KR102354687B1 - 카메라 모듈 및 광학 기기 - Google Patents

Abstract

본 실시예는, 지지부재; 상기 지지부재의 내측에 배치된 제1렌즈; 상기 지지부재의 아래에 배치된 하우징; 상기 하우징의 내측에 배치된 제2렌즈; 상기 하우징의 아래에 배치되며, 이미지 센서가 실장된 기판을 포함하고, 상기 제1렌즈는 외부로 노출된 제1광학면과, 상기 제1광학면의 아래에 배치된 제2광학면을 포함하고, 상기 지지부재의 윗면의 높이는 상기 제1광학면의 상단의 높이보다 높은 카메라 모듈과 이를 포함하는 광학 기기에 관한 것이다.

Description

카메라 모듈 및 광학 기기{CAMERA MODULE AND OPTICAL APPARATUS}

본 실시예는 카메라 모듈 및 광학 기기에 관한 것이다.

이하에서 기술되는 내용은 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 기재한 것은 아니다.

각종 휴대단말기의 보급이 널리 일반화되고, 무선 인터넷 서비스가 상용화됨에 따라 휴대단말기와 관련된 소비자들의 요구도 다양화되고 있어 다양한 종류의 부가장치들이 휴대단말기에 장착되고 있다.

일반적으로 휴대단말기에 카메라 모듈을 내장하는 경우, 카메라 모듈의 대물렌즈(파사체와 가장 가깝게 위치하는 최외곽 렌즈)가 충격에 의해 파손되는 것을 방지하기 위해, 휴대단말기의 케이스에 커버 글라스를 장착하여 대물렌즈가 외부로 노출되는 것을 방지한다.

한편, 넓은 화각(FOV, Filed of view)을 위해서는, 커버 글라스와 대물렌즈 사이에는 충분한 공간이 확보되어야 한다. 따라서 휴대 단말기의 케이스에서 커버 글라스가 장착된 부분은 외측으로 돌출되어 형성된다. 그 결과, 휴대단말기의 케이스에서 카메라 모듈이 배치된 부분만 튀어나오는 문제가 발생한다.

한국 공개특허공보 제10-2016-0142156호(2016. 12. 12. 공개)

본 실시예는 휴대 단말기에 장착 시, 커버 글라스를 생략할 수 있는 카메라 모듈을 제공하고자 한다. 나아가 이러한 카메라 모듈이 장착된 광학 기기를 제공하고자 한다.

지지부재; 상기 지지부재의 내측에 배치된 제1렌즈; 상기 지지부재의 아래에 배치된 하우징; 상기 하우징의 내측에 배치된 제2렌즈; 상기 하우징의 아래에 배치되며, 이미지 센서가 실장된 기판을 포함하고, 상기 제1렌즈는 외부로 노출된 제1광학면과, 상기 제1광학면의 아래에 배치된 제2광학면을 포함하고, 상기 지지부재의 윗면의 높이는 상기 제1광학면의 상단의 높이보다 높을 수 있다.

상기 지지부재의 윗면의 높이는 상기 제1광학면의 상단의 높이보다 높고, 상기 하우징의 윗면과 상기 제1광학면의 상단의 높이 차는 0.02mm 이상일 수 있다.

상기 제1광학면의 상단과 상기 제2광학면의 상단의 높이 차는 0.1mm 이상일 수 있다.

상기 지지부재의 위에 배치된 상판과, 상기 상판의 가장자리로부터 아래로 연장된 측판을 포함하는 커버부재를 더 포함하고, 상기 측판의 내측면은 상기 지지부재의 외측면과 상기 하우징의 외측면과 접촉할 수 있다.

상기 측판은 내측면은 상기 지지부재의 외측면과 상기 하우징의 외측면 중 적어도 하나와 나사 결합하고, 상기 지지부재는 상기 커버부재의 상판과 상기 하우징의 윗면에 의해 가압될 수 있다.

상기 지지부재와 상기 하우징 사이에 가스켓이 개재될 수 있다.

상기 지지부재와 상기 커버부재 사이에 가스켓이 개재되고, 상기 가스켓은 상기 제1렌즈면의 외곽을 따라 배치될 수 있다.

상기 상판의 윗면의 위상은 상기 제1광학면의 상단의 높이보다 높고, 상기 상판의 윗면과 상기 제1광학면의 상단의 높이 차는 0.02mm 이상일 수 있다.

상기 지지부재와 상기 제1렌즈는 일체로 형성되며, 상기 지지부재는 상기 제1광학면과 상기 제2광학면의 외측에 배치되어 상기 제1렌즈의 플랜지를 형성할 수 있다.

본 실시예의 광학 기기는, 본체; 상기 본체의 일측에 위치하는 디스플레이부; 상기 디스플레이부와 전기적으로 연결된 카메라 모듈을 포함하고, 상기 카메라 모듈은, 지지부재; 상기 지지부재의 내측에 배치된 제1렌즈; 상기 지지부재의 아래에 배치된 하우징; 상기 하우징의 내측에 배치된 제2렌즈; 상기 하우징의 아래에 배치되며, 이미지 센서가 실장된 기판을 포함하고, 상기 제1렌즈는 외부로 노출된 제1광학면과, 상기 제1광학면의 아래에 배치된 제2광학면을 포함하고, 상기 지지부재의 윗면의 높이는 상기 제1광학면의 상단의 높이보다 높을 수 있다.

