KR100951299B1 - 렌즈 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 렌즈 상에 위치 표식부를 구비하여 적층되는 렌즈의 광축을 일치시키는 것이 용이하도록 하며, 렌즈와 스페이서 만으로 렌즈 적층체를 고정시키는 것이 가능하여 배럴이 필요없는 렌즈 모듈을 제공한다.

Description

렌즈 모듈{Lens Module}

본 발명은 렌즈 모듈에 관한 것으로 더욱 상세하게는 렌즈 상에 위치 표식부를 구비하여 적층되는 렌즈의 광축을 일치시키는 것이 용이하도록 하며, 렌즈와 스페이서 만으로 렌즈 적층체를 고정시키는 것이 가능하여 배럴이 필요없는 렌즈 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 휴대폰 등에 사용되는 렌즈 모듈은 소정 크기의 내부 공간을 가지는 배럴 내부에 사출성형방식 또는 가공방식 등을 통해 구비되는 렌즈를 순서대로 적층하여 배치하고, 상기 렌즈들 사이에는 렌즈와 렌즈 사이의 거리를 유지하도록 스페이서를 배치하며, 압입링을 통해 적층된 렌즈와 스페이서가 고정되도록 하는 구조를 가진다.

특히, 렌즈와 배럴의 경우 가공오차 및 성형오차를 가지기 때문에 배럴의 내경은 렌즈의 외경에 비해 작은 사이즈를 가지도록 제작되는 것이 일반적이다.

따라서, 렌즈를 배럴의 내부에 배치하기 위해서는 어느 정도의 외력을 가하여 강제적으로 삽입하게 되는 억지끼움방식을 통해 렌즈를 배럴의 내부에 배치할 수 밖에 없다.

그러나, 이와 같은 렌즈와 배럴은 통상적으로 열가소성 수지를 사용하여 제조되기 때문에 열변형과 소성변형에 취약하다는 제한이 따르며, 억지끼움과정에서 발생하는 열과 마찰에 의해 변형이 발생하거나 파손이 되는 등의 문제가 발생한다.

또한, 배럴의 내측면 직진도가 고르지 않은 경사진 상태에서 렌즈가 강제 삽입됨으로써 렌즈 간의 광축이 불일치되는 문제가 흔히 발생하며, 배럴 내에 끼움고정된 상태에서 렌즈의 광축 보정이 사실상 불가능하여 제품의 불량을 초래한다.

특히, 고화소에 대응하기 위해서 오차가 매우 작은 고정밀 렌즈의 제작을 필요로 하는 최근의 추세에서는 이러한 종래의 제작방식을 통한 정밀한 렌즈 모듈의 제작이 사실상 불가능하다는 문제가 발생한다.

본 발명은 렌즈 상에 위치 표식부를 구비하여 적층되는 렌즈의 광축을 일치시키는 것이 용이하도록 하며, 렌즈와 스페이서 만으로 렌즈 적층체를 고정시키는 것이 가능하여 배럴이 필요없는 렌즈 모듈을 제공한다.

본 발명에 따른 렌즈 모듈은, 피사체로부터 입사되는 영상광이 투과하는 수광부와, 상기 수광부의 외측 테두리를 따라 수평방향으로 연장되어 형성되는 리브를 구비하는 복수개의 렌즈; 상기 각 렌즈의 리브 상에 구비되어 상기 각 렌즈의 광축이 일치되도록 하는 적어도 하나의 위치 표식부; 및 상기 위치 표식부의 위치를 확인하여 상기 렌즈 상에 정렬되며, 상기 각 렌즈 사이의 거리를 이격시키기 위한 스페이서;를 포함한다.

