[发明专利]光学装置

说明书

技术领域

根据示范性实施方式的装置涉及一种光学装置诸如流体透镜(fluidiclens)。

背景技术

随着数字技术的发展，数字融合正快速扩展。特别地，在媒体和通信领域，数字融合进展最积极。代表性的数字融合产品是移动通信设备。近来，诸如数码相机、数字摄像机等的各种成像设备以及用于游戏、音乐播放、广播、互联网等的设备与移动通信设备结合起来。这些成像设备广泛安装在诸如移动电话、膝上计算机、个人数字助理(PDA)等的各种移动通信设备中。

近来，随着具有成像装置的移动电子装备的小型化、纤薄和普及，对小尺寸、纤薄且低成本的成像设备的需求不断增加。特别地，由于最近发布的移动设备具有各种数字电子设备(例如，MP3播放器、视频播放器、DMB电视等)以及成像设备，所以更加需要小尺寸、纤细的成像设备。然而，包括聚焦光学系统的成像设备是一类非常难以减小其尺寸或厚度的电子装备。

具有成像设备的移动电子设备的最初型号不要求成像设备的高性能。然而，近来，为了满足消费者的各种要求或喜好，开发了具有成像设备的各种移动设备，并且对这些移动设备的性能要求如分辨率也在提高。例如，最初的成像设备仅支持有限的功能如具有60cm的固定和最短焦距的微距模式，但最近开发的成像设备支持更多样的功能，包括自动对焦功能、缩放(zoom)功能、允许在30cm或更小距离内拍摄的微距模式、图像稳定功能等。

为了在成像设备中实现自动对焦功能、图像变焦功能、微距模式等，需要调整聚焦光学系统的焦距的功能。已经采用使用步进电机的方法、使用音圈电机(VCM)的方法等来作为用于改变聚焦光学系统的焦距的方法。这些方法驱动电机等以改变聚焦光学系统的透镜之间的距离从而改变焦距。因此，这些方法在减小成像设备的尺寸方面具有局限性，并且也难以整体地制造成像设备，这成为制造成本增加的因素。

为了克服这些缺点，已经提出了使用流体透镜的方法。流体透镜是一种光学装置，该光学装置具有光学流体通过光学膜密封的结构。在流体透镜中，透镜表面的曲率通过调节施加到光学膜的透镜表面的压力而改变。这样的流体透镜的代表示例公开于本申请相同申请人提交的名为“光学透镜及其制造方法(Optical Lens and Manufacturing Method thereof)”的韩国专利申请特开No.2008-0043106中，其全部公开通过引用结合于此用于所有目的。

由于流体透镜能够利用透镜表面曲率的变化来改变焦距，所以不需要为了调节焦距而改变聚焦光学系统的透镜之间的距离。因此，由于具有流体透镜的成像设备不需要步进电机或VCM等来移动聚焦光学系统的透镜，而且也不需要确保用于移动透镜的间隔空间，所以成像设备能够制造得紧凑。此外，由于上述韩国专利申请特开中公开的流体透镜以晶片级制造，所以该流体透镜适于批量制造并有助于降低制造成本。

同时，大多数具有移动设备的电子装备设计为在预定的温度范围内稳定操作。电子装备的操作温度可以取决于目的或功能。此外，个人便携电子设备的操作温度范围通常为从约-20℃至约60℃。该操作温度范围也适用于具有流体透镜的成像设备。

然而，流体透镜中使用的光学流体具有相对大的热膨胀系数(CTE)并因而关于温度的变化而具有相对大的体积变化。由于流体透镜随着由光学流体施加到光学膜的压力而改变透镜表面的曲率从而调节焦距，所以透镜表面的曲率(也就是，流体透镜的焦距)受到温度变化的影响。该现象会妨碍流体透镜在预定操作温度范围内(例如，从-20℃至60℃)稳定操作。

发明内容

下面的描述涉及能确保稳定操作而与温度变化无关的光学装置，诸如流体透镜。

下面的描述还涉及当光学流体的体积由于温度变化而改变时焦距不改变的光学装置，诸如流体透镜。

在一个总的方面，提供一种光学装置，该光学装置包括限定内部空间的间隔物框架(spacer frame)，其中该内部空间包括彼此连通的驱动部分和透镜部分。间隔物框架限定的内部空间用光学流体填充。弹性膜和热变形板分别附接到间隔物框架的底侧表面和顶侧表面上，其中弹性膜至少覆盖透镜部分，用单一透明材料形成的热变形板(也就是，热变形构件)随着温度的改变而变形从而增大或减小内部空间的体积。热变形板的与透镜部分对应的部分可以是平的且同时比热变形板的边缘向外凸出。