KR102399644B1 - 광학계의 미러 조정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광의 경로를 결정하는 미러를 조정하여 광의 경로 오차를 최소화하여 우수한 광학 품질을 확보할 수 있는 광학계의 미러 조정장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 광학계의 미러 조정장치는, 광학계에 설치되며, 공간부를 포함하는 프레임; 일측이 상기 프레임에 결합되어 상하좌우로 틸팅 가능하도록 상기 공간부에 마련되며, 미러가 설치되는 하우징; 및 상기 하우징에 외력을 가하여 상기 하우징을 틸팅할 수 있도록 상기 프레임에 설치되는 조정부로 구성될 수 있다.

Description

광학계의 미러 조정장치 {Apparatus for adjusting mirror of optical system}

본 발명은 광학계의 미러 조정장치에 관한 것으로, 상세하게는 광의 경로를 결정하는 미러를 조정하여 광의 경로 오차를 최소화하여 우수한 광학 품질을 확보할 수 있는 광학계의 미러 조정장치에 관한 것이다.

프로젝터 장치, 프로젝션 TV, 카메라 모듈과 같은 광학계(Optical System)는 광원으로부터 생성 및 출사되는 광의 경로 상에 설치되어 광을 집속 및 반사하거나, 광의 경로를 변경시키는 등의 기능을 하는 다양한 미러를 포함한다.

도 1은 미러를 갖는 광학계의 일례인 카메라 모듈의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 카메라 모듈은 하우징(11) 내에 설치되는 다수의 부품들로 구성되며, 이때, 렌즈부(12), 미러(13), 광변환 소자(14) 등을 포함하여 구성된다.

상기 렌즈부(12)는 외부로부터 입사되는 광을 집속 및 확장시켜 후방에 위치하는 미리(13)로 전달하며, 상기 미러(13)는 렌즈부(12)를 통과하여 입사되는 광의 경로를 변경시켜 광변환 소자(14)로 전달한다. 즉, 상기 미러(13)는 렌즈부(12)를 통해 입사되는 광의 경로를 광변환 소자(14) 측으로 변경시키는 기능을 하며, 이때 하우징(11)에 고정되도록 설치된다.

따라서, 상기 미러(13)의 설치 위치, 설치 각도 및 설치 형상은 광 경로를 결정하는 중요한 요소가 되며, 미러(13)는 하우징(11)에 설치되기 때문에 하우징(11)에 의존적일 수밖에 없다.

이때, 상기 하우징(11)을 가공하거나 조립하는 경우에 오차가 발생할 수 있는데, 이러한 하우징(11)의 가공 오차 또는 조립 오차는 미러(13)의 광학적 특성을 변경시키게 된다.

상기 미러(13)의 광학적 특성 변경은 광의 경로 및 광축에 대한 오차를 발생시켜 광학 품질(정밀도 등)을 떨어뜨리며, 광이 정확한 위치에 맺히지 못하게 된다.

따라서, 하우징에 발생하는 가공 오차 또는 조립 오차에 의해 변경되는 미러의 광학적 특성을 보상해 주어야 하나, 종래 광학계에 사용되는 미러의 경우에는 하우징에 고정된 형태이기 때문에, 변경된 미러의 광학적 특성을 기구적으로 보상할 수 방법이 없었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 광학계에 있어 광의 경로를 결정하는 미러를 조정하여 광의 경로 오차를 최소화함으로써 우수한 광학 품질을 확보할 수 있는 광학계의 미러 조정장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 광학계의 미러 조정장치는, 광학계에 설치되며, 공간부를 포함하는 프레임; 일측이 상기 프레임에 결합되어 상하좌우로 틸팅 가능하도록 상기 공간부에 마련되며, 미러가 설치되는 하우징; 및 상기 하우징에 외력을 가하여 상기 하우징을 틸팅할 수 있도록 상기 프레임에 설치되는 조정부로 구성될 수 있다.

한편, 상기 프레임은 평판 형태의 바닥부; 및 상기 바닥부의 대향하는 양 가장자리로부터 일측으로 연장되는 한 쌍의 연장부로 구성될 수 있다.

