KR101932651B1 - High magnification optical lens assembly, Manufacturing method of the lens assembly and Optical instrument using the lens assembly - Google Patents
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Abstract
본 발명은 외측 표면의 적어도 일부분이 3차원 곡면구조를 갖는 지지유닛; 상기 지지유닛의 외측 표면에 결합되어, 상기 지지유닛의 바닥면을 기준으로 서로 다른 높이를 가짐과 동시에 서로 평행하지 않은 시야각 중심축을 가지면서 배치되는 제1 액체렌즈와 제2 액체렌즈를 포함하는 복수 개의 액체렌즈들을 가지는 렌즈유닛; 그리고, 상기 복수 개의 액체렌즈들에 대한 각각의 초점거리를 독립적으로 조절하기 위한 제어유닛을 포함하며, 상기 복수 개의 액체렌즈들은 피사체를 고배율로 확대하기 위하여 외부에서 인가되는 전압에 의하여 초점거리가 개별적으로 조절되는 것을 특징으로 하는 고배율 광학렌즈 어셈블리, 고배율 광학렌즈 어셈블리 제작방법 및 고배율 광학렌즈 어셈블리를 이용한 광학기기를 제공한다.The present invention relates to an image forming apparatus comprising: a support unit having at least a part of an outer surface thereof having a three-dimensional curved surface structure; A first liquid lens and a second liquid lens coupled to an outer surface of the support unit, the first liquid lens being disposed at a different height from the bottom surface of the support unit and having a viewing angle central axis that is not parallel to each other A lens unit having two liquid lenses; And a control unit for independently controlling respective focal lengths of the plurality of liquid lenses, wherein the plurality of liquid lenses are arranged such that the focal lengths are individually A high magnification optical lens assembly, a method of manufacturing a high magnification optical lens assembly, and an optical apparatus using the high magnification optical lens assembly.
Description
본 발명은 고배율 광학렌즈 어셈블리, 고배율 광학렌즈 어셈블리의 제작방법 및 고배율 광학렌즈 어셈블리를 이용한 광학기기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 깊은 초점 심도를 가짐과 동시에 넓은 시야각을 갖는 고배율 광학렌즈 어셈블리, 고배율 광학렌즈 어셈블리의 제작방법 및 고배율 광학렌즈 어셈블리를 이용한 광학기기에 관한 것이다.The present invention relates to a high magnification optical lens assembly, a method of manufacturing a high magnification optical lens assembly, and an optical apparatus using the high magnification optical lens assembly, and more particularly to a high magnification optical lens assembly having a deep focal depth and a wide viewing angle, A manufacturing method of the lens assembly, and an optical apparatus using the high magnification optical lens assembly.
일반적으로 렌즈모듈은 초점 거리가 일정하게 고정된 유리 등과 같은 고체로 제작된 렌즈를 사용하고 있다. 이와 같은 렌즈모듈은 초점 조절을 위하여 다수의 고체렌즈를 구비하고 각 렌즈 사이의 거리가 변경 가능하도록 구성되어야하므로, 제품의 소형화에 한계가 있을 뿐만 아니라 초점 조절을 위한 구동이 복잡하다는 문제점이 있다.Generally, the lens module uses a lens made of a solid material such as glass having a fixed focal length. Such a lens module is required to have a plurality of solid lenses for adjusting the focus and to be able to change the distance between the lenses, which limits the miniaturization of the product and complicates driving for focus adjustment.
이러한 고체렌즈를 단점을 보완하여 전기 습윤 기술(electrowetting)을 사용하여 초점거리를 가변적으로 제어할 수 있는 액체렌즈가 사용되고 있다. 전기 습윤 기술은 절연체로 코팅된 전극과 전도성 액체 사이에 전압을 인가하여 전도성 액체의 표면 장력을 제어함으로써 액체의 접촉각을 변화시키는 기술이다.Liquid lenses capable of variably controlling the focal distance using electrowetting are being used to complement the disadvantages of such solid lenses. Electro wetting technology is a technique of changing the contact angle of a liquid by applying a voltage between an electrode coated with an insulator and a conductive liquid to control the surface tension of the conductive liquid.
예를 들어, 전극 패턴을 구비한 셀 내에 전도성 유체와 비전도성 유체가 접촉하도록 배치하고, 전기 습윤 방식으로 두 유체간의 계면 위치 또는 형상을 변화시킬 수 있으며, 전극 패턴의 구체적인 형태나 유체 유동을 위한 채널 형태를 조절하여, 가변 조리개, 가변 프리즘, 가변 초점 렌즈 등을 구현할 수 있다.For example, it is possible to arrange a conductive fluid and a non-conductive fluid in a cell having an electrode pattern so as to change the interface position or shape between the two fluids in an electrowetting manner, A variable iris, a variable prism, a variable focus lens, and the like can be implemented by adjusting the channel shape.
그러나, 종래의 광학 현미경은 고배율로 측정할수록 측정면적이 좁아지고, 초점심도가 얕아지는 단점을 가진다. 즉, 섬유처럼 거친 표면을 갖는 피사체를 종래의 고배율 광학렌즈를 사용하여 촬영하게 되면 선명한 이미지를 얻기가 어려울 뿐만 아니라 촬영범위가 좁아지게 된다.However, the conventional optical microscope has a disadvantage that the measurement area becomes narrower and the depth of focus becomes shallower as the measurement is performed at a higher magnification. That is, if a subject having a rough surface such as a fiber is photographed using a conventional high magnification optical lens, it is difficult to obtain a clear image and the shooting range is narrowed.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 깊은 초점 심도를 가짐과 동시에 넓은 시야각을 갖는 고배율 광학렌즈 어셈블리, 고배율 광학렌즈 어셈블리의 제작방법 및 고배율 광학렌즈 어셈블리를 이용한 광학기기를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a high magnification optical lens assembly having a deep focal depth and a wide viewing angle, a method of manufacturing a high magnification optical lens assembly, and an optical apparatus using the high magnification optical lens assembly.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 외측 표면의 적어도 일부분이 3차원 곡면구조를 갖는 지지유닛; 상기 지지유닛의 외측 표면에 결합되어, 상기 지지유닛의 바닥면을 기준으로 서로 다른 높이를 가짐과 동시에 서로 평행하지 않은 시야각 중심축을 가지면서 배치되는 제1 액체렌즈와 제2 액체렌즈를 포함하는 복수 개의 액체렌즈들을 가지는 렌즈유닛; 그리고, 상기 복수 개의 액체렌즈들에 대한 각각의 초점거리를 독립적으로 조절하기 위한 제어유닛을 포함하며, 상기 복수 개의 액체렌즈들은 피사체를 고배율로 확대하기 위하여 외부에서 인가되는 전압에 의하여 초점거리가 개별적으로 조절되는 것을 특징으로 하는 고배율 광학렌즈 어셈블리를 제공한다.In order to solve the above-described problems, the present invention provides a support structure for a vehicle, comprising: a support unit having at least a part of an outer surface thereof having a three-dimensional curved surface structure; A first liquid lens and a second liquid lens coupled to an outer surface of the support unit, the first liquid lens being disposed at a different height from the bottom surface of the support unit and having a viewing angle central axis that is not parallel to each other A lens unit having two liquid lenses; And a control unit for independently controlling respective focal lengths of the plurality of liquid lenses, wherein the plurality of liquid lenses are arranged such that the focal lengths are individually And a second lens group having a positive refractive power.
상기 고배율 광학렌즈 어셈블리는 상기 제어유닛에 의하여 제어되면서 상기 제1 액체렌즈 및 상기 제2 액체렌즈에 전압을 인가하되, 상기 제1 액체렌즈에서 액체계면의 곡률이 제어되는 시점과, 상기 제2 액체렌즈에서 액체계면의 곡률이 제어되는 시점을 서로 다르도록 제어하기 위한 스위칭유닛을 더 포함할 수 있다.Wherein the high magnification optical lens assembly is controlled by the control unit to apply a voltage to the first liquid lens and the second liquid lens such that the curvature of the liquid interface in the first liquid lens is controlled, And a switching unit for controlling the time at which the curvature of the liquid interface in the lens is controlled to be different from each other.
