KR101058648B1

KR101058648B1 - 카메라 렌즈 모듈의 렌즈 조립체 정렬 장치

Info

Publication number: KR101058648B1
Application number: KR1020090012402A
Authority: KR
Inventors: 고길수; 신두식
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2009-02-16
Filing date: 2009-02-16
Publication date: 2011-08-22
Also published as: US20100205793A1; KR20100093282A; US8493455B2

Abstract

본 발명은 카메라 렌즈 모듈의 렌즈 조립체 정렬 장치에 있어서, 상기 렌즈 조립체의 광축 방향 및 상기 광축에 대하여 수직인 평면 상에서 상기 렌즈 조립체를 이동시키는 위치 정렬 장치; 및 서로에 대하여 수직 방향으로 연장됨과 아울러 상기 렌즈 조립체의 광축에 대하여 각각 수직 방향으로 연장되는 한 쌍의 회전축들을 제공하는 경사도 정렬 장치를 포함하고, 상기 경사도 정렬 장치는 상기 렌즈 조립체를 수용하는 하우징을 상기 회전축들 각각에 대하여 회전시킴으로써, 상기 하우징에 장착된 이미지 센서의 광축을 상기 렌즈 조립체의 광축에 평행하게 정렬하는 카메라 렌즈 모듈의 렌즈 조립체 정렬 장치를 개시한다. 상기와 같이 구성된 카메라 렌즈 모듈의 렌즈 조립체 정렬 장치는 카메라 렌즈 모듈의 광학 요소들의 위치와 경사도를 조정하여 각각의 광축을 서로 일치시키는 것이 용이하고, 개별적인 광학 요소들의 성능을 최적화하여 카메라 렌즈 모듈의 촬영 이미지 품질을 향상시키는데 기여하게 된다.

카메라, 렌즈 조립체, 위치 정렬, 경사도 정렬

Description

카메라 렌즈 모듈의 렌즈 조립체 정렬 장치 {LENS ASSEMBLY ALIGNMENT DEVICE FOR CAMERA LENS MODULE}

본 발명은 카메라 렌즈 모듈에 관한 것으로서, 특히, 카메라 렌즈 모듈에 렌즈 조립체를 설치함에 있어서, 이미지 센서의 광축과 렌즈 조립체의 광축을 정렬하는 정렬 장치에 관한 것이다.

디지털 카메라는 화상 신호를 전기 신호로 변환하여 가공이나 기록, 재생 등의 신호 처리를 모두 전기적으로 수행하는 기기로서, 은염 필름 카메라와 같이 현상을 위한 암실 작업이나 화학적 처리가 불필요하고 촬영한 화상을 즉시 확인할 수 있으며, 기록된 화상 정보가 전자화되어 있어 컴퓨터에서의 후처리나 원격 전송이 가능함에 따라 화상 기기의 하나로 기대와 관심이 집중되고 있다.

최근에 이러한 디지털 카메라의 카메라 렌즈 모듈은 휴대용 단말기에 장착되어 그 활용 영역이 급격하게 확대되고 있으며, 이미지 센서의 기술이 고도화되면서 디지털 카메라 자체의 성능에 준하는 카메라 렌즈 모듈이 휴대용 단말기에 장착되어, 렌즈 모듈이 장착된 휴대용 단말기가 콤팩트형(compact type) 디지털 카메라의 시장영역을 잠식하고 있는 실정이다.

카메라 렌즈 모듈은 휴대용 단말기에 장착하기 위해 소형화되고 있으며, 소형화된 상태에서도 성능을 적절하게 구현할 수 있는 구조로 제작되어야만 한다. 카메라 렌즈 모듈의 성능은 대체로 개별적인 광학 요소들, 예를 들면, 이미지 센서의 성능과 렌즈의 품질 등에 의해 판정되지만, 이미지 센서, 렌즈의 광축을 적절하게 정렬하지 못한다면 개별적인 광학 요소들의 성능이나 품질이 뛰어나다 하더라도 카메라 렌즈 모듈의 성능이 저하될 수 밖에 없다.

