KR100951255B1

KR100951255B1 - 카메라 모듈의 렌즈 조립체

Info

Publication number: KR100951255B1
Application number: KR1020080067617A
Authority: KR
Inventors: 이영호; 박주성; 박영규
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2008-07-11
Filing date: 2008-07-11
Publication date: 2010-04-02
Also published as: US7755859B2; DE102008057879B4; KR20100007129A; US20100007972A1; DE102008057879A1

Abstract

본 발명에 따른 렌즈 조립체는, 소형 휴대기기에 장착되는 카메라 모듈의 렌즈 조립체에 있어서, 적어도 하나의 렌즈를 수용하며, 일측에 홀이 형성되는 몸체; 상기 홀에 광축과 실질적으로 평행한 방향으로 삽입되는 스크류 부재; 상기 몸체의 타측에 구비되어 광축과 실질적으로 평행한 방향으로 결합홀이 형성되며, 측면 일측에 가이드 홈이 형성되는 지지보스; 상기 지지보스의 결합홀에 결합되며 상기 몸체의 이동을 가이드하는 샤프트; 상기 샤프트의 대각방향으로 상기 몸체에 지지홈이 구비되고, 상기 지지홈에 결합하는 지지축; 및 일측은 상기 스크류 부재를 탄성적으로 밀착하여 상기 스크류 부재의 회전에 따라 이동하며, 타측은 상기 가이드 홈을 따라 유동 가능하도록 상기 샤프트에 결합하여 상기 몸체를 광축을 따라 이동시키도록 하는 가이드부재를 포함한다.

Description

카메라 모듈의 렌즈 조립체{LENS ASSEMBLY OF CAMERA MODULE}

본 발명은 카메라 모듈의 렌즈 조립체에 관한 것으로 더욱 상세하게는 이동통신 단말기 등과 같은 소형 휴대기기에 장착되는 카메라 모듈의 렌즈 조립체에 관한 것이다.

일반적으로, 카메라 모듈은 소형으로써 카메라폰이나 PDA, 스마트폰을 비롯한 휴대용 이동통신 기기와 다양한 IT 기기 등에 적용되고 있고 최근에는 이와 같은 기기들이 점점 소형화, 슬림화 되면서 카메라 모듈 자체의 크기도 점점 소형화되는 추세이다.

이와 같은 카메라 모듈은, CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 등의 이미지센서를 주요 부품으로 하여 제작되고 있으며 상기 이미지센서를 통하여 사물의 이미지를 집광시켜 기기내의 메모리상에 데이터로 저장되고, 저장된 데이터는 기기내의 LCD 또는 PC 모니터 등의 디스플레이 매체를 통해 영상으로 출력된다.

그리고 이동통신 단말기 등과 같은 소형 전자장치 등에 장착되는 카메라 모듈의 경우 자동초점조절(Auto-Focusing)이나 줌(Zoom) 기능 등을 수행할 수 있는 고사양의 카메라 모듈이 장착되고 있다.

도 1 및 도 2는 종래의 디지털 카메라 장치에 사용되는 줌 렌즈 배럴 어셈블리에 관한 것으로 본 발명인 소형 휴대기기에 내장되는 카메라 모듈과는 발명 분야가 전혀 상이하지만, 종래의 디지털 카메라 장치에 사용되는 줌 렌즈 배럴 어셈블리의 구조를 통해 소형화의 한계에 관하여 설명하고자 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 종래의 디지털 카메라 장치의 줌 렌즈 배럴 어셈블리는 대한민국 공개특허공보 제2007-0121304호에 개시된 기술이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 종래의 디지털 카메라 장치에 장착되는 줌 렌즈 배럴 어셈블리는 렌즈(200)를 구비하는 이동렌즈군(102)과, 클립기구(212), 그리고 리드스크류(116) 등을 포함한다.

상기 이동렌즈군(102)의 일측에는 정공(202, 203)이 형성되어 축(112)이 상기 정공(202, 204)에 끼워져서 이동렌즈군(102)의 광축 방향 이동을 안내한다.

그리고 클립 결합부(208)에는 클립기구(212)가 결합하고, 상기 클립기구(212)의 스크루 결합부(308)는 리드스크루(116)와 결합한다.

이때 상기 스크루 결합부(308)에는 나사산(214)이 형성되어 리드스크루(116)와 치합한다.

