KR20110058094A

KR20110058094A - 렌즈조립체 및 이를 이용한 카메라 모듈

Info

Publication number: KR20110058094A
Application number: KR1020090114762A
Authority: KR
Inventors: 박영규
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2009-11-25
Publication date: 2011-06-01

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈조립체는 적어도 하나의 렌즈를 구비하는 렌즈군; 상기 렌즈군을 수용하는 렌즈배럴; 및 상기 렌즈의 외측 테두리로, 상기 렌즈배럴의 내주면과 결합되는 체결부가 형성되는 리브;를 포함할 수 있다.

Description

렌즈조립체 및 이를 이용한 카메라 모듈{Lens assembly and camera module using the same}

본 발명은 렌즈조립체 및 이를 이용한 카메라 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 렌즈와 렌즈배럴과의 결합을 위해 형성되는 체결부를 포함하는 렌즈조립체 및 이를 이용한 카메라 모듈에 관한 것이다.

최근에 시중에서 인기를 얻고 있는 전자기기들은 소형화 및 경량화되고 있는 추세이며, 이에 따라 전자기기에 실장되는 부품들도 소형화되고 경량화되며 저렴한 가격으로 제조될 수 있는 기술들이 요구된다.

이러한 시장의 요구에 따라, 렌즈조립체 및 이를 이용한 카메라 모듈 역시 더욱 작고 가벼우면서 가격이 저렴한 렌즈조립체 및 카메라 모듈이 요구되고 있다.

종래의 렌즈조립체는 렌즈배럴에 다수의 렌즈, 아이리스, 스페이서를 삽입하고, 상기 다수의 렌즈의 하부에 압입링을 이용하여 위치를 고정하였다.

또한 상기 압입링과 상기 렌즈배럴 사이의 홈에 UV접착제를 둘러 경화하는 방식으로 렌즈조립체를 제작하였다.

이러한 렌즈조립체 및 이를 이용한 카메라 모듈은 UV광에 의한 UV접착제의 경화시 접착제의 두께 및 형상이 변동되어, 이에 따른 렌즈의 위치 변화가 발생되고, 렌즈를 위치고정하기 위한 압입링을 삽입하고 이를 고정하는 단계를 거쳐야 하므로 조립작업이 매우 번거롭고 작업생산성 및 비용의 측면에서 한계가 있다.

그리고, 압입링 압입공정, UV접착제 도포공정으로 인하여, 이물이 발생할 수 있으며, 다수의 렌즈를 렌즈배럴에 삽입하는 경우 틸트현상이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 다수의 렌즈를 구비하는 렌즈군과 렌즈배럴의 내주면과의 결합을 위해 형성되는 체결부를 포함하여 틸트현상 방지, 비용절감 및 생산성 향상을 가져오는 렌즈조립체 및 이를 이용한 카메라 모듈을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈조립체의 상기 체결부는 상기 렌즈의 리브 측면에 나사산이 형성되고, 상기 렌즈의 리브 측면에 대응되는 상기 렌즈배럴의 내주면에 상기 나사산과 대응되는 나산산홈이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈조립체는 상기 렌즈 리브의 물체측의 타면에 상기 렌즈 조립을 위해 형성된 홀 또는 보스를 구비한 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈조립체의 상기 렌즈군을 형성하는 렌즈는 물체측과 가까울수록 상기 렌즈의 외경이 작게 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈조립체의 상기 렌즈군을 형성하는 렌즈 사 이에 아이리스를 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 적어도 하나의 렌즈를 구비하는 렌즈군; 상기 렌즈군을 수용하는 렌즈배럴; 상기 렌즈의 외측 테두리로, 상기 렌즈배럴의 내주면과 결합되는 체결부가 형성되는 리브; 및 상기 렌즈배럴을 내부에 수용하고, 결상영역을 갖는 이미지 센서가 탑재된 기판에 결합하는 하우징;을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 상기 체결부는 상기 체결부는 상기 렌즈의 리브 측면에 나사산이 형성되고, 상기 렌즈의 리브 측면에 대응되는 상기 렌즈배럴의 내주면에 상기 나사산과 대응되는 나사산홈이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 상기 렌즈 리브의 물체측의 타면에 상기 렌즈 조립을 위해 형성된 홀 또는 보스를 구비한 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 상기 렌즈군을 형성하는 렌즈는 물체측과 가까울수록 상기 렌즈의 외경이 작게 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 상기 렌즈군을 형성하는 렌즈 사이에 아이리스를 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 렌즈조립체 및 이를 이용한 카메라 모듈에 의하면, 다수의 렌즈의 리브 측면에 나사산을 구비하여 렌즈배럴과 체결함으로써 압입링 압입공정 및 UV접착제 도포공정 등의 공정이 요구되지 않아 렌즈조립체의 비용절감 및 렌즈 삽입시 발생하는 틸트를 미연에 방지할 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 렌즈조립체의 절단면을 도시한 개략 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈조립체를 도시한 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 렌즈조립체(100)는 적어도 하나의 렌즈를 구비하는 렌즈군(20), 아이리스(30) 및 렌즈배럴(60)을 포함한다.

