KR100972983B1 - 카메라 플래쉬 렌즈 및 이를 포함하는 휴대용 기기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 플래쉬 렌즈는 카메라 플래쉬의 광원으로 이용되는 기판에 다수개 실장된 발광 다이오드의 카메라 플래쉬 렌즈에 있어서, 상기 카메라 플래쉬 렌즈는 상기 발광 다이오드의 수에 대응되는 수의 환상의 렌즈로 이루어지며, 상기 환상의 렌즈는 서로 부분적으로 겹쳐져 연결되며, 상기 환상의 렌즈 각각은, 상기 발광 다이오드의 에지에서 방출되는 빛을 반사하고 집속하도록 상기 기판을 향하여 연장되는 에지부; 및 상기 발광 다이오드의 상면에서 나오는 빛을 집속하도록 내면이 프레넬 또는 곡면 형상으로 이루어진 중심부;를 포함할 수 있다.

Description

카메라 플래쉬 렌즈 및 이를 포함하는 휴대용 기기{Camera flash lens and portable device including the same}
본 발명은 카메라 플래쉬 렌즈 및 이를 포함하는 휴대용 기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카메라 플래쉬의 광원으로 다수의 발광 다이오드가 제공되는 경우, 상기 발광 다이오드의 광을 카메라 화각에 효율적으로 집광하도록 하는 카메라 플래쉬 렌즈 및 이를 포함하는 휴대용 기기에 관한 것이다.
최근에는 카메라 기능이 함께 제공되는 휴대용 기기가 늘고 있다. 이와 같은 휴대용 기기에는 야간 촬상 시 필요로 하는 광량을 제공하기 위해 플래쉬가 내장되기도 한다.
이와 관련하여 카메라 플래쉬의 광원으로서 백색 LED(Light Emitting Diode: 발광 다이오드)의 사용이 증가하고 있다.
현재 발광 다이오드를 카메라 플래쉬의 광원으로 사용하는 방식으로는 발광 다이오드의 방사각이 카메라 화각에 맞도록 설계된 높은 반사율의 반사면으로 이루어진 리플렉터와 외장 커버를 사용한 방식과, 플래쉬 렌즈 및 상기 플래쉬 렌즈를 고정하는 기구물과 발광 다이오드 패키지가 일체를 이루어 사용한 방식 등이 있다.
이와 같은 방식들은 구조가 복잡할 뿐만 아니라 별도의 부품을 이용하여 발광 다이오드의 방사각이 카메라 화각에 맞도록 제작하는 것 또한 용이하지 않다.
따라서, 발광 다이오드를 카메라 플래쉬의 광원으로 사용할 때, 발광 다이오드의 빛을 카메라 화각에 맞추어 조사할 수 있는 구조가 간단한 플래쉬 렌즈를 연구할 필요가 있다. 특히, 플래쉬 렌즈는 카메라 화각(가로 56도, 세로 48도)에 맞도록 120~130도 범위의 방사각을 가지는 발광 다이오드의 방사각을 좁혀 카메라 화각에 빛이 조사되도록 할 필요가 있다.
또한, 발광 다이오드를 2개 이상 제공하여 조도를 높이는 경우에도 카메라 화각 안에 광이 효과적으로 방사되도록 하는 플래쉬 렌즈에 대한 니즈(needs)가 높아지고 있다.
