KR100755640B1

KR100755640B1 - 카메라 모듈의 포커싱 조정장치

Info

Publication number: KR100755640B1
Application number: KR1020060098595A
Authority: KR
Inventors: 박주성
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2006-10-10
Filing date: 2006-10-10
Publication date: 2007-09-04

Abstract

카메라 모듈의 포커싱 조정장치를 제공한다.

본 발명은, 적어도 하나의 렌즈를 구비하는 렌즈배럴을 하우징에 대하여 광축방향으로 이동시켜 초점거리를 조정하는 장치에 있어서, 상기 렌즈배럴의 접촉단과 접하는 경사면과, 상기 하우징의 상부단과 접하는 하부수평면을 갖추어 상기 렌즈배럴과 하우징사이의 상하간격에 배치하는 가동조정부; 상기 가동조정부를 광축과 직교하는 방향으로 수평이동시키는 외력을 제공하여 상기 상하간격의 크기를 가변시키는 구동부 ; 를 포함한다.

본 발명에 의하면, 포커싱 조정작업후 렌즈배럴의 유동이나 잔류응력이 발생되지 않으며, 포커싱 조정작업을 보다 간편하고 정밀하게 수행할 수 있다.

카메라 모듈, 렌즈배럴, 하우징, 포커싱, 경사면, 가동부재

Description

카메라 모듈의 포커싱 조정장치{A Device for Adjusting the Focusing of Camera Module}

도 1는 일반적인 나사 조립형 카메라 모듈을 도시한 종단면도이다.

도 2는 일반적인 무사나 조립형 카메라 모듈을 도시한 종단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 포커싱 조정장치를 도시한 평면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 포커싱 조정장치를 도시한 종단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 포커싱 조정장치에 채용되는 가동부재와 접촉단이 면접촉하는 상세도이다.

도 6은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 포커싱 조정장치에 채용되는 가동부재와 접촉단이 선접촉하는 상세도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1a : 카메라 모듈 10a : 렌즈배럴

20a : 하우징 13a : 접촉단

110 : 가동조정부 110a,110b : 제1,2 가동부재

120 : 구동부 121a,121b : 제1,2 연결바

122 : 스크류부재 123 ; 모터부재

본 발명은 카메라 모듈의 포커싱을 조정하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 렌즈배럴과 하우징이 무나사로 조립되는 카메라 모듈에서 포커싱 조정작업을 보다 간편하고 정밀하게 수행할 수 있는 카메라 모듈의 포커싱 조정장치에 관한 것이다.

일반적으로 휴대폰, PDA, 휴대용 PC 등과 같은 휴대 통신단말기는 최근 문자 또는 음성 데이터를 전송하는 것뿐만 아니라 화상 데이터 전송까지 수행하는 것이 일반화되어 가고 있다.

이러한 추세에 부응하여 화상 데이터 전송이나 화상 채팅 등을 할 수 있기 위해서 최근에 휴대 통신단말기에 카메라 모듈이 기본적으로 설치되고 있다.

도 1은 일반적인 나사 조립형 카메라 모듈을 도시한 종단면도로서, 나사조립형 카메라 모듈(1)은 도시한 바와 같이, 렌즈(L)가 내부공간에 배치되는 렌즈배럴(10)과, 상기 렌즈배럴(10)의 외부면에 형성된 수나부수(12)와 나사결합되는 암나사부(22)를 내부면에 형성한 하우징(20)을 포함한다.

상기 하우징(20)의 내부에는 IR필터(25)를 구비하며, 상기 하우징(20)의 하부단에는 상기 렌즈(L)를 통과한 피사체의 상이 결상되는 이미지 센서(미도시)를 일단부에 전기적으로 탑재한 기판(미도시)을 구비한다.

도 1에서 미설명 부호 26은 조리개이며, 27은 스페이서이며, 28은 압입링이다.

이러한 나사조립구조를 갖는 카메라 모듈(1)에서 포커싱을 조정하는 작업은 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 하우징(20)에 나사결합된 렌즈배럴(10)을 정방향 또는 역방향으로 회전시켜 광축방향으로 왕복이동시킴으로서 상기 렌즈(L)와 이미지 센서간의 초점거리를 최적의 조건으로 조절한 다음, 상기 렌즈배럴(10)과 하우징(20)사이의 임의부위를 UV본딩제로 도포하고, 이를 경화시켜 하우징(20)에 대하여 렌즈배럴(10)을 위치고정하였다.

