KR20240037046A - 카메라 모듈 및 이를 구비한 차량 - Google Patents

카메라 모듈 및 이를 구비한 차량 Download PDF

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KR20240037046A
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박성진
석승원
임준영
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

발명의 실시예에 개시된 카메라 모듈은 광축으로 정렬된 복수의 렌즈; 상기 복수의 렌즈가 내부에 배치되는 렌즈 배럴; 및 상기 복수의 렌즈와 상기 렌즈 배럴 사이에 배치된 복수의 이너 배럴을 포함하며, 상기 복수의 이너 배럴 중 적어도 하나는 인접한 두 렌즈 사이의 간격과 인접한 두 렌즈의 외면과 렌즈 배럴 사이의 간격을 유지시켜 줄 수 있다.

Description

카메라 모듈 및 이를 구비한 차량{CAMERA MODULE AND VEHICLE HAVING THE SAME}
발명의 실시예는 카메라 모듈 및 이를 구비한 차량에 관한 것이다.
ADAS(Advanced Driving Assistance System)란 운전자를 운전을 보조하기 위한 첨단 운전자 보조 시스템으로서, 전방의 상황을 센싱하고, 센싱된 결과에 기초하여 상황을 판단하고, 상황 판단에 기초하여 차량의 거동을 제어하는 것으로 구성된다. 예를 들어, ADAS 센서 장치는 전방의 차량을 감지하고, 차선을 인식한다. 이후 목표 차 선이나 목표 속도 및 전방의 타겟이 판단되면, 차량의 ESC(Electrical Stability Control), EMS(Engine Management System), MDPS(Motor Driven Power Steering) 등이 제어된다. 대표적으로, ADAS는 자동 주차 시스 템, 저속 시내 주행 보조 시스템, 사각 지대 경고 시스템 등으로 구현될 수 있다.
ADAS에서 전방의 상황을 센싱하기 위한 센서 장치는 GPS 센서, 레이저 스캐너, 전방 레이더, Lidar 등인데 가장 대표적인 것은 차량의 전방을 촬영하기 위한 전방 카메라이다.
근래에 들어 운전자의 안전 및 편의를 위해 차량 주변을 감지하는 감지 시스템에 대한 연구가 가속화되고 있다. 차량 감지 시스템은 차량 주변의 사물을 감지하여 운전자가 인지하지 못한 사물과의 충돌을 막는 것은 물론 빈 공간 등을 감지하여 자동 주차를 수행하는 것과 같이 다양한 용도로 사용되고 있으며, 차량 자동 제어에 있어서 가장 필수적인 데이터를 제공하고 있다. 이러한 감지시스템은 레이더신호를 이용하는 방식과, 카메라를 이용하는 방식이 통상적으로 사용되고 있다.
차량용 카메라 모듈은, 자동차에서 전방 및 후방 감시 카메라와 블랙박스 등에 내장되어 사용되며, 피사체를 사진이나 동영상으로 촬영하게 된다. 차량용 카메라 모듈은 외부로 노출되므로, 습기 및 온도에 의해 촬영 품질이 떨어질 수 있다. 특히 카메라 모듈은 주위 온도와 렌즈의 재질에 따라 광학 특성이 변화되는 문제가 있다.
발명의 실시예는 렌즈 배럴의 내면 일측 또는 전체에 이너 배럴을 갖는 카메라 모듈을 제공할 수 있다.
발명의 실시예는 렌즈 배럴의 서로 다른 렌즈들의 둘레에 복수의 이너 배럴을 갖는 카메라 모듈을 제공할 수 있다.
발명의 실시 예는 렌즈 배럴의 적어도 한 렌즈의 외면에 접촉된 제1 이너 배럴과 적어도 한 렌즈의 외면에 접촉된 제2 이너 배럴을 갖는 카메라 모듈을 제공할 수 있다.
발명의 실시 예는 적어도 하나 또는 2개 이상의 렌즈의 외측과 렌즈 배럴 사이에 각각 배치된 복수의 이너 배럴을 갖는 카메라 모듈을 제공할 수 있다.
발명의 실시 예는 렌즈 배럴 내부에 광축 방향으로 중첩된 복수의 이너 배럴을 갖고 상기 복수의 이너 배럴 각각이 적어도 한 렌즈의 외면으로 연장된 카메라 모듈을 제공할 수 있다.
발명의 실시 예는 복수의 이너 배럴이 렌즈 배럴의 재질과 다른 재질을 갖는 카메라 모듈을 제공할 수 있다.
발명의 실시 예는 카메라 모듈을 갖는 휴대 단말기 및 차량과 같은 이동체를 제공할 수 있다.
발명의 실시예에 따른 카메라 모듈은 광축으로 정렬된 복수의 렌즈; 상기 복수의 렌즈가 내부에 배치되는 렌즈 배럴; 및 상기 복수의 렌즈와 상기 렌즈 배럴 사이에 배치된 복수의 이너 배럴을 포함하며, 상기 복수의 이너 배럴 중 적어도 하나는 인접한 두 렌즈 사이의 외측 둘레와 인접한 두 렌즈의 외면과 렌즈 배럴 사이의 영역에 배치되며, 상기 복수의 이너 배럴 중 적어도 하나는 인접한 두 렌즈 사이의 간격과 인접한 두 렌즈의 외면과 렌즈 배럴 사이의 간격을 유지시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 복수의 이너 배럴 각각은 상기 렌즈 배럴의 외면을 기준으로 인접한 두 렌즈 사이의 간격과 인접한 두 렌즈의 외면과 렌즈 배럴 사이의 간격을 유지시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 복수의 렌즈는 물체측에서 센서측으로 광축을 따라 정렬된 제1 내지 제3 렌즈를 포함하며, 상기 복수의 이너 배럴은 상기 제1 렌즈의 외면 및 센서측 면의 둘레에서 상기 제2 렌즈의 물체측 면의 둘레 및 외면까지 연장된 제1 이너 배럴; 및 상기 제2 렌즈의 센서측 면의 둘레 및 외면에서 상기 제3 렌즈의 외면 및 물체측 면의 둘레까지 연장되는 제2 이너 배럴을 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 복수의 렌즈는 상기 제3 렌즈의 센서측에서 광축으로 정렬된 제4 렌즈부터 n번째 렌즈를 포함하며, 상기 n은 5,6,7 중 어느 하나이며, 상기 복수의 이너 배럴은 상기 제3 렌즈의 외면 및 센서측 면의 둘레에서 제5 렌즈의 물체측 면의 둘레 및 외면까지 연장된 제3 이너 배럴을 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제3,4 렌즈는 접합된 접합 렌즈이며, 상기 제3 이너 배럴은 상기 접합 렌즈의 물체측 제3 렌즈와 상기 접합 렌즈보다 센서 측에 배치된 제5 렌즈 사이에 배치되며, 상기 제4 렌즈의 외면은 상기 제3 이너 배럴의 내면과 대면할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 복수의 이너 배럴은 상기 제5 렌즈의 외면 및 센서측 면의 둘레에서 제6 렌즈의 물체측 면의 둘레 및 외면까지 연장된 제4 이너 배럴; 및 상기 복수의 이너 배럴은 상기 제6 렌즈의 외면 및 센서측 면의 둘레에서 제7 렌즈의 물체측 면의 둘레 및 외면까지 연장된 제5 이너 배럴을 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 복수의 이너 배럴의 개수는 상기 렌즈들의 매수의 50% 이상일 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 렌즈들의 매수가 n(n=5,6,7 중 어느 하나)개인 경우, 상기 이너 배럴의 개수는 n-2개 이하일 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 복수의 이너 배럴 중 마지막 이너 배럴은 이미지 센서에 인접한 n번째 렌즈와 이에 인접한 n-1 렌즈 사이에 배치되며, 상기 n번째 렌즈와 상기 n-1번째 렌즈의 외면으로 연장될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 복수의 이너 배럴은 서로 다른 높이를 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 복수의 이너 배럴은 수직 방향으로 중첩되며, 상기 복수의 이너 배럴은 플라스틱 재질이며, 상기 복수의 렌즈 중 적어도 하나는 플라스틱 재질을 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 복수의 이너 배럴은 수직 방향으로 중첩되며, 상기 렌즈 배럴은 금속 재질이며, 상기 복수의 이너 배럴은 플라스틱 재질이며, 상기 복수의 렌즈 중 상기 이미지 센서에 인접한 적어도 2개의 렌즈는 플라스틱 재질일 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 복수의 이너 배럴의 각각의 높이는 상기 렌즈 배럴의 외면에 인접한 두 렌즈 사이의 최대 광축 거리보다 작을 수 있으며, 최소 광축 거리보다 클 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 렌즈 배럴의 센서 측에 배치된 이미지 센서; 상기 이미지 센서 상에 배치된 커버 글라스; 상기 커버 글라스와 상기 이미지 센서에 가장 인접한 렌즈 사이에 배치된 광학 필터를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 차량은 상기에 개시된 카메라 모듈을 포함하며, 상기 복수의 이너 배럴과 상기 복수의 렌즈 중 적어도 두 렌즈는 플라스틱 재질이며, 상기 복수의 이너 배럴은 수직 방향으로 중첩될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 이종 배럴 내에 렌즈들을 적층하여 온도변화에 따른 해상력을 유지할 수 있는 카메라 모듈을 제공할 수 있다. 즉, 이종 배럴을 갖는 카메라 모듈은 온도 변화에 따른 팽창되는 렌즈 예컨대, 플라스틱 렌즈의 스트레스 및 디센터를 최소화할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 렌즈 배럴 내에 복수의 이너 배럴을 구비함으로써, 온도변화에 따른 광학계의 해상력을 유지하고 렌즈들의 변형을 억제할 수 있는 카메라 모듈을 제공할 수 있다.
