KR20190070231A - 렌즈 조립체 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

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KR20190070231A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체는 빛을 굴절시키는 광학부 및 상기 광학부의 적어도 일부의 둘레를 따라 연장된 플랜지부를 포함하는 렌즈; 및 상기 렌즈를 수용하는 렌즈 배럴;을 포함하며, 상기 플랜지부의 일 측면과 타 측면에는 상기 렌즈 배럴과 비접촉하는 제1 디컷부와 제2 디컷부가 형성되며, 상기 제1 디컷부와 상기 제2 디컷부는 각각 제1 경사면을 포함하고, 상기 제1 경사면은 상기 제1 디컷부의 끝단과 상기 제2 디컷부의 끝단으로부터 기설정된 간격만큼 이격되도록 형성될 수 있다.

Description

렌즈 조립체 및 이를 포함하는 카메라 모듈{Lens assembly and camera module including the same}
본 발명은 렌즈 조립체 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것이다.
스마트폰과 같은 휴대용 전자기기에 카메라 모듈이 사용되고 있으며, 최근 휴대용 전자기기의 소형화 요구에 따라 휴대용 전자기기에 장착되는 카메라 모듈도 소형화가 요구되고 있다. 또한, 소형화의 필요성과는 별개로 카메라 모듈의 성능 개선이 요구되고 있다.
그러나, 카메라 모듈의 성능 개선을 위하여는 여러 구성이 추가되어야 하므로, 그 크기를 줄이기 어려운 문제가 있다.
나아가, 카메라 모듈의 소형화를 위해 카메라 모듈의 각 구성의 크기를 단순히 줄일 경우, 이로 인하여 카메라 모듈의 내부에서 의도하지 않은 빛 반사가 발생할 수 있다.
피사체로부터 반사되어 렌즈 배럴의 내부로 입사된 빛은 복수의 렌즈를 통과하면서 굴절되는데, 이때 굴절된 빛이 렌즈 배럴의 내부면 또는 다른 구성으로부터 반사될 수가 있으며, 반사된 빛이 이미지 센서 또는 이미지 센서 주위에 입사될 경우 플레어(Flare) 현상이 발생할 수 있다.
카메라 모듈의 내부에서 반사된 빛은 이미지 형성과 관련이 없는 빛으로서 촬영된 이미지에 플레어나 고스트 현상을 일으키는 원인이 된다.
따라서, 촬영된 이미지의 품질을 향상시키고, 카메라 모듈의 성능을 확보하면서도 크기를 소형화시키기 위한 새로운 방안이 요구된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은, 렌즈 조립체의 성능을 확보하면서도 렌즈 조립체의 사이즈를 축소시킬 수 있는 렌즈 조립체 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체는 빛을 굴절시키는 광학부 및 상기 광학부의 적어도 일부의 둘레를 따라 연장된 플랜지부를 포함하는 렌즈; 및 상기 렌즈를 수용하는 렌즈 배럴;을 포함하며, 상기 플랜지부의 일 측면과 타 측면에는 상기 렌즈 배럴과 비접촉하는 제1 디컷부와 제2 디컷부가 형성되며, 상기 제1 디컷부와 상기 제2 디컷부는 각각 제1 경사면을 포함하고, 상기 제1 경사면은 상기 제1 디컷부의 끝단과 상기 제2 디컷부의 끝단으로부터 기설정된 간격만큼 이격되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 빛을 굴절시키는 광학부 및 상기 광학부의 적어도 일부의 둘레를 따라 연장된 플랜지부를 포함하는 렌즈; 및 상기 렌즈를 수용하는 렌즈 배럴;을 포함하며, 상기 플랜지부는 제1 디컷부, 상기 제1 디컷부의 반대쪽에 형성된 제2 디컷부, 상기 제1 디컷부와 상기 제2 디컷부를 연결하는 원호부 및 상기 원호부에 형성된 제3 디컷부를 포함하고, 상기 원호부는 상기 렌즈 배럴과 접촉하고, 상기 제1 디컷부, 상기 제2 디컷부 및 상기 제3 디컷부는 상기 렌즈 배럴과 비접촉하며, 상기 제1 디컷부와 상기 제2 디컷부에는, 상기 제1 디컷부의 끝단과 상기 제2 디컷부의 끝단으로부터 상기 제1 디컷부와 상기 제2 디컷부의 나머지 면을 구분짓는 경계라인이 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체 및 이를 포함하는 카메라 모듈은, 렌즈 조립체의 성능을 확보하면서도 렌즈 조립체의 사이즈를 축소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고,
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체의 렌즈를 설명하기 위한 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체의 렌즈와 렌즈 배럴이 결합된 모습을 나타내는 평단면도이고,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 조립체의 렌즈와 렌즈 배럴이 결합된 모습을 나타내는 평단면도이고,
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체의 렌즈의 측면도이고,
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체의 렌즈의 사시도이고,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체의 분해 사시도이고,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체의 렌즈 배럴의 저면 사시도이고,
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 조립체의 사시도이고,
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 조립체가 휴대용 전자기기에 장착된 모습을 나타내는 사시도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니한다.
예를 들어, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 구성요소의 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여 본 발명의 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 명세서에서 휴대용 전자기기(1000)는 이동 통신 단말기, 스마트 폰, 태블릿 PC 등의 휴대가능한 전자기기를 의미할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈 조립체(10), 렌즈 조립체(10)를 수용하는 하우징(20), 하우징(20)과 결합되는 케이스(30) 및 렌즈 조립체(10)를 통해 입사된 빛을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서 모듈(40)을 포함한다.