그러나, 상기한 포커싱 조정작업시 상기 수나사부(12)와 암나사부(22)간의 마찰에 의하여 이물이 발생되고, 이때 발생된 이물에 의해서 화상품질이 저하될 수 있고, 정밀한 포커싱 작업을 위해서는 상기 수나사부(12)와 암나사부(22)간의 나사결합이 헐거움이나 빡빡함이 없도록 엄격한 치수관리가 요구되기 때문에, 금형제작 및 사출공정이 어렵고 이로 인하여 제조원가를 상승시키고 작업생산성을 저하시키는 원인으로 작용하였다.

따라서, 나사조립형 카메라 모듈(1)에서 얻을 수 있는 안정적인 체결상태의 유지와 포커싱 조정이 용이한 장점에도 불구하고 고가의 금형비와 사출공정의 어려움 및 나사결합부에서 발생하는 이물로 인하여 렌즈배럴과 하우징을 나사결합없이 조립하는 구조가 활발히 검토되고 있다.

도 2는 일반적인 무나사 조립형 카메라 모듈을 도시한 종단면도로서, 도시한 바와 같이, 상기 카메라 모듈(1a)은 렌즈가 배치되는 렌즈배럴(10a)이 하우징(20a)의 내부공으로 상부로부터 하부로 삽입되는 방식으로 조립된다.

이러한 카메라 모듈(1a)에서 상기 렌즈배럴(10a)에 구비되는 렌즈와 상기 하 우징의 하부단에 구비되는 이미지센서의 결상영역간의 초점거리를 조절하는 포커싱 조정작업은 상기 렌즈배럴(10a)의 상부단을 별도의 클램퍼(2)로서 화살표 A방향으로 클랭핑한 다음, 상기 클램퍼(2)를 렌즈배럴(10a)과 더불어 광축방향으로 상하이동시킴으로서 초점거리를 가변시키고, 최적의 조건으로 결정되면, 상기 렌즈배럴(10a)과 하우징(20a)사이의 임의부위를 UV본딩제로 도포하고, 이를 경화시켜 하우징(20a)에 대하여 렌즈배럴(10a)을 위치고정하였다.

그러나, 상기와 같은 포커싱 조정작업완료후 상기 렌즈배럴(10a)의 상단을 클램핑하고 있던 클램퍼(2)의 언클램핑시 발생하는 부하에 의해 상기 렌즈배럴(10a)이 움직이면서 포커싱 불량을 초래하여 화상불량을 초래하고, 이로 인하에 제품의 신뢰성을 저하시키게 된다.

또한, 상기 클램퍼(2)의 언클램핑시 상기 렌즈배럴(10a)에 잔류응력이 존재하게 되어 제품불량을 초래하고, 상기 클램퍼(2)를 상하이동시켜 포커싱을 조정하는 작업이 번거롭고 불편하여 작업생산성을 저하시키고, 정밀하고 미세한 포커싱 조정작업이 곤란하여 제품의 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 그 목적은 포커싱 조정작업후 렌즈배럴의 유동이나 잔류응력이 발생되지 않으며, 포커싱 조정작업을 보다 간편하고 정밀하게 수행할 수 있는 카메라 모듈의 포커싱 조정장치를 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 적어도 하나의 렌즈를 구비하는 렌즈배럴을 하우징에 대하여 광축방향으로 이동시켜 초점거리를 조정하는 장치에 있어서, 상기 렌즈배럴의 접촉단과 접하는 경사면과, 상기 하우징의 상부단과 접하는 하부수평면을 갖추어 상기 렌즈배럴과 하우징사이의 상하간격에 배치하는 가동조정부; 상기 가동조정부를 광축과 직교하는 방향으로 수평이동시키는 외력을 제공하여 상기 상하간격의 크기를 가변시키는 구동부 ; 를 포함함을 특징으로 하는 카메라 모듈의 포커싱 조정장치를 제공한다.

바람직하게, 상기 접촉단은 상기 경사면과 선접촉되는 직각단면상으로 구비된다.

