KR20100023793A - 가변식 초점 길이를 갖는 가요성 렌즈 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 측벽(11)에 의하여 구획되는 공동 내부의 가요성 렌즈 몸체(10)와, 제1 투명 커버(13)와, 제2 투명 커버(14)를 포함하는 렌즈 조립체에 관한 것이고, 상기 투명 커버(13, 14) 모두 렌즈 몸체(10)의 각 표면에 접촉한다. 압전 소자(12)가 활성화될 때 렌즈 몸체(10)의 형상이 변화됨으로써 렌즈 조립체의 초점 길이가 조절된다.

렌즈, 렌즈 조립체, 압전 소자, 초점 길이, 가요성 렌즈

Description

가변식 초점 길이를 갖는 가요성 렌즈 조립체 {FLEXIBLE LENS ASSEMBLY WITH VARIABLE FOCAL LENGTH}

본 발명은 초점 길이를 조정할 수 있는 성능을 가진 광학 렌즈 조립체에 관한 것이고, 특히 첨부된 독립항 제1항 및 종속항에 따른 실시예의 변형에 따라 지지벽에 의해 둘러싸이고 구획되는 공동(cavaity) 내에 위치되는 압축성 겔(gel), 탄성 재료 또는 유사 물질로 이루어진 렌즈 몸체와, 상기 렌즈 몸체의 양면에 각각 인접하여 위치되고 대응되는 면 각각에서 측벽에 부착되는 투명 커버들을 포함하고, 투명 커버 중 하나 이상에 배치되는 압전 작동기가 각각 활성화될 때 하나 또는 두 개의 커버가 절곡되어 렌즈 몸체의 형상 변화가 제공되고, 이에 의하여 렌즈 조립체의 초점 길이를 변화시키는 조절 가능한 렌즈 조립체에 관한 것이다.

조절식 초점 길이를 갖는 렌즈 조립체에 대한 저비용, 큰 부피의 해결책에 대한 요구는 계속 증가하고 있다. 예컨대, 최신 휴대폰은 이제 소형 디지털 카메라 모듈을 구비하고 있고, 렌즈 및 렌즈 조립체의 품질 및 비용에 대한 요구가 증가하고 있다. 점점 더 많은 수의 소형 카메라들이 예컨대, 휴대폰과 노트북 컴퓨터에 사용되고, 이들은 자동 초점 기능을 구비하고 있다. 이러한 용도를 위한 렌즈 시스템의 설계는 렌즈가 카메라 모듈의 상부에 끼워질 때 가능한 한 적은 작동 단계에 의하여 쉽게 작동되도록 하는 등의, 수많은 조건을 충족시킬 것이 요구된다. 이러한 과제는 예컨대, 초점 길이가 렌즈에서부터 사진 찍힐 물체까지의 거리에 맞도록 조절되어야 하는 자동 초점 렌즈에서 직면되는 바와 같이, 렌즈 구성이 조정식(tuneable) 파라미터를 포함할 때 훨씬 더 두드러진다. 이러한 렌즈들은 보통 이동식 부품을 포함하는 복잡한 구조로 되어 있기 때문에 렌즈의 조립이 간단하지 않다. 이러한 구조에서 해결되어야 하는 또다른 과제는 가능한 한 얇은 렌즈 조립체에 대한 계속적으로 증가하는 요구를 충족시키는 것이다. 시장에서 얇은 두께와 가벼운 무게는 휴대폰 및 카메라의 필수 사항이다.

자동 초점 렌즈 요소를 소형화하기 위한 수많은 실행 가능한 해결책이 존재한다. 예컨대, 액체 습윤(electro wetting)의 원리에 기초하여 액체가 충전된 렌즈 요소가 국제 특허 공개 번호 제WO2006136613호에 개시되어 있다. 렌즈의 초점 길이를 조절하기 위하여 공동(cavity)에 액체를 함유하는 상기 렌즈 조립체를 압축하거나 연장하는 다른 실시예가 마이크로미케닉스 앤드 마이크로엔지니어링(Micromechanics and Microengineering)에 2009년 5월 9일자로 게재된 웨이송(Weisong) 등이 쓴 논문, "조정식 마이크로 렌즈와 일체형인 마이크로 머신의 설계, 제작 및 시험(Design, fabrication and testing of a micro machines integrated tuneable micro lense)"에 개시되어 있다.

