KR20140146980A - 렌즈 모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 모듈은 다수의 렌즈; 및 다수의 상기 렌즈 사이에 배치되고, 다수의 상기 렌즈를 통해 입사되는 빛이 통과되도록 차광홀이 각각 형성되는 다수의 간격 유지 부재;를 포함하며, 각각의 상기 차광홀의 크기는 광축 방향 하측으로 갈수록 증가하고, 다수의 상기 차광홀 중 적어도 하나가 사각형 형상으로 구비될 수 있다.

Description

렌즈 모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈{Lens module and camera module including the same}
본 발명은 렌즈 모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것이다.
일반적으로 휴대폰, PDA, 휴대용 PC 등과 같은 휴대 통신단말기는 최근 문자 또는 음성 데이터를 전송하는 것뿐만 아니라 화상 데이터 전송까지 수행하는 것이 일반화되어 가고 있다.
이러한 추세에 부응하여 화상 데이터 전송이나 화상 채팅 등을 할 수 있기 위해서 최근에 휴대 통신단말기에 카메라 모듈이 기본적으로 설치되고 있다.
이러한 카메라 모듈에는 적어도 하나의 렌즈가 적층되어 구비되며, 이러한 렌즈를 통과한 빛은 이미지 센서에 집광되어 기기 내의 메모리상에 데이터로 저장될 수 있다.
그러나, 외부 광은 렌즈를 통과하면서 굴절되므로, 렌즈를 통과한 빛이 이미지 센서에 직접 집광되지 않고 이미지 센서 주위의 전자부품에 도달하여 반사됨으로써 이미지 센서에 유입될 수 있다.
또한, 렌즈를 통과한 빛이 카메라 모듈의 내부벽 등에 난반사되어 이미지 센서에 유입될 수 있다.
이러한 경우 빛 번짐 등의 플레어(Flare) 현상이 발생하여 화질에 악영향을 미칠 수 있으므로, 카메라 모듈의 내부에서 난반사된 빛이 이미지 센서에 유입되는 것을 방지할 필요가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은 렌즈를 통과한 빛이 카메라 모듈의 내부에서 난반사되는 현상을 방지하고, 불필요한 빛이 이미지 센서에 유입되는 것을 방지할 수 있는 렌즈 모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 모듈은 다수의 렌즈; 및 다수의 상기 렌즈 사이에 배치되고, 다수의 상기 렌즈를 통해 입사되는 빛이 통과되도록 차광홀이 각각 형성되는 다수의 간격 유지 부재;를 포함하며, 각각의 상기 차광홀의 크기는 광축 방향 하측으로 갈수록 증가하고, 다수의 상기 차광홀 중 적어도 하나가 사각형 형상으로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 모듈의 사각형 형상의 상기 차광홀은 다수의 상기 렌즈를 통해 입사되는 빛 중에서 이미지 센서의 주위로 입사되는 빛을 차단할 수 있는 크기로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 모듈의 사각형 형상의 상기 차광홀의 크기는 다수의 상기 렌즈를 통해 입사되는 빛 중에서 이미지 센서로 입사되는 빛의 경로와 간섭되지 않는 범위에서 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 모듈의 사각형 형상의 상기 차광홀은 이미지 센서의 유효픽셀 이외의 부분으로 빛이 입사되는 것을 방지할 수 있는 크기로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 모듈의 다수의 상기 렌즈는 렌즈 기능부 및 상기 렌즈 기능부의 가장자리에 형성되어 다수의 상기 간격 유지 부재와 접촉하는 플랜지부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 모듈의 상기 플랜지부에는 차광 물질이 코팅되거나 차광 필름이 부착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 모듈의 상기 간격 유지 부재는 불투명 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 모듈은 다수의 렌즈; 및 다수의 상기 렌즈 사이에 배치되고, 다수의 상기 렌즈를 통과하는 광량을 조절하도록 각각 차광홀이 형성되는 다수의 간격 유지 부재;를 포함하며, 다수의 상기 간격 유지 부재에 형성되는 상기 차광홀 중 적어도 하나가 사각형 형상으로 구비되고, 사각형 형상의 상기 차광홀의 각 변의 길이의 비율은 이미지 센서의 각 변의 길이의 비율과 대응될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 모듈의 각각의 상기 차광홀이 모두 사각형 형상으로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 모듈의 다수의 상기 차광홀 중 이미지 센서에 가장 가깝게 배치되는 차광홀만이 사각형 형상으로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 모듈의 사각형 형상의 상기 차광홀은 다수의 상기 렌즈를 통해 입사되는 빛 중에서 이미지 센서의 주위로 입사되는 빛을 차단할 수 있는 크기로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 모듈의 사각형 형상의 상기 차광홀의 크기는 다수의 상기 렌즈를 통해 입사되는 빛 중에서 이미지 센서로 입사되는 빛의 경로와 간섭되지 않는 범위에서 