KR101414826B1 - 렌즈 조립체 및 이를 구비하는 카메라 모듈 - Google Patents

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KR101414826B1
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최원영
이민재
조순철
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(주)디지탈옵틱
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Abstract

렌즈 조립체 및 이를 구비하는 카메라 모듈이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 렌즈 조립체는, 복수의 렌즈와, 렌즈를 그 내부에 수용하는 렌즈배럴과, 렌즈와 렌즈 사이에 개재되는 스페이서를 포함하고, 스페이서는, 그 둘레에 비대칭으로 형성된 절개부와, 그 중앙에 형성된 관통공을 포함하며, 관통공의 내주면에는 블랙 코팅이 이루어져 있고, 스페이서는 SUS3xx 계열에 의해 형성된다.

Description

렌즈 조립체 및 이를 구비하는 카메라 모듈{LENS ASSEMBLY AND CAMERA MODULE HAVING THE SAME}
본 발명은 렌즈 조립체 및 이를 구비하는 카메라 모듈에 관한 것으로, 구체적으로는 난반사에 의한 플레어를 방지할 수 있고 정전기를 유발하지 않아서 조립 불량을 방지할 수 있으며 얇은 두께로 제작될 수 있는 스페이서를 이용한 렌즈 조립체 및 이를 구비하는 카메라 모듈에 관한 것이다.
스마트 폰, 노트북 또는 태블릿(tablet) PC 등과 같이 최근 인기를 얻고 있는 전자 제품에는 대부분 카메라 모듈이 장착되어 있다. 이와 같은 카메라 모듈은 다수 개의 렌즈를 포함하고, 렌즈와 렌즈 사이에는 스페이서(spacer)가 개재되어 있다.
도 1은 종래의 카메라 모듈용 스페이서(10)에 대한 평면도이고, 도 2는 도 1의 AA선에 따른 단면도이다. 그리고 도 3은 종래의 스페이서(10)를 구비하는 렌즈 조립체(30)를 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 종래의 스페이서(10)는 원형으로서 그 중앙에는 관통공(12)이 형성되어 있다. 관통공(12)의 크기는 렌즈의 수광 크기에 비해 다소 크게 형성된다. 그리고 스페이서(10)는 일반적으로 폴리에틸렌(PE) 필름 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름과 같은 시트(sheet)에 의해서 형성되고 그 표면에는 블랙 카본 코팅 등과 같은 코팅층이 형성된다.
이와 같은 종래의 필름 스페이서(10)는 그 전면(前面) 및 후면이 동일한 원형 형상을 가져서 전후면을 구별하기가 어렵다는 문제점을 갖는다. 이로 인해, 스페이서(10)를 렌즈(16, 18, 20, 22) 사이에 삽입하는 경우, 그 전후면이 뒤바뀌게 되어서 플레어(flare) 현상이 심화되는 문제가 발생한다.
그리고 종래의 필름 스페이서(10)는 정전기에 취약하기 때문에 조립툴에 부착되어 렌즈 배럴(32)의 내부에 삽입되지 않거나 두 장 이상 삽입되는 문제점도 자주 유발한다. 렌즈(16, 18, 20, 22) 사이에 스페이서(10)가 삽입되지 않거나 다수 개가 삽입되는 경우 렌즈 조립체(30)의 해상도 불량이 발생하게 된다.
또한, 종래의 필름 스페이서(10)는 무른 재질에 의해 형성되기 때문에 렌즈 사이의 간격을 쉽게 변화시키고, 조립 과정에서 쉽게 접히거나 구겨지는 등의 문제점을 유발한다.
또한, 종래의 스페이서(10)는 전후면에 반사 방지 코팅이 이루어진 시트를 천공하여 형성되기 때문에, 그 천공홀에 해당하는 관통공(12)의 내주면에는 반사 방지 코팅이 이루어지지 않게 된다. 따라서 도 3에 나타낸 바와 같이, 종래의 스페이서(10)의 내면(14)에서는 빛의 반사가 발생하게 되어서 의도하지 않은 반사광(36)이 센서(40)로 입사하게 된다. 이와 같은 반사광(36)은 플레어 현상을 유발한다.
