KR20060068611A - Image pickup device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 카메라에 사용되는 화상 픽업장치에 관한 것이다.The present invention relates to an image pickup device used for a camera.
본 발명에 따른 화상 픽업장치는 제1 경통에 제1 렌즈 및 제2 렌즈가 적층되는 상태로 조립되고, 제2 경통에 제3 렌즈 및 제4 렌즈가 적층되는 상태로 조립되고, 상기 제1 렌즈-경통 어셈블리와 제2 렌즈-경통 어셈블리가 서로 각각에 형성된 나사부를 이용해서 접속된다. 상기 제1 렌즈-경통 어셈블리와 제2 렌즈-경통 어셈블리의 서로 대향하는 면에 렌즈와 경통 조립시의 누적 공차를 보상할 수 있는 조정수단이 개입된다. 상기 조정수단은 압축 스프링을 각각의 렌즈-경통 어셈블리의 대향하는 면 사이에 삽입하고 제1 렌즈-경통 어셈블리와 제2 렌즈-경통 어셈블리를 회전시켜 제2 렌즈와 제3 렌즈 사이의 거리를 조정함으로써 이루어진다. 이로써, 누적 공차의 영향을 보상하여 고품질, 고해상도의 신뢰성 높은 화상 픽업장치를 구현할 수 있다.The image pickup device according to the present invention is assembled with the first lens and the second lens laminated on the first barrel, the third lens and the fourth lens assembled on the second barrel laminated, and the first lens The barrel assembly and the second lens barrel assembly are connected using threads formed in each other. Adjustment means for compensating for the cumulative tolerances in the assembly of the lens and the barrel are interposed on the surfaces of the first lens- barrel assembly and the second lens- barrel assembly that face each other. The adjusting means inserts a compression spring between opposing surfaces of each lens- barrel assembly and rotates the first lens- barrel assembly and the second lens- barrel assembly to adjust the distance between the second lens and the third lens. Is done. As a result, a high quality, high resolution and reliable image pickup device can be realized by compensating the influence of the accumulated tolerance.
카메라, 화상픽업장치, 화상픽업렌즈, 화상픽업유닛Camera, Image pickup device, Image pickup lens, Image pickup unit
Description
도1은 종래의 화상 픽업장치의 측단면도1 is a side cross-sectional view of a conventional image pickup device.
도2a는 본 발명에 따른 화상 픽업장치를 분리하여 본 측단면도Figure 2a is a side cross-sectional view of the image pickup device according to the present invention separated
도2b는 본 발명에 따른 화상 픽업장치에서 제1 렌즈부재를 조립한 상태의 측단면도Fig. 2B is a side cross-sectional view of the first lens member assembled in the image pickup device according to the present invention.
도2c는 본 발명에 따른 화상 픽업장치에서 제2 렌즈부재를 조립한 상태의 측단면도Fig. 2C is a side sectional view of the state in which the second lens member is assembled in the image pickup device according to the present invention.
도3은 본 발명에 따른 화상 픽업장치에서 제1 렌즈부재 및 제2 렌즈부재를 조립한 상태의 측단면도Figure 3 is a side cross-sectional view of the first lens member and the second lens member assembled in the image pickup apparatus according to the present invention;
도4a는 본 발명에 따른 화상 픽업장치의 조정 전 상태를 나타낸 측단면도Fig. 4A is a side sectional view showing a state before adjustment of the image pickup device according to the present invention.
도4b는 본 발명에 따른 화상 픽업장치의 조정 후 상태를 나타낸 측단면도Fig. 4B is a side sectional view showing a state after adjustment of the image pickup device according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100: 제1 경통 110: 제1 렌즈100: first barrel 110: first lens
120: 제2 렌즈 200: 제2 경통120: second lens 200: second barrel
210: 제3 렌즈 220: 제4 렌즈210: third lens 220: fourth lens
230: 플레어스탑 300: 스프링230: flare stop 300: spring
401: 해상도 챠트 403,404: 투과 이미지401:
본 발명은 휴대용 기기에 적용할 수 있는 화상 픽업장치에 관한 것이다.The present invention relates to an image pickup device applicable to a portable device.
특히 본 발명은 고해상도 화상을 구현할 수 있는 화상 픽업 렌즈로서, 렌즈와 경통에서 발생되는 공차 및 그 누적 공차를 조정하여 보상하는 수단을 구비함으로써 공차 누적에 의한 렌즈의 이미지 품질 저하를 방지할 수 있도록 한 화상 픽업장치에 관한 것이다.Particularly, the present invention provides an image pickup lens capable of realizing a high resolution image, and includes a means for compensating by adjusting a tolerance generated in the lens and the barrel and a cumulative tolerance thereof, thereby preventing deterioration of the image quality of the lens due to tolerance accumulation. An image pickup device.