발명의 실시예에 의하면, 카메라 모듈의 광학적 신뢰성을 개선시키고, 카메라 모듈을 갖는 차량용 카메라 장치의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 측 단면도이다.
도 2는 도 1의 카메라 모듈에서 렌즈 배럴의 상부 영역을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 렌즈 배럴의 하부 영역을 설명한 도면이다.
도 4는 발명의 실시 예에 따른 렌즈 배럴 상의 커버 결합 예를 설명한 단면도이다.
도 5는 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈을 갖는 차량의 예이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A,B,C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나이상을 포함 할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 확정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다. 또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다. 또한, 이하에서 설명되는 여러 개의 실시예는 서로 조합될 수 없다고 특별히 언급되지 않는 한, 서로 조합할 수 있다. 또한, 여러 개의 실시예 중 어느 하나의 실시예에 대한 설명에서 누락된 부분은 특별히 언급되지 않는 한, 다른 실시예에 대한 설명이 적용될 수 있다.
발명의 설명에서 첫 번째 렌즈는 물체 측에 가장 가까운 렌즈를 의미하고, 마지막 렌즈는 상 측(또는 센서면)에 가장 가까운 렌즈를 의미한다. 상기 마지막 렌즈는 이미지 센서에 인접한 렌즈를 포함할 수 있다. 발명의 설명에서 특별한 언급이 없는 한 렌즈의 반지름, 두께/거리, TTL 등에 대한 단위는 모두 ㎜이다. 본 명세서에서 렌즈의 형상은 렌즈의 광축을 기준으로 나타낸 것이다. 일 예로, 렌즈의 물체 측면이 볼록 또는 오목하다는 의미는 해당 렌즈의 물체 측면에서 광축 부근이 볼록 또는 오목하다는 의미이지 광축 주변이 볼록 또는 오목하다는 의미는 아니다. 따라서, 렌즈의 물체 측면이 볼록하다고 설명된 경우라도, 해당 렌즈의 물체 측면에서 광축 주변 부분은 오목할 수 있고, 그 반대의 형상일 수 있다. 본 명세서에서 렌즈의 두께 및 곡률 반지름은 해당 렌즈의 광축을 기준으로 측정된 것임을 밝혀둔다. 즉, 렌즈의 면이 볼록하다는 것은 광축과 대응되는 영역의 렌즈 표면이 볼록한 형상을 가지는 것을 의미할 수 있고, 렌즈의 면이 오목하다는 것은 광축과 대응되는 영역의 렌즈 표면이 오목한 형상을 가지는 것을 의미할 수 있다. 또한, "물체측 면"은 광축을 기준으로 물체 측을 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있고, "센서측 면"은 광축을 기준으로 센서측 면을 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있다.
도 1은 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 측 단면도이며, 도 2는 도 1의 카메라 모듈에서 렌즈 배럴의 상부 영역을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 1의 렌즈 배럴의 하부 영역을 설명한 도면이며, 도 4는 발명의 실시 예에 따른 렌즈 배럴 상의 커버 결합 예를 설명한 단면도이다.
발명의 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 복수의 렌즈를 갖는 렌즈부(100), 내부에 복수의 렌즈가 적층된 렌즈 배럴(400), 상기 렌즈 배럴(400)과 상기 복수의 렌즈 사이에 배치된 복수의 이너 배럴(210,220,230,240,250)을 포함할 수 있다.
상기 렌즈 배럴(400)는 상부에서 하부까지 관통될 수 있다. 즉, 상기 렌즈 배럴(400)은 상측의 제1 개구부(401)과 하측의 제2 개구부(403)을 구비하며, 제1 개구부(401)와 제2 개구부(403)는 서로 연결될 수 있다.
상기 렌즈 배럴(400)은 아웃터 배럴이며, 상기 렌즈들의 외면과 상기 렌즈 배럴(400)의 내면(441) 사이의 간격이 2.5 mm 이하일 수 있으며, 예컨대 0.7 mm 내지 2.5 mm 범위일 수 있다. 상기 렌즈들의 외면과 상기 렌즈 배럴(400)의 내면(441) 사이의 간격이 상기 범위보다 작은 경우, 렌즈 결합이 용이하지 않고, 상기 범위보다 큰 경우 렌즈 배럴의 사이즈가 증가하거나 렌즈가 광축에 대해 틸트될 수 있다.
여기서, 상기 렌즈 배럴(400)은 금속 또는 비 금속 재질일 수 있으며, 예컨대 알루미늄 또는 구리 재질일 수 있다. 이에 따라 렌즈 배럴(400)이 금속 재질인 경우, 상기 이너 배럴(210,220,230,240,250)들과 각 렌즈의 플랜지부에서 발생되는 열을 방열시켜 줄 수 있어, 외부에 노출되는 카메라 모듈의 온도 변화에 따른 광학 특성의 신뢰성 저하를 방지할 수 있다.
상기 렌즈 배럴(400)의 내측 개구부는 상부 직경이 하부 직경보다 클 수 있다. 여기서, 상기 상부 직경은 첫 번째 렌즈(101)의 플랜지부(101A)의 외면과 대응하는 영역의 최대 거리일 수 있다. 상기 하부 직경은 마지막 렌즈(107)의 플랜지부(107A)의 외면과 대응하는 영역의 최대 거리일 수 있다. 상기 상부 및 하부 직경 차이에 의해 렌즈들이 물체측을 통해 센서측을 향해 결합될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 렌즈(101)의 직경은 마지막 제7 렌즈(107)의 직경 보다 클 수 있다. 상기 두 렌즈의 직경은 각 렌즈(101,107)의 플랜지부(101A,107A)의 외면 사이의 최대 직경이다.
상기 렌즈 배럴(400)은 내부에 복수의 이너 배럴(210-250)을 포함할 수 있다. 상기 이너 배럴(210-250)의 개수는 렌즈 배럴(400) 내의 렌즈들의 매수보다 작을 수 있으며, 예컨대 n-1 내지 n-3 범위일 수 있으며, n은 렌즈들의 매수이며 4 내지 9 범위이다. 여기서, 상기 이너 배럴(210-250)은 상부, 중앙부 및 하부 중 적어도 하나가 적어도 한 렌즈의 외면에 배치될 수 있다. 즉, 상기 이너 배럴(210-250)의 상부, 중앙부 및 하부 중 적어도 하나는 적어도 한 렌즈의 외면과 상기 렌즈 배럴 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라 상기 렌즈 배럴(400)과 렌즈들의 외면은 서로 이격될 수 있다.
상기 이너 배럴((210-250))의 열 팽창 계수는 상기 렌즈 배럴(400)의 열 팽창 계수보다 높은 재질일 수 있다. 예컨대, 상기 렌즈 배럴(400)은 금속 예컨대, 알루미늄 재질일 수 있으며, 상기 이너 배럴(210-250)은 비 금속 예컨대, 수지 또는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 렌즈 배럴(400)은 열 팽창계수가 30 미만이며, 상기 이너 배럴은 열 팽창계수가 50 이상일 수 있다. 상기 이너 배럴(210-250)과 렌즈 배럴(400)의 열 팽창계수의 차이는 20 이상일 수 있다. 상기 이너 배럴(210-250)은 플라스틱 재질의 렌즈와의 열 팽창 계수의 차이가 3 이하 또는 2이하이거나 동일할 수 있다.
상기 렌즈 배럴(400)이 금속 재질로 사출 성형되는 경우, 내면의 영역에 따라 치수 관리가 어렵고 직경의 편차가 발생되는 문제가 있다. 즉, 렌즈들의 얼라인을 위한 내경 치수 및 내경 간의 디센터 관리가 금형 사출물에 비해 떨어지게 된다. 또한 렌즈 배럴 내의 차량 렌즈들의 경우, 대부분 글라스 재질로 사용하고 있다. 글라스 재질인 경우, 각 단품의 가공으로 제작되는 사유로 치수 편차가 존재하게 되며, 또한 렌즈 얼라인을 위한 외경 치수 및 외경 간의 디센터 관리가 금형 사출물에 비해 떨어질 수 있고, 렌즈의 제조 단가가 사출물에 비해 높게 된다.
발명은 이너 배럴(210-250)를 금형 사출물로 제조하여, 내경 및 외경 간의 편차를 최소화할 수 있고, 글라스 렌즈 또는 플라스틱 렌즈의 공차를 줄여주어 공차에 따른 디센터 및 틸트를 최소화할 수 있다. 또한 이너 배럴을 통해 온도 변화에 따른 해상력을 유지할 수 있다. 즉, 온도 변화에 따라 플라스틱 렌즈의 스트레스를 억제하고 디센터를 최소화할 수 있다.
상기 이너 배럴(210-250)은 표면 또는 내부에 차광 또는 흡수를 위한 물질 또는 입자를 포함할 수 있다. 상기 이너 배럴(210-250)은 비 반사 재질이거나 광 흡수 재질일 수 있어, 광 반사에 의한 간섭을 차단할 수 있다.
상기 이너 배럴(210-250) 각각의 상부, 내측부 및 하부 중 적어도 하나는 적어도 한 렌즈의 플랜지부의 물체측 면 및 센서측 면과 접촉될 수 있다. 상기 이너 배럴(210-250)들은 동일한 재질이거나 서로 다른 재질일 수 있다. 상기 이너 배럴(210-250)들은 플라스틱 재질일 수 있다.
상기 이너 배럴(210-250)들 각각은 내부에 관통되는 홀을 갖고, 내부 관통 홀의 상부, 내부 또는 하부에 적어도 한 렌즈가 결합될 수 있다. 상기 이너 배럴(210-250) 각각의 내면과 외면 사이의 거리 즉, 두께는 상기 렌즈 배럴(400)의 내면(441)과 외면 사이의 거리(즉, 두께)보다 작을 수 있다. 여기서, 상기 내면과 외면 사이의 거리 또는 두께는 렌즈의 외면과 대응되는 영역에서 수직한 평면을 갖는 내면과 외면 사이의 간격일 수 있다.
