KR20120058131A - 렌즈 - Google Patents

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KR20120058131A
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이석천
이광천
진영수
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은 렌즈에 관한 것으로, 본 발명에 따른 렌즈는 적어도 일면에 형성된 렌즈 기능면과 상기 렌즈 기능면의 주변을 이루는 플랜지를 구비하는 렌즈부, 상기 플랜지의 가장자리에 함입 형성되어 접착제가 충진되는 접합부, 및 상기 플랜지의 상기 접합부 이외의 부분에 형성되어 플레어를 차단하는 플레어 차단부를 포함할 수 있다.

Description

렌즈{Lens}
본 발명은 렌즈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 렌즈간 접착력 및 플레어 차단 효과를 향상시킬 수 있는 렌즈에 관한 것이다.
최근 들어 휴대가 용이하면서 음성정보 및 데이터의 송수신 기능이 강화된 각종 모바일 기기의 기술이 급속도로 발전?보급되고 있으며, 특히 디지털 카메라 기술기반의 카메라 모듈을 휴대용 무선 통신 단말기에 병합하여 피사체의 동화상, 정지화상을 찍어 보관하고, 상대방에게 전송하는 카메라기능이 병합된 카메라 모듈 장착 단말기가 상용화되고 있다.
소형 휴대 단말기에 장착되는 카메라 모듈은 렌즈 모듈, 이미지 센서 모듈, 및 이들을 수용하는 하우징을 구비하며, 렌즈 모듈은 적어도 일면에 렌즈 기능부가 형성된 다수의 렌즈를 포함한다.
다수의 렌즈는 접착제로 접착하게 되는데, 이때 렌즈 기능부에 불필요한 광이 들어오는 것을 차단하기 위해 접착제에 플레어(flare) 차단을 위한 블랙 성분을 혼합하여 사용하고 있다.
그러나 렌즈에 도포되는 접착제층 두께가 약 5~10㎛ 정도로 매우 얇아서 플레어 차단을 위한 충분한 성능을 얻을 수 없고, 블랙 성분을 더 많이 혼합할 경우 렌즈간 접착력이 저하된다는 문제가 발생한다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 렌즈간 접착력 및 플레어 차단 효과를 향상시킬 수 있는 렌즈를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈는 적어도 일면에 형성된 렌즈 기능면과 상기 렌즈 기능면의 주변을 이루는 플랜지를 구비하는 렌즈부, 상기 플랜지의 가장자리에 함입 형성되어 접착제가 충진되는 접합부, 및 상기 플랜지의 상기 접합부 이외의 부분에 형성되어 플레어를 차단하는 플레어 차단부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈에 있어서, 상기 접합부는 홈의 형태일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈에 있어서, 상기 접합부는 상기 플랜지에서 단차를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈에 있어서, 상기 접합부는 상기 플랜지의 가장자리에 연속적으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈에 있어서, 상기 플레어 차단부는 블랙 코팅으로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈에 있어서, 상기 플레어 차단부와 상기 접합부는 표면이 동일한 평면을 이루도록 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 렌즈에 의하면, 다수의 렌즈간 접착력 및 플레어 차단 효과를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈를 부분 절개한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈를 제조하는 공정을 나타내는 공정도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈를 포함하는 카메라 모듈의 수직 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 렌즈를 부분 절개한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 렌즈를 포함하는 카메라 모듈의 수직 단면도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 형태를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 형태에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시 형태를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시 형태의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일 또는 유사한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈를 부분 절개한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈를 제조하는 공정을 나타내는 공정도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈를 포함하는 카메라 모듈의 수직 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈(100)는 렌즈 기능면(110)과 플랜지(120)를 구비하는 렌즈부(101), 플랜지(120)의 가장자리에 함입 형성되어 접착제(135)가 충진되는 접합부(130), 및 플랜지(120)의 접합부(130) 이외의 부분에 형성되어 플레어를 차단하는 플레어 차단부(140)를 포함할 수 있다.
렌즈부(101)는 투명한 재질로 형성될 수 있으며, 특히 수지를 이용하여 웨이퍼 레벨로 제조하고 단위 렌즈별로 절단하여 렌즈부(101)를 형성할 수 있다.
렌즈 기능면(110)은 렌즈부(101)의 상면 및 하면 중 적어도 일면에 형성될 수 있으며, 렌즈의 용도에 따라 구면 또는 비구면으로 형성될 수 있다. 렌즈 기능면(110)의 형태는 물체측으로 볼록한 형태의 메니스커스를 갖거나 물체측으로 오목한 형태의 메니스커스를 갖거나 또는 이들의 형태가 복합된 형태 등 다양한 형태를 가질 수 있다.
