KR102445654B1 - 스페이서 또는 이를 구비한 카메라 모듈 - Google Patents

스페이서 또는 이를 구비한 카메라 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈모듈은, 내부에 광축을 따라 배열된 제1렌즈와 제2렌즈를 구비한 렌즈배럴; 및 상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈 사이에 배치되고 광축을 따라 관통하는 홀, 및 상기 광축과 교차하는 방향으로 개방된 개방부를 포함할 수 있다.

Description

스페이서 또는 이를 구비한 카메라 모듈{SPACER OR CAMERA MODULE HAVING THE SAME}
본 발명은 스페이서 또는 이를 구비한 카메라 모듈에 관한 기술이다.
휴대전화나 노트북 등의 모바일 전자기기에는 카메라 모듈이 탑재되어 사용되고 있다.
일반적으로 카메라 모듈은 복수의 렌즈, 복수의 렌즈가 수용되는 렌즈 배럴, 복수의 렌즈를 통과한 광 신호를 전기 신호로 변환하는 이미지 센서, 이미지 센서가 실장되는 회로기판 및 렌즈 배럴을 회로기판에 고정하는 하우징을 포함하여 제작될 수 있다.
복수의 렌즈 상호간에 광축 정렬은 렌즈를 렌즈 배럴에 끼워 맞춤 또는 접착함으로써 이루어질 수 있다. 렌즈 배럴 내에 광축 정렬되는 복수의 렌즈 사이에는 스페이서가 개재될 수 있다. 스페이서는 복수의 렌즈 상호간의 이격 거리를 조절하거나, 이미지 센서에 불필요한 빛이 입사되는 것을 차단함으로써 플레어(flare) 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 렌즈모듈 나아가 카메라 모듈의 소형화 또는 박형화에 기여할 수 있는 스페이서를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈모듈은, 내부에 광축을 따라 배열된 제1렌즈와 제2렌즈를 구비한 렌즈 배럴; 및 상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈 사이에 배치되고 광축을 따라 관통하는 홀, 및 상기 광축과 교차하는 방향으로 개방된 개방부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈은, 반사부재; 상기 반사부재에 의해 반사된 광이 통과하는 렌즈모듈; 및 이미지센서를 포함하고, 상기 렌즈모듈은: 내부에 광축을 따라 배열된 제1렌즈와 제2렌즈를 구비한 렌즈 배럴; 및 상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈 사이에 배치되고 광축을 따라 관통하는 홀, 및 상기 광축과 교차하는 방향으로 개방된 개방부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 스페이서를 채용한 렌즈모듈 또는 카메라 모듈은 작은 크기를 가질 수 있다.
도 1은 일 실시 예에서 렌즈모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'단면도이다.
도 3은 일 실시 예에서 스페이서의 사시도이다.
도 4는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ' 단면도이다.
도 5는 도 3의 B방향에서 본 스페이서이다.
도 6은 일 실시 예에서 카메라 모듈의 사시도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니한다.
예를 들어, 본 발명의 사상을 이해하는 통상의 기술자는 구성요소의 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여 본 발명의 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시 예를 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
도 1은 일 실시 예에서 렌즈모듈(1000)의 사시도이다. 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'단면도이다. 도 3은 일 실시 예에서 스페이서(300)의 사시도이다. 도 4는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ' 단면도이다. 도 5는 도 3의 B방향에서 본 스페이서(300)이다.
도 1과 도 2를 참고하면, 렌즈모듈(1000)은 렌즈배럴(100) 및 렌즈배럴(100) 내부에 수용된 렌즈들(200)을 포함할 수 있다. 렌즈들(200)은 광축(O)을 따라 배열될 수 있다. 도시된 실시 예에서 렌즈배럴(100) 내부에 4개의 렌즈들(200)이 수용되나, 이는 예시에 지나지 않으며, 다른 실시 예에서 렌즈모듈(1000)은 다양한 개수의 렌즈들(200)을 구비할 수 있다.