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 모듈의 사각형 형상의 상기 차광홀은 이미지 센서의 유효픽셀 이외의 부분으로 빛이 입사되는 것을 방지할 수 있는 크기로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 모듈의 다수의 상기 차광홀 중 이미지 센서에 가장 가깝게 배치되는 차광홀의 내벽은 경사면으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 모듈의 다수의 상기 차광홀 중 이미지 센서에 가장 가깝게 배치되는 차광홀은 광축 방향 하측으로 갈수록 직경이 증가하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 광축을 따라 배치되는 적어도 하나의 렌즈를 구비하는 렌즈 배럴; 및 상기 렌즈 배럴의 하측에 배치되는 이미지 센서;를 포함하며, 상기 렌즈 배럴에는 외부광이 입사되도록 개구되는 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀은 상기 이미지 센서의 형상과 대응되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 상기 관통홀은 상기 이미지 센서의 사각형 형상과 대응되도록 사각형 형상으로 형성되는 카메라 모듈.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 상기 관통홀의 각 변의 길이의 비율은 상기 이미지 센서의 각 변의 길이의 비율과 대응될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 상기 관통홀은 상기 이미지 센서의 주위로 입사되는 외부광을 차단할 수 있는 크기로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 상기 관통홀의 크기는 상기 이미지 센서로 입사되는 외부광의 경로와 간섭되지 않는 범위에서 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 상기 관통홀은 상기 이미지 센서의 유효픽셀 이외의 부분으로 빛이 입사되는 것을 방지할 수 있는 크기로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 의하면, 렌즈를 통과한 빛이 카메라 모듈의 내부에서 난반사되는 현상을 방지할 수 있고, 불필요한 빛이 이미지 센서에 유입되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에 제공되는 렌즈 배럴과 렌즈 모듈의 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에 제공되는 제1 간격 유지 부재의 사시도.
도 5a 및 도 5b는 차광홀이 원형일 경우에 간격 유지 부재와 이미지 센서를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에 제공되는 간격 유지 부재와 이미지 센서의 사시도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에서 불필요한 빛이 차단되는 과정을 설명한 개략 단면도.
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 또는 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상의 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 카메라 모듈의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈 배럴(30), 하우징(50), 케이스(10), 적외선 필터(60), 이미지 센서(71) 및 인쇄회로기판(70)을 포함할 수 있다.
우선, 방향에 대한 용어를 정의하면, 광축 방향은 상기 렌즈 배럴(30)을 기준으로 상하 방향을 의미하고, 수평 방향은 상기 광축 방향에 수직인 방향을 의미할 수 있다.
렌즈 배럴(30)은 피사체를 촬상하는 다수의 렌즈가 내부에 수용될 수 있도록 중공의 원통 형상일 수 있으며, 다수의 상기 렌즈는 광축을 따라 상기 렌즈 배럴(30)에 구비될 수 있다.
다수의 상기 렌즈 사이에는 상기 렌즈 사이의 간격을 유지시키는 간격 유지 부재가 구비될 수 있으며, 다수의 상기 렌즈는 상기 간격 유지 부재와 함께 렌즈 모듈(20)을 구성할 수 있다.
다수의 상기 렌즈는 상기 렌즈 모듈(20)의 설계에 따라 필요한 수만큼 적층될 수 있으며, 각각의 상기 렌즈는 동일하거나 상이한 굴절률 등의 광학적 특성을 가질 수 있다.
상기 렌즈 모듈(20)에 대하여는 도 2 및 도 3을 참조로 자세히 후술하기로 한다.
상기 렌즈 배럴(30)은 하우징(50)과 결합할 수 있으며, 구체적으로 상기 하우징(50)의 내부에 상기 렌즈 배럴(30)이 배치될 수 있다.
여기서, 상기 렌즈 배럴(30)은 오토 포커싱을 위하여 광축 방향으로 이동할 수 있다.
상기 렌즈 배럴(30)을 광축 방향으로 이동시키기 위하여 상기 하우징(50)의 내부에는 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor)를 포함하는 액추에이터(미도시)가 구비될 수 있다.
상기 액추에이터(미도시)는 코일(미도시), 마그네트(미도시) 및 요크(미도시)를 포함할 수 있으며, 상기 코일(미도시)은 인접하는 상기 마그네트(미도시)와의 인력 및 척력에 의하여 상기 렌즈 배럴(30)을 광축 방향으로 이동시킬 수 있다.