그리고 도 2에 도시된 바와 같이 클립기구(212)에 형성된 스프링 가이드 벽(302, 304)에 토션스프링(216)이 끼워지며 상기 토션스프링(216)의 한쪽 발(217)은 클립결합부(208)의 내측단에 지지되고 다른쪽 발(215)은 클립기구(216)의 보스(306)에 지지되어, 토션스프링(216)의 탄성력에 의해 스크루 결합부(308)가 리드 스크루(116)에 밀착되도록 탄성지지하는 구조이다.

도 1 및 도 2에 도시된 구조의 렌즈 배럴 어셈블리에서 토션스프링은 클립기구가 리드스크루와 견고하게 결합할 수 있도록 탄성력을 제공하므로, 토션스프링이 없으면 렌즈 구동 자체가 불가능하게 될 수 있다.

따라서 토션스프링은 렌즈 배럴 어셈블리의 구동에 있어서 반드시 필요한 구성요소라고 할 수 있다.

그러나, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 디지털 카메라 장치에 사용되는 렌즈 배럴 어셈블리의 경우에는 그 크기가 이동통신 단말기 등에 내장되는 카메라 모듈 보다 훨씬 크기 때문에 토션스프링을 작게 만들 필요가 없지만, 이동통신 단말기 등에 내장되는 카메라 모듈의 경우 그 크기가 매우 작기 때문에 비슷한 구조의 렌즈 배럴 어셈블리를 제작하기 위해서는 토션스프링 역시 매우 작게 제작하여야 한다.

그런데, 이동통신 단말기의 소형화 추세 등과 맞물려 이에 내장되는 카메라 모듈의 크기는 매우 작아질 수밖에 없기 때문에, 렌즈 배럴 어셈블리에 반드시 설치되어야 하는 토션스프링의 크기는 거의 육안으로 식별할 수 없을 정도로 작게 만들어야만 하는 문제점이 생긴다.

토션스프링을 그와 같이 작게 만드는 것 자체가 불가능할 뿐만 아니라 그와 같이 작게 만든다고 하더라도 충분한 탄성력을 발휘할 수도 없다는 문제점이 있다.

따라서 토션스프링 없이도 양호한 구동이 가능하면서 소형 제작이 가능하도록 하는 카메라 모듈에 관한 개발이 필요하게 되었다.

본 발명은 종래의 디지털 카메라 장치 등에 사용되는 렌즈 구동 장치에서 토션스프링을 제거하여 이동통신 단말기 등에 내장될 수 있도록 소형화된 크기의 카메라 모듈로의 제작이 가능하게 하고, 또 토션스프링 없이도 충분한 작동 신뢰성을 얻을 수 있도록 하는 카메라 모듈의 렌즈 조립체을 제공한다.

또한, 상기 가이드부재는, 몸통부와, 상기 몸통부로부터 연장되며, 상기 스크류 부재에 치합되는 안내돌기가 마련되는 고정지지부와, 상기 고정지지부로부터 연장되며, 상기 고정지지부가 상기 스크류 부재에 밀착되도록 탄성력을 제공하는 탄성지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄성지지부는, 상기 고정지지부로부터 연장되어 복수개 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가이드부재는, 상기 몸통부로부터 연장되며, 상기 지지보스에 삽입되어 상기 샤프트가 관통하도록 마련되는 관통홀이 형성되는 플랜지부와, 상기 몸통부와 상기 플랜지부를 연결하며 상기 가이드홈을 따라 유동하도록 마련되는 네크부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄성지지부는, 상기 고정지지부로부터 연장되어 고정되는 고정부와, 상기 고정부로부터 연장되어 탄성적으로 유동 가능하게 마련되는 탄성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄성부의 단부와 상기 고정지지부 사이의 거리는 상기 스크류 부재의 직경 보다 더 작게 형성되어 상기 고정지지부와 상기 탄성부 사이에 상기 스크류 부재가 구비되는 경우 상기 탄성부가 상기 스크류 부재를 탄성력으로 밀착하도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 소형 휴대기기에 장착되는 카메라 모듈의 렌즈 조립체는 토션스프링과 같은 별도의 탄성력 부여 장치를 필요로 하지 않아 이동통신 단말기와 같은 소형 휴대기기에 내장되기 용이하도록 소형 제작이 가능하고, 별도의 탄성력 부여 장치 없이도 양호한 작동 성능을 발휘할 수 있으며, 또한 카메라 모듈의 구조를 단순화시켜 조립이 용이하며 생산비용 및 시간을 절감할 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명에 따른 소형 휴대기기에 장착되는 카메라 모듈의 렌즈 조립체에 관한 실시예를 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 렌즈 조립체에 관한 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 렌즈 조립체의 분해사시도이다. 그리고 도 5a 및 eh 5b는 도 4에 도시된 가이드 부재에 관하여 나타낸 도면이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 렌즈 조립체는 기본적으로 이동통신 단말기, 예컨대 휴대폰이나 개인휴대통신기기(PDA 등) 등의 소형 휴대기기에 내장되는 카메라 모듈에 사용되는 렌즈 조립체이다.

