KR20220161238A - 촬상 광학계용 프리즘 - Google Patents

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KR20220161238A
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 촬상 광학계용 프리즘은 빛의 입사가 이루어지는 입사면; 빛의 출사가 이루어지는 출사면; 상기 입사면을 통해 입사되는 빛을 상기 출사면으로 반사시키도록 구성되는 반사면; 및 상기 입사면과 상기 반사면의 경계부 또는 상기 출사면과 상기 반사면의 경계부에 형성되는 불연속부;를 포함한다.

Description

촬상 광학계용 프리즘{Prism for Optical Imaging System}
본 발명은 촬상 광학계의 광 경로를 변경하도록 구성된 프리즘에 관한 것이다.
촬상 광학계는 휴대용 단말기에 탑재될 수 있다. 그러나 스마트폰과 같은 형태의 휴대용 단말기는 대체로 박형화된 구조이므로, 긴 초점거리를 갖는 촬상 광학계의 탑재가 용이하지 않다. 굴곡형 촬상 광학계는 이러한 문제를 해소시킬 수 있도록 구성되었다. 예를 들어, 굴곡형 촬상 광학계는 프리즘을 이용하여 다수의 렌즈를 휴대용 단말기의 길이방향으로 배치시킬 수 있다. 그러나 이러한 촬상 광학계에 사용되기 위한 프리즘은 크기가 매우 작으므로 성형가공을 통한 제작이 어렵다. 따라서, 제작이 용이하면서 신뢰할 수 있는 광투과율 및 반사율을 갖는 프리즘이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제작이 용이하면서 신뢰할 수 있는 광투과율과 반사율을 갖는 프리즘을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 광학계용 프리즘은 빛의 입사가 이루어지는 입사면; 빛의 출사가 이루어지는 출사면; 상기 입사면을 통해 입사되는 빛을 상기 출사면으로 반사시키도록 구성되는 반사면; 및 상기 입사면과 상기 반사면의 경계부 또는 상기 출사면과 상기 반사면의 경계부에 형성되는 불연속부;를 포함한다.
본 발명은 제작이 용이하면서 신뢰할 수 있는 광투과율과 반사율을 갖는 프리즘을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 촬상 광학계용 프리즘의 사시도
도 2는 도 1에 도시된 프리즘의 측면도
도 3은 도 1에 도시된 프리즘의 다른 형태에 따른 측면도
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 촬상 광학계용 프리즘의 사시도
도 5는 본 발명의 제3실시 예에 따른 촬상 광학계용 프리즘의 사시도
도 6은 본 발명의 제4실시 예에 따른 촬상 광학계용 프리즘의 사시도
도 7은 본 발명의 제5실시 예에 따른 촬상 광학계용 프리즘의 사시도
도 8은 도 7에 도시된 프리즘의 정면도
도 9 내지 도 11은 도 6에 도시된 프리즘과 카메라 모듈의 브래킷 간의 결합관계를 나타낸 구성도
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 1 내지 도 3을 참조하여 제1실시 예에 따른 촬상 광학계용 프리즘을 설명한다.
본 실시 예에 따른 프리즘(101)은 대체로 직육면체 또는 정육면체를 대각 방향으로 이등분한 형태를 가진다. 프리즘(101)은 사각형상의 3개 면과 삼각형상의 2개 면을 포함한다. 예를 들어, 프리즘(101)의 입사면(110), 출사면(120), 반사면(130)은 사각형상이고, 프리즘(101)의 양 측면은 삼각형상이다.
프리즘(101)은 소정의 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 프리즘(101)은 제조 및 가공이 용이하도록 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 그러나 프리즘(101)의 재질이 플라스틱으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 휴대용 단말기에 장착 가능한 크기로 제작할 수 있는 범위에서, 프리즘(101)을 유리 재질로 제작할 수도 있다.