본 실시예에서 제1렌즈(대물렌즈)는 다른 렌즈와 달리 별도의 지지부재에 의해 지지되어 보다 안정적으로 고정될 수 있다. 또, 지지부재의 높이는 제1렌즈(대물렌즈)의 상측면의 높이보다 높아 외부 충격이 지지부재에 흡수된다. 따라서 본 실시예의 카메라 모듈은 제1렌즈(대물렌즈)를 보호하기 위한 별도의 커버 글라스 없이 휴대단말기에 장착될 수 있다. 그 결과, 광학계의 전장이 짧아져 휴대단말기의 케이스에서 카메라 모듈이 장착되는 부분이 튀어나오는 문제를 해결할 수 있다. 나아가 본 실시예는 이러한 카메라 모듈을 포함하는 광학 기기를 제공한다.

도 1은 본 제1실시예의 카메라 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 제1실시예의 카메라 모듈을 나타낸 분해도이다.
도 3은 본 제1실시예의 카메라 모듈을 나타낸 수직 단면도이다.
도 4는 본 제2실시예의 카메라 모듈을 나타낸 분해도이다.
도 5는 본 제2실시예의 카메라 모듈을 나타낸 수직 단면도이다.
도 6은 본 제3실시예의 카메라 모듈을 나타낸 분해도이다.
도 7은 본 제3실시예의 카메라 모듈을 나타낸 수직 단면도이다.
도 8은 본 제1실시예의 제2렌즈가 AF 구동하는 것을 나타낸 개념도이다.
도 9는 본 제1실시예의 렌즈모듈을 나타낸 수직 단면도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하에서 사용되는 "광축 방향"은, 렌즈모듈의 광축 방향으로 정의한다. 한편, "광축 방향"은 상하 방향, z축 방향 등과 혼용될 수 있다.

이하에서는, 본 실시예에 따른 광학 기기를 설명한다.

광학 기기는, 핸드폰, 휴대폰, 스마트폰(smart phone), 휴대용 스마트 기기, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며 영상 또는 사진을 촬영하기 위한 어떠한 장치도 가능하다.

광학 기기는 본체(미도시), 디스플레이부(미도시), 카메라 모듈(1000)을 포함할 수 있다.

본체는 광학 기기의 외관을 형성할 수 있다. 따라서 본체는 "케이스"로 호칭될 수 있다. 일례로서 본체는 직육면체 형상을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다. 변형례로서 본체의 적어도 일부는 라운드지게 형성될 수 있다. 본체는 카메라 모듈(1000)을 수용할 수 있다. 본체의 일면에는 디스플레이부가 배치될 수 있다.

카메라 모듈(1000)은 본체에 배치될 수 있다. 카메라 모듈(1000)은 본체의 일면에 배치될 수 있다. 카메라 모듈(1000)은 적어도 일부가 본체 내부에 수용될 수 있다.

카메라 모듈(1000)의 대물렌즈(제1렌즈)는 직접 외부로 노출될 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 대물렌즈(제1렌즈)를 보호하기 위한 별도의 커버 글라스가 본체에 장착되지 않는다. 카메라 모듈(1000) 자체의 구조만으로도 대물렌즈(제1렌즈)를 충분히 보호할 수 있기 때문이다.

카메라 모듈(1000)은 피사체의 영상을 촬영할 수 있다. 카메라 모듈(1000)은 디스플레이부와 전기적으로 연결될 수 있다. 디스플레이부는 본체에 배치될 수 있다. 디스플레이부는 본체의 일면에 배치될 수 있다. 즉, 디스플레이부는 카메라 모듈(1000)과 동일한 면에 배치될 수 있다. 또는, 디스플레이부는 본체의 일면과 다른 면에 배치될 수 있다. 디스플레이부는 카메라 모듈(1000)이 배치된 면의 맞은편에 위치하는 면에 배치될 수 있다. 디스플레이부는 카메라 모듈(1000)이 촬영한 이미지 또는 영상신호를 가시화된 이미지 또는 영상으로 출력할 수 있다.

본 실시예의 카메라 모듈은 제1실시예, 제2실시예 및 제3실시예를 가질 수 있다. 먼저, 본 제1실시예의 카메라 모듈(1000)을 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 제1실시예의 카메라 모듈을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 제1실시예의 카메라 모듈을 나타낸 분해도이고, 도 3은 본 제1실시예의 카메라 모듈을 나타낸 수직 단면도이고, 도 8은 본 제1실시예의 제2렌즈가 AF 구동하는 것을 나타낸 개념도이고, 도 9는 본 제1실시예의 렌즈모듈을 나타낸 수직 단면도이다.

본 제1실시예의 카메라 모듈(1000)은 하우징(100), 보빈(200), 렌즈모듈(300), 필터(400), 이미지 센서(500), 기판(600) 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.

하우징(100)은 외장 부재로 플라스틱 사출물일 수 있다. 하우징(100)은 중앙에 상하 방향으로 제1홀(110)이 형성된 블럭 형태일 수 있다. 제1홀(110)에는 보빈(200), 렌즈모듈(300), 필터(400), 이미지센서(500)가 수용될 수 있다.

하우징(100)의 아래에는 기판(600)이 배치될 수 있다. 하우징(100)은 기판(600)에 의해 지지될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 제1실시예의 변형례(미도시)에서는 하우징(100)이 별도의 베이스에 의해 지지되고, 베이스의 아래에 기판이 배치될 수 있다.

하우징(100)에는 제1구동부(120)가 배치될 수 있다.(도 8 참조) 제1구동부(120)는 하우징(100)의 내측면에 배치될 수 있다. 제1구동부(120)는 보빈(200)에 배치된 제2구동부(220)와 대향(대응)하여 배치될 수 있다. 제1구동부(120)는 영구자석일 수 있다. 따라서 제1구동부(120)는 "구동 마그네트"로 호칭될 수 있다.

