KR20140102002A - 어레이 렌즈 및 어레이 렌즈 금형 - Google Patents

어레이 렌즈 및 어레이 렌즈 금형 Download PDF

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KR20140102002A KR1020130015350A KR20130015350A KR20140102002A KR 20140102002 A KR20140102002 A KR 20140102002A KR 1020130015350 A KR1020130015350 A KR 1020130015350A KR 20130015350 A KR20130015350 A KR 20130015350A KR 20140102002 A KR20140102002 A KR 20140102002A
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Abstract

본 발명의 어레이 렌즈는 제1표면조도를 갖는 렌즈면; 및 제2표면조도를 갖는 리브면;을 포함할 수 있으며, 상기 렌즈면과 상기 리브면은 서로 다른 공구에 의해 가공될 수 있다.

Description

어레이 렌즈 및 어레이 렌즈 금형{Array lens and array lens mold}
본 발명은 어레이 렌즈 및 어레이 렌즈 금형에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 어레이 렌즈들 간의 성형 편차를 최소화할 수 있는 어레이 렌즈 성형용 금형 및 이러한 금형에 의해 제작되는 어레이 렌즈에 관한 것이다.
점차 카메라 모듈의 크기가 소형화됨에 따라, 카메라 모듈에 장착하는 렌즈도 점차 박형화되고 있다.
일반적으로 소형 렌즈는 렌즈 원료인 수지를 다수의 렌즈 성형부가 형성된 금형으로 찍어내는 방식으로 제작된다. 이와 같이 제작되는 렌즈(통상적으로 웨이퍼 렌즈 또는 어레이 렌즈라고 함)는 사출성형 렌즈에 비해 렌즈들 간의 접합 및 보관이 용이하다는 장점이 있다.
그러나 이와 같은 어레이 렌즈의 제작 방식은 금형의 정밀도가 보장되지 않으면, 동일한 금형에 의해 제작되더라도 금형에서의 위치에 따라 다른 성형품질의 렌즈가 생산되는 문제점이 있다. 예를 들어, 공구를 이용하여 렌즈 성형용 금형을 가공할 경우, 공구의 마모 상태에 따라 초기에 가공되는 금형의 렌즈 성형부와 후기에 가공되는 금형의 렌즈 성형부의 형상이 달라지는 문제점이 있다.
따라서, 동일한 금형을 통해서 동일한 성형품질을 갖는 다수의 어레이 렌즈를 제작할 수 있는 방법의 개발이 필요하다.
한편, 관련된 선행기술로는 특허문헌 1이 있다. 특허문헌 1은 금형을 이용하여 어레이 렌즈를 제작하는 방법과 완성된 어레이 렌즈로부터 금형을 분리하는 기술을 소개하고 있다. 그러나 특허문헌 1은 전술된 문제점을 해결하기 위한 어떠한 구성도 소개하고 있지 않다.
KR 2012-0133568 A
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 어레이 렌즈의 성형품질을 향상시킬 수 있는 어레이 렌즈 금형 및 이를 이용한 어레이 렌즈를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 어레이 렌즈는 제1표면조도를 갖는 렌즈면; 및 제2표면조도를 갖는 리브면;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 어레이 렌즈에서 상기 제1표면조도와 상기 제2표면조도는 서로 다른 크기를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 어레이 렌즈에서 상기 제1표면조도는 상기 제2표면조도보다 낮은 크기를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 어레이 렌즈는 상기 렌즈면을 중심으로 상기 리브면에 형성되는 원형 돌기 또는 원형 홈을 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 어레이 렌즈 금형은 제1표면조도를 갖는 렌즈면 성형부; 및 제2표면조도를 갖는 리브면 성형부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 어레이 렌즈 금형에서 상기 제1표면조도와 상기 제2표면조도는 서로 다른 크기를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 어레이 렌즈 금형에서 상기 제1표면조도는 상기 제2표면조도보다 낮은 크기를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 어레이 렌즈 금형은 상기 렌즈면 성형부를 중심으로 상기 리브면 성형부에 형성되는 원형 돌기 또는 원형 홈을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 한 벌의 금형에 의해 일괄적으로 제작되는 어레이 렌즈의 성형품질을 향상시킬 수 있다.