금속에 의해서 형성되는 종래 스페이서는 일반적으로 에칭 또는 기계적인 가공에 의해 형성된다. 그러나 에칭에 의해 형성되는 종래의 스페이서는, 제조 속도가 느리고 관통공의 파단면을 일정하게 형성하는 것이 어렵다는 문제점을 갖는다. 또한, 선반과 같은 기계적인 가공에 의해 형성되는 종래의 스페이서는 가볍고 두께를 얇게 하는 것이 불가능하기 때문에, 렌즈 조립체 및 이를 구비하는 카메라 모듈을 소형화하는 것을 어렵게 한다.
대한민국 등록특허 제10-1173835호
따라서 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 스페이서 관통공 내면에서의 난반사로 인한 플레어를 방지할 수 있는 렌즈 조립체 및 이를 구비하는 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 조립이 용이한 렌즈 조립체 및 이를 구비하는 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 슬림화 및 경량화가 가능한 렌즈 조립체 및 이를 구비하는 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 렌즈 조립체는, 복수의 렌즈와, 렌즈를 그 내부에 수용하는 렌즈배럴과, 렌즈와 렌즈 사이에 개재되는 스페이서를 포함하고, 스페이서는, 그 둘레에 비대칭으로 형성된 절개부와, 그 중앙에 형성된 관통공을 포함하며, 관통공의 내주면에는 블랙 코팅이 이루어져 있고, 스페이서는 SUS3xx 계열에 의해 형성된다.
본 발명에 따른 렌즈 조립체는 다음과 같은 실시예들을 하나 또는 그 이상 구비할 수 있다. 예를 들면, 관통공의 내주면은 내부경사면 및 내부수직면으로 이루지고, 블랙 코팅은 내부경사면 및 내부수직면에 형성될 수 있다.
절개부는, 기준 절개부와, 관통공의 중심을 통과하는 선에 대해 기준 절개부와 비대칭으로 형성되는 방향 절개부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 카메라 모듈은 상기와 같은 렌즈 조립체를 포함한다.
본 발명은 빛이 통과하는 스페이서의 관통공 내주면에 적어도 하나의 내부경사면을 형성하고 내부경사면에는 반사 방지를 위한 블랙 코팅을 형성함으로써, 관통공 내주면에서의 난반사로 인한 플레어를 방지할 수 있는 렌즈 조립체 및 이를 구비하는 카메라 모듈을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 스페이서를 SUS3xx 계열의 재질로 형성함으로써, 빛이 통과하는 스페이서 관통공의 내주면에 내부경사면을 용이하게 형성할 수 있고, 강성 및 정전기가 발생하지 않는 특성으로 인해서 조립 과정에서 불량을 방지할 수 있는 렌즈 조립체 및 이를 구비하는 카메라 모듈을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 스페이서의 전후면을 용이하게 식별할 수 있어서 카메라 모듈에 조립되는 경우 그 조립 방향을 쉽게 설정할 수 있을 뿐만 아니라, 두 장 이상을 겹쳐서 조립하는 것을 방지할 수 있는 렌즈 조립체 및 이를 구비하는 카메라 모듈을 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 스페이서를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 AA선에 따른 단면도이다.
도 3은 종래의 렌즈 조립체를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체를 예시하는 분해 사시도이다.
도 5는 도 4에 예시된 렌즈 조립체의 결합된 상태를 예시하는 단면도이다.
도 6은 도 4에 예시된 렌즈 조립체를 구비하는 카메라 모듈을 예시하는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체에 구비되어 있는 스페이서의 제1 실시예를 예시하는 평면도이다.
도 8은 도 7의 AA선에 따른 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체에 구비되어 있는 스페이서의 제2 실시예를 예시하는 평면도이다.
도 10은 도 9의 AA선에 따른 단면도이다.
도 11은 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체에 구비되어 있는 스페이서의 제3 실시예를 예시하는 평면도이다.
도 12는 도 11의 AA선에 따른 단면도이다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체에 구비되어 있는 스페이서의 제4 실시예를 예시하는 평면도 및 배면도이다.
도 14 내지 도 16은 도 7에 예시되어 있는 스페이서를 제작하는 과정을 순차적으로 예시하는 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체(200)를 예시하는 분해 사시도이고, 도 5는 도 4에 예시된 렌즈 조립체(200)의 결합된 상태를 예시하는 단면도이다. 그리고 도 6은 도 4에 예시된 렌즈 조립체(200)를 구비하는 카메라 모듈(400)을 예시하는 단면도이다.