상기 카메라 모듈(1000)은 기판(110) 및 이미지 센서(112)를 포함할 수 있다. 상기 이미지 센서(112)는 상기 기판(110) 상에 배치될 수 있다. 상기 이미지 센서(112)는 상기 렌즈부(100)의 마지막 렌즈와 기판(110) 사이에 배치될 수 있다.
상기 이미지 센서(112)는 상기 기판(110)의 표면에 장착, 안착, 접촉, 고정, 가고정, 지지, 또는 결합될 수 있다. 다른 예에 의하면, 기판(110)에 이미지 센서(112)를 수용할 수 있는 홈 또는 홀(미도시)이 형성될 수도 있다. 실시예는 이미지 센서(112)가 기판(110)에 배치되는 특정한 형태에 국한되지 않는다. 상기 기판(110)은 리지드 PCB 또는 FPCB일 수 있다.
상기 이미지 센서(112)는 상기 렌즈부(100)의 광축 상에 배치되거나, 상기 렌즈부(100)의 광축과 직교하는 축 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 렌즈부(100)와 이미지 센서(112) 사이에 프리즘과 같은 반사부재가 배치될 수 있다.
상기 이미지 센서(112)는 렌즈부(100)를 통과한 빛을 이미지 데이터로 변환하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 이미지 센서(112)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor), CPD, CID 중 어느 하나일 수 있다. 상기 이미지 센서(112)가 복수인 경우, 어느 하나는 컬러(RGB) 센서일 수 있고, 다른 하나는 흑백 센서일 수 있다.
상기 카메라 모듈(1000)은 상기 렌즈부(100)의 마지막 렌즈와 이미지 센서(112) 사이에 배치된 커버 글라스(114) 및 광학필터(116)를 포함할 수 있다.
상기 광학필터(116)는 상기 렌즈부(100)와 이미지 센서(112) 사이에 배치될 수 있다. 상기 광학필터(116)은 렌즈들을 통과한 광에 대해 특정 파장 범위에 해당하는 빛을 필터링할 수 있다. 상기 광학필터(116)는 적외선을 차단하는 적외선(IR) 차단 필터 또는 자외선을 차단하는 자외선(UV) 차단 필터일 수 있으나, 실시예는 이에 한정되지 않는다. 상기 광학필터(116)는 이미지 센서(112) 위에 배치될 수 있다. 상기 광학 필터(116)는 렌즈 배럴(400)의 제2 개구부(403) 내에 배치되어, 상기 렌즈 배럴(400)의 하부로 진행하는 특정 파장의 광을 필터링하게 된다.
상기 커버 글라스(114)는 상기 광학 필터(116)와 이미지 센서(112) 사이에 배치되며, 상기 이미지 센서(112)의 상부를 보호하며 이미지 센서(112)의 신뢰성 저하를 방지할 수 있다.
상기 렌즈부(100)는 3매 이상의 렌즈들이 적층된 광학계이거나, 5매 이상의 렌즈들이 적층된 광학계를 포함할 수 있다. 상기 렌즈부(100)는 3매 내지 9매의 렌즈들을 포함할 수 있다. 상기 렌즈부(100)는 복수의 고체 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 렌즈부(100)는 서로 다른 재질의 렌즈들을 포함할 수 있으며, 예컨대 플라스틱 재질의 렌즈와 유리 재질의 렌즈를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 렌즈부(100)는 1매 이상의 플라스틱 렌즈와 2매 이상의 유리 재질을 포함할 수 있다. 상기 플라스틱 재질의 렌즈 매수와 유리 재질의 렌즈 매수의 비율은 1:2 내지 1: 6를 포함할 수 있다. 상기 유리 재질의 렌즈는 플라스틱 렌즈의 매수보다 더 많거나 작을 수 있다. 이와 다르게, 상기 렌즈부(100)의 렌즈들은 동일한 유리 재질이거나 플라스틱 재질일 수 있다.
상기 렌즈부(100) 내의 렌즈들은 구면 렌즈와 비구면 렌즈를 포함할 수 있다. 이와 다르게, 상기 렌즈부(100) 내의 렌즈들은 구면 렌즈들을 포함할 수 있다. 이와 다르게, 상기 렌즈부(100) 내의 렌즈들은 비구면 렌즈들을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 구면 렌즈는 광축에서 렌즈의 물체측 면과 센서측 면이 구면인 렌즈이다. 상기 비구면 렌즈는 광축에서 렌즈의 물체측 면과 센서측 면이 비구면 렌즈이다. 상기 구면 렌즈는 유리 재질로 제공될 수 있다. 상기 비구면 렌즈는 플라스틱 재질 또는 글라스 몰드 재질일 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 렌즈부(100)에서 유리 재질의 렌즈 매수는 플라스틱 재질의 렌즈 매수보다 1매 이상 많을 수 있다. 여기서, 상기 렌즈부(100)는 플라스틱 렌즈들 또는/및 유리 렌즈(들)로 적층할 수 있다. 상기 플라스틱 재질은 유리 재질의 열 팽창계수(CTE: Coefficient of linear Thermal Expansion)에 비해 5배 이상 높고, 온도의 함수에 따른 굴절률의 변경 값은 플라스틱 재질이 유리 재질보다 10배 이상 높을 수 있다. 하지만, 플라스틱 재질의 렌즈들이 유리 재질의 렌즈들보다 제조가 용이하고 설계가 편리하여, 사용 요구가 증가되고 있다. 또한 글라스 몰드 재질은 비구면을 제공할 수 있어, 얇은 렌즈 두께와 광학적 특성을 개선시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예는 카메라 모듈(1000) 내에 플라스틱 렌즈를 더 혼합해 줌으로써, 카메라 모듈의 무게를 줄여줄 수 있고, 제조 원가를 보다 저렴하게 제공할 수 있고, 온도 변화에 따른 광학 특성의 저하를 억제할 수 있으며, 다양한 종류의 플라스틱 렌즈가 유리 렌즈를 대체할 수 있으며, 비구면 또는 자유 곡면과 같은 렌즈 면의 연마 및 가공이 용이할 수 있다.
상기 카메라 모듈(1000) 내에서 최대 유효경을 갖는 렌즈는 물체 측부터 배열된 제 1 내지 제4 렌즈(101,102,103) 중 어느 하나일 수 있다. 바람직하게, 상기 최대 유효경을 갖는 렌즈는 유리 재질일 수 있다. 상기 유효경은 각 렌즈에서 유효한 광들이 입사되는 유효 영역의 직경일 수 있다. 상기 유효경은 각 렌즈의 물체측 면의 유효경과 센서측 면의 유효경의 평균이다.
상기 렌즈들 각각은 유효 영역 및 비유효 영역을 포함할 수 있다. 상기 유효 영역은 상기 렌즈들 각각에 입사된 광이 통과하는 영역이다. 즉, 상기 유효 영역은 입사된 광이 굴절되어 광학 특성을 구현하는 유효한 영역 또는 유효경으로 정의될 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 유효 영역의 둘레에 배치될 수 있으며, 플랜지부로 정의될 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 복수의 렌즈들에서 유효한 광이 입사되지 않는 영역일 수 있다. 즉, 상기 비유효 영역은 상기 광학 특성과 무관한 영역일 수 있다. 또한, 상기 비유효 영역의 단부는 상기 렌즈를 수용하는 구조물에 고정되는 영역일 수 있다.
상기 렌즈 배럴(400)은 상부에서 하부까지 관통되며, 그 내부에 복수의 렌즈가 결합되며, 상기 복수의 렌즈는 렌즈 배럴(400)의 제1 개구부(401)를 통해 결합될 수 있다. 상기 복수의 렌즈는 센서측에 가장 가까운 렌즈(107)부터 물체측에 가장 가까운 렌즈(101)까지 순차적으로 적층될 수 있다. 다른 예로서, 상기 렌즈들은 센서 측 개구부를 통해 물체 측을 향해 결합되거나, 양 방향으로 결합될 수 있다.
상기 물체측에 가장 가까운 렌즈는 제1 렌즈(101)일 수 있으며, 상기 광학 필터(116) 또는 상기 이미지 센서(112)에 가장 인접한 센서측 렌즈는 n번째 렌즈 또는 마지막 렌즈(107)일 수 있으며, 상기 n은 5 이상의 정수 예컨대, 5, 6, 7, 8, 9 중 어느 하나일 수 있다.
상기 렌즈 배럴(400)은 상기 렌즈(101-107)들의 외면과 이격될 수 있다. 상기 이너 배럴(210-250)들은 상기 렌즈 배럴(440)의 내면(441)과 렌즈(101-107)의 외면 사이에 연장될 수 있다. 상기 이너 배럴(210-250)들 각각은 인접한 두 렌즈의 플랜지부 사이를 이격시켜 주고, 두 렌즈의 외면과 렌즈 배럴 사이를 소정이 간격을 갖고 이격시켜 줄 수 있다. 상기 이너 배럴(210-250)의 개수는 렌즈 매수보다 작을 수 있으며, n-2개 이하, 예컨대 n-1개 또는 n-2개일 수 있다. 상기 이너 배럴(210-250)의 개수는 렌즈 매수의 50% 이상 및 100% 미만일 수 있다. 만약, 렌즈들 중 접합된 두 렌즈를 1매의 접합 렌즈로 할 경우, 이너 배럴의 개수는 n-1개일 수 있으며, 접합 렌즈가 없는 경우 이너 배럴의 개수는 n-2개일 수 있다. 여기서, n은 4 내지 9 범위이다.