휴대 전화나 PDA, 휴대용 컴퓨터 등과 같은 휴대용 전자기기를 포함하는 휴대용 기기에 화상 촬영이 가능한 카메라 장치가 구비되고 있다. 휴대용 기기에 장착되는 카메라는 휴대성이라는 측면에서 초소형, 초경량화가 필연적이다. 이러한 카메라 장치는 물체로부터 화상을 형성하는 렌즈와, 상기 렌즈로부터 형성된 화상을 인식하는 화상센서와, 상기 화상센서로부터 획득한 화상을 영상 처리하는 영상 처리부 등으로 구성된다.Camera apparatuses capable of photographing images are provided in portable devices including portable electronic devices such as mobile phones, PDAs, and portable computers. Cameras mounted on portable devices are inherently small and lightweight in terms of portability. The camera device includes a lens for forming an image from an object, an image sensor for recognizing an image formed from the lens, and an image processing unit for image processing an image obtained from the image sensor.
앞서 설명한 바와 같이 휴대용 기기에 장착되는 카메라는 소형 경량화가 필연적인 요구사양이면서 동시에 고성능의 화상 취득이 가능하게 진보되어 왔다. 최근들어, 카메라 장치에 구비되는 렌즈의 구조는 3장이나 4장의 렌즈가 사용되고 있다. 일반적으로 3장의 렌즈 구조에 비하여 4장의 렌즈 구조가 성능이 훨씬 뛰어나다.As described above, a camera mounted on a portable device has been advanced to enable high performance image acquisition while at the same time a requirement for compact and lightweight. In recent years, three or four lenses are used for the structure of the lens provided in the camera device. In general, four lens structures outperform three lens structures.
3장의 렌즈 구조는 단일 렌즈 구조 및 2장의 렌즈 구조에 비교해서 더 높은 성능을 갖기 때문에 양의 굴절력을 갖는 제1 렌즈, 음의 굴절력을 갖는 제2 렌즈, 물체 측으로부터 그 순서대로 배열되어 양의 굴절력을 갖는 제3 렌즈로 이루어진다. 이 구조는 소형 화상 픽업장치의 화상 픽업렌즈로서 일반적으로 사용되어 왔다. 그러나 구조의 자유도 등과 고해상도 화상 취득 등을 고려할 때 3장의 렌즈 구조는 적절하지 않고, 4장의 렌즈 구조를 구비한 화상 픽업장치가 요구된다. 여기서, 화상 픽업렌즈가 5장 이상의 렌즈 구조를 갖는다고 가정하면 대형의 화상 픽업장치가 불가피하게 얻어지기 때문에 5장 이상의 구조는 적절하지 않은 것으로 간주된다.Since the three lens structures have higher performance compared to the single lens structure and the two lens structures, the first lens having positive refractive power, the second lens having negative refractive power, and are arranged in that order from the object side And a third lens having refractive power. This structure has been generally used as an image pickup lens of a small image pickup device. However, considering the degree of freedom of the structure, acquiring a high resolution image, and the like, the three lens structures are not suitable, and an image pickup device having four lens structures is required. Here, assuming that the image pickup lens has a lens structure of five or more pieces, a structure of five or more pieces is considered inappropriate because a large image pickup device is inevitably obtained.
도1은 종래의 4장의 렌즈를 사용하는 화상 픽업장치의 구조를 보여준다. Fig. 1 shows the structure of an image pickup apparatus using four conventional lenses.