상기 제1 액체렌즈는 서로 섞이지 않는 제1 전도성액체와 제1 비전도성액체가 수용되는 제1 수용공간부와, 상기 제1 수용공간부의 내측면에 배치되는 제1-1전극부와, 상기 제1-1 전극부의 내측면에 코팅되는 제1 유전체부와, 상기 제1 수용공간부의 상면을 밀폐시키는 제1 상면커버부와, 상기 제1-1 전극부와 대응되면서 상기 제1 전도성액체에 전압을 인가하기 위한 제1-2 전극부를 포함할 수 있다.Wherein the first liquid lens includes a first accommodation space part in which the first conductive liquid and the first nonconductive liquid are not mixed with each other, a 1-1 second electrode part arranged on the inner surface of the first accommodation space part, 1-1 electrode portion, a first top cover portion for sealing the top surface of the first housing space portion, and a second top cover portion for sealing the first conductive liquid with a voltage And a second electrode unit for applying the second electrode.
여기서, 상기 제1-1 전극부와 상기 제2 액체렌즈에 구비되는 제2-1 전극부는 서로 전기적으로 연결되어 있고, 상기 제1-2 전극부와 상기 제2 액체렌즈에 구비되는 제2-2 전극부는 전기적으로 연결되지 않을 수 있다.Here, the first 1-1 electrode unit and the second-1 electrode unit included in the second liquid lens are electrically connected to each other, and the second 1-2 electrode unit and the second 2- The two electrode portions may not be electrically connected.
상기 렌즈유닛은 상기 제2 액체렌즈와 동일한 열에 배치되지 않는 제3 액체렌즈를 더 포함하며, 상기 제1-1 전극부와 상기 제3 액체렌즈에 구비되는 제3-1 전극부는 서로 전기적으로 연결되어 있지 않고, 상기 제1-2 전극부와 상기 제3 액체렌즈에 구비되는 제3-2 전극부는 서로 전기적으로 연결될 수 있다.Wherein the lens unit further comprises a third liquid lens that is not disposed in the same column as the second liquid lens, and the first-first electrode unit and the third-electrode unit included in the third liquid lens are electrically connected And the first-second electrode unit and the third-electrode unit included in the third liquid lens may be electrically connected to each other.
상기 제1-2 전극부는 상기 제1 상면커버부의 하면 중 일부에 배치되어 상기 제1 전도성액체와 접촉되며, 투명전극으로 구현될 수 있다.The first and second electrode parts may be disposed on a part of the lower surface of the first top cover part and contact with the first conductive liquid, and may be realized as a transparent electrode.
상기 고배율 광학렌즈 어셈블리는 상기 지지유닛과 상기 렌즈유닛의 사이에 배치되어 상기 지지유닛과 상기 렌즈유닛을 결합시키는 접착제층을 더 포함할 수 있다.The high magnification optical lens assembly may further include an adhesive layer disposed between the support unit and the lens unit and coupling the support unit and the lens unit.
상기 복수 개의 액체렌즈들은 하나의 열을 이루며 배치되는 제1 가로열 렌즈 어레이와, 하나의 교차렌즈를 중심으로 상기 제1 가로열 렌즈 어레이와 교차되면서 배치되는 제1 세로열 렌즈 어레이를 포함할 수 있다.The plurality of liquid lenses may comprise a first row of collimating lens arrays arranged in a row and a first column of collimating lenses arranged in intersection with the first row of collimating lenses about one crossing lens have.
여기서, 상기 제1 가로열 렌즈 어레이에 구비되는 렌즈들의 제1 전극부는 서로 전기적으로 연결되어 제1 가로전극을 형성하고, 상기 제1 세로열 렌즈 어레이에 구비되는 렌즈들의 제2 전극부는 서로 전기적으로 연결되어 제1 세로전극을 형성하며, 상기 제1 가로전극과 제1 세로전극에 전압이 인가되었을 때 상기 교차렌즈만 구동될 수 있다.Here, the first electrode part of the lenses provided in the first row lens array is electrically connected to each other to form a first transverse electrode, and the second electrode parts of the lenses provided in the first column lens array are electrically connected to each other And the crossing lens may be driven only when a voltage is applied to the first transverse electrode and the first longitudinal electrode.
본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 본 발명은 외측 표면의 적어도 일부분이 3차원 곡면구조를 갖는 지지유닛을 가공하는 단계; 제1 액체렌즈와 제2 액체렌즈를 포함하는 복수 개의 액체렌즈들을 가지는 렌즈유닛을 2차원 평면상에서 제작하는 렌즈유닛 제작단계; 상기 복수 개의 액체렌즈들에 대한 각각의 초점거리를 독립적으로 조절하기 위한 제어유닛을 설치하는 단계; 그리고, 상기 렌즈유닛을 상기 지지유닛의 외측 표면에 결합시키는 결합단계를 포함하며, 상기 결합단계는 상기 제1 액체렌즈 및 상기 제2 액체렌즈가 상기 지지유닛의 바닥면을 기준으로 서로 다른 높이를 가짐과 동시에 서로 평행하지 않은 시야각 중심축을 가지면서 배치되도록 상기 렌즈유닛과 상기 지지유닛을 결합시키는 고배율 광학렌즈 어셈블리 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: machining a supporting unit having at least a part of its outer surface having a three-dimensional curved surface structure; A lens unit manufacturing step of manufacturing a lens unit having a plurality of liquid lenses including a first liquid lens and a second liquid lens on a two-dimensional plane; Providing a control unit for independently adjusting respective focal lengths of the plurality of liquid lenses; And a coupling step of coupling the lens unit to the outer surface of the support unit, wherein the coupling step is performed such that the first liquid lens and the second liquid lens have different heights with respect to the bottom surface of the support unit And the lens unit and the supporting unit are coupled to each other so that the lens unit and the supporting unit are arranged with a viewing angle central axis that is not parallel to each other.
상기 렌즈유닛 제작단계는, 전도성액체와 비전도성액체가 수용되는 수용공간부를 갖는 하우징본체를 제작하는 하우징본체 제작단계와, 상기 수용공간부의 내측면에 제1 전극부를 증착하는 제1 전극부 증착단계와, 상기 제1 전극부의 내측면에 유전체부를 코팅하는 유전체부 코팅단계와, 상기 수용공간에 상기 전도성액체와 상기 비전도성액체를 충진하는 액체충진단계와, 상기 제1 전극부와 대응되면서 상기 전도성액체에 전압을 인가하기 위한 제2 전극부를 설치하는 제2 전극부 설치단계와, 상기 수용공간부를 밀폐시키는 상면커버부를 설치하는 단계를 포함할 수 있다.The lens unit manufacturing step includes a housing main body manufacturing step of manufacturing a housing main body having a housing body having a housing space in which a conductive liquid and a nonconductive liquid are housed, a first electrode unit deposition step of depositing a first electrode unit on an inner surface of the housing space unit A dielectric layer coating step of coating a dielectric part on the inner surface of the first electrode part; a liquid filling step of filling the accommodating space with the conductive liquid and the nonconductive liquid; A second electrode portion mounting step of mounting a second electrode portion for applying a voltage to the liquid, and a step of providing a top cover portion for sealing the receiving space portion.
상기 하우징본체 제작단계는 상기 수용공간부와 대응되는 대응돌기가 형성된 평면기판몰드를 제작하는 몰드 제작단계와, 상기 평면기판몰드에 액체폴리머를 투입하고 경화시켜 상기 하우징본체를 형성한 후 상기 하우징본체를 상기 평면기판몰드로부터 분리시키는 단계를 포함할 수 있다.The housing main body manufacturing step may include a mold manufacturing step of manufacturing a flat substrate mold having corresponding protrusions corresponding to the accommodation space part, a step of forming a housing main body by injecting a liquid polymer into the flat substrate mold and curing the housing main body, May be separated from the planar substrate mold.