렌즈 조립체(10)는 렌즈 배럴(200) 및 적어도 하나의 렌즈를 포함한다.
렌즈 배럴(200)의 내부에는 적어도 하나의 렌즈가 수용된다. 적어도 하나의 렌즈는 광축 방향을 따라 물체 측으로부터 상 측(이미지 센서(41) 측)을 향하여 배열될 수 있다.
복수의 렌즈가 구비될 경우 각 렌즈는 동일하거나 상이한 굴절력 등의 광학적 특성을 가진다.
렌즈 배럴(200)은 하우징(20)에 수용된다.
일 예로, 하우징(20)은 상부와 하부가 개방된 형상이며, 하우징(20)의 내부 공간에 렌즈 배럴(200)이 수용된다.
하우징(20)의 하부에는 이미지 센서 모듈(40)이 배치된다.
또한, 하우징(20)에는 초점 조정 및/또는 흔들림 보정을 위해 렌즈 조립체(10)를 이동시키는 액츄에이터가 배치될 수 있다.
렌즈 조립체(10)는 액츄에이터에 의해 광축 방향(Z축 방향)으로 이동되어 초점을 조정할 수 있고, 광축에 수직한 방향(X축 방향 및/또는 Y축 방향)으로 이동되어 촬영 시의 흔들림을 보정할 수 있다.
케이스(30)는 하우징(20)과 결합되며, 카메라 모듈의 내부 구성부품을 보호하는 기능을 한다.
또한, 케이스(30)는 전자파를 차폐하는 기능을 할 수 있다.
일 예로, 카메라 모듈에서 발생된 전자파가 휴대용 전자기기 내의 다른 전자부품에 영향을 미치지 않도록 케이스(30)가 전자파를 차폐할 수 있다.
또한, 휴대용 전자기기(1000)에는 카메라 모듈 이외에 여러 전자부품이 장착되므로, 이러한 전자부품에서 발생된 전자파가 카메라 모듈에 영향을 미치지 않도록 케이스(30)가 전자파를 차폐할 수 있다.
케이스(30)는 금속재질로 제공되어 인쇄회로기판(43)에 구비되는 접지패드에 접지될 수 있으며, 이에 따라 전자파를 차폐할 수 있다.
이미지 센서 모듈(40)은 렌즈 조립체(10)를 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 장치이다.
일 예로, 이미지 센서 모듈(40)은 이미지 센서(41) 및 이미지 센서(41)와 연결되는 인쇄회로기판(43)을 포함할 수 있고, 적외선 필터를 더 포함할 수 있다.
적외선 필터는 렌즈 조립체(10)를 통해 입사된 광 중에서 적외선 영역의 광을 차단하는 역할을 한다.
이미지 센서(41)는 렌즈 조립체(10)를 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환한다. 일 예로 이미지 센서(41)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)일 수 있다.
이미지 센서(41)에 의해 변환된 전기 신호는 휴대용 전자기기(1000)의 디스플레이부를 통해 영상으로 출력된다.
이미지 센서(41)는 인쇄회로기판(43)에 고정되며, 와이어 본딩에 의하여 인쇄회로기판(43)과 전기적으로 연결된다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체의 렌즈를 설명하기 위한 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체(10)는 복수의 렌즈를 포함할 수 있으나, 설명의 편의를 위해 하나의 렌즈에 관하여 설명한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 렌즈(100)는 광학부(110) 및 광학부(110)의 적어도 일부의 둘레에 형성되는 플랜지부(130)를 포함한다.
광학부(110)는 렌즈(100)의 광학 성능이 발휘되는 부분일 수 있다. 일 예로, 피사체에 의해 반사된 빛이 광학부(110)를 통과하며 굴절될 수 있다.
광학부(110)는 정 또는 부의 굴절력을 가질 수 있고, 구면 또는 비구면 형상을 가질 수 있으며, 근축 영역(광축에 인접한 부분)에서 오목, 볼록 또는 메니스커스(Meniscus) 형상을 가질 수 있다.
플랜지부(130)는 렌즈(100)를 다른 구성, 일 예로, 렌즈 배럴(200) 또는 다른 렌즈에 고정하는 부분일 수 있다.
플랜지부(130)는 광학부(110)의 적어도 일부의 둘레를 따라 연장되며, 광학부(110)와 일체로 형성될 수 있다.
렌즈(100)는 플라스틱 재질로 제공되고, 금형을 통해 사출 성형된다.
일반적으로, 렌즈(100)가 금형을 통해 사출 성형될 경우 수지재가 유입되는 통로에 대응되는 부분에 게이트부(G)가 형성되게 되는데(도 2 참조), 이러한 게이트부(G)를 제거하기 위하여 렌즈(100)의 플랜지부(130)의 측면 일부를 광축 방향으로 절단하여 디컷부를 형성하게 된다.
이러한 경우, 렌즈(100)의 광학부(110)는 대체로 원형으로 성형되나, 플랜지부(130)는 일부가 제거된 'D' 형상을 갖게 된다. 이하에서는 'D' 형상을 갖는 부분을 디컷부로 지칭하도록 한다. 참고로, 디컷부에서 '컷'의 의미는 자르거나 절개한다는 의미로 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체(10)의 적어도 하나의 렌즈(100)의 플랜지부(130)는 디컷부(140) 및 원호부(150)를 포함한다.
디컷부(140)는 플랜지부(130)에 형성된 평면 부분을 의미할 수 있고, 원호부(150)는 디컷부(140)를 서로 연결하도록 원호 형상으로 형성된 부분을 의미할 수 있다.
