection pad electrically connected to the first electrode E1A.
  • the second connection substrate 144 may be electrically connected to an electrode pad formed on the main substrate through a connection pad electrically connected to the second electrode E2A.
  • liquid lens modules 100B to 100E shown in FIGS. 2 to 5 are also the first and second connection substrates 141 and 144 having the same structure as the liquid lens module 100A shown in FIG. 1. It may include, but the embodiment is not limited thereto.
  • first connection board 141 may be implemented as a flexible printed circuit board (FPCB), and the second connection board 144 may be implemented as an FPCB or a single metal substrate (conductive metal plate).
  • FPCB flexible printed circuit board
  • the embodiment is not limited thereto.
  • the first connection substrate 141 may transmit a plurality of different voltages (hereinafter referred to as “individual voltages”) to the plurality of first electrodes E1A, respectively.
  • the second connection substrate 144 may transmit one driving voltage (hereinafter, referred to as “common voltage”) to the second electrode E2A.
  • the common voltage may include a DC voltage or an AC voltage.
  • the width or duty cycle of the pulse may be constant. That is, the driving voltage may be supplied to the liquid lens module 100A through the first connection substrate 141 and the second connection substrate 144.
  • the curvature of the interface BO formed in the liquid lens module 100A may be changed to perform an auto-focusing (AF) function, or the tilting of the interface BO Since the angle is changed, a camera shake correction or an image stabilization (OIS) function may be performed.
  • AF auto-focusing
  • OIS image stabilization
  • individual voltages equal to each other may be respectively transmitted to the plurality of first electrodes E1A through the first connection substrate 141.
  • OIS image stabilization
  • the configuration and operation of the liquid lens according to the embodiment is not limited to a specific arrangement or configuration of the first and second connection substrates 141 and 144. That is, the arrangement in which the first and second connection substrates 141 and 144 shown in FIG. 1 are arranged is only an example for helping understanding of the liquid lens module 100A.
  • liquid lens module 100A shown in FIG. 1 operates in the same manner as the liquid lens modules 100B to 100E shown in FIGS. 2 to 5.
  • the focal length (or focal length) of the liquid lens modules 100B to 100E is varied by varying the level (eg, the amount of charge) of the driving signal applied to the liquid lens modules 100B to 100E. Length) may vary. With this principle, the liquid lens modules 100B to 100E may be driven to perform an AF function.
  • the driving signal may correspond to a voltage difference between an individual voltage applied to the first electrodes E1: E1A to E1C and a common voltage applied to the second electrodes E2: E2A to E2D.
  • the liquid lens modules 100B to 100E may have a negative (-) focal length. That is, the flat interface BO as shown in FIG. 1 may be changed to the interface BO1 having a convex downward shape as shown in FIGS. 2 to 5.
  • the liquid lens modules 100B to 100E may have a positive focal length. That is, the flat interface BO as shown in FIG. 1 may be changed to an interface BO2 having a convex upward shape as shown in FIGS. 2 to 5.
  • the liquid lens modules 100A to 100E may have both positive (+) or negative (-) focal lengths according to the level of the driving signal.
  • the AF function may be performed by applying a driving signal to the liquid lens modules 100A to 100E.
  • the liquid lens modules 100A to 100E according to the above-described embodiment can be applied to various fields.
  • FIG. 6 is a block diagram of a camera module 200 according to an embodiment.
  • the camera module 200 may include a lens assembly 210 and an image sensor 220.
  • the lens assembly 210 may include at least one lens and a liquid lens 214.
  • the liquid lens 214 may mean a liquid lens included in the liquid lens modules 100A to 100E shown in FIGS. 1 to 5.
  • At least one lens may be aligned with the liquid lens 214 and the optical axis LX.
  • at least one lens may include a plurality of lenses, as illustrated in FIG. 6.
  • the plurality of lenses may include a first lens unit 212 and a second lens unit 216.
  • Each of the first and second lens units 212 and 216 may include at least one lens.
  • At least one of the first or second lens units 212 and 216 may be omitted.
  • Each of the plurality of lenses may be a solid lens or a liquid lens, and the lens assembly 210 according to the embodiment is not limited to a specific shape of a solid lens.
  • the liquid lens 214 is disposed between the first lens unit 212 and the second lens unit 216, but the embodiment is not limited thereto. That is, according to another exemplary embodiment, the liquid lens 214 may be disposed above the first lens unit 212 or may be disposed below the second lens unit 216. As such, the liquid lens 214 may be disposed between the plurality of lenses, above the plurality of lenses, and below the plurality of lenses.
  • liquid lens 214 may serve as any one of a plurality of lenses.
  • the image sensor 220 receives the opening of the liquid lens 214 (for example, the first and second openings O1 and O2 shown in FIG. 1) and the light that has passed through at least one lens to provide an image Data can be created.
  • the image sensor 220 may be aligned with the liquid lens 214 and at least one lens (eg, 212 and 216 shown in FIG. 6) along the optical axis LX.
  • the liquid lens 214 can serve as any one of a plurality of lenses, the number of lenses included in the lens assembly 210 can be reduced. Accordingly, the size of the lens assembly 210 may be reduced.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the camera module 200 shown in FIG. 6 according to an embodiment 200A.
  • the camera module 200A includes a first lens unit 212A, a liquid lens 214A, a second lens unit 216A, an image sensor 220A, a main substrate 230 and a lens holder 240. It may include.
  • the first lens unit 212A, the liquid lens 214A, and the second lens unit 216A correspond to the embodiment of the lens assembly 210 illustrated in FIG. 6.
  • first lens unit 212A, the liquid lens 214A, the second lens unit 216A, and the image sensor 220A shown in FIG. 7 are the first lens unit 212 and the liquid lens shown in FIG. 214, the second lens unit 216, and the image sensor 220, respectively, and may perform the same function.
  • the structure of the lens assembly illustrated in FIG. 7 is only an example, and the structure of the lens assembly may vary according to specifications required for the camera modules 200 and 200A.
  • the liquid lens 214A is located between the first lens part 212A and the second lens part 216A, but in another example, the liquid lens 214A is the first lens part 212A. It may be located higher (or front or front), and one of the first lens unit 212A or the second lens unit 216A may be omitted.
  • the first lens unit 212A is disposed in front of the lens assembly, and is a portion where light is incident from the outside of the lens assembly.
  • the first lens unit 212A may be provided with at least one lens, or two or more lenses may be aligned with respect to a central axis (or optical axis) LX to form an optical system.
  • the first lens unit 212A and the second lens unit 216A may be mounted on the lens holder 240.
  • a through hole may be formed in the lens holder 240, and a first lens part 212A and a second lens part 216A may be disposed in the through hole.
  • the liquid lens 214A may be inserted into a space between the light beam in which the first lens part 212A is disposed in the lens holder 240 and the space in which the second lens part 216A is disposed.
  • the first lens unit 212A may include an exposure lens 213.
  • the exposure lens 213 refers to a lens that protrudes to the outside of the lens holder 240 and can be exposed to the outside.
  • the lens surface may be damaged due to exposure to the outside. If the lens surface is damaged, the image quality of the image captured by the camera module 200A may be deteriorated.
  • a method of disposing a cover glass, forming a coating layer, or configuring the exposed lens 213 of a wear-resistant material to prevent surface damage may be applied.
  • the second lens unit 216A is disposed behind the first lens unit 212A and the liquid lens 214A, and light incident from the outside to the first lens unit 212A is transmitted through the liquid lens 214A to be removed. 2 Can enter into the lens unit 216A.
  • the second lens part 216A may be spaced apart from the first lens part 212A and disposed in a through hole formed in the lens holder 240.
  • the second lens unit 216A may be provided with at least one lens, and when two or more lenses are included, the second lens unit 216A may be aligned with respect to the central axis LX to form an optical system.
  • the liquid lens 214A is disposed between the first lens unit 212A and the second lens unit 216A, and may be inserted into the insertion hole 242 of the lens holder 240.
  • the insertion hole 242 may be formed by opening a portion of the side surface of the lens holder 240. That is, the liquid lens 214A may be inserted and disposed through the insertion hole 242 on the side of the lens holder 240.
  • the liquid lens 214A may also be aligned with the central axis (or optical axis) LX like the first lens unit 212A and the second lens unit 216A.
  • the lens assembly may further include a first connection substrate 141 and a second connection substrate 144.
  • the interface BO between the first non-conductive liquid LQ1 and the second non-conductive liquid LQ2 is deformed (BO1, BO2) by a driving signal applied through the first and second connection substrates 141 and 144.
  • the curvature and focal length of the liquid lens 214A may be changed.
  • FIG. 8 shows a cross-sectional view of a liquid lens module 10 according to a comparative example.
  • the first liquid LQ1 of the liquid lens module 10 shown in FIG. 8 is a non-conductive liquid
  • the second liquid LQ2 is a conductive liquid
  • the liquid lens module 10 shown in FIG. 8 further includes an insulating layer 146. Except for this, the liquid lens module 10 according to the comparative example shown in FIG. 8 is the same as the liquid lens module 100A shown in FIG. 1.
  • the second liquid LQ2 having conductivity shown in FIG. 8 includes a water-based electrolyte (for example, a liquid in which ions such as salt are mixed in water in a certain amount or more), and has a non-conductive first liquid ( LQ1) may contain oil.
  • a driving signal is applied to the liquid lens module 10
  • ions are moved and the shape of the water-based electrolyte is changed by electrostatic attraction, thereby performing the AF function.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view of a camera module according to a comparative example
  • FIG. 9B is a cross-sectional view of a camera module according to the embodiment.
  • the camera module according to the comparative example shown in FIG. 9A includes a first lens unit 212, a liquid lens module 10, a second lens unit 216, and an image sensor 220, and the implementation shown in FIG. 9B
  • the camera module according to the example includes a first lens unit 212, a liquid lens module 214, a second lens unit 216, and an image sensor 220.
  • the first lens unit 212, the second lens unit 216, and the image sensor 220 shown in FIGS. 9A and 9B, respectively, are respectively shown in FIGS. 6 and 7.
  • the lens units 216 and 216A and the image sensors 220 and 220A perform the same functions, respectively.
  • the camera module according to the comparative example shown in FIG. 9A includes a liquid lens module 10.
  • the liquid lens module 10 illustrated in FIG. 9A may have a configuration as illustrated in FIG. 8.
  • the liquid lens module 214 of the camera module according to the embodiment illustrated in FIG. 9B may be any one of the liquid lens modules 100A to 100E illustrated in FIGS. 1 to 5.
  • the image sensor 220 shown in each of FIGS. 9A and 9B may correspond to an imaging surface of the image sensors 220 and 220A shown in FIGS. 6 and 7.
  • the water-based electrolyte (LQ2) included in the liquid lens module 10 according to the comparative example has a freezing point or melting point at 0° and a boiling point at 100°, and is electrolyzed when a voltage of 1.23V is applied as a driving signal. Has characteristics. For this reason, the liquid lens module 10 according to the comparative example has limitations in use in various environments. Specifically, the liquid lens module 10 according to the comparative example including the water-based electrolyte as the second liquid LQ2 cannot be used at a high temperature of 100° or more and a low temperature of 0° or less.
  • the second plate P2 receives stress due to thermal expansion according to the temperature, and the liquid lens module 10 as shown in FIG. 9A
  • One side 11 of the second plate P2 facing the image sensor 220 may be swollen 13 and deformed or even destroyed.
  • the stress applied to the second plate P2 may be minimized by reducing the thickness of the second plate P2.
  • manufacturing cost and manufacturing time may increase, and the structure of the liquid lens 10 may be complicated.
  • the second liquid LQ2 expands and the curvature of the second plate P2 gradually increases or decreases, so that the curvature 230 as shown in FIG. 9A. May cause deterioration in optical performance, such as a decrease in resolution.
  • the interface BO flows by an electrowetting method.
  • the electrowetting method when a driving voltage is applied to the first and second electrodes E1 and E2, the interface BO flows by an electrowetting method.
  • a reference voltage for example, a ground voltage
  • a positive voltage is applied to the first electrode E1
  • the insulating layer 146 and the first At the boundary of the liquid (LQ1), negative (-) charges are collected in the insulating layer 146, and positive (+) charges are collected in the second liquid (LQ2) near the interface (BO), and the interface (BO) flows.
  • the liquid lens module 10 according to the comparative example essentially requires the insulating layer 146, the manufacturing process is complicated, and the manufacturing process time and cost are increased.
  • the liquid lens module 10 according to the comparative example there is a problem that microbubbles and liquid evaporation occur due to hydrolysis occurring at a high voltage.
  • liquid lens of the liquid lens modules 100A to 100E according to the embodiment since both liquids LQ1 and LQ2 are non-conductive instead of a water-based electrolyte, electrolysis does not occur. Therefore, unlike the comparative example, since the liquid lens of the liquid lens module 100A to 100E according to the embodiment does not require the insulating layer 146, the manufacturing process is simplified, the manufacturing process time and cost can be reduced, and the voltage It can prevent microbubbles and liquid evaporation during operation, maintain low power consumption and withstand high operating voltage.
  • the curvature of the interface (BO) in the relaxed state is minimized, and due to the surface tension force of the liquids (LQ1, LQ2), the shape of the liquid (LQ1, LQ2) is bent and the surface is very smooth. I can.
  • a driving signal is applied, a non-uniform electric field is induced, so that the dielectric force acting on the liquid can be expressed as in Kelvin theory.
  • the liquid lens modules 100A to 100E according to the embodiment having such characteristics may have a lower operating voltage than the liquid lens module 10 according to the comparative example.
  • the liquid lens module 10 according to the comparative example has a focal length fixed to one of positive (+) and negative (-), the range of change in the focal length is relatively narrow.