상기 몰드 제작단계에서는 리소그라피(lithography) 공정을 통하여 상기 평면기판몰드가 제작될 수 있다.In the mold manufacturing step, the flat substrate mold may be manufactured through a lithography process.
상기 제2 전극부 설치단계는 상기 상면커버부의 하면 중 일부에 상기 제2 전극부를 증착할 수 있다.The second electrode portion may be formed by depositing the second electrode portion on a part of the lower surface of the top cover.
본 발명의 또 다른 실시 형태에 의하면, 본 발명은 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 고배율 광학렌즈 어셈블리; 상기 제1 액체렌즈와 대응되면서 배치되어 상기 제1 액체렌즈를 통한 피사체의 제1 이미지를 획득하기 위한 제1 이미지센서와, 상기 제2 액체렌즈와 대응되면서 배치되어 상기 제2 액체렌즈를 통한 피사체의 제2 이미지를 획득하기 위한 제2 이미지센서를 포함하는 복수 개의 이미지센서들을 갖는 이미지 센서유닛; 상기 이미지 센서유닛에 전압을 인가하기 위한 센서용 전극유닛; 그리고, 상기 이미지 센서유닛에서 획득된 개별 이미지들을 통합하여 이미지 프로세싱을 수행하여 피사체에 대한 최종이미지를 산출하는 이미지 프로세싱유닛을 포함하는 광학기기를 제공한다.According to another embodiment of the present invention, the present invention provides a high magnification optical lens assembly according to any one of claims 1 to 7; A first liquid lens disposed in correspondence with the first liquid lens to acquire a first image of the subject through the first liquid lens and a second image sensor disposed in correspondence with the second liquid lens, An image sensor unit having a plurality of image sensors including a second image sensor for acquiring a second image of the image; An electrode unit for a sensor for applying a voltage to the image sensor unit; And an image processing unit for combining the individual images obtained in the image sensor unit to perform image processing to calculate a final image for the object.
상기 복수 개의 이미지센서들은 하나의 열을 이루며 배치되는 제1 가로열 센서 어레이와, 하나의 교차센서를 중심으로 상기 제1 가로열 센서 어레이와 교차되면서 배치되는 제1 세로열 센서 어레이를 포함할 수 있다.The plurality of image sensors may include a first row sensor array disposed in a row and a first column sensor array disposed in a crossing relationship with the first row sensor array about one crossover sensor have.
상기 센서용 전극유닛은 상기 제1 가로열 센서 어레이에 구비되는 이미지센서들의 제1 가로단자를 전기적으로 연결하기 위한 제1 가로전극과, 상기 제1 세로열 센서 어레이에 구비되는 이미지센서들의 제1 세로단자를 전기적으로 연결하기 위한 제1 세로전극을 포함하며, 상기 제1 가로전극과 상기 제1 세로전극에 전압이 인가되었을 때 상기 교차센서만 구동될 수 있다.Wherein the sensor electrode unit includes a first transverse electrode for electrically connecting a first lateral terminal of the image sensors provided in the first transverse sensor array and a second transverse electrode electrically connected to the first transverse sensor array, And a first vertical electrode for electrically connecting a vertical terminal to the first horizontal electrode, and when the voltage is applied to the first horizontal electrode and the first vertical electrode, only the crossover sensor can be driven.
본 발명에 따른 고배율 광학렌즈 어셈블리, 고배율 광학렌즈 어셈블리의 제작방법 및 고배율 광학렌즈 어셈블리를 이용한 광학기기는 다음과 같은 효과가 있다.The high magnification optical lens assembly, the method of manufacturing the high magnification optical lens assembly, and the optical apparatus using the high magnification optical lens assembly according to the present invention have the following effects.
첫째, 3차원 곡면구조를 갖는 지지유닛에 제1 액체렌즈와 제2 액체렌즈를 포함하는 복수 개의 액체렌즈들을 가지는 렌즈유닛을 부착하되, 상기 제1 액체렌즈와 제2 액체렌즈가 상기 지지유닛의 바닥면을 기준으로 서로 다른 높이를 가짐과 동시에 서로 평행하지 않은 시야각 중심축을 가지도록 배치되고, 복수 개의 액체렌즈들에 대한 각각의 초점거리를 독립적으로 조절함으로써 넓은 시야각을 가짐과 동시에 깊은 초점 심도를 가질 수 있는 이점이 있다.First, a lens unit having a plurality of liquid lenses including a first liquid lens and a second liquid lens is attached to a supporting unit having a three-dimensional curved surface structure, and the first liquid lens and the second liquid lens are attached to the supporting unit The liquid lenses are arranged so as to have different viewing angles with respect to the bottom surface and at the same time to have viewing angle central axes that are not parallel to each other. By independently adjusting the focal lengths of the plurality of liquid lenses, There is an advantage that it can have.
둘째, 스위칭유닛을 통하여 해당 가로열 렌즈 어레이와 해당 세로열 렌즈 어레이에 순차적으로 전압을 인가함으로써 복수 개의 액체렌즈들에 대한 개별적인 제어가 가능하되, 하나의 세로열을 이루는 복수 개의 렌즈들의 제1 전극부가 서로 연결되고, 하나의 가로열을 이루는 복수 개의 렌즈들의 제2 전극부가 서로 연결되는 구조를 가짐으로써 전압인가구조가 간단한 이점이 있다.Second, a plurality of liquid lenses can be individually controlled by sequentially applying a voltage to the row-directional lens array and the column-lens array through the switching unit, and the plurality of liquid- And the second electrode portions of the plurality of lenses constituting one row are connected to each other, so that the voltage applying structure has a simple advantage.
도 1은 본 발명에 따른 광학기기의 일 실시 예에 대한 주요구성에 대한 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 고배율 광학렌즈 어셈블리의 일 실시 예에 대한 단면도이다.
도 3은 도 2의 고배율 광학렌즈 어셈블리에 구비된 렌즈들의 어레이를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1의 광학기기에 구비된 이미지센서들의 어레이를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 2의 고배율 광학렌즈 어셈블리에 구비된 렌즈유닛의 하우징본체를 제작하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5의 하우징본체를 사용하여 액체렌즈를 제작하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram of a main configuration of an optical apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of an embodiment of a high magnification optical lens assembly according to the present invention.
FIG. 3 is a view for explaining an array of lenses provided in the high magnification optical lens assembly of FIG. 2. FIG.
4 is a view for explaining an array of image sensors provided in the optical apparatus of FIG.
5 is a view for explaining the process of manufacturing the housing main body of the lens unit provided in the high magnification optical lens assembly of FIG.
FIG. 6 is a view for explaining a process of manufacturing a liquid lens using the housing main body of FIG. 5;
이하, 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention in which the above-mentioned problems to be solved can be specifically realized will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the embodiments, the same names and the same symbols are used for the same configurations, and additional description therefor will be omitted below.
도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 고배율 광학렌즈 어셈블리 및 이를 이용한 광학기기에 대하여 설명하면 다음과 같다.1 to 4, a high magnification optical lens assembly according to the present invention and an optical apparatus using the same will be described below.
