KR101095844B1 - 광전 렌즈 모듈 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

광원을 집광하기 위해 이용되는 광전렌즈모듈이다. 제조 방법은 제1 기판을 제공하는 단계와, 제1 기판 위에 복수의 갭유닛들을 배치하여 제1 기판 위의 갭유닛들 사이에 복수의 갭영역들을 형성하는 단계와, 갭영역들의 위치에 상응하는 위치에 배치되는 복수의 광전 렌즈유닛들을 포함하는 제2 기판을 제공하는 단계와, 제1 기판 및 제2 기판이 서로 밀착하여 부착되도록 갭영역들에 투명고무를 채우는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

광전 렌즈 모듈 및 그 제조 방법{PHOTOELECTRIC LENS MODULE AND FABRICATION METHOD THEREOF}

본 발명은 집광장치의 구조와 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 광전 렌즈 모듈의 구조 설계와 그 제조 방법에 관한 것이다.

종래의 광전변환기는 렌즈와 광전변환부로 이루어진다. 광전렌즈는 광이 전기에너지로 변환될 수 있도록 광을 광전변환부에 집광하는데 이용되며, 광전변환부는 제조공정시 기판상에 형성된다. 광전변환부는 실외용으로 사용되기 때문에, 태양광노출 또는 우천 등의 기후조건에 쉽게 영향을 받게 되며, 이는 렌즈부 표면에 큰 영향을 줄 수 있다. 또한, 렌즈부의 재질은 경도가 약하기 때문에, 실외 기후조건에 따라 쉽게 손상된다.

또한, 상술한 문제점을 해결하기 위해, 기존의 광전변환기는 렌즈유닛들의 표면에 접착하기 위해 경도가 높은 기판을 제공한다. 하지만, 접착과정시, 기포가 접착물질에 들어갈 수 있으며, 이는 광 분산, 산란, 간섭, 및 회절을 일으켜 광전 변환에 영향을 줄 수 있다.

본 발명의 목적은 복수의 갭유닛들과 투명고무를 통해 제1 기판과 제2 기판이 서로 밀착하여 부착되도록 하는 광전렌즈모듈의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 광을 집광하기 위한 광전렌즈모듈로서, 제1 기판 위의 복수의 갭유닛들 사이에 복수의 갭영역들이 형성되도록 제1 기판과 제2 기판 사이에 상기 복수의 갭유닛들을 배치하며, 갭영역들 내에 투명고무를 채워서 제1 기판과 제2 기판이 서로 밀착하여 부착되도록 하는 광전렌즈모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 제1 기판과 제2 기판의 복수의 갭영역들 사이에 채워지는 투명고무의 고정된 두께가 복수의 갭영역들을 통해 미리 결정되는 광전렌즈모듈을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광전렌즈모듈의 제조 방법은 (i) 제1 기판을 제공하는 단계와, (ii) 상기 제1 기판 위에 복수의 갭유닛들을 배치하여 상기 제1 기판 위의 상기 갭유닛들 사이에 복수의 갭영역들을 형성하는 단계와, (iii) 상기 갭영역들의 위치에 상응하는 위치에 배치되는 복수의 광전 렌즈유닛들을 포함하는 제2 기판을 제공하는 단계와, (iv) 상기 제1 기판 및 제2 기판이 서로 밀착하여 부착되도록 상기 갭영역들에 투명고무를 채우는 단계를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제1 기판과, 복수의 갭유닛들과, 제2 기판과, 투명고무로 이루어지는 광원의 집광이 가능한 광전렌즈모듈을 제공한다. 상기 복수의 갭유닛들은 상기 갭유닛들 사이에 복수의 갭영역들이 형성되도록 상기 제1 기판 위에 배치된다. 복수의 광전 렌즈유닛들을 통해 상기 광전 렌즈유닛들의 일측에 입사광이 집광되며 복수의 갭영역들이 상기 복수의 광전 렌즈유닛들에 대응하게 형성되도록 상기 복수의 광전 렌즈유닛들이 상제 제2 기판 위에 형성된다. 상기 제1 기판과 제2 기판이 서로 밀착하여 부착하도록 투명고무가 상기 갭영역들 사이에 채워진다.