제1구동부(120)는 제2구동부(220)와 전자기적 상호작용하여, 제2구동부(220)를 광축 방향으로 이동시키는 전자기력을 발생시킬 수 있다. 제2구동부(220)의 이동과 일체로 보빈(200) 및 제2렌즈(320))도 광축 방향으로 이동할 수 있다.

본 제1실시예의 카메라 모듈(1000)은 피사체와의 거리에 대응하여, 제2렌즈(320)를 광축 방향으로 이동시킴으로써 초점을 조절할 수 있다.(AF, Auto focusing)

하우징(100)의 윗면의 높이는 제1렌즈(310, 대물렌즈)의 제1광학면(311)의 상단의 높이보다 높을 수 있다. 하우징(100)의 상단의 높이는 제1렌즈(310, 대물렌즈)의 제1광학면(311)의 상단의 높이보다 높을 수 있다. 외부 충격 시, 제1렌즈(310)를 보호하기 위함이다. 즉, 하우징(100)의 상단부는 완충 부재 또는 충격 흡수 부재로 이용될 수 있다. 바람직하게 하우징(100)의 윗면과 제1광학면(311)의 상단의 높이 차(도 3의 a참조)는 0.02mm 이상일 수 있다. 하우징(100)의 상단과 제1광학면(311)의 상단의 높이 차는 0.02mm 이상일 수 있다. 충격 흡수 효과를 확보하기 위함이다.

보빈(200)은 플라스틱 사출물일 수 있다. 보빈(200)은 중공의 원통 형태일 수 있다. 보빈(200)은 하우징(100)의 내측에 배치될 수 있다. 보빈(200)은 하우징(100)의 제1홀(110)에 수용될 수 있다. 이 경우, 보빈(200)은 제1렌즈(310)의 아래에 위치할 수 있다.

보빈(200)의 내측에는 제2렌즈(320)가 배치될 수 있다. 보빈(200)은 중공의 원통 형태로, 보빈(200)의 중앙에는 상하 방향으로 제2홀(210)이 형성될 수 있다.

보빈(200)의 외측면에는 제2구동부(220)가 배치될 수 있다.(도 8 참조) 제2구동부(220)는 제1구동부(120)와 대향(대응)하여 배치될 수 있다. 제2구동부(220)는 보빈(200)의 외측면에 권선된 코일일 수 있다. 따라서 제2구동부(220)는 "구동 코일"로 호칭될 수 있다.

제2구동부(220)는 기판(600)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 제2구동부(220)의 양끝에서 인출선이 연장되어 기판(600)에 솔더링될 수 있다. 제2구동부(220)는 기판(600)으로부터 전원을 공급받을 수 있다. 제어부는 제2구동부(220)에 공급되는 전류의 방향, 파장, 세기 등을 조절할 수 있다.

제2구동부(220)는 제1구동부(120)와 전자기적 상호작용할 수 있다. 제2구동부(220)에 발생하는 전자기력에 의해, 보빈(200)과 제2렌즈(320)는 광축 방향으로 이동할 수 있다. 나아가 보빈(200)과 제2렌즈(320)의 이동 방향, 이동 거리, 속도 등은 제어부에 의해 조절될 수 있다.

제1구동부(120)와 제2구동부(220)는 변경될 수 있다. 일 예로, 본 제1실시예의 변형례(미도시)에서는 제1구동부(120)가 "구동 코일"이고, 제2구동부(220)가 "구동 마그네트"일 수 있다. 이 경우, 제1구동부(120)는 하우징(100)에 권선될 수 있다. 제2구동부(220)는 제1구동부(120)와 대향하여 보빈(200)에 배치될 수 있다. 제2구동부(120)가 메인기판(600)과 전기적으로 연결될 수 있다.

보빈(200)은 탄성부재(230)에 의해 탄성 지지될 수 있다.(도 8 참조) 보빈(200)은 탄성부재(230)에 의해 광축 방향으로 이동 가능하도록 탄성 지지될 수 있다. 탄성부재(230)는 보빈(200)과 하우징(100)을 연결할 수 있다. 탄성부재(230)는 보빈(200) 및 하우징(100)과 결합할 수 있다.

탄성부재(230)는 나선형의 스프링이거나, 판 스프링일 수 있다. 탄성부재(230)가 판 스프링인 경우, 탄성부재(230)의 내측에는 보빈(200)의 상단부가 연결되고 탄성부재(230)의 외측에는 하우징(100)의 상단부가 연결될 수 있다.

이하, 도 9를 참조하여 본 제1실시예의 렌즈모듈을 설명한다. 본 제1실시예의 렌즈모듈은 "대물렌즈(1)", "가동 렌즈군(2)", "고정 렌즈군(3)"으로 구분될 수 있다.

"대물렌즈(1, objective lens)"는 렌즈모듈의 최상측에 고정되도록 배치되어 상부가 외부로 노출된 렌즈일 수 있다. "대물렌즈(1)"는 광학계에서 피사체에 가장 가깝게 위치하는 렌즈일 수 있다.

"가동 렌즈군(2)"은 "대물렌즈(1)"의 아래에 배치되며, 광축 방향으로 이동하여 오토 포커싱을 수행하는 1개 이상의 렌즈일 수 있다.

"고정 렌즈군(3)"은 "가동 렌즈군(2)"의 아래에 배치되며, 복수 개의 고정된 렌즈일 수 있다. 한편, "고정 렌즈군(3)"은 광학 설계 요청 상, 생략될 수 있다.

도 9의 왼쪽은 고정 렌즈군이 존재하는 본 제1실시예의 렌즈모듈이고, 도 9의 오른쪽은 고정 렌즈군이 생략된 본 제1실시예의 렌즈모듈이다.

