JP7183166B2 - 液体レンズモジュール、これを含むカメラモジュール、これを含む光学機器、及び液体レンズモジュールの製造方法 - Google Patents

Description

実施例は液体レンズモジュールに関し、より詳細には、液体レンズモジュールを有するカメラモジュール、これを含む光学機器、及び液体レンズモジュールの製造方法に関する。

携帯機器の使用者は、高解像度を有し、小型であり、且つ様々な撮影機能（オートフォーカシング（Ａｕｔｏ－Ｆｏｃｕｓｉｎｇ；ＡＦ）機能、手振れ補正又は映像揺れ防止（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｍａｇｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ；ＯＩＳ）機能など）を有する光学機器を求めている。このような撮影機能は複数のレンズを組み合わせてレンズを直接動かす方法によって具現できるが、レンズの数を増加させると、光学機器の大きさが増加することがある。

オートフォーカスと手振れ補正機能は、レンズホルダーに固定されて光軸が整列された複数のレンズモジュールが光軸又は光軸の垂直方向に移動したりティルティング（Ｔｉｌｔｉｎｇ）して行われ、レンズモジュールを駆動させるために別個のレンズ駆動装置を用いる。しかし、レンズ駆動装置は電力消耗が高く、レンズモジュール駆動のためにマグネット及びコイルなどの駆動部材が必要であり、レンズモジュールの駆動範囲に対応してレンズモジュールの駆動のための余裕空間が必要なため、全体カメラモジュール及び光学機器の厚さが増加する。

したがって、２種の液体の界面の曲率を電気的に調節してオートフォーカスと手振れ補正機能を行う液体レンズに対する研究が行われている。

実施例は、液体レンズを用いてＡＦ又はＯＩＳを行うことができるカメラモジュール及び光学機器を提供しようとする。

実施例は、液体レンズを用いるカメラモジュール及び光学機器において、液体レンズと固体レンズをアラインし、外部の電極と安定的に連結し、堅固な構造を有し、組み立て効率を向上させようとする。

実施例は、第１レンズ部が結合されるように第１ホールを有する第１ハウジングと、前記第１ハウジングに結合される下部連結基板と、前記下部連結基板上に配置され、前記第１ハウジングと結合される上部連結基板と、前記下部連結基板と前記上部連結基板との間に配置され、前記下部連結基板及び前記上部連結基板と電気的に連結される液体レンズとを含み、前記上部連結基板は、前記液体レンズの大きさよりも大きい開口を有し、前記開口は、前記第１ホールと光軸方向に対応する位置に配置される、液体レンズモジュールを提供する。

前記液体レンズは、伝導性の第１液体及び非伝導性の第２液体を収容するキャビティが配置された第１プレートと、前記第１プレートの上部に配置される第１電極と、前記第１プレートの下部に配置される第２電極とを含み、前記上部連結基板は前記第１電極と電気的に連結され、前記下部電極は前記第２電極と電気的に連結され得る。

前記液体レンズモジュールは、第１電極上部に配置される第２プレートと、前記第２電極下部に配置される第３プレートとをさらに含むことができる。

上部電極と前記第１電極はワイヤーでボンディングされ得る。

前記液体レンズモジュールは、液体レンズの上部に配置され、前記第１ハウジングと結合し、前記第１ホールと光軸方向に対応する位置に前記第２レンズ部が結合されるように配置される第２ホールを有する第２ハウジングをさらに含むことができる。

第２ハウジングの第２ホールは前記液体レンズのキャビティと対向し、前記第１ハウジングの第１ホールは前記液体レンズのキャビティと対向し得る。

液体レンズモジュールは前記上部連結基板及び前記下部連結基板と伝導性エポキシで電気的に連結され得る。

前記上部連結基板は前記第１ハウジングの縁領域に配置され得る。

他の実施例は、第１レンズ部が結合されるように第１ホールを有する第１ハウジング、前記第１ハウジングに結合される下部連結基板、前記下部連結基板の上部に配置され、前記第１ハウジングと結合される上部連結基板、及び前記下部連結基板と前記上部連結基板との間に配置され、前記下部連結基板及び前記上部連結基板と電気的に連結される液体レンズを含み、前記上部連結基板は前記液体レンズの大きさよりも大きい開口を有し、前記開口は前記第１ホールと光軸方向に対応する位置に配置される液体レンズモジュールと、前記液体レンズモジュールに電気的に連結される回路基板と、前記液体レンズの内部に配置される受光素子と、を含むカメラモジュールを提供する。

前記カメラモジュールは、液体レンズモジュールを取り囲むカバーをさらに含むことができる。

前記カメラモジュールは、液体レンズの上部に配置され、前記第１ハウジングと結合し、前記第１ホールと光軸方向に対応する位置に前記第２レンズ部が結合されるように配置される第２ホールを有する第２ハウジングをさらに含み、前記第２ハウジングの第２ホールは前記液体レンズのキャビティと対向し、前記第１レンズ部は、前記第２ハウジングの開口部に挿入され得る。