바람직하게, 상기 접촉단은 상기 경사면과 면접촉되는 또다른 경사면으로 구비된다.

보다 바람직하게, 상기 접촉단의 경사면은 상기 가동조정부의 경사면과 동일한 경사각도로 구비된다.

바람직하게, 상기 접촉단은 상기 하우징의 내경과 외경사이의 중앙영역에 배치된다.

바람직하게, 상기 가동조정부는 상기 광축을 중심으로 하여 원주방향으로 등간격을 두고 배치되는 제1,2 가동부재로 구비되고,

상기 구동부는 상기 제1,2 가동부재와 연결되는 제1,2 연결바와, 상기 제1,2 연결바에 각각 나사결합되는 왼나사부와 오른나사부를 양단에 각각 구비하는 스크 류부재 및 상기 스크류부재를 회전구동시키는 모터부재를 포함한다.

보다 바람직하게, 상기 제1,2 연결바사이에는 직선이동을 안내하는 안내봉을 적어도 하나 구비한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 포커싱 조정장치를 도시한 평면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 포커싱 조정장치를 도시한 종단면도이다.

본 발명의 포커싱 조정장치(100)는 도 3과 도 4에 도시한 바와 같이, 하우징(20a)의 내부공에 나사결합없이 삽입된 렌즈배럴(10a)을 광축방향으로 이동시키는 포커싱 조정작업을 간편하고 정밀하게 수행할 수 있는 것으로, 이는 가동조정부(110) 및 구동부(120)를 포함하여 구성된다.

상기 가동조정부(110)는 상기 렌즈배럴(10a)과 하우징(20a)사이의 상하간격(G)에 배치되는 가동구조물이다.

이러한 가동조정부(110)의 상단 내측에는 상기 하우징(20a)의 상부로 외부노출되는 렌즈배럴(10a)의 접촉단(13a)과 접하는 경사면(112)을 갖추고, 상기 하우징(20a)의 상부단과 대응하는 하부에는 상기 하우징(20a)의 상부면과 면접하는 하부수평면(114)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 가동조정부(110)는 상기 광축(O)을 중심으로 하여 원주방향으로 등간격을 두고 배치되는 제1,2 가동부재(110a)(110b)로 구비되는 것으로 예시하 고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 구동부(120)는 상기 가동조정부(110)를 광축(O)과 직교하는 방향으로 수평이동시키는 외력을 제공하여 상기 상하간격(G)에 배치된 가동조정부(110)를 수평이동시킴으로서 상기 상하간격(G)의 크기를 넓히거나 좁힐 수 있는 것이다.

이러한 상기 상하간격(G)의 크기변화는 위치고정된 하우징(20a)에 대하여 렌즈배럴(10a)의 상하이동에 의해서 이루어짐으로서 상기 렌즈배럴(10a)에 구비되는 렌즈와 상기 하우징(20a)에 구비되는 이미지센서간의 초점거리를 조정하는 것이다.

여기서, 상기 구동부(120)는 상기 가동조정부(110)를 구성하는 제1,2 가동부재(110a)(110b)와 일단이 일체로 연결되는 제1,2연결바(121a)(121b)를 갖추고, 상기 제1,2 연결바(121a)(121b)의 타단에 형성된 나사공(125a)(125)에 각각 나사결합되는 왼나사부(122a)와 오른나사부(122b)를 좌우양단에 각각 구비하는 일정길이의 스크류부재(122)를 갖추며, 상기 스크류부재(122)의 일단부에는 이를 정방향 또는 역방향으로 회전구동시키는 모터부재(123)를 포함한다.

그리고, 상기 제1,2 연결바(121a)(121b)사이에는 상기 모터부재(123)의 회전구동시 상기 제1,2가동부재(110a)(110b)와 더불어 직선이동되는 제1,2연결바(121a)의 안내이동을 안정적으로 유도하도록 안내봉(124)을 구비하며, 상기 안내봉(124)의 좌우양단은 상기 제1,2연결바(121a)(121b)의 타단부근에 형성되는 안내공(126a)(126b)에 각각 조립된다.