도 9의 왼쪽 그림에서 나타내는 바와 같이, 일 예로 본 제1실시예의 렌즈모듈은 대물렌즈(1), 대물렌즈(1)의 아래에 위치하고 4개의 렌즈를 포함하는 가동 렌즈군(2), 가동 렌즈군(2)의 아래에 위치하고 단일의 렌즈로 구성된 고정 렌즈군(3)으로 구분될 수 있다. 이 경우, 대물렌즈(1)는 2개의 렌즈가 접합한 접합렌즈(색 수차 보정 렌즈)일 수 있다.

도 9의 오른쪽 그림에서 나타낸 바와 같이, 일 예로 본 제1실시예의 렌즈모듈은 대물렌즈(1), 대물렌즈(1)의 아래에 위치하고 5개의 렌즈를 포함하는 가동 렌즈군(2)으로 이뤄질 수 있다.

다만, 본 제1실시예의 렌즈모듈이 도 9에 도시된 형태로 한정되는 것은 아니다. 본 제1실시예의 렌즈모듈은 하나의 대물렌즈(1)와, 대물렌즈(1)의 아래에 배치되고 1개 이상의 렌즈를 포함하는 가동 렌즈군(2)과, 가동 렌즈군(2)의 아래에 배치되고 1개 이상의 렌즈를 포함하는 고정 렌즈군(3)으로 넓게 해석되어야 한다. 또한, 본 제1실시예의 렌즈모듈에서는 광학 설계 요청 상 고정 렌즈군(3)이 생략될 수 있고, 대물렌즈(1)는 2개 이상의 렌즈가 접합한 접합렌즈(색 수차 보정 렌즈)일 수 있다.

이하, 본 제1실시예의 렌즈모듈이 제1렌즈(310), 제2렌즈(320), 제3렌즈(330)를 포함하는 경우를 예를 들어 설명한다. 이 경우, 제1렌즈(310)는 "대물렌즈(1)일 수 있고, 제2렌즈(320)는 단일의 렌즈로 이루어진 "가동 렌즈군(2)"일 수 있으며, 제3렌즈(33)는 단일의 렌즈로 이루어진 "고정 렌즈군(3)"일 수 있다.

렌즈모듈(300)은 하우징(100)의 내측에 배치될 수 있다. 렌즈모듈(300)은 제1홀(110)에 수용될 수 있다. 이 경우, 제2렌즈(320)는 보빈(200)의 내측에 배치되어 하우징(100)의 내부에 수용될 수 있다.

이하, 제1렌즈(310), 제2렌즈(320) 및 제3렌즈(330)는 공통적으로 광학계를 구성하는 광학부와 렌즈를 지지하기 위한 플랜지부를 포함할 수 있다. 다만, 플랜지부는 설계적 요청에 따라 생략될 수 있다. 광학부는 오목하거나 볼록하게 곡률이 형성된 형태일 수 있고, 플랜지부는 광학부의 가장자리에서 방사상 외측으로 연장된 평평한 형태일 수 있다. 광학부는 투과하는 광을 굴절시켜 광 경로를 조절하는 기능을 수행할 수 있고, 플랜지부는 지지부재에 렌즈를 고정하는 구조 부재의 기능을 수행할 수 있다.

제1렌즈(310), 제2렌즈(320) 및 제3렌즈(330)의 재질은 플라스틱 또는 유리 등일 수 있다. 제1렌즈(310), 제2렌즈(320) 및 제3렌즈(330)는 강화 코팅될 수 있다. 제1렌즈(310), 제2렌즈(320) 및 제3렌즈(330)는 몰딩(molding)으로 제작될 수 있다.

제1렌즈(310)는 하우징(100)의 내측에 배치될 수 있다. 이 경우, 제1렌즈(310)의 플랜지부는 제1홀(110)의 내측면과 나사 결합하거나, 접착제가 도포된 상태에서 나사 결합할 수 있다. 다만, 본 제1실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 제1렌즈(310)는 별도의 렌즈배럴에 수용되어 하우징(100)의 내측에 배치될 수 있다. 이 경우, 렌즈배럴의 외측면과 제1홀(110)의 내측면은 나사 결합하거나, 접착제가 도포된 상태에서 나사 결합할 수 있다.

제1렌즈(310)는 제2렌즈(320)와 제3렌즈(330)의 상측에 위치할 수 있다. 즉, 제1렌즈(310)는 최상측(최외곽)에 위치하여 외부로 노출된 렌즈일 수 있다. 제1렌즈(310)는 피사체에 반사된 외부광이 최초로 입사하는 렌즈일 수 있다. 제1렌즈(310)는 2개 이상의 렌즈가 접합한 접합렌즈(색 수차 보정 렌즈)일 수 있다.

제1렌즈(310)는 제1광학면(311)과 제2광학면(312)을 포함할 수 있다. 제1광학면(311)과 제2광학면(312)은 광학부에 형성된 면일 수 있다. 제1광학면(311)은 제2광학면(312)의 위에 위치할 수 있다. 제1광학면(311)은 제1렌즈(310) 광학부의 상부 표면이고, 제2광학면(312)은 제1렌즈(310) 광학부의 하부 표면일 수 있다. 피사체에 반사된 외부광은 제1광학면(311)과 제2광학면(312)을 차례로 투과할 수 있다. 제1광학면(311)은 제1홀(110)을 통하여 외부로 노출될 수 있다.

제1광학면(311)과 제2광학면(312)은 구면이거나 비구면일 수 있다. 제1광학면(311)은 볼록한 면(R>0)일 수 있다. 제2광학면(312)은 볼록하거나 오목한 면일 수 있다.

