KR102274416B1 - 광학 렌즈계, 광학장비 및 고정방법 - Google Patents

광학 렌즈계, 광학장비 및 고정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 렌즈를 정렬된 상태로 고정된 광학 렌즈계로서, 내부에 제1 렌즈가 배치되고, 상기 제1 렌즈를 안내할 수 있도록, 제1 방향으로 연장된 핀부재를 구비하는 제1 바디; 내부에 제2 렌즈가 배치되고, 상기 핀부재가 삽입 가능하고 상기 핀부재와의 사이에 틈을 갖도록 상기 핀부재의 직경보다 큰 내경을 갖는 삽입홀을 구비하는 제2 바디; 및 상기 핀부재를 상기 제2 바디에 고정시킬 수 있도록, 상기 틈에 삽입되는 접착부재;를 포함하는 광학 렌즈계, 광학 장비 및 고정방법에 관한 것이다.

Description

광학 렌즈계, 광학장비 및 고정방법{Optical lens system, apparatus for opticaling device and method for adjusting position}
본 발명은 광학 렌즈계, 광학장비 및 고정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 렌즈가 정렬된 상태에서 고정되는 광학 렌즈계, 광학장비, 고정방법에 관한 것이다.
일반적으로, 광학장비는 함정, 항공기 혹은 위성 등에 구비되는 장비로서, 표적을 추적하고, 영상을 안정화하고. 원하는 지역의 영상을 전시하는 등의 기능을 한다. 따라서, 광학장비는 민간 분야, 산업 분야 및 군사 분야 등 다양한 분야에서 요구되고 있다.
한편, 광학장비는 내부에 레이저 출력기, 복수의 렌즈, 광학카메라 등의 장치들을 구비한다. 여기서, 출력기, 렌즈, 광학카메라 등의 장치들은 배치 상태에 따라 검출능 혹은 검사능이 달라지기 때문에 배치 상태를 정밀하게 조절할 필요가 있다.
하지만, 복수의 렌즈 중 제1 렌즈가 결합된 제1 바디를, 복수의 렌즈 중 제2 렌즈가 결합된 제2 바디에 결합시킴에 있어서, 나사 결합, 즉 볼팅 체결하는 방식을 통해 체결할 경우, 나사와 제1 바디 및 제2 바디 사이에 마찰로 인해 제1 렌즈 혹은 제2 렌즈에 손상이 발생하는 문제가 발생하였다. 또한, 볼팅 체결 방식을 통해 제1 바디를 제2 바디에 결합시킬 경우, 볼팅하는 중에 발생되는 토크에 의해 제1 렌즈와 제2 렌즈의 정렬이 틀어지는 문제가 발생하였다. 이에, 제1 바디를 제2 바디에 결합시키면서, 제1 렌즈 혹은 제2 렌즈에 손상이 가지 않는 광학 렌즈계가 필요한 실정이다. 또한, 제1 바디를 제2 바디에 결합시키면서, 제1 렌즈 혹은 제2 렌즈의 정렬이 바뀌지 않는 광학 렌즈계가 필요한 실정이다.
KR 10-2011-0135568 A
본 발명은 제1 렌즈를 제2 렌즈에 대하여 정렬시킬 수 있는 광학 렌즈계, 광학장비 및 고정방법에 관한 것이다.
본 발명은 제1 렌즈를 제2 렌즈에 정렬된 상태로 고정시킬 수 있는 광학 렌즈계, 광학장비 및 고정방법에 관한 것이다.
본 발명은 복수의 렌즈가 정렬된 상태에서 고정되는 광학 렌즈계로서, 내부에 제1 렌즈가 배치되고, 상기 제1 렌즈를 안내할 수 있도록, 제1 방향으로 연장된 핀부재를 구비하는 제1 바디; 내부에 제2 렌즈가 배치되고, 상기 핀부재가 삽입 가능하고 상기 핀부재와의 사이에 틈을 갖도록 상기 핀부재의 직경보다 큰 내경을 갖는 삽입홀을 구비하는 제2 바디; 및 상기 핀부재를 상기 제2 바디에 고정시킬 수 있도록, 상기 틈에 충진되는 접착부재;를 포함한다.
상기 제2 바디는, 내부에 상기 제2 렌즈가 배치되고, 단부가 개방되는 몸통부재; 및 상기 삽입홀을 구비하고, 상기 몸통부재의 둘레를 따라 제공되며, 측면에 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 관통된 주입홀을 구비하는 결합부재;를 포함한다.
상기 주입홀은, 제1 방향에 따른 상기 삽입홀의 중심부와 연결되도록 배치된다.
상기 주입홀은, 상기 삽입홀을 향하는 방향으로 내경이 점차 감소하는 형상을 가진다.
상기 주입홀은, 제2 방향을 회전 중심으로 하는 나선형 형상으로 형성된다.
상기 핀부재는, 외주면의 적어도 일부가 요철 형상을 가진다.
상기 핀부재는, 상기 주입홀과 중첩되도록 제2 방향으로 관통된 유입홀;을 가진다.