또한, 상기 렌즈는 적층되는 렌즈의 회전조작을 통해 위치를 보정하도록 리브 상에 각도 표식부를 더 포함하여 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스페이서는 투명재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스페이서는 불투명재질로 이루어지며, 상기 위치 표식부가 시각적으로 인식될 수 있도록 상기 스페이서를 관통하여 구비되는 적어도 하나의 비젼 홀을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 위치 표식부는 광학적인 방식으로 인식될 수 있도록 상기 리브 상에 양각 또는 음각으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 비젼 홀은 상기 위치 표식부가 구비되는 위치와 대응하는 위치에 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 렌즈와 상기 스페이서는 접착부재를 수용할 수 있도록 외주면 테두리를 따라서 공간부를 형성하여 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공간부는 상기 렌즈와 상기 스페이서의 외주면 테두리를 따라서 불연속하여 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공간부는 상기 렌즈와 상기 스페이서의 외주면 테두리를 따라서 연속하여 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공간부는 상기 렌즈와 상기 스페이서가 적층되어 서로 접합된 상태에서 일치되도록 서로 마주하여 대응하는 위치에 각각 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 렌즈 모듈은 렌즈를 고정시키기 위한 배럴을 제거함으로써 전체 모듈의 구조가 단순해짐은 물론 소형화가 가능하고, 배럴에 의한 간섭영향이 없어 렌즈변형이 발생하지 않으며, 위치 표식부를 통해 적층되는 렌즈의 광축을 정밀하게 일치시키는 것이 용이하여 제품의 신뢰성을 향상시키는 효과를 갖는다.

본 발명에 따른 렌즈 모듈의 실시예에 관한 구체적인 사항을 도면을 참조하 여 설명한다.

먼저 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 렌즈 모듈에 관하여 설명한다.

도 1(a)는 본 발명에 따른 렌즈 모듈의 렌즈를 나타내는 사시도이고, 도 1(b)는 도 1(a)에 도시된 렌즈를 나타내는 단면도이며, 도 2는 본 발명에 따른 렌즈 모듈의 렌즈에 구비되는 위치 표식부의 다양한 실시 형태를 도시하는 사시도이고, 도 3(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 모듈의 스페이서를 나타내는 사시도이며, 도 3(b)는 도 3(a)에 도시된 스페이서를 나타내는 평면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 렌즈 모듈(1)은 렌즈(10), 스페이서(20), 위치 표식부(30), 각도 표식부(35) 및 공간부(13,23)를 포함하여 구성된다.

상기 렌즈(10)는 열가소성 수지를 사용하여 핫 프레스 몰딩(hot press molding) 공법을 통해 제조되는 것으로, 피사체로부터 입사되는 영상광이 투과하는 수광부(11)와, 상기 수광부(11)의 외측 테두리를 따라 수평방향으로 연장되어 형성되는 리브(12)로 이루어진다.

도면에서와 같이 본 발명의 실시예에 따른 상기 렌즈(10)는 전체적으로 원형의 구조를 가지는 것으로 도시하고 있으나 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 수광부(11)를 둘러싸는 리브(12)가 사각형 등의 다각형 구조를 가지는 것 또한 가능하다.

그리고, 상기 렌즈(10)는 상기 스페이서(20)와 견고한 결합을 이루기 위해 접착부재를 수용할 수 있도록 외주면 테두리를 따라서 소정 크기의 공간부(13)를 형성하여 구비한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 공간부(13)는 상기 리브(12)의 외주면 테두리를 따라서 불연속하여 구비되는 것으로 도시하고 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며 연속하여 구비되는 경우도 포함한다.

상기 렌즈(10)는 렌즈 모듈(1)의 설계에 따라 필요한 수만큼 적층되며, 각 렌즈(10)는 동일하거나 상이한 굴절률 등의 광학적 특성을 가질 수 있다.

한편, 상기 렌즈(10)는 적층되는 각 렌즈의 광축이 실질적으로 일치되도록 하기 위한 수단으로서 위치 표식부(30)를 구비하며, 각 렌즈(10)의 회전조작을 통해 위치를 보정하도록 하는 각도 표식부(35)를 구비한다.

상기 위치 표식부(30)와 각도 표식부(35)는 상기 렌즈(10)의 리브(12) 상에 적어도 하나 구비되며, 광학적인 방식으로 인식될 수 있도록 상기 리브(12) 상에 양각 또는 음각으로 형성된다.