  • the liquid lens modules 100A to 100E according to the embodiment under the influence of an uneven electric field, the shapes of the interfaces BO1 and BO2 are changed as shown in FIGS. 2 to 5 by dielectric force, Since the focal length can be adjusted from positive to negative or vice versa, the range of focal length change is wider than that of the comparative example. Accordingly, the liquid lens modules 100A to 100E according to the embodiment may be applied to a zoom lens system or a 2D-3D switchable display to obtain a large magnification.
  • the transmittance of light may decrease.
  • the transmittance of light may be improved compared to the comparative example.
  • an optical device may be implemented using the camera module 200 including a variable lens (eg, a liquid lens) according to the above-described embodiment.
  • the optical device may include a device capable of processing or analyzing an optical signal.
  • Examples of optical devices may include a camera/video device, a telescope device, a microscope device, an interferometer device, a photometer device, a polarimeter device, a spectrometer device, a reflectometer device, an autocollimator device, a lens meter device, etc., including a lens assembly. This embodiment can be applied to an optical device capable of.
  • the optical device may be implemented as a portable device such as a smart phone, a notebook computer, or a tablet computer.
  • These optical devices include a camera module 200, a display unit (not shown) that outputs an image, a battery (not shown) that supplies power to the camera module 200, a camera module 200, a display unit, and a battery.
  • It may include a body housing.
  • the optical device may further include a communication module capable of communicating with other devices, and a memory unit capable of storing data.
  • the communication module and the memory unit may also be mounted on the main body housing.
  • optical device 300 including a liquid lens according to an embodiment will be described with reference to the accompanying drawings, but the optical device 300 according to the embodiment is not limited thereto.
  • FIG. 10 is a schematic block diagram of an optical device 300 according to an embodiment.
  • the optical device 300 may include a prism unit 310, a lens 320, and a zooming unit 330.
  • the lens 320 may correspond to the liquid lens 214 included in the liquid lens modules 100A to 100E described above.
  • the prism unit 310 serves to change the path of light incident in the direction indicated by IN to the optical axis LX of the lens 320.
  • the lens 320 may perform OIS and AF functions for light whose optical path is changed in the prism unit 310 and output to the zooming unit 330.
  • the zooming unit 330 zooms in/out of the light that has passed through the lens 320.
  • the zooming unit 330 may include an actuator (not shown) that moves the plurality of lenses 320 in a direction parallel to the optical axis LX (eg, a z-axis direction).
  • the liquid lens according to the embodiment and the lens assembly including the liquid lens include a camera/video device, a telescope device, a microscope device, an interferometer device, a photometer device, a polarimeter device, a spectrometer device, a reflectometer device, an autocollimator device, a lens meter device.
  • a camera/video device a telescope device, a microscope device, an interferometer device, a photometer device, a polarimeter device, a spectrometer device, a reflectometer device, an autocollimator device, a lens meter device.
  • Smartphones notebook computers, tablet computers, and other portable devices.

Abstract

A liquid lens according to an embodiment comprises: a first plate including a cavity positioned on an optical axis; a first non-conductive liquid disposed in the cavity; a second non-conductive liquid disposed above the first non-conductive liquid in the cavity and in contact with the first non-conductive liquid; a first electrode spaced apart from the optical axis, disposed in contact with the inner surface of the first plate, and in contact with each of the first and second non-conductive liquids; and a second electrode disposed so as to be spaced apart from the first electrode on the first plate and in contact with the second non-conductive liquid.

Description

액체 렌즈 및 이 액체 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리Liquid Lens and Lens Assembly Containing the Liquid Lens
실시 예는 액체 렌즈 및 이 액체 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리에 관한 것이다.Embodiments relate to a liquid lens and a lens assembly comprising the liquid lens.
휴대용 장치의 사용자는 고해상도를 가지며 크기가 작고 다양한 촬영 기능을 갖는 광학 장치를 원하고 있다. 예를 들어, 다양한 촬영 기능이란, 광학 줌 기능(zoom-in/zoom-out), 오토 포커싱(AF:Auto-Focusing) 기능 또는 손떨림 보정 내지 영상 흔들림 방지(OIS:Optical Image Stabilizer) 기능 중 적어도 하나를 의미할 수 있다.Users of portable devices want optical devices that have high resolution, are small in size, and have various photographing functions. For example, various shooting functions include at least one of an optical zoom function (zoom-in/zoom-out), an auto-focusing (AF) function, or an image stabilization or image stabilization (OIS) function. Can mean
기존의 경우, 전술한 다양한 촬영 기능을 구현하기 위해, 여러 개의 렌즈를 조합하고, 조합된 렌즈를 직접 움직이는 방법을 이용하였다. 그러나, 이와 같이 렌즈의 수를 증가시킬 경우 광학 장치의 크기가 커질 수 있다.In the conventional case, in order to implement the above-described various photographing functions, a method of combining several lenses and directly moving the combined lenses was used. However, when the number of lenses is increased in this way, the size of the optical device may increase.
오토 포커스와 손떨림 보정 기능은, 광축으로 정렬된 여러 개의 렌즈가, 광축 또는 광축의 수직 방향으로 이동하거나 틸팅(Tilting)하여 수행된다.The autofocus and image stabilization functions are performed by moving or tilting several lenses aligned with the optical axis in a vertical direction of the optical axis or the optical axis.
이때, 광학 장치에서 오토 포커싱을 수행하는 렌즈부와 손떨림 보정 기능을 수행하기 위해 보이스 코일 모터(VCM)를 대체하는 액체 렌즈에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나, 액체 렌즈에 포함되는 액체가 갖는 특성 상의 한계로 인해, 액체 렌즈의 사용 상 제약이 따르는 문제가 있다.At this time, research on a liquid lens that replaces the voice coil motor (VCM) in order to perform an auto-focusing function and a camera shake correction function in an optical device is being actively conducted. However, due to the limitation in the characteristics of the liquid contained in the liquid lens, there is a problem that the use of the liquid lens is restricted.
실시 예는 다양한 환경에서 우수한 광학적 성능을 발현할 수 있고, 제조 공정이 간단하고 제조 비용이 낮은 액체 렌즈 및 이 액체 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리를 제공하기 위한 것이다.The embodiment is to provide a liquid lens capable of expressing excellent optical performance in various environments, a simple manufacturing process and low manufacturing cost, and a lens assembly including the liquid lens.
실시 예에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be solved in the embodiment is not limited to the technical problem mentioned above, and another technical problem not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. I will be able to.
실시 예에 의한 액체 렌즈는, 광축 상에 위치하는 캐비티를 포함하는 제1 플레이트; 상기 캐비티에 배치된 제1 비전도성 액체; 상기 캐비티에서 상기 제1 비전도성 액체 위에 배치되고, 상기 제1 비전도성 액체와 접하는 제2 비전도성 액체; 상기 광축으로부터 이격되며, 상기 제1 플레이트의 내측면에 접하여 배치되고, 상기 제1 및 제2 비전도성 액체와 각각 접촉하는 제1 전극; 및 상기 제1 플레이트의 위에서 상기 제1 전극으로부터 이격되어 배치되고, 상기 제2 비전도성 액체와 접촉하는 제2 전극을 포함할 수 있다.A liquid lens according to an embodiment includes: a first plate including a cavity positioned on an optical axis; A first non-conductive liquid disposed in the cavity; A second non-conductive liquid disposed above the first non-conductive liquid in the cavity and in contact with the first non-conductive liquid; A first electrode spaced apart from the optical axis, disposed in contact with an inner surface of the first plate, and contacting the first and second non-conductive liquids, respectively; And a second electrode disposed on the first plate and spaced apart from the first electrode, and in contact with the second non-conductive liquid.
예를 들어, 상기 제1 비전도성 액체는 상기 광축에서 상기 캐비티의 바닥면과 직접 접촉할 수 있다.For example, the first non-conductive liquid may directly contact the bottom surface of the cavity on the optical axis.
예를 들어, 상기 제1 전극은 상기 내측면에 배치된 제1 부분; 및 상기 제1 부분으로부터 연장되어 상기 캐비티의 바닥면에 배치되며, 상기 광축과 이격된 제2 부분을 포함할 수 있다.For example, the first electrode may include a first portion disposed on the inner surface; And a second portion extending from the first portion, disposed on a bottom surface of the cavity, and spaced apart from the optical axis.
예를 들어, 상기 액체 렌즈는 상기 제1 플레이트와 함께 상기 캐비티를 형성하는 제2 플레이트를 포함할 수 있다.For example, the liquid lens may include a second plate forming the cavity together with the first plate.
예를 들어, 상기 제2 전극은 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이에 배치된 제1 부분; 및 상기 제1 부분으로부터 연장되어 상기 제2 비전도성 액체와 접촉하는 제2 부분을 포함할 수 있다.For example, the second electrode may include a first portion disposed between the first plate and the second plate; And a second portion extending from the first portion and contacting the second non-conductive liquid.
예를 들어, 상기 제2 전극의 상기 제2 부분은 상기 캐비티 위의 상기 제2 플레이트의 하부면 전체와 상기 제2 비전도성 액체 사이에 배치될 수 있다.For example, the second portion of the second electrode may be disposed between the entire lower surface of the second plate on the cavity and the second non-conductive liquid.
또는, 상기 제2 전극의 상기 제2 부분은 상기 캐비티 위의 상기 제2 플레이트의 하부면 전체 중 일부와 제2 비전도성 액체 사이에 배치될 수 있다.Alternatively, the second portion of the second electrode may be disposed between a portion of the entire lower surface of the second plate on the cavity and the second non-conductive liquid.
예를 들어, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 상기 광축과 직교하는 방향으로 대칭인 단면 형상을 가질 수 있다.For example, the first electrode and the second electrode may have a symmetrical cross-sectional shape in a direction orthogonal to the optical axis.
예를 들어, 상기 제1 비전도성 액체와 상기 제2 비전도성 액체의 계면은 상기 내측면과 접할 수 있다.For example, an interface between the first non-conductive liquid and the second non-conductive liquid may contact the inner surface.
예를 들어, 상기 제1 비전도성 액체의 제1 유전율은 상기 제2 비전도성 액체의 제2 유전율보다 클 수 있다.For example, the first dielectric constant of the first non-conductive liquid may be greater than the second dielectric constant of the second non-conductive liquid.
실시 예에 따른 액체 렌즈 및 이 액체 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리는 물 기반의 전해액 대신에 비전도성 액체를 이용하므로, 다양한 온도 또는 다양한 구동 전압 범위에서 제2 플레이트의 변형이 최소화되고 이에 따라 광학성능이 개선될 수 있다.Since the liquid lens and the lens assembly including the liquid lens according to the embodiment use a non-conductive liquid instead of a water-based electrolyte, the deformation of the second plate is minimized at various temperatures or various driving voltage ranges, thereby improving optical performance. It can be improved.
또한, 실시 예에 따른 액체 렌즈 및 이 액체 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리는 물 기반의 전해액 대신에 2개의 액체가 모두 비전도성이므로, 전기 분해가 발생하지 않으므로, 절연층을 요구하지 않아 제조 공정이 단순해지고, 제조 공정 시간과 비용이 감소할 수 있으며, 전압 구동 중에 마이크로 버블 및 액체 증발을 방지할 수 있고, 낮은 전력 소비를 유지하고 높은 동작 전압을 견딜 수 있으며, 낮은 동작 전압을 가질 수 있다.In addition, in the liquid lens and the lens assembly including the liquid lens according to the embodiment, since both liquids are non-conductive instead of a water-based electrolyte, electrolysis does not occur, and thus an insulating layer is not required, thus simplifying the manufacturing process. In addition, manufacturing process time and cost can be reduced, microbubbles and liquid evaporation can be prevented during voltage driving, low power consumption can be maintained, high operating voltage can be endured, and low operating voltage can be achieved.
또한, 실시 예에 따른 액체 렌즈 및 이 액체 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리는 불균일한 전계의 영향 하에서, 유전력에 의해 계면의 모양이 볼록하거나 오목하게 변함으로써, 초점 거리가 양에서 음으로 또는 그 반대로 조정될 수 있어 초점 거리 변화의 범위가 넓으며, 이러한 덕택에 큰 배율을 얻기 위한 줌 렌즈 시스템이나 2차원-3차원 전환형 디스플레이에도 적용될 수 있다.In addition, the liquid lens and the lens assembly including the liquid lens according to the embodiment change the shape of the interface by the dielectric force to be convex or concave under the influence of a non-uniform electric field, so that the focal length can be adjusted from positive to negative or vice versa. It can be applied to a zoom lens system or a 2D-3D switchable display to obtain a large magnification thanks to this wide range of changes in the focal length.
또한, 실시 예에 따른 액체 렌즈 및 이 액체 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리는 광축 상에 절연층이 배치되지 않으므로, 광의 투과도가 개선될 수 있다.In addition, since the liquid lens and the lens assembly including the liquid lens according to the embodiment do not have an insulating layer disposed on the optical axis, transmittance of light may be improved.
또한, 본 실시 예에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.In addition, the effects obtained in the present embodiment are not limited to the above-mentioned effects, and another effect not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the field to which the present invention belongs from the following description. There will be.
도 1은 일 실시 예에 의한 액체 렌즈를 포함하는 액체 렌즈 모듈의 단면도를 나타낸다.1 is a cross-sectional view of a liquid lens module including a liquid lens according to an embodiment.
도 2는 다른 실시 예에 의한 액체 렌즈 모듈의 단면도를 나타낸다.2 is a cross-sectional view of a liquid lens module according to another embodiment.
도 3은 또 다른 실시 예에 의한 액체 렌즈 모듈의 단면도를 나타낸다.3 is a cross-sectional view of a liquid lens module according to another embodiment.
도 4는 또 다른 실시 예에 의한 액체 렌즈 모듈의 단면도를 나타낸다.4 is a cross-sectional view of a liquid lens module according to another embodiment.