상기 핀부재는, 상기 결합부재의 단부에 걸림 체결될 수 있도록, 하단부에 제2 방향으로 연장된 체결돌기;를 더 포함한다.
상기 접착부재는, 상기 주입홀 및 상기 유입홀의 적어도 일부에 충진된다.
상기 접착부재는, 겔 상태의 본드가 경화되어 마련된다.
본 발명은 가시광, 적외선광을 통과시킬 수 있는 메인렌즈; 상기 메인렌즈가 내부에 설치되는 하우징; 상기 메인렌즈로 입광되는 가시광, 적외선광을 감지하도록 상기 하우징에 설치되는 센서; 상기 하우징에 결합 가능하고, 상기 메인렌즈에 대하여 복수의 렌즈를 정렬된 상태로 고정시킬 수 있도록, 적어도 일부가 제1 방향에 교차하는 방향인 제2 방향으로 서로 이격되고, 이격된 틈으로 접착부재가 충진된 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항의 광학 렌즈계;를 포함한다.
본 발명은 복수의 렌즈를 정렬된 상태로 고정시키는 고정방법으로서, 제1 렌즈를 제1 바디에 결합시키고, 제2 렌즈를 제2 바디에 결합하는 과정; 제1 방향을 따라 상기 제1 바디를 상기 제2 바디에 결합시키는 과정; 상기 제1 바디가 상기 제2 바디에 결합된 상태에서, 상기 제1 렌즈를 상기 제2 렌즈에 대하여 정렬시키는 과정; 및 상기 제2 바디에 결합된 상기 제1 바디에 접착제를 주입하여 상기 제2 바디에 상기 제1 바디를 고정시키는 과정;을 포함한다.
상기 제1 바디를 상기 제2 바디에 결합시키는 과정은, 상기 제1 바디의 핀부재를 상기 제2 바디의 삽입홀에 삽입하는 과정을 포함하고, 상기 제2 바디에 상기 제1 바디를 고정시키는 과정은, 상기 삽입홀에 삽입된 핀부재와 상기 제2 바디의 내주면 사이의 틈에 상기 접착제를 주입하는 과정;을 포함한다.
상기 접착제를 주입하는 과정은, 제1 방향을 기준으로 상기 핀부재와 상기 제2 바디의 내주면 사이의 틈의 중심부로 접착제를 주입한다.
상기 접착제를 주입하는 과정은, 상기 틈에 주입된 상기 접착제를 경화시켜 탄성력을 가지는 접착부재를 형성하는 과정;을 포함한다.
상기 제1 렌즈를 상기 제2 렌즈에 대하여 정렬시키는 과정은, 상기 제1 방향에 대하여 교차하는 방향인 제2 방향으로 상기 제2 렌즈를 이동시키는 과정; 상기 제1 렌즈의 초점과 상기 제2 렌즈의 초점을 일치시키는 과정;을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 복수의 렌즈를 정렬시킨 상태에서 제1 바디를 제2 바디에 고정시킬 수 있다. 이에, 추가적으로 렌즈를 정렬시키는 공정을 생략하여 공정의 간소화를 도모할 수 있다.
또한, 접착부재를 이용하여 제1 바디와 제2 바디를 결속시킬 수 있다. 이에, 접착시 제1 바디에 부하가 발생하는 것을 억제 혹은 방지할 수 있고, 제1 렌즈가 제2 렌즈에 정렬된 상태가 유지되게 하면서 제1 바디를 제2 바디에 결속시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광학장비 및 광학 렌즈계를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광학 렌즈계를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광학 렌즈계를 도시한 분해사시도 및 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광학 렌즈계를 도시한 분해사시도 및 단면도.
도 5는 본 발명의 실시 예들에 따른 고정방법을 나타내는 플로우차트.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 도면상의 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예에 따른 광학 렌즈계(110)는 복수의 렌즈(131,132)가 정렬된 상태에 고정되는 광학 렌즈계(110)로서, 내부에 제1 렌즈(131)가 배치되고 제1 렌즈(131)를 안내할 수 있도록 제1 방향으로 연장된 핀부재(111a)를 구비하는 제1 바디(111), 내부에 제2 렌즈(132)가 배치되고 핀부재(111a)가 삽입 가능하고 핀부재(111a)와의 사이에 틈을 갖도록 핀부재의 직경보다 큰 내경을 갖는 삽입홀(112a)을 구비하는 제2 바디(112) 및 핀부재(111a)를 제2 바디(112)에 고정시킬 수 있도록, 틈에 충진되는 접착부재(113)를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광학장비 및 광학 렌즈계를 도시한 도면이다.
우선, 도 1을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 광학 렌즈계가 적용되는 광학장비의 구조에 관하여 설명한다.
광학장비(100)는 가시광, 적외선광을 통과시킬 수 있는 메인렌즈(130), 메인렌즈(130)가 내부에 설치되는 하우징(120), 메인렌즈(130)로 입광되는 가시광, 적외선광을 감지하도록 하우징(120)에 설치되는 센서(140) 및 광학 렌즈계(110)를 포함한다.
