KR20110057606A - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 적어도 하나의 렌즈를 수용하는 렌즈배럴; 상기 렌즈를 통과한 빛을 수광하는 결상면을 갖는 이미지 센서; 상기 렌즈의 리브면에 반사된 빛이 상기 결상면으로 입사되는 것을 방지하기 위해 상기 리브면에 형성되는 차단부; 및 상기 렌즈배럴을 내부에 수용하는 하우징;을 포함할 수 있다.

Description

카메라 모듈{Camera module}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 렌즈의 리브에 차단부를 구비하는 카메라 모듈에 관한 것이다.

최근 이미지 센서의 소형화에 따라 이를 사용하는 전자 기기들 또한 소형화되어 왔다. 이러한 소형화는 최근 휴대성과 편리성 때문에 크게 인기를 얻고 있는 모바일폰과 만나면서 모바일폰 카메라 모듈이라는 시장을 폭발적으로 성장하는 계기를 마련하게 되었다. 이러한 성장은 더욱 작고, 가벼운 렌즈에 대한 요구로 이어졌다.

특히, 휴대폰, PDA 등과 같은 개인휴대단말기는 소형화, 경량화시키는 기술들이 적용되어 많은 소비자들에게 인기를 얻고 있으며, 이에 실장되는 카메라 모듈과 같은 부품의 시장도 더욱 확대되고 있다.

카메라 모듈은 원통형의 배럴 내부에 복수의 렌즈가 광축을 따라 적층 결합되고, 하우징 내부에 상기 렌즈배럴과 상기 렌즈 하부에 광학적 필터 및 이미지 센서가 결합된다.

종래의 카메라 모듈은 형광등 불빛이나 어두운 암실에서 일정한 각도로 강한 빛을 입사시키면 특정한 각도의 빛이 상기 렌즈배럴이 수용하는 상기 렌즈의 리브면에서 내면 반사를 일으키는 문제가 발생한다.

이러한 빛은 결상과 관련이 없는 빛으로 화면에 플레어나 고스트 현상을 일으키는 원인이 된다.

따라서, 상기 렌즈 리브면에서의 내면 반사를 통해 상기 이미지 센서의 결상면에 입사되는 빛을 차단해야 할 필요성이 대두되고 있으며, 이러한 빛은 렌즈의 특성에 따라 입사되는 각도가 상이하다.

종래에는 플라스틱 렌즈 금형 제작시 상기 렌즈의 리브면에 추가 가공이 없었으므로 화상의 질을 저하시키는 플레어 현상을 방지할 수 없었다.

본 발명은 렌즈 리브면에 부식처리를 한 차단부를 구비하여 렌즈 리브면에 의한 내면 반사로 인한 이미지 센서의 결상면에 입사되는 빛을 차단할 수 있는 카메라 모듈에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 적어도 하나의 렌즈를 수용하는 렌즈배럴; 상기 렌즈를 통과한 빛을 수광하는 결상면을 갖는 이미지 센서; 상기 렌즈의 리브면에 반사된 빛이 상기 결상면으로 입사되는 것을 방지하기 위해 상기 리브면에 형성되는 차단부; 및 상기 렌즈배럴을 내부에 수용하는 하우징;을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 상기 차단부는 부식처리된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 상기 차단부는 상기 렌즈 리브의 내부에서 반사된 빛이 상기 결상면으로 입사하는 것을 방지하기 위해 상기 리브면에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 상기 렌즈배럴은 아이리스를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 상기 렌즈배럴은 상기 렌즈의 간 격을 이격시키기 위한 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 상기 하우징은 광학적 필터를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 카메라 모듈에 의하면 렌즈 금형 설계 및 제작시 렌즈 리브면에 차단부를 형성하여 리브면에 의한 내면반사를 차단하고 일정한 각도에서의 플레어 현상을 방지하여 해상도 불량을 미연에 차단할 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈조립체를 도시한 개략 분해 사시도 이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈조립체(100)는 적어도 하나의 렌즈를 수용하는 렌즈배럴(10), 아이리스(20), 스페이서(30), 압입링(40) 및 차단부(50)를 포함한다.