도 5는 또 다른 실시 예에 의한 액체 렌즈 모듈의 단면도를 나타낸다.5 is a cross-sectional view of a liquid lens module according to another embodiment.
도 6은 실시 예에 의한 카메라 모듈의 블럭도를 나타낸다.6 is a block diagram of a camera module according to an embodiment.
도 7은 도 6에 도시된 카메라 모듈의 실시 예에 의한 단면도를 나타낸다.7 is a cross-sectional view of the camera module shown in FIG. 6 according to an embodiment.
도 8은 비교 례에 의한 액체 렌즈 모듈의 단면도를 나타낸다.8 is a cross-sectional view of a liquid lens module according to a comparative example.
도 9a는 비교 례에 의한 카메라 모듈의 단면도를 나타내고, 도 9b는 실시 예에 의한 카메라 모듈의 단면도를 나타낸다.9A is a cross-sectional view of a camera module according to a comparative example, and FIG. 9B is a cross-sectional view of a camera module according to the embodiment.
도 10은 실시 예에 의한 광학 장치의 개략적인 블럭도를 나타낸다.10 is a schematic block diagram of an optical device according to an embodiment.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들 간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.However, the technical idea of the present invention is not limited to some embodiments to be described, but may be implemented in various different forms, and within the scope of the technical idea of the present invention, one or more of the constituent elements may be selectively It can be combined with and substituted for use.
또한, 본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.In addition, terms (including technical and scientific terms) used in the embodiments of the present invention are generally understood by those of ordinary skill in the art, unless explicitly defined and described. It can be interpreted as a meaning, and terms generally used, such as terms defined in a dictionary, may be interpreted in consideration of the meaning in the context of the related technology.
또한, 본 발명의 실시 예에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”으로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나이상을 포함할 수 있다.In addition, terms used in the embodiments of the present invention are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form may also include the plural form unless specifically stated in the phrase, and when described as “at least one (or more than one) of A and (and) B and C”, it is combined with A, B, and C. It may contain one or more of all possible combinations.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.In addition, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used in describing the constituent elements of the embodiment of the present invention. These terms are only for distinguishing the component from other components, and are not limited to the nature, order, or order of the component by the term.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’되는 경우도 포함할 수 있다.And, when a component is described as being'connected','coupled' or'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled or connected to the other component, but also the component and The case of being'connected','coupled', or'connected' due to another element between the other elements may also be included.
또한, 각 구성 요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.가변 렌즈는 초점 가변 렌즈일 수 있다. 또한 가변 렌즈는 초점이 조절되는 렌즈일 수 있다. 가변 렌즈는 액체 렌즈, 폴리머 렌즈, 액정 렌즈, VCM 타입, SMA 타입 중 적어도 하나일 수 있다. 액체 렌즈는 하나의 액체를 포함하는 액체 렌즈와 두개의 액체를 포함하는 액체 렌즈를 포함할 수 있다. 하나의 액체를 포함하는 액체 렌즈는 액체와 대응되는 위치에 배치되는 멤브레인을 조절하여 초점을 가변시킬 수 있으며, 예를들어 마그넷과 코일의 전자기력에 의해 멤브레인을 가압하여 초점을 가변시킬 수 있다. 두개의 액체를 포함하는 액체 렌즈는 전도성 액체와 비전도성 액체를 포함하여 액체 렌즈에 인가되는 전압을 이용하여 전도성 액체와 비전도성 액체가 형성하는 계면을 조절할 수 있다. 폴리머 렌즈는 고분자 물질을 피에조 등의 구동부를 통해 초점을 가변시킬 수 있다. 액정 렌즈는 전자기력에 의해 액정을 제어하여 초점을 가변시킬 수 있다. VCM 타입은 고체 렌즈 또는 고체 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리를 마그넷과 코일간의 전자기력을 통해 조절하여 초점을 가변시킬 수 있다. SMA 타입은 형상기억합금을 이용하여 고체 렌즈 또는 고체 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리를 제어하여 초점을 가변시킬 수 있다.In addition, when it is described as being formed or disposed on the “top (top) or bottom (bottom)” of each component, the top (top) or bottom (bottom) is one as well as when the two components are in direct contact with each other. It also includes a case in which the above other component is formed or disposed between the two components. In addition, when expressed as “upper (upper) or lower (lower)”, the meaning of not only an upward direction but also a downward direction based on one component may be included. The variable lens may be a variable focus lens. Also, the variable lens may be a lens whose focus is adjusted. The variable lens may be at least one of a liquid lens, a polymer lens, a liquid crystal lens, a VCM type, and an SMA type. The liquid lens may include a liquid lens including one liquid and a liquid lens including two liquids. A liquid lens containing one liquid may change the focus by adjusting a membrane disposed at a position corresponding to the liquid, and for example, the focus may be changed by pressing the membrane by electromagnetic force of a magnet and a coil. A liquid lens including two liquids may control an interface formed between the conductive liquid and the non-conductive liquid by using a voltage applied to the liquid lens including a conductive liquid and a non-conductive liquid. The polymer lens can change the focus of the polymer material through a driving unit such as piezo. The liquid crystal lens can change the focus by controlling the liquid crystal by electromagnetic force. The VCM type can change the focus by adjusting the solid lens or the lens assembly including the solid lens through the electromagnetic force between the magnet and the coil. The SMA type can change focus by controlling a solid lens or a lens assembly including a solid lens using a shape memory alloy.
이하, 실시 예에 의해 가변 렌즈는 액체 렌즈인 것으로 설명하지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 실시 예에 의한 액체 렌즈, 이 액체 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리 및 이 어셈블리를 포함하는 카메라 모듈은 액체 렌즈 이외의 가변 렌즈에도 적용될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, it will be described that the variable lens is a liquid lens, but the embodiment is not limited thereto. That is, it goes without saying that the liquid lens according to the embodiment, the lens assembly including the liquid lens, and the camera module including the assembly may be applied to variable lenses other than the liquid lens.
이하, 실시 예에 의한 액체 렌즈, 이 액체 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리 및 이 어셈블리를 포함하는 카메라 모듈을 데카르트 좌표계를 이용하여 설명하지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 데카르트 좌표계에 의하면, x축, y축 및 z축은 서로 직교하지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, x축, y축, z축은 직교하는 대신에 서로 교차할 수 있다.Hereinafter, a liquid lens according to an exemplary embodiment, a lens assembly including the liquid lens, and a camera module including the assembly will be described using a Cartesian coordinate system, but the exemplary embodiment is not limited thereto. That is, according to the Cartesian coordinate system, the x-axis, y-axis, and z-axis are orthogonal to each other, but embodiments are not limited thereto. That is, the x-axis, y-axis, and z-axis may cross each other instead of orthogonal.
도 1은 일 실시 예에 의한 액체 렌즈를 포함하는 액체 렌즈 모듈(100A)의 단면도를 나타낸다.1 is a cross-sectional view of a liquid lens module 100A including a liquid lens according to an exemplary embodiment.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 의한 액체 렌즈 모듈(100A)은 액체 렌즈 및 제1 및 제2 연결 기판(141, 144)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a liquid lens module 100A according to an embodiment may include a liquid lens and first and second connection substrates 141 and 144.
도 1에 도시된 액체 렌즈는 복수의 플레이트, 제1 비전도성 물질(LQ1), 제2 비전도성 물질(LQ2), 제1 및 제2 전극(E1A, E2A)을 포함할 수 있다.The liquid lens illustrated in FIG. 1 may include a plurality of plates, a first non-conductive material LQ1, a second non-conductive material LQ2, and first and second electrodes E1A and E2A.
제1 비전도성 물질(LQ1)은 캐비티(Cavity)(CA)의 적어도 일부에 충진, 수용 또는 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 비전도성 물질(LQ1)은 비전도성을 갖는 액체(이하, ‘제1 비전도성 액체’라 함)일 수 있다.The first non-conductive material LQ1 may be filled, accommodated, or disposed in at least a portion of the cavity CA. For example, the first non-conductive material LQ1 may be a non-conductive liquid (hereinafter referred to as “first non-conductive liquid”).
제2 비전도성 물질(LQ2)은 캐비티(CA) 내에서 제1 비전도성 액체(LQ1)와 접하여 배치될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제2 비전도성 물질(LQ2)은 제1 비전도성 액체(LQ1) 위에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 비전도성 물질(LQ2)은 비전도성을 갖는 액체(이하, ‘제2 비전도성 액체’라 한다)일 수 있다.The second non-conductive material LQ2 may be disposed in contact with the first non-conductive liquid LQ1 in the cavity CA. As shown, the second non-conductive material LQ2 may be disposed on the first non-conductive liquid LQ1. For example, the second non-conductive material LQ2 may be a non-conductive liquid (hereinafter, referred to as “second non-conductive liquid”).
제1 전도성 액체(LQ1)와 제2 비전도성 액체(LQ2)는 서로 섞이지 않으며, 제1 전도성 액체(LQ1)와 제2 비전도성 액체(LQ2) 사이의 접하는 부분에 계면(BO)이 형성될 수 있다. 이때, 제1 비전도성 액체(LQ1)와 제2 비전도성 액체(LQ2)의 계면(BO)은 제1 플레이트(P1)의 내측면(i)과 접할 수 있다.The first conductive liquid (LQ1) and the second non-conductive liquid (LQ2) are not mixed with each other, and an interface (BO) may be formed in a contact portion between the first conductive liquid (LQ1) and the second non-conductive liquid (LQ2). have. In this case, the interface BO between the first non-conductive liquid LQ1 and the second non-conductive liquid LQ2 may contact the inner surface i of the first plate P1.
이때, 후술되는 바와 같이, 구동 신호에 의해 계면(BO)이 유동하더라도, 유동하는 계면(BO1, BO2)이 내측면(i)을 벗어나지 않도록 내측면(i)이 형성될 수 있다.In this case, as will be described later, even if the interface BO flows due to the driving signal, the inner surface i may be formed so that the flowing interfaces BO1 and BO2 do not deviate from the inner surface i.
실시 예에 의하면, 제1 및 제2 비전도성 액체(LQ1, LQ2)의 유전율, 굴절률, 밀도 또는 색상 중 적어도 하나는 서로 다를 수 있다.According to an embodiment, at least one of dielectric constant, refractive index, density, or color of the first and second non-conductive liquids LQ1 and LQ2 may be different from each other.
예를 들어, 제1 비전도성 액체(LQ1)의 제1 유전율은 제2 비전도성 액체(LQ2)의 제2 유전율보다 클 수 있다. 또한, 제1 비전도성 액체(LQ1)의 제1 굴절률은 제2 비전도성 액체(LQ2)의 제2 굴절률보다 작을 수 있다. 또한, 제1 비전도성 액체(LQ1)의 제1 밀도와 제2 비전도성 액체(LQ2)의 제2 밀도는 중력 효과를 최소화하기 위해 유사할 수 있다. 또한, 제1 비전도성 액체(LQ1)와 제2 비전도성 액체(LQ2)의 색상은 서로 동일할 수도 있고 서로 다를 수도 있다.For example, the first dielectric constant of the first non-conductive liquid LQ1 may be greater than the second dielectric constant of the second non-conductive liquid LQ2. In addition, the first refractive index of the first non-conductive liquid LQ1 may be smaller than the second refractive index of the second non-conductive liquid LQ2. Also, the first density of the first non-conductive liquid LQ1 and the second density of the second non-conductive liquid LQ2 may be similar to minimize the gravitational effect. Also, the colors of the first non-conductive liquid LQ1 and the second non-conductive liquid LQ2 may be the same or different from each other.
예를 들어, 제1 비전도성 액체(LQ1)와 제2 비전도성 액체(LQ2)는 다음 표 1과 같은 특성을 가질 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.For example, the first non-conductive liquid LQ1 and the second non-conductive liquid LQ2 may have characteristics as shown in Table 1 below, but embodiments are not limited thereto.
구분division 유전율permittivity 굴절률Refractive index 밀도(g/㎤)Density (g/cm3) 색상color
LQ1LQ1 4242 1.471.47 1.261.26 clearclear
LQ2LQ2 4.74.7 1.671.67 1.251.25 clearclear
water 8080 1.361.36 1.001.00 clearclear
예를 들어, 제1 비전도성 액체(LQ1)는 글리세롤(Glycerol)이고, 제2 비전도성 액체(LQ2)는 광학 유동체(Optical Fluids SL-5267, from Santovac Fluids)일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.For example, the first non-conductive liquid (LQ1) may be glycerol (Glycerol), and the second non-conductive liquid (LQ2) may be an optical fluid (Optical Fluids SL-5267, from Santovac Fluids), but embodiments are limited thereto. It doesn't work.
실시 예에 의하면, 제1 비전도성 액체(LQ1)는 광축(LX)(또는, 광축(LX) 및 광축(LX)의 주변)에서 캐비티(CA)의 바닥면과 직접 접촉할 수 있다.According to an embodiment, the first non-conductive liquid LQ1 may directly contact the bottom surface of the cavity CA at the optical axis LX (or around the optical axis LX and the optical axis LX).
한편, 전술한 캐비티(CA)는 광축(LX) 상에 위치하며, 적어도 하나의 플레이트에 의해 정의될 수 있다.Meanwhile, the above-described cavity CA is located on the optical axis LX, and may be defined by at least one plate.
실시 예에 의하면, 복수의 플레이트는 제1 내지 제3 플레이트(P1 내지 P3)를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the plurality of plates may include first to third plates P1 to P3.