상기 마그네트(미도시)는 일정한 자기장을 형성하며 상기 코일(미도시)에 전원이 인가되면, 상기 마그네트(미도시)와 상기 코일(미도시) 사이의 전자기적 영향력에 의한 구동력이 발생하고 상기 구동력에 의해 상기 렌즈 배럴(30)을 광축 방향으로 이동시킬 수 있다.
그러나, 상기 렌즈 배럴(30)의 이송 수단이 보이스 코일 모터(VCM)를 포함하는 액추에이터로 한정되는 것은 아니며, 기계적 구동 방식이나 압전 소자(Piezo)를 이용한 압전 구동 방식 등 다양한 방식이 채용될 수 있다.
상기한 바와 같은 동작에 의해 상기 렌즈 배럴(30)을 이동시킴으로써 자동초점조절 또는 줌 기능을 수행할 수 있게 된다.
케이스(10)는 상기 하우징(50)의 외부면을 감싸도록 상기 하우징(50)과 결합할 수 있으며, 상기 케이스(10)는 카메라 모듈의 구동 중에 발생되는 전자파를 차폐하는 기능을 할 수 있다.
즉, 카메라 모듈은 구동시에 전자파가 발생되고, 이와 같은 전자파가 외부로 방출되는 경우에는 다른 전자부품에 영향을 미쳐 통신 장애나 오작동을 유발시킬 수 있게 된다.
따라서, 전자파가 외부로 방출되는 것을 차단하기 위하여 상기 케이스(10)가 상기 하우징(50)과 결합할 수 있다.
이때, 상기 케이스(10)는 인쇄회로기판(70)에 구비되는 접지패드(미도시)에 접지될 수 있으며, 이에 따라 전자파를 차폐할 수 있다.
상기 케이스(10)는 외부 광이 상기 렌즈 배럴(30)을 통해 입사될 수 있도록 상부에 관통공이 형성될 수 있으며, 상기 관통공을 통해 입사된 외부 광은 상기 렌즈를 통하여 이미지 센서(71)에 수광될 수 있다.
CCD 또는 CMOS와 같은 이미지 센서(71)는 와이어 본딩을 통해 인쇄회로기판(70)에 장착될 수 있으며, 상기 인쇄회로기판(70)은 상기 하우징(50)의 하부에 결합될 수 있다.
피사체의 이미지를 상기 이미지 센서(71)에 집광시켜 기기 내의 메모리상에 데이터로 저장시킬 수 있으며, 저장된 데이터는 기기 내의 디스플레이 매체를 통하여 영상으로 디스플레이될 수 있다.
여기서, 상기 렌즈 배럴(30)과 상기 이미지 센서(71) 사이에는 적외선 필터(IR Filter, 60)가 배치될 수 있다.
즉, 상기 적외선 필터(60)는 상기 렌즈 배럴(30)의 하측에 배치될 수 있다.
상기 렌즈를 통과한 외부 광은 상기 적외선 필터(60)를 통과하면서 적외선이 차단될 수 있으며, 따라서 적외선이 상기 이미지 센서(71)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
상기 적외선 필터(60)는 글래스 재질로 제공되며, 적외선 영역의 빛을 차단하기 위하여 표면에 굴절률이 다른 여러 물질을 증착하여 제조될 수 있다.
상기 적외선 필터(60)는 상기 하우징(50)의 내부면에 본딩 접착될 수 있다. 즉, 상기 적외선 필터(60)와 상기 하우징(50)은 UV 접착제(미도시)를 매개로 접착될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에 제공되는 렌즈 배럴과 렌즈 모듈의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에 제공되는 렌즈 모듈(20)에 관하여 설명한다.
렌즈 모듈(20)은 다수의 렌즈와 다수의 상기 렌즈 사이에 배치되는 다수의 간격 유지 부재를 포함할 수 있다. 즉, 상기 렌즈 모듈(20)은 제1 렌즈(21), 제2 렌즈(23), 제3 렌즈(25), 제4 렌즈(27), 제5 렌즈(29) 및 상기 제1 렌즈(21) 내지 제5 렌즈(29) 사이에 각각 배치되는 간격 유지 부재(22, 24, 26, 28)를 포함할 수 있다.
도면에서는 5개의 렌즈가 도시되었으나, 구현하고자하는 해상도에 따라 그 이하의 렌즈로 구성되거나 그 이상의 렌즈를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 렌즈(21) 내지 상기 제5 렌즈(29)는 유리, 글라스 몰딩, 열경화성 수지, 열가소성 수지 또는 플라스틱 재질로 제작될 수 있다.
상기 제1 렌즈(21) 내지 상기 제5 렌즈(29)는 전체적으로 정의 굴절력 또는 음의 굴절력을 가질 수 있다. 부연 설명하면, 상기 제1 렌즈(21) 내지 상기 제5 렌즈(29)의 굴절력은 각각 다를 수 있다.
