KR20080023830A - 카메라 모듈의 렌즈배럴 - Google Patents

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KR20080023830A
KR20080023830A KR1020060087887A KR20060087887A KR20080023830A KR 20080023830 A KR20080023830 A KR 20080023830A KR 1020060087887 A KR1020060087887 A KR 1020060087887A KR 20060087887 A KR20060087887 A KR 20060087887A KR 20080023830 A KR20080023830 A KR 20080023830A
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석진수
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삼성전기주식회사
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Abstract

렌즈의 틸트(tilt)를 방지하는 카메라 모듈의 렌즈배럴이 제공된다.
본 발명에 따른 렌즈배럴은, 내측면 상단에 렌즈걸림턱이 구비된 배럴; 및 외부면에 외부단턱이 구비되고, 상기 배럴의 내부 홀에 배치되는 적어도 하나의 렌즈;를 포함하며, 상기 내부 홀의 최상단에 배치되는 렌즈는, 그 외부단턱의 상부수평면이 상기 렌즈걸림턱의 하부수평면과 면 접촉함에 의해서 상기 배럴의 중심축과 상기 렌즈의 광축을 일치시키는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 수축에 의한 배럴의 내부 홀 경사가 발생하여 배럴의 내부 홀의 직진도가 유지되지 않는 경우에도 렌즈의 틸트(tilt) 현상이 일어나지 않는다. 이에 따라, 배럴의 중심축과 렌즈의 광축의 일치가 유지되므로, 카메라 모듈의 품질이 향상되는 효과를 갖는다.
카메라 모듈, 렌즈배럴, 틸트, 레플리카 렌즈, 단턱

Description

카메라 모듈의 렌즈배럴 {Lens Barrel for Camera Module}
도 1은 일반적인 카메라 모듈의 분해 사시도이다.
도 2는 일부가 절단된 종래의 레플리카 렌즈의 사시도이다.
도 3는 상기 레플리카 렌즈가 내부에 배치된 종래의 렌즈배럴의 단면도이다.
도 4(a)는 배럴의 성형 수축으로 배럴 내측면이 경사진 종래의 렌즈배럴의 단면도이며, 도 4(b)는 상기 렌즈배럴에서 압입에 의해 렌즈의 틸트가 발생한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 레플리카 렌즈의 일부가 절단된 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 렌즈배럴의 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 렌즈배럴의 단면도로, 배럴의 성형 수축으로 배럴 내측면이 경사진 상태를 나타낸다.
도 8은 본 발명에 따른 복수의 레플리카 렌즈가 내부에 배치된 렌즈배럴의 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 배럴 112 : 렌즈걸림턱
112a : 렌즈걸림턱의 하부수평면 114 : 내부 홀
116 : 입사공 120, 120-1, 120-2 : 레플리카 렌즈
122 : 외부단턱 122a : 외부단턱의 상부수평면
124 : 유리 렌즈 124a : 유리 렌즈의 외측면
126 : 레플리카 층 130, 130-1 : 스페이서
본 발명은 카메라 모듈의 렌즈배럴에 관한 것으로, 더 상세하게는 레플리카 렌즈의 가공 후 발생하는 오버 플로우(over flow) 부분을 이용하여 렌즈의 틸트(tilt)를 방지함으로써 그에 따른 카메라 모듈의 품질을 향상시키는 카메라 모듈의 렌즈배럴에 관한 것이다.
휴대폰 사용자의 요구가 다양해짐에 따라 휴대폰의 기능은 단순히 통화에 국한되지 않고 사진촬영, 동영상감상, 게임 등으로 그 기능의 폭이 점차 넓혀지고 있으며, 최근에는 사진촬영을 위한 내장형 카메라 모듈을 장착한 휴대폰 제품이 일반화되고 있는 실정이다.
도 1은 휴대폰에 장착되는 일반적인 카메라 모듈의 도시한 분해 사시도이다.
이러한 카메라 모듈(1)은 렌즈가 내부공간에 배치되는 렌즈배럴(10), 하우징(20), 이미지 센서(30), 기판(40)을 포함하여 구성된다.