바람직하게, 상기 몰딩 공정에 의해 상기 렌즈(10)를 제조한 후 상기 리브(12)의 상면 또는 하면에 물리적인 방식으로 상기 위치 표식부(30)와 각도 표식부(35)를 형성하거나, 금형을 통해 부식시키는 방식으로 형성하도록 한다.

그러나, 이에 한정하는 것은 아니며 미리 제조된 위치 표식부(30) 및 각도 표식부(35)를 상기 리브(12)의 표면에 부착시키거나, 상기 렌즈(10)를 제조하기 위한 몰딩 공정에서 상기 렌즈(10)와 동시에 형성하는 것 또한 가능하다.

도면에서와 같이 상기 위치 표식부(30)와 각도 표식부(35)는 상기 렌즈(10)의 수광부(11)로부터 소정 거리만큼 이격되어 외측 테두리 부근에 구비한다. 따라서, 상기 수광부(11)를 통과하는 영상광이 상기 위치 표식부(30) 및 각도 표식부(35)에 의해 영향을 받지 않도록 한다.

도 2에서는 상기 위치 표식부(30)의 다양한 실시 형태에 대해 도시하고 있으며, 기타 식별가능한 여러가지 형태로 이루어질 수도 있다.

이러한 위치 표식부(30) 및 각도 표식부(35)는 상기 렌즈(10)를 복수개 적층하는데 있어 전체 렌즈의 광축을 일치시키기 위한 얼라인(align) 기준점이 된다.

따라서, 정밀 스테이지(미도시)로 이송된 상기 렌즈(10)는 디스플레이 장치(미도시)에 표시되는 상기 위치 표식부(30)의 영상인식을 통해 각 렌즈(10)의 상대위치를 확인하고, 이를 토대로 축방향(x,y축) 이동을 통해 얼라인을 맞추며, 각도 표식부(35)를 기준으로 회전조작을 거쳐 전체 렌즈의 광축(OA)이 일치하도록 정렬한다.

한편, 상기 스페이서(20)는 상기 적층되는 각 렌즈(10) 사이의 거리를 소정 간격만큼 유지시키도록 상기 렌즈(10) 사이에 구비된다.

도 3 및 도 6을 참조하여 상기 스페이서(20)에 관한 좀 더 구체적인 구성에 관하여 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 스페이서(20)는 상기 렌즈(10)의 크기 및 형태와 대응하는 크기의 지름 및 형태를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다. 따라 서, 도 1에서와 같이 상기 렌즈(10)가 원형인 경우 상기 스페이서(20) 또한 원형으로 형성되도록 한다.

그리고, 상기 스페이서(20)는 상기 렌즈(10)의 수광부(11)를 투과하는 영상광이 통과할 수 있도록 상기 수광부(11)의 크기보다 다소 큰 크기의 지름을 가지는 중앙 홀(21)을 중심부에 구비하여 전체적으로 도넛 형상의 구조를 가진다.

또한, 상기 스페이서(20)는 내주면과 외주면 사이에 적어도 하나의 비젼 홀(22)을 관통하여 구비함으로써 상기 위치 표식부(30) 및 각도 표식부(35)가 시각적으로 인식될 수 있도록 한다.

여기서, 상기 비젼 홀(22)은 도 4에서 도시하는 바와 같이 상기 렌즈(10)의 리브(12) 상에 상기 위치 표식부(30)가 구비되는 위치와 대응하는 위치에 구비되는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 스페이서(20)가 상기 렌즈(10) 사이에 배치되어 적층되는 경우 상기 위치 표식부(30) 및 각도 표식부(35)가 상기 스페이서(20)의 비젼 홀(22)을 통해 시각적으로 인식될 수 있는 것이다.

즉, 도면에서와 같이 상기 스페이서(20)와 상기 렌즈(10)가 적층되어 결합된 상태에서 상기 위치 표식부(30)가 상기 비젼 홀(22)을 통해 인식될 수 있도록 상기 렌즈(10)를 배치시키고, 상기 각도 표식부(35)를 기준으로 상기 렌즈(10)를 회전시켜 정렬을 수행한다.

