WO2021125451A1 - 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈 - Google Patents

자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈 Download PDF

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WO2021125451A1
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multifocal
automatic
unit
responsive gel
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PCT/KR2020/004022
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배진우
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한국기술교육대학교 산학협력단
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    • G02B7/08—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification adapted to co-operate with a remote control mechanism

Definitions

  • the present invention relates to a gel lens in which the curvature of a lens is variable based on an electric signal, and more particularly, to an electrically responsive gel lens having an automatic multifocal and hand shake correction function.
  • a lens is used in various electronic devices such as a camera, and is a device capable of focusing one or more wavelengths of light. Recently, the development of a variable lens that can be used in miniaturized and multifunctional electronic devices is being made.
  • a method of controlling the shape of a liquid crystal by applying a voltage a method of controlling the shape of a liquid crystal according to voltage application, a method of controlling the shape of a liquid crystal according to voltage application, so that the focus of the image can be adjusted by variably controlling the shape of the lens without changing the position of the lens
  • Several methods are being studied, including a method of controlling a liquid lens that can adjust the focal length in the direction of the optical axis using
  • the liquid lens using the electrowetting phenomenon can only adjust the auto focus distance in the optical axis direction (Auto Focus, hereafter referred to as AF), and it is impossible to move the focus in the horizontal direction in the optical axis direction, so optical image stabilization (hereinafter referred to as OIS) is not possible. ) was not possible.
  • Auto Focus hereafter referred to as AF
  • OIS optical image stabilization
  • the present invention is an invention devised to solve the problems of the prior art, and the present invention is a focus position of light passing through the transmission part by three-dimensionally deforming the shape of the transmission part according to the voltage applied to the transmission part formed of an electroactive polymer.
  • An object of the present invention is to provide an electrically responsive gel lens having a three-dimensionally variable automatic multifocal and image stabilization function.
  • Another object of the present invention is to provide an electrically responsive gel lens having a variable automatic multifocal and image stabilization function.
  • An electrically responsive gel lens having an automatic multifocal and image stabilization function of the present invention for achieving the above object is formed on a substrate, the first electrode and the second electrode having different polarities; and a transmissive part formed of an electroactive polymer, the shape of which is deformed when a voltage is applied to the first electrode and the second electrode.
  • an electrically responsive gel lens having an automatic multifocal and hand shake correction function, wherein a plurality of electrodes formed as a plurality of the first electrode and the second electrode is configured with a plurality of unit electrodes to which voltages are individually applied on the substrate,
  • the plurality of By blocking the electrical interference between the unit electrodes of the transmission portion may further include a distortion preventing portion to prevent distortion of the shape.
  • the distortion preventing part may be formed on the substrate such that the plurality of unit electrodes are spaced apart from each other at a predetermined interval.
  • the predetermined interval may be characterized in that 50 ⁇ m to 1000 ⁇ m.
  • the transmissive part is disposed so that a part of the surface is exposed to the through hole formed in the substrate, and any one of the first electrode and the second electrode is composed of a plurality of unit electrodes and is disposed on the upper portion of the substrate along the inner peripheral surface of the through hole. can be provided.
  • the other one of the first electrode and the second electrode which is not composed of a plurality of unit electrodes, is spaced apart from the inner circumferential surface of the through hole by a predetermined distance to surround the through hole and may be provided under the substrate.
  • the preset distance is a distance between the first electrode and the second electrode, and may be set in response to a voltage in a preset range applied from the first electrode and the second electrode to the transmissive part.
  • the distortion prevention part may be formed between the plurality of unit electrodes so that the plurality of unit electrodes can be arranged at a predetermined interval.
  • the predetermined distance is a distance between the plurality of unit electrodes, and may vary according to the diameter of the through hole.
  • the transmissive part is disposed on the upper side of the substrate so that a part of the surface protrudes when a voltage is applied, and the first electrode and the second electrode are provided with a plurality of unit electrodes between the substrate and the transmissive part.
  • the first electrode may be provided to correspond to a partial surface of the transmission part, and the second electrode may be formed on the same plane as the first electrode, and may be provided to partially surround the first electrode at a predetermined distance. .
  • the preset distance is a distance between the first electrode and the second electrode, and a short circuit between the first electrode and the second electrode may be prevented.
  • the preset distance is a distance between the first electrode and the second electrode, and may be set in response to a voltage in a preset range applied from the first electrode and the second electrode to the transmissive part.
  • the distortion prevention part may be formed between the plurality of unit electrodes so that the plurality of unit electrodes can be arranged at a predetermined interval.
  • the predetermined interval is a distance between the plurality of unit electrodes, and may vary according to the diameter of the protruding partial surface.
  • the transmissive part is in the form of a concave-convex section having an inclined surface, and a light collecting member for refracting light incident through the inclined surface is provided.
  • the inclined angle of the inclined surface can be varied. have.
  • the light collecting member may be provided as a ring-shaped unit lens in which irregularities having an inclined surface in cross section are continuously arranged in the circumferential direction.
  • a plurality of the unit lenses may be formed to have the same central axis on the same plane, and may be continuously arranged in a radial direction from the central axis.
  • the unit lens may have a predetermined ratio of a length from the central axis to the inclined surface.
  • the focal position of the light passing through the transmission part is changed in three dimensions, so that not only automatic focal length adjustment in the optical direction but also hand shake phenomenon can be corrected. There are advantages.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for expressing an electrically responsive gel lens having an automatic multifocal and image stabilization function according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view showing an upper portion of a substrate provided with a first electrode and an anti-distortion unit composed of a plurality of electrically responsive gel lenses having automatic multifocal and image stabilization functions according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a view showing the state of the lower portion of the substrate provided with the first electrode and the second electrode of the electro-responsive gel lens having an automatic multifocal and hand shake correction function according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line A-A of FIG. 1 showing a state before voltage is applied to a plurality of unit electrodes of an electrically responsive gel lens having an automatic multifocal and hand shake correction function according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a view showing a state in which a uniform voltage is applied to a plurality of unit electrodes of an electrically responsive gel lens having an automatic multifocal and hand shake correction function according to the first embodiment of the present invention, so that the optical focus is elongated in the axial direction of the light;
  • FIG. 6 is a view showing that voltage is individually applied to a plurality of unit electrodes of an electrically responsive gel lens having an automatic multifocal and hand shake correction function according to the first embodiment of the present invention, so that the optical focus is in the horizontal direction with respect to the axial direction of the light.
  • FIG. 7 is a view illustrating that voltage is individually applied to a plurality of unit electrodes of an electrically responsive gel lens having an automatic multifocal and hand shake correction function according to the first embodiment of the present invention, so that the optical focus is in the horizontal direction with respect to the axial direction of the light.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for expressing the overall configuration of an electrically responsive gel lens having an automatic multifocal and image stabilization function according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a view showing an upper portion of an upper substrate provided with a first upper electrode and a first anti-distortion unit composed of a plurality of electrically responsive gel lenses having automatic multifocal and image stabilization functions according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is a view showing the lower portion of the upper substrate provided with the second upper electrode and the upper portion of the lower substrate provided with the second lower electrode of an electrically responsive gel lens having an automatic multifocal and handshake correction function according to a second embodiment of the present invention. drawing;
  • FIG. 11 is a view showing a lower portion of a lower substrate provided with a first lower electrode and a second anti-distortion unit of an electrically responsive gel lens having an automatic multifocal and hand shake correction function according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 12 is a view showing a first partial surface and a second partial surface to which voltages are individually applied to a plurality of unit electrodes of an electrically responsive gel lens having automatic multifocal and image stabilization functions according to a second embodiment of the present invention in a horizontal direction; It is BB ⁇ cross-sectional view of FIG. 8 showing an asymmetric state.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view for expressing the overall configuration of an electrically responsive gel lens having an automatic multifocal and image stabilization function according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a view showing a state in which an anti-distortion part is formed on a substrate on which a plurality of electrodes of an electrically responsive gel lens having an automatic multifocal and image stabilization function according to a third embodiment of the present invention are provided on the same plane;
  • 15 is a schematic diagram showing a state in which a voltage is applied to an electrically responsive gel lens having an automatic multifocal and image stabilization function according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 13 showing a state in which no voltage is applied to the first and second electrodes of the electrically responsive gel lens having an automatic multifocal and hand shake correction function according to a third embodiment of the present invention
  • 17 is a three-dimensional focus with flat electrodes to which the same voltage is individually applied to the first and second electrodes of an electrically responsive gel lens having an automatic multifocal and hand shake correction function according to a third embodiment of the present invention;
  • AA′ sectional view of FIG. 13 showing the light focus passing through the variable gel lens;
  • FIG. 18 is a view showing that the optical focal length is changed in the optical axis direction as the voltages individually applied to the first electrode and the second electrode of the electrically responsive gel lens having automatic multifocal and image stabilization functions according to the third embodiment of the present invention decrease.
  • FIG. 19 is a view showing the optical focus is based on the axial direction of the light as voltages are individually applied to the first electrode and the second electrode of the electrically responsive gel lens having automatic multifocal and image stabilization functions according to the third embodiment of the present invention;
  • AA ⁇ cross-sectional view of FIG. 13 showing a state concentrated to one side in the horizontal direction;
  • FIG. 20 is a view showing that the optical focus is based on the axial direction of the light as voltages are individually applied to the first and second electrodes of the electrically responsive gel lens having automatic multifocal and image stabilization functions according to the third embodiment of the present invention; AA ⁇ cross-sectional view of FIG. 13 showing a state concentrated to the other side in the horizontal direction;
  • 21 is a schematic cross-sectional view for expressing the overall configuration of an electrically responsive gel lens having an automatic multifocal and image stabilization function according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a schematic view showing the state of focus and the shape of the light collecting member provided in the transmission part of the electro-responsive gel lens having an automatic multifocal and hand shake correction function according to a fourth embodiment of the present invention before voltage is applied;
  • 23 is a schematic view showing a state in which the optical focus is changed by deforming the light collecting member of the electrically responsive gel lens having an automatic multifocal and hand shake correction function according to a fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 24 is a view showing a state in which a uniform voltage is applied to a plurality of unit electrodes of an electrically responsive gel lens having an automatic multifocal and hand shake correction function according to a fourth embodiment of the present invention, so that the optical focus is shortened in the axial direction of the light.
  • FIG. 25 is a view illustrating that voltages are individually applied to a plurality of unit electrodes of an electrically responsive gel lens having an automatic multifocal and hand shake correction function according to a fourth embodiment of the present invention, so that the optical focus is in the horizontal direction with respect to the axial direction of the light.
  • 26 is a diagram showing that voltage is individually applied to a plurality of unit electrodes of an electrically responsive gel lens having an automatic multifocal and hand shake correction function according to a fourth embodiment of the present invention, so that the optical focus is in the horizontal direction with respect to the axial direction of the light.
  • FIG. 27 is a schematic cross-sectional view for expressing the overall configuration of an electrically responsive gel lens having an automatic multifocal and image stabilization function according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 28 is a view illustrating a first light collecting member and a second light collecting member to which voltages are individually applied to a plurality of unit electrodes of an electrically responsive gel lens having an automatic multifocal and hand shake correction function according to a fifth embodiment of the present invention in a horizontal direction; BB ⁇ cross-sectional view showing an asymmetrical state;
  • 29 is a schematic cross-sectional view for expressing the overall configuration of an electrically responsive gel lens having an automatic multifocal and image stabilization function according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 30 is a view showing that the optical focal length is shortened in the optical axis direction when voltage is applied to the first and second electrodes of the electrically responsive gel lens having automatic multifocal and hand shake correction functions according to the sixth embodiment of the present invention; AA' sectional view of FIG. 29 showing;
  • FIG. 31 is a view showing that the optical focus is based on the axial direction of the light as voltages are individually applied to the first and second electrodes of the electrically responsive gel lens having automatic multifocal and image stabilization functions according to the sixth embodiment of the present invention.
  • 29 is a cross-sectional view AA′ of FIG. 29 showing a state focused on the other side in the horizontal direction.
  • the present invention relates to an electrically responsive gel lens having an automatic multifocal and hand shake correction function, and will be described in detail with reference to the drawings.
  • the configuration of the electrically responsive gel lens 10 having an automatic multifocal and hand shake correction function largely includes a first electrode 100 , a second electrode 200 , and a transmission part 300 .
  • the first electrode 100 is formed on the substrate 400 and is configured to have a polarity different from that of the second electrode 200 , so that a voltage may be applied from an external power source.
  • At least one of the first electrode 100 and the second electrode 200 is formed in plurality so that a voltage can be applied individually, and the case in which only the first electrode 100 is formed in plurality through the first embodiment will be described first. I will do it.
  • the first electrode 100 may be formed along the inner circumferential surface of the through hole 420 formed in the substrate 400 by including a plurality of positive (+) electrode unit electrodes 120 .
  • the first electrode 100 may include a unit electrode 120 and an electrode lead 140 connected to the unit electrode 120 , and the electrode lead 140 connected to one side of the unit electrode 120 is connected to an external power supply and an external power source. can be connected
  • the unit electrode 120 may be provided on the upper portion of the through hole 420 of the substrate 400 , and if voltage is applied individually, the unit electrode 120 extends from the top to the bottom of the through hole 420 as shown in FIG. 1 . and may be disposed to be spaced apart from each other at a predetermined interval.
  • the first electrode 100 has been described as including four unit electrodes 120 . However, if the first electrode 100 performs the above-described function, six or eight electrodes are used. , 10 or 12 unit electrodes 120 may be formed in any one of the shapes including.
  • the second electrode 200 is not configured in plurality and may be formed to be spaced apart from each other by a predetermined distance d based on the lower portion of the first electrode 100 and the substrate 400 .
  • the second electrode 200 includes the second electrode wire 240 and is mutually connected with the first electrode 100 . It can be connected to an external power source to have a different polarity.
  • it may have a circular band shape spaced apart by a predetermined distance d from the through hole 420 of the substrate 400 .
  • a negative (-) pole voltage may be applied to the second electrode 200, but the shape of the transmission part 300 to be described later is 3 If the function of changing the dimension is performed, a negative (-) pole voltage may be applied to the first electrode 100 and a positive (+) pole voltage may be applied to the second electrode 200, thereby limiting the scope of rights. Of course not.
  • the transmission part 300 may be formed of an electro-active polymer (hereinafter referred to as EAP) so that the focal position of the light passing through the transmission part 300 can be varied in three dimensions.
  • EAP electro-active polymer
  • the transmission part 300 may be formed of a conductive polymer, and may be formed of any one of a single-wall carbon nanotube, a multi-wall carbon nanotube, a Nafion polymer, and SSEBS. may be
  • the transmission part 300 may be configured in the form of a polymer on a transparent gel.
  • a polymer on a transparent gel In order to perform the role of a lens, it is essential to be transparent, and it is preferable to be formed in the form of a gel, not a liquid, which has a certain shape and whose surface shape is deformed depending on whether or not a voltage is applied.
  • the transmission part 300 may be formed using a general-purpose polymer such as polyvinyl chloride (PVC) or polyethylene.
  • PVC polyvinyl chloride
  • polyethylene polyethylene
  • the shape of the transmissive part 300 is deformed in three dimensions, so that the focal position of the light passing through the transmissive part 300 can be changed in three dimensions. have.
  • the transmission part 300 is designed to have a partial surface 320 protruding in the form of a convex lens on the upper portion of the body in the form of a flat plate, and the first electrode is spaced apart by a predetermined distance d and provided on the lower portion of the substrate 400 .
  • voltage is applied to ( 100 ) and the second electrode 200 , the shape is deformed in three dimensions, so that the focal position of the light passing through the partial surface 320 may be changed in three dimensions.
  • the shape of the partial surface 320 of the transmission part 300 has a hemispherical shape without a lower portion centered on the central side of the sphere when viewed in FIG. 1 , and when viewed again in AA ⁇ cross-sectional view, it is expressed as a semicircular partial surface 320 can
  • the transmissive part 300 may have a partial surface 320 formed on the upper portion of the rectangular parallelepiped body through which light is transmitted, and the partial surface 320 may be formed to protrude above the rectangular parallelepiped body in the form of a hemisphere.
  • a portion of the hemispherical surface 320 protruding from the body may be formed to be introduced into the through hole 420 of the substrate 400 and exposed to the incident light Lpaa, and the first electrode 100 and the second electrode 200 may be formed. ) when a voltage is applied to the partial surface 320 may be deformed into an asymmetric shape.
  • the transmission part 300 is formed with only one body, when a voltage is applied, a part of the surface 320 may protrude through the through hole 420 to be exposed to the incident light Lpaa.
  • the substrate 400 provided with the first electrode 100 and the second electrode 200 is stacked on the upper side of the transmission part 300 , and a partial surface 320 is passed through the through hole 420 formed in the substrate 400 . It may be formed to be exposed.
  • the partial surface 320 may be deformed to serve as a lens.
  • the transmission part 300 may further include an insulating member for insulation on the lower surface.
  • the insulating member may be formed to surround the entire surface of the transmission part 300, and a transparent glass substrate (Glass), a transparent plastic film, or a sheet (Glass) so that the incident light (Lpaa) passes through the transmission part 300 to have high transmittance.
  • Sheet may be formed in the form of a substrate.
  • the second electrode 200 is on the transparent substrate (Glass) formed under the transmissive part 300 instead of the lower part of the substrate 400 . may be deposited.
  • the substrate 400 as described above may specifically be a printed circuit board formed to efficiently configure the first electrode 200 and the second electrode 300 .
  • the substrate 400 performs a function of changing the shape of the partial surface 320 of the transmission part 300, the structure, shape, material, etc. may be varied, and thus the scope of rights is not limited.