제1광학면(311)의 상단과 제2광학면(312)의 상단의 높이 차(도 3의 b 참조)는 0.1mm 이상일 수 있다. 높이 차가 0.1mm 이상이어야 색 수차를 보정할 수 있기 때문이다. 제1렌즈(310)가, 2개 이상의 렌즈가 상하 방향으로 적층되어 접합한 접합 렌즈인 경우에는 최상측에 위치한 렌즈의 광학부의 상부 표면 상단과 최하측에 위치한 렌즈의 광학부의 하부 표면 상단의 높이 차가 0.1mm 이상이어야 한다.

제2렌즈(320)는 보빈(200)의 내측에 배치되어 하우징(100)의 내측에 배치될 수 있다. 제2렌즈(320)는 보빈(200)의 제2홀(210)에 배치되어, 하우징(200)의 제1홀(210)에 수용될 수 있다.

제2렌즈(320)의 플랜지부는 제2홀(210)의 내측면과 나사 결합하거나, 접착제가 도포된 상태에서 나사 결합할 수 있다. 다만, 본 제1실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 제2렌즈(320)는 별도의 렌즈배럴에 수용되어 보빈(200)의 내측에 배치될 수 있다. 이 경우, 렌즈배럴의 외측면과 제2홀(210)의 내측면은 나사 결합하거나, 접착제가 도포된 상태에서 나사 결합할 수 있다.

제2렌즈(320)는 제1렌즈(310)와 제3렌즈(330) 사이에 위치할 수 있다. 즉, 보빈(200)은 제1렌즈(310)와 제3렌즈(330) 사이에 위치하여 제1홀(110)에 수용될 수 있다.

제3렌즈(330)는 하우징(100)의 내측에 배치될 수 있다. 제3렌즈(330)는 하우징(100)의 제1홀(110)에 배치될 수 있다. 이 경우, 제3렌즈(330)의 플랜지부는 제1홀(110)의 내측면과 나사 결합하거나, 접착제가 도포된 상태에서 나사 결합할 수 있다. 다만, 본 제1실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 제3렌즈(330)는 별도의 렌즈배럴에 수용되어 하우징(100)의 내측에 배치될 수 있다. 이 경우, 렌즈배럴의 외측면과 제1홀(110)의 내측면은 나사 결합하거나, 접착제가 도포된 상태에서 나사 결합할 수 있다.

제3렌즈(330)는 제2렌즈(320)의 아래에 위치할 수 있다. 즉, 제3렌즈(330)는 보빈(200)의 아래에 위치하여 제1홀(110)에 수용될 수 있다.

피사체에 반사된 외부광은 제1렌즈(310), 제2렌즈(320) 및 제3렌즈(330)를 차례로 투과하여 필터(400)에 입사할 수 있다.

필터(400)는 하우징(100)의 내측에 배치될 수 있다. 필터(400)는 제1홀(110)에 수용될 수 있다. 필터(400)는 접착제가 도포되어 제1홀(110)의 내측면과 결합할 수 있다. 필터(400)는 제3렌즈(330)의 아래에 위치할 수 있다.

필터(400)는 적외선을 차단할 수 있다.(IR Cut filter) 다만, 본 제1실시예의 필터(400)가 이에 한정되는 것은 아니다. 본 제1실시예의 필터(400)는 광학 설계 요청에 의해 다양한 대역 광을 차단하거나 투과시킬 수 있다. 일 예로, 필터(400)는 특정 대역의 광(예를 들면, 근적외선 대역)만을 선택적으로 투과시킬 수 있다.(Band pass filter) 필터(400)에서 선택적으로 투과된 광은 이미지 센서(500)에 입사할 수 있다.

이미지 센서(500)는 기판(600)에 실장될 수 있다. 이미지 센서(500)는 렌즈모듈(300)의 광축에 정렬되어 배치될 수 있다. 이미지 센서(500)에는 렌즈 모듈(300)과 필터(400)를 차례로 투과한 광이 입사할 수 있다. 이미지센서(500)는 조사된 광을 이미지 또는 영상으로 출력할 수 있다. 이미지센서(500)는, CCD(charge coupled device, 전하 결합 소자), MOS(metal oxide semi-conductor, 금속 산화물 반도체), CPD 및 CID일 수 있다. 다만, 이미지 센서의 종류가 이에 제한되는 것은 아니다.

기판(600)은 인쇄회로기판(PCB, printed circuit board)일 수 있다. 기판(600)은 하우징(100)의 아래에 위치할 수 있다. 기판(600)에는 이미지 센서(500)가 실장될 수 있다. 기판(600)에는 제어부가 실장될 수 있다. 기판(600)은 제2구동부(220) 및 외부의 전자 기기와 전기적으로 연결될 수 있다. 기판(600)은 외부의 전자 기기로부터 전원을 공급받아 제2구동부(220)에 공급할 수 있다. 기판(600)은 제어부에서 생성된 제어 신호를 전달받아 제2구동부(220)를 제어할 수 있다. 기판(600)은 이미지 센서(500)에서 생성된 영상 신호를 제어부에 전달할 수 있다.

제어부는 기판(600)에 실장될 수 있다. 제어부는 카메라 모듈(1000)의 구성 각각에 대하여 공급하는 전류의 방향, 세기 및 진폭 등을 제어할 수 있다. 제어부는 각종 전자 제어 신호를 생성할 수 있다. 제어부는 영상 신호를 변환하여 외부의 전자 기기에 전달할 수 있다. 제어부에서 변환된 영상 신호는 외부의 디스플레이 장치에서 재생될 수 있다.

