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KR100437855B1 - 광학 렌즈의 초점 위치 조정 기구를 갖는 광학 렌즈 유닛 - Google Patents

광학 렌즈의 초점 위치 조정 기구를 갖는 광학 렌즈 유닛 Download PDF

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KR100437855B1
KR100437855B1 KR10-2001-0042689A KR20010042689A KR100437855B1 KR 100437855 B1 KR100437855 B1 KR 100437855B1 KR 20010042689 A KR20010042689 A KR 20010042689A KR 100437855 B1 KR100437855 B1 KR 100437855B1
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South Korea
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optical lens
optical
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lens holder
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오바에이지
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가부시끼가이샤 도시바
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Abstract

광학 렌즈 유닛은 빛을 집광하는 광학 렌즈와, 내주면에 상기 광학 렌즈의 한 쪽 표면의 외주부를 지지하는 지지부를 갖는 통형 렌즈 홀더와, 지지부와 광학 렌즈 사이에 개재된 탄성 부재와, 렌즈 홀더 내에 상기 광학 렌즈의 광축 방향을 따라서 이동 가능하게 설치되고 렌즈 홀더와 함께 광학 렌즈를 끼워 넣음으로써 이 광학 렌즈를 보유 지지하는 렌즈 경통을 구비하고 있다. 그리고, 렌즈 경통이 광학 렌즈의 다른 쪽 표면의 외주부를 압박함으로써 탄성 부재를 변형시키고, 이에 의해 광학 렌즈의 초점 위치를 제어한다.

Description

광학 렌즈의 초점 위치 조정 기구를 갖는 광학 렌즈 유닛{Optical Lens Unit Having Focus Position Adjusting Mechanism for Optical Lens}
본 발명은 광학 렌즈 유닛에 관한 것이다. 특히, 휴대 통신 기기에 탑재되는 광학 렌즈 유닛에 있어서의 광학 렌즈의 초점 위치 조정 기구에 관한 것이다.
최근의 휴대용 촬상 기기나 이동체 통신 기기의 진전은 현저해지고 있다. 그리고, 현재 이동체 통신 기기의 정보 전송 용량의 확대와 함께, 촬상 기기를 구비한 휴대 전화 등의 이동체 통신 기기의 개발이 진행되고 있다. 이것은 휴대 전화를 음성 통신용 기기로서 뿐만 아니라, 촬상 기기 및 그 화상의 통신 기기로서 실현하는 것이다. 촬상 기기에 필요 불가결한 부품으로서 광학 렌즈 유닛이 있다. 종래의 광학 렌즈 유닛의 구성에 대하여 도1을 참조하여 설명한다. 도1은 광학 렌즈 유닛의 단면 구성도이다.
도시한 바와 같이, 광학 렌즈 유닛(10)은 렌즈 홀더(11)와, 광학 렌즈(12)와, 렌즈 경통(13)과, 광학 렌즈 부착링(14)을 구비하고 있다.
렌즈 홀더(11)는 원통형 형상을 하고 있고, 이 내벽에는 나사홈(15)이 형성되어 있다.
렌즈 경통(13)은 상기 렌즈 홀더(11)의 내주벽에 외주벽의 일부가 접촉하는 통 모양의 형상이며, 그 외벽에는 나사홈(16)이 형성되어 있고, 렌즈 홀더(11)의 나사홈(15)과 끼워 맞춰져 있다. 그리고, 렌즈 경통(13)은 나사홈(15, 16)의 나사식 회전에 의해, 렌즈 홀더(11) 내를 광축(1)을 따른 방향으로 이동할 수 있는 가동 기구로 되어 있다.
광학 렌즈(12)는 그 외주를 따라서 평탄형의 모서리부를 갖고 있고, 이 평탄형의 모서리부가 상기 렌즈 경통(13)과 광학 렌즈 부착링(14)에 의해 끼워 넣어짐으로써 보유 지지, 고정되어 있다.
상기 구성에 있어서, 광원(2)으로부터 발하여진 빛은 광학 렌즈(12)에 의해 집광되어 결상면에 상을 맺는다. 또, 렌즈 경통(13)과 광학 렌즈 부착링(14)에 의해 고정 보유 지지된 광학 렌즈(12)를, 상기 가동 기구에 의해서 렌즈 홀더(11) 내를 광축(1)을 따른 방향으로 이동시킴으로써, 광학 렌즈(12)의 초점 위치를 조정할수 있다.
종래, 광학 렌즈 유닛에 있어서, 상기와 같은 광학 렌즈의 초점 위치 조정 기구는 필수 부품으로 되어 있다. 이것은 광학 렌즈에는 초점 거리의 편차가 존재하기 때문이다. 광학 렌즈는 금형 성형에 의해서 대량 생산되는 것이 일반적으로 되어 있다. 이것은 금형에 수지를 유입하여 가열함으로써 광학 렌즈를 제조하는 방법인데, 하나의 금형으로 복수의 광학 렌즈를 제조하는 것이 통상이다. 또, 가열 시간을 길게 함으로써 광학 렌즈의 특성은 향상하지만, 생산 효율면으로부터 이 가열 시간은 짧아지는 경향이 있다. 이러한 사정에 의해, 각각의 광학 렌즈마다 초점 거리를 비롯한 특성의 변동이 발생한다. 이 초점 거리의 변동을 보정하기 위해서, 상기와 같은 초점 위치 조정 기구가 필요해진다.
그런데, 종래의 광학 렌즈 유닛은 초점 위치 조정 기구를 렌즈 경통(13)과 렌즈 홀더(11)의 사이에 형성한 나사홈(15, 16)으로 구성하고 있다. 그리고, 광학 렌즈(12)와 그 보유 지지 부재가 일체화되어 가동한다. 이로 인해, 광학 렌즈 유닛(10)의 소형화가 곤란했다. 또, 이러한 가동 기구를 구성하기 위한 부품 갯수의 증가에 수반하여, 조립 정밀도가 악화되는 경우가 있었다. 그리고, 광학 렌즈와 결상면을 잇는 공간인 렌즈 홀더(11)의 내부에 나사홈(15와 16)으로의 미끄럼 이동 부분이 존재한다. 이로 인해, 이 미끄럼 이동 부분에서 발생하는 마모 부스러기가 결상면에 있어서 맺어지는 상에 나쁜 영향을 미치는 경우가 있었다.
본 발명은 상기 사정에 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 렌즈 초점 위치 조정 기구를 간략화하고, 소형화가 가능한 광학 렌즈 유닛을 제공하는 데 있다.
도1은 종래의 광학 렌즈 유닛의 단면 구성도.
도2a는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 광학 렌즈 유닛을 구성하는 각 부재의 사시도.
도2b, 도2c는 도2a에 도시한 광학 렌즈 유닛에 있어서, 각각 초점 위치를 멀리했을 때, 및 가까이했을 때의 광학 렌즈 유닛의 단면 구성도.
도3a는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 광학 렌즈 유닛을 구성하는 각 부재의 사시도.
도3b, 도3c는 도3a에 도시한 광학 렌즈 유닛에 있어서, 각각 초점 위치를 멀리했을 때, 및 가까이했을 때의 광학 렌즈 유닛의 단면 구성도.
도4a는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 광학 렌즈 유닛의 일부 사시 단면도.
도4b는 도4a에 도시한 광학 렌즈 유닛에 있어서의 렌즈 홀더의 상면도.
도4c, 도4d는 도4a에 도시한 광학 렌즈 유닛에 있어서, 각각 초점 위치를 멀리했을 때, 및 가까이했을 때의 광학 렌즈 유닛의 단면 구성도.
도5a는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 광학 렌즈 유닛을 구성하는 각 부재의 사시도.
도5b, 도5c는 도5a에 도시한 광학 렌즈 유닛에 있어서, 각각 초점 위치를 멀리했을 때, 및 가까이했을 때의 광학 렌즈 유닛의 단면 구성도.