본 발명은 카메라 플래쉬의 광원으로 다수의 발광 다이오드가 제공되는 경우, 상기 발광 다이오드의 광을 카메라 화각에 효율적으로 집광하도록 하는 카메라 플래쉬 렌즈 및 이를 포함하는 휴대용 기기를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 플래쉬 렌즈는 카메라 플래쉬의 광원으로 이용되는 기판에 다수개 실장된 발광 다이오드의 카메라 플래쉬 렌즈에 있어서, 상기 카메라 플래쉬 렌즈는 상기 발광 다이오드에 대응되는 수의 환상의 렌즈로 이루어지며, 상기 환상의 렌즈 각각은 상기 발광 다이오드의 에지에서 방출되는 빛을 반사하고 집속하도록 상기 기판을 향하여 연장되는 에지부; 및 상기 발광 다이오드의 상면에서 나오는 빛을 집속하도록 내면이 프레넬 또는 곡면 형상으로 이루어진 중심부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 플래쉬 렌즈의 상기 에지부는 상호 접촉할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 플래쉬 렌즈의 상기 에지부는 겹쳐져 상기 환상의 렌즈의 경계부가 형성되며, 상기 경계부는 상기 기판을 향하여 연장될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 플래쉬 렌즈의 상기 에지부가 겹쳐져서 상기 환상의 렌즈의 경계부가 없어질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 플래쉬 렌즈의 상기 중심부는 상기 발광 다이오드의 중심과 대응될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 플래쉬 렌즈의 상기 에지부의 외주부는 상기 발광 다이오드의 상기 기판에서 상기 렌즈 방향의 광축방향을 기준으로 예각의 경사를 이룰 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 플래쉬 렌즈의 상기 렌즈는 아크릴 재질로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에서의 일 실시예에 따른 휴대용 기기는 광원으로 제공되는 다수의 발광 다이오드; 상기 발광 다이오드가 실장되는 기판; 및 상기 발광 다이오드에 대응되는 수로 연결되는 환상의 렌즈;를 포함하며, 상기 환상의 렌즈 각각은 상기 발광 다이오드의 에지에서 방출되는 빛을 반사하고 집속하도록 상기 기판을 향하여 연장되는 에지부; 및 상기 발광 다이오드의 상면에서 나오는 빛을 집속하도록 내면이 프레넬 또는 곡면 형상으로 이루어진 중심부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에서의 일 실시예에 따른 휴대용 기기의 상기 에지부는 상호 접촉할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에서의 일 실시예에 따른 휴대용 기기의 상기 에지부는 겹쳐져 상기 환상의 렌즈의 경계부가 형성되며, 상기 경계부는 상기 기판을 향하여 연장될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에서의 일 실시예에 따른 휴대용 기기의 상기 에지부가 겹쳐져서 상기 환상의 렌즈의 경계부가 없어질 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에서의 일 실시예에 따른 휴대용 기기의 상기 중심부는 상기 발광 다이오드의 중심과 대응될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에서의 일 실시예에 따른 휴대용 기기의 상기 에지부의 외주부는 상기 발광 다이오드의 상기 기판에서 상기 렌즈 방향의 광축방향을 기준으로 예각의 경사를 이룰 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에서의 일 실시예에 따른 휴대용 기기의 상기 렌즈는 아크릴 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 카메라 플래쉬 렌즈 및 이를 포함하는 휴대용 기기에 의하면, 2개 이상의 발광 다이오드와 발광 다이오드의 방사각을 줄일 수 있는 구조가 간단한 플래쉬 렌즈가 제공되어, 높은 조도로 카메라 화각에 빛이 조사되도록 할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 기기에 카메라 플래쉬 렌즈가 설치되는 모습을 도시한 개략 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 휴대용 기기로 이동통신 단말기(1)가 개시되어 있다. 상기 이동통신 단말기(1)의 몸체(2)의 일면에는 카메라 플래쉬 렌즈(10)를 수용하는 수용부(4)가 형성된다.
상기 카메라 플래쉬 렌즈(10)는 상기 몸체(2)에서 촬상의 편의성을 위해 물체를 향하는 방향으로 설치된다. 즉, 디스플레이(미도시)의 반대방향에 위치될 수 있다.
상기 몸체(2) 내의 기판(40)에는 카메라 플래쉬의 광원으로 제공되는 발광 다이오드(20)가 다수 개 실장된다. 본 실시예에서는 발광 다이오드(20)가 2개가 실장된 것을 도시하였다. 이와 같은 발광 다이오드(20)는 기판 상에서 일렬로 배열되며, 일반적인 카메라 화각(가로 56도, 세로 48도)에 비해 넓은 방사각(120~130도)을 가진다.
상기 발광 다이오드(20)의 넓은 방사각을 카메라 화각에 맞도록 상기 발광 다이오드(20)의 광을 집속하는 환상의 렌즈(13, 15)가 상기 발광 다이오드(20)에 대응되는 수로 연결된다.
이하에서는, 환상의 렌즈(13, 15)가 겹쳐져 있는 형상의 카메라 플래쉬 렌즈(10)를 더욱 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판에 실장되는 발광 다이오드와 상기 발광 다이오드의 광을 집속하는 카메라 플래쉬 렌즈의 모습을 도시한 개략 사시도이며, 도 3은 도 2의 발광 다이오드와 내면이 프레넬 형상인 카메라 플래쉬 렌즈의 종단면도이며, 도 4는 도 2의 발광 다이오드와 내면이 곡면 형상인 카메라 플래쉬 렌즈의 종단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 카메라 플래쉬 렌즈(10)는 환상의 렌즈(13, 15)가 겹쳐져 있는 형상으로 제공되며, 상기 환상의 렌즈(13, 15)는 에지부(12)와 중심부(14)를 포함하여 이루어진다.