이때, 상기 하우징은 상기 바닥부 및 상기 한 쌍의 연장부에 의해 형성되는 공간에 마련될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 하우징은 상기 미러가 설치되는 공간을 포함하는 설치부; 상기 설치부의 중심으로부터 일 방향으로 연장되어 형성되는 연결부; 및 상기 연결부의 연장 끝단에 위치하며, 상기 프레임에 틸팅 가능하도록 결합되는 고정 구로 구성될 수 있다.

또한, 상기 설치부는 평판 형태의 기저부; 및 상기 기저부의 가장자리를 따라 상기 연결부가 형성되는 방향과 대향하는 타 방향으로 연장되어 형성되는 주변부로 구성될 수 있다.

이때, 상기 미러는 상기 기저부 및 상기 주변부에 의해 형성되는 공간에 설치될 수 있다.

한편, 상기 프레임은 상기 고정 구가 결합할 수 있도록 형성되는 결합 공을 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 조정부는, 접촉을 통해 상기 하우징에 압력을 가하여 상기 하우징을 틸팅할 있도록 상기 프레임을 관통하여 상기 하우징의 가장자리에 대향하도록 설치되는 다수의 나사로 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 조정부가 상기 프레임을 미는 방향의 반대 방향으로 힘이 작용하도록 상기 프레임에 설치되는 지지판을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 지지판은 판 스프링일 수 있다.

구체적으로, 상기 지지판은, 상기 프레임에 설치되는 평판 형태의 고정부; 상기 고정부로부터 상기 하우징을 향하도록 수직하게 절곡되는 절곡부; 및 상기 절곡부로부터 상기 프레임 내측으로 볼록하도록 연장되어 형성되는 굴곡부로 구성될 수 있다. 이때, 상기 굴곡부의 볼록한 영역은 상기 하우징의 상면과 접촉한다.

상기와 같은 구성에 따르면, 카메라 모듈과 같이 광 경로를 변경하기 위하여 미러를 포함하는 광학계에 미러가 장착되는 미러 조정장치를 설치하고, 미러 조정장치를 조정하는 것에 의해 미러를 손쉽게 조정할 수 있다.

따라서, 광의 경로를 결정하는 미러를 조정하여 광의 경로 오차를 최소화하여 우수한 광학 품질을 확보할 수 있다.

도 1은 미러를 갖는 광학계의 일례인 카메라 모듈의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광학계의 미러 조정장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광학계의 미러 조정장치의 측면도이다.
도 4는 도 3의 A 방향에서 본 광학계의 미러 조정장치의 정면도이다.
도 5는 도 3의 B 방향에서 본 광학계의 미러 조정장치의 후면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 광학계의 미러 조정장치가 적용된 일례의 구성을 도시한 예시도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 광학계의 미러 조정장치의 구성 및 기능에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명해 보기로 한다.

이하에서 설명되는 본 발명의 미러 조정장치는 프로젝터, 프로젝션 TV, 카메로 모듈과 같이 미러를 사용하는 모든 광학계 시스템에 적용할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광학계의 미러 조정장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광학계의 미러 조정장치의 측면도이며, 도 4는 도 3의 A 방향에서 본 광학계의 미러 조정장치의 정면도이고, 도 5는 도 3의 B 방향에서 본 광학계의 미러 조정장치의 후면도이다.

도 2 내지 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 광학계의 미러 조정장치(이하 ‘미러 조정장치’라 한다)(100)는 프레임(110), 하우징(120), 조정부(130) 및 지지판(140)으로 구성된다. 이때, 미러(150)가 상기 하우징(120)에 설치된다.

상기 프레임(110)은 미러 조정장치의 외형을 이루는 것으로, 본 발명의 미러 조정장치가 적용되는 광학계에 부착되는 구성이다.

