KR20190125096A - 렌즈 및 이를 포함하는 광학 장치 - Google Patents

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KR20190125096A
KR20190125096A KR1020180049399A KR20180049399A KR20190125096A KR 20190125096 A KR20190125096 A KR 20190125096A KR 1020180049399 A KR1020180049399 A KR 1020180049399A KR 20180049399 A KR20180049399 A KR 20180049399A KR 20190125096 A KR20190125096 A KR 20190125096A
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Abstract

일부 실시예들에 따른 렌즈는 외측으로 볼록한 제1 광학부 및 상기 제1 광학부의 가장자리에 연결된 제1 플랜지부를 포함하는 제1 면; 및 상기 제1 면을 향하여 오목한 제2 광학부 및 상기 제2 광학부의 가장자리에 연결되며 광축에 대해 수직한 제2 플랜지부를 포함하는 제2 면을 포함하고, 상기 제1 플랜지부는 내측으로 함입된 제1 리세스부; 및 내측으로 함입되고 상기 제1 리세스부에 연결된 제2 리세스부를 포함할 수 있다.

Description

렌즈 및 이를 포함하는 광학 장치{Lens and Optical device including the same}
본 발명의 기술적 사상은 렌즈 및 이를 포함하는 광학 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 편심 및 기울어짐을 방지할 수 있는 렌즈 및 이를 포함하는 광학장치에 관한 것이다.
카메라는 다수의 렌즈를 구비하고 있으며 렌즈를 통하여 피사체를 촬영할 수 있는 장치로서, 통상적으로 다수의 렌즈들 사이의 상대적인 거리를 조절하여 초점을 조절하도록 구성된다. 최근 휴대폰, PDA, 스마트폰, 태블릿 PC 등의 모바일 통신기기뿐만 아니라, 사물 인터넷(Inter of Things, IoT)을 위한 제품들이나, 자율 주행 및 사각지대 촬영기능을 갖는 차량 등에도 카메라 모듈이 설치되고 있다. 이와 카메라 모듈에 대한 수요가 증가하고 있으며, 특히 초소형 고해상도 카메라 모듈에 대한 수요가 급증하고 있다. 이러한 초소형 고해상도 카메라 모듈에 사용되는 렌즈는 고화소, 초소형화에 따라 높은 MTF(Modulation Transfer Function)성능과 낮은 광학 전장(Top Total Length)이 요구되고 있다. 그러나 높은 MTF 성능과 낮은 광학 전장을 목표로 설계할 경우 렌즈의 공차 민감도가 증가하고, 공차 민감도 중 렌즈 성능에 가장 큰 영향을 미치는 것은 각 렌즈들 사이의 편심(Decenter) 민감도일 수 있다. 이러한 편심 민감도에 의한 렌즈의 성능의 저하를 방지하기 위한 다양한 기술이 연구되고 있다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 기술적 과제는 신뢰성이 제고된 렌즈를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한, 일부 실시예들에 따른 렌즈는, 외측으로 볼록한 제1 광학부 및 상기 제1 광학부의 가장자리에 연결된 제1 플랜지부를 포함하는 제1 면; 및 상기 제1 면을 향하여 오목한 제2 광학부 및 상기 제2 광학부의 가장자리에 연결되며 광축에 대해 수직한 제2 플랜지부를 포함하는 제2 면을 포함하고, 상기 제1 플랜지부는 상기 제1 면의 내측으로 함입된 제1 리세스부; 및 상기 제1 면의 내측으로 함입되고 상기 제1 리세스부에 연결된 제2 리세스부를 포함할 수 있다.
상기 제1 플랜지부는 상기 제1 리세스부 및 상기 제2 리세스부에 연결되고, 상기 광축에 대해 기울어진 리세스 연결부를 포함할 수 있다.
상기 제1 광학부의 수평 단면적은 상기 제2 광학부의 수평단면적 이상일 수 있다.
상기 제1 리세스부는, 상기 광축에 평행한 제1 평행부; 및 상기 제1 평행부에 연결되고 상기 광축에 수직한 제1 결합부를 포함할 수 있다.
상기 제2 리세스부는, 상기 광축에 평행한 제2 평행부; 및 상기 제2 평행부에 연결되고 상기 광축에 대해 기울어진 제2 결합부를 포함할 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한, 일부 실시예들에 따른 광학 장치는 배럴; 상기 배럴 상에 실장된 렌즈; 상기 배럴에 결합되고, 상기 렌즈와 접하는 리테이너; 및 상기 리테이너와 상기 렌즈 사이에 개재된 가드 부재를 포함하되, 상기 렌즈는, 외측으로 볼록한 제1 광학부 및 상기 제1 광학부의 가장자리에 연결된 제1 플랜지부를 포함하는 제1 면; 및 상기 제1 면을 향하여 오목한 제2 광학부 및 상기 제2 광학부의 가장자리에 연결되며 광축에 대해 수직한 제2 플랜지부를 포함하는 제2 면을 포함하고, 상기 제1 플랜지부는 상기 렌즈의 내측으로 함입된 제1 리세스부; 및 상기 렌즈의 내측으로 함입되고 상기 제1 리세스부에 연결된 제2 리세스부를 포함할 수 있다.