여기서, '평면'은 완벽한 평면만을 의미하는 것은 아니며, 제조 시의 공차를 포함하는 의미일 수 있다. 마찬가지로, '원호'는 완벽한 원호만을 의미하는 것은 아니며, 제조 시의 공차를 포함하는 의미일 수 있다.
디컷부(140)는 플랜지부(130)의 적어도 세 개 영역에 형성될 수 있다. 2개의 디컷부(140)는 광축을 기준으로 대칭되는 위치에 형성될 수 있고, 나머지 디컷부(143)는 원호부(150)에 형성될 수 있다. 여기서, '대칭'은 완벽한 대칭만을 의미하는 것은 아니며, 제조 시의 공차를 포함하는 의미일 수 있다.
일 예로, 디컷부(140)는 광축을 기준으로 대칭되게 형성된 제1 디컷부(141)와 제2 디컷부(142)를 포함하고, 원호부(150)에 형성된 제3 디컷부(143)를 더 포함한다.
제1 디컷부(141)는 플랜지부(130)의 일 측면에 형성되고, 제2 디컷부(142)는 플랜지부의 타 측면(일 측면의 반대면)에 형성된다. 제3 디컷부(143)는 원호부(150)의 적어도 일부를 절단하여 형성된 면일 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체(10)의 적어도 하나의 렌즈(100)는 사출 성형 시 수지재가 유입되는 통로에 대응되는 부분인 게이트부(G)가 플랜지부(130)의 원호부(150)에 형성된다.
따라서, 사출 성형 후에 게이트부(G)를 제거함으로써 플랜지부(130)의 원호부(150)의 일부가 제거된 제3 디컷부(143)가 형성된다(도 3 참조).
제1 디컷부(141)와 제2 디컷부(142)는 사출 시에 'D' 형상을 갖도록 제조되나, 제3 디컷부(143)는 사출 후에 일부를 제거하여 'D' 형상을 갖도록 제조된다. 따라서, 제1 디컷부(141)의 평면 및 제2 디컷부(142)의 평면과, 제3 디컷부(143)의 평면은 표면조도가 상이하게 구성된다.
제1 디컷부(141)와 제2 디컷부(142)는 사출 시에 'D' 형상을 갖도록 제조되므로, 렌즈(100)의 광축을 지나면서 제1 디컷부(141)와 제2 디컷부(142)를 연결하는 직선의 길이는, 렌즈(100)의 광축을 지나면서 원호부(150)를 서로 연결하는 직선의 길이보다 작게 구성된다.
최근 휴대용 전자기기(1000)의 소형화 요구에 따라 휴대용 전자기기(1000)에 장착되는 렌즈 조립체(10) 및 카메라 모듈도 소형화가 요구되고 있다. 나아가, 소형화의 필요성과는 별개로 렌즈 조립체(10) 및 카메라 모듈의 성능 향상이 요구되고 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체(10)의 적어도 하나의 렌즈(100)는 광축을 기준으로 대칭되게 형성된 제1 디컷부(141)와 제2 디컷부(142)를 구비함으로써, 렌즈의 광학 성능을 확보하면서도 렌즈(100)를 소형화하는 것이 가능하며, 나아가 카메라 모듈의 소형화와 성능 향상도 가능하다.
본 실시예에서, 제1 디컷부(141) 및 제2 디컷부(142)는 일반적인 사출 렌즈와는 달리 사출 성형 후에 렌즈(100)의 일부를 제거하여 형성되는 것이 아니라, 사출 시에 'D' 형상을 갖도록 성형된다.
일반적인 사출 렌즈의 경우 사출 성형 후에 렌즈의 일부를 제거하기 때문에, 그 과정에서 렌즈에 가해지는 힘에 의해 렌즈가 변형될 우려가 있다. 렌즈가 변형되는 경우 필연적으로 렌즈의 광학 성능도 변화하게 되는 문제가 있다.
즉, 렌즈를 사출 성형한 후에 렌즈의 일부를 제거하여 광축을 기준으로 대칭되게 디컷부를 형성하는 경우에는, 렌즈를 소형화시킬 수는 있을 것이나, 렌즈의 성능이 악화되는 문제가 있다.
그러나, 본 발명의 일 실시예의 경우, 사출 시에 렌즈(100)의 플랜지부(130)에 제1 디컷부(141) 및 제2 디컷부(142)가 형성되도록 성형되므로, 렌즈(100)의 소형화를 만족시키면서도 렌즈(100)의 성능 확보가 가능하게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체의 렌즈와 렌즈 배럴이 결합된 모습을 나타내는 평단면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 조립체의 렌즈와 렌즈 배럴이 결합된 모습을 나타내는 평단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 렌즈 배럴(200)은 대체로 렌즈와 유사한 형상일 수 있다.
렌즈 배럴(200)은 내부면과 외부면에 형성된 디컷부(210) 및 원호부(220)를 포함한다.
렌즈 배럴(200)의 디컷부(210)는 광축을 기준으로 대칭되게 형성되는 렌즈(100)의 디컷부(140)에 대응되는 위치에 형성된다. 일 예로, 렌즈 배럴(200)의 내부면과 외부면에는 렌즈(100)의 제1 디컷부(141)와 제2 디컷부(142)에 대응되는 위치에 디컷부(210)가 형성된다.
렌즈 배럴(200)의 디컷부(210)도 렌즈(100)의 디컷부(140)와 마찬가지로, 렌즈 배럴(200)의 내부면 및 외부면에 형성된 평면 부분을 의미할 수 있다. 여기서, '평면'은 완벽한 평면만을 의미하는 것은 아니며, 제조 시의 공차를 포함하는 의미일 수 있다.