종래의 렌즈에 대한 두 예는 모두 하나 이상의 액체를 포함한다. 공동에 액체를 충전하여 가두는 것은 당업자에게 알려진 바와 같이 생산 및 사용 동안에 문제를 야기할 수 있다.

복수개의 탄성 부재가 광축 방향으로 놓이는 조정식 렌즈 조립체에 대한 다른 원리가 미국 특허 제4802746호에 기술되어 있다. 렌즈 요소의 측면에 힘을 가하여 생긴 변형이 인가된 힘의 크기에 따라 가변식 초점 특성을 나타내는 절곡을 생성한다.

일본 특허 출원 공개 제02178602호 공보는 두 개의 투명면(1d, 2) 및 탄성 밀봉 재료(3)에 의하여 구획되는 투명 유체(4)를 포함하는 조절식 초점 길이를 갖는 렌즈를 개시한다. 상기 투명면 중 하나(1d)의 절곡은 투명면 상에 배치된 투명 압전 필름(1c) 상에 인가되는 전압에 의하여 조절된다.

일본 특허 출원 공개 제01140118호 공보는 두 개의 투명면(1, 3)과 이들 사이에 위치되고 벽(10)에 의하여 구획되는 유체(2)를 포함하는 조정식 초점 길이를 갖는 렌즈를 개시한다. 유체(2)는 겔 또는 폴리머일 수 있다. 투명면들 중 하나는 투명 압전 폴리머이고, 이 면의 절곡은 두 개의 전극(4, 5) 상에 인가되는 전압에 의하여 제어된다.

미국 특허 출원 제2002/0048096호에는 거울(1)의 변형을 제어하는 방법이 개시되어 있다. 압전 작동기(3)가 거울의 뒷면 상에 임의의 패턴으로 배열되고, 상기 변형은 거울에 부착된 센서로부터 수신된 신호에 기초하여 제어된다.

노르웨이 특허 출원 제20065237호에는 투명 지지부 상에 배치되는 겔 또는 탄성체의 상부의 부유형 유리 커버(floating glass cover)를 포함하는 렌즈 조립체가 개시된다. 부유형 유리 커버의 주연에 위치되는 부유형 유리 위의 압전 작동기가 활성화될 때, 부유형 유리 커버가 절곡되어, 그 결과, 겔 또는 탄성체의 표면 절곡이 변화된다. 그러나, 초점 길이 조절의 범위는 부유형 유리 커버의 제한 절곡 범위로 인하여 제한된다. 작동력이 너무 크면, 부유형 유리 커버의 가장자리가 부유형 유리 커버의 가장자리 바로 아래에 위치되는 겔 또는 탄성체를 절단하여 렌즈 몸체가 손상될 수 있고, 따라서 초점 길이의 조절 범위는 이러한 렌즈 몸체의 손상 가능성을 고려하여 제한된다.

따라서, 노르웨이 특허 출원 제20065337호에 개시된 것과 같이 렌즈 조립체의 기본적인 이점을 제공하고, 동시에 조절이 실행될 때 렌즈 조립체의 특성을 변화시키지 않으면서 증가된 초점 길이 조절 범위를 제공하고, 조절 범위 전체에서 조절이 실행될 때 모든 형태의 손상으로부터 렌즈 몸체를 보호하고, 제조 중이거나 본 발명에 따른 렌즈 조립체와 함께 사용되는 다른 광학 구성품 및 전자 구성품과 상호 연결될 때 손상 또는 간섭으로부터 렌즈 몸체가 보호되는 렌즈 조립체가 제공될 것이 요구된다. 본 발명에 따른 렌즈 조립체의 상기 특성에 의하여 렌즈 조립체가 임의의 용도로 사용될 때에도 렌즈 조립체가 보호된다.