상기 프레임(110)은 내부에 공간부(111)가 형성되는 다양한 형상을 가질 수 있어, 하나의 특정 형상만으로 형성되는 것은 아니며, 설치의 용이성 등을 고려하여 다양한 형상으로 형성될 수 있을 것이다.

바람직하게는, 상기 프레임(110)은 평판 형태의 바닥부(112) 및 상기 바닥부(112)의 대향하는 양 가장자리로부터 일측으로 연장되는 한 쌍의 연장부(113)로 구성될 수 있으며, 상기 공간부(111)는 바닥부(112) 및 한 쌍의 연장부(113)에 의해 형성되는 공간이 된다.

한편, 상기 프레임(110)에는 후술할 하우징(120)이 결합하기 위한 결합 공(114)이 형성되는데, 이때, 상기 결합 공(114)은 바닥부(112)의 중심에 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 프레임(110)의 바닥부(112)에는 후술할 조정부(130)가 관통하는 관통 홀(115)이 형성된다.

상기 하우징(120)은 상기 프레임(110)에 상하좌우로 틸팅 가능하도록 설치되며, 설치부(121), 연결부(123) 및 고정 구(125)로 구성될 수 있다.

상기 설치부(121)에는 미러(150)가 설치되며, 상기 설치부(121)는 미러(150)가 설치될 수 있는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 설치부(121)의 형상은 하우징(120)의 형상, 미러(150)의 형상에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다.

일례로, 상기 설치부(121)는 평판 형태의 기저부(121a) 및 기저부(121a)의 가장자리를 따라 일측으로 연장되어 형성되는 주변부(121b)로 구성될 수 있으며, 미러(150)가 기저부(121a)와 주변부(121b)에 의해 형성되는 공간에 설치될 수 있다.

상기 연결부(123)는 설치부(121)로부터 연장되어 형성되며, 이때, 주변부(121b)가 형성되는 방향과 반대되는 방향, 즉 기저부(121a)의 타측으로 연장되어 형성된다. 바람직하게, 상기 연결부(123)는 설치부(121)의 중심으로부터 연장되어 형성되며, 상기 연결부(123)의 연장 끝단에 상기 고정 구(125)가 위치한다.

상기 고정 구(125)는 틸팅이 원활하게 이루어질 수 있도록 구 형상을 가지며, 프레임(110)에 결합되어, 하우징(120)이 틸팅되는 경우 구심점이 된다.

바람직하게, 상기 고정 구(125)는 프레임(110)의 바닥부(112)에 형성되는 결합 공(114)에 결합된다.

따라서, 상기 하우징(120)이 프레임(110)에 틸팅 가능하도록 설치되고, 하우징(120)에 미러(150)가 설치되므로, 하우징(120)을 틸팅함으로써 미러(150)의 각도를 변경할 수 있다.

상기 조정부(130)는 상기 하우징(120)을 틸팅하기 위해서 구성되는 것으로서, 상기 하우징(120)을 틸팅하기 위한 다양한 구조를 가질 수 있으며, 또한 다수의 구성을 포함할 수 있다.

일례로, 상기 조정부(130)는 다수의 나사로 구성될 수 있으며, 바람직하게 하우징(120)을 다양한 각도로 용이하게 틸팅할 수 있도록, 하우징(120)의 가장자리에 위치하는 다수의 나사로 구성될 수 있다.

본 실시 예에 따르면, 하우징(120)이 사각 형태로 이루어지고, 조정부(130)가 사각 형태의 하우징(120)의 모서리에 각각 대응하여 위치하는 4개의 나사로 구성되나, 하우징(120)의 형태는 다양하게 변경될 수 있으며, 이에 따라 조정부(130)의 형태나 설치 위치 역시 다양하게 변경될 수 있다.

한편, 상기 조정부(130)가 다수의 나사로 구성되는 경우, 프레임(110)의 바닥부(112)에는 조정부(130)가 관통하는 관통 홀(115)이 형성된다. 상기 관통 홀(115)이 형성되는 위치는 조정부(130)의 설치 위치에 따라 다양하게 변경 가능함은 물론이다.