상기 카메라 플래쉬 렌즈(10)는 카메라 플래쉬의 광원으로 사용되는 기판(40)에 실장된 발광 다이오드(20)의 광을 집속시킨다. 상기 발광 다이오드(20)는 조도확보를 위하여 기판(40) 상에 다수개 제공된다. 그래서, 상기 발광 다이오드(20)의 광의 집속을 위한 환상의 렌즈(13, 15)가 발광 다이오드(20)의 수에 대응되는 수가 필요로 한다.
여기서 발광 다이오드(20)를 기판(40)에 실장할 때 상기 환상의 렌즈(13, 15)의 에지부(12)가 최소한 접속할 수 있는 거리가 되도록 한다. 상기 환상의 렌즈(13, 15)의 겹쳐짐 정도는 발광 다이오드(20)를 기판(40)에 실장할 때의 거리(d)에 따라 달라진다.
상기 발광 다이오드(20)는 기판(22) 상에 얇은 발광 다이오드 칩이 배치되고, 발광 다이오드 칩을 감싸는 광투과성 재료(24)로 구성될 수 있다. 상기 발광 다이오드 칩은 광투과성 재료에 의하여 감춰져 있다. 광투과성 재료(24)는 형광체를 함유하고 있어서, 발광 다이오드 칩으로부터 방사되는 빛의 일부의 파장을 변환하여 백색광을 방사한다.
상기 에지부(12)는 상기 발광 다이오드(20)의 거의 에지에서 방출되는 빛을 반사하고 집속하며, 상기 기판(40)을 향하여 연장된다. 이때, 에지부(12)의 아래면은 발광 다이오드(20)가 실장되는 기판(40)과 소정거리 떨어질 수 있다.
특히, 상기 에지부(12)의 아래면과 상기 기판(40)의 떨어진 간격은 0.8mm 정도일 수 있으며, 제작성과 성능을 고려하여 더 좁게 또는 더 멀게 할 수 있다.
상기 간격을 더 좁게 하면, 발광 다이오드(20)에서 방출하는 빛을 더 효과적으로 집속할 수 있으나 제조 및 조립이 어려워 질 수 있다. 반면, 상기 간격을 더 넓게 하면, 제조는 용이하나, 발광 다이오드(20)에서 방출하는 빛을 덜 모으게 된다.
또한, 상기 에지부(12)의 외주부(18)는 상기 기판(40)에서 상기 렌즈(10) 방향의 광축방향(O)를 기준으로 예각의 경사를 이룰 수 있다. 이와 같이 외주부(18)를 구성함으로써, 상기 발광 다이오드(20)에서 외부로 방사되는 빛을 카메라 화각에 조사할 수 있게 된다.
상기 중심부(14)는 상기 에지부(12)의 내측으로 요홈 형성된 부분으로, 요홈 형성된 부분의 내면은 프레넬 또는 곡면 형상(14')으로 이루어진다.
상기 중심부(14)의 내면이 곡면 형상인 경우에는 상기 발광 다이오드(20)를 향하여 중심이 볼록하게 하여 발광 다이오드(20)의 빛을 효과적으로 방사될 수 있도록 한다.
여기서, 렌즈 요홈의 깊이는 1mm이며, 발광 다이오드(20)의 상면으로부터 0.35mm 떨어져 있다. 특히, 요홈의 깊이는 프레넬 형상을 제작하는데 밀접한 관련이 있다.
상기 요홈의 깊이가 1mm보다 더 깊으면, 렌즈 성능을 위해 프레넬 형상의 톱니 부분이 더 돌출되어야 하며, 상기 요홈의 깊이가 1mm보다 얕으면 프레넬 형상의 톱니 부분이 덜 돌출되어야 한다.
한편, 프레넬 형상의 톱니 부분이 더 돌출되면 제작이 어려워지고, 덜 돌출되면 제작이 용이해진다. 즉, 프레넬 형상의 톱니 부분의 돌출정도에 따라 제작성능의 난이가 결정되는 만큼 이를 고려하여 렌즈 요홈의 깊이를 정할 필요가 있다.
상기 프레넬 형상은 발광 다이오드(20)의 빛을 효과적으로 방사될 수 있도록 한다. 상기 중심부(14)의 중심(c)은 상기 발광 다이오드(20)의 중심(c')과 대응되도록 위치된다.