또한, 렌즈 배럴(200)의 원호부(220)는 렌즈(100)의 원호부(150)에 대응되는 위치에 형성된다. 일 예로, 렌즈 배럴(200)의 내부면과 외부면에는 렌즈(100)의 원호부(150)에 대응되는 위치에 원호부(220)가 형성된다.
렌즈 배럴(200)의 원호부(220)도 렌즈(100)의 원호부(150)와 마찬가지로, 렌즈 배럴(200)의 내부면 및 외부면에 형성된 원호 형상인 부분을 의미할 수 있다. 여기서, '원호'는 완벽한 원호만을 의미하는 것은 아니며, 제조 시의 공차를 포함하는 의미일 수 있다.
본 실시예에서, 렌즈 배럴(200)과 렌즈(100)는 적어도 3면이 접촉하도록 구성된다. 렌즈(100)의 디컷부(140)는 렌즈 배럴(200)과 비접촉하도록 구성되고, 렌즈(100)의 원호부(150)는 렌즈 배럴(200)과 접촉하도록 구성된다. 일 예로, 렌즈 배럴(200)의 디컷부(210)와 렌즈(100)의 디컷부(140)는 광축에 수직한 방향으로 이격되도록 배치되고, 렌즈 배럴(200)의 원호부(220)와 렌즈(100)의 원호부(150)는 적어도 3면이 서로 접촉하도록 배치된다.
렌즈 배럴(200)과 렌즈(100)는 사출 공정에 의해 제조되는데, 설계상 정해진 치수대로 정확하게 제조하는 것이 용이하지 않으므로, 일정 범위의 오차를 수반하게 된다.
예를 들어, 렌즈 배럴(200)의 원호부(220)와 렌즈(100)의 원호부(150)는 실제로 완벽한 원호(圓弧) 형상일 수는 없으며, 원호 형상에 가깝게 사출 성형된다. 따라서, 렌즈 배럴(200)의 원호부(220)와 렌즈(100)의 원호부(150)는 진원도가 좋을수록 바람직하다.
여기서, 진원도란 가공원의 형상이 얼마나 진짜 원(이상적인 동그란 원)의 형상에 가까운지를 나타내는 정도를 의미할 수 있고, 진원도가 좋다는 의미는 가공원의 형상이 진짜 원에 가깝다는 의미일 수 있다.
한편, 렌즈 배럴(200)의 원호부(220)의 진원도와 렌즈(100)의 원호부(150)의 진원도는 서로 상이할 수 있다. 따라서, 렌즈 배럴(200)에 렌즈(100)를 끼울 때, 서로 간의 진원도 차이에 의해 렌즈(100)의 일 부분과 다른 부분에 가해지는 힘에 차이가 있을 수 있다.
예를 들어, 렌즈 배럴(200)에 렌즈(100)를 끼울 때, 렌즈(100)의 원호부(150)에 가해지는 힘에 편차가 있을 수 있으며, 이에 의해 렌즈(100)가 비대칭적으로 변형될 우려가 있다.
렌즈 배럴(200)에 렌즈(100)를 끼울 때, 렌즈 배럴(200)과 렌즈(100)의 접촉에 의해 렌즈(100)에 힘이 가해지게 되므로, 렌즈(100)는 미세하게 변형되게 된다. 이때, 렌즈(100)가 전체적으로 균일하게 변형되는 경우에는 렌즈(100)의 광학 성능도 전체적으로 균일하게 변형되므로, 설계 과정에서 이러한 오차를 감안하여 제조할 수 있다.
그러나, 렌즈(100)가 비대칭적으로 변형되는 경우에는, 렌즈 배럴(200)에 렌즈(100)를 결합시킨 뒤에 렌즈(100)의 광학 성능이 어떻게 변형될지 예측하기 어려운 문제가 있다.
특히, 렌즈 배럴(200)과 렌즈(100)가 2면 접촉하게 되는 경우, 렌즈(100)의 일측과 타측의 광학 성능에 차이가 발생할 수 있다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체(10)에서는, 렌즈 배럴(200)과 렌즈(100)가 적어도 3면이 접촉하도록 구성되므로, 진원도의 차이에 따라 렌즈(100)에 가해지는 힘의 편차를 최소화할 수 있다. 이에 따라, 렌즈(100)의 광학 성능이 비대칭적으로 변형되는 것을 방지할 수 있다.
도 4를 참조하면, 렌즈(100)에는 제1 디컷부(141), 제2 디컷부(142), 제3 디컷부(143) 및 원호부(150)가 형성되고, 렌즈 배럴(200)에도 디컷부(210) 및 원호부(220)가 형성된다.
렌즈 배럴(200)의 원호부(220)와 렌즈(100)의 원호부(150)는 3면이 접촉하도록 구성된다.
도 5를 참조하면, 렌즈(100)에는 제1 디컷부(141), 제2 디컷부(142), 제3 디컷부(143), 제4 디컷부(144) 및 원호부(150)가 형성되고, 렌즈 배럴(200)에도 디컷부(210) 및 원호부(220)가 형성된다.
렌즈 배럴(200)의 원호부(220)와 렌즈(100)의 원호부(150)는 4면이 접촉하도록 구성된다.
도 4 및 도 5의 실시예에서는 렌즈 배럴(200)과 렌즈(100)가 3면 또는 4면이 서로 접촉하도록 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 5면 이상이 접촉하도록 구성되는 것도 가능하다. 다만, 이 경우에도 렌즈(100)의 디컷부(140)와 렌즈 배럴(200)의 디컷부(210)는 서로 이격되도록 구성된다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체의 렌즈의 측면도이고, 도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체의 렌즈의 사시도이다.