먼저, 메인렌즈(130)는 가시광 또는 적외선광의 광을 동일한 경로로 투과시킬 수 있다. 하우징(120)의 내부에서 메인렌즈는(130)는 복수개로 마련되며, 제1 방향을 따라 순차적으로 배열될 수 있다. 여기서, 메인렌즈(130)는 가시광과 적외선광을 안정적으로 받아들일 수 있도록, 비구면 렌즈로 마련될 수 있다. 여기서, 메인렌즈(130)를 이루는 재질은 가시광과 적외선광을 모두 동시에 투과시키도록 하는 재질로 구성하며, 예를 들면, 황화아연 및 셀렌화아연 중 적어도 어느 하나를 포함하는 재질로 마련될 수 있다.
하우징(120)은 메인렌즈(130), 센서(140) 및 광학 렌즈계(110)를 지지하는 역할을 할 수 있다. 여기서, 하우징(120)은 작업대에 고정되고 센서(140)가 설치되는 제1 프레임(121)과, 메인렌즈(130), 광학 렌즈계(110)와 결합되고 제2 프레임(122)에 회전 가능하게 결합되는 제2 프레임(122)을 포함할 수 있다.
제1 프레임(121)은 작업대에 고정되며, 제1 방향에 교차하는 방향인 제2 방향을 회전 중심축으로 하여 회전하는 제2 프레임(122)을 지지할 수 있다. 예를 들어, 제1 프레임(121)은 일부가 작업대에 면 접촉하도록 연장되고, 일부가 작업대의 상측으로 연장될 수 있다. 제1 프레임(121)에는 상술한 센서(140)가 설치될 수 있다.
제2 프레임(122)은 내부에 메인렌즈(130)가 배치될 수 있는 공간을 갖으며, 직육면체 형상으로 형성될 수 있다. 제2 프레임(122)은 제1 프레임(121)에 제2 방향을 중심축으로 하여 회전 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 제2 프레임(122)은 제1 프레임(121)에 힌지 결합될 수 있다. 이에, 제1 프레임(121)이 회전하며, 다각도에서 가시광 및 적외선광을 입광할 수 있고, 다양한 위치에서 초점을 맺히게 하여 메인렌즈(130) 및 제1 렌즈(131), 제2 렌즈(132)의 성능을 확인할 수 있다.
센서(140)는 메인렌즈(130)와 연결되며, 메인렌즈(130)를 통과한 가시광과 적외선광의 초점이 정확하게 맺히었는지 확인할 수 있다. 여기서, 센서(140)는 제1 프레임(121)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 센서(140)는 제1 프레임(121)에서 광학 렌즈계(110)의 제1 렌즈(131), 제2 렌즈(132) 및 복수의 메인렌즈(130)를 통과한 가시광 및 적외선 광의 초점이 맺히는 부분을 감지할 수 있는 어떠한 위치에도 설치될 수 있다. 즉, 후술하는 광학 렌즈계(110)의 제1 렌즈(131) 및 제2 렌즈(132)를 통과한 가시광과 적외선광이 메인렌즈(130)를 통과한 후 상이 정확하게 맺히었는지를 확인할 수 있다.
여기서, 상술한 메인렌즈(130), 하우징(120), 센서(140)는 광학장비(100)에 구비되는 일반적인 구성일 수 있고, 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서, 상기 장비들을 특정 구성으로 제한할 필요가 없다. 따라서, 이에 관한 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광학 렌즈계를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광학 렌즈계를 도시한 분해사시도 및 단면도이다.
하기에서는, 도 2 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 렌즈계(110)를 설명한다.
광학 렌즈계(110)는 제1 렌즈(131)를 안내할 수 있도록, 제1 방향으로 연장된 핀부재(111a)를 구비하는 제1 바디(111), 삽입홀(112a)을 구비하는 제2 바디(112) 및 핀부재(111a)를 제2 바디(112)에 고정시킬 수 있는 접착부재(113)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 방향은 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 바디(111)와 제2 바디(112)가 나란하게 배치된 방향일 수 있고, 제2 방향은 제1 방향을 중심축으로 하여 수직하게 직교하는 방향들일 수 있다.
제1 바디(111)는 제1 렌즈(131)가 제2 렌즈(132)와 정렬될 수 있도록, 제1 렌즈(131)를 가이드할 수 있다. 제1 바디(111)는 내부가 제1 방향을 따라 관통된 직육면체 형상으로 형성될 수 있다. 제1 바디(111)에서 관통된 내부에 제1 렌즈(131)가 배치될 수 있다. 한편, 제1 바디(111)는 제2 바디(112)의 개방된 상부에 일부가 삽입될 수 있도록, 제2 바디(112)와 마주보는 부분이 제1 방향으로 관통된 원통형 형상으로 마련될 수 있다.
또한, 제1 바디(111)는 제1 렌즈(131)를 가이드할 수 있도록, 핀부재(111a)를 구비할 수 있다. 핀부재(111a)는 제1 방향으로 연장된 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 핀부재(111a)의 직경의 길이는 D1 일 수 있다.