도5d는 제4 실시 형태의 변형예에 따른 광학 렌즈 유닛의 단면도.
도6a는 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 광학 렌즈 유닛을 구성하는 각 부재의 사시도.
도6b, 도6c는 도6a에 도시한 광학 렌즈 유닛에 있어서, 각각 초점 위치를 멀리했을 때, 및 가까이했을 때의 광학 렌즈 유닛의 단면 구성도.
도6d는 제5 실시 형태의 변형예에 따른 광학 렌즈 유닛을 구성하는 각 부재의 사시도.
도7a는 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 광학 렌즈 유닛을 구성하는 각 부재의 사시도.
도7b, 도7c는 도7a에 도시한 광학 렌즈 유닛에 있어서, 각각 초점 위치를 멀리했을 때, 및 가까이했을 때의 광학 렌즈 유닛의 단면 구성도.
도8a, 도8b는 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 광학 렌즈 유닛을 구성하는 각 부재의 사시도.
도9a는 본 발명의 제1 내지 제7 실시 형태의 제1 변형예에 따른 광학 렌즈 유닛의 단면도.
도9b는 본 발명의 제1 내지 제7 실시 형태의 제2 변형예에 따른 광학 렌즈 유닛을 구성하는 각 부재의 사시도.
도9c는 도9b에 도시한 광학 렌즈 유닛의 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
4 : 광원
10, 20 : 광학 렌즈 유닛
12, 50 : 광학 렌즈
11, 30 : 렌즈 홀더
13, 60 : 렌즈 경통
33 : 플랜지면
36 : 칼라 필터
40 : 쿠션재
70 : 렌즈 덮개
73 : 초점 조정 슬라이드판
상기 목적은, 빛을 집광하는 광학 렌즈와,
내주면에 상기 광학 렌즈의 한 쪽 표면의 외주부를 지지하는 지지부를 갖는 통형 렌즈 홀더와,
상기 지지부와 상기 광학 렌즈의 사이에 개재된 탄성 부재와,
상기 광학 렌즈의 다른 쪽 표면의 외주부를 한 쪽 개구 단부에서 압박함으로써 상기 탄성 부재를 변형시켜 상기 광학 렌즈의 초점 위치를 제어하고, 상기 렌즈 홀더 내에 상기 광학 렌즈의 광축 방향을 따라서 이동 가능하게 설치되고, 상기 렌즈 홀더와 함께 상기 광학 렌즈를 끼워 넣음으로써 상기 광학 렌즈를 보유 지지하는 렌즈 경통으로 이루어지는 광학 렌즈 유닛에 의해서 달성된다.
또, 상기 목적은, 빛을 집광하고 그 외주부에 원주 방향을 따른 제1 경사부를 갖는 광학 렌즈와,
내주면에 상기 광학 렌즈의 한 쪽 표면의 외주부를 지지하는 지지부를 갖고, 그 지지부에 상기 제1 경사부에 대응하는 원주 방향을 따라서 형성된 제2 경사부를 갖는 통형 렌즈 홀더와,
상기 광학 렌즈의 제1 경사부와 상기 렌즈 홀더의 제2 경사부를 접촉시킨 상태로 상기 광학 렌즈를 원주 방향으로 회전시킴으로써 상기 광학 렌즈의 초점 위치를 제어하고, 상기 렌즈 홀더 내에 상기 광학 렌즈의 광축 방향을 따라서 이동 가능하게 설치되며, 상기 광학 렌즈와 끼워 맞춰지는 렌즈 경통으로 이루어지는 광학렌즈 유닛에 의해서 달성된다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들이 이하에서 설명되고, 부분적으로는 설명으로부터 명백하며 본 발명의 실시에 의해 알 수 있다. 본 발명의 목적 및 장점들은 특히 이하에서 제시되는 실시 및 조합에 의하여 실현되고 달성될 수 있다.
본 명세서에 합치되어 그의 일부를 이루는 첨부된 도면들은 본 발명의 현재 양호한 실시예들을 도시하며, 위에서 주어진 개괄 설명 및 이하에서 주어지는 양호한 실시예의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 데 이용된다.
도2a는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 광학 렌즈의 초점 위치 조정 기구를 갖는 광학 렌즈 유닛을 구성하는 각 부재의 사시도이고, 도2b, 도2c는 광학 렌즈 유닛의 단면도이다.
도시한 바와 같이, 광학 렌즈 유닛(20)은 렌즈 홀더(30)와, 쿠션재(40)와, 광학 렌즈(50)와, 렌즈 경통(60)을 구비하고 있다.
렌즈 홀더(30)는 바닥면의 일부에 개구(31)를 갖는 원통형의 형상을 하고 있고, 내벽에는 나사홈(32)이 형성되어 있다.
쿠션재(40)는 광학 렌즈(50)와 유사한 굴절율을 갖고, 또한 밀봉성 및 탄성이 있는 흑색광 흡수체이며, 링 모양의 형상을 하고 있다. 이 쿠션재(40)는 상기 렌즈 홀더(30)의 바닥면[플랜지면(33)] 상에 배치되어 있고, 그 밀봉성에 의해 플랜지면(33)과 밀착되어 있다.
광학 렌즈(50)는 그 외주 부분의 평탄형 모서리 부분이 상기 쿠션재(40)에 접촉하도록 하고, 렌즈 홀더(30)의 플랜지면(33) 상에 배치되어 있다. 이 광학 렌즈(50)는 그 중앙부와 렌즈 홀더(30)의 개구(31)가 광축(3) 상에 위치하도록 배치된다. 또한, 쿠션재(40)는 광학 렌즈(50)의 평탄형 모서리부와도 밀착되어 있다.
렌즈 경통(60)은 상면 및 바닥면에 개구를 갖는 원통형 형상을 하고 있고, 그 일부의 외주는 상기 렌즈 홀더(30)의 내주와 동일해지도록 형성되어 있다. 그리고, 렌즈 경통(60)의 외주벽에는 렌즈 홀더(30)의 나사홈(32)과 끼워 맞추는 나사홈(61)이 형성되어 있다. 그리고, 이 렌즈 경통(60)의 광학 렌즈(50)측 개구 단부와 쿠션재(40)로 상기 광학 렌즈(50)의 평탄형 모서리부를 끼워 넣음으로써, 광학 렌즈(50)를 고정, 보유 지지하고 있다.
상기 구성에 있어서, 광원(4)으로부터 발하여진 빛은 광학 렌즈(50)에 의해 집광되고, 렌즈 홀더(30)의 개구(31)를 통해서 결상면(5)에 상을 맺는다. 또, 결상면(5)에는 도시하지 않은 광 센서가 위치하게 된다.
다음에, 광학 렌즈(50)의 초점 위치의 조정 방법에 대하여 도2b 및 도2c를 참조하면서 설명한다. 도2b는 광학 렌즈의 초점 위치를 멀리했을 때, 그리고 도2c는 가까이했을 때의 광학 렌즈 유닛의 단면도이다.
초점 위치를 조정하려면, 나사식 회전 기구에 의해 렌즈 경통(60)을 렌즈 홀더(30)에 대하여 광축(3)을 따른 방향(도2b, 도2c에 있어서는 상하 방향)으로 이동시킨다. 도2b에 도시한 바와 같이, 렌즈 경통(60)을 렌즈 홀더(30)에 대하여 압입하면, 쿠션재(40)가 그 탄성력에 의해 압축된다. 따라서, 광학 렌즈(50)가 렌즈 홀더(30)의 플랜지면(33)측으로 이동한다. 반대로 도2c에 도시한 바와 같이, 렌즈 경통(60)을 렌즈 홀더(30)에 대하여 인출하면, 쿠션재(40)는 그 탄성력에 의해 팽창한다. 따라서, 광학 렌즈(50)가 렌즈 홀더(30)의 플랜지면(33)으로부터 렌즈 경통(60)측으로 이동한다. 이와 같이 해서, 광학 렌즈(50)의 초점 위치를 조정할 수 있다.
