KR101646238B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 본 발명은 복수의 렌즈를 수용하는 렌즈 수용부가 형성된 렌즈 배럴, 상기 렌즈 배럴의 외주면에 마주하는 내주면을 가지는 원통 형상의 상부 홀더와, 상기 상부 홀더의 하부에 연장 형성되는 육면체 형상의 하부 홀더를 포함하며, 상기 상부 홀더에는 적어도 하나 이상의 홀이 형성되어 있는 홀더, 일단부가 상기 홀더의 홀을 통과하여 상기 렌즈 배럴의 외주면을 가압하는 적어도 하나 이상의 스프링을 포함한다.

카메라 모듈, 렌즈 배럴, 홀더, 스프링, 무나나산

Description

카메라 모듈{Camera module}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.

근래 노트형 퍼스널 컴퓨터, 카메라 폰, PDA, 스마트, 토이(toy)등의 다종다양한 멀티미디어 분야, 나아가서는 감시 카메라나 비디오 테이크 레코더의 정보단말 등의 화상입력기기용으로 소형의 카메라 모듈의 수요가 높아지고 있다.

카메라 모듈에 적용되는 센서의 픽셀사이즈가 소형화되고 모듈의 높이가 낮아짐에 따라, 이물질의 유입에 대한 관리와 렌즈 광축의 틸트(tilt)나 시프트(Shift) 등의 카메라 모듈의 기구적 신뢰성을 확보하기 위한 마운트 구조의 개발이 매우 중요한 화두로 떠오르고 있다.

현재, 카메라 모듈의 신뢰성에 가장 큰 영향을 미치는 곳은 홀더인데, 홀더는 렌즈 배럴과 센서를 기구적으로 연결해주고 센서를 이물질과 기타 충격으로부터 보호하는 역할을 한다. 특히 렌즈 배럴과 홀더를 체결할 때, 신뢰성에 가장 영향을 미친다.

종래에는 렌즈 배럴과 홀더를 체결하기 위해서 나사 결합 방식을 이용하는 데, 렌즈 배럴의 외주면에 나사산을 만들기 위한 별도의 공간이 필요하다. 이로 인해 렌즈 배럴에 내장되는 렌즈의 크기가 제약을 받게 되는 문제점이 있다.

또한, 렌즈 구경을 증가하기가 어려워, 최근 대두되고 있는 주변 광량비 개선이나 저조도 특성 개선에 어려움이 있다.

본 발명은 구경이 큰 렌즈를 적용하여 광학 성능을 높일 수 있는 카메라 모듈을 제공한다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 복수의 렌즈를 수용하는 렌즈 수용부가 형성된 렌즈 배럴, 상기 렌즈 배럴의 외주면에 마주하는 내주면을 가지는 원통 형상의 상부 홀더와, 상기 상부 홀더의 하부에 연장 형성되는 육면체 형상의 하부 홀더를 포함하며, 상기 상부 홀더에는 적어도 하나 이상의 홀이 형성되어 있는 홀더, 일단부가 상기 홀더의 홀을 통과하여 상기 렌즈 배럴의 외주면을 가압하는 적어도 하나 이상의 스프링을 포함하는 카메라 모듈이 제공된다.

본 발명의 실시 예에서는 스프링을 이용하여 렌즈 배럴이 홀더의 초점 위치에 고정함으로써, 무나사산으로 렌즈 배럴을 구현하여 나사산이 제거된 공간만큼 복수의 렌즈의 구경을 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 렌즈의 구경이 증가하여 주변 광량비 및 저조도 특성이 향상된 카메라 모듈을 제작할 수 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것 으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 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.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기도 한다.

본 발명의 카메라 모듈은 렌즈 배럴의 나사산이 제거된 무나사산 카메라 모듈이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 카메라 모듈은 렌즈 배럴(10), 홀더(20), 압력 스프링(30) 및 이미지 센서(40)를 포함한다.

렌즈 배럴(10)은 상부에 피사체의 광 이미지를 통과시키는 입사공(11)이 형성되어 있고, 내부에는 광축 방향으로 적층되어 광 이미지를 이미지 센서(40)로 전달하는 복수의 렌즈(도시하지 않음)를 수용하는 원통 형상의 렌즈 수용부(12)가 형성되어 있다.

그리고, 렌즈 수용부(12)의 상부 테두리 외측으로는 리브(13)가 돌출 형성되 어 있다. 리브(13)는 홀더(20)의 상단면에 접촉되게 하기 위해서, 렌즈 배럴(10)의 리브(13)는 그 외경이 홀더(20)의 내경보다 크도록 설계되어야 한다.