또한, 핀부재(111a)는 복수개로 마련되며, 제1 바디(111)의 둘레를 따라 이격 배치될 수 있다. 하기에서는 핀부재(111a)가 4개로 마련되며, 각각 제1 바디(111)의 모서리 부분에 배치된 경우를 예시적으로 설명한다.
여기서, 복수의 핀부재(111a) 중 일 핀부재(111a)와 타 핀부재(111a) 사이의 길이는 L1 일 수 있다. 일 핀부재(111a)와 타 핀부재(111a) 사이의 길이(L1)와 후술하는 삽입홀(112a)들 사이의 길이 관계는 하기에서 삽입홀(112a)을 설명하며 구체적으로 설명한다.
또한, 핀부재(111a)는 외주면에 제2 방향으로 관통된 유입홀(111b)을 구비할 수 있다. 여기서, 유입홀(111b)의 직경은 후술하는 제2 바디(112)의 주입홀(112d)의 직경(D3)과 동일하거나 짧을 수 있다. 이에, 유입홀(111b)로 접착부재(113)이 유입되고, 접착부재(113)이 경화되면서, 핀부재(111a)와 제2 바디(112)의 결속력을 더 강화시킬 수 있다. 즉, 핀부재(111a)를 제2 바디(112)에 더 견고하게 고정시킬 수 있다.
또한, 핀부재(111a)는 제2 바디(112)에 걸림 체결될 수 있도록, 제1 방향을 기준으로 단부에 체결돌기(111c)를 구비할 수 있다. 즉, 체결돌기(111c)는 핀부재(111a)의 단부에 제2 방향으로 연장되며, 제2 바디(112)의 결합부재(112c)에 지지될 수 있다. 이에, 핀부재(111a)가 결합부재(112c)의 삽입홀(112a)에 삽입된 상태에서, 접착부재(113)에 의해 고정되기 위해 접착부재(113)가 경화되는 시간동안 체결돌기(111c)에 의해 삽입된 상태를 유지할 수 있다. 즉, 체결돌기(111c)에 의해 지지될 수 있다. 이에, 접착부재(113)이 경화되는 시간동안 핀부재(111a)가 제2 바디(112)의 삽입홀(112a)에 삽입된 상태를 유지할 수 있고, 제1 렌즈(131)와 제2 렌즈(132)의 정렬 상태가 어긋나지 않도록 억제 혹은 방지할 수 있다.
제2 바디(112)는 내부에 제2 렌즈(132)가 배치되고, 핀부재(111a)가 삽입될 수 있도록 삽입홀(112a)을 가질 수 있다. 여기서, 삽입홀(112a)은 삽입된 핀부재(111a)와 후술하는 결합부재(112c)의 내주면 사이에 틈이 형성되도록 마련될 수 있다. 제2 바디(112)는 몸통부재(112b) 및 결합부재(112c)를 포함할 수 있다.
몸통부재(112b)는 제1 방향으로 상대적으로 길게 연장되고 내부가 관통된 원기둥 형상으로 마련될 수 있다. 몸통부재(112b)의 내부에는 제2 렌즈(132)가 배치되고, 개방된 단부에는 제1 바디(111)의 일단부가 삽입될 수 있다.
결합부재(112c)는 몸통부재(112b)의 단부에 결합되며, 몸통부재(112b)의 둘레를 따라 연장될 수 있다. 예를 들어, 결합부재(112c)는 제1 방향으로 소정의 폭을 갖고 제2 방향들을 따라 정방형의 연장된 직육면체 형상을 가지며, 중심부가 제1 방향을 따라 관통된 구조체로 마련될 수 있다. 이에, 결합부재(112c)가 몸통부재(112b) 중 제1 바디(111)와 마주보는 단부에 끼움 체결될 수 있다.
또한, 결합부재(112c)는 제1 방향으로 관통된 삽입홀(112a)을 가질 수 있다. 삽입홀(112a)은 내부에 핀부재(111a)를 수용할 수 있도록 원기둥 형상으로 결합부재(112c)에 관통되어 형성될 수 있다. 삽입홀(112a)은 복수개로 마련되며, 결합부재(112c)의 둘레를 따라 이격 배치될 수 있다. 하기에서는, 삽입홀(112a)이 핀부재(111a)의 개수에 대응하여 4개로 마련된 경우를 예시적으로 설명한다.
한편, 삽입홀(112a)의 내경은 D2일 수 있다. 여기서, 삽입홀(112a)의 내경(D2)은 핀부재(111a)의 직경(D1)보다 길 수 있다. 즉, 삽입홀(112a)의 내경(D2)이 핀부재(111a)의 직경(D1)보다 길게 형성되므로, 핀부재(111a)가 삽입홀(112a)에 삽입된 상태에서 제2 방향을 따라 위치 조절될 수 있다. 이에, 핀부재(111a)가 삽입홀(112a)에 삽입되며, 제1 바디(111)가 제2 바디(112)에 가 조립될 수 있고, 제1 바디(111)를 제2 바디(112)에 가 조립시킨 상태에서 제1 렌즈(131)를 제2 렌즈(132)에 대하여 위치조절, 즉 정렬시킬 수 있다.