이에 따라, 상기 모터부재(123)의 모터축이 정방향 또는 역방향으로 회전구동되면, 상기 스크류부재(122)의 왼나사부(122a)(122b)와 나사결합된 제1,2,연결 바(121a)(121b)는 동시에 벌어지거나 오므려지면서 상기 제1,2 연결바(121a)(121b)에 구비된 제1,2가동부재(110a)(110b)를 내측으로 이동시키거나 외측으로 이동시킬 수 있는 것이다.

한편, 상기 렌즈배럴(10a)의 접촉단(13a)은 상기 하우징(20a)의 상부로 노출되는 렌즈배럴(10a)의 상단에 외주방향으로 돌출되도록 구비됨과 동시에 상기 하우징(20a)의 내경과 외경사이의 중앙영역에 배치되는 것이 바람직하다.

상기 접촉단(13a)은 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 가동조정부(110)의 경사면(112)과 면접촉되어 상기 경사면(112)을 따라 슬라이딩되는 또다른 경사면으로 구비되는 것이 바람직하며, 이때, 상기 접촉단(13a)으 경사면은 상기 가동조정부(110)의 경사면과 동일한 경사각도로 구비되어야 한다.

또한, 상기 접촉단(13a)은 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 가동조정부(110)의 경사면(112)과 선접촉되어 상기 경사면(112)을 따라 슬라이딩되는 직각단면상으로 구비될 수도 있다.

상기한 구성을 갖는 포커싱 조정장치(100)를 이용하여 카메라 모듈(1a)의 하우징(20a)에 나사결합없이 삽입된 렌즈배럴(10a)을 광축방향으로 왕복이동시켜 포커싱을 조정하는 작업은 먼저, 도 3과 4에 도시한 바와 같이, 가동조정부(110)를 구성하는 제1,2가동부재(110a)(110b)를 상기 렌즈배럴(10a)과 하우징(20a)사이의 상하간격(G)에 배치하고, 이들은 원주방향으로 180도의 간격을 두고 각각 배치된다.

이때, 상기 제1,2 가동부재(110a)(110b)은 그 내부면과 상기 렌즈배럴(10a) 의 외부면과의 사이에 일정크기의 간격(d)을 형성하도록 배치되고, 상기 제1,2 가동부재(110a)(110b)의 각 경사면(112)은 상기 렌즈배럴(10a)의 상단외측테두리에 돌출형성되고 경사면 또는 직각단면상으로 구비되는 접촉단(13a)과 면접촉 또는 선접촉되고, 하부수평면(114)은 상기 하우징(20a)의 상부단에 면접하게 된다.

이러한 상태에서, 상기 구동부(120)의 모터부재(123)가 정방향으로 회전되어 상기 스크류부재(122)가 정방향으로 회전되면, 상기 스크류부재(122)의 좌우양단에 형성된 왼나사부(122a)(122b)와 각각 나사결합된 제1,2 연결바(121a)(121b)는 서로 오므려지는 방향으로 동시에 수평이동된다.

이에 따라, 상기 제1,2 연결바(121a)(121b)에 구비되는 제1,2가동부재(110a)(110b)는 광축(O)과 직교하는 방향으로 수평이동되면서 상기 경사면(112)과 접하는 렌즈배럴(10a)을 고정된 하우징(20a)에 대하여 상부로 일정 변위량(h)으로 상승시킬 수 있는 것이다.

연속하여, 상기 렌즈배럴(10a)이 일정 변위량(h)으로 상승되면, 이미지센서의 결상영역으로부터 렌즈배럴(10a)의 상단까지 측정되는 초기높이(H)는 조정높이(H')로 높아짐으로서, 상기 렌즈배럴(10a)에 구비되는 렌즈와 이미지 센서간의 초점거리를 조절하는 포커싱 조정작업을 수행하게 되고, 이러한 포커싱 조정작업을 상기 모터부재의 정밀한 회전구동에 의해서 정밀하고 간편하게 이루어질 수 있는 것이다.

한편, 상기 제1,2 가동부재(110a)(110b)의 내부면과 상기 렌즈배럴(10a)의 외부면과의 사이에 형성되는 간격(d)에 대한 상기 렌즈배럴(10a)의 광축방향 변위 량(h)은 하기 수학식과 같이 상기 제1,2 가동부재(110a)(110b)에 형성되는 경사면(112)의 경사각도(α)에 의해서 결정된다.