본 실시 예에 따른 광학기기는 고배율 광학렌즈 어셈블리(10), 이미지 센서유닛(20), 센서용 전극유닛 및 이미지 프로세싱유닛(30)을 포함한다.The optical apparatus according to the present embodiment includes a high magnification
상기 고배율 광학렌즈 어셈블리(10)는 지지유닛(700), 접착제층(600), 렌즈유닛(100), 제어유닛(500), 스위칭유닛(300) 및 전원유닛(400)을 포함한다.The high magnification
상기 지지유닛(700)은 외측 표면의 적어도 일부분이 3차원 곡면구조를 가진다. 일례로, 상기 지지유닛(700)은 반구 형상을 가질 수 있다.At least a part of the outer surface of the supporting
상기 렌즈유닛(100)은 상기 지지유닛(700)의 외측 표면에 결합되어, 상기 지지유닛(700)의 바닥면을 기준으로 서로 다른 높이를 가짐과 동시에 서로 평행하지 않은 시야각 중심축을 가지면서 배치되는 제1 액체렌즈(1210)와 제2 액체렌즈(1220)를 포함하는 복수 개의 액체렌즈들을 가진다.The
상기 접착제층(600)은 상기 지지유닛(700)과 상기 렌즈유닛(100)의 사이에 배치되어 상기 지지유닛(700)과 상기 렌즈유닛(100)을 결합시키게 된다.The
즉, 상기 렌즈유닛(100)이 3차원 곡면을 갖는 상기 지지유닛(700)에 부착됨으로써 상기 복수 개의 액체렌즈들이 상기 지지유닛(700)의 바닥면으로부터 서로 다른 높이를 가지게 되고, 동시에 서로 평행하지 않은 시야각 중심축을 가짐으로써 상기 렌즈유닛(100)의 시야각이 넓어지게 된다. That is, when the
상기 제어유닛(500)은 상기 복수 개의 액체렌즈들에 대한 각각의 초점거리를 독립적으로 조절하게 되는데, 상기 복수 개의 액체렌즈들은 피사체를 고배율로 확대하기 위하여 외부에서 인가되는 전압에 의하여 초점거리가 개별적으로 조절된다.The
물론, 각각의 액체렌즈들의 초점 거리에 대응되는 대응전압은 광학 및 유체역학 해석을 통하여 상기 제어유닛(500)의 저장부에 미리 설정되어 있다. Of course, the corresponding voltage corresponding to the focal length of each liquid lens is preset in the storage unit of the
상기 전원유닛(400)에서 공급되는 전원은 교류전압으로서, 상기 렌즈유닛(100)에 구비된 전도성액체에 인가되는 전압의 위상은 일정간격으로 변경된다.The power supplied from the
결과적으로, 3차원 곡면구조를 갖는 지지유닛에 제1 액체렌즈(1210)와 제2 액체렌즈(1220)를 포함하는 복수 개의 액체렌즈들을 가지는 렌즈유닛(100)을 부착하되, 상기 제1 액체렌즈(1210)와 제2 액체렌즈(1220)가 상기 지지유닛(700)의 바닥면을 기준으로 서로 다른 높이를 가짐과 동시에 서로 평행하지 않은 시야각 중심축을 가지도록 배치되고, 복수 개의 액체렌즈들에 대한 각각의 초점거리를 독립적으로 조절함으로써 넓은 시야각을 가짐과 동시에 초점 심도가 깊을 뿐만 아니라 다초점을 가질 수 있게 된다.As a result, a
또한, 액체렌즈를 사용함으로써 소음이나 마찰이 없고 소모전력이 낮으며, 소형으로 구현할 수 있으면서도 빠른 응답시간을 확보할 수 있게 된다.In addition, by using the liquid lens, noise and friction are eliminated, power consumption is low, and a small size can be realized, and a fast response time can be secured.
도 2 및 도 3을 참조하여, 상기 렌즈유닛(100)의 구조를 보다 세부적으로 설명하면 다음과 같다. 2 and 3, the structure of the
상기 렌즈유닛(100)은 상기 복수 개의 액체렌즈들의 하우징역할을 하는 하우징본체(110)를 포함하며, 상기 하우징본체(110)에 상기 복수 개의 액체렌즈들이 구현된다.The
상기 복수 개의 액체렌즈들은 하나의 열을 이루며 배치되는 제1 가로열 렌즈 어레이(1200)와, 하나의 교차렌즈를 중심으로 상기 제1 가로열 렌즈 어레이(1200)와 교차되면서 배치되는 제1 세로열 렌즈 어레이(1300)를 포함한다.The plurality of liquid lenses may include a first row of
도 3에서는 3열의 가로열 렌즈어레이와, 3열의 세로열 렌즈어레이가 도시되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 복수 개의 액체렌즈들이 다양한 형태의 배열을 가질 수 있을 것이다.In FIG. 3, a three row row columnar array and a three row columnar lens array are shown, but the present invention is not limited thereto and a plurality of liquid lenses may have various arrangements.
상기 제1 가로열 렌즈 어레이(1200)는 상기 제1 액체렌즈(1210) 및 상기 제2 액체렌즈(1220)를 포함하고, 상기 제1 세로열 렌즈 어레이(1300)는 상기 제1 액체렌즈(1210) 및 제3 액체렌즈(1320)를 포함한다.The first
따라서, 상기 제1 액체렌즈(1210)가 상기 교차렌즈에 해당하게 되며, 상기 제3 액체렌즈(1320)는 상기 제2 액체렌즈(1220)와 동일한 열에 배치되지 않는다.Accordingly, the first
상기 제1 액체렌즈(1210)는 서로 섞이지 않는 제1 전도성액체(1217)와 제1 비전도성액체(1218)가 수용되는 제1 수용공간부(1211)와, 상기 제1 수용공간부(1211)의 내측면에 배치되는 제1-1 전극부(1213)와, 상기 제1-1 전극부(1213)의 내측면에 코팅되는 제1 유전체부(1214)와, 상기 제1 수용공간부(1211)의 상면을 밀폐시키는 제1 상면커버부(1216)와, 상기 제1-1 전극부(1213)와 대응되면서 상기 제1 전도성액체(1217)에 전압을 인가하기 위한 제1-2 전극부(1215)를 포함한다.The first
상기 제1 전도성액체(1217)는 상기 제1 수용공간부(1211)상에서 상기 제1 비전도성액체(1218)의 상부에 위치하게 되면서, 상기 제1-1 전극부(1213) 및 상기 제1-2 전극부(1215)와 인접하게 배치된다.The first
물론, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 제1 전도성액체(1217)는 상기 제1 수용공간부(1211)상에서 상기 제1 비전도성액체(1218)의 하부에 배치될 수 있으며, 이때 상기 제1-2 전극부(1215)는 상기 제1 수용공간부(1211)의 바닥면상에 설치될 수 있을 것이다.Of course, the present invention is not limited to this, and the first
상기 제1 수용공간부(1211)는 상기 제1 전도성액체(1217)와 상기 제1 비전도성액체(1218) 사이에 형성되는 액체계면의 곡률의 제어범위를 넓히기 위하여 외측 방향으로 확산되는 형태로 경사지게 형성되어 있다.The
상기 제1-2 전극부(1215)는 상기 제1 상면커버부(1216)의 하면 중 일부에 배치되어 상기 제1 전도성액체(1217)와 접촉된다. 상기 제1-2 전극부(1215)는 빛이 입사되는 영역에 배치되어야 하므로 투명전극으로 구현되는 것이 바람직하다. The
상기 제1 상면커버부(1216)는 전기가 통하지 않는 부도체의 재질이면서도 투명한 재질로 형성되며, 상기 제1-2 전극부(1215)는 상기 제1 상면커버부(1216)의 하면 일부 영역에 증착되어 구현된다.The first
상기 제2 액체렌즈(1220) 및 상기 제3 액체렌즈(1320)도 상기 제1 액체렌즈(1210)와 실질적으로 동일한 구조를 가지므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.Since the
여기서, 상기 제1-1 전극부(1213)와 상기 제2 액체렌즈(1220)에 구비되는 제2-1 전극부(1223)는 서로 전기적으로 연결되어 있고, 상기 제1-2 전극부(1215)와 상기 제2 액체렌즈에 구비되는 제2-2 전극부(1225)는 전기적으로 연결되지 않는다.Here, the first 1-1
또한, 상기 제1-1 전극부(1213)와 상기 제3 액체렌즈에 구비되는 제3-1 전극부(1323)는 서로 전기적으로 연결되어 있지 않고, 상기 제1-2 전극부(1215)와 상기 제3 액체렌즈에 구비되는 제3-2 전극부(1325)는 서로 전기적으로 연결된다.The first 1-1