렌즈를 통해서 입사된 화상 광에 반응하여 전기적인 화상 이미지 신호를 생성하는 화상센서(10), 상기 화상센서(10)로부터의 신호를 전달하기 위한 접속단자를 포함하고 화상센서를 유지하기 위한 기부판(20), 렌즈 배럴로써 기능하며 입사광에 대한 개구를 포함하는 경통(30)을 포함한다. 도면에서 좌측은 물체 측이고 우측은 화상센서 측을 나타내며, 일점 쇄선은 렌즈에 공통된 광축을 표현한다.An
상기 화상 픽업장치는 적외선이 입사되는 것을 방지하기 위한 적외선 차단 필터(40) 및 물체 측으로부터 순서대로 경통에 의해서 배열되고 지지된 제1 렌즈(L1), 스탑(S), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3) 및 제4 렌즈(L4)를 갖는 화상 픽업 렌즈를 포함함으로써, 각각의 렌즈(L1~L4)들을 통해 물체의 화상을 전송하고 화상센서(10)에서 화상 형성을 수행한다.The image pickup device includes an
상기 경통(30)은 기부판(20)에 직접 고정된 기부 본체(31), 제4 렌즈(L4)를 유지하기 위한 렌즈 홀더(32) 및 렌즈 홀더(32)와 함께 모든 렌즈들을 고정하고 유지하는 렌즈 고정구(33)를 포함한다. 렌즈 고정구(33), 렌즈 홀더(32) 및 기부 본체(31)는 거의 실린더형으로 서로 완전히 접속되고, 동일 축 상에 중심선이 위치하도록 설정된다. 상기 경통(30)에는 제1 차광 마스크(51)가 물체 측 경통 외피 상에 배열되고, 제2 차광 마스크(52)가 제2 렌즈(L2) 및 제3 렌즈(L3) 사이에 배열되며, 제3 차광 마스크(53)가 제3 렌즈(L3) 및 제4 렌즈(L4) 사이에 배열된다. 각각의 차광 마스크(51,52,53)는 원형 개구를 갖고 화상 형성을 이루지 않는 불필요한 광을 차단하도록 위치한다. 즉, 스탑(S) 및 차광 마스크(51,52,53)의 상호 작용은 물체 측으로부터 도입하는 광이 렌즈(L1~L4)들의 유효 직경을 벗어난 영역 상에 입사하는 것을 방지하고, 고스트(ghost)나 플레어(flare)의 발생이 억제되도록 한다.The
상기 기부 본체(31)는 가장 큰 내경을 갖고 기구 본체(31) 내에 렌즈 홀더(32)가 위치하며, 기부 본체(31)의 내부 원주 방향 표면 상에 암나사를 갖고, 렌즈 홀더(32)는 외부 원주방향 표면 상에 수나사를 갖는다. 이러한 나사는 기부 본체(31) 및 렌즈 홀더(32)를 접속하기 위해서 서로 맞물린다. 렌즈 홀더(32)는 렌즈 고정구(33) 보다 더 큰 내부 직경을 갖고, 렌즈 홀더(32) 내에 렌즈 고정구(33)가 위치한다. 렌즈 홀더(32)는 내부 원주방향 표면 상에 암나사를 갖고, 렌즈 고정구(33)는 외부 원주방향 표면 상에 수나사를 갖는다. 이러한 나사들은 렌즈 홀더(32) 및 렌즈 고정구(33)를 접속하기 위해서 서로 맞물린다.The
지금까지 설명한 화상 픽업장치에서 각각의 렌즈들이 모여서 제 기능을 내기 위해서는 하나의 조립품으로 만들어져야 하는데, 이를 위해 일반적으로 경통이라고 부르는 케이싱 혹은 프레임에 렌즈를 주어진 순서대로 적층하거나, 주어진 조립면에 렌즈를 단순히 조립하는 것이 일반적인 구조이다.In the image pickup device described so far, each lens must be assembled into a single assembly in order to function. For this purpose, the lenses are stacked in a given order on a casing or frame, commonly called a barrel, or a lens is placed on a given assembly surface. Simple assembly is a common structure.
그러나, 상기 종래의 화상 픽업장치에 따른 화상 픽업렌즈는 다음과 같은 문제점이 있다. 즉, 렌즈를 경통에 조립하면 렌즈 각각의 단품이 가지는 두께 공차, 경통의 공차, 그리고 조립되면서 발생하는 각 렌즈간의 거리 공차가 있기 마련이고, 이러한 공차들이 렌즈의 성능을 저하시키는 방향으로 누적되면 렌즈에 의해서 형성되는 화상의 품질이 극도로 저하되고, 이에 따른 화상 픽업장치의 신뢰성 저하나 품질 불량을 야기시키게 된다.However, the image pickup lens according to the conventional image pickup apparatus has the following problems. In other words, when the lens is assembled to the barrel, there are thickness tolerances of the individual components of the lens, barrel tolerances, and distance tolerances between the lenses that are generated during assembly. When these tolerances accumulate in a direction that degrades the performance of the lens, The quality of the image formed by this is extremely degraded, thereby causing a decrease in reliability or poor quality of the image pickup device.