  • a through hole 420 may be provided in the substrate 400 , taking the bar shown in the drawings as an example.
  • the through hole 420 may correspond to the diameter of the partial surface 320 so that the incident light Lpaa passes through the partially exposed surface 320 in a hemispherical shape to perform the role of a lens.
  • the position of the through hole 420 formed on the substrate 400 may vary, It will be convenient to form the through hole 420 on the central side of the substrate 400 and expose the partial surface 320 through the through hole 420 .
  • the preset distance d is the first electrode 100 and the second electrode 200 connecting the lower portion of the substrate 400 . It may be a distance spaced apart from each other as a reference.
  • the preset distance d is inversely proportional to the strength of the electric field formed between the first electrode 100 and the second electrode 200 , it may be set to correspond to a voltage in a preset range applied to the transmission part 300 .
  • the first electrode 100 and the second electrode ( 200) can be set in advance.
  • the preset distance d on the substrate 400 is too close, a short circuit between the first electrode 100 and the second electrode 200 may cause an overcurrent, and the preset distance d on the substrate may be too far. In this case, a mechanism in which electrical connection between the first electrode 100 and the second electrode 200 is impossible may be implemented.
  • the range of the voltage required to change the shape of the transmission part 300 can be set in various ways in consideration of the above-described short circuit and electrical connection, and thus the scope of rights is not limited.
  • unit electrode 120 of the first electrode 100 along the through hole 420 of the substrate 400 four unit electrodes 120a, 120b, 120c, and 120d of the same shape are spaced apart from each other by a predetermined interval. can be configured.
  • each of the unit electrodes 120a, 120b, 120c, and 120d may be connected to an external power source through the first electrode wires 140a, 140b, 140c, and 140d.
  • each of the unit electrodes 120a , 120b , 120c , and 120d may be provided in a circular arc shape so as to be in contact with the inner circumferential surface of the through hole 420 formed in the substrate 400 .
  • the first electrode conductors 140a, 140b, 140c, 140d are provided in a bar shape and formed up to the outer peripheral surface of the substrate 400, It may be connected to an external electrode.
  • the preset interval will be described later, and the incident light Lpaa passes through the transmitting part 300 according to the voltages individually applied to the plurality of unit electrodes 120a, 120b, 120c, and 120d so that the focus of the output light Lpab is
  • the principle and shape of the variable in the optical axis direction will be described with reference to FIG. 4 .
  • the transmission part 300 is made of an Electroactive Polymer (EAP) material having a property of going as close as possible to the electrode to which the voltage is applied, and the first provided on the substrate 400 stacked on the top of the transmission part 300 .
  • the electrode 100 and the second electrode 200 may be in contact.
  • the transmissive part 300 is formed to be exposed on the upper side of the substrate 400 according to the magnitude of the voltage applied to the first electrode 100 and the second electrode 200, so that the first electrode 100 and the second electrode ( When a voltage is applied to the 200 , the partial surface 320 is provided to be deformed and may serve as a lens.
  • a portion of the surface 320 of the transmission part 300 that is in contact with one side of the first electrode 100 and the second electrode 200 to which voltages are individually applied is three-dimensionally deformed, and thus the output light ( The focus F1 of Lpab) may be varied.
  • a partial surface 320 of a semicircular shape may be deformed to have an increased radius of curvature.
  • the incident light Lpaa is transmitted so that the focal length F2 of the output light Lpab becomes longer than the focal length F1, and thus the focal length of the output light Lpab is changed along the optical axis (eg, the Z axis).
  • the horizontal axis (eg, X) of the optical axis (eg, Z-axis) A partial surface 320 of an asymmetric shape having an inclination with respect to the axis or the Y-axis may be formed.
  • a partial surface 320 of an asymmetric shape is formed by varying the voltage of at least one of the unit electrodes 120a, 120b, 120c, and 120d.
  • the horizontal axis of the optical axis is the X-axis
  • the partial surface 320 has an inclination with respect to the X-axis direction
  • the incident light Lpaa is the output light Lpab due to the inclination of the partial surface 320 . Focusing on one side, the focus may be changed from F1 to F3 as shown in FIG. 6 or from F1 to F4 as shown in FIG. 7 .
  • the reason for this is that the focus position of the light passing through the transmission unit 300 is changed in three dimensions, so that not only the automatic focus distance adjustment in the light direction but also the focus is changed in the horizontal direction based on the light direction to prevent hand shake without securing a separate space. It has the advantage of being able to correct even.
  • the electro-responsive gel lens 10 having an automatic multifocal and hand shake correction function having the configuration as described above may further include an anti-distortion unit 500 .
  • the distortion prevention unit 500 may serve to prevent distortion of the shape of the transmission unit 300 by blocking electrical interference between the plurality of unit electrodes 120 .
  • the anti-distortion unit 500 may be a predetermined area formed on the substrate 400 such that the unit electrodes 120 are spaced apart from each other at a predetermined interval, and is insulated on the predetermined area of the substrate 400 . Interference between the unit electrodes 120 may be double blocked by coating the material.
  • the insulating material is a method for imparting insulation and heat resistance to metal among the surface treatment techniques of metal in the region formed between the plurality of first electrodes 200, which is any one of a non-metal spraying method, a screen printing method, and a resin film adhesion method. It may be applied on a predetermined area by a method.
  • the insulating material applied on the preset area may have various structures, shapes, materials, etc. if it performs a function of blocking interference between the unit electrodes 120 , and therefore the scope of rights is not limited.
  • the distortion prevention unit 500 of the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 3 described above.
  • the unit electrodes 120a, 120b, 120c, and 120d of the first electrode 100 may be formed in the substrate 400 along the through hole 420 .
  • the unit electrodes 120a, 120b, 120c, and 120d of the first electrode 100 are spaced apart from each other by a predetermined interval by the distortion prevention unit 500 formed in the regions 520a, 520b, 520c, and 520d, and each The unit electrodes 120a, 120b, 120c, and 120d are connected to an external power source by the first electrode wires 140a, 140b, 140c, and 140d.
  • the distortion prevention unit 500 is disposed on the through hole 420 such that the unit electrodes 120a, 120b, 120c, and 120d of the first electrode 100 formed in the through hole 420 are spaced apart from each other at a predetermined interval. It may be a formed region.
  • the above-described regions 520a, 520b, 520c, and 520d may be provided to have a length corresponding to the length of the through hole 420 .
  • the distortion prevention unit 500 may be provided to have a length corresponding to the thickness of the substrate 400 .
  • the anti-distortion unit 500 may be formed to have the same width as a predetermined interval between the unit electrodes 120a, 120b, 120c, and 120d of the first electrode 100, and a length corresponding to the length of the through hole 420. can be formed with
  • the method of mixing the two types will simply block the electrical interference between the unit electrodes 120a, 120b, 120c, and 120d of the first electrode 100 formed in plurality.
  • the predetermined distance to be described later may vary according to the diameter of the through hole 420 and may be designed in inverse proportion to the number of electrodes formed in plurality.
  • the predetermined interval is preferably designed in consideration of the voltage applied to the first electrode 100 and the second electrode 200 so that the partial surface 320 of the transmission part 300 is implemented in a target shape.
  • the predetermined interval may be 50 ⁇ m to 1000 ⁇ m, and when the interval between the plurality of electrodes is less than 50 ⁇ m, a short circuit between the plurality of electrodes occurs or electrical interference occurs and each applied individually voltage deviates from the target voltage, and thus the target shape may be deformed. As a result, the focus of the output light Lpab transmitted through the transmission unit 300 cannot be moved in a desired direction.
  • the transmissive part 300 is limited in the range of shape deformation. Accordingly, the range of the focus movement of the output light Lpab transmitted through the transmission unit 300 may be limited.
  • the configuration of the electrically responsive gel lens 20 having automatic multifocal and handshake correction functions according to the second embodiment of the present invention is largely a first upper electrode 1100 and a second upper electrode 1200 . , an upper substrate 1400 , a transmission part 1300 , a first lower electrode 2100 , a second lower electrode 2200 , and a lower substrate 2400 .
  • an upper anti-distortion unit 1500 and a lower anti-distortion unit 2500 may be further included.
  • the upper substrate 1400 in which the upper through-hole 1420 is formed and the lower substrate 2400 in which the lower through-hole 2420 is formed at a position opposite to the upper through-hole 1420 are disposed, and the upper substrate 1400 and The transmission part 1300 may be formed between the lower substrate 2400 so that some surfaces 1320 and 1340 are exposed to the upper through-hole 1420 and the lower through-hole 2420 , respectively.
  • the upper distortion preventing part 1500 may be formed between the first upper electrodes 1100 provided in the upper through hole 1420
  • the lower distortion preventing part 2500 is the first lower part provided in the lower through hole 1520 . It may be formed between the electrodes 2100 .
  • the transmission part 1300 may have a first partial surface 1320 formed on one side and a second partial surface 1340 formed on the other side, and the transmission part 1300 may have an electro-active polymer (Electro-active) as in the first embodiment.
  • EAP electro-active polymer
  • EAP electro-active polymer
  • the shape is deformed in three dimensions so that the focal position of the light passing through the first partial surface 1320 is It can be varied in three dimensions, and when a voltage is applied to the first lower electrode 2100 and the second lower electrode 2200, the shape is deformed in three dimensions, so that the focal position of the light passing through the second partial surface 1340 is three-dimensional. can be changed to
  • the transmissive part 1300 is formed in the form of a biconvex lens, three-dimensional focusing may be possible in both upper and lower sides around the transmissive part 1300 .
  • the first upper electrode 1100 of the three-dimensional variable focus gel lens 20 When the first upper electrode 1100 of the three-dimensional variable focus gel lens 20 according to the second embodiment will be described in detail with reference to FIG. 9 , an upper through hole 1420 is formed in the upper substrate 1400 .
  • the first upper electrode 1100 may include a plurality of upper unit electrodes 1120 having a positive (+) pole, and may be provided on the upper substrate 1400 along the inner circumferential surface of the upper through hole 1420 .
  • the first upper electrode 1100 includes an upper unit electrode 1120 and a first upper electrode wire 1140, and the upper unit electrode 1120 has a preset value from the upper end to the lower end of the upper through hole 1420. They are spaced apart from each other and provided with a first upper electrode lead 1140 on the upper substrate 1400 to be connected to an external power source.
  • the second upper electrode 1200 which is not composed of a plurality, is formed of a negative (-) pole and is provided under the upper substrate 1400 , and one end of the second upper electrode wire 1240 is connected to the second upper electrode 1200 .
  • the upper electrode lead 1240 may be connected to an external power source.
  • the second upper electrode 1200 may be provided under the upper substrate 1400 while being spaced apart from the first upper electrode 1100 by a predetermined distance d.
  • the transmission part 1300 may be formed in the lower part of the upper substrate 1400 as described above. Specifically, the first partial surface 1320 may be exposed through the upper through hole 1420 of the upper substrate 1400 .
  • the transmissive part 1300 has an upper substrate 1400 having a first upper electrode 1100 and a second upper electrode 1200 on the upper side is stacked, and through an upper through hole 1420 formed in the upper substrate 1400 .
  • the first partial surface 1320 is formed to be exposed so that when a voltage is applied to the first upper electrode 1100 and the second upper electrode 1200, the first partial surface 1320 is provided so as to be deformed to perform the role of a lens. have.
  • a second partial surface 1340 may be formed on the lower surface of the transmission part 1300 at a position opposite to the first partial surface 1320 , and the lower substrate 2400 has the second partial surface 1340 of the lower substrate. It is preferable to be exposed to the lower through-hole 2420 of the 2400 and disposed at a position opposite to the upper through-hole 1420 so as to serve as a lens.
  • the transmissive part 1300 is stacked on the upper part of the lower substrate 2400
  • the upper substrate 1400 may be stacked on the upper part of the transmissive part 1300 , and formed on the upper substrate 1400 .
  • the first partial surface 1320 is exposed through the upper through hole 1420 so that when a voltage is applied to the first upper electrode 1100 and the second upper electrode 1200, the first partial surface 1320 is deformed. can be provided.
  • the first partial surface 1320 formed on the upper portion of the transmission part 1300 is exposed through the upper through-hole 1420
  • the second partial surface 1340 formed under the transmission part 1300 is the lower substrate 2400 . It may be exposed through the lower through-hole 2420 .
  • the first lower electrode 2100 is formed in the lower through hole 2420 in the same shape as the above-described first upper electrode 1100 and the second upper electrode 1200 provided in the upper through hole 1420 . may be formed, and the first lower electrode 2100 may be provided under the lower substrate 2400 along the inner circumferential surface of the lower through hole 2420 by having a plurality of lower unit electrodes 2120 having a positive (+) pole. .
  • the first lower electrode 2100 includes a lower unit electrode 2120 and a first lower electrode wire 2140, and the lower unit electrode 2120 has a preset value from the lower end to the upper end of the lower through hole 2420. They are spaced apart from each other at intervals, and a first lower electrode wire 2140 may be provided under the lower substrate 2400 to be connected to an external power source.
  • the second lower electrode 2200 which is not composed of a plurality, has a negative (-) pole and is provided on the upper side of the lower substrate 2400 and is connected to an external power source on one side. (2240) may be included.
  • first lower electrode 1200 and the second lower electrode 2200 provided in the same shape are both shown in FIG. 10 for convenience, but the first lower electrode 1200 is provided below the upper substrate 1400 and 2
  • the lower electrode 2200 is provided on the upper side of the lower substrate 2400 .
  • the preset distance d is a distance between the first upper electrode 1100 and the second upper electrode 1200 and a distance between the first lower electrode 2100 and the second lower electrode 2200 . Since the preset distance d has the same function and shape as the preset distance d described above in the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted.
  • the upper anti-distortion unit 1500 and the lower anti-distortion unit 2500 may have the same shape and function as the anti-distortion unit 500 in the first embodiment, respectively.
  • the upper distortion prevention unit 1500 is formed on the upper substrate 1400 to block electrical interference between the plurality of upper unit electrodes 1120 , thereby preventing shape distortion of the transmission unit 1300 .
  • the lower distortion prevention part 2500 is formed on the lower substrate 2400 to block electrical interference between the plurality of lower unit electrodes 2120 , thereby preventing shape distortion of the transmission part 1300 .
  • the preset interval may also vary according to the diameters of the upper through-hole 1420 and the lower through-hole 2420, and may be designed in inverse proportion to the number of electrodes formed in plurality.
  • the predetermined interval is designed in consideration of the voltage applied to the first lower electrode 2100 and the second lower electrode 2200 so that the second partial surface 1340 of the lower transmission part 2300 is implemented in a target shape.
  • the predetermined interval may be 50 ⁇ m to 1000 ⁇ m.
  • the first partial surface ( 1320) and the second partial surface 1340 can be prevented from being distorted, and thus, there is an advantage in that an error with respect to a three-dimensional focus movement can be prevented.
  • the focus variable of the three-dimensional variable focus gel lens 20 according to the second embodiment will be described in detail as follows.
  • the semicircular first partial surface 1320 in a state in which no voltage is applied to the first upper electrode 1100 and the second upper electrode 1200 transmits the incident light Lpaa.
  • the semicircular second partial surface 1340 outputs the transmitted incident light Lpaa to output the output light Lpab. ) to the focal point (F1).
  • the same voltage in the range of 1 (V) to 10 (V) is applied to the upper unit electrodes 1120a, 1120b, 1120c, and 1120d, respectively, and independently from this, respectively, to the lower unit electrodes 2120a, 2120b, 2120c, and 2120d
  • the same voltage in the range of 1 (V) to 10 (V) is applied, it is possible to vary the focal length twice in the optical axis than in the configuration of the first embodiment.
  • the horizontal axis of the optical axis (for example, the Z-axis)
  • a first partial surface 1320 having an asymmetric shape having an inclination with respect to a direction axis (eg, X-axis or Y-axis) may be formed, and the lower unit electrodes 2120a, 2120b, 2120c, and 2120d also have at least one voltage.
  • the second partial surface of the asymmetric shape has an inclination with respect to the horizontal axis (eg X or Y axis) of the optical axis (eg Z axis). 1340 may be formed.
  • an asymmetric shape having an upward inclination from left to right by varying the voltage of at least one of the upper unit electrodes 120a, 120b, 120c, and 120d.
  • Forming a first partial surface 1320 of the lower unit electrodes 2120a, 2120b, 2120c, and 2120d by varying the voltage of at least one of the lower unit electrodes 2120a, 2120b, 2120c, and 2120d to form a first asymmetrical shape with respect to the central horizontal cross-section of the transmission part 1300 . 2
  • a partial surface 1340 may be formed.
  • some surfaces 1320 and 1340 of an asymmetric shape having an inclination are provided on both sides of the transmission part 1300, respectively, and some surfaces 1320 and 1340 are formed to be deformable, so that the focus passing through the transmission part 1300 ( F11) may be moved to a focus F12.
  • variable focus F12 is horizontal to the optical axis as well as the optical axis (Z axis) compared to the variable focus F4 by providing only one partial surface 320 in the cross section of the transmitting part 300 in the first embodiment. It can be further varied in the axis (X-axis or Y-axis).
  • the range in which the focus position of the light passing through the transmission unit 1300 can be varied in three dimensions is expanded, so that not only the automatic focus distance adjustment in the light direction but also the focus is set in the horizontal direction based on the light direction It can have the advantage of being able to even correct hand shake without securing a separate space.
  • both the first electrode 100 and the second electrode 200 are formed in plurality and voltages are individually applied will be described in detail as follows.
  • an electrically responsive gel lens 30 having an automatic multifocal and handshake correction function is largely a first electrode 3100 , a second electrode 3200 , and a transmission part 3300 . ) may be included.