본 실시 예에 따른 프리즘(101)은 소정의 공정으로 제작될 수 있다. 예를 들어, 프리즘(101)은 가공품질을 신뢰할 수 있는 범위에서 사출성형에 의해 제작할 수 있다. 이와 같이 제작된 프리즘(101)은 별도의 연마 공정을 생략할 수 있으므로 프리즘(101)의 제조공정을 간소화시킬 수 있다.
프리즘(101)은 카메라 모듈에 장착이 용이하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프리즘(101)의 양 측면(140, 150)에는 카메라 모듈의 하우징 또는 브래킷과 결합할 수 있는 제1돌출부(146)가 형성된다. 제1돌출부(146)는 양 측면(140, 150)과 닮은 꼴 형태일 수 있다. 예를 들어, 제1돌출부(146)의 단면형상은 측면(140, 150)과 마찬가지로 삼각형일 수 있다. 제1돌출부(146)는 반사면(130)과 대체로 동일한 높이로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1돌출부(146)의 일단은 도 3에 도시된 바와 같이 반사면(130)과 연속되도록 형성될 수 있다.
프리즘(101)은 양 측면(140, 150)을 기준으로 반사면(130)의 위치를 조정할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프리즘(101)은 양 측면(140, 150)에 형성된 제1돌출부(146)를 중심으로 회전되어, 입사면(110)으로 입사되는 입사광의 각도 또는 출사면(120)으로부터 투사되는 투사광의 각도를 조정할 수 있다.
프리즘(101)은 사출성형에 따른 특유의 형상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 반사면(130)과 입사면(110)이 연결되는 경계부 및 반사면(130)과 출사면(120)이 연결되는 경계부에는 불연속부(170)가 형성될 수 있다. 불연속부(170)는 프리즘(101)의 폭 방향을 따라 길게 형성될 수 있다. 불연속부(170)는 소정의 단차를 갖는 단턱 또는 미세한 높이를 갖는 돌기 또는 선 형태일 수 있다.
참고로, 본 명세서 및 도면에서는 불연속부(170)가 반사면(130)의 가장자리에 형성되는 것으로 기재 및 도시되었으나, 프리즘(101)을 사출성형하는 금형의 유형에 따라 입사면(110)의 가장자리 또는 출사면(120)의 가장자리에 형성될 수도 있다.
프리즘(101)은 소정의 파면수차를 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 입사면(110) 및 출사면(120)은 대체로 동일한 크기의 파면수차를 갖도록 형성되고, 반사면(130)은 입사면(110) 및 출사면(120)보다 작은 파면수차를 갖도록 형성될 수 있다. 바람직하게는, 프리즘(101)의 입사면(110) 및 출사면(120)은 1/2λ의 파면수차를 갖도록 형성되고, 프리즘(101)의 반사면(130)은 1/4λ의 파면수차를 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 반사면(130)의 파면수차는 입사면(110) 및 출사면(120)의 파면수차의 1/2 크기로 형성될 수 있다. 이와 같이 구성된 프리즘(101)은 광 변로를 굴곡시킴에 따라 야기될 수 있는 수차를 경감시킬 수 있다.
본 실시 예에 따른 프리즘(101)은 도 3에 도시된 바와 같이 복수의 코팅층을 포함할 수 있다. 일 예로, 프리즘(101)의 입사면(110) 및 출사면(120)에는 반사방지층(220)이 형성될 수 있다. 다른 예로, 프리즘(101)의 반사면(130)에는 반사방지 및 적외선차단을 동시에 수행할 수 있는 코팅층(230)이 형성될 수 있다.
다음에서는 본 발명에 따른 촬상 광학계용 프리즘의 다른 형태를 설명한다. 참고로, 이하의 설명에서 전술된 실시 예와 동일 또는 유사한 구성은 전술된 실시 예와 동일한 도면부호를 사용하며, 해당 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략한다.
먼저, 도 4를 참조하여 제2실시 예에 따른 촬상 광학계용 프리즘을 설명한다.
본 실시 예에 따른 프리즘(102)은 대체로 직육면체 또는 정육면체를 대각 방향으로 이등분한 형태를 가진다. 프리즘(102)은 사각형상의 3개 면과 삼각형상의 2개 면을 포함한다. 예를 들어, 프리즘(102)의 입사면(110), 출사면(120), 반사면(130)은 사각형상이고, 프리즘(102)의 양 측면은 삼각형상이다.