상기 리테이너는 상기 제1 리세스부에 접하고, 상기 가드 부재는 상기 제2 리세스부에 접할 수 있다.
상기 제1 리세스부는, 상기 광축에 평행한 제1 평행부; 및 상기 제1 평행부에 연결되고 상기 광축에 수직한 제1 결합부를 포함하고, 상기 제2 리세스부는, 상기 광축에 평행한 제2 평행부; 및 상기 제2 평행부에 연결되고 상기 광축에 대해 기울어진 제2 결합부를 포함하며, 상기 리테이너는 상기 제1 결합부에 접하고, 상기 가드 부재는 상기 제2 평행부 및 상기 제2 결합부에 접할 수 있다.
상기 가드 부재는 상기 제2 결합부에 접하고 상기 광축에 대해 기울어진 제1 경사면; 상기 제1 경사면에 대향하고 상기 제1 경사면에 평행한 제2 경사면을 포함할 수 있다.
상기 가드 부재는 상기 리테이너 및 상기 렌즈에 의해 압착되어 부피가 감소하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따르면, 일면에 2개의 리세스부를 갖는 렌즈가 제공될 수 있다. 이에 따라, 리테이너가 리세스부에 정확하게 안착되어, 렌즈의 편심이나 기울어짐을 방지할 수 있으며, 리테이너가 결합되는 위치가 렌즈의 가장자리 부근에 위치하여 큰 화각을 갖는 렌즈를 제공할수 있다.
도 1은 일부 실시예들에 따른 렌즈를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2a 및 도 2c는 일부 실시예들에 따른 렌즈를 설명하기 위한 부분 단면도들이다.
도 3a 및 도 3b는 일부 실시예들에 따른 렌즈 및 이를 포함하는 광학 장치를 설명하기 위해 개략적으로 도시된 도면들이다.
도 4 내지 도 5b는 일부 실시예들에 따른 광학 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 6은 일부 실시예들에 따른 렌즈의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7a 내지 도 7b는 일부 실시예들에 따른 렌즈의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명 개념의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명 개념의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명 개념의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명 개념의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명 개념을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로 해석되는 것이 바람직하다. 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명 개념은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명 개념의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 반대로 제 2 구성 요소는 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명 개념을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "갖는다" 등의 표현은 명세서에 기재된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 용어들은 기술 용어와 과학 용어를 포함하여 본 발명 개념이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 공통적으로 이해하고 있는 바와 동일한 의미를 지닌다. 또한, 통상적으로 사용되는, 사전에 정의된 바와 같은 용어들은 관련되는 기술의 맥락에서 이들이 의미하는 바와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의하지 않는 한 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 아니 될 것임은 이해될 것이다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 수행될 수도 있다.
첨부 도면에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조 과정에서 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. 여기에 사용되는 모든 용어 "및/또는"은 언급된 구성 요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
도 1은 일부 실시예들에 따른 렌즈를 설명하기 위한 단면도이다. 도 2a는 도 1의 A 부분을 확대한 부분 단면도이다. 도 2b 및 도 2c는 다른 일부 실시예들에 따른 렌즈들을 설명하기 위해, 도 2a와 대응되는 부분을 도시한 부분 단면도들이다.
도 1 및 도 2a를 참조하면, 일부 실시예들에 따른 렌즈(110)는 소정의 굴절률을 가질 수 있다. 일부 실시예들에 따르면 렌즈(110)는 오목렌즈일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면 렌즈(110)는 광축(OA)에 대하여 대칭적인 형상을 가질 수 있다. 일부 실시예들에 따르면 렌즈(110)는 광축(OA)에 대하여 회전대칭성을 가질 수 있다.
여기서 렌즈(110)의 광축(OA)은, 렌즈(110)를 광축(OA)을 중심으로 회전시켜도 광학적으로 차이가 나지 않는 축으로서, 렌즈나 거울로 이루어진 광학계에서 각 면의 중심을 연결한 직선일 수 있다. 또한, 본 발명의 기술분야 및 이와 유사한 기술분야에 속한 통상의 기술자는, 렌즈(110)의 광축(OA)이란 표현 외에, 단순히 광축(OA)이라고 기재된 경우에도 렌즈(110)의 광축(OA)을 지칭함을 이해할 수 있을 것이다. 렌즈(110)의 광축(OA)과 실질적으로 평행한 방향을 제1 방향(또는, X 방향)으로 지칭한다. 또한 제1 방향(X 방향)과 실질적으로 수직한 "?袖* 제2 방향(또는, Y 방향)으로 지칭한다.
