KR100723217B1

KR100723217B1 - 렌즈 조립 구조가 개선된 카메라 모듈

Info

Publication number: KR100723217B1
Application number: KR1020050120337A
Authority: KR
Inventors: 박충건
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2007-05-29

Abstract

디지탈 광학기기의 카메라 시스템에서 사용되고 렌즈 조립 구조가 개선된 카메라 모듈이 제공된다.

본 발명은, 디지탈 광학기기의 카메라 시스템에서 사용되는 카메라 모듈에 있어서, 다수의 렌즈들이 배치된 렌즈 부; 상기 렌즈 부에 결합되는 하우징을 갖추고, 상기 하우징의 내부에는 상기 렌즈 부를 통하여 입사된 광을 결상시키는 이미지 센서를 구비한 이미지 센서 부; 및 상기 렌즈 부의 어느 하나의 렌즈의 리브와 상기 하우징을 결합시키는 연결수단;을 포함하고, 상기 리브는 그 내부에 다른 렌즈들을 배치하는 렌즈 조립 구조가 개선된 카메라 모듈을 제공한다.

본 발명에 의하면, 렌즈 바렐을 사용하지 않고서도 렌즈 부와 이미지 센서 부의 결합이 가능하므로 외형 크기의 축소가 가능하고 카메라 모듈의 소형화를 이루면서 재료비의 절감을 이룰 수 있고, 누적 공차가 적어지게 되어 불량품의 발생을 최소화함으로써 양산 수율을 크게 증대시킬 수 있는 개선된 효과가 얻어지는 것이다.

디지탈 광학기기, 카메라 시스템, 카메라 모듈, 이미지 센서 부, 렌즈 바렐

Description

렌즈 조립 구조가 개선된 카메라 모듈{Camera Module Having Improved Lens Assembling Structure}

제 1도는 종래의 기술에 따른 카메라 모듈을 도시한 외관 사시도.

제 2도는 종래의 기술에 따른 카메라 모듈에서 렌즈 부가 바렐에 의해서 이미지 센서 부에 조립되는 과정을 단계적으로 도시한 설명도.

제 3도는 종래의 기술에 따른 카메라 모듈을 도시한 단면도.

제 4도는 본 발명에 따른 렌즈 조립 구조가 개선된 카메라 모듈의 일실시 예를 도시한 것으로서 제1 렌즈와 하우징이 나사 결합된 단면도.

제 5도는 본 발명에 따른 렌즈 조립 구조가 개선된 카메라 모듈의 변형 실시 예를 도시한 것으로서 제2 렌즈와 하우징이 나사 결합된 단면도.

제 6도는 본 발명에 따른 렌즈 조립 구조가 개선된 카메라 모듈의 또 다른 변형 실시 예를 도시한 것으로서 렌즈와 하우징이 습동 결합 구조로 이루어진 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1..... 본 발명에 따른 렌즈 조립 구조가 개선된 카메라 모듈

10.... 이미지 센서 부 16.... 하우징

16a... 암 나사부 40.... 렌즈 부

42a,42b,42c... 렌즈 43.... 리브

46a.... 숫나사부 46b".... 슬라이딩 부

50a,50b,50a',50b',50a",50b"... 스페이서

60.... 압입 링 70,70',70".... 연결수단

200.... 종래의 구조에 따른 카메라 모듈 210.... 이미지 센서 부

212.... PCB 기판 216.... 하우징

216a... 암나사부 240.... 렌즈 부

242.... 렌즈 246.... 바렐

246a... 숫나사부 248.... 캡

250.... 스페이서 260.... 압입 링

본 발명은 디지탈 광학기기의 카메라 시스템에서 사용되는 카메라 모듈에 관한 것으로, 보다 상세히는 렌즈의 리브(rib) 형상을 개선하여 바렐(Barrel)의 사용없이 렌즈들을 하우징에 장착할 수 있음으로써 재료비의 절감을 이루고, 제품 크기의 소형화를 이루며, 광축의 정렬이 정밀하게 이루어져서 고품질의 제품을 얻을 수 있도록 된 렌즈 조립 구조가 개선된 카메라 모듈에 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 카메라 모듈은 렌즈들의 광학적 성능 및 그 공차 또한 민감하게 관리되어질 것이 요구되고 있다. 그렇지만 이와 같은 민감한 광학적 성능 요구 공차는 모바일(Mobile) 용 카메라 모듈의 양산 수율을 높이는 데에 있어서 큰 장애가 되고 있다.