먼저, 도 6을 참조하면, 렌즈(100)의 디컷부(140)는 경사면을 포함한다. 일 예로, 제1 디컷부(141)와 제2 디컷부(142)에는 각각 제1 경사면(120)이 구비된다. 제1 경사면(120)은 제조된 렌즈(100)로부터 금형의 분리가 용이하도록 할 수 있다.
제1 경사면(120)은 디컷부(140)의 끝단과 기설정된 간격만큼 이격되도록 형성된다. 일 예로, 제1 디컷부(141)의 끝단(141a) 및 제2 디컷부(142)의 끝단(142a)과, 제1 경사면(120)은 광축 방향으로 서로 이격된다.
제1 디컷부(141)의 끝단(141a)과 제1 경사면(120) 사이에는 평탄면(160)이 형성될 수 있다. 또한 제2 디컷부(142)의 끝단(142a)과 제1 경사면(120) 사이에도 평탄면(160)이 형성될 수 있다.
즉, 제1 디컷부(141)와 제2 디컷부(142)는, 제1 디컷부(141)의 끝단(141a)과 제2 디컷부(142)의 끝단(142a)으로부터 제1 디컷부(141)와 제2 디컷부(142)의 나머지 면(예를 들어, 제1 경사면(120))을 구분짓는 경계라인으로서, 평탄면(160)을 구비할 수 있다. 평탄면(160)은 연속적으로 연결된 평면라인일 수 있다.
본 실시예에서는 광학부(110)와 디컷부(140)를 형성하는 금형이 서로 다르다. 즉, 광학부(110)를 형성하는 금형과 디컷부(140)를 형성하는 금형이 서로 결합되어 광학부(110) 및 디컷부(140)를 포함하는 렌즈(100)가 제조된다.
예를 들어, 본 실시예에 따른 렌즈(100)를 제조하기 위해 적어도 4개의 금형이 사용될 수 있다. 즉, 렌즈(100)의 일면(예를 들어, 물체측 면)에 해당하는 플랜지부(130)의 일부 및 광학부(110)를 형성하기 위한 제1 가동측 금형(미도시), 렌즈(100)의 타면(예를 들어, 상측 면)에 해당하는 플랜지부(130)의 일부 및 광학부(110)를 형성하기 위한 제1 고정측 금형(미도시), 렌즈(100)의 제1 디컷부(141) 및 제2 디컷부(142)를 형성하기 위한 제2 가동측 금형(미도시), 렌즈(100)의 제1 디컷부(141) 및 제2 디컷부(142)를 형성하기 위한 제2 고정측 금형(미도시)이 사용될 수 있다.
여기서, 광학부(110)를 형성하는 금형(제1 가동측 금형, 제1 고정측 금형)과 디컷부(140)를 형성하는 금형(제2 가동측 금형, 제2 고정측 금형)이 서로 결합될 때, 설계오차 및/또는 제조오차에 의해 금형의 결합위치가 다소 변경될 수 있다.
이러한 설계오차 및/또는 제조오차에 의해서 제조된 렌즈에 불량이 발생할 수 있다.
예를 들어, 금형의 결합위치의 변경으로 인해 제1 경사면(120)이 디컷부(140)의 끝단(141a, 142a)으로부터 돌출되게 형성될 수 있으며, 이러한 돌출된 부분(Burr)이 렌즈(100)의 광학부(110)에 영향을 주어 광학 성능이 변경되거나, 플랜지부(130)에 영향을 주어 렌즈 배럴(200) 또는 다른 렌즈와의 결합이 불가능하게 될 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 설계오차 및/또는 제조오차에 의해 렌즈(100)에 불량이 발생하는 것을 방지하기 위하여, 제1 경사면(120)이 제1 디컷부(141)의 끝단(141a) 및 제2 디컷부(142)의 끝단(142a)에서 항상 기설정된 간격만큼 이격되도록 형성된다. 이에 따라 설계오차 및/또는 제조오차가 발생하더라도 제1 경사면(120)이 제1 디컷부(141a)의 끝단 및 제2 디컷부(142)의 끝단(142a)으로부터 돌출되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 도 7 내지 도 9를 참조하면, 렌즈(100)의 일면(예를 들어, 물체측 면)의 플랜지부(130)에는 다른 렌즈와의 결합 또는 다른 렌즈와의 간격유지를 위해 돌출된 제1 리브(131)가 구비된다.
제1 리브(131)는 광학부(110)의 둘레를 따라 플랜지부(130)에 형성되며, 제1 리브(131)의 양끝단면(131a, 131b)은 제1 디컷부(141) 및 제2 디컷부(142)와 연결된다. 즉, 제1 리브(131)의 양끝단면(131a, 131b)은 제1 디컷부(141) 및 제2 디컷부(142)의 일부를 구성한다.
또한, 렌즈(100)의 타면(예를 들어, 상측 면)의 플랜지부(130)에도 다른 렌즈와의 결합 또는 다른 렌즈와의 간격유지를 위해 돌출된 제2 리브(132)가 구비된다.
제2 리브(132)는 광학부(110)의 둘레를 따라 플랜지부(130)에 형성되며, 제2 리브(132)의 양끝단면(132a, 132b)은 제1 디컷부(141) 및 제2 디컷부(142)와 비연결된다.
예를 들어, 제2 리브(132)의 일측 끝단면(131a)은 제1 디컷부(141)로부터 기설정된 간격만큼 광축 방향에 수직한 방향으로 이격되고, 제2 리브(132)의 타측 끝단면(131b)은 제2 디컷부(142)로부터 기설정된 간격만큼 광축 방향에 수직한 방향으로 이격된다.