결과적으로, 상기 제1 가로열 렌즈 어레이(1200)에 구비되는 렌즈들(제1 액체렌즈 및 제2 액체렌즈를 포함)의 제1 전극부는 서로 전기적으로 연결되어 제1 가로전극(1230)을 형성하게 된다. 여기서, 상기 제1 전극부는 상기 제1-1 전극부(1213) 및 상기 제2-1 전극부(1223)를 포함한다.As a result, the first electrode portions of the lenses (including the first liquid lens and the second liquid lens) provided in the first
또한, 상기 제1 세로열 렌즈 어레이(1300)에 구비되는 렌즈들(제1 액체렌즈 및 제3 액체렌즈 포함)의 제2 전극부는 전기적으로 연결되어 제1 세로전극(1330)을 형성하게 된다. 여기서, 상기 제2 전극부는 상기 제1-2 전극부(1215)와 상기 제3-2 전극부(1325)를 포함하며, 상기 제2 전극부는 상면커버본체(1400)상에 증착된다.In addition, the second electrode part of the lenses (including the first liquid lens and the third liquid lens) included in the first
여기서, 상기 제1 가로전극(1230)과 제1 세로전극(1330)에 전압이 인가되었을 때 상기 교차렌즈, 즉 제1 액체렌즈(1210)만 구동하게 된다.Here, when a voltage is applied to the first
상기 스위칭유닛(300)은 상기 제어유닛(500)에 의하여 제어되면서 상기 제1 액체렌즈(1210) 및 상기 제2 액체렌즈(1220)에 전압을 인가하되, 상기 제1 액체렌즈(1210)에서 액체계면의 곡률이 제어되는 시점과, 상기 제2 액체렌즈(1220)에서 액체계면의 곡률이 제어되는 시점을 서로 다르도록 제어하게 된다.The
결과적으로, 상기 제1-1 전극부(1213) 및 상기 제2-1 전극부(1223)가 전기적으로 연결되어 있지만, 상기 제1-2 전극부(1215) 및 상기 제2-2 전극부(1225)는 전기적으로 연결되어 있지 않기에 상기 스위칭유닛(300)에 의하여 상기 제1 액체렌즈(1210)와 상기 제2 액체렌즈(1220)는 서로 독립적으로 작동될 수 있다. As a result, although the 1-1
여기서, 상기 제1 액체렌즈(1210)에 인가되는 전압과 상기 제2 액체렌즈(1220)에 인가되는 전압을 서로 다르게 제어하게 됨으로써 상기 제1 액체렌즈(1210)에서의 액체계면의 곡률과 상기 제2 액체렌즈(1220)에서의 액체계면의 곡률이 다르게 제어되고, 이로 인하여 상기 제1 액체렌즈(1210)의 초점거리와 상기 제2 액체렌즈(1220)의 초점거리가 서로 다르게 제어될 수 있게 된다.By controlling the voltage applied to the
즉, 하나의 세로열을 이루는 복수 개의 액체렌즈들의 제1 전극부를 서로 연결하고, 하나의 가로열을 이루는 복수 개의 액체렌즈들의 제2 전극부를 서로 연결하여 전압인가구조를 간단하게 하되, 스위칭유닛을 통하여 해당 가로열 렌즈 어레이와 해당 세로열 렌즈 어레이에 순차적으로 전압을 인가함으로써 복수 개의 액체렌즈들에 대한 개별적인 제어가 가능하게 된다. That is, the first electrode unit of the plurality of liquid lenses constituting one longitudinal column is connected to each other, and the second electrode unit of the plurality of liquid lenses constituting one row is connected to each other to simplify the voltage applying structure, A plurality of liquid lenses can be individually controlled by applying a voltage sequentially to the row lens array and the column lens array.
한편, 상기 이미지 센서유닛(20)은 상기 제1 액체렌즈(1210)와 대응되면서 배치되어 상기 제1 액체렌즈(1210)를 통한 피사체의 제1 이미지를 획득하기 위한 제1 이미지센서(211)와, 상기 제2 액체렌즈(1220)와 대응되면서 배치되어 상기 제2 액체렌즈(1220)를 통한 피사체의 제2 이미지를 획득하기 위한 제2 이미지센서(213)를 포함하는 복수 개의 이미지센서들을 갖는다.The
상기 제1 이미지센서(211)는 상기 제1 수용공간부(1211)상에 설치되어 상기 제1 이미지를 획득하게 된다. 물론, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 제1 이미지센서(211)는 상기 제1 수용공간부(1211)의 하부영역에 배치될 수도 있을 것이다. The
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 복수 개의 이미지센서들은 하나의 열을 이루며 배치되는 제1 가로열 센서 어레이(210)와, 하나의 교차센서를 중심으로 상기 제1 가로열 센서 어레이(210)와 교차되면서 배치되는 제1 세로열 센서 어레이(220)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the plurality of image sensors may include a first
도 4에서는 3열의 가로열 센서어레이와, 3열의 세로열 센서어레이가 도시되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 복수 개의 이미지센서들이 다양한 형태의 배열을 가질 수 있을 것이다.Although three rows of column sensor arrays and three columns of columnar sensor arrays are shown in Fig. 4, the present invention is not limited thereto, and a plurality of image sensors may have various types of arrangements.
상기 제1 가로열 센서 어레이(210)는 상기 제1 이미지센서(211) 및 상기 제2 이미지센서(213)를 포함하고, 상기 제1 세로열 센서 어레이(220)는 상기 제1 이미지센서(211) 및 제3 이미지센서(223)를 포함한다.The first
따라서, 상기 제1 이미지센서(211)가 상기 교차센서에 해당하게 되며, 상기 제3 이미지센서(223)는 상기 제2 이미지센서(213)와 동일한 열에 배치되지 않는다.Accordingly, the
상기 센서용 전극유닛은 상기 이미지 센서유닛(20)에 전압을 인가하는데 사용된다. 구체적으로, 상기 센서용 전극유닛은 상기 제1 가로열 센서 어레이(210)에 구비되는 이미지센서들의 제1 가로단자(미도시)를 전기적으로 연결하기 위한 제1 가로 센서전극(215)과, 상기 제1 세로열 센서 어레이(220)에 구비되는 이미지센서들의 제1 세로단자(미도시)를 전기적으로 연결하기 위한 제1 세로 센서전극(225)을 포함한다.The electrode unit for the sensor is used to apply a voltage to the
여기서, 상기 제1 가로 센서전극(215)과 상기 제1 세로 센서전극(225)에 전압이 인가되었을 때 상기 교차센서, 즉 상기 제1 이미지센서(211)만 구동하게 된다.Here, when the voltage is applied to the first
결과적으로, 하나의 세로열을 이루는 복수 개의 이미지센서들의 제1 세로단자들이 서로 연결되고, 하나의 가로열을 이루는 복수 개의 이미지센서들의 제1 가로단자들이 서로 연결된 상태에서 스위칭유닛을 통하여 해당 가로열 센서 어레이와 해당 세로열 센서 어레이에 순차적으로 전압을 인가함으로써 복수 개의 이미지센서들에 대한 개별적인 제어가 가능하게 된다. As a result, the first vertical terminals of the plurality of image sensors constituting one vertical column are connected to each other, and the first horizontal terminals of the plurality of image sensors constituting one horizontal row are connected to each other, By sequentially applying a voltage to the sensor array and the corresponding column sensor array, individual control over a plurality of image sensors becomes possible.