  • the first electrode 3100 is the first unit electrode 3120 and the first unit electrode 3120 .
  • ) may include a first electrode lead 3140 connected to ), and the first electrode lead 3140 connected to one side of the first unit electrode 3120 may be connected to an external power source.
  • the plurality of second electrodes 3200 may include a second unit electrode 3220 and a second electrode wire 3240 connected to the second unit electrode 3220 , and one side of the second unit electrode 3220 is connected to the second unit electrode 3220 .
  • the second electrode wire 3240 connected to may be connected to an external power source.
  • the material used for the first electrode 3100 and the second electrode 3200 is preferably selected in consideration of chemical stability at room temperature, high visible light transmittance, and excellent etching characteristics. Specifically, high transmittance in the visible light region and high electricity It may be a transparent conductive film having both conductivity.
  • the first electrode 3100 and the second electrode 3200 are ITO transparent conductive films
  • the first electrode 3100 and the second electrode 3200 are formed in the form of a thin film on the substrate 3400 .
  • vacuum deposition on the upper portion of the substrate 3400 by sputtering or ITO as a paint may be applied on the upper portion of the substrate 3400 .
  • the first electrode 3100 is formed on a substrate 3400 with a plurality of first unit electrodes 3120a, 3120b, 3120c and 3120d), and the second electrode 3200 may be provided as a plurality of second unit electrodes 3220a, 3220b, 3220c, and 3220d.
  • the second electrode 3200 may be disposed on the same plane as the first electrode 3100 and spaced apart from the first electrode 3100 by a predetermined distance to partially surround the first electrode 3100 .
  • the substrate 3400 is formed in a square flat plate through which light can pass, and the first unit electrodes 3120a, 3120b, 3120c, and 3120d are all formed in the same shape on the upper central side of the substrate 3400. It may be spaced apart by a predetermined interval.
  • a radial pattern can be formed on one surface of the substrate 3400 as a whole, and the first electrode wires 3140a, 3140b, 3140c, so that an external power source can be connected to one side of each of the first unit electrodes 3120a, 3120b, 3120c, 3120d. 3140d) may be provided.
  • first unit electrodes 3120a, 3120b, 3120c, and 3120d may have a sector shape having the same central angle, and the first electrode wires 3140a, 3140b, 3140c, and 3140d may be provided on one side of the formed arc.
  • the first electrode wires 3140a , 3140b , 3140c , and 3140d may be disposed to be in contact with one surface of the substrate 3400 .
  • second electrode wires 3240a, 3240b, 3240c, and 3240d are provided to connect the second unit electrodes 3220a, 3220b, 3220c, and 3220d to an external power source, and the first unit electrodes 3120a, 3120b, 3120c, and 3120d are provided. ) may be formed to be spaced apart by a predetermined distance (d1, d2).
  • one of the second unit electrodes 3220c may be provided to surround a portion of one first unit electrode 3120c and the other first unit electrode 3120d in the form of a bar having a curvature, Overall, the second unit electrodes 3220a, 3220b, 3220c, and 3220d may be provided in a radial pattern.
  • the second unit electrode 3220c and the first unit electrodes 3120c and 3120d may be spaced apart by a predetermined distance d1.
  • the second unit electrode 3220c may be spaced apart from the first electrode wire 3140c connected to the first unit electrode 3120c by d2.
  • the second unit electrode 3220c may be provided to be spaced apart from the first electrode wire 3140d connected to the first unit electrode 3120d by d2.
  • the distance between the other first electrode 3100 and the other second electrode 3200 disposed on the other side of the substrate 3400 but not described above is also the same as the above-described distances d1 and d2 .
  • d1 may be the separation distance between the second unit electrode 3220 and the adjacent first unit electrode 3120
  • d2 is the separation distance between the second unit electrode 3220 and the adjacent first electrode wire 3140.
  • first unit electrodes 3120a, 3120b, 3120c, and 3120d and the second unit electrodes 3220a, 3220b, 3220c, and 3220d are spaced apart by d1
  • the second unit electrodes 3220a, 3220b, 3220c, and 3220d are all spaced apart.
  • the first electrode lead, the first electrode 3100 and the second electrode 3200 may be provided on the substrate 3400 to be spaced apart by d2.
  • the predetermined distances d1 and d2 between the first electrode 3100 and the second electrode 3200 may prevent a short circuit between the two electrodes.
  • the preset distances d1 and d2 are inversely proportional to the strength of the electric field formed between the first electrode 3100 and the second electrode 3200 , it is set corresponding to a voltage in the preset range applied to the transmitting part 3300 . can be
  • the preset distance d1, d2 on the plate is too close, a short circuit between the first electrode 3100 and the second electrode 3200 may cause an overcurrent, and the preset distance d1, d2 on the substrate may be too close. If it is far away, a mechanism in which electrical connection between the first electrode 3100 and the second electrode 3200 is impossible may be implemented.
  • a transmissive part 3300 may be formed on the substrate 3400 on which the above-described first electrode 3100 and second electrode 3200 are formed.
  • the transmission part 3300 is formed of an electroactive polymer, and when a voltage is applied by the first electrode 3100 and the second electrode 3200, the shape is deformed in three dimensions as shown in FIG.
  • the focal position can be varied in three dimensions.
  • the transmission part 3300 may be configured in the form of a polymer on a transparent gel as described above through the first and second embodiments.
  • a gel in order to perform the role of a lens, it is essential to be transparent, and it is preferable to use a gel, not a liquid, which has a certain shape and whose surface shape is deformed depending on whether a voltage is applied. If the function as described above is performed, the material is can be varied.
  • the transmission part 3300 may be coated on the upper surface of the substrate 3400 so as to completely cover the first electrode 3100 and the second electrode 3200 formed on the substrate 3400 .
  • the transmissive part 3300 may be formed so that the thickness of the surface thereof is constant.
  • the substrate 3400 may be a light-transmitting substrate, and specifically, as a component constituting the base of the first electrode 3100 and the second electrode 3200, a flexible substrate, a plate, or glass, which is a flexible film material. It may be any one material, and it is preferable to use a material having high light transmittance.
  • the electrically responsive gel lens 30 having an automatic multifocal and hand shake correction function having the configuration as described above may further include an anti-distortion unit 3500 .
  • the distortion prevention unit 3500 serves to prevent distortion of the shape of the transmission unit 3500 by blocking electrical interference between a plurality of unit electrodes, and static electricity It may be changed according to the diameter of the partial surface 3320 protruding by electrostatic repulsion force.
  • the distortion preventing unit 3500 may include a first unit electrode distortion preventing unit 3520 and a second unit electrode distortion preventing unit 3540 , and the first electrode 3100 and the second electrode 3200 are It may be a predetermined area formed on the substrate so as to be spaced apart from each other at a predetermined interval, and an insulating member may be included in the predetermined area to double block interference between the unit electrodes 3120 .
  • the plurality of first unit electrodes 3120a , 3120b , 3120c , and 3120d and the plurality of second unit electrodes 3220a , 3220b , 3220c and 3220d can be arranged at predetermined intervals.
  • a first unit electrode distortion prevention part 3520 may be formed between the unit electrodes 3120a, 3120b, 3120c, and 3120d, and the second unit electrode distortion prevention part 3540 includes a plurality of second unit electrodes 3220a, 3220b, 3220c and 3220d) may be formed.
  • the first unit electrode distortion prevention unit 3520 is formed between the first unit electrodes 3120a, 3120b, 3120c, and 3120d such that the plurality of first unit electrodes 3120a, 3120b, 3120c, and 3120d are spaced apart by a predetermined interval. It may be an 'X'-shaped region.
  • the 'X'-shaped region may be divided into a plurality of bar-shaped regions, and the width of one bar-shaped region is between a plurality of adjacent first unit electrodes 3120a, 3120b, 3120c, and 3120d. may be formed to be the same as the preset interval of .
  • the second unit electrode distortion prevention unit 3540 is formed between the second unit electrodes 3220a, 3220b, 3220c, and 3220d so that the adjacent second unit electrodes 3220a, 3220b, 3220c, and 3220d are spaced apart by a predetermined interval. It may be an area where
  • the second unit electrode distortion prevention unit 3540 has the above-described predetermined distance when the first electrode wires 3140a, 3140b, 3140c, and 3140d are formed between the second unit electrodes 3220a, 3220b, 3220c, and 3220d. (d2) is also preferably designed in consideration.
  • the preset interval may be the same as the width of the first unit electrode distortion prevention unit 3520 and the second unit electrode distortion prevention unit 3540 , and the partial surface 3320 of the transmission unit 3300 is implemented in a target shape. It is preferable to design in consideration of the voltage applied to the first electrode 3100 and the second electrode 3200 so as to be possible, and may be designed in inverse proportion to the number of unit electrodes formed in plurality.
  • the predetermined interval may be 50 ⁇ m to 1000 ⁇ m, and when the interval between the plurality of electrodes is less than 50 ⁇ m, a short circuit between the plurality of electrodes occurs or electrical interference occurs and each applied individually voltage deviates from the target voltage, and thus the target shape may be deformed. As a result, the focus of the output light Lpab transmitted through the transmission unit 3300 cannot be moved in a desired direction.
  • one side of the partial surface 3320 of the transmissive part 3300 that is deformed corresponding to the individually applied first electrode 3120a is referred to as A, and the transmissive part 3300 that is deformed corresponding to the individually applied first electrode 3120b.
  • A one side of the partial surface 3320 of the transmissive part 3300 that is deformed corresponding to the individually applied first electrode 3120a
  • B the transmissive part 3300 that is deformed corresponding to the individually applied first electrode 3120b.
  • the range of focus movement of the output light Lpab transmitted through the transmission part 3300 may be limited.
  • a plurality of electrically responsive gel lenses 30 having an automatic multifocal and handshake correction function having the configuration as described above it can be provided in the form of a core optical element array having various fields of application, specifically micro lenses It may be provided in the form of a micro lens array.
  • first electrodes 3100 are formed as an anode (+) and a plurality of second electrodes 3200 are formed as a cathode (-), the first electrode 3100 and the second electrode 3100 are formed by an external power source.
  • a voltage can be supplied to the electrode 3200 .
  • the focal point F1 of the light may be changed to a focal point F2 shortened in the optical axis direction.
  • the focus of the light can be varied in the vertical direction.
  • a plurality of first electrodes 3100 and a plurality of second electrodes 3200 are formed in plural so that voltage can be applied individually, so that the partial surface 3320 is formed in a horizontal direction based on the axial direction of the incident light. It is possible to have a target shape having a slope.
  • the voltage of at least one of the unit electrodes 3120a, 3120b, 3120c, and 3120d is varied to form a partial surface 3320 having an asymmetric shape. can do.
  • the partial surface 3320 has an inclination with respect to the X-axis direction
  • the incident light Lpaa is the output light Lpab due to the inclination of the partial surface 3320 to one side.
  • the focus may be changed from F1 to F3 as shown in FIG. 19 or from F1 to F4 as shown in FIG. 20 .
  • the focal position of the light passing through the transmission unit 3300 is changed in three dimensions, so that not only automatic focal length adjustment in the light direction but also hand shake phenomenon can be corrected.
  • the transmission part of the electric responsive gel lens having the automatic multifocal and hand shake correction function described above through the first to third embodiments is provided with a light collecting member to be described later, and some surfaces (320, 1320, 1340, 3320) can perform the role of
  • the functions and shapes of the first electrode, the second electrode, the substrate, and the anti-distortion part in the fourth to sixth embodiments to be described later are the same as those of the first to third embodiments described above, so the description thereof will be omitted. and I will only explain the other parts.
  • an electrically responsive gel lens 40 having an automatic multifocal and handshake correction function has a first electrode 4100, a second electrode ( 4200), may include a transmission part 4300, and may further include a distortion prevention part 4500.
  • the transmitting part 4300 may include a light collecting member 4320 , and the focal position of the light passing through the light collecting member 4320 may be changed in three dimensions.
  • the light collecting member 4320 may be provided in the form of a concave-convex cross-section having an inclined surface 4324 .
  • the light collecting member 4320 refracts the light incident through the inclined surface 4324 to form a focal point, and when a voltage is applied to the first electrode 4100 and the second electrode 4200 , the inclined angle of the inclined surface 4324 is variable.
  • the focal position of the light can be changed.
  • the light collecting member 4320 can make the height of the irregularities constant and the inclined surface 4324 on which light is incident a spherical surface, and the interval between the irregularities can be constant and the inclined surface 4324 on which the light is incident can be designed in a flat shape.
  • the light collecting member 4320 may be provided as a ring-shaped unit lens 4322 in which irregularities having an inclined surface 4324 in cross section are continuously arranged in the circumferential direction.
  • a plurality of unit lenses 4322 may be formed to have the same central axis on the same plane, and may be continuously arranged in a radial direction from the central axis.
  • the light collecting member 4320 may have a circular pattern in which a plurality of unit lenses 4322 are arranged.
  • a ring-shaped unit lens 4322 having an uneven width of 0.2 mm and a diameter of 1 mm from the central axis to the outer circumferential surface is disposed on one plane of the light collecting member 4320, and the arranged 1 mm diameter
  • a unit lens 4322 having a width of 0.2 mm and a diameter of 1.4 mm from the central axis to the outer peripheral surface may be disposed so as to be adjacent to the outer peripheral surface of the unit lens 4322 .
  • the two unit lenses 4322 arranged may have the same central axis.
  • the unit lens 4322 disposed next may also have a concave-convex width of 0.2 mm and a unit lens 4322 having a diameter of 1.8 mm from the central axis to the outer circumferential surface may be disposed, and repeatedly arranged in a radial direction from the central axis.
  • the light collecting member 4320 is formed on the same plane of the transmission part 4300 , and may be provided in a circular pattern that has the same central axis and is continuously arranged in a radial direction.
  • the cross section of the ring-shaped unit lens 4322 may have a symmetrical triangular shape in which the inclined surfaces 4324 face each other with respect to the central axis.
  • the inclination angle of the inclined surface 4324 is provided to be variable, when a voltage is applied to the first electrode 4100 and the second electrode 4200, the shape is deformed in three dimensions and passes through the transmission part 4300 The focal position of the light can be changed in three dimensions.
  • the deformation of the light collecting member 4320 will be described in more detail with reference to FIGS. 22 and 23 .
  • the light collecting member 4320 provided in the form of FIG. 22 may be stretched in the left and right directions as shown in the form of FIG. 23 .
  • the radius L1 of the unit lens 4322 having the inclined surface 4324 formed at a first inclination angle with respect to the center of the light collecting member 4320 is transformed into L ⁇ 1 as the light collecting member 4320 is deformed to the left and right.
  • the radius L2 of the unit lens 4322 having the inclined surface 4324 formed at the second inclination angle is transformed to L'2
  • the radius L3 of the unit lens 4322 having the third inclination angle is transformed to L'3, each Since the inclination angle of the inclined surface 4324 is changed, there is an advantage that the focus of the light passing through the light collecting member 4320 can be changed.
  • the length from the central axis to the inclined surface 4324 may have a preset ratio.
  • the radius L1 of the unit lens 4322 concentric with the central axis of the light collecting member 4320 having a circular pattern is 1 m, and the other unit lens 4322 is in contact with the outer peripheral surface of the unit lens 4322 having a radius L1.
  • the radius (L2) is 2 mm
  • the ratio of the radius (L2) to the radius (L1), that is, the preset ratio is 2, so the ratio of the radius (L3) to the radius (L2) should also be 2 Therefore, it is preferable that the radius L3 of the unit lens 4322 located at the outermost part is set to 4mm.
  • the light collecting member 4320 is deformed into a form with a larger radius of curvature as a whole as shown in FIG. 23 described above, Accordingly, the angle of the inclined surface 4324 is changed so that the focal length F2 of the output light Lpab becomes shorter than the focal length F1, and thus the focal length of the output light Lpab is changed to the optical axis (eg, the Z axis).
  • the optical axis eg, the Z axis
  • the horizontal axis (for example, the X-axis or the Z-axis) of the optical axis
  • the light collecting member 4320 having an asymmetric shape having an inclination with respect to the Y-axis may be formed.
  • the light collecting member 4320 has an inclination with respect to the X-axis direction, and the incident light Lpaa is focused to one side due to the inclination of the light collecting member 4320 , the output light Lpab.
  • the focus may be changed from F1 to F3 as shown in FIG. 25 or from F1 to F4 as shown in FIG. 26 .
  • the light collecting member 4320 having an asymmetric shape having an inclination, it is possible to change the focus along the X-axis or the Y-axis.
  • the light collecting member 4320 may be directly formed on the upper portion of the rectangular parallelepiped body.
  • an auxiliary protruding surface having a predetermined radius of curvature is formed on the upper portion of the body first, and then a light collecting member 4320 is formed on the auxiliary protruding surface to smoothly change the focus in the X-axis or Y-axis. You may.
  • the light collecting member 4320 in the form of a Fresnel lens has the advantage of reducing the overall size of the transmitting part 4300, thereby enabling miniaturization of the electronic device.
  • the light collecting member 4320 as described above may be applied to the transmissive part of the biconvex lens type as in the second embodiment.
  • an electrically responsive gel lens 50 having an automatic multifocal and handshake correction function is largely the same as in the second embodiment, with a first upper electrode 5100 and a second upper part. It may include an electrode 5200, an upper substrate 5400, a transmissive part 5300, a first lower electrode 6100, a second lower electrode 6200, and a lower substrate 6400, and has an upper distortion as in the second embodiment. It may further include an preventing unit 5500 and a lower distortion preventing unit 6500 .
