KR20080022698A - Silicon lens with metal frame - Google Patents

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Abstract

A silicon rubber lens of a metal frame type is provided to enhance solidity, flatness, and a combining characteristic by using a metal frame. A silicon lens is manufactured by molding a silicon resin. The silicon lens includes a metal frame(202). The metal frame is attached to an edge of the silicon lens. In a process for manufacturing a silicon prism lens having the metal frame, the metal frame is attached to the silicon lens in an insert molding manner for inserting the metal frame into a mold and attaching the metal frame in a silicon molding process when the silicon as a thermosetting resin is processed in the mold by using temperature and pressure. A combination part(203) is formed at the metal frame attached to an edge of a silicon prism sheet(201).

Description

금속 프레임 일체형 실리콘 고무(Silicone Rubber) 재질의 렌즈{Silicon lens with metal frame}Silicon lens with metal frame {Silicon lens with metal frame}

도 1 (a)는 프리즘 금형 원판 형상이다.Fig. 1A is a prismatic mold disc shape.

도 1 (b)는 액상의 투명 실리콘 고무를 프리즘 금형에 도포한 형상이다.FIG.1 (b) is a shape which apply | coated the liquid transparent silicone rubber to the prism metal mold | die.

도 1 (c)는 금형 상판으로 가압하는 형상이다.FIG.1 (c) is a shape which presses to a mold upper plate.

도 1 (d)는 금형이 가압되는 상태에서 실리콘이 경화되는 형상이다.Figure 1 (d) is a shape that the silicone is cured in the state that the mold is pressed.

도 1 (e)는 금형의 상판과 하판을 분리한 후 경화된 실리콘 형상이다.Figure 1 (e) is a silicone shape cured after separating the upper and lower plates of the mold.

도 1 (f)는 도 1 (a) ～ 도 2 (e) 의 과정을 거친 후 제작된 실리콘 프리즘 시트 형상이다.FIG. 1 (f) is a shape of a silicon prism sheet produced after the processes of FIGS. 1 (a) to 2 (e).

도 2 는 실리콘 프리즘 시트의 가장 자리에 금속 프레임이 부착된 형상이다.2 is a shape in which a metal frame is attached to the edge of the silicon prism sheet.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

101 : 프리즘 금형 102 : 프리즘 형상 패턴101: prism mold 102: prism shape pattern

103 : 히터 104 : 액체 실리콘103: heater 104: liquid silicon

201 : 실리콘 프리즘 시트 202 : 금속 프레임201: silicon prism sheet 202: metal frame

본 발명은 휴대폰의 카메라 모듈이나 플레시에 사용되는 렌즈에 관한 것이다.The present invention relates to a lens used in the camera module or flash of a mobile phone.

렌즈의 소재로서 많이 사용 되는 소재는 플라스틱이나 유리 소재가 많이 사용 된다.As a material of lens, plastic or glass material is used a lot.

플라스틱 렌즈는 사출로서 만들 수 있기 때문에 대량 생산이 가능하고 가격이 싸서 가장 많이 사용이 된다.Because plastic lenses can be made by injection, they can be produced in large quantities and are the most popular due to their low cost.

그러나 수분 흡수에 약하고 비구면 렌즈를 만드는 데에 한계가 있어서 고 화소 카메라 모듈 등에는 사용할 수 없다.However, it is weak in water absorption and limited in making aspherical lenses, so it cannot be used in high pixel camera modules.

200만 화소 이상의 카메라 모듈에는 유리 소재의 렌즈가 사용이 된다.The lens made of glass is used for the camera module of 2 million pixels or more.

그러나 유리소재는 제조과정이 복잡하고 표면 가공이 어려워서 상대적으로 고가 이면서 불량률이 높다.However, glass materials are relatively expensive and have a high defect rate because of complicated manufacturing processes and difficult surface processing.

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 실리콘 고무 수지 재료를 이용한 렌즈로서 실리콘 고무 수지가 연성이기 때문에 렌즈를 삽입하는 경통이나 케이스에 조립하는 체결이 어렵다.The technical problem to be solved by the present invention is a lens made of a silicone rubber resin material, so that the silicone rubber resin is soft, and thus it is difficult to fasten the assembly to the barrel or case into which the lens is inserted.