일부 실시예들에 따른 렌즈는 제1 면(111) 및 제2 면(118)을 포함할 수 있다. 제1 면(111) 및 제2 면(118)은 서로 대향하는 렌즈(110)의 반대면일 수 있다. 렌즈(110)의 제1 면(111)은 외부의 광이 입사하는 면일 수 있고, 렌즈(110)의 노출면 또는 전면으로 지칭될 수 있다. 렌즈(110)의 제2 면(118)은 수광된 광이 출사되는 면일 수 있고 렌즈의 후면으로 지칭될 수 있다.. 제1 면(111) 및 제2 면(118)은 렌즈(110)의 외주부(117)에 의해 연결될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 렌즈(110)의 제1 면(111)은 렌즈 외측으로 볼록한 형상의 제1 광학부(111R)를 가질 수 있다. 제1 광학부(111R)의 가장자리에 제1 플랜지부(111Va)가 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 제1 플랜지부(111Va)는 제1 광학부(111R)를 둘러싸는 형상일 수 있다. 후술하는 광학 장치(100, 도 3b 참조)에 결합된 렌즈(110)는 제1 플랜지부(111Va)에서 다른 부재들과 접촉할 수 있다. 제1 플랜지부(111Va)에는 렌즈(110)가 다른 부재와 결합하여 고정되기 위한 구조가 형성될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 제1 플랜지부(111Va)는 제1 리세스부(R1), 제2 리세스부(R2) 및 리세스 연결부(114)를 포함할 수 있다. 제1 리세스부(R1), 제2 리세스부(R2) 및 리세스 연결부(114)는 후술하는 렌즈 전면 가공에 의해 형성되는 부분들일 수 있다. 제1 리세스부(R1)는 제1 광학부(111R)의 외주에 연결될 수 있다. 리세스 연결부(114)는 제1 리세스부(R1)의 외주에 연결될 수 있다. 제2 리세스부(R2)는 리세스 연결부(114)의 외주에 연결될 수 있다. 제1 리세스부(R1) 및 제2 리세스부(R2)는 렌즈(110)의 내측, 즉, 제1 면(111)의 내측으로 함입된 구조일 수 있다.
제1 리세스부(R1)는 제1 광학부(111R)에 연결된 제1 평행부(112) 및 제1 평행부(112)에 연결된 제1 결합부(113)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면 제1 평행부(112)는 광축(OA)에 실질적으로 평행할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면 제1 결합부(113)는 광축(OA)에 실질적으로 수직할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 제1 평행부(112)와 제1 결합부(113)는 실질적으로 수직하나, 제1 평행부(112)와 제1 결합부(113)를 연결부인 제1 모서리(C1)는 소정의 곡률을 가질 수 있다. 이러한 곡선형의 단면 프로파일을 갖는 제1 모서리(C1)는 제1 리세스부(R1)를 형성하기 위한 가공 공정의 공차에 의해 형성될 수 있다.
제1 결합부(113)의 바깥쪽 가장자리에 리세스 연결부(114)가 연결될 수 있다. 리세스 연결부(114)는 광축(OA)에 대하여 소정의 각도로 기울어질 수 있다. 리세스 연결부(114)의 단면 프로파일은 대략 직선형일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 리세스 연결부(114)는 후술하는 렌즈(110)의 전면 가공 시 제1 및 제2 리세스부(R1, R2)와 일체로 형성될 수 있다. 다른 일부 실시예들에 따르면, 리세스 연결부(114)는 별도의 모따기(chamfering) 공정에 의해 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 따른 렌즈(110)는 제1 리세스부(R1)와 제2 리세스부(R2) 사이에 광축(OA)에 대하여 소정의 각도로 기울어진 리세스 연결부(114)를 포함하므로 깨짐 또는 균열 등의 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 리세스 연결부(114)의 경사 방향은, 인접한 제1 광학부(111R)의 경사방향과 같을 수 있다. 리세스 연결부(114)는 예컨대, 제2 면(118)에 가까워질수록 광축(OA)으로부터 멀어지는 방향으로 경사질 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 제2 리세스부(R2)는 리세스 연결부(114)에 연결된 제2 평행부(115) 및 제2 평행부(115)에 연결된 제2 결합부(116)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면 제2 평행부(115)는 광축(OA)에 실질적으로 평행할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면 제2 결합부(116)는 광축(OA)에 대해 소정의 경사각을 가질 수 있다. 일부 실시예들에 따르면 제2 결합부(116)와 광축(OA) 사이의 경사각은 약 10° 내지 약 45°일 수 있다. 제2 결합부(116)의 경사 방향은 리세스 연결부(114)의 경사 방향과 같을 수 있다. 제2 리세스부(R2)는 이와 같이 대략 수직의 구조가 아닌 경사진 구조를 갖는바, 제2 리세스부(R2)의 코너에 해당하는 제2 모서리(C2)의 곡률은 제1 모서리(C1)의 곡률과 다를 수 있다. 일부 실시예들에 따르면 제1 모서리(C1)의 곡률은 제2 모서리(C2)의 곡률보다 더 클 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 제1 평행부(112)와 제1 결합부(113) 사이의 접점 근방의 곡률은 제2 평행부(115)와 상기 제2 결합부(116) 사이의 접점 근방의 곡률보다 더 클 수 있다.