한편, 일 삽입홀(112a)과 타 삽입홀(112a) 사이의 최단 길이(L2)는 상술한 일 핀부재(111a)와 타 핀부재(111a) 사이의 길이(L1)보다 짧을 수 있다. 또한, 일 삽입홀(112a)과 타 삽입홀 사이의 최장 길이(L3)는 일 핀부재(111a)와 타 핀부재(111a) 사이의 길이(L1)보다 길 수 있다. 이에, 일 핀부재(111a)와 타 핀부재(111a)가 각각 일 삽입홀(112a)과 타 삽입홀(112a)에 삽입된 상태에서 제2 방향으로 이동할 수 있다. 즉, 일 핀부재(111a)와 타 핀부재(111a)가 결합부재(112c)에 간섭되지 않으면서, 각각 일 삽입홀(112a)과 타 삽입홀(112a) 내에서 제2 방향을 따라 이동할 수 있다. 이에, 제1 렌즈(131)가 제2 렌즈(132)에 대하여 위치 조절되며 서로 정렬될 수 있다.
또한, 결합부재(112c)는 측면에 삽입홀(112a)과 연통되는 주입홀(112d)을 구비할 수 있다. 주입홀(112d)은 제2 방향을 따라 원기둥 형상으로 관통된 홀일 수 있다. 여기서, 주입홀(112d)은 복수개로 마련될 수도 있다.
또한, 주입홀(112d)은 제1 방향을 기준으로 결합부재(112c)의 길이의 중심부에 배치될 수 있다. 이에, 주입홀(112d)을 통해 접착부재(113)를 삽입홀(112a)로 공급함에 있어서, 삽입홀(112a)의 길이의 중심부부터 접착부재(113)가 채워질 수 있고, 핀부재(111a)와 결합부재(112c)의 내주면 사이의 공간인 틈에 골고루 접착부재(113)가 충진될 수 있다.
또한, 주입홀(112d)은 삽입홀(112a)을 향하여 내경이 점차 감소하는 형상을 갖을 수 있다. 주입홀(112d)로 접착부재(113)가 주입됨에 있어서, 접착부재(113)가 상대적으로 빠르고 상대적으로 높은 압력을 갖으며 삽입홀(112a)로 주입될 경우, 상대적으로 많은 양의 접착부재(113)가 빠르고 강한 압력을 갖으며 삽입홀(112a)로 유입될 수 있다. 이때, 접착부재(113)가 핀부재(111a)를 밀어내며 핀부재(111a)의 위치를 변경시킬 수 있다. 이 경우, 핀부재(111a)가 밀려 위치 변경되면서, 제1 렌즈(131)와 제2 렌즈(132)의 정렬 상태가 어긋나게 될 수 있다.
이에, 주입홀(112d)의 내경을 삽입홀(112a)을 향하여 점차 작게 형성하므로, 삽입홀(112a)로 상대적으로 많은 양의 접착부재(113)가 빠르고 강한 압력을 갖으며 유입되는 것을 억제하고, 접착부재(113)로 인해 핀부재(111a)가 밀려나는 현상을 방지할 수 있다. 따라서, 핀부재(111a)의 위치를 변경시키지 않으면서, 틈으로 접착부재(113)을 원활하게 공급할 수 있다.
접착부재(113)는 삽입홀(112a)에 삽입된 핀부재(111a)와 결합부재(112c)의 내주면 사이의 공간인 틈에 충진될 수 있다. 접착부재(113)는 주입홀(112d) 및 삽입홀(112a)로 유입될 수 있도록, 유동 가능한 재질로 마련될 수 있다. 또한, 접착부재(113)는 공기에 노출되고, 소정의 시간이 흐르면서 경화될 수 있다. 또한, 접착부재(113)는 주입홀(112d) 및 유입홀(111b)에 충진될 수 있다. 예를 들어, 접착부재(113)는 겔상태의 본드가 경화된 상태일 수 있다.
상기에 설명한 일 실시 예에 따른 광학 렌즈계(110)의 구성 요소들의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 렌즈계가 조립되어 고정되는 과정은 하기에서 고정방법을 설명하며 그 과정을 함께 설명한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광학 렌즈계를 도시한 분해사시도 및 단면도이다.
도 4를 참조하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광학 렌즈계의 구조를 설명한다. 이때, 본 발명의 일 실시 예와 동일한 구조에 관한 설명은 생략하기로 한다.
핀부재(111a)는 제1 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 핀부재(111a)는 외주면의 적어도 일부가 요철면(111d)으로 형성될 수 있다. 하기에서는, 요철면(111d)이 유입홀(111b)를 기준으로 제1 방향에 따른 소정 길이에 형성된 경우를 예시적으로 설명한다. 이에, 핀부재(111a)의 외주면 중 요철면(111d)에 접착부재(113)가 접착되며, 접착 면적을 상대적으로 넓게 형성할 수 있다. 이에, 핀부재(111a)와 제2 바디(112)의 접착 면적이 상대적으로 넓어지며, 핀부재(111a)와 제2 바디(112)의 결속력이 상대적으로 더 강해질 수 있다.