제2 리브(132)의 양끝단면(132a, 132b)을 형성하는 금형(제2 고정측 금형)과 디컷부(140)를 형성하는 금형(제2 가동측 금형)이 다른 금형이기 때문에, 설계오차 및/또는 제조오차에 의해 제2 리브(132)의 양끝단면(132a, 132b)이 디컷부(140)로부터 돌출되어 버(Burr)가 형성될 우려가 있다.
따라서, 본 실시예에서는 제2 리브(132)의 일측 끝단면(132a)이 항상 제1 디컷부(141)로부터 기설정된 간격만큼 이격되고, 제2 리브(132)의 타측 끝단면(132b)이 항상 제2 디컷부(142)로부터 기설정된 간격만큼 이격되도록 구성된다.
제2 리브(132)의 일측 끝단면(132a)과 제1 디컷부(141) 사이에는 평탄면(170)이 형성될 수 있다. 또한 제2 리브(132)의 타측 끝단면(132b)과 제2 디컷부(142) 사이에도 평탄면(170)이 형성될 수 있다.
제2 리브(132)의 양끝단면(132a, 132b)은 경사면을 포함한다. 일 예로, 제2 리브의 양끝단면(132a, 132b)에는 제2 경사면(180)이 구비된다. 제2 경사면(180)은 제조된 렌즈(100)로부터 금형의 분리가 용이하도록 할 수 있다. 한편, 제1 경사면(120)과 제2 경사면(180)은 경사 방향이 서로 반대로 구성된다(도 6 참조).
제2 리브(132)의 양끝단면(132a, 132b)을 형성하는 금형(제2 고정측 금형)과 제2 리브(132)의 나머지 부분을 형성하는 금형(제1 고정측 금형)이 다른 금형이기 때문에, 설계오차 및/또는 제조오차에 의해 제2 경사면(180)이 제2 리브(132)의 끝단으로부터 돌출되어 버(Burr)가 형성될 우려가 있다.
따라서, 본 실시예에서는 설계오차 및/또는 제조오차에 의해 렌즈에 불량이 발생하는 것을 방지하기 위하여, 제2 경사면(180)은 제2 리브(132)의 끝단에서 항상 기설정된 간격만큼 광축 방향으로 이격되도록 형성된다. 이에 따라 설계오차 및/또는 제조오차가 발생하더라도 제2 경사면(180)이 제2 리브(132)의 끝단으로부터 돌출되는 것을 방지할 수 있다.
제2 리브(132)의 끝단과 제2 경사면(180) 사이에는 평탄면(190)이 형성될 수 있다(도 6 및 도 9 참조).
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체의 분해 사시도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체의 렌즈 배럴의 저면 사시도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체(10)는 렌즈 배럴(200) 및 복수의 렌즈를 포함한다.
복수의 렌즈는 물체 측으로부터 상 측(이미지 센서 측)을 향하여 배열된 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3), 제4 렌즈(L4), 제5 렌즈(L5) 및 제6 렌즈(L6)를 포함한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 5개 이하 또는 7개 이상의 렌즈가 포함될 수 있다.
서로 인접한 렌즈들 사이에는 스페이서가 구비될 수 있다. 스페이서는 렌즈들 사이의 간격을 유지시킬 수 있다. 일 예로, 스페이서는 물체 측으로부터 상 측(이미지 센서 측)을 향하여 배열된 제1 스페이서(S1), 제2 스페이서(S2), 제3 스페이서(S3), 제4 스페이서(S4) 및 제5 스페이서(S5)를 포함한다.
복수의 렌즈 중에서, 상 측에 가깝게 배치된 2개의 렌즈(L5, L6)는 디컷부(140) 및 원호부(150)를 포함하는 렌즈이고(도 2 내지 도 9의 렌즈 참조), 물체 측에 가깝게 배치된 4개의 렌즈(L1, L2, L3, L4)는 원형인 렌즈이다.
즉, 상 측에 가깝게 배치된 2개의 렌즈(L5, L6)의 형상과, 물체 측에 가깝게 배치된 4개의 렌즈(L1, L2, L3, L4)의 형상은 다르다.
물체 측에 가깝게 배치된 4개의 렌즈(L1, L2, L3, L4)도 사출 성형되므로 수지재가 유입되는 통로인 게이트부의 제거에 의해 렌즈의 일부에 디컷부가 형성될 수 있으나, 물체 측에 가깝게 배치된 4개의 렌즈(L1, L2, L3, L4)는 대체로 원형인 렌즈이다.
렌즈 배럴(200)은 상 측에 가깝게 배치된 2개의 렌즈(일 예로, 제5 렌즈(L5) 및 제6 렌즈(L6))가 결합되는 부분에 디컷부(210)를 구비한다. 디컷부(210)가 형성된 부분에서 렌즈 배럴(200)의 내부면과 외부면은 평면일 수 있다.
휴대용 전자기기(1000)에 사용되는 렌즈 조립체(10)의 경우, 소형화를 위하여 TTL이 짧은 것이 일반적이다. 여기서 TTL은 제1 렌즈(L1)의 물체측 면으로부터 이미지 센서(41)의 촬상면까지의 거리이다.
TTL을 짧게 하는 대신, 광학 성능을 확보하기 위하여 복수의 렌즈는 상 측에 가까울수록 광학부(110)의 직경이 커지게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체(10)는 상 측에 가깝게 배치된 2개의 렌즈(일 예로, 제5 렌즈(L5) 및 제6 렌즈(L6))에 광축을 기준으로 대칭되게 디컷부(140)를 형성하고, 렌즈의 디컷부(140)에 대응되는 위치에서 렌즈 배럴(200)에 디컷부(210)를 형성함으로써, 렌즈 조립체(10)의 전체적인 크기를 줄일 수 있고, 이에 따라 카메라 모듈을 소형화시키는 것이 가능하다.