제1 플레이트(P1)는 광축(LX) 상에 위치한 캐비티(CA)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 플레이트(P1)는 캐비티(CA)의 측부를 정의하는 내측면(i)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 플레이트(P1)의 내측면(i)은 도시된 바와 같이 경사질 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.The first plate P1 may include a cavity CA positioned on the optical axis LX. For example, the first plate P1 may include an inner side surface i defining a side portion of the cavity CA. In this case, the inner surface i of the first plate P1 may be inclined as shown, but the embodiment is not limited thereto.
캐비티(CA)는 제1 플레이트(P1)의 위 및 아래에 각각 형성된 제1 및 제2 개구(O1, O2)를 포함할 수 있다. 즉, 캐비티(CA)는 제1 플레이트(P1)의 내측면(i), 제1 개구(O1) 및 제2 개구(O2)로 둘러싸인 영역으로 정의될 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이, 캐비티(CA)는 제1 플레이트(P1)의 내측면(i), 제2 플레이트(P2)의 하부면(P2L) 및 제3 플레이트(P3)의 상부면(P3U)에 의해 정의될 수 있다.The cavity CA may include first and second openings O1 and O2 respectively formed above and below the first plate P1. That is, the cavity CA may be defined as a region surrounded by the inner surface i of the first plate P1, the first opening O1 and the second opening O2. That is, as shown, the cavity CA has an inner surface i of the first plate P1, a lower surface P2L of the second plate P2, and an upper surface P3U of the third plate P3. Can be defined by
제1 및 제2 개구(O1, O2) 중에서 보다 넓은 개구의 직경은 액체 렌즈 모듈(100A)에서 요구하는 화각(FOV) 또는 액체 렌즈 모듈(100A)를 포함하는 광학 장치에서 수행해야 할 역할에 따라 달라질 수 있다. 실시 예에 의하면, 제1 개구(O1)의 크기(또는, 면적 또는 폭)는 제2 개구(O2)의 크기(또는, 면적 또는 폭)보다 더 클 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 개구(O1, O2) 각각의 크기는 수평 방향(예를 들어, x축과 y축 방향)의 단면적일 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 개구(O1, O2) 각각의 크기란, 개구의 단면이 원형이면 반지름을 의미하고, 개구의 단면이 정사각형이면 대각선의 길이를 의미할 수 있다.The diameter of the wider one among the first and second openings O1 and O2 depends on the FOV required by the liquid lens module 100A or the role to be played in the optical device including the liquid lens module 100A. It can be different. According to an embodiment, the size (or area or width) of the first opening O1 may be larger than the size (or area or width) of the second opening O2. Here, the size of each of the first and second openings O1 and O2 may be a cross-sectional area in a horizontal direction (eg, in the x-axis and y-axis directions). For example, the size of each of the first and second openings O1 and O2 may mean a radius when the cross section of the opening is circular, and may mean a diagonal length when the cross section of the opening is square.
캐비티(CA)는 광이 투과하는 부위이다. 따라서, 캐비티(CA)를 이루는 제1 플레이트(P1)는 투명한 재료로 이루어질 수도 있고, 광의 투과가 용이하지 않도록 불순물을 포함할 수도 있다.The cavity CA is a part through which light passes. Accordingly, the first plate P1 constituting the cavity CA may be made of a transparent material or may contain impurities so that light transmission is not easy.
광은 캐비티(CA)에서 제2 개구(O2)보다 넓은 제1 개구(O1)를 통해 입사되어 제2 개구(O2)를 통해 출사될 수도 있고, 제1 개구(O1)보다 좁은 제2 개구(O2)를 통해 입사되어 제1 개구(O1)를 통해 출사될 수 있다.The light may be incident in the cavity CA through a first opening O1 that is wider than the second opening O2 and emitted through the second opening O2, or a second opening that is narrower than the first opening O1 ( It may be incident through O2) and emitted through the first opening O1.
또한, 제2 플레이트(P2)는 제1 플레이트(P1)의 위 또는 아래 중 한 곳에 배치되고, 제3 플레이트(P3)는 제1 플레이트(P1)의 위 또는 아래 중 다른 곳에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 제2 플레이트(P2)는 제1 플레이트(P1)의 위에 배치되고, 제3 플레이트(P3)는 제1 플레이트(P1)의 아래에 배치될 수 있다. 이 경우, 제2 플레이트(P2)는 캐비티(CA) 위에 배치되고, 제3 플레이트(P3)는 캐비티(CA) 아래에 배치될 수 있다.In addition, the second plate P2 may be disposed above or below the first plate P1, and the third plate P3 may be disposed above or below the first plate P1. For example, as shown, the second plate P2 may be disposed above the first plate P1, and the third plate P3 may be disposed below the first plate P1. In this case, the second plate P2 may be disposed above the cavity CA, and the third plate P3 may be disposed below the cavity CA.
또한, 도 1에 도시된 액체 렌즈 모듈(100A)은 본딩 부재(148)를 더 포함할 수 있다. 본딩 부재(또는, 접착제)(148)는 제1 플레이트(P1)와 제2 플레이트(P2) 사이에 배치되어, 제1 플레이트(P1)와 제2 플레이트(P2)를 서로 결합시키는 역할을 한다.In addition, the liquid lens module 100A illustrated in FIG. 1 may further include a bonding member 148. The bonding member (or adhesive) 148 is disposed between the first plate P1 and the second plate P2 and serves to couple the first plate P1 and the second plate P2 to each other.
또는, 도 1에 도시된 액체 렌즈 모듈(100A)은 본딩 부재(148)를 포함하는 대신에 플레이트 레그(LEG)(148)를 더 포함할 수 있다. 플레이트 레그(148)는 제1 플레이트(P1)와 제2 플레이트(P2) 사이에 배치되어, 제2 플레이트(P2)를 지지하는 역할을 한다. 여기서, 플레이트 레그(148)는 제2 플레이트(P2)와 동일한 재질로 일체로 구현될 수도 있다.Alternatively, the liquid lens module 100A illustrated in FIG. 1 may further include a plate leg (LEG) 148 instead of including the bonding member 148. The plate leg 148 is disposed between the first plate P1 and the second plate P2 and serves to support the second plate P2. Here, the plate leg 148 may be integrally implemented with the same material as the second plate P2.
제2 플레이트(P2)와 제3 플레이트(P3)는 제1 플레이트(P1)를 사이에 두고 서로 대향하여 배치될 수 있다. 또한, 제2 플레이트(P2) 또는 제3 플레이트(P3) 중 적어도 하나는 생략될 수도 있다.The second plate P2 and the third plate P3 may be disposed to face each other with the first plate P1 interposed therebetween. Also, at least one of the second plate P2 and the third plate P3 may be omitted.
제2 또는 제3 플레이트(P2, P3) 중 적어도 하나는 사각형 평면 형상을 가질 수 있으며 일부 영역이 도피되어 후술할 전극의 일부를 노출 시킬 수 있다. 제2 및 제3 플레이트(P2, P3) 각각은 광이 통과하는 영역으로서, 투광성 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제2 및 제3 플레이트(P2, P3) 각각은 유리(glass)로 이루어질 수 있으며, 공정의 편의상 동일한 재료로 형성될 수 있다. 또한, 제2 및 제3 플레이트(P2, P3) 각각의 가장 자리는 사각형 형상일 수 있으나, 반드시 이에 한정하지는 않는다.At least one of the second or third plates P2 and P3 may have a rectangular planar shape, and a partial area may be escaped to expose a part of an electrode to be described later. Each of the second and third plates P2 and P3 is a region through which light passes, and may be made of a light-transmitting material. For example, each of the second and third plates P2 and P3 may be made of glass, and may be made of the same material for convenience of the process. In addition, edges of each of the second and third plates P2 and P3 may have a rectangular shape, but are not limited thereto.
제2 플레이트(P2)는 입사되는 광이 제1 플레이트(P1)의 캐비티(CA) 내부로 진행하도록 허용하는 구성을 가질 수 있으나 반대 방향으로 광 출사를 허용하는 구성을 가질 수도 있다. 제3 플레이트(P3)는 제1 플레이트(P1)의 캐비티(CA)를 통과한 광이 출사되도록 허용하는 구성을 가질 수 있으나 반대 방향으로도 광 출사를 허용하는 구성(즉, 입사되는 광이 제1 플레이트(P1)의 캐비티(CA) 내부로 진행하도록 허용하는 구성)을 가질 수도 있다. 제2 플레이트(P2)는 제2 비전도성 액체(LQ2)와 직접 접촉할 수 있다.The second plate P2 may have a configuration that allows incident light to proceed into the cavity CA of the first plate P1, but may have a configuration that allows light to exit in the opposite direction. The third plate P3 may have a configuration that allows light that has passed through the cavity CA of the first plate P1 to be emitted, but a configuration that allows light to be emitted in the opposite direction (that is, the incident light is suppressed). 1) may have a configuration that allows it to proceed into the cavity CA of the plate P1). The second plate P2 may directly contact the second non-conductive liquid LQ2.
또한, 액체 렌즈 모듈(100A)의 실제 유효 렌즈 영역은 제1 플레이트(P1)의 제1 및 제2 개구(O1, O2) 중에서 좁은 제2 개구(O2)의 직경보다 좁을 수 있다.In addition, the actual effective lens area of the liquid lens module 100A may be narrower than the diameter of the narrow second opening O2 among the first and second openings O1 and O2 of the first plate P1.
한편, 제1 전극(또는, 개별 전극)은 광축(LX)으로부터 이격되며, 제1 플레이트(P1)의 내측면(i)에 접하여 배치될 수 있다. 또한, 제1 전극은 제1 및 제2 비전도성 액체(LQ1, LQ2)와 각각 접촉하도록 배치될 수 있다.Meanwhile, the first electrode (or individual electrode) may be spaced apart from the optical axis LX, and may be disposed in contact with the inner surface i of the first plate P1. In addition, the first electrode may be disposed to contact the first and second non-conductive liquids LQ1 and LQ2, respectively.
또한, 제2 전극(또는, 공통 전극)은 제1 플레이트(P1) 위에서 제1 전극으로부터 이격되어 배치되고, 제2 비전도성 액체(LQ2)와 접촉하여 배치될 수 있다. 제1 전극과 달리 제2 전극은 제1 비전도성 액체(LQ1)와 접촉하지 않는다.In addition, the second electrode (or common electrode) may be disposed on the first plate P1 to be spaced apart from the first electrode, and may be disposed in contact with the second non-conductive liquid LQ2. Unlike the first electrode, the second electrode does not contact the first non-conductive liquid LQ1.
실시 예에 의하면, 제1 전극과 제2 전극은 광축(LX)과 직교하는 방향(예를 들어, x축 방향 또는 y축 방향 중 적어도 하나의 방향)으로 대칭인 단면 형상을 가질 수 있다.According to an embodiment, the first electrode and the second electrode may have a cross-sectional shape symmetrical in a direction perpendicular to the optical axis LX (eg, at least one of an x-axis direction or a y-axis direction).
제1 전극은 복수의 전극이고, 제2 전극은 한 개의 전극일 수 있다. 예를 들어, 제1 전극의 개수는 4개일 수도 있고, 8개일 수도 있으며, 실시 예는 제1 전극의 특정한 개수에 국한되지 않는다.The first electrode may be a plurality of electrodes, and the second electrode may be one electrode. For example, the number of first electrodes may be 4 or 8, and the embodiment is not limited to a specific number of first electrodes.
실시 예에 의한 제1 및 제2 전극을 도 1 내지 도 5를 참조하여 다음과 같이 살펴본다.The first and second electrodes according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5 as follows.
도 2 내지 도 5는 다른 실시 예에 의한 액체 렌즈 모듈(100B 내지 100E)의 단면도를 나타낸다.2 to 5 are cross-sectional views of liquid lens modules 100B to 100E according to another embodiment.
부재(148)를 포함하지 않고 제1 및 제2 전극의 구성이 다르고, 제1 및 제3 플레이트(P1, P3)가 일체화된 것을 제외하면, 도 2 내지 도 5에 도시된 액체 렌즈 모듈(100B 내지 100E)은 도 1에 도시된 액체 렌즈 모듈(100A)과 동일하므로, 중복되는 부분에 대한 설명은 생략한다.The liquid lens module 100B shown in FIGS. 2 to 5 except that the member 148 is not included and the configurations of the first and second electrodes are different, and the first and third plates P1 and P3 are integrated. To 100E) are the same as the liquid lens module 100A illustrated in FIG. 1, and thus descriptions of overlapping portions will be omitted.
일 실시 예에 의하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 전극(E1A)은 제1 플레이트(P1)의 하부면(P1L)과 내측면(i)과 상부면(P1U)에 각각 배치될 수 있다. 즉, 제1 전극(E1A)은 제1 및 제3 플레이트(P1, P3)의 사이로부터 제1 플레이트(P1)의 내측면(i)을 따라 제1 플레이트(P1)의 상부면(P1U)까지 연장되고, 제2 전극(E2A)과 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 제2 전극(E2A)은 제1 플레이트(P1)의 상부면(P1U)에서 제1 전극(E1A)과 이격되어 배치될 수 있다.According to an embodiment, as illustrated in FIG. 1, the first electrode E1A may be disposed on the lower surface P1L, the inner surface i, and the upper surface P1U of the first plate P1, respectively. have. That is, the first electrode E1A is from between the first and third plates P1 and P3 to the upper surface P1U of the first plate P1 along the inner surface i of the first plate P1. It may extend and be disposed to be spaced apart from the second electrode E2A. In addition, the second electrode E2A may be disposed spaced apart from the first electrode E1A on the upper surface P1U of the first plate P1.
제1 전극(E1A)은 제1 및 제2 비전도성 액체(LQ1, LQ2)와 각각 접촉하여 배치되는 반면, 제2 전극(E2A)은 제2 비전도성 액체(LQ2)와 접촉하는 반면, 제1 비전도성 액체(LQ1)와 접촉하지 않고 배치될 수 있다.The first electrode E1A is disposed in contact with the first and second non-conductive liquids LQ1 and LQ2, respectively, while the second electrode E2A is in contact with the second non-conductive liquid LQ2, while the first It can be disposed without contact with the non-conductive liquid (LQ1).