도 4 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체(200)는, 다수 개의 렌즈(206, 208, 210, 212)와, 렌즈 사이에 각각 개재되는 스페이서(100, 130, 150)와, 상기 렌즈(206, 208, 210, 212) 및 스페이서(100, 130, 150)를 그 내부에 수용하는 렌즈배럴(202)과, 압입링(204)을 포함한다.
다수 개의 렌즈(206, 208, 210, 212)는 각각 동일하거나 상이한 굴절율을 갖는 것으로, 렌즈배럴(202)의 광축을 기준으로 배열된다. 렌즈와 렌즈 사이에는, 불필요한 빛을 차단하고 렌즈 사이의 간격을 일정하게 유지하기 위해서 스페이서(100, 130, 150)가 개재되어 있다.
렌즈배럴(202)은 중공(中空)의 원통 형상을 갖고 그 내부에는 다수 개의 렌즈(206, 208, 210, 212) 및 스페이서(100, 130, 150)가 수용된다. 렌즈배럴(202)의 상면에는 빛이 투과할 수 있는 관통공이 형성되어 있고, 그 하단부에는 렌즈(206, 208, 210, 212) 및 스페이서(100, 130, 150)의 이탈을 방지하는 압입링(204)이 결합되어 있다. 렌즈배럴(202)은 하우징(410)과 결합하여 카메라 모듈(400)을 형성한다.
각각의 스페이서(100, 130, 150)의 중앙에 형성된 관통공은 빛의 경로에 따라서 그 내주면이 다르게 형성될 수 있다. 예를 들면, 렌즈(210)와 렌즈(212) 사이에 개재되는 스페이서(130)는 도 13에 예시된 스페이서로서 내부수직면(138) 및 내부경사면(137)을 구비할 수 있다. 특히, 내부경사면(137)은 빛의 진행 방향을 방해하지 않는 경사각(예를 들면, 빛의 진행 방향과 평행한 경사각)을 갖도록 형성되어 있음을 알 수 있다. 즉, 내부경사면(137)은 스페이서(130)의 관통공을 통과하는 빛의 진행을 방해하지 않으면서 그 방향과 평행하게 형성될 수 있다.
이와 같이, 다수 개의 스페이서(100, 130, 150)는 렌즈 조립체(200)의 내부를 통과하는 빛의 진행을 방해하지 않는 관통공 내주면의 형상, 크기 및 배치 방향을 갖는다. 특히, 렌즈 조립체(200)의 조립 과정에서 스페이서(100, 130, 150)의 배치 방향이 중요한데, 만약 스페이서(100, 130, 150)의 전후면이 반대로 렌즈 조립체(200)에 조립되는 경우 그 내부수직면(138) 및 내부경사면(137)에 의해 빛의 진행이 방해된다. 이와 같이, 스페이서(130)에 내부경사면(137) 및 내부수직면(138)에 의해서 빛의 진행이 방해되는 경우, 의도하지 않은 반사광으로 인해서 플레어가 발생하게 된다. 본 실시예에 따른 스페이서(130)는 절개부(도 13의 도면부호 134 및 136 참조)를 구비하여서 그 전면 및 후면을 용이하게 식별할 수 있기 때문에, 조립 과정에서 스페이서(130)의 전후면이 반대로 조립되는 문제점을 해결할 수 있다.
본 실시예에 따른 렌즈 조립체(200)가 구비하는 스페이서(100, 130, 150)에 대해서는 아래 도 7 내지 도 13을 참조하면서 설명하기로 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(400)은 도 4 내지 도 5에 예시되어 있는 렌즈 조립체(200)를 포함한다. 그리고 렌즈 조립체(200)는 하우징(410)에 나사 결합된다. 하우징(410)의 내부에는 필터(412), 이미지센서(414) 및 기판(416)이 구비되어 있다.
필터(412)는 이미지센서(414)와 인접한 렌즈(212) 사이에 구비되는 적외선 필터(IR cut-off filter) 또는 커버글라스(cover glass) 등에 해당할 수 있고, 적외선을 차단하고 가시광선만을 투과시키는 기능을 한다. 또한, 필터(412)는 디지털 이미지에서 발생하는 노이즈를 제거하는 역할도 한다.