일 실시 예에서 렌즈모듈(1000)은 렌즈들(200) 사이에 스페이서(300)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1렌즈(L1)와 제2렌즈(L2) 사이에 스페이서(300)가 배치될 수 있다. 스페이서(300)는 렌즈들(200) 사이의 간격을 유지하는데 이용될 수 있다. 즉, 스페이서(300)는 양측에 구비된 렌즈들(200)과 적어도 일부 접촉하고, 스페이서(300)의 길이만큼 스페이서(300) 양측의 렌즈들(200) 사이의 간격이 유지될 수 있다.
도 3을 참고하면, 일 실시 예에서 스페이서(300)는 양측의 렌즈들(200) 사이를 지나가는 광을 위한 통로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스페이서(300)는 광축(O)을 따라 관통된 홀(311)을 포함할 수 있다. 제1렌즈(L1)를 통과한 광은 스페이서(300)의 홀(311)을 지나 제2렌즈(L2)에 도달할 수 있다. 홀(311)은 광이 제1렌즈(L1)에서 제2렌즈(L2)로 진행하는 동안 광과 스페이서(300) 사이의 간섭을 최소화하도록 구비될 수 있다.
일 실시 예에서 스페이서(300)는 광축(O)과 교차하는 방향으로 개방된 개방부(312)를 포함할 수 있다. 도 4를 참고하면 개방부(312)의 개방 방향(A)과 광축(O)과 이루는 각도(θ)는 0도보다 크고 180도보다 작을 수 있다. 예를 들어, 개방부(312)는 광축(O)과 수직인 방향으로 개방될 수 있다.
일 실시 예에서 스페이서(300)의 측면에 개방부(312)가 구비될 수 있다. 일 실시 예에서 스페이서(300)는 광축(O)과 나란한 방향으로 연장하는 측벽(320)을 포함할 수 있고, 측벽(320) 중 일부가 관통되어 개방부(312)를 정의할 수 있다.
도 2를 참고하면, 일 실시 예에서 렌즈배럴(100)의 일부는 스페이서(300)의 개방부(312)에 노출될 수 있다. 이에 따라 렌즈배럴(100)의 일부는 스페이서(300)의 내부 공간(즉, 홀(311)에 대응하는 공간)에 노출될 수 있다.
일 실시 예에서 스페이서(300)는 광축 방향으로 연장하는 측면(또는 측벽)을 포함할 수 있다. 스페이서(300)가 렌즈 배럴(100)에 조립되었을 때, 스페이서(300)의 측면은 렌즈배럴(100)의 내주면(110)과 마주보게 된다. 스페이서(300)가 측면에 개방부(312)를 구비함으로써, 렌즈배럴(100)의 내주면(110)은 스페이서(300)의 내부 공간에 일부 노출될 수 있다. 즉, 광축에서 바라볼 때, 렌즈 배럴(100)의 내주면(110) 일부가 보일 수 있다.
일 실시 예에서 스페이서(300)가 제1렌즈(L1)와 제2렌즈(L2) 사이에 구비된 경우, 렌즈 배럴(100) 중 제1렌즈(L1)와 제2렌즈(L2) 사이 공간을 둘러싸는 내주면(110) 일부가 스페이서(300)를 둘러싼다. 그리고 내주면(110) 일부가 개방부(312)를 통해 스페이서(300) 내부로 노출될 수 있다.
일 실시 예에서 개방부(312)는 서로 반대방향을 향하는 2개 측면에 각각 구비될 수 있다. 일 실시 예에서 스페이서(300)는 서로 대향하는 제1측벽(321)과 제2측벽(322)을 포함하고, 제1측벽(321)과 제2측벽(322)은 각각 개방부(312)를 정의할 수 있다.
일 실시 예에서 개방부(312)의 면적은 개방부(312)가 있는 면의 10%이상을 차지할 수 있다. 일 실시 예에서 개방부(312)의 면적의 상한은 7mm2, 하한은 1mm2 일 수 있다. 면적이 상한보다 클 경우 스페이서(300)가 구조적으로 불안정해질 수 있다.