상기 하우징(20)은 렌즈배럴(10)과 나사결합되며, 렌즈를 통과한 빛을 필터링하는 IR필터(25)를 구비한다.
상기 렌즈를 통과한 피사체의 상이 결상되는 이미지 결상영역을 구비하는 이미지 센서(30)는 기판(40)의 일단부에 전기적으로 접속되며, 상기 기판(40)의 타단부에는 미도시된 디스플레이수단과 전기적으로 연결되도록 커넥터(45)를 구비한다.
이러한 카메라 모듈에 사용되는 렌즈는 폴리머(polymer) 등의 소재로 성형된 렌즈와 유리 가공렌즈 등이 널리 사용되어 왔다.
한편, 최근에는 기존의 렌즈에 비해 여러 장점을 갖는 레플리카(replica) 렌즈 모듈과 같은 하이브리드형 렌즈가 제작되어 카메라 모듈에 적용되고 있는데, 레플리카 렌즈 모듈은 유리 등으로 이루어진 렌즈와 그 위에 폴리머 등의 투명한 광학재료로 성형된 레플리카 렌즈로 구성된다.
도 2는 일반적인 레플리카 렌즈(10a)의 일부가 절단된 사시도를 나타내며, 도 3는 상기 레플리카 렌즈(10a)가 이상적으로 안착되었을 때의 렌즈배럴(10)의 단면도를 나타낸다.
이러한 렌즈배럴(10)은 중공원통형의 배럴(10b)과 상기 배럴(10b)의 내부공간에 배치되는 렌즈(10a)를 포함하여 구성된다.
도 2에 도시된 바와 같이 레플리카 렌즈(10a)는 유리 렌즈(12) 위에 폴리머 등의 소재로 레플리카 층(11)을 사출성형한 구성으로, 레플리카 층의 가장자리는 사출성형시 발생하는 오버 플로우(over flow)로 인한 오버 플로우부(13)가 형성되어 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 레플리카 렌즈(10a)는 도 3에 도시된 바와 같이 유리 렌즈(12)의 구면이 배럴(10b)의 내측면 상단에 구비된 렌즈걸림턱(15)과 선형 접촉되어 안착되며, 유리 렌즈(12)의 외측면 하단의 일부가 배럴(10b)의 내측면과 면 접촉된다.
따라서, 배럴(10b)의 렌즈(10a)와의 접촉면, 즉 유리 렌즈(12)의 외측면 하단과 접촉하는 배럴(10b)의 내측면 직진도와 유리 렌즈(12)의 외경 직진도를 통해 광학 시스템의 광축 평행도가 맞추어지는 것이다.
그러나, 상기와 같은 종래의 렌즈배럴(10)은 아래와 같은 문제점을 갖는다.
도 3의 이상적인 경우와 달리, 실제에 있어서 배럴(10b)은 어는 정도의 성형 수축이 발생하게 되므로, 이로 인해 도 4(a)에 도시된 바와 같이 배럴(10b)의 내측면 직진도가 고르지 않은 경사진 상태에서 렌즈(10a)가 삽입되어 안착되는 경우가 흔히 발생한다.
따라서, 종래의 렌즈배럴(10)은 도 4(b)에 도시된 바와 같이 유리 렌즈(12)와 접촉하는 배럴(10b)의 내측면의 경사에 의해 렌즈(10a)의 틸트(tilt)가 발생하게 되므로, 렌즈(10a)의 광축(P-P')과 배럴(10b)의 중심축(C-C')이 일치하지 않게 되는 문제점을 갖는다.
더욱이, 배럴(10b) 안으로 다른 렌즈들을 순차적으로 밀어넣고 압입한 후에 는 틸트의 양이 더욱 증가하게 된다.