<수학식1 >

h = tanα* d

여기서, h 는 렌즈배럴의 광축방향 변위량이고, α는 경사면의 경사각도이며, d 는 가동조정부의 내부면과 렌즈배럴의 외부면간의 간격이다.

그리고, 상기와 같은 포커싱 조정작업이 종료되면, 상기 렌즈배럴(10a)을 하우징에 대하여 레이저 용접융착이나 순간접착제에 의하여 상기 렌즈배럴(10a)의 움직임이 없도록 일시적으로 가접한 다음, 상기 렌즈배럴과 하우징(20a)이 서로 만나는 경계영역에 UV본딩제를 도포하고 이를 경화시킴으로서 하우징(20a_에 포커싱 조정완료된 렌즈배럴(10a)을 확고히 고정할 수 있는 것이다.

상기에서와 같이 본 발명에 의하면, 렌즈배럴과 하우징사이의 상하간격에 배치되는 가동조정부의 경사면을 이동대상물인 렌즈배럴의 접촉단과 접촉한 상태에서 구동부에서 제공되는 외력으로서 가동조정부를 광축과 직교하는 방향으로 수평이동시킴으로서, 렌즈배럴의 접촉단과 접촉하는 렌즈배럴을 위치고정된 하우징에 대하여 광축방향으로 이동시킬 수 있기 때문에, 포커싱 조정작업을 보다 간편하고 정밀하게 수행하에 제품의 신뢰성을 확보할 수 있고 작업생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 포커싱 조정작업시 종래와 같이 렌즈배럴의 외부면을 강한 힘으로 클 램핑할 필요가 없기 때문에 렌즈배럴에 잔류응력이 발생되지 않으며, 조정작업후 렌즈배럴의 이동이 발생되지 않아 포커싱 정밀도를 보다 향상시킬 수 있고, 포커싱 조정작업을 안정적으로 수행할 수 있는 효과가 얻어진다.

Claims

적어도 하나의 렌즈를 구비하는 렌즈배럴을 하우징에 대하여 광축방향으로 이동시켜 초점거리를 조정하는 장치에 있어서,

상기 렌즈배럴의 접촉단과 접하는 경사면과, 상기 하우징의 상부단과 접하는 하부수평면을 갖추어 상기 렌즈배럴과 하우징사이의 상하간격에 배치하는 가동조정부;

상기 가동조정부를 광축과 직교하는 방향으로 수평이동시키는 외력을 제공하여 상기 상하간격의 크기를 가변시키는 구동부 ; 를 포함함을 특징으로 하는 카메라 모듈의 포커싱 조정장치.
제1항에 있어서,

상기 접촉단은 상기 경사면과 선접촉되는 직각단면상으로 구비됨을 특징으로 하는 카메라 모듈의 포커싱 조정장치.
제1항에 있어서,

상기 접촉단은 상기 경사면과 면접촉되는 또다른 경사면으로 구비됨을 특징으로 하는 카메라 모듈의 포커싱 조정장치.
제3항에 있어서,

상기 접촉단의 경사면은 상기 가동조정부의 경사면과 동일한 경사각도로 구비됨을 특징으로 하는 카메라 모듈의 포커싱 조정장치.
제1항에 있어서,

상기 접촉단은 상기 하우징의 내경과 외경사이의 중앙영역에 배치됨을 특징으로 하는 카메라 모듈의 포커싱 조정장치.
제1항에 있어서,

상기 가동조정부는 상기 광축을 중심으로 하여 원주방향으로 등간격을 두고 배치되는 제1,2 가동부재로 구비되고, 상기 구동부는 상기 제1,2 가동부재와 연결되는 제1,2 연결바와, 상기 제1,2 연결바에 각각 나사결합되는 왼나사부와 오른나사부를 양단에 각각 구비하는 스크류부재 및 상기 스크류부재를 회전구동시키는 모터부재를 포함함을 특징으로 하는 카메라 모듈의 포커싱 조정장치.
제6항에 있어서,

상기 제1,2 연결바사이에는 직선이동을 안내하는 안내봉을 적어도 하나 구비함을 특징으로 하는 카메라 모듈의 포커싱 조정장치.