KR20080063593A - 카메라모듈의 렌즈조립체 - Google Patents

Abstract

카메라모듈의 렌즈조립체를 제공한다.

본 발명은, 복수개의 렌즈와; 상기 렌즈를 수용하는 렌즈수용부;를 포함하고, 상기 렌즈는 렌즈의 리브가 변형되어 테이퍼(Taper)면을 형성하고 상기 테이퍼면에 상기 렌즈가 서로 끼워져 조립된다.

본 발명에 의하면, 렌즈의 리브를 변형함으로써 제품의 크기를 소형화하면서도 보다 정밀한 광축정렬이 이루어져 고품질의 제품을 얻을 수 있고, 초음파융착을 통해 렌즈를 고정시킴으로써 조립공정을 개선하여 제품 제작의 효율성을 높일 수 있다.

카메라모듈, 렌즈조립체, 초음파 융착

Description

카메라모듈의 렌즈조립체 {Lens assembly of Camera Module}

도1은 일반적인 카메라모듈의 렌즈조립체를 도시한 종단면도이다.

도2는 본 발명에 따른 카메라모듈의 렌즈조립체를 도시한 종단면도이다.

도3은 본 발명에 따른 카메라모듈의 렌즈조립체를 조립하는 순서를 도시한 종단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 렌즈조립체 110 : 렌즈수용부

122, 124 : 렌즈 132 : 초음파 융착홈

134 : 렌즈걸림턱 140 : 초음파 혼(Horn)

본 발명은 디지탈 광학기기의 카메라 시스템에서 사용되는 카메라모듈에 관한 것으로, 보다 상세히는 렌즈의 리브(rib) 형상을 개선하여 테이퍼면을 형성하고, 렌즈들을 테이퍼면에 슬라이딩되어 조립함으로써 제품의 크기를 소형화 하면서도 보다 정밀한 광축정렬이 이루어져 고품질의 제품을 얻을 수 있고, 초음파 융착을 통해 렌즈를 고정시킴으로써 조립공정을 개선하여 제품 제작의 효율성을 높일 수 있는 카메라모듈의 렌즈조립체에 관한 것이다.

현재, 많은 휴대폰 업체들은 내장형 카메라 모듈을 장착한 휴대폰을 개발하여 생산중에 있다. 이러한 휴대폰에 장착되는 내장형 카메라 모듈은 그 구성 요소와 패키지 방법 등에 따라서 여러 가지 형태가 개발되고 있다.

이러한 휴대폰에서 사용되는 카메라 모듈은 복합화, 다 기능화, 소형화가 요구됨에 따라서 그 구조가 점차 작아지고 있으며, 이와 같은 소형화와 더불어서 고 정밀도가 요구되고 있다.

또한 이와 같은 카메라모듈은 렌즈들의 광학적 성능 및 그 공차 또한 민감하게 관리되어질 것이 요구되고 있다. 그렇지만 이와 같은 민감한 광학적 성능 요구 공차는 모바일(Mobile) 용 카메라모듈의 양산 수율을 높이는 데에 있어서 큰 장애가 되고 있다.

현재 모바일용 카메라모듈의 렌즈는 그 양산 성을 고려하여 플라스틱 사출렌즈 또는 글라스 몰딩(Glass Molding) 렌즈 방식을 사용하는데, 이와 같은 플라스틱 사출과 글라스 몰딩(Glass Molding) 렌즈들은 통상적으로 렌즈사이 간격유지를 위해 스페이서를 사이에 두고 렌즈수용부를 이용하여 카메라모듈에 장착되고 있다.

도 1에는 종래의 구조에 따른 카메라모듈의 렌즈조립체(1)가 도시되어 있다.

일반적으로 카메라모듈은 렌즈(22, 24)가 내부공간에 배치되는 렌즈수용부(10)를 구비하며, 이러한 상기 렌즈수용부의 상부면 중앙에는 입사공이 관통형성되고, 상기 렌즈수용부(10)의 외주면에는 숫나사부가 형성되며, 상기 렌즈(24)의 하단에는 상기 렌즈들을 위치고정하는 압입링(34)이 삽입된다.

도면에 미도시하였지만 일반적으로 상기 렌즈수용부(10)와 결합되는 하우징은 상기 렌즈수용부(10)의 숫나사부와 결합되는 암나사부가 내주면에 형성된 내부공을 구비하며, 상기 내부공에는 상기 렌즈(22, 24)를 통과한 빛을 필터링하는 IR필터를 구비한다.