필터(412)는 이미지 센서(414)의 이미지 영역에 해당하는 결상 영역에 일체로 구비될 수도 있다.
이미지 센서(414)는 렌즈(206, 208, 210, 212)를 통과한 빛을 결상화 할 수 있도록 상부면에 이미지 결상 영역을 구비하고, 이를 전기적 신호로 변환할 수 있는 소자이다. 그리고 이미지 센서(414)는, 이미지 신호를 전송하기 위한 수단인 패턴회로가 인쇄된 PCB(Printed Circuit Board)와 같은 기판(416)에 전기적으로 연결된다. 이미지 센서(414)는 렌즈(206, 208, 210, 212)를 통과한 빛을 감지하여 전기적 신호로 변환시키도록 전하결합소자(CCD: Charged Coupled Device) 또는 보상성금속산화반도체(CMOS: Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등에 의해서 이루어진다.
기판(416) 상에서 이미지 센서(414)의 주변에는 칩 모듈(도시하지 않음)이 표면실장기술(SMT)에 의해서 실장된다. 그리고 이미지 센서(414)를 접착제를 이용하여 기판(416)에 부착한 후에는, 기판(416)과 이미지 센서(414)를 전기적으로 연결하기 위해서 와이어 본딩 등의 공정을 수행하게 된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체(200)에 구비되어 있는 스페이서(100)의 제1 실시예를 예시하는 평면도이고, 도 8은 도 7의 AA선에 따른 단면도이다.
도 7 내지 도 8을 참조하면, 제1 실시예에 따른 카메라 렌즈용 스페이서(100)는, 전체적으로 원형의 형상을 갖고 그 중앙에는 관통공(102)이 형성되어 있으며 그 둘레에는 절개부(104)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
관통공(102)은 스페이서(100)의 중앙을 관통하는 홀에 해당하는 것으로, 그 내주면은 내부경사면(106) 및 내부수직면(108)으로 이루어진다. 이와 같은 관통공(102)의 내주면 형상은 렌즈 조립체(200)에서 입사되는 빛의 이동 경로에 따라서 결정될 수 있다.
내부경사면(106) 및 내부수직면(108)에 의해 이루어지는 관통공(102)은 도 14 내지 도 16을 통해서 설명하는 바와 같이, 스페이서 제작툴(300)에 의해서 제작될 수 있다. 본 실시예에 따른 스페이서(100)는 SUS301, SUS302, SUS303, SUS304, SUS305, SUS309, SUS310, SUS316, SUS317, SUS321, SUS347 등과 같은 SUS3xx 계열의 스테인리스강(stainless steel)에 의해 형성되기 때문에, 제작툴(300)을 이용한 프레스 가공에 의해서 내부경사면(106) 및 내부수직면(108)을 정밀하고도 용이하게 형성할 수 있다.
종래의 카메라 렌즈용 스페이서는 PET 필름 또는 PE 필름 등에 의해 형성되는데, 이와 같은 필름은 고가이고 두께가 얇아서 제조 및 조립이 어렵다는 문제점을 갖는다. 특히, 필름에 의해 제조되는 종래의 스페이서는 두께가 얇고 연성의 재질에 의해 형성되기 때문에, 렌즈 사이의 간격을 일정하게 유지하는 것이 어렵고 조립시 쉽게 구겨지거나 접히게 되는 문제점이 발생할 수 있다. 그리고 종래의 PET 필름 또는 PE 필름에 의해 형성되는 스페이서는 정전기에 취약하기 때문에, 조립 과정에서 미삽입되거나 두 장 이상이 중복으로 삽입되는 문제점을 유발한다.
본 발명은 상기와 같은 종래 스페이서의 문제점을 해결하기 위해서, 스페이서(100)를 스테인리스 강에 해당하는 SUS3xx 계열에 의해서 형성한 것을 특징으로 한다. SUS3xx 계열은 내식성이 강하고 동(Cu) 계열에 비해서 비중이 작아서 가벼운 장점을 갖는다. 또한, 금속임에도 불구하고 비자성체에 해당하기 때문에 정전기로 인한 문제점을 해결할 수 있는 장점을 갖는다. 그리고 SUS3xx는 강성(剛性) 재질에 해당하기 때문에 조립 과정에서 쉽게 접히거나 구겨지지 않으며 렌즈 사이의 간격도 일정하게 유지할 수 있는 장점을 갖는다.