第１レンズ部は前記液体レンズと隣接する第１レンズを含み、前記キャビティの上部面の第１開口部の大きさは前記第１レンズの大きさよりも小さく、前記液体レンズの大きさは前記第１レンズの大きさよりも大きくてよい。

前記カメラモジュールは、第２ハウジングの開口部に挿入されて配置される第２レンズ部をさらに含み、前記第２レンズ部は前記液体レンズと隣接する第２レンズを含み、前記キャビティの下部面の第２開口部の大きさは、前記第２レンズの有効領域の大きさよりも大きくてよい。

上部連結基板は軟性回路基板であり、前記軟性回路基板の一部分は、前記第１ハウジングの外周に延びて下部領域に曲がり、前記下部連結基板は伝導性金属材質のメタルプレートであり得る。

前記カメラモジュールは、第１ハウジング、液体レンズ、及び第２ハウジングを取り囲むカバーをさらに含み、前記カバーは上部面に前記第２ハウジングの開口部と対向する開口部が配置され、前記カバーは側面に前記第１連結基板が外部に延びるオープン領域が配置され得る。

上部連結基板及び前記下部連結基板は、前記第１ハウジングの外部に延びて配置され得る。

さらに他の実施例は、第１ハウジングの下部に下部連結基板を配置する段階と、前記第１ハウジングの上部に上部連結基板を含む軟性の第１基板を結合する段階と、前記下部連結基板と第１基板との間に液体レンズを配置する段階と、前記液体レンズの第２電極を前記下部連結基板と連結し、第１電極を前記第１基板と連結する段階と、前記液体レンズ上に第２ハウジングを配置する段階とを含む液体レンズモジュールの製造方法を提供する。

実施例に係る液体レンズモジュール及びこれを含むカメラモジュールは、電気で第１液体及び第２液体間の界面を調節してＡＦ又はＯＩＳを行うので、機械的にレンズを動かすことに比べて電力消耗が小さい。そして、液体レンズが第１ハウジングと第２ハウジングとの間に挿入されて堅固に固定され、液体レンズが回路基板と電気的に堅固に連結され得る。

また、液体レンズと第１及び第２レンズ部の光軸を容易にアライン（ａｌｉｇｎ）することができる。

液体レンズを示す図である。 第１ハウジングを示す図である。 第１連結基板を示す図である。 第２連結基板を示す図である。 液体レンズを示す図である。 第２ハウジングを示す図である。 第１ハウジングに第２連結基板が結合された状態を示す図である。 図３において第１連結基板が結合される過程を示す図である。 図４において液体レンズが結合される過程を示す図である。 液体レンズと第１連結基板とのワイヤーボンディングを示す図である。 図６において第２ハウジングが結合される過程を示す図である。 図７において第１及び第２レンズ部が結合される過程を示す図である。 図１の液体レンズが設けられたカメラモジュールの斜視図である。 図９の側面図である。

以下、上記の目的を具体的に実現できる本発明の実施例を、添付の図面を参照して説明する。

本発明に係る実施例の説明において、各エレメントの「上（上部）又は下（下部）（ｏｎ ｏｒ ｕｎｄｅｒ）」に形成されると記載される場合、上（上部）又は下（下部）は、２つのエレメントが互いに直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）接触して形成されることも、一つ以上の他のエレメントが前記２つのエレメントの間に配置されて（ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ）形成されることも含む。また、「上（上部）又は下（下部）」と表現される場合、一つのエレメントを基準に上方の意味も下方の意味も含むことができる。

図１は、液体レンズを示す図である。

実施例では、液体レンズを第１及び第２ハウジング内でモジュール化して、第１及び第２レンズ部と結合させるか、カメラモジュール内に容易に結合させることができる。

液体レンズ３００は、液体、第１プレート、及び電極を含むことができる。

液体は、伝導性液体及び非伝導性の液体を含むことができる。第１プレートはキャビティを有し、キャビティに液体が配置され得る。キャビティ側面は傾斜面を有し得る。第１プレートの上部又は下部には電極が配置され得る。電極は第１プレートの上部又は下部に配置され、共通電極（又は第１電極）と個別電極（又は第２電極）を含むことができる。共通電極は一つの電極セクターを含むことができ、共通電極の電極セクターには基準電圧が印加され得る。個別電極は複数の電極セクターを含むことができる。複数の電極セクターには独立した電圧が印加され得る。共通電極に印加される電圧と個別電極に印加される電圧の調節によって、伝導性液体と非伝導性液体が形成する界面の形状を調節することができる。第１プレート又は電極の上又は下には第２プレート又は第３プレートが配置され得る。電極に印加される電圧は、パルス形態であり得る。