상기와 같은 광학 렌즈의 초점 위치 조정 기구를 갖는 광학 렌즈 유닛이면, 렌즈 경통(60)은 단순히 광학 렌즈(50)를 압입할 수 있는 구성으로 충분하다. 그리고, 쿠션재(40)의 탄성 변형에 의해서 광학 렌즈(50)의 초점 위치의 조정을 행하고 있다. 이에 따라, 초점 위치 조정 기구의 부품 갯수를 삭감할 수 있는 동시에, 구성을 간단화할 수 있으며, 광학 렌즈 유닛의 소형화 및 조립 공정을 간단화할 수 있다.
또, 광학 렌즈(50)와 렌즈 홀더(30)의 플랜지면(33) 사이에 쿠션재(40)를 배치하고 있다. 이에 의해, 나사홈(32, 61)에서 발생하는 마모 부스러기가 광학 렌즈(50)와 결상면을 잇는 공간으로 침입하는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 쿠션재(40)를 광학 렌즈(50)와 굴절율이 유사한 재질로 구성하고 있다. 그 때문에, 모서리 부분으로 진입한 미광(迷光)은 광학 렌즈(50)와 쿠션재(40)의 계면에서 거의 반사되지 않고 쿠션재(40)로 입사된다. 그리고, 쿠션재(40)는 흑색광 흡수체이기도 하므로, 쿠션재(40)에 입사한 미광은 이 쿠션재(40)에 의해 흡수된다. 따라서, 결상면(5)으로의 불필요한 미광의 진입을 방지할 수 있다. 또, 플레어(flare) 등의 가짜 신호를 저감시킴으로써, 결상면(5)에서 맺어지는 상의 대비를 향상시킬 수 있다.
다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 광학 렌즈 유닛에 대하여 도3a 내지 도3c를 참조하여 설명한다. 도3a는 광학 렌즈의 초점 위치 조정 기구를 갖는 광학 렌즈 유닛을 구성하는 각 부재의 사시도이고, 도3b, 도3c는 각 부재의 조립후의 광학 렌즈 유닛의 단면 구성도이다.
도시한 바와 같이, 광학 렌즈 유닛(20)은 렌즈 홀더(30)와, 쿠션재(40)와, 광학 렌즈(50)와, 렌즈 경통(60)과, 렌즈 덮개(70)를 구비하고 있다.
렌즈 홀더(30)는 바닥면의 일부에 개구(31)를 갖는 원통형의 형상을 하고 있고, 외주벽에는 돌기(34)가 형성되어 있다.
쿠션재(40)는 광학 렌즈(50)와 유사한 굴절율을 갖고, 또한 밀봉성 및 탄성이 있는 흑색광 흡수체이며, 링 모양의 형상을 하고 있다. 이 쿠션재(40)는 상기 렌즈 홀더(30)의 바닥면[플랜지면(33)] 상에 배치되어 있고, 그 밀봉성에 의해 플랜지면(33)과 밀착되어 있다.
광학 렌즈(50)는 모서리 부분이 상기 쿠션재(40)에 접촉하도록 하고, 렌즈 홀더(30)의 플랜지면(33) 상에 배치되어 있다. 이 광학 렌즈(50)는 그 중앙부와 렌즈 홀더(30)의 개구(31)가 광축 상에 위치하도록 배치된다. 또한, 쿠션재(40)는 광학 렌즈(50)의 모서리부와도 밀착되어 있다.
렌즈 경통(60)은 원통형의 형상을 하고 있고, 그 내벽에는 상기 렌즈 홀더(30)를 끼워 넣기 위한 홈(64)이 형성되어 있다. 또, 렌즈 홀더(30)의 돌기(34)에 상당하는 위치에는 공동(63)이 배치되어 있다. 그리고, 렌즈 덮개(70)와 접촉하는 개구 단부에는 돌기(62)가 돌출 형성되어 있다. 이 돌기(62)는 렌즈 경통(60)에 대한 렌즈 덮개(70)의 면방향을 결정하기 위해서 형성되어 있고, 적어도 3개 이상 형성할 필요가 있다.
렌즈 덮개(70)는 예를 들어 광학 렌즈(50)를 보호하는 투명 덮개이며, 렌즈 경통(60)의 돌기(62)와 끼워 맞춰져 있다.
상기와 같이, 본 실시 형태에 따른 광학 렌즈 유닛(20)은 렌즈 경통(60)과 렌즈 홀더(30)가 특별히 고정되어 있지 않다. 본 광학 렌즈 유닛(20)은 렌즈 경통(60)이 그 홈(64)에 렌즈 홀더(30)를 끼워 넣은 상태로 광축(3)을 따라서 자유롭게 가동할 수 있는 플로우팅(floating) 구조로 되어 있다. 또, 렌즈 경통(60)의 가동 범위는 돌기(34)가 공동(63) 내를 가동할 수 있는 범위로 한정되어 있다.
상기 구성에 있어서, 광원(4)으로부터 발하여진 빛은 렌즈 덮개(70)를 거쳐서 광학 렌즈 유닛(20)에 입사되고, 광학 렌즈(50)에 의해 집광되며, 렌즈 홀더(30)의 개구부(31)를 통해서 결상면(5)에 상을 맺는다.
다음에, 광학 렌즈(50)의 초점 위치의 조정 방법에 대하여 도3b 및 도3c를 참조하면서 설명한다. 도3b는 광학 렌즈의 초점 위치를 멀리했을 때, 그리고 도3c는 가까이했을 때의 광학 렌즈 유닛의 단면도이다.
초점 위치를 조정하려면, 렌즈 덮개(70)를 광축(3)을 따른 방향(도3b, 도3c에 있어서는 상하 방향)으로 이동시킨다. 도3b에 도시한 바와 같이, 렌즈 덮개(70)를 광학 렌즈(50)에 대하여 압입하면, 그에 따라서 렌즈 경통(60)이 광학 렌즈(50)를 렌즈 홀더(30)의 플랜지면(33)측으로 압박한다. 이 압박 압력에 의해, 쿠션재(40)가 그 탄성력으로 압축된다. 따라서, 광학 렌즈(50)가 플랜지면(33)측으로 이동한다. 반대로 도3c에 도시한 바와 같이, 렌즈 덮개(70)를 광학 렌즈(50)로부터 멀리하면, 쿠션재(40)는 그 탄성력에 의해 팽창한다. 그 결과, 광학 렌즈(50)가 플랜지면(33)으로부터 렌즈 덮개(70)측으로 이동한다. 이와 같이 해서, 광학 렌즈 유닛에 있어서의 광학 렌즈의 초점 위치를 조정할 수 있다.
상기와 같이, 본 실시 형태에 따른 광학 렌즈 유닛은 렌즈 덮개(70)에 압박 압력을 가함으로써, 렌즈 경통(60)의 광축 상에 있어서의 렌즈 홀더(30) 내의 위치를 조정하고 있다. 그리고, 렌즈 경통(60)을 렌즈 홀더(30)에 압입하거나, 또는 인출함으로써 쿠션재(40)의 탄성 변형량을 제어하고, 이에 의해서 광학 렌즈(50)의 초점 거리를 조정하고 있다. 이에 따라, 렌즈 홀더(30) 및 렌즈 경통(60)에 나사홈을 형성할 필요가 없다. 이 나사홈을 없앰으로써, 렌즈 홀더(30) 및 렌즈 경통(60)의 형상은 대폭 간단화되는 동시에, 광학 렌즈 유닛의 소형화를 도모할 수 있다. 따라서, 이들 부재의 제조 공정이 간략화되고, 제조 비용이 저감된다. 그 결과, 광학 렌즈 유닛으로서의 제조 비용도 대폭 저감할 수 있다. 또한, 조립 공정이 간단화되므로, 조립 정밀도를 향상시킬 수 있는 데다가, 나사홈이 마모됨으로써 발생하는 마모 부스러기의 문제도 해결된다. 또, 렌즈 경통(60)에 돌기(62)를 형성함으로써, 렌즈 덮개(70)에 가해지는 압박 압력은 이 돌기(62)에만 가해진다. 이에 따라, 렌즈 덮개(70)에 대한 렌즈 경통(60)의 횡방향으로 어긋나려고 하는 부하를 저감할 수 있다.