본 발명의 태양에 따른, 공동이 그 둘레에 전체적으로 뻗어있는 측벽에 의하여 고정되고, 제1 투명 커버가 측벽의 상부에 부착되고, 제2 투명 커버가 측벽의 바닥면에 각각 부착되는 렌즈 몸체를 형성하는 투명한 겔 또는 탄성체로 채워진 공동으로 구성되는 렌즈 조립체가 본 발명에 따른 조건을 충족한다. 압전 감쇠기(piezo electric attenuator)가 렌즈 몸체의 각 면 상의 투명 커버 하나 또는 모두 위에 위치될 수 있다. 활성화될 때 압전 작동기(piezo electric actuator)는 부착된 유리 커버를 절곡시킨다. 그러나, 유리 커버가 측벽에 부착되기 때문에, 유리 커버가 절곡될 때 유리 커버의 가장자리가 이동되지 않을 것이다. 절곡은 유리 커버의 가장자리에 인접하여 달성되어 이 영역에서 S형 만곡부를 제공하고, 이는 이후 렌즈 몸체의 만곡부를 변화시킬 것이고, 이에 의하여 렌즈 조립체의 초점 길이를 변화시킬 것이다.

본 발명의 다른 태양에 따라, 유리 커버 모두는 압전 작동기가 투명 커버들 중 하나의 위에만 배치되었을 때에도 절곡될 수 있다. 렌즈 몸체의 두께가 제한되면, 겔 또는 탄성체 상에서 절곡되는 힘은 겔 또는 탄성체를 통하여 다른 투명 커버에 전달된다. 압전 작동기가 두 개의 투명 커버 상에 각각 제공될 때, 투명 커버의 절곡이 협동하여 렌즈 몸체의 광축의 양면 상의 렌즈 몸체의 형상 변화량의 총량을 증대시킬 수 있고, 이에 의하여 가능한 초점 길이의 변화 범위가 증가한다. 본 발명의 실시예에서, 제어 전자장비는 렌즈 몸체의 양면 상에서 절곡의 협동적 작용을 제어하고, 이로써 한 투명 커버의 절곡이 다른 투명 커버에 미치는 효과를 교정(counteract)할 수 있게 된다. 이러한 제어는 전체적인 초점 길이의 조절 범위에 걸쳐 렌즈 조립체의 초점 길이에 대한 미세한 조정 및 제어 가능한 조절을 제공한다. 또한, 투명 커버가 렌즈 몸체의 양 면의 전체 면을 보호하기 때문에, 투명 커버 자체의 가장자리나 렌즈 몸체의 표면 상의 외부 충격 중 어느 것에 의해도 가요성 렌즈 몸체가 손상될 가능성이 없다.

본 발명의 실시예에 따라, 가요성 렌즈 몸체는 렌즈 몸체 둘레에 전체적으로 뻗어있는 측벽에 의하여 결합되고, 실질적으로 얇은 제1 투명 커버가 측벽의 상부면 상에 압전 소자를 구비하고, 실질적으로 더 두꺼운 제2 투명 커버가 측벽의 바닥면 상에 지지부로서 배열되고, 실질적으로 오목한 면이 렌즈 몸체를 면하는 제2 투명 커버의 제2 면 상에 제공된다. 압전 소자의 활성화로 인하여 제1 투명 커버가 절곡될 때, 제2 투명 커버의 오목 형상부가 제1 커버에 영향을 준다. 제1 투명 커버가 절곡되는 동안 제2 투명 커버가 제1 투명 커버에 미치는 영향에 의하여 제1 투명 커버 상에 실질적으로 구형 면이 제공되고, 이에 의하여 렌즈 조립체의 광학 특성이 개선된다.

본 발명의 다른 태양에 따라, 박막 압전 작동기(thin-film piezo actuator)가 두 개의 투명 커버 중 하나 이상 위에 배치된다.

본 발명의 다른 태양에 따라 렌즈 몸체의 각 표면 상의 각각의 투명 커버 하나 또는 모두 위에 복수개의 압전 작동기가 배열되어 수차 오류를 제어하는 가능성, 또한 신규한 특징을 갖는 새로운 렌즈 설계를 제공하는 가능성을 제공한다.