또한 상기 렌즈(22, 24)를 통과한 피사체의 상이 결상되는 이미지 결상영역을 구비하는 이미지 센서는 기판의 일단부에 전기적으로 접속되며, 상기 기판의 타단부에는 디스플레이수단과 전기적으로 연결되도록 콘넥터를 구비하며, 상기 기판의 일단부에는 상기 이미지 센서의 이미지 결상영역을 외부로 노출시키는 윈도우부를 개구형성한다.

이러한 구성을 갖는 카메라모듈은 상기 렌즈수용부(10)의 내부공에 복수개의 렌즈(22, 24)를 삽입하여 적층하고, 렌즈 사이에는 간격 유지를 위해 스페이서(25)를 배치하며, 적층된 상기 렌즈(22, 24)를 위치고정하기 위해 상기 렌즈(24)의 하부에 압입링(34)을 삽입하여 위치고정함으로써 렌즈수용부(10)를 구성하였다.

이와 같은 종래의 카메라모듈은 렌즈가 렌즈수용부에 조립될 때 렌즈외경과 렌즈수용부 내경에 의해 광축정렬이 이루어지고, 렌즈와 스페이서를 함께 적층함에 따른 각 부품들의 누적 공차가 큰 것이었다.

따라서 종래의 카메라 모듈은 조립 후에 렌즈로부터 이미지 센서로 이어지는 광축의 오차가 크게 되고, 렌즈간 거리의 오차로 인해 결과적으로는 많은 수의 카메라 모듈들이 조립 불량으로 폐기되어 양산 수율이 낮아지게 되며, 광학적 성능의 저하를 초래한다.

또한 렌즈를 위치고정하기 위한 압입링을 삽입하고 이를 고정하는 단계를 거쳐야 하므로 조립작업이 매우 번거롭고 작업생산성을 향상시키는데 한계가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 그 목적은 렌즈의 리브에 테이퍼면을 형성함으로써, 광축정렬을 향상시키고 조립작업성을 향상시키며, 초음파융착을 통해 렌즈의 위치고정을 보다 간편하고 신속하게 수행하여 작업생산성을 향상시키고, 내구성을 향상시키고, 제조원가를 절감할 수 있는 카메라모듈의 렌즈조립체를 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 복수개의 렌즈와; 상기 렌즈를 수용하는 렌즈수용부;를 포함하고, 상기 렌즈는 렌즈의 리브가 변형되어 테이퍼(Taper)면을 형성하고 상기 테이퍼면에 상기 렌즈가 서로 끼워져 조립되는 카메라모듈의 렌즈조립체를 제공한다.

바람직하게, 상기 렌즈 중 상기 렌즈 수용부의 하단에 위치하는 마지막 렌즈의 하면 가장자리에 초음파융착홈이 형성되고, 상기 렌즈의 하부단이 초음파융착에 의해 고정된다.

바람직하게, 상기 렌즈의 리브가 형성하는 테이퍼면의 각도는 광축을 기준으로 1도 이상 89도 이하이다.

바람직하게, 상기 렌즈 중 두번 째 이후 렌즈의 외경은 첫번째 렌즈의 외경보다 작게 구비된다.

바람직하게, 상기 렌즈 사이에 아이리스를 구비한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명에 따른 카메라모듈의 렌즈조립체(100)를 도시한 종단면도이다.

본 발명의 렌즈수용부(110)는 도3에 도시한 바와 같이, 렌즈수용부(110)의 상부면 중앙에 입사공을 형성하고, 내부공에는 복수의 렌즈(122, 124)를 수용한다.

상기 렌즈(122, 124)는 두 개 이상의 렌즈로 구성이 되고, 상기 렌즈수용부(110)의 상부에 접하는 제1렌즈(122)의 리브는 하부면이 변형하여 테이퍼면을 형성한다.

두번째 조립되는 제2렌즈(124)는 상기 제1렌즈(122)에 형성된 테이퍼면에 슬라이딩되어 끼워지도록 제2렌즈(124)의 리브 상부면에 테이퍼면을 형성한다.

상기 제1렌즈(122)의 리브의 하부면과 상기 제2렌즈(124)의 리브의 상부면은 서로 접하고 상기 제2렌즈(124)의 중심부는 상기 제1렌즈(122)의 중심부와 일정간격의 갭을 형성하고 상기 갭에는 아이리스(128)를 장착할 수 있다.

이때 상기 갭은 항상 일정간격을 유지하기 때문에 아이리스의 두께공차에 무관하므로 작업생산성이 향상되고, 렌즈간의 간격이 일정하여 보다 정밀한 카메라모듈의 렌즈조립체를 보장할 수 있다.

또한 상기 테이퍼 면에 의해 렌즈가 정렬됨으로써 보다 정밀한 광축정렬을 실현할 수 있게 된다.