液体レンズ３００は、第１プレート３１０、第１液体３５０、第２液体３４０、第２プレート３２０、第３プレート３３０、第１電極３５５及び第２電極３４５を含むことができる。

詳細には、第１プレート３１０は、伝導性の第１液体３５０及び非伝導性の第２液体３４０を収容するキャビティ（ｃａｖｉｔｙ）が形成され、第１電極３５５は第１プレート３１０の上部に配置され、第２電極３４５は第１プレートの下部に配置され、第２プレート３２０は第１電極３５５の上部に配置され、第３プレート３３０は第２電極３４５の下部に配置され得る。

第１プレート３１０は、第２プレート３２０と第３プレート３３０との間に配置され、あらかじめ設定された傾斜面ｉ（例えば、約５５°～６５°又は約５０°～７０°の角度を有する傾斜面）を有する上下の開口部を含むことができる。上述した傾斜面、第２プレート３２０に向く第１開口部、及び第３プレート３３０に向く第２開口部で取り囲まれた領域を「キャビティ（ｃａｖｉｔｙ）」ということができる。

第１プレート３１０は第１及び第２液体３５０，３４０を収容する構造物である。第２プレート３２０及び第３プレート３３０は、光が通過する領域を含んでいるため、透光性材料からなり、例えば、プラスチック又はガラス（ｇｌａｓｓ）で構成され得る。工程の便宜上、第２プレート３２０及び第３プレート３３０は同一の材料で形成され得る。

また、第１プレート３１０は、光が透過し易い透明な材質だけでなく、光が透過し難くなるように不純物を含有してもよい。

第２プレート３２０は、カメラモジュールにおいて上部の第１レンズ部から入射する光が上記キャビティの内部に進行する際に入射する構成であり、第３プレート３３０は、上述したキャビティを通過した光が下部の第２レンズ部に進行する際に通過する構成である。

上述したキャビティには異なる性質の第１液体３５０及び第２液体３４０を満たすことができ、第１液体３５０と第２液体３４０との間には界面が形成され得る。第１液体３５０と第２液体３４０とがなす界面は、屈曲、傾斜度などが変わり得る。

すなわち、電気で第１及び第２液体３５０，３４０の表面張力を変化させると、固体レンズを動かして（レンズ間距離を調整して）焦点距離を調整することに比べてカメラ装置の大きさをより小さくできるだけでなく、レンズをモーターなどを用いて機械的に動かすことに比べて電力消耗がより小さい。

第１液体３５０はオイル（ｏｉｌ）でよく、例えばフェニル（ｐｈｅｎｙｌ）系のシリコンオイルであり得る。

第２液体３４０は、例えば、エチレングリコール（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ）と臭化ナトリウム（ＮａＢｒ）を混合して形成することができる。

第１液体３５０及び第２液体３４０には殺菌剤及び酸化防止剤の少なくとも一つがそれぞれ含まれ得る。酸化防止剤は、フェノール系酸化防止剤又はリン（Ｐ）系酸化防止剤であり得る。そして、殺菌剤は、アルコール系、アルデヒド系及びフェノール系のいずれか一つの殺菌剤であり得る。

第１電極３５５は、第１プレート３１０の上部面の一部領域に配置され、第２液体３５０と直接に接触し得る。第２電極３４５は第１電極３５５と離隔して配置され、第１プレート３１０の上部面、側面及び下部面に配置され得る。

第１プレート３１０の側面又は絶縁層３６０の側面は、キャビティの傾斜面又は側壁をなし得る。第１電極３５５と液体（第１液体３５０又は第２液体３４０）との間には絶縁層３６０が配置され得る。

第１電極３５５及び第２電極３４５は、第１液体３５０と第２液体３４０との境界面を制御するために、外部の回路基板から受信される電気信号を印加することができる。

第１電極３５５及び第２電極３４５は、導電性材料で構成でき、例えば、金属で構成でき、詳しくはクロム（Ｃｒ）を含むことができる。クロミウム（ｃｈｒｏｍｉｕｍ）又はクロム（Ｃｈｒｏｍ）は銀色の光沢がある堅い遷移金属であり、壊れやすく、よく変色されず、融点が高い。

そして、クロムを含む合金は、腐食に強くて堅いため、他の金属と合金した形態で使用することができ、特に、クロム（Ｃｒ）は腐食及び変色が少ないため、キャビティを満たす導電性液体にも強いという特徴がある。

絶縁層３６０は、キャビティの底面において第３プレート３３０の上部面と、キャビティの側壁をなす第２電極３４５と、第１プレート３１０の上部面において第１電極３５５の一部と第１プレート３１０及び第２電極３４５を覆って配置され得る。絶縁層３６０は、例えばパリレンＣ（ｐａｒｙｌｅｎｅ Ｃ）コーティング剤で構成することができ、白色染料をさらに含んでもよい。白色染料は、キャビティの側壁ｉをなす絶縁層３６０で光が反射される頻度を増加させることができる。

