KR20170018733A

KR20170018733A - 렌즈

Info

Publication number: KR20170018733A
Application number: KR1020150112709A
Authority: KR
Inventors: 김동진; 전영로; 양시영
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2015-08-10
Filing date: 2015-08-10
Publication date: 2017-02-20
Also published as: KR101771796B1

Abstract

본 발명의 렌즈는 피사체로부터 반사되는 빛을 굴절시키도록 구성된 광학부; 상기 광학부의 둘레에 형성되는 차양부; 및 상기 차양부의 둘레에 형성되고, 렌즈 배럴과의 마찰접촉에 의해 소성변형되도록 구성되는 변형부;를 포함한다.

Description

렌즈{Lens}

본 발명은 조립이 용이한 렌즈에 관한 것이다.

카메라 모듈은 다수의 렌즈를 포함한다. 다수의 렌즈는 카메라 모듈의 본체 또는 렌즈 배럴에 억지 끼움 방식으로 결합한다.

다수의 렌즈는 대체로 서로 다른 크기를 갖는다. 예를 들어, 피사체와 가까운 렌즈는 지름이 작으나, 상면(imaging plane)과 가까운 렌즈는 지름이 크다. 이와 같은 렌즈 크기의 차이는 렌즈와 렌즈 배럴 간의 결합을 어렵게 한다. 예를 들어, 공차가 작은 렌즈는 렌즈 배럴에 용이하게 결합할 수 있으나, 공차가 큰 렌즈는 렌즈 배럴에 결합하기 어렵다.

특히, 억지 끼움에 의해 렌즈 배럴에 결합한 렌즈는 유효광의 굴절이 이루어지는 중심부에서 변형이 이루어나기 쉬우므로 카메라 모듈의 해상도를 떨어뜨리는 문제점이 있다.

따라서, 억지 끼움에 의한 응력이 렌즈의 중심부로 전달되지 않도록 구성된 렌즈의 개발이 필요하다. 또는, 렌즈 배럴과 용이하게 결합할 수 있는 렌즈의 개발이 필요하다.

참고로, 본 발명과 관련된 선행기술로는 특허문헌 1 및 2가 있다.

KR

2011-0139597

A

KR

2011-0096796

A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 렌즈 배럴에 용이하게 결합할 수 있는 렌즈를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈는 소성변형이 가능한 변형부를 포함한다.

본 발명에 따르면, 크기가 다른 다수의 렌즈를 렌즈 배럴에 용이하게 결합시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈의 사시도
도 2는 도 1에 도시된 렌즈의 A-A 단면도
도 3은 도 1에 도시된 렌즈와 렌즈 배럴의 결합 상태를 나타낸 단면도
도 4는 도 3에 도시된 B 부분의 확대 단면도
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 렌즈의 사시도
도 6은 도 5에 도시된 C 부분의 확대도
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 렌즈의 사시도
도 8은 도 7에 도시된 렌즈의 D-D 단면도
도 9는 도 7에 도시된 렌즈와 렌즈 배럴의 결합 상태를 나타낸 단면도
도 10은 도 9에 도시된 E 부분의 확대 단면도
도 11은 변형부의 두께비에 따른 항복 응력값을 나타낸 그래프

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.

아울러, 명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 '연결'되어 있다 함은 이들 구성들이 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 구성을 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함하는 것을 의미한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 1을 참조하여 일 실시 예에 따른 렌즈를 설명한다.

본 실시 예에 따른 렌즈(100)는 피사체로부터 반사되는 빛을 굴절시키는 부분을 포함한다. 일 예로, 렌즈(100)의 중심에는 광학부(110)가 형성된다. 광학부(110)는 대체로 볼록한 형상이다. 그러나 광학부(110)의 형상이 볼록 형상으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 광학부(110)는 오목한 형상으로 변경될 수 있다.

렌즈(100)는 불필요한 빛을 차단하거나 또는 빛을 투과시키는 부분을 포함한다. 일 예로, 광학부(110)의 둘레에는 차양부(120)가 형성된다. 차양부(120)는 빛을 차단하도록 불투명 물질로 덮여질 수 있다. 또는, 차양부(120)는 빛을 그대로 투과시킬 수 있도록 평탄하게 형성될 수 있다.

렌즈(100)는 렌즈 배럴과의 접촉에 의해 변형되는 부분을 포함한다. 일 예로, 차양부(120)의 둘레에는 변형부(130)가 형성된다. 변형부(130)는 접촉 마찰에 의해 소성변형될 수 있다. 이를 위해 변형부(130)는 상당히 얇게 형성될 수 있다.