상기 이미지 프로세싱유닛(30)은 상기 이미지 센서유닛(20)에서 획득된 개별 이미지들을 통합하여 이미지 프로세싱을 수행하여 피사체에 대한 최종이미지를 산출하게 된다.The
도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 고배율 광학렌즈 어셈블리를 제조하는 방법을 설명하면 다음과 같다. A method of manufacturing the high magnification optical lens assembly according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6. FIG.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 외측 표면의 적어도 일부분이 3차원 곡면구조를 갖는 지지유닛(700)을 가공하는 단계가 수행된다.First, as shown in Fig. 2, a step of machining the supporting
다음으로, 제1 액체렌즈(1210)와 제2 액체렌즈(1220)를 포함하는 복수 개의 액체렌즈들을 가지는 렌즈유닛(100)을 2차원 평면상에서 제작하는 렌즈유닛 제작단계가 수행된다.Next, a lens unit manufacturing step for manufacturing a
다음으로, 상기 복수 개의 액체렌즈들에 대한 각각의 초점거리를 독립적으로 조절하기 위한 제어유닛(500)을 설치하는 단계가 수행된다.Next, a step of installing a
다음으로, 상기 렌즈유닛(100)을 상기 지지유닛(700)의 외측 표면에 결합시키는 결합단계가 수행된다.Next, a coupling step of coupling the
상기 결합단계에서는 상기 제1 액체렌즈(1210) 및 상기 제2 액체렌즈(1220)가 상기 지지유닛(700)의 바닥면을 기준으로 서로 다른 높이를 가짐과 동시에 서로 평행하지 않은 시야각 중심축을 가지면서 배치되도록 상기 렌즈유닛(100)과 상기 지지유닛(700)이 결합된다.In the combining step, the
2차원 평면상에서 상기 렌즈유닛(100)을 제작하는 이유는 3차원 곡면구조를 갖는 하우징본체상에서는 리소그라피(lithography) 공정을 적용하여 전도성액체 및 비전도성 액체가 수용되는 수용공간부를 형성하거나, 상기 수용공간부의 내측면에 제1 전극부를 증착하거나, 상기 제1 전극부의 내측면에 유전체를 코팅하는 과정이 어렵기 때문이다. The reason for manufacturing the
따라서, 상기 렌즈유닛(100)을 2차원 평면상에서 제작하고, 상기 렌즈유닛(100)을 3차원 곡면구조를 갖는 지지체, 즉 상기 지지유닛(700)에 결합시킴으로써 상기 복수 개의 액체렌즈들이 3차원 곡면을 갖는 하우징본체에 구현될 수 있게 된다.Accordingly, by manufacturing the
상기 결합단계에서는 상기 렌즈유닛의 하우징본체(110)가 상기 지지유닛(700)의 3차원 곡면을 따라 접착제에 의하여 상기 지지유닛(700)의 외측 표면에 부착되는데, 이때 상기 하우징본체(110)의 형상에 변형이 발생하기 때문에 상기 하우징본체(110)는 폴리머재질로 만들어지는 것이 바람직하다.The housing
상기 렌즈유닛 제작단계는, 전도성액체(117)와 비전도성액체(118)가 수용되는 수용공간부(111)를 갖는 하우징본체(110)를 제작하는 하우징본체 제작단계(도 5 참조)와, 상기 수용공간부(111)의 내측면에 제1 전극부(113)를 증착하는 제1 전극부 증착단계(도 6의 a 참조)와, 상기 제1 전극부(113)의 내측면에 유전체부(114)를 코팅하는 유전체부 코팅단계(도 6의 a 참조)와, 상기 수용공간부(111)에 상기 전도성액체(117)와 상기 비전도성액체(118)를 충진하는 액체충진단계(도 6의 b 참조)와, 상기 제1 전극부(113)와 대응되면서 상기 전도성액체(117)에 전압을 인가하기 위한 제2 전극부(115)를 설치하는 제2 전극부 설치단계(도 6의 b 참조)와, 상기 수용공간부(111)를 밀폐시키는 상면커버부(116)를 설치하는 상면커버부 설치단계(도 6의 b 참조)를 포함한다.The lens unit manufacturing step includes a housing body fabricating step (see FIG. 5) for fabricating a
여기서, 이미지 센서유닛(20)는 상기 액체충진단계 이전에 상기 수용공간부(111)상에 설치될 수 있다(도 6의 b 참조).Here, the
또한, 상기 복수 개의 액체렌즈들은 상기 하우징본체(110)에 동시에 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 전극부 증착단계, 상기 유전체부 코팅단계, 상기 액체충진단계, 상기 제2 전극부 설치단계 및 상기 상면커버부 설치단계 각각은 상기 복수 개의 액체렌즈들 전체에 대하여 동시에 수행된다.The plurality of liquid lenses may be formed on the
즉, 상기 제1 전극부 증착단계에서는 제1 전극부 형성용 마스크를 사용하여 상기 수용공간부(111)의 내측면에 동시에 증착되고, 상기 유전체부 코팅단계에서는 유전체부 형성용 마스크를 사용하여 상기 제1 전극부(113)의 내측면에 동시에 코팅되며, 상기 액체충진단계도 하우징본체에 형성된 모든 수용공간부(111)에 동시에 충진될 수 있다. That is, in the first electrode part deposition step, the first electrode part forming mask is used to simultaneously deposit on the inner surface of the
또한, 상기 제2 전극부 설치단계는 제2 전극부 형성용 마스크를 사용하여 상기 상면커버부의 하면 중 일부에 상기 제2 전극부를 동시에 증착할 수 있다. 즉, 상면커버부(116)는 일체로 형성되고, 상기 상면커버부(116)의 하면에 일정간격으로 상기 제2 전극부(115)가 증착된 후 상기 상면커버부(116)가 상기 하우징본체(110)의 상부에 부착됨으로써 상기 상면커버부 설치단계가 완료될 수 있을 것이다.The second electrode portion may be formed by depositing the second electrode portion on a part of the lower surface of the top cover portion using a mask for forming a second electrode portion. That is, the
한편, 상기 하우징본체 제작단계는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 수용공간부(111)과 대응되는 대응돌기(61)가 형성된 평면기판몰드(60)를 제작하는 몰드 제작단계와, 상기 평면기판몰드(60)에 액체폴리머를 투입하고 경화시켜 상기 하우징본체(110)를 형성한 후(도 5의 a 참조) 상기 하우징본체(110)를 상기 평면기판몰드(60)로부터 분리시키는 단계(도 5의 b 참조)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 5, the housing main body manufacturing step may include a mold manufacturing step of manufacturing a
상기 몰드 제작단계에서는 리소그라피(lithography) 공정을 통하여 상기 평면기판몰드(60)가 제작될 수 있다.The
3차원 형상을 가지는 하우징본체(110)에는 리소그라피 공정을 사용하여 상기 수용공간부(111)를 형성하기 어렵기 때문에 상기 평면기판몰드(60)를 사용하여 폴리머재질의 하우징본체(110)를 성형한 후 상기 하우징본체(110)를 상기 지지유닛(700)에 부착함으로써 복수 개의 액체렌즈들이 3차원 곡면상에 배치되게 된다. It is difficult to form the
결과적으로, 2차원 상에서 폴리머 재질의 하우징본체(110)에 상기 복수 개의 액체렌즈들을 구현한 이후에 3차원 곡면을 갖는 상기 지지유닛(700)에 상기 렌즈유닛(100)이 부착됨으로써 최종적으로 복수 개의 액체렌즈들이 3차원 곡면상에 배치되게 된다. As a result, the
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정한 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.As described above, the present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention as claimed in the claims. And such variations are within the scope of the present invention.