図示のように、第２液体３４０は絶縁層３６０を挟んで第３プレート３３０上に配置され、第１液体３５０は第１電極３５５と直接面接することができる。

第１開口部の断面の大きさが第２開口部の断面の大きさよりも大きくてよい。ここで、第１及び第２開口部の大きさは、開口部の断面が円形であれば半径を意味し、正方形であれば一辺の長さを意味できる。

第２プレート３２０と第３プレート３３０の縁部は円形又は矩形などの各形状であり得るが、必ずしもこれに限定しない。

第１電極３５５は、第２プレート３２０の周縁の少なくとも一領域から露出され、第２電極３４５は第３プレート３３０の周縁の少なくとも一領域から露出され得る。

そして、第１プレート３１０の上又は下に配置される連結基板を含むことができる。連結基板は、１つ又は２つ以上の連結基板を含むことができる。例えば、第１連結基板３５６は第１電極３５５の上部に配置され、第２連結基板３４６は第２電極３４５の下部に配置され得る。

第２プレート３２０の外側領域において第１電極３５５上には第１連結基板３５６が配置され、第３プレート３３０の外側領域において第２電極３４５上には第２連結基板３４６が配置され得る。

連結基板は１つ又は２つ以上の連結基板を含むことができる。連結基板の一部は液体レンズ３００の電極と連結され、連結基板の一部はイメージセンサーが配置されるセンサー基板と電気的及び／又は物理的に連結され得る。連結基板は液体レンズの電極と伝導性エポキシで接着されてもよく、センサー基板とソルダリングして接着されてもよい。具体的に、連結基板は１つ又は２つ以上の連結端子を含むことができ、連結端子は液体レンズの電極又はセンサー基板の電極と連結され得る。

図示してはいないが、第１電極３５５と第１連結基板３５６との間にも伝導性エポキシが配置され、第２電極３４５と第２連結基板３４６との間にも伝導性エポキシが配置され得る。第１連結基板又は第２連結基板は伝導性エポキシによって第１電極又は第２電極と電気的及び／又は物理的に連結され得る。

第１及び第２電極３５５，３４５は第１及び第２連結基板３５６，３４６と電気的に連結され、後述する第１及び第２連結基板２２０，２４０は上述の連結基板３５６，３４６とそれぞれ同一の構成であり得る。また、第１連結基板２２０を液体レンズモジュールの上部電極といえ、第２連結基板２４０を第１基板といえ、後述する連結電極２２６は上部電極の一部であり得る。

図２Ａ～図２Ｅは、液体レンズ、第１及び第２ハウジング、並びに第１及び第２連結基板を示す図である。

図２Ａは第１ハウジング２００の斜視図で、図２Ｂは第１連結基板２２０の斜視図で、図２Ｃは第２連結基板２４０の斜視図で、図２Ｄは液体レンズ３００の斜視図で、図２Ｅは第２ハウジング２６０の斜視図である。

図３は、第１ハウジングに第２連結基板が結合された状態を示す図である。

第１ハウジング２００は中央領域に開口部又は貫通孔（ｔｈｒｏｕｇｈ ｈｏｌｅ）を有し、前記開口部の外周に段差構造を有する。段差構造は下段２０２と上段２０４を含み、上段２０４の外周には側壁２０６が配置され得る。

側壁２０６の一部領域には切開部（ｃｕｔ－ｏｕｔ ｐｏｒｔｉｏｎ）が形成され、切開部では第１連結基板２２０又は第２連結基板２４０の一部が外部に露出され得る。

上述した段差構造の下段２０２では角領域に１つ又は２つ以上（例えば４つ）のオープン領域（ｏｐｅｎ ｒｅｇｉｏｎ）が形成され得る。オープン領域から第１連結基板又は第２連結基板２４０の一部が露出され得る。

第２連結基板２４０は第１ハウジング２００の内部に設けられ、第１連結電極２４２と第２連結電極２４４を含むことができる。第１連結基板又は第２連結基板はインサートモールディング（ｉｎｓｅｒｔ ｍｏｌｄｉｎｇ）されて第１ハウジングの内部に配置され得る。第１連結電極２４２の一部は上述のオープン領域から露出され、第２連結電極２４４は第２連結電極２４２の側面から延びて下方又は上方に配置され得る。

図４は、図３において第１連結基板が結合される過程を示す図である。

第１ハウジング２００の下部に第２連結基板２４０が結合された状態で、第１ハウジング２００の上部に液体レンズ３００が配置され、第１ハウジング２００の上部に第１連結基板２２０が配置され得る。第１連結基板２２０が第１ハウジング２００の上部に配置され、液体レンズ３００が第１ハウジング２００の上部に配置されてもよい。詳細には、第１ハウジング２００の段差構造の上段２０４に液体レンズ３００が配置され得る。