본 발명의 다른 태양은 쉽게 이용 가능한 웨이퍼 공정을 사용하여 대량 생산될 수 있는 조절 가능한 렌즈 설계를 제공하는 것이다.

그러나 본 발명의 다른 태양은 극히 소형인 조정 가능한 렌즈를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 태양은 개선된 광학 초점 품질을 갖는 렌즈 소자를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따라, 두 개의 투명 커버 중 하나는 프리즘을 포함하는 투명 커버 상의 압전 작동기의 활성화를 통하여 렌즈 조립체의 안팎에 각각 광 경로(light path)의 방향을 변화시킬 수 있는 프리즘을 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따라, 열팽창 완화 개구는 렌즈 조립체의 측벽에 제공된다.

도 1a는 본 발명의 실시예를 도시한다.

도 1b는 편평한 제2 투명 커버를 포함하는 구성과 비교하여 렌즈 몸체를 면하는 표면에 실질적인 오목 형상부의 제2 투명 커버를 제공하는 효과를 도시한다.

도 1c는 본 발명에 따른 실시예의 다른 태양을 도시한다.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다.

도 3은 본 발명의 실시예에서 렌즈 몸체의 폭과 넓이 사이의 관계를 도시한다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다.

도 5는 활성 전자 제어 회로를 포함하는 본 발명의 실시예를 도시한다.

도 6은 렌즈 조립체의 측벽에 열팽창 완화 개구를 포함하는 본 발명의 실시예를 도시한다.

도 1a는 측벽(11)에 의해 구획되고 겔 또는 탄성 재료와 같은 가요성 재료로 제조되는 렌즈 몸체(10)와, 제1 투명 커버(13)와, 제2 투명 커버(14)를 포함하는 본 발명의 실시예를 도시한다. 도 1a에 도시된 실시예는 제1 커버(13) 상에 위치되는 압전 소자(piezo electric element, 12)를 포함한다. 측벽(11)은 렌즈 몸 체(10) 전체를 둘러싸는 연속적인 측벽이다. 압전 소자(12)가 활성화될 때, 측벽(11)에 인접한 영역에서 제1 투명 커버의 상부에 S형 절곡이 형성된다. 이러한 S형 절곡의 예는 도 2d에 도시된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 압전 소자(12)는 투명한 박막 압전 작동기이다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 투명 커버(13 및 14) 모두가 압전 소자(12)를 포함할 수 있다. 압전 소자가 활성화되면 투명 커버(13 및 14) 모두가 위에 기술된 원리에 따라 렌즈 몸체(10)가 임의의 형상을 취하게 되고, 이에 의하여 초점 길이의 조절 범위가 연장된다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 투명 커버(13, 14)는 얇은 유리 커버일 수 있다. 그러나 압전 소자가 하나의 투명 커버에만 배열될 경우, 예컨대 도 1a에 도시된 제1 투명 커버(13)와 같은 경우, 압전 소자에 의해 활성화되는 투명 커버의 절곡 형상은 통상의 얇은 유리 커버에서 그러하듯이, 투명 커버 재료가 갖는 약간의 강성(stiffness)으로 인해 대개는 실질적인 구형이 아니다. 커버가 실질적인 구형에서 벗어난 형상으로 굴곡되는 것이 본 발명의 몇몇 실시예에서 렌즈 몸체(10)에서 일정한 광학 효과를 달성하는데 유리할 수 있다. 그러나 이러한 특징은 제어될 수 있어야 한다. 본 발명의 일 태양에 따르면, 압전 소자가 투명 커버(13, 14) 모두에 배열될 때, 압전 소자들이 협동적으로 활성화되는 경우, 투명 커버의 불완전한 모양을 제어하거나 교정할 수 있게 된다. 서로 다른 압전 소자에 인가되는 여러 전압을 인가할 경우 렌즈 몸체를 실질적으로 필요한 모든 형상으로 형성할 수 있다.