상기 렌즈군(20)을 형성하는 다수의 렌즈(12,14,16,18)는 수광부(22)와 리브(24)로 이루어지고, 렌즈조립체(100)의 설계에 따라 필요한 수만큼 광축(O)을 따라 다수의 렌즈(12,14,16,18)가 배열되고, 각 렌즈(12,14,16,18)는 동일하거나 상이한 굴절률 등의 광학적 특성을 가진다.

상기 렌즈군(20)은 피사체로부터 입사되는 영상광이 투과하는 수광부(22)와 상기 수광부(22)의 외측 테두리를 따라 수평방향으로 연장 형성되는 리브(24)로 이루어진다.

상기 리브(24)는 후술할 렌즈배럴(60)과의 결합을 위해 형성되는 체결부(24)를 포함하며, 상기 체결부(24)로 인하여 상기 렌즈군(20)이 상기 렌즈배럴(60)에 끼워져 조립되게 된다.

또한, 상기 리브(24)는 상기 렌즈(12,14,16,18)를 상기 렌즈배럴(60)에 조립하기 위해 물체측에서 가장 먼 렌즈(18) 리브의 물체측 타면에는 보스(21)가 형성되어 있으며, 그 외의 렌즈(12,14,16)의 리브의 물체측 타면에는 홀(23)이 형성되어 있다.

상기 보스(21)와 홀(23)에 의해 렌즈(12,14,16,18)를 상기 렌즈배럴(60)에 안전하게 적층할 수 있으며, 공정 시간을 단축할 수 있다.

상기 렌즈군(20)을 형성하는 제1 렌즈(12)의 리브의 물체측의 타면과 제2 렌즈(14)의 리브의 물체측면은 서로 접하고 상기 제1 렌즈(12)의 중심부는 상기 제2 렌즈(14)의 중심부와 일정간격의 갭을 형성하므로, 상기 갭에는 아이리스(30)를 장 착할 수 있다.

이때 상기 갭은 항상 일정간격을 유지하고 상기 아이리스(30)의 두께공차와 무관하므로, 작업생산성이 향상되고, 렌즈간의 간격이 일정하여 보다 정밀한 렌즈조립체(100)를 보장할 수 있으며, 광이 입사되는 양을 조절할 수도 있다.

상기 렌즈배럴(60)은 상기 렌즈군(20)을 수용하며, 상기 렌즈군(20)과 결합을 위해 형성되는 체결부(50)를 포함한다.

상기 체결부(50)는 상기 렌즈군(20)과 상기 렌즈배럴(60)의 결합을 위한 것으로, 상기 렌즈의 리브(19)와 상기 렌즈배럴(60)의 내주면과의 결합을 위해 형성된다.

상기 체결부(50)는 상기 렌즈(20)의 리브 측면에 나사산이 형성되고, 상기 렌즈의 리브 측면에 대응하는 상기 렌즈배럴(60)의 내주면에 상기 나사산과 대응되는 나사산홈이 형성된다.