또한, 주입홀(112d)은 제2 방향을 회전 중심으로 하는 나선형 형상으로 형성될 수 있다. 이에, 제2 바디(112)에 충격이 가해졌을 때, 나선형 형상 부분이 압축되며 충격을 흡수할 수 있다. 이에, 외부에서 발생한 충격이 핀부재(111a)로 전달되는 것을 방지할 수 있고, 핀부재(111a)의 위치가 변경되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 나선형 모양의 주입홀(112d)은 제2 방향의 중심을 향하여 나선들의 회전 간격이 점차 좁아지게 형성될 수도 있다. 이에, 주입홀(112d)의 중심부로 갈수록, 나선들의 회전 간격이 좁아짐에 따라, 충격을 더 효과적으로 흡수하게 할 수 있다.
상기에 설명한 다른 실시 예에 따른 광학 렌즈계(110)의 구성 요소들의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광학 렌즈계가 조립되어 고정되는 과정은 하기에서 고정방법을 설명하며 그 과정을 함께 설명한다.
하기에서는 본 발명의 실시 예들에 따른 고정방법을 설명한다.
본 발명의 실시 예들에 따른 고정방법은 복수의 렌즈(131,132)를 정렬된 상태로 고정시키는 방법으로서, 제1 렌즈(131)를 제1 바디(111)에 결합시키고 제2 렌즈(132)를 제2 바디(112)에 결합하는 과정(S110), 제1 방향을 따라 제1 바디(111)를 제2 바디(112)에 결합시키는 과정(S120), 제1 바디(111)가 제2 바디(112)에 결합된 상태에서 제1 렌즈(131)를 제2 렌즈(132)에 대하여 정렬시키는 과정(S130) 및 제2 바디(112)에 결합된 제1 바디(111)에 접착제(113)를 주입하여 제2 바디(112)에 제1 바디(111)를 고정시키는 과정(S140)을 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 렌즈(131,132)는 상술한 제1 렌즈(131) 및 제2 렌즈(132)를 포함할 수 있다. 또한, 접착제(113)는 상술한 광학 렌즈계(110)의 접착부재(113)를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예들에 따른 고정방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시 예들에 따른 고정방법을 설명한다.
먼저, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 제1 렌즈(131)를 제1 바디(111)에 결합시키고 제2 렌즈(132)를 제2 바디(112)에 결합시킬 수 있다. 즉, 중심부가 제1 방향을 따라 관통된 제1 바디(111)의 내부에 제1 렌즈(131)를 결합시킬 수 있다. 또한, 중심부가 제1 방향을 따라 관통된 제2 바디(112)의 내부에 제2 렌즈(132)를 결합시킬 수 있다. 이때, 제1 렌즈(131)와 제2 렌즈(132)는 서로 정렬되지 않은 상태일 수 있다.
이후, 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 제1 방향을 따라 제1 바디(111)를 제2 바디(112)에 결합시킬 수 있다(S120). 보다 구체적으로, 제1 바디(111)의 둘레를 따라 복수개로 마련되는 핀부재(111a)를 제2 바디(112)의 둘레를 따라 복수개로 마련되는 삽입홀(112a)에 대응하여 삽입시킬 수 있다. 이때, 핀부재(111a)의 직경(D1)은 삽입홀(112a)의 내경(D2)보다 짧을 수 있다. 이에, 핀부재(111a)가 삽입홀(112a)에 삽입되었을 때, 핀부재(111a)의 주변에는 핀부재(111a)가 이동할 수 있는 여유 공간, 즉 틈이 형성될 수 있다. 즉, 핀부재(111a)가 결합부재(112c)의 삽입홀(112a) 내에서 제1 방향에 수직하게 직교하는 제2 방향으로 이동할 수 있다. 이에, 핀부재(111a)가 삽입홀(112a) 내에서 위치 조절되며, 제1 렌즈(131)를 제2 렌즈(132)에 대하여 정렬시킬 수 있다(S130). 여기서, 제1 렌즈(131)를 제2 렌즈(132)에 대하여 정렬시키는 것은, 제1 렌즈(131)의 초점과 제2 렌즈(132)의 초점을 일치시키는 것일 수 있다.
한편, 복수의 핀부재(111a)를 복수의 삽입홀(112a) 내에서 위치 조절함에 있어서, 일 핀부재(111a)와 타 핀부재(111a) 사이의 길이(L1)가 일 삽입홀(112a)과 타 삽입홀(112a) 사이의 최단 길이(L2)보다 길고, 일 삽입홀(112a)과 타 삽입홀(112a) 사이의 최장 길이(L3)보다 짧음에 따라, 복수의 핀부재(111a)를 위치 변경하여도, 핀부재(111a)가 결합부재(112c)와 간섭되지 않을 수 있다. 즉, 복수의 핀부재(111a)를 동시에 위치 변경시켜도, 결합부재(112c)와 간섭되지 않으면서, 복수의 핀부재(111a) 각각의 위치를 변경할 수 있다.
