KR20060099712A - 자동 정렬 렌즈 및 그 렌즈를 이용한 렌즈 어셈블리 - Google Patents

자동 정렬 렌즈 및 그 렌즈를 이용한 렌즈 어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휴대폰용 카메라 렌즈 등 사출에 의하여 제작될 수 있는 플라스틱 렌즈에 적용될 수 있으며, 자동으로 렌즈 중심 축의 정렬이 가능한 렌즈 어셈블리를 개시한다. 이러한 본 발명의 렌즈 어셈블리는, 렌즈부, 상기 렌즈부의 외주를 이루는 연장부, 상기 연장부에 형성된 정렬부를 포함하는 제 1 렌즈; 상기 렌즈부의 일측에 배치되는 또 다른 렌즈부, 상기 또 다른 렌즈부의 외주를 이루는 또 다른 연장부, 상기 정렬부에 밀착되어 상기 렌즈부들을 광 축 중심이 일치하게 정렬시키는 또 다른 정렬부를 포함하는 제 2 렌즈; 그리고 상기 제 1, 2 렌즈를 수용하는 경통을 포함한다. 따라서 본 발명은 렌즈부의 외주에 배치되는 연장부에 제공되는 홈부 또는 돌출부 등으로 이루어지는 정렬부들이 단지 서로 밀착되는 구조로 결합되는 것에 의하여 자동으로 렌즈부의 광 축 중심의 정렬이 이루어지도록 하는 기술을 통하여, 경통에 렌즈들을 자동으로 삽입하여 조립할 수 있는 자동화가 가능하여 품질을 증대시키면서도 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
카메라, 렌즈, 사출, 플라스틱, 광축, 정렬

Description

자동 정렬 렌즈 및 그 렌즈를 이용한 렌즈 어셈블리{Lens for automatic alignment and assembly using the same}
도 1은 본 발명의 적용 예를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 렌즈 어셈블리를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2를 분해하여 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 A-A부를 자른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시 예의 주요 부분을 상세하게 설명하기 위하여 렌즈들을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시 예를 설명하기 위하여 렌즈들이 정렬되는 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6의 B 부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 8은 도 7에 대응되며 본 발명의 제 2 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 7에 대응되며 본 발명의 제 3 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 7에 대응되며 본 발명의 제 4 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 5에 대응되는 것으로 본 발명의 또 다른 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 자동 정렬 렌즈 및 그 렌즈를 이용한 렌즈 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휴대폰용 카메라 렌즈 등 사출에 의하여 제작될 수 있는 플라스틱 렌즈에 적용될 수 있으며, 자동으로 렌즈 중심 축의 정렬이 가능한 자동 정렬 렌즈 및 그 렌즈를 이용한 렌즈 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로 휴대폰 등에 적용되는 렌즈 어셈블리는, 경통에 렌즈들 사이에 스페이서들을 배치하고 고정링 등으로 렌즈를 고정시키는 구조를 가지고 있다. 이러한 구조의 렌즈 어셈블리들은 경통 내주면의 정밀도와 렌즈들의 외주면의 정밀도에 의하여 렌즈 어셈블리의 성능이 좌우된다. 상기 렌즈 어셈블리는 정밀도 향상을 위하여 경통의 내주면 및 렌즈들의 외주면을 수십 ㎛ 단위로 가공하여 수작업으로 조립을 하게 된다. 이러한 경우 작업자가 정밀하게 가공된 경통의 내부에 렌즈들을 삽입하는 작업이 어려울 뿐 만 아니라, 스페이서 또는 렌즈들이 광 축 방향에 대하여 조금만 틀어진 위치에 삽입되어도 조립 후에 렌즈 중심 축(광 축)이 일정하지 않게 되어 불량률이 증대되는 문제점이 있다. 그리고 작업자가 수작업으로 렌즈 어셈블리를 조립하므로 생산성이 떨어질 수 있고, 부품의 수가 많아 생산비용이 증대되는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발 명의 목적은 렌즈들이 경통에 삽입되는 것에 의하여 렌즈 중심 축(광 축)의 정렬이 자동으로 이루어지도록 하여 정밀도를 향상시켜 품질 증대를 도모하는 자동 정렬 렌즈 및 그 렌즈를 이용한 렌즈 어셈블리를 제공하는데 있다.