종래의 휴대용 단말기 등에 장착되는 카메라 렌즈 모듈은 단순 촬영 기능을 제공하는 정도에 불과하여 이미지 센서와 렌즈의 정밀한 광축 정렬은 실시하지 않고, 이미지 센서와 렌즈를 결합하는데 이용되는 부품들의 제작 공차와 조립 공차를 세부적으로 관리하여 촬영 이미지의 품질을 관리해 왔다. 한편, 휴대용 단말기의 사용이 보편화되고, 이미지 센서 등 광학 요소들의 성능이 고도화됨에 따라 카메라 렌즈 모듈이 장착된 휴대용 단말기가 콤팩트형 디지털 카메라를 대체하고 있는 상황에서, 이미지 센서와 렌즈의 광축 정렬의 필요성이 증가되고 있다.

즉, 디지털 카메라 뿐만 아니라 휴대용 단말기에 장착된 카메라 렌즈 모듈를 구성하는 이미지 센서 등의 광학 요소들의 성능이 고도화되고 있음에도 불구하고, 휴대용 단말기와 같은 정보기기에 장착되는 카메라 렌즈 모듈은 광학 요소들 간에 적절한 광축 정렬이 이루어지지 못하고 있는 것이다. 이로 인해 고성능 / 고품질의 광학 요소들로 카메라 렌즈 모듈을 구성하더라도 카메라 렌즈 모듈의 촬영 이미지 품질을 향상시키는데 한계가 있는 실정이다.

따라서 본 발명은 카메라 렌즈 모듈의 광학 요소들 간 광축 정렬을 용이하게 할 수 있는 정렬 장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 휴대용 단말기와 같은 정보기기에 장착되는 카메라 렌즈 모듈에서도 광학 요소들 간의 광축 정렬을 실시하여, 카메라 렌즈 모듈에 설치된 개별적인 광학 요소들의 성능을 최적화할 수 있는 정렬 장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 광학 요소들 간의 광축 정렬을 실시함으로써, 카메라 렌즈 모듈의 촬영 이미지 품질을 향상시키는데 기여할 수 있는 정렬 장치를 제공하고자 한다.

이에, 본 발명은 카메라 렌즈 모듈의 렌즈 조립체 정렬 장치에 있어서,

상기 렌즈 조립체의 광축 방향 및 상기 광축에 대하여 수직인 평면 상에서 상기 렌즈 조립체를 이동시키는 위치 정렬 장치; 및

상기 렌즈 조립체의 광축에 대하여 각각 수직 방향으로 연장되는 한 쌍의 회전축들을 제공하는 경사도 정렬 장치를 포함하고,

상기 한 쌍의 회전축들은 서로에 대하여 수직 방향으로 연장되고, 상기 경사도 정렬 장치는 상기 렌즈 조립체를 수용하는 하우징을 상기 회전축들 각각에 대하여 회전시킴으로써, 상기 하우징에 장착된 이미지 센서의 광축을 상기 렌즈 조립체의 광축에 평행하게 정렬하는 카메라 렌즈 모듈의 렌즈 조립체 정렬 장치를 개시한다.

이때, 상기 렌즈 조립체는, 다수의 렌즈들이 장착된 경통부와, 상기 하우징에 고정되며 상기 경통부를 광축 방향으로 직선 이동시키는 가이드부를 포함하고,

상기 렌즈 조립체 정렬 장치는 상기 이미지 센서의 광축과 상기 렌즈 조립체의 광축이 서로 일치된 때, 상기 가이드부를 상기 하우징에 고정하는 용접부를 더 구비할 수 있으며, 상기 용접부는 레이저 용접기임이 바람직하다.

또한, 상기 카메라 렌즈 모듈은 상기 하우징에 형성되는 결속 리브와, 상기 가이드부에 형성되어 상기 결속 리브에 맞물리는 결속 홈을 포함하고,

상기 결속 홈은 상기 결속 리브보다 더 크게 형성되어, 상기 위치 정렬 장치 및 경사도 정렬 장치 구동시 상기 하우징에 대한 상기 가이드부의 이동 공간을 제공함이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 카메라 렌즈 모듈의 렌즈 조립체 정렬 장치에 있어서, 상기 카메라 렌즈 모듈은 상기 가이드부에 설치되는 요크(yoke)와, 상기 하우징에 장착되는 금속 판을 포함하고, 상기 용접부는 레이저를 이용하여 상기 요크와 금속 판을 용접하게 된다.