  • first upper electrode 5100, the second upper electrode 5200, the upper substrate 5400, the first lower electrode 6100, the second lower electrode 6200, the lower substrate 6400, and the upper distortion prevention part ( 5500) and the lower distortion prevention unit 6500 have the same shape and function as those of the second embodiment, and thus descriptions thereof will be omitted and only other parts will be described.
  • the transmitting part 5300 has a first light collecting member 5320 formed on the upper portion to perform the function of the first partial surface 1320 described above in the second embodiment, and a second light collecting member 5340 is formed on the lower portion of the second light collecting member 5340 .
  • the above-described second partial surface 1340 may serve.
  • first light collecting member 5320 and the second light collecting member 5340 are the same as those described above in the second and fourth embodiments, a description thereof will be omitted and the first light collecting member ( A case in which both 5320 and the second light collecting member 5340 are formed in an asymmetric shape will be described with reference to FIG. 28 .
  • the first light collecting member 5320 having an asymmetrical shape having an inclination relative to the inclination may be formed, and in the lower unit electrode 6120, only at least one voltage is 5 (V) and all others are 10 (V) to the optical axis (
  • the second light collecting member 5340 having an asymmetric shape having an inclination with respect to a horizontal axis (eg, an X-axis or a Y-axis) of the Z-axis may be formed.
  • the first light collecting member 5320 and the second light collecting member 5340 having an asymmetric shape having an inclination are respectively provided on both sides of the transmitting part 5300, and the first light collecting member 5320 and the second light collecting member 5340 are formed.
  • the focal point F11 passing through the transmission part 1300 may be moved to the focal point F12 .
  • variable focus F12 is provided with only one light collecting member on the cross section of the transmissive part of the fourth embodiment, and compared to the variable focus F4, not only the optical axis (Z axis) but also an axis horizontal to the optical axis (X axis or Y axis). ) can be further varied.
  • the range in which the focus position of the light passing through the transmission unit 5300 can be varied in three dimensions is expanded, so that not only the automatic focus distance adjustment in the light direction but also the focus is set in the horizontal direction based on the light direction
  • It has the advantage of being able to correct the hand shake phenomenon without securing a separate space by changing it to , and it has the advantage of reducing the overall size of the transmission part 5300 as in the fourth embodiment, thereby enabling miniaturization of the electronic device.
  • the light collecting member described above in the fourth and fifth embodiments may be applied to the thin-film transmission portion as in the third embodiment.
  • the electrically responsive gel lens 60 having an automatic multifocal and handshake correction function according to a sixth embodiment of the present invention will be described in detail as follows.
  • the electrically responsive gel lens 60 having an automatic multifocal and hand shake correction function has a first electrode 7100 and a second electrode largely formed on the substrate 7400 like the third embodiment. It may include a 7200 and a transmission part 7300, and may further include a distortion prevention part.
  • the first electrode 7100 , the second electrode 7200 , the substrate 7400 , and the anti-distortion part are similar to those described above in the third embodiment, and thus descriptions thereof will be omitted and only other parts will be described.
  • the transmitting part 7300 is provided with a light collecting member 7320 as in the fourth and fifth embodiments described above to perform the role of the partial surface 3340 described above in the third embodiment.
  • the focal position of the light passing through the transmission part 7300 may be changed in three dimensions.
  • a voltage is applied to the first electrode 7100 and the second electrode 7200, and as the light collecting member 7320 is stretched in the horizontal direction of light, the inclination angle of the inclined surface formed in the unit lens is changed.
  • the focal position of the light passing through the inclined surface may be changed.
  • the shape of the light collecting member 7320 is the same as that of the light collecting member described in the fourth and fifth embodiments, so a description thereof will be omitted and the focal position of the light passing through the transmitting portion 7300 provided with the light collecting member 7320 is provided.
  • a detailed look at the three-dimensional variable is as follows.
  • the light collecting member 7320 has the inclined surface described above in the fourth and fifth embodiments even when no voltage is applied to the first electrode 7100 and the second electrode 7200 . Because it has, the incident light Lpaa is concentrated on one side to form a focal point F1.
  • the transmission portion 7300 When a voltage is applied to the first electrode 7100 and the second electrode 7200, as electrons are charged in the transmission portion 7300 from the second electrode 7200 to which the cathode of the external power is connected, the transmission portion 7300 is charged. As the density increases, electrons are driven toward the plurality of first electrodes 7100 by an electrostatic repulsion force, and the light collecting member 7320 may protrude in a direction opposite to that of the light incident on the transmitting part 7300 .
  • the light collecting member 7320 Due to the protrusion of the light collecting member 7320, as shown in FIG. 30, the light collecting member 7320 is deformed in a horizontally stretched form and the formed focal point F1 position when no voltage is applied is variable to F2. and it is possible to change the focus of the incident light in the axial direction (eg, Z-axis) according to the voltage applied to the first electrode 7100 and the second electrode 7200 .
  • the axial direction eg, Z-axis
  • the light collecting member 7320 having an asymmetric shape can be formed by varying the voltage of at least one of the plurality of unit electrodes. Assuming that the horizontal axis of the optical axis is the X axis, the light collecting member 7320 has an inclination with respect to the X-axis direction, and the output light Lpab is focused on one side of the incident light Lpaa due to the inclination of the light collecting member 7320 so that the focus is changed from F1 to F3 as shown in FIG. 31 , or Alternatively, it may be changed from F1 to F4 as shown in FIG. 32 .
  • the focus of the transmission unit 7300 is variable in the X-axis or the Y-axis.
  • the light collecting member 7320 may be formed directly on the upper portion of the body in the form of a cuboid as described above in the third embodiment, and first, an auxiliary protruding surface having a predetermined radius of curvature toward the direction in which the light is incident is formed on the upper portion of the body. After forming, the light collecting member 7320 may be formed on the auxiliary protrusion surface.
  • the electrically responsive gel lens with automatic multifocal and hand shake correction functions can change the focus position of the light passing through the transmission part in three dimensions, so that not only automatic focal length adjustment in the light direction but also hand shake phenomenon can be corrected. There are advantages.
  • the light collecting member is provided in the transmission part to have the structure of a Fresnel-type gel lens, there is an advantage in that it is possible to miniaturize an electronic device including an electrically responsive gel lens having automatic multifocal and hand shake correction functions.

Abstract

본 발명에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈는 기판 상에 형성되며, 서로 다른 극성을 갖는 제1 전극 및 제2 전극; 전기활성 고분자로 형성되고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전압이 인가되면 형상이 변형되는 투과부;를 포함하고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 하나는 복수로 형성되고 전압이 개별적으로 인가되어 상기 투과부의 형상을 3차원으로 변형시킴으로써, 상기 투과부를 통과하는 광의 초점위치가 3차원으로 가변되는 것을 특징으로 한다.

Description

자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈
본 발명은 전기 신호에 기초하여 렌즈의 곡률이 가변되는 겔렌즈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈에 관한 것이다.
일반적으로 렌즈는 카메라 등의 다양한 전자기기에 사용되며, 하나 이상의 광 파장을 포커싱 할 수 있는 장치이다. 최근 소형화 및 다기능화 된 전자기기에 사용이 가능한 가변 렌즈에 대한 개발이 이루어 지고 있다.
렌즈의 위치를 가변 하지 않고 렌즈의 형상을 가변 제어하여 이미지의 초점의 조절이 가능하도록 유압을 이용하여 렌즈 형상을 제어하는 방법, 전압 인가에 따라 리퀴드 크리스틸의 형상을 제어하는 방법, 전기 습윤 현상을 이용해 광축 방향으로 초점 거리를 조절할 수 있는 액체 렌즈를 제어하는 방법 등을 포함하는 여러 방안들이 연구되고 있다.
여기서 전기 습윤 현상을 이용한 액체 렌즈는, 광축 방향의 자동초점 거리 조절(Auto Focus, 이하 AF)만 가능할 뿐, 광축 방향의 수평방향으로의 초점 이동이 불가하여 손떨림 현상 보정(Optical Image Stabilization, 이하 OIS)을 할 수 없다는 문제점이 있었다.
또한 전술한 방법들은 형상제어를 위한 부가적인 부분들이 존재하기 때문에 초소형화가 어려운 실정이다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 본 발명은 전기활성 고분자로 형성된 투과부에 인가되는 전압에 따라 투과부의 형상을 3차원으로 변형시킴으로써, 투과부를 통과하는 광의 초점위치가 3차원으로 가변되는 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈를 제공하기 위한 목적을 가진다.
또한 전기활성 고분자로 형성되어 형상이 가변되는 프레넬 렌즈 형태의 집광부재를 마련하여 투과부에 인가되는 전압에 따라 투과부의 형상을 3차원으로 변형시킴으로써, 투과부를 통과하는 광의 초점위치가 3차원적으로 가변되는 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈를 제공하기 위한 또다른 목적을 가진다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈는 기판 상에 형성되며, 서로 다른 극성을 갖는 제1 전극 및 제2 전극; 전기활성 고분자로 형성되고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전압이 인가되면 형상이 변형되는 투과부;를 포함할 수 있다.
이때 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 하나는 복수로 형성되고 전압이 개별적으로 인가되어 상기 투과부의 형상을 3차원으로 변형시킴으로써, 상기 투과부를 통과하는 광의 초점위치가 3차원으로 가변될 수 있다.
또한 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈는상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 복수로 형성된 전극은 상기 기판 상에서 전압이 개별적으로 인가되는 복수의 단위전극으로 구성되며,상기 복수의 단위전극 상호간의 전기적 간섭을 차단함으로써, 상기 투과부의 형상왜곡을 방지하는 왜곡방지부를 더 포함할 수 있다.
여기서 상기 왜곡방지부는 상기 복수의 단위전극이 기설정된 간격으로 상호 이격되어 배치되도록 상기 기판 상에 형성될 수 있다.
이때 상기 기설정된 간격은 50㎛ 내지 1000㎛인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 투과부는 일부면이 상기 기판에 형성된 관통홀에 노출되도록 배치되고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 어느 하나는 복수의 단위전극으로 구성되어 상기 관통홀의 내주면을 따라 상기 기판의 상부에 마련될 수 있다.
그리고 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 복수의 단위전극으로 구성되지 않는 다른 하나는 상기 관통홀 내주면으로부터 기설정된 거리만큼 이격되어 상기 관통홀을 감싸는 형태로 상기 기판의 하부에 마련될 수 있다.
상기 기설정된 거리는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 거리로서, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극으로부터 상기 투과부에 인가되는 기설정범위의 전압에 대응하여 설정될 수 있다.
이때 상기 왜곡방지부는 상기 복수의 단위전극이 기설정된 간격으로 배치될 수 있도록 상기 복수의 단위전극 사이에 형성될 수 있다.
여기서 상기 기설정된 간격은 복수의 단위전극 사이의 간격으로서, 상기 관통홀의 직경에 따라 가변 될 수 있다.
한편 상기 투과부는 전압이 인가되면 일부면이 돌출되도록 상기 기판의 상측에 배치되며, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 기판과 상기 투과부 사이에모두 복수의 단위전극으로 구성되어 마련되되, 상기 제1 전극은 상기 투과부의 일부면에 대응되도록 마련되고, 상기 제2 전극은 상기 제1 전극과 동일 평면상에 형성되며, 상기 제1 전극 둘레를 기설정된 거리를 두고 일부 감싸도록 마련될 수 있다.
이때 상기 기설정된 거리는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 거리로서, 상기 제1 전극과 제2 전극 간의 단락을 방지할 수 있다.
여기서 상기 기설정된 거리는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 거리로서, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극으로부터 상기 투과부에 인가되는 기설정범위의 전압에 대응하여 설정될 수 있다.
또한 상기 왜곡방지부는, 상기 복수의 단위전극이 기설정된 간격으로 배치될 수 있도록 상기 복수의 단위전극 사이에 형성될 수 있다.
이때 상기 기설정된 간격은 복수의 단위전극 사이의 거리로서, 상기 돌출되는 일부면의 직경에 따라 가변될 수 있다.
한편 상기 투과부는 단면이 경사면을 가지는 요철의 형태로서 상기 경사면을 통해 입사된 광을 굴절시키는 집광부재가 마련되어 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전압이 인가되면 상기 경사면의 경사 각도가 가변될 수 있다.
여기서 상기 집광부재는 단면이 경사면을 가지는 요철이 원주방향으로 연속하게 나열된 링 형상의 단위렌즈로 마련될 수 있다.
상기 단위렌즈는 다수가 동일 평면상에 동일한 중심축을 가지게 형성되고, 상기 중심축에서 반경방향으로 연속 배치될 수 있다.
또한 상기 단위렌즈는 상기 중심축에서 상기 경사면까지의 길이가 기 설정된 비율을 가질 수 있다.
본 발명의 인가되는 전압에 따라 투과부의 형상을 3차원으로 변형시킴으로써, 상기 투과부를 통과하는 광의 초점위치가 3차원으로 가변되어 광방향으로의 자동초점 거리 조절만이 아니라 손 떨림 현상 보정까지도 가능하다는 장점이 있다.
또한 3차원으로 가변되어 광방향으로의 자동초점 거리 조절만이 아니라 손 떨림 현상 보정까지도 가능하도록 마련된 프레넬식 겔렌즈의 구성을 가짐으로써, 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈를 포함하는 전자기기의 소형화가 가능해질 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
아래에서 설명하는 본 출원의 바람직한 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 바람직한 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈를 표현하기 위한 개략적인 단면도;
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 복수로 구성된 제1 전극 및 왜곡방지부가 마련된 기판 상부의 모습을 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 제1 전극 및 제2 전극이 마련된 기판 하부의 모습을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 복수의 단위전극에 전압이 인가되기 전의 상태를 나타낸 도 1의 A-A`단면도;
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 복수의 단위전극에 균일한 전압이 인가되어 광 초점이 광의 축방향으로 길어진 상태를 나타낸 도 1의 A-A`단면도;
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 복수의 단위전극에 개별적으로 전압이 인가되어 광 초점이 광의 축방향을 기준으로 수평방향의 일측으로 집중된 모습을 나타낸 도 1의 A-A`단면도;
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 복수의 단위전극에 개별적으로 전압이 인가되어 광 초점이 광의 축방향을 기준으로 수평방향의 타측으로 집중된 모습을 나타낸 도 1의 A-A`단면도;
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 전체구성을 표현하기 위한 개략적인 단면도;
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 복수로 구성된 제1 상부전극 및 제1 왜곡방지부가 마련된 상부기판의 상부를 나타낸 도면;
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 제2 상부전극이 마련된 상부기판의 하부 및 제2 하부전극이 마련된 하부기판의 상부를 나타낸 도면;
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 제1 하부전극 및 제2 왜곡방지부가 마련된 하부기판의 하부를 나타낸 도면;
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 복수의 단위전극에 개별적으로 전압이 인가된 제1 일부면 및 제2 일부면이 수평방향으로 비대칭인 상태를 나타낸 도 8의 B-B`단면도이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 전체구성을 표현하기 위한 개략적인 단면도;
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 복수의 전극이 동일평면 상에 마련된 기판의 상부에 왜곡방지부가 형성된 모습을 나타낸 도면;
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈에 전압이 인가된 모습을 나타낸 개략도;
도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 제1 전극 및 제2 전극에 전압이 인가되지 않은 상태를 나타내는 도 13의 A-A`단면도;
도 17은 본 발명의 제3 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 제1 전극 및 제2 전극에 동일한 전압이 개별적으로 인가된 평면전극을 갖는 3차원적 초점 가변 겔렌즈를 통과하는 광 초점을 나타내는 도 13의 A-A` 단면도;
도 18은 본 발명의 제3 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 제1 전극 및 제2 전극에 개별적으로 인가되는 전압이 감소함에 따라 광 초점거리가 광축 방향으로 짧아지는 모습을 나타내는 도 13의 A-A` 단면도;
도 19는 본 발명의 제3 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 제1 전극 및 제2 전극에 전압이 개별적으로 인가됨에 따라 광 초점이 광의 축방향을 기준으로 수평방향의 일측으로 집중된 모습을 나타낸 도 13의 A-A`단면도;
도 20은 본 발명의 제3 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 제1 전극 및 제2 전극에 전압이 개별적으로 인가됨에 따라 광 초점이 광의 축방향을 기준으로 수평방향의 타측으로 집중된 모습을 나타낸 도 13의 A-A`단면도;
도 21은 본 발명의 제4 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 전체구성을 표현하기 위한 개략적인 단면도;
도 22는 본 발명의 제4 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 투과부에 마련된 집광부재의 전압이 인가되기 전 형태 및 초점의 상태를 나타낸 개략도;
도 23은 본 발명의 제4 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 집광부재가 전압이 인가됨에 따라 변형하여 광 초점이 변화된 상태를 나타낸 개략도;
도 24는 본 발명의 제4 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 복수의 단위전극에 균일한 전압이 인가되어 광 초점이 광의 축방향으로 짧아진 상태를 나타낸 도 21의 A-A`단면도;
도 25는 본 발명의 제4 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 복수의 단위전극에 개별적으로 전압이 인가되어 광 초점이 광의 축방향을 기준으로 수평방향의 일측으로 집중된 모습을 나타낸 도 21의 A-A`단면도;
도 26은 본 발명의 제4 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 복수의 단위전극에 개별적으로 전압이 인가되어 광 초점이 광의 축방향을 기준으로 수평방향의 타측으로 집중된 모습을 나타낸 도 21의 A-A`단면도;
도 27은 본 발명의 제5 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 전체구성을 표현하기 위한 개략적인 단면도;
도 28은 본 발명의 제5 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 복수의 단위전극에 개별적으로 전압이 인가된 제1 집광부재 및 제2 집광부재가 수평방향으로 비대칭인 상태를 나타낸 B-B`단면도;
도 29는 본 발명의 제6 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 전체구성을 표현하기 위한 개략적인 단면도;
도 30은 본 발명의 제6 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 제1 전극 및 제2 전극에 전압이 인가되어 광 초점거리가 광축 방향으로 짧아지는 모습을 나타내는 도 29의 A-A`단면도;
도 31은 본 발명의 제6 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 제1 전극 및 제2 전극에 전압이 개별적으로 인가됨에 따라 광 초점이 광의 축방향을 기준으로 수평방향의 일측으로 집중된 모습을 나타낸 도 29의 A-A`단면도;
도 32는 본 발명의 제6 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 제1 전극 및 제2 전극에 전압이 개별적으로 인가됨에 따라 광 초점이 광의 축방향을 기준으로 수평방향의 타측으로 집중된 모습을 나타낸 도 29의 A-A`단면도이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈에 관한 것으로서 도면을 참조하여 자세히 설명하도록 한다.