이와 같은 카메라 모듈은 복수개의 렌즈 조립체가 구비되고 그 복수개의 렌즈 조립체 중 일부는 고정된 렌즈 조립체이고 다른 일부는 광축 방향으로 이동이 가능하도록 구비되는 렌즈 조립체일 수 있다. 또는 카메라 모듈을 이루는 전체 렌즈 조립체가 모두 이동 가능하도록 구비되는 것도 가능하다.

이와 같이 렌즈 조립체를 광축 방향으로 이동시키는 것은 자동초점조절(Auto-Focusing)이나 줌(Zoom) 기능을 수행하기 위한 것이다.

도 3 및 도 4에 도시된 렌즈 조립체는 상기한 바와 같은 렌즈 조립체 중 하나를 나타낸 것이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 렌즈 조립체는 렌즈(20)를 수용하는 몸체(10)와, 상기 몸체(10)를 이동시키도록 구비되는 스크류 부재(30) 및 가이드 부재(60), 그리고 상기 몸체(10)를 지지하며 이동을 가이드하는 지지축(14) 및 상기 지지축(14)이 수용되는 지지홈(12) 등을 구비한다.

그리고 상기 몸체(10)의 일측에 구비되어 샤프트(50)가 결합하며 상기 가이드 부재(60)가 상기 샤프트(50)와 결합되도록 하면서 유동 가능하도록 지지하는 지지보스(40)를 구비한다.

상기 지지축(14)은 고정되어 구비되며, 상기 몸체(10)에 형성된 지지홈(12)은 상기 지지축(14)에 끼워져서 슬라이딩 하며 몸체(10)의 이동을 가이드 한다.

상기 지지축(14)은 다른 렌즈 조립체의 이동도 가이드 할 수 있도록 하며 카메라 모듈의 전체 렌즈 조립체를 지지하는 역할을 한다.

한편, 상기 지지축(14)과 실질적으로 대각 방향으로 샤프트(50)가 구비되어 상기 몸체(10)의 이동을 가이드 하며 지지할 수 있도록 한다.

즉 대각선 방향으로 샤프트(50)와 지지축(14)이 몸체(10)를 지지하며 몸체(10)의 이동을 가이드 할 수 있도록 구비된다.

상기 샤프트(50)는 지지보스(40)에 결합되는데, 상기 샤프트(50)는 지지보스(40)의 결합홀(42)에 결합되어 고정될 수도 있고, 상기 샤프트(50)가 상기 결합홀(42)에 유동 가능하도록 결합되어 상기 지지보스(40)가 상기 샤프트(50)를 따라 슬라이딩 이동하도록 구비되는 것도 가능하다.

상기 지지보스(40)는 광축 방향으로 상기 결합홀(42)이 형성되고, 그 측면 일측으로 가이드 홈(44)이 형성된다.

상기 가이드 홈(44)은 가이드 부재(60)가 상기 가이드 홈(44)을 따라 유동할 수 있도록 가이드 하는 역할을 한다.

한편, 상기 몸체(10)에서 상기 지지보스(40)와 소정 거리 떨어진 곳에 홀(16)이 형성되고, 상기 홀(16)에 스크류 부재(30)가 삽입된다. 상기 스크류 부재(30)는 그 표면에 나사산이 형성된다.

그리고 도시되어 있지는 아니하지만 상기 스크류 부재(30)는 소정의 구동장치에 연결되어 회전 가능하도록 구비된다.

그리고 상기 스크류 부재(30)는 지지축(14) 및 샤프트(50)와 마찬가지로 광축 방향과 실질적으로 평행한 방향으로 구비된다.

