JP2008096953A

JP2008096953A - 液体レンズモジュール

Info

Publication number: JP2008096953A
Application number: JP2007125608A
Authority: JP
Inventors: Moon Sik Jung; ジョン・ムンシク
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2006-10-11
Filing date: 2007-05-10
Publication date: 2008-04-24
Also published as: KR100797723B1; US20080088939A1

Abstract

【課題】ＦＰＣを使用してより簡単で信頼性ある構造を備えて、液体レンズモジュールに電流を印加する液体レンズモジュールを提供する。
【解決手段】電気湿潤方式を用いて焦点を制御する液体レンズモジュールであって、開放した空間部を備える流体チェンバー；前記流体チェンバー内に注入され、界面によって分離される互いに異なる屈折率を有する２種の流体；前記流体チェンバーの開放した部分に接着手段によって密封結合される透明板；及び前記流体チェンバー内の流体に作用するように配置される二つの電極；を含んでなり、前記液体レンズモジュールはＦＰＣを使用して前記二つの電極に電流を印加するように構成される。
【選択図】図４

Description

本発明は電気湿潤現象を利用した液体レンズモジュールに係り、より詳しくは液体レンズモジュールに電流を印加するための構造を単純化した液体レンズモジュールに関するものである。

現在、焦点調整機能を有するカメラは、移動通信端末機、小型デジタルカメラ、自動カメラなど、多様な携帯用マルチメディア器機に適用されており、技術がますます発展するにつれて、前記カメラのような多様な装置を一つの携帯用装置に一体に集積するとともにより小型化しようとする努力が継続的に進んでいる。

従来、焦点調整機能を有するカメラの場合、前記レンズ要素に焦点調整機能を行うために要求される機械的運動のため、従来の焦点調整機能レンズは前記レンズの光学軸に沿って移動するように構成されているから、かなり大きい寸法を有する必要があり、また前記レンズの駆動に要求される別途のモーターなどの構成を別に装着しなければならないため、その大きさにおいて小型化を実現するのに障害になっている。

また、最近、焦点調整機能レンズが装着されたカメラが携帯用端末機などに付着されるにしたがい、その大きさにおいて小型化を実現しなければならないという要求がますます増大しており、さらに、従来のように機械的方式で前記焦点調整レンズを駆動する場合には、前述したような問題の外にも、前記焦点調整レンズを駆動するために設置される電気モーターは相当量のバッテリー電力を消耗するから、携帯用端末機に前記焦点調整レンズを装着するということはかなりの技術的困難を有するという問題があり、これに加えて、従来の機械的な方式を使用してレンズの焦点調整を行うためには、特定量の時間を必要とするという問題があった。

したがって、このような問題を解決するための一方法として、最近、電気湿潤（ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ）方式を利用した液体レンズを従来の機械的な方式のズームレンズに取り替えて使用する方式が提案されており、これに対する活発な研究が現在進んでいる。

まず、液体レンズに関する発明を開示している特許文献１を参照して、このような液体レンズの基本的構成及び機能について略述する。

図１は特許文献１の実施例として提案された液体レンズの概略断面図である。図１に示すように、前記液体レンズは、屈折率が互いに異なり、メニスカス（ｍｅｎｉｓｃｕｓ）１４を介して接触する非混合性の第１流体Ａ及び第２流体Ｂを備え、シリンダー壁を有するシリンダー状の流体チェンバー５、前記シリンダー壁の内側に配置された流体接触層１０、前記流体接触層１０によって前記第１流体Ａ及び第２流体Ｂから分離される第１電極２、及び前記第２流体Ｂを活性化させる第２電極１２を含む。

ここで、前記第１電極２はシリンダー状を有し、絶縁層８でコーティングされ、金属性物質から作られ、前記第２電極１２は、流体チェンバー５の一側に配置される。また、透明な前方要素４と透明な後方要素６は、前記の二種の流体を収容する前記流体チェンバー５のカバーを形成する。

このような構成を有する液体レンズの動作は次のようである。

前記第１電極２と第２電極１２間に電圧が印加されない時、前記流体接触層は第２流体Ｂより第１流体Ａに対して高い湿潤性（ｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙ）を有する。前記第１及び第２電極間に電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が印加されれば、エレクトロウェッティング（ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ）のため、前記第２流体Ｂによる湿潤性が変わり、図示のように、メニスカス１４の接触角Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３が変わることになる。よって、印加電圧によってメニスカスの形状が変化することになり、これを用いて前記液体レンズの焦点調節を行うようにするものである。