따라서, 상기 조정부(130)를 이용하여 하우징(120)을 다양한 방향으로 틸팅시킬 수 있으며, 조정부(130)를 이용한 하우징(120)의 틸팅에 따라 하우징(120)에 설치된 미러(150)의 각도를 다양하게 변경할 수 있다.

예를 들어, 도면을 기준으로, 미러(150)로 수직하게 입사되는 광을 아래로 수직하게 반사시키고자 하는 경우, 상부에 위치하는 조정부(130)를 하우징(120) 측으로 전진시키고, 하부에 위치하는 조정부(130)를 하우징(120) 반대측으로 후진시켜, 하우징(120)이 고정 구(125)를 중심으로 하방으로 기울어지도록 틸팅시킴으로써 광의 경로를 변경할 수 있다.

상기 지지판(140)은 상기 프레임(110)에 설치되어 상기 하우징(120)이 조정된 위치에서 벗어나지 않고 고정될 수 있도록 하기 위해 구성되는 것으로, 조정부(130)가 미는 방향의 반대 방향으로 힘이 작용하도록 구성된다.

상기 지지판(140)은 판 스프링과 같이 탄력성을 갖는 재질 및 형상으로 형성되는 것이 바람직하며, 일례로 고정부(141), 절곡부(142), 굴곡부(143)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 고정부(141)는 평판 형태로서 프레임(110)에 설치되며, 특히 프레임(110)의 연장부(113)의 외면에 설치된다. 이때, 상기 고정부(141)를 프레임(110)에 설치하는 경우, 아크 용접, 레이저 용접, 크림 솔더링 등 다양한 방법을 이용할 수 있다.

한편, 상기 지지판(140)은 고정부(141)에 의해서 지지되기 때문에, 고정부(141)가 프레임(110)으로부터 떨어지지 않도록 견고하게 설치되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 절곡부(142)는 상기 고정부(141)로부터 절곡되어 형성되는 부위로서, 고정부(141)로부터 대략 수직하게 절곡되어, 하우징(120)을 향하게 된다.

이때, 하우징(120)에 의한 외력이 가해지는 경우, 외력이 작용하는 방향과 반대 방향으로 작용하려는 힘이 절곡부(142)에 축적되며, 외력이 작용하지 않는 경우 축적된 힘에 의해 절곡부(142)는 원 상태로 복귀하게 된다.

상기 굴곡부(143)는 상기 절곡부(142)로부터 프레임(110) 내측으로 볼록하도록 연장되어 형성되는 영역으로서, 상기 굴곡부(143)의 볼록한 영역은 하우징(120), 특히 하우징(120)의 주변부(121b)의 상면과 접촉한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 광학계의 미러 조정장치가 적용된 일례의 구성을 도시한 예시도이다.

도 6에는 본 발명의 실시 예에 따른 미러 조정장치(100)가 카메라 모듈의 하우징(200) 내에 설치된 구성이 도시되어 있으며, 미러 조정장치(100)에는 미러가 장착되어 있다.

상기 미러 조정장치(100)는 하우징(200) 내에 용접, 나사 결합, 본딩 등 다양한 방법으로 설치될 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이와 같이 미러 조정장치(100)가 하우징(200)에 설치된 후, 외부로부터 하우징(200) 내로 입사되는 광의 경로를 변경하고자 하는 경우, 조정부(130)를 조정하여 조정부(130)를 하우징(120) 측으로 전진시켜, 하우징(120)에 압력을 가하게 되면, 가해지는 압력에 의해 하우징(120)은 고정구(125)를 중심으로 틸팅된다.

이때, 미러(150)가 하우징(120)에 설치되어 있기 때문에, 하우징(120)의 틸팅에 따라 미러(150)의 기울기가 변하게 되고, 이에 따라 미러(150)에 의해 반사되는 광의 경로가 변경되게 된다.

한편, 조정부(130)에 의해 하우징(120)이 틸팅되는 경우, 하우징(120)과 접촉되어 있는 지지판(140)이 하우징(120)에 가해지는 압력과 반대되는 방향으로 압력을 가하게 되기 때문에, 하우징(120)은 조정부(130)와 지지판(140) 사이에서 안정적으로 상태를 유지하게 된다.