본 발명은 부품의 수를 줄여 생산비용을 줄이는 자동 정렬 렌즈 및 그 렌즈를 이용한 렌즈 어셈블리를 제공하는데 있다.
본 발명은 자동화 조립이 가능하도록 하여 생산성을 향상시키는 자동 정렬 렌즈 및 그 렌즈를 이용한 렌즈 어셈블리를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 렌즈부, 상기 렌즈부의 외주를 이루는 연장부, 그리고 상기 연장부에 제공되며 다른 렌즈에 밀착되어 상기 렌즈부를 광 축 방향으로 정렬시키는 정렬부를 포함하는 자동 정렬 렌즈를 제공한다.
또한, 본 발명은, 렌즈부, 상기 렌즈부의 외주를 이루는 연장부, 상기 연장부에 형성된 정렬부를 포함하는 제 1 렌즈; 상기 렌즈부의 일측에 배치되는 또 다른 렌즈부, 상기 또 다른 렌즈부의 외주를 이루는 또 다른 연장부, 상기 정렬부에 밀착되어 상기 렌즈부들을 광 축 중심이 일치하게 정렬시키는 또 다른 정렬부를 포함하는 제 2 렌즈; 그리고 상기 제 1, 2 렌즈를 수용하는 경통을 포함하는 렌즈 어셈블리를 제공한다.
상기 정렬부들은 서로 대응하는 홈부 또는 돌출부로 이루어질 수 있다.
상기 정렬부들은 서로 마주하는 상기 연장부들의 일부면 또는 전면이 경사진 형태로 이루어질 수 있다.
상기 홈부 또는 돌출부는 상기 렌즈부들의 광 축 중심과 동일한 중심을 가지는 원형으로 이루어질 수 있다.
상기 홈부 또는 돌출부는 광 축 중심에서 외주 방향으로 자른 단면의 형상이 라운드 형태를 이룰 수 있다.
상기 경통에는 수납된 렌즈들을 고정하는 고정링이 결합될 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같으며, 도면에서 도면 부호 O는 광 축을 나타낸다.
도 1은 본 발명이 적용되는 상태를 도시한 도면으로, 카메라 기능을 가지는 휴대폰(1)을 도시하고 있다. 상기 휴대폰(1)에는 본 발명의 렌즈 어셈블리가 결합되어 있다. 후술하는 본 발명의 상세한 설명에서 본 발명에 적용되는 자동 정렬 렌즈 및 그 렌즈를 이용한 렌즈 어셈블리는 카메라 기능을 가지는 휴대폰(1)에 설치하는 것에 한정되지 않으며, 소형의 카메라 등 다양한 기기에 적용이 가능하다. 또한, 본 발명은 플라스틱 렌즈로 사출에 의하여 제작되는 렌즈에 유리하게 적용될 수 있다. 사출에 의하여 제작되는 플라스틱 렌즈는 적은 비용으로 다양한 형상을 제작할 수 있어 설계 자유도를 높일 수 있으며, 본 발명에서 후술하는 렌즈의 연장부 및 정렬부를 제작하는데 매우 유리한 이점이 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 사시도이고, 도 3은 도 2의 분해 사시도이며, 도 4는 도 2의 B-B부의 단면도로, 렌즈 어셈블리를 도시하고 있다. 상기 렌즈 어셈블리는, 경통(3), 상기 경통(3)에 수용되는 제 1, 2, 3 렌즈(5, 7, 9) 및 상기 제 1, 2, 3 렌즈(5, 7, 9)들을 고정하는 고정링(11)을 포함한다. 본 발명 의 실시 예에서는 3개의 제 1, 2, 3 렌즈(5, 7, 9)를 도시하여 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 단지 2개 이상의 렌즈들이 조합되는 것으로도 가능하다.