한편, 이와 같은 카메라 플래쉬 렌즈(10)는 두께, 홈, 프레넬 형상 등의 가공이 필요하기 때문에 쉽게 가공 성형할 수 있는 재질로 이루어져야 한다. 카메라 플래쉬 렌즈(10)는 플라스틱 계열을 사용할 수 있으며, 가공성이 좋은 아크릴 재질인 아크릴, PMMA(Poly methy methacrylate) 등이 사용되는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 기판에 실장되는 발광 다이오드와 상기 발광 다이오드의 광을 집속하는 카메라 플래쉬 렌즈의 모습을 도시한 개략 사시도이며, 도 6은 도 5의 발광 다이오드와 카메라 플래쉬 렌즈의 종단면도이다.
도 5 및 도 6를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 카메라 플래쉬 렌즈(10)는 환상의 렌즈(13, 15)가 겹쳐져 있는 형상으로 제공되며, 상기 환상의 렌즈(13, 15)는 에지부(12)와 중심부(14)를 포함하여 이루어진다.
상기 환상의 렌즈(13, 15)가 도 2 내지 도4의 실시예보다 더 겹쳐져서 상기 중심부(14)를 구획하는 경계부(16)가 없는 것이 특징으로, 환상의 렌즈(13, 15)의 중심부(14)가 경계없이 연장된다.
다만, 상기 에지부(12)가 겹쳐지는 정도는 두 개의 환상의 렌즈(13, 15)가 완전히 합쳐져 원이 되지 않을 범위 내에서 겹쳐질 수 있다.
본 실시예는 중심부(14)를 프레넬 형상으로 도시하고 있으나, 곡면형상일 수도 있다.
본 실시예에서 발광 다이오드(20)를 기판(40)에 실장할 때의 거리(d')는 도 2 내지 도4의 실시예에서의 거리(d)에 비해 줄어든다. 다만, 발광 다이오드(20)를 기판(40)에 실장할 때의 거리(d')는 상기 발광 다이오드(20)를 겹쳐서 실장할 수 없으므로, 상기 발광 다이오드(20)의 실장이 가능한 범위에서 제한을 받는다.
본 실시예의 다른 구성요소들은 도 2 내지 도4의 실시예와 실질적으로 동일한 것으로, 구체적인 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 카메라 플래쉬 렌즈 및 이를 포함하는 휴대용 기기에 의하면, 2개 이상의 발광 다이오드와 발광 다이오드의 방사각을 줄일 수 있는 구조가 간단한 플래쉬 렌즈가 제공되어, 높은 조도로 카메라 화각에 빛이 조사되도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 기기에 카메라 플래쉬 렌즈가 설치되는 모습을 도시한 개략 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판에 실장되는 발광 다이오드와 상기 발광 다이오드의 광을 집속하는 카메라 플래쉬 렌즈의 모습을 도시한 개략 사시도.
도 3은 도 2의 발광 다이오드와 내면이 프레넬 형상인 카메라 플래쉬 렌즈의 종단면도.
도 4는 도 2의 발광 다이오드와 내면이 곡면 형상인 카메라 플래쉬 렌즈의 종단면도.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 기판에 실장되는 발광 다이오드와 상기 발광 다이오드의 광을 집속하는 카메라 플래쉬 렌즈의 모습을 도시한 개략 사시도.
도 6은 도 5의 발광 다이오드와 카메라 플래쉬 렌즈의 종단면도.

Claims (14)

  1. 카메라 플래쉬의 광원으로 이용되는 기판에 다수개 실장된 발광 다이오드의 카메라 플래쉬 렌즈에 있어서,
    상기 카메라 플래쉬 렌즈는 상기 발광 다이오드의 수에 대응되는 수의 환상의 렌즈로 이루어지며, 상기 환상의 렌즈는 서로 부분적으로 겹쳐져 연결되며,
    상기 환상의 렌즈 각각은,
    상기 발광 다이오드의 에지에서 방출되는 빛을 반사하고 집속하도록 상기 기판을 향하여 연장되는 에지부; 및
    상기 발광 다이오드의 상면에서 나오는 빛을 집속하도록 내면이 프레넬 또는 곡면 형상으로 이루어진 중심부;를 포함하는 카메라 플래쉬 렌즈.
