KR20120076124A - 렌즈 조립체의 조립 방법 및 이를 적용하는 장치 - Google Patents

Abstract

렌즈 조립체의 조립방법 및 이를 적용하는 장치에 관해 기술된다. 조립 방법은: 경통 내에 적어도 하나의 렌즈를 삽입하는 단계; 상기 적어도 하나의 렌즈를 경통 내에 고정하는 고정 부재를 상기 경통에 삽입한 후, 상기 경통과 고정 부재에 대해 공히 용해성을 가지는 용제를 상기 고정부재와 경통 사이에 주입하는 단계; 그리고 상기 용제를 건조하는 단계;를 포함한다.

Description

렌즈 조립체의 조립 방법 및 이를 적용하는 장치{assembling method of lens assembly and apparatus adopting the same}

렌즈 조립체의 조립 방법 및 이를 적용하는 장치에 관한 것으로, 상세하게 경통에 대한 렌즈의 결합 방법 및 장치에 관련한다.

렌즈, 예를 들어 휴대용 전화 등에 사용되는 카메라용 소형 렌즈는 매우 작으며, 이를 지지하는 경통, 보빈(bobbin), 홀더(holder) 또는 배럴(barrel)의 크기 또한 매우 작다. 렌즈를 고정하는 방식에 있어서, 종래에는 경통에 렌즈를 장착한 상태에서 마지막 렌즈의 후방에 마련되는 백링(back ring)을 접착제등에 의해 고정함으로써 렌즈를 경통 내에 구속하였다. 종래에는 접착제로서, 자외선 경화 접착제를 이용하였는데, 백링 주위에 둘레에 과다하게 주입됨으로써 렌즈에 까지 접착제가 흘러 들어 렌즈 조립체 자체를 사용할 수 없게 하는 경우가 있으며, 한편으로는 건조 후 소형의 구조물 내에서 이물질로서 작용하여 카메라의 내부 요소, 예를 들어 필터나 이미지 센서를 오염시킬 수 있다. 또한, 경화된 후 자체의 응력에 의해 백링 이나 렌즈의 들뜸 또는 변형을 불러 일으킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 렌즈와 경통의 결합시 발생하는 불량을 효과적으로 억제할 수 있는 소형 렌즈 조립체의 조립 방법 및 이를 적용하는 장치가 제시된다.

본 발명에 따르면, 렌즈와 경통 결합시 공정 단계 및 소요시간을 단축함으로써 렌즈의 제조 비용을 낮출 수 있는 소형 렌즈 조립체의 조립 방법 및 이를 적용하는 장치가 제시된다.

본 발명에 따르면,

경통 내에 적어도 하나의 렌즈를 삽입하는 단계;

상기 적어도 하나의 렌즈를 경통 내에 고정하는 고정 부재를 상기 경통에 삽입한 후, 상기 경통과 고정 부재에 대해 공히 용해성을 가지는 용제를 상기 고정부재와 경통 사이에 주입하는 단계; 그리고

상기 용제를 건조하는 단계;를 포함하는 렌즈 조립체의 조립방법이 제시된다.

본 발명의 한 실시 예에 따르면, 상기 고정 부재는 상기 렌즈를 고정하는 백링이다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 고정 부재를 가압하여 상기 경통에 상기 렌즈를 밀착한 상태에서 상기 용제를 주입할 수 있다.

본 발명의 다른 유형에 따르면,

경통 내에 삽입된 렌즈를 고정하는 고정 부재를 가압하는 단부를 가지는 지그;

상기 지그에 마련되어 상기 고정부재와 경통 사이에 용제를 공급하는 용제 공급부;를 구비하는 렌즈 조립 장치가 제공된다.

본 발명의 한 실시 예에 따르면, 상기 용제 공급부는 상기 지그 자체에 형성되는 용제 공급 구멍을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 용제 공급부는 상기 지그에 부착되는 용제 공급관을 포함할 수 있다. 또한, 지그의 측면에 상기 공급관이 삽입되는 다수의 채널이 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 종래와 같이 이물질로 작용할 수 있는 접착제를 사용하지 않기 때문에, 이물발생에 의한 제품의 불량을 방지할 수 있다. 또한, 종래와는 달리 접착제 도포 및 UV 경화 등의 공정이 필요 없이, 지그(jig)로 백링을 누르는 상태에서 용제를 공급한 후, 소정 시간의 건조를 통해 백링의 고정이 가능하게 되므로, 종래에 비해 적어도 2단계의 공정을 단축할 수 있다. 또한, 접착제의 응력에 의한 백링의 변형 또는 들뜸을 방지하여 이에 따른 제품의 불량을 방지할 수 있다.