상기 경통(3)은 대략 원통형으로 이루어지며, 내부에 상기 제 1, 2, 3 렌즈(5, 7, 9) 및 고정링(11)이 수용될 수 있는 공간이 구비되고, 빛이 통과할 수 있도록 양단이 오픈된 형태를 이루고 있다. 또한, 상기 경통(3)은 상기 고정링(11)이 결합될 수 있도록 내면 일측에 나사산 등이 형성될 수 있다. 본 발명에서는 일 예로 고정링(11)에 의하여 렌즈들을 고정하는 것을 도시하여 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 접착제를 이용하는 것도 가능하며, 다양한 방법에 의하여 렌즈들을 경통에 고정하는 것이 가능하다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시 예를 설명하기 위한 분해 사시도이고, 도 6은 도 5의 결합 상태를 도시한 단면도이고, 도 7은 도 6의 C 부분을 확대하여 상세하게 도시한 도면으로, 제 1, 2 렌즈(5, 7)를 도시하고 있다. 상기 제 1 렌즈(5)는 빛이 통과하는 유효 구간인 렌즈부(51), 상기 렌즈부(51)의 외주에 배치되는 연장부(53), 그리고 상기 연장부(53)에 형성되는 돌출부(55)로 이루어지는 정렬부를 포함한다. 또한, 제 2 렌즈(7)는 빛이 통과하는 유효 구간인 렌즈부(71), 상기 렌즈부(71)의 외주에 배치되는 연장부(73), 그리고 상기 연장부(73)에 형성되는 홈부(75)로 이루어지는 정렬부를 포함한다.
상기 제 1, 2 렌즈(5, 7)에 제공된 돌출부(55) 및 홈부(75)는 서로 대응되어 밀착될 수 있는 형태로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 렌즈부(51, 71)들이 이 루는 광 축(O)을 중심(O)으로 하는 동심원의 환상형태로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한 상기 돌출부(55) 및 상기 홈부(75)는 상술한 연장부(53, 73)들이 이루는 면 중에서 광 축 방향과 평행하게 향하는 면에 형성되며, 서로 연장부(53, 73)가 마주하는 면에 형성되는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시 예에서는 제 1 렌즈(5)의 연장부(53)에 정렬부로 돌출부(55)가 형성되고, 제 2 렌즈(7)의 연장부(73)에 정렬부로 홈부(75)가 형성된 예를 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 돌출부(55)와 홈부(75)가 서로 바뀌어 배치되어도 동일한 작용 효과를 가질 수 있다.
또한, 본 발명에서는 렌즈들이 서로 인접(밀착)하여 배치되면서 각각의 렌즈들에 제공되는 정렬부에 의하여 렌즈부의 광 축 중심 정렬이 자동으로 이루어질 수 있는 구조를 도시하여 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 렌즈들 사이의 간격 조정을 위하여 스페이서(도시생략)가 삽입되는 경우에는 스페이서의 일면(상기 렌즈부의 연장부에 대응되는 면)에 상술한 렌즈에 설치되는 것과 같은 정렬부를 마련하고, 이러한 정렬부가 마련된 스페이서를 삽입하는 것으로도 본 발명을 실시할 수 있는 것이다.
이와 같이 이루어지는 본 발명의 제 1 실시 예의 렌즈 어셈블리의 조립 과정을 설명하면 다음과 같다.
상기 경통(3)에 상기 제 1, 2, 3 렌즈(5, 7, 9)를 순차적으로 삽입한다. 편의상 상기 제 1, 2, 3 렌즈(5, 7, 9)는 동일한 방법으로 조립이 이루어지므로 상기 제 1, 2 렌즈(5, 7)가 결합되는 과정만을 설명하고, 상기 제 3 렌즈(9)의 조립 방 법의 설명은 생략한다. 상기 렌즈들(5, 7, 9)를 삽인한 후 고정링(11)으로 렌즈를 누르게 되면 상기 제 1, 2 렌즈(5, 7)들에 제공된 돌출부(55)와 홈부(75)로 이루어지는 정렬부가 서로 밀착되면서 렌즈부(51, 71)는 광 축 중심(O, 도 5 및 도 6에 표시하고 있음)이 일치되는 상태에서 자동 정렬된다. 즉, 상기 정렬부를 이루는 돌출부(55)와 홈부(75)가 광축 중심과 동일한 축 중심을 가지는 위치에 제공되어 렌즈부(51, 71)의 광축 중심이 동일하게 정렬된다. 상기 고정링(11)은 나사 결합 등으로 경통(3)과 고정될 수 있도, 접착제를 이용하여 고정할 수도 있다. 물론, 고정링(11)을 사용하지 않는 경우에는 렌즈들이 경통에서 이탈되지 않도록 본딩 등의 방법에 의하여 렌즈들을 경통에 고정할 수 있다. 이러한 조립 작업은 조립 과정에서 광 축 중심 방향으로 렌즈들이 자동으로 정렬되므로 자동화에 의하여 조립이 가능하여 정밀도를 유지하면서 생산성을 향상시킬 수 있는 것이다.