이와 같이 본 실시 형태에 따르면, 생산성 및 결상면에 있어서의 상의 신뢰성에 의해 우수한 광학 렌즈 유닛을 실현할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 광학 렌즈 유닛에 대하여 도4a 내지 도4d를 참조하여 설명한다. 본 실시 형태는 상기 제2 실시 형태에 있어서, 쿠션재(40) 대신에 스프링을 사용한 것이다. 도4a는 본 실시 형태에 따른 광학 렌즈 유닛의 일부를 구성하는 부재의 사시도이고, 도4b는 도4a에 도시한 광학 렌즈 유닛에 있어서의 렌즈 홀더의 상면도, 도4c, 도4d는 광학 렌즈 유닛의 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 광학 렌즈 유닛(20)은 쿠션재(40) 대신에 렌즈 홀더(30)의 플랜지면(33) 상에 설치된 스프링(41)을 사용하고 있다. 이 스프링(41)은 플랜지면(33)의 일부이며, 상기 플랜지면(33)보다도 돌출한 형태의 플랩(flap)형 스프링이다. 이 스프링(41)의 상단부면은 광학 렌즈(50)의 모서리부에 접촉하고 있다. 그리고, 상기 제1, 제2 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 렌즈 경통(60)에 가해지는 압박력을 조정함으로써, 스프링(41)에의 압박력을 증감시켜 광학 렌즈(50)의 초점 위치를 조정할 수 있다(도4c, 도4d 참조).
상기와 같이 본 실시 형태에 따르면, 쿠션재(40)로서 렌즈 홀더(30)와 일체 성형한 스프링(41)을 사용하고 있으므로, 광학 렌즈 유닛의 조립 부품 갯수를 삭감할 수 있고, 조립 공정의 간단화 및 비용을 삭감할 수 있다. 또, 본 실시 형태는 제2 실시 형태에 있어서 쿠션재(40)를 스프링(41)으로 치환한 구성이지만, 물론 제1 실시 형태의 구성에 적용해도 상관없다. 그러나, 나사식 회전 기구에서 발생하는 마모 부스러기의 문제를 고려하면, 나사를 사용하지 않는 구조(제2 실시 형태)에 적용하는 것이 바람직하다.
다음에, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 광학 렌즈 유닛에 대하여 도5a 내지 도5c를 참조하여 설명한다. 본 실시 형태는 상기 제2 실시 형태에서 설명한 나사식 회전을 채용하지 않는 초점 위치 조정 기구를 갖는 광학 렌즈 유닛에 있어서, 쿠션재(40)에 대한 압박력을 제어하기 위한 구성에 관한 것이다. 도5a는 광학 렌즈 유닛을 구성하는 각 부재의 사시도이고, 도5b, 도5c는 각 부재의 조립후의 광학 렌즈 유닛의 단면 구성도이다.
본 실시 형태는 제2 실시 형태에 있어서, 초점 조정 슬라이드판을 또한 설치하고, 렌즈 덮개와 초점 조정 슬라이드판을 렌즈 초점 위치 조정 기구로서 사용하고 있다.
도시한 바와 같이, 렌즈 홀더(30)의 플랜지면(33) 상에 쿠션재(40)를 개재시켜 광학 렌즈(50)가 적재되어 있으며, 이 광학 렌즈(50)의 모서리부를 렌즈 홀더(30)의 플랜지면(33)과 함께 끼워 넣도록 하여, 렌즈 경통(60)이 설치되어 있다. 렌즈 경통(60)의 상방에는 렌즈 덮개(70)가 설치되고, 렌즈 덮개(70)와 렌즈 경통(60)은 돌기(62)에 의해서 끼워 맞춰져 있다.
렌즈 덮개(70)에 있어서, 렌즈 경통(60)에 접촉하는 면(71)은 그 수직선이 광학 렌즈(50)의 광축(3)에 대하여 평행하게 되어 있다. 한편, 반대측 면(72)은 그 수직선이 광축(3)에 대하여 소정의 각도를 갖도록 경사져 있다.
이 렌즈 덮개(70) 상에는 렌즈 덮개(70)의 면(72)에 한 쪽 면이 접촉하는 초점 조정 슬라이드판(73)이 설치되어 있다. 이 초점 조정 슬라이드판(73)의 렌즈 덮개(70)에 접촉하는 면(74)도 렌즈 덮개(70)의 면(72)과 동일한 경사가 형성되어 있다.
상기 구성에 있어서, 광원(4)으로부터 발하여진 빛은 초점 조정슬라이드판(73) 및 렌즈 덮개(70)를 거쳐서 광학 렌즈 유닛(20)에 입사된다. 그리고, 이 입사광은 광학 렌즈(50)에 의해 집광되고, 렌즈 홀더(30)의 개구부(31)를 통해서 결상면(5)에 상을 맺는다.
다음에, 광학 렌즈(50)의 초점 위치의 조정 방법에 대하여 도5b 및 도5c를 참조하면서 설명한다. 도5b는 광학 렌즈의 초점 위치를 멀리했을 때, 그리고 도5c는 가까이했을 때의 광학 렌즈 유닛의 단면도이다.
초점 위치의 조정은 초점 조정 슬라이드판(73)을 광축(3)에 대하여 직교하는 방향(도5b, 도5c에서는 좌우 방향)으로 평행 이동시킴으로써 행해진다. 렌즈 덮개(70)에 접촉하는 면(74)에 경사를 갖는 초점 조정 슬라이드판(73)이 평행 이동함으로써, 초점 조정 슬라이드판(73)에 접촉하는 면(72)에 동일한 경사를 갖는 렌즈 덮개(70)에는 압박력이 발생한다. 구체적으로는, 도5a에 있어서 초점 조정 슬라이드판(73)을 우측 방향으로 평행 이동시키면, 도5b에 도시한 바와 같이 렌즈 덮개(70)에는 하방향으로 압박되는 힘이 발생한다. 그 결과, 렌즈 경통(60)이 광학 렌즈(50)를 렌즈 홀더(30)의 플랜지면(33)에 압박한다. 이 압박 압력에 의해 쿠션재(40)가 그 탄성력으로 압축된다. 반대로 도5c에 도시한 바와 같이, 초점 조정 슬라이드판(73)을 좌측 방향으로 평행 이동시킨 경우에는 렌즈 덮개(70)에 가해지는 압박력은 경감되며, 렌즈 덮개(70)는 상방향으로 이동한다. 그러면, 쿠션재(40)는 그 탄성력에 의해 팽창한다. 그 결과, 광학 렌즈(50)가 플랜지면(33)으로부터 렌즈 덮개(70)측으로 이동한다. 이와 같이 해서, 렌즈 덮개(70)에 가해지는 힘에 의해 쿠션재(40)가 탄성 변형하며, 광학 렌즈(50)의 광축(3)을 따른 방향에 있어서의 위치를 조정할 수 있다.
상기와 같은 구성 및 초점 위치 조정 방법에 따르면, 초점 조정 슬라이드판(73)을 광축(3)에 대하여 직교하는 방향으로 평행 이동시킴으로써 초점 위치를 조정하고 있다. 이에 따라, 면(72, 74)의 경사각을 작게 함으로써, 광학 렌즈의 초점 위치의 보다 미소한 조정이 가능하다.
또, 본 실시 형태에서는 초점 조정 슬라이드판(73)에 빛을 통과시키기 위한 창을 설치하고 있는데, 초점 조정 슬라이드판(73)이 빛에 대하여 투명한 재질이면 이 창을 설치할 필요는 없다.