플랜지(120)는 렌즈 기능면(110)의 주변부를 이루는 것으로, 다수의 렌즈부가 적층되는 렌즈 어셈블리에서 인접한 렌즈부와 접하는 부분을 이룰 수 있다.
플랜지(120)는 렌즈 기능면(110)이 인접한 렌즈부의 렌즈 기능면과 소정의 간격을 이루도록 렌즈 기능면(110)보다 높게 형성될 수 있다. 즉, 플랜지(120)의 두께가 렌즈 기능면(110)이 형성된 부분의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다.
접합부(130)는 플랜지(120)의 가장자리 부분에 홈 형태로 함입 형성된다. 접합부(130)에는 에폭시 등의 접착제(135)가 충진되어 인접한 렌즈부와의 접합을 가능하게 한다. 접합부(130)는 수지로 렌즈부(101)를 제조할 때, 접합부(130)의 형상에 반전된 형상의 패턴을 갖는 금형을 이용하여 성형할 수 있다.
접합부(130)는 플랜지(120)의 가장자리를 따라 띠의 형태를 갖도록 연속적으로 형성될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 본 발명은 이에 한하지 않으며, 예를 들어 사각 렌즈의 경우 각 변을 따라 일정한 길이를 갖도록 형성된 홈의 형태일 수도 있다.
접합부(130)에 의한 렌즈부(101)의 접착력은 홈의 깊이나 폭에 의해 충진되는 접착제(135)의 양을 조절하여 조정될 수 있다.
플레어 차단부(140)는 플랜지(120)의 접합부(130) 이외의 부분에 형성되며, 렌즈를 투과하는 빛 중에서 불필요한 빛을 차단하도록 블랙 코팅으로 이루어질 수 있다.
플레어 차단부(140)는 렌즈 기능면(110)으로 입사되거나 렌즈부(101)를 투과한 빛 중에서 불필요한 빛을 차단하는 기능을 수행하며, 빛을 차단 또는 흡수하는 공지의 물질로 형성될 수 있다.
플레어 차단부(140)와 접합부(130)는 표면이 동일한 평면을 이루도록 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 접합부(130)는 홈의 형태이기 때문에 플레어 차단부(140)를 코팅으로 형성한 후 접합부(130)에 접착제(135)를 충진하여 플레어 차단부(140)와 접합부(130)의 표면이 동일한 평면을 이루도록 할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에서는 렌즈간 접합을 위한 접합부(130)와 불필요한 빛을 차단하는 플레어 차단부(140)가 플랜지에 형성되되 분리하여 형성되기 때문에, 접착력과 플레어 차단 효과를 모두 향상시킬 수 있다.
이하에서는 도 2를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈의 제조 방법을 살펴보기로 한다.
도 2(a)에 도시된 바와 같이, 렌즈 기능면(110)과 플랜지(120)를 구비하는 렌즈부와 접합부(130)를 형성한다. 이는 렌즈 기능면(110)과 플랜지(120), 및 접합부(130)의 형상에 반전된 형상의 패턴을 갖는 금형에 수지를 붓고 가압한 후 자외선(UV)을 조사하여 경화시켜 웨이퍼 레벨로 제조한 후, 단위 렌즈부별로 절단하여 형성할 수 있다.
도 2(b)에 도시된 바와 같이, 플랜지(120)의 접합부(130)가 형성된 부분 이외의 부분에 플레어 차단부(140)를 형성한다. 이는 플랜지(120)의 접합부(130)가 형성된 부분 이외의 부분을 블랙 코팅하여 형성할 수 있다.
도 2(c)에 도시된 바와 같이, 접합부(130)에 접착제(135)를 충진한다. 접착제(135)로는 에폭시계 접착제가 사용될 수 있다. 이때 접착제(135)는 접합부(130)의 표면과 플레어 차단부(140)의 표면이 동일한 평면을 이루도록 충진될 수 있다.
이상으로 살펴본 바와 같이, 본 실시예에서는 접합부(130)를 별도로 가공할 필요 없이 수지 렌즈를 몰딩할 때 동시에 형성할 수 있으며, 플레어 차단부(140)를 코팅한 후 접합부(130)에 접착제(135)를 충진하기 때문에 플레어 차단부(140)와 접합부(130)가 확실히 분리될 수 있다.
이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈를 포함하는 카메라 모듈을 살펴보기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈를 포함하는 카메라 모듈은 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리(20), 렌즈로부터 입사되는 광을 수광하는 이미지 센서 어셈블리(30), 및 렌즈 어셈블리(20)와 이미지 센서 어셈블리(30)를 수용하는 하우징(10)을 포함한다.