다른 실시 예에 의하면, 제1 전극(E1B)은 도 2에 도시된 바와 같이 제1 부분(E11) 및 제2 부분(E12)을 포함할 수 있다. 제1 부분(E11)은 제1 플레이트(P1)의 내측면(i)에 배치된다. 제2 부분(E12)은 제1 부분(E11)으로부터 광축(LX)을 향해 연장되어 캐비티(CA)의 바닥면에 배치될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 부분(E12)은 광축(LX)을 향해 연장되어 배치되되, 광축(LX)과 이격되어 배치될 수 있다.According to another embodiment, the first electrode E1B may include a first portion E11 and a second portion E12 as illustrated in FIG. 2. The first portion E11 is disposed on the inner surface i of the first plate P1. The second portion E12 may extend from the first portion E11 toward the optical axis LX and may be disposed on the bottom surface of the cavity CA. As shown in FIG. 2, the second portion E12 is disposed to extend toward the optical axis LX, and may be disposed to be spaced apart from the optical axis LX.
또 다른 실시 예에 의하면, 제1 전극(E1C)은 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 부분(E11)만을 포함하고, 제2 부분(E12)은 생략될 수 있다.According to another embodiment, as shown in FIGS. 3 to 5, the first electrode E1C includes only the first portion E11 and the second portion E12 may be omitted.
또한, 제2 전극(E2B, E2C, E2D)은 제1 및 제2 부분을 포함할 수 있다.In addition, the second electrodes E2B, E2C, and E2D may include first and second portions.
다른 실시 예에 의하면, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 전극(E2B, E2C, E2D)의 제1 부분(E21)은 제1 플레이트(P1)와 제2 플레이트(P2) 사이에 배치된다. 제2 전극(E2B, E2C, E2D)의 제2 부분(E22A, E22B, E22C)은 제1 부분(E21)으로부터 연장되어 제2 비전도성 액체(LQ2)와 접촉할 수 있다.According to another embodiment, as shown in FIGS. 2 to 5, the first portion E21 of the second electrode E2B, E2C, and E2D is between the first plate P1 and the second plate P2. Is placed. The second portions E22A, E22B, and E22C of the second electrodes E2B, E2C, and E2D may extend from the first portion E21 to contact the second non-conductive liquid LQ2.
예를 들어, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 전극(E2B)의 제2 부분(E22A)은 캐비티(CA) 위의 제2 플레이트(P2)의 하부면(P2L) 전체와 제2 비전도성 액체(LQ2) 사이에 배치될 수 있다.For example, as shown in FIGS. 2 and 4, the second portion E22A of the second electrode E2B is the entire lower surface P2L of the second plate P2 above the cavity CA. It can be disposed between 2 non-conductive liquid (LQ2).
또는, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 전극(E2C, E2D)의 제2 부분(E22B, E22C)은 캐비티(CA) 위의 제2 플레이트(P2)의 하부면(P2L) 전체 중 일부와 제2 비전도성 액체(LQ2) 사이에 배치될 수도 있다.Alternatively, as shown in FIGS. 3 and 5, the second portions E22B and E22C of the second electrodes E2C and E2D are the entire lower surface P2L of the second plate P2 above the cavity CA. It may be disposed between a portion of the liquid and the second non-conductive liquid LQ2.
도 3에 도시된 제2 전극(E22B)의 제2 부분(E22B)은 제1 플레이트(P1)와 이격되어 제2 플레이트(P2)의 하부면(P2L)에만 배치된다. 반면에, 도 5에 도시된 제2 전극(E2D)의 제2 부분(E22C)은 제2 플레이트(P2L)의 하부면(P2L)으로부터 제1 플레이트(P1)를 향해 광축 방향(예를 들어, z축 방향)으로 연장되어 배치될 수 있다. 이와 같이, 도 5에 도시된 제2 전극(E2D)의 제2 부분(E22C)이 도 3에 도시된 제2 전극(E2C)의 제2 부분(E22B)보다 제2 비전도성 액체(LQ2)에 더 많이 접촉할 수 있다.The second portion E22B of the second electrode E22B illustrated in FIG. 3 is spaced apart from the first plate P1 and disposed only on the lower surface P2L of the second plate P2. On the other hand, the second part E22C of the second electrode E2D shown in FIG. 5 is in the optical axis direction from the lower surface P2L of the second plate P2L toward the first plate P1 (for example, It may be disposed extending in the z-axis direction). In this way, the second portion E22C of the second electrode E2D shown in FIG. 5 is in the second non-conductive liquid LQ2 than the second portion E22B of the second electrode E2C shown in FIG. 3. You can reach more.
제1 전극(E1A, E1B, E1C) 및 제2 전극(E2A 내지 E2D) 각각은 투광성을 갖는 도전성 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들면 제1 전극(E1A, E1C) 및 제2 전극(E2A 내지 E2D) 각각은 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide) 같은 투광성과 전도성을 갖는 물질로 이루어질 수 있으나, 실시 예는 특정한 재질에 국한되지 않는다.Each of the first electrodes E1A, E1B and E1C and the second electrodes E2A to E2D may be made of a light-transmitting conductive material. For example, each of the first electrodes E1A and E1C and the second electrodes E2A to E2D may be made of a light-transmitting and conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide). Not limited.
한편, 도 1을 참조하면, 제1 연결 기판(141)은 제1 전극(E1A)과 전기적으로 연결된 연결 패드를 통해 메인 기판(미도시) 상에 형성된 전극 패드와 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 연결 기판(144)은 제2 전극(E2A)과 전기적으로 연결된 연결 패드를 통해 메인 기판 상에 형성된 전극 패드와 전기적으로 연결될 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 1, a first connection substrate 141 may be electrically connected to an electrode pad formed on a main substrate (not shown) through a connection pad electrically connected to the first electrode E1A. The second connection substrate 144 may be electrically connected to an electrode pad formed on the main substrate through a connection pad electrically connected to the second electrode E2A.
비록 도시되지는 않았지만, 도 2 내지 도 5에 도시된 액체 렌즈 모듈(100B 내지 100E)도 도 1에 도시된 액체 렌즈 모듈(100A)과 동일한 구조의 제1 및 제2 연결 기판(141, 144)을 포함할 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.Although not shown, the liquid lens modules 100B to 100E shown in FIGS. 2 to 5 are also the first and second connection substrates 141 and 144 having the same structure as the liquid lens module 100A shown in FIG. 1. It may include, but the embodiment is not limited thereto.
예를 들어, 제1 연결 기판(141)은 연성회로기판(FPCB: Flexible Printed Circuit Board)으로 구현되고, 제2 연결 기판(144)은 FPCB 또는 단일 메탈 기판(전도성 메탈 플레이트)으로 구현될 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.For example, the first connection board 141 may be implemented as a flexible printed circuit board (FPCB), and the second connection board 144 may be implemented as an FPCB or a single metal substrate (conductive metal plate). , The embodiment is not limited thereto.
제1 연결 기판(141)은 서로 다른 복수 개의 전압(이하, ‘개별 전압’이라 함)을 복수의 제1 전극(E1A)으로 각각 전달할 수 있다. 제2 연결 기판(144)은 하나의 구동 전압(이하, ‘공통 전압’이라 함)을 제2 전극(E2A)으로 전달할 수 있다. 공통 전압은 DC 전압 또는 AC 전압을 포함할 수 있으며, 공통 전압이 펄스 형태로 인가되는 경우 펄스의 폭 또는 듀티 사이클(duty cycle)은 일정할 수 있다. 즉, 제1 연결 기판(141)과 제2 연결 기판(144)을 통해 액체 렌즈 모듈(100A)로 구동 전압이 공급될 수 있다.The first connection substrate 141 may transmit a plurality of different voltages (hereinafter referred to as “individual voltages”) to the plurality of first electrodes E1A, respectively. The second connection substrate 144 may transmit one driving voltage (hereinafter, referred to as “common voltage”) to the second electrode E2A. The common voltage may include a DC voltage or an AC voltage. When the common voltage is applied in the form of a pulse, the width or duty cycle of the pulse may be constant. That is, the driving voltage may be supplied to the liquid lens module 100A through the first connection substrate 141 and the second connection substrate 144.
구동 신호(또는, 구동 전압)에 대응하여 액체 렌즈 모듈(100A) 내에 형성되는 계면(BO)의 곡률이 변하여 오토 포커싱(AF:Auto-Focusin) 기능을 수행할 수도 있고, 계면(BO)의 틸팅되는 각도가 변하여 손떨림 보정 내지 영상 흔들림 방지(OIS:Optical Image Stabilizer) 기능을 수행할 수도 있다. 만일, 액체 렌즈 모듈(100A)이 AF 기능을 수행할 경우, 서로 동일한 개별 전압이 제1 연결 기판(141)을 통해 복수의 제1 전극(E1A)으로 각각 전달될 수 있다. 또는, 액체 렌즈 모듈(100A)이 OIS 기능을 수행할 경우, 서로 다른 복수의 개별 전압이 제1 연결 기판(141)을 통해 복수의 제1 전극(E1A)으로 각각 전달될 수 있다.In response to the driving signal (or driving voltage), the curvature of the interface BO formed in the liquid lens module 100A may be changed to perform an auto-focusing (AF) function, or the tilting of the interface BO Since the angle is changed, a camera shake correction or an image stabilization (OIS) function may be performed. If the liquid lens module 100A performs the AF function, individual voltages equal to each other may be respectively transmitted to the plurality of first electrodes E1A through the first connection substrate 141. Alternatively, when the liquid lens module 100A performs the OIS function, a plurality of different individual voltages may be respectively transmitted to the plurality of first electrodes E1A through the first connection substrate 141.
실시 예에 의한 액체 렌즈의 구성 및 동작은 제1 및 제2 연결 기판(141, 144)의 특정한 배치 형태나 구성에 국한되지 않는다. 즉, 도 1에 도시된 제1 및 제2 연결 기판(141, 144)이 배치된 형태는 액체 렌즈 모듈(100A)의 이해를 돕기 위한 일 례에 불과하다.The configuration and operation of the liquid lens according to the embodiment is not limited to a specific arrangement or configuration of the first and second connection substrates 141 and 144. That is, the arrangement in which the first and second connection substrates 141 and 144 shown in FIG. 1 are arranged is only an example for helping understanding of the liquid lens module 100A.
이하, 전술한 실시 예에 의한 액체 렌즈 모듈(100B 내지 100E)의 동작을 첨부된 도 2 내지 도 5를 참조하여 다음과 같이 설명한다. 비록 설명되지는 않지만, 도 1에 도시된 액체 렌즈 모듈(100A)은 도 2 내지 도 5에 도시된 액체 렌즈 모듈(100B 내지 100E)과 동일하게 동작한다.Hereinafter, operations of the liquid lens modules 100B to 100E according to the above-described embodiments will be described with reference to FIGS. 2 to 5. Although not described, the liquid lens module 100A shown in FIG. 1 operates in the same manner as the liquid lens modules 100B to 100E shown in FIGS. 2 to 5.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 액체 렌즈 모듈(100B 내지 100E)에 인가되는 구동 신호의 레벨(예를 들어, 전하량)을 달리 함에 따라 액체 렌즈 모듈(100B 내지 100E)의 초점 거리(또는, 초점 길이)가 달라질 수 있다. 이러한 원리로 액체 렌즈 모듈(100B 내지 100E)이 구동하여 AF 기능이 수행될 수 있다.2 to 5, the focal length (or focal length) of the liquid lens modules 100B to 100E is varied by varying the level (eg, the amount of charge) of the driving signal applied to the liquid lens modules 100B to 100E. Length) may vary. With this principle, the liquid lens modules 100B to 100E may be driven to perform an AF function.
여기서 구동 신호란, 제1 전극(E1:E1A 내지 E1C)으로 인가되는 개별 전압과 제2 전극(E2:E2A 내지 E2D)으로 인가되는 공통 전압 간의 전압 차에 해당할 수 있다.Here, the driving signal may correspond to a voltage difference between an individual voltage applied to the first electrodes E1: E1A to E1C and a common voltage applied to the second electrodes E2: E2A to E2D.
만일, 구동 신호의 레벨이 감소할(또는, 작을) 경우, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 액체 렌즈 모듈(100B 내지 100E)은 음(-)의 초점 거리를 가질 수 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같은 평평한 계면(BO)이 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 아래로 볼록한 형상의 계면(BO1)으로 변경될 수 있다.If the level of the driving signal decreases (or is small), as illustrated in FIGS. 2 to 5, the liquid lens modules 100B to 100E may have a negative (-) focal length. That is, the flat interface BO as shown in FIG. 1 may be changed to the interface BO1 having a convex downward shape as shown in FIGS. 2 to 5.
또는, 구동 신호의 레벨이 증가할(또는, 클) 경우, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 액체 렌즈 모듈(100B 내지 100E)은 양(+)의 초점 거리를 가질 수 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같은 평평한 계면(BO)이 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 위로 볼록한 형상의 계면(BO2)으로 변경될 수 있다.Alternatively, when the level of the driving signal is increased (or large), as illustrated in FIGS. 2 to 5, the liquid lens modules 100B to 100E may have a positive focal length. That is, the flat interface BO as shown in FIG. 1 may be changed to an interface BO2 having a convex upward shape as shown in FIGS. 2 to 5.