렌즈배럴(10)은 일정크기의 내부공간을 갖추며, 하나 이상의 렌즈가 광축을 따라 배열되는 중공 원통형에 해당하고, 그 상부면에는 광 투과를 위한 렌즈공이 관통 형성될 수 있다.

상기 렌즈배럴(10) 내부에 구비된 렌즈는 상기 렌즈조립체(100)의 설계에 따라 필요한 수만큼 광축을 따라 배열되고, 각 렌즈는 동일하거나 상이한 굴절률 등의 광학적 특성을 갖는다.

또한, 상기 렌즈배럴(10)에는 전원인가시 상기 렌즈를 광축 방향으로 왕복 이송할 수 있는 엑츄에이터(미도시)를 더 포함할 수 있다.

상기 액츄에이터는 코일에 전원을 인가하여 발생되는 전기장과 마그네트에서 발생되는 자기장이 서로 쇄교하여 발생하는 전자기력에 의해 렌즈의 이동을 실현하는 마그네트와 코일을 이용한 VCM(Voice coil motor), 전원 인가시 압전체의 변형에 의해 렌즈의 이동을 실현하는 압전체를 이용한 피에조 액츄에이터(Piezo actuator) 등 다양한 형태로 구비될 수 있다.

상기 아이리스(20)는 상기 렌즈를 통과하는 빛의 분량을 조절하는 조리개 역할을 한다.

상기 렌즈 사이의 중심부 갭은 일정 간격을 형성하므로, 상기 갭에 상기 아이리스(20)가 장착될 수 있다.

이 경우 상기 갭은 항상 일정간격을 유지하며 상기 아이리스(20)의 두께공차와 무관하므로, 작업생산성이 향상되고 렌즈간의 간격이 일정하여 보다 정밀한 렌즈조립체(100)를 보장할 수 있다.

상기 스페이서(30)는 상기 렌즈의 수광부를 투과하는 영상광이 통과할 수 있도록 상기 수광부의 크기보다 다소 큰 홀을 중심부에 구비하며, 크기와 형상면에서 상기 렌즈의 크기와 형상에 대응되며, 상기 렌즈가 원형인 경우 상기 스페이서(30) 또한 원형으로 형성된다.

상기 스페이서(30)는 소형화 및 경량화로 인해 아주 작은 도넛 형상이며, 적층되는 상기 렌즈간을 이격시키고, 상기 렌즈간의 공기 간격을 위해 요구된다.

상기 스페이서(30)는 적층되는 상기 렌즈 사이의 거리를 소정 거리만큼 유지시키도록 상기 렌즈 사이에 구비되며, 이격거리는 광학적 특성에 따라 다르게 설정될 수 있다.

상기 압입링(40)은 외주면상에 단차부가 형성되어 상기 렌즈배럴(10)의 개구부 상에 삽입된 상태에서 상기 단차부 내로 접착제가 도포되고, 상기 접착제의 경화에 의해서 상기 압입링(40)이 상기 렌즈배럴(10)의 하단 내주면에 밀착되게 고정된다.

상기 차단부(50)는 해상도의 질을 떨어뜨리는 플레어 현상을 방지하기 위한 것으로 상기 렌즈배럴(10)이 수용하는 렌즈의 리브면에 형성된다.

상기 렌즈를 일정한 각도로 입사되는 빛은 상기 렌즈의 리브면에서 내면 반사를 일으켜 후술할 이미지 센서(70)의 결상면에 입사하게 된다.

이러한 빛은 결상면에 노이즈를 형성하며, 해상도를 떨어뜨리므로 상기 렌즈의 리브면에 상기 차단부(50)를 형성하여, 상기 이미지 센서(70)의 결상면에 입사되는 빛을 차단한다.