상기 이너 배럴(210-250) 각각은 상기 렌즈 배럴(400)의 외면을 기준으로 인접한 두 렌즈 사이의 간격과, 인접한 두 렌즈의 외면과 렌즈 배럴의 내면 사이의 간격을 유지시켜 줄 수 있다. 또한 상기 이너 배럴 중 적어도 하나는 인접한 두 렌즈의 광축 거리 즉, 물체측 렌즈의 물체측 면의 중심에서 센서측 렌즈의 센서측 면의 중심까지의 광축 거리보다 작을 수 있다. 즉, 이너 배럴의 높이는 렌즈 배럴의 외면에 인접한 두 렌즈의 최대 광축 거리보다 작을 수 있다. 또한 이너 배럴의 높이는 렌즈 배럴의 외면에 인접한 두 렌즈의 최소 광축 거리보다 클 수 있다.
다른 예로서, 접합 렌즈를 구비한 경우, 이너 배럴의 높이는 접합 렌즈의 물체측 면의 중심에서 이에 인접한 렌즈 센서면의 중심까지의 최대 광축 거리보다 작을 수 있다. 이에 따라 접합 렌즈의 높이는 2개 또는 3개의 렌즈의 최대 광축 거리보다 작을 수 있다.
이하, 설명의 편의를 위해, 렌즈 배럴(400) 내에 7개의 렌즈가 센서 측부터 순차적으로 적층된 구조의 예로 설명하기로 한다.
상기 렌즈부(100)는 물체측에서 이미지 센서(112)를 향해 광축으로 복수의 렌즈들이 정렬될 수 있으며, 예컨대 제1렌즈(101), 제2렌즈(102), 제3렌즈(103), 제4 렌즈(104), 제5 렌즈(105), 제6 렌즈(106) 및 제7 렌즈(107)가 정렬될 수 있다. 상기 제2렌즈(102)는 상기 제1렌즈(101)와 상기 제3렌즈(103) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제4렌즈(104)는 상기 제3렌즈(103)와 상기 제5 렌즈(105) 사이에 배치되며, 상기 제6 렌즈(106)는 상기 제5 렌즈(105)와 상기 제7 렌즈(107) 사이에 배치될 수 있다.
상기 렌즈부(100)는 인접한 두 렌즈가 접합된 접합 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 접합 렌즈는 제2,3 렌즈가 접합되거나, 제3,4렌즈가 접합되거나, 제5,6 렌즈가 접합될 수 있다. 상기 접합 렌즈는 서로 반대의 굴절력을 갖고 색수차를 보상할 수 있다. 다른 예로서, 상기 렌즈부(100) 내에는 접합 렌즈 없이 서로 이격된 렌즈들로 배열될 수 있다.
상기 제1 렌즈(101)는 유리 재질 또는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)는 음(-)의 굴절력일 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)는 렌즈들 중 물체 측에 가장 가깝게 배치되며, 예컨대, 광축에서 오목한 물체측 제1면(S1)과 볼록한 센서측 제2 면(S2)을 가질 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)의 물체측 제1면이 광축에서 오목한 형상을 갖고 있어, 외부 구조물에 접촉되는 문제나 외부 충격에 의해 손상되는 문제를 방지할 수 있다. 또한 제1 렌즈(101)는 유리 재질로 형성될 수 있다. 상기 제1 렌즈(101)는 유리 재질로 사출 성형된 형상으로 제공될 수 있으며, 물체측 제1면(S1)과 센서측 제2면(S2)은 비 구면일 수 있다. 다른 예로서, 상기 제1 렌즈(101)는 광축에서 제1 면(S1)이 볼록하고 제2 면(S2)이 오목한 형상을 가질 수 있으며, 이러한 제1 렌즈(101)는 볼록한 물체측 면을 통해 입사 광량을 증가시켜 줄 수 있다. 이와 다르게, 상기 제1 렌즈(101)는 광축에서 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다.
상기 유리 재질의 제1 렌즈(101)는 주변 환경에 따른 온도 변화에 따른 중심 위치와 곡률 반경 등의 변화를 줄여줄 수 있으며, 광학계(1000)의 입사측 면을 보호할 수 있다. 또한 상기 제1 렌즈(101)의 플랜지부(101A)는 물체측 면이 플랫할 수 있으며, 상기 플랫한 면은 외부에서 이물질이 유입되는 것을 차단할 수 있다.
상기 제1 렌즈(101)가 몰드 재질이므로, 커버(500, 도 4)와의 밀착력이 개선될 수 있다. 도 4와 같이, 상기 제1 렌즈(101)의 플랜지부(101A)의 상부 둘레에는 커버(500)가 결합되며, 상기 커버(500)는 상기 렌즈 배럴(400)의 상부 둘레에 결합될 수 있다. 상기 커버(500)는 상기 렌즈 배럴(400)와 동일한 금속 재질 예컨대, 알루미늄 재질로 형성될 수 있다.
실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 조리개를 포함할 수 있다. 상기 조리개는 상기 광학계(1000)에 입사되는 광량을 조절할 수 있다. 상기 조리개는 설정된 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 조리개는 상기 제1 렌즈(101)와 상기 제2 렌즈(102) 사이의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 조리개는 물체측 이너 배럴(210,220,230) 중 어느 하나가 기능할 수 있다. 또는 물체측 이너 배럴(210,220,230) 중 어느 하나의 표면에 코팅된 차광 물질이 조리개로 기능할 수 있다. 이와 다르게, 상기 제1렌즈(101)의 센서측 면의 둘레 또는 상기 제2 렌즈(102)의 물체측 면의 둘레는 광량을 조절하는 조리개 역할을 수행하도록 차광 재질이 코팅될 수 있다.
제1 이너배럴(210)은 제1 렌즈(101)와 제2 렌즈(102) 사이의 둘레에 배치되며, 상기 제1,2렌즈(101,102) 사이의 간격과, 상기 제1,2렌즈(101,102)와 렌즈 배럴(400) 사이의 간격을 유지시켜 줄 수 있다. 상기 제1 이너배럴(210)는 링 형상을 가질 수 있다.
상기 제2 렌즈(102)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)는 양(+)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)는 광축에서 양면(S3,S4)이 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 제2 렌즈(102)는 광축에서 오목한 물체측 제3면(S3)과 볼록한 센서측 제4 면(S4)을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제2 렌즈(102)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상이거나 양면이 오목한 형상일 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)는 플라스틱 재질 또는 유리 재질로 형성될 수 있으며, 예컨대 유리 재질로 형성될 수 있다. 상기 제2 렌즈(102)의 물체측 면과 센서측 면은 구면일 수 있다.
상기 제3 렌즈(103)는 상기 제3 렌즈(103)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)는 광축에서 플랫하거나 오목한 물체측 제5 면(S5)과 오목한 센서측 제6 면(S6)을 포함할 수 있다. 이와 다르게, 제3 렌즈(103)는 광축에서 볼록한 물체측 면과 볼록한 센서측 면을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제3 렌즈(103)는 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상이거나 양면이 볼록한 형상일 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)는 플라스틱 재질 또는 유리 재질로 형성될 수 있으며, 예컨대 유리 재질로 형성될 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)의 물체측 면과 센서측 면은 구면일 수 있다.
제2 이너배럴(220)은 제2 렌즈(102)와 제3 렌즈(103) 사이의 둘레에 배치되며, 상기 제2,3 렌즈(102,103) 사이의 간격과, 상기 제2,3 렌즈(102,103)와 렌즈 배럴(400) 사이의 간격을 유지시켜 줄 수 있다. 상기 제2 이너배럴(220)는 링 형상을 가질 수 있다.
상기 제4 렌즈(104)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)는 예컨대, 광축에서 볼록한 물체측 제7면과 볼록한 센서측 제8 면(S8)을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제4 렌즈(104)는 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상이거나 양면이 오목한 형상일 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)는 플라스틱 재질 또는 유리 재질로 형성될 수 있으며, 예컨대 유리 재질로 형성될 수 있다. 상기 제4 렌즈(104)의 물체측 면과 센서측 면은 구면일 수 있다.
상기 제3 렌즈(103)와 상기 제4 렌즈(104)는 접합된 접합 렌즈일 수 있다. 상기 제3 렌즈(103)의 센서측 제6 면(S6)과 상기 제4 렌즈(104)의 물체측 면은 접합될 수 있다. 상기 제3,4 렌즈(103,104)는 서로 반대되는 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제3,4 렌즈(103,104)의 복합 굴절력은 양(+) 또는 음의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 접합 렌즈의 물체측 렌즈의 굴절력과 센서측 렌즈의 굴절력의 곱은 0보다 작을 수 있다. 상기 접합 렌즈의 물체측 렌즈의 초점 거리와 센서측 렌즈의 초점 거리의 곱은 0보다 작을 수 있다. 이에 따라 광학계의 수차 특성을 개선시켜 줄 수 있다. 만약, 접합 렌즈의 두 렌즈의 굴절력이 서로 같을 경우, 수차 개선에 한계가 있다. 상기 제4 렌즈(104)의 직경은 상기 제3 렌즈(103)의 직경보다 클 수 있다.
상기 제1,2,3 렌즈(101,102,103) 중 어느 하나는 가장 큰 직경을 가질 수 있으며, 상기 제1,2,3 렌즈(101,102,103) 중 어느 하나부터 마지막 렌즈까지 직경이 점차 작아질 수 있다. 이에 따라 상기 제2 이너 배럴(300)의 외면과 상기 렌즈 배럴(400)의 내면 사이의 간격은 제2,3,4,5 렌즈 중 직경이 큰 렌즈의 외측과 대응되는 영역부터 센서측을 향해 점차 커질 수 있다.
상기 제5 렌즈(105)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)는 플라스틱 또는 유리(glass) 재질을 포함할 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)는 예컨대, 광축에서 볼록한 물체측 면과 오목한 센서측 면을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제5 렌즈(105)는 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상이거나 양면이 오목한 형상일 수 있다. 상기 제5 렌즈(105)의 물체측 면과 센서측 면은 구면 또는 비구면일 수 있다.