따라서, 휴대용 기기에 적용되는 소형, 경량의 화상 픽업장치에서 고해상도의 뛰어난 성능을 구현하기 위해서는 각각의 단품들이 갖는 공차의 축소는 물론, 공차 누적에 의한 영향을 최소화할 수 있는 기술적 수단들이 요구된다.Therefore, in order to implement high-resolution excellent performance in a small and lightweight image pickup device applied to a portable device, technical means for minimizing the effects of tolerance accumulation as well as the reduction of tolerances of individual components are required.
본 발명의 목적은 카메라의 화상 픽업장치에서 렌즈 및 경통 어셈블리 조립시의 공차 누적을 조립 완료 후에 조정하여 보상할 수 있는 수단을 구비하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a means for adjusting and compensating for the accumulation of tolerances in assembling the lens and barrel assembly in the image pickup device of a camera after completion of assembly.
본 발명의 또 다른 목적은 카메라의 화상 픽업장치에서 렌즈 및 경통 어셈블리 조립시의 공차 누적을 조립 완료 후에 조정하여 보상함으로써, 고해상도의 높은 신뢰성과 품질을 가진 화상 취득이 가능하도록 한 화상 픽업장치를 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide an image pickup device in which an accumulation of tolerances in assembling the lens and the barrel assembly in the image pickup device of the camera is adjusted and compensated after the assembly is completed, thereby enabling an image acquisition with high reliability and quality. It is.
본 발명의 또 다른 목적은 카메라의 화상 픽업장치에서 렌즈 및 경통 어셈블 리 조립시의 공차 누적을 조립 완료 후에 조정하여 보상할 수 있도록, 제1 렌즈-경통 어셈블리와 제2 렌즈-경통 어셈블리 사이에 조정수단을 개입하여 구성됨을 특징으로 하는 화상 픽업장치를 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to adjust between the first lens-to-barrel assembly and the second lens-to-barrel assembly so that the tolerance accumulation in assembling the lens and the barrel assembly in the image pickup device of the camera can be adjusted and compensated after the assembly is completed. An image pickup device characterized in that it is configured via means.
본 발명의 또 다른 목적은 카메라의 화상 픽업장치에서 렌즈 및 경통 어셈블리 조립시의 공차 누적을 조립 완료 후에 조정하여 보상할 수 있도록, 제1 렌즈-경통 어셈블리와 제2 렌즈-경통 어셈블리 사이에 스프링을 개입시키고, 서로 결합되는 각각의 렌즈-경통 어셈블리의 대향하는 렌즈 간 거리를 렌즈-경통 어셈블리 상호간의 나사 결합 상태의 조절을 기반으로 조정할 수 있는 수단을 포함하는 화상 픽업장치를 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a spring between the first lens-to-barrel assembly and the second lens-to-barrel assembly to compensate for the tolerance accumulation upon assembly of the lens and the barrel assembly in the image pickup device of the camera to compensate for this. An image pickup device comprising means for intervening and adjusting an opposing lens distance of each lens- barrel assembly coupled to each other based on an adjustment of a screwing state between the lens- barrel assemblies.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 화상 픽업장치는, 물체 측으로부터 입사되는 화상을 형성하기 위하여 렌즈가 내재되어 있고 광로에 대하여 실린더 형을 이루는 제1 렌즈-경통 어셈블리와; 상기 제1 렌즈-경통 어셈블리와 함께 화상을 형성하기 위하여 렌즈가 내재되어 있고 광로에 대하여 실린더 형을 이루는 제2 렌즈-경통 어셈블리와; 상기 제1 렌즈-경통 어셈블리와 제2 렌즈-경통 어셈블리 사이에 개입된 탄성부재; 를 포함하고, 상기 제1 렌즈-경통 어셈블리와 제2 렌즈-경통 어셈블리는 각각의 주면 표면 상에 형성된 나사부에 의해서 접속됨과 함께 나사부 조절에 의하여 상기 탄성부재를 사이에 두고 렌즈간 거리가 조정되는 것을 특징으로 한다.An image pickup device of the present invention for achieving the above object comprises: a first lens-passage assembly in which a lens is inherent to form an image incident from an object side and which is cylindrical to an optical path; A second lens-tuner assembly in which a lens is inherent and cylindrical in an optical path to form an image with the first lens-tuner assembly; An elastic member interposed between the first lens barrel assembly and the second lens barrel assembly; Wherein the first lens- barrel assembly and the second lens- barrel assembly are connected by screws formed on the respective major surface and the distance between the lenses is adjusted between the elastic members by adjusting the threads. It features.
또한 본 발명에 따른 화상 픽업장치에서, 상기 탄성부재는 압축 스프링인 것 을 특징으로 한다.In the image pickup device according to the present invention, the elastic member is characterized in that the compression spring.