이와 같이 발생한 틸트는 렌즈로부터 들어오는 빛에서 이미지 센서까지의 설계된 경로에 차이를 발생시키므로 결국 카메라 모듈의 불량을 초래하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 배럴의 렌즈걸림턱과 면 접촉이 이루어지도록 렌즈의 외부면에 상부수평면을 갖는 외부단턱을 구비함으로써, 수축에 의한 배럴의 내부 홀 경사가 발생하여 배럴의 내부 홀의 직진도가 유지되지 않는 경우에도 렌즈의 틸트(tilt)를 방지하는 카메라 모듈의 렌즈배럴을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 레플리카 렌즈를 제작하는 과정에서 발생하는 오버 플로우(over flow) 부분을 이용하여 렌즈의 틸트(tilt)를 방지함으로써 그에 따른 카메라 모듈의 품질을 향상시키는 카메라 모듈의 렌즈배럴을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면,
내측면 상단에 렌즈걸림턱이 구비된 배럴; 및 외부면에 외부단턱이 구비되고, 상기 배럴의 내부 홀에 배치되는 적어도 하나의 렌즈;를 포함하며, 상기 내부 홀의 최상단에 배치되는 렌즈는, 그 외부단턱의 상부수평면이 상기 렌즈걸림턱의 하부수평면과 면 접촉함에 의해서 상기 배럴의 중심축과 상기 렌즈의 광축을 일치 시키는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 렌즈배럴이 제공된다.
본 발명의 렌즈배럴에 있어서,
바람직하게, 상기 렌즈는 유리 렌즈와 그 상부면에 형성된 레플리카(replica) 층으로 이루어진 레플리카 렌즈이며, 상기 외부단턱은 상기 레플리카 층의 가장자리에 구비될 수 있다.
더욱 바람직하게, 상기 외부단턱은 레플리카 층의 성형시 발생하는 오버 플로우(over flow)에 의해서 형성될 수 있다.
또한, 상기 유리 렌즈의 외측면 하단의 일부가 상기 배럴의 내측면과 면 접촉할 수 있다.
한편, 상기 배럴의 내부 홀에 배치되는 상기 렌즈는 복수 개일 수 있으며, 서로 인접하는 렌즈 사이에 스페이서를 추가로 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 내부 홀의 최상단에 배치되는 렌즈를 제외한 렌즈는, 그 외부단턱의 상부수평면이 스페이서의 하부수평면과 면 접촉할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 전술한 구성에 의한 렌즈배럴을 포함하는 카메라 모듈이 제공된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 카메라 모듈의 렌즈배럴에 관 한 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명에 따른 레플리카 렌즈의 일부가 절단된 사시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 렌즈배럴의 단면도이다. 또한, 도 7은 본 발명에 따른 렌즈배럴의 단면도로, 배럴의 성형 수축으로 배럴 내측면이 경사진 상태를 나타낸다.
본 발명의 렌즈배럴은 도 6에 도시된 바와 같이, 중공원통형의 배럴(110)과 상기 배럴(110)의 내부 홀(114)에 배치되는 적어도 하나의 렌즈를 포함하여 구성된다.
상기 배럴(110)은 적어도 하나의 렌즈가 배럴(110)의 개방된 하부로 삽입되어 안착되는 중공원통형의 렌즈 수용부재이며, 이러한 배럴(110)은 수지물로 이루어진다.
본 실시예에서는 상기 배럴(110)의 내부 홀(114)에 배치되는 렌즈로서 레플리카(replica) 렌즈가 적용되나, 본 발명에 적용되는 렌즈는 레플리카 렌즈(120)로 한정되지 아니한다.
이러한 레플리카 렌즈(120)는, 유리 등으로 이루어진 투명한 렌즈 또는 렌즈기판의 상부면에 폴리머(polymer) 등의 투명한 광학재료를 이용하여 얇은 레플리카 층(126)을 성형함으로써 제조된다. 즉, 유리 렌즈(124)와 그 상부면에 형성된 레플리카(replica) 층으로 이루어진 하이브리드형 렌즈를 말한다.
본 발명에 의한 레플리카 렌즈(120)는 도 5에 도시된 바와 같이 구면을 갖는 유리 렌즈(124)와 상기 유리 렌즈(124)의 상부면 일부에 폴리머 등의 투명한 광학재료로 이루어진 레플리카 층(126)을 포함한다.
또한, 상기 레플리카 렌즈(120)는 그 외부면에 외부단턱(122)을 구비하는데, 본 실시예에서 이러한 외부단턱(122)은 레플리카 층(126)의 가장자리에 구비된다.