제3 이너배럴(230)은 제3 렌즈(103)와 제5 렌즈(105) 사이의 둘레에 배치되며, 상기 제3,5 렌즈(103,105) 사이의 간격과, 상기 제3 내지 5 렌즈(103,104,105)와 렌즈 배럴(400) 사이의 간격을 유지시켜 줄 수 있다. 상기 제3 이너배럴(230)는 링 형상을 가질 수 있다.
상기 제6 렌즈(106)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)는 플라스틱 또는 유리(glass) 재질을 포함할 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)는 광축에서 볼록한 물체측 면과 오목한 센서측 면을 가질 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)는 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 제6 렌즈(106)는 광축에서 센서 측으로 볼록한 메니스커스 형상 또는 양면이 오목한 형상일 수 있다. 상기 제6 렌즈(106)의 물체측 면과 센서측 면은 비구면일 수 있다.
제4 이너배럴(240)은 제5 렌즈(105)와 제6 렌즈(106) 사이의 둘레에 배치되며, 상기 제5,6 렌즈(105,106) 사이의 간격과, 상기 제5,6 렌즈(105,106)와 렌즈 배럴(400) 사이의 간격을 유지시켜 줄 수 있다. 상기 제4 이너배럴(240)는 링 형상을 가질 수 있다.
상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)는 플라스틱 또는 유리(glass) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제7 렌즈(107)는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)는 광축에서 물체 측으로 볼록한 메니스커스 형상일 수 있다. 이와 다르게, 상기 제7 렌즈(107)는 광축(OA)에서 센서측으로 볼록한 메니스커스 형상이거나, 양면이 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 제7 렌즈(107)의 물체측 면과 센서측 면은 비구면일 수 있다.
상기 제7 렌즈(107)는 이미지 센서(400)에 가장 인접한 플라스틱 렌즈일 수 있다. 상기 플라스틱 렌즈를 이미지 센서(112)에 가장 인접하게 배치함으로써, 비구면을 갖는 렌즈 면에 의해 광학 성능을 개선시켜 줄 수 있어, 수차 특성 개선 및 해상도에 영향을 제어할 수 있다. 또한 이미지 센서(112)에 가장 인접한 렌즈로 플라스틱 렌즈를 배치함으로써, 유리 재질의 렌즈 대비 조립 공차에 둔감할 수 있다. 즉, 조립 공차에 둔감하다는 의미는 조립 시 설계 대비 약간의 차이가 있게 조립되더라도 광학 성능에 크게 영향을 주지 않을 수 있다.
제5 이너배럴(250)은 제6 렌즈(106)와 제7 렌즈(107) 사이의 둘레에 배치되며, 상기 제6,7 렌즈(106,107) 사이의 간격과, 상기 제6,7 렌즈(106,107)와 렌즈 배럴(400) 사이의 간격을 유지시켜 줄 수 있다. 상기 제5 이너배럴(250)는 링 형상을 가질 수 있다.
상기 제1 이너 배럴(210)은 상기 제1 렌즈(101)의 제1 플랜지부(101A)와 제2 렌즈(102)의 제2 플랜지부(102A) 사이에 배치될 수 있다. 제1 이너 배럴(210)의 상부 돌기(211)는 상기 제1 렌즈(101)의 제1 플랜지부(101A)의 외면 중심까지 연장되며, 상기 제1 렌즈(101)의 제1 플랜지부(101A)의 외면 상단보다 낮게 위치할 수 있다. 상기 제1 이너 배럴(210)의 상부 돌기(211)는 상기 제1 개구부(401) 상에 노출될 수 있다.
상기 제1 이너 배럴(210)의 하부 돌기(212)는 상기 제2 렌즈(102)의 제2 플랜지부(102A)의 외면 중심으로 연장되며, 제2 플랜지부(102A)의 외면 하단보다 높게 위치할 수 있다.
상기 제1 이너 배럴(210)의 상부 돌기(211) 및 하부 돌기(212)의 외면은 상기 렌즈 배럴(400)의 내면(441)로부터 최소 간격으로 이격될 수 있으며, 상기 최소 간격은 상기 제1,2 렌즈(101,102) 중 적어도 하나가 수평 방향으로 팽창될 때, 유동될 수 있는 간격이며, 0.1mm 이하 예컨대, 0.05mm 내지 0.1mm 범위일 수 있다. 렌즈 배럴(400)이 금속 재질이고, 제1 이너 배럴(210)이 플라스틱 재질이고, 상기 제1,2 렌즈(101,102) 중 적어도 하나가 유리 재질인 경우, 상기 최소 간격은 상기 렌즈(101,102)가 고온 즉, 85도 내지 105도의 범위에서 수평 방향으로 열 팽창될 때, 팽창 가능한 최대의 간격일 수 있다. 상기 수평 방향은 상기 광축과 직교되는 방향일 수 있다. 이러한 최소 간격은 고온에서 플라스틱 렌즈가 팽창하더라도, 이너 배럴과 렌즈 배럴이 서로 접촉되지 않게 이격시켜 주거나 접촉되더라도 렌즈에 전달되는 스트레스가 크지 않는 효과가 있다. 또한 고온/저온에서 렌즈, 이너배럴 등이 팽창/수축될 때, 변화되는 위치가 서로 영향을 주지 않는 구조로 이너 배럴의 형상을 제공할 수 있다.
상기 제1 이너 배럴(210)의 내측 돌기(P1)는 상기 제2 렌즈(102)의 물체측 면의 둘레로 연장될 수 있다. 상기 내측 돌기(P1)는 조리개로 기능할 수 있다.
상기 제1 이너 배럴(210)의 외면과 상기 렌즈 배럴(400)의 내면(441) 사이의 제 간격(G3)일 수 있다. 상기 제1 간격(G3)에 의해 상기 제1,2렌즈(101,102) 중 적어도 하나가 수평 방향으로 팽창될 때, 상기 제1 이너 배럴(210)의 외면이 외측으로 유동되며, 수축될 때 복원될 수 있다.
상기 제1 이너 배럴(210)과 렌즈 배럴(400) 사이의 제1 간격(G3)은 상기 제1 이너 배럴(210)과 렌즈 배럴(400) 사이의 최소 간격보다 클 수 있다. 상기 제1 간격(G3)은 상기 하부 렌즈들 중 적어도 하나가 수평 방향으로 팽창될 때, 유동될 수 있는 간격 이상이며, 0.5mm 이하 예컨대, 0.1mm 내지 0.5mm 범위일 수 있다. 상기 제1 이너 배럴(210)이 플라스틱 재질이고, 제5 내지 제7 렌즈(105,106,107) 중 적어도 하나가 플라스틱 재질인 경우, 제1 간격(G3)은 고온 즉, 85도 내지 105도의 범위에서 하부 렌즈가 수평 방향으로 열 팽창될 때, 팽창 가능한 최대의 간격일 수 있다. 상기 제1 간격(G1)은 상기 제1 이너 배럴(210)의 두께 즉, 내면과 외면 사이의 거리의 10% 이상 예컨대, 10% 내지 50% 범위일 수 있다. 상기 제1 간격(G3)이 상기 범위보다 작으면, 상기 하부 렌즈들 중에서 적어도 하나는 온도 변화에 의해 광축에 대해 틸트되는 문제가 발생될 수 있고, 상기 범위보다 크면 하부 렌즈들의 지지력 및 고정력에 어려움이 있다.
상기 제1 이너 배럴(210)의 높이(H11)는 상기 제1 렌즈(101)의 중심 두께보다 클 수 있으며, 예컨대 상기 제1 렌즈(101)의 물체측 면에서 제2 렌즈(102)의 물체측 면까지의 광축 거리보다 클 수 있다. 상기 제1 이너 배럴(210)의 높이(H11)는 상기 제1 렌즈(101)의 물체측 면에서 제2 렌즈(102)의 센서측 면까지의 광축 거리보다 작을 수 있다. 이러한 제1 이너 배럴(210)은 인접한 두 렌즈(101,102) 사이의 간격을 유지하는 스페이서로 기능하고, 또한 인접한 두 렌즈(101,102)의 외면과 렌즈 배럴(400) 사이의 유동 간격을 유지시켜 주는 유동 배럴로 기능할 수 있다. 또한 제1 이너 배럴(210)은 인접한 두 렌즈의 팽창과 수축에 따른 수평 방향의 위치 복원이 가능하도록 탄성 반발력을 전달할 수 있다.
상기 제2 이너 배럴(220)은 상기 제2 렌즈(102)의 제2 플랜지부(102A)와 제3 렌즈(103)의 제3 플랜지부(103A) 사이에 배치될 수 있다. 제2 이너 배럴(220)의 상부 돌기(221)는 상기 제2 렌즈(102)의 제2 플랜지부(102A)의 외면 중심까지 연장되며, 상기 제2 렌즈(102)의 제2 플랜지부(102A)의 외면 상단보다 낮게 위치할 수 있다. 상기 제2 이너 배럴(220)의 상부 돌기(221)는 상기 제1 이너 배럴(210)의 하부 돌기(212)와 수직 방향으로 대면할 수 있다. 여기서, 상기 제2 렌즈(102)의 외면과 대면하는 상기 제2 이너 배럴(220)의 상부 돌기(221)와 상기 제1 이너 배럴(210)의 하부 돌기(212)는 소정의 간격(G11)으로 이격될 수 있으며, 상기 간격(G11)은 상기 이너 배럴(210-250)의 수직 방향의 팽창을 고려한 최소 간격이다.
상기 제2 이너 배럴(220)의 하부 돌기(222)는 상기 제3 렌즈(103)의 제3 플랜지부(103A)의 외면 중심으로 연장되며, 제3 플랜지부(103A)의 외면 하단보다 높게 위치할 수 있다.