그러나, 본 발명에 따른 렌즈 조립체의 임의의 용도에서, 제2 투명 커버(14)는 렌즈 조립체에 대한 지지부로도 기능할 수 있고, 렌즈 조립체 내의 다른 물체와의 간섭 또는 렌즈 조립체의 용도를 고려하여 제2 투명 커버(14)의 이동이 때때로 제한되거나 생략되어야 한다. 예를 들어, CCD 칩이 제2 투명 커버(14)에 인접하게 위치되거나 심지어 제2 투명 커버(14)에 부착될 수 있다. 그 결과, 제2 투명 커버(14)에 의한 교정 이동 또는 조절을 위한 공간이 부족하기 때문에, 제2 투명 커버(14)가 절곡됨으로써 제1 투명 커버(13)의 불완전한 형상을 교정하는 것은 불가능할 것이다. 본 발명의 일 태양에 따르면, 도 1b에 도시된 바와 같이, 투명 커버(13)의 실질적인 구형에 대한 편차는 렌즈 몸체(10)와 면하는 제2 투명 커버(14)의 면 상에 오목한 면을 도입함으로써 실질적으로 감소될 수 있을 것이다. 렌즈 몸체(10)의 측벽(11)과의 경계면, 또한 투명 커버(13)와 투명 커버(14)와의 경계면은, 렌즈 몸체(10)가 투명 커버의 절곡으로 인하여 압착될 때, 상기 경계면들에 근접한 렌즈 몸체의 영역에서 가요성 렌즈 몸체가 변위 이동하는 것을 제지하는 약간의 접착 효과를 제공한다. 이러한 접착 효과는 투명 커버(13)의 불완전한 형상 변화에도 기여한다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 제2 투명 커버(14)의 오목 형상부가, 이러한 경계면의 특성을 촉진시켜 실질적으로 구형인 제1 투명 커버(13)에 편차가 생기지 않게 한다. 오목 형상부는 렌즈 몸체가 압전 소자의 활성화에 의하여 형상이 변화될 때, 렌즈 몸체(10)의 다양한 변위 특성을 제공한다.

도 1c는 이러한 상태 및 경계면 관련 문제점들에 대한 가능한 해결책의 다양한 태양을 도시한다. 도 1c의 섹션 Ⅰ)에는 압전 소자(12)를 포함하는 제1 투명 커버(13)보다 실질적으로 두꺼운 편평한 제2 투명 커버(14)를 포함하는 실시예가 도시된다. 렌즈 조립체의 여러 크기를 나타내는 몇몇 전형적인 값들도 제시되어 있으나 단지 예시일 뿐이며 이들로 제한되지 않는다. 섹션 Ⅰ)에서 압전 소자에 인가되는 전압은 없다. 섹션 Ⅱ)에서, 전압이 인가되고 제1 투명 커버(13)가 절곡된다. 섹션 Ⅱ)에 도시된 바와 같은, 제1 투명 커버(13) 상의 불완전한 구형 곡률을 보상하기 위하여, 섹션 Ⅲ)에 도시된 것과 같은 실시예가 가능할 수 있다. 제1 투명 커버(13)는 렌즈 조립체의 광학축에 두꺼운 중앙 섹션(30)을 구비할 수 있고, 제2 투명 커버는 광학축에 얇은 중앙 섹션(32)을 구비할 수 있다. 제2 투명 커버(14)의 얇은 섹션은 제1 투명 커버 상의 압전 소자에 전압이 인가될 때 제2 투명 커버의 절곡을 가능하게 한다. 이는 섹션 Ⅳ)에 도시되고, 제2 투명 커버(14)의 절곡은 도면 부호(32)로 표시된다. 제1 투명 커버(13)의 두꺼운 중앙 섹션은 도면 부호 31로 표시되며 섹션 Ⅳ)에 도시된 바와 같이 형성될 수 있다.