すなわち、図１〜図３に示すように、印加電圧の大きさによって第１流体Ｂで測定した前記メニスカス１４と流体接触層１０間の角度はそれぞれ鈍角から鋭角に、例えばおよそ１４０°、１００°、６０°などに変化することになる。ここで、図１は高い負のパワー、図２は低い負のパワー、図３は正のパワーを有する配置を示す。このように流体を利用した液体レンズは、従来のレンズの機械的駆動によって焦点を調節する方式に比べ、小型化及び低電力消耗に利点を持っていることが分かる。

一方、図１〜図３に示すように、従来の液体レンズモジュールは、前記流体に電流を印加するための方法として、電線１５を液体レンズモジュールに直接連結することにより、前記液体レンズモジュール内の流体に電流を印加している。

しかし、前述したように、液体レンズモジュールに直接電線を連結する従来の方式は、前記電線が液体レンズモジュールの外部に備えられたコネクターに連結されるように構成されるから、前記電線を別に処理しなければならないという問題が発生し、さらに前記電線が液体レンズモジュールの外部に形成されることによって見掛けがきれいにならなく、これに加え、前記電線を介して電流を印加する方式は、その動作において、電源供給の信頼度が落ちるという問題が発生する。

また、同図に示すように、液体レンズと関連し、その基本的な動作原理及び構成は開示されているが、前記液体レンズモジュールを実際の製品に適用させるために要求される全体的な液体レンズモジュールに関する構成、及びこのような構成における電流を印加する具体的な方法は未だに具体的に開示されていないことが分かる。
ＰＣＴ国際公開番号第ＷＯ０３／０６９３８０号明細書

したがって、本出願人は前述したような問題を解決することができる方案を講究することになった。

本発明は前述したような問題を解消するためになされたもので、その目的は、ＦＰＣを使用してより簡単で信頼性ある構造を備えて、液体レンズモジュールに電流を印加する液体レンズモジュールを提供することにある。

このような目的を達成するための本発明の液体レンズモジュールは、電気湿潤方式を用いて焦点を制御する液体レンズモジュールにおいて、開放した空間部を備える流体チェンバー；前記流体チェンバー内に注入され、界面によって分離される互いに異なる屈折率を有する２種の流体；前記流体チェンバーの開放した部分に接着手段によって密封結合される透明板；及び前記流体チェンバー内の流体に作用するように配置される二つの電極；を含んでなり、前記液体レンズモジュールはＦＰＣを使用して前記二つの電極に電流を印加するように構成されることを特徴とする。

前記液体レンズモジュールの二つの電極と接触するＦＰＣ連結部は、前記液体レンズモジュールのそれぞれの電極と接触する二つの端子部をそれぞれ備えた二つの接触部を含んでなることができる。

前述したように、本発明によって構成された液体レンズモジュールは、液体レンズモジュールに電流を印加する構造を単純化することによって従来の方式より動作信頼性を向上させるという技術的利点がある。

また、本発明による液体レンズモジュールは、ＦＰＣを使用して電流を印加することによって液体レンズモジュールの小型化を達成することができる。

以下、添付図面を参照して本発明について詳細に説明する。

図４は本発明による液体レンズモジュールに使用されるＦＰＣ連結部の一実施例を示す断面図、図５は図４に示すＦＰＣ連結部を液体レンズモジュールに装着した一実施例を示す断面図、図６は本発明のＦＰＣ連結部の他の実施例を示す断面図、図７は図６に示すＦＰＣ連結部を液体レンズモジュールに装着した実施例を示す断面図である。

図４及び図５を参照して、本発明によるＦＰＣ連結部を使用した液体レンズモジュールを具体的に説明すれば次のようである。

まず、図４は、液体レンズモジュールに電流を印加するための本発明によるＦＰＣ（ｆｌｅｘｉｂｌｅｐｒｉｎｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔｂｏａｒｄ）連結部１００の一実施例を示す。前記ＦＰＣ連結部１００は、液体レンズモジュールの上面に備えられた電極と接触する上側接触部１１０と、前記液体レンズモジュールの下面に備えられた電極と接触する下側接触部１２０と、前記液体レンズモジュールの外部に備えられた電源供給部に連結される連結端子部１３０とから構成され、前記上側接触部１１０と下側接触部１２０は連結部１４０によって連結されるように構成される。このように構成されたＦＰＣ連結部１００の上側接触部１１０と下側接触部１２０には、液体レンズモジュールの二つの電極とそれぞれ接触する第１端子１５０と第２端子１６０が備えられ、前記それぞれの端子は金箔で形成されている。