이와 같이, 실시 예에 의한 액체 렌즈 모듈(100A 내지 100E)은 구동 신호의 레벨에 따라 양(+) 또는 음(-)의 초점 거리를 모두 가질 수 있다. 이러한 원리로, 액체 렌즈 모듈(100A 내지 100E)로 구동 신호를 인가하여 AF 기능이 수행될 수 있다.As described above, the liquid lens modules 100A to 100E according to the embodiment may have both positive (+) or negative (-) focal lengths according to the level of the driving signal. With this principle, the AF function may be performed by applying a driving signal to the liquid lens modules 100A to 100E.
전술한 실시 예에 의한 액체 렌즈 모듈(100A 내지 100E)은 다양한 분야에 적용될 수 있다.The liquid lens modules 100A to 100E according to the above-described embodiment can be applied to various fields.
이하, 전술한 액체 렌즈를 포함하는 실시 예에 의한 렌즈 어셈블리 및 카메라 모듈의 구성 및 동작을 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the lens assembly and the camera module according to the embodiment including the liquid lens described above will be described with reference to the accompanying drawings.
도 6은 실시 예에 의한 카메라 모듈(200)의 블럭도를 나타낸다.6 is a block diagram of a camera module 200 according to an embodiment.
실시 예에 의한 카메라 모듈(200)은 렌즈 어셈블리(210) 및 이미지 센서(220)를 포함할 수 있다.The camera module 200 according to the embodiment may include a lens assembly 210 and an image sensor 220.
실시 예에 의한 렌즈 어셈블리(210)는 적어도 하나의 렌즈 및 액체 렌즈(214)를 포함할 수 있다. 여기서, 액체 렌즈(214)는 도 1 내지 도 5에 도시된 액체 렌즈 모듈(100A 내지 100E)에 포함되는 액체 렌즈를 의미할 수 있다.The lens assembly 210 according to the embodiment may include at least one lens and a liquid lens 214. Here, the liquid lens 214 may mean a liquid lens included in the liquid lens modules 100A to 100E shown in FIGS. 1 to 5.
적어도 하나의 렌즈는 액체 렌즈(214)와 광축(LX)으로 정렬될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 렌즈는 도 6에 예시된 바와 같이, 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 제1 렌즈부(212) 및 제2 렌즈부(216)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 렌즈부(212, 216) 각각은 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 제1 또는 제2 렌즈부(212, 216) 중 적어도 하나는 생략될 수도 있다.At least one lens may be aligned with the liquid lens 214 and the optical axis LX. For example, at least one lens may include a plurality of lenses, as illustrated in FIG. 6. The plurality of lenses may include a first lens unit 212 and a second lens unit 216. Each of the first and second lens units 212 and 216 may include at least one lens. At least one of the first or second lens units 212 and 216 may be omitted.
복수의 렌즈 각각은 고체 렌즈일 수도 있고 액체 렌즈일 수도 있으며, 실시 예에 의한 렌즈 어셈블리(210)는 고체 렌즈의 특정한 형태에 국한되지 않는다.Each of the plurality of lenses may be a solid lens or a liquid lens, and the lens assembly 210 according to the embodiment is not limited to a specific shape of a solid lens.
도 6의 경우 액체 렌즈(214)가 제1 렌즈부(212)와 제2 렌즈부(216) 사이에 배치된 것으로 예시되어 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 액체 렌즈(214)는 제1 렌즈부(212)의 위에 배치될 수도 있고, 제2 렌즈부(216)의 아래에 배치될 수도 있다. 이와 같이, 액체 렌즈(214)는 복수의 렌즈 사이, 복수의 렌즈 위 및 복수의 렌즈 아래 중 한 곳에 배치될 수 있다.In the case of FIG. 6, it is illustrated that the liquid lens 214 is disposed between the first lens unit 212 and the second lens unit 216, but the embodiment is not limited thereto. That is, according to another exemplary embodiment, the liquid lens 214 may be disposed above the first lens unit 212 or may be disposed below the second lens unit 216. As such, the liquid lens 214 may be disposed between the plurality of lenses, above the plurality of lenses, and below the plurality of lenses.
또한, 액체 렌즈(214)는 복수의 렌즈 중 어느 하나의 렌즈의 역할도 수행할 수 있다.In addition, the liquid lens 214 may serve as any one of a plurality of lenses.
또한, 이미지 센서(220)는 액체 렌즈(214)의 개구(예를 들어, 도 1에 도시된 제1 및 제2 개구(O1, O2))와 적어도 하나의 렌즈를 통과한 광을 수신하여 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 이를 위해, 이미지 센서(220)는 액체 렌즈(214) 및 적어도 하나의 렌즈(예를 들어, 도 6에 도시된 212, 216)와 광축(LX)으로 정렬될 수 있다.In addition, the image sensor 220 receives the opening of the liquid lens 214 (for example, the first and second openings O1 and O2 shown in FIG. 1) and the light that has passed through at least one lens to provide an image Data can be created. To this end, the image sensor 220 may be aligned with the liquid lens 214 and at least one lens (eg, 212 and 216 shown in FIG. 6) along the optical axis LX.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 액체 렌즈(214)가 복수의 렌즈 중 어느 하나의 대상 렌즈의 역할을 수행할 수 있기 때문에, 렌즈 어셈블리(210)에 포함된 렌즈의 개수를 줄일 수 있다. 따라서, 렌즈 어셈블리(210)의 크기가 감소할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 6, since the liquid lens 214 can serve as any one of a plurality of lenses, the number of lenses included in the lens assembly 210 can be reduced. Accordingly, the size of the lens assembly 210 may be reduced.
도 7은 도 6에 도시된 카메라 모듈(200)의 실시 예(200A)에 의한 단면도를 나타낸다.7 is a cross-sectional view of the camera module 200 shown in FIG. 6 according to an embodiment 200A.
도시된 바와 같이, 카메라 모듈(200A)은 제1 렌즈부(212A), 액체 렌즈(214A), 제2 렌즈부(216A), 이미지 센서(220A), 메인 기판(230) 및 렌즈 홀더(240)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 렌즈부(212A), 액체 렌즈(214A) 및 제2 렌즈부(216A)는 도 6에 도시된 렌즈 어셈블리(210)의 실시 예에 해당한다.As shown, the camera module 200A includes a first lens unit 212A, a liquid lens 214A, a second lens unit 216A, an image sensor 220A, a main substrate 230 and a lens holder 240. It may include. Here, the first lens unit 212A, the liquid lens 214A, and the second lens unit 216A correspond to the embodiment of the lens assembly 210 illustrated in FIG. 6.
또한, 도 7에 도시된 제1 렌즈부(212A), 액체 렌즈(214A), 제2 렌즈부(216A) 및 이미지 센서(220A)는 도 6에 도시된 제1 렌즈부(212), 액체 렌즈(214), 제2 렌즈부(216) 및 이미지 센서(220)의 실시 예에 각각 해당하며 동일한 기능을 수행할 수 있다.In addition, the first lens unit 212A, the liquid lens 214A, the second lens unit 216A, and the image sensor 220A shown in FIG. 7 are the first lens unit 212 and the liquid lens shown in FIG. 214, the second lens unit 216, and the image sensor 220, respectively, and may perform the same function.
도 7에 도시된 렌즈 어셈블리의 구조는 하나의 예에 불과하며, 카메라 모듈(200, 200A)에 요구되는 사양에 따라 렌즈 어셈블리의 구조는 달라질 수 있다. 예를 들어, 도시된 예에서는 액체 렌즈(214A)가 제1 렌즈부(212A)와 제2 렌즈부(216A) 사이에 위치하고 있으나, 다른 예에서는 액체 렌즈(214A)가 제1 렌즈부(212A)보다 상부(또는, 전면 또는 전방)에 위치할 수도 있고 제1 렌즈부(212A) 또는 제2 렌즈부(216A) 중 하나는 생략될 수도 있다.The structure of the lens assembly illustrated in FIG. 7 is only an example, and the structure of the lens assembly may vary according to specifications required for the camera modules 200 and 200A. For example, in the illustrated example, the liquid lens 214A is located between the first lens part 212A and the second lens part 216A, but in another example, the liquid lens 214A is the first lens part 212A. It may be located higher (or front or front), and one of the first lens unit 212A or the second lens unit 216A may be omitted.
도 7에서, 제1 렌즈부(212A)는 렌즈 어셈블리의 전방에 배치되고, 렌즈 어셈블리의 외부로부터 광이 입사하는 부위이다. 제1 렌즈부(212A)는 적어도 하나의 렌즈로 구비될 수 있고, 또는 2개 이상의 복수의 렌즈들이 중심축(또는, 광축)(LX)을 기준으로 정렬하여 광학계를 형성할 수도 있다.In FIG. 7, the first lens unit 212A is disposed in front of the lens assembly, and is a portion where light is incident from the outside of the lens assembly. The first lens unit 212A may be provided with at least one lens, or two or more lenses may be aligned with respect to a central axis (or optical axis) LX to form an optical system.
제1 렌즈부(212A) 및 제2 렌즈부(216A)는 렌즈 홀더(240)에 장착될 수 있다. 이때, 렌즈 홀더(240)에는 관통공이 형성되고, 관통공에 제1 렌즈부(212A) 및 제2 렌즈부(216A)가 배치될 수 있다. 또한, 렌즈 홀더(240)에 제1 렌즈부(212A)가 배치되는 광간과 제2 렌즈부(216A)가 배치되는 공간 사이의 공간에 액체 렌즈(214A)가 삽입될 수 있다.The first lens unit 212A and the second lens unit 216A may be mounted on the lens holder 240. In this case, a through hole may be formed in the lens holder 240, and a first lens part 212A and a second lens part 216A may be disposed in the through hole. In addition, the liquid lens 214A may be inserted into a space between the light beam in which the first lens part 212A is disposed in the lens holder 240 and the space in which the second lens part 216A is disposed.
한편, 제1 렌즈부(212A)는 노출렌즈(213)를 포함할 수 있다. 노출렌즈(213)는 렌즈 홀더(240) 외부로 돌출되어 외부에 노출될 수 있는 렌즈를 말한다. 노출렌즈(213)의 경우 외부에 노출됨으로 인해 렌즈표면이 손상될 수 있다. 만약 렌즈표면이 손상될 경우, 카메라 모듈(200A)에서 촬영되는 이미지의 화질이 저하될 수 있다. 노출렌즈(213)의 표면손상을 방지, 억제하기 위해, 커버 글래스를 배치시키거나 코팅층을 형성하거나 노출렌즈(213)가 표면손상을 방지하기 위한 내마모성 재질로 구성하는 방법 등을 적용할 수 있다.Meanwhile, the first lens unit 212A may include an exposure lens 213. The exposure lens 213 refers to a lens that protrudes to the outside of the lens holder 240 and can be exposed to the outside. In the case of the exposure lens 213, the lens surface may be damaged due to exposure to the outside. If the lens surface is damaged, the image quality of the image captured by the camera module 200A may be deteriorated. In order to prevent or suppress surface damage of the exposed lens 213, a method of disposing a cover glass, forming a coating layer, or configuring the exposed lens 213 of a wear-resistant material to prevent surface damage may be applied.
제2 렌즈부(216A)는 제1 렌즈부(212A) 및 액체 렌즈(214A)의 후방에 배치되고, 외부로부터 제1 렌즈부(212A)로 입사하는 광은 액체 렌즈(214A)를 투과하여 제2 렌즈부(216A)로 입사할 수 있다. 제2 렌즈부(216A)는 제1 렌즈부(212A)와 이격되어 렌즈 홀더(240)에 형성되는 관통공에 배치될 수 있다.The second lens unit 216A is disposed behind the first lens unit 212A and the liquid lens 214A, and light incident from the outside to the first lens unit 212A is transmitted through the liquid lens 214A to be removed. 2 Can enter into the lens unit 216A. The second lens part 216A may be spaced apart from the first lens part 212A and disposed in a through hole formed in the lens holder 240.
한편, 제2 렌즈부(216A)는 적어도 하나의 렌즈로 구비될 수 있고, 2개 이상의 복수의 렌즈들이 포함되는 경우 중심축(LX)을 기준으로 정렬하여 광학계를 형성할 수도 있다.Meanwhile, the second lens unit 216A may be provided with at least one lens, and when two or more lenses are included, the second lens unit 216A may be aligned with respect to the central axis LX to form an optical system.
액체 렌즈(214A)는 제1 렌즈부(212A)와 제2 렌즈부(216A) 사이에 배치되고, 렌즈 홀더(240)의 삽입구(242)에 삽입될 수 있다. 삽입구(242)는 렌즈 홀더(240)의 측면의 일부 영역이 개방되어 형성될 수 있다. 즉, 액체 렌즈(214A)는 렌즈 홀더(240)의 측면의 삽입구(242)를 통해 삽입되어 배치될 수 있다. 액체 렌즈(214A) 역시, 제1 렌즈부(212A)와 제2 렌즈부(216A)와 같이 중심축(또는, 광축)(LX)을 기준으로 정렬될 수 있다.The liquid lens 214A is disposed between the first lens unit 212A and the second lens unit 216A, and may be inserted into the insertion hole 242 of the lens holder 240. The insertion hole 242 may be formed by opening a portion of the side surface of the lens holder 240. That is, the liquid lens 214A may be inserted and disposed through the insertion hole 242 on the side of the lens holder 240. The liquid lens 214A may also be aligned with the central axis (or optical axis) LX like the first lens unit 212A and the second lens unit 216A.
또한, 렌즈 어셈블리는 제1 연결 기판(141) 및 제2 연결 기판(144)을 더 포함할 수 있다. 제1 및 제2 연결 기판(141, 144)을 통해 인가되는 구동 신호에 의해 제1 비전도성 액체(LQ1)와 제2 비도전성 액체(LQ2)의 계면(BO)이 변형(BO1, BO2)되어 액체 렌즈(214A)의 곡률, 초점거리가 변경될 수 있다.In addition, the lens assembly may further include a first connection substrate 141 and a second connection substrate 144. The interface BO between the first non-conductive liquid LQ1 and the second non-conductive liquid LQ2 is deformed (BO1, BO2) by a driving signal applied through the first and second connection substrates 141 and 144. The curvature and focal length of the liquid lens 214A may be changed.