한편, 피사체로부터 반사되어 렌즈 배럴(200)의 내부로 입사된 빛은 복수의 렌즈를 통과하면서 굴절되는데, 이때 굴절된 빛이 의도치 않게 반사(일 예로, 렌즈 배럴(200)의 내부면에서 반사)될 수가 있으며, 반사된 빛이 이미지 센서(41) 또는 이미지 센서(41) 주위에 입사될 경우에는 플레어(Flare) 현상이 발생할 수 있다.
플레어 현상이 발생할 경우에는 촬영된 이미지의 일부가 부옇게 되거나 둥근 흰 반점이 나타나는 등 촬영된 이미지의 품질이 저하된다.
특히, 소형화 추세에 따라 렌즈 조립체(10)의 각 구성의 크기가 줄어들고 있고, 이에 따라 렌즈 배럴(200)의 내부에서 의도하지 않은 빛 반사가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체(10)는 렌즈 배럴(200)의 내부면에서 빛이 반사되더라도 반사된 빛에 의해 플레어(Flare) 현상이 발생되는 것을 방지하도록 구성된다.
일 예로, 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체(10)는 렌즈 배럴(200)의 내부면과 광축 사이의 직선거리가 원주 방향을 따라 변하도록 구성된다. 여기서, 렌즈 배럴(200)의 내부면은 디컷부(210)가 형성되지 않은 부분, 즉, 원호부(220)일 수 있다.
따라서, 렌즈 배럴(200)의 내부면은 빛이 반사된 위치에 따라 빛이 반사되는 각도가 상이하도록 구성된다. 즉, 렌즈 배럴(200)의 내부면은 빛이 반사되더라도 반사된 빛이 산란되도록 구성된다. 이에 따라 렌즈 배럴(200)의 내부면에서 반사된 빛이 한 점에서 모이지 않도록 할 수 있고, 플레어 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
렌즈 배럴(200)의 내부면 중 적어도 일부(일 예로, 원호부(220))에는 광축을 향하여 돌출된 복수의 돌기부(230)가 원주 방향을 따라 형성될 수 있다.
복수의 돌기부(230)는 각각 광축 방향으로 길이를 가지며, 각각의 돌기부(230)의 표면은 곡률을 갖는 곡면일 수 있다. 일 예로, 볼록한 곡면을 갖는 돌기부(230)가 원주 방향을 따라 렌즈 배럴(200)의 내부면에 복수 개 형성된다.
또한, 복수의 돌기부(230)에 의하여, 렌즈 배럴(200)의 내부면 중 적어도 일부(일 예로, 원호부(220))는 렌즈 배럴(200)의 원주 방향을 따라 직경이 변하도록 형성된다.
일 예로, 렌즈 배럴(200)의 내부면과 광축 사이의 직선거리가 원주 방향을 따라 변하도록 구성된다.
따라서, 복수의 돌기부(230)에서 빛이 반사되는 경우, 반사된 빛이 산란되어 한 점에서 모이지 않도록 할 수 있다. 이에 따라, 플레어 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 조립체의 사시도이고, 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 조립체가 휴대용 전자기기에 장착된 모습을 나타내는 사시도이다.
본 실시예에서, 복수의 렌즈는 광축이 휴대용 전자기기(1000)의 두께 방향(휴대용 전자기기(1000)의 전면(Front Surface)에서 후면(Rear Surface)을 향하는 방향 또는 그 반대 방향)에 수직하도록 배치된다(도 13 참조).
일 예로, 복수의 렌즈의 광축은 휴대용 전자기기(1000)의 폭 방향 또는 길이 방향으로 형성될 수 있다.
복수의 렌즈의 광축이 휴대용 전자기기(1000)의 두께 방향으로 형성되는 경우에는, 카메라 모듈의 광축 방향으로의 높이가 휴대용 전자기기(1000)의 두께에 영향을 주게 된다.
휴대용 전자기기(1000)에 장착된 카메라 모듈에 자동 초점 조정(AF) 및 흔들림 보정(OIS) 기능 등이 구비되는 경우, 일반적인 카메라 모듈에 비하여 카메라 모듈의 크기가 증가하게 되므로, 카메라 모듈이 장착되는 휴대용 전자기기(1000)의 크기도 증가하는 문제가 있다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 조립체(10)는 복수의 렌즈의 광축이 휴대용 전자기기(1000)의 두께 방향에 수직하도록 배치되므로, 렌즈 조립체(10)의 광축 방향으로의 높이가 휴대용 전자기기(1000)의 두께에 영향을 미치지 않도록 할 수 있다.
따라서, 렌즈 조립체(10)의 광축 방향으로의 높이와 관계없이 휴대용 전자기기(1000)의 두께를 줄일 수 있다.
도 12 및 도 13에 도시되지는 않았으나, 렌즈 조립체(10)의 전방에는 반사부재가 구비될 수 있다.
통상적으로 빛은 휴대용 전자기기(1000)의 두께 방향으로 입사된다. 본 실시예에 따른 렌즈 조립체(10)는 복수의 렌즈의 광축이 휴대용 전자기기(1000)의 두께 방향에 수직한 방향으로 형성되므로, 빛의 진행 방향을 변경하기 위하여 렌즈 조립체(10)의 전방에 반사부재가 구비될 수 있다.
