可変焦点ミラー及びこれを応用するカメラモジュール
【課題】本発明は、可変焦点ミラー及びこれを応用したカメラモジュールに関し、
特に、電磁力駆動機やステップモータなどを使用してレンズ群の位置を調整する代わりに、可変焦点ミラーを駆動させることによって、焦点を合わせる機能や光学ズーム機能を備え、全体システムの体積を顕著に減少させることによって、携帯用端末機などを始め、超小型カメラモジュールを必要とする様々な応用分野に適用させることを課題とする。
【解決手段】前記の課題を解決するために、本発明の可変焦点ミラーは、基板と、外縁が前記基板によって支持されて曲率が変化する薄膜と、前記薄膜に付着されて光を反射し、前記薄膜の曲率の変化に従ってその曲率が変化する反射面とを含む構成によって本発明の課題を実現させる。
特に、電磁力駆動機やステップモータなどを使用してレンズ群の位置を調整する代わりに、可変焦点ミラーを駆動させることによって、焦点を合わせる機能や光学ズーム機能を備え、全体システムの体積を顕著に減少させることによって、携帯用端末機などを始め、超小型カメラモジュールを必要とする様々な応用分野に適用させることを課題とする。
【解決手段】前記の課題を解決するために、本発明の可変焦点ミラーは、基板と、外縁が前記基板によって支持されて曲率が変化する薄膜と、前記薄膜に付着されて光を反射し、前記薄膜の曲率の変化に従ってその曲率が変化する反射面とを含む構成によって本発明の課題を実現させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変焦点ミラー及びこれを応用したカメラモジュールに関し、より詳しくは、特に、電磁力駆動機やステップモータ（ｓｔｅｐｐｉｎｇ ｍｏｔｏｒ）などを使用してレンズ群の位置を調整する代わりに、可変焦点ミラーを駆動させることによって、焦点を合わせる機能や光学ズーム機能を具現し、全体システムの体積（嵩）を顕著に減少させることのできる可変焦点ミラー及びこれを利用するカメラモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、通信技術及びデジタル情報処理技術の発達と共に、情報処理及び演算、通信、画像情報の入・出力など多様な機能が集積された携帯用端末機の技術が新しく脚光を受けている。
【０００３】
デジタルカメラと通信機能が装着されたＰＤＡ（個人用携帯情報端末）、デジタルカメラとＰＤＡ機能が装着された携帯電話機などを例に挙げることができるが、デジタルカメラ技術及び情報貯蔵能力の発達に伴って高度のスペックによるデジタルカメラモジュール（ｄｉｇｉｔａｌ ｃａｍｅｒａ ｍｏｄｕｌｅ）の装着が漸次一般化されている趨勢である。
【０００４】
さらに、当該分野の技術の発展と共に、携帯用端末機などに装着されるデジタルカメラモジュールにメガ−ピクセル（ｍｅｇａ‐ｐｉｘｅｌ）級イメージセンサーが使用されながら、自動焦点及び光学ズームなどの機能の重要性はより一層高くなってきた。このような小型デジタルカメラモジュールにおいて自動焦点及び光学ズーム機能を備える為には、小型で早い起動速度、省電力で大きな変位などに係る性能の要求を充足させる駆動機が必要となる。
【０００５】
特に、光学ズーム機能の向上による必要変位の増加に対応することのできる駆動機が要求されるが、従来のＶＣＭ（ｖｏｉｃｅ ｃｏｉｌ ｍｏｔｏｒ）などの電磁力駆動機の場合、変位を増大させることに限界があり、ズーム機能の為の起動時に持続的に電力を消耗する問題がある。また、ステップモータなど回転運動をする駆動機によってリードスクリュー（ｌｅａｄ ｓｃｒｅｗ）を回転させ可動部を線形的に移動させる場合、複雑なメカニズムとギア部の摩擦や騒音が発生する問題がある。
【０００６】
さらに、前記ＶＣＭ方式及びステップモータを利用する駆動機の場合、複雑な構造によって駆動機の製造コストが高くなると共に小型化にも制限がある。
【０００７】
先ず、図１は、二つのレンズ群を使用した光学ズームと自動焦点機能が適用された従来のカメラモジュールの概念図である。このような機能を発揮させる為に従来の技術では、光軸上でレンズ群の位置を変化させる方法を使用した。ここで、光学ズーム機能が行われるとき、ズームレンズ群２１が所定の位置に移動すれば、自動焦点レンズ群２２は、ズームレンズ群２１の位置によって決定される所定の位置に移動してイメージセンサー２３に画像を結像させることになる。
【０００８】
通常、２群レンズ方式の光学ズームカメラモジュールにおいて、ズームレンズ群は相対的に大きな変位を必要とし、自動焦点レンズ群は早い起動を必要とする。なお、ズーム機能の強化と画質の向上に従って、このような可動部に対する要求条件などはさらに厳しくなっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、前記のような従来技術の有する問題を解決するべく案出された発明であって、可変焦点ミラーをカメラモジュール光学系に適用させることによって超小型光学ズーム機能の具現を可能にする装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、前記可変焦点ミラーを使用して自動焦点機能を果たすカメラモジュールを提供することにある。
【００１１】
本発明の更なる目的は、前記可変焦点ミラーを集積して軽量化及び小型化の可能なカメラモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記のような目的を達成する為に、本発明の可変焦点ミラーは、
基板と、外縁が前記基板によって支持され曲率が変化される薄膜と、前記薄膜に付着されて光を反射し、前記薄膜の曲率の変化に従ってその曲率が変化される反射面とを含んでなる。
【００１３】
本発明において、前記薄膜と反射面は、円形状の板で形成されることが好ましい。
【００１４】
また、本発明において、前記薄膜と反射面は、各部分の曲率変化の程度がその中心に対して非対称であることが好ましい。
【００１５】
本発明において、前記薄膜は、シリコン、シリコン窒化物、シリコン酸化物、誘電体、セラミックス、ポリマー、又は、金属の中から選択される１つ以上の物質によって形成されるのが好ましい。
【００１６】
本発明において、前記反射面は、金属、誘電体、又は金属と誘電体の積層物の中から選択されるいずれか１つによって形成されるのが好ましい。
【００１７】
本発明において、前記薄膜は、その外縁が部分的に基板とブリッジ構造で連結され支持されるのが好ましい。
【００１８】
本発明において、前記薄膜に付着され外部と絶縁された状態で電位が印加される金属体と、及び、前記薄膜の下部に位置する電極とをさらに包含し、前記薄膜は、前記金属体と前記電極との間の電位差による静電力によって曲率が変化されるように構成することが好ましい。
【００１９】
本発明において、前記薄膜に付着される磁性体と、前記薄膜の周辺に形成されるコイルと、前記コイルに電流を印加する電源供給手段とをさらに包含し、前記薄膜は、前記コイルに印加される電流によって生成される磁界内における前記磁性体の運動によって曲率が変化するようにし、さらに、前記コイルに印加される電流により生成される磁界は、前記薄膜の垂直方向に生成されるのがより好ましい。
【００２０】
本発明において、前記薄膜に外部から磁界を供給する磁界供給部と、前記薄膜に付着されるコイルと、及び前記コイルに電流を印加する電源供給手段とをさらに包含し、前記薄膜は、永久磁石により生成される磁界内において前記コイルに電流が印加され発生する静電力によって曲率が変化されることが望ましく、前記磁界供給部は、１つ以上の永久磁石を包含するのがより好ましい。