아울러, 본 발명은 다수의 렌즈면 성형부가 형성되는 금형의 가공정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 어레이 렌즈의 단면도이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 어레이 렌즈의 단면도이고,
도 3은 도 2에 도시된 어레이 렌즈의 평면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 어레이 렌즈 금형의 단면도이고,
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 어레이 렌즈 금형의 단면도이고,
도 6은 도 5에 도시된 어레이 렌즈 성형용 하부 금형의 평면도이고,
도 7은 도 4에 도시된 어레이 렌즈 성형용 하부 금형의 제작 공정을 나타낸 도면이다.
일반적으로 렌즈 성형용 금형은 하나의 공구에 의해 일괄적으로 가공된다. 즉, 렌즈 성형용 금형에서 렌즈면 성형부와 리브면 성형부는 동일한 정밀도로 가공된다.
그러나 이러한 금형의 가공방법은 공구의 조기 마모 현상을 유발할 뿐만 아니라 렌즈면의 성형품질을 떨어뜨리기 쉽다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로서 렌즈 성형용 금형의 렌즈면 성형부와 리브면 성형부를 서로 다른 공구로 가공함으로써 공구의 조기 마모 현상을 최소화하고 렌즈면 성형부의 성형품질을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 참고로, 본 명세서에서 어레이 렌즈라 함은 하나의 렌즈면을 갖는 렌즈를 의미할 수 있고, 다수의 렌즈면이 형성된 렌즈들의 집합체를 의미할 수 있음을 사전에 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 어레이 렌즈의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 어레이 렌즈의 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 어레이 렌즈의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 어레이 렌즈 금형의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 어레이 렌즈 금형의 단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 어레이 렌즈 성형용 하부 금형의 평면도이고, 도 7은 도 4에 도시된 어레이 렌즈 성형용 하부 금형의 제작 공정을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 어레이 렌즈를 설명한다.
어레이 렌즈(100)는 렌즈면(110)과 리브면(120)을 포함할 수 있다. 여기서, 렌즈면(110)과 리브면(120)은 어레이 렌즈(100)의 길이방향(도 1 기준으로 X축 방향)과 폭 방향(도 1 기준으로 Y축 방향)으로 소정의 간격을 두고 형성될 수 있다. 이 경우, 하나의 어레이 렌즈(100)는 절단 공정을 통해 복수의 렌즈로 분할될 수 있다.
렌즈면(110)은 유효광이 통과하는 부분일 수 있으며, 소정의 굴절력을 가질 수 있다. 예를 들어, 렌즈면(110)은 정의 굴절력 또는 음의 굴절력을 가질 수 있다. 렌즈면(110)은 볼록 또는 오목 형상일 수 있으며, 구면 또는 비구면일 수 있다. 그러나 렌즈면(110)의 형상은 열거된 형상으로 제한되는 것은 아니며, 렌즈(100)의 용도 및 기능에 따라 달라질 수 있다.
렌즈면(110)은 제1표면조도(surface roughness)를 가질 수 있다. 부연 설명하면, 렌즈면(110)은 제1공구에 의해 가공될 수 있으며, 이에 따라 제1공구에 의한 툴 마크를 가질 수 있다. 여기서, 제1표면조도는 렌즈면(110)의 광학기능에 지장을 주지 않는 범위의 크기일 수 있다. 즉, 렌즈면(110)은 제1공구에 의해 매우 매끄럽게 가공될 수 있다.