상기 제1 렌즈(21)는 상기 렌즈 배럴(30)의 내부에 배치될 수 있으며, 상기 렌즈 배럴(30)에서 피사체와 가장 가깝게 배치되는 렌즈일 수 있다.
상기 제1 렌즈(21) 내지 상기 제5 렌즈(29)는 순차적으로 적층되어 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 제2 렌즈(23)는 상기 제1 렌즈(21)보다 광축 방향 하측에 배치될 수 있으며, 상기 제5 렌즈(29)는 상기 이미지 센서(71)에 가장 가깝게 배치되는 렌즈일 수 있다.
상기 제1 렌즈(21) 내지 상기 제5 렌즈(29)는 렌즈 기능부(21a, 23a, 25a, 27a, 29a)와 플랜지부(21b, 23b, 25b, 27b, 29b)를 포함할 수 있다.
상기 렌즈 기능부(21a, 23a, 25a, 27a, 29a)는 피사체로부터 반사된 입사광을 실질적으로 굴절시킬 수 있다. 이를 위해 상기 렌즈 기능부(21a, 23a, 25a, 27a, 29a)는 오목, 볼록 또는 매니스커스 형상을 가질 수 있다.
상기 플랜지부(21b, 23b, 25b, 27b, 29b)는 상기 렌즈 기능부(21a, 23a, 25a, 27a, 29a)의 가장자리에 형성될 수 있으며, 상기 플랜지부(21b, 23b, 25b, 27b, 29b)는 상기 렌즈 배럴(30), 상기 간격 유지 부재(22, 24, 26, 28) 또는 다른 렌즈와의 접촉이 이루어지는 부분일 수 있다.
아울러, 상기 플랜지부(21b, 23b, 25b, 27b, 29b)에는 상기 플랜지부(21b, 23b, 25b, 27b, 29b)를 통해 불필요한 광이 투과되는 것을 방지할 수 있도록 차광 물질이 코팅되거나 차광 필름이 부착될 수 있다.
한편, 상기 제1 렌즈(21) 내지 제5 렌즈(29) 사이에는 각각 간격 유지 부재(22, 24, 26, 28)가 배치될 수 있다.
여기서, 상기 제1 렌즈(21)와 상기 제2 렌즈(23) 사이에는 제1 간격 유지 부재(22)가 배치되고, 상기 제2 렌즈(23)와 상기 제3 렌즈(25) 사이에는 제2 간격 유지 부재(24)가 배치되며, 상기 제3 렌즈(25)와 상기 제4 렌즈(27) 사이에는 제3 간격 유지 부재(26)가 배치되고, 상기 제4 렌즈(27)와 상기 제5 렌즈(29) 사이에는 제4 간격 유지 부재(28)가 배치될 수 있다.
또한, 상기 제5 렌즈(29)의 하측에는 선택적으로 압입링(40)이 배치될 수 있다.
상기 압입링(40)은 상기 제1 렌즈(21) 내지 상기 제5 렌즈(29)를 상기 렌즈 배럴(30)의 내부에 고정시키는 역할을 할 수 있다.
상기 제1 렌즈(21) 내지 상기 제5 렌즈(29)의 플랜지부(21b, 23b, 25b, 27b, 29b)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1 간격 유지 부재(22) 내지 상기 제4 간격 유지 부재(28)를 매개로 서로 접촉할 수 있다.
상기 제1 간격 유지 부재(22) 내지 상기 제4 간격 유지 부재(28)는 각각 상기 제1 렌즈(21) 내지 상기 제5 렌즈(29) 사이에 배치되어, 상기 제1 렌즈(21) 내지 상기 제5 렌즈(29) 사이의 거리를 소정 간격만큼 유지시키도록 할 수 있다.
또한, 상기 렌즈 기능부(21a, 23a, 25a, 27a, 29a)의 외곽(즉, 플랜지부(21b, 23b, 25b, 27b, 29b))을 통과하는 광을 차단하기 위하여 상기 제1 간격 유지 부재(22) 내지 상기 제4 간격 유지 부재(28)는 불투명 재질로 이루어지거나 차광 물질이 코팅될 수 있다.
상기 제1 간격 유지 부재(22) 내지 상기 제4 간격 유지 부재(28)는 비철금속으로 제작될 수 있다. 예를 들어, 구리 또는 알루미늄 재질로 제작될 수 있다.
이 경우, 간격 유지 부재(22, 24, 26, 28)의 성형이 용이할 뿐만 아니라 생산단가를 낮출 수 있는 장점이 있다.