【００２１】
また、前記磁界供給部は、前記薄膜に対し垂直方向に磁界を供給することが好ましい。
【００２２】
本発明において、前記薄膜に付着される圧電体と、前記圧電体に電圧を印加する電源供給手段をさらに包含し、前記薄膜は、前記圧電体に印加される電圧によって発生する圧電駆動力により曲率が変化されるようにすることが好ましい。
【００２３】
本発明において、熱膨張率が互に異なる二つの熱膨張物質を上下に積層して形成し、前記薄膜に付着される前記二つの熱膨張物質による積層体をさらに包含し、前記薄膜は、前記二つの熱膨張物質の積層体が、前記熱膨張物質の熱膨張にしたがって変形することによって、曲率が変化されるようにすることが好ましい。
【００２４】
また、前記二つの熱膨張物質の積層体は、前記薄膜の上にその中心に対して対称をなすように付着されることが好ましい。
【００２５】
本発明において、前記薄膜及び反射面は、曲率を変化させる力が印加されない初期状態の形状が平坦状または初期偏位のある形状でなることが望ましい。
【００２６】
本発明の可変焦点ミラーは、カメラモジュールに利用され、前記カメラモジュールは、前記可変焦点ミラーの薄膜及び反射面の曲率が変化することによってズーム機能の調整又は焦点の調整機能を果たすことになる。
【００２７】
上記目的を達成するために、本発明は、例えば、以下の手段を提供する。
（項目１）
基板と、
外縁が前記基板によって支持されて曲率が変化される薄膜と、
前記薄膜に付着されて光を反射し、前記薄膜の曲率の変化に従ってその曲率が変化する反射面とを含んでなる可変焦点ミラー。
（項目２）
前記薄膜と反射面は、円形状の板で形成されることを特徴とする項目１に記載の可変焦点ミラー。
（項目３）
前記薄膜と反射面は、各部分の曲率変化の程度がその中心に対して非対称であることを特徴とする項目１に記載の可変焦点ミラー。
（項目４）
前記薄膜は、シリコン、シリコン窒化物、シリコン酸化物、誘電体、セラミックス、ポリマー、又は、金属の中から選択される１つ以上の物質によって形成されることを特徴とする項目１に記載の可変焦点ミラー。
（項目５）
前記反射面は、金属、誘電体、又は、金属と誘電体の積層物の中から選択されるいずれか１つによって形成されることを特徴とする項目１に記載の可変焦点ミラー。
（項目６）
前記薄膜は、その外縁が部分的に基板とブリッジ構造で連結され支持されることを特徴とする項目１に記載の可変焦点ミラー。
（項目７）
前記薄膜に付着され外部と絶縁された状態で電位が印加される金属体と、及び、前記薄膜の下部に位置する電極とをさらに包含し、
前記薄膜は、前記金属体と前記電極との間の電位差による静電力によって曲率が変化することを特徴とする項目１に記載の可変焦点ミラー。
（項目８）
前記薄膜に付着される磁性体と、前記薄膜の周辺に形成されるコイルと、及び、前記コイルに電流を印加する電源供給手段とをさらに包含し、
前記薄膜は、前記コイルに印加される電流によって生成される磁界内における前記磁性体の運動によって曲率が変化することを特徴とする項目１に記載の可変焦点ミラー。
（項目９）
前記コイルに印加される電流により生成される磁界は、前記薄膜の垂直方向に生成されることを特徴とする項目８に記載の可変焦点ミラー。
（項目１０）
前記薄膜に外部から磁界を供給する磁界供給部と、前記薄膜に付着されるコイルと、及び、前記コイルに電流を印加する電源供給手段とをさらに包含し、
前記薄膜は、永久磁石により生成される磁界内で前記コイルに電流が印加され発生する静電力によって、曲率が変化することを特徴とする項目１に記載の可変焦点ミラー。
（項目１１）
前記磁界供給部は、１つ以上の永久磁石を包含してなることを特徴とする項目１０に記載の可変焦点ミラー。
（項目１２）
前記磁界供給部は、前記薄膜に対し垂直方向に磁界を供給することを特徴とする項目１０に記載の可変焦点ミラー。
（項目１３）
前記薄膜に付着される圧電体と、及び、前記圧電体に電圧を印加する電源供給手段とをさらに包含し、
前記薄膜は、前記圧電体に印加される電圧によって発生する圧電駆動力により曲率が変化することを特徴とする項目１に記載の可変焦点ミラー。
（項目１４）
熱膨張率が互に異なる二つの熱膨張物質を上下に積層して形成し、
前記薄膜に付着される前記二つの熱膨張物質による積層体をさらに包含し、
前記薄膜は、前記二つの熱膨張物質による積層体が、前記熱膨張物質の熱膨張にしたがって変形することにより、曲率が変化することを特徴とする項目１に記載の可変焦点ミラー。
（項目１５）
前記二つの熱膨張物質による積層体は、前記薄膜の上にその中心に対して対称をなすように付着されることを特徴とする項目１４に記載の可変焦点ミラー。
（項目１６）
前記薄膜及び反射面は、曲率を変化させる力が印加されない初期状態の形状が平坦状または初期偏位のある形状でなることを特徴とする項目１に記載の可変焦点ミラー。
（項目１７）
項目１の可変焦点ミラーを備えたカメラモジュール。
（項目１８）
前記可変焦点ミラーの薄膜及び反射面の曲率が変化することによって、ズーム機能の調整、又は、焦点の調整機能を果たすことを特徴とする項目１７に記載のカメラモジュール。
【発明の効果】
【００２８】
前述のように、本発明による可変焦点ミラーを使用するカメラモジュールは、従来のステップモータなど各種アクチュエータを使用する駆動機によって光学ズームや焦点調整機能を備えるカメラモジュールとは異なり、別途のアクチュエータや駆動メカニズム無しに、前記のような機能を果たすことができるため、小型・軽量化に有用に適用される。
【００２９】
特に、最小限の空間を占めながら必要とする各種性能を発揮することができるので、ＰＤＡ、携帯電話機など多様な携帯用機器に有用に適用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の好適な実施形態を添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、下記の各図面の構成要素などに対する符号において、同一の構成要素などに対しては他の図面上に表示する場合にもなるべく同一の符号を与えるようにし、本発明の要旨を混同させると判断される公知の機能や構成に対する必要以上の詳細な説明はこれを省略する。
【００３１】
図２ａ〜図２ｃは、本発明の一実施形態による可変焦点ミラーの概略斜視図である。本実施形態における可変焦点ミラーは、薄膜及び反射面によって構成される。
【００３２】
本実施形態の前記図２ａ〜図２ｃには、前記薄膜と反射面が積層される方法と作動する方法を概略的に表している。
【００３３】
まず、図２ａの前記可変焦点ミラーは、円形の薄膜１の上に反射面２が形成された構造であり、薄膜１及び反射面２の曲率変化によって反射光１２の焦点距離を変化させる。即ち、図２ｂと図２ｃに示すように、前記反射面２の中心部が下方にｄ１又はｄ２程度の変位が発生する場合、反射面２の曲率は、ｒ１又はｒ２のように変化し、これに従って反射光１２の焦点距離が変化することになる。
つまり、前記反射面２の中心部が下方にもっと移動するに従って反射面２の曲率は増加することになり、この曲率の増加量に反比例して焦点距離は短くなる。
【００３４】
又、本発明による可変焦点ミラーは、マイクロマシニング又は微細加工技術によって多様な構造と材質で製造可能であり、静電力による駆動、電磁力による駆動、又は熱駆動、圧電駆動など様々な駆動方式を採用することができる。
【００３５】
図３ａ〜図３ｃは、本発明の一実施形態による静電力によって駆動する可変焦点ミラーの概略断面図である。
【００３６】