한편, 가이드 부재(60)는 일측이 지지보스(40)에 결합되어 샤프트(50)에 의해 지지되고, 타측이 상기 스크류 부재(30)에 결합되어 상기 스크류 부재(30)의 회전에 따라 광축 방향으로 이동하면서 상기 몸체(10)의 이동을 가이드한다.

상기 가이드 부재(60)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 몸통부(61), 고정지지부(62), 탄성지지부(64a, 64b), 그리고 플랜지부(66)를 구비하도록 함이 바람직하다.

상기 고정지지부(62)는 상기 몸통부(61)로부터 연장되어 마련되며, 그 내면에 안내돌기(62a)가 형성되어 상기 스크류 부재(30)와 치합되도록 함이 바람직하다.

상기 탄성지지부(64a, 64b)는 상기 고정지지부(62)로부터 연장되어 마련되며, 상기 고정지지부(62)가 상기 스크류 부재(30)에 밀착되도록 탄성력을 부여한 다.

그리고 상기 플랜지부(66)에는 관통홀(67)이 형성되어 지지보스(40)에 삽입되어 샤프트(50)가 관통홀(67)에 삽입될 수 있도록 마련된다.

상기 가이드 부재(60)는 몸통부(61)와 플랜지부(66)를 연결하는 네크부(61a)가 구비되며, 상기 플랜지부(66)가 지지보스(40)에 삽입될 때 가이드 홈(44)을 상기 네크부(61a)가 관통하도록 구비되며, 상기 네크부(61a)는 가이드 홈(44)을 따라 유동 가능하도록 구비되도록 함이 바람직하다.

상기한 바와 같은 가이드 홈(44)과 네크부(61a)는, 카메라 모듈이 장착된 소형 휴대기기가 외부로부터 충격이 가해질 때 그 충격에 대해 유연성 있게 대응할 수 있도록 하기 위해 네크부(61a)가 가이드 홈(44)에서 유동할 수 있도록 구비되는 것이다.

한편, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 가이드 부재(60)와 스크류 부재(30)의 결합관계에 관하여 구체적으로 설명한다.

도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 탄성지지부(64)는 고정지지부(62)로부터 연장되어 마련되는 고정부(63)와, 상기 고정부(63)로부터 연장되며 탄성적으로 유동 가능하도록 마련되는 탄성부(65)를 포함하여 이루어진다.

도 5a에 도시된 바와 같이 상기 탄성부(65)는 고정지지부(62) 쪽으로 휘어져 있고 스크류 부재(30)에 결합하기 위해서는 상기 탄성부(65)가 도 5b에 도시된 바와 같이 화살표 ⓐ 방향으로 벌어져야 하고, 도 5b에 도시된 바와 같이 스크류 부재(30)가 가이드 부재(60)에 결합되면, 화살표 ⓑ 방향으로 탄성력을 받게 된다.

따라서 상기 화살표 ⓑ 방향으로의 탄성력으로 말미암아 고정지지부(62)는 스크류 부재(30)에 밀착될 수 있다. 그리고 스크류 부재(30)가 회전하는 동안 탄성부(65)는 탄성적 밀착력을 지속적으로 가함으로써 고정지지부(62)가 스크류 부재(30)를 따라 이동할 수 있도록 한다.

한편, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 렌즈 조립체의 작동에 관하여 설명한다.

자동초점조절 또는 줌을 수행하도록 소정의 신호가 인가되면 구동장치(미도시)가 작동하여 스크류 부재(30)를 회전시킨다.

이때 가이드 부재(60)의 고정지지부(62)는 스크류 부재(30)와 안내돌기(62a)에 의해 치합되어 있으므로 스크류 부재(30)의 회전에 따라 고정지지부(62)가 스크류 부재(30)를 따라 광축방향으로 이동한다.

이때 가이드 부재(60)의 탄성지지부(64)의 탄성부(65)는 탄성력으로 스크류 부재(30)에 밀착력을 가하고 있고, 상기 탄성부(65)는 고정부(63)에 의해 고정지지부(62)와 연결되어 있으므로, 상기 고정지지부(62)가 스크류 부재(30)에 지속적으로 밀착되도록 할 수 있다.

상기한 바와 같이 가이드 부재(60)가 광축 방향으로 이동하면서 지지보스(40)에 삽입된 가이드 부재(60)의 플랜지부(66)에도 구동력이 전달되어, 몸체(10)를 광축 방향으로 이동시키게 된다.