또한 본 발명에 따른 화상 픽업장치는 상기 탄성부재를 지지하기 위하여 상기 제1 렌즈-경통 어셈블리의 제2 렌즈-경통 어셈블리와 대향하는 면에 홈을 형성하고 이 홈 속에 상기 탄성부재를 내재시켜 탄성부재의 일단은 제1 렌즈-경통 어셈블리에 탄성력을 가하고 그 타단은 제2 렌즈-경통 어셈블리에 탄성력을 가하는 것을 특징으로 한다.In addition, the image pickup device according to the present invention to form a groove on the surface facing the second lens- barrel assembly of the first lens- barrel assembly in order to support the elastic member and the elastic member is embedded in the groove One end of the to apply an elastic force to the first lens- barrel assembly and the other end to the elastic force to the second lens- barrel assembly.
또한 본 발명에 따른 화상 픽업장치에서, 상기 제1 렌즈-경통 어셈블리는 물체 측에 위치하는 제1 렌즈 및 상기 제1 렌즈에 밀착되어 적층되는 형태로 고정되는 제2 렌즈를 포함하고, 상기 제2 렌즈-경통 어셈블리는 상기 제2 렌즈와 대향하는 제3 렌즈 및 광로 상에서 종단에 해당하며 상기 제3 렌즈에 밀착되어 적층되는 형태로 고정되는 제4 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the image pickup device according to the present invention, the first lens- barrel assembly includes a first lens positioned on an object side and a second lens fixed in a stacked manner in close contact with the first lens, and the second lens fixed to the first lens. The lens- barrel assembly may include a third lens facing the second lens and a fourth lens corresponding to an end on the optical path and fixed in a stacked form in close contact with the third lens.
또한 본 발명에 따른 화상 픽업장치는, 상기 제1 렌즈-경통 어셈블리와 제2 렌즈-경통 어셈블리의 나사부 결합상태를 조정함에 따라 상기 제2 렌즈와 제3 렌즈 사이의 거리가 조정됨을 특징으로 한다.In addition, the image pickup apparatus according to the present invention is characterized in that the distance between the second lens and the third lens is adjusted by adjusting the screw engagement state of the first lens barrel assembly and the second lens barrel assembly.
또한 본 발명에 따른 화상 픽업장치에서, 상기 제1 렌즈-경통 어셈블리는 물체 측에 위치하며 화상 광의 출사면이 수렴하는 굴절률을 갖는 제1 렌즈 및 상기 제1 렌즈에 밀착되어 적층되는 형태로 고정되며 화상 광의 입사면이 발산하고 출사면이 수렴하는 굴절률을 갖는 제2 렌즈를 포함하고, 상기 제2 렌즈-경통 어셈블리는 상기 제2 렌즈와 대향하며 화상 광의 입사면 및 출사면이 발산하는 굴절률을 갖는 제3 렌즈 및 광로 상에서 종단에 해당하며 상기 제3 렌즈에 밀착되어 적층되는 형태로 고정되고 화상 광의 입사면 및 출사면이 수렴하는 굴절률을 갖는 제4 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the image pickup device according to the present invention, the first lens- barrel assembly is fixed to be stacked in close contact with the first lens and the first lens having a refractive index that is located on the object side and the emission surface of the image light converges. A second lens having an index of refraction where the incident surface of image light diverges and the emission surface converges, the second lens- barrel assembly having an index of refraction opposite the second lens and the incident and exit surfaces of image light diverging; And a fourth lens corresponding to an end on the third lens and the optical path, and fixed in a form in which the third lens is in close contact with the third lens and having an index of refraction that converges the entrance and exit surfaces of the image light.