이러한 스페이서(20)는 렌즈(10)의 간격을 유지시키는 목적 이외에도 수광부(11)의 외곽을 통과하는 빛을 차단시키는 목적도 있는 경우가 있어서 보통의 경 우 불투명 재질로 이루어지는 경우가 대부분이다.

그러나, 본 발명에서는 상기 스페이서(20)가 불투명 재질로 이루어지는 것으로 한정하지 않으며, 투명한 재질로 이루어지는 것도 포함한다. 이 경우 상기 비젼 홀(22)이 구비되지 않을 수도 있다.

한편, 상기 스페이서(20)는 상기 렌즈(10)와 견고한 결합을 이루기 위해 접착부재를 수용할 수 있도록 외주면 테두리를 따라서 소정 크기의 공간부(23)를 형성하여 구비한다.

도 3에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 공간부(23)는 상기 스페이서(20)의 외주면 테두리를 따라서 불연속하여 구비되도록 한다.

이때, 상기 공간부(23)는 도 5에서와 같이 상기 스페이서(20)와 상기 렌즈(10)가 적층되어 서로 접합된 상태에서 상기 렌즈(10)의 외주면 테두리를 따라서 불연속하여 구비되는 공간부(13)와 실질적으로 일치되도록 서로 마주하여 대응하는 위치에 구비되는 것이 바람직하다.

따라서, 도 7에서와 같이 상기 렌즈(10)와 상기 스페이서(20)를 적층한 후 광축(OA)이 일치되도록 정렬한 상태에서 서로 마주하는 상기 렌즈(10)의 공간부(13)와 상기 스페이서(20)의 공간부(23) 사이에 접착부재(40)를 투입하여 경화시킴으로써 견고하게 고정되도록 한다.

여기서 상기 접착부재(40)로는 UV 경화 또는 열 경화 레진인 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.

한편, 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 모듈의 스페이서()에 대해 설명한다.

도 6(a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 모듈의 스페이서()를 나타내는 사시도이고, 도 6(b)는 도 6(a)에 도시된 스페이서(20)를 나타내는 평면도이다.

도 6에 도시된 실시예에 있어서도 스페이서를 구성하는 구성은 도 3에 도시된 실시예의 경우와 실질적으로 동일하다.

다만, 공간부의 구체적인 구성에 있어서는 도 3 내지 도 5에 도시된 실시예의 경우와 다르기 때문에 이하에서는 앞서 설명한 실시예와 중복되는 부분에 관한 설명은 생략하고 공간부에 관한 구성을 위주로 설명한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스페이서(20)는 상기 렌즈(10)와 견고한 결합을 이루기 위해 접착부재를 수용할 수 있도록 외주면 테두리를 따라서 소정 크기의 공간부(23)를 형성하여 구비하며, 이때 상기 공간부(23)는 상기 스페이서(20)의 외주면 테두리를 따라서 연속하여 구비되도록 한다.

즉, 상기 공간부(23)는 상기 스페이서(20)의 외주면 테두리를 따라서 상부면과 하부면에 단차부를 가지는 구조로 형성되며, 이 경우 상기 공간부(23)와 마주하는 상기 렌즈(10)의 공간부(13) 또한 동일한 단차부를 가지는 구조로 형성되도록 한다.

따라서, 상기 렌즈(10)와 상기 스페이서(20)가 적층되어 결합하는 경우에는 그 접합면을 기준으로 외주면을 따라서 소정 크기의 채널(channel)이 연속하여 구비되는 구조를 이룬다.

그리고, 상기 채널을 따라서 접착부재(40)를 투입하여 경화시킴으로써 견고하게 고정되도록 한다.

이와 같이 제조되는 렌즈 모듈은 외주면에 불투명 테이프나 케이스를 씌우는 방식을 통해 외부의 빛이 외주면을 통해 내부로 투입되는 것을 차단하도록 한다.