일부 실시예들에 따른 렌즈(110)는 두 개의 제1, 제2 리세스부(R1, R2)를 포함하는 제1 플랜지부(111Va)를 포함함으로써, 후술하듯, 리테이너(120)와 결합 시, 리테이너(120, 도 3b 참조)가 곡선형의 제1 광학부(111R)가 아닌 직선 형상의 제1 결합부(113)에 안착 안착되어 틸트 불량이 감소될 수 있다. 또한 제2 결합부(116)가 경사진 형상을 가지는바, 가드 부재(130, 도 3b 참조)에 광축(OA)에 대해 경사진 방향으로 수직 항력이 작용하여, 가드 부재(130, 도 3b 참조)가 예컨대 제2 방향(Y 방향)으로 밀려나서, 렌즈가(110) 편심되는 것을 방지할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 렌즈(110)의 제2 면(118)은 렌즈(110)의 내측으로 오목한 형상의 제2 광학부(118R) 및 제2 광학부(118R)의 외주와 연결되어 광축(OA)과 실질적으로 수직한 제2 플랜지부(118V)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면 렌즈(110)의 제2 면(118)은 오목한 형상의 제2 광학부(118R)를 포함하여 넓은 화각을 가질 수 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이 제2 플랜지부(118V)와 외주부(117)가 연결되는 부분은 모따기 공정이 수행되어 광축(OA)에 대하여 기울어질 수 있다.
제1 광학부(111R)의 수평 단면적은 제2 광학부(118R)의 수평 단면적 이상일 수 있다. 제1 광학부(111R)은 넓은 수평 단면을 가져 보다 넓은 화각을 갖도록 구성될 수 있다. 제2 광학부(118R)은 제1 광학부(111R)보다 좁은 단면적으로 형성되나, 렌즈의 내측으로 함입되어 오목한 형상을 갖는바, 공기층과 렌즈(110)의 굴절률 차이로 인해, 렌즈(110)가 더 넓은 화각을 가질 수 있도록 구성된다. 일부 실시예들에 따르면, 제1 플랜지부(111Va)의 내측 직경은, 제2 광학부(118R)의 직경보다 더 클 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 제2 플랜지부(118V)는 제1 플랜지부(111Va) 보다 더 넓은 면적을 가질 수 있다. 이와 같이 제1 플랜지부(111Va)가 가장 자리에 인접한 영역에 형성되는바, 제1 광학부(111R)의 수평 단면적을 더욱 넓힐 수 있다.
여기서 도 2b를 참조하면, 다른 일부 실시예들에 따른 렌즈의 제1 플랜지부(111Vb)에서는 도 2a의 리세스 연결부(114)가 생략될 수 있다. 이에 따라 도 2b에 도시된 바와 같이 제1 결합부(113)와 제2 평행부(115)가 직접 연결될 수 있다.
여기서 도 2c를 참조하면, 다른 일부 실시예들에 따른 렌즈의 제1 플랜지부(111Vc)는 광축(OA, 도 1 참조)과 실질적 수직한 제2 결합부(116)가 제공될 수 있다.
도 3a는 일부 실시예들에 따른 렌즈를 포함하는 광학 장치를 설명하기 위한 측면도 이고, 도 3b는 도 3a에 대해 렌즈의 광축을 포함하는 면을 따라 취한 단면도이다.
도 1, 도 3a 및 3b를 참조하면, 광학 장치(100)는 렌즈(110), 리테이너(120), 가드 부재(130), 배럴(140), 내부 렌즈 세트(150), 필터(160), 인쇄회로 기판(171) 및 광 센서(173)를 포함할 수 있다.