상기 제2 이너 배럴(220)의 상부 돌기(221) 및 하부 돌기(222)의 외면은 외측 돌기(25)에 의해 상기 렌즈 배럴(400)의 내면(441)으로부터 제1 간격(G3)으로 이격될 수 있으며, 상기 외측 돌기(25)의 돌출 길이는 상기에 개시된 제1 간격(G3)과 같거나 클 수 있다. 이에 따라 렌즈 배럴(400)이 금속 재질이고, 제2 이너 배럴(220)이 플라스틱 재질이고, 상기 제2,3 렌즈(102,103) 중 적어도 하나가 유리 재질인 경우, 상기 제1 간격(G3)에 의해 렌즈(102,103)가 고온에서 팽창 또는 저온에서 수축될 때, 유동될 수 있는 간격일 수 있다. 상기 외측 돌기(25)는 렌즈 배럴(400)의 내면(441)로부터 최소 간격으로 이격될 수 있다. 상기 외측 돌기(25)는 상기 제2,3 플랜지부(102A,103A) 사이의 영역과 대응되는 외면으로부터 돌출될 수 있어, 각 렌즈의 팽창 방향과 충돌하지 않을 수 있다.
상기 외측 돌기(25)의 수직 방향의 두께는 상기 제2 이너 배럴(220)의 내부(P2)의 수직 방향의 두께보다 작을 수 있다. 이에 따라 제2 이너 배럴(220)의 상부 및 하부 돌기(221,222)에 탄성을 제공할 수 있다.
상기 제2 이너 배럴(220)의 높이(H12)는 상기 제2 렌즈(102)와 상기 제3 렌즈(103) 사이의 중심 간격보다 클 수 있으며, 예컨대 상기 제2 렌즈(102)의 제2 플랜지부(102A)와 제3 렌즈(103)의 제3 플랜지부(103A) 사이의 간격보다 클 수 있다. 상기 제2 이너 배럴(220)의 높이(H12)는 상기 제2 렌즈(102)의 물체측 면에서 제3 렌즈(103)의 물체측 면까지의 광축 거리보다 작을 수 있다. 이러한 제2 이너 배럴(220)은 인접한 두 렌즈(102,103) 사이의 간격을 유지하는 스페이서로 기능하고, 또한 인접한 두 렌즈(102,103)의 외면과 렌즈 배럴(400) 사이의 유동 간격을 유지시켜 주는 유동 배럴로 기능할 수 있다. 또한 제2 이너 배럴(220)은 인접한 두 렌즈(102,103)의 팽창과 수축에 따른 수평 방향의 위치 복원이 가능하도록 탄성 반발력을 전달할 수 있다.
상기 제3 이너 배럴(230)은 상기 제3 렌즈(103)의 제3 플랜지부(103A)와 제5 렌즈(105)의 제5 플랜지부(105A) 사이에 배치될 수 있다. 제3 이너 배럴(230)의 상부 돌기(231)는 상기 제3 렌즈(103)의 제3 플랜지부(103A)의 외면 중심까지 연장되며, 상기 제3 렌즈(103)의 제3 플랜지부(103A)의 외면 상단보다 낮게 위치할 수 있다. 상기 제3 이너 배럴(230)의 상부 돌기(231)는 상기 제2 이너 배럴(220)의 하부 돌기(222)와 수직 방향으로 대면할 수 있다. 여기서, 상기 제3 렌즈(103)의 외면과 대면하는 상기 제3 이너 배럴(230)의 상부 돌기(231)와 상기 제2 이너 배럴(220)의 하부 돌기(222)는 소정의 간격(G12)으로 이격될 수 있으며, 상기 간격(G12)은 상기 상부 및 하부 돌기(222,231)가 제3 렌즈(103)의 외면을 지지할 수 있도록 돌출되는 최소 길이에 의해 형성되는 간격이다.
상기 제3 이너 배럴(230)의 하부 돌기(232)는 상기 제5 렌즈(105)의 제5 플랜지부(105A)의 외면 중심으로 연장되며, 제5 플랜지부(105A)의 외면 하단보다 높게 위치할 수 있다.
상기 제3 이너 배럴(230)의 상부 돌기(231) 및 하부 돌기(232)의 외면은 외측 돌기(26)에 의해 상기 렌즈 배럴(400)의 내면(441)으로부터 제1 간격(G3)으로 이격될 수 있으며, 상기 외측 돌기(26)의 돌출 길이는 상기에 개시된 제1 간격(G3) 이상일 수 있다. 이에 따라 렌즈 배럴(400)이 금속 재질이고, 제3 이너 배럴(230)이 플라스틱 재질이고, 상기 제3,5 렌즈(103,105) 중 적어도 하나가 유리 또는 플라스틱 재질인 경우, 상기 제3 간격에 의해 렌즈(103,105)가 고온에서 팽창 또는 저온에서 수축될 때, 유동될 수 있는 간격일 수 있다. 상기 외측 돌기(26)는 렌즈 배럴(400)의 내면(441)로부터 최소 간격으로 이격될 수 있다. 상기 외측 돌기(26)는 상기 제3,5 플랜지부(103A,105A) 사이의 영역과 대응되는 외면으로부터 돌출될 수 있어, 각 렌즈의 팽창 방향과 충돌하지 않을 수 있다.
상기 외측 돌기(26)의 수직 방향의 두께는 상기 제5,6 렌즈(105,106) 사이의 중심 간격보다 클 수 있고, 상기 제2,3 이너 배럴(220,230) 사이의 간격(G12)보다 작을 수 있다. 이에 따라 제3 이너 배럴(230)의 상부 및 하부 돌기(231,232)는 상기 외측 돌기(26)을 기준으로 탄성을 제공할 수 있다. 상기 제3 이너 배럴(230)의 내측 돌기(233)는 제5 렌즈(105)의 물체측 면의 외측 둘레로 연장될 수 있다.
상기 제3 이너 배럴(230)의 높이(H13)는 상기 제3 렌즈(103)와 상기 제5 렌즈(105) 사이의 중심 간격보다 클 수 있으며, 예컨대 상기 제4 렌즈(104)의 물체측 면의 중심에서 제5 렌즈(105)의 물체측 면의 중심까지의 광축 거리보다 클 수 있다. 상기 제3 이너 배럴(230)의 높이(H13)는 상기 제3 렌즈(103)의 물체측 면에서 제5 렌즈(105)의 물체측 면까지의 광축 거리보다 작을 수 있다. 이러한 제3 이너 배럴(230)은 인접한 두 렌즈(103,105) 사이의 간격을 유지하는 스페이서로 기능하고, 또한 인접한 두 렌즈(103,105)의 외면과 렌즈 배럴(400) 사이의 유동 간격을 유지시켜 주는 유동 배럴로 기능할 수 있다. 또한 제3 이너 배럴(230)은 인접한 두 렌즈(103,105)의 팽창과 수축에 따른 수평 방향의 위치 복원이 가능하도록 탄성 반발력을 전달할 수 있다.
상기 제4 이너 배럴(240)은 상기 제5 렌즈(105)의 제5 플랜지부(105A)와 제6 렌즈(106)의 제6 플랜지부(106A) 사이에 배치될 수 있다. 제4 이너 배럴(240)의 상부 돌기(241)는 상기 제5 렌즈(105)의 제5 플랜지부(105A)의 외면 중심까지 연장되며, 상기 제5 렌즈(105)의 제5 플랜지부(105A)의 외면 상단보다 낮게 위치할 수 있다. 상기 제4 이너 배럴(240)의 상부 돌기(241)는 상기 제3 이너 배럴(230)의 하부 돌기(232)와 수직 방향으로 대면할 수 있다. 여기서, 상기 제5 렌즈(105)의 외면과 대면하는 상기 제4 이너 배럴(240)의 상부 돌기(241)와 상기 제3 이너 배럴(230)의 하부 돌기(232)는 소정의 간격(G13)으로 이격될 수 있으며, 상기 간격(G13)은 상기 이너 배럴(210-250)과 플라스틱 렌즈들의 의 수직 방향의 팽창을 고려한 최소 간격이다.
상기 제4 이너 배럴(240)의 하부 돌기(242)는 상기 제6 렌즈(106)의 제6 플랜지부(106A)의 외면 중심으로 연장되며, 제6 플랜지부(106A)의 외면 하단보다 높게 위치할 수 있다.
상기 제4 이너 배럴(240)의 상부 돌기(241) 및 하부 돌기(242)의 외면은 외측 돌기(27)에 의해 상기 렌즈 배럴(400)의 내면(441)으로부터 제1 간격(G3)으로 이격될 수 있으며, 상기 외측 돌기(27)의 돌출 길이는 상기에 개시된 제1 간격(G3) 이상일 수 있다. 이에 따라 렌즈 배럴(400)이 금속 재질이고, 제4 이너 배럴(240)이 플라스틱 재질이고, 상기 제5,6 렌즈(105,106) 중 적어도 하나가 플라스틱 재질인 경우, 상기 제1 간격(G3)에 의해 렌즈(105,106)가 고온에서 팽창 또는 저온에서 수축될 때, 유동될 수 있는 간격일 수 있다. 상기 외측 돌기(26)는 렌즈 배럴(400)의 내면(441)로부터 최소 간격으로 이격될 수 있다. 상기 외측 돌기(27)는 상기 제5,6 플랜지부(105A,106A) 사이의 영역과 대응되는 외면으로부터 돌출될 수 있어, 각 렌즈의 팽창 방향과 충돌하지 않을 수 있다.
상기 외측 돌기(27)의 수직 방향의 두께는 상기 제4 이너 배럴(240)의 내부(P3)의 수직 방향의 두께보다 작을 수 있다. 이에 따라 제4 이너 배럴(240)의 상부 및 하부 돌기(241,242)는 상기 외측 돌기(27)에 대해 상/하부에서 탄성을 제공할 수 있다.