또한, 상기 하우징은 상기 가이드부의 양측 가장자리를 감싸게 결합되고, 상기 금속 판은 상기 가이드부의 양측 가장자리에 인접하게 배치되며, 상기 가이드부의 양측에서 각각 적어도 2개의 지점에 용접됨이 바람직하다.

또한, 상기 경사도 정렬 장치는,

제1 곡률을 가지는 원호 형상의 제1 안내표면을 포함하는 제1 고정부;

상기 제1 고정부에 설치되어 상기 제1 안내표면을 따라 미끄럼 이동하는 제1 회전부;

제1 곡률을 가지는 원호 형상의 제2 안내표면을 포함하고, 상기 제1 회전부에 고정되는 제2 고정부;

상기 제2 고정부에 설치되어 상기 제2 안내표면을 따라 미끄럼 이동하는 제2 회전부를 포함하고,

상기 이미지 센서는 상기 제2 회전부에 장착되고, 상기 회전축들은 각각 상기 이미지 센서의 결상면에 위치된다.

이때, 상기 제1 안내표면을 따라 미끄럼 이동함에 따라 상기 제1 회전부는 상기 회전축들 중 제1의 회전축을 중심으로 선회하고, 상기 제2 안내표면을 따라 미끄럼 이동함에 따라 상기 제2 회전부는 상기 회전축들 중 제2의 회전축을 중심으로 선회하게 된다.

아울러, 상기 제1, 제2 회전부는 각각 상기 제1, 제2 안내표면에 상응하는 곡면 형상의 외주면을 포함함이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 카메라 렌즈 모듈의 렌즈 조립체 정렬 장치는 카메라 렌즈 모듈의 광학 요소들의 위치와 경사도를 조정하여 각각의 광축을 서로 일치시키는 것이 용이한 장점이 있다. 카메라 렌즈 모듈을 구성하는 광학 요소들 간의 광축 정렬이 용이하기 때문에, 개별적인 광학 요소들의 성능을 최적화할 수 있으며, 이를 통해 카메라 렌즈 모듈의 촬영 이미지 품질을 향상시키는데 기여하게 된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1 내지 도5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 카메라 렌즈 모듈(100)의 렌즈 조립체 정렬 장치(200)는 위치 정렬 장치(201)와 경사도 정렬 장치(202)를 포함하며, 정렬이 완료된 후 도시되지 않은 용접부를 이용하여 렌즈 조립체를 상기 카메라 렌즈 모듈(100)의 하우징(102)에 고정하게 된다.

우선, 도 6과 도 7을 참조하여 상기 카메라 렌즈 모듈(100)의 구성을 살펴보기로 한다.

도 6과 도 7은 도 1에 도시된 카메라 렌즈 모듈(100)의 조립 전, 후의 모습을 각각 도시하고 있다. 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 카메라 렌즈 모듈(100)은 경통부(101)와 가이드부(103)으로 이루어진 렌즈 조립체를 하우징(102)에 수용하는 구성이다. 이때, 상기 하우징(102)에는 이미지 센서(121)가 장착된 회로기판(123)이 설치되며, 커버부(104)가 장착되어 상기 렌즈 조립체를 보호하게 된다.

상기 경통부(101)는 적어도 하나의 렌즈(미도시 됨)를 구비하며, 촬영중에는 사용자의 조작에 따라 상기 가이드부(103)의 안내를 받아 상기 렌즈의 광축 방향을 따라 직선 이동하게 된다.

상기 하우징(102)은 상기 경통부(101)를 광축 방향으로 직선이동 가능한 상태로 수용하며, 상기 이미지 센서(121)의 광축이 상기 렌즈 조립체의 광축에 일치된 상태로 상기 이미지 센서(121)와 회로 기판(123)이 상기 하우징(102)에 설치된다. 본 발명에 따른 렌즈 조립체 정렬 장치(200)는 상기 이미지 센서(121)와 렌즈 조립체의 광축을 서로 일치시키기 위한 것이다.

상기 이미지 센서(121)는 상기 하우징(102)에 수용된 상기 경통부(101)와 대면하고, 상기 경통부(101), 구체적으로 상기 렌즈를 통해 입사되는 피사체의 상을 검출하여 전기적 신호로 변환한다.

상기 회로 기판(123)은 상기 이미지 센서(121)를 장착하고, 상기 이미지 센서(121)에 의해 변환된 화상 신호를 다른 구성요소들, 예를 들면, 휴대용 단말기의 중앙 처리 장치로 전달한다.