배럴(140)은 내부 렌즈 세트(150)를 수용할 수 있는 내부 공간을 포함할 수 있다. 배럴(140)은 내부 렌즈 세트(150)의 내부 렌즈들(151, 153, 155)의 간격을 유지하기 위한 간격 유지 부재들을 포함할 수 있다. 간격 유지 부재들은 내부 렌즈들(151, 153, 155) 사이에 배치될 수 있다. 두꺼운 두께의 간격 유지 부재는 내부 렌즈들 사이의 거리를 넓힐 수 있고, 얇은 두께의 간격 유지 부재는 내부 렌즈들 사이의 거리를 좁힐 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 배럴(140)에는 압입링이 더 결합될 수 있다. 압입링은 배럴(140)에 억지 끼움, 접착, 나사 끼움 등의 방식으로 고정될 수 있다. 압입링은 내부 렌즈들(151, 153, 155)이 배럴(140)로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 또한 배럴(140)은 외부 광의 간섭을 방지하기 위한 차광 부재를 더 포함할 수 있다.
배럴(140)은 렌즈(110)와 결합하기 위한 렌즈 실장부(145)를 포함할 수 있다. 렌즈 실장부(145)는 렌즈(110)의 제2 플랜지부(118V)와 접할 수 있다. 렌즈 실장부(145)는 배럴(140)에 대해 연속적으로 형성될 수 있다. 렌즈 실장부(145)는 바닥면(145B), 측벽(145W) 및 상면(145T)을 포함할 수 있다. 렌즈(110)는 배럴(140)의 바닥면(145B)에 안착되어 실장되고, 측벽(145W)에 의해 고정되어 내부 렌즈 세트(150)에 대하여 정렬될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면 배럴(140) 상에 실장된 렌즈(110)의 광축(OA)은 내부 렌즈 세트(150)의 광축과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에 따르면, 광학 장치(100)에 포함된 렌즈(110) 및 내부 렌즈 세트(150)는 실질적으로 일치하는 광축(OA)을 갖는바, 이하에서 광축(OA)은 렌즈(110)의 광축(OA) 및/또는 광학 장치(100) 전체의 광축(OA)을 의미할 수 있다. 렌즈 실장부(145)의 상면(145T)은 후술하는 가드 부재(130)와 접할 수 있다. 배럴(140)은 금속을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
리테이너(120)는 배럴(140)의 상부에 결합할 수 있다. 리테이너(120)는 배럴(140)의 렌즈 실장부(145)의 외주에 결합할 수 있다. 리테이너(120)는 렌즈(110) 및 후술하는 가드 부재(130)를 가압하여 렌즈(110)를 고정하는 역할을 할 수 있다. 리테이너(120)는 억지 끼움 방식, 접착 방식 또는 나사 결합 중 어느 하나에 의해 배럴(140)과 결합될 수 있다. 리테이너(120)의 구조에 대해서는 이하에서 도 4를 더 참조하여 자세히 설명하도록 한다.
도 4는 일부 실시예들에 따른 광학 장치(100)에 포함되는 리테이너의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4에서는, 설명의 편의상 리테이너(120)를 제외한 다른 구성요소들은 도시되지 않았으나, 방향에 대한 정의는 리테이너(120)가 광학 장치(100)에 결합된 후를 기준으로 설명하도록 한다. 도 3b 및 도 4를 참조하면, 리테이너(120)는 제1 렌즈 대향부(121), 제2 렌즈 대향부(123), 렌즈 가압부(125), 가드부재 가압부(127) 및 배럴 결합부(129)를 포함할 수 있다.
제1 렌즈 대향부(121) 및 제2 렌즈 대향부(123)는 각각 렌즈(110)의 제1 면(111)과 대향할 수 있다. 제1 렌즈 대향부(121)는 렌즈(110)의 제1 리세스부(R1)의 제1 평행부(112)와 대향할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 제1 렌즈 대향부(121)는 렌즈 제조의 공차를 고려하여 제공될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 제1 렌즈 대향부(121)는 렌즈(110)와 이격되어, 렌즈(110)에 접촉하지 않도록 제공될 수 있다. 하지만 이에 제한되는 것은 아니고, 제1 렌즈 대향부(121)와 렌즈(110)의 제1 평행부(112, 도 2a 참조)가 접할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 리테이너(120)는 회전 대칭성을 갖고 있는 바, 직경을 정의할 수 있고, 리테이너(120)의 제1 렌즈 대향부(121)의 내측면의 직경은 렌즈(110)의 제1 평행부(112)의 직경과 같거나 더 클 수 있다. 제2 렌즈 대향부(123)는 광축(OA)에 대하여 경사진 구조를 가질 수 있다. 제2 렌즈 대향부(123)는 경사진 구조로 인하여, 렌즈(110)의 제1 모서리(C1, 도1 참조)로부터 이격되어, 제1 모서리(C1, 도1 참조)에 접하지 않을 수 있다. 제2 렌즈 대향부(123)의 경사진 구조는 가공 후 제1 면(111, 도 3a 참조)에 대응하는 렌즈(110)의 전면을 가공할 때 수직으로 가공되는 제1 모서리(C1, 도1 참조)에서 라운드 형상이 발생하는 것을 고려하여 설계된 것일 수 있다. 제2 렌즈 대향부(123)의 경사진 구조로 인해, 렌즈(110)와 리테이너(120) 사이의 마찰이나 충돌 등에 의해 렌즈(110)의 파손을 방지할 수 있다.