또한 본 발명에 따른 화상 픽업장치는, 제1 렌즈 및 상기 제1 렌즈에 적층되는 형태로 밀착 고정되는 제2 렌즈가 내부에 고정된 제1 렌즈-경통 어셈블리와; 제3 렌즈 및 상기 제3 렌즈에 적층되는 형태로 밀착 고정되는 제4 렌즈가 내부에 고정된 제2 렌즈-경통 어셈블리와; 상기 제1 렌즈-경통 어셈블리와 제2 렌즈-경통 어셈블리 사이에 개입되는 탄성부재를 포함하며; 상기 렌즈-경통 어셈블리들은 주면의 표면 상에 형성된 나사부를 이용해서 서로 접속되고, 상기 제1 렌즈-경통 어셈블리의 제2 렌즈-경통 어셈블리와 대향하는 면에 상기 탄성부재가 삽입되어 지지되는 홈을 형성하고, 상기 홈에 일단이 지지되는 탄성부재의 타단은 상기 제3 렌즈의 가장자리에 대항함으로써, 경통을 회전시킴에 따라 상기 제2 렌즈와 제3 렌즈간 거리가 조정되어 누적 공차 보상이 이루어지는 구조를 특징으로 한다.In addition, the image pickup device according to the present invention, the first lens and the second lens which is fixed in the form of being stacked on the first lens is fixed to the first lens- barrel assembly is fixed therein; A second lens- barrel assembly having a third lens and a fourth lens tightly fixed in the form of being laminated to the third lens; An elastic member interposed between the first lens- barrel assembly and the second lens- barrel assembly; The lens- barrel assemblies are connected to each other using a screw formed on the surface of the main surface, and form a groove in which the elastic member is inserted and supported on a surface opposite to the second lens- barrel assembly of the first lens- barrel assembly. The other end of the elastic member having one end supported by the groove is opposed to the edge of the third lens, so that the distance between the second lens and the third lens is adjusted as the barrel is rotated so that the accumulated tolerance compensation is achieved. It features.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 화상 픽업장치의 실시예 구성과 그 작용을 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment configuration of the image pickup device according to the present invention and its operation.
앞서 설명한 바와 같이 본 발명은 경통 내에서 발생되는 공차들에 의해서 발생할 수 있는 불량을 줄이기 위하여, 화상 픽업장치의 해상도 성능에 큰 영향을 줄 수 있는 한 개 또는 한 개 이상의 조정수단을 경통 내에 만들어서 공차 누적에 의해 발생하는 렌즈의 이미지 저하를 보상할 수 있도록 한다.As described above, the present invention provides a tolerance by making one or more adjustment means in the barrel, which can greatly affect the resolution performance of the image pickup device, in order to reduce the defects caused by the tolerances generated in the barrel. It is possible to compensate for image degradation of the lens caused by accumulation.
이를 위한 본 발명의 화상 픽업장치 실시예를 도2 내지 도4에 표현하였다. 도2 내지 도4에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 화상 픽업장치는 4장의 렌즈를 기반으로 구성되며, 또한 제1 경통과 제2 경통이 서로 결합되어 완성되는 구조이고, 제1 경통에는 제1 렌즈 및 제2 렌즈가 안착되고, 제2 경통에는 제3 렌즈 및 제4 렌즈가 안착되어 각각 렌즈-경통 어셈블리를 이루는 구조이다. 또한 제1 렌즈-경통 어셈블리와 제2 렌즈-경통 어셈블리는 각각의 내주 및 외주 표면 상에 형성된 나사부를 이용해서 결합되며, 그 사이에는 압축 스프링이 개입되고 상기 나사부를 이용해서 렌즈-경통 어셈블리를 회전시킴으로써 이 부분에서 서로 대향하는 렌즈 간의 거리를 최적 해상도 위치로 조정할 수 있도록 한 구조이다.An embodiment of the image pickup device of the present invention for this purpose is shown in Figs. As shown in Figs. 2 to 4, the image pickup device according to the present invention is constructed based on four lenses, and also has a structure in which the first barrel and the second barrel are combined with each other and completed, and the first lens has a first lens. And a second lens is seated, and a third lens and a fourth lens are seated in the second barrel to form a lens- barrel assembly, respectively. The first lens barrel assembly and the second lens barrel assembly are also coupled using threads formed on respective inner and outer surfaces, with compression springs interposed therebetween, to rotate the lens barrel assembly using the threads. This allows the distance between the lenses facing each other in this section to be adjusted to the optimum resolution position.
도2a는 본 발명에 따른 화상 픽업장치를 분리하여 측면에서 본 단면 구조를 보여주고 있다. 도2b는 도2a에서 제1 렌즈-경통 어셈블리가 조립된 상태를 보여주고 있으며, 도2c는 도2b에서 제2 렌즈-경통 어셈블리가 조립된 상태를 보여주고 있다. 도3은 제1 렌즈-경통 어셈블리와 제2 렌즈-경통 어셈블리가 스프링을 사이에 두고 완전히 조립된 상태의 구조를 단면도로 보여주고 있다.Fig. 2A shows the cross-sectional structure seen from the side by separating the image pickup device according to the present invention. FIG. 2B shows a state in which the first lens- barrel assembly is assembled in FIG. 2A, and FIG. 2C shows a state in which the second lens- barrel assembly is assembled in FIG. Figure 3 shows a cross-sectional view of a structure in which the first lens barrel assembly and the second lens barrel assembly are completely assembled with springs interposed therebetween.