第１連結基板２２０は、ベース部２２２と、液体レンズ３００と連結される連結端子（又は、連結電極）２２６と、ベース部２２２の端部から延びて配置される延長部２２４と、延長部２２４の先端部に配置され、センサー基板と連結される複数個の連結端子２２８とを含んでなり得る。ベース部２２２と延長部２２４は絶縁性材料で構成され、連結端子２２６は導電性材料で構成され得る。

ベース部２２２は、矩形の枠状の閉曲線又は一部が切れた形態の開曲線の形態で配置され、連結電極（又は、連結電極）２２６は前記矩形の頂角領域で上部に露出され得る。ベース部２２２の枠状の中心には貫通孔又は開口部が形成され得る。

延長部２２４は後述するように、第１ハウジング２００の切開部から第１ハウジング２００の外側に延びて露出されてから下方又は上方に曲がり得る。センサー基板と連結される連結電極２２８は、液体レンズの電極と連結される連結電極２２６と電気的に連結され得る。

第１連結基板２２０と第２連結基板２４０は、例えば軟性回路基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）であり得る。

図５は、図４において液体レンズが結合される過程を示す図である。

第１ハウジング２００に第２連結基板２４０が結合された状態で、液体レンズ３００と第１連結基板２２０を第１ハウジング２００の上部に配置することができる。このとき、液体レンズ３００を第１連結基板２２０より先に配置してもよく、第１連結基板２２０を液体レンズ３００より先に配置してもよい。液体レンズ３００が第１連結基板２２０の中央の開口部又は貫通孔に配置され得る。

このとき、‘Ａ’で表示された領域では第１連結基板２２０の連結電極２２６が露出され得る。

そして、第１ハウジング２００の開口部及び第１連結基板２２０の開口部は、液体レンズ３００と対向して配置され得る。

図６は、液体レンズと第１連結基板とのワイヤーボンディングを示す図である。

第１ハウジング２００の下部に配置された第２連結基板２４０の一部分が第１ハウジング２００の一側面に露出され、第１ハウジング２００の上部に配置された第１連結基板２２０の一部分も第１ハウジング２００の同側面に露出されていることを示しているが、反対方向（例えば、対面する側面方向）に露出されてもよい。第１連結基板２２０の中央の開口部に挿入された液体レンズ３００が配置されてもよい。

液体レンズ３００の下部面の第２連結基板３４６は下部の第２連結基板２４０と電気的に連結され得る。そして、液体レンズ３００の上部面の第２プレート３２０の周縁に配置された第１連結基板３５６は、第１連結基板２２０のベース部２２２の角部の連結電極２２６と電気的に連結されるが、例えばワイヤー２５０をボンディングして連結することができる。

図７は、図６において第２ハウジングが結合される過程を示す図である。

第１ハウジング２００の上部と下部にそれぞれ第１及び第２連結基板２２０，２４０が配置され、第１連結基板２２０の開口部に液体レンズ３００が挿入され、ワイヤー２５０によって液体レンズ３００が第１連結基板２２０に電気的に連結された状態で、液体レンズ３００の上部に第２ハウジング２６０が配置され得る。

このとき、第１ハウジング２００の側壁２０６に第２ハウジング２６０が挿入されて固定され得る。すなわち、第２ハウジング２６０はカバーとして働くことができる。

そして、第２ハウジングの中央領域に開口部が形成されるが、該開口部は液体レンズ３００のキャビティと対向して配置され得る。

図３～図７の工程によって液体レンズモジュールを製造することができる。

さらにいうと、図３に示すように、第１ハウジングの下部に下部電極を配置（例えば、インサートモールディング（ｉｎｓｅｒｔ ｍｏｌｄｉｎｇ））する。そして、図４に示すように、第１ハウジングの上部に上部電極を含む軟性の第１基板を結合する。そして、図５に示すように、下部電極と第１基板との間に液体レンズを配置し、液体レンズの第２電極を下部電極と連結することができる。この時、液体レンズは下部電極と伝導性エポキシなどの接着剤で連結され得る。そのために、図３でオープン領域（ｏｐｅｎ ｒｅｇｉｏｎ）内に接着剤を塗布することができる。そして、図６に示すように、第１電極をワイヤーボンディングなどの方法で第１基板と連結することができる。そして、図７に示すように、液体レンズ上に第２ハウジングを配置することができる。液体レンズモジュールを製造するとき、上述した段階の少なくとも一部を組み合わせて製造することができ、上述した段階の順序を変えてもよい。