상기 체결부(50)는 상기 렌즈군(20)을 형성하는 모든 렌즈의 리브에 구비될 수 있으며, 이 경우 상기 렌즈(16,18)간의 공기 간격 유지 및 상기 렌즈(16,18)간을 이격시키기 위한 스페이서는 필요치 않게 된다.

또한, 상기 체결부(50)는 상기 렌즈군(20)을 형성하는 모든 렌즈의 리브에 구비될 수 있으나, 반드시 이에 한정할 것은 아니다.

다만, 상기 렌즈군(20)을 형성하는 제4 렌즈(18)는 렌즈군(20)을 위치 고정 할 필요가 있으므로, 최소한 상기 제4 렌즈의 리브 측면에는 상기 체결부(50)가 필수적이다.

이 경우, 상기 4렌즈(18)의 리브 측면에만 상기 체결부(50)가 구비되는 경우에는 후술할 다른 일 실시예에 따른 렌즈조립체(100)와 마찬가지로 상기 렌즈군을 형성하는 모든 렌즈의 리브에 나사상 체결부(50)가 구비되지 않으므로 상기 렌즈(16,18)간을 이격시키는 스페이서가 요구된다.

결과적으로 상기 체결부(50)의 수는 상기 렌즈군(20)을 형성하는 렌즈의 수보다 같거나 작아야 하며, 상기 체결부(50)로 인한 렌즈의 체결을 통해 렌즈의 위치고정을 보다 간편하고 신속하게 수행하여 작업생산성을 향상시키고, 제조원가를 절감할 수 있다.

또한 렌즈 삽입 시 발생할 수 있는 틸트를 방지할 수 있으므로 고품질의 제품을 얻을 수 있다.

상기 렌즈군(20)을 형성하는 다수의 렌즈(12,14,16,18)는 물체측과 가까울수록 상기 렌즈의 외경이 작게 구비될 수 있다.

이는 조립측면에서 상기 렌즈배럴(60)에 다수의 렌즈(12,14,16,18)를 조립하는 경우 물체측과 가까운 렌즈부터 삽입하므로, 상기 렌즈의 외경을 작게 구비함으로써 조립작업성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 도면에는 4개의 렌즈만을 도시하고 설명하였지만, 렌즈의 수와 상관없이 상기와 같은 렌즈조립체가 적용 가능함을 밝혀둔다.

도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 렌즈조립체를 도시한 개략 단면도 이다.

도 3을 참조하면, 상기 렌즈군(20)을 형성하는 렌즈(12,14,16,18)의 리브의 물체측의 타면에는 홀(23,25)이 형성되어 있으며, 상기 홀(23,25)에 의해 렌즈(12,14,16,18)를 상기 렌즈배럴(60)에 안전하게 적층할 수 있으며, 다른 구성요소는 상기 일 실시예와 동일한 구성을 갖는다.

도 4은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 렌즈조립체를 도시한 개략 단면도이다.

도 4을 참조하면, 상기 렌즈군(20)을 형성하는 다수의 렌즈(12,14,16,18) 중 제4 렌즈(18)의 리브 측면(19)에는 상기 일 실시예와 마찬가지로 나사산이 형성되고, 상기 렌즈의 리브 측면(19)에 대응하는 상기 렌즈배럴(60)의 내주면에 상기 나사산과 대응되는 나사산홈이 형성된다.

다만, 제1 렌즈 내지 제3 렌즈의 리브 측면에는 보스(35)가 구비되어 있어 상기 렌즈배럴(60)의 내주면에 상기 보스(35)와 대응되는 홀(36)이 형성된다.

상기 렌즈배럴(60)의 홀(36)에 상기 렌즈의 보스(35)를 삽입하여 적층하고, 최후에 제4 렌즈의 체결부(50)인 나사산을 이용하여 상기 렌즈군을 위치 고정시킨다.

상기 렌즈의 보스(35)는 제4 렌즈(18) 이외의 렌즈 모두에 구비될 수도 있으 나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.

다만, 상기 제4렌즈의 체결부(50)만 나사산인 경우에는 상기 렌즈간을 이격시키고 렌즈간 공기 간격을 위한 스페이서(40)가 요구된다.