섹션 Ⅴ)의 실시예에 도시된 바와 같이, 두께(w3)는 제2 투명 커버(14)의 절곡이 실질적으로 0이 되는 것일 수 있고(섹션 Ⅵ에 도시됨), 이는 렌즈 조립체의 몇몇 용도(추가 렌즈, 기타 광학 구성품 등의 적층)에 유리할 수 있다. 그러나 렌즈 몸체(10)와 면하는 제2 투명 커버(14) 표면의 오목 형상부는 제1 투명 커버의 불완전한 절곡을 보상하기에 실질적으로 충분하다. 도 1c의 섹션 Ⅶ)에 도시된 플롯은 섹션 Ⅰ)에 도시된 렌즈 조립체를 섹션 Ⅴ)의 실시예에 비하여 각각의 압전 소자에 전압이 인가되었을 때, 제1 투명 커버(13)의 곡률이 실질적인 구형의 곡률에서 얼마나 벗어나는지 보여준다. 구형과의 편차는 상대적인 측정값으로 측정되 고, 상대 반경(relative radius) 1이 완전한 구형의 반경이고, 이 측정값은 섹션 Ⅶ)의 플롯에서 Y축으로서 사용된다. 렌즈 조립체 전체를 통해 광학 축의 왼쪽 및 오른쪽(각각 음수 및 양수)에 대칭적으로 위치되는 지점은 상대 반경이 측정되는 X축 상의 지점을 제공한다. 도면 부호 21로 표시된 플롯은 섹션 Ⅰ)에 도시된 실시예와 대응되고, 플롯(20)은 섹션 Ⅴ)의 실시예와 대응된다. 이러한 방식으로 크기에 있어서 컴팩트하고, 전체 조절 범위 내에서 실질적으로 구형인 제1 투명 커버(13)를 제공하는, 다양한 초점 길이 성능을 가진 본 발명에 따른 렌즈 조립체를 제작할 수 있다.

섹션 Ⅷ)는 두꺼운 중앙 섹션(34) 및 제2 투명 커버(14) 상에 오목한 표면을 포함하는 본 발명의 실시예를 도시한다. 섹션 Ⅸ)는 압전 소자(12)에 전압이 인가될 때의 Ⅷ)의 실시예를 도시한다. 섹션 X)는 섹션 Ⅰ),Ⅴ),Ⅷ)의 실시예에서 각각 측정된 구형과의 다양한 편차를 플롯한다. 도면 부호 21은 섹션 Ⅰ)과 관련되고, 도면 부호 20은 섹션 Ⅴ)와 관련되고, 도면 부호 22는 섹션 Ⅹ)의 실시예와 관련된다.

도 2a는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 이 실시예는 제1 투명 커버(13) 및 제2 투명 커버(14) 상에 압전 소자(12)를 포함한다. 또한, 제2 투명 커버(14) 상에서 렌즈 몸체(10)의 광축 중앙에 압전 소자(12)들 사이에 위치되는 프리즘(15)이 배열된다. 이러한 방식으로, 도 4b에 도시된 바와 같이, 반대 극성의 전압이 압전 소자(12)에 인가될 때, 압전 소자(12)는 렌즈 조립체를 통하여 광 경로를 이동할 수 있다. 도 2d는 제1 투명 커버(13) 및 제2 커버(14) 상의 압전 소 자에 각각 동일한 양의 극성이 인가된 제1 전압의 효과를 도시한다. 도시된 전압은 단지 예시일 뿐이다. 압전 소자에 사용될 수 있는 전압 범위 내에서 전압에 대한 임의의 조합이 사용될 수 있다. 도 2b는 구형 상면도를 도시하고, 도 2c는 원통형 렌즈 조립체의 실시예를 도시한다.

본 발명의 몇몇 용도에서, 제1 투명 커버와 제2 투명 커버 사이에서 상호 작용이 전혀 없는 것이 유리할 수 있다. 도 4a는 렌즈 몸체(10)의 중앙에 삽입되는 유리판(50)을 포함하는 본 발명의 실시예를 도시한다. 중앙 유리판의 양 표면 위의 렌즈 몸체(10)는 연성 폴리머로 제조된다. 도 4b는, 도 4a의 렌즈 조립체의 상부 섹션이, 하부 섹션이 프리즘을 통하여 광 경로를 제어하는데 사용되는 동안, 어떻게 초점 길이를 조절하는데 사용될 수 있는지를 도시한다.