본 발명은 종래기술에 비해 향상된 광전렌즈모듈의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 향상된 광전렌즈모듈은 렌즈 유닛들 중 일부가 손상되었을 경우 쉽게 대체될 수 있도록 많은 수의 모듈들로 구성된다는 특징이 있다. 또한, 기판들 사이에 구성된 투명고무는 제1 기판을 제2 기판의 광전 렌즈유닛들에 밀착하여 조립 및 부착되도록 하는 우수한 접착층을 제공하여, 광에너지가 손실되는 것이 방지되며, 또한 광전렌즈모듈이 높은 내구성을 지니게 된다.

본 발명의 특징 및 효과는 아래의 설명 및 첨부된 특허청구범위에 의해 더욱 명확해질 것이며, 이후 제시될 본 발명의 실시에 의해 알 수 있게 될 것이다.

본 발명의 효과가 쉽게 이해될 수 있도록, 위에서 간략히 기술한 본 발명에 대해서 이하 첨부한 도면에 예시한 구체적인 실시예를 참조하여 더욱 구체적으로 설명한다. 본 발명은 첨부한 도면을 사용하여 더욱 자세하고 구체적으로 기술되고 설명될 것이나, 첨부한 도면은 단지 본 발명의 전형적인 실시예를 나타낸 것으로서 본 발명의 권리범위를 한정하는 것으로 해석되지 말아야 한다는 점을 알아야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광전렌즈모듈의 제조과정을 나타낸 순서도이다.
도 2a 내지 2d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광전렌즈모듈을 나타낸 개략도이다.
도 3a 내지 3b는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 광전렌즈모듈을 나타낸 개략도이다.

본 발명의 원리에 대한 이해를 돕기 위해, 이하 도면에 나타낸 예시적 실시예들에 대해서 설명하며, 이 설명을 위해 특정한 용어나 표현이 사용될 것이다. 하지만, 이는 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아님을 알아야 한다. 본 발명을 이해한 당업자가 행할 수 있는 예시된 본 발명의 원리에 대한 임의의 추가 응용, 예시된 발명 특징에 대한 임의의 수정 및 임의의 추가 변경 등은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 여겨져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광전렌즈모듈의 제조과정을 나타낸 순서도이다. 광전렌즈모듈의 제조과정은 (S1) 제1 기판을 제공하는 단계와, (S2) 상기 제1 기판 위에 복수의 갭유닛들을 동일한 간격을 두고 배치하여 상기 갭유닛들 사이에 복수의 갭영역들을 형성하는 단계와, (S3) 상기 동일한 갭영역들에 상응하도록 배치되는 복수의 광전 렌즈유닛들을 포함하는 제2 기판을 제공하는 단계와, (S4) 상기 제1 기판 및 제2 기판이 서로 밀착하여 부착되도록 투명고무를 상기 동일한 갭영역들에 채우는 단계를 포함하여 이루어진다.

도 2a 내지 2d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광전렌즈모듈을 나타낸 개략도이다. 광전렌즈모듈은 제1 기판(10), 복수의 갭유닛(12), 제2 기판(14), 및 투명고무(16)로 이루어져 있다. 복수의 갭유닛(12)은 복수의 갭영역(122)이 도 2a에 나타낸 바와 같이 형성되도록 제1 기판(10) 상에 설치된다. 갭유닛(12)은 원형상 혹은 다른 유사한 형상으로 구성되며 플라스틱, 테프론, 아크릴, 또는 유리 등의 물질로 이루어진 군으로부터 형성된다. 제1 기판(10)은 유리, 강화 유리, 또는 아크릴로 이루어진다. 복수의 광전 렌즈유닛(142)은 입사광원(IL)으로부터의 광이 광전 렌즈유닛(142)의 일측에 집광되는데 이용되도록 제2 기판(14) 상에 위치한다.

도 2d에 나타낸 바와 같이, 복수의 광전 렌즈유닛(142)의 위치는 복수의 갭영역(122)의 위치에 각각 대응된다. 광전 렌즈유닛들(142)과 갭영역들(122)은 제1 기판(10)과, 갭유닛들(12)과, 제2 기판(14)에 일체로 조립되어 도 2c에 나타낸 광전렌즈모듈을 형성한다. 제2 기판(14)과 제1 기판(10)이 일체화됨으로써 갭영역들(122)에 대등하는 동일한 갭들이 형성되고, 투명고무(16)를 갭영역들(122)의 갭들에 채움으로써 제1 기판(10)과 제2 기판(14)이 서로 밀착하여 부착되게 된다. 특히, 본 발명의 갭유닛들(12)은 입사광원(IL)의 광이 투명고무(16)를 투과할 때 광 분산, 산란, 간섭, 및 회절이 일어나지 않도록 제1 기판(10)과 제2 기판(14) 사이의 접착 갭이 기포가 모두 제거될 수 있는 정도로 좁게 되도록 갭영역들(122)의 갭들 내에 투명고무(16)가 미리 결정된 높이를 갖도록 구성된다.