図４に示されているＦＰＣ連結部１００の上側接触部１１０と下側接触部１２０はドーナツ型に形成されている。このような形状は、前記ＦＰＣ連結部１００が備えられる液体レンズモジュールの上下面を貫通して形成される光経路の進路を邪魔しない範囲内で、前記ＦＰＣ連結部１００が付着されるようにするためである。

図５は前述したような本発明によるＦＰＣ連結部１００が液体レンズモジュールに装着されている形状を示す。同図を参照して、本発明による液体レンズモジュールの電流印加構造を説明する。ここで、前記液体レンズモジュールの二つの電極は、流体チェンバー１８０の上面と流体チェンバー１８０の下面に備えられた下部カバー１９０上に備えられる。

同図に示すように、前記ＦＰＣ連結部１００の上側接触部１１０は液体レンズモジュールの流体チェンバー１８０の上面に付着され、前記上側接触部１１０に備えられた第１端子１５０は流体チェンバー１８０の上面に備えられた電極と接触するように構成され、前記ＦＰＣ連結部１００の下側接触部１２０は液体レンズモジュールの流体チェンバー１８０の下面に備えられた下部カバー１９０上に付着され、前記下側接触部１２０に備えられた第２端子１６０は前記下部カバー１９０上に備えられた電極と接触するように構成される。このように連結された上側接触部１１０と下側接触部１２０は連結部１４０によって互いに連結され、前記下側接触部１２０に連結されている連結端子部１３０によって外部電源供給部と連結される。前述したように、本発明による前記ＦＰＣ連結部１００は"コ"字形に折り曲げられ、液体レンズモジュールに備えられた二つの電極にそれぞれ連結される。

前述したように、本発明によるＦＰＣ連結部１００は液体レンズモジュールに電流を印加するための構造であって、本発明は前記ＦＰＣ連結部１００を使用することによって液体レンズモジュールの二つの電極に一時に電流を印加することができるという技術的利点があり、さらに前記ＦＰＣ連結部１００を使用することによって、より単純な構造を持たせるとともに電流印加の信頼性を向上させる技術的利点がある。

図６及び図７は本発明による他の実施例を示す。同図を参照して、本発明による液体レンズモジュールの電流印加構造を説明すれば次のようである。この実施例は、液体レンズモジュールの二つの電極が上面と側面または側面と下面に形成されている場合に適用することができるＦＰＣ連結部１００´に関する。

図６を参照すれば、本発明のこの実施例によるＦＰＣ連結部１００´は、液体レンズモジュールの側面に備えられた電極と接触する側面接触部２００と、前記液体レンズモジュールの下面に備えられた電極と接触する下側接触部１２０と、前記液体レンズモジュールの外部に備えられた電源供給部に連結される連結端子部１３０とから構成され、前記側面接触部２００と下側接触部１２０は連結部１４０によって連結されるように構成される。このように形成されたＦＰＣ連結部１００´の側面接触部２００と下側接触部１２０には、液体レンズモジュールの二つの電極とそれぞれ接触する第１端子１５０´と第２端子１６０が備えられ、前記それぞれの端子は金箔で形成されている。

図６に示されているＦＰＣ連結部１００´の下側接触部１２０は、先に説明したように、ドーナツ型に形成されている。このような形状は、前記ＦＰＣ連結部１００´が備えられる液体レンズモジュールの下面に形成される光経路の進路を邪魔しない範囲内で、前記ＦＰＣ連結部１００´が付着されるようにするためである。ここで、液体レンズモジュールの側面に備えられる電極と接触するＦＰＣ連結部１００´の側面接触部２００は長方形に形成されているが、前記側面接触部２００の形状がこれに限定されるものではない。

図７は前述したような本発明によるＦＰＣ連結部１００´が液体レンズモジュールに装着された形状を示す。同図を参照して、本発明のこの実施例による液体レンズモジュールの電流印加構造を説明する。ここで、前記液体レンズモジュールの二つの電極は、流体チェンバー１８０の側面と流体チェンバー１８０の下面に備えられた下部カバー１９０上に備えられる。