도 3은 렌즈 몸체(10)의 높이(H)가 폭(W)보다 크다면, 렌즈 조립체가 도 4a에 도시된 실시예와 실질적으로 동일한 특성을 가질 것임을 도시한다. 도 4c는 도 3 및 도 4a의 실시예와 동일한 특성을 제공하는 다른 실시예를 도시한다. 도 4c에 도시된 실시예에서, 렌즈 몸체(10)의 중앙 섹션은 렌즈 몸체(10)의 나머지보다 강성이 큰 폴리머로 제조되는 섹션(51)을 포함한다.

렌즈 조립체에 사용되는 재료에 따라, 렌즈 몸체는 측벽 및/또는 투명 커버보다 다양한 열 팽창 계수를 가질 수 있다. 이러한 열팽창 계수의 불일치는 렌즈의 광학 파라미터에 영향을 주는 렌즈 조립체 내의 응력(stress)을 유발할 수 있다. 도 6에 도시된 실시예에서, 열 완화 개구(70)는 예컨대, 가열될 때 렌즈 몸체의 크기 팽창을 가능케 하는 측벽 안에 배열된다. 열 완화 개구(70) 내에 축적된 임의의 형태의 압력을 완화시키기 위해 채널(71)을 구비할 수 있다.

압전 소자 상에 인가되는 다양한 전압에 의하여 압전 소자가 위치되는 영역에 부착된 투명 커버가 절곡된다. 신호 레벨(전압 레벨), 중복 신호, 신호 형상 등은 본 발명에 따른 렌즈 몸체의 다양한 절곡 패턴을 달성하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 신호의 협동적인 적용은 다른 투명 커버에 독립적인 두 개의 투명 커버 중 하나에 위치되는 압전 소자 상에서 또는 렌즈 조립체의 양 표면 상에서 협동적으로 적용됨으로써 행해질 수 있다. 신호 패턴의 이러한 다양성은 압전 소자에 부착되는 제어기에 의해 관리될 수 있다. 도 5는 렌즈 조립체의 양면 상의 압전 소자와 전기적으로 연통되는 전자식 보정(correction)/제어 유닛(60)을 포함하는 실시예를 도시한다. 적용되어야 할 다양한 신호 패턴은 조립체에서, 또는 렌즈 조립체의 부분으로서 광학 시스템의 다른 위치에서, 광학 파라미터의 측정부(도시되지 않음)에 기초하여 광학 시스템 내의 피드백 신호로서, 또는 전자식 보정/제어 전자장비 내의 메모리에 저장된 신호의 선택된 패턴 등으로서 나타내어질 수 있다. 압전 소자상에 인가되는 전압의 실제 발생은 본 발명에 따른 렌즈 조립체의 용도와 직접적으로 관련된다. 당업자에게 알려진 바와 같이, 카메라의 자동 초점 시스템의 부분으로서 범위 탐지기(range finder)는 전자식 보정/제어 전자장비에 대하여 전압이 어떻게 렌즈 조립체 내 초점 길이를 보정된 상태가 되도록 해야 하는지 대한 신호를 보낼 것이다.

본 발명에 따른 렌즈 조립체를 제작할 때, 복수의 재료가 렌즈 조립체, 측벽, 투명 커버 등에 대하여 사용될 수 있다. 아래의 표 Ⅰ은 본 발명에 따른 렌즈 몸체를 제작하는데 사용될 수 있는 몇몇의 적절한 재료의 예를 포함한다. 또한 보정된 열팽창 계수 및 굴절률이 제공될 수 있다. 렌즈 조립체의 용도, 용도에 대한 예상 온도 범위에 따라, 표로부터 선택될 수 있고 본 발명의 원리에 따라 제작될 수 있다. 표 Ⅰ은 재료의 예시만을 나타낸다. 본 발명의 태양에 따라, 가요성 렌즈 몸체를 형성하는 공동 내부에 침전될 수 있는 임의의 투명 재료가 사용될 수 있다.