상기 차단부(50)는 부식처리를 하는 것이 바람직하나, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자의 의도하에 변경가능함을 밝혀둔다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈조립체의 차단부가 45도의 빛이 입사되는 경우의 렌즈 리브면에 의한 내면 반사를 차단하는 작용을 도시한 개략 단면도이다.

도 2를 참조하면, 렌즈배럴(10)이 수용하는 제1 렌즈(12)를 통과한 입사각 초기 45도의 강한 빛은 상기 제1 렌즈(12)를 통과하고 제2 렌즈(14)의 유효면으로 입사하게 된다.

상기 제2 렌즈(14)의 유효면으로 입사한 초기 입사각 45도의 강한 빛은 상기 제2 렌즈(14)의 물체측의 타면에서 반사된 후 상기 제2 렌즈(14)의 물체측의 리브 면으로 입사하게 된다.

여기서, 실선은 빛의 이동경로를 의미하며 점선은 상기 차단부(50)에 의해 차단되는 빛의 경로를 의미한다.

상기 제2 렌즈(14)의 물체측의 리브면으로 입사한 빛은 다시 상기 제2 렌즈(14)의 물체측의 타면 리브면으로 입사하고 결국에는 이미지 센서(70)의 결상면에 입사하게 된다.

이러한 빛은 해상도를 떨어뜨리는 플레어 현상을 일으키므로 미연에 차단할 필요가 있다.

1차적으로 상기 제2 렌즈(14)의 물체측의 리브면에 차단부를 형성하여 상기 이미지 센서(70)의 결상면에 입사하는 빛을 차단할 수 있으며, 상기 차단부(50)는 부식처리를 함으로서 효과적으로 차단할 수 있다.

다만, 차단되지 아니하고 다시 반사된 일부 빛은 상기 제2 렌즈(14)의 물체측의 타면 리브면에 부식처리를 함으로써 2차적으로 차단할 수 있다.

또한, 2차적으로 차단하는 경우 제3 렌즈의 물체측 면의 리브면에까지 빛이 통과하여 상기 리브면에서 반사되는 빛도 존재하므로 상기 제3 렌즈의 물체측 면의 리브면에까지 부식처리를 함으로써 가장 효과적으로 차단할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈조립체의 차단부가 50도의 빛이 입사되는 경우의 렌즈 리브면에 의한 내면 반사를 차단하는 작용을 도시한 개략 단면도이다.

도 3을 참조하면, 상기 렌즈배럴(10)이 수용하는 제1 렌즈(12)를 통과한 입사각 50도의 강한 빛은 상기 제2 렌즈(14)를 통과하고 제3 렌즈(16)의 유효면 외곽으로 입사하게 된다.

여기서, 실선은 빛의 이동경로를 의미하며 점선은 상기 차단부(50)에 의해 차단되는 빛의 경로를 의미한다.

상기 제3 렌즈(16)의 유효면 외곽으로 입사한 초기 입사각 50도의 강한 빛은 상기 제3 렌즈(16)의 물체측의 타면의 리브면에 반사된 후 상기 제3 렌즈(16)의 물체측의 리브면으로 입사하게 된다.

상기 제3 렌즈(16)의 물체측의 리브면으로 입사한 빛은 다시 상기 제3 렌즈(16)의 물체측의 타면의 리브면으로 입사하고 결국에는 이미지 센서(70)의 결상면에 입사하게 된다.

이러한 빛은 해상도를 떨어뜨리는 플레어 현상을 일으키므로 미연에 차단할 필요가 있다.

1차적으로 상기 제3 렌즈(16)의 물체측의 타면 리브면에 차단부를 형성하여 상기 이미지 센서(70)의 결상면에 입사하는 빛을 차단할 수 있으며, 상기 차단부(50)는 부식처리를 함으로서 효과적으로 차단할 수 있다.