상기 하우징(102)에는 일측면이 개방된 형상으로서 상기 가이드부(103)가 상기 하우징(102)의 개방된 측면에 결합되어 상기 하우징(102)의 개방된 부분을 일부 폐쇄하게 된다. 상기 하우징(102)의 내측면에는 개방된 측면에 인접하는 위치에 서로 대면하게 돌출되는 결속 리브(127)가 형성된다. 상기 결속 리브(127)는 상기 렌즈 조립체의 광축 방향을 따라 평행하게 연장된 형상이다.

상기 가이드부(103)는 상기 하우징(102)과 결합하여 상기 경통부(101)를 상기 하우징(102)에 수용된 상태로 유지한다. 아울러, 상기 가이드부(103)의 양측면에는 상기 결속 리브(127)에 상응하게 형성된 결속 홈(131)이 형성된다. 구체적으로 상기 결속 홈(131)은 상기 가이드부(103)의 양측면으로부터 함몰되어 상기 결속 리브(127)가 삽입가능하다. 상기 결속 홈(131)에 상기 결속 리브(127)가 삽입됨으로써 상기 가이드부(103)는 상기 하우징(102)에 결합된다. 이때, 상기 결속 리브(127)는 상기 결속 홈(131)보다 더 작은 크기로 형성되어 상기 가이드부(103)은 상기 하우징(102)에 대하여 유동 가능하게 배치된다. 이로써, 하기에서 설명되는 상기 렌즈 조립체의 광축 위치 조절 및 상기 이미지 센서(121)와 렌즈 조립체 광축의 경사도 조절이 가능하다. 다만, 상기 렌즈와 이미지 센서(121)의 광축 정렬이 완료되면 상기 용접부를 이용하여 상기 가이드부(103)를 상기 하우징(102)에 고정하게 된다.

상기 경통부(101)는 상기 가이드부(103)에 결합되어 상기 가이드부(103)의 안내를 받으면서 상기 하우징(102) 내에서 상기 렌즈의 광축 방향을 따라 직선 이동하게 된다. 이때, 상기 경통부(101)에는 직선 이동을 원활하게 하기 위한 금속체 볼들(111)과 자성체(107) 등이 설치되고, 상기 가이드부(103)에는 상기 금속체 볼들을 수용하는 수용부(133)가 제공된다. 이러한 구성은 상기 카메라 렌즈 모듈의 자동 초점조절을 위한 구동력을 제공함과 아울러 초점조절 동작의 원활함을 위한 것으로서, 이는 국내 등록특허공보 제849,580호(미국 특허출원번호 제12/100,484호) 등을 통해 다양하게 개시되어 있으므로, 이에 대한 더 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

상기 커버부(104)는 상기 하우징(102)과 결합하여 상기 경통부(101)를 상기 하우징(102)에 수용된 상태로 유지하며, 상기 커버부(104)에는 개구부(141)가 형성되어 피사체의 상이 입사되는 경로를 제공하며, 피사체의 상은 상기 개구부(141)와 경통부(101)를 지나 상기 이미지 센서(121)에 결상된다.

상기 렌즈 조립체 정렬 장치(200)는, 상기 이미지 센서(121)의 광축과 상기 렌즈 조립체의 광축이 일치된 위치에서 상기 가이드부(103)를 상기 하우징(102)에 정렬, 고정하기 위한 것이며, 이하에서는 도 1 내지 도 5를 참조하여 그 구체적인 실시 예의 구성을 살펴보기로 한다.

상기 위치 정렬 장치(201)는 상기 이미지 센서(121)의 광축에 대한 상기 렌즈 조립체의 광축의 위치를 정렬시키기 위한 것으로서, 상기 이미지 센서(121)에 대하여 상기 렌즈 조립체를 그 광축 방향으로 또는 그 광축 방향에 대하여 수직인 평면 상에서 수평이동시키게 된다. 상기 위치 정렬 장치(201)가 상기 렌즈 조립체를 이동시킴에 따라, 상기 렌즈 조립체의 광축은 상기 이미지 센서(121)의 결상면에서 상기 이미지 센서(121)의 광축과 교차하게 된다.