본 실시 예에 따른 프리즘(102)은 복수의 모깍기 영역을 포함한다. 예를 들어, 입사면(110)과 반사면(130)이 연결되는 부분(131)과 반사면(130)과 출사면(120)이 연결되는 부분(132)은 소정의 각도(θ1, θ2)를 갖도록 형성된다. 상기 부분들(131, 132)은 도 2에 도시된 바와 같이 경사면(130)에 대해 둔각이 되도록 가공될 수 있다. 일 예로, 상기 부분들(131, 132)과 입사면(110) 및 출사면(120)이 형성하는 제1각도(θ1)는 90도일 수 있다. 다른 예로, 상기 부분들(131, 132)과 경사면(130)이 형성하는 제2각도(θ2)는 135도일 수 있다.
상기 부분들(131, 132)은 플레어 현상을 야기하지 않도록 형성될 수 있다. 일 예로, 상기 부분들(131, 132)에는 차광필름이 부착되거나 또는 차광도료가 도포될 수 있다. 다른 예로, 상기 부분들(131, 132)은 빛의 산란이 이루어질 수 있도록 거칠기를 갖는 형태로 가공될 수 있다.
프리즘(102)은 제1돌출부(146)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1돌출부(146)는 프리즘(102)의 양 측면(140, 150)에 형성될 수 있다. 제1돌출부(146)는 프리즘(102)을 고정 부재에 거치시키기 위한 수단으로 이용될 수 있다. 예를 들어, 제1돌출부(146)는 카메라 모듈의 브래킷에 형성된 단턱 또는 홈에 끼워질 수 있다.
도 5를 참조하여 제3실시 예에 따른 촬상 광학계용 프리즘을 설명한다.
본 실시 예에 따른 프리즘(103)은 대체로 직육면체 또는 정육면체를 대각 방향으로 이등분한 형태를 가진다. 프리즘(103)은 사각형상의 3개 면과 삼각형상의 2개 면을 포함한다. 예를 들어, 프리즘(103)의 입사면(110), 출사면(120), 반사면(130)은 사각형상이고, 프리즘(103)의 양 측면은 삼각형상이다.
프리즘(103)은 하나 이상의 모깍기 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 입사면(110)과 출사면(120)이 연결되는 부분(112)은 입사면(110) 또는 출사면(120)에 대해 둔각이 되도록 가공될 수 있다.
상기 부분(112)은 플레어 현상을 야기하지 않도록 형성될 수 있다. 일 예로, 상기 부분(112)에는 차광필름이 부착되거나 또는 차광도료가 도포될 수 있다. 다른 예로, 상기 부분(112)은 빛의 산란이 이루어질 수 있도록 거칠기를 갖는 형태로 가공될 수 있다.
아울러, 본 실시 예에 따른 프리즘(103)은 빛의 출사영역을 한정할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프리즘(103)의 출사면(120)은 도 5에 도시된 바와 같이 빛의 입사가 가능한 투광영역(20)과 빛의 입사를 차단할 수 있는 차광영역(22)을 포함할 수 있다.
투광영역(20)은 촬상 광학계를 구성하는 렌즈의 단면 형상과 대체로 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다. 구체적으로는, 투광영역(20)은 촬상 광학계에서 물체 측에 가장 가깝게 배치되는 렌즈(이하 제1렌즈라고 함)의 유효영역과 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다. 일 예로, 제1렌즈의 유효영역이 원형이면, 투광영역(20)도 원형으로 형성될 수 있다. 다른 예로, 제1렌즈의 유효영역이 타원 또는 양끝 부분적으로 절개된 원형이면, 투광영역(20)은 타원형으로 형성될 수 있다. 그러나 투광영역(20)의 형상이 제1렌즈의 유효영역의 형상으로 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 투광영역(20)은 제1렌즈의 유효영역의 형상과 관계없이 원형으로 형성될 수도 있다.