먼저, 도2a를 참조하여 각 구성요소의 구조를 설명한다. 도2a에 표현된 바와 같이 본 발명의 화상 픽업장치는 제1 경통(100), 제2 경통(200), 스프링(300), 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120), 제3 렌즈(210), 제4 렌즈(220), 플레어스탑(230)을 포함하고 있다.First, the structure of each component will be described with reference to FIG. 2A. As shown in FIG. 2A, the image pickup apparatus of the present invention includes a
제1 경통(100)에는 외주면 표면 상에 수나사부(101)가 형성되고, 제2 경통(200)과 대향하는 방향으로 외주면에 스프링 지지를 위한 홈(102)이 형성되어 있고, 물체 측으로 개구부(103)가 형성되어 있으며, 실린더 형을 이룬다.The
제1 렌즈(110)는 화상 광의 입사면(111)이 평탄(flat)하고 출사면(112)은 화 상 광이 발산하는 굴절율을 갖는다. 제1 렌즈(110)의 가장자리에는 플랜지(flange)(110a)가 형성되고 출사면 방향으로는 엣지부(edge)(113)가 형성되며 입사면 방향으로는 평탄한 조립면(114)이 형성되어 있다. 제2 렌즈(120)는 화상 광의 입사면(121)이 발산하고 출사면(122)이 수렴하는 굴절율을 가진다.The
제2 경통(200)에는 내주면 표면 상에 암나사부(201)가 형성되고 외주면 표면 상에 수나사부(202)가 형성되며, 후방으로 화상 광 출사를 위한 개구부(203)가 형성되고, 렌즈 조립면(204)이 내벽 외주면을 따라 형성되며 실린더 형을 이루고 있다.The
제3 렌즈(210)는 가장자리에 플랜지(210a)가 형성되고 화상 광의 입사면(211) 및 출사면(212)이 발산하는 굴절율을 가지며, 제4 렌즈(220)는 가장자리에 플랜지(220a)가 형성되고 화상 광의 입사면(221) 및 출사면(222)이 수렴하는 굴절율을 가진다.The
상기 본 발명에 따른 화상 픽업장치에서 제1 렌즈(110), 제2 렌즈(120)를 제1 경통(100)에 조립하여 제1 렌즈-경통 어셈블리를 완성한 상태를 도2b에 나타내었다. 도2a 및 도2b를 참조하여 제1 렌즈-경통 어셈블리를 조립하는 방법을 설명한다.2B illustrates a state in which the
제1 렌즈(110)의 입사면(111) 쪽의 평탄한 조립면(114)이 제1 경통(100)의 제1 렌즈 조립면(104)에 맞닿으면서 조립에 따른 경사없이 안정된 위치에 조립된다. 다음으로 제2 렌즈(120)를 삽입하게 되면 제1 렌즈(110)의 출사면(112) 쪽에 있는 플랜지(flange)(110a)의 엣지(edge) 부분(113)에 제2 렌즈(120)의 입사면 (121)이 접하는 상태로 놓이게 되고, 이후 제2 렌즈(120)의 외주면과 제1 경통(100)의 내벽면이 접촉하는 부분인 제2 렌즈(120)의 엣지부분에 접착제를 도포하여 본딩하거나 초음파 융착 등의 방법으로 서로 고정함으로써 제1 렌즈-경통 어셈블리가 완성된다. 이 때 제2 렌즈(120)의 입사면(121)이 접하는 제1 렌즈(110)의 플랜지(110a)의 엣지 부분(113)은 성형 렌즈의 특성상 치수가 매우 잘 관리될 수 있으므로 제1 렌즈(110)와 제2 렌즈(120) 사이의 거리는 주어진 공차 이내로 관리가 된다.The
상기 본 발명에 따른 화상 픽업장치에서 제3 렌즈(210), 제4 렌즈(220)를 제2 경통(200)에 조립하여 제2 렌즈-경통 어셈블리를 완성한 상태를 도2c에 나타내었다. 도2a 및 도2c를 참조하여 제2 렌즈-경통 어셈블리를 조립하는 방법을 설명한다.FIG. 2C illustrates a state in which the
제4 렌즈(220), 플레어스탑(230), 제3 렌즈(210)를 순서대로 제2 경통(200)에 조립한다. 이 때 제4 렌즈(220)의 출사면(222)의 평탄한 조립면(223)이 제2 경통(200)의 제4 렌즈 조립면(204)에 맞닿게 되면서 경사없이 조립된다. 다음으로 조립되는 것은 플레어스탑(230)으로 이 것은 비정상적으로 유입되는 광을 차단하기 위한 것이며, 제4 렌즈(220)의 입사면(221)의 플랜지(220a) 쪽에 놓인다. 다음에 제3 렌즈(210)가 플레어스탑(230) 위에 놓이고 이 상태로 제2 경통(200)의 조립이 완성된다.The