10: 고배율 광학렌즈 어셈블리 20: 이미지센서유닛
30: 이미지 프로세싱유닛 100: 렌즈유닛
110: 하우징본체 210: 제1 가로열 센서 어레이
211: 제1 이미지센서 213: 제2 이미지센서
220: 제2 가로열 센서 어레이 223: 제3 이미지센서
300: 스위칭유닛 400: 전원유닛
500: 제어유닛 600: 접착제층
700: 지지유닛 1200: 제1 가로열 렌즈 어레이
1210: 제1 액체렌즈 1211: 제1 수용공간부
1213: 제1-1 전극부 1214: 제1 유전체부
1215: 제1-2 전극부 1216: 제1 상면커버부
1217: 제1 전도성액체 1218: 제1 비전도성액체
1220: 제2 액체렌즈 1223: 제2-1 전극부
1225: 제2-2 전극부 1230: 제1 가로전극
1300: 제1 세로열 렌즈 어레이 1320: 제3 액체렌즈
1323: 제3-1 전극부 1325: 제3-2 전극부
1330: 제1 세로전극 1400: 상면커버본체10: High magnification optical lens assembly 20: Image sensor unit
30: image processing unit 100: lens unit
110: housing body 210: first row sensor array
211: first image sensor 213: second image sensor
220: second row sensor array 223: third image sensor
300: switching unit 400: power supply unit
500: control unit 600: adhesive layer
700: Support unit 1200: First horizontal row lens array
1210: first liquid lens 1211: first accommodation space part
1213: first 1-1 electrode portion 1214: first dielectric portion
1215: first-second electrode portion 1216: first upper surface cover portion
1217: first conductive liquid 1218: first nonconductive liquid
1220: second liquid lens 1223: second-1 <
1225: second -2 electrode portion 1230: first lateral electrode
1300: first vertical column lens array 1320: third liquid lens
1323: Third electrode unit 1325: Third electrode unit
1330: first vertical electrode 1400: upper surface cover body
Claims (14)
상기 지지유닛의 외측 표면에 결합되어, 상기 지지유닛의 바닥면을 기준으로 서로 다른 높이를 가짐과 동시에 서로 평행하지 않은 시야각 중심축을 가지면서 배치되는 제1 액체렌즈와 제2 액체렌즈를 포함하는 복수 개의 액체렌즈들을 가지는 렌즈유닛; 그리고,
상기 복수 개의 액체렌즈들에 대한 각각의 초점거리를 독립적으로 조절하기 위한 제어유닛을 포함하며,
상기 복수 개의 액체렌즈들은 피사체를 고배율로 확대하기 위하여 외부에서 인가되는 전압에 의하여 초점거리가 개별적으로 조절되며,
상기 제1 액체렌즈는 상기 지지유닛의 외측 표면에서 내측으로 오목 형태로 형성되어 서로 섞이지 않는 제1 전도성액체와 제1 비전도성액체가 수용되는 제1 수용공간부와, 상기 제1 수용공간부의 상면을 밀폐시키는 제1 상면커버부와, 상기 제1 수용공간부의 벽면을 둘러싸도록 형성되는 제1-1 전극부와, 상기 제1-1 전극부의 내측면에 배치되어 상기 제1-1 전극부와 상기 제1 전도성액체와 상기 제1 비전도성액체의 접촉을 차단하는 제1 유전체부와, 상기 제1 수용공간부 내에서 상기 제1 전도성액체와 접촉하도록 형성된 제1-2 전극부를 포함하고,
상기 제1 수용공간부는 상면에서 바닥면으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성되고, 상기 제1-1 전극부는 상기 제1 상면커버부의 하단에서 가로로 인접하는 상기 제2 액체렌즈까지 연장되어 상기 제2 액체렌즈에 구비되는 제2-1 전극부에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 고배율 광학렌즈 어셈블리.A supporting unit having at least a part of an outer surface thereof having a three-dimensional curved surface structure;
A first liquid lens and a second liquid lens coupled to an outer surface of the support unit, the first liquid lens being disposed at a different height from the bottom surface of the support unit and having a viewing angle central axis that is not parallel to each other A lens unit having two liquid lenses; And,
And a control unit for independently adjusting respective focal lengths of the plurality of liquid lenses,
The plurality of liquid lenses are individually adjusted in focal distance by a voltage applied from outside in order to enlarge a subject at a high magnification,
Wherein the first liquid lens includes a first accommodation space portion in which a first conductive liquid and a first nonconductive liquid which are formed in a concave shape inward from an outer surface of the support unit and are not mixed with each other are accommodated, A first top surface cover portion for enclosing the first accommodation space portion, a first 1-1 electrode portion formed to surround a wall surface of the first accommodation space portion, A first dielectric portion for blocking contact between the first conductive liquid and the first nonconductive liquid; and a first 1-2 electrode portion formed to contact the first conductive liquid in the first accommodation space,
Wherein the first accommodation space is formed so as to have a narrower width from a top surface to a bottom surface, the first 1-1 electrode portion extends to the second liquid lens which is laterally adjacent to the lower end of the first top cover, Wherein the second lens unit is electrically connected to the second-electrode unit included in the lens.
상기 제어유닛에 의하여 제어되면서 상기 제1 액체렌즈 및 상기 제2 액체렌즈에 전압을 인가하되, 상기 제1 액체렌즈에서 액체계면의 곡률이 제어되는 시점과, 상기 제2 액체렌즈에서 액체계면의 곡률이 제어되는 시점을 서로 다르도록 제어하기 위한 스위칭유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고배율 광학렌즈 어셈블리.The method according to claim 1,
Wherein a time point at which the curvature of the liquid interface in the first liquid lens is controlled and a time at which the curvature of the liquid interface in the second liquid lens is controlled by applying a voltage to the first liquid lens and the second liquid lens while being controlled by the control unit, Further comprising a switching unit for controlling the controlled points of time to be different from each other.
상기 제1-2 전극부와 상기 제2 액체렌즈에 구비되는 제2-2 전극부는 전기적으로 연결되지 않는 것을 특징으로 하는 고배율 광학렌즈 어셈블리.The method according to claim 1,
Wherein the first and second electrode portions are not electrically connected to the second electrode portion of the second liquid lens.
상기 렌즈유닛은 상기 제2 액체렌즈와 동일한 열에 배치되지 않는 제3 액체렌즈를 더 포함하며,
상기 제1-1 전극부와 상기 제3 액체렌즈에 구비되는 제3-1 전극부는 서로 전기적으로 연결되어 있지 않고, 상기 제1-2 전극부와 상기 제3 액체렌즈에 구비되는 제3-2 전극부는 서로 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 고배율 광학렌즈 어셈블리.The method of claim 3,
The lens unit further comprises a third liquid lens not disposed in the same column as the second liquid lens,
The first 1-1 electrode unit and the third 1-electrode unit included in the third liquid lens are not electrically connected to each other, and the first 1-2 electrode unit and the 3rd 3- And the electrode portions are electrically connected to each other.
상기 제1-2 전극부는 상기 제1 상면커버부의 하면 중 일부에 배치되어 상기 제1 전도성액체와 접촉되며, 투명전극인 것을 특징으로 하는 고배율 광학렌즈 어셈블리.The method of claim 3,
Wherein the first 1-2 electrode unit is disposed on a part of the lower surface of the first top cover part and is in contact with the first conductive liquid and is a transparent electrode.
상기 지지유닛과 상기 렌즈유닛의 사이에 배치되어 상기 지지유닛과 상기 렌즈유닛을 결합시키는 접착제층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고배율 광학렌즈 어셈블리.The method according to claim 1,
Further comprising an adhesive layer disposed between the support unit and the lens unit and coupling the support unit and the lens unit.
상기 복수 개의 액체렌즈들은 하나의 열을 이루며 배치되는 제1 가로열 렌즈 어레이와, 하나의 교차렌즈를 중심으로 상기 제1 가로열 렌즈 어레이와 교차되면서 배치되는 제1 세로열 렌즈 어레이를 포함하며,
상기 제1 가로열 렌즈 어레이에 구비되는 렌즈들의 제1 전극부는 서로 전기적으로 연결되어 제1 가로전극을 형성하고, 상기 제1 세로열 렌즈 어레이에 구비되는 렌즈들의 제2 전극부는 서로 전기적으로 연결되어 제1 세로전극을 형성하며, 상기 제1 가로전극과 제1 세로전극에 전압이 인가되었을 때 상기 교차렌즈만 구동되는 것을 특징으로 하는 고배율 광학렌즈 어셈블리.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of liquid lenses comprise a first row of collimating lens arrays arranged in a row and a first column of collimating lens arrays intersecting the first row of collimating lenses about one crossing lens,
The first electrode units of the lenses of the first row of columnar lens arrays are electrically connected to each other to form a first transverse electrode and the second electrode units of the lenses of the first columnar lens array are electrically connected to each other Wherein when the voltage is applied to the first horizontal electrode and the first vertical electrode, only the cross lens is driven.
