가변 초점 렌즈 document_id A220623068976

일반적으로 광학 렌즈라 함은 굴절률 차이가 있는 적어도 두 개의 굴절면을 가진 투명체를 말한다. 이러한 광학 렌즈는 각종 카메라, 망원경, 현미경 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다. 일 예로서, 휴대폰이나 PDA 등과 같은 개인 휴대 단말기에 사용되는 카메라 모듈에 광학 렌즈가 적용되고 있다. 최근 들어 이와 같은 개인 휴대 단말기는 단순한 음성 송수신 기능 외에 카메라, 게임, 음악 재생, 방송, 인터넷 등의 다양한 멀티 미디어 기능을 포함하는 다목적 전자기기로 발전하고 있다. 따라서, 개인 휴대 단말기는 작은 공간에 더 많은 기능을 집적할 필요성이 있다. 또한, 카메라 모듈은 더 나은 영상을 얻을 수 있도록 하기 위해, 자동 초점 기능(auto focusing), 자동 줌 기능(auto zooming), 자동 근거리 접근촬영기능(auto macro), 손떨림 방지기능 등을 포함하도록 제작되고 있다. 그러나, 개인 휴대 단말기에 장착되는 카메라 모듈의 경우 상기와 같은 각종 고급 기능을 갖도록 제작하기에는 렌즈(lens)의 크기와 기계적인 렌즈 구동장치의 크기로 인해 카메라 모듈의 크기를 작게 하는데 한계가 있다. 즉, 상기한 고급 기능을 구현하기 위해서는 기본 렌즈 외에 근접렌즈, 표준렌즈, 망원렌즈 또는 줌렌즈 등을 종류별로 구비하여 목적에 따라 렌즈를 교환하여야하고, 자동초점 기능 구현을 위해서는 렌즈의 광학적 특성(초점 거리)을 조절할 수 있어야 하며, 이러한 조절을 할 수 있는 별도의 모터 및 드라이버를 구비해야 하기 때문에, 불가피하게 카메라 모듈 전체의 크기가 커지게 되는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 종래에는, 전기습윤(electrowetting) 현상을 이용한 액체 렌즈(liquid lens or fluid lens)가 개발된 바 있다. 이러한 액체 렌즈는 전압에 따른 표면장력의 변화를 이용하여 렌즈의 곡률을 변화시킴으로써 자동초점 기능 및 줌 기능을 얻는다. 액체 렌즈에서 렌즈의 곡률 변화는 전기습윤 현상을 이용한다. 이와 같이 전기습윤 현상을 이용한 액체 렌즈는 기계적인 렌즈 이동이 필요 없기 때문에, 카메라 모듈의 크기를 작게 할 수 있다. 또한, 이와는 달리 렌즈실에 채워진 광학 액체에 가해지는 압력을 변화시켜 렌즈실에 형성된 투광성 탄성막의 곡률을 변화시킴으로써 자동초점 기능 및 줌 기능이 가능하도록 한 종류의 액체 렌즈도 존재한다. 이러한 형태의 액체 렌즈도 기계적인 렌즈의 이동이 필요 없으므로 카메라 모듈의 크기를 작게 할 수 있다. 그러나, 이와 같이 액체에 압력을 인가하는 방식의 가변 초점 렌즈는 중력의 영향을 받기 때문에 렌즈의 크기를 일정 한계 이상으로 크게 할 수 없다는 문제점이 있다.