本実施形態において、静電力によって駆動する可変焦点ミラーは、薄膜１、反射面２、基板４１、駆動電極４２及び下部基板４３によって構成される。
【００３７】
図３ａ〜図３ｃは、本実施形態において、薄膜１と駆動電極４２との間、または、反射面２と駆動電極４２との間に形成される静電気力によって反射される光の焦点を調整する装置を概略的に表している。つまり、静電力駆動方式を採用した可変焦点ミラーの一形態を表している。
【００３８】
図３ａに示すように、本実施形態の可変焦点ミラーは、薄膜１と反射面２が形成された基板４１と、駆動電極４２が形成された下部基板４３との結合によって構成される。
【００３９】
この薄膜１の材質としては、シリコン、シリコン窒化物、シリコン酸化物などの半導体や誘電体、セラミックス、ポリマー、金属など多様な素材が使用されることができ、反射面２としては、単層又は多層の金属、誘電体、又は金属と誘電体を積層して使用することもできる。
【００４０】
製造工程において、薄膜１と反射面２の応力（ｓｔｒｅｓｓ）を調整することによって反射面２の初期状態を調整することができるが、図３ａのように初期偏位（ｉｎｉｔｉａｌ ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）のない状態で製造するか、図３ｂのように反射面２の中心部に所定の初期偏位（ｄ１）が存在するように製造することもできる。
【００４１】
本実施形態の静電力駆動可変焦点ミラーの場合、反射面２と駆動電極４２との間に電圧を印加して駆動することになるが、金属による反射面２を使用しない場合には、薄膜１に駆動の為の別途の金属膜を形成しなければならない。
【００４２】
本実施形態の静電力駆動可変焦点ミラーでは、反射面２と駆動電極４２との間の電位差が増加するに従って反射面２の中心部が図３ｂと図３ｃのように、下方（駆動電極４２側）に偏位することによって反射面２の曲率が増加することになる。
【００４３】
図４ａ〜図４ｃは、本発明の一実施形態による多様な駆動方法によって駆動する可変焦点ミラーの概略を示す断面図である。
【００４４】
図４ａは、電磁力によって駆動する可変焦点ミラーであり、薄膜１、反射面２、基板４１、コイル４４及び磁性体４５を包含してなる構成を示す。
【００４５】
本実施形態の図４ａを参照すれば、前記薄膜１は基板４１によって支持され、前記薄膜１の上部には磁性体４５が積層されると共に、前記磁性体４５の上部には反射面２が積層される。又、前記基板４１の外側には、コイル４４が設けられる。このような構成において、前記コイル４４に電流が流れるとコイル４４の周辺に磁界が形成されるが、前記磁界の大きさは電流の強度に比例し、前記磁界は前記磁性体４５に作用することによって磁性体を移動させる。この磁性体４５の移動に従って前記磁性体４５の下部に形成された薄膜１が下方に動くと、これに伴って反射面２が動くことにより反射される光の焦点距離が変更されることになる。
【００４６】
図４ｂは、圧電素子によって駆動する可変焦点ミラーであり、薄膜１、反射面２、基板４１、圧電素子４６及び駆動電極４７−１、４７−２を包含して構成される。
【００４７】
本実施形態は、前記薄膜１の上部中央に反射面２が形成され、前記薄膜１の上部の中央に形成された反射面２の領域以外の部分には圧電素子４６が積層される。前記圧電素子４６は、回転軸４０を中心に対称的に配設される。又、前記それぞれの圧電素子４６の上部には、前記圧電素子４６に電荷を提供する１対の駆動電極４７−１、４７−２が配設される。
【００４８】
このような構成によって、前記圧電素子４６に電気的な力が加えられてこれを機械的な力に変形させるか、機械的な力が加えられてこれを電気的な力に変形させることが可能である。
【００４９】
前記圧電素子４６上に形成した駆動電極に電位差を印加するとき発生する圧電素子４６の変形によって、反射面２の曲率を調整することが可能になる。
【００５０】
図４ｃは、熱膨張手段によって駆動する可変焦点ミラーの実施形態を示している。図４ｃは、薄膜１、反射面２、基板４１、熱膨張手段４８−１、４８−２を包含して構成される。
【００５１】
図４ｃによれば、前記薄膜１は、基板４１によって支持され、前記基板４１の上部中央には反射面２が積層される。前記反射面２が積層された部分の両側には熱膨張手段４８−１、４８−２が積層される。前記熱膨張手段４８−１、４８−２は、熱膨張係数の異なる二つの物質が順に積層される。なお、前記熱膨張手段４８−１、４８−２は、回転軸４０を中心にして対称的に配設されるのが好ましい。
【００５２】
前記熱膨張手段４８−１、４８−２は、周囲の温度に従って体積変形を起すようになるが、積層された二つの物質は互に熱膨張係数が異なるため、増大する長さもやはり異なる。従って、熱膨張係数の小さい方に撓むようになる。これによって反射面２の曲率の調整が可能となる。
【００５３】
図５ａ〜図５ｃは、本発明の一実施形態による連結部によって支持される静電力駆動方式の可変焦点ミラーの平面図及び断面図である。
【００５４】
本実施形態においては、先ず、前記薄膜１はブリッジ形態で構成されるのが特徴である。
【００５５】
図５ａのように、前記薄膜１は、単純なシート状ではなくブリッジ形態で構成される。前記薄膜１は中央に円形状に存在し、前記円形薄膜１の上部には円形状の反射面２が設けられ、前記円形薄膜１は、基板と連結部３によって支持される。本実施形態において、図２ａのように薄膜の中央に円形の薄膜１が形成され連結部によってこれを支持する構造になっているが、当業者の必要に従って多様な形態に変更することも可能である。
【００５６】
図５ｂは、図５ａのＡ―Ａ’線の断面図で、連結部３が存在する部分であり、図５ｃは、図５ａのＢ―Ｂ’線の断面図で、連結部３が存在しない部分である。
【００５７】
図６は、本発明の一実施形態による可変焦点ミラーが適用されたカメラモジュールの概念図である。この実施形態のカメラモジュールは、可変焦点ミラー２４、２６、光学系２５、イメージセンサー２３を包含し、前記可変焦点ミラーを使用して入射した光がイメージセンサー２３に焦点が合わされる経路を概略的に示している。
【００５８】
図６を参照して本実施形態を説明する。垂直に装着されたイメージセンサー２３に向けて２回屈折される光経路１３を使用したカメラモジュールにおいては、屈折部に位置した二つの可変焦点ミラー２４、２６によって、それぞれ焦点の調整と光学ズームの機能を果たすようになっている。又、前記二つの可変焦点ミラーの間に位置した光学系２５は、レンズ、反射面、フィルター、機械式シャッター、絞りなどの機能に使用することができる。なお、可変焦点ミラー１（２４）の前端と、可変焦点ミラー２（２６）とイメージセンサー２３の間にも適当な光学系を選択的に装着させることもできる。
【００５９】
前記可変焦点ミラーによる焦点の調整と光学ズームの機能は、従来のレンズ群移動方式を使用するカメラモジュールにも選択的に適用することができると共に、多様な光経路によってモジュールを構成することも可能である。
【００６０】
図７ａ及び図７ｂは、本発明の他の実施形態による可変焦点ミラーを適用したカメラモジュールの断面図である。
【００６１】
図７ａは、前記図６と同様に二つの可変焦点ミラーによって、２回屈折する光経路１３を使用した場合を示している。図示のように、入力端とイメージセンサー２３との間の全ての位置に適当な光学系（２５−１、２５−２、２５−３）を使用することができる。図７ｂは、１回屈折する光経路１４を使用した場合を示している。図示のように、１つの可変焦点ミラー２４によって焦点の調整、又は、光学ズームの機能を果たせるようにし、これに対応される機能（可変焦点ミラーによって焦点調整機能を具現する場合、光学ズームの機能）を別途の光学系２７−１、２７−２によって果たせるようにした場合である。この場合、前記別途の光学系２７−１、２７−２は、ステップモータなどのアクチュエータ運動によってレンズ群を移動させることにより焦点調整、又は、光学ズーム機能を果たすことになる。