홀더(20)는 단턱(25)을 기준으로 내주면에 렌즈 배럴(10)이 수용되는 상부 홀더(21)와 이미지 센서(40)가 내장된 직육면체의 하부 홀더(22)로 구분된다. 단턱(25)은 하부 홀더(22)의 상면이다.

상부 홀더(21)에는 복수의 홀(21-1)이 형성되어 있으며, 복수의 홀(21-1)을 통해 복수의 압력 스프링(30)이 상부 홀더(21)의 외측에서 내측으로 통과된다.

복수의 압력 스프링(30)은 절곡부를 갖는 "ㄱ"자 형태로서, 하단부(31)는 하부 홀더(22)의 상면에 고정되고 상단부(32)는 홀(21-1)을 통해 렌즈 배럴(10)의 외주면을 가압한다.

본 발명에서는 압력 스프링(30)의 상단부(32)의 면적을 하단부(31)의 면적보다 작게 형성하기 위해 상단부(32)를 갈고리 형상으로 하였으며, 이로 인해 상단부(32)와 렌즈 배럴(10) 사이에 접촉되는 면적이 작아져 렌즈 배럴(10)과 압력 스프링(30) 사이의 마찰 계수를 낮출 수 있는 효과가 있다.

외력을 이용하여 렌즈 배럴(10)을 광축 방향으로 상/하 이동시키며 렌즈와 이미지 센서 사이의 초점 위치에서는 외력을 멈춘다. 그러면, 압력 스프링(30)의 탄성력에 의해 렌즈 배럴(10)이 초점 위치에 고정될 수 있다.

이때, 렌즈 배럴(10)이 수직 이동하는 동안에 압력 스프링(30)과 렌즈 배럴(10)의 마찰력에 의해 분진이 발생하는 것을 방지하기 위해 렌즈 배럴(10)과 압력 스프링(30) 사이의 마찰계수는 작아야 하며, 압력 스프링(30)의 스프링 상수(k)는 수학식 1을 만족하여야 한다.

여기서 Mb는 렌즈 배럴(10)의 질량이고, g는 중력 가속도이고, ∝1은 안전률상수(3~5)이고, A는 압력 스프링(30)의 갯수이고, L은 압력 스프링(30)의 변형량이고, Pb-s는 렌즈 배럴(10)과 압력 스프링(30) 사이의 마찰계수이다.

이미지 센서(40)는 인쇄회로기판(50)의 상면에 위치하며 복수의 렌즈를 통해 입사되는 광 이미지를 전기적인 이미지로 변환하는 센서로서, 본 발명에서는 상부 홀더(21) 내부에 렌즈 배럴(10)이 고정되는 고정 위치에 따라 복수의 렌즈와 이미지 센서(40) 사이의 초점을 맞춘다.

이와 같이, 본 발명에서는 압력 스프링(30)을 이용하여 렌즈 배럴(10)이 홀더(20)의 초점 위치에 고정함으로써, 종래 렌즈 배럴에서 나사산을 제거한 공간만큼 복수의 렌즈의 구경을 증가시킬 수 있다. 렌즈의 구경이 증가하여 주변 광량비 및 저조도 특성이 향상된 카메라 모듈을 제작할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 단면도이다.

Claims (4)

1. 복수의 렌즈를 수용하는 렌즈 수용부가 형성된 렌즈 배럴;

   상기 렌즈 배럴의 외주면과 마주하는 내주면을 가지고 적어도 하나 이상의 홀이 형성된 홀더; 및

   상기 홀더의 홀을 통과하고, 상기 렌즈 배럴의 외주면을 가압하는 일단부의 단면적이 타단부의 단면적보다 작은 스프링;을 포함하는 카메라 모듈
2. 제1항에 있어서,

   상기 스프링은 절곡부를 갖는 "ㄱ"자 형태로 타단부는 상기 홀더의 일면에 고정되는 카메라 모듈.
3. 제1항에 있어서,

   상기 스프링의 스프링 상수(k)는,

   상기 렌즈 배럴의 질량, 상기 스프링의 갯수, 상기 스프링의 변형량 및 상기 렌즈 배럴과 상기 스프링 사이의 마찰계수에 의해 결정되는 카메라 모듈.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 스프링의 스프링 상수(k)는 하기의 수학식을 만족하는 카메라 모듈.

   [수학식]

   

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