특히 고무 구조이기 때문에 쉽게 인장이 되는 특성이 있어서 체결 방법에 따라 렌즈의 외형이 달라질 수 있어서 렌즈 특성의 변화가 일어난다.In particular, since the rubber structure has the property of being easily tensioned, the appearance of the lens may be changed according to the fastening method, and thus the lens characteristic may be changed.

본 발명에서는 이러한 실리콘 렌즈에 있어서 체결이용이할 수 있도록 하는 구조 및 소재에 관한 것이다.The present invention relates to a structure and a material to facilitate fastening in such a silicon lens.

상술한 실리콘 렌즈에 있어서 본 발명에는 휴대폰의 카메라 모듈이나 플래쉬에 들어가는 소형의 렌즈 소재를 플라스틱이나 유리로부터 투명 실리콘 소재로 바꾸는 데에 있다.In the above-described silicon lens, the present invention is to replace the small lens material contained in the camera module and flash of the mobile phone from plastic or glass to transparent silicon material.

플라스틱 렌즈와의 차이점은 물성적인 차이 외에도 제조 공정에서도 차이가 있다.The difference from the plastic lens is not only in the physical property but also in the manufacturing process.

플라스틱은 상온에서는 고체 상태이며 사출 과정에서 온도가 올라가면 액상으로 변했다가 성형 과정에서 다시 고체상으로 돌아온다.Plastics are solid at room temperature, turn into liquid when the temperature rises during the injection process, and then return to the solid phase during molding.

따라서 플라스틱 사출은 고체 액체 고체로 변화되는 사이클이 짧으면서 순식간에 이루어 져서 수축이 일어나며 불량의 소지가 많이 있다.Therefore, the plastic injection is made in a very short period of time to change into a solid liquid solid, shrinkage occurs and there are many defects.

그러나 실리콘(Silicone) 고무 수지는 상온에서는 액상으로 존재 하며 금형에서의 성형 과정에서 온도를 올리면 고체 상태로 경화가 일어나고 온도를 다시 내려도 고체 상태가 유지되는 열 경화성 특성으로서 액체-고체의 사이클로 변화 된다.However, silicone rubber resin is in a liquid state at room temperature. When the temperature is raised during the molding process, the silicone rubber resin is cured to a solid state and is changed to a liquid-solid cycle as a thermosetting property that maintains the solid state even when the temperature is lowered again.

실리콘으로 렌즈 등의 소자를 제작할 때에 제조 공정은 액상의 소재를 금형에 도포한 후 온도를 올린 상태에서 가압 성형을 하고 가압이 된 과정에서 고체로의 경화가 일어난다.In manufacturing a device such as a lens with silicon, the manufacturing process is applied to a mold with a liquid material and then press-molded in a state where the temperature is raised, and hardening to a solid occurs in the process of pressing.

따라서 플라스틱 사출 렌즈에 비해서 정밀도가 높은 렌즈의 제조가 가능하다.Therefore, it is possible to manufacture a lens with higher precision than a plastic injection lens.

도 1 에 이러한 공정에 의해 제작이 되는 실리콘 열경화성 수지를 이용한 렌즈의 제작 공정이 나와 있다.The manufacturing process of the lens using the silicone thermosetting resin manufactured by such a process is shown by FIG.

도 1 의 (a) 에는 렌즈 금형 원판(101)이 나와 있다.The lens mold disc 101 is shown by FIG.

금형 소재로서는 금속 재질이 사용이 되며 표면에는 렌즈 형상(102)이 기계 가공 되어 있거나 반도체 에칭 공정에 의해 제작이 된 것을 도금에 의한 니켈 스탬프로 제작이 된 금형 원판이다.As a mold material, a metal material is used, and the surface of the mold is a mold original plate made of a nickel stamped by plating, in which a lens shape 102 is machined or manufactured by a semiconductor etching process.

또 한 금형 원판은 히터(103)가 장착이 되어 성형 과정 중에 가열이 될 수 있도록 한다.In addition, the mold disc is equipped with a heater 103 to be heated during the molding process.

도 1 의 (b) 에는 액상의 투명 실리콘 고무(104)를 렌즈 금형(101)에 도포한 도면이다.In FIG. 1B, a liquid transparent silicone rubber 104 is applied to the lens mold 101.