【００６２】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。
【００６３】
本発明は、可変焦点ミラー及びこれを応用したカメラモジュールに関し、
特に、電磁力駆動機やステップモータなどを使用してレンズ群の位置を調整する代わりに、可変焦点ミラーを駆動させることによって、焦点を合わせる機能や光学ズーム機能を備え、全体システムの体積を顕著に減少させることによって、携帯用端末機などを始め、超小型カメラモジュールを必要とする様々な応用分野に適用させることを課題とする。
【００６４】
前記の課題を解決するために、本発明の可変焦点ミラーは、基板と、外縁が前記基板によって支持されて曲率が変化する薄膜と、前記薄膜に付着されて光を反射し、前記薄膜の曲率の変化に従ってその曲率が変化する反射面とを含む構成によって本発明の課題を実現させる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】従来の２群レンズ方式の光学ズームカメラモジュールの概念図である。
【図２ａ】本発明の一実施形態による可変焦点ミラーの概略斜視図である。
【図２ｂ】本発明の一実施形態による可変焦点ミラーの概略斜視図である。
【図２ｃ】本発明の一実施形態による可変焦点ミラーの概略斜視図である。
【図３ａ】本発明の一実施形態による静電力によって駆動する可変焦点ミラーの概略断面図である。
【図３ｂ】本発明の一実施形態による静電力によって駆動する可変焦点ミラーの概略断面図である。
【図３ｃ】本発明の一実施形態による静電力によって駆動する可変焦点ミラーの概略断面図である。
【図４ａ】本発明の一実施形態による多様な方法を利用して駆動する可変焦点ミラーの概略断面図である。
【図４ｂ】本発明の一実施形態による多様な方法を利用して駆動する可変焦点ミラーの概略断面図である。
【図４ｃ】本発明の一実施形態による多様な方法を利用して駆動する可変焦点ミラーの概略断面図である。
【図５ａ】本発明の一実施形態による連結部によって支持される静電力によって駆動する可変焦点ミラーの概略平面図及び断面図である。
【図５ｂ】本発明の一実施形態による連結部によって支持される静電力によって駆動する可変焦点ミラーの概略平面図及び断面図である。
【図５ｃ】本発明の一実施形態による連結部によって支持される静電力によって駆動する可変焦点ミラーの概略平面図及び断面図である。
【図６】本発明の一実施形態による可変焦点ミラーが適用されたカメラモジュールの概念図である。
【図７ａ】本発明の他の実施形態による可変焦点ミラーを適用したカメラモジュールの概略断面図である。
【図７ｂ】本発明の他の実施形態による可変焦点ミラーを適用したカメラモジュールの概略断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１；薄膜
２；反射面
１１；入射光
１２；反射光
４０；回転軸
４１；基板
４２；駆動電極
４３；下部基板
４５；磁性体
４６；圧電素子
４７−１、４７−２；駆動電極
４８−１、４８−２；熱膨張手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変焦点ミラー及びこれを応用したカメラモジュールに関し、より詳しくは、特に、電磁力駆動機やステップモータ（ｓｔｅｐｐｉｎｇ ｍｏｔｏｒ）などを使用してレンズ群の位置を調整する代わりに、可変焦点ミラーを駆動させることによって、焦点を合わせる機能や光学ズーム機能を具現し、全体システムの体積（嵩）を顕著に減少させることのできる可変焦点ミラー及びこれを利用するカメラモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、通信技術及びデジタル情報処理技術の発達と共に、情報処理及び演算、通信、画像情報の入・出力など多様な機能が集積された携帯用端末機の技術が新しく脚光を受けている。
【０００３】
デジタルカメラと通信機能が装着されたＰＤＡ（個人用携帯情報端末）、デジタルカメラとＰＤＡ機能が装着された携帯電話機などを例に挙げることができるが、デジタルカメラ技術及び情報貯蔵能力の発達に伴って高度のスペックによるデジタルカメラモジュール（ｄｉｇｉｔａｌ ｃａｍｅｒａ ｍｏｄｕｌｅ）の装着が漸次一般化されている趨勢である。
【０００４】
さらに、当該分野の技術の発展と共に、携帯用端末機などに装着されるデジタルカメラモジュールにメガ−ピクセル（ｍｅｇａ‐ｐｉｘｅｌ）級イメージセンサーが使用されながら、自動焦点及び光学ズームなどの機能の重要性はより一層高くなってきた。このような小型デジタルカメラモジュールにおいて自動焦点及び光学ズーム機能を備える為には、小型で早い起動速度、省電力で大きな変位などに係る性能の要求を充足させる駆動機が必要となる。
【０００５】
特に、光学ズーム機能の向上による必要変位の増加に対応することのできる駆動機が要求されるが、従来のＶＣＭ（ｖｏｉｃｅ ｃｏｉｌ ｍｏｔｏｒ）などの電磁力駆動機の場合、変位を増大させることに限界があり、ズーム機能の為の起動時に持続的に電力を消耗する問題がある。また、ステップモータなど回転運動をする駆動機によってリードスクリュー（ｌｅａｄ ｓｃｒｅｗ）を回転させ可動部を線形的に移動させる場合、複雑なメカニズムとギア部の摩擦や騒音が発生する問題がある。
【０００６】
さらに、前記ＶＣＭ方式及びステップモータを利用する駆動機の場合、複雑な構造によって駆動機の製造コストが高くなると共に小型化にも制限がある。
【０００７】
先ず、図１は、二つのレンズ群を使用した光学ズームと自動焦点機能が適用された従来のカメラモジュールの概念図である。このような機能を発揮させる為に従来の技術では、光軸上でレンズ群の位置を変化させる方法を使用した。ここで、光学ズーム機能が行われるとき、ズームレンズ群２１が所定の位置に移動すれば、自動焦点レンズ群２２は、ズームレンズ群２１の位置によって決定される所定の位置に移動してイメージセンサー２３に画像を結像させることになる。
【０００８】
通常、２群レンズ方式の光学ズームカメラモジュールにおいて、ズームレンズ群は相対的に大きな変位を必要とし、自動焦点レンズ群は早い起動を必要とする。なお、ズーム機能の強化と画質の向上に従って、このような可動部に対する要求条件などはさらに厳しくなっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、前記のような従来技術の有する問題を解決するべく案出された発明であって、可変焦点ミラーをカメラモジュール光学系に適用させることによって超小型光学ズーム機能の具現を可能にする装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、前記可変焦点ミラーを使用して自動焦点機能を果たすカメラモジュールを提供することにある。
【００１１】
本発明の更なる目的は、前記可変焦点ミラーを集積して軽量化及び小型化の可能なカメラモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記のような目的を達成する為に、本発明の可変焦点ミラーは、
基板と、外縁が前記基板によって支持され曲率が変化される薄膜と、前記薄膜に付着されて光を反射し、前記薄膜の曲率の変化に従ってその曲率が変化される反射面とを含んでなる。