도 5를 참고하면, 일 실시 예에서 스페이서(300)의 전체의 폭(W1)과 높이(H1)를 곱한 값에 대한 개방부(312)의 하측 폭(W2)과 높이(H2)를 곱한 값의 비는 0.1에서 0.8사이의 값을 가질 수 있다.
도시된 실시 예에서 개방부(312)는 사다리꼴의 형태를 가지나 이는 예시에 지나지 않고 다른 실시 예에서 개방부(312)의 모양은 다양하게 구비될 수 있다. 예를 들어, 개방부(312)의 형상은 원 또는 다각형일 수 있다.
도시된 실시 예에서 개방부(312)는 서로 마주보는 측벽들(321, 322)에 대칭적으로 구비되나 이는 예시에 지나지 않고, 다른 실시 예에서 마주보는 2개 측벽들(321, 322)에 각각 구비된 개방부(312)의 형상은 서로 다를 수 있다.
일 실시 예에서 스페이서(300)는 상부면(330)과 하부면(340)에서 각각 제1렌즈(L1)와 제2렌즈(L2)와 적어도 일부 접촉할 수 있다. 일 실시 예에서 스페이서(300)의 상부면(330)과 하부면(340)은 홀(311)의 상측 개구와 하측 개구를 각각 정의할 수 있다.
일 실시 예에서 스페이서(300)는 스페이서(300)의 일측에 구비되는 렌즈(예를 들어, 제1렌즈(L1) 또는 제2렌즈(L2))와 대응하는 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 스페이서(300)의 상부면(330)과 하부면(340)은 이들과 접하는 렌즈의 가장자리를 따라 연장하는 고리(또는 링) 형태를 가질 수 있다. 스페이서(300)의 일측에 배치된 렌즈가 디컷부를 포함하는 경우 스페이서(300)도 렌즈의 디컷부에 대응하는 형태를 가질 수 있다.
일 실시 예에서 스페이서(300)의 상부면(330) 및/또는 하부면(340)은 폐곡선 형태를 가질 수 있다. 일 실시 예에서 상부면(330) 및/또는 하부면(340)에 의해 둘러싸인 개구는 개방부(312)와 구분될 수 있다.
도 3을 참고하면, 스페이서(300)의 상부면(330)은 한쌍의 직선부들(331, 332)과 한쌍의 곡선부들(333, 334)을 포함할 수 있다. 제1직선부(331)와 제2직선부(332)는 광축(O)을 사이에 두고 서로 대향한다. 제1곡선부(333)와 제2곡선부(334)는 광축(O)을 사이에 두고 서로 대향한다. 제1직선부(331)의 양단은 각각 제1곡선부(333)와 제2곡선부(334)와 연결되며, 제2직선부(332)의 양단은 각각 제1곡선부(333)와 제2곡선부(334)에 연결된다.
도 3을 참고하면, 스페이서(300)의 하부면(340)은 한쌍의 직선부들과 한쌍의 곡선부들을 포함할 수 있다. 제3직선부(341)와 제4직선부(342)는 광축(O)을 사이에 두고 서로 대향한다. 제3곡선부(343)와 제4곡선부(344)는 광축(O)을 사이에 두고 서로 대향한다. 제3직선부(341)의 양단은 각각 제3곡선부(343)와 제4곡선부(344)와 연결되며, 제3직선부(341)의 양단은 각각 제3곡선부(343)와 제4곡선부(344)에 연결된다.
다른 실시 예에서 스페이서(300)의 직선부들(341, 342) 중 일부가 생략될 수 있다. 이경우 개방부(312)는 +Y 방향으로 열린 형태를 가질 수 있다.
일 실시 예에서 직선부들과 곡선부들은 교대로 연결되어 폐곡선을 형성할 수 있다. 상부면(330)을 구성하는 제1직선부(331), 제2직선부(332), 제1곡선부(333), 및 제2곡선부(334)가 하나의 폐곡선을 정의할 수 있다. 하부면(340)을 구성하는 제3직선부(341), 제4직선부(342), 제3곡선부(343), 및 제4곡선부(344)가 하나의 폐곡선을 정의할 수 있다.