통상 실리콘 고무는 고 점도의 액체이기 때문에 액체 토출기를 통하여 금형에 도포한다.Since silicone rubber is usually a liquid of high viscosity, it is applied to a mold through a liquid ejector.

도 1 의 (c) 에는 금형 상판(105)으로 가압 하는 과정을 나타낸 것이다.Figure 1 (c) shows the process of pressing the upper mold plate 105.

금형 상판도 히터가 내장이 되어 온도를 올릴 수 있다.The mold top plate also has a built-in heater to raise the temperature.

통상적으로 금형 상판과 하판의 온도는 50～200 도 사이에서 온도를 결정하여 경화를 시킨다.Usually, the temperature of the upper plate and the lower plate is hardened by determining the temperature between 50 and 200 degrees.

도 1 의 (d) 에는 금형이 가압이 된 상태에서 액상 실리콘이 경화되는 과정을 나타낸다.Figure 1 (d) shows a process of curing the liquid silicone in the state that the mold is pressurized.

통상적으로 금형의 온도가 올라간 상태에서 수십 초에서 수 분의 시간이 경과 되면 실리콘 고무가 경화가 된다.Typically, when the temperature of the mold rises, the silicone rubber is cured after several tens of seconds to several minutes.

도 1 의 (e) 에는 상판과 하판을 분리 하면 경화된 형태의 실리콘 렌즈 시트(106)가 형성이 된다.In (e) of FIG. 1, when the upper plate and the lower plate are separated, the hardened silicon lens sheet 106 is formed.

도 1 의 (f) 에는 성형시 다수개가 형성이 된 렌즈에 있어서 개별 렌즈(107)를 컷팅으로 잘라내는 것을 도시한 것이다.Fig. 1 (f) shows the cutting of the individual lenses 107 by cutting in a lens in which a plurality of lenses are formed during molding.

개별 렌즈를 분리함으로서 각각의 렌즈를 카메라 렌즈 모듈이나 플래쉬 등에 사용할 수 있다.By separating the individual lenses, each lens can be used for a camera lens module or flashlight.

도 1 의 도면 에서는 렌즈 구조가 금형의 하판에만 형성이 된 것으로 도시되어 있으나 렌즈의 구조에 따라 상판에도 렌즈 구조 등 다양한 형태의 광을 굴절 시키는 형태의 표면구조가 가능하다.In FIG. 1, the lens structure is formed only on the lower plate of the mold, but according to the structure of the lens, the upper plate may have a surface structure that refracts various types of light such as a lens structure.

실리콘 고무를 이용한 렌즈의 제작에 있어서 실제로 조립 시 어려운 점은 유연성이 높아서 렌즈의 경통이나 하우징과 체결이 어렵다는 점이다.In manufacturing a lens using silicone rubber, the difficulty in assembling is that it is difficult to fasten the lens barrel and the housing due to its high flexibility.

체결을 한다고 하더라도 고무성분이기 때문에 체결이 견고하게 되지 않아서 정밀한 렌즈의 경우 이미지가 정확하게 맺히기 어렵다.Even if it is fastened, the rubber component does not make the fastening, so it is difficult to form an image accurately in the case of a precise lens.

따라서 이를 보강하기 위해서 실리콘 렌즈의 가장자리에 금속재질의 와이어나 금속판을 고정 시켜서 쉽게 강도를 보강하며 또한 체결 구조를 형성을 하여 체결이 용이하도록 한 것이다.Therefore, in order to reinforce this, the metal wire or metal plate is fixed to the edge of the silicon lens to easily reinforce the strength and to form a fastening structure to facilitate fastening.

도 2 에 이에 대한 도면이 나와 있다.2 is a diagram of this.

도 2 의 (a) 인 단면도에 나타난 대로 실리콘 렌즈(201)의 가장자리에 금속 프레임(202)이 고정이 되어 실리콘 렌즈의 평면도가 용이하게 유지되도록 한 것이다.As shown in the cross-sectional view (a) of FIG. 2, the metal frame 202 is fixed to the edge of the silicon lens 201 so that the top view of the silicon lens is easily maintained.

또한 금속 프레임에는 구멍이 뚫린 체결부(203)가 있어서 경통이나 본체에 체결이 가능하도록 할 수 있다.In addition, the metal frame has a fastening portion 203 having a hole, so that it can be fastened to the barrel or the main body.