또, 도5a 내지 도5c는 쿠션재(40)를 사용한 광학 렌즈 유닛의 구성에 대하여 도시하고 있다. 그러나, 도5d의 광학 렌즈 유닛의 단면도에 도시한 바와 같이, 제3 실시 형태에서 설명한 바와 같은 스프링(41)을 사용한 구성의 경우에도 본 실시 형태는 적용 가능하다.
다음에, 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 광학 렌즈 유닛에 대하여 도6a 내지 도6c를 참조하여 설명한다. 본 실시 형태도 상기 제4 실시 형태와 마찬가지로, 나사식 회전을 채용하지 않는 초점 위치 조정 기구를 갖는 광학 렌즈에 있어서, 쿠션재(40)에 대한 압박력을 제어하기 위한 기술에 관한 것이다. 도6a는 광학 렌즈 유닛을 구성하는 각 부재의 사시도이고, 도6b, 도6c는 각 부재의 조립후의 광학 렌즈 유닛의 단면도이다.
본 실시 형태는 제4 실시 형태와 같이 횡방향의 동작을 압박력으로 변화시키는 것이 아니라, 회전 동작을 압박력으로 변환하는 것이다.
도시한 바와 같이, 렌즈 홀더(30)는 바닥면의 일부에 개구(31)를 갖는 원통형의 형상을 하고 있다. 그리고, 상면의 개구 단부의 3군데에는 그 원주 방향을 따른 경사부(34-1 내지 34-3)가 형성되어 있다.
쿠션재(40)는 광학 렌즈(50)와 유사한 굴절율을 갖고, 또한 밀봉성 및 탄성이 있는 흑색광 흡수체이며, 링 모양의 형상을 하고 있다. 이 쿠션재(40)는 상기 렌즈 홀더(30)의 바닥면[플랜지면(33)] 상에 배치되어 있고, 그 밀봉성에 의해 플랜지면(33)과 밀착되어 있다.
광학 렌즈(50)는 모서리 부분이 상기 쿠션재(40)에 접촉하도록 하고, 렌즈 홀더(30)의 플랜지면(33) 상에 설치되어 있다. 이 광학 렌즈(50)는 그 중앙부와 렌즈 홀더(30)의 개구(31)가 광축(3) 상에 위치하도록 배치된다. 또, 쿠션재(40)는 광학 렌즈(50)의 모서리부와도 밀착되어 있다.
렌즈 경통(60)은 원통형의 형상을 갖고 있고, 적어도 2단계의 외주부[제1 외주부(65), 제2 외주부(66)]를 갖고 있다. 제1 외주부(65)는 그 하면 개구 단부가 광학 렌즈(50)의 모서리부에 접촉하고, 렌즈 홀더(30)의 내주와 동일한 외주를 갖고 있다. 또, 제2 외주부(66)는 그 하면이 렌즈 홀더(30)의 상면 개구 단부에 접촉한다. 이 제2 외주부(66)에 있어서의 렌즈 홀더(30)의 상면 개구 단부에 접촉하는 부분에는 원주 방향을 따른 3군데의 경사부(63-1 내지 63-3)[도6a에서는 도면의 사정상, 경사부(63-1, 63-2)만을 도시함]가 렌즈 홀더(30)의 경사부(34-1 내지 34-3)에 대응하도록 하여 형성되어 있다. 그리고, 이 렌즈 경통(60)에 뚫려 형성된 원형의 공동 내에 광축(3)이 존재한다. 이 렌즈 경통(60)과 렌즈 홀더(30)의 플랜지면(33) 상의 쿠션재(40)에 의해, 상기 광학 렌즈(50)의 주변부를 끼워 넣어 고정, 보유 지지하고 있다.
상기 구성에 있어서, 입사한 빛은 광학 렌즈(50)에 의해 집광되고, 렌즈 홀더(30)의 개구(31)를 통해서 결상면(5)에 상을 맺는다.
다음에, 광학 렌즈(50)의 초점 위치의 조정 방법에 대하여 도6b 및 도6c를 참조하면서 설명한다. 도6b는 광학 렌즈의 초점 위치를 멀리했을 때, 그리고 도6c는 가까이했을 때의 광학 렌즈 유닛의 단면도이다.
초점 위치를 조정하려면, 렌즈 경통(60)을, 그 제2 외주부(66)를 렌즈 홀더(30)의 상면 개구 단부에 접촉시킨 상태로 원주 방향을 따라서 회전시킨다. 이에 의해서, 렌즈 경통(60)은 렌즈 홀더(30)에 대하여 광축(3)을 따른 방향으로 이동된다. 도6b는 광학 렌즈(50)의 초점 위치를 멀리한 상태를 도시하고 있다. 예를 들어, 렌즈 홀더(30)의 경사부(34-1 내지 34-3)의 각각을 렌즈 경통(60)의 경사부(63-1 내지 63-3)의 전체면에 접촉시킨 것으로 한다. 그러면, 렌즈 경통(60)은 렌즈 홀더(30) 내에 압입되므로, 쿠션재(40)가 그 탄성력에 의해 압축된다. 따라서, 광학 렌즈(50)가 렌즈 홀더(30)의 플랜지면(33)측으로 이동한다. 이 도6b에 도시한 상태로 렌즈 경통(60)을 좌회전시킨 것으로 한다. 이 상태를 도시하고 있는 것이 도6c이다. 좌회전시킴으로써 렌즈 홀더(30)의 경사부(34-1 내지 34-3)와, 렌즈 홀더(60)의 경사부(63-1 내지 63-3)가 서로 접촉하는 영역이 작아져 가고, 렌즈 경통(60)은 렌즈 홀더(30)로부터 인출된다. 그 결과, 쿠션재(40)는 그 탄성력에 의해 팽창한다. 따라서, 광학 렌즈(50)가 렌즈 홀더(30)의 플랜지면(33)으로부터 렌즈 경통(60)측으로 이동한다. 이와 같이 해서, 광학 렌즈 유닛에 있어서의 광학 렌즈의 초점 위치를 조정할 수 있다.
상기와 같은 방법에 의해서도 쿠션재(40)에 대한 압박력을 제어할 수 있다. 또, 도6d에 도시한 바와 같이, 쿠션재(40) 대신에 스프링(41)을 사용한 구성의 광학 렌즈 유닛에도 적용할 수 있음은 물론이다.
다음에, 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 광학 렌즈 유닛에 대하여 도7a 내지 도7c를 참조하여 설명한다. 도7a는 광학 렌즈의 초점 위치 조정 기구를 갖는 광학 렌즈 유닛을 구성하는 각 부재의 사시도이고, 도7b, 도7c는 각 부재의 조립후의 광학 렌즈 유닛의 단면 구성도이다.
본 실시 형태는 상기 제1 내지 제5 실시 형태와 같이 탄성 부재[쿠션재(40), 스프링(41) 등]를 사용하지 않고, 또한 나사식 회전 기구를 사용하지 않고 광학 렌즈의 초점 위치를 조정할 수 있는 광학 렌즈 유닛에 대하여 설명하는 것이다.
도시한 바와 같이, 광학 렌즈 유닛(20)은 렌즈 홀더(30)와, 광학 렌즈(50)와, 렌즈 경통(60)을 구비하고 있다.
렌즈 홀더(30)는 바닥면(33)[플랜지면(33)]의 일부에 광축(3)이 통과하는 개구(31)를 갖는 원통부를 갖고 있다. 그리고, 바닥면에는 그 원주 방향을 따른 3군데의 경사부(35-1 내지 35-3)를 갖고 있다.