표 Ⅰ:

재료	선형열팽창계수(Linear CTE)(ppm/K)	굴절률
실리콘	200-350	1.40-1.58
폴리우레탄	100-250	1.6
폴리부타디엔 고무(polybutadien rubber)	500-600	1.50
플루오르실리콘	800	1.38-1.40
에틸렌-프로필렌 고무	500-600	1.5
아크릴로니트릴 부타디엔 고무	700	1.52

Claims (14)

1. 렌즈 조립체이며,

   측벽(11)으로 둘러싸인 가요성 렌즈 몸체(10)를 포함하고,

   두꺼운 중앙 섹션(30)을 갖도록 배열되는 제1 투명 커버(13)가 상기 렌즈 조립체의 상부면 상에서 상기 측벽(11)에 부착되고, 얇은 중앙 섹션(32)을 갖도록 배열되는 제2 투명 커버(14)가 상기 렌즈 조립체의 하부면 상에서 상기 측벽(11)에 부착되어, 상기 투명 커버들(13, 14)이 상기 렌즈 몸체(10)의 양면에 각각 접촉하고,

   상기 두 개의 투명 커버들(13, 14) 중 하나 이상에 배치되는 압전 소자(12)가 활성화될 때, 상기 하나 이상의 투명 커버(13, 14)가 절곡되어 렌즈 몸체(10)의 형상이 변화됨으로써 상기 렌즈 조립체의 초점 길이가 조절되는, 렌즈 조립체.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2 투명 커버(14)는 상기 제1 투명 커버(13)보다 실질적으로 두껍게 배열되고, 상기 제2 투명 커버(14)의 오목 형상부가 얇은 중앙 섹션(32)으로서 제공되고, 상기 오목 형상부는 상기 렌즈 몸체(10)와 면하는, 렌즈 조립체.
3. 제1항에 있어서, 복수개의 압전 소자(12)는 상기 투명 커버들(13, 14) 중 하나 이상에 임의의 패턴으로 배열되어, 압전 소자가 활성화될 때 상기 투멍 커버 들(13, 14)에 특정한 절곡을 형성시키는, 렌즈 조립체.
4. 제3항에 있어서, 상기 복수개의 압전 소자(12)는 링 형상의 패턴으로 배치되는, 렌즈 조립체.
5. 제3항에 있어서, 상기 복수개의 압전 소자(12)는 직선 형상의 패턴으로 배치되는, 렌즈 조립체.
6. 제1항에 있어서, 프리즘(15)이 제1 투멍 커버(13) 또는 제2 투명 커버(14) 중 하나 이상의 중앙 섹션에 압전 소자(12)들 사이에 배열되는, 렌즈 조립체.
7. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 몸체(10)의 높이(H)는 상기 렌즈 몸체(10)의 폭(W)보다 큰, 렌즈 조립체.
8. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 몸체(10)를 개별적이고 독립적으로 기능하는 두 개의 렌즈 몸체 섹션들로 분할하는 유리판(50)이 상기 렌즈 몸체(10)의 중앙 섹션에 배열되는, 렌즈 조립체.
9. 제8항에 있어서, 상기 유리판(50) 대신 상기 렌즈 몸체(10)의 나머지보다 강성이 큰 렌즈 몸체 재료를 포함하는 섹션(51)이 배열되는, 렌즈 조립체.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압전 소자는 전자 제어기(60)로부터 공급되는 전압에 의하여 활성화되는, 렌즈 조립체.
11. 제10항에 있어서, 상기 렌즈 조립체의 양면 상의 상기 압전 소자(12)의 활성화는 상기 전자 제어기(60)에 의하여 협동적인 방식으로 제어되는, 렌즈 조립체.
12. 제10항에 있어서, 상기 렌즈 조립체의 양면 상의 상기 압전 소자(12)의 활성화는 상기 전자 제어기(60)에 의하여 독립적인 방식으로 제어되는, 렌즈 조립체.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 열 완화 개구(70)가 상기 측벽(11)에 배열되는, 렌즈 조립체.
14. 제13항에 있어서, 상기 열 완화 개구(70)에서의 압력 축적을 완화시키기 위한 채널(71)이 측벽(11)을 통과하도록 배열되는, 렌즈 조립체.

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