상기 제4 이너 배럴(240)의 높이(H14)는 상기 제5 렌즈(105)와 상기 제6 렌즈(106) 사이의 중심 간격보다 클 수 있으며, 예컨대 상기 제5 렌즈(105)의 물체측 면의 중심에서 제6 렌즈(106)의 물체측 면의 중심까지의 광축 거리보다 작을 수 있다. 이러한 제4 이너 배럴(240)은 인접한 두 렌즈(105,106) 사이의 간격을 유지하는 스페이서로 기능하고, 또한 인접한 두 렌즈(105,106)의 외면과 렌즈 배럴(400) 사이의 유동 간격을 유지시켜 주는 유동 배럴로 기능할 수 있다. 또한 제4 이너 배럴(240)은 인접한 두 렌즈(105,106)의 팽창과 수축에 따른 수평 방향의 위치 복원이 가능하도록 탄성 반발력을 전달할 수 있다.
상기 제5 이너 배럴(250)은 상기 제6 렌즈(106)의 제6 플랜지부(106A)와 제7 렌즈(107)의 제7 플랜지부(107A) 사이에 배치될 수 있다. 제5 이너 배럴(250)의 상부 돌기(251)는 상기 제6 렌즈(106)의 제6 플랜지부(106A)의 외면 중심까지 연장되며, 상기 제6 렌즈(106)의 제6 플랜지부(106A)의 외면 상단보다 낮게 위치할 수 있다. 상기 제5 이너 배럴(250)의 상부 돌기(251)는 제6 렌즈(106)의 외면에서 상기 제4 이너 배럴(240)의 하부 돌기(242)와 수직 방향으로 대면할 수 있다. 여기서, 상기 제5 이너 배럴(250)의 상부 돌기(251)와 상기 제4 이너 배럴(240)의 하부 돌기(242)는 소정의 간격(G14)으로 이격될 수 있으며, 상기 간격(G14)은 상기 이너 배럴(210-250)과 플라스틱 렌즈들의 수직 방향의 팽창을 고려한 최소 간격이다.
상기 제5 이너 배럴(250)의 하부 돌기(252)는 상기 제7 렌즈(107)의 제7 플랜지부(107A)의 외면 중심으로 연장되며, 제7 플랜지부(107A)의 외면 하단보다 높게 위치할 수 있다.
상기 제5 이너 배럴(250)의 상부 돌기(251) 및 하부 돌기(252)의 외면은 외측 돌기(28)에 의해 상기 렌즈 배럴(400)의 내면(441)으로부터 제1 간격(G3)으로 이격될 수 있으며, 상기 외측 돌기(28)의 돌출 길이는 상기에 개시된 제1 간격(G3) 이상일 수 있다. 이에 따라 렌즈 배럴(400)이 금속 재질이고, 제5 이너 배럴(250)이 플라스틱 재질이고, 상기 제6,7 렌즈(105,106) 중 적어도 하나가 플라스틱 재질인 경우, 상기 제1 간격(G3)에 의해 렌즈(106,107)가 고온에서 팽창 또는 저온에서 수축될 때, 유동될 수 있는 간격일 수 있다. 상기 외측 돌기(28)는 렌즈 배럴(400)의 내면(441)로부터 최소 간격으로 이격될 수 있다. 상기 외측 돌기(28)는 상기 제6,7 플랜지부(106A,107A) 사이의 영역과 대응되는 외면으로부터 돌출될 수 있어, 각 렌즈의 팽창 방향과 충돌하지 않을 수 있다.
상기 외측 돌기(28)의 수직 방향의 두께는 상기 제5 이너 배럴(250)의 내부(P4)의 수직 방향의 두께보다 작을 수 있다. 이에 따라 제5 이너 배럴(250)의 상부 및 하부 돌기(251,252)는 상기 외측 돌기(28)을 기준으로 상/하부에서 탄성을 제공할 수 있다.
상기 제5 이너 배럴(250)의 높이(H15)는 상기 제6 렌즈(106)와 상기 제7 렌즈(107) 사이의 중심 간격보다 클 수 있으며, 상기 제6 렌즈(106)의 물체측 면의 중심에서 제7 렌즈(107)의 물체측 면의 중심까지의 광축 거리보다 작을 수 있다. 이러한 제5 이너 배럴(250)은 인접한 두 렌즈(106,107) 사이의 간격을 유지하는 스페이서로 기능하고, 또한 인접한 두 렌즈(106,107)의 외면과 렌즈 배럴(400) 사이의 유동 간격을 유지시켜 주는 유동 배럴로 기능할 수 있다. 또한 제5 이너 배럴(250)은 인접한 두 렌즈(106,107)의 팽창과 수축에 따른 수평 방향의 위치 복원이 가능하도록 탄성 반발력을 전달할 수 있다.
상기 제1,2,3 렌즈(101,102,103)의 유효경이 제6,7 렌즈(106,107)의 유효경보다 클 수 있다. 상기 제4 내지 제5 이너 배럴(240,250)의 외면과 렌즈 배럴(400) 사이의 제3 간격은 상기 제1,2 이너 배럴(210,220)의 외면과 렌즈 배럴(400) 사이의 제3 간격 보다 클 수 있다. 이러한 제3 간격은 렌즈들의 유효경 차이에 따라 동일하거나 센서에 인접할수록 더 커질 수 있다.
상기 이너 배럴(210-250) 중 적어도 하나 또는 모두는 렌즈 배럴(400)과 다른 재질일 수 있다. 상기 제1 내지 제5 이너 배럴(210-250)의 재질은 동일한 플라스틱 재질일 수 있다. 이와 다르게, 상기 이너 배럴(210-250) 중 적어도 하나는 렌즈 배럴(400)과 같은 금속 재질일 수 있으며, 예를 들면, 제2, 3,4 이너 배럴 중 어느 하나는 금속 재질 또는 유리 재질일 수 있다. 이는 유리 렌즈의 외측에 금속 또는 유리 재질의 이너 배럴을 배치할 수 있다. 또한 상기 제1 내지 제5 이너 배럴(210-250)의 재질은 광 간섭을 차단을 위해 표면 또는 내부에 차광 또는 광 흡수하는 물질 또는 입자를 포함할 수 있다.
상기 이너 배럴(210-250)은 렌즈 배럴(400) 내에서 렌즈(101-107)들 중 적어도 하나가 온도 변화에 따라 수평 방향의 팽창 또는 수축될 때, 수평 방향으로 연동됨으로써, 온도 변화에 따른 해상력 저하를 방지할 수 있다. 또한 온도 변화에 따른 플라스틱 렌즈의 스트레스를 줄여줄 수 있고, 광축에 대한 디센터를 최소화할 수 있다. 또한 글라스 렌즈가 렌즈 배럴에 직접 결합되는 구조에 비해 렌즈 결합 공차를 줄이고, 이에 따른 광축에서의 디센터 및 틸트를 줄여줄 수 있다. 또한 플라스틱 재질의 이너 배럴에 의해 플라스틱 렌즈를 적용할 때, 동일한 열 팽창계수를 갖고 있어, 열 팽창 또는 수축에 따라 광학적 특성에 대한 영향을 줄여줄 수 있다. 또한 이너 배럴이 렌즈 배럴과 렌즈들의 외면 사이에 배치됨으로써, 렌즈가 렌즈 배럴에 직접 접촉될 때 맞는 스트레스를 줄여줄 수 있다.
도 4와 같이, 상기 렌즈 배럴(400)의 상부에 결합된 커버(500)를 포함할 수 있다. 링 부재(191)는 상기 렌즈 배럴(400)과 첫 번째 렌즈 사이의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 링 부재(191)는 탄성 재질이거나, 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질일 수 있다. 상기 링 부재(191)는 다른 예로서, 상기 렌즈 배럴(400)과 상기 커버 사이에 결합될 수 있다. 상기 링 부재(191)는 상기 렌즈 배럴(400)의 내측 또는/및 외측에서 방수 및 방진(Dustproof) 기능을 수행할 수 있다.
여기서, 결합 순서를 설명하면, 렌즈 배럴(400) 내에 제7 렌즈(107), 제5 이너 배럴(250), 제6 렌즈(106), 제4 이너배럴(240), 제5 렌즈(105), 제3 이너배럴(230)을 순차적으로 적층한 다음, 상기 제3 이너배럴(230) 상에 제3,4 렌즈(103,104)를 갖는 접합 렌즈를 결합할 수 있다. 여기서, 광학 필터(116)는 렌즈 배럴(400)을 결합하기 전에 렌즈 배럴(400)의 내부 바닥에 결합되거나, 렌즈 배럴(400)의 외측 하부에 결합될 수 있다. 다른 예로서, 상기 렌즈 배럴(400)의 하부를 통해 상기 제7 렌즈(107)부터 제3 렌즈까지 결합할 수 있다.
이후, 상기 제3 렌즈(103)가 결합되면, 제2 이너 배럴(220)을 적층하고, 상기 제2 이너배럴(220)의 내측에 제2 렌즈(102)를 적층하고, 상기 제2 렌즈(102)의 외측 둘레에 제1 이너배럴(210)을 적층한 다음 제1 렌즈(101)를 결합할 수 있다.
상기 이너 배럴(210-250)은 렌즈 배럴(400) 내에서 렌즈(101-107)들 중 적어도 하나가 온도 변화에 따라 수평 방향의 팽창 또는 수축될 때, 수평 방향으로 연동됨으로써, 온도 변화에 따른 해상력 저하를 방지할 수 있다. 또한 온도 변화에 따른 플라스틱 렌즈의 스트레스를 줄여줄 수 있고, 광축에 대한 디센터를 최소화할 수 있다. 또한 글라스 렌즈가 렌즈 배럴에 직접 결합되는 구조에 비해 렌즈 결합 공차를 줄이고, 이에 따른 광축에서의 디센터 및 틸트를 줄여줄 수 있다. 또한 플라스틱 재질의 이너 배럴에 의해 플라스틱 렌즈를 적용할 때, 동일한 열 팽창계수를 갖고 있어, 열 팽창 또는 수축에 따라 광학적 특성에 대한 영향을 줄여줄 수 있다. 또한 이너 배럴이 렌즈 배럴과 렌즈들의 외면 사이에 배치됨으로써, 렌즈가 렌즈 배럴에 직접 접촉될 때 맞는 스트레스를 줄여줄 수 있다.