리테이너(120)의 배럴 결합부(129)는 배럴(140)의 렌즈 실장부(145)와 결합할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 배럴(140)과 결합된 리테이너(120)는 렌즈(110) 및 가드 부재(130)에 압력을 가할 수 있다. 렌즈(110) 및 가드 부재(130)는 리테이너(120)에 의해 배럴(140) 상의 소정의 위치에 안정적으로 고정될 수 있도록 충분히 가압될 수 있다.
렌즈 가압부(125)는 리테이너(120)가 렌즈(110)와 접하는 부분일 수 있다. 렌즈 가압부(125)는 렌즈(110)의 제1 결합부(113, 도 2a 참조) 및 가드 부재(130)의 제2 리테이너 접촉면(134, 도 5a 참조)과 접할 수 있다. 리테이너(120)는 렌즈 가압부(125)에서 렌즈(110)의 제1 결합부(113)에 압력을 가할 수 있다. 가드 부재 가압부(127)는 가드 부재(130)의 제1 리테이너 접촉면(133, 도 5a 참조)에 압력을 가할 수 있다. 이에 따라 가드 부재(130)에 광축(OA)에 대해 경사진 방향의 수직 항력이 가해질 수 있다.
가드 부재(130)는 리테이너(120)와 렌즈(110) 사이에 개재될 수 있다. 가드 부재(130)는 외부 충격이나 이물로부터 렌즈(110)를 보호할 수 있다. 가드 부재(130)는 리테이너(120) 및 렌즈(110)에 의해 가압되어 부피가 감소하도록 구성될 수 있다. 이에 따라 리테이너(120)와 렌즈(110) 사이의 공간에 액체, 예컨대 물이 고이는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 가드 부재의 구체적인 형상은 이하에서 5a 및 5b를 참조하여 더욱 자세히 설명한다.
도 5a 및 도 5b는 일부 실시예들에 따른 광학 장치(100)에 포함되는 가드 부재의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 도 5b에서는, 설명의 편의상 가드 부재(130, 130')를 제외한 다른 구성요소들은 도시되지 않았으나, 방향에 대한 정의는 가드 부재(130, 130')가 광학 장치(100)에 결합된 후를 기준으로 설명하도록 한다. 도 3 및 도 5a를 참조하면, 가드 부재(130)는 제1 렌즈 접촉면(131) 제2 렌즈 접촉면(132) 제1 리테이너 접촉면(133), 제2 리테이너 접촉면(134), 배럴 접촉면(135)을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 렌즈 접촉면(131, 132)은 렌즈(110)와 가드 부재(130)가 접하는 부분일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 가드 부재(130)는 렌즈(110)의 제2 리세스부(R2, 도1 참조)에 결합될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면 제1 렌즈 접촉면(131)은 렌즈(110)의 제2 결합부(116, 도 2a 참조)와 접할 수 있고, 제2 렌즈 접촉면(132)은 렌즈(110)의 제2 평행부(115, 도 2a 참조)와 접할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 렌즈(110)의 제2 평행부(115, 도 2a 참조)와 제2 결합부(116, 도 2a 참조)가 이루는 각도는, 제1 렌즈 접촉면(131) 및 제2 렌즈 접촉면(132) 사이의 각도와 실질적으로 동일할 수 있다.
제1 및 제2 리테이너 접촉면(133, 134)은 리테이너(120)와 접할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면 제1 리테이너 접촉면(133)은 리테이너(120)의 가드부재 가압부(127, 도 4 참조)에 접할 수 있다. 제1 리테이너 접촉면(133)은 제1 렌즈 접촉면(131)과 실질적으로 평행할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 일부 실시예들에 따르면, 렌즈(110)의 제2 평행부(115, 도 2a 참조)와 제2 결합부(116, 도 2a 참조)가 이루는 각도는, 제1 렌즈 접촉면(131) 및 제2 렌즈 접촉면(132) 사이의 각도와 실질적으로 동일할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면 제2 리테이너 접촉면(134)은 리테이너(120)의 렌즈 가압부(125, 도 4 참조)에 접할 수 있다.