다만, 차단되지 아니하고 다시 반사된 일부 빛은 상기 제3 렌즈(16)의 물체측의 리브면에 부식처리를 함으로써 2차적으로 차단할 수 있다.

이상의 실시예는 특정한 입사각인 45도와 50도의 경우를 설명하였으나, 상기 렌즈조립체(100)의 설계에 따라 상기 렌즈배럴(10) 내부에 구비되는 렌즈의 수와 굴절률 등은 상이하다.

이에 따라, 상기 렌즈의 리브면에서 내면 반사를 하는 빛의 입사각은 상이하게 되며, 상기 렌즈의 수와 굴절률의 변화에 대비하여 상기 렌즈배럴(10)에 수용되는 모든 렌즈의 리브면에 차단부, 즉 부식처리를 하는 것이 매우 바람직하다.

다만, 상기 렌즈조립체(100)의 설계에 따라 렌즈의 특성이 정해지면 그에 해당하는 렌즈의 리브면에만 차단부, 즉 부식처리를 하는 것도 가능하다.

도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 카메라 모듈을 도시한 개략 분해 사시도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 카메라 모듈(200)은 상기 렌즈조립체(100) 및 하우징(90)을 포함하며, 상기 하우징(90)은 광학적 필터(60), 이미지 센서(70) 및 기판(80)을 포함한다.

상기 렌즈조립체(100)는 상술한 구성요소를 그대로 포함하므로 생략하기로 한다.

상기 광학적 필터(60)는 상기 이미지 센서(70)와 인접한 렌즈 사이에 구비되 는 적외선 필터(IR cut-off filter), 커버글래스 등을 의미하며, 이러한 광학적 필터(60)는 원칙적으로 광학적 성능에 영향을 미치지 않는 것으로 본다.

상기 광학적 필터(60)는 적외선을 차단하고 가시광선만을 투과시키는 기능을 하며, 디지털 이미지에서 발생하는 노이즈 현상을 방지하며, 고화질, 고해상도를 위해서는 필수적으로 장착된다.

또한 상기 광학적 필터(60)는 상기 이미지 센서(70)의 이미지 영역에 해당하는 결상면에 일체로 구비될 수 있으며, 하우징(90)의 형상에 대응하여 사각형 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 이미지 센서(70)는 렌즈를 통하여 입사된 빛을 결상할 수 있도록 상부면에 이미지 결상면을 구비하며, 이를 전기적 신호로 변환할 수 있는 소자이다.

상기 이미지 센서(70)는 이미지 신호를 전송하기 위한 수단인 패턴회로가 인쇄된 플랙서블 인쇄회로기판(Flexible printed circuit)과 같은 기판(80)에 전기적으로 연결되어 있다.

그리고, 상기 이미지 센서(70)는 후술할 기판(80)의 상부면에 와이어 본딩 방식으로 탑재될 수 있으며, 상기 기판(80)과 전기적으로 연결되는 방식은 와이어 본딩 방식에 한정되는 것은 아니다.

상기 이미지 센서(70)는 상기 렌즈를 통과한 광 이미지를 감지하여 전기적 신호로 변환시키도록 전하결합소자(CCD: Charge-coupled device) 또는 보상성금속산화반도체(COMS: Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 등으로 이루어진다.

상기 기판(80)은 상기 이미지 센서(70) 주변에 칩 모듈이 표면실장기술(SMT)을 이용하여 실장되며, 상기 이미지 센서(70)를 접착재로 부착시킨 후에는 상기 기판(80)과 상기 이미지 센서(70)를 전기적으로 연결하기 위해서 와이어 본딩 공정을 하게된다.

다만, 상기 기판(80)에 상기 이미지 센서(70)를 전기적으로 연결하는 것은 와이어 본딩에 한하지 않으며, 전도성 접착제를 이용하여 접착시키는 등 설계자의 의도에 따라 다양하게 설계할 수 있다.

상기 하우징(90)은 상기 렌즈배럴(10)을 내부에 수용하고, 결상면을 갖는 이미지 센서(70)가 전기적으로 탑재된 기판(80)을 포함한다.