상기 제1 간격 유지 부재(22) 내지 상기 제4 간격 유지 부재(28)는 상기 제1 렌즈(21) 내지 상기 제5 렌즈(29) 사이에 배치되어, 상기 제1 렌즈(21) 내지 상기 제5 렌즈(29)를 통과하는 광량을 조절할 수 있다.
즉, 상기 제1 간격 유지 부재(22) 내지 상기 제4 간격 유지 부재(28)에는 각각의 상기 간격 유지 부재(22, 24, 26, 28)를 광축 방향으로 관통하는 차광홀(22a, 24a, 26a, 28a)이 형성될 수 있으며, 다수의 상기 렌즈를 통해 입사되는 빛이 상기 차광홀(22a, 24a, 26a, 28a)을 통과할 수 있다.
여기서, 각각의 상기 간격 유지 부재(22, 24, 26, 28)에 형성되는 상기 차광홀(22a, 24a, 26a, 28a)을 광축 방향 상측에서부터 순서대로 제1 차광홀(22a), 제2 차광홀(24a), 제3 차광홀(26a), 제4 차광홀(28a)이라고 할 수 있다.
상기 제1 차광홀(22a) 내지 상기 제4 차광홀(28a)의 크기는 상기 제1 렌즈(21) 내지 상기 제5 렌즈(29)의 굴절력에 따라 결정되어질 수 있으며, 상기 제1 렌즈(21) 내지 상기 제5 렌즈(29)를 통과한 광이 상기 이미지 센서(71)에 입사될 수 있을 정도로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 각각의 상기 차광홀(22a, 24a, 26a, 28a)의 크기는 광축 방향 하측으로 갈수록 증가할 수 있다. 이는 외부 광이 다수의 상기 렌즈를 통과하면서 넓게 퍼질 수 있기 때문에 상기 이미지 센서(71)에 입사되는 상기 외부 광의 광로를 방해하지 않기 위함이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에 제공되는 제1 간격 유지 부재의 사시도이다.
또한, 도 5a 및 도 5b는 차광홀이 원형일 경우에 간격 유지 부재와 이미지 센서를 도시한 사시도이다.
또한, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에 제공되는 간격 유지 부재와 이미지 센서의 사시도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에 제공되는 간격 유지 부재(22, 24, 26, 28)를 설명한다.
상기 제1 간격 유지 부재(22) 내지 상기 제4 간격 유지 부재(28)에는 각각 불필요한 빛을 차단할 수 있도록 제1 차광홀(22a) 내지 제4 차광홀(28a)이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 불필요한 빛은 다수의 상기 렌즈를 통과하는 외부 광 중에서 상기 이미지 센서(71)에 입사되는 빛을 제외한 나머지 빛을 의미할 수 있으며, 구체적으로, 상기 이미지 센서(71) 주위의 전자 부품이나 리드 와이어 등에 입사되어 반사되는 빛을 의미할 수 있고, 상기 이미지 센서(71)에 입사되는 빛 중에서도 상기 이미지 센서(71)의 유효픽셀(Effective pixels, 실제로 화면에 사용하는 부분의 픽셀) 이외의 부분으로 입사되는 빛을 통칭하는 의미일 수 있다.
여기서, 상기 제1 차광홀(22a) 내지 상기 제4 차광홀(28a)은 그 평면이 사각형 등의 다각형 형상일 수 있다.
상기 이미지 센서(71)는 사각형 형상인 것이 보통이므로 상기 제1 차광홀(22a) 내지 상기 제4 차광홀(28a)이 원형으로 구비되는 경우에는, 상기 제1 차광홀(22a) 내지 상기 제4 차광홀(28a)을 통과한 외부 광이 상기 이미지 센서(71) 주위의 전자 부품에 난반사되어 상기 이미지 센서(71)에 도달하거나, 상기 이미지 센서(71)의 유효픽셀 이외의 부분에 입사됨으로써, 플레어 현상 등이 발생할 우려가 있다.
즉, 도 5a에 도시된 바와 같이 차광홀(H)이 원형일 경우에 원형의 차광홀(H)을 통과한 외부 광은 사각형 형상의 이미지 센서(I) 주위의 전자부품에 도달하여 난반사되는 현상이 발생할 수 있다.
또한, 도 5b에 도시된 바와 같이 외부 광이 이미지 센서(I) 주위의 전자부품에 입사되지 않도록 차광홀(H)의 직경을 축소시킬 경우에는 이미지 센서(I)에 입사되는 광량이 충분치 않게 된다.
즉, 원형의 차광홀(H)을 통과하는 외부 광은 이미지 센서(I)에 원형으로 퍼져서 입사하게 되는데, 여기서 이미지 센서(I)는 사각형인 것이 보통이므로, 원형으로 입사되는 외부 광은 사각형의 이미지 센서(I)의 유효픽셀에 맞도록 입사되기 어렵다.