SUS3xx는 금속에 해당하기 때문에 스페이서 제작툴(300)에 의해 소성 변형을 유발함으로써, 내부경사면(106)을 용이하게 형성할 수 있는 점에 특징이 있다. 종래의 PET 필름 또는 PE 필름 등은 관통공에 원하는 경사각 및 형상을 갖는 내부경사면(106)을 형성하기가 거의 불가능하였다. 그리고 동(Cu)을 이용하여 스페이서를 제작하는 경우, 에칭에 의해서 관통공을 형성하지만, 에칭은 공정 시간이 길고 다량의 에칭액(etchant)에 의해서 환경 오염을 유발한다. 본 실시예에 따른 스페이서(100)는 SUS3xx의 금속을 스페이서 제작툴(300)을 이용하여 프레스 가공을 통해서 용이하게 제작할 수 있고, 특히 관통공(102)에 경사면에 해당하는 내부경사면(106)을 용이하게 형성할 수 있는 점에 특징이 있다.
절개부(104)는 스페이서(100)의 둘레 부분에 비대칭적으로 형성되는 것으로, 원형의 스페이서(100)의 일부를 절개함으로써 형성된다. 절개부(104)는 스페이서(100)의 전후면 구별 및 두 장 이상의 겹침을 확인하기 위한 목적으로 형성된다. 본 실시예에 따른 스페이서(100)는 관통공(102)의 중심을 통과하는 기준선(L)에 대해 절개부(104)가 비대칭적(9시 방향)으로 형성되어 있다. 이와 같이 절개부(104)가 비대칭적으로 형성되는 것은, 스페이서(100)의 전후면을 용이하게 식별하기 위한 것이다. 예를 들면, 스페이서(100)가 도 7과 같이 위치한 경우 절개부(104)는 기준선(L)에 대해 좌측에 형성되어 있기 때문에, 스페이서(100)의 전면(前面)이 상부를 향하도록 배치되어 있는 것으로 판단할 수 있다.
내부경사면(106) 및 내부수직면(108)은 렌즈 조립체(200) 내부에 입사하여 렌즈(206. 208, 210, 212)에 의해 굴절된 빛의 진행에 방해가 되지 않게 하는 경사각 및 형상을 갖도록 형성된다. 예를 들어, 도 5의 원 내부에 표시된 바와 같이, 스페이서(130)의 내부경사면(137)은 렌즈(206, 208, 210)에 의해 굴절된 빛의 진행을 방해하지 않으면서 그 진행 방향과 평행하게 형성될 수 있다.
제1 실시예에 따른 스페이서(100)는 내부경사면(106)이 내부수직면(108)의 상부에 형성되어 있기 때문에 카메라 모듈(200)에서 그 조립 방향이 중요하게 된다. 예를 들어, 도 8와 같은 단면 형상을 갖는 스페이서(100)의 내부경사면(106)이 렌즈 조립체(200)에서 상부(빛이 입사하는 방향의 반대 방향)를 향할 때 빛을 효과적으로 차단할 수 있도록 설계되어 있는데, 내부경사면(106)이 하부에 위치하는 경우 빛을 효과적으로 차단할 수 없는 문제점이 발생한다. 따라서 절개부(104)는 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 관통공(102) 내주면의 형상이 비대칭인 경우 스페이서(100)의 전후면을 용이하게 구별할 수 있게 함으로써, 스페이서(100)를 렌즈 조립체(200)에 원하는 방향으로 조립할 수 있게 한다.
스페이서(100)의 전면 및 후면 그리고 관통공(102)의 내면에 해당하는 내부경사면(106) 및 내부수직면(108)에는 빛의 반사를 방지하는 블랙 코팅(black coating)이 형성된다. 블랙 코팅은 흑착색의 산화피막으로서, 스페이서(100)의 전후면 그리고 내부경사면(106) 및 내부수직면(108)에 형성된다. 내부경사면(106) 및 내부수직면(108)에도 블랙 코팅을 수행함으로써, 관통공(102)의 내주면에 해당하는 내부경사면(106) 및 내부수직면(108)에서 빛이 반사하여 플레어가 발생하는 문제점을 해결할 수 있게 된다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 렌즈용 스페이서(110)를 예시하는 도면이고, 도 10은 도 9의 AA선에 따른 단면도이다.