차광영역(22)은 출사면(120)에서 투광영역(20)을 제외한 부분에 형성될 수 있다. 차광영역(22)은 차광필름, 차광도료 등에 의해 형성될 수 있다. 이와 같이 형성된 차광영역(22)은 사진촬영에 불필요한 빛이 출사면(120)을 통해 출사 또는 반사되는 현상을 경감시킬 수 있다.
프리즘(103)은 제1돌출부(146)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1돌출부(146)는 프리즘(102)의 양 측면(140, 150)에 형성될 수 있다. 제1돌출부(146)는 프리즘(102)을 고정 부재에 거치시키기 위한 수단으로 이용될 수 있다. 예를 들어, 제1돌출부(146)는 카메라 모듈의 브래킷에 형성된 단턱 또는 홈에 끼워질 수 있다.
도 6을 참조하여 제4실시 예에 따른 촬상 광학계용 프리즘을 설명한다.
본 실시 예에 따른 프리즘(104)은 대체로 직육면체 또는 정육면체를 대각 방향으로 이등분한 형태를 가진다. 프리즘(104)은 사각형상의 3개 면과 삼각형상의 2개 면을 포함한다. 예를 들어, 프리즘(104)의 입사면(110), 출사면(120), 반사면(130)은 사각형상이고, 프리즘(104)의 양 측면은 삼각형상이다.
프리즘(104)은 측면(140, 150)에 복수의 돌출부(146, 148)가 형성된다. 측면(140, 150)에는 프리즘(104)의 폭 방향으로 연장되는 제1돌출부(146)가 형성되고, 제1돌출부(146)에는 제1돌출부(146)와 동일 방향으로 연장되는 제2돌출부(148)가 형성된다.
제1돌출부(146)와 제2돌출부(148)는 서로 다른 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 제1돌출부(146)의 면적은 제2돌출부(148)의 면적보다 클 수 있다. 다른 예로, 제1돌출부(146)의 길이(h1)는 제2돌출부(148)의 길이(h2)보다 클 수 있다. 제1돌출부(146)와 제2돌출부(148) 중 하나 이상은 카메라 모듈의 하우징 또는 프리즘 지지용 브래킷과 결합할 수 있다. 예를 들어, 제1돌출부(146)와 제2돌출부(148)는 카메라 모듈의 하우징 또는 브래킷에 형성된 복수의 단턱 또는 복수의 홈에 각각 끼워져, 하우징 또는 브래킷과 프리즘(104) 간의 견고한 결합을 형성할 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하여 제5실시 예에 따른 촬상 광학계용 프리즘을 설명한다.
본 실시 예에 따른 프리즘(105)은 대체로 직육면체 또는 정육면체를 대각 방향으로 이등분한 형태를 가진다. 프리즘(105)은 사각형상의 3개 면과 삼각형상의 2개 면을 포함한다. 예를 들어, 프리즘(105)의 입사면(110), 출사면(120), 반사면(130)은 사각형상이고, 프리즘(153)의 양 측면은 삼각형상이다.
프리즘(105)은 측면(140, 150)에 복수의 돌출부(146, 147, 149)가 형성된다. 측면(140, 150)에는 프리즘(105)의 폭 방향으로 연장되는 동일 형상의 제1돌출부(146)가 형성된다. 제1돌출부(146)에는 서로 다른 형상의 제2돌출부(147, 149)가 형성된다. 예를 들어, 제2돌출부(147)와 제2돌출부(149)의 단부 형상은 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 제2돌출부(147)의 단부는 곡면을 포함한 형태이고, 제2돌출부(149)의 단부는 제2돌출부(147)의 단부는 곡면을 포함하지 않는 형태일 수 있다. 본 실시 예에 따른 제2돌출부(147)의 단부는 대체로 반구 형상이다. 아울러, 제2돌출부(147)는 일 측으로 돌출된 돌기(1472)를 포함할 수 있다. 제2돌출부(149)의 단부는 평탄한 형태일 수 있다. 제2돌출부(147, 149)는 서로 다른 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 제2돌출부(147)의 길이(L1)는 제2돌출부(149)의 길이(L2)와 다를 수 있다. 본 실시 예에서 제2돌출부(147)의 길이(L1)는 제2돌출부(149)의 길이(L2)보다 길다.