이후, 제1 바디(111)가 제2 바디(112)에 가 결합된 상태에서, 제1 바디(111)에 접착제(113)를 주입하여 제2 바디(112)에 제1 바디(111)를 고정시킬 수 있다(S140). 보다 구체적으로, 핀부재(111a)가 삽입홀(112a)에 삽입된 상태에서, 핀부재(111a)와 결합부재(112c) 사이의 여유 공간, 즉 틈으로 접착제(113)를 충진하고, 충진된 접착제(113)를 고형화시켜 핀부재(111a)와 결합부재(112c)를 서로 접착시킬 수 있다.
먼저, 접착제(113)를 주입하는 주입기(미도시)를 주입홀(112d)에 접촉시킨 후, 주입홀(112d)로 접착제(113)를 유입시킬 수 있다. 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 주입홀(112d)이 원기둥 형상일 경우, 주입홀(112d)에 순차적으로 접착제(113)가 유입되며 여유 공간, 즉 틈으로 접착제(113)가 공급될 수 있다. 이에, 제1 방향에 따른 삽입홀(112a)의 중심부부터 접착제(113)가 채워질 수 있고, 삽입홀(112a)의 양단부를 향하여 점차적으로 접착제(113)가 충진될 수 있다.
한편, 주입홀(112d)이 삽입홀(112a)을 향하여 내경이 점차 감소하는 형상인 주입홀(112d)의 변형 예의 경우, 주입홀(112d)로 접착제(113)가 유입되는 속도와 주입홀(112d)에서 삽입홀(112a)로 접착제(113)가 공급되는 속도가 다를 수 있다. 즉, 주입기로부터 주입홀(112d)로 접착제(113)가 유입되는 속도 및 주입 압력보다 주입홀(112d)에서 삽입홀(112a)의 여유공간으로 유입되는 속도 및 주입 압력이 더 낮을 수 있다. 이에, 삽입홀(112a) 내에서 유입되는 접착제(113)에 의해 핀부재(111a)가 밀려나지 않을 수 있고, 제1 렌즈(131)가 제2 렌즈(132)와 정렬된 상태를 유지하면서 제1 바디(111)를 제2 바디(112)에 고정시킬 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 본 발명의 다른 실시 예에 따른 주입홀(112d)의 경우, 나선형으로 홈들을 따라 주입홀(112d)로 접착제(113)가 유입될 수 있다. 이때, 접착제(113)가 유입되는 속도 및 주입 압력은, 주입홀(112d)이 원통형 형상으로 마련되었을 때보다 상대적으로 낮을 수 있다. 이에, 여유 공간, 즉 틈으로 접착제(113)가 원활하게 공급될 수 있다.
한편, 접착제(113)가 여유 공간, 즉 틈으로 유입되면서, 핀부재(111a)의 유입홀(111b)에도 접착제(113)가 유입될 수 있다. 이에, 핀부재(111a)를 관통하도록 접착제(113)가 유입될 수 있고, 이후 접착제(113)가 경화되면서, 삽입홀(112a) 내에서 핀부재(111a)를 더 견고하게 지지할 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 본 발명의 다른 실시 예에 따른 핀부재(111a)의 경우, 핀부재(111a)의 외주면에 형성된 요철면(111d)의 틈새로 접착제(113)가 유입될 수 있다. 이에, 접착제(113)와 핀부재(111a) 사이의 접촉면적이 상대적으로 증가할 수 있고, 접착제(113)가 경화되면서 접착제(113)가 핀부재(111a)를 더 견고하게 지지할 수 있다.
이후, 접착제(113)를 추가적으로 주입하여, 여유 공간 및 유입홀(111b)에 더하여 주입홀(112d)에도 접착제(113)가 모두 채워지게 접착제(113)를 주입할 수 있다. 이후, 여유 공간, 유입홀(111b) 및 주입홀(112d)에 주입된 접착제(113)를 경화시켜 탄성력을 가지는 접착부재를 형성할 수 있다. 즉, 핀부재(111a)와 결합부재(112c)를 결속시키면서, 외부 충격이 발생했을 때, 충격을 소정 흡수할 수 있도록 탄성력을 갖는 접착부재를 형성할 수 있다. 여기서, 접착부재는 접착제(113)들이 뭉쳐져 형성된 부분을 의미할 수 있다. 따라서, 제1 렌즈(131)가 제2 렌즈(132)에 정렬된 상태를 유지하며, 제1 바디(111)를 제2 바디(112)에 고정시킬 수 있다.