도 8은 도 7에 대응하며 본 발명의 제 2 실시 예를 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 도 7에 대응하며 본 발명의 제 3 실시 예를 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 도 7에 대응하며 본 발명의 제 4 실시 예를 설명하기 위한 도면으로, 제 1, 2 렌즈(5, 7)의 연장부(53, 73, 편의상 제 1 실시 예와 동일한 부호를 사용함)의 일부를 도시하고 있다. 본 발명의 제 2, 3, 4 실시 예는 상술한 실시 예와 작용 및 구성이 동일하며, 다만 렌즈들의 연장부(53, 73)에 형성되는 정렬부의 형상 다르게 이루어진 점에 차이가 있다. 즉, 제 2 실시 예는 정렬부가 경사면(81, 83)을 이루어 제 1, 2 렌즈(5, 7)의 광 축 중심을 정렬하는 구성으로 이루어져 있다. 그리고 제 3 실시 예는 정렬부가 각이 진 형태의 돌출부(55, 편의상 제 1 실시 예와 동일 한 부호를 부여함)와 홈부(75, 편의상 제 1 실시 예와 동일한 부호를 부여 함)로 이루어져 서로 밀착되는 것에 의하여 제 1, 2 렌즈(5, 7)의 광 축 중심을 조립 과정에서 자동으로 정렬시키는 구성으로 이루어져 있다. 그리고 제 4 실시 예는 정렬부가 연장부의 광 축 방향을 향하는 면 전체가 라운드 형태로 이루어지는 돌출부(55, 편의상 제 1 실시 예와 동일한 부호를 부여 함)를 구비하고 상기 돌출부(55)와 대응하여 밀착될 수 있는 홈부(75, 편의상 제 1 실시 예와 동일한 부호를 부여 함)를 구비하여 서로 접촉되는 상태를 유지하는 것에 의하여 제 1, 2 렌즈(5, 7)의 광 축 중심을 정렬시키는 구성으로 이루어져 있다. 그리고 본 발명의 제 2, 3, 4 실시 예는 상술한 제 1 실시 예와 비교하여 동일한 부분은 상술한 제 1 실시 예의 설명으로 대치하고 다른 부분만을 설명하였다. 이러한 본 발명의 제 2, 3, 4 실시 예는 상술한 제 1 실시 예와 단지 형상이 다르게 구성되어 다양한 설계에 적용할 수 있으며, 작용 및 효과는 상술한 제 1 실시 예의 설명과 동일하다. 즉, 렌즈부 들의 연장부에 제공된 정렬부가 서로 접촉되는 것에 의하여 렌즈부가 광 축 중심이 자동으로 정렬되는 것이다.
또한, 제 1 실시 예에서는 정렬부가 광 축을 중심으로 하는 동심원의 환상 형태로 연속적으로 형성되는 것을 설명하였으나, 정렬부의 형태는 이에 한정되지 않는다. 즉, 정렬부의 홈과 돌출부를 연장부의 몇개의 지점에만 형성하는 것도 가능하다. 예들 들어, 연장부에 90°간격으로 4개의 돌출부/홈부(55, 75, 도 11에서 편의상 상술한 실시 예와 동일한 부호를 부여하여 도시함)를 형성하거나 45°간격으로 8개의 홈/돌출부를 형성할 수도 있다. 또한, 상기 정렬부는 서로 결합되어 렌 즈들의 광 축 중심이 정렬되는 구조이면 홈/돌출부의 수에 제한되지 않으며, 설계상 필요에 따라 다양하게 실시 할 수 있는 것이다.