본 발명의 도면에는 두 개의 렌즈만을 도시하고 설명하였지만, 그 이상의 여러개의 렌즈도 상기와 같은 방법으로 서로 조립될 수 있음을 밝혀둔다.

한편, 상기 렌즈(124)의 하부에는 미도시된 압입링을 삽입하여 상기 렌즈를 위치고정할 수도 있지만, 상기 압입링 대신에 본 발명에서는 초음파 융착을 이용하여 상기 렌즈(124)를 위치고정한다.

도3a 내지 도3d는 본 발명에 따른 카메라모듈의 렌즈조립체의 조립공정을 나타내는 공정도이다.

도3a에 도시한 바와 같이, 상기 렌즈수용부(110)의 내부공에는 렌즈의 리브가 변형되어 하부에 테이퍼면이 형성된 제1렌즈(122)가 삽입된다.

이어서 도3b에 도시한 바와 같이, 렌즈의 리브가 변형되어 상부에 테이퍼면이 형성된 제2렌즈(124)가 삽입되어 상기 제1렌즈(122)의 리브하부면 테두리와 상기 제2렌즈(124)의 리브상부면 테두리가 접하게 된다.

또한, 상기 제1렌즈(122)의 중심부와 상기 제2렌즈(124)의 중심부는 일정 간격을 유지하며 갭을 형성한다. 상기 갭에는 아이리스(128)를 추가로 구비하여 광이 입사되는 양을 조절할 수도 있다.

또한, 상기 제2렌즈(124)의 외경은 상기 제1렌즈(122)의 외경보다 작게 구비함으로써 조립작업성을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 제2렌즈(124)의 하부면 테두리에는 초음파 융착을 위한 초음파 융착홈(132)이 구비된다.

이어서, 도3c에 도시한 바와 같이, R방향으로 회전운동을 하는 초음파 혼(horn)(140)을 상기 렌즈수용부(110)의 하부면에 접촉시키면서 P방향으로 수직하게 압력을 가하면 초음파 혼(140)에서 발생하는 초음파로 인해 상기 렌즈수용부(110)의 하단 내부에 진동이 발생하면서 열을 발생시키게 된다.

이에 따라, 도3d에 도시한 바와 같이, 수지물로 이루어진 상기 렌즈수용부(110)의 하단 내부면이 열에 의해서 녹아 상기 렌즈(124)의 하부에 상기 초음파 혼(140)의 형상과 같은 렌즈걸림턱(134)이 돌출형성되고 상기 렌즈(124)가 초음파 융착되어 위치고정된다.

이로 인해 렌즈수용부에 삽입된 렌즈를 초음파 융착으로 보다 간편하고 신속하게 조립할 수 있는 것이다.

본 발명은 특정한 실시예와 관련하여 도시되고 설명되었지만, 이하의 특허 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

상기에서와 같이 본 발명에 의하면, 렌즈의 리브에 테이퍼면을 형성한 복수 개의 렌즈가 렌즈수용부에 조립되고, 상기 렌즈는 초음파 융착에 의해 렌즈수용부에 위치공정됨으로써 광축정렬을 보다 정밀하게 하여 고품질의 제품을 생산할 수 있고, 부품관리 기준을 완화할 수 있고 조립시간을 단축시킴으로써 조립생산성을 향상시켜 제품경쟁력을 확보할 수 있고, 렌즈조립체를 구성하는 부품수를 줄여 조립공정을 단순화하고, 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 얻어진다.

Claims (5)

1. 복수개의 렌즈와; 상기 렌즈를 수용하는 렌즈수용부;를 포함하고,

   상기 렌즈는 렌즈의 리브가 변형되어 테이퍼(Taper)면을 형성하고 상기 테이퍼면에 상기 렌즈가 서로 끼워져 조립되는 카메라모듈의 렌즈조립체.
2. 제1항에 있어서,

   상기 렌즈 중 상기 렌즈 수용부의 하단에 위치하는 마지막 렌즈의 하면 가장자리에 초음파융착홈이 형성되고, 상기 렌즈의 하부단이 초음파융착에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 카메라모듈의 렌즈조립체.
3. 제1항에 있어서,

   상기 렌즈의 리브가 형성하는 테이퍼면의 각도는 광축을 기준으로 1도 이상 89도 이하인 것을 특징으로 하는 카메라모듈의 렌즈조립체.
4. 제1항에 있어서,

   상기 렌즈 중 두번 째 이후 렌즈의 외경은 첫번째 렌즈의 외경보다 작게 구비되는 것을 특징으로 하는 카메라모듈의 렌즈조립체.
5. 제1항에 있어서,

   상기 렌즈 사이에 아이리스를 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라모듈의 렌즈조립체.

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