도 1은 렌즈 조립체의 개략적 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 렌즈 조립체의 개략적 분리 사시도이다.
도 3, 4는 종래 방법에 따라 접착제에 의해 백링과 경통이 접합된 렌즈 조립체를 보인다.
도 5는 백링과 경통에 접착제를 공급하는 방법을 보인다.
도 6은 백링에 의해 렌즈가 고정되는 구조에서 렌즈의 정상적인 고정과 불량 상태를 보이는 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 렌즈 조립 방법 및 장치를 예시하는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 렌즈 조립 장치를 보이는 사진이다.
도 9는 도 8에 도시된 렌즈 조립 장치에서 지그의 단면을 보인다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 렌즈 조립 장치의 지그의 단면을 보인다.
도 11은 도 10에 도시된 지그를 이용해 백링을 고정하는 방법을 예시한다.
도 12는 백링 접합 전/후의 상태를 보이는 것으로, 맨 외쪽의 사진은 백링의 접한 전의 상태를 보이며, 가운데는 종래 방법에 따라 접착제를 이용해 백링을 접합한 상태를 보이며, 그리고 오른쪽의 사진은 본 발명에 따라 용제, 예를 들어 아세톤으로 백링을 접합한 상태를 보인다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 렌즈 조립체의 조립 방법 및 이를 적용하는 장치에 대해 다양한 실시 예를 토대로 설명하다.

도 1은 렌즈 조립체를 가지는 소형 카메라 모듈의 분리 사시도이며, 도 2는 소형 렌즈 조립체의 개략적 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 소형 카메라 모듈은 렌즈 조립체(10)과 이미지 센서부(20)를 포함한다. 이미지 센서부(20)는 렌즈 조립체(10)의 경통(11)이 결합되는 원통형 결합부(21), UV 필터 및 이미지 센서 등을 수용하는 하우징(22), 상기 이미지 센서 등이 장착되는 FPC(Flexible Printed Circuit) 케이블(22)을 갖춘다.

일반적으로 휴대 전화 등에 적용되는 카메라의 경우, 경통의 외주면에 나사부(11a)가 형성되고, 따라서 상기 결합부(21)의 내주면에 이에 대응하는 나사부(21a)가 형성된다.

도 2를 참조하면, 소형 렌즈 조립체(10)는 광축 상 양측에 개구부(11b, 11c)가 마련되어 있는 경통(11) 내부에, 다수의 렌즈(L1, L2, L3, L4)가 배열되어 있고, 마지막 후군 렌즈(L4) 후방에 렌즈들의 경통(11) 내에 구속(또는 고정)하는 백링(12)이 위치한다. 도면에서 참조번호 13은 렌즈 사이에 위치하는 스페이서이다. 이러한 소형 렌즈 조립체(10)는 이미지 센서부(20)에 결합된다.

상기 백링(12)은 본 발명의 방법에 따라 상기 경통(11)의 후단부측 개구부(11c) 내면에 그 몸체 자체가 부착되어 있다. 즉, 백링(12)은 그 몸체 자체가 개구부(11c) 내면에 접합(接合)되어 있다. 본 발명에서, 접합은 접착 대상 모재 자체 즉, 백링과 경통의 접촉 부분을 부분적으로 용해시킨 후 하나로 접합한다. 따라서 본 발명의 렌즈 조립 방법은 백링(12)과 개구부(11c) 내면의 부분적인 용해를 위한 용제(solvent, 溶劑)를 사용한다. 이러한 본 발명은, 별도의 접착 물질을 사용하는 종래의 방법과 달리하는 것으로서, 모재를 용해하는 용제를 백링(12)과 경통(11)의 접촉면 사이에 주입하여 일시적인 용해를 유도하고, 용제의 휘발 후, 두 모재의 접합을 유도한다. 이러한 용착에 따르면 종래와 같이 접착제등의 이물질이 사용되지 않으며 따라서 접착제에 의한 제반 문제를 해소할 수 있다.

도 3, 4는 종래 방법에 따라 접착제에 의해 백링과 경통이 접합된 렌즈 조립체를 보인다. 도 3에서 화살표는 접착제가 공급되는 백링과 경통의 경계 부분을 나타내며, 백링과 경통의 경계 부분에 접착제를 공급함에 있어서, 일반적으로 복수의 주사기(injector)를 이용해 일정한 각도 간격으로 주입하고, 이후에 UV를 조사하여 접착제를 경화시킨다. 도 4는 일정 각도로 공급된 접착제에 의해 경통에 백링이 고정된 상태를 보인다. 도 4에서 원으로 표시하는 부분은 실제로 접착제가 공급된 위치를 나타내는데, 11시 방향의 원 내부는 정상적으로 접착제가 공급된 상태를, 그리고 1시, 2 시 방향의 원 내부는 접착제가 잘못 공급된 상태를 보인다.