본 발명에 따른 렌즈 모듈은 렌즈와 스페이서를 적층하여 접합시킨 상태에서 접착부재를 통해 견고하게 고정되도록 함으로써, 종래와 같이 배럴을 통해 렌즈를 고정시킬 필요가 없으며, 아울러 위치 표식부 등을 통해 각 렌즈의 광축을 정밀하게 정렬하는 것이 용이하다.

특히, 오차가 적은 정밀한 소형렌즈의 제작이 가능하며, 열변형이나 소성변형과 같은 변형을 유발시키는 요인이 없어 모듈의 신뢰성이 향상된다.

도 1(a)는 본 발명에 따른 렌즈 모듈의 렌즈를 나타내는 사시도이다.

도 1(b)는 도 1(a)에 도시된 렌즈를 나타내는 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 렌즈 모듈의 렌즈에 구비되는 위치 표식부의 다양한 실시 형태를 도시하는 사시도이다.

도 3(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 모듈의 스페이서를 나타내는 사시도이다.

도 3(b)는 도 3(a)에 도시된 스페이서를 나타내는 평면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 렌즈와 스페이서가 적층된 상태를 나타내는 평면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 렌즈와 스페이서가 결합하는 상태를 나타내는 사시도이다.

도 6(a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 모듈의 스페이서를 나타내는 사시도이다.

도 6(b)는 도 6(a)에 도시된 스페이서를 나타내는 평면도이다.

도 7은 본 발명에 따른 렌즈와 스페이서가 적층 및 고정되어 렌즈 모듈을 이루는 상태를 나타내는 단면도이다.

Claims (10)

1. 피사체로부터 입사되는 영상광이 투과하는 수광부와, 상기 수광부의 외측 테두리를 따라 수평방향으로 연장되어 형성되는 리브를 구비하는 복수개의 렌즈;

   상기 각 렌즈의 리브 상에 구비되어 상기 각 렌즈의 광축이 일치되도록 하는 적어도 하나의 위치 표식부; 및

   상기 위치 표식부의 위치를 확인하여 상기 렌즈 상에 정렬되며, 상기 각 렌즈 사이의 거리를 이격시키기 위한 스페이서;

   를 포함하는 렌즈 모듈.
2. 제1항에 있어서,

   상기 렌즈는 적층되는 렌즈의 회전조작을 통해 위치를 보정하도록 리브 상에 각도 표식부를 더 포함하여 구비하는 것을 특징으로 하는 렌즈 모듈.
3. 제1항에 있어서,

   상기 스페이서는 투명재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 렌즈 모듈.
4. 제1항에 있어서,

   상기 스페이서는 불투명재질로 이루어지며, 상기 위치 표식부가 시각적으로 인식될 수 있도록 상기 스페이서를 관통하여 구비되는 적어도 하나의 비젼 홀을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 렌즈 모듈.
5. 제1항에 있어서,

   상기 위치 표식부는 광학적인 방식으로 인식될 수 있도록 상기 리브 상에 양각 또는 음각으로 형성되는 것을 특징으로 하는 렌즈 모듈.
6. 제4항에 있어서,

   상기 비젼 홀은 상기 위치 표식부가 구비되는 위치와 대응하는 위치에 구비되는 것을 특징으로 하는 렌즈 모듈.
7. 제1항에 있어서,

   상기 렌즈와 상기 스페이서는 접착부재를 수용할 수 있도록 외주면 테두리를 따라서 공간부를 형성하여 구비하는 것을 특징으로 하는 렌즈 모듈.
8. 제7항에 있어서,

   상기 공간부는 상기 렌즈와 상기 스페이서의 외주면 테두리를 따라서 불연속하여 구비되는 것을 특징으로 하는 렌즈 모듈.
9. 제7항에 있어서,

   상기 공간부는 상기 렌즈와 상기 스페이서의 외주면 테두리를 따라서 연속하여 구비되는 것을 특징으로 하는 렌즈 모듈.
10. 제7항 또는 제8항에 있어서,

    상기 공간부는 상기 렌즈와 상기 스페이서가 적층되어 서로 접합된 상태에서 일치되도록 서로 마주하여 대응하는 위치에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 렌즈 모듈.

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