리브면(120)은 렌즈면(110)의 가장자리에 형성될 수 있다. 부연 설명하면, 리브면(120)은 렌즈면(110)의 광축을 중심으로부터 네 변까지의 거리가 동일한 정사각형의 단면을 가질 수 있다. 그러나 리브면(120)의 단면 형상은 정사각형으로 한정되는 것은 아니며, 직사각형 또는 오각형을 포함하는 다각형일 수 있다. 리브면(120)은 광축에 대해 대체로 수직한 평면일 수 있다. 이와 같이 형성된 리브면(120)은 렌즈(100)와 렌즈(100)의 결합을 가능케 하는 접합면을 형성할 수 있다. 즉, 리브면(120)에는 접착제가 도포될 수 있다. 한편, 리브면(120)은 차광 물질로 코팅될 수 있다. 이와 같이 형성된 리브면(120)은 리브면(120)을 통해 불필요한 광선이 입사되는 것을 차단할 수 있다.
리브면(120)은 제2표면조도를 가질 수 있다. 부연 설명하면, 리브면(120)은 제2공구에 의해 가공될 수 있으며, 이에 따라 제2공구에 의한 툴 마크를 가질 수 있다. 여기서, 제2표면조도는 제1표면조도와 다른 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 제2표면조도는 제1표면조도보다 클 수 있다. 즉, 리즈면(120)은 제2공구에 의해 거칠게 가공될 수 있다.
이와 같이 구성된 어레이 렌즈(100)는 렌즈면(110)과 리브면(120)이 서로 다른 표면조도를 가지므로 렌즈면(110)과 리브면(120)의 구별이 용이하다는 장점이 있다. 아울러, 상대적으로 높은 표면조도를 갖는 리브면(120)은 리브면을 통해 입사되는 빛을 차단할 수 있으므로 리브면(120)을 통한 잡광(피사체의 결상에 불필요한 입사광)의 투과를 차단할 수 있는 장점이 있다.
다음에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 어레이 렌즈를 설명한다.
본 실시 예에 따른 어레이 렌즈(100)는 리브면(120)에 광축 정렬을 위한 표시(130)가 형성된 점에서 전술된 실시 예와 구별될 수 있다.
표시(130)는 원형의 돌기 또는 홈일 수 있다. 부연 설명하면, 상기 표시(130)는 렌즈면(110)의 광축을 중심으로 하는 원 형태일 수 있다. 따라서, 상기 표시(130)는 동종 또는 이종의 어레이 렌즈(100)를 광축 방향으로 정렬할 때 기준표시로 사용될 수 있다.
이와 같이 구성된 어레이 렌즈(100)는 다수의 어레이 렌즈(100)를 적층 및 접합하는데 유용할 수 있다.
다음에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 어레이 렌즈 금형을 설명한다.
본 발명의 한 실시 예에 따른 어레이 렌즈 금형(200)은 하부 금형(202)과 상부 금형(204)을 포함할 수 있다.
하부 금형(202)은 렌즈의 일 면을 성형하는 부재일 수 있다. 이를 위해 하부 금형(202)의 일면(도 4 기준으로 상면)에는 렌즈면 성형부(210)와 리브면 성형부(220)가 형성될 수 있다. 여기서, 렌즈면 성형부(210)는 어레이 렌즈(100)의 렌즈면(110)을 성형할 수 있고, 리브면 성형부(220)는 어레이 렌즈(100)의 리브면(120)을 성형할 수 있다.
상부 금형(204)은 렌즈의 타 면을 성형하는 부재일 수 있다. 이를 위해 상부 금형(204)의 일면(도 4 기준으로 하면)에는 하부 금형(202)과 마찬가지로 렌즈면 성형부(210)와 리브면 성형부(220)가 형성될 수 있다. 여기서, 렌즈면 성형부(210)는 어레이 렌즈(100)의 렌즈면(110)을 성형할 수 있고, 리브면 성형부(220)는 어레이 렌즈(100)의 리브면(120)을 성형할 수 있다.
한편, 전술된 하부 금형(202) 및 상부 금형(204)에서 렌즈면 성형부(210)와 리브면 성형부(220)는 서로 다른 공구에 의해 가공될 수 있다. 부연 설명하면, 렌즈면 성형부(210)는 제1공구에 의해 가공되고, 리브면 성형부(220)는 제2공구에 의해 가공될 수 있다. 따라서, 제1공구에 의해 가공되는 렌즈면 성형부(210)에는 제1표면조도를 갖는 툴 마크가 형성될 수 있고, 제2공구에 의해 가공되는 리브면 성형부(220)에는 제2표면조도를 갖는 툴 마크가 형성될 수 있다.
여기서, 제1표면조도는 제2표면조도에 비해 낮은 크기를 가질 수 있다. 즉, 제2표면조도를 갖는 리브면 성형부(220)는 제1표면조도를 갖는 렌즈면 성형부(210)에 비해 거친 면일 수 있으며, 본 금형(200)에 의해 제작되는 어레이 렌즈(100)는 렌즈면(110)과 리브면(120)의 표면조도가 서로 다를 수 있다.
다음에서는 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 어레이 렌즈 금형을 설명한다.