실제로 체결부에는 구멍이 뚫려 있지 않아도 본체에 체결이 가능한 다양한 구조가 가능하다.In fact, even if the fastening portion is not a hole is possible a variety of structures that can be fastened to the body.

도 2 의 (b) 에는 평면도가 나와 있다.A plan view is shown in FIG.

평면도에 나와 있는 대로 실리콘 렌즈(201)의 가장자리에 금속 프레임(202)이 고정이 되어 있으며 금속 프레임에는 구멍이 뚫린 체결부(203)가 있어서 경통이나 본체에 체결이 가능하도록 할 수 있다.As shown in the plan view, the metal frame 202 is fixed to the edge of the silicon lens 201, and the metal frame has a fastening portion 203 through which a hole may be fastened to the barrel or the main body.

금속 프레임은 판 또는 와이어 형태로서 구리나 스테인레스 스틸 판재를 사용 하거나 금속 와이어를 사용 하는 등의 소재가 가능하다.The metal frame may be made of copper or stainless steel plate or metal wire in the form of a plate or wire.

판재의 두께나 와이어의 두께는 보통 0.1 mm 이내로 하여 렌즈가 더 두꺼워 지지 않도록 한다.The thickness of the plate or the wire is usually within 0.1 mm to prevent the lens from becoming thicker.

또 한 금속의 형태는 렌즈를 둘러 싸는 형태로서 어떤 형태라도 가능 하다.In addition, the shape of the metal is a form surrounding the lens can be any shape.

금속을 실리콘 렌즈에 부착을 하는 방법은 접착제로 붙이는 방법과 실리콘 성형을 할 때 금속 프레임을 금형에 삽입 하여 성형 과정 중에 부착이 되게 하는 인서트 성형 등의 방법이 있다.The method of attaching the metal to the silicon lens includes a method of adhering with an adhesive and insert molding to insert the metal frame into a mold to be attached during the molding process.

인서트 성형 시 금속판 주위로 실리콘이 둘러싸는 형태가 되어 접착력이 더 좋아 진다.When forming inserts, silicon is wrapped around the metal plate, resulting in better adhesion.

실리콘 렌즈 성형 시 금속 프레임을 삽입 하는 인서트 사출에 있어서 금속 프레임 외에도 사출 플라스틱 프레임이나 플라스틱 필름을 지지부로 사용하여 인서트 사출을 할 수 있다.In injection molding inserting a metal frame when molding a silicone lens, in addition to the metal frame, an injection plastic frame or a plastic film may be used as a support for insert injection.

이 경우에도 실리콘의 연성을 보강 할뿐만 아니라 체결부의 제작이 가능하여 실리콘 렌즈의 조립이 용이 해 진다.In this case, as well as reinforcing the ductility of the silicon, it is possible to manufacture the fastening portion, which facilitates the assembly of the silicon lens.

실리콘 렌즈를 성형으로 제작하기 위해 사용이 되는 열 경화성 액상 실리콘은 Wacker, GE, 다우코닝등 다양한 회사로부터 제작이 된다.Thermosetting liquid silicones, which are used to make silicone lenses by molding, are manufactured by various companies such as Wacker, GE and Dow Corning.

실리콘 수지는 고투명 수지로서 굴절률도 1.45～1.59 등 다양한 굴절률의 열경화성 액상 실리콘을 선택하여 실리콘 렌즈 제작에 사용할 수 있다.Silicone resin is a highly transparent resin, and thermosetting liquid silicone having various refractive indices, such as refractive index of 1.45 to 1.59, can be selected and used for fabricating a silicone lens.

또 한 실리콘 수지 만으로 렌즈를 만드는 경우도 있고 플라스틱 시트인 PET나 PC 등의 필름을 베이스로 하여 이 시트 상부에 실리콘으로 성형을 하여 렌즈 구조를 만드는 구조도 있다.In addition, a lens may be made of silicone resin alone, and there may be a structure in which a lens structure is formed by molding a silicon sheet on the sheet based on a film such as PET or PC, which is a plastic sheet.