이처럼, 복수의 렌즈를 정렬시킨 상태에서 제1 바디를 제2 바디에 고정시킬 수 있다. 이에, 추가적으로 렌즈를 정렬시키는 공정을 생략하여 공정의 간소화를 도모할 수 있다. 또한, 접착부재를 이용하여 제1 바디와 제2 바디를 결속시킬 수 있다. 이에, 접착시 제1 바디에 부하가 발생하는 것을 억제 혹은 방지할 수 있고, 제1 렌즈가 제2 렌즈에 정렬된 상태가 유지되게 하면서 제1 바디를 제2 바디에 결속시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 아래에 기재될 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 광학장비 110: 광학 렌즈계
113: 접착부재 120: 하우징
130: 메인렌즈 140: 센서

Claims (16)

  1. 복수의 렌즈가 정렬된 상태에서 고정되는 광학 렌즈계로서,
    내부에 제1 렌즈가 배치되고, 상기 제1 렌즈를 안내할 수 있도록, 제1 방향으로 연장된 핀부재를 구비하는 제1 바디;
    내부에 제2 렌즈가 배치되고, 상기 핀부재가 삽입 가능하고 상기 핀부재와의 사이에 틈을 갖도록 상기 핀부재의 직경보다 큰 내경을 갖는 삽입홀을 구비하는 제2 바디; 및
    상기 핀부재를 상기 제2 바디에 고정시킬 수 있도록, 상기 틈에 충진되는 접착부재;를 포함하고,
    상기 제2 바디는, 내부에 상기 제2 렌즈가 배치되고, 단부가 개방되는 몸통부재 및 상기 삽입홀을 구비하고 상기 몸통부재의 둘레를 따라 제공되며 측면에 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 관통된 주입홀을 구비하는 결합부재를 포함하는 광학 렌즈계.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 주입홀은, 제1 방향에 따른 상기 삽입홀의 중심부와 연결되도록 배치되는 광학 렌즈계.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 주입홀은, 상기 삽입홀을 향하는 방향으로 내경이 점차 감소하는 형상을 가지는 광학 렌즈계.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 주입홀은, 제2 방향을 회전 중심으로 하는 나선형 형상으로 형성되는 광학 렌즈계.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 핀부재는, 외주면의 적어도 일부가 요철 형상을 가지는 광학 렌즈계.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 핀부재는, 상기 주입홀과 중첩되도록 제2 방향으로 관통된 유입홀;을 가지는 광학 렌즈계.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 핀부재는, 상기 결합부재의 단부에 걸림 체결될 수 있도록, 하단부에 제2 방향으로 연장된 체결돌기;를 더 포함하는 광학 렌즈계.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 접착부재는, 상기 주입홀 및 상기 유입홀의 적어도 일부에 충진되는 광학 렌즈계.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 접착부재는, 겔 상태의 본드가 경화되어 마련되는 광학 렌즈계.
  11. 가시광, 적외선광을 통과시킬 수 있는 메인렌즈;
    상기 메인렌즈가 내부에 설치되는 하우징;
    상기 메인렌즈로 입광되는 가시광, 적외선광을 감지하도록 상기 하우징에 설치되는 센서;
    상기 하우징에 결합 가능하고, 상기 메인렌즈에 대하여 복수의 렌즈를 정렬된 상태로 고정시킬 수 있도록, 적어도 일부가 제1 방향에 교차하는 방향인 제2 방향으로 서로 이격되고, 이격된 틈으로 접착부재가 충진된 청구항 1 및 청구항 3 내지 청구항 10 중 어느 한 항의 광학 렌즈계;를 포함하는 광학장비.
  12. 복수의 렌즈를 정렬된 상태로 고정시키는 고정방법으로서,
    제1 렌즈를 제1 바디에 결합시키고, 제2 렌즈를 단부가 개방되는 몸통부재 및 상기 몸통부재의 둘레를 따라 제공되며 측면에 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 관통된 주입홀을 구비하는 결합부재를 포함하는 제2 바디에 결합하는 과정;
    제1 방향을 따라 상기 제1 바디를 상기 제2 바디에 결합시키는 과정;
    상기 제1 바디가 상기 제2 바디에 결합된 상태에서, 상기 제1 렌즈를 상기 제2 렌즈에 대하여 정렬시키는 과정; 및
    상기 제2 바디에 결합된 상기 제1 바디에 접착제를 주입하여 상기 제2 바디에 상기 제1 바디를 고정시키는 과정;을 포함하는 고정방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 바디를 상기 제2 바디에 결합시키는 과정은, 상기 제1 바디의 핀부재를 상기 제2 바디의 삽입홀에 삽입하는 과정을 포함하고,
    상기 제2 바디에 상기 제1 바디를 고정시키는 과정은, 상기 삽입홀에 삽입된 핀부재와 상기 제2 바디의 내주면 사이의 틈에 상기 접착제를 주입하는 과정;을 포함하는 고정방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 접착제를 주입하는 과정은,
    제1 방향을 기준으로 상기 핀부재와 상기 제2 바디의 내주면 사이의 틈의 중심부로 접착제를 주입하는 고정방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 접착제를 주입하는 과정은,
    상기 틈에 주입된 상기 접착제를 경화시켜 탄성력을 가지는 접착부재를 형성하는 과정;을 포함하는 고정방법.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 렌즈를 상기 제2 렌즈에 대하여 정렬시키는 과정은,
    상기 제1 방향에 대하여 교차하는 방향인 제2 방향으로 상기 제2 렌즈를 이동시키는 과정;
    상기 제1 렌즈의 초점과 상기 제2 렌즈의 초점을 일치시키는 과정;을 포함하는 고정방법.
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