반사부재는 빛의 진행 방향을 90°도 반사 굴절시킬 수 있는 미러(Mirror) 또는 프리즘(Prism)일 수 있다.
도 12를 참조하면, 본 실시예에서는 렌즈 조립체(10)의 모든 렌즈가 광축을 기준으로 대칭되게 형성된 디컷부(140)를 포함하는 렌즈일 수 있다(도 2 내지 도 9의 렌즈 참조).
또한, 렌즈 배럴(200')도 광축을 기준으로 대칭되게 형성된 디컷부(210')를 포함할 수 있다. 디컷부(210')에 의해 렌즈 배럴(200')은 일면과 타면이 전체적으로 평면 형상일 수 있다.
이와 같이 구성함으로써, 렌즈 조립체의 전체적인 크기를 줄일 수 있고, 이에 따라 카메라 모듈을 소형화시키는 것이 가능하다.
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.
10: 렌즈 조립체
20: 하우징
30: 케이스
40: 이미지 센서 모듈
100: 렌즈
110: 광학부
130: 플랜지부
140: 디컷부
150: 원호부
200: 렌즈 배럴

Claims (16)

  1. 빛을 굴절시키는 광학부 및 상기 광학부의 적어도 일부의 둘레를 따라 연장된 플랜지부를 포함하는 렌즈; 및
    상기 렌즈를 수용하는 렌즈 배럴;을 포함하며,
    상기 플랜지부의 일 측면과 타 측면에는 상기 렌즈 배럴과 비접촉하는 제1 디컷부와 제2 디컷부가 형성되며,
    상기 제1 디컷부와 상기 제2 디컷부는 각각 제1 경사면을 포함하고,
    상기 제1 경사면은 상기 제1 디컷부의 끝단과 상기 제2 디컷부의 끝단으로부터 기설정된 간격만큼 이격되도록 형성되는 렌즈 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 경사면과 상기 제1 디컷부의 끝단 사이 및 상기 제1 경사면과 상기 제2 디컷부의 끝단 사이에는 평탄면이 형성되는 렌즈 조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈의 일면에는 상기 광학부의 둘레를 따라 상기 플랜지부에서 돌출된 제1 리브가 형성되고, 상기 제1 리브의 양끝단면은 상기 제1 디컷부 및 상기 제2 디컷부와 연결된 렌즈 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈의 타면에는 상기 광학부의 둘레를 따라 상기 플랜지부에서 돌출된 제2 리브가 형성되고, 상기 제2 리브의 양끝단면은 상기 제1 디컷부 및 상기 제2 디컷부로부터 기설정된 간격만큼 이격된 렌즈 조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 리브의 일측 끝단면과 상기 제1 디컷부 사이 및 상기 제2 리브의 타측 끝단면과 상기 제2 디컷부 사이에는 평탄면이 형성되는 렌즈 조립체.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2 리브의 양끝단면은 제2 경사면을 포함하고,
    상기 제2 경사면은 상기 제2 리브의 끝단으로부터 기설정된 간격만큼 이격되도록 형성되는 렌즈 조립체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 경사면과 상기 제2 리브의 끝단 사이에는 평탄면이 형성되는 렌즈 조립체.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 경사면과 상기 제2 경사면은 경사 방향이 서로 다른 렌즈 조립체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈와 상기 렌즈 배럴은 적어도 3면 접촉하는 렌즈 조립체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 플랜지부는 상기 제1 디컷부와 상기 제2 디컷부를 연결하는 원호부를 구비하며,
    상기 원호부에 상기 렌즈 배럴과 비접촉하는 제3 디컷부가 구비되는 렌즈 조립체.
  11. 제10항에 있어서,
    광축을 지나면서 상기 제1 디컷부와 상기 제2 디컷부를 연결하는 직선의 길이는, 상기 광축을 지나면서 상기 원호부를 서로 연결하는 직선의 길이보다 작은 렌즈 조립체.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 디컷부, 상기 제2 디컷부 및 상기 제3 디컷부는 평면을 포함하는 렌즈 조립체.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 디컷부의 평면 및 상기 제2 디컷부의 평면과, 상기 제3 디컷부의 평면은 표면조도가 상이한 렌즈 조립체.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈 배럴에 배치되고, 상기 렌즈보다 물체측에 더 가깝게 배치되는 복수의 렌즈;를 더 포함하며,
    상기 복수의 렌즈의 형상과 상기 렌즈의 형상이 상이한 렌즈 조립체.
  15. 빛을 굴절시키는 광학부 및 상기 광학부의 적어도 일부의 둘레를 따라 연장된 플랜지부를 포함하는 렌즈; 및
    상기 렌즈를 수용하는 렌즈 배럴;을 포함하며,
    상기 플랜지부는 제1 디컷부, 상기 제1 디컷부의 반대쪽에 형성된 제2 디컷부, 상기 제1 디컷부와 상기 제2 디컷부를 연결하는 원호부 및 상기 원호부에 형성된 제3 디컷부를 포함하고,
    상기 원호부는 상기 렌즈 배럴과 접촉하고, 상기 제1 디컷부, 상기 제2 디컷부 및 상기 제3 디컷부는 상기 렌즈 배럴과 비접촉하며,
    상기 제1 디컷부와 상기 제2 디컷부에는,
    상기 제1 디컷부의 끝단과 상기 제2 디컷부의 끝단으로부터 상기 제1 디컷부와 상기 제2 디컷부의 나머지 면을 구분짓는 경계라인이 구비되는 카메라 모듈.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 경계라인은 연속적으로 연결된 평면라인인 카메라 모듈.
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