이와 같이 본 발명은 렌즈부의 외주에 배치되는 연장부에 제공되는 홈부 또는 돌출부 등으로 이루어지는 정렬부들이 단지 서로 밀착되는 구조로 결합되는 것에 의하여 자동으로 렌즈부의 광 축 중심의 정렬이 이루어지도록 하는 기술을 통하여, 경통에 렌즈들을 자동으로 삽입하여 조립할 수 있는 자동화가 가능하여 품질을 증대시키면서도 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 렌즈들 사이에 배치되어 렌즈를 고정시키는 스페이서 등의 부품을 생략할 수 있으므로 부품의 수를 줄여 제조 비용을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (14)

  1. 렌즈부;
    상기 렌즈부의 외주를 이루는 연장부; 그리고
    상기 연장부에 제공되며, 다른 렌즈에 밀착되어 상기 렌즈부를 광 축 방향으로 정렬시키는 정렬부
    를 포함하는 자동 정렬 렌즈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 정렬부는
    광 축 방향을 향하는 상기 연장부의 면에 형성되는 홈부 또는 돌출부로 이루어지는 자동 정렬 렌즈.
  3. 제1항에 있어서, 상기 정렬부는
    광 축 방향을 향하는 상기 연장부의 일부면 또는 전면이 경사진 형태로 이루어지는 자동 정렬 렌즈.
  4. 제2항에 있어서, 상기 홈부 또는 돌출부는
    상기 렌즈부의 광 축 중심을 중심으로 동심원의 환상 형태로 이루어지는 자동 정렬 렌즈.
  5. 제2항에 있어서, 상기 홈부 또는 돌출부는
    상기 연장부에 적어도 2개 이상 형성되어 있는 자동 정렬 렌즈.
  6. 제2항에 있어서, 상기 홈부 또는 돌출부는
    광 축 중심에서 외주 방향으로 자른 단면의 형상이 라운드 형태를 이루는 자동 정렬 렌즈.
  7. 렌즈부, 상기 렌즈부의 외주를 이루는 연장부, 상기 연장부에 형성된 정렬부를 포함하는 제 1 렌즈;
    상기 렌즈부의 일측에 배치되는 또 다른 렌즈부, 상기 또 다른 렌즈부의 외주를 이루는 또 다른 연장부, 상기 정렬부에 밀착되어 상기 렌즈부들을 광 축 중심이 일치하게 정렬시키는 또 다른 정렬부를 포함하는 제 2 렌즈; 그리고
    상기 제 1, 2 렌즈를 수용하는 경통;
    을 포함하는 렌즈 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서, 상기 정렬부들은 서로 대응하는 홈부 또는 돌출부로 이루어지는 렌즈 어셈블리.
  9. 제7항에 있어서, 상기 정렬부들은
    서로 마주하는 상기 연장부들의 일부면 또는 전면이 경사진 형태로 이루어지 는 렌즈 어셈블리.
  10. 제8항에 있어서, 상기 홈부 또는 돌출부는
    상기 렌즈부들의 광 축 중심과 동일한 중심을 가지는 원형으로 이루어지는 렌즈 어셈블리.
  11. 제8항에 있어서, 상기 홈부 또는 돌출부는
    광 축 중심에서 외주 방향으로 자른 단면의 형상이 라운드 형태를 이루는 렌즈 어셈블리.
  12. 제7항에 있어서, 상기 경통에는
    수납된 렌즈들을 고정하는 고정링이 결합되는 렌즈 어셈블리.
  13. 제8항에 있어서, 상기 홈부 또는 돌출부는
    상기 연장부에 적어도 2개 이상 형성되어 있는 렌즈 어셈블리.
  14. 제6항에 있어서, 상기 제 1 렌즈 또는 제 2 렌즈는
    인접한 위치에 정렬부를 구비한 스페이서가 배치되는 렌즈 어셈블리.
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