본 발명의 광전렌즈모듈은 제1 기판(10)과 제2 기판(14) 사이에 위치하는 투명계수가 높고 열팽창계수가 낮은 특성을 갖는 투명고무(16)를 이용함으로써 입사광(IL)이 제1 기판(10)을 통과하여 제2 기판(14)에 입사할 때, 제1 및 제2 기판(10,14)을 통과하는 과정에서 입사광(IL)의 광에너지가 감소되거나 변하지 않는다. 입사광(IL)의 광에너지가 제1 및 제2 기판(10,14)의 투명고무(16)를 통과할 때, 열에너지가 발생하여 광에너지의 전달 도중에 투명고무물질의 열팽창 및 열수축효과로 인해 광에너지가 손실되거나 소모될 수 있다. 본 발명의 광전렌즈모듈은 투명고무의 두께가 1mm 미만이 되도록 구성됨으로써 입사광(IL)의 광에너지가 전체의 전달과정에 걸쳐서 효과적으로 보존된다.

도 2d에 나타낸 바와 같이, 입사광원(IL)의 입사광은 제1 기판(10)에서 투명고무(16)로 전달되어 광전 렌즈유닛(142)의 타측에 집광되어 제2 기판(14)의 광전 렌즈유닛들(142)을 통해 집중광(FL)을 형성하며, 이때 집중광(FL)은 입사광(IL)을 특정 영역에 제한하는데 이용된다.

도 3a 내지 3b는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 광전렌즈모듈을 나타낸 개략도이다. 본 발명의 광전렌즈모듈은 제1 기판(10), 복수의 갭유닛(12’), 제2 기판(14), 및 투명고무(16)로 이루어지며, 이때, 복수의 갭유닛(12’)은 각각 얇고 평탄한 조각(시트) 형태로 제조되어, 복수의 갭영역(122’)을 형성하는데 이용된다. 입사광원(IL)으로부터의 광은 제1 기판(10)을 거쳐서 투명고무(16)를 통과하여, 제2 기판(14)에 입사하게 되며, 이 입사광은 제2 기판(14)의 광전 렌즈유닛(142)을 거쳐서 광전 렌즈유닛(142)의 일측에 집광 및 투사되어, 입사광원(IL)의 입사광이 광전렌즈모듈의 하나의 특정 영역에 제한되도록 집중광(FL)을 형성하게 된다.

본 발명은 종래기술에 비해 향상된 광전렌즈모듈의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 향상된 광전렌즈모듈은 렌즈 유닛들 중 일부가 손상되었을 경우 쉽게 대체될 수 있도록 많은 수의 모듈들로 구성된다는 특징이 있다. 또한, 기판들 사이에 구성된 투명고무는 제1 기판을 제2 기판의 광전 렌즈유닛들에 밀착하여 조립 및 부착되도록 하는 우수한 접착층을 제공하여, 광에너지가 손실되는 것이 방지되며, 또한 광전렌즈모듈이 높은 내구성을 지니게 된다.

본 명세서 전반에 걸쳐 사용된 “일실시예”, “실시예”, 또는 이와 유사한 용어는 그 실시예에서 설명된 특징, 구조, 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐 사용된 “일실시예”, “실시예”, 또는 이와 유사한 용어는 반드시 그렇지는 않지만 동일하거나 다른 예시된 발명의 동일한 실시예, 다른 실시예들, 또는 구성부분들을 가리키는 것일 수 있다. 또한, 2개 이상의 특징이나 요소 등에 대해서 “일실시예” 등의 표현을 사용한 것은 그 2개 이상의 특징이 서로 관련되거나, 유사하거나, 동일하다는 것 등을 의미하지는 않는다. “일실시예” 혹은 이와 유사한 용어를 사용하는 것은 단지 선택적인 특징들을 가리키기 위한 편리한 표현일 뿐이며, 이들 선택적인 특징은 특허청구범위에 기재된 본 발명의 일부분일 수 있고, 일부분이 아닐 수도 있다.