렌즈 어셈블리(20)는 물체측에서부터 상측으로 순차로 형성된 제1 렌즈(21) 및 제2 렌즈(22)를 포함한다. 본 실시예에서는 렌즈 어셈블리(20)가 두 개의 렌즈를 포함하는 것을 설명하고 도시하지만, 본 발명은 이에 한하지 않으며 두 개 이상의 다수의 렌즈를 포함할 수 있음은 물론이다.
본 실시예에서는 렌즈 어셈블리(20)가 다수의 렌즈가 접합된 구조로 도시하고 설명하고 있지만, 본 발명은 이에 한하지 않으며, 다수의 렌즈가 렌즈 배럴에 삽입되어 조립된 구조일 수도 있으며, 렌즈 어셈블리의 구조는 설계 조건에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
본 실시예에서는 웨이퍼 스케일로 제작되는 수지 렌즈를 사용하고 있으며, 제1 및 제2 렌즈(21, 22)는 중앙에 렌즈 기능면(210)이 구면 또는 비구면으로 형성되어 있으며, 렌즈 기능면(210)의 주변부를 이루는 플랜지(220)가 형성되어 있다. 또한, 플랜지(220)는 인접하는 제1 렌즈(21)와 제2 렌즈(22)의 접합시 렌즈 기능면(210)을 이격시키는 스페이서로서의 역할도 할 수 있다.
제1 렌즈(21)의 렌즈 기능면(210)의 상부는 물체측으로부터 광이 입사되도록 개구부(11)에 의해 개방되어 있으며, 플랜지(220)는 유효 입사각 이외의 각으로 입사되는 광을 차단하기 위하여 캐핑부(12)에 의해 덮여 있다.
제1 렌즈(21)의 플랜지(220)의 제2 렌즈(22)와 접하는 부분에는 접합부(230)와 플레어 차단부(240)가 형성될 수 있다. 접합부(230)는 플랜지(220)에 홈의 형태로 형성되어 접착제(235)가 충진될 수 있으며, 플레어 차단부(240)는 플랜지(220)의 접합부(230) 이외의 부분에 블랙 코팅으로 형성될 수 있다.
본 실시예에서 접합부(230)와 플레어 차단부(240)가 제1 렌즈(21)의 플랜지(220) 하면에 형성되는 것을 도시하고 설명하고 있지만, 본 발명은 이에 한하지 않으며, 접합부(230)와 플레어 차단부(240)가 제2 렌즈(22)의 플랜지의 상면에 형성되거나 제1 렌즈(21)의 플랜지의 하면 및 제2 렌즈의 플랜지의 상면 모두에 형성될 수도 있다.
제2 렌즈(22)의 플랜지(220)의 하부에는 렌즈 어셈블리(20)와 이미지 센서 어셈블리(30)를 소정 간격 이격시키는 스페이서(25)가 형성될 수 있다. 스페이서(25)는 제2 렌즈(22)의 플랜지(220)와 일체로 형성될 수 있으며 별도의 부재로 형성되어 조립될 수도 있다.
이미지 센서 어셈블리(30)는 이미지 센서 칩(32)을 포함하는 칩 스케일 패키지(chip scale package, CSP)로서 이미지 센서 칩(32)의 상면에는 적외선차단 필터(31)가 형성될 수 있다.
이미지 센서 칩(32)은 이미지 센서로서 CCD 이미지 센서 또는 CMOS 이미지 센서등을 이용할 수 있으며, 이미지 센서 칩(32)의 하면에는 카메라 모듈이 실장되는 메인 기판(미도시)의 단자와 접속될 수 있도록 접속 부재(33)가 형성된다.
접속 부재(33)는 도전성 페이스트(conductive paste)로 이루어질 수 있으며, 구체적으로 솔더 페이스트(solder paste) 또는 은 에폭시(Ag-epoxy) 수지일 수 있다. 또한 접속 부재(33)는 솔더볼(solder ball)의 형태일 수 있다.
적외선차단 필터(31)는 렌즈를 거쳐 이미지 센서로 광 신호가 입력되기 전에 적외선 영역의 광 신호를 제거하여 가시광선 영역의 광 신호만을 받아들이게 함으로써, 실제와 가까운 색상의 화상을 획득할 수 있게 한다.
하우징(10)은 내부 공간을 가지며 상?하부가 개구된 구조를 가지며, 구체적으로는 렌즈 어셈블리(20) 및 이미지 센서 어셈블리(30)를 수용하는 측벽부(13), 렌즈 어셈블리(20)의 제1 렌즈(21)의 플랜지(220)를 덮도록 측벽부(13)에서 절곡 형성되는 캐핑부(12), 제1 렌즈(21)의 렌즈 기능면(210)을 개방시키도록 형성된 개구부(11)를 포함할 수 있다.