그러나, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에서는 상기 제1 차광홀(22a) 내지 상기 제4 차광홀(28a)을 상기 이미지 센서(71)의 형상과 대응되는 사각형 등의 다각형 형상으로 구현함으로써, 상기 이미지 센서(71) 주위로 불필요한 빛이 입사되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 다수의 상기 차광홀(22a, 24a, 26a, 28a)을 사각형 형상으로 구현할 경우에는 상기 차광홀(22a, 24a, 26a, 28a)을 통과한 외부 광도 사각형 형상으로 퍼져서 입사하게 되며, 따라서 외부 광은 사각형 형상의 이미지 센서(71)의 유효픽셀 내에만 입사될 수 있는 것이다.
다시 말하면, 사각형 형상의 다수의 상기 차광홀(22a, 24a, 26a, 28a)의 크기를 적절히 조절하면, 다수의 상기 차광홀(22a, 24a, 26a, 28a)을 통과한 외부 광은 사각형 형상의 상기 이미지 센서(71)의 유효픽셀 내에만 입사될 수 있다.
이를 위하여, 사각형 형상의 상기 차광홀(22a, 24a, 26a, 28a)의 각 변의 길이의 비율(y/x)은 상기 이미지 센서(71)의 각 변의 길이의 비율(y'/x')과 대응되도록 형성될 수 있다.
여기서, 사각형 형상의 상기 차광홀(22a, 24a, 26a, 28a)의 크기는 상기 이미지 센서(71)의 주위로 외부 광이 입사되는 것을 방지할 수 있는 범위에서 결정되어 질 수 있으며, 다수의 상기 렌즈를 통해 입사되는 외부 광 중에서 상기 이미지 센서(71)로 입사되는 빛의 경로와 간섭되지 않는 범위에서 형성될 수 있다.
또한, 사각형 형상의 상기 차광홀(22a, 24a, 26a, 28a)은 상기 이미지 센서(71)의 유효픽셀 이외의 부분으로 빛이 입사되는 것을 방지할 수 있는 크기로 형성될 수 있다.
다시말하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 모듈에서는 사각형 형상의 상기 차광홀(22a, 24a, 26a, 28a)의 크기를 조절하여, 다수의 상기 렌즈를 통과하는 외부 광 중에서 불필요한 빛을 차단하고 외부 광이 상기 이미지 센서(71)에만 입사되도록 할 수 있다.
한편, 도면에서는 상기 렌즈 모듈(20)에 5매의 렌즈가 제공되고, 각각의 렌즈(21, 23, 25, 27, 29) 사이에 4개의 간격 유지 부재(22, 24, 26, 28)를 배치하였으나, 렌즈 및 간격 유지 부재의 갯수에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도면에서는 상기 제1 차광홀(22a) 내지 상기 제4 차광홀(28a)을 모두 사각형 형상으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 다수의 간격 유지 부재 중에서 적어도 하나의 간격 유지 부재의 차광홀만을 사각형 형상으로 형성하는 것도 가능하다.
즉, 상기 제1 차광홀(22a) 내지 상기 제4 차광홀(28a) 중에서 하나 또는 그 이상의 차광홀을 사각형 형상으로 형성할 수 있고, 상기 제1 차광홀(22a) 내지 상기 제4 차광홀(28a) 모두를 사각형 형상으로 형성하는 것도 가능하며, 특히, 상기 이미지 센서(71)에 가장 가깝게 배치되는 상기 제4 차광홀(28a)만을 사각형 형상으로 형성할 수도 있다.
또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 외부 광이 입사되도록 개구되는 상기 렌즈 배럴(30)의 관통홀(31) 자체를 사각형 등의 다각형 형상으로 형성할 수도 있다.
즉, 상기 관통홀(31) 또는 상기 제1 차광홀(22a) 내지 상기 제4 차광홀(28a)의 크기와 형상은 상기 이미지 센서(71)의 크기와 형상에 대응되게 형성될 수 있다.
상기 관통홀(31)의 크기에 대한 구체적인 설명은 앞서 설명한 사각형 형상의 상기 차광홀의 크기에 대한 설명으로 대체한다.
상기 이미지 센서(71)가 사각형 형상인 경우에 상기 관통홀(31) 또는 상기 제1 차광홀(22a) 내지 상기 제4 차광홀(28a)도 사각형으로 형성될 수 있으며, 다른 형상인 경우에도 마찬가지로 서로 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에서 불필요한 빛이 차단되는 과정을 설명한 개략 단면도이다.
도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에 제공되는 제1 간격 유지 부재(22) 내지 제4 간격 유지 부재(28)에 의해 불필요한 빛이 차단되는 과정을 설명한다.