본 발명의 제1 실시예에 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈(10)의 구성은 크게 제1 전극(100), 제2 전극(200), 투과부(300)를 포함할 수 있다.
제1 전극(100)은 기판(400) 상에 형성되며, 제2 전극(200)과 서로 다른 극성을 갖도록 구성되어 외부전원으로부터 전압이 인가될 수 있다.
여기서 제1 전극(100) 및 제2 전극(200) 중 적어도 하나는 복수로 형성되어 전압이 개별적으로 인가될 수 있으며 제1 실시예를 통해 제1 전극(100)만 복수로 형성된 경우부터 먼저 설명하도록 하겠다.
구체적으로 제1 전극(100)은 양(+)극의 단위전극(120) 복수개로 구성되어 기판(400)에 형성된 관통홀(420)의 내주면을 따라 형성될 수 있다.
이때 제1 전극(100)은 단위전극(120) 및 단위전극(120)에 연결된 전극도선(140)을 포함할 수 있으며, 단위전극(120)의 일측에 연결된 전극도선(140)은 외부전원과 연결될 수 있다.
여기서 단위전극(120)은 기판(400)의 관통홀(420)의 상부에 마련될 수도 있으며 전압이 개별적으로 인가된다면, 도 1에 도시된 바와 같이 관통홀(420)의 상단에서 하단까지 연장 형성되어 기설정 된 간격으로 상호 이격되어 배치될 수도 있다.
또한 이하 설명될 제1 실시예에서는 제1 전극(100)이 4개의 단위전극(120)을 포함하는 형태로 설명하였으나 제1 전극(100)이 전술한 바와 같은 기능을 수행한다면 6개, 8개, 10개, 12개의 단위전극(120)을 포함하는 형태 중 어느 한 형태로 형성될 수 있다.
이때 제2 전극(200)은 복수로 구성되지 않으며 제1 전극(100)과 기판(400)의 하부를 기준으로 기설정된 거리(d)만큼 서로 이격 되도록 형성될 수 있다.
여기서 기설정된 거리(d)는 후술하기로 하고 제2 전극(200)에 대해 구체적으로 설명하면, 제2 전극(200)은 제2 전극도선(240)을 포함하여 제1 전극(100)과 서로 다른 극성을 가지도록 외부전원과 연결될 수 있다.
구체적으로 기판(400)의 관통홀(420)에서 기설정된 거리(d)만큼 이격된 원형의 띠 형상일 수 있다.
여기서 외부전원으로부터 제1 전극(100)에 양(+)극 전압이 인가된 경우에 제2 전극(200)에는 음(-)극 전압이 인가될 수 있지만 후술할 투과부(300)의 형상을 3차원으로 가변시키는 기능을 수행한다면 제1 전극(100)에 음(-)극 전압이 인가되고 제2 전극(200)에는 양(+)극 전압이 인가될 수 있으며, 이로 인해 권리범위가 제한되지 않음은 물론이다.
한편 투과부(300)는 투과부(300)를 통과하는 광의 초점위치가 3차원으로 가변 될 수 있도록 전기활성 고분자(Electro-active polymer, 이하EAP)로 형성될 수 있다.
구체적으로 투과부(300)는 전도성 고분자로 형성될 수 있으며, 단일벽 탄소나노튜브(Single-wall carbon nanotube), 다중벽 탄소나노튜브(Multi-wall carbon nanotube), Nafion 고분자 및 SSEBS 중 어느 하나로 형성될 수도 있다.
또한 투과부(300)는 투명 젤 상의 폴리머의 형태로 구성될 수 있다. 렌즈의 역할을 수행하기 위해 필수적으로 투명해야 하며, 일정한 형태를 가지며 전압 인가 여부에 따라 표면 형태가 변형되는 액체가 아닌 겔(gel)형태로 형성되는 것이 바람직하다.
이를 위해 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리에틸렌 등과 같은 범용성 고분자를 이용하여 투과부(300)를 형성할 수 있다.
이와 같은 이유로 제 1전극(100) 및 제2 전극(200)에 전압이 인가되면 투과부(300)는 3차원으로 형상이 변형되어 투과부(300)를 통과하는 광의 초점위치가 3차원으로 가변 될 수 있다.
구체적으로 투과부(300)는 평판 형태의 본체 상부에 볼록렌즈 형태로 돌출된 일부면(320)을 가지도록 설계되어, 기설정된 거리(d)만큼 이격되어 기판(400)의 하부에 마련된 제1 전극(100) 및 제2 전극(200)에 전압이 인가되면 3차원으로 형상이 변형되어 일부면(320)을 통과하는 광의 초점위치가 3차원으로 가변 될 수 있다.
예를 들어 투과부(300)의 일부면(320)의 형태는 도 1에서 살펴보면 구의 중앙측을 중심으로 하부가 없는 반구형태를 가지며 이를 다시 A-A` 단면도에서 살펴보면 반원 형태의 일부면(320)으로 표현할 수 있다.
다시 말하면 투과부(300)는 광이 투과되는 직육면체 형태의 몸체 상부에 일부면(320)이 형성될 수 있으며 일부면(320)은 반구의 형태로 직육면체 형태의 몸체 상부에 돌출 형성될 수 있다.
이때 몸체에서 돌출된 반구형태의 일부면(320)은 기판(400)의 관통홀(420)에 인입되어 입사광(Lpaa)에 노출되도록 형성될 수 있으며 제1 전극(100) 및 제2 전극(200)에 전압이 인가되면 일부면(320)이 비대칭 형상으로 변형될 수 있다.
또한 투과부(300)는 하나의 몸체만으로 형성되어 전압이 인가되면 일부면(320)이 관통홀(420)로 돌출되어 입사광(Lpaa)에 노출되도록 마련될 수도 있다.
다시 말하면 투과부(300)의 상측에 제1 전극(100) 및 제2 전극(200)가 마련된 기판(400)이 적층되고, 기판(400)에 형성된 관통홀(420)을 통해 일부면(320)이 노출되도록 형성될 수 있다.
이때 제1 전극(100) 및 제2 전극(200)에 전압이 인가되면 일부면(320)이 변형되도록 마련되어 렌즈의 역할을 수행할 수 있다.
또한 투과부(300)는 하부면에 절연을 위한 절연부재를 더 포함할 수 있다.
구체적으로 절연부재는 투과부(300)의 전체면을 감싸도록 형성될 수 있으며 입사광(Lpaa)이 투과부(300)를 통과하여 높은 투과성을 가지도록 투명유리기판(Glass), 투명플라스틱 필름, 또는 시트(Sheet)기판의 형태로 형성될 수 있다.
이때 제1 전극(100)과 제2 전극(200) 사이의 목표 전압에 따라, 제2 전극(200)은 기판(400)의 하부가 아닌 투과부(300)의 하부에 형성된 투명기판(Glass) 위에 증착 될 수도 있다.
상술한 바와 같은 기판(400)은 구체적으로 제1 전극(200) 및 제2 전극(300)을 효율적으로 구성할 수 있도록 형성된 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board)일 수 있다.
이때 기판(400)은 투과부(300)의 일부면(320)의 형상을 가변시키는 기능을 수행한다면 구조, 형상, 재질 등에 대하여는 다양할 수 있으며, 이로인해 권리범위가 제한되지 않음은 물론이다.
다만, 더욱 상세한 설명을 위하여 도면에 도시된 바를 예를 들어 설명하면, 기판(400)에는 관통홀(420)이 마련될 수 있다.
이때, 관통홀(420)은 구체적으로 반구형태로 노출된 일부면(320)에 입사광(Lpaa)이 통과되어 렌즈의 역할을 수행하도록 일부면(320)의 직경에 대응될 수 있다.
여기서 일부면(320)이 관통홀(420)에 형성된 제1 전극(200)에 접촉되어 형상이 가변 될 수 있다면 기판(400)상에 형성되는 관통홀(420)의 위치는 다양할 수 있으나, 기판(400)의 중앙측에 관통홀(420)을 형성하고 관통홀(420)로 일부면(320)을 노출시키는 것이 간편할 것이다.
도 2를 참조하여 앞서 후술하기로 한 기설정된 거리(d)에 대해 자세히 알아보면, 기설정된 거리(d)는 제1 전극(100)과 제2 전극(200)이 기판(400)의 하부를 기준으로 서로 이격된 거리일 수 있다.
기설정된 거리(d)는 제1 전극(100)과 제2 전극(200) 사이에 형성되는 전기장의 세기에 반비례하므로 투과부(300)에 인가되는 기설정범위의 전압에 대응하여 설정될 수 있다.
구체적으로 외부전원으로부터 제1 전극(100)과 제2 전극(200) 사이에 공급되는 최소 전력으로 투과부(300)의 형상을 원하는 형태로 변형시키기 위해서, 제1 전극(100)과 제2 전극(200) 사이의 거리를 미리 설정할 수 있다.
이때 기판(400) 상에서 기설정된 거리(d)가 너무 가까울 경우에는 제1 전극(100)및 제2 전극(200) 사이가 단락되어 과전류가 발생할 수 있으며 기판 상에서 기설정된 거리(d)가 너무 먼 경우에는 제1 전극(100) 및 제2 전극(200)간의 전기적 연결이 불가한 메커니즘이 구현될 수 있다.
이와 같은 이유로 투과부(300)의 형상을 변형시키기 위해 필요한 전압의 범위는 상술한 단락 및 전기적 연결을 고려하여 다양하게 설정 수 있으며, 이로 인해 권리범위가 제한되지 않음은 물론이다.
다만, 더욱 상세한 설명을 위해 예를 들어 설명하면, 상술한 전압의 범위가 1[V] 내지 10[V]로 설정되도록 기설정된 거리(d)를 미리 설정하는 것이 전압 조정의 측면에서 더 간편할 것이다.
한편 기판(400)의 상부를 도시한 도 3을 통해 외부전원으로부터 개별적으로 전압이 인가되는 복수의 제1 전극(100)을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
구체적으로 기판(400)의 관통홀(420)을 따라 제1 전극(100)의 단위전극(120)은 동일한 형상의 4개의 단위전극(120a, 120b, 120c, 120d)이 기설정된 간격만큼 상호 이격 되어 구성될 수 있다.
또한 각각의 단위전극(120a, 120b, 120c, 120d)은 제1 전극도선(140a, 140b, 140c, 140d)에 의해 외부전원과 연결될 수 있다.
예를 들어 단위전극(120a, 120b, 120c, 120d)은 각각 기판(400)에 형성된 관통홀(420)의 내주면에 접하도록 원호(circular arc)의 형상으로 마련될 수 있다.
이때 원호의 형상으로 마련된 단위전극(120a, 120b, 120c, 120d)의 일단에는 제1 전극도선(140a, 140b, 140c, 140d)이 바(bar) 형상으로 마련되어 기판(400)의 외주면까지 형성되어 외부전극과 연결될 수 있다.
여기서 기설정된 간격은 후술하기로 하고 복수개의 단위전극(120a, 120b, 120c, 120d)으로 개별적으로 인가되는 전압에 따라 입사광(Lpaa)이 투과부(300)를 통과하여 출력광(Lpab)의 초점이 광축 방향으로 가변 되는 원리 및 형상에 대해 도 4를 통해 살펴보면 다음과 같다.
먼저 제1 전극(100) 및 제2 전극(200)에 전압이 인가되지 않은 상태에서 반원형태로 돌출되도록 형성된 일부면(320)은 입사광(Lpaa)을 투과시켜 출력광(Lpab)을 초점(F1)으로 모은다.
이때 투과부(300)는 전압이 인가된 전극에 최대한 가까이 가려는 성질을 가지고 있는 전기활성 고분자(Electroactive Polimer, 이하EAP) 재질로 마련되고 투과부(300)의 상부에 적층 된 기판(400)에 마련된 제1 전극(100) 및 제2 전극(200)에 접촉될 수 있다.
이 경우 제1 전극(100) 및 제2 전극(200)에 인가되는 전압의 크기에 따라 투과부(300)는 기판(400)의 상측에 노출되도록 형성되어 제1 전극(100) 및 제2 전극(200)에 전압이 인가되면 일부면(320)이 변형되도록 마련되어 렌즈의 역할을 수행할 수 있다.
다시 말하면 전압이 개별적으로 인가되는 제1 전극(100) 및 제2 전극(200)의 일측에 접촉되는 투과부(300)의 일부면은(320)은 형상이 3차원으로 변형되고 이에 따라 출력광(Lpab)의 초점(F1)이 가변될 수 있다.
도 5를 통해 일부면(320)의 3차원 형상 변형으로 인한 초점의 가변에 대하여 자세히 살펴보면, 먼저 단위전극(120a,120b,120c,120d)에 모두 동일한 10(V)의 전압이 인가된 경우에는 반원형태의 일부면(320)이 곡률 반지름이 커진 형태로 변형될 수 있다.
이에 따라 입사광(Lpaa)을 투과시켜 출력광(Lpab)의 초점거리(F2)가 초점거리(F1) 보다 길어지게 되고 이에 따라 광축(예를 들어 Z축)으로의 초점 가변이 가능해진다.
반면 단위전극(120a,120b,120c,120d) 중 적어도 하나의 전압만 5(V)이고 나머지는 모두 10(V)인 경우에 광축(예를 들어 Z축)의 수평방향축(예를 들어 X축 또는 Y축)을 기준으로 기울기를 가진 비대칭 형상의 일부면(320)을 형성할 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하여 X축 또는 Y축으로의 초점 가변을 자세히 살펴보면, 단위전극(120a,120b,120c,120d) 중 적어도 하나의 전압을 달리하여 비대칭 형상의 일부면(320)이 형성될 수 있으며 광축의 수평방향축을 X축이라 가정하면, 일부면(320)은 X축 방향을 기준으로 기울기를 가지게 되고 입사광(Lpaa)은 일부면(320)의 기울기로 인해 출력광(Lpab)이 한쪽으로 집중되어 초점이 도 6과 같이 F1에서 F3로 가변되거나 도 7과 같이 F1에서 F4로 가변 될 수 있다.
다시 말하면 기울기를 가지는 비대칭 형상의 일부면(320)을 형성함으로써 X축 또는 Y축으로의 초점 가변이 가능해진다.
이와 같은 이유는 투과부(300)를 통과하는 광의 초점위치가 3차원으로 가변되어 광방향으로의 자동초점 거리 조절뿐만 아니라 초점을 광방향을 기준으로 수평방향으로 가변시켜 별도의 공간 확보없이 손떨림 현상의 보정까지도 가능하다는 장점을 갖는다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈(10)는 왜곡방지부(500)를 더 포함할 수 있다.
왜곡방지부(500)는 복수의 단위전극(120) 상호간의 전기적 간섭을 차단함으로써 투과부(300)의 형상왜곡을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
구체적으로 왜곡방지부(500)는 단위전극(120)이 기설정된 간격으로 상호 이격되어 배치되도록 기판(400) 상에 형성되는 기설정된 영역 일 수 있으며, 기판(400)의 기설정된 영역 상에 절연물질을 도포하여 단위전극(120) 간의 간섭을 이중으로 차단할 수도 있다.
여기서 절연물질은 복수로 형성된 제1 전극(200) 사이에 형성되는 영역에 금속의 표면 처리 기술 중 금속에 절연성 및 내열성을 부여하기 위한 방법인 비금속 용사법, 스크린인쇄법 및 수지필름부착법 중 어느 하나의 방법으로 기설정된 영역 상에 도포될 수도 있다.
기설정된 영역 상에 도포되는 절연물질은 단위전극(120) 간의 간섭을 차단하는 기능을 수행한다면 구조, 형상, 재질 등에 대하여는 다양할 수 있으며, 이로 인해 권리범위가 제한되지 않음은 물론이다.
본 발명의 제1 실시예의 왜곡방지부(500)에 대하여 앞서 상술한 도 3을 통해 더 자세히 살펴보면 다음과 같다.
상술한 바와 같이 기판(400)에는 관통홀(420)을 따라 제1 전극(100)의 단위전극(120a, 120b, 120c, 120d)이 형성될 수 있다.
이때 영역(520a, 520b, 520c, 520d)으로 형성된 왜곡방지부(500)에 의해 제1 전극(100)의 단위전극(120a, 120b, 120c, 120d)이 기설정된 간격만큼 상호 이격되어 있으며 각각의 단위전극(120a, 120b, 120c, 120d)은 제1 전극도선(140a, 140b, 140c, 140d)에 의해 외부전원과 연결된다.
즉 왜곡방지부(500)는 관통홀(420)에 형성된 제1 전극(100)의 단위전극(120a, 120b, 120c, 120d)이 기설정된 간격으로 상호 이격되어 배치되도록 관통홀(420) 상에 형성되는 영역일 수 있다.