이하, 비교 례 및 실시 예에 의한 액체 렌즈 모듈을 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 비교하여 설명한다.Hereinafter, a liquid lens module according to a comparative example and an embodiment will be described by comparing as follows with reference to the accompanying drawings.
도 8은 비교 례에 의한 액체 렌즈 모듈(10)의 단면도를 나타낸다.8 shows a cross-sectional view of a liquid lens module 10 according to a comparative example.
도 8에 도시된 액체 렌즈 모듈(10)의 제1 액체(LQ1)는 비전도성 액체이고, 제2 액체(LQ2)는 전도성 액체이다. 또한, 도 8에 도시된 액체 렌즈 모듈(10)은 절연층(146)을 더 포함한다. 이를 제외하면, 도 8에 도시된 비교 례에 의한 액체 렌즈 모듈(10)은 도 1에 도시된 액체 렌즈 모듈(100A)과 동일하다.The first liquid LQ1 of the liquid lens module 10 shown in FIG. 8 is a non-conductive liquid, and the second liquid LQ2 is a conductive liquid. In addition, the liquid lens module 10 shown in FIG. 8 further includes an insulating layer 146. Except for this, the liquid lens module 10 according to the comparative example shown in FIG. 8 is the same as the liquid lens module 100A shown in FIG. 1.
도 8에 도시된 전도성을 갖는 제2 액체(LQ2)는 물 기반의 전해액(예를 들어, 물에 소금과 같은 이온이 일정 함량 이상으로 혼입된 액체)을 포함하고 비전도성을 갖는 제1 액체(LQ1)는 오일을 포함할 수 있다. 이러한 액체 렌즈 모듈(10)에 구동 신호를 인가하면, 이온이 움직이게 되어서 정전기적 인력으로 물기반의 전해액의 형태가 바뀌어 AF 기능을 수행할 수 있다.The second liquid LQ2 having conductivity shown in FIG. 8 includes a water-based electrolyte (for example, a liquid in which ions such as salt are mixed in water in a certain amount or more), and has a non-conductive first liquid ( LQ1) may contain oil. When a driving signal is applied to the liquid lens module 10, ions are moved and the shape of the water-based electrolyte is changed by electrostatic attraction, thereby performing the AF function.
도 9a는 비교 례에 의한 카메라 모듈의 단면도를 나타내고, 도 9b는 실시 예에 의한 카메라 모듈의 단면도를 나타낸다.9A is a cross-sectional view of a camera module according to a comparative example, and FIG. 9B is a cross-sectional view of a camera module according to the embodiment.
도 9a에 도시된 비교 례에 의한 카메라 모듈은 제1 렌즈부(212), 액체 렌즈 모듈(10), 제2 렌즈부(216) 및 이미지 센서(220)를 포함하고, 도 9b에 도시된 실시 예에 의한 카메라 모듈은 제1 렌즈부(212), 액체 렌즈 모듈(214), 제2 렌즈부(216) 및 이미지 센서(220)를 포함한다. 도 9a 및 도 9b에 각각 도시된 제1 렌즈부(212), 제2 렌즈부(216) 및 이미지 센서(220)는 도 6 및 7에 도시된 제1 렌즈부(212, 212A), 제2 렌즈부(216, 216A) 및 이미지 센서(220, 220A)와 각각 동일한 기능을 수행한다.The camera module according to the comparative example shown in FIG. 9A includes a first lens unit 212, a liquid lens module 10, a second lens unit 216, and an image sensor 220, and the implementation shown in FIG. 9B The camera module according to the example includes a first lens unit 212, a liquid lens module 214, a second lens unit 216, and an image sensor 220. The first lens unit 212, the second lens unit 216, and the image sensor 220 shown in FIGS. 9A and 9B, respectively, are respectively shown in FIGS. 6 and 7. The lens units 216 and 216A and the image sensors 220 and 220A perform the same functions, respectively.
도 9a에 도시된 비교 례에 의한 카메라 모듈은 액체 렌즈 모듈(10)을 포함한다. 예를 들어, 도 9a에 도시된 액체 렌즈 모듈(10)은 도 8에 도시된 바와 같은 구성을 가질 수 있다.The camera module according to the comparative example shown in FIG. 9A includes a liquid lens module 10. For example, the liquid lens module 10 illustrated in FIG. 9A may have a configuration as illustrated in FIG. 8.
도 9b에 도시된 실시 예에 의한 카메라 모듈의 액체 렌즈 모듈(214)은 도 1 내지 도 5에 도시된 액체 렌즈 모듈(100A 내지 100E) 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 도 9a 및 도 9b 각각에 도시된 이미지 센서(220)는 도 6 및 도 7에 도시된 이미지 센서(220, 220A)의 결상면에 해당할 수 있다.The liquid lens module 214 of the camera module according to the embodiment illustrated in FIG. 9B may be any one of the liquid lens modules 100A to 100E illustrated in FIGS. 1 to 5. In addition, the image sensor 220 shown in each of FIGS. 9A and 9B may correspond to an imaging surface of the image sensors 220 and 220A shown in FIGS. 6 and 7.
비교 례에 의한 액체 렌즈 모듈(10)에 포함되는 물기반의 전해액(LQ2)은 0°에서 어는점 혹은 녹는점을 갖고 100°에서 끓는점을 가지며, 구동 신호로서 1.23V의 전압이 인가되면 전기 분해되는 특성을 갖는다. 이로 인해, 비교 례에 의한 액체 렌즈 모듈(10)은 다양한 환경에서 사용상 제약이 따른다. 구체적으로, 물기반의 전해액을 제2 액체(LQ2)로서 포함하는 비교 례에 의한 액체 렌즈 모듈(10)은, 100° 이상의 고온과 0° 이하의 저온에서 사용될 수 없다. 예를 들어, 상온보다 높은 온도에서 물의 급격한 팽창 계수로 인해서 팽창이 쉽게 되므로 온도에 따른 열 팽창에 의해 제2 플레이트(P2)가 응력을 받아, 도 9a에 도시된 바와 같이 액체 렌즈 모듈(10)에서 이미지 센서(220)를 향하는 제2 플레이트(P2)의 일면(11)이 부풀어(13)올라 변형되거나 심지어 파괴될 수도 있다. 이를 해소하기 위해, 제2 플레이트(P2)의 두께를 감소시켜 제2 플레이트(P2)에 걸리는 응력을 최소화시킬 수 있다. 그러나, 제2 플레이트(P2)의 두께를 줄이기 위해 식각 공정이 추가될 경우, 제조 비용과 제조 시간이 증가하고 액체 렌즈(10)의 구조가 복잡해질 수도 있다.The water-based electrolyte (LQ2) included in the liquid lens module 10 according to the comparative example has a freezing point or melting point at 0° and a boiling point at 100°, and is electrolyzed when a voltage of 1.23V is applied as a driving signal. Has characteristics. For this reason, the liquid lens module 10 according to the comparative example has limitations in use in various environments. Specifically, the liquid lens module 10 according to the comparative example including the water-based electrolyte as the second liquid LQ2 cannot be used at a high temperature of 100° or more and a low temperature of 0° or less. For example, at a temperature higher than room temperature, expansion is easy due to the rapid expansion coefficient of water, so that the second plate P2 receives stress due to thermal expansion according to the temperature, and the liquid lens module 10 as shown in FIG. 9A One side 11 of the second plate P2 facing the image sensor 220 may be swollen 13 and deformed or even destroyed. In order to solve this, the stress applied to the second plate P2 may be minimized by reducing the thickness of the second plate P2. However, when an etching process is added to reduce the thickness of the second plate P2, manufacturing cost and manufacturing time may increase, and the structure of the liquid lens 10 may be complicated.
또한, 액체 렌즈 모듈(10)의 온도가 상승함에 따라 제2 액체(LQ2)가 팽창하여 제2 플레이트(P2)의 곡률이 점점 커지거나 점점 작아짐으로써, 도 9a에 도시된 바와 같이 만곡(230)을 발생시켜 해상력 저하 같은 광학적인 성능 악화를 가져올 수 있다.In addition, as the temperature of the liquid lens module 10 increases, the second liquid LQ2 expands and the curvature of the second plate P2 gradually increases or decreases, so that the curvature 230 as shown in FIG. 9A. May cause deterioration in optical performance, such as a decrease in resolution.
그러나, 실시 예에 의한 액체 렌즈 모듈(100A 내지 100E)의 경우, 제2 액체(LQ2)로서 물 기반의 전해액 대신에 비전도성 액체를 이용하므로, 도 9b에 도시된 바와 같이 다양한 온도 또는 다양한 구동 전압 범위에서 액체 렌즈(214)의 제2 플레이트(P2)의 변형이 최소화되고 이에 따라 광학성능이 개선될 수 있다.However, in the case of the liquid lens modules 100A to 100E according to the embodiment, since a non-conductive liquid is used instead of a water-based electrolyte as the second liquid LQ2, various temperatures or various driving voltages as shown in FIG. 9B In the range, deformation of the second plate P2 of the liquid lens 214 is minimized, and thus optical performance may be improved.
또한, 도 8에 도시된 비교 례에 의한 액체 렌즈 모듈(10)에서, 제1 및 제2 전극(E1, E2)으로 구동 전압이 인가되면 전기 습윤(electrowetting) 방식에 의해 계면(BO)이 유동할 수 있다. 전기 습윤 방식에 의하면, 제2 전극(E2)으로 기준 전압(예를 들어, 접지 전압)을 인가하고, 제1 전극(E1)으로 양의 전압을 인가할 경우, 절연층(146)과 제1 액체(LQ1)의 경계에서 절연층(146)에 음(-)의 전하가 모이게 되어, 계면(BO) 부근의 제2 액체(LQ2)에 양(+)의 전하가 모여 계면(BO)이 유동할 수 있다. 이와 같이, 비교 례에 의한 액체 렌즈 모듈(10)은 절연층(146)을 필수적으로 요구하므로, 제조 공정이 복잡하고, 제조 공정 시간과 비용이 증가하는 문제점을 갖는다. 또한, 비교 례에 의한 액체 렌즈 모듈(10)의 경우, 높은 전압에서 일어나는 가수분해로 인한 마이크로 버블 및 액체 증발이 발생되는 문제점이 있다.In addition, in the liquid lens module 10 according to the comparative example shown in FIG. 8, when a driving voltage is applied to the first and second electrodes E1 and E2, the interface BO flows by an electrowetting method. can do. According to the electrowetting method, when a reference voltage (for example, a ground voltage) is applied to the second electrode E2 and a positive voltage is applied to the first electrode E1, the insulating layer 146 and the first At the boundary of the liquid (LQ1), negative (-) charges are collected in the insulating layer 146, and positive (+) charges are collected in the second liquid (LQ2) near the interface (BO), and the interface (BO) flows. can do. As described above, since the liquid lens module 10 according to the comparative example essentially requires the insulating layer 146, the manufacturing process is complicated, and the manufacturing process time and cost are increased. In addition, in the case of the liquid lens module 10 according to the comparative example, there is a problem that microbubbles and liquid evaporation occur due to hydrolysis occurring at a high voltage.
반면에, 실시 예에 의한 액체 렌즈 모듈(100A 내지 100E)의 액체 렌즈는 물 기반의 전해액 대신에 2개의 액체(LQ1, LQ2)가 모두 비전도성이므로, 전기 분해가 발생하지 않는다. 따라서, 비교 례와 달리 실시 예에 의한 액체 렌즈 모듈(100A 내지 100E)의 액체 렌즈는 절연층(146)을 요구하지 않으므로, 제조 공정이 단순해지고, 제조 공정 시간과 비용이 감소할 수 있으며, 전압 구동 중에 마이크로 버블 및 액체 증발을 방지할 수 있고, 낮은 전력 소비를 유지하고 높은 동작 전압을 견딜 수 있다.On the other hand, in the liquid lens of the liquid lens modules 100A to 100E according to the embodiment, since both liquids LQ1 and LQ2 are non-conductive instead of a water-based electrolyte, electrolysis does not occur. Therefore, unlike the comparative example, since the liquid lens of the liquid lens module 100A to 100E according to the embodiment does not require the insulating layer 146, the manufacturing process is simplified, the manufacturing process time and cost can be reduced, and the voltage It can prevent microbubbles and liquid evaporation during operation, maintain low power consumption and withstand high operating voltage.
또한, 이완된 상태에서 계면(BO)의 곡률은 최소가 되며, 액체(LQ1, LQ2)의 표면 장력(surface tension force) 때문에, 액체(LQ1, LQ2)의 형태는 구부러지고 그 표면은 매우 매끄러울 수 있다. 이때, 구동 신호가 인가되면, 불균일한 전계가 유도되어, 액체에 작용하는 유전력은 켈빈 이론에서와 같이 표현될 수 있다. 이러한 특성을 갖는 실시 예에 의한 액체 렌즈 모듈(100A 내지 100E)은 비교 례에 의한 액체 렌즈 모듈(10)보다 낮은 동작 전압을 가질 수 있다.In addition, the curvature of the interface (BO) in the relaxed state is minimized, and due to the surface tension force of the liquids (LQ1, LQ2), the shape of the liquid (LQ1, LQ2) is bent and the surface is very smooth. I can. At this time, when a driving signal is applied, a non-uniform electric field is induced, so that the dielectric force acting on the liquid can be expressed as in Kelvin theory. The liquid lens modules 100A to 100E according to the embodiment having such characteristics may have a lower operating voltage than the liquid lens module 10 according to the comparative example.