図８は、図７において第１及び第２レンズ部が結合される過程を示す図である。

第１ハウジング２００の中央領域の開口部（図示せず）と第２ハウジング２６０の中央領域の開口部にそれぞれ第２レンズ部４００と第１レンズ部１００が挿入して配置され得る。ここで、第１レンズ部１００及び第２レンズ部４００はそれぞれ、複数個のレンズから構成され得る。

図８に示すように、液体レンズモジュールの第２ハウジング２６０上の第２ホールに第１レンズ部１００を挿入し、第１ハウジング２００上の第１ホールに第２レンズ部２００を簡単に結合させることができる。

第１及び第２レンズ部１００，４００を液体レンズ３００と区別するために、第１及び第２固体レンズ部、又は第１及び第２光学レンズ部と呼んでもよく、ガラス系又はプラスチック系の材料で構成することができる。

このとき、液体レンズ３００のキャビティの上述した上部面の第１開口部の大きさは、第１レンズ部１００の有効領域の大きさよりも大きくてよい。そして、液体レンズ３００のキャビティの上述した下部面の第２開口部の大きさは、第２レンズ部４００の有効領域の大きさよりも大きくてよい。

ここで、‘有効領域’とは、レンズの第１面又は第２面が球面であるか非球面であるとき、球面又は非球面領域を意味し、光が進行し得る経路である。

上述した構造は、第１レンズ部から入射する光が全て液体レンズ３００のキャビティに進行でき、第２レンズ部の有効領域全体に、液体レンズ３００から下部に進行する光が入射し得る。

図示してはいないが、第１ハウジング２００は、下面から下方に突出部が配置され得る。突出部は、後述するカメラモジュールにおいて、下部のセンサー基板又は回路基板８００などから液体レンズモジュールが一定ギャップ（ｇａｐ）を保つようにするスぺーサ（ｓｐａｃｅｒ）の機能を有し得る。

図９は、図１の液体レンズが設けられたカメラモジュールの斜視図であり、図１０は、図９の側面図である。

カメラモジュールは、共通端子と複数の個別端子との間に印加される駆動電圧に対応して焦点距離が調整される液体レンズ部が含まれた複数のレンズを含むレンズアセンブリー１０００と、液体レンズに駆動電圧を供給するための制御回路２０００とを含むことができる。

制御回路２０００の構成は、撮像装置に要求される仕様に応じて個別に設計され得る。特に、レンズアセンブリー１０００に印加される動作電圧の大きさを減らすために、制御回路２０００を一つのチップ（ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ）にしてもよい。これによって、携帯機器に搭載されるカメラ装置の大きさをさらに減らすことができる。

レンズアセンブリー１０００は、上述した第１及び第２ハウジング２００，２６０、第１及び第２連結基板２２０，２４０、液体レンズ３００、並びに第１及び第２レンズ部１００，４００が結合された構造物の上部面と側面をカバー６００で取り囲んで配置され得る。

カバー６００の上部面には開口部が形成され、該開口部から第１レンズ部１００が露出され、外部から光が当該開口部に入射し得る。このとき、カバー６００の上部面に形成された開口部は、上述した第２ハウジングの開口部とも対向し得る。

図示のレンズアセンブリー１０００の構造は一例に過ぎず、カメラ装置に要求される仕様に従ってレンズアセンブリー１０００の構造を変えることができる。

第１レンズ部１００はレンズアセンブリー１０００の前方に配置され、レンズアセンブリー１０００の外部から光が入射する領域であり得、第１レンズ部１００をなす複数のレンズが中心軸を基準に整列して光学系を形成してもよい。ここで、中心軸は光学系の光軸（Ｏｐｔｉｃａｌ ａｘｉｓ）と同一であり得る。

第１レンズ部１００の前面には露出レンズ（図示せず）が設けられ、露出レンズの前方にはカバーガラス（ｃｏｖｅｒ ｇｌａｓｓ）が配置され得る。露出レンズはカバー６００の外部に突出して外部に露出されるため、表面が損傷することがある。

仮に、レンズの表面が損傷すると、カメラモジュールで撮影するイメージの画質が低下することがある。したがって、露出レンズの表面損傷を防止、抑制するために、カバーガラスを配置させたり、コーティング層を形成したり、又は露出レンズを表面損傷を防止するための耐摩耗性材質で構成する方法などを適用することができる。

カバー６００と該カバー６００の内部に設けられた構造物は、ベース７００上に配置され得る。第２レンズ部４００の下部には受光素子（図示せず）を配置することができ、受光素子は、例えばイメージセンサーであり得る。

図示のように、カバー６００の一つの側面の一部領域が除去されたオープン領域が形成され、該オープン領域から第１連結基板と第２連結基板が外部に延びて露出され得る。詳細には、外部に延びて露出される第１電極は延長部２２４及びパッド２２８であり、外部に延びて露出される第２電極は第２連結電極２４４であり得る。