이때 상술한 영역(520a, 520b, 520c, 520d)은 관통홀(420)의 길이에 대응하는 길이를 가지도록 마련될 수 있다.
즉 왜곡방지부(500)는 기판(400)의 두께에 대응되는 길이를 가지도록 마련될 수 있다.
이렇게 왜곡방지부(500)는 제1 전극(100)의 단위전극(120a, 120b, 120c, 120d) 사이에 기설정된 간격과 동일한 폭으로 형성될 수 있으며 관통홀(420)의 길이에 대응하는 길이로 형성될 수 있다.
이와 같은 두 가지의 형태는 도면에 도시된 바와 같이 혼용될 수도 있으며, 경우에 따라서는 도면에 도시된 바와 다른 형상으로 형성될 수 있음은 물론이며, 이로 인해 권리범위가 제한되지 않음은 당연하다.
다만, 도면에 도시된 바와 같이 두 가지의 형태를 혼용하는 방법이 복수로 형성된 제1 전극(100)의 단위전극 (120a, 120b, 120c, 120d) 상호 간의 전기적 간섭을 간편하게 차단할 것이다.
앞서 후술하기로 한 기설정된 간격은 관통홀(420)의 직경에 따라 가변될 수 있으며 복수로 형성되는 전극의 개수에 반비례하여 설계될 수 있다.
이때 기설정된 간격은 투과부(300)의 일부면(320)이 목표로 하는 형상으로 구현되도록 제1 전극(100) 및 제2 전극(200)에 인가되는 전압을 고려하여 설계함이 바람직하다.
구체적으로 기설정된 간격은 50㎛ 내지 1000㎛일 수 있는데, 복수로 형성되는 전극 사이의 간격이 50㎛ 미만인 경우에는 복수로 형성되는 전극 간 단락이 발생하거나 전기적으로 간섭이 발생하여 개별적으로 인가되는 각각의 전압이 목표전압을 벗어나게 되고 이에 따라 목표하는 형상이 변형될 우려가 있으며, 결론적으로 투과부(300)에 투과된 출력광(Lpab)의 초점을 원하는 방향으로 이동시킬 수 없게 된다.
반면 복수로 형성되는 전극 사이의 간격이 1000㎛을 초과하는 경우에는 개별적으로 인가되는 제1전극(120a)에 대응하여 변형되는 투과부(300)의 일부면(320)의 일측과 개별적으로 인가되는 제1전극(120b)에 대응하여 변형되는 투과부(300)의 일부면(320)의 타측 사이에 전압이 인가되지 않는 영역이 형성되므로 투과부(300)에 형상 변형범위의 제한이 발생한다. 이에 따라 투과부(300)에 투과된 출력광(Lpab)의 초점 이동범위의 제한이 발생할 수 있다.
따라서 복수의 제1전극(100) 사이의 간격을 50㎛ 내지 1000㎛로 설정함으로써, 투과부(300)에서 목표로 하는 일부면(320) 형상의 일그러짐 등을 포함하는 형상왜곡을 방지할 수 있으며 이에 따라 3차원 초점이동에 대한 오차를 방지할 수 있다는 장점이 있다.
도 8을 참조하면 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈(20)의 구성은 크게 제1 상부전극(1100), 제2 상부전극(1200), 상부기판(1400), 투과부(1300), 제1 하부전극(2100), 제2 하부전극(2200), 하부기판(2400)을 포함할 수 있다.
또한 제1 실시예와 같이 상부왜곡방지부(1500) 및 하부왜곡방지부(2500)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로 상부관통홀(1420)이 형성된 상부기판(1400)과 상부관통홀(1420)에 대향하는 위치에 하부관통홀(2420)이 형성된 하부기판(2400)이 배치되고, 상부기판(1400)과 하부기판(2400) 사이에는 투과부(1300)가 형성되어 일부면(1320,1340)이 각각 상부관통홀(1420) 및 하부관통홀(2420)에 노출되도록 형성될 수 있다.
이때 상부왜곡방지부(1500)는 상부관통홀(1420)에 마련된 제1 상부전극(1100) 사이에 형성될 수 있고, 하부왜곡방지부(2500)는 하부관통홀(1520)에 마련된 제1 하부전극(2100) 사이에 형성될 수 있다.
이때 투과부(1300)는 일측에 제1일부면(1320)이 형성되고 타측에 제2일부면(1340)이 형성될 수 있으며 투과부(1300)는 제1 실시예와 마찬가지로 전기활성 고분자(Electro-active polymer, 이하EAP)로 형성되고, 제1 상부전극(1100) 및 제2 상부전극(1200)에 전압이 인가되면 3차원으로 형상이 변형되어 제1일부면(1320)를 통과하는 광의 초점위치가 3차원으로 가변 될 수 있으며 제1 하부전극(2100) 및 제2 하부전극(2200)에 전압이 인가되면 3차원으로 형상이 변형되어 제2일부면(1340)를 통과하는 광의 초점위치가 3차원으로 가변 될 수 있다.
즉 투과부(1300)는 양볼록렌즈 형태로 형성됨에 따라서 투과부(1300)를 중심으로 상측 및 하측에서 모두 3차원적 초점 가변이 가능해질 수 있다.
도 9를 참조하여 제2 실시예에 따른 3차원적 초점 가변 겔렌즈(20)의 제1 상부전극(1100)에 대해 구체적으로 설명하면, 상부기판(1400)에는 상부관통홀(1420)이 형성될 수 있으며 제1 상부전극(1100)이 양(+)극의 상부단위전극(1120) 복수개로 구성되어 상부관통홀(1420)의 내주면을 따라 상부기판(1400)의 상부에 마련될 수 있다.
구체적으로 제1 상부전극(1100)은 상부단위전극(1120) 및 제1 상부전극도선(1140)을 포함하고, 상부단위전극(1120)은 상부관통홀(1420)의 상단에서 하단까지 기설정 된 간격으로 상호 이격되어 배치되고 상부기판(1400)의 상부에는 제1 상부전극도선(1140)이 마련되어 외부전원과 연결될 수 있다.
도 10을 참조하면 복수개로 구성되지 않는 제2 상부전극(1200)은 음(-)극으로 구성되어 상부기판(1400)의 하측에 마련되고 일단에는 제2 상부전극도선(1240)연결되어 제2 상부전극도선(1240)이 외부전원과 연결될 수 있다.
이때 제2 상부전극(1200)은 제1 상부전극(1100)과 기설정된 거리(d)만큼 이격되어 상부기판(1400)의 하부에 마련될 수 있다.
상술한 상부기판(1400)의 하부에는 투과부(1300)가 형성될 수 있는데, 구체적으로 상부기판(1400)의 상부관통홀(1420)로 제1일부면(1320)이 노출되도록 형성될 수 있다.
다시 말하면 투과부(1300)는 상측에 제1 상부전극(1100) 및 제2 상부전극(1200)이 마련된 상부기판(1400)이 적층되고, 상부기판(1400)에 형성된 상부관통홀(1420)을 통해 제1일부면(1320)이 노출되도록 형성되어 제1 상부전극(1100) 및 제2 상부전극(1200)에 전압이 인가되면 제1일부면(1320)이 변형되도록 마련되어 렌즈의 역할을 수행할 수 있다.
이때 투과부(1300)의 하부면에는 제1일부면(1320)과 대향하는 위치에 제2일부면(1340)이 형성될 수 있으며, 하부기판(2400)은 제2일부면(1340)이 하부기판(2400)의 하부관통홀(2420)로 노출되어 렌즈의 역할을 수행하도록 상부관통홀(1420)과 대향되는 위치에 배치하는 것이 바람직하다.
다시 말하면 하부기판(2400)을 기준으로, 하부기판(2400)의 상부에 투과부(1300)가 적층되고 투과부(1300)의 상부에 상부기판(1400)이 적층될 수 있으며 상부기판(1400)에 형성된 상부관통홀(1420)을 통해 제1일부면(1320)이 노출되도록 형성되어 제1 상부전극(1100) 및 제2 상부전극(1200)에 전압이 인가되면 제1일부면(1320)이 변형되도록 마련될 수 있다.
이때 투과부(1300)의 상부에 형성되는 제1일부면(1320)은 상부관통홀(1420)으로 노출되고 투과부(1300)의 하부에 형성되는 제2일부면(1340)은 하부기판(2400)의 하부관통홀(2420)로 노출될 수 있다.
도 11을 참조하면 제1 하부전극(2100)은 상술한 제1 상부전극(1100) 및 제2 상부전극(1200)이 상부관통홀(1420)에 마련된 것과 동일한 형태로 하부관통홀(2420)에 형성될 수 있으며 제1 하부전극(2100)이 양(+)극의 하부단위전극(2120) 복수개로 구성되어 하부관통홀(2420)의 내주면을 따라 하부기판(2400)의 하부에 마련될 수 있다.
구체적으로 제1 하부전극(2100)은 하부단위전극(2120) 및 제1 하부전극도선(2140)을 포함하고, 하부단위전극(2120)은 하부관통홀(2420)의 하단에서 상단까지 기설정 된 간격으로 상호 이격되어 배치되고 하부기판(2400)의 하부에는 제1 하부전극도선(2140)이 마련되어 외부전원과 연결될 수 있다.
또한 복수개로 구성되지 않는 제2 하부전극(2200)은 앞서 설명한 도 10을 참조하면 음(-)극으로 구성되어 하부기판(2400)의 상측에 마련되어 일측에 외부전원과 연결되는 제2 하부전극도선(2240)을 포함할 수 있다.
여기서 동일한 형상으로 마련되는 제1 하부전극(1200) 및 제2 하부전극(2200)은 편의를 위해 도 10에 모두 도시했으나 제1 하부전극(1200)은 상부기판(1400)의 하측에 마련되고 제2 하부전극(2200)은 하부기판(2400)의 상측에 마련된다.
이와 같이 제1 상부전극(1100)과 제2 상부전극(1200)에 전압을 개별적으로 인가하여 제1일부면(1320)을 3차원적 형상 변형시키고 이와 독립적으로 제1 하부전극(2100)과 제2 하부전극(2200)에 전압을 개별적으로 인가하여 제2일부면(1340)을 3차원적 형상 변형시킴으로써 제어할 수 있는 초점의 가변범위 및 정확성을 향상시키는 장점이 있다.
한편 기설정된 거리(d)는 제1 상부전극(1100)과 제2 상부전극(1200)이 이격된 거리이며, 제1 하부전극(2100)과 제2 하부전극(2200)이 이격된 거리이다. 기설정 거리(d)는 제1 실시예에서 전술한 기설정된 거리(d)와 그 기능과 형상이 동일하므로 상세한 설명을 생략하도록 한다.
또한 상부왜곡방지부(1500) 및 하부왜곡방지부(2500)도 각각 제1실시예에서의 왜곡방지부(500)와 각각 동일한 형태 및 기능을 가질 수 있다.
즉 상부왜곡방지부(1500)는 상부기판(1400)에 형성되어 복수의 상부단위전극(1120) 상호간의 전기적 간섭을 차단함으로써 투과부(1300)의 형상왜곡을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
또한 하부왜곡방지부(2500)는 하부기판(2400)에 형성되어 복수의 하부단위전극(2120) 상호간의 전기적 간섭을 차단함으로써 투과부(1300)의 형상왜곡을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
제1 실시예와 마찬가지로 기설정된 간격 또한 상부관통홀(1420) 및 하부관통홀(2420)의 직경에 따라 가변될 수 있으며, 복수로 형성되는 전극의 개수에 반비례하여 설계될 수 있다.
또한 기설정된 간격은 하부투과부(2300)의 제2일부면(1340)이 목표로 하는 형상으로 구현되도록 제1 하부전극(2100) 및 제2 하부전극(2200)에 인가되는 전압을 고려하여 설계함이 바람직하며 구체적으로 기설정된 간격은 50㎛ 내지 1000㎛일 수 있다.
다시 말해서 복수의 제1 상부전극(1100) 사이의 간격 및 복수의 제1 하부전극(2100) 사이의 간격을 50㎛ 내지 1000㎛로 설정함으로써, 투과부(1300)에서 목표로 하는 제1 일부면(1320) 및 제2 일부면(1340)의 형상왜곡을 방지할 수 있으며 이에 따라 3차원 초점이동에 대한 오차를 방지할 수 있다는 장점이 있다.
도 12를 참조하여 제2 실시예에 따른 3차원적 초점 가변 겔렌즈(20)의 초점 가변에 대하여 자세히 살펴보면 다음과 같다.
제1 실시예와 동일한 방법으로, 제1 상부전극(1100) 및 제2 상부전극(1200)에 전압이 인가되지 않은 상태에서의 반원형태의 제1일부면(1320)은 입사광(Lpaa)을 투과시키고, 제1 하부전극(2100) 및 제2 하부전극(2200)에 전압이 인가되지 않은 상태에서의 반원형태의 제2일부면(1340)은 투과된 입사광(Lpaa)을 출력하여 출력광(Lpab)을 초점(F1)으로 모으게 된다.
예를 들어 상부단위전극(1120a,1120b,1120c,1120d)에 각각 1(V) 내지 10(V) 범위의 동일한 전압이 인가되고 이와는 독립적으로 하부단위전극(2120a,2120b,2120c,2120d)에 각각 1(V) 내지 10(V) 범위의 동일한 전압이 인가되면 제1 실시예의 구성보다 광축으로 두배의 초점 거리를 가변할 수 있게 된다.
또한 제1 실시예와 마찬가지로 상부단위전극(1120a,1120b,1120c,1120d) 중 적어도 하나의 전압만 5(V)이고 나머지는 모두 10(V)인 경우에 광축(예를 들어 Z축)의 수평방향축(예를 들어 X축 또는 Y축)을 기준으로 기울기를 가진 비대칭 형상의 제1일부면(1320)을 형성할 수 있으며 하부단위전극(2120a,2120b,2120c,2120d) 또한 적어도 하나의 전압만 5(V)이고 나머지는 모두 10(V)가 되어 광축(예를 들어 Z축)의 수평방향축(예를 들어 X축 또는 Y축)을 기준으로 기울기를 가진 비대칭 형상의 제2일부면(1340)을 형성할 수 있다.
예를 들어 광축의 수평방향축이 X축이라 가정하면, 도 12와 같이 상부단위전극(120a,120b,120c,120d) 중 적어도 하나의 전압을 달리하여 왼쪽에서 오른쪽으로 갈수록 상향 경사를 가지는 비대칭 형상의 제1일부면(1320)을 형성하고 하부단위전극(2120a,2120b,2120c,2120d) 중 적어도 하나의 전압을 달리하여, 투과부(1300)의 중앙측 수평단면을 기준으로 서로 비대칭인 형태의 제2일부면(1340)을 형성할 수 있다.
구체적으로 기울기를 가지는 비대칭 형상의 일부면(1320,1340)을 투과부(1300)의 양면에 각각 마련하고 일부면(1320,1340)이 모두 변형이 가능하도록 형성함으로써 투과부(1300)를 통과한 초점(F11)은 초점(F12)으로 이동될 수 있다.
이때 가변된 초점(F12)은 제 1실시예에서 투과부(300)의 단면에 하나의 일부면(320)만 마련되어 가변된 초점(F4)과 비교해서 광축(Z축) 뿐만 아니라 광축에 대해 수평인 축(X축 또는 Y축)으로 더 가변될 수 있다.
즉 제1 실시예를 기준으로, 투과부(1300)를 통과하는 광의 초점위치를 3차원으로 가변시킬 수 있는 범위가 확대되어 광방향으로의 자동초점 거리 조절뿐만 아니라 초점을 광방향을 기준으로 수평방향으로 가변시켜 별도의 공간 확보없이 손떨림 현상의 보정까지도 가능하다는 장점을 가질 수 있다.
한편 제1 전극(100) 및 제2 전극(200)이 모두 복수로 형성되어 전압이 개별적으로 인가되는 경우를 자세히 살펴보면 다음과 같다.
도 13을 참조하면 본 발명의 제3 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈(30)는 크게 제1 전극(3100), 제2 전극(3200), 투과부(3300)를 포함할 수 있다.
구체적으로 제1 전극(3100) 및 제2 전극(3200)이 복수로 형성되어 기판(3400)에 마련된 경우에, 제1 전극(3100)은 제1 단위전극(3120) 및 제1 단위전극(3120)에 연결된 제1 전극도선(3140)을 포함할 수 있으며, 제1 단위전극(3120)에 일측에 연결된 제1 전극도선(3140)은 외부전원과 연결될 수 있다.
또한 복수로 형성된 제2 전극(3200)은 제2 단위전극(3220) 및 제2 단위전극(3220)에 연결된 제2 전극도선(3240)을 포함할 수 있으며, 제2 단위전극(3220)에 일측에 연결된 제2 전극도선(3240)은 외부전원과 연결될 수 있다.
이때 제1 전극(3100) 및 제2전극(3200)로 사용되는 재료는 상온에서의 화학적 안정성과높은 가시광 투과도 및 우수한 식각특성을 고려하여 선택하는 것이 바람직하며 구체적으로 가시광영역의 높은 투과율과 높은 전기전도성을 동시에 가지는 투명 전도막일 수 있다.
구체적으로 제1 전극(3100) 및 제2전극(3200)이 ITO 투명 전도막인 경우에, 제1 전극(3100) 및 제2전극(3200)은 기판(3400)의 상부에 박막의 형태로 형성될 수 있다.
구체적으로 기판(3400)의 상부에 스퍼터링법으로 진공 증착하거나 ITO를 도료로 하여 기판(3400)의 상부에 도포할 수 있다.