정상적으로 접착제가 공급된 부분에서는 백링과 경통 양측에 비슷한 양의 접착제가 공급되어 있는 반면, 잘못된 공급된 영역에서는 경통 측에 보다 많은 접착제가 공급되어 있음을 알 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 경통(11)과 백링(12)의 경계에 주사기(30)에 의해 접착제(31)를 공급함에 있어서, 정밀도가 떨어지고 정밀한 위치제어가 어려운 주입 장치의 주사기(30)에 의해 접착제(31)의 공급 위치가 결정되어 있기 때문이며, 한편으로는 주사기(30)의 크기가 미세하게 접착제(31) 공급 위치를 조정할 수 있는 정도의 크기를 가지지 않기 때문이다. 도 4에 도시된 바와 같이 접착제가 한쪽으로 치우치게 공급되는 경우, 경통과 백링의 사이에 충분한 접착제가 공급되지 않기 때문에 확고하게 백링이 고정되지 않는다.

접착제를 이용하는 종래 방법의 또 하나의 문제는 접착제가 경화되는 과정에서 접착제의 수축 또는 응력에 의해 백링이 들뜰 수 있다는 점이다. 도 6은 접착제에 백링이 고정된 상태에서, 백링이 정상적 렌즈(L4)를 누르고 있는 상태와 렌즈를 누르지 못하고 들떠 있는 상태를 나타내 보인다. 백링의 들뜸은 접착제가 경화되는 과정에서 수축되면서 백링을 끌어 당기는 등의 현상 등에 의해 발생할 수 있다.

본 발명에 따른 렌즈 조립체의 조립 방법에서는 접착제 등과 같은 접착물질을 사용하지 않고, 전술한 바와 같이 경통 및 백링에 대해 용해성을 가지는 용제를 이용한다.

본 발명의 렌즈 조립 방법은:

경통 내에 적어도 하나의 렌즈를 삽입하는 단계; 상기 적어도 하나의 렌즈를 경통 내에 고정하는 고정 부재를 상기 경통에 삽입한 후, 상기 경통과 고정 부재에 대해 공히 용해성을 가지는 용제를 상기 고정부재와 경통 사이에 주입하는 단계; 그리고 상기 용제를 건조하는 단계;를 포함한다. 본 발명의 한 실시 예에 따르면, 상기 고정 부재는 상기 렌즈를 고정하는 백링이며, 다른 실시 예에 따르면, 복수의 렌즈 중 마지막 렌즈가 고정 부재로의 기능을 가질 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 렌즈 조립체의 조립 방법에서 용제를 공급하는 방법을 일 례로서 예시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 지그(40)를 이용해 고정 부재로서의 백링(12)을 가압한 상태에서 용제(50)를 경통(11)과 백링(12)의 사이로 주입한다. 이와 같이 용제(50)를 주입한 후, 지그(40)로 백링(12)을 누른 상태를 소정 시간 유지하여, 용제(50)에 의해 경통(11) 및 백링(12)의 접촉부분에서의 용융 부분의 경화를 유도한다. 소정시간이 지나 용제(50)가 증발하는 과정에서 경통(11)과 백링(12)은 상호 접착하게 된다. 대표적이면서도 적절한 용제로서는 아세톤을 사용할 수 있다. 그러나, 용제는 모재에 대한 용해성을 가지는 어떠한 물질이라도 사용될 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 렌즈 조립 장치로서, 점선으로 표시된 부분은 경통에 렌즈 군이 삽입된 상태에서 최상위의 백링을 가압하면서 용제를 공급하는 지그의 단부를 나타내며, 도 9는 백링에 접촉하는 지그(40) 선단면을 보인다. 지그(40)에는 용제가 공급되는 노즐(41)이 형성되는데, 이 노즐(41)은 지그(40)의 내부에 수직으로 형성되는 용제 유동용 구멍이다. 도 10은 지그(40)의 다른 실시 예로서, 노즐 자체에 용제 유동 구멍이 형성되지 않고, 별도의 공급관(41)이 마련되는 구조의 지그(40)의 선단면을 도시한다. 도시된 바와 같이, 지그(40)의 외측면에 채널 또는 홈이 형성되어 있고, 여기에 별도의 용제 공급관 또는 노즐이 마련된다.

도 11은 도 10에 도시된 지그를 이용해 백링을 고정하는 방법을 예시한다.