同図に示すように、前記ＦＰＣ連結部１００´の側面接触部２００は液体レンズモジュールの流体チェンバー１８０の側面に付着され、前記側面接触部２００に備えられた第１端子１５０´は流体チェンバー１８０の側面に備えられた電極と接触するように構成され、前記ＦＰＣ連結部１００の下側接触部１２０は液体レンズモジュールの流体チェンバー１８０の下面に備えられた下部カバー１９０上に付着され、前記下側接触部１２０に備えられた第２端子１６０は前記下部カバー１９０上に備えられた電極と接触するように構成される。このように連結された側面接触部２００と下側接触部１２０は連結部１４０によって互いに連結され、前記下側接触部１２０に連結されている連結端子部１３０によって外部電源供給部と連結される。この実施例では、前記ＦＰＣ連結部１００´が"Ｌ"字形に折り曲げられ、液体レンズモジュールに備えられた二つの電極にそれぞれ連結される。

前述したように、本発明によるＦＰＣ連結部の形状は一定に形成されているが、前記形状がこれに限定されるものではなく、液体レンズモジュールの二つの電極に一体に連結されて電流を印加することができる構造であれば、いずれの形状にも形成できる。本発明による液体レンズモジュールは、前述したように、ＦＰＣから形成された電流印加構造を採択することにより、より単純な構造で信頼性を提供するようにした電流印加構造を達成する。また、このようなＦＰＣを使用した電流印加構造を採択することにより、一層小型化した液体レンズモジュールを達成することができるという技術的利点がある。

以上、本発明の好適な実施例を参照して説明したが、当該技術分野の通常の知識を持った者なら特許請求の範囲に記載した本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更することができることが理解可能である。

本発明は、ＦＰＣを使用してより簡単で信頼性ある構造を備えて、液体レンズモジュールに電流を印加する液体レンズモジュールに適用可能である。

従来技術による液体レンズの構造と動作を示す断面図である。従来技術による液体レンズの構造と動作を示す断面図である。従来技術による液体レンズの構造と動作を示す断面図である。本発明による液体レンズモジュールに使用されるＦＰＣ連結部の一実施例を示す断面図である。図４に示すＦＰＣ連結部を液体レンズモジュールに装着した一実施例を示す断面図である。本発明のＦＰＣ連結部の他の一実施例を示す断面図である。図６に示すＦＰＣ連結部を液体レンズモジュールに装着した実施例を示す断面図である。

符号の説明

１００ＦＰＣ連結部
１１０上側接触部
１２０下側接触部
１３０外部連結部
１４０連結部
１５０第１端子
１６０第２端子

Claims

電気湿潤方式を用いて焦点を制御する液体レンズモジュールにおいて、
開放した空間部を備える流体チェンバー；
前記流体チェンバー内に注入され、界面によって分離される互いに異なる屈折率を有する２種の流体；
前記流体チェンバーの開放した部分に接着手段によって密封結合される透明板；及び
前記流体チェンバー内の流体に作用するように配置される二つの電極；を含んでなり、
前記液体レンズモジュールはＦＰＣを使用して前記二つの電極に電流を印加するように構成されることを特徴とする、液体レンズモジュール。
前記液体レンズモジュールの二つの電極と接触するＦＰＣ連結部は、前記液体レンズモジュールのそれぞれの電極と接触する二つの端子部をそれぞれ備えた二つの接触部を含んでなることを特徴とする、請求項１に記載の液体レンズモジュール。
前記液体レンズモジュールの二つの電極がモジュールの上面及び下面に形成される場合、前記ＦＰＣ連結部が"コ"字形に折り曲げられることによって、前記ＦＰＣ連結部の二つの接触部が前記液体レンズモジュールの二つの電極と接触することを特徴とする、請求項２に記載の液体レンズモジュール。
前記ＦＰＣ連結部の上側接触部及び下側接触部はドーナツ型に形成されることを特徴とする、請求項３に記載の液体レンズモジュール。
前記液体レンズモジュールの二つの電極がモジュールの上面及び側面、または側面及び下面に形成される場合、前記ＦＰＣ連結部が"Ｌ"字形に折り曲げられることによって、前記ＦＰＣ連結部の二つの接触部が前記液体レンズモジュールの二つの電極と接触することを特徴とする、請求項２に記載の液体レンズモジュール。
前記ＦＰＣ連結部の上側接触部または下側接触部はドーナツ型に形成され、側面接触部は長方形に形成されることを特徴とする、請求項５に記載の液体レンズモジュール。
前記ＦＰＣ連結部の二つの端子部は金箔で形成されることを特徴とする、請求項２に記載の液体レンズモジュール。