상기 렌즈 조립체의 광축이 상기 이미지 센서(121)의 결상면에서 상기 이미지 센서(121)의 광축과 교차하더라도 이들 광축이 서로에 대하여 경사지게 배열된다면, 상기 경통부가 그 광축 방향으로 이동할 때 상기 이미지 센서(121)를 통해 결상되는 이미지의 위치가 변화된다. 즉, 상기 이미지 센서(121)와 렌즈 조립체의 광축이 서로 경사지게 배열된 경우, 상기 경통부가 그 광축 방향으로 이동하면, 상기 렌즈 조립체의 광축은 상기 이미지 센서(121)의 결상면 상에서 다른 지점으로 이동하게 되는 것이다. 따라서 상기 경사도 정렬 장치(202)를 이용하여 상기 렌즈 조립체에 대한 상기 이미지 센서(121)의 경사 각도를 조절하여 상기 이미지 센 서(121)와 렌즈 조립체의 광축을 일치시키게 된다.

여기서, 상기 렌즈 조립체는 상기 위치 정렬 장치(201)에 의해 그 광축 방향에 대하여 수직인 평면 상에서 서로 수직하는 두 방향 및 광축 방향으로 이동하게 되는데, 광축 방향에 대하여 수직인 평면 상에서 서로 수직하는 두 방향 을 각각 제1, 제2 방향(X, Y)이라 칭하고, 상기 렌즈 조립체의 광축 방향은 제3 방향(Z)이라 칭하기로 한다.

도 3과 도 4를 참조하면, 상기 위치 정렬 장치(201)는 상기 렌즈 조립체를 상기 제1, 제2, 제3 방향(X, Y, Z)으로 각각 이동시키기 위한 제1, 제2, 제3 정렬 기기(211, 213, 215)를 구비한다. 각각의 정렬 기기들(211, 213, 215)은 베이스(211a, 213a, 215a)와 이동부(211b, 213b, 215b)를 구비하는데, 상기 베이스에는 조절 손잡이(211c, 213c, 215c)가 각각 설치되어 상기 조절 손잡이를 조작함에 따라 상기 이동부가 상기 베이스 상에서 이동하게 된다.

이때, 상기 이동부들은 각각 상기 제1, 제2, 제3 방향(X, Y, Z)을 따라 이동하게 된다. 상기 베이스와 이동부 및 조절 손잡이의 구성은 계측 기기의 일종인 마이크로미터의 원리를 이용하여 구성될 수 있으며, 그 구체적인 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 제2 정렬 기기(213)의 베이스(213a)는 제1 정렬 기기(211)의 이동부(211b)에 장착되고, 제3 정렬 기기(215)의 베이스(215a)는 제2 정렬 기기(213)의 이동부(213b)에 장착되며, 제3 정렬 기기(215)의 이동부(215b)에는 장착 아암(215d)이 설치되어 상기 가이드부(103)를 장착하게 된다. 이로써, 상기 가이드부(103)는 상기 경통부(101)와 결합된 상태에서 상기 위치 정렬 장치(201)에 의해 상기 제1, 제2, 제3 방향(X, Y, Z)으로 각각 유동할 수 있다.

한편, 상기 가이드부(103)에는 요크(139)가 설치되며, 상기 장착 아암(215d)에 자성체(215e)를 설치하여 상기 가이드부(103)를 상기 장착 아암(215d)에 부착시킬 수 있으며, 별도의 홀더 등을 설치하여 상기 가이드부(103)를 상기 장착 아암(215d)에 부착시킬 수 있을 것이다. 또한, 상기 조절 손잡이들(211c, 213c, 215c)을 작업자가 직접 조작하면서 상기 렌즈 조립체의 광축 위치를 조절할 수 있으며, 서보 모터, 스텝 모터 등을 이용하여 조작할 수 있음을 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

도 5를 참조하면, 상기 경사도 정렬 장치(202)는 제1 경사도 정렬 기기(221)와 제2 경사도 정렬 기기(223)를 포함한다. 상기 제1, 제2 경사도 정렬 기기(221, 223)는 상기 위치 정렬 장치(201)의 정렬 기기들과 유사하지만, 경사 조절 손잡이(21c, 223c)를 조절함에 따라 이동부에 해당하는 구성이 회전축(R1, R2) 주위를 선회하는 점에서 차이가 있다. 따라서 경사도 정렬 장치를 설명함에 있어서 이동부에 해당하는 구성에 대해서는 회전부라 칭하기로 한다.