이미지 센서 어셈블리(30)는 측벽부(13)에 형성된 단차부(14)에 의해 렌즈 어셈블리(20)와 소정의 거리를 두도록 배치될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 렌즈를 부분 절개한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 렌즈를 포함하는 카메라 모듈의 수직 단면도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 렌즈는 접합부의 형태의 변형예로서, 이외의 구성은 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈와 동일하므로, 이들 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 하며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 렌즈(100)는 렌즈 기능면(110)과 플랜지(120)를 구비하는 렌즈부, 플랜지(120)의 가장자리에 함입 형성되어 접착제(135)가 충진되는 접합부(130), 및 플랜지(120)의 접합부(130) 이외의 부분에 형성되어 플레어를 차단하는 플레어 차단부(140)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서 접합부(130)는 플랜지(120)의 가장자리에 단차를 갖도록 형성되며, 플레어 차단부(140)는 접합부(130)의 내측에 형성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 렌즈를 포함하는 카메라 모듈은 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리(20), 렌즈로부터 입사되는 광을 수광하는 이미지 센서 어셈블리(30), 및 렌즈 어셈블리(20)와 이미지 센서 어셈블리(30)를 수용하는 하우징(10)을 포함한다.
렌즈 어셈블리(20)는 물체측에서부터 상측으로 순차로 형성된 제1 렌즈(21) 및 제2 렌즈(22)를 포함하고, 제1 렌즈(21)의 플랜지(220)의 제1 렌즈(22)와 접하는 부분에는 접합부(230)와 플레어 차단부(240)가 형성될 수 있다. 접합부(230)는 플랜지(220)의 가장자리에 단차를 갖도록 형성되어 접착제(235)가 도포될 수 있으며, 플레어 차단부(240)는 플랜지(220)의 접합부(230) 이외의 부분에 블랙 코팅으로 형성될 수 있다.
이미지 센서 어셈블리(30)는 이미지 센서로서 CCD 이미지 센서 또는 CMOS 이미지 센서등을 사용하는 이미지 센서 칩(32)과, 이미지 센서 칩(32)의 상면에 적외선 영역의 광 신호를 제거하도록 형성되는 적외선차단 필터(31)를 포함할 수 있다. 또한, 이미지 센서 칩(32)의 하면에는 카메라 모듈이 실장되는 메인 기판(미도시)의 단자와 접속될 수 있도록 접속 부재(33)가 형성될 수 있다.
하우징(10)은 내부 공간을 가지며 상?하부가 개구된 구조를 가지며, 구체적으로는 렌즈 어셈블리(20) 및 이미지 센서 어셈블리(30)를 수용하는 측벽부(13), 렌즈 어셈블리(20)의 제1 렌즈(21)의 플랜지(220)를 덮도록 측벽부(13)에서 절곡 형성되는 캐핑부(12), 제1 렌즈(21)의 렌즈 기능면(210)을 개방시키도록 형성된 개구부(11)를 포함할 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명했지만, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예컨대, 본 발명에서 접합부의 형태나 플레어 차단부의 형성 방법은 예시적인 것으로서, 다양한 형태의 접합부나 다양한 방식의 플레어 차단부 형성 방법이 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10: 하우징 11: 개구부
12: 캐핑부 13: 측벽부
14: 단차부 20: 렌즈 어셈블리
21: 제1 렌즈 22: 제2 렌즈
30: 이미지 센서 어셈블리 31: 적외선 차단 필터
32: 이미지 센서 칩 33: 접속 부재
100: 렌즈 110, 210: 렌즈 기능면
120, 220: 플랜지 130, 230: 접합부
135, 235: 접착제 140, 240: 플레어 차단부

Claims (6)

  1. 적어도 일면에 형성된 렌즈 기능면과 상기 렌즈 기능면의 주변을 이루는 플랜지를 구비하는 렌즈부;
    상기 플랜지의 가장자리에 함입 형성되어 접착제가 충진되는 접합부; 및
    상기 플랜지의 상기 접합부 이외의 부분에 형성되어 플레어를 차단하는 플레어 차단부를 포함하는 렌즈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접합부는 홈의 형태인 것을 특징으로 하는 렌즈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 접합부는 상기 플랜지에서 단차를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 접합부는 상기 플랜지의 가장자리에 연속적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 플레어 차단부는 블랙 코팅으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 렌즈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 플레어 차단부와 상기 접합부는 표면이 동일한 평면을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20140368919A1 (en) * 2013-06-18 2014-12-18 Asia Optical International Ltd. Lens assembly and baffle thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20140368919A1 (en) * 2013-06-18 2014-12-18 Asia Optical International Ltd. Lens assembly and baffle thereof

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