도 14를 참조하여 상술한 제1 전극(3100) 및 제2 전극(3200)에 대해 더 자세히 살펴보면, 제1 전극(3100)은 기판(3400) 상에 복수의 제1 단위전극(3120a, 3120b, 3120c, 3120d)으로 마련되고 제2 전극(3200)이 복수의 제2 단위전극(3220a, 3220b, 3220c, 3220d)으로 마련될 수 있다.
또한 제2 전극(3200)은 제1 전극(3100)과 동일 평면상에 배치되며 제1 전극(3100)과 기설정된 거리만큼 이격되어 제1 전극(3100)을 일부 감싸도록 형성될 수 있다.
이때 기판(3400)은 광이 투과될 수 있는 정사각형태의 평판으로 형성되고 기판(3400)의 상부 중앙측에 제1 단위전극(3120a, 3120b,3120c,3120d)이 모두 동일한 모양으로 형성될 수 있으며 기설정 된 간격만큼 이격 배치될 수 있다.
즉 전체적으로 기판(3400)의 일면에 방사형 패턴을 형성할 수 있으며 제1 단위전극(3120a, 3120b, 3120c, 3120d) 각각의 일측에는 외부전원이 연결될 수 있도록 제1 전극도선(3140a, 3140b, 3140c, 3140d)이 마련될 수 있다.
또한 제 1단위전극(3120a, 3120b,3120c,3120d)은 구체적으로, 중심각이 동일한 부채꼴 형태일 수 있으며 형성된 호의 일측에 제1 전극도선(3140a,3140b,3140c,3140d)이 마련될 수 있다.
이때 제1 전극도선(3140a,3140b,3140c,3140d)은 기판(3400)의 일면과 접하도록 배치될 수 있다.
그리고 제2 단위전극(3220a,3220b,3220c,3220d) 또한 외부전원이 연결될 수 있도록 제2 전극도선(3240a,3240b,3240c,3240d)이 마련되며, 제1 단위전극(3120a,3120b,3120c,3120d)에서 기설정된 거리(d1, d2)만큼 이격되어 형성될 수 있다.
구체적으로 제2 단위전극 중 하나(3220c)가 곡률을 가지는 바(bar) 형태로 하나의 제1 단위전극(3120c)과 다른 하나의 제1 단위전극(3120d)의 일부를 감싸도록 마련될 수 있으며 전체적으로 제2 단위전극(3220a,3220b,3220c,3220d)은 방사형 패턴으로 마련될 수 있다.
이때 제2 단위전극(3220c)과 제1 단위전극(3120c,3120d) 사이는 기설정된 거리인 d1만큼 이격될 수 있다.
또한 제2 단위전극(3220c)은 제1 단위전극(3120c)에 연결된 제1 전극도선(3140c)과 d2만큼 이격 될 수 있다.
마찬가지로 제2 단위전극(3220c)은 제1 단위전극(3120d)에 연결된 제1전극도선(3140d)와 d2만큼 이격되어 마련될 수 있다.
기판(3400)의 타측 영역에 배치되어 있지만 상술하지 않은 다른 제1 전극(3100) 및 다른 제2 전극(3200) 사이의 간격도 상술한 거리(d1, d2)와 동일하다.
즉 d1은 제2 단위전극(3220) 및 인접하는 제1 단위전극(3120)의 이격거리 일 수 있으며, d2는 제2 단위전극(3220) 및 인접하는 제1 전극도선(3140)의 이격거리 일 수 있다.
다시 말하면 제1 단위전극(3120a,3120b,3120c,3120d)과 제2 단위전극(3220a,3220b,3220c,3220d) 사이는 모두 d1만큼 이격되어 있으며, 제2단위전극(3220a,3220b,3220c,3220d)과 제1 전극도선 사이는 모두 d2만큼 이격되도록 기판(3400)에 제1 전극(3100) 및 제2 전극(3200)을 마련할 수 있다.
이때 제1 전극(3100)과 제2 전극(3200)의 사이의 기설정된 거리(d1,d2)는 두 전극간의 단락을 방지할 수 있다.
또한 기설정된 거리(d1,d2)는 제1 전극(3100)과 제2 전극(3200) 사이에 형성되는 전기장의 세기에 반비례하기 때문에 투과부(3300)에 인가되는 기설정범위의 전압에 대응하여 설정될 수 있다.
구체적으로 판 상에서 기설정된 거리(d1,d2)가 너무 가까울 경우 제1 전극(3100)및 제2 전극(3200) 사이가 단락되어 과전류가 발생할 수 있으며 기판 상에서 기설정된 거리(d1,d2)가 너무 먼 경우에는 제1 전극(3100) 및 제2 전극(3200)간의 전기적 연결이 불가한 메커니즘이 구현될 수 있다.
제1 실시예와 같은 이유로 투과부(3300)의 형상을 변형시키기 위해 필요한 전압의 범위는 1[V] 내지 10[V]로 설정함이 바람직하다.
상술한 제1 전극(3100)및 제2 전극(3200)이 형성된 기판(3400)의 상부에는 투과부(3300)가 형성될 수 있다.
투과부(3300)는 전기활성 고분자로 형성되고, 제 1전극(3100) 및 제2 전극(3200)에 의해 전압이 인가되면 도 15와 같이 3차원으로 형상이 변형되어 투과부(3300)를 통과하는 광의 초점위치가 3차원으로 가변 될 수 있다.
여기서 투과부(3300)는 제1 실시예 및 제2 실시예를 통해 상술한 바와 같이 투명 젤 상의 폴리머의 형태로 구성될 수 있다.
또한 렌즈의 역할을 수행하기 위해 필수적으로 투명해야 하며, 일정한 형태를 가지며 전압 인가 여부에 따라 표면 형태가 변형되는 액체가 아닌 겔(gel) 상임이 바람직하며 전술한 바와 같은 기능을 수행한다면 재질에 대하여는 다양할 수 있다.
구체적으로 투과부(3300)는 기판(3400)에 형성된 제1 전극(3100) 및 제2 전극(3200)을 완전히 덮도록 기판(3400)의 상면에 코팅될 수 있다.
또한 투과부(3300)는 제1 전극(3100) 및 제2 전극(3200)에 전원이 인가되지 않았을 때, 그 표면의 두께가 일정하도록 형성될 수 있다.
한편 기판(3400)은 광투과성 기판일 수 있으며 구체적으로 제1 전극(3100) 및 제2 전극(3200)의 베이스를 이루는 구성요소로서, 플렉서블(Flexible)한 필름소재인 유연기판, 플레이트, 유리 중 어느 하나의 소재일 수 있으며 소재의 광투과성이 높은 소재를 사용하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈(30)는 왜곡방지부(3500)를 더 포함할 수 있다.
왜곡방지부(3500)를 앞서 설명한 도 14를 통해 자세히 살펴보면, 왜곡방지부(3500)는 복수의 단위전극 상호간의 전기적 간섭을 차단함으로써 투과부(3500)의 형상왜곡을 방지하는 역할을 수행하며, 정전기 척력(electrostatic repulsion force)에 의해 돌출되는 일부면(3320)의 직경에 따라 가변 될 수 있다.
구체적으로 왜곡방지부(3500)는 제1 단위전극 왜곡방지부(3520), 제2 단위전극 왜곡방지부(3540)를 포함할 수 있으며, 제1 전극(3100) 및 제2 전극(3200)이 기설정된 간격으로 상호 이격되어 배치되도록 기판 상에 형성되는 기설정된 영역 일 수 있으며 기설정된 영역 상에 절연부재를 포함하여 단위전극(3120) 간의 간섭을 이중으로 차단할 수도 있다.
예를 들어 설명하면 복수의 제1 단위전극(3120a, 3120b,3120c,3120d)이 및 복수의 제2 단위전극(3220a,3220b,3220c,3220d)이 기설정된 간격으로 배치될 수 있도록 복수의 제1 단위전극(3120a,3120b,3120c,3120d) 사이에 제1 단위전극 왜곡방지부(3520)가 형성될 수 있고 제2 단위전극 왜곡방지부(3540)가 복수의 제2 단위전극(3220a,3220b,3220c,3220d) 사이에 형성될 수 있다.
이때 제1 단위전극 왜곡방지부(3520)는 복수의 제1 단위전극(3120a, 3120b,3120c,3120d)이 기설정된 간격만큼 이격되도록 제1 단위전극(3120a, 3120b,3120c,3120d) 사이에 형성되는 'X'형태의 영역일 수 있다.
여기서 'X'형태의 영역은 복수의 바(bar)형태 영역으로 분할될 수 있으며 하나의 바(bar)형태 영역의 폭은 인접하는 복수의 제1 단위전극(3120a, 3120b,3120c,3120d) 사이의 기설정된 간격과 동일하게 형성될 수 있다.
그리고 제2 단위전극 왜곡방지부(3540)는 인접하는 제2 단위전극(3220a,3220b,3220c,3220d)이 기설정된 간격만큼 이격되도록 제2 단위전극(3220a,3220b,3220c,3220d) 사이에 형성되는 영역일 수 있다.
여기서 제2 단위전극 왜곡방지부(3540)는 제1 전극도선(3140a,3140b,3140c,3140d)이 제2 단위전극(3220a,3220b,3220c,3220d) 사이에 형성되는 경우에는 상술한 기설정된 거리(d2)도 고려하여 설계됨이 바람직하다.
여기서 기설정된 간격은 제1 단위전극 왜곡방지부(3520) 및 제2 단위전극 왜곡방지부(3540)의 폭과 동일할 수 있으며 투과부(3300)의 일부면(3320)이 목표로 하는 형상으로 구현되도록 제1 전극(3100) 및 제2 전극(3200)에 인가되는 전압을 고려하여 설계됨이 바람직하며 복수로 형성되는 단위전극의 개수에 반비례하여 설계될 수 있다.
구체적으로 기설정된 간격은 50㎛ 내지 1000㎛일 수 있는데, 복수로 형성되는 전극 사이의 간격이 50㎛ 미만인 경우에는 복수로 형성되는 전극 간 단락이 발생하거나 전기적으로 간섭이 발생하여 개별적으로 인가되는 각각의 전압이 목표전압을 벗어나게 되고 이에 따라 목표하는 형상이 변형될 우려가 있으며, 결론적으로 투과부(3300)에 투과된 출력광(Lpab)의 초점을 원하는 방향으로 이동시킬 수 없게 된다.
반면 복수로 형성되는 전극 사이의 간격이 1000㎛을 초과하는 경우를 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
먼저 개별적으로 인가되는 제1전극(3120a)에 대응하여 변형되는 투과부(3300)의 일부면(3320)의 일측을 A라하고 개별적으로 인가되는 제1전극(3120b)에 대응하여 변형되는 투과부(3300)의 일부면(3320)을 B라고 가정하면, A와 B 사이에 전압이 인가되지 않는 영역이 형성되므로 투과부(3300)에 형상 변형범위의 제한이 발생할 수 있다.
따라서 투과부(3300)에 투과된 출력광(Lpab)의 초점 이동범위의 제한이 발생할 수 있다.
복수의 제1전극(3100) 사이의 간격을 50㎛ 내지 1000㎛로 설정함으로써, 투과부(3300)에서 목표로 하는 일부면(3320) 형상의 일그러짐 등을 포함하는 형상왜곡을 방지할 수 있으며 이에 따라 3차원 초점이동에 대한 오차를 방지할 수 있다는 장점이 있다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈(30)를 다수 배열하여 다양한 응용 분야를 가지는 핵심 광소자 어레이(array) 형태로 마련될 수 있으며 구체적으로 마이크로 렌즈 어레이(Micro lens Array) 형태로 마련될 수도 있다.
전압이 인가되지 않은 상태를 나타내는 도 16를 기초로 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈(30)의 작용을 자세히 살펴보면 다음과 같다.
먼저 복수로 형성된 제1 전극(3100)을 양극(+)으로 형성하고 복수로 형성된 제2 전극(3200)을 음극(-)으로 형성한 경우에 외부전원에 의해 제1 전극(3100) 및 제2 전극(3200)으로 전압공급이 가능해진다.
이때 도 17에 도시된 바와 같이 외부전원의 음극이 연결되는 제2 전극(3200)으로부터 투과부(3300)에 전자가 충전 됨에 따라, 투과부(3300)의 충전 밀도가 높아지게 되고, 정전기 척력(electrostatic repulsion force)에 의해 전자가 복수의 제1 전극(3100) 쪽으로 몰리면서 투과부(3300)의 일부면이 파도형태로 변형되며 일부면(3320)이 수직방향으로 돌출되게 됨에 따라 일부면(3320)이 볼록렌즈의 기능을 수행하게 되면서 초점(F1)이 형성될 수 있다.
뿐만 아니라 제1 전극(3100) 및 제2 전극(3200)에 인가되는 전압이 증가하게 되면 도 18에 도시된 바와 같이 투과부(3300)의 일부면이 파도형태로 변형되며 일부면(3320)이 수직방향으로 더 돌출되게 됨에 따라 광의 초점(F1)은 광축 방향으로 짧아진 초점(F2)로 가변될 수 있다.
다시 말하면 투과부(3300)의 일부면을 수직방향으로 돌출시킴으로써 광의 초점을 수직 방향으로 가변할 수 있게 된다.
또한 복수의 제1 전극(3100) 및 복수의 제2 전극(3200)이 복수로 형성되어 개별적으로 전압인가가 가능하게 되고 이로 인해 일부면(3320)은 입사되는 광의 축방향을 기준으로 수평방향의 기울기를 가지는 목표 형상을 가질 수 있게 된다.
도 19 및 도 20을 참조하여 X축 또는 Y축으로의 초점 가변을 자세히 살펴보면, 단위전극(3120a,3120b,3120c,3120d) 중 적어도 하나의 전압을 달리하여 비대칭 형상의 일부면(3320)를 형성할 수 있다.
여기서 광축의 수평방향축을 X축이라 가정하면, 일부면(3320)는 X축 방향을 기준으로 기울기를 가지게 되고 입사광(Lpaa)은 일부면(3320)의 기울기로 인해 출력광(Lpab)이 한쪽으로 집중되어 초점이 도 19과 같이 F1에서 F3으로 가변 되거나 또는 도 20과 같이 F1에서 F4로 가변 될 수 있다.
다시 말하면 기울기를 가지는 비대칭 형상의 일부면(3320)을 형성함으로써 X축 또는 Y축으로의 초점 가변이 가능해진다.
이로 인해 투과부(3300)를 통과하는 광의 초점위치가 3차원으로 가변되어 광방향으로의 자동초점 거리 조절만이 아니라 손 떨림 현상 보정까지도 가능하다는 장점이 있다.
한편 제1 실시예 내지 제3 실시예를 통해 상술한 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈의 투과부는 후술할 집광부재가 마련되어 상술한 일부면(320,1320,1340,3320)의 역할을 수행할 수 있다.
후술할 제4 실시예 내지 제6 실시예를 통해 투과부(4300,5300,7300)에 마련된 집광부재가 투과부(4300,5300,7300)를 통과하는 광의 초점위치를 3차원으로 가변시키는 경우에 대해 자세히 알아보도록 하겠다.
여기서 후술할 제4 실시예 내지 제6 실시예에서의 제1 전극, 제2 전극, 기판 및 왜곡방지부는 기능과 형상이 상술한 제1 실시예 내지 제3 실시예와 동일 유사하므로 그 설명을 생략하기로 하고 다른 부분에 대해서만 설명하기로 한다.
먼저 도 21을 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈(40)는 제1 실시예와 마찬가지로 제1 전극(4100), 제2 전극(4200), 투과부(4300)를 포함할 수 있으며 왜곡방지부(4500)를 더 포함할 수 있다.
여기서 투과부(4300)는 집광부재(4320)를 포함할 수 있으며 집광부재(4320)을 통해 투과부(4300)를 통과하는 광의 초점위치를 3차원으로 가변시킬 수 있다.
구체적으로 집광부재(4320)는 단면이 경사면(4324)을 가지는 요철의 형태 마련될 수 있다.
이때 집광부재(4320)는 경사면(4324)을 통해 입사된 광을 굴절시켜 초점을 형성하며 제1 전극(4100) 및 제2 전극(4200)에 전압이 인가되면 경사면(4324)의 경사 각도가 가변되어 광의 초점위치가 가변될 수 있다.
또한 집광부재(4320)는 요철의 높이를 일정하게 하고 광이 입사되는 경사면(4324)을 구면으로 형성할 수 있으며 요철 간의 간격을 일정하게 하고 광이 입사되는 경사면(4324)을 평면 형태로 설계할 수도 있다.
구체적으로 집광부재(4320)는 단면이 경사면(4324)을 가지는 요철이 원주방향으로 연속하게 나열된 링 형상의 단위렌즈(4322)로 마련 될 수 있다.
이때 단위렌즈(4322)는 다수가 동일 평면상에 동일한 중심축을 가지게 형성될 수 있으며 중심축에서 반경방향으로 연속 배치될 수 있다.
즉 집광부재(4320)는 단위렌즈(4322)가 복수개 배열된 원형패턴일 수 있다.
예를 들어 설명하면 요철의 폭이 0.2mm를 가지고 중심축에서 외주면까지 1mm의 직경을 가지는 링 형상의 단위렌즈(4322)가 집광부재(4320)의 어느 한 평면에 배치되고, 배치된 1mm직경의 단위렌즈(4322)의 외주면과 인접하도록 요철의 폭이 0.2mm이고 중심축에서 외주면까지 1.4mm의 직경을 가지는 단위렌즈(4322)가 배치될 수 있다.
이때 배치된 두 단위렌즈(4322)는 동일한 중심축을 가질 수 있다. 마찬가지로 그 다음 배치되는 단위렌즈(4322)도 요철이 폭이 0.2mm이고 중심축에서 외주면까지 1.8mm의 직경을 가진 단위렌즈(4322)가 배치 될 수 있으며, 중심축에서 반경방향으로 반복해서 연속 배치될 수 있다.