다시 도 1을 참고하면, 일 실시 예에서 렌즈모듈(1000)은 광축(O)방향으로 단차진 부분(S)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 렌즈배럴(100)은 단차(S)를 기준으로 다른 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 렌즈배럴(100)에서 단차(S)를 기준으로 일측은 Z축 방향으로 제1두께(d1)를 가지고, 타측은 Z축 방향으로 제2두께(d2)를 가질 수 있다.
일 실시 예에서 스페이서(300)는 단차(S)와 대응하는 위치에 구비될 수 있다. 예를 들어, 단차(S)의 광축(O) 방향 위치는 스페이서(300)의 상부면(330)과 하부면(340) 사이에 있을 수 있다.
일 실시 예에서 스페이서(300)는 렌즈배럴(100)의 단차(S)와 대응하는 형태를 가질 수 있다. 일 실시 예에서 스페이서(300)의 개방부(312)는 단차(S)와 대응하는 부분에 구비될 수 있다. 일 실시 예에서 렌즈배럴(100)이 단차(S)를 기준으로 제1방향으로 달라지는 폭을 가지는 경우, 개방부(312)는 제1방향으로 개방될 수 있다. 도 2를 참고하면, 렌즈배럴(100)은 단차(S)를 기준으로 Z방향 두께가 달라지고, 스페이서(300)의 개방부(312)는 Z방향으로 개방된다.
스페이서(300)가 개방부(312)를 포함함으로 인해, 렌즈배럴(100)은 스페이서(300)와 대응하는 부분에 단차(S)를 포함할 수 있다. 렌즈배럴(100)이 단차(S)를 포함함으로써, 카메라 모듈(2000)의 두께가 줄어들 수 있다.
도 6은 일 실시 예에서 카메라 모듈(2000)의 사시도이다.
도 6을 참고하면, 일 실시 예에서 카메라 모듈(2000)은 렌즈모듈(2200)(예를 들어, 도 1 내지 도 5의 렌즈모듈(1000)), 및 렌즈모듈(2200)을 통과한 광을 수집하는 이미지 센서(2300)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 카메라 모듈(2000)은 반사부재(2100)를 더 포함할 수 있다. 반사부재(2100)는 일방향에서 입사된 광을 렌즈모듈(2200)을 향해 전환시킬 수 있다. 높은 줌 배율을 구현하기 위해서 총 트랙 길이(total track length)가 커져야하는데, 물체(object)측 최전방 렌즈와 이미지 센서(2300) 사이의 길이가 커질수록 카메라 모듈(2000)이 두꺼워지는 문제가 있다. 얇은 두께를 가져야하는 스마트폰과 같은 모바일 장치에 있어서, 두꺼운 카메라 모듈(2000)은 장치의 외관을 훼손할 수 있다.
일 실시 예에서 반사부재(2100)는 Z축 방향으로 입사한 광을 렌즈모듈(2200)을 향해 전환할 수 있다. 반사부재(2100)에서 반사된 광은 렌즈모듈(2200)의 광축(O)과 나란하거나 대체로 나란한 방향을 가질 수 있다.
일 실시 예에서 반사부재(2100)는 광을 한차례 전환시키므로 높은 줌 배율을 제공하면서도 카메라 모듈(2000)의 두께를 얇게 구현하는데 유리하다. 예를 들어, 모바일 장치의 후면으로 입사한 광이 반사부재(2100)에 의해 90도 가량 전환되면, 모바일 장치의 두께가 얇게 유지될 수 있다.
일 실시 예에서 렌즈모듈(2200)의 Z축 방향 두께는 물체(object)측에서보다 상(image)측에서 더 작을 수 있다. 렌즈모듈(2200)은 단차(S)를 기준으로 다른 두께를 가질 수 있고, 단차(S)에 대응하는 부분에 도 1 내지 도 5에서 설명된 스페이서(300)가 구비될 수 있다.