【００１３】
本発明において、前記薄膜と反射面は、円形状の板で形成されることが好ましい。
【００１４】
また、本発明において、前記薄膜と反射面は、各部分の曲率変化の程度がその中心に対して非対称であることが好ましい。
【００１５】
本発明において、前記薄膜は、シリコン、シリコン窒化物、シリコン酸化物、誘電体、セラミックス、ポリマー、又は、金属の中から選択される１つ以上の物質によって形成されるのが好ましい。
【００１６】
本発明において、前記反射面は、金属、誘電体、又は金属と誘電体の積層物の中から選択されるいずれか１つによって形成されるのが好ましい。
【００１７】
本発明において、前記薄膜は、その外縁が部分的に基板とブリッジ構造で連結され支持されるのが好ましい。
【００１８】
本発明において、前記薄膜に付着され外部と絶縁された状態で電位が印加される金属体と、及び、前記薄膜の下部に位置する電極とをさらに包含し、前記薄膜は、前記金属体と前記電極との間の電位差による静電力によって曲率が変化されるように構成することが好ましい。
【００１９】
本発明において、前記薄膜に付着される磁性体と、前記薄膜の周辺に形成されるコイルと、前記コイルに電流を印加する電源供給手段とをさらに包含し、前記薄膜は、前記コイルに印加される電流によって生成される磁界内における前記磁性体の運動によって曲率が変化するようにし、さらに、前記コイルに印加される電流により生成される磁界は、前記薄膜の垂直方向に生成されるのがより好ましい。
【００２０】
本発明において、前記薄膜に外部から磁界を供給する磁界供給部と、前記薄膜に付着されるコイルと、及び前記コイルに電流を印加する電源供給手段とをさらに包含し、前記薄膜は、永久磁石により生成される磁界内において前記コイルに電流が印加され発生する静電力によって曲率が変化されることが望ましく、前記磁界供給部は、１つ以上の永久磁石を包含するのがより好ましい。
【００２１】
また、前記磁界供給部は、前記薄膜に対し垂直方向に磁界を供給することが好ましい。
【００２２】
本発明において、前記薄膜に付着される圧電体と、前記圧電体に電圧を印加する電源供給手段をさらに包含し、前記薄膜は、前記圧電体に印加される電圧によって発生する圧電駆動力により曲率が変化されるようにすることが好ましい。
【００２３】
本発明において、熱膨張率が互に異なる二つの熱膨張物質を上下に積層して形成し、前記薄膜に付着される前記二つの熱膨張物質による積層体をさらに包含し、前記薄膜は、前記二つの熱膨張物質の積層体が、前記熱膨張物質の熱膨張にしたがって変形することによって、曲率が変化されるようにすることが好ましい。
【００２４】
また、前記二つの熱膨張物質の積層体は、前記薄膜の上にその中心に対して対称をなすように付着されることが好ましい。
【００２５】
本発明において、前記薄膜及び反射面は、曲率を変化させる力が印加されない初期状態の形状が平坦状または初期偏位のある形状でなることが望ましい。
【００２６】
本発明の可変焦点ミラーは、カメラモジュールに利用され、前記カメラモジュールは、前記可変焦点ミラーの薄膜及び反射面の曲率が変化することによってズーム機能の調整又は焦点の調整機能を果たすことになる。
【００２７】
上記目的を達成するために、本発明は、例えば、以下の手段を提供する。
（項目１）
基板と、
外縁が前記基板によって支持されて曲率が変化される薄膜と、
前記薄膜に付着されて光を反射し、前記薄膜の曲率の変化に従ってその曲率が変化する反射面とを含んでなる可変焦点ミラー。
（項目２）
前記薄膜と反射面は、円形状の板で形成されることを特徴とする項目１に記載の可変焦点ミラー。
（項目３）
前記薄膜と反射面は、各部分の曲率変化の程度がその中心に対して非対称であることを特徴とする項目１に記載の可変焦点ミラー。
（項目４）
前記薄膜は、シリコン、シリコン窒化物、シリコン酸化物、誘電体、セラミックス、ポリマー、又は、金属の中から選択される１つ以上の物質によって形成されることを特徴とする項目１に記載の可変焦点ミラー。
（項目５）
前記反射面は、金属、誘電体、又は、金属と誘電体の積層物の中から選択されるいずれか１つによって形成されることを特徴とする項目１に記載の可変焦点ミラー。
（項目６）
前記薄膜は、その外縁が部分的に基板とブリッジ構造で連結され支持されることを特徴とする項目１に記載の可変焦点ミラー。
（項目７）
前記薄膜に付着され外部と絶縁された状態で電位が印加される金属体と、及び、前記薄膜の下部に位置する電極とをさらに包含し、
前記薄膜は、前記金属体と前記電極との間の電位差による静電力によって曲率が変化することを特徴とする項目１に記載の可変焦点ミラー。
（項目８）
前記薄膜に付着される磁性体と、前記薄膜の周辺に形成されるコイルと、及び、前記コイルに電流を印加する電源供給手段とをさらに包含し、
前記薄膜は、前記コイルに印加される電流によって生成される磁界内における前記磁性体の運動によって曲率が変化することを特徴とする項目１に記載の可変焦点ミラー。
（項目９）
前記コイルに印加される電流により生成される磁界は、前記薄膜の垂直方向に生成されることを特徴とする項目８に記載の可変焦点ミラー。
（項目１０）
前記薄膜に外部から磁界を供給する磁界供給部と、前記薄膜に付着されるコイルと、及び、前記コイルに電流を印加する電源供給手段とをさらに包含し、
前記薄膜は、永久磁石により生成される磁界内で前記コイルに電流が印加され発生する静電力によって、曲率が変化することを特徴とする項目１に記載の可変焦点ミラー。
（項目１１）
前記磁界供給部は、１つ以上の永久磁石を包含してなることを特徴とする項目１０に記載の可変焦点ミラー。
（項目１２）
前記磁界供給部は、前記薄膜に対し垂直方向に磁界を供給することを特徴とする項目１０に記載の可変焦点ミラー。
（項目１３）
前記薄膜に付着される圧電体と、及び、前記圧電体に電圧を印加する電源供給手段とをさらに包含し、
前記薄膜は、前記圧電体に印加される電圧によって発生する圧電駆動力により曲率が変化することを特徴とする項目１に記載の可変焦点ミラー。
（項目１４）
熱膨張率が互に異なる二つの熱膨張物質を上下に積層して形成し、
前記薄膜に付着される前記二つの熱膨張物質による積層体をさらに包含し、
前記薄膜は、前記二つの熱膨張物質による積層体が、前記熱膨張物質の熱膨張にしたがって変形することにより、曲率が変化することを特徴とする項目１に記載の可変焦点ミラー。
（項目１５）
前記二つの熱膨張物質による積層体は、前記薄膜の上にその中心に対して対称をなすように付着されることを特徴とする項目１４に記載の可変焦点ミラー。
（項目１６）
前記薄膜及び反射面は、曲率を変化させる力が印加されない初期状態の形状が平坦状または初期偏位のある形状でなることを特徴とする項目１に記載の可変焦点ミラー。
（項目１７）
項目１の可変焦点ミラーを備えたカメラモジュール。
（項目１８）
前記可変焦点ミラーの薄膜及び反射面の曲率が変化することによって、ズーム機能の調整、又は、焦点の調整機能を果たすことを特徴とする項目１７に記載のカメラモジュール。
【発明の効果】
【００２８】
前述のように、本発明による可変焦点ミラーを使用するカメラモジュールは、従来のステップモータなど各種アクチュエータを使用する駆動機によって光学ズームや焦点調整機能を備えるカメラモジュールとは異なり、別途のアクチュエータや駆動メカニズム無しに、前記のような機能を果たすことができるため、小型・軽量化に有用に適用される。
【００２９】