광학 렌즈(50)는 모서리부를 갖고 있고, 상기 렌즈 홀더(30)의 원통 내의 플랜지면(33) 상에 형성되어 있다. 이 광학 렌즈(50)에 있어서의 모서리부의 플랜지면(33)에 접촉하는 면에는 그 원주 방향을 따른 3군데의 경사부(51-1 내지 51-3)가렌즈 홀더(30)의 경사부(35-1 내지 35-3)에 대응하도록 하여 형성되어 있다. 또, 모서리부의 플랜지면(33)에 접촉하지 않는 면에는 3개의 돌기(52-1 내지 52-3)가 대략 등간격으로 돌출 형성되어 있다. 그리고, 광학 렌즈(50)의 경사부(51-1 내지 51-3)가 각각 렌즈 홀더(30)의 경사부(35-1 내지 35-3)에 접촉하도록 하고, 광학 렌즈(50)가 렌즈 홀더(30) 내에 적재된다.
렌즈 경통(60)은 광축이 존재하는 영역에 뚫려 형성된 개구를 갖고 있고, 광학 렌즈(50)의 돌기(51-1 내지 51-3)에 끼워 맞춰져 있다.
상기 구성에 있어서, 광원(4)으로부터 발하여진 빛은 광학 렌즈(50)에 의해 집광되고, 렌즈 홀더(30)의 개구(31)를 통해서 결상면(5)에 상을 맺는다.
다음에, 광학 렌즈(50)의 초점 위치의 조정 방법에 대하여 도7b 및 도7c를 참조하면서 설명한다. 도7b는 광학 렌즈의 초점 위치를 멀리했을 때, 그리고 도7c는 가까이했을 때의 광학 렌즈 유닛의 단면도이다.
초점 위치를 조정하려면, 렌즈 경통(60)을 그 원주 방향을 따라서 회전시킴으로써 행한다. 렌즈 경통(60)을 회전시키면, 돌기(52-1 내지 52-3)에 끼워 맞춰져 있으므로, 광학 렌즈(50)도 렌즈 홀더(30) 내에 있어서 마찬가지로 종동한다. 이와 같이, 광학 렌즈(50)를 플랜지면(33)에 접촉시킨 상태로 원주 방향을 따라서 회전시킴으로써, 광학 렌즈(50)를 렌즈 홀더(30)에 대하여 광축(3)을 따른 방향으로 이동시킨다. 도7b는 초점 위치를 멀리한 상태를 도시하고 있다. 예를 들어, 광학 렌즈(50)의 경사부(51-1 내지 51-3)의 각각을, 렌즈 홀더(30)의 경사부(35-1 내지 35-3)에 전체면이 접촉하도록 한 것으로 한다. 그러면, 광학 렌즈(50)는 렌즈 홀더(30) 내에 압입된다. 이 도7b에 도시한 상태로 렌즈 경통(60)을 우회전시킨 것으로 한다. 이 상태를 도시하고 있는 것이 도7c이다. 우회전시킴으로써 렌즈 홀더(30)의 경사부(35-1 내지 35-3)와, 광학 렌즈(50)의 경사부(51-1 내지 51-3)가 서로 접촉하는 영역이 작아져 가고, 광학 렌즈(50)는 렌즈 홀더(30)로부터 인출된다. 이와 같이 해서, 광학 렌즈 유닛에 있어서의 광학 렌즈의 초점 위치를 조정할 수 있다.
상기와 같은 구성 및 방법에 따르면, 탄성 부재를 사용하지 않으므로, 한층 더 광학 렌즈 유닛의 구성을 간단화할 수 있다. 따라서, 광학 렌즈 유닛의 제조 비용을 저감할 수 있는 동시에, 조립 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 광학 렌즈 유닛에 대하여 도8a, 도8b를 참조하여 설명한다. 도8a는 광학 렌즈의 초점 위치 조정 기구를 갖는 광학 렌즈 유닛을 구성하는 각 부재의 사시도이고, 도8b는 도8a를 다른 각도에서 보았을 때의 광학 렌즈 유닛을 구성하는 부재의 일부 사시도이다.
광학 렌즈 유닛에는 그 용도에 따라서는 일정한 파장 영역을 제거하거나, 또는, 통과시키는 칼라 필터가 사용되는 경우가 있다. 본 실시 형태는 상기 제6 실시 형태에 있어서, 이러한 칼라 필터를 광학 렌즈 유닛 내에 수납한 것이다.
도시한 바와 같이, 렌즈 홀더(30)는 바닥면(33)의 일부에 광축(3)이 통과하는 개구(도시 생략)를 갖는 원통부를 구비하고 있는데, 이 개구를 피복하도록 하여 바닥면[플랜지면(33)] 상에 칼라 필터(36)가 설치되어 있다. 그리고, 플랜지면(33) 상에 칼라 필터(36)를 배치했을 때의 빈 영역이 되는 플랜지면(33)의4군데의 영역에 원주 방향을 따른 경사부(35-1 내지 35-4)가 형성되어 있다.
광학 렌즈(50)의 모서리부에는 렌즈 홀더(30)의 경사부(35-1 내지 35-4)에 대응하는 4개의 경사부[도8a, 도8b에서는 도면의 사정상, 3개의 경사부(51-1 내지 51-3)만을 도시함]가 형성되어 있다.
상기와 같이, 플랜지면(33)의 빈 영역에 4개의 경사부(35-1 내지 35-4)를 형성하는 것의 효과에 대하여 이하에 기술한다.
광학 렌즈 유닛에 칼라 필터를 사용하는 것은 일반적으로 행해지고 있는 일이기는 하지만, 통상의 칼라 필터는 정방형의 형상으로 제조된다. 따라서, 비용면을 고려하면, 광학 렌즈 유닛에 있어서도 정방형의 형상의 칼라 필터를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 렌즈 홀더(30)의 플랜지면(33)에 합치하는 원형 형상의 것을 사용하게 되면, 특별히 광학 렌즈용으로서 칼라 필터를 제조해야 하고, 비용이 높아지기 때문이다.
또, 칼라 필터가 렌즈 홀더(30)와 결상면(5) 사이의 영역에 설치되는 것은 바람직하지 않다. 칼라 필터의 단부면 부분은 먼지의 발생 부분이 될 수 있기 때문이다. 그래서, 칼라 필터는 결상면이 존재하는, 환언하면 광 센서가 존재하는 공간 외측에 설치할 필요가 있다.
그래서, 본 실시 형태에서는 우선 정방형의 칼라 필터(36)를 플랜지면(33) 상에 배치한다. 그리고, 칼라 필터(36)와 플랜지면(33)이 중합되지 않는 빈 영역에 경사부를 형성한다. 그러면, 필연적으로 경사부의 수는 4군데가 되는 것이다. 그 결과, 상기 두가지 요청을 만족시킬 수 있다.
또, 본 실시 형태는 어디까지나 칼라 필터의 형상에 맞추어 경사부를 형성하는 점에 요지가 있다. 따라서, 상기 설명한 바와 같이 정방형의 칼라 필터를 사용하여, 4군데의 빈 영역에 4개의 경사부를 형성하는 것이 가장 바람직한 실시 형태이기는 하지만, 이 경우로 한정되는 것도 아니다.
상기 제1 내지 제7 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 초점 위치 조정 기구를 구성하는 부품 갯수를 삭감함으로써 조립 공정을 간략화 및 광학 렌즈 유닛의 소형화를 도모할 수 있다. 즉, 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이 나사식 회전 기구를 채용하면서도, 쿠션재(40)의 압입 압력에 의해서 초점 위치를 조정하는 구성으로 함으로써, 부품 갯수를 삭감할 수 있다. 그리고, 나사가 설치되어 있는 공간과 결상면이 존재하는 공간을 분리할 수 있으므로, 상의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또, 플레어 등의 가짜 신호의 발생을 억제하여 상의 대비를 향상시킬 수 있다.