상기 렌즈배럴(10)과 상기 하우징(90)의 결합방식은 상기 렌즈배럴(10)의 외주면에는 나사산이 형성되고, 상기 렌즈배럴(10)의 외주면에 대응하는 상기 하우징(90)의 내주면에 상기 렌즈배럴(10)의 외주면에 대응되는 나사산홈이 형성되는 나사 체결 방식이 될 수 있다.

다만, 상기 렌즈배럴(10)의 외주면과 상기 하우징(90)의 내주면 결합 방식은 상기 방식에 한정되지 않으며, 엑츄에이터(미도시)에 의해 결합될 수 있으며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자의 수준에서 변경가능함을 밝혀둔다.

도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 차단부가 45도의 빛이 입사되는 경우의 렌즈 리브면에 의한 내면 반사를 차단하는 작용을 도시한 개략 단면도이다.

도 5를 참조하면, 실선은 빛의 이동경로를 의미하며 점선은 상기 차단부(50)에 의해 차단되는 빛의 경로를 의미한다.

초기 입사각 45도의 빛이 입사되는 경우 상기 차단부(50)는 상기 렌즈의 리브면의 내면반사를 통해 상기 이미지 센서(70)의 결상면에 입사되는 빛을 차단하며, 그 외의 구성은 상기 실시예와 동일하다.

도 5는 특정한 렌즈의 수와 굴절률을 가진 카메라 모듈(200)에 대하여 기술하였으나, 상기 카메라 모듈(200)의 설계에 따라 상기 렌즈배럴(10) 내부에 구비되는 렌즈의 수와 굴절률 등은 상이하다.

이에 따라, 상기 렌즈의 리브면에서 내면 반사를 하는 빛의 입사각은 상이하게 되며, 상기 렌즈의 수와 굴절률의 변화에 대비하여 상기 렌즈배럴(10)에 수용되는 모든 렌즈의 리브면에 차단부, 즉 부식처리를 하는 것이 매우 바람직하다.

다만, 상기 카메라 모듈(200)의 설계에 따라 렌즈의 특성이 정해지면 그에 해당하는 렌즈의 리브면에만 차단부, 즉 부식처리를 하는 것도 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈조립체를 도시한 개략 분해 사시도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈조립체의 차단부가 45도의 빛이 입사되는 경우의 렌즈 리브면에 의한 내면 반사를 차단하는 작용을 도시한 개략 단면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈조립체의 차단부가 50도의 빛이 입사되는 경우의 렌즈 리브면에 의한 내면 반사를 차단하는 작용을 도시한 개략 단면도.

도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 카메라 모듈을 도시한 개략 분해 사시도.

도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 차단부가 45도의 빛이 입사되는 경우의 렌즈 리브면에 의한 내면 반사를 차단하는 작용을 도시한 개략 단면도.

Claims (6)

1. 적어도 하나의 렌즈를 수용하는 렌즈배럴;

   상기 렌즈를 통과한 빛을 수광하는 결상면을 갖는 이미지 센서;

   상기 렌즈의 리브면에 반사된 빛이 상기 결상면으로 입사되는 것을 방지하기 위해 상기 리브면에 형성되는 차단부; 및

   상기 렌즈배럴을 내부에 수용하는 하우징;을 포함하는 카메라 모듈.
2. 제1항에 있어서,

   상기 차단부는 부식처리된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
3. 제1항에 있어서,

   상기 차단부는 상기 렌즈 리브의 내부에서 반사된 빛이 상기 결상면으로 입사하는 것을 방지하기 위해 상기 리브면에 형성되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
4. 제1항에 있어서,

   상기 렌즈배럴은 아이리스를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
5. 제1항에 있어서,

   상기 렌즈배럴은 상기 렌즈의 간격을 이격시키기 위한 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
6. 제1항에 있어서,

   상기 하우징은 광학적 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.

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