상기 외부단턱(122)은 평탄한 상부수평면(122a)이 갖추어지며, 레플리카 층(126)의 가장자리 둘레를 따라 형성된다.
이때, 상기 레플리카 층(126)의 가장자리에 구비된 외부단턱(122)은 유리 렌즈(124)의 상부면에 레플리카 층(126)을 성형할 때 발생하는 오버 플로우(over flow)를 이용하여 일체로 형성하는 것이 바람직하다.
즉, 레플리카 렌즈(120)를 제작하는 과정에서 유리 렌즈(124) 상에 폴리머 등의 투명한 광학재료로 레플리카 층(126)을 성형할 때 어느 정도의 오버 플로우가 발생하게 되는데, 이러한 오버 플로우를 이용하여 레플리카 층(126)의 가장자리에 평탄면인 상부수평면(122a)을 갖는 외부단턱(122)을 형성하는 것이다.
상기 구성을 갖는 레플리카 렌즈(120)는 배럴의 개방된 하부로 삽입되어 안착되는데, 이러한 배럴(110)은 빛이 입사되는 입사공(116)과 렌즈를 수용하기 위한 내부 홀(114)이 마련된다.
여기서, 상기 배럴(110)의 내측면 상단에는 렌즈걸림턱(112)이 구비되는데, 이러한 렌즈걸림턱(112)은 배럴(110)의 내부 홀(114)에 최초로 안착되는 최상층 렌즈의 일부분과 접촉하여 렌즈의 위치를 고정하는 역할을 한다.
구체적으로, 상기 렌즈걸림턱(112)의 하부수평면(112a)은 레플리카 렌즈(120)에 구비된 외부단턱(122)의 상부수평면(122a)과 면 접촉함으로써, 배럴(110)의 내부 홀(114) 내에서 레플리카 렌즈(120)의 위치를 고정하게 된다.
즉, 종래의 렌즈배럴의 경우에는 배럴(110)의 렌즈걸림턱(112)과 접촉하는 부분이 렌즈의 구면이므로, 렌즈걸림턱(112)과 렌즈의 구면 사이의 선 접촉에 의해 배럴(110)의 내부 홀(114) 내에서 렌즈의 위치가 고정되는 반면에, 본 발명의 렌즈배럴은 상부수평면(122a)을 갖는 외부단턱(122)이 레플리카 층(126)의 가장자리에 구비되므로, 이러한 외부단턱(122)의 상부수평면(122a)과 렌즈걸림턱(112)의 하부수평면(112a) 사이의 면 접촉에 의해 배럴(110)의 내부 홀(114) 내에서 렌즈의 위치가 고정된다.
이에 따라, 종래의 렌즈배럴에서 수축에 의한 배럴(110)의 내부 홀(114) 경사가 발생하여 배럴(110)의 내부 홀(114)의 직진도가 유지되지 않는 경우, 불안정한 선 접촉에 의해 렌즈의 틸트가 발생하는 문제점이 해결된다.
즉, 본 발명의 렌즈배럴은 도 7에 도시된 바와 같이 레플리카 층(126)의 가장자리에 구비된 외부단턱(122)의 상부수평면(122a)이 배럴(110)의 내측면 상단에 구비된 렌즈걸림턱(112)의 하부수평면(112a)과 안정적인 면 접촉을 하게 되므로, 수축에 의한 배럴(110)의 내부 홀(114) 경사가 발생하여 배럴(110)의 내부 홀(114)의 직진도가 유지되지 않는 경우에도 렌즈의 틸트(tilt) 현상이 일어나지 않아 배럴(110)의 중심축과 렌즈의 광축의 일치가 유지된다.
한편, 상기 유리 렌즈(124)의 외측면(124a) 하단의 일부는 배럴(110)의 내측면과 면 접촉하는 것이 바람직한데, 이는 배럴(110) 내부 홀(114) 내에서 레플리카 렌즈(120)의 위치를 보다 안정적으로 유지되기 위함이다.
이하, 복수 개의 렌즈가 배럴(110)의 내부에 삽입되어 안착되는 경우의 본 발명에 따른 렌즈배럴의 바람직한 실시예를 도 8을 참조하여 설명한다.