또, 제2 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 예를 들어 렌즈 덮개(70)에 의해서 렌즈 경통(60)을 압입함으로써, 나사식 회전 기구를 생략할 수 있다. 이 나사식 회전 기구를 생략 가능함으로써, 광학 렌즈 유닛의 제조 비용을 대폭 삭감할 수 있다. 왜냐하면, 금형 성형 등에 의해서 나사를 형성하는 것은 단순히 비용이 높은 데다가, 기술적으로도 곤란했기 때문이다. 또, 나사식 회전 기구를 생략할 수 있으면, 조립 공정을 간략화하고, 조립시에 발생하는 특성의 편차를 억제할 수도 있다. 또한, 나사의 마모 부스러기의 문제를 해소할 수 있다. 이와 같이 나사를 생략한 초점 위치 조정 기구를 실현함으로써, 광학 렌즈 유닛의 제조면 및 광학 렌즈 유닛 그 자체의 초점 위치 조정 능력면에 있어서 큰 이익을 얻게 된다.
또, 제3 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 쿠션재(40) 대신에 스프링(41)을 사용할 수도 있다. 스프링(41)을 플랜지(33)와 일체 성형하면, 부품 갯수를 한층 더 삭감하는 것이 가능하다. 또, 쿠션재(40)를 대신하는 것은 탄성을 갖는 것이면 한정되는 것은 아니다. 여기서, 이 탄성 부재의 재질에 대하여 설명한다. 탄성 부재로서는 전술한 바와 같이 광학 렌즈 유닛과 동일한 굴절율을 갖는 흑색광 흡수체인 탄성 부재를 사용하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 결상면에 맺어지는 상에, 미광 등이 나쁜 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 이 재질로서는, 구체적으로는 고무, 수지, 스프링 등을 예로 들 수 있다. 또, 탄성 부재의 렌즈 경통(60)에 대한 탄성 변형비가 1 : 10 내지 1 : 100 이상, 즉 탄성 변형율이 1/10 내지 1/100 이하인 재질을 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우에는 초점 위치 조정을 위해서 렌즈 경통(60)을 이동시켰을 때, 실질적으로 탄성 부재만을 탄성 변형시킬 수 있다. 이에 의해, 광학 렌즈(50)의 탄성 변형을 최소한으로 억제할 수 있고, 광학 렌즈 유닛이 형성하는 상의 신뢰성을 향상시킬 수 있기 때문이다.
또, 광학 부품을 고정하기 위한 기술로서는 광학 부품을 부착하는 면에 탄력성이 있는 스프링형의 링을 사용하는 경우가 있다. 이러한 링은 주로 그 고정 위치가 중요하지 않은 평면 필터 등에 사용되고 있다. 그러나, 그 목적으로 하는 바는, 필터의 부착 부품에 대한 부착 압력의 완화 등이며, 광학 렌즈의 초점 위치의 조정을 문제로 하는 것은 아니었다.
또, 본 실시 형태에 있어서의 쿠션재는 상기의 평면 필터에 사용하는 스프링형의 부착링과는 달리, 광학 렌즈와 결상면으로 둘러싸인 공간을 외부와 차단하는 역할을 한다. 동시에 압박력이 광학 렌즈의 주변부에 균등하게 가해지고 있어, 광학 렌즈 유닛의 초점 조정 기능의 향상, 및 광학 렌즈 유닛이 맺는 상의 신뢰성의 향상에 기여하고 있다.
또, 제4, 제5 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 렌즈 덮개(70)와 초점 조정 슬라이드판(73)에 형성한 경사부나, 렌즈 홀더(30)와 렌즈 경통(60)에 형성한 경사부에 의해서, 평행 동작이나 회전 동작을 렌즈 경통(60)의 렌즈 홀더(30) 내로의 압박력으로 변환함으로써, 초점 거리의 미소한 조정이 가능해진다.
휴대 전화 등의 휴대 기기에 사용되는 이미지 센서에 대한 촬상 직경은 매년 축소화되고 있다. 이러한 미소 광학계에 사용되는 광학 렌즈에 직접 부하를 부여하는 것은 광학 렌즈를 손상시키는 일로도 되기 쉬우므로, 바람직한 것은 아니다. 그러나, 상기 제4, 제5 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 광학 렌즈(50)를 직접 압박하는 것이 아니라, 초점 조정 슬라이드판의 횡방향으로의 슬라이드나, 렌즈 경통(60)의 회전을 압박력으로 변환함으로써, 광학 렌즈에의 부하를 저감할 수 있다. 또, 본 명세서 내에서 일컫는「초점 위치 조정」이라 함은, 광학 렌즈의 특성 편차를 보정하기 위한 조정에 불과하며, 핀트 조정 등에 사용되는 것은 아니다. 또, 상기 이미지 센서에서 사용되는 렌즈의 초점 거리 및 그 이동량이 짧다는 특징이 있다. 따라서, 초점 위치 조정 범위는 탄성 부재[쿠션재(40), 스프링(41) 등]의 탄성 변형 범위로 충분히 만족하는 것이다. 이 조정 범위는 예를 들어 수 ㎛ 내지 수십 ㎛ 정도의 것이다. 그리고, 전술한 바와 같이 휴대 기기에서 사용되는미소 광학계에서는 복수의 렌즈군이 사용되는 일은 드물며, 싱글 렌즈가 사용되는 경우가 일반적이다. 따라서, 상기 제1 내지 제7 실시 형태에서는 광학 렌즈가 한 장인 광학 렌즈 유닛에 대하여 설명해 왔다. 그러나, 휴대 기기에 사용되는 이미지 센서라도, 복수의 광학 렌즈로 이루어지는 광학 렌즈군을 사용하는 경우가 있다. 이러한 광학 렌즈 유닛에도 본 발명은 적용할 수 있다. 본예에 대하여 도시하고 있는 것이 도9a이다. 도시한 바와 같이, 2장의 광학 렌즈(53, 54)가 보유 지지 부재(80)에 의해서 보유 지지되어 있고, 이 2장의 광학 렌즈(53, 54)는 일체적으로 동작한다. 또, 광학 렌즈에 착안하여 거듭 설명하면, 모서리부를 갖지 않은 광학 렌즈를 사용하는 경우에도 본 발명은 당연히 적용된다. 도9b는 모서리부를 갖지 않은 광학 렌즈를 사용한 광학 렌즈 유닛을 구성하는 각 부재의 사시도이고, 도9c는 각 부재의 조립후의 광학 렌즈 유닛의 단면 구성도이다. 도시한 바와 같이, 보유 지지 부재(90)가 모서리부가 없는 광학 렌즈(50)의 주변부를 끼워 넣도록 하여 보유 지지하고 있다. 그리고, 이 보유 지지 부재(90)가 쿠션재(40) 및 렌즈 경통(60)에 접촉하고 있다. 이와 같이, 모서리부가 없는 렌즈이더라도 본 발명은 적용 가능하며, 또한 광학 렌즈의 장수가 적은 광학 렌즈 유닛에 있어서, 본 발명의 효과는 현저하게 나타나는 것이다.
그리고, 상기 제6, 제7 실시 형태에서는 제5 실시 형태에서 설명한 경사부를, 렌즈 홀더(30)의 플랜지면(33)과 광학 렌즈(50)에 형성하고 있다. 그리고, 플랜지면(33)과 광학 렌즈(50)의 회전에 의해서 직접 광학 렌즈(50)의 초점 위치 조정을 행하고 있다. 이로 인해, 탄성 부재를 설치할 필요가 없으며, 광학 렌즈를구성하는 부품의 갯수를 한층 더 삭감할 수 있다. 또, 칼라 필터를 삽입하는 경우에도 일반적으로 사용되는 정방형의 형상의 것을 사용할 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 요지는, 우선 탄성 부재의 탄성 변형에 의해서 광학 렌즈의 위치 조정을 행하는 데 있다. 또, 렌즈 경통을 렌즈 홀더 내에 직접 압입함으로써 나사식 회전 기구를 생략하는 데 있다. 그리고, 탄성 부재의 탄성 변형이 아니라, 렌즈 경통과 광학 렌즈가 접촉하는 면에 형성한 경사부를 이용함으로써, 탄성 부재를 없애는 데 있다. 상기와 같은 방법에 의해 광학 렌즈 유닛의 구성을 간략화함으로써, 광학 렌즈 유닛의 소형화를 실현할 수 있다.