상기 스페이서(40)는 상기 적층되는 렌즈(16,18) 사이의 거리를 소정 거리만큼 유지지시키도록 상기 렌즈(16,18) 사이에 구비되며, 이격거리는 광학적 특성에 따라 다르게 설정될 수 있다.

상기 스페이서(40)는 상기 렌즈군(20)의 수광부(22)를 투과하는 영상광이 통과할 수 있도록 상기 수광부의 크기보다 다소 큰 홀을 중심부에 구비하며, 크기와 형상면에서 상기 렌즈(16,18)의 크기와 형상에 대응되며, 상기 렌즈(16,18)가 원형인 경우 상기 스페이서(40) 또한 원형으로 형성된다.

또한, 상기 렌즈군을 형성하는 다수의 렌즈 사이에 아이리스(30)를 구비할 수도 있다.

또한, 본 발명의 도면에는 4개의 렌즈만을 도시하고 설명하였지만, 렌즈의 수와 상관없이 상기와 같은 렌즈조립체가 적용 가능하며, 상기 렌즈(12,14,16,18)의 조립을 위해 형성되는 보스(21) 또는 홀(23)은 상기 일 실시예에 동일한 구성을 갖는다.

도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 절단면을 도시한 개략 사시도이며, 도 6는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 카메라 모듈을 도시한 개략 단면도이다.

도 5 내지 도 6를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 상기 렌즈조립체(100) 및 하우징(110)을 포함하며, 상기 하우징(110)은 광학적 필터(120), 이미지센서(130) 및 기판(140)을 포함한다.

상기 광학적 필터(120)는 상기 렌즈군(20)의 상기 이미지 센서(130)의 결상영역과 인접한 렌즈인 제4 렌즈(18) 사이에 적외선 필터(IR cut-off filter), 커버글래스 등을 의미하며, 이러한 광학적 필터(120)는 원칙적으로 광학적 성능에 영향을 미치지 않는 것으로 본다.

상기 광학적 필터(120)는 적외선을 차단하고 가시광선만을 투과시키는 기능을 하며, 디지털 이미지에서 발생하는 노이즈 현상을 방지하며, 고화질, 고해상도를 위해서는 필수적으로 장착된다.

또한 상기 광학적 필터(120)는 상기 이미지 센서(130)의 이미지 영역에 해당하는 결상영역에 일체로 구비될 수 있으며, 하우징(110)의 형상에 대응하여 사각형 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 이미지 센서(130)는 이미지 신호를 전송하기 위한 수단인 패턴회로가 인쇄된 플랙서블 인쇄회로기판(Flexible printed circuit)과 같은 기판에 전기적으로 연결되어 있다.

상기 이미지 센서(130)는 렌즈군(20)을 통과한 광 이미지를 감지하여 전기적 신호로 변환시키도록 전하결합소자(CCD: Charge-coupled device) 또는 보상성금속산화반도체(COMS: Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 등으로 이루어진다.

상기 기판(140)은 상기 이미지 센서(130) 주변에 칩 모듈이 표면실장기술(SMT)을 이용하여 실장되며, 상기 이미지 센서(130)를 접착재로 부착시킨 후에는 상기 기판(140)과 상기 이미지 센서(130)를 전기적으로 연결하기 위해서 와이어 본딩 공정을 하게된다.

다만, 상기 기판(140)에 상기 이미지 센서(130)를 전기적으로 연결하는 것은 와이어 본딩에 한하지 않으며, 전도성 접착제를 이용하여 접착시키는 등 설계자의 의도에 따라 다양하게 설계할 수 있다.

상기 하우징(110)은 상기 렌즈배럴(60)을 내부에 수용하고, 결상영역을 갖는 이미지 센서(130)가 전기적으로 탑재된 기판(140)을 포함한다.

상기 렌즈배럴(60)의 외주면에는 나사산이 형성되고, 상기 렌즈배럴(60)의 외주면에 대응하는 상기 하우징(110)의 내주면에 상기 렌즈배럴(60)의 외주면에 대 응되는 나사산홈이 형성된다.