도 8은 본 발명에 따른 복수의 레플리카 렌즈가 내부에 배치된 렌즈배럴의 단면도이다.
본 발명의 렌즈배럴은, 배럴(110)의 내부 홀에 삽입되어 배치되는 렌즈가 복수 개인 경우, 서로 인접하는 렌즈 사이에 다른 기구물, 예를 들어 도 8에 도시된 바와 같은 스페이서(130, 130-1)를 추가로 포함한다.
이때, 배럴(110)의 내부 홀의 최상단에 배치되는 렌즈(120)는 전술한 바와 같이 외부단턱의 상부수평면이 배럴(110)에 구비된 렌즈걸림턱의 하부수평면과 면 접촉하며, 다른 렌즈들(120-1, 120-2)은 도 8에 도시된 바와 같이 외부단턱의 상부수평면이 스페이서(130, 130-1)의 하부수평면과 면 접촉하는 구조이다.
즉, 본 발명의 레플리카 렌즈는 평탄면인 상부수평면을 갖는 외부단턱이 구비되므로, 렌즈 상부에 배치되는 스페이서(130, 130-1) 등의 기구물의 평탄면과 면 접촉하는 것이 가능해진다.
이에 따라, 본 발명의 렌즈배럴은 복수 개의 렌즈가 배럴 내부에 삽입되어 배치되는 경우에도 적용될 수 있으며, 보다 안정적인 면 접촉을 통해 렌즈의 틸트 현상이 방지된다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 배럴의 렌즈걸림턱과 면 접촉이 이루어지도록 렌즈의 외부면에 상부수평면을 갖는 외부단턱을 구비함으로써, 수축에 의한 배럴의 내부 홀 경사가 발생하여 배럴의 내부 홀의 직진도가 유지되지 않는 경우에도 렌즈의 틸트(tilt) 현상이 일어나지 않는다.
이에 따라, 배럴의 중심축과 렌즈의 광축의 일치가 유지되므로, 카메라 모듈의 품질이 향상되는 효과를 갖는다.
또한, 레플리카 렌즈를 제작하는 과정에서 발생하는 오버 플로우(over flow) 부분을 이용하여 렌즈의 틸트(tilt)를 방지하는 외부단턱을 형성함으로써, 제품의 생산성 측면에서 우수하다.

Claims (7)

  1. 내측면 상단에 렌즈걸림턱이 구비된 배럴; 및
    외부면에 외부단턱이 구비되고, 상기 배럴의 내부 홀에 배치되는 적어도 하나의 렌즈;를 포함하며,
    상기 내부 홀의 최상단에 배치되는 렌즈는, 그 외부단턱의 상부수평면이 상기 렌즈걸림턱의 하부수평면과 면 접촉함에 의해서 상기 배럴의 중심축과 상기 렌즈의 광축을 서로 일치시킴을 특징으로 하는 카메라 모듈의 렌즈배럴.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈는 유리 렌즈와 그 상부면에 형성된 레플리카(replica) 층으로 이루어진 레플리카 렌즈이며,
    상기 외부단턱은 상기 레플리카 층의 가장자리에 구비됨을 특징으로 하는 카메라 모듈의 렌즈배럴.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 외부단턱은 상시 레플리카 층의 성형시 발생하는 오버 플로우(over flow)에 의해서 형성됨을 특징으로 하는 카메라 모듈의 렌즈배럴.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유리 렌즈의 외측면 하단의 일부가 상기 배럴의 내측면과 면 접촉함을 특징으로 하는 카메라 모듈의 렌즈배럴.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배럴의 내부 홀에 배치되는 상기 렌즈는 복수 개이며,
    서로 인접하는 렌즈 사이에 스페이서를 추가로 포함함을 특징으로 하는 카메라 모듈의 렌즈배럴.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 내부 홀의 최상단에 배치되는 렌즈를 제외한 렌즈는, 그 외부단턱의 상부수평면이 스페이서의 하부수평면과 면 접촉함을 특징으로 하는 카메라 모듈의 렌즈배럴.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나에 의한 렌즈배럴을 포함하는 카메라 모듈.
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