따라서, 카메라 모듈과 같이 광 경로를 변경하기 위하여 미러를 포함하는 광학계에 본 발명의 실시 예에 따른 미러 조정장치(100)를 설치하고, 미러 조정장치(100)에 미러를 설치하면, 미러 조정장치(100)를 조정하는 것에 의해 미러를 손쉽게 조정할 수 있다.

따라서, 광의 경로를 결정하는 미러를 조정하여 광의 경로 오차를 최소화하여 우수한 광학 품질을 확보할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 광학계의 미러 조정장치를 실시 예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.

따라서, 본 발명에 기재된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 광학계의 미러 조정 장치 110 : 프레임
111 : 공간부 112 : 바닥부
113 : 연장부 114 : 결합 공
115 : 관통 홀 120 : 하우징
121 : 설치부 121a : 기저부
121b : 주변부 123 : 연결부
125 : 고정 구 130 : 조정부
140 : 지지판 141 : 고정부
142 : 절곡부 143 : 굴곡부

Claims (12)

1. 광학계에 설치되며, 공간부를 포함하는 프레임;
   일측이 상기 프레임에 결합되어 상하좌우로 틸팅 가능하도록 상기 공간부에 마련되며, 미러가 설치되는 하우징; 및
   상기 하우징에 외력을 가하여 상기 하우징을 틸팅할 수 있도록 상기 프레임에 설치되는 조정부로 구성되고,
   상기 조정부는,
   접촉을 통해 상기 하우징에 압력을 가하여 상기 하우징을 틸팅할 있도록 상기 프레임을 관통하여 상기 하우징의 가장자리에 대향하도록 설치되는 다수의 나사로 구성되고,
   상기 하우징은,
   상기 미러가 설치되는 공간을 포함하는 설치부;
   상기 설치부의 중심으로부터 일 방향으로 연장되어 형성되는 연결부; 및
   상기 연결부의 연장 끝단에 위치하며, 상기 프레임에 틸팅 가능하도록 결합되는 고정 구로 구성되고,
   상기 프레임은 상기 고정 구와 결합하여 상기 고정 구의 적어도 일부가 외부로 노출되도록 형성되는 결합 공을 포함하고,
   상기 조정부가 상기 프레임을 미는 방향의 반대 방향으로 힘이 작용하도록 상기 프레임에 설치되는 지지판을 포함하고,
   상기 지지판은,
   상기 프레임에 설치되는 평판 형태의 고정부;
   상기 고정부로부터 상기 하우징을 향하도록 수직하게 절곡되는 절곡부; 및
   상기 절곡부로부터 상기 프레임 내측으로 볼록하도록 연장되어 형성되는 굴곡부로 구성되는 광학계의 미러 조정장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 프레임은,
   평판 형태의 바닥부; 및
   상기 바닥부의 대향하는 양 가장자리로부터 일측으로 연장되는 한 쌍의 연장부로 구성되는 광학계의 미러 조정장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 하우징은 상기 바닥부 및 상기 한 쌍의 연장부에 의해 형성되는 공간에 마련되는 광학계의 미러 조정장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 고정 구가 상기 결합 공에 의해 노출되는 부분의 직경은 상기 고정 구의 최대 직경보다 작은 광학계의 미러 조정장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 설치부는,
   평판 형태의 기저부; 및
   상기 기저부의 가장자리를 따라 상기 연결부가 형성되는 방향과 대향하는 타 방향으로 연장되어 형성되는 주변부로 구성되는 광학계의 미러 조정장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 미러는 상기 기저부 및 상기 주변부에 의해 형성되는 공간에 설치되는 광학계의 미러 조정장치.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지판은 판 스프링인 광학계의 미러 조정장치.
11. 삭제
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 굴곡부의 볼록한 영역은 상기 하우징의 상면과 접촉하는 광학계의 미러 조정장치.
    

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