본 제1실시예의 카메라 모듈(1000)에서는 하우징(100)의 상부가 제1렌즈(310, 대물렌즈)의 제1광학면(311)보다 상측으로 돌출되어 형성된다. 하우징(100)의 돌출된 부분은 충격 완화 또는 흡수 부재의 기능을 수행할 수 있다. 즉, 제1렌즈(310)는 외부로 노출되지만, 하우징(100)의 돌출부에 의해 보호받을 수 있다. 따라서 카메라 모듈(1000)은 별도의 커버 글라스 없이 광학 기기에 장착될 수 있다. 그 결과 카메라 모듈(1000) 광학계의 전장이 짧아지고, 광학 기기에서 카메라 모듈(1000)이 배치된 부분이 튀어나오는 문제점을 해결할 수 있다. 또, 본 제1실시예의 카메라 모듈(1000)은 커버 글라스의 생략으로 제1광학면(311)이 직접 외부로 노출됨으로써, 넓은 화각(Wide FOV)을 가질 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 제2실시예의 카메라 모듈을 설명한다. 도 4는 본 제2실시예의 카메라 모듈을 나타낸 분해도이고, 도 5는 본 제2실시예의 카메라 모듈을 나타낸 수직 단면도이다.

본 제2실시예는 제1실시예와 비교하여 지지부재(700)가 추가되었고, 제1렌즈(310, 대물렌즈)는 지지부재(700)의 내측에 배치되고, 제2렌즈(320) 및 제3렌즈(330)가 하우징(100)의 내측에 배치되는 것 외에는, 제1실시예와 실질적으로 동일한 기술적 특징을 가진다.

즉, 제1실시예에서는 하우징의 내부에 제1렌즈(310), 제2렌즈(320) 및 제3렌즈(330)가 모두 수용되지만, 제2실시예에서는 별도의 지지부재(700)의 내부에 제1렌즈(310)가 수용되고, 하우징(100)의 내부에 제2렌즈(320) 및 제3렌즈(330)가 수용되는 차이점이 있다.

상술한 차이점 외에, 제2실시예에는 제1실시예가 유추 적용될 수 있다. 이하, 제2실시예를 설명함에 있어서 제1실시예와 실질적으로 동일한 기술적 특징에 대한 설명은 생략한다.

제1렌즈(310, 대물렌즈)는 지지부재(700)의 내측에 배치될 수 있다. 이 경우, 제1렌즈(310)의 플랜지부는 제3홀(710)의 내측면과 나사 결합하거나, 접착제가 도포된 상태에서 나사 결합할 수 있다. 다만, 본 제2실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 제1렌즈(310)는 별도의 렌즈배럴에 수용되어 하우징(700)의 내측에 배치될 수 있다. 이 경우, 렌즈배럴의 외측면과 제3홀(710)의 내측면은 나사 결합하거나, 접착제가 도포된 상태에서 나사 결합할 수 있다.

제1렌즈(310)는 제2렌즈(320)와 제3렌즈(330)의 상측에 위치할 수 있다. 지지부재(700)는 하우징(100)의 상측에 배치되기 때문이다. 따라서 제1렌즈(310)는 카메라 모듈의 광학계 중 최상측(최외곽)에 위치하여 외부로 노출된 렌즈일 수 있다. 제1렌즈(310)는 피사체에 반사된 외부광이 최초로 입사하는 렌즈일 수 있다. 제1렌즈(310)는 2개 이상의 렌즈가 접합한 접합렌즈(색 수차 보정 렌즈)일 수 있다.

지지부재(700)는 외장 부재일 수 있다. 지지부재(700)는 금속, 플라스틱 및 고무 등 다양한 재질을 가질 수 있다. 지지부재(700)는 외부로 노출된 제1렌즈(310, 대물렌즈)를 안정적으로 고정하고 보호하기 위해 특별히 마련된 부재이기 때문이다. 따라서 지지부재(700)는 플라스틱 사출물인 하우징(100)과 달리 설계 요청에 따라 다양한 재질을 가질 수 있다.

지지부재(700)는 중앙에 상하 방향으로 제3홀(710)이 형성된 블럭 형태일 수 있다. 제3홀(710)에는 제1렌즈(310)가 수용될 수 있다.

지지부재(700)의 아래에는 하우징(100)이 배치될 수 있다. 지지부재(700)와 하우징(100)은 제3홀(710)과 제1홀(110)이 동축 상에 위치하도록 적층되어 배치될 수 있다. 또, 지지부재(700)의 아랫면은 하우징(100)의 윗면과 접촉할 수 있다. 지지부재(700)와 하우징(100)은 접촉 부분에 접착제가 도포되어 결합할 수 있다.

다만, 본 제2실시예가 이에 한정되는 것이 아니다. 일 예로, 지지부재(700)와 하우징(100)은 나사 결합할 수도 있고, 별도의 커넥터(예를 들면, 스크류, 볼트와 너트)에 의해 결합할 수도 있다.

지지부재(700)의 윗면의 높이는 제1렌즈(310, 대물렌즈)의 제1광학면(311)의 상단의 높이보다 높을 수 있다. 지지부재(700)의 상단의 높이는 제1렌즈(310, 대물렌즈)의 제1광학면(311)의 상단의 높이보다 높을 수 있다. 외부 충격 시, 제1렌즈(310)를 보호하기 위함이다. 즉, 지지부재(700)의 상단부는 완충 부재 또는 충격 흡수 부재로 이용될 수 있다. 바람직하게 지지부재(700)의 윗면과 제1광학면(311)의 상단의 높이 차(도 3의 a참조)는 0.02mm 이상일 수 있다. 지지부재(700)의 상단과 제1광학면(311)의 상단의 높이 차는 0.02mm 이상일 수 있다. 충격 흡수 효과를 확보하기 위함이다.