상기 제1 경사도 정렬 기기(221)는 제1 곡률을 가지는 원호 형상의 제1 안내표면(미도시)을 포함하는 제1 고정부(221a)와, 상기 제1 고정부(221a)에 설치되어 상기 제1 안내표면을 따라 미끄럼 이동하는 제1 회전부(221b)를 구비하며, 상기 제1 고정부(221a)에 설치된 제1 경사도 조절 손잡이(221c)를 조절함에 따라 상기 제1 회전부(221b)가 상기 제1 안내표면의 안내를 받아 이동하게 된다. 상기 제1 회전부(221b)의 외주면은 상기 제1 안내표면에 상응하는 곡면 형상으로 형성된다. 이 때, 상기 제1 회전부(221b)는 제1의 회전축(R1) 주위를 선회하게 되는데, 상기 제1 회전축(R1)은 상기 제2 방향(Y)을 따라 연장되면서, 상기 경사도 정렬 장치(202)에 상기 하우징(102), 더 구체적으로는 상기 이미지 센서(121)와 회로 기판(123)이 배치되었을 때, 상기 이미지 센서(121)의 결상면에 위치된다. 결국, 상기 제1 회전축(R1)으로부터 상기 제1 안내표면에 이르는 거리는 상기 제1 안내표면을 이루는 원호의 반지름에 해당하게 된다.

상기 제2 경사도 정렬 기기(223)는 제2 곡률을 가지는 원호 형상의 제2 안내표면을 포함하는 제2 고정부(223a)와, 상기 제2 고정부(223a)에 설치되어 상기 제2 안내표면을 따라 미끄럼 이동하는 제2 회전부(223b)를 구비하며, 상기 제2 고정부(223a)에 설치된 제2 경사도 조절 손잡이(223c)를 조절함에 따라 상기 제2 회전부(223b)가 상기 제2 안내표면의 안내를 받아 이동하게 된다. 상기 제2 회전부(223b)의 외주면은 상기 제2 안내표면에 상응하는 곡면 형상으로 형성된다. 이때, 상기 제2 회전부(223b)는 제2의 회전축(R2) 주위를 선회하게 되는데, 상기 제2 회전축(R2)은 상기 제1 방향(X)을 따라 연장되면서, 상기 경사도 정렬 장치(202)에 상기 하우징(102), 더 구체적으로는 상기 이미지 센서(121)와 회로 기판(123)이 배치되었을 때, 상기 이미지 센서(121)의 결상면에 위치된다. 결국, 상기 제1, 제2 회전축(R1, R2)은 상기 이미지 센서(121)의 결상면에 위치되면서 서로 수직하는 방향으로 연장되며, 상기 제2 회전축(R2)으로부터 상기 제2 안내표면에 이르는 거리는 상기 제2 안내표면을 이루는 원호의 반지름에 해당하게 된다.

상기 제2 회전부(223b)에 상기 회로 기판(123)을 배치한 상태에서, 상기 제 1, 제2 경사도 정렬 기기(221, 223)를 이용하여 상기 이미지 센서(121)의 광축을 상기 렌즈 조립체의 광축에 평행하게 정렬할 수 있게 된다.

결국, 상기 위치 정렬 장치(201)를 이용하여 상기 이미지 센서(121)의 결상면에서 상기 렌즈 조립체의 광축과 이미지 센서(121)의 광축을 교차시키고, 상기 경사도 정렬 장치(202)를 이용하여 상기 이미지 센서(121)의 광축을 상기 렌즈 조립체의 광축에 평행하게 배치함으로써 상기 렌즈 조립체와 이미지 센서(121)의 광축들이 서로 일치될 수 있다.

한편, 앞서 언급한 바와 같이, 상기 결속 홈(131)은 상기 결속 리브(127)보다 더 큰 크기로 형성된다. 이는 상기와 같은 광축의 위치 정렬 및 경사도 정렬 과정에서 상기 하우징(102)에 대한 렌즈 조립체의 이동 공간을 제공하기 위한 것이다. 대체로, 카메라 렌즈 모듈을 구성하는 각 구성요소들의 제작 허용 오차 및 조립 공차는 정밀하게는 수 마이크로미터(㎛)에서 수십 마이크로미터 단위로 관리되기 때문에, 상기 결속 홈(131)의 내벽이 상기 결속 리브(127)의 외측면으로부터 최대 수십 마이크로미터 이격될 수 있는 정도의 크기로 형성됨이 바람직하다. 이러한 간격을 확보하는 것은 실제 제품의 크기, 제품에 요구되는 허용 오차 등에 따라 적절하게 설정하는 것이 바람직하다.