각각의 “실시예”라는 용어의 언급은 각 실시예를 가리키기 위해 유사하거나 동일한 용어를 사용하였지만 다른 모든 “실시예”의 언급과는 독립적으로 고려되어야 한다. 따라서, 하나의 실시예가 “다른 실시예”와 동일한 것으로서 파악되는 경우에, 이 실시예는 “다른 실시예”라는 용어로 표현된 다른 모든 실시예와 독립적인 것이다. 본 발명 및/또는 특허청구범위에서 직접적이거나 간접적으로 또는 암시적이거나 명시적으로 제시하는 것처럼, 그러한 서로 독립적인 실시예들은 다른 실시예와 전체적으로 혹은 부분적으로 결합될 수 있는 것으로 고려될 수 있다.

마지막으로, 실무상 관례적으로 종종 그러하듯“일실시예” 등의 표현을 본 명세서의 모든 문장의 시작부분에 사용하지 않은 것은 단지 편의상 독자의 명확한 이해를 위한 것이다. 하지만, 본 출원에서는 논리적으로 가능하고 적절한 경우 모든 문장의 시작 부분에 “일실시예” 등의 표현이 참조되어 포함되는 것으로 한다.

이상과 같이 현재 본 발명의 가장 실용적이고 바람직하다고 판단되는 실시예와 관련하여 상세하고 구체적으로 본 발명을 충분히 기술하였지만, 해당 기술분야에 있어서 통상의 기술을 지닌 자라면 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 원리 및 개념에서 벗어나지 않는 범위 내에서 크기, 재질, 모양, 형태, 동작 방식 및 기능, 조립 및 사용 상의 변경 등을 포함하며 이에 한정되지 않는 여러 가지 변형이 가능하다는 점을 알 수 있을 것이다.

10: 제1 기판
12: 갭유닛
14: 제2 기판
16: 투명고무
142: 렌즈유닛
IL: 입사광원
FL: 집중광

Claims (9)

1. 제1 기판을 제공하는 단계와;
   상기 제1 기판 위에 복수의 갭유닛들을 배치하여 상기 제1 기판 위의 상기 갭유닛들 사이에 복수의 갭영역들을 형성하는 단계와;
   상기 갭영역들의 위치에 상응하는 위치에 배치되는 복수의 광전 렌즈유닛들을 포함하는 제2 기판을 제공하는 단계와;
   상기 제1 기판 및 제2 기판이 서로 밀착하여 부착되도록 상기 갭영역들에 투명고무를 채우는 단계를 포함하여 이루어지는 광전렌즈모듈을 제조하는 방법.
2. 제1 기판과;
   상기 제1 기판 위에 배치되는 갭유닛들로서, 상기 갭유닛들 사이에 복수의 갭영역들이 형성되도록 상기 제1 기판 위에 배치되는 상기 갭유닛들과;
   복수의 광전 렌즈유닛들을 포함하는 제2 기판으로서, 상기 복수의 광전 렌즈유닛들을 통해 상기 광전 렌즈유닛들의 일측에 입사광이 집광되며 복수의 갭영역들이 상기 복수의 광전 렌즈유닛들에 대응하게 형성되도록 구성되는 상기 제2 기판과;
   상기 갭영역들 사이에 채워지며 상기 제1 기판과 제2 기판을 서로 밀착하여 부착하는데 이용되는 투명고무를 포함하여 이루어지는 광원의 집광이 가능한 광전렌즈모듈.
3. 제2항에 있어서,상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 상기 갭영역들 사이에 채워지는 투명고무의 고정된 높이가 미리 결정되는 것을 특징으로 하는 상기 광전렌즈모듈.
4. 제2항에 있어서,
   상기 제1 기판은 아크릴 혹은 유리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 광전렌즈모듈.
5. 제2항에 있어서,
   상기 갭유닛들은 플라스틱, 테프론, 아크릴, 혹은 유리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 광전렌즈모듈.
6. 삭제
7. 제2항에 있어서,
   상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 상기 갭영역들 사이에 채워지는 상기 투명고무의 높이가 1mm 미만인 것을 특징으로 하는 상기 광전렌즈모듈.
8. 제2항에 있어서,
   상기 제1 기판은 강화 유리인 것을 특징으로 하는 상기 광전렌즈모듈.
9. 제2항에 있어서,
   상기 갭영역들은 시트형태 혹은 원형태의 유닛들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 광전렌즈모듈.

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