지지부재(700)는 제1렌즈(310)와 일체로 형성될 수 있다. 즉, 제1렌즈(310)의 몰딩 제작 시, 지지부재(700)를 일체로 형성할 수 있다. 이 경우, 지지부재(700)는 제1렌즈(310)의 제1광학면(311)과 제2광학면(312)의 외측에 배치되어, 제1렌즈(310)의 플랜지부를 형성할 수 있다. 지지부재(700)와 제1렌즈(310) 사이의 간극을 없애 기밀성을 확보하기 위함이다.

지지부재(700)와 하우징(100) 사이에 가스켓(미도시)이 개재될 수 있다. 이 경우, 가스켓은 지지부재(700)의 아랫면과 하우징(100)의 윗면과 접촉하여 배치될 수 있다. 기밀성과 방수 효과를 확보하기 위함이다.

제2실시예에서는 별도의 지지부재(700)에 제1렌즈(310, 대물렌즈)를 고정한다. 그 결과, 하우징(100)에 제1렌즈(310), 제2렌즈(320) 및 제3렌즈(330)를 모두 고정하는 경우와 비교하여, 제1렌즈(310)가 보다 안정적으로 고정될 수 있다. 부품의 개수가 적어질수록 조립 공차가 줄어들고, 고정 과정(접착제 도포, 나사 결합 등)이 편리하여 정밀한 공정을 수행할 수 있기 때문이다. 또, 하우징(100)의 재질에 관계없이, 지지부재(700)의 재질을 충격 완화에 유리하게 선택할 수 있다. 그 결과, 충격 흡수 효과의 상승도 기대할 수 있다.

이하, 도면을 참고하여 본 제3실시예의 카메라 모듈을 설명한다. 도 6은 본 제3실시예의 카메라 모듈을 나타낸 분해도이고, 도 7은 본 제3실시예의 카메라 모듈을 나타낸 수직 단면도이다.

본 제3실시예는 제2실시예와 비교하여 커버부재(800)가 추가된 것 외에는, 제1실시예와 실질적으로 동일한 기술적 특징을 가진다. 상술한 차이점 외에, 제3실시예에는 제2실시예가 유추 적용될 수 있다. 이하, 제3실시예를 설명함에 있어서 제2실시예와 실질적으로 동일한 기술적 특징에 대한 설명은 생략한다.

커버부재(800)는 외장 부재일 수 있다. 커버부재(800)는 금속, 플라스틱 및 고무 등 다양한 재질을 가질 수 있다. 커버부재(800)는 지지부재(700)와 함께 외부로 노출된 제1렌즈(310, 대물렌즈)를 안정적으로 고정하고 보호하기 위해 특별히 마련된 부재이기 때문이다. 따라서 커버부재(800)는 플라스틱 사출물인 하우징(100)과 달리 설계 요청에 따라 다양한 재질을 가질 수 있다.

커버부재(800)는 상판(810)과 측판(820)을 포함할 수 있다. 상판(810)은 사각 플레이트 형태일 수 있다. 상판(810)의 중앙에는 제4홀(811)이 형성될 수 있다. 측판(820)은 복수 개로, 상판(810)의 각 변에서 아래로 연장된 플레이트 형태일 수 있다. 따라서 커버부재(800)의 내측에는 아래로 개구된 공간이 마련될 수 있다.

커버부재(800)의 내측에는 하우징(100)과 지지부재(700)가 배치될 수 있다. 다만, 측판(820)이 아래로 연장된 길이(높이)는 설계적 요청에 의해 조절될 수 있다. 일 예로, 측판(820)은 하우징(100)의 중간까지만 연장될 수 있다. 이 경우, 커버부재(800)의 내측에는 하우징(100)의 상부와 지지부재(700)가 배치될 수 있다.

커버부재(800), 하우징(100) 및 지지부재(700)는 제4홀(811), 제1홀(110) 및 제3홀(710)이 동축 상에 위치하도록 배치될 수 있다. 상판(810)은 지지부재(700)위에 배치될 수 있다. 측판(820)은 하우징(100) 및 지지부재(700)의 측면을 따라 배치될 수 있다. 이 경우, 상판(810)의 아랫면은 지지부재(700)의 윗면과 접촉할 수 있다. 또, 측판(820)의 내측면은 하우징(100) 및 지지부재(700)의 측면과 접촉할 수 있다. 커버부재(800)는 접촉 부분에 접착제가 도포되어 하우징(100) 및 지지부재(700)와 결합할 수 있다.

다만, 본 제3실시예가 이에 한정되는 것이 아니다. 일 예로, 커버부재(800)는 지지부재(700) 및 하우징(100)과 나사 결합할 수도 있고, 별도의 커넥터(예를 들면, 스크류, 볼트와 너트)에 의해 결합할 수도 있다.

커버부재(800)가 지지부재(700) 및 하우징(100)과 나사결합하는 경우, 커버부재(800)의 측판(820) 내측에 제1나사산이 형성되고, 하우징(100)의 측면에 제2나사산이 형성되어 나사 결합할 수 있다. 나사의 풀림과 쪼임에 따라 커버부재(800)는 상하 방향(광축 방향)으로 이동할 수 있다. 그 결과, 커버부재(800)와 하우징(100) 사이에 개재된 지지부재(700)는 커버부재(800)의 상판(810)과 하우징(100)의 윗면에 의해 가압될 수 있다.