배럴 접촉면(135)은 가드 부재(130)가 배럴(140)과 접촉하는 면일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 배럴 접촉면(135)은 렌즈 실장부(145)의 상면(145T)과 접할 수 있다. 배럴 접촉면(135)은 제2 리테이너 접촉면(134)과 실질적으로 평행할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 배럴 접촉면(135)과 제1 렌즈 접촉면(131) 사이의 경사 및 제1 리테이너 접촉면(133)과 제2 리테이너 접촉면(134) 사이의 경사에 의해 렌즈(110) 및 가드 부재(130)가 광축(OA)으로부터 외측으로 밀려나는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 가드 부재(130) 및 렌즈(110)가 내부 렌즈 세트(150)의 광축(OA)에 대해 편심되거나 및 기울어지는 것을 방지할 수 있다.
도 5a에 도시된 파선은 광학 장치(100)에 결합된 가드 부재의 부피가 감소함을 의미하는 것이다. 도 5a에 도시된 파선 표시는, 제1 리테이너 접촉면(133)과 제2 리테이너 접촉면(134)에 인접한 부분의 가드 부재(130)의 부피만이 감소됨을 의미하는 것이 아니고, 전체 가드 부재(130)의 부피가 감소됨을 의미한다.
도 5b는 다른 일부 실시예들에 따른 가드 부재를 도시한 것이다. 구체적으로, 가드 부재(130')는 도 2c의 제1 플랜지부(111Vc)를 갖는 렌즈에 대응하는 가드 부재(130')일 수 있다. 도 5b를 참조하면, 도 2c의 제2 리세스(R2)의 형상에 따라 도 5a의 제1 렌즈 접촉면(131)과 배럴 접촉면(135)이 공면을 이룬 형상인 수직 렌즈 접촉면(136)을 가질 수 있다.
배럴(140)의 하부에 필터(160)가 배치될 수 있다. 필터(160)는 내부 렌즈 세트(150) 하에 배치될 수 있다. 필터(160)는 특정 파장의 광을 차단하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 필터(160)는 적외선 필터일 수 있다. 배럴(140) 아래에는 인쇄 회로 기판(171) 및 이미지 센서(173)가 배치될 수 있다. 이미지 센서(173)는 인쇄 회로 기판(171)에 실장되어 와이어 본딩(175) 등에 의해 인쇄 회로 기판(171)에 연결될 수 있다.
도 6은 일부 실시예들에 따른 렌즈의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7a 내지 도 7b는 일부 실시예들에 따른 렌즈의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 6 및 도 7a를 참조하면, P10에서 렌즈(108)의 직경을 가공할 수 있다. 렌즈(108)의 직경을 가공하는 것은, 렌즈 가공휠(LPW)의 직경 가공부(LPW1)로 렌즈의 바깥 둘레의 크기를 가공하는 것을 포함할 수 있다. 렌즈(108)의 바깥 둘레의 크기를 가공하는 것은 렌즈의 반경이 일정하도록 가공하는 것을 포함할 수 있다. 렌즈 가공휠(LPW)은 소정의 회전 수단에 의해 회전축(RA)을 중심으로 고속으로 회전할 수 있도록 구성된다. 렌즈 가공휠(LPW)은 소정의 구동수단에 의해 렌즈(108)에 대해 상대적으로 병진 운동할 수 있도록 구성된다. 일부 실시예들에 따르면, 렌즈 가공휠(LPW)은 렌즈에 대해 제2 방향(Y 방향)으로 접근하여 렌즈를 가공할 수 있다. 렌즈 가공휠(LPW)은 필요에 따라 렌즈(108)의 광축(OA)에 가까워질 수 있고, 광축(OA)으로부터 멀어질 수도 있다. 또한 하나의 렌즈(108)를 가공하는 동안에도 렌즈에 대해 상대적으로 운동할 수 있다. 고속 회전하는 렌즈 가공휠(LPW)은 렌즈(108)의 직경이 소정의 규격 치에 맞도록 렌즈를 가공할 수 있다. 고속 회전하는 렌즈 가공휠(LPW)은 렌즈(108)의 단면 형상이 원형에 가깝도록 렌즈를 가공할 수 있다.
이어서, 도 6 및 도 7b를 참조하면, P20에서 렌즈(109)의 후면을 가공할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 렌즈(109)의 후면을 가공하는 것은 렌즈(109)의 제2 플랜지부(118V, 도 1 참조)를 평탄하게 하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 렌즈(109)의 후면을 가공하는 것은 렌즈(109)의 수직 두께를 조절하는 것을 포함할 수 있다. 렌즈 가공휠(LPW)은 후면 가공부(LPW2)와 렌즈(109)의 제2 플랜지부(118V, 도 1 참조)에 대응하는 부분이 접하도록 렌즈에 대해 제1 방향(X 방향)으로 상대적으로 이동할 수 있다.