또, 탄성 부재를 압박하는 방법은 상기 제1 내지 제5 실시 형태에서 설명한 방법으로 한정되는 것은 아니다. 또, 제6 실시 형태에 있어서, 경사부(51-1 내지 51-3)는 광학 렌즈와 일체의 것으로서 설명했지만, 경사 부분을 다른 부재로 하여 광학 렌즈 유닛을 구성해도 문제없음은 물론이며, 다양한 변형이 가능하다.
다른 장점 및 변경들은 당업자에게 매우 명백하다. 그러므로, 본 발명은 그 넓은 태양에 있어서 본원에서 도시되고 설명된 특정 요소 및 예시적인 실시예로 제한되지 않는다. 따라서, 다양한 변경들이 첨부된 청구범위 및 그의 등가물에 의해 한정된 본 발명 개념의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면, 렌즈 초점 위치 조정 기구를 간략화하고, 소형화가 가능한 광학 렌즈 유닛을 제공할 수 있다.

Claims (17)

  1. 빛을 집광하는 광학 렌즈와,
    내주면에 상기 광학 렌즈의 한 쪽 표면부를 지지하는 지지부를 갖는 통형 렌즈 홀더와,
    상기 지지부와 상기 광학 렌즈 사이에 개재된 탄성 부재와,
    상기 렌즈 홀더 내에 상기 광학 렌즈의 광축 방향을 따라서 이동 가능하게 설치되고, 상기 렌즈 홀더와 함께 상기 광학 렌즈를 끼워 넣음으로써 상기 광학 렌즈를 보유 지지하며, 상기 광학 렌즈의 다른 쪽 표면의 외주부를 한 쪽 개구 단부에서 압박함으로써 상기 탄성 부재를 변형시켜 상기 광학 렌즈의 초점 위치를 제어하는 렌즈 경통을 포함하고,
    상기 탄성 부재는 굴절율이 상기 광학 렌즈와 실질적으로 동일한 흑색광 흡수체이고, 상기 광학 렌즈 및 상기 렌즈 홀더의 지지부에 밀착하여 설치되어 있으며, 상기 광학 렌즈의 일부에 입사한 미광을 흡수하는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈 유닛.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 탄성 부재는 고무, 수지 그룹으로 이루어지는 것 중 어느 하나를 주체로 하는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈 유닛.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 빛을 집광하고 그 외주부에 원주 방향을 따른 제1 경사부를 갖는 광학 렌즈와,
    내주면에 상기 광학 렌즈의 한 쪽 표면의 외주부를 지지하는 지지부를 갖고, 그 지지부에 상기 제1 경사부에 대응하는 원주 방향을 따라서 형성된 제2 경사부를갖는 통형 렌즈 홀더와,
    상기 렌즈 홀더 내에 상기 광학 렌즈의 광축 방향을 따라서 이동 가능하게 설치되고, 상기 광학 렌즈와 끼워 맞춰지며, 상기 광학 렌즈의 제1 경사부와 상기 렌즈 홀더의 제2 경사부를 접촉시킨 상태로 상기 광학 렌즈를 원주 방향으로 회전시킴으로써 상기 광학 렌즈의 초점 위치를 제어하는 렌즈 경통을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈 유닛.
  11. 제10항에 있어서, 상기 광학 렌즈와 상기 렌즈 홀더의 상기 지지부 사이에 개재하도록 하고 상기 광학 렌즈의 광축 상에 설치된 칼라 필터를 더 포함하고,
    상기 제1 경사부는 상기 칼라 필터와 중합되지 않는 영역의 상기 지지부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈 유닛.
  12. 제11항에 있어서, 상기 칼라 필터는 정방형의 형상을 갖고 있고, 상기 제1 경사부는 상기 지지부에 있어서의 상기 정방형의 4개의 변에 인접하는 4군데에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈 유닛.
  13. 빛을 집광하는 광학 렌즈와,
    내주면에 상기 광학 렌즈의 한 쪽 표면부를 지지하는 지지부를 갖는 통형 렌즈 홀더와,
    상기 지지부와 상기 광학 렌즈 사이에 개재된 탄성 부재와,
    상기 렌즈 홀더 내에 상기 광학 렌즈의 광축 방향을 따라서 이동 가능하게 설치되고, 상기 렌즈 홀더와 함께 상기 광학 렌즈를 끼워 넣음으로써 상기 광학 렌즈를 보유 지지하며, 상기 광학 렌즈의 다른 쪽 표면의 외주부를 한 쪽 개구 단부에서 압박함으로써 상기 탄성 부재를 변형시켜 상기 광학 렌즈의 초점 위치를 제어하는 렌즈 경통을 포함하고,
    상기 탄성 부재는 상기 렌즈 홀더의 지지부의 상기 광학 렌즈의 지지면에 대하여 소정의 각도로 경사진 플랩형의 스프링 구조이며, 상기 플랩형의 스프링 구조는 상기 렌즈 홀더의 일부에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈 유닛.
  14. 제1항 또는 제13항에 있어서, 상기 렌즈 홀더는 상기 렌즈 경통과 접촉하는 내주면을 따라서 형성된 제1 나사홈을 갖고,
    상기 렌즈 경통은 상기 제1 나사홈에 끼워 맞춰지는 제2 나사홈을 갖고, 상기 제1, 제2 나사홈에 의한 나사식 회전에 의해 상기 렌즈 홀더 내를 광축을 따라서 이동하며, 이에 의해 상기 광학 렌즈에의 압박력을 제어하는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈 유닛.
  15. 제1항 또는 제13항에 있어서, 한 쪽 면이 상기 렌즈 경통의 다른 쪽 개구 단부에 접촉하고 상기 개구를 피복하는 렌즈 덮개를 더 포함하고, 상기 렌즈 덮개가 상기 렌즈 경통에 압박력을 가함으로써 상기 렌즈 경통은 상기 렌즈 홀더 내를 광축을 따라서 이동하며, 이에 의해 상기 광학 렌즈에의 압박력을 제어하는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈 유닛.
  16. 제15항에 있어서, 상기 렌즈 덮개의 다른 쪽 면 상에 설치된, 상기 광축에 수직인 면에 대한 일정한 제1 경사부에 접촉하는 제2 경사부를 갖는 초점 조정 슬라이드판을 더 포함하고, 상기 초점 조정 슬라이드판이 상기 광축에 수직인 면에 대하여 평행 이동함으로써, 상기 렌즈 덮개를 거쳐서 상기 렌즈 경통에 압박력을 가함으로써, 상기 렌즈 경통은 상기 렌즈 홀더 내를 광축을 따라서 이동하며, 이에 의해 상기 광학 렌즈에의 압박력을 제어하는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈 유닛.
  17. 제1항 또는 제13항에 있어서, 상기 렌즈 홀더는 광원측의 한 쪽 개구 단부에 원주 방향을 따라서 형성된 일정한 제3 경사부를 갖고,
    상기 렌즈 경통은 상기 렌즈 홀더의 상기 한 쪽 개구 단부에 접촉하는 부분에, 원주 방향을 따라서 형성되고 상기 제3 경사부에 접촉하는 제4 경사부를 갖고,
    상기 렌즈 경통을 상기 렌즈 홀더에 대하여 상기 제4 경사부에 상기 제3 경사부가 접촉하면서 상기 원주 방향으로 회전시키고, 상기 렌즈 경통에 압박력을 가함으로써 상기 렌즈 경통은 상기 렌즈 홀더 내를 광축을 따라서 이동하며, 이에 의해 상기 광학 렌즈에의 압박력을 제어하는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈 유닛.
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