현재 모바일용 카메라 모듈의 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 바렐(Barrel)을 이용하여 카메라 모듈에 장착되고 있다.

도 1에는 종래의 구조에 따른 카메라 모듈(200)이 도시되어 있다. 이와 같은 종래의 카메라 모듈(200)은 일측에 이미지 센서 부(210)가 위치되고, 그 전방 측으로는 렌즈 부(240)가 위치되어 있다.

상기 이미지 센서 부(210)는 PCB 기판(212)상에 이미지 센서(미 도시)가 장착되고, 상기 이미지 센서를 외부로부터 보호하고, 렌즈 부(240)를 장착하기 위한 하우징(216)을 구비한다.

또한 상기 하우징(216)의 전방측으로 장착되는 렌즈 부(240)는 그 내부에 다수 개의 렌즈(242)를 장착한 바렐(246)이 위치되며, 상기 바렐(246)의 전방 측에는 렌즈(242)들의 전방 돌출을 막는 캡(248)이 위치되고, 상기 캡(248)에는 원통형의 바렐(246)이 압입으로 끼워지며, 상기 바렐(246)의 내측에는 렌즈 사이를 적절하게 이격시키기 위한 스페이서(250) 들과, 렌즈(242)를 고정하기 위한 압입 링(260)들이 배치되어 있다.

그리고 이와 같은 바렐(246)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 캡(248)과 바렐(246)이 압입으로 결합된 상태에서 그 내부에는 다수 개의 렌즈(242)들이 고정되고, 상기 바렐(246)의 외주면에는 숫나사부(246a)를 형성하며, 상기 숫나사부(246a)가 하우징(216)의 전방 측에 마련된 암나사부(216a)에 나사 결합하는 구조로 이루어진 것이다.

즉, 종래의 기술에 따른 카메라 모듈(200)은 다수 개의 렌즈(242)들이 바렐(246)의 내부에 고정되고, 상기 바렐(246)이 하우징(216)에 나사 식으로 결합되어 초점 조정(Focusing)이 이루어지는 것이며, 이러한 렌즈 부(240)를 통하여 유 입된 광이 이미지 센서 부(210) 측에서 광학적으로 결상이 이루어지는 것이다.

이와 같은 종래의 카메라 모듈(200)은 바렐(246)이 하우징(216)에 조립되는 경우, 바렐(246)을 사용함에 따른 각 부품들의 누적 공차가 큰 것이었다.

즉, 바렐(246)에 조립되는 캡(248), 렌즈(242)들, 스페이서(250) 및 압입 링(260)들의 치수 오차에 의한 누적 공차와 바렐(246)의 제작 공차(일반적으로는 틀어짐)들이 합해져서 종래의 구조에 따라서 바렐(246)을 하우징(216)에 결합시키게 되면, 그 누적 공차가 매우 커지게 된다.

따라서 종래의 카메라 모듈(200)은 조립 후에 렌즈 부(240)로부터 이미지 센서 부(210)로 이어지는 광축의 오차가 크게 되고, 결과적으로는 많은 수의 카메라 모듈들이 조립 불량으로 폐기되어 양산 수율이 낮아지게 되며, 광학적 성능의 저하를 초래한다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 소형화를 이루면서 재료비의 절감을 이루고, 렌즈 부와 이미지 센서 부의 조립 후에는 그 누적 공차가 적어지게 되어 불량품의 발생을 최소화함으로써 양산 수율을 크게 증대시킬 수 있도록 된 렌즈 조립 구조가 개선된 카메라 모듈을 제공함에 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 광축의 정렬이 정밀하게 이루어져 광학적 성능이 우수한 고 품질의 카메라 모듈을 생산하는 것이 가능하도록 된 렌즈 조립 구조가 개선된 카메라 모듈을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 디지탈 광학기기의 카메라 시스템에서 사용되는 카메라 모듈에 있어서,

다수의 렌즈들이 배치된 렌즈 부;

상기 렌즈 부에 결합되는 하우징을 갖추고, 상기 하우징의 내부에는 상기 렌즈 부를 통하여 입사된 광을 결상시키는 이미지 센서를 구비한 이미지 센서 부; 및