特に、最小限の空間を占めながら必要とする各種性能を発揮することができるので、ＰＤＡ、携帯電話機など多様な携帯用機器に有用に適用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の好適な実施形態を添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、下記の各図面の構成要素などに対する符号において、同一の構成要素などに対しては他の図面上に表示する場合にもなるべく同一の符号を与えるようにし、本発明の要旨を混同させると判断される公知の機能や構成に対する必要以上の詳細な説明はこれを省略する。
【００３１】
図２ａ〜図２ｃは、本発明の一実施形態による可変焦点ミラーの概略斜視図である。本実施形態における可変焦点ミラーは、薄膜及び反射面によって構成される。
【００３２】
本実施形態の前記図２ａ〜図２ｃには、前記薄膜と反射面が積層される方法と作動する方法を概略的に表している。
【００３３】
まず、図２ａの前記可変焦点ミラーは、円形の薄膜１の上に反射面２が形成された構造であり、薄膜１及び反射面２の曲率変化によって反射光１２の焦点距離を変化させる。即ち、図２ｂと図２ｃに示すように、前記反射面２の中心部が下方にｄ１又はｄ２程度の変位が発生する場合、反射面２の曲率は、ｒ１又はｒ２のように変化し、これに従って反射光１２の焦点距離が変化することになる。
つまり、前記反射面２の中心部が下方にもっと移動するに従って反射面２の曲率は増加することになり、この曲率の増加量に反比例して焦点距離は短くなる。
【００３４】
又、本発明による可変焦点ミラーは、マイクロマシニング又は微細加工技術によって多様な構造と材質で製造可能であり、静電力による駆動、電磁力による駆動、又は熱駆動、圧電駆動など様々な駆動方式を採用することができる。
【００３５】
図３ａ〜図３ｃは、本発明の一実施形態による静電力によって駆動する可変焦点ミラーの概略断面図である。
【００３６】
本実施形態において、静電力によって駆動する可変焦点ミラーは、薄膜１、反射面２、基板４１、駆動電極４２及び下部基板４３によって構成される。
【００３７】
図３ａ〜図３ｃは、本実施形態において、薄膜１と駆動電極４２との間、または、反射面２と駆動電極４２との間に形成される静電気力によって反射される光の焦点を調整する装置を概略的に表している。つまり、静電力駆動方式を採用した可変焦点ミラーの一形態を表している。
【００３８】
図３ａに示すように、本実施形態の可変焦点ミラーは、薄膜１と反射面２が形成された基板４１と、駆動電極４２が形成された下部基板４３との結合によって構成される。
【００３９】
この薄膜１の材質としては、シリコン、シリコン窒化物、シリコン酸化物などの半導体や誘電体、セラミックス、ポリマー、金属など多様な素材が使用されることができ、反射面２としては、単層又は多層の金属、誘電体、又は金属と誘電体を積層して使用することもできる。
【００４０】
製造工程において、薄膜１と反射面２の応力（ｓｔｒｅｓｓ）を調整することによって反射面２の初期状態を調整することができるが、図３ａのように初期偏位（ｉｎｉｔｉａｌ ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）のない状態で製造するか、図３ｂのように反射面２の中心部に所定の初期偏位（ｄ１）が存在するように製造することもできる。
【００４１】
本実施形態の静電力駆動可変焦点ミラーの場合、反射面２と駆動電極４２との間に電圧を印加して駆動することになるが、金属による反射面２を使用しない場合には、薄膜１に駆動の為の別途の金属膜を形成しなければならない。
【００４２】
本実施形態の静電力駆動可変焦点ミラーでは、反射面２と駆動電極４２との間の電位差が増加するに従って反射面２の中心部が図３ｂと図３ｃのように、下方（駆動電極４２側）に偏位することによって反射面２の曲率が増加することになる。
【００４３】
図４ａ〜図４ｃは、本発明の一実施形態による多様な駆動方法によって駆動する可変焦点ミラーの概略を示す断面図である。
【００４４】
図４ａは、電磁力によって駆動する可変焦点ミラーであり、薄膜１、反射面２、基板４１、コイル４４及び磁性体４５を包含してなる構成を示す。
【００４５】
本実施形態の図４ａを参照すれば、前記薄膜１は基板４１によって支持され、前記薄膜１の上部には磁性体４５が積層されると共に、前記磁性体４５の上部には反射面２が積層される。又、前記基板４１の外側には、コイル４４が設けられる。このような構成において、前記コイル４４に電流が流れるとコイル４４の周辺に磁界が形成されるが、前記磁界の大きさは電流の強度に比例し、前記磁界は前記磁性体４５に作用することによって磁性体を移動させる。この磁性体４５の移動に従って前記磁性体４５の下部に形成された薄膜１が下方に動くと、これに伴って反射面２が動くことにより反射される光の焦点距離が変更されることになる。
【００４６】
図４ｂは、圧電素子によって駆動する可変焦点ミラーであり、薄膜１、反射面２、基板４１、圧電素子４６及び駆動電極４７−１、４７−２を包含して構成される。
【００４７】
本実施形態は、前記薄膜１の上部中央に反射面２が形成され、前記薄膜１の上部の中央に形成された反射面２の領域以外の部分には圧電素子４６が積層される。前記圧電素子４６は、回転軸４０を中心に対称的に配設される。又、前記それぞれの圧電素子４６の上部には、前記圧電素子４６に電荷を提供する１対の駆動電極４７−１、４７−２が配設される。
【００４８】
このような構成によって、前記圧電素子４６に電気的な力が加えられてこれを機械的な力に変形させるか、機械的な力が加えられてこれを電気的な力に変形させることが可能である。
【００４９】
前記圧電素子４６上に形成した駆動電極に電位差を印加するとき発生する圧電素子４６の変形によって、反射面２の曲率を調整することが可能になる。
【００５０】
図４ｃは、熱膨張手段によって駆動する可変焦点ミラーの実施形態を示している。図４ｃは、薄膜１、反射面２、基板４１、熱膨張手段４８−１、４８−２を包含して構成される。
【００５１】
図４ｃによれば、前記薄膜１は、基板４１によって支持され、前記基板４１の上部中央には反射面２が積層される。前記反射面２が積層された部分の両側には熱膨張手段４８−１、４８−２が積層される。前記熱膨張手段４８−１、４８−２は、熱膨張係数の異なる二つの物質が順に積層される。なお、前記熱膨張手段４８−１、４８−２は、回転軸４０を中心にして対称的に配設されるのが好ましい。
【００５２】
前記熱膨張手段４８−１、４８−２は、周囲の温度に従って体積変形を起すようになるが、積層された二つの物質は互に熱膨張係数が異なるため、増大する長さもやはり異なる。従って、熱膨張係数の小さい方に撓むようになる。これによって反射面２の曲率の調整が可能となる。
【００５３】
図５ａ〜図５ｃは、本発明の一実施形態による連結部によって支持される静電力駆動方式の可変焦点ミラーの平面図及び断面図である。
【００５４】
本実施形態においては、先ず、前記薄膜１はブリッジ形態で構成されるのが特徴である。
【００５５】
図５ａのように、前記薄膜１は、単純なシート状ではなくブリッジ形態で構成される。前記薄膜１は中央に円形状に存在し、前記円形薄膜１の上部には円形状の反射面２が設けられ、前記円形薄膜１は、基板と連結部３によって支持される。本実施形態において、図２ａのように薄膜の中央に円形の薄膜１が形成され連結部によってこれを支持する構造になっているが、当業者の必要に従って多様な形態に変更することも可能である。
【００５６】
図５ｂは、図５ａのＡ―Ａ’線の断面図で、連結部３が存在する部分であり、図５ｃは、図５ａのＢ―Ｂ’線の断面図で、連結部３が存在しない部分である。