카메라 모듈에 입사된 외부 광은 상기 렌즈 배럴(30)에 구비되는 다수의 렌즈(21, 23, 25, 27, 29)를 통과하여 상기 적외선 필터(60)를 거쳐 이미지 센서(71)에 집광된다.
또한, 상기 이미지 센서(71)에 집광된 빛은 전기적인 신호로 변환되어 이미지를 구성하게 된다.
여기서, 다수의 렌즈(21, 23, 25, 27, 29)를 통과하면서 굴절된 빛이 상기 이미지 센서(71)에 집광되지 않고, 상기 이미지 센서(71) 주위의 전자부품에 난반사되거나 상기 하우징(50)의 내부벽 등에 난반사되어 상기 이미지 센서(71)에 도달할 수 있다.
이와 같이, 난반사된 빛이 상기 이미지 센서(71)에 집광될 경우에는 이미지의 열화 현상이나 플레어 현상이 발생하게 된다.
광학 기계의 내부에서 빛이 반사되거나 산란되는 경우에는 본래 관측하고자 하는 피사체의 상에 포개어져 질 수 있고, 이로 인하여 화질이 저하될 수 있다.
즉, 난반사되어 이미지 센서에 도달된 빛은 빛 번짐 등과 같은 플레어(Flare) 현상을 유발할 수 있으므로, 화질에 악영향을 줄 수 있다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에서는 상기 이미지 센서(71)에 직접 집광되는 빛 이외에 난반사되는 빛을 차단하기 위하여 상기 제1 간격 유지 부재(22) 내지 상기 제4 간격 유지 부재(28)에 형성되는 상기 제1 차광홀(22a) 내지 상기 제4 차광홀(28a)의 크기를 적절하게 형성하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 제1 차광홀(22a) 내지 상기 제4 차광홀(28a)에 의하여, 외부로부터 입사되는 빛 중에서 실제로 이미지 센서(71)에 직접 도달되는 빛을 제외한 나머지 불필요한 빛이 차단될 수 있다.
더욱이, 불필요한 빛을 차단하기 위한 별도의 구성이나 부품을 채용하지 않고도 상기 제1 차광홀(22a) 내지 상기 제4 차광홀(28a)의 크기만을 조절하여, 난반사로 인한 플레어 현상을 방지할 수 있다.
특히, 외부 광이 다수의 상기 렌즈(21, 23, 25, 27, 29)를 통과하는 과정에서 자연스럽게 불필요한 빛이 차단되는 효과가 있다.
다시 말하면, 렌즈 모듈을 통과한 빛이 난반사되는 것을 방지하기 위하여, 이미지 센서의 상측에 위치하는 적외선 필터의 일면에 별도의 구성을 부착하지 않더라도, 난반사된 빛이 이미지 센서에 입사되는 것을 방지할 수 있다.
더욱이, 본 발명의 일 실시예에 따르면 외부 광이 상기 렌즈 모듈(20)을 통과하면서 불필요한 빛이 차단되므로, 카메라 모듈의 내부에서 빛의 난반사 자체가 일어나지 않도록 할 수 있다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 이미지 센서(71)에 가장 가깝게 배치되는 상기 제4 차광홀(28a)의 내벽은 경사면으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제4 차광홀(28a)은 광축 방향 하측으로 갈수록 직경이 증가하도록 형성될 수 있다.
카메라 모듈에 입사된 외부 광은 다수의 상기 렌즈(21, 23, 25, 27, 29)를 통과하는 과정에서 넓게 퍼지게 되므로, 외부 광의 입사각에 따라 상기 제4 차광홀(28a)의 내벽은 외부 광의 진행 방향으로 경사지게 형성될 수 있다.
이때, 상기 차광홀(28a)의 내벽의 경사각은 불필요한 빛이 상기 이미지 센서(71)에 입사되지 않을 정도로 형성되는 것이 바람직하다.
이상의 실시예를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈를 통과한 빛이 카메라 모듈의 내부에서 난반사되는 현상을 방지할 수 있고, 불필요한 빛이 이미지 센서에 유입되는 것을 방지할 수 있다.