상기 렌즈 부의 어느 하나의 렌즈의 리브와 상기 하우징을 결합시키는 연결수단;을 포함하고,
상기 리브는 그 내부에 다른 렌즈들을 배치하는 것을 특징으로 하는 렌즈 조립 구조가 개선된 카메라 모듈을 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게 상기 연결수단은 상기 리브에 형성된 숫나사부이고, 상기 하우징에 형성된 암나사부인 것을 특징으로 하는 렌즈 조립 구조가 개선된 카메라 모듈을 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게 상기 연결수단은 상기 리브의 외경과 상기 하우징의 내경이 동일하게 이루어진 습동 결합(Sliding Fitting) 구조임을 특징으로 하는 렌즈 조립 구조가 개선된 카메라 모듈을 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 렌즈 조립 구조가 개선된 카메라 모듈(1)은 도 4에 도시된 바와 같이, 일측에 이미지 센서 부(10)가 위치되고, 그 전방 측으로는 렌즈 부(40)가 위치되어 있다. 상기 이미지 센서 부(10)는 PCB 기판상에 이미지 센서(미 도시)가 장착되고, 상기 이미지 센서를 외부로부터 보호하고, 렌즈 부(40)를 장착하기 위한 하우징(16)을 구비한다.

상기 렌즈 부(40)는 다수의 렌즈(42a)(42b)(42c)들이 배치된 구조를 갖는다.

상기 렌즈 부(40)는 다수의 렌즈(42a)(42b)(42c)들이 동축을 이루면서 배치된다. 이러한 렌즈(42a)(42b)(42c)들은 그 사이 사이에 각각 스페이서(50a)(50b) 들이 장착되어 사전에 예정된 간격을 유지하도록 배치되고 최종적으로는 압입 링(60)을 통하여 고정 배치된다.

또한, 상기 렌즈 부(40)는 다수의 렌즈(42a)(42b)(42c)들 중의 어느 하나의 렌즈(42a)의 리브(43)가 원통형의 구조를 가지고 다른 렌즈(42b)(42c)들보다 크게 확대되어 나머지 렌즈(42b)(42c)들을 그 내부에 배치한다.

즉 리브(43)를 갖는 제1 렌즈(42a)의 후방 측에 제1 스페이서(50a)가 위치되 고, 상기 제1 스페이서(50a) 뒤에 제2 렌즈(42b)가 위치하며, 상기 제2 렌즈(42b) 뒤에 제2 스페이서(50b)가 위치하고, 상기 제2 스페이서(50b) 뒤에 제3 렌즈(42c)가 위치하며, 제3 렌즈(42c)의 뒤에는 압입 링(60)이 장착되어 제2 및 제3 렌즈(42b)(42c)들을 제1 렌즈(42a) 내에 위치시킨다.

그리고, 상기와 같이 확대된 직경의 제1 렌즈(42a)의 리브(43)는 이후에 설명되는 연결수단(70)의 일부를 구성하는 것이다.

또한 본 발명은 상기 렌즈 부(40)에 결합되는 하우징(16)을 갖추고, 상기 하우징(16)의 내부에는 상기 렌즈 부(40)를 통하여 입사된 광을 결상시키는 이미지 센서(미 도시)를 구비한 이미지 센서 부(10)를 포함한다.

상기 이미지 센서 부(10)는 상기 렌즈 부(40)의 후방에 배치되어 렌즈 부(40)를 통하여 입사된 광을 이미지 센서(미 도시)에서 결상시켜 전기적인 신호로 검출하는 것으로서 상기 렌즈 부(40)의 초점 거리에 따라서 사전에 정해진 거리를 유지하도록 배치된다.

그리고 본 발명은 상기 렌즈 부(40)의 어느 하나의 렌즈와 상기 하우징(16)을 결합시키는 연결수단(70)을 포함하는 것이다.

상기 연결수단(70)은 바람직하게는 상기 렌즈 부(40)의 어느 하나의 렌즈, 즉 가장 전방 측의 제1 렌즈(42a)에 마련된 직경이 확대된 리브(43)의 숫나사부(46a)와 상기 하우징(16)에 마련된 암 나사부(16a)로 이루어진다.

이와 같은 구조는 도 4에 단면으로 도시된 바와 같이 렌즈 부(40)의 제1 렌즈(42a)에 구비된 확대된 리브(43)의 숫나사부(46a)가 상기 이미지 센서 부(10)의 하우징(16)에 마련된 암 나사부(16a)에 나사 결합하게 됨으로써 이들이 서로 결합하는 것임을 알 수 있다.

이와 같이 상기 렌즈 부(40)와 이미지 센서 부(10)가 연결수단(70)을 통하여 서로 결합되고 초점거리의 조정이 완료되면, 상기 연결수단(70)에는 접착제(미 도시)가 도포되어 렌즈 부(40)와 이미지 센서 부(10)의 위치를 고정시킨다.