이는 상기 렌즈군(20)의 체결부(50)를 통한 상기 랜즈배럴(60)과의 결합과 마찬가지로, 나사 체결 방식을 통해 상기 하우징(110)에 상기 렌즈배럴(60)을 조립한다.

도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 카메라 모듈을 도시한 개략 단면도이다.

도 7를 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 상기 렌즈군(20)을 형성하는 제4 렌즈(18)의 체결부(50)만 나사산으로 형성하며, 그외의 렌즈(12,14,16)의 리브 측면은 보스를 형성한다.

다만 렌즈(12,14,16) 중 어느 하나만 보스를 가질 수 있으며, 다른 구성요소는 상기 일 실시예와 동일한 구성을 갖는다.

이상의 실시예를 통해 다수의 렌즈(12,14,16,18)의 리브 측면에 나사산을 구비하고, 상기 렌즈배럴(60)과 결합함으로써, 압입링 압입공정 및 UV접착제 도포공정 등의 공정이 필요하지 않게 됨으로 렌즈조립체의 비용절감 및 렌즈 삽입시 발생하는 틸트를 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈조립체의 절단면을 도시한 개략 사시도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈조립체를 도시한 개략 단면도.

도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 렌즈조립체를 도시한 개략 단면도.

도 4은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 렌즈조립체를 도시한 개략 단면도.

도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 절단면을 도시한 개략 사시도.

도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 카메라 모듈을 도시한 개략 단면도.

도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 카메라 모듈을 도시한 개략 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 렌즈조립체 20: 렌즈군

21: 보스 23, 25: 홀

30: 아이리스 40: 스페이서

50: 체결부 60: 렌즈배럴

200: 카메라 모듈 110: 하우징

120: 광학적 필터 130: 이미지 센서

140: 기판

Claims

적어도 하나의 렌즈를 구비하는 렌즈군;

상기 렌즈군을 수용하는 렌즈배럴; 및

상기 렌즈의 외측 테두리로, 상기 렌즈배럴의 내주면과 결합되는 체결부가 형성되는 리브;를 포함하는 렌즈조립체.
제1항에 있어서,

상기 체결부는 상기 렌즈의 리브 측면에 나사산이 형성되고, 상기 렌즈의 리브 측면에 대응되는 상기 렌즈배럴의 내주면에 상기 나사산과 대응되는 나산산홈이 형성된 것을 특징으로 하는 렌즈조립체.
제1항에 있어서,

상기 렌즈 리브의 물체측의 타면에 상기 렌즈 조립을 위해 형성된 홀 또는 보스를 구비한 것을 특징으로 하는 렌즈 조립체.
제1항에 있어서,

상기 렌즈군을 형성하는 렌즈는 물체측과 가까울수록 상기 렌즈의 외경이 작게 구비되는 것을 특징으로 하는 렌즈조립체.
제1항에 있어서,

상기 렌즈군을 형성하는 렌즈 사이에 아이리스를 구비하는 것을 특징으로 하는 렌즈조립체.
적어도 하나의 렌즈를 구비하는 렌즈군;

상기 렌즈군을 수용하는 렌즈배럴;

상기 렌즈의 외측 테두리로, 상기 렌즈배럴의 내주면과 결합되는 체결부가 형성되는 리브; 및

상기 렌즈배럴을 내부에 수용하고, 결상영역을 갖는 이미지 센서가 탑재된 기판에 결합하는 하우징;을 포함하는 카메라 모듈.
제6항에 있어서,

상기 체결부는 상기 렌즈의 리브 측면에 나사산이 형성되고, 상기 렌즈의 리브 측면에 대응되는 상기 렌즈배럴의 내주면에 상기 나사산과 대응되는 나사산홈이 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제6항에 있어서,

상기 렌즈 리브의 물체측의 타면에 상기 렌즈 조립을 위해 형성된 홀 또는 보스를 구비한 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제6항에 있어서,

상기 렌즈군을 형성하는 렌즈는 물체측과 가까울수록 상기 렌즈의 외경이 작게 구비되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제6항에 있어서,

상기 렌즈군을 형성하는 렌즈 사이에 아이리스를 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.