【００５７】
図６は、本発明の一実施形態による可変焦点ミラーが適用されたカメラモジュールの概念図である。この実施形態のカメラモジュールは、可変焦点ミラー２４、２６、光学系２５、イメージセンサー２３を包含し、前記可変焦点ミラーを使用して入射した光がイメージセンサー２３に焦点が合わされる経路を概略的に示している。
【００５８】
図６を参照して本実施形態を説明する。垂直に装着されたイメージセンサー２３に向けて２回屈折される光経路１３を使用したカメラモジュールにおいては、屈折部に位置した二つの可変焦点ミラー２４、２６によって、それぞれ焦点の調整と光学ズームの機能を果たすようになっている。又、前記二つの可変焦点ミラーの間に位置した光学系２５は、レンズ、反射面、フィルター、機械式シャッター、絞りなどの機能に使用することができる。なお、可変焦点ミラー１（２４）の前端と、可変焦点ミラー２（２６）とイメージセンサー２３の間にも適当な光学系を選択的に装着させることもできる。
【００５９】
前記可変焦点ミラーによる焦点の調整と光学ズームの機能は、従来のレンズ群移動方式を使用するカメラモジュールにも選択的に適用することができると共に、多様な光経路によってモジュールを構成することも可能である。
【００６０】
図７ａ及び図７ｂは、本発明の他の実施形態による可変焦点ミラーを適用したカメラモジュールの断面図である。
【００６１】
図７ａは、前記図６と同様に二つの可変焦点ミラーによって、２回屈折する光経路１３を使用した場合を示している。図示のように、入力端とイメージセンサー２３との間の全ての位置に適当な光学系（２５−１、２５−２、２５−３）を使用することができる。図７ｂは、１回屈折する光経路１４を使用した場合を示している。図示のように、１つの可変焦点ミラー２４によって焦点の調整、又は、光学ズームの機能を果たせるようにし、これに対応される機能（可変焦点ミラーによって焦点調整機能を具現する場合、光学ズームの機能）を別途の光学系２７−１、２７−２によって果たせるようにした場合である。この場合、前記別途の光学系２７−１、２７−２は、ステップモータなどのアクチュエータ運動によってレンズ群を移動させることにより焦点調整、又は、光学ズーム機能を果たすことになる。
【００６２】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。
【００６３】
本発明は、可変焦点ミラー及びこれを応用したカメラモジュールに関し、
特に、電磁力駆動機やステップモータなどを使用してレンズ群の位置を調整する代わりに、可変焦点ミラーを駆動させることによって、焦点を合わせる機能や光学ズーム機能を備え、全体システムの体積を顕著に減少させることによって、携帯用端末機などを始め、超小型カメラモジュールを必要とする様々な応用分野に適用させることを課題とする。
【００６４】
前記の課題を解決するために、本発明の可変焦点ミラーは、基板と、外縁が前記基板によって支持されて曲率が変化する薄膜と、前記薄膜に付着されて光を反射し、前記薄膜の曲率の変化に従ってその曲率が変化する反射面とを含む構成によって本発明の課題を実現させる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】従来の２群レンズ方式の光学ズームカメラモジュールの概念図である。
【図２ａ】本発明の一実施形態による可変焦点ミラーの概略斜視図である。
【図２ｂ】本発明の一実施形態による可変焦点ミラーの概略斜視図である。
【図２ｃ】本発明の一実施形態による可変焦点ミラーの概略斜視図である。
【図３ａ】本発明の一実施形態による静電力によって駆動する可変焦点ミラーの概略断面図である。
【図３ｂ】本発明の一実施形態による静電力によって駆動する可変焦点ミラーの概略断面図である。
【図３ｃ】本発明の一実施形態による静電力によって駆動する可変焦点ミラーの概略断面図である。
【図４ａ】本発明の一実施形態による多様な方法を利用して駆動する可変焦点ミラーの概略断面図である。
【図４ｂ】本発明の一実施形態による多様な方法を利用して駆動する可変焦点ミラーの概略断面図である。
【図４ｃ】本発明の一実施形態による多様な方法を利用して駆動する可変焦点ミラーの概略断面図である。
【図５ａ】本発明の一実施形態による連結部によって支持される静電力によって駆動する可変焦点ミラーの概略平面図及び断面図である。
【図５ｂ】本発明の一実施形態による連結部によって支持される静電力によって駆動する可変焦点ミラーの概略平面図及び断面図である。
【図５ｃ】本発明の一実施形態による連結部によって支持される静電力によって駆動する可変焦点ミラーの概略平面図及び断面図である。
【図６】本発明の一実施形態による可変焦点ミラーが適用されたカメラモジュールの概念図である。
【図７ａ】本発明の他の実施形態による可変焦点ミラーを適用したカメラモジュールの概略断面図である。
【図７ｂ】本発明の他の実施形態による可変焦点ミラーを適用したカメラモジュールの概略断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１；薄膜
２；反射面
１１；入射光
１２；反射光
４０；回転軸
４１；基板
４２；駆動電極
４３；下部基板
４５；磁性体
４６；圧電素子
４７−１、４７−２；駆動電極
４８−１、４８−２；熱膨張手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
外縁が前記基板によって支持されて曲率が変化される薄膜と、
前記薄膜に付着されて光を反射し、前記薄膜の曲率の変化に従ってその曲率が変化する反射面とを含んでなる可変焦点ミラー。
【請求項２】
前記薄膜と反射面は、円形状の板で形成されることを特徴とする請求項１に記載の可変焦点ミラー。
【請求項３】
前記薄膜と反射面は、各部分の曲率変化の程度がその中心に対して非対称であることを特徴とする請求項１に記載の可変焦点ミラー。
【請求項４】
前記薄膜は、シリコン、シリコン窒化物、シリコン酸化物、誘電体、セラミックス、ポリマー、又は、金属の中から選択される１つ以上の物質によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の可変焦点ミラー。
【請求項５】
前記反射面は、金属、誘電体、又は、金属と誘電体の積層物の中から選択されるいずれか１つによって形成されることを特徴とする請求項１に記載の可変焦点ミラー。
【請求項６】
前記薄膜は、その外縁が部分的に基板とブリッジ構造で連結され支持されることを特徴とする請求項１に記載の可変焦点ミラー。
【請求項７】
前記薄膜に付着され外部と絶縁された状態で電位が印加される金属体と、及び、前記薄膜の下部に位置する電極とをさらに包含し、
前記薄膜は、前記金属体と前記電極との間の電位差による静電力によって曲率が変化することを特徴とする請求項１に記載の可変焦点ミラー。
【請求項８】
前記薄膜に付着される磁性体と、前記薄膜の周辺に形成されるコイルと、及び、前記コイルに電流を印加する電源供給手段とをさらに包含し、
前記薄膜は、前記コイルに印加される電流によって生成される磁界内における前記磁性体の運動によって曲率が変化することを特徴とする請求項１に記載の可変焦点ミラー。
【請求項９】
前記コイルに印加される電流により生成される磁界は、前記薄膜の垂直方向に生成されることを特徴とする請求項８に記載の可変焦点ミラー。
【請求項１０】
前記薄膜に外部から磁界を供給する磁界供給部と、前記薄膜に付着されるコイルと、及び、前記コイルに電流を印加する電源供給手段とをさらに包含し、