미설명 부호는 제1 렌즈(42a)를 보호하기 위한 캡(48)으로서 제1 렌즈(42a)의 외면에 나사결합가능한 구조이다.

도 5에는 상기와는 다르게 변형된 본 발명의 카메라 모듈(1')의 구조가 도시되어 있다.

이와 같은 본 발명의 카메라 모듈은 제2 렌즈(42b')의 리브(43')가 확대된 외경을 갖추고, 상기 제2 렌즈(42b')의 내측에 스페이서(50a')와 제1 렌즈(42a')가 삽입되며, 상기 제2 렌즈(42b') 내에 제1 렌즈(42a')를 압입 링(60')으로서 고정시킨 것이다.

그리고, 상기 제2 렌즈(42b')의 리브(43')에는 그 외주면에 숫나사부(46a')가 형성되고, 상기 숫나사부(46a')에는 하우징(16')의 암 나사부(16a')가 나사 결 합하여 렌즈 부(40')와 이미지 센서 부(10')의 하우징(16')이 결합되어 있다.

또한, 도 6에는 본 발명에 따른 카메라 모듈(1")이 상기와는 다르게 형성된 구조가 도시되어 있다.

이는 상기 연결수단(70")이 상기 렌즈 부(40")의 어느 하나의 렌즈 리브(43") 외경과 상기 하우징(16")의 내경이 동일하게 이루어져 서로 습동 결합(Sliding Fitting)이 이루어지는 구조이다.

즉, 도 6에 도시된 본 발명에 따른 카메라 모듈(1")은 제2 렌즈(42b")의 리브(43")가 각각 직경이 확대된 원통형의 구조를 이루고, 그 외주 면에는 전방 측에 숫나사부(46a")가 형성되며, 후방 측으로는 나사 부가 제거된 슬라이딩 부(46b")를 형성하고 있다.

이와 같은 카메라 모듈(1")은 제2 렌즈(42b")의 내부에 제1 렌즈(42a")와 스페이서(50a")가 위치되고, 상기 제2 렌즈(42b")의 리브(43")에 마련된 숫나사부(46a")에는 캡(48")이 장착되어 제1 렌즈(42a")가 제2 렌즈(42b")로부터 분리되지 않도록 되어 있다.

그리고, 상기 슬라이딩 부(46b")의 직경은 하우징(16")의 내경에 일치하여 슬라이딩 결합구조를 이루고 상기 연결수단(70")을 형성하는 것이다.

상기와 같은 연결수단(70")은 하우징(16")의 내경 부(16b")로 제2 렌즈(42b")의 리브(43")에 마련된 슬라이딩 부(46b")가 삽입되어 서로 습동 작용으로 결합된 다음, 초점 거리의 조정이 이루어지면 상기 연결수단(70")에 접착제(미 도시)가 도포되어 렌즈 부(40")와 이미지 센서 부(10")를 서로에 대해 고정시키는 것이다.

상기에서와 같이 본 발명에 따른 카메라 모듈(1)은 렌즈 부(40)와 이미지 센서 부(10)를 결합시키는 연결수단(70)이 상기 렌즈 부(40)의 렌즈 리브(43)에 형성된 숫나사부(46a)와 상기 하우징(16)에 형성된 암 나사부(16a)로 이루어짐으로써 종래에 비하여 바렐이 불필요하다.

이와 같은 구조에서 렌즈 부(40)는 다수의 렌즈 중의 어느 하나의 렌즈(42a)의 리브(43) 외경이 확대되고, 그 내부에는 다른 렌즈(42b)(42c)들이 장착되어 동축으로 배치되며, 스페이서(50a)(50b)와 압입 링(60)들을 통하여 렌즈(42a)(42b)(42c)들 간의 배치가 이루어진다.

그리고, 이와 같이 렌즈(42a)(42b)(42c)들이 배열된 렌즈 부(40)는 이미지 센서 부(10)의 하우징(16)에 마련된 암 나사부(16a)에 외경이 확대된 상기 렌즈 리 브(43)의 숫나사부(46a)가 나사 결합하여 고정되므로 바렐이 필요없이 고정되는 것이다.

그리고 본 발명에 따른 카메라 모듈(1')은 렌즈 부(40')와 이미지 센서 부(10')를 결합시키는 연결수단(70')이 상기 렌즈 부(40')의 어느 하나의 렌즈(42b')에 형성된 리브(43')의 숫나사부(46a')와 상기 하우징(16')에 형성된 암 나사부(16a')로 이루어짐으로써 종래에 비하여 바렐이 불필요하다.