이 경우 금형에서 성형시 플라스틱 베이스 필름을 미리 삽입을 하고 베이스 필름 위에 실리콘 고무 수지를 도포한 다음 금형으로 가온 가압 압착을 하여 플라스틱 베이스 필름과 실리콘이 접착이 되면서 플라스틱 시트와 실리콘이 접착이 된 구조의 실리콘에 렌즈 구조가 형성이 되는 것이다.In this case, the plastic base film is pre-inserted during molding in the mold, the silicone rubber resin is applied on the base film, and then heated and pressed into the mold to bond the plastic base film and the silicon, and the plastic sheet and the silicon are bonded together. The lens structure is formed in silicon.

이 구조에 있어서도 베이스 필름이 평면성을 유지 하면 실리콘 렌즈의 평면성도 유지 된다.Also in this structure, when the base film maintains flatness, the flatness of the silicon lens is also maintained.

특히 이 구조에 있어서는 실리콘 렌즈가 다른 소재와 쉽게 달라붙는 특성이 있는 것을 베이스 필름이 막을 수 있으므로 렌즈 유닛 조립을 할 때 유리하다.In particular, in this structure, the base film can prevent the silicon lens from sticking with other materials, which is advantageous when assembling the lens unit.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 실리콘 고무 재질로 만들어진 실리콘 렌즈에 있어서 금속 프레임을 사용함으로서 견고성을 높이고 체결이 용이 하도록 하였다.As seen above, in the silicon lens made of a silicone rubber material according to the present invention by using a metal frame to increase the robustness and to facilitate the fastening.

고무 재질 시트의 특성인 휨을 방지하기 위해 인서트 성형 등의 방법으로 렌즈의 가장자리에 금속 프레임을 형성 하는 것으로서 실리콘 렌즈의 평탄성을 유지한다.In order to prevent bending, which is a characteristic of the rubber sheet, a metal frame is formed on the edge of the lens by insert molding or the like to maintain the flatness of the silicon lens.

이러한 실리콘을 이용한 렌즈는 카메라 렌즈 모듈이나 플레시 렌즈 외에도 광마우스 렌즈, 실린더 렌즈 등에도 활용할 수 있다.Such silicon-based lenses can be used for optical lens lenses, cylinder lenses, etc. in addition to camera lens modules and flash lenses.

Claims (4)

실리콘(Silicone) 수지를 성형하여 제작이 되는 렌즈에 있어서,In the lens produced by molding a silicone (Silicone) resin, 실리콘 렌즈의 가장자리에 금속 프레임이 부착이 된 것을 특징으로 하는 실리콘 렌즈Silicon lens characterized in that the metal frame is attached to the edge of the silicon lens 1 항에 있어서 금속 프레임이 있는 실리콘 프리즘 렌즈의 제작에 있어서The method of manufacturing a silicon prism lens with a metal frame according to claim 1 열 경화성 수지인 실리콘을 금형에서 가온 가압 성형할 때에 금형에 금속 프레임을 삽입하여 실리콘 성형시 프레임이 부착이 되도록 한 인서트 성형으로 금속 프레임을 실리콘 렌즈에 부착하는 것을 특징으로 하는 실리콘 렌즈A silicone lens characterized by attaching a metal frame to a silicon lens by insert molding in which the metal frame is inserted into the mold when the thermosetting resin is heated and press-molded in the mold so that the frame is attached during the silicone molding. 1 항에 있어서 실리콘 프리즘 시트의 가장자리에 부착이 된 금속 프레임에 체결부가 형성이 된 것을 특징으로 하는 실리콘 프리즘 시트The silicon prism sheet according to claim 1, wherein a fastening portion is formed in a metal frame attached to an edge of the silicon prism sheet. 실리콘 수지를 성형하여 제작이 되는 실리콘 렌즈에 있어서,In a silicone lens produced by molding a silicone resin, 열 경화성 수지인 실리콘을 금형에서 가온 가압 성형할 때에When the thermosetting resin silicone is heated and pressurized in a mold 금형에 미리 플라스틱 사출물 내지 플라스틱 시트를 지지부로 삽입을 하여 실리콘 성형시 실리콘 렌즈와 부착이 되도록 한 것을 특징으로 하는 실리콘 렌즈Silicone lens, characterized in that the plastic injection molding or plastic sheet is inserted into the mold in advance to the support portion to be attached to the silicone lens during silicone molding
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