상기 렌즈 조립체와 이미지 센서(121)의 광축들이 서로 일치된 상태에서, 상기 위치 정렬 장치(201)는 상기 카메라 렌즈 모듈(100)의 초기 초점 조절을 실시하게 된다. 초기 초점 조절이라 함은, 상기 카메라 렌즈 모듈(100)이 초기화된 상태에서, 상기 렌즈 조립체의 렌즈계에 설정된 초점 거리에 맞게 상기 이미지 센 서(121)와 렌즈 조립체 사이의 거리를 조절하는 것을 의미한다. 이는 상기 위치 정렬 장치(201)의 제3 정렬 기기(215)를 이용하여 이루어질 수 있음은 당업자에 자명하다 할 것이다.

이때, 상기 위치 정렬 장치(201)를 이용한 상기 렌즈 조립체의 광축 위치 조절은 상기 가이드부(103)와 함께 상기 경통부(101)를 함께 이동시키는 것이며, 실제 촬영시 초점 거리 조절은 상기 가이드부(103)에 대하여 상기 경통부(101)가 상기 렌즈 조립체의 광축 방향을 따라 이동함으로써 이루어지는 것임에 유의한다.

상기 렌즈 조립체와 이미지 센서(121)의 광축 정렬이 완료된 후, 상기 용접부를 이용하여 상기 가이드부(103)를 상기 하우징(102)에 고정하는 것임을 앞서 언급한 바 있다. 아울러, 상기 가이드부(103)는 상기 하우징(102)에 의해 양측이 감싸진 상태로 결합되는데, 이때, 용접을 가능하게 하기 위하여 상기 가이드부(103)에 설치되는 요크(139)를 상기 가이드부(103)의 양 측단까지 각각 연장하고, 상기 하우징(102)에는 금속 판(129)이 장착되어 있다. 상기 요크(139)와 금속 판(129)은 용접을 위한 것이므로 서로 인접하게 위치되어야 하며, 광축 정렬 및 초기 초점 조절이 완료된 후 상기 용접부, 구체적으로 예를 들면, 레이저 용접기를 이용하여 용접하게 된다. 이때, 용접 강도 등 제품의 신뢰성을 확보하기 위해서는 상기 가이드부(103)의 양측에서 각각 2개소 이상 점 용접을 실시하는 것이 바람직하다.

상기와 같이, 본 발명에 따른 렌즈 조립체 정렬 장치는 렌즈 조립체를 이미지 센서와 조립하는 과정에서 광축의 위치 및 경사도 조절과 아울러, 초기 초점 조 절이 완료되기 때문에, 카메라 렌즈 모듈의 조립 과정에서 광축 정렬이 용이하고 완성된 카메라 렌즈 모듈에서 개별적인 광학 요소들의 성능을 최적화할 수 있게 되는 것이다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 카메라 렌즈 모듈의 렌즈 조립체 정렬 장치의 구성을 나타내는 분리 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 렌즈 조립체 정렬 장치의 동작을 설명하기 위한 도면,

도 3은 도 1에 도시된 렌즈 조립체 정렬 장치의 위치 정렬 장치를 나타내는 사시도,

도 4는 도 3에 도시된 위치 정렬 장치의 일부분을 확대하여 나타내는 사시도,

도 5는 도 1에 도시된 렌즈 조립체 정렬 장치의 경사도 정렬 장치를 나타내는 사시도,

도 6은 도 1에 도시된 카메라 렌즈 모듈이 조립되는 모습을 나타내는 사시도,

도 7은 도 6에 도시된 카메라 렌즈 모듈이 조립된 모습을 나타내는 사시도.