  2. 카메라 플래쉬의 광원으로 이용되는 기판에 다수개 실장된 발광 다이오드의 카메라 플래쉬 렌즈에 있어서,
    상기 카메라 플래쉬 렌즈는 상기 발광 다이오드의 수에 대응되는 수의 환상의 렌즈로 이루어지며, 상기 환상의 렌즈 각각은,
    상기 발광 다이오드의 에지에서 방출되는 빛을 반사하고 집속하도록 상기 기판을 향하여 연장되는 에지부; 및
    상기 발광 다이오드의 상면에서 나오는 빛을 집속하도록 내면이 프레넬 또는 곡면 형상으로 이루어진 중심부;를 포함하고,
    상기 환상의 렌즈 각각의 에지부는 상호 접촉하는 것을 특징으로 하는 카메라 플래쉬 렌즈.
  3. 카메라 플래쉬의 광원으로 이용되는 기판에 다수개 실장된 발광 다이오드의 카메라 플래쉬 렌즈에 있어서,
    상기 카메라 플래쉬 렌즈는 상기 발광 다이오드의 수에 대응되는 수의 환상의 렌즈로 이루어지며, 상기 환상의 렌즈 각각은,
    상기 발광 다이오드의 에지에서 방출되는 빛을 반사하고 집속하도록 상기 기판을 향하여 연장되는 에지부; 및
    상기 발광 다이오드의 상면에서 나오는 빛을 집속하도록 내면이 프레넬 또는 곡면 형상으로 이루어진 중심부;를 포함하고,
    상기 에지부는 겹쳐져 상기 환상의 렌즈의 경계부가 형성되며,
    상기 경계부는 상기 기판을 향하여 연장되는 것을 특징으로 하는 카메라 플래쉬 렌즈.
  4. 카메라 플래쉬의 광원으로 이용되는 기판에 다수개 실장된 발광 다이오드의 카메라 플래쉬 렌즈에 있어서,
    상기 카메라 플래쉬 렌즈는 상기 발광 다이오드의 수에 대응되는 수의 환상의 렌즈로 이루어지며, 상기 환상의 렌즈 각각은,
    상기 발광 다이오드의 에지에서 방출되는 빛을 반사하고 집속하도록 상기 기판을 향하여 연장되는 에지부; 및
    상기 발광 다이오드의 상면에서 나오는 빛을 집속하도록 내면이 프레넬 또는 곡면 형상으로 이루어진 중심부;를 포함하고,
    상기 에지부가 겹쳐져서 상기 환상의 렌즈의 경계부가 없어지는 것을 특징으로 하는 카메라 플래쉬 렌즈.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중심부는 상기 발광 다이오드의 중심과 대응되는 것을 특징으로 하는 카메라 플래쉬 렌즈.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에지부의 외주부는 상기 발광 다이오드의 상기 기판에서 상기 렌즈 방향의 광축방향을 기준으로 예각의 경사를 이루는 것을 특징으로 하는 카메라 플래쉬 렌즈.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 렌즈는 아크릴 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 카메라 플래쉬 렌즈.
  8. 광원으로 제공되는 다수의 발광 다이오드;
    상기 발광 다이오드가 실장되는 기판; 및
    상기 발광 다이오드에 대응되는 수로 구비되며, 서로 부분적으로 겹쳐져 연결되는 환상의 렌즈;를 포함하며,
    상기 환상의 렌즈 각각은,
    상기 발광 다이오드의 에지에서 방출되는 빛을 반사하고 집속하도록 상기 기판을 향하여 연장되는 에지부; 및
    상기 발광 다이오드의 상면에서 나오는 빛을 집속하도록 내면이 프레넬 또는 곡면 형상으로 이루어진 중심부;를 포함하는 휴대용 기기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 환상의 렌즈 각각의 에지부는 상호 접촉하는 것을 특징으로 하는 휴대용 기기.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 에지부는 겹쳐져 상기 환상의 렌즈의 경계부가 형성되며,
    상기 경계부는 상기 기판을 향하여 연장되는 것을 특징으로 하는 휴대용 기기.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 에지부가 겹쳐져서 상기 환상의 렌즈의 경계부가 없어지는 것을 특징으로 하는 휴대용 기기.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 중심부는 상기 발광 다이오드의 중심과 대응되는 것을 특징으로 하는 휴대용 기기.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 에지부의 외주부는 상기 발광 다이오드의 상기 기판에서 상기 렌즈 방향의 광축방향을 기준으로 예각의 경사를 이루는 것을 특징으로 하는 휴대용 기기.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 렌즈는 아크릴 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대용 기기.
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