커버부재(800)의 윗면의 높이는 제1렌즈(310, 대물렌즈)의 제1광학면(311)의 상단의 높이보다 높을 수 있다. 커버부재(800)의 상단의 높이는 제1렌즈(310, 대물렌즈)의 제1광학면(311)의 상단의 높이보다 높을 수 있다. 외부 충격 시, 제1렌즈(310)를 보호하기 위함이다. 즉, 커버부재(800)의 상단부는 완충 부재 또는 충격 흡수 부재로 이용될 수 있다. 바람직하게 지지부재(700)의 윗면과 제1광학면(311)의 상단의 높이 차(도 3의 a참조)는 0.02mm 이상일 수 있다. 지지부재(700)의 상단과 제1광학면(311)의 상단의 높이 차는 0.02mm 이상일 수 있다. 충격 흡수 효과를 확보하기 위함이다.

커버부재(800)와 지지부재(700) 사이에 가스켓(미도시)이 개재될 수 있다. 이 경우, 가스켓은 환 형태이고, 제1렌즈면(311)의 외곽을 따라 배치될 수 있다. 기밀성과 방수 효과를 확보하기 위함이다.

본 제3실시예에서는 커버부재(800)가 지지부재(700)를 가압하여 안정적으로 고정시킬 수 있다. 그 결과, 지지부재(700)의 내측에 배치된 제1렌즈(310)는 안정적으로 고정되고 보호될 수 있다. 또, 커버부재(800)의 가압에 의해, 가스켓이 더욱 압착되어 기밀성과 방수 효과를 높일 수 있다.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

1. 지지부재;
   상기 지지부재의 내측에 배치된 제1렌즈;
   상기 지지부재의 아래에 배치된 하우징;
   상기 하우징의 내측에 배치된 제2렌즈;
   상기 하우징의 아래에 배치되며, 이미지 센서가 실장된 기판; 및
   상기 지지부재의 위에 배치된 상판과, 상기 상판의 가장자리로부터 아래로 연장된 측판을 포함하는 커버부재;를 포함하고,
   상기 제1렌즈는 외부로 노출된 제1광학면과, 상기 제1광학면의 아래에 배치된 제2광학면을 포함하고,
   상기 지지부재의 윗면의 높이는 상기 제1광학면의 상단의 높이보다 높고,
   상기 측판의 내면은 상기 지지부재의 외측면 및 상기 하우징의 외측면과 접촉하고,
   상기 측판은 적어도 일부가 상기 제2렌즈와 광축 방향에 수직인 방향으로 오버랩되게 배치되는 카메라 모듈.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 지지부재의 윗면의 높이는 상기 제1광학면의 상단의 높이보다 높고, 상기 하우징의 윗면과 상기 제1광학면의 상단의 높이 차는 0.02mm 이상인 카메라 모듈.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1광학면의 상단과 상기 제2광학면의 상단의 높이 차는 0.1mm 이상인 카메라 모듈.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 하우징은 내측에 상기 제2렌즈가 배치되는 제1홀을 포함하고,
   상기 지지부재는 내측에 상기 제1렌즈가 배치되는 제3홀을 포함하고,
   상기 상판은 상기 제3홀과 동축 상에 배치되는 제4홀을 포함하는 카메라 모듈.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 측판은 내측면은 상기 지지부재의 외측면과 상기 하우징의 외측면 중 적어도 하나와 나사 결합하고, 상기 지지부재는 상기 커버부재의 상판과 상기 하우징의 윗면에 의해 가압되는 카메라 모듈.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 지지부재와 상기 하우징 사이에 가스켓이 개재되는 카메라 모듈.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 지지부재와 상기 커버부재 사이에 가스켓이 개재되고,
   상기 가스켓은 상기 제1렌즈면의 외곽을 따라 배치되는 카메라 모듈.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 상판의 윗면의 위상은 상기 제1광학면의 상단의 높이보다 높고, 상기 상판의 윗면과 상기 제1광학면의 상단의 높이 차는 0.02mm 이상인 카메라 모듈.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 지지부재와 상기 제1렌즈는 일체로 형성되며, 상기 지지부재는 상기 제1광학면과 상기 제2광학면의 외측에 배치되어 상기 제1렌즈의 플랜지부를 형성하는 카메라 모듈.
   
10. 본체;
    상기 본체의 일측에 위치하는 디스플레이부; 및
    상기 디스플레이부와 전기적으로 연결된 카메라 모듈을 포함하고,
    상기 카메라 모듈은,
    지지부재;
    상기 지지부재의 내측에 배치된 제1렌즈;
    상기 지지부재의 아래에 배치된 하우징;
    상기 하우징의 내측에 배치된 제2렌즈; 및
    상기 하우징의 아래에 배치되며, 이미지 센서가 실장된 기판; 및
    상기 지지부재의 위에 배치된 상판과, 상기 상판의 가장자리로부터 아래로 연장된 측판을 포함하는 커버부재를 포함하고,
    상기 제1렌즈는 외부로 노출된 제1광학면과, 상기 제1광학면의 아래에 배치된 제2광학면을 포함하고,
    상기 지지부재의 윗면의 높이는 상기 제1광학면의 상단의 높이보다 높고,
    상기 측판의 내면은 상기 지지부재의 외측면 및 상기 하우징의 외측면과 접촉하고,
    상기 측판은 적어도 일부가 상기 제2렌즈와 광축 방향에 수직인 방향으로 오버랩되게 배치되는 광학 기기.
    
11. 제4항에 있어서,
    상기 제3홀의 단면적은 상기 제4홀의 단면적에 대응되는 카메라 모듈.
    
12. 제1항에 있어서,
    광축 방향을 기준으로, 상기 상판의 두께는 상기 지지부재의 두께 보다 작은 카메라 모듈.
    
    

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