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: 케이스 20: 렌즈 모듈
21: 제1 렌즈 23: 제2 렌즈
25: 제3 렌즈 27: 제4 렌즈
29: 제5 렌즈 22: 제1 간격 유지 부재
24: 제2 간격 유지 부재 26: 제3 간격 유지 부재
28: 제4 간격 유지 부재 30: 렌즈 배럴
40: 압입링 50: 하우징
60: 적외선 필터 70: 인쇄회로기판
71: 이미지 센서

Claims (21)

  1. 다수의 렌즈; 및
    다수의 상기 렌즈 사이에 배치되고, 다수의 상기 렌즈를 통해 입사되는 빛이 통과되도록 차광홀이 각각 형성되는 다수의 간격 유지 부재;를 포함하며,
    각각의 상기 차광홀의 크기는 광축 방향 하측으로 갈수록 증가하고,
    다수의 상기 차광홀 중 적어도 하나가 사각형 형상으로 구비되는 렌즈 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    사각형 형상의 상기 차광홀은 다수의 상기 렌즈를 통해 입사되는 빛 중에서 이미지 센서의 주위로 입사되는 빛을 차단할 수 있는 크기로 형성되는 렌즈 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    사각형 형상의 상기 차광홀의 크기는 다수의 상기 렌즈를 통해 입사되는 빛 중에서 이미지 센서로 입사되는 빛의 경로와 간섭되지 않는 범위에서 형성되는 렌즈 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    사각형 형상의 상기 차광홀은 이미지 센서의 유효픽셀 이외의 부분으로 빛이 입사되는 것을 방지할 수 있는 크기로 형성되는 렌즈 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    다수의 상기 렌즈는 렌즈 기능부 및 상기 렌즈 기능부의 가장자리에 형성되어 다수의 상기 간격 유지 부재와 접촉하는 플랜지부를 포함하는 렌즈 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 플랜지부에는 차광 물질이 코팅되거나 차광 필름이 부착되는 렌즈 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 간격 유지 부재는 불투명 재질로 이루어지는 렌즈 모듈.
  8. 다수의 렌즈; 및
    다수의 상기 렌즈 사이에 배치되고, 다수의 상기 렌즈를 통과하는 광량을 조절하도록 각각 차광홀이 형성되는 다수의 간격 유지 부재;를 포함하며,
    다수의 상기 간격 유지 부재에 형성되는 상기 차광홀 중 적어도 하나가 사각형 형상으로 구비되고,
    사각형 형상의 상기 차광홀의 각 변의 길이의 비율은 이미지 센서의 각 변의 길이의 비율과 대응되는 렌즈 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    각각의 상기 차광홀이 모두 사각형 형상으로 구비되는 렌즈 모듈.
  10. 제8항에 있어서,
    다수의 상기 차광홀 중 이미지 센서에 가장 가깝게 배치되는 차광홀만이 사각형 형상으로 구비되는 렌즈 모듈.
  11. 제8항에 있어서,
    사각형 형상의 상기 차광홀은 다수의 상기 렌즈를 통해 입사되는 빛 중에서 이미지 센서의 주위로 입사되는 빛을 차단할 수 있는 크기로 형성되는 렌즈 모듈.
  12. 제8항에 있어서,
    사각형 형상의 상기 차광홀의 크기는 다수의 상기 렌즈를 통해 입사되는 빛 중에서 이미지 센서로 입사되는 빛의 경로와 간섭되지 않는 범위에서 형성되는 렌즈 모듈.
  13. 제8항에 있어서,
    사각형 형상의 상기 차광홀은 이미지 센서의 유효픽셀 이외의 부분으로 빛이 입사되는 것을 방지할 수 있는 크기로 형성되는 렌즈 모듈.
  14. 제8항에 있어서,
    다수의 상기 차광홀 중 이미지 센서에 가장 가깝게 배치되는 차광홀의 내벽은 경사면으로 형성되는 렌즈 모듈.
  15. 제8항에 있어서,
    다수의 상기 차광홀 중 이미지 센서에 가장 가깝게 배치되는 차광홀은 광축 방향 하측으로 갈수록 직경이 증가하도록 형성되는 렌즈 모듈.
  16. 광축을 따라 배치되는 적어도 하나의 렌즈를 구비하는 렌즈 배럴; 및
    상기 렌즈 배럴의 하측에 배치되는 이미지 센서;를 포함하며,
    상기 렌즈 배럴에는 외부광이 입사되도록 개구되는 관통홀이 형성되고,
    상기 관통홀은 상기 이미지 센서의 형상과 대응되도록 형성되는 카메라 모듈.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 관통홀은 상기 이미지 센서의 사각형 형상과 대응되도록 사각형 형상으로 형성되는 카메라 모듈.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 관통홀의 각 변의 길이의 비율은 상기 이미지 센서의 각 변의 길이의 비율과 대응되는 카메라 모듈.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 관통홀은 상기 이미지 센서의 주위로 입사되는 외부광을 차단할 수 있는 크기로 형성되는 카메라 모듈.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 관통홀의 크기는 상기 이미지 센서로 입사되는 외부광의 경로와 간섭되지 않는 범위에서 형성되는 카메라 모듈.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 관통홀은 상기 이미지 센서의 유효픽셀 이외의 부분으로 빛이 입사되는 것을 방지할 수 있는 크기로 형성되는 카메라 모듈.
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