이어서, 도 6 및 도 7c를 참조하면, P30에서 렌즈(110)의 전면을 가공할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 렌즈(110)의 전면을 가공하는 것은 렌즈에 제1 플랜지부를 형성하는 것을 포함할 수 있다. 여기서 형성되는 제1 플랜지부는 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 설명한 제1 플랜지부(111Va, 111Vb, 111Vc) 중 어느 하나와 실질적으로 동일할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면 렌즈 가공휠(LPW)의 전면 가공부(LPW3)의 형상이 도 2a 내지 도 2c의 제1 플랜지부(111Va, 111Vb, 111Vc)의 형상과 대응되어 한번의 전면 가공으로 제1 플랜지부(111Va, 111Vb, 111Vc)가 형성될 수 있다. 하지만 이에 제한되지 않고, 예컨대 도 2a의 제1 플랜지부(111Va)의 경우 리세스 연결부(114, 도 2a 참조)를 형성하기 위한 별도의 모따기 공정을 필요로 할 수 있다. 이에 따라 제1 플랜지부(111Va)는 리세스 연결부(114, 도 2a 참조)를 포함할 수 있다. 렌즈 가공휠(LPW)은 전면 가공부(LPW3)와 렌즈(110)의 제1 플랜지부(111Va, 111Vb, 111Vc, 도 2a 내지 도 2c 참조)에 대응하는 부분이 접하도록 렌즈(110)에 대해 제1 방향(X 방향)으로 상대적으로 이동할 수 있다.
하지만 이에 제한되는 것은 아니고, P20 및 P30은 선택적으로 도 6에 도시된 것과 상이한 순서로 수행될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 광학 장치, 110: 렌즈, 120: 리테이너, 130, 130'가드 부재
140: 배럴 150: 내부 렌즈 세트, 160: 필터
171: 인쇄 회로 기판, 173: 광 센서, 175: 와이어 본딩

Claims (10)

  1. 외측으로 볼록한 제1 광학부 및 상기 제1 광학부의 가장자리에 연결된 제1 플랜지부를 포함하는 제1 면; 및
    상기 제1 면을 향하여 오목한 제2 광학부 및 상기 제2 광학부의 가장자리에 연결되며 광축에 대해 수직한 제2 플랜지부를 포함하는 제2 면을 포함하고,
    상기 제1 플랜지부는 상기 제1 광학부와 연결되고 상기 제1 면의 내측으로 함입된 제1 리세스부; 및
    상기 제1 면의 내측으로 함입되고 상기 제1 리세스부에 연결된 제2 리세스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 플랜지부는, 상기 제1 리세스부 및 상기 제2 리세스부에 연결되고 상기 광축에 대해 기울어진, 리세스 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광학부의 수평 단면적은 상기 제2 광학부의 수평 단면적 이상인 것을 특징으로 하는 렌즈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 리세스부는,
    상기 광축에 평행한 제1 평행부; 및
    상기 제1 평행부에 연결되고 상기 광축에 수직한 제1 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 리세스부는,
    상기 광축에 평행한 제2 평행부; 및
    상기 제2 평행부에 연결되고 상기 광축에 대해 기울어진 제2 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
  6. 배럴;
    상기 배럴 상에 실장된 렌즈;
    상기 배럴에 결합되고, 상기 렌즈와 접하는 리테이너; 및
    상기 리테이너와 상기 렌즈 사이에 개재된 가드 부재를 포함하되, 상기 렌즈는,
    외측으로 볼록한 광학부 및 상기 광학부의 가장자리에 연결된 플랜지부를 포함하는 전면을 포함하고,
    상기 플랜지부는 상기 렌즈의 내측으로 함입된 제1 리세스부; 및
    상기 렌즈의 내측으로 함입되고 상기 제1 리세스부에 연결된 제2 리세스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 리테이너는 상기 제1 리세스부에 접하고,
    상기 가드 부재는 상기 제2 리세스부에 접하는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 리세스부는,
    상기 광축에 평행한 제1 평행부; 및
    상기 제1 평행부에 연결되고 상기 광축에 수직한 제1 결합부를 포함하고,
    상기 제2 리세스부는,
    상기 광축에 평행한 제2 평행부; 및
    상기 제2 평행부에 연결되고 상기 광축에 대해 기울어진 제2 결합부를 포함하며,
    상기 리테이너는 상기 제1 결합부에 접하고,
    상기 가드 부재는 상기 제2 평행부 및 상기 제2 결합부에 접하는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가드 부재는 상기 제2 결합부에 접하고 상기 광축에 대해 기울어진 제1 경사면;
    상기 제1 경사면에 평행한 제2 경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 가드 부재는 상기 리테이너 및 상기 렌즈에 의해 압착되어 부피가 감소하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광학 장치.
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