도 5는 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈이 적용된 차량의 평면도의 예이다.
도 5를 참조하면, 발명의 실시 예에 따른 차량용 카메라 시스템은, 영상 생성부(11), 제1 정보 생성 부(12), 제2 정보 생성부(21,22,23,24) 및 제어부(14)를 포함한다.
상기 영상 생성부(11)는 자차량에 배치되는 적어도 하나의 카메라 모듈(20)을 포함할 수 있으며, 자차량의 전방 또는/및 운전자를 촬영하여 자차량의 전방영상이나 차량 내부 영상을 생성할 수 있다.
또한, 영상 생성부(11)는 카메라 모듈(20)을 이용하여 자차량의 전방뿐만 아니라 하나 이상의 방향에 대한 자차량의 주변 또는 운전자를 촬영한 영상을 생성할 수 있다.
여기서, 전방영상 및 주변영상은 디지털 영상일 수 있으며, 컬러 영상, 흑백 영상 및 적외선 영상 등을 포함할 수 있다. 또한 전방영상 및 주변영상은 정지영상 및 동영상을 포함할 수 있다. 영상 생성부(11)는 운전자 영상, 전방영상 및 주변영상을 제어부(14)에 제공한다. 이어서, 제1 정보 생성부(12)는 자차량에 배치되는 적어도 하나의 레이더 또는/및 카메라를 포함할 수 있으며, 자차량의 전방을 감지하여 제1 감지정보를 생성한다. 구체적으로, 제1 정보 생성부(12)는 자차량에 배치되고, 자차량의 전방에 위치한 차량들의 위치 및 속도, 보행자의 여부 및 위치 등을 감지하여 제1 감지정보를 생성한다.
제1 정보 생성부(12)에서 생성한 제1 감지정보를 이용하여 자차량과 앞차와의 거리를 일정하게 유지하도록 제어할 수 있고, 운전자가 자차량의 주행 차로를 변경하고자 하는 경우나 후진 주차 시와 같이 기 설정된 특정한 경우에 차량 운행의 안정성을 높일 수 있다. 제1 정보 생성부(12)는 제1 감지정보를 제어부(14)에 제공한다.
이어서, 제2 정보 생성부(21,22,23,24)는 영상 생성부(11)에서 생성한 전방영상과 제1 정보 생성부(12)에서 생성한 제 1 감지정보에 기초하여, 자차량의 각 측면을 감지하여 제2 감지정보를 생성한다. 구체적으로, 제2 정보 생성부(21,22,23,24)는 자차량에 배치되는 적어도 하나의 레이더 또는/및 카메라를 포함할 수 있으며, 자차량의 측면에 위치한 차량들의 위치 및 속도를 감지하거나 영상을 촬영할 수 있다. 여기서, 제2 정보 생성부(21,22,23,24)는 자차량의 전방 및 후방의 양 측에 각각 배치될 수 있다.
이러한 차량용 카메라 시스템은 하기의 카메라 모듈을 구비할 수 있으며, 자차량의 전방, 후방, 각 측면 또는 모서리 영역을 통해 획득된 정보를 이용하여 사용자에게 제공하거나 처리하여 자동 운전 또는 주변 안전으로부터 차량과 물체를 보호할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 광학계는 안전 규제, 자율주행 기능의 강화 및 편의성 증가를 위해 차량 내에 복수로 탑재될 수 있다. 또한 카메라 모듈의 광학계는 차선유지시스템(LKAS: Lane keeping assistance system), 차선이탈 경보시스템(LDWS), 운전자 감시 시스템(DMS: Driver monitoring system)과 같은 제어를 위한 부품으로서, 차량 내에 적용되고 있다. 이러한 차량용 카메라 모듈은 주위 온도 변화에도 안정적인 광학 성능을 구현할 수 있고 가격 경쟁력이 있는 모듈을 제공하여, 차량용 부품의 신뢰성을 확보할 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 렌즈부
101,102,103,104,105,106,107: 렌즈
101A,102A,103A,105A,106A,107A: 플랜지부
121,123: 스페이서
110: 기판 112: 이미지 센서
114: 커버 글라스 116: 광학필터
210,220,230,240,250: 이너 배럴
400: 렌즈 배럴 500: 커버
400: 렌즈 배럴 1000: 카메라 모듈

Claims (16)

  1. 광축으로 정렬된 복수의 렌즈;
    상기 복수의 렌즈가 내부에 배치되는 렌즈 배럴; 및
    상기 복수의 렌즈와 상기 렌즈 배럴 사이에 배치된 복수의 이너 배럴을 포함하며,
    상기 복수의 이너 배럴 중 적어도 하나는 인접한 두 렌즈 사이의 외측 둘레와 인접한 두 렌즈의 외면과 렌즈 배럴 사이의 영역에 배치되며,
    상기 복수의 이너 배럴 중 적어도 하나는 인접한 두 렌즈 사이의 간격과 인접한 두 렌즈의 외면과 렌즈 배럴 사이의 간격을 유지시켜 주는 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 이너 배럴 각각은 상기 렌즈 배럴의 외면을 기준으로 인접한 두 렌즈 사이의 간격과 인접한 두 렌즈의 외면과 렌즈 배럴 사이의 간격을 유지시켜 주는 카메라 모듈.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 렌즈는 물체측에서 센서측으로 광축을 따라 정렬된 제1 내지 제3 렌즈를 포함하며,
    상기 복수의 이너 배럴은 상기 제1 렌즈의 외면 및 센서측 면의 둘레에서 상기 제2 렌즈의 물체측 면의 둘레 및 외면까지 연장된 제1 이너 배럴; 및
    상기 제2 렌즈의 센서측 면의 둘레 및 외면에서 상기 제3 렌즈의 외면 및 물체측 면의 둘레까지 연장되는 제2 이너 배럴을 포함하는 카메라 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 렌즈는 상기 제3 렌즈의 센서측에서 광축으로 정렬된 제4 렌즈부터 n번째 렌즈를 포함하며, n은 5,6,7 중 어느 하나이며,
    상기 복수의 이너 배럴은 상기 제3 렌즈의 외면 및 센서측 면의 둘레에서 제5 렌즈의 물체측 면의 둘레 및 외면까지 연장된 제3 이너 배럴을 포함하는 카메라 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제3,4 렌즈는 접합된 접합 렌즈이며,
    상기 제3 이너 배럴은 상기 접합 렌즈의 물체측 제3 렌즈와 상기 접합 렌즈보다 센서 측에 배치된 제5 렌즈 사이에 배치되며,
    상기 제4 렌즈의 외면은 상기 제3 이너 배럴의 내면과 대면하는 카메라 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 이너 배럴은 상기 제5 렌즈의 외면 및 센서측 면의 둘레에서 제6 렌즈의 물체측 면의 둘레 및 외면까지 연장된 제4 이너 배럴; 및
    상기 복수의 이너 배럴은 상기 제6 렌즈의 외면 및 센서측 면의 둘레에서 제7 렌즈의 물체측 면의 둘레 및 외면까지 연장된 제5 이너 배럴을 포함하는 카메라 모듈.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 이너 배럴의 개수는 상기 렌즈들의 매수의 50% 이상이며,
    상기 복수의 이너 배럴 중 물체측 인접한 렌즈의 외측에 배치된 이너 배럴은 조리개로 기능하는 카메라 모듈.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 렌즈들의 매수가 n(n=5,6,7 중 어느 하나)개인 경우, 상기 이너 배럴의 개수는 n-2개 이하인 카메라 모듈.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 이너 배럴 중 마지막 이너 배럴은 이미지 센서에 인접한 n번째 렌즈와 이에 인접한 n-1 렌즈 사이에 배치되며, 상기 n번째 렌즈와 상기 n-1번째 렌즈의 외면으로 연장된 카메라 모듈.
  10. 제1항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 이너 배럴은 서로 다른 높이를 갖는 카메라 모듈.
  11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 이너 배럴은 수직 방향으로 중첩되며,
    상기 복수의 이너 배럴은 플라스틱 재질이며,
    상기 복수의 렌즈 중 적어도 하나는 플라스틱 재질을 갖는 카메라 모듈.
  12. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 이너 배럴은 수직 방향으로 중첩되며,
    상기 렌즈 배럴은 금속 재질이며,
    상기 복수의 이너 배럴은 플라스틱 재질이며,
    상기 복수의 렌즈 중 상기 이미지 센서에 인접한 적어도 2개의 렌즈는 플라스틱 재질인 카메라 모듈.
  13. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 이너 배럴의 각각의 높이는 상기 렌즈 배럴의 외면에 인접한 두 렌즈 사이의 최대 광축 거리보다 작은 카메라 모듈.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 이너 배럴의 각각의 높이는 상기 렌즈 배럴의 외면에 인접한 두 렌즈 사이의 최소 광축 거리보다 큰 카메라 모듈.
  15. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 렌즈 배럴의 센서 측에 배치된 이미지 센서;
    상기 이미지 센서 상에 배치된 커버 글라스;
    상기 커버 글라스와 상기 이미지 센서에 가장 인접한 렌즈 사이에 배치된 광학 필터를 포함하는 카메라 모듈.
  16. 제1항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 따른 카메라 모듈을 포함하며,
    상기 복수의 이너 배럴과 상기 복수의 렌즈 중 적어도 두 렌즈는 플라스틱 재질이며,
    상기 복수의 이너 배럴은 수직 방향으로 중첩되는 차량.
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