第１連結基板２２０の連結電極２２８及び第２連結基板２４０の第２連結電極２４４はそれぞれ、下部の回路基板８００のパッド８１０と電気的に連結され得る。

上述した外部に延びて露出される第１電極である延長部２２４及びパッド２２８と、外部に延びて露出される第２電極である第２連結電極２４４は、図５で説明した通り、第１ハウジング２００の一つの側面から外部に突出し、下の方向に配置され得る。

第１及び第２連結基板が、レンズアセンブリー１０００においてカバー６００が除去された一つの側面に共に設けられるとき、回路基板８００のパッド８１０と接触する領域が互いに隣接して配置され得る。

実施例による液体レンズとこれを含むカメラモジュールは、電気で第１及び第２液体の表面張力を変化させるので、カメラモジュールの大きさを小さくでき、電気でＡＦ又はＯＩＳを行うので、機械的にレンズを動かすことに比べて電力消耗が小さい。

そして、液体レンズが第１ハウジングと第２ハウジングとの間に挿入されて堅固に固定され、液体レンズの第２電極が下部の第２連結電極と面接触し、第１電極は上部の第１連結電極とワイヤーボンディングして電気的に連結され得る。

第１及び第２ハウジングによって液体レンズを正確な位置に固定させることができ、第１及び第２ハウジングの開口部によって第１及び第２レンズ部も正確な位置に固定させ、液体レンズと第１及び第２レンズ部の光軸を正確にアライン（ａｌｉｇｎ）することができる。

液体レンズモジュールは上述した第１及び第２レンズ部と結合され、ホルダー内に挿入されてカメラモジュール内に配置され得る。カメラモジュールにおいて、液体レンズモジュールの下部にはイメージセンサーなどの受光素子が配置され得る。受光素子は回路基板と共にセンサー基板内に設けられ得る。イメージセンサーの単位ピクセルの横及び／又は縦の長さは、例えば２μｍ（マイクロメートル）以下であり得る。

上述した液体レンズモジュールが含まれたカメラモジュールは、デジタルカメラ、スマートフォン、ノートパソコン又はタブレット（ｔａｂｌｅｔ）ＰＣなどの様々なデジタル機器（ｄｉｇｉｔａｌ ｄｅｖｉｃｅ）に内蔵され得る。特に、モバイル機器に内蔵されて高性能、超薄型のズームレンズを実現することができる。

例えば、上述した液体レンズ、第１及び第２レンズ部、フィルター、及び受光素子を含むカメラモジュールにおいて外部から入射したイメージを電気的信号に変換するデジタル機器は、電気的な信号によって色が変わる複数個のピクセルからなるディスプレイモジュールを含むことができ、ここで、ディスプレイモジュール及びカメラモジュールは制御部で制御することができる。

以上では実施例を中心に説明したが、これは単に例示に過ぎず、本発明を限定するためのものではない。本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、本実施例の本質的な特性を外れない範囲で以上に例示していない様々な変形及び応用が可能であることが理解できよう。例えば、実施例に具体的に示した各構成要素は変形して実施できるものである。そして、かかる変形と応用に関係する差異点は、添付する特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものとして解釈すべきであろう。

実施例による液体レンズモジュールとこれを含むカメラモジュールは、モバイル機器などに用いることができる。

Claims (18)