또한, 비교 례에 의한 액체 렌즈 모듈(10)은 초점 거리가 양(+) 및 음(-) 중 어느 하나로 고정되어 있어, 초점 거리 변화의 범위가 비교적 좁다. 반면에, 실시 예에 의한 액체 렌즈 모듈(100A 내지 100E)의 경우, 불균일한 전계의 영향 하에서, 유전력에 의해 계면(BO1, BO2)의 모양이 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 변함으로써, 초점 거리가 양에서 음으로 또는 그 반대로 조정될 수 있어 초점 거리 변화의 범위가 비교 례보다 넓다. 따라서, 실시 예에 의한 액체 렌즈 모듈(100A 내지 100E)은 큰 배율을 얻기 위한 줌 렌즈 시스템이나 2차원-3차원 전환형 디스플레이에도 적용될 수 있다.In addition, since the liquid lens module 10 according to the comparative example has a focal length fixed to one of positive (+) and negative (-), the range of change in the focal length is relatively narrow. On the other hand, in the case of the liquid lens modules 100A to 100E according to the embodiment, under the influence of an uneven electric field, the shapes of the interfaces BO1 and BO2 are changed as shown in FIGS. 2 to 5 by dielectric force, Since the focal length can be adjusted from positive to negative or vice versa, the range of focal length change is wider than that of the comparative example. Accordingly, the liquid lens modules 100A to 100E according to the embodiment may be applied to a zoom lens system or a 2D-3D switchable display to obtain a large magnification.
또한, 도 8에 도시된 비교 례에 의한 액체 렌즈 모듈(10)의 경우 절연층(146)이 광축(LX)에 배치됨으로서, 광의 투과도가 저하될 수 있다. 그러나, 실시 예에 의한 액체 렌즈 모듈(100A 내지 100E)의 경우 절연층(146)이 광축(LX)에 배치되지 않으므로, 비교 례보다 광의 투과도가 개선될 수 있다.In addition, in the case of the liquid lens module 10 according to the comparative example illustrated in FIG. 8, since the insulating layer 146 is disposed on the optical axis LX, the transmittance of light may decrease. However, in the case of the liquid lens modules 100A to 100E according to the embodiment, since the insulating layer 146 is not disposed on the optical axis LX, the transmittance of light may be improved compared to the comparative example.
한편, 전술한 실시 예에 의한 가변 렌즈(예를 들어, 액체 렌즈)를 포함하는 카메라 모듈(200)을 이용하여 광학 장치를 구현할 수 있다. 여기서, 광학 장치는 광 신호를 가공하거나 분석할 수 있는 장치를 포함할 수 있다. 광학 장치의 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, 렌즈 어셈블리를 포함할 수 있는 광학 장치에 본 실시 예를 적용할 수 있다.Meanwhile, an optical device may be implemented using the camera module 200 including a variable lens (eg, a liquid lens) according to the above-described embodiment. Here, the optical device may include a device capable of processing or analyzing an optical signal. Examples of optical devices may include a camera/video device, a telescope device, a microscope device, an interferometer device, a photometer device, a polarimeter device, a spectrometer device, a reflectometer device, an autocollimator device, a lens meter device, etc., including a lens assembly. This embodiment can be applied to an optical device capable of.
또한, 광학 장치는 스마트폰, 노트북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터 등의 휴대용 장치로 구현될 수 있다. 이러한 광학 장치는 카메라 모듈(200), 영상을 출력하는 디스플레이부(미도시), 카메라 모듈(200)에 전원을 공급하는 배터리(미도시), 카메라 모듈(200)과 디스플레이부와 배터리를 실장하는 본체 하우징을 포함할 수 있다. 광학 장치는 타 기기와 통신할 수 있는 통신모듈과, 데이터를 저장할 수 있는 메모리부를 더 포함할 수 있다. 통신 모듈과 메모리부 역시 본체 하우징에 실장될 수 있다.In addition, the optical device may be implemented as a portable device such as a smart phone, a notebook computer, or a tablet computer. These optical devices include a camera module 200, a display unit (not shown) that outputs an image, a battery (not shown) that supplies power to the camera module 200, a camera module 200, a display unit, and a battery. It may include a body housing. The optical device may further include a communication module capable of communicating with other devices, and a memory unit capable of storing data. The communication module and the memory unit may also be mounted on the main body housing.
이하, 실시 예에 의한 액체 렌즈를 포함하는 광학 장치(300)를 첨부된 도면을 참조하여 설명하지만, 실시 예에 의한 광학 장치(300)는 이에 국한되지 않는다.Hereinafter, an optical device 300 including a liquid lens according to an embodiment will be described with reference to the accompanying drawings, but the optical device 300 according to the embodiment is not limited thereto.
도 10은 실시 예에 의한 광학 장치(300)의 개략적인 블럭도를 나타낸다.10 is a schematic block diagram of an optical device 300 according to an embodiment.
광학 장치(300)는 프리즘 유닛(310), 렌즈(320) 및 주밍(zooming)부(330)를 포함할 수 있다. 여기서, 렌즈(320)는 전술한 액체 렌즈 모듈(100A 내지 100E)에 포함되는 액체 렌즈(214)에 해당할 수 있다.The optical device 300 may include a prism unit 310, a lens 320, and a zooming unit 330. Here, the lens 320 may correspond to the liquid lens 214 included in the liquid lens modules 100A to 100E described above.
프리즘 유닛(310)은 IN으로 표기된 방향으로 입사되는 광의 경로를 렌즈(320)의 광축(LX)으로 변경하는 역할을 한다.The prism unit 310 serves to change the path of light incident in the direction indicated by IN to the optical axis LX of the lens 320.
프리즘 유닛(310)에서 광로가 변경된 광에 대해 렌즈(320)는 OIS 및 AF 기능을 수행하여 주밍부(330)로 출사할 수 있다.The lens 320 may perform OIS and AF functions for light whose optical path is changed in the prism unit 310 and output to the zooming unit 330.
주밍부(330)는 렌즈(320)를 경유한 광을 줌 인/줌 아웃한다. 이를 위해, 주밍부(330)는 복수의 렌즈(320)를 광축(LX)과 나란한 방향(예를 들어, z축 방향)으로 이동시키는 액츄에이터(미도시)를 포함할 수 있다.The zooming unit 330 zooms in/out of the light that has passed through the lens 320. To this end, the zooming unit 330 may include an actuator (not shown) that moves the plurality of lenses 320 in a direction parallel to the optical axis LX (eg, a z-axis direction).
전술한 다양한 실시 예들은 본 발명의 목적을 벗어나지 않고, 서로 상반되지 않은 한 서로 조합될 수도 있다. 또한, 전술한 다양한 실시 예들 중에서 어느 실시 예의 구성 요소가 상세히 설명되지 않은 경우 다른 실시 예의 동일한 참조부호를 갖는 구성 요소에 대한 설명이 준용될 수 있다.The various embodiments described above may be combined with each other as long as they are not contradictory to each other without departing from the object of the present invention. In addition, if a component of one embodiment is not described in detail among the various embodiments described above, the description of the component having the same reference numeral of another embodiment may apply mutatis mutandis.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments have been described above, but these are only examples and do not limit the present invention, and those of ordinary skill in the field to which the present invention belongs are not illustrated above within the scope not departing from the essential characteristics of the present embodiment. It will be seen that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified and implemented. And differences related to these modifications and applications should be construed as being included in the scope of the present invention defined in the appended claims.
발명의 실시를 위한 형태는 전술한 "발명의 실시를 위한 최선의 형태"에서 충분히 설명되었다.The mode for carrying out the invention has been sufficiently described in the above-described "Best mode for carrying out the invention".
실시 예에 의한 액체 렌즈 및 이 액체 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리는 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 이용될 수 있다.The liquid lens according to the embodiment and the lens assembly including the liquid lens include a camera/video device, a telescope device, a microscope device, an interferometer device, a photometer device, a polarimeter device, a spectrometer device, a reflectometer device, an autocollimator device, a lens meter device. , Smartphones, notebook computers, tablet computers, and other portable devices.

Claims (10)

  1. 광축 상에 위치하는 캐비티를 포함하는 제1 플레이트;A first plate including a cavity positioned on the optical axis;
    상기 캐비티에 배치된 제1 비전도성 액체;A first non-conductive liquid disposed in the cavity;
    상기 캐비티에서 상기 제1 비전도성 액체 위에 배치되고, 상기 제1 비전도성 액체와 접하는 제2 비전도성 액체;A second non-conductive liquid disposed above the first non-conductive liquid in the cavity and in contact with the first non-conductive liquid;
    상기 광축으로부터 이격되며, 상기 제1 플레이트의 내측면에 접하여 배치되고, 상기 제1 및 제2 비전도성 액체와 각각 접촉하는 제1 전극; 및A first electrode spaced apart from the optical axis, disposed in contact with an inner surface of the first plate, and contacting the first and second non-conductive liquids, respectively; And
    상기 제1 플레이트의 위에서 상기 제1 전극으로부터 이격되어 배치되고, 상기 제2 비전도성 액체와 접촉하는 제2 전극을 포함하는 액체 렌즈.A liquid lens comprising a second electrode disposed on the first plate and spaced apart from the first electrode, and in contact with the second non-conductive liquid.
  2. 제1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제1 비전도성 액체는 상기 광축에서 상기 캐비티의 바닥면과 직접 접촉하는 액체 렌즈.The first non-conductive liquid is a liquid lens in direct contact with the bottom surface of the cavity in the optical axis.
  3. 제1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제1 전극은The first electrode is
    상기 내측면에 배치된 제1 부분; 및A first portion disposed on the inner surface; And
    상기 제1 부분으로부터 연장되어 상기 캐비티의 바닥면에 배치되며, 상기 광축과 이격된 제2 부분을 포함하는 액체 렌즈.A liquid lens including a second portion extending from the first portion, disposed on a bottom surface of the cavity, and spaced apart from the optical axis.
  4. 제1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제1 플레이트와 함께 상기 캐비티를 형성하는 제2 플레이트를 포함하는 액체 렌즈.A liquid lens comprising a second plate forming the cavity together with the first plate.
  5. 제4 항에 있어서,The method of claim 4,
    상기 제2 전극은The second electrode is
    상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이에 배치된 제1 부분; 및A first portion disposed between the first plate and the second plate; And
    상기 제1 부분으로부터 연장되어 상기 제2 비전도성 액체와 접촉하는 제2 부분을 포함하는 액체 렌즈.A liquid lens including a second portion extending from the first portion and contacting the second non-conductive liquid.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 제2 전극의 상기 제2 부분은The method of claim 5, wherein the second portion of the second electrode is
    상기 캐비티 위의 상기 제2 플레이트의 하부면 전체와 상기 제2 비전도성 액체 사이에 배치된 액체 렌즈.A liquid lens disposed between the entire lower surface of the second plate on the cavity and the second non-conductive liquid.
  7. 제5 항에 있어서, 상기 제2 전극의 상기 제2 부분은The method of claim 5, wherein the second portion of the second electrode is
    상기 캐비티 위의 상기 제2 플레이트의 하부면 전체 중 일부와 제2 비전도성 액체 사이에 배치된 액체 렌즈.A liquid lens disposed between a portion of the entire lower surface of the second plate on the cavity and a second non-conductive liquid.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 상기 광축과 직교하는 방향으로 대칭인 단면 형상을 갖는 액체 렌즈.The liquid lens of claim 1, wherein the first electrode and the second electrode have a symmetrical cross-sectional shape in a direction orthogonal to the optical axis.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 제1 비전도성 액체와 상기 제2 비전도성 액체의 계면은 상기 내측면과 접하는 액체 렌즈.The liquid lens of claim 1, wherein an interface between the first non-conductive liquid and the second non-conductive liquid contacts the inner surface.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 제1 비전도성 액체의 제1 유전율은 상기 제2 비전도성 액체의 제2 유전율보다 큰 액체 렌즈.The liquid lens of claim 1, wherein the first dielectric constant of the first non-conductive liquid is greater than the second dielectric constant of the second non-conductive liquid.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113709349B (en) * 2021-09-02 2023-05-12 维沃移动通信有限公司 Image pickup assembly and electronic apparatus

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060073467A (en) * 2004-12-23 2006-06-28 바리옵틱 Variable focal lens
KR20070087940A (en) * 2006-02-15 2007-08-29 삼성전기주식회사 Insulating liquid for liquid lens satisfying reliability and liquid lens using the same
KR20090084423A (en) * 2008-02-01 2009-08-05 (주)미코엠에스티 Method for fabricating liquid lens using wafer level packaging
JP2009204685A (en) * 2008-02-26 2009-09-10 Sony Corp Liquid optical element
US20140347741A1 (en) * 2013-05-24 2014-11-27 Raymond Miller Karam Fabrication of liquid lens arrays

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9952358B2 (en) 2015-04-11 2018-04-24 Corning Incorporated Method to prevent emulsion in a liquid lens
KR20180081876A (en) * 2017-01-09 2018-07-18 엘지이노텍 주식회사 Liquid Lens, Camera Module, And Optical Device
KR20180087079A (en) * 2017-01-24 2018-08-01 엘지이노텍 주식회사 Liquid lens, camera module and optical device/instrument including the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060073467A (en) * 2004-12-23 2006-06-28 바리옵틱 Variable focal lens
KR20070087940A (en) * 2006-02-15 2007-08-29 삼성전기주식회사 Insulating liquid for liquid lens satisfying reliability and liquid lens using the same
KR20090084423A (en) * 2008-02-01 2009-08-05 (주)미코엠에스티 Method for fabricating liquid lens using wafer level packaging
JP2009204685A (en) * 2008-02-26 2009-09-10 Sony Corp Liquid optical element
US20140347741A1 (en) * 2013-05-24 2014-11-27 Raymond Miller Karam Fabrication of liquid lens arrays

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