도 9 내지 도 10을 참조하면, 제2 실시예에 따른 스페이서(110)는 제1 실시예에 따른 스페이서(100)와 구성이 동일하고 다만 관통공(112) 및 절개부(114)의 형상에서 차이점을 갖는다. 이하에서는 그 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
절개부(114)는 관통공(112)의 중심을 통과하는 기준선(L)에 대해서 비대칭적인 9시 방향으로 형성되어 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 스페이서의 절개부는 관통공(112)의 중심을 통과하는 기준선(L)에 대해서 비대칭적으로만 형성된다면, 그 형상에 의해서 제한되지는 않는다.
관통공(112)의 내면에는 내부수직면(118) 및 내부경사면(116, 117)이 형성되어 있다. 내부경사면(116, 117)은 서로 다른 경사각을 갖는 두 개의 부분으로 구분될 수 있는데, 이와 같이 내부경사면(116, 117)의 경사각을 달리 형성함으로써 렌즈 조립체(200)의 내부를 통과하는 빛을 효과적으로 차단 또는 반사할 수 있다.
내부수직면(118) 및 내부경사면(116, 117)의 형상 및 각도는, 렌즈 조립체(200)의 내부에서 렌즈(206, 208, 210, 212)에 의해 굴절된 빛의 진행을 방해하지 않도록 형성되고, 특히 내부경사면(116, 117) 중 어느 하나는 빛의 진행 방향과 평행하게 형성될 수 있다.
제2 실시예에 따른 스페이서(110)도 관통공(112)의 내면이 비대칭적으로 형성되어 있기 때문에, 렌즈 조립체(200)의 내부에서 그 조립 방향이 중요하게 된다. 절개부(114)는 스페이서(110)의 전면 및 후면을 용이하게 식별할 수 있게 하기 때문에, 스페이서(110)를 렌즈 조립체(200)의 내부에 원하는 방향으로 용이하게 조립할 수 있게 된다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 카메라 렌즈용 스페이서(120)를 예시하는 도면이고, 도 12는 도 11의 AA선에 따른 단면도이다.
도 11 내지 도 12를 참조하면, 제3 실시예에 따른 스페이서(120)는 제1 실시예에 따른 스페이서(100)와 구성이 동일하고 다만 관통공(122) 및 절개부(124)의 형상에서 차이점을 갖는다. 이하에서는 그 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
절개부(124)는 관통공(122)의 중심을 통과하는 기준선(L)에 대해서 비대칭적인 9시 방향으로 형성되어 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 스페이서의 절개부는 관통공의 중심을 통과하는 기준선(L)에 대해서 비대칭적으로만 형성된다면, 그 형상에 의해서 제한되지는 않는다.
관통공(122)의 내면에는 내부수직면(128) 및 내부경사면(126, 127)이 형성되어 있다. 내부경사면(126, 127)은 내부수직면(128)을 중심으로 상하 대칭적으로 형성되고 동일한 경사각을 가질 수 있다. 내부경사면(126, 127)은 렌즈조립체(200)의 내부에서 렌즈(206, 208, 210, 212)에 의해 반사된 빛의 진행을 방해하지 않도록 형성된다. 특히, 내부경사면(126, 127) 중 어느 하나는 빛의 진행 방향과 평행하게 형성될 수 있다.
도 7, 도 9 및 도 11을 통해서 알 수 있는 바와 같이, 절개부(104, 114, 124)는 다양한 형상을 가질 수 있는데, 본 발명은 절개부의 형상에 의해서 제한되지 않는다. 그리고 도 8, 도 10 및 도 12를 통해서 알 수 있는 바와 같이, 관통공(102, 112, 122)도 다양한 형상을 가질 수 있는데, 관통공의 형상은 렌즈 조립체(200)의 내부에서 빛의 경로에 따라서 달라질 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 카메라 렌즈용 스페이서(130)의 전면(도 13a) 및 후면(도 13b)을 각각 예시하는 도면이다.