前記薄膜は、永久磁石により生成される磁界内で前記コイルに電流が印加され発生する静電力によって、曲率が変化することを特徴とする請求項１に記載の可変焦点ミラー。
【請求項１１】
前記磁界供給部は、１つ以上の永久磁石を包含してなることを特徴とする請求項１０に記載の可変焦点ミラー。
【請求項１２】
前記磁界供給部は、前記薄膜に対し垂直方向に磁界を供給することを特徴とする請求項１０に記載の可変焦点ミラー。
【請求項１３】
前記薄膜に付着される圧電体と、及び、前記圧電体に電圧を印加する電源供給手段とをさらに包含し、
前記薄膜は、前記圧電体に印加される電圧によって発生する圧電駆動力により曲率が変化することを特徴とする請求項１に記載の可変焦点ミラー。
【請求項１４】
熱膨張率が互に異なる二つの熱膨張物質を上下に積層して形成し、
前記薄膜に付着される前記二つの熱膨張物質による積層体をさらに包含し、
前記薄膜は、前記二つの熱膨張物質による積層体が、前記熱膨張物質の熱膨張にしたがって変形することにより、曲率が変化することを特徴とする請求項１に記載の可変焦点ミラー。
【請求項１５】
前記二つの熱膨張物質による積層体は、前記薄膜の上にその中心に対して対称をなすように付着されることを特徴とする請求項１４に記載の可変焦点ミラー。
【請求項１６】
前記薄膜及び反射面は、曲率を変化させる力が印加されない初期状態の形状が平坦状または初期偏位のある形状でなることを特徴とする請求項１に記載の可変焦点ミラー。
【請求項１７】
請求項１の可変焦点ミラーを備えたカメラモジュール。
【請求項１８】
前記可変焦点ミラーの薄膜及び反射面の曲率が変化することによって、ズーム機能の調整、又は、焦点の調整機能を果たすことを特徴とする請求項１７に記載のカメラモジュール。
【請求項１】
基板と、
外縁が前記基板によって支持されて曲率が変化される薄膜と、
前記薄膜に付着されて光を反射し、前記薄膜の曲率の変化に従ってその曲率が変化する反射面とを含んでなる可変焦点ミラー。
【請求項２】
前記薄膜と反射面は、円形状の板で形成されることを特徴とする請求項１に記載の可変焦点ミラー。
【請求項３】
前記薄膜と反射面は、各部分の曲率変化の程度がその中心に対して非対称であることを特徴とする請求項１に記載の可変焦点ミラー。
【請求項４】
前記薄膜は、シリコン、シリコン窒化物、シリコン酸化物、誘電体、セラミックス、ポリマー、又は、金属の中から選択される１つ以上の物質によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の可変焦点ミラー。
【請求項５】
前記反射面は、金属、誘電体、又は、金属と誘電体の積層物の中から選択されるいずれか１つによって形成されることを特徴とする請求項１に記載の可変焦点ミラー。
【請求項６】
前記薄膜は、その外縁が部分的に基板とブリッジ構造で連結され支持されることを特徴とする請求項１に記載の可変焦点ミラー。
【請求項７】
前記薄膜に付着され外部と絶縁された状態で電位が印加される金属体と、及び、前記薄膜の下部に位置する電極とをさらに包含し、
前記薄膜は、前記金属体と前記電極との間の電位差による静電力によって曲率が変化することを特徴とする請求項１に記載の可変焦点ミラー。
【請求項８】
前記薄膜に付着される磁性体と、前記薄膜の周辺に形成されるコイルと、及び、前記コイルに電流を印加する電源供給手段とをさらに包含し、
前記薄膜は、前記コイルに印加される電流によって生成される磁界内における前記磁性体の運動によって曲率が変化することを特徴とする請求項１に記載の可変焦点ミラー。
【請求項９】
前記コイルに印加される電流により生成される磁界は、前記薄膜の垂直方向に生成されることを特徴とする請求項８に記載の可変焦点ミラー。
【請求項１０】
前記薄膜に外部から磁界を供給する磁界供給部と、前記薄膜に付着されるコイルと、及び、前記コイルに電流を印加する電源供給手段とをさらに包含し、
前記薄膜は、永久磁石により生成される磁界内で前記コイルに電流が印加され発生する静電力によって、曲率が変化することを特徴とする請求項１に記載の可変焦点ミラー。
【請求項１１】
前記磁界供給部は、１つ以上の永久磁石を包含してなることを特徴とする請求項１０に記載の可変焦点ミラー。
【請求項１２】
前記磁界供給部は、前記薄膜に対し垂直方向に磁界を供給することを特徴とする請求項１０に記載の可変焦点ミラー。
【請求項１３】
前記薄膜に付着される圧電体と、及び、前記圧電体に電圧を印加する電源供給手段とをさらに包含し、
前記薄膜は、前記圧電体に印加される電圧によって発生する圧電駆動力により曲率が変化することを特徴とする請求項１に記載の可変焦点ミラー。
【請求項１４】
熱膨張率が互に異なる二つの熱膨張物質を上下に積層して形成し、
前記薄膜に付着される前記二つの熱膨張物質による積層体をさらに包含し、
前記薄膜は、前記二つの熱膨張物質による積層体が、前記熱膨張物質の熱膨張にしたがって変形することにより、曲率が変化することを特徴とする請求項１に記載の可変焦点ミラー。
【請求項１５】
前記二つの熱膨張物質による積層体は、前記薄膜の上にその中心に対して対称をなすように付着されることを特徴とする請求項１４に記載の可変焦点ミラー。
【請求項１６】
前記薄膜及び反射面は、曲率を変化させる力が印加されない初期状態の形状が平坦状または初期偏位のある形状でなることを特徴とする請求項１に記載の可変焦点ミラー。
【請求項１７】
請求項１の可変焦点ミラーを備えたカメラモジュール。
【請求項１８】
前記可変焦点ミラーの薄膜及び反射面の曲率が変化することによって、ズーム機能の調整、又は、焦点の調整機能を果たすことを特徴とする請求項１７に記載のカメラモジュール。
【図１】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図３ｃ】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図４ｃ】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図６】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図３ｃ】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図４ｃ】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図６】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【公開番号】特開２００６−２０９１３６（Ｐ２００６−２０９１３６Ａ）
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８２８０（Ｐ２００６−１８２８０）
【出願日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【出願人】（５０２０３２１０５）エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド (2,269)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【出願人】（５０２０３２１０５）エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド (2,269)
【Ｆターム（参考）】
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