Claims

카메라 렌즈 모듈의 렌즈 조립체 정렬 장치에 있어서,

상기 렌즈 조립체의 광축 방향 및 상기 광축에 대하여 수직인 평면 상에서 상기 렌즈 조립체를 이동시키는 위치 정렬 장치; 및

상기 렌즈 조립체의 광축에 대하여 각각 수직 방향으로 연장되는 한 쌍의 회전축들을 제공하는 경사도 정렬 장치를 포함하고,

상기 한 쌍의 회전축들은 서로에 대하여 수직 방향으로 연장되고, 상기 경사도 정렬 장치는 상기 렌즈 조립체를 수용하는 하우징을 상기 회전축들 각각에 대하여 회전시킴으로써, 상기 하우징에 장착된 이미지 센서의 광축을 상기 렌즈 조립체의 광축에 평행하게 정렬함을 특징으로 하는 카메라 렌즈 모듈의 렌즈 조립체 정렬 장치.
제1 항에 있어서,

상기 렌즈 조립체는, 다수의 렌즈들이 장착된 경통부와, 상기 하우징에 고정되며 상기 경통부를 광축 방향으로 직선 이동시키는 가이드부를 포함하고,

상기 이미지 센서의 광축과 상기 렌즈 조립체의 광축이 서로 일치된 때, 상기 가이드부를 상기 하우징에 고정하는 용접부를 더 구비함을 특징으로 하는 카메라 렌즈 모듈의 렌즈 조립체 정렬 장치.
제2 항에 있어서, 상기 용접부는 레이저 용접기임을 특징으로 하는 카메라 렌즈 모듈의 렌즈 조립체 정렬 장치.
제2 항에 있어서,

상기 카메라 렌즈 모듈은 상기 하우징에 형성되는 결속 리브와, 상기 가이드부에 형성되어 상기 결속 리브에 맞물리는 결속 홈을 포함하고,

상기 결속 홈은 상기 결속 리브보다 더 크게 형성되어, 상기 위치 정렬 장치 및 경사도 정렬 장치 구동시 상기 하우징에 대한 상기 가이드부의 이동 공간을 제공함을 특징으로 하는 카메라 렌즈 모듈의 렌즈 조립체 정렬 장치.
제2 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 카메라 렌즈 모듈은 상기 가이드부에 설치되는 요크(yoke)와, 상기 하우징에 장착되는 금속 판을 포함하고,

상기 용접부는 레이저를 이용하여 상기 요크와 금속 판을 용접함을 특징으로 하는 카메라 렌즈 모듈의 렌즈 조립체 정렬 장치.
제5 항에 있어서, 상기 하우징은 상기 가이드부의 양측 가장자리를 감싸게 결합되고, 상기 금속 판은 상기 가이드부의 양측 가장자리에 인접하게 배치됨을 특징으로 하는 카메라 렌즈 모듈의 렌즈 조립체 정렬 장치.
제6 항에 있어서, 상기 가이드부의 양측에서 각각 적어도 2개의 지점에 용접됨을 특징으로 하는 카메라 렌즈 모듈의 렌즈 조립체 정렬 장치.
제1 항에 있어서, 상기 경사도 정렬 장치는,

제1 곡률을 가지는 원호 형상의 제1 안내표면을 포함하는 제1 고정부;

상기 제1 고정부에 설치되어 상기 제1 안내표면을 따라 미끄럼 이동하는 제1 회전부;

제1 곡률을 가지는 원호 형상의 제2 안내표면을 포함하고, 상기 제1 회전부에 고정되는 제2 고정부;

상기 제2 고정부에 설치되어 상기 제2 안내표면을 따라 미끄럼 이동하는 제2 회전부를 포함하고,

상기 이미지 센서는 상기 제2 회전부에 장착되고, 상기 회전축들은 각각 상기 이미지 센서의 결상면에 위치됨을 특징으로 하는 카메라 렌즈 모듈의 렌즈 조립 체 정렬 장치.
제8 항에 있어서, 상기 제1 안내표면을 따라 미끄럼 이동함에 따라 상기 제1 회전부는 상기 회전축들 중 제1의 회전축을 중심으로 선회하고, 상기 제2 안내표면을 따라 미끄럼 이동함에 따라 상기 제2 회전부는 상기 회전축들 중 제2의 회전축을 중심으로 선회함을 특징으로 하는 카메라 렌즈 모듈의 렌즈 조립체 정렬 장치.
제8 항에 있어서, 상기 제1, 제2 회전부는 각각 상기 제1, 제2 안내표면에 상응하는 곡면 형상의 외주면을 포함함을 특징으로 하는 카메라 렌즈 모듈의 렌즈 조립체 정렬 장치.