도 13a 및 도 13b를 참조하면, 제4 실시예에 따른 스페이서(130)는 제1 실시예 내지 제3 실시예에 따른 스페이서(100, 110, 120)와 동일한 구성을 갖고 다만, 절개부의 형상에 있어서 차이점을 갖는다. 이하에서는, 제4 실시예에 따른 스페이서(130)에 대해서 그 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
제4 실시예에 따른 스페이서(130)는 관통공(132)의 중심을 통과하는 기준선(L)에 대해 상호 비대칭으로 형성되는 기준절개부(134) 및 방향절개부(136)를 포함한다. 기준절개부(134)는 도 13a 및 도 13b에서 12시 방향에 형성된 것으로 스페이서(130)의 일부를 직선으로 절개한 형상을 갖는다. 그리고 방향절개부(136)는, 도 13a를 참조하면, 기준절개부(134)에 대해서 9시 방향에 형성된 곡선 형상의 홈에 해당한다. 이와 같이, 기준절개부(134)에 대해서 방향절개부(136)가 9시 방향에 위치하는 경우, 스페이서(130)의 전면이 위로 향하도록 배치된 것으로 인식할 수 있다. 그리고 도 13b에 예시된 바와 같이, 기준절개부(134)에 대해서 방향절개부(136)가 3시 방향에 위치하는 경우, 스페이서(130)의 후면이 위로 향하도록 배치된 것으로 인식할 수 있다.
기준절개부(134) 및 방향절개부(136)는, 관통공(132)을 중심을 통과하는 기준선(L)에 대해서 비대칭적으로 형성된다면, 그 형상 및 배치 각도에 의해서 제한되지는 않는다. 예를 들면, 기준절개부는 원형으로 오목하게 형성될 수 있고 방향절개부는 직선으로 절개된 형상을 가질 수 있다. 또한, 기준절개부 및 방향절개부는 상호 다른 형상을 가질 수 있지만 동일한 형상을 가질 수도 있다.
도 14 내지 도 16은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스페이서(100)의 제작 과정을 순차적으로 예시한 단면도이다.
도 14 내지 도 16을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스페이서(100)의 제조방법은, SUS3xx 계열의 재질을 갖는 모재(330)를 제공하는 단계와, 경사면(306)을 구비하는 커터(304)가 그 선단부에 형성되어 있는 가압부(302)와, 가압부(302)의 중앙에 위치하는 천공부(320)를 구비하는 제작툴(300)을 이용하여, 내부경사면(106) 및 내부수직면(108)으로 이루어지는 관통공(102)과, 비대칭 형상을 갖는 절개부(104)를 둘레에 형성하는 단계와, 관통공(102)을 형성한 후 블랙 코팅을 수행하는 단계를 포함한다. 그리고 내부경사면(106)은, 커터(304)의 경사면(306)이 모재(330)를 하향 가압함으로써 모재(330)의 소성 변형에 의해 형성되며, 내부수직면(108)은 천공부(320)의 하향 가압에 의해 형성된다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스페이서(100)를 제조하기 위해서 우선 모재(330)를 준비한다. 모재(330)의 형상에는 제한이 없고 그 재질은 SUS3xx 계열을 갖는다. SUS3xx 계열은 금속으로서 커터(304)에 의한 소성 변형이 가능하기 때문에, 경사각을 갖는 내부경사면(106)을 용이하게 형성할 수 있다. 또한, SUS3xx 계열은 내식성 및 강성이 우수하고 동(Cu)에 비해서 경량이며 가격도 저렴할 뿐만 아니라, 비자성체로서 조립 과정에서 정전기에 의한 조립 불량 및 접힘 등에 의한 조립 불량의 문제점을 방지할 수 있는 장점을 갖는다.
스페이서(100)를 제작하기 위한 제작툴(300)은, 중공(中空) 형상을 갖는 제1 가압부(302)와, 제1 가압부(302)의 중앙에 형성된 홀(도면부호 없음)에 위치하는 천공부(320)를 포함한다.
제1 가압부(302)는 도 7에 예시된 형상을 갖도록 모재(330)를 프레스 가공한다. 제1 가압부(302)의 선단부에는 커터(304)가 구비되어 있고, 커터(304)에는 경사면(306)이 형성되어 있다. 경사면(306)은, 모재(330)를 소성 변형시켜서 내부경사면(106)을 형성한다. 그리고 제1 가압부(302)의 하향 가압에 의해서 모재(330)로부터 원형의 스페이서(100)가 형성되고 그 둘레에는 절개부(104)가 형성된다.