전체적으로 집광부재(4320)는 투과부(4300)의 동일한 평면에 형성되며, 동일한 중심축을 가지고 반경방향으로 연속 배열되는 원형 패턴으로 마련될 수 있다.
이때 링 형상인 단위렌즈(4322)의 횡단면은 중심축을 기준으로 경사면(4324)이 서로 마주보는 대칭 삼각형의 형태를 가질 수 있다.
상술한 바와 같이 경사면(4324)의 경사 각도가 가변 될 수 있도록 마련됨에 따라 제 1전극(4100) 및 제2 전극(4200)에 전압이 인가되면 3차원으로 형상이 변형되어 투과부(4300)를 통과하는 광의 초점위치가 3차원으로 가변 될 수 있다.
도 22 및 도 23 참조하여 집광부재(4320)의 변형에 대해 더 자세히 알아보면 다음과 같다.
먼저 도 22의 형태로 마련된 집광부재(4320)는 제1 전극(4100) 및 제2전극(4200)에 전압이 인가되면 도 23의 형태와 같이 좌우 방향으로 인장될 수 있다.
구체적으로 집광부재(4320)가 좌우로 늘어난 형태로 변형되면서 집광부재(4320)의중심부를 기준으로 제1경사각도로 형성된 경사면(4324)을 가지는 단위렌즈(4322)의 반경 L1이 L`1로 변형되고 제2경사각도로 형성된 경사면(4324)을 가지는 단위렌즈(4322)의 반경 L2가 L`2로 변형되고 제3경사각도를 가지는 단위렌즈(4322)의 반경 L3가 L`3로 변형되면서 각각의 경사면(4324)의 경사각도가 변경 되어 집광부재(4320)를 투과하는 광의 초점이 가변 될 수 있다는 장점이 있다.
구체적으로 단위렌즈(4322) 다수가 동일 평면상에 동일한 중심축을 가지게 형성되고, 중심축에서 반경방향으로 연속 배치되는 경우에, 중심축에서 경사면(4324)까지의 길이가 기 설정된 비율을 가질 수 있다.
예를 들어 원형 패턴의 집광부재(4320)의 중심축과 동심인 단위렌즈(4322)의 반경(L1)이 1m이고 반경이 L1인 단위렌즈(4322)의 외주면에 접하는 다른 하나의 단위렌즈(4322)의 반경(L2)가 2mm라고 가정하면, 반경(L1)에 대한 반경(L2)의 비율, 즉 기 설정된 비율이 2가 되고 따라서 반경(L2)에 대한 반경(L3)의 비율도 2가 되어야 하므로, 최외각에 위치하는 단위렌즈(4322)의 반경(L3)은 4mm로 설정됨이 바람직하다.
도 24를 통해 구체적인 집광부재(4320)의 3차원 형상 변형 및 초점이동에 대하여 자세히 살펴보면 다음과 같다.
예를 들어 복수로 형성된 제1 전극의 단위전극(4120)에 모두 동일한 10(V)의 전압이 인가되면, 집광부재(4320)는 앞서 설명한 도 23과 같이 전체적으로 곡률 반지름이 커진 형태로 변형되며, 이에 따라 경사면(4324)의 각도가 변화하여 출력광(Lpab)의 초점거리(F2)가 초점거리(F1) 보다 짧아지게 되고 이에 따라 광축(예를 들어 Z축)으로의 초점 가변이 가능해진다.
반면 제 1전극의 단위전극(4120) 중 적어도 하나의 전압만 5(V)이고 나머지는 모두 10(V)인 경우에 광축(예를 들어 Z축)의 수평방향축(예를 들어 X축 또는 Y축)을 기준으로 기울기를 가진 비대칭 형상의 집광부재(4320)를 형성할 수 있다.
도 25 및 도 26을 참조하여 X축 또는 Y축으로의 초점 가변을 자세히 살펴보면 다음과 같다.
광축의 수평방향축을 X축이라 가정하면, 집광부재(4320)는 X축 방향을 기준으로 기울기를 가지게 되고 입사광(Lpaa)은 집광부재(4320)의 기울기로 인해 출력광(Lpab)이 한쪽으로 집중되어 초점이 도 25와 같이 F1에서 F3으로 가변되거나 또는 도 26과 같이 F1에서 F4로 가변될 수 있다.
따라서 기울기를 가지는 비대칭 형상의 집광부재(4320)을 형성함으로써 X축 또는 Y축으로의 초점 가변이 가능해진다.
여기서 집광부재(4320)는 직육면체 형태의 몸체 상부에 바로 형성될 수도 있다.
또한 몸체 상부에 먼저 광이 입사되는 방향을 향해 기설정된 곡률 반지름을 가지는 보조돌출면을 형성한 다음 보조돌출면 상부에 집광부재(4320)가 형성하여 X축 또는 Y축으로의 초점 가변을 원활하게 할 수도 있다.
이로 인해 프레넬 렌즈 형태의 집광부재(4320)는 투과부(4300)의 전체 사이즈를 축소시켜 전자기기의 소형화가 가능하다는 장점을 갖는다.
상술한 바와 같은 집광부재(4320)는 제2 실시예와 같은 양볼록렌즈 형태의 투과부에도 적용이 가능할 수 있다.
도 27을 참조하면 본 발명의 제5 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈(50)는 제2 실시예와 마찬가지로 크게 제1 상부전극(5100), 제2 상부전극(5200), 상부기판(5400), 투과부(5300), 제1 하부전극(6100), 제2 하부전극(6200), 하부기판(6400)을 포함할 수 있으며 제2 실시예와 같이 상부왜곡방지부(5500) 및 하부왜곡방지부(6500)를 더 포함할 수 있다.
여기서 제1 상부전극(5100), 제2 상부전극(5200), 상부기판(5400), 제1 하부전극(6100), 제2 하부전극(6200), 하부기판(6400) 및 상부왜곡방지부(5500) 및 하부왜곡방지부(6500)는 제 2실시예와 형상과 기능이 동일 유사하므로 설명을 생략하기로 하고 다른 부분에 대해서만 설명하기로 한다.
투과부(5300)는 상부에 제1 집광부재(5320)가 형성되어 제2 실시예에서 전술한 제1 일부면(1320)의 기능을 수행하고 하부에 제2 집광부재(5340)가 형성되어 제 2실시예에서 전술한 제2 일부면(1340)의 역할을 수행할 수 있다.
여기서 제1 집광부재(5320) 및 제2 집광부재(5340)의 형태 및 변형되는 원리는 제2 실시예 및 제4 실시예에서 상술한 바와 동일하므로 그 설명을 생략하기로 하고 제1 집광부재(5320) 및 제2 집광부재(5340)가 모두 비대칭 형상으로 형성된 경우를 도 28을 통해 설명하면 다음과 같다.
구체적으로 상부단위전극(5120) 중 적어도 하나의 전압만 5(V)이고 나머지는 모두 10(V)인 경우에 광축(예를 들어 Z축)의 수평방향축(예를 들어 X축 또는 Y축)을 기준으로 기울기를 가진 비대칭 형상의 제1 집광부재(5320)를 형성할 수 있으며 하부단위전극(6120) 또한 적어도 하나의 전압만 5(V)이고 나머지는 모두 10(V)가 되어 광축(예를 들어 Z축)의 수평방향축(예를 들어 X축 또는 Y축)을 기준으로 기울기를 가진 비대칭 형상의 제2 집광부재(5340)를 형성할 수 있다.
구체적으로 기울기를 가지는 비대칭 형상의 제1 집광부재(5320) 및 제2 집광부재(5340)를 투과부(5300)의 양면에 각각 마련하고 제1 집광부재(5320) 및 제2 집광부재(5340)가 모두 변형이 가능하도록 형성함으로써 투과부(1300)를 통과한 초점(F11)은 초점(F12)으로 이동될 수 있다.
이때 가변된 초점(F12)은 제 4실시예의 투과부의 단면에 하나의 집광부재만 마련되어 가변된 초점(F4)과 비교해서 광축(Z축) 뿐만 아니라 광축에 대해 수평인 축(X축 또는 Y축)으로 더 가변될 수 있다.
즉 제4 실시예를 기준으로, 투과부(5300)를 통과하는 광의 초점위치를 3차원으로 가변시킬 수 있는 범위가 확대되어 광방향으로의 자동초점 거리 조절뿐만 아니라 초점을 광방향을 기준으로 수평방향으로 가변시켜 별도의 공간 확보없이 손떨림 현상의 보정까지도 가능하다는 장점을 가질 수 있으며 제4 실시예와 마찬가지로 투과부(5300)의 전체 사이즈를 축소시켜 전자기기의 소형화가 가능하다는 장점을 갖는다.
앞서 제4 실시예 및 제5 실시예를 통해 설명한 집광부재는 제3 실시예와 같은 박막 형태의 투과부에도 적용이 가능할 수 있다.
도 29를 참조하여 본 발명의 제6 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈(60)에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 제6 실시예에 따른 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈(60)는 제3 실시예와 마찬가지로 크게 기판(7400)에 형성된 제1 전극(7100) 및 제2 전극(7200)과 투과부(7300)를 포함할 수 있으며 왜곡방지부를 더 포함할 수도 있다.
여기서 제1 전극(7100), 제2 전극(7200), 기판(7400), 왜곡방지부는 제3 실시예서 상술한 바와 동일 유사하므로 그 설명을 생략하기로 하고 다른 부분에 대해서만 설명하도록 하겠다.
본 발명의 제6 실시예에서 투과부(7300)는 상술한 제4 실시예 및 제5 실시예와 같이 집광부재(7320)가 마련되어 제3 실시예에서 전술한 일부면(3340)의 역할을 수행할 수 있다.
따라서 투과부(7300)는 제1 전극(7100) 및 제2 전극(7200)에 전압이 인가되면 투과부(7300)를 통과하는 광의 초점위치가 3차원으로 가변 될 수 있다.
구체적으로 집광부재(7320)는 제 1전극(7100) 및 제2 전극(7200)에 전압이 인가되어 집광부재(7320)가 광의 수평방향으로 인장됨에 따라 단위렌즈에 형성된 경사면의 경사 각도가 변화될 수 있다.
이에 따라 경사면을 통과하는 광의 초점위치가 가변 될 수 있다.
여기서 집광부재(7320)의 형상은 제4 실시예 및 제5 실시예를 통해 설명한 집광부재와 동일 유사하므로 그 설명을 생략하고 집광부재(7320)가 마련된 투과부(7300)를 통과하는 광의 초점위치의 3차원적 가변을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
집광부재(7320)는 제3 실시예에서 설명한 일부면과 달리 제1 전극(7100), 제2 전극(7200)에 전압이 인가되지 않은 경우에도 제4 실시예 및 제5 실시에서 상술한 경사면을 가지고 있기 때문에 입사광(Lpaa)이 일측에 집중되어 초점(F1)이 형성될 수 있다.
제1 전극(7100), 제2 전극(7200)에 전압이 인가되면, 외부전원의 음극이 연결되는 제2 전극(7200)으로부터 투과부(7300)에 전자가 충전 됨에 따라, 투과부(7300)의 충전 밀도가 높아지게 되고, 정전기 척력(electrostatic repulsion force)에 의해 전자가 복수의 제1 전극(7100) 쪽으로 몰리면서 집광부재(7320)가 투과부(7300)에 입사되는 광의 진행 반대방향으로 돌출될 수 있다.
이와 같은 집광부재(7320)의 돌출로 인해 도 30에서 도시한 바와 같이 집광부재(7320)는 수평방향으로 인장된 형태로 변형되면서 전압이 인가되지 않은 경우의 형성된 초점(F1)위치가 F2로 가변 되며, 제1 전극(7100) 및 제2 전극(7200)에 인가되는 전압에 따라 입사되는 광의 축방향(예를 들어 Z축)으로의 초점 가변이 가능해진다.
또한 도 31 및 도 32에 도시된 바와 같이 복수의 단위전극 중 적어도 하나의 전압을 달리하여 비대칭 형상의 집광부재(7320)를 형성할 수 있게 되며 광축의 수평방향축을 X축이라 가정하면, 집광부재(7320)는 X축 방향을 기준으로 기울기를 가지게 되고 입사광(Lpaa)은 집광부재(7320)의 기울기로 인해 출력광(Lpab)이 한쪽으로 집중되어 초점이 도 31과 같이 F1에서 F3으로 가변되거나 또는 도 32와 같이 F1에서 F4로 가변될 수 있다.
다시 말하면 기울기를 가지는 비대칭 형상의 집광부재(7320)를 형성함으로써 투과부(7300)는 X축 또는 Y축으로의 초점 가변이 가능해진다.
이때 집광부재(7320)는 제3 실시예에서 상술한 바와 같이 직육면체 형태의 몸체 상부에 바로 형성될 수도 있으며, 몸체 상부에 먼저, 광이 입사되는 방향을 향해 기설정된 곡률 반지름을 가지는 보조돌출면을 형성한 다음 보조돌출면 상부에 집광부재(7320)가 형성될 수도 있다.
상술한 바와 같이 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈는 투과부를 통과하는 광의 초점위치가 3차원으로 가변되어 광방향으로의 자동초점 거리 조절만이 아니라 손 떨림 현상 보정까지도 가능하다는 장점이 있다.
또한 투과부에 집광부재가 마련되어 프레넬식 겔렌즈의 구성을 가짐으로써, 자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈를 포함하는 전자기기의 소형화가 가능해질 수 있다는 장점이 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

Claims (17)

  1. 기판 상에 형성되며, 서로 다른 극성을 갖는 제1 전극 및 제2 전극;
    전기활성 고분자로 형성되고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전압이 인가되면 형상이 변형되는 투과부;를 포함하고,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 하나는 복수로 형성되고 전압이 개별적으로 인가되어 상기 투과부의 형상을 3차원으로 변형시킴으로써, 상기 투과부를 통과하는 광의 초점위치가 3차원으로 가변되는 것을 특징으로 하는
    자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 복수로 형성된 전극은 상기 기판 상에서 전압이 개별적으로 인가되는 복수의 단위전극으로 구성되며,
    상기 복수의 단위전극 상호간의 전기적 간섭을 차단함으로써, 상기 투과부의 형상왜곡을 방지하는 왜곡방지부를 더 포함하는
    자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 왜곡방지부는,
    상기 복수의 단위전극이 기설정된 간격으로 상호 이격되어 배치되도록 상기 기판 상에 형성되는 것을 특징으로 하는
    자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기설정된 간격은,
    50㎛ 내지 1000㎛인 것을 특징으로 하는
    자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 투과부는 일부면이 상기 기판에 형성된 관통홀에 노출되도록 배치되고,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 어느 하나는 복수의 단위전극으로 구성되어 상기 관통홀의 내주면을 따라 상기 기판의 상부에 마련되며,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 복수의 단위전극으로 구성되지 않는 다른 하나는 상기 관통홀 내주면으로부터 기설정된 거리만큼 이격되어 상기 관통홀을 감싸는 형태로 상기 기판의 하부에 마련되는 것을 특징으로 하는
    자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기설정된 거리는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 거리로서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극으로부터 상기 투과부에 인가되는 기설정범위의 전압에 대응하여 설정되는 것을 특징으로 하는
    자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 왜곡방지부는,
    상기 복수의 단위전극이 기설정된 간격으로 배치될 수 있도록 상기 복수의 단위전극 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는
    자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기설정된 간격은, 복수의 단위전극 사이의 간격으로서,
    상기 관통홀의 직경에 따라 가변 되는 것을 특징으로 하는
    자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 투과부는 전압이 인가되면 일부면이 돌출되도록 상기 기판의 상측에 배치되며,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 기판과 상기 투과부 사이에모두 복수의 단위전극으로 구성되어 마련되되,
    상기 제1 전극은 상기 투과부의 일부면에 대응되도록 마련되고,
    상기 제2 전극은 상기 제1 전극과 동일 평면상에 형성되며, 상기 제1 전극 둘레를 기설정된 거리를 두고 일부 감싸도록 마련되는 것을 특징으로 하는
    자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기설정된 거리는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 거리로서,
    상기 제1 전극과 제2 전극 간의 단락을 방지하는 것을 특징으로 하는
    자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 기설정된 거리는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 거리로서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극으로부터 상기 투과부에 인가되는 기설정범위의 전압에 대응하여 설정되는 것을 특징으로 하는
    자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 왜곡방지부는,
    상기 복수의 단위전극이 기설정된 간격으로 배치될 수 있도록 상기 복수의 단위전극 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는
    자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 기설정된 간격은, 복수의 단위전극 사이의 거리로서,
    상기 돌출되는 일부면의 직경에 따라 가변되는 것을 특징으로 하는
    자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 투과부는,
    단면이 경사면을 가지는 요철의 형태로서 상기 경사면을 통해 입사된 광을 굴절시키는 집광부재가 마련되어 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전압이 인가되면 상기 경사면의 경사 각도가 가변되는 것을 특징으로 하는
    자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 집광부재는,
    단면이 경사면을 가지는 요철이 원주방향으로 연속하게 나열된 링 형상의 단위렌즈로 마련되는 것을 특징으로 하는
    자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 단위렌즈는,
    다수가 동일 평면상에 동일한 중심축을 가지게 형성되고, 상기 중심축에서 반경방향으로 연속 배치되는 것을 특징으로 하는
    자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 단위렌즈는,
    상기 중심축에서 상기 경사면까지의 길이가 기 설정된 비율을 가지는 것을 특징으로 하는
    자동 다초점 및 손떨림보정 기능을 갖는 전기 반응형 겔렌즈.
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