다음은 제1 경통(100)의 홈(102)에 압축 스프링(300)의 일단을 끼우고 제2 렌즈-경통 어셈블리에 압축 스프링(300)이 끼워진 제1 경통 어셈블리를 제1 경통 (100)의 외주면과 제2 경통(200)의 내주면에 각각 마련된 나사부(101,201)에 맞춰 돌려서 삽입하게 되면 화상센서 등을 제외한 렌즈-경통 어셈블리의 화상 픽업장치 조립이 완성된다. 이와 같이 조립이 완성된 구조를 도3에 나타내었다.Next, one end of the
지금까지 설명한 바와 같이 조립되어 완성된 본 발명의 화상 픽업장치는 앞서 설명한 바와 같이 누적 공차를 조정하여 보상할 수 있는 구조가 된다. 누적 공차를 조정하여 보상하는 방법을 도4a 및 도4b를 참조하여 설명한다.The image pickup device of the present invention assembled and completed as described above has a structure capable of compensating by adjusting the accumulated tolerance as described above. A method of compensating by adjusting the cumulative tolerance will be described with reference to FIGS. 4A and 4B.
도4a는 조정 전의 상태이고 도4b는 조정 후의 상태를 각각 보여주며, 조정을 위하여 해상도 챠트(401)와 램프(402)를 포함한 해상도 검사 지그가 준비된다.4A shows a state before adjustment and FIG. 4B shows a state after adjustment, respectively, and a resolution inspection jig including a
준비된 해상도 검사 지그에 상기 조립된 경통 어셈블리를 놓는다. 이 때 해상도 챠트(401)를 투과한 램프(402)의 광이 렌즈(110,120,210,220)를 통과하여 스크린 상에 해상도 챠트의 투과 이미지를 만들어 준다. 도4a에 나타낸 투과 이미지(403)의 상태는 경통 어셈블리 내에 여러가지 공차가 발생되어 있는 상태로서, 투과 이미지(403)를 보면 특정 부위의 콘트라스트(contrast)가 낮거나 필드 곡률(field culvature)이 발생하는 등, 이미지의 품질이 낮은 상태이고, 이 때의 제2 렌즈(120)와 제3 렌즈(210) 사이의 거리를 "d"로 표현하였다.Place the assembled barrel assembly on the prepared resolution inspection jig. At this time, the light of the
이 상태에서 경통(100)(200)에 서로 맞물리게 형성되어 있는 나사부(101)(201)를 따라 제1 렌즈-경통 어셈블리를 회전시키면 제1 렌즈-경통 어셈블리와 제2 렌즈-경통 어셈블리가 서로 가까워지거나 멀어지면서 제2 렌즈(120)와 제3 렌즈(210) 사이의 거리가 변화되고 이에 따라 이미지의 품질이 좋아지는 위치가 발생하는데, 이 때 회전을 멈추고 두 경통을 별도의 접착수단을 이용해서 고정시켜 주면 조정이 완료된, 최적의 최고 해상도를 갖는 화상 픽업장치가 완성되는 것이다.In this state, when the first lens barrel assembly is rotated along the threaded
이와 같이 최적으로 조정된 상태에서의 제2 렌즈(120)와 제3 렌즈(210) 사이의 거리를 "dc"로 표현하였으며, 조정된 후의 투과 이미지(404)에서 살펴보면 조정되기 전보다 해상도 품질이 향상된 것을 알 수 있다.As described above, the distance between the
본 발명에 따른 화상 픽업장치에서는 제1 렌즈-경통 어셈블리와 제2 렌즈-경통 어셈블리의 거리 조정을 통해서 경통의 다른 부분에서 발생된 공차로 인해 발생되는 이미지의 품질 저하를 조정하여 보상할 수 있으며, 이를 통해 제품의 불량율을 크게 개선할 수 있다.In the image pickup device according to the present invention, it is possible to compensate by adjusting the deterioration of the image caused by the tolerances generated in other parts of the barrel by adjusting the distance between the first lens barrel assembly and the second lens barrel assembly. This can greatly improve the defective rate of the product.
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