렌즈(100)는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 그러나 렌즈(100)의 재질이 플라스틱 재질로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 렌즈(100)는 마찰열에 의한 소성변형이 가능한 범위에서 유리 등의 다른 재질로 변경될 수 있다.

도 2를 참조하여 일 실시 예에 따른 렌즈의 단면 형태를 설명한다.

렌즈(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 광학부(110)를 중심으로 차양부(120)와 변형부(130)가 순서대로 둘러싸는 형태이다. 일 예로, 차양부(120)는 광학부(110)의 원주면에 형성되고, 변형부(130)는 차양부(120)의 원주면에 형성된다.

차양부(120)는 광학부(110)를 지지할 수 있도록 상당한 두께를 갖는다. 이와 달리 변형부(130)는 소성변형이 용이하도록 얇게 형성되다. 일 예로, 변형부(130)의 두께(t2)는 차양부(120)의 두께(t1)에 대해 하기 조건식을 만족할 수 있다.

[조건식] t2/t2 ≤ 0.1

상기 조건식은 변형부(130)의 최대 두께를 한정하기 위한 수치조건일 수 있다. 예를 들어, 상기 상한값을 벗어나는 변형부(130)는 조립 하중에 의한 소성변형이 일어나지 않을 수 있다. 도 11은 두께 비(t2/t1)에 따른 렌즈 항복 응력 시뮬레이션결과이다. 렌즈/배럴 조립 시 돌기 부분에 발생하는 응력 수준은 항복응력을 초과하여 소성변형이 발생하고 있음을 알 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하여 일 실시 예에 따른 렌즈와 렌즈 배럴의 결합 상태를 설명한다.

본 실시 예에 따른 렌즈(102)는 렌즈 배럴(200)과 용이하게 결합할 수 있다. 예를 들어, 렌즈(102)는 변형부(130)의 소성변형을 통해 렌즈 배럴(200)과 결합할 수 있다. .

렌즈(100)는 렌즈 배럴(200)의 내부 공간보다 클 수 있다. 예를 들어, 렌즈(100)의 전체 지름(d)은 렌즈 배럴(200)의 내부 지름(d1)보다 클 수 있다. 이에 따라 렌즈(100)의 변형부(130)와 렌즈 배럴(200)의 내부면(202) 사이에서는 접촉으로 인한 마찰이 발생할 수 있다. 마찰에 의해 발생하는 열은 변형부(130)에 집중되어, 변형부(130)의 소성변형을 야기할 수 있다. 따라서, 렌즈(100)의 전체적인 크기는 변형부(130)의 소성변형에 의해 렌즈 배럴(200)의 내부 크기에 맞게 조정될 수 있다. 예를 들어, 렌즈(100)는 도 4에 도시된 바와 같이 변형부(130)의 소성변형에 의해 렌즈 배럴(200)과 단단히 결합할 수 있다.

본 실시 예에 따른 렌즈(100)는 변형부(130)에 의해 조립 변형(또는 조립 응력)을 최소화시킬 수 있다. 예를 들어, 렌즈(100)와 렌즈 배럴(200)의 결합 시 발생하는 응력은 변형부(130)가 소성변형됨에 따라 소멸하거나 감소될 수 있다. 따라서, 본 실시 예에 따르면, 응력에 의한 렌즈(100)의 변형(특히, 광학부(110)의 변형)이 발생하지 않을 수 있다.

다음에서는 다른 실시 예에 따른 렌즈를 설명한다. 참고로, 이하에서 전술된 실시 예와 동일한 구성요소에 대해서는 전술된 실시 예와 동일한 도면부호를 사용한다.

도 5 및 도 6을 참조하여 다른 실시 예에 따른 렌즈를 설명한다.

본 실시 예에 따른 렌즈(102)는 변형부(130)의 형성위치에 있어서, 일 실시 예에 따른 렌즈와 구별된다. 예를 들어, 본 실시 예에서 변형부(130)는 차양부(120)의 원주면에 형성된다.

변형부(130)는 도 6에 도시된 바와 같이 미세한 돌기(138) 형태일 수 있다. 예를 들어, 변형부(130)의 돌기(138)는 차양부(120)의 원주면을 거칠게 연마함에 따라 형성될 수 있다. 이러한 돌기(138)는 미세한 크기를 가지므로, 렌즈 배럴과의 마찰 접촉에 의해 쉽게 소성변형될 수 있다.

도 7을 참조하여 또 다른 실시 예에 따른 렌즈를 설명한다.

본 실시 예에 따른 렌즈(104)는 변형부(130)의 형태에 있어서, 일 실시 예에 따른 렌즈와 구별된다. 예를 들어, 본 실시 예에 따른 변형부(130)는 외력에 의해 좌굴될 수 있도록 구성된다. 일 예로, 변형부(130)에는 하나 이상의 홈(140)이 형성된다.