이때 외부에서 충격이 가해지면 가이드 부재(60)의 네크부(61a)가 지지보스(40)의 가이드 홈(44)을 따라 유동할 수 있으므로, 결국 가이드 부재(60)가 충격 에 대해 유동함으로써 충격을 흡수할 수 있도록 한다.

따라서 외부의 충격에 대해 가이드 부재(60)가 용이하게 파손되는 것을 방지할 수 있다.

상기한 바와 같은 특징을 갖는 카메라 모듈의 렌즈 조립체는 종래의 디지털 카메라 장치에서 사용하던 렌즈 조립체의 토션스프링을 대체하여 가이드 부재에 탄성지지부를 구비하여 그 자체에서 탄성력에 의한 지지력이 제공되도록 하고, 또 지지보스에서 가이드 부재가 가이드 홈을 따라 어느 정도 유동할 수 있도록 함으로써 외부의 충격을 흡수할 수 있도록 한다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 렌즈 조립체는, 기존에 토션스프링이 하던 기능들을 가이드 부재와 지지보스가 충분히 수행할 수 있도록 하고, 또 토션스프링이 불필요하게 됨으로써 렌즈 조립체를 얼마든지 소형화할 수 있게 된다는 특장점을 갖는다.

도 1 및 도 2는 종래의 디지털 카메라 장치에 사용되는 렌즈 배럴 어셈블리의 구조에 관하여 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 휴대기기에 장착되는 카메라 모듈의 렌즈 조립체에 관하여 나타낸 사시도이다.

도 4는 도 3에 도시된 실시예에 따른 렌즈 조립체의 분해사시도이다.

도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시된 실시예에 따른 가이드 부재와 스크류 부재의 결합관계를 나타낸 도면이다.

Claims

소형 휴대기기에 장착되는 카메라 모듈의 렌즈 조립체에 있어서,

적어도 하나의 렌즈를 수용하며, 일측에 홀이 형성되는 몸체;

상기 홀에 광축과 실질적으로 평행한 방향으로 삽입되는 스크류 부재;

상기 몸체의 타측에 구비되어 광축과 실질적으로 평행한 방향으로 결합홀이 형성되며, 측면 일측에 가이드 홈이 형성되는 지지보스;

상기 지지보스의 결합홀에 결합되며 상기 몸체의 이동을 가이드하는 샤프트;

상기 샤프트의 대각방향으로 상기 몸체에 지지홈이 구비되고, 상기 지지홈에 결합하는 지지축; 및

일측은 상기 스크류 부재를 탄성적으로 밀착하여 상기 스크류 부재의 회전에 따라 이동하며, 타측은 상기 가이드 홈을 따라 유동 가능하도록 상기 샤프트에 결합하여 상기 몸체를 광축을 따라 이동시키도록 하는 가이드부재;

를 포함하는 카메라 모듈의 렌즈 조립체.
제1항에 있어서, 상기 가이드부재는,

몸통부와,

상기 몸통부로부터 연장되며, 상기 스크류 부재에 치합되는 안내돌기가 마련되는 고정지지부와,

상기 고정지지부로부터 연장되며, 상기 고정지지부가 상기 스크류 부재에 밀착되도록 탄성력을 제공하는 탄성지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모 듈의 렌즈 조립체.
제2항에 있어서, 상기 탄성지지부는,

상기 고정지지부로부터 연장되어 복수개 구비되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 렌즈 조립체.
제2항에 있어서, 상기 가이드부재는,

상기 몸통부로부터 연장되며, 상기 지지보스에 삽입되어 상기 샤프트가 관통하도록 마련되는 관통홀이 형성되는 플랜지부와,

상기 몸통부와 상기 플랜지부를 연결하며 상기 가이드홈을 따라 유동하도록 마련되는 네크부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 렌즈 조립체.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄성지지부는,

상기 고정지지부로부터 연장되어 고정되는 고정부와,

상기 고정부로부터 연장되어 탄성적으로 유동 가능하게 마련되는 탄성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 렌즈 조립체.
제5항에 있어서,

상기 탄성부의 단부와 상기 고정지지부 사이의 거리는 상기 스크류 부재의 직경 보다 더 작게 형성되어 상기 고정지지부와 상기 탄성부 사이에 상기 스크류 부재가 구비되는 경우 상기 탄성부가 상기 스크류 부재를 탄성력으로 밀착하도록 한 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 렌즈 조립체.