백링(12)을 지그(40)의 선단이 누르고 있으며, 이 상태에서 채널(40a)에 마련된 용제 공급관(미도시)에 의해 용제(50)가 백링(12)과 경통(11)의 사이로 유입된다. 이때에 용제(50)는 점도가 매우 낮은 물질로서 백링(12)과 경통(11) 사이의 접촉면 틈으로 빠른 속도로 침투하게 된다. 용제(50)는 백링(12)과 경통(11)을 부분적으로 용해시키면서 강하게 휘발하게 된다. 따라서 백링(12)과 경통(11)은 부분적으로 용해된 후 상호 접합이 일어난다.

도 12는 백링 접합 전/후의 상태를 보이는 사진이다. 도 12에서 맨 외쪽의 사진은 백링의 접한 전의 상태를 보이며, 가운데는 종래 방법에 따라 접착제를 이용해 백링을 접합한 상태를 보이며, 그리고 오른쪽의 사진은 본 발명에 따라 용제, 예를 들어 아세톤으로 백링을 접합한 상태를 보인다.

가운데의 사진의 경우, 접착제에 의한 접착부분이 반달형태로 보이는 반면에 오른쪽의 사진의 경우, 접합 전의 상태를 보이는 맨 왼쪽 사진에 비교했을 때 차이가 없이 접합부분을 확인하기 어렵다. 본 발명에 따르면 경통과 백링의 계면을 통해 용제가 전체적으로 고르게 분포되기 때문에 경통과 백링의 접합은 그 계면 전반적으로 이루어 지며, 따라서 접착구조가 매우 안정되면서 강한 강도의 접합을 기대할 수 있다. 실험에 따르면, 카메라용 렌즈 조립체에서 요구되는 백링의 최저 탈거력인 5kgf를 충분히 초과하는 결과를 얻었다.

이러한 본 발명에 따르면, 종래와 같이 이물질로 작용할 수 있는 접착제를 사용하지 않기 때문에, 이물발생에 의한 제품의 불량을 방지할 수 있다. 또한, 종래와는 달리 접착제 도포 및 UV 경화 등의 공정이 필요없이, 지그로 백링을 누르는 상태에서 용제를 공급한 후, 소정 시간의 건조를 통해 백링의 고정이 가능하게 되므로, 종래에 비해 적어도 2단계의 공정을 단축할 수 있다. 또한, 접착제의 응력에 의한 백링의 변형 또는 들뜸을 방지하여 이에 따른 제품의 불량을 방지할 수 있다.

위의 실시 예에 설명에서 백링에 의해 경통 내부의 렌즈 군이 고정되는 구조이므로 백링과 경통의 접합 구조에 본 발명이 적용되었다. 그러나, 렌즈 군의 마지막 렌즈를 경통에 접합하는 구조의 경우, 백링이 필요 없고, 마지막 렌즈가 고정 부재로서의 기능을 가질 수 있다.

11: 경통
12: 백링
40: 지그40a: 채널
41: 용제 유동 구멍(노즐)
50: 용제
L1, L2, L3, L4:렌즈

Claims (11)

1. 경통 내에 적어도 하나의 렌즈를 삽입하는 단계;
   상기 적어도 하나의 렌즈를 경통 내에 고정하는 고정 부재를 상기 경통에 삽입한 후, 상기 경통과 고정 부재에 대해 공히 용해성을 가지는 용제를 상기 고정부재와 경통 사이에 주입하는 단계; 그리고
   상기 용제를 건조하는 단계;를 포함하는 렌즈 조립체의 조립방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 고정 부재는 상기 렌즈를 고정하는 백링인 것을 특징으로 하는 렌즈 조립체의 조립 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 고정 부재를 가압하여 상기 경통에 상기 렌즈를 밀착한 상태에서 상기 용제를 주입하는 것을 특징으로 하는 렌즈 조립체의 조립 방법.
4. 제 4 항에 있어서,
   상기 용제는 아세톤인 것을 특징으로 하는 렌즈 조립체의 조립방법.
5. 제 1 항 내지 제 2 항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 용제는 아세톤인 것을 특징으로 하는 렌즈 조립체의 조립방법.
6. 경통 내에 삽입된 렌즈를 고정하는 고정 부재를 가압하는 단부를 가지는 지그;
   상기 지그에 마련되어 상기 고정부재와 경통 사이에 용제를 공급하는 용제 공급부;를 구비하는 렌즈 조립 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 용제 공급부는 상기 지그 자체에 형성되는 용제 공급 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 조립 장치.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 용제 공급부는 상기 지그에 부착되는 용제 공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 조립 장치.
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 지그의 측면에 상기 공급관이 삽입되는 채널이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 조립 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 용제 공급부는 상기 지그에 다수 마련되고,
    상기 채널은 상기 용제 공급부에 대응하게 다수 마련되는 것을 특징으로 하는 렌즈 조립 장치.
11. 제 6 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 용제 공급부는 상기 지그에 다수 마련되는 것을 특징으로 하는 렌즈 조립 장치.

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