경사면(306)의 경사각은 내부경사면(106)의 경사각과 동일하게 형성될 수 있다.
천공부(320)는 가압부(302)의 중앙에 위치하는 것으로 원기둥 형상을 갖는다. 천공부(320)는 하향 가압에 의해서 스페이서(100)의 내부수직면(108)을 형성한다.
도 15를 참조하면, 제작툴(300)이 모재(330)를 하향 가압하면, 가압부(302)의 선단부에 형성되어 있는 커터(304)가 모재(330)를 소성 변형시키면서 내부경사면(106)을 형성한다. 이때, 천공부(320)는 가압부(302)의 내부에서 전방으로 돌출되지 않은 상태에 있다.
도 16을 참조하면, 스페이서(100)의 관통공(102)을 형성하기 위해서 천공부(320)가 전방으로 돌출되어서 모재(330)를 하향 가압한다. 이로 인해, 내부수직면(108)이 형성되고, 내부수직면(108)의 형성으로 인해서 스페이서(100)의 관통공(102)이 완성된다.
본 실시예에 따른 스페이서 제조방법은, 금속에 해당하는 SUS3xx에 의해 형성되기 때문에 제작툴(300)을 이용해서 용이하게 제조할 수 있는 장점을 갖는다. 특히, 관통공(102)을 형성하는 과정에서 그 내면에 원하는 경사각을 갖는 내부경사면(106)을 용이하게 형성할 수 있기 때문에, 관통공(102)의 내부면에 의해서 플레어가 발생하는 문제점을 해결할 수 있게 된다. 그리고 본 실시예에 따른 스페이서 제조방법은, 강성을 갖는 SUS3XX 재질에 의해 형성되기 때문에 그 두께를 얇게 할 수 있는데, 이로 인해 렌즈 사이의 간격을 일정하게 유지할 수 있고 렌즈 조립체(200) 및 카메라 모듈(400)의 크기를 줄일 수 있게 된다.
제작툴(300)을 이용하여 모재(330)에 절개부(104) 및 관통공(102)을 형성한 후, 스페이서(100)에 대해서 블랙 코팅을 수행한다. 블랙 코팅은 스페이서(100)의 전면 및 후면 그리고 관통공(102)의 내부경사면(106) 및 내부수직면(108) 모두에 대해 이루어진다. 특히, 블랙 코팅이 내부경사면(106) 및 내부수직면(108)에 대해 이루어지기 때문에, 내부경사면(106) 및 내부수직면(108)에서 빛이 반사됨으로써 플레어가 생성되는 문제점을 해결할 수 있게 된다.
제2 실시예에 따른 스페이서(110) 및 제3 실시예에 따른 스페이서(120)를 제조하기 위한 제작툴(도시하지 않음)은, 내부경사면(116, 117, 126, 127)의 형상에 대응하는 경사면을 가질 수 있다.
상기에서는 본 발명의 일 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100, 110, 120, 130: 스페이서
200: 렌즈 조립체
300: 스페이서 제작툴
400: 카메라 모듈

Claims (4)

  1. 복수의 렌즈;
    상기 렌즈를 그 내부에 수용하는 렌즈배럴;
    상기 렌즈와 렌즈 사이에 개재되는 스페이서를 포함하고,
    상기 스페이서는, 그 둘레에 비대칭으로 형성된 절개부와, 그 중앙에 형성된 관통공을 포함하며,
    상기 절개부는, 기준 절개부와, 상기 관통공의 중심을 통과하는 선에 대해 상기 기준 절개부와 비대칭으로 형성되는 방향 절개부로 이루어지고,
    상기 관통공의 내주면에는 블랙 코팅이 이루어져 있으며,
    상기 스페이서는 SUS3xx 계열에 의해 형성되는 렌즈 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 관통공의 내주면은 내부경사면 및 내부수직면으로 이루지고,
    상기 블랙 코팅은 상기 내부경사면 및 내부수직면에 형성되는 것을 특징으로 하는 렌즈 조립체.
  3. 제1항 내지 제2항 중 어느 하나의 렌즈 조립체를 구비하는 카메라 모듈.


  4. 삭제
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