홈(140)은 차양부(120)의 원주방향을 따라 길게 형성된다. 일 예로, 홈(140)은 차양부(120)를 둘러싸는 원 형태일 수 있다. 이와 같이 형성된 홈(140)은 변형부(130)의 구조적 강도를 약화시켜 변형부(130)의 좌굴 현상을 가능케 한다.

도 8을 참조하여 또 다른 실시 예에 따른 렌즈의 단면 형태를 설명한다.

홈(140, 142)은 변형부(130)의 상부 및 하부에 각각 형성될 수 있다. 예를 들어, 홈(140)은 변형부(130)의 상부에 형성되고, 홈(142)은 변형부(130)의 하부에 형성될 수 있다. 그러나 필요에 따라 변형부(130)에 한 개의 홈(140, 142)만을 형성할 수도 있다.

홈(140)과 홈(142)은 대칭이 되도록 배치된다. 예를 들어, 홈(140)과 홈(142)은 상하 대칭 형태로 배치된다. 이와 같이 형성된 홈(140, 142)은 변형부(130)가 쉽게 꺾여지도록 할 수 있다.

도 9 및 도 10을 참조하여 또 다른 실시 예에 따른 렌즈와 렌즈 배럴의 결합 상태를 설명한다.

본 실시 예에 따른 렌즈(104)는 렌즈 배럴(200)과 용이하게 결합할 수 있다. 예를 들어, 렌즈(104)는 변형부(130)의 좌굴현상에 의해 렌즈 배럴(200)과 단단히 결합할 수 있다.

렌즈(104)는 렌즈 배럴(200)의 내부 공간보다 클 수 있다. 예를 들어, 렌즈(104)의 지름은 렌즈 배럴(200)의 내부 지름보다 클 수 있다. 이에 따라 렌즈(104)의 변형부(130)와 렌즈 배럴(200)의 내부면(202) 사이에서는 접촉 응력이 발생할 수 있다. 발생한 접촉 응력은 변형부(130)에 집중되어, 변형부(130)의 좌굴을 야기할 수 있다. 변형부(130)는 좌굴현상에 의해 도 10에 도시된 바와 같이 일 방향으로 꺾일 수 있으며, 이에 따라 렌즈(104)의 전체적인 크기는 렌즈 배럴(200)의 내부 크기에 맞게 조정될 수 있다.

따라서, 본 실시 예에 따르면 렌즈(104)의 크기가 허용 공차 범위를 벗어나더라도, 렌즈(104)와 렌즈 배럴(200) 간의 결합을 가능케 할 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. 예를 들어, 전술된 실시형태에 기재된 다양한 특징사항은 그와 반대되는 설명이 명시적으로 기재되지 않는 한 다른 실시형태에 결합하여 적용될 수 있다.

100, 102, 104 렌즈
110 광학부
120 차양부
130 변형부
140, 142 홈
200 렌즈 배럴

Claims

피사체로부터 반사되는 빛을 굴절시키도록 구성된 광학부;
상기 광학부의 둘레에 형성되는 차양부; 및
상기 차양부의 둘레에 형성되고, 렌즈 배럴과의 마찰접촉에 의해 소성변형되도록 구성되는 변형부;
를 포함하는 렌즈.
제1항에 있어서,
상기 변형부의 광축 방향 두께는 상기 차양부의 광축 방향 두께보다 작은 렌즈.
제1항에 있어서,
상기 변형부의 광축 방향 두께는 상기 광학부로부터 멀어질수록 얇아지는 형상인 렌즈.
제1항에 있어서,
상기 변형부의 광축 방향 두께(t2)는 상기 차양부의 광축 방향 두께(t1)에 대해 하기 조건식을 만족하는 렌즈.
[조건식] t2/t1 ≤ 0.1
제1항에 있어서,
상기 변형부는 표면조도를 갖도록 형성되는 렌즈.
피사체로부터 반사되는 빛을 굴절시키도록 구성된 광학부;
상기 광학부의 둘레에 형성되는 차양부; 및
상기 차양부의 둘레에 형성되고, 상기 차양부의 원주방향을 따라 연장되는 하나 이상의 홈이 형성되는 변형부;
를 포함하는 렌즈.
제6항에 있어서,
상기 홈은 상기 변형부의 물체 측면 및 상 측면에 각각 형성되는 렌즈.
제1항에 있어서,
상기 변형부의 광축 방향 두께는 상기 차양부의 광축 방향 두께보다 작은 렌즈.