1. 第２レンズ部が結合されるように第１ホールを有する第１ハウジングと、
   前記第１ハウジングに結合される下部連結基板と、
   前記下部連結基板上に配置され、前記第１ハウジングと結合される上部連結基板と、
   前記下部連結基板と前記上部連結基板との間に配置され、前記下部連結基板及び前記上部連結基板と電気的に連結される液体レンズと、を含み、
   前記上部連結基板は前記液体レンズの大きさよりも大きい開口を有し、前記開口は前記第１ホールと光軸方向に対応する位置に配置され、
   前記液体レンズは、
   伝導性の第１液体及び非伝導性の第２液体を収容するキャビティが配置された第１プレートと、
   前記第１プレートの上部に配置される第１電極と、
   前記第１プレートの下部に配置される第２電極と、を含み、
   前記上部連結基板は前記第１電極と電気的に連結され、前記下部連結基板は前記第２電極と電気的に連結される、液体レンズモジュール。
2. 前記液体レンズは、
   前記第１電極の上部に配置される第２プレートと、
   前記第２電極の下部に配置される第３プレートとをさらに含む、請求項１に記載の液体レンズモジュール。
3. 前記上部連結基板と前記第１電極とがワイヤーでボンディングされた、請求項１又は２に記載の液体レンズモジュール。
4. 前記液体レンズの上部に配置され、前記第１ハウジングと結合し、前記第１ホールと光軸方向に対応する位置に第１レンズ部が結合されるように配置される第２ホールを有する第２ハウジングをさらに含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の液体レンズモジュール。
5. 前記第２ハウジングの前記第２ホールは前記液体レンズの前記キャビティと対向し、前記第１ハウジングの前記第１ホールは前記液体レンズの前記キャビティと対向する、請求項４に記載の液体レンズモジュール。
6. 前記液体レンズは前記上部連結基板及び前記下部連結基板と伝導性エポキシで電気的に連結される、請求項１～５のいずれか一項に記載の液体レンズモジュール。
7. 前記上部連結基板は、前記第１ハウジングの角領域に配置される、請求項１～６のいずれか一項に記載の液体レンズモジュール。
8. 第２レンズ部と、
   前記第２レンズ部が配置される第１ホールを有する第１ハウジングと、
   前記第１ハウジングに結合される下部連結基板と、
   前記下部連結基板の上部に配置され、前記第１ハウジングに配置される上部連結基板と、
   前記下部連結基板の中央の開口部と前記上部連結基板の中央の開口部との間に配置され、前記下部連結基板及び前記上部連結基板と電気的に連結される液体レンズと、
   イメージセンサーが配置され、前記下部連結基板及び前記上部連結基板と電気的に連結される回路基板と、を含み、
   前記液体レンズは、伝導性の第１液体及び非伝導性の第２液体を収容するキャビティが配置された第１プレートを含み、
   前記上部連結基板は光軸方向に平行な方向に前記第１プレートと重畳しない、カメラモジュール。
9. 前記液体レンズの下部に配置される受光素子を含む、請求項８に記載のカメラモジュール。
10. 前記液体レンズの上部に配置され、前記第１ハウジングと結合し、前記第１ホールと前記光軸方向に対応する位置に第１レンズ部が結合されるように配置される第２ホールを有する第２ハウジングをさらに含み、
    前記第２ハウジングの前記第２ホールは前記液体レンズのキャビティと対向し、
    前記第１レンズ部は、前記第２ハウジングの開口部に挿入される、請求項８～９のいずれか一項に記載のカメラモジュール。
11. 前記第１レンズ部は、前記液体レンズに隣接する第１レンズを含み、
    前記液体レンズに含まれた伝導性の第１液体及び非伝導性の第２液体を収容するキャビティの上部面の開口部の大きさは、前記第１レンズの大きさよりも小さく、前記液体レンズの大きさは、前記第１レンズの大きさよりも大きい、請求項１０に記載のカメラモジュール。
12. 前記第２ハウジングの前記開口部に挿入されて配置される第２レンズ部をさらに含み、
    前記第２レンズ部は、前記液体レンズに隣接する第２レンズを含み、
    前記液体レンズに含まれた伝導性の第１液体及び非伝導性の第２液体を収容するキャビティの下部面の開口部の大きさは、前記第２レンズの有効領域の大きさよりも大きい、請求項１０又は１１に記載のカメラモジュール。
13. 前記上部連結基板は軟性回路基板であり、
    前記軟性回路基板の一部分は、前記第１ハウジングの外側に延びて下部領域に曲がり、
    前記下部連結基板は、伝導性金属材質のメタルプレートである、請求項１０～１２のいずれか一項に記載のカメラモジュール。
14. 前記第１ハウジング、前記液体レンズ及び前記第２ハウジングを取り囲むカバーをさらに含み、
    前記カバーは、上部面に前記第２ハウジングの開口部と対向する開口部が配置され、
    前記カバーは、側面に前記下部又は上部連結基板が外部に延びるオープン領域が配置された、請求項１０～１２のいずれかに記載のカメラモジュール。
15. 前記上部連結基板及び前記下部連結基板は、前記第１ハウジングの外部に延びて配置される、請求項１４に記載のカメラモジュール。
16. 前記下部連結基板は、前記第１ハウジング内にインサートモールディングして配置される、請求項８～１５のいずれかに記載のカメラモジュール。
17. 請求項１～１６のいずれかに記載のカメラモジュールを含む光学機器。
18. 第１ハウジングの下部に下部電極を配置する段階と、
    前記第１ハウジングの上部に上部連結基板を含む軟性の第１基板を結合する段階と、
    前記下部電極と第１基板との間に、第１及び第２電極を含む液体レンズを配置する段階と、
    前記第２電極を前記下部電極と連結し、前記第１電極を前記上部連結基板と連結する段階と、
    前記液体レンズ上に第２ハウジングを配置する段階とを含む液体レンズモジュールの製造方法であって、
    前記液体レンズは、
    伝導性の第１液体及び非伝導性の第２液体を収容するキャビティが配置された第１プレートと、
    前記第１プレートの上部に配置される第１電極と、
    前記第１プレートの下部に配置される第２電極と、を含み、
    前記上部連結基板は前記第１電極と電気的に連結される、製造方法。

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