본 실시 예에 따른 어레이 렌즈 금형(200)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 표시 성형부(230)를 더 구비한다는 점에서 전술된 실시 예와 구별될 수 있다.
표시 성형부(230)는 렌즈면 성형부(210)를 둘러싸는 원 형상일 수 있으며 돌기 또는 홈 형태일 수 있다. 이와 같이 형성된 표시 성형부(230)는 금형(200)에서 렌즈면 성형부(210)의 정확한 가공위치를 알려주는 표시로 사용될 수 있다.
다음에서는 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 어레이 렌즈 금형의 제작 공정을 설명한다.
본 실시 예에 따른 어레이 렌즈 금형의 제작 공정은 리브면 성형부(220)의 가공 단계, 렌즈면 성형부(230)의 가공 단계를 포함할 수 있다.
1) 리브면 성형부의 가공 단계
본 단계에서는 금형(202, 204)에 리브면 성형부(220)를 형성할 수 있다. 이를 위해 금형(202, 204)의 일면은 소정의 공구(예를 들어 엔드밀)에 의해 가공될 수 있다. 여기서, 상기 공구는 리브면 성형부(220)에 소정의 툴 마크를 형성할 수 있다.
2) 렌즈면 성형부의 가공 단계
본 단계에서는 금형(202, 204)에 렌즈면 성형부(210)를 형성할 수 있다. 이를 위해 금형(202, 204)의 일면은 다른 공구에 의해 가공될 수 있다. 여기서, 상기 공구는 렌즈면 성형부(210)에 또 다른 툴 마크를 형성할 수 있다. 그러나 본 단계에 따른 가공 공정에서는 렌즈면 성형부(210)에 툴 마크가 형성되지 않을 수 있다.
한편, 리브면 성형부의 가공 단계가 완료된 이후에는 렌즈면 성형부의 가공이 용이하도록 기준 표시(전술된 표시 성형부(230))를 형성하는 단계를 추가로 수행할 수 있다. 여기서, 기준 표시는 렌즈면 성형부(210)의 광축을 중심으로 하는 원 형상의 돌기 또는 홈일 수 있다.
이와 같이 리브면 성형부(220)에 기준 표시를 형성하면, 렌즈면 성형부의 가공을 위해 공구를 교체하더라도 렌즈면 성형부의 가공위치를 정확하게 정렬하는데 용이할 수 있다.
이와 같이 단계로 이루어진 금형의 제작공정은 렌즈면 성형부(210)와 리브면 성형부(220)가 각각 다른 공구에 의해 가공되므로, 렌즈면 성형부(210)의 가공 정밀도를 일정한 수준으로 유지시킬 수 있는 장점이 있으며 이를 통해 상기 금형을 통해 제작되는 어레이 렌즈의 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 이상에서 설명되는 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.
100 어레이 렌즈
110 렌즈면
120 리브면
130 광축 정렬용 표시
200 (어레이 렌즈 성형용) 금형
210 렌즈면 성형부
220 리브면 성형부
230 (광축 정렬용) 표시 성형부

Claims (8)

  1. 제1표면조도를 갖는 렌즈면; 및
    제2표면조도를 갖는 리브면;
    을 포함하는 어레이 렌즈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1표면조도와 상기 제2표면조도는 서로 다른 크기를 갖는 어레이 렌즈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1표면조도는 상기 제2표면조도보다 낮은 크기를 갖는 어레이 렌즈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈면을 중심으로 상기 리브면에 형성되는 원형 돌기 또는 원형 홈을 더 포함하는 어레이 렌즈.
  5. 제1표면조도를 갖는 렌즈면 성형부; 및
    제2표면조도를 갖는 리브면 성형부;
    를 포함하는 어레이 렌즈 금형.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1표면조도와 상기 제2표면조도는 서로 다른 크기를 갖는 어레이 렌즈 금형.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1표면조도는 상기 제2표면조도보다 낮은 크기를 갖는 어레이 렌즈 금형.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 렌즈면 성형부를 중심으로 상기 리브면 성형부에 형성되는 원형 돌기 또는 원형 홈을 더 포함하는 어레이 렌즈 금형.
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