이와 같은 구조에서 렌즈 부(40')는 렌즈(42b')의 리브(43') 외경이 확대되고, 그 내부에는 다른 렌즈(42a')가 장착되어 동축으로 배치되며, 스페이서(50a')와 압입 링(60')들을 통하여 렌즈(42a')(42b')들 간의 배치가 이루어진다.

그리고, 이와 같이 렌즈(42a')(42b')들이 배열된 렌즈 부(40')는 이미지 센서 부(10')의 하우징(16')에 마련된 암 나사부(16a')에 외경이 확대된 상기 렌즈 리브(43')의 숫나사부(46a')가 나사 결합하여 고정되므로 바렐이 필요없이 고정되는 것이다.

또한 본 발명의 카메라 모듈(1")은 상기 연결수단(70")이 렌즈 부(40")의 렌즈 리브(43") 외경과 상기 하우징(16")의 내경이 동일하게 이루어진 습동 결합(Sliding Fitting) 구조이므로 이 역시 바렐이 불필요한 것이다.

이와 같은 구조에서 상기 렌즈 부(40")는 다수의 렌즈 중의 어느 하나의 렌즈(42b")의 리브(43") 외경이 확대되고, 그 내부에는 다른 렌즈(42a")가 장착되어 동축으로 배치되며, 스페이서(50a") 들을 통하여 렌즈(42a")(42b")들 간의 배치가 이루어진다.

그리고, 이와 같이 렌즈(42a")(42b")들이 배열된 렌즈 부(40")는 이미지 센서 부(10")의 하우징(16")에 마련된 내경 부(16b")에 일치하는 외경을 갖추어 습동 결합하는 슬라이딩 부(46b")가 상기 렌즈 리브(43")의 외주면에 형성되므로 바렐이 필요없이 상기 렌즈 부(40")와 이미지 센서 부(10")의 하우징(16")은 서로 고정되는 것이다.

상기에서와 같이 본 발명에 의하면, 렌즈 바렐을 사용하지 않고서도 렌즈 부와 이미지 센서 부의 결합이 가능하므로 외형 크기의 축소가 가능하고 카메라 모듈의 소형화를 이루면서 재료비의 절감을 이룰 수 있다.

그리고, 렌즈 부와 이미지 센서 부의 조립 후에는 바렐을 사용하지 않음에 따른 그 누적 공차가 적어지게 되어 불량품의 발생을 최소화함으로써 양산 수율을 크게 증대시킬 수 있는 개선된 효과가 얻어지는 것이다.

또한 본 발명은 바렐의 사용 없이 상기 렌즈 부의 다수 개의 렌즈 중에서 어느 하나의 렌즈 리브가 확대되고, 그 내부에 다른 렌즈들이 배치되므로 렌즈 리브가 가이드 역활을 하게 되어 광축의 정렬이 정밀하게 이루어져서 광학적 성능이 우수한 고 품질의 카메라 모듈을 생산할 수 있는 효과가 얻어진다.

상기에서 본 발명은 특정한 실시 예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 이는 단지 예시적으로 본 발명을 설명하기 위하여 기재된 것이며, 본 발명을 이와 같은 특정 구조로 제한하려는 것은 아니다. 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.

Claims

디지탈 광학기기의 카메라 시스템에서 사용되는 카메라 모듈에 있어서,

다수의 렌즈들이 배치된 렌즈 부;

상기 렌즈 부에 결합되는 하우징을 갖추고, 상기 하우징의 내부에는 상기 렌즈 부를 통하여 입사된 광을 결상시키는 이미지 센서를 구비한 이미지 센서 부; 및

상기 렌즈 부의 어느 하나의 렌즈의 리브와 상기 하우징을 결합시키는 연결수단;을 포함하고,

상기 리브는 그 내부에 다른 렌즈들을 배치하는 것을 특징으로 하는 렌즈 조립 구조가 개선된 카메라 모듈.
제1항에 있어서, 상기 연결수단은 상기 리브에 형성된 숫나사부이고, 상기 하우징에 형성된 암나사부인 것을 특징으로 하는 렌즈 조립 구조가 개선된 카메라 모듈.
제1항에 있어서, 상기 연결수단은 상기 리브의 외경과 상기 하우징의 내경이 동일하게 이루어진 습동 결합(Sliding Fitting) 구조임을 특징으로 하는 렌즈 조립 구조가 개선된 카메라 모듈.