다음에서는 도 9 내지 도 11을 참조하여 일 실시 예에 따른 프리즘과 카메라 모듈의 결합구조를 설명한다.
일 실시 예에 따른 프리즘(104)은 카메라 모듈에 탑재될 수 있다. 예를 들어, 프리즘(104)은 카메라 모듈에 구비된 전용 브래킷(200)에 장착될 수 있다. 브래킷(200)에는 프리즘(104)을 수용하기 위한 수용공간(250)이 형성된다. 수용공간(250)은 대체로 프리즘(104)과 동일 또는 유사한 형상과 크기를 가질 수 있다. 브래킷(200)의 측면에는 하나 이상의 제1구동수단(260)이 형성된다. 제1구동수단(260)은 프리즘(104)을 움직이기 위한 구동력을 발생시킬 수 있다. 참고로, 첨부된 도면에는 도시되어 있지 않으나, 프리즘(104)의 측면 또는 반사면에는 구동수단(260)과 상호 작용하기 위한 제2구동수단이 형성될 수 있다. 제1구동수단 및 제2구동수단은 자석과 코일을 포함할 수 있다.
브래킷(200)의 수용공간(210)에는 프리즘(104)의 돌출부와 결합하기 위한 구성이 형성될 수 있다. 예를 들어, 수용공간(210)의 양 측면에는 도 11에 도시된 바와 같이 홈(240)이 형성될 수 있다. 상기 홈(240)은 프리즘(104)의 제2돌출부(148)와 결합하여, 프리즘(104)의 안적정인 장착을 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.
102 프리즘
110 (프리즘의) 입사면
120 (프리즘의) 출사면
130 (프리즘의) 반사면
140, 150 (프리즘의) 측면

Claims (12)

  1. 빛의 입사가 이루어지는 입사면;
    빛의 출사가 이루어지는 출사면;
    상기 입사면을 통해 입사되는 빛을 상기 출사면으로 반사시키도록 구성되는 반사면; 및
    상기 입사면과 상기 반사면의 경계부 또는 상기 출사면과 상기 반사면의 경계부에 형성되는 불연속부;
    를 포함하는 촬상 광학계용 프리즘.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 불연속부는 단자를 갖는 단턱 또는 높이를 갖는 돌기 또는 선 형태인 촬상 광학계용 프리즘.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 입사면 및 상기 출사면에는 반사방지층이 형성되는 촬상 광학계용 프리즘.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 반사면에는 반사방지층과 적외선차단층이 형성되는 촬상 광학계용 프리즘.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 반사면은 상기 입사면 및 상기 출사면과 다른 파면수차를 갖도록 형성되는 촬상 광학계용 프리즘.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 입사면 및 상기 출사면과 상기 반사면이 연결되는 부분은 플레어 현상을 야기하지 않도록 차광도료로 도색되거나 또는 거칠기를 갖는 형태로 가공되는 촬상 광학계용 프리즘.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 출사면은 투광영역과 차광영역을 포함하는 촬상 광학계용 프리즘.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 투광영역은 원형 또는 타원형으로 형성되는 촬상 광학계용 프리즘.
  9. 제1항에 있어서,
    양 측면에 카메라 모듈의 하우징 또는 브래킷과 결합하도록 구성되는 제1돌출부가 형성되는 촬상 광학계용 프리즘.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1돌출부에 형성되고, 상기 제1돌출부와 동일 방향으로 연장되는 제2돌출부를 더 포함하는 촬상 광학계용 프리즘.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1돌출부의 면적은 상기 제2돌출부의 면적보다 큰 촬상 광학계용 프리즘.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1돌출부의 길이는 상기 제2돌출부의 길이보다 큰 촬상 광학계용 프리즘.
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