일 실시 예에서 반사모듈에 입사하는 광이 제1방향(예를 들어, Z축과 나란한 방향)을 향할 때, 렌즈배럴(100)은 단차(S)를 기준으로 제1방향으로의 두께가 달라질 수 있다. 그리고, 스페이서(300)의 개방부(312)는 제1방향과 나란하거나 대체로 나란한 방향으로 개방될 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
1000: 렌즈모듈
100: 렌즈배럴
200: 렌즈
300: 스페이서
311: 홀
312: 개방부
2000: 카메라 모듈
2100: 반사부재
2200: 렌즈모듈
2300: 이미지센서

Claims (16)

  1. 내부에 광축을 따라 배열된 제1렌즈와 제2렌즈를 구비한 렌즈배럴; 및
    상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈 사이에 배치되고, 광축을 따라 관통하는 홀 및 상기 광축과 교차하는 방향으로 개방된 개방부를 구비하는 스페이서;를 포함하며,상기 개방부는 상기 스페이서를 상기 광축과 교차하는 방향으로 관통하는 렌즈모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개방부는 상기 광축과 수직인 방향으로 개방된 렌즈모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스페이서는 상기 홀을 형성하는 측벽을 포함하고, 상기 개방부는 상기 측벽에 구비되는 렌즈모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 개방부의 면적은 상기 개방부가 구비되는 측벽이 차지하는 면적의 10%이상 80%이하인 렌즈모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 측벽은 광축을 기준으로 서로 대향하는 제1측벽과 제2측벽을 포함하고,
    상기 개방부는 제1측벽의 일부 및 제2측벽의 일부에 구비되는 렌즈모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스페이서는 상기 제1렌즈와 적어도 일부 접촉하고, 상기 제1렌즈의 가장자리를 따라 연장하는 폐곡선 형태를 가지는 상부면을 포함하는 렌즈모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스페이서는 상기 제2렌즈와 적어도 일부 접촉하고, 상기 제2렌즈의 가장자리를 따라 연장하는 폐곡선 형태를 가지는 하부면을 포함하는 렌즈모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 스페이서의 상부면은 대향하는 한쌍의 직선부들, 및 대향하는 한쌍의 곡선부들을 포함하고, 상기 직선부들과 상기 곡선부들은 교대로 연결되는 렌즈모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 스페이서의 하부면은 대향하는 한쌍의 직선부들, 및 대향하는 한쌍의 곡선부들을 포함하고, 상기 직선부들과 상기 곡선부들은 교대로 연결되는 렌즈모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈배럴은 상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈 사이에 단차를 포함하고,
    상기 스페이서에서 상기 개방부는 상기 단차에 대응하는 부분에 위치되는 렌즈모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 렌즈배럴의 제1방향 두께는 상기 단차를 기준으로 달라지고,
    상기 개방부는 상기 제1방향으로 개방된 렌즈모듈.
  12. 렌즈 배럴, 상기 렌즈 배럴 내부에 광축을 따라 배열된 제1렌즈와 제2렌즈, 및 상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈 사이에 구비된 스페이서를 포함하는 렌즈모듈을 포함하고,
    상기 렌즈 배럴 중 상기 스페이서를 둘러싸는 부분 중 일부는 상기 스페이서에 구비된 개방부를 통해 상기 스페이서의 내부 공간에 노출되고,
    상기 개방부는 상기 광축과 교차하는 방향으로 상기 스페이서를 관통하도록 개방되는 카메라 모듈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 스페이서는 상기 광축과 나란한 방향으로 연장하는 측벽을 포함하고, 상기 개방부는 상기 측벽에 구비되는 카메라 모듈.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 렌즈배럴은 상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈 사이에 단차를 포함하고,
    상기 스페이서에서 상기 개방부는 상기 단차에 대응하는 부분에 위치되는 카메라 모듈.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 렌즈 배럴의 제1방향 두께는 상기 단차를 기준으로 달라지고,
    상기 개방부는 상기 제1방향으로 개방된 카메라 모듈.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1방향으로 입사된 광을 상기 렌즈모듈을 향해 광을 반사시키는 반사부재를 더 포함하는 카메라 모듈.

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