외측 표면의 적어도 일부분이 3차원 곡면구조를 갖는 상기 지지유닛을 가공하는 단계;
상기 제1 액체렌즈와 상기 제2 액체렌즈를 포함하는 복수 개의 상기 액체렌즈들을 가지는 상기 렌즈유닛을 2차원 평면상에서 제작하는 렌즈유닛 제작단계;
상기 복수 개의 액체렌즈들에 대한 각각의 초점거리를 독립적으로 조절하기 위한 상기 제어유닛을 설치하는 단계; 그리고,
상기 렌즈유닛을 상기 지지유닛의 외측 표면에 결합시키는 결합단계를 포함하며,
상기 결합단계는 상기 제1 액체렌즈 및 상기 제2 액체렌즈가 상기 지지유닛의 바닥면을 기준으로 서로 다른 높이를 가짐과 동시에 서로 평행하지 않은 시야각 중심축을 가지면서 배치되도록 상기 렌즈유닛과 상기 지지유닛을 결합시키는 것을 특징으로 하는 고배율 광학렌즈 어셈블리 제작방법.A high magnification optical lens assembly manufacturing method for manufacturing the high magnification optical lens assembly according to any one of claims 1 to 7,
Machining the support unit, wherein at least a portion of the outer surface has a three-dimensional curved surface structure;
A lens unit manufacturing step of manufacturing the lens unit having the plurality of liquid lenses including the first liquid lens and the second liquid lens on a two-dimensional plane;
Installing the control unit to independently adjust respective focal lengths of the plurality of liquid lenses; And,
And a coupling step of coupling the lens unit to the outer surface of the support unit,
Wherein the coupling step is performed such that the first liquid lens and the second liquid lens have different heights with respect to the bottom surface of the support unit and are disposed with a view angle central axis that is not parallel to each other, And the second lens group is combined with the second lens group.
상기 렌즈유닛 제작단계는,
전도성액체와 비전도성액체가 수용되는 수용공간부를 갖는 하우징본체를 제작하는 하우징본체 제작단계와,
상기 수용공간부의 내측면에 제1 전극부를 증착하는 제1 전극부 증착단계와,
상기 제1 전극부의 내측면에 유전체부를 코팅하는 유전체부 코팅단계와,
상기 수용공간부에 상기 전도성액체와 상기 비전도성액체를 충진하는 액체충진단계와,
상기 제1 전극부와 대응되면서 상기 전도성액체에 전압을 인가하기 위한 제2 전극부를 설치하는 제2 전극부 설치단계와,
상기 수용공간부를 밀폐시키는 상면커버부를 설치하는 단계를 포함하는 고배율 광학렌즈 어셈블리 제작방법.9. The method of claim 8,
In the lens unit manufacturing step,
A housing body manufacturing step of manufacturing a housing body having a housing space in which a conductive liquid and a nonconductive liquid are housed,
A first electrode part deposition step of depositing a first electrode part on an inner surface of the accommodation space part;
A dielectric part coating step of coating a dielectric part on the inner surface of the first electrode part,
A liquid filling step of filling the accommodating space part with the conductive liquid and the nonconductive liquid;
And a second electrode unit for applying a voltage to the conductive liquid, the second electrode unit corresponding to the first electrode unit.
And installing a top cover part for closing the accommodating space part.
상기 하우징본체 제작단계는 상기 수용공간부과 대응되는 대응돌기가 형성된 평면기판몰드를 제작하는 몰드 제작단계와,
상기 평면기판몰드에 액체폴리머를 투입하고 경화시켜 상기 하우징본체를 형성한 후 상기 하우징본체를 상기 평면기판몰드로부터 분리시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고배율 광학렌즈 어셈블리 제작방법.10. The method of claim 9,
Wherein the housing main body manufacturing step includes a mold manufacturing step of manufacturing a flat substrate mold having a corresponding projection corresponding to the accommodation space part,
And forming a housing main body by curing the liquid polymer into the flat substrate mold and separating the housing main body from the flat substrate mold.
상기 몰드 제작단계에서는 리소그라피(lithography) 공정을 통하여 상기 평면기판몰드가 제작되는 것을 특징으로 하는 고배율 광학렌즈 어셈블리 제작방법.11. The method of claim 10,
Wherein the planar substrate mold is manufactured through a lithography process in the mold fabrication step.
상기 제2 전극부 설치단계는 상기 상면커버부의 하면 중 일부에 상기 제2 전극부를 증착하는 것을 특징으로 하는 고배율 광학렌즈 어셈블리 제작방법.10. The method of claim 9,
Wherein the second electrode part is formed by depositing the second electrode part on a part of the lower surface of the top cover part.
상기 제1 액체렌즈와 대응되면서 배치되어 상기 제1 액체렌즈를 통한 피사체의 제1 이미지를 획득하기 위한 제1 이미지센서와, 상기 제2 액체렌즈와 대응되면서 배치되어 상기 제2 액체렌즈를 통한 피사체의 제2 이미지를 획득하기 위한 제2 이미지센서를 포함하는 복수 개의 이미지센서들을 갖는 이미지 센서유닛;
상기 이미지 센서유닛에 전압을 인가하기 위한 센서용 전극유닛; 그리고,
상기 이미지 센서유닛에서 획득된 개별 이미지들을 통합하여 이미지 프로세싱을 수행하여 피사체에 대한 최종이미지를 산출하는 이미지 프로세싱유닛을 포함하는 광학기기.A high magnification optical lens assembly according to any one of claims 1 to 7;
A first liquid lens disposed in correspondence with the first liquid lens to acquire a first image of the subject through the first liquid lens and a second image sensor disposed in correspondence with the second liquid lens, An image sensor unit having a plurality of image sensors including a second image sensor for acquiring a second image of the image;
An electrode unit for a sensor for applying a voltage to the image sensor unit; And,
And an image processing unit that integrates the individual images obtained in the image sensor unit to perform image processing to calculate a final image for the object.
상기 복수 개의 이미지센서들은 하나의 열을 이루며 배치되는 제1 가로열 센서 어레이와, 하나의 교차센서를 중심으로 상기 제1 가로열 센서 어레이와 교차되면서 배치되는 제1 세로열 센서 어레이를 포함하며,
상기 센서용 전극유닛은 상기 제1 가로열 센서 어레이에 구비되는 이미지센서들의 제1 가로단자를 전기적으로 연결하기 위한 제1 가로 센서전극과, 상기 제1 세로열 센서 어레이에 구비되는 이미지센서들의 제1 세로단자를 전기적으로 연결하기 위한 제1 세로 센서전극을 포함하며, 상기 제1 가로 센서전극과 상기 제1 세로센서전극에 전압이 인가되었을 때 상기 교차센서만 구동되는 것을 특징으로 한 광학기기.14. The method of claim 13,
Wherein the plurality of image sensors comprise a first row sensor array disposed in a row and a first column sensor array disposed in a crossing relationship with the first row sensor array about one cross sensor,
Wherein the sensor electrode unit includes a first transverse sensor electrode for electrically connecting a first lateral terminal of image sensors provided in the first transverse sensor array and a second transverse sensor electrode electrically connected to the first transverse sensor array, And a first longitudinal sensor electrode for electrically connecting the first longitudinal sensor electrode and the first longitudinal sensor electrode, wherein only the crossover sensor is driven when a voltage is applied to the first transverse sensor electrode and the first longitudinal sensor electrode.
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