KR20150034523A - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이미지 센서가 실장된 회로기판과, 상기 이미지 센서를 커버하는 홀더와, 상기 홀더 내에 배치되고 내부에 관통홀이 형성된 서브 배럴, 및 상기 서브 배럴에 삽입되는 렌즈 배럴을 포함하는 카메라 모듈을 개시한다.

Description

카메라 모듈{Camera module}

본 발명은 렌즈의 초점과 광축 조절이 가능한 카메라 모듈에 관한 것이다.

카메라 모듈은 렌즈를 포함한 광학계에 의해 결상된 광 이미지를 씨모스(CMOS, complementary metal-oxide semiconductor)와 같은 이미지 센서에 의해 전기신호로 변환하는 장치이다. 변환된 전기신호는 영상 처리를 거쳐 정지영상이나 동영상으로 출력된다.

최근에는 소비자가 요구하는 카메라의 기능적 요소가 점점 높아짐에 따라 오토포커스(A/F) 기능이나 줌(ZOOM) 기능이 적용된 카메라 모듈이 개발되고 있으나, 스테레오 카메라 또는 어레이 렌즈 등에는 초점이 고정된 카메라 모듈이 적용된다.

초점이 고정된 카메라 모듈은 렌즈 배럴과 홀더의 회전 결합에 의해 렌즈의 초점 거리와 광축이 조절되므로 정확한 초점을 맞추기가 어려운 문제가 있다.

본 발명은 렌즈의 초점과 광축이 조절된 카메라 모듈을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 이미지 센서가 실장된 회로기판; 상기 이미지 센서를 커버하는 홀더; 상기 홀더 내에 배치되고, 내부에 관통홀이 형성된 서브 배럴; 및 상기 서브 배럴에 삽입되는 렌즈 배럴;을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에서, 상기 서브 배럴은 상기 이미지 센서에 인접한 일측, 및 상기 일측과 마주보는 타측을 포함하며, 상기 타측의 관통홀 직경은 상기 렌즈 배럴의 삽입부 직경보다 크고, 상기 일측의 관통홀 직경은 상기 삽입부의 직경보다 작게 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에서, 상기 렌즈 배럴의 삽입부 끝단에는 제1곡률부가 형성되고, 상기 관통홀은 상기 제1곡률부와 접촉되는 부분에 제2곡률부가 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에서, 상기 서브 배럴과 홀더 사이에는 접착제가 개재되고, 상기 렌즈 배럴과 서브 배럴 사이에는 접착제가 개재된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에서, 상기 홀더와 서브 배럴은 두께 방향으로 복수의 삽입홀이 형성된다.

본 발명에 따르면 카메라 모듈 조립시 렌즈의 초점거리와 광축이 조절되어 선명한 영상을 얻을 수 있다.

또한, 렌즈의 초점과 광축 조절시 별도의 얼라인 장비 없이 보정이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개념도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 배럴과 렌즈 배럴의 결합 관계를 보여주는 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 배럴의 광축이 조절된 상태를 보여주는 도면이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈을 포함하는 스테레오 카메라의 개념도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 발명에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한 본 발명에서 첨부된 도면은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소하여 도시된 것으로 이해되어야 한다.

이제 본 발명에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈은, 이미지 센서가 실장된 회로기판과, 상기 이미지 센서를 커버하는 홀더와, 내부에 관통홀이 형성된 서브 배럴, 및 서브 배럴에 삽입되는 렌즈 배럴을 포함한다.

홀더(30)는 회로기판(50)에 실장된 이미지 센서(60)를 커버하도록 내부에 수용 공간이 형성된다. 또한, 홀더(30)는 외부에서 입사된 광이 이미지 센서(60)에 수광될 수 있도록 내부에 개구부(31)가 형성된다. 개구부(31)의 끝단에는 적외선 필터(40)가 부착될 수 있다.

서브 배럴(20)은 홀더(30)의 개구부(31)에 삽입된다. 서브 배럴(20)은 원통형 형상으로 제작되고 내부에는 렌즈 배럴(10)이 삽입되는 관통홀(21)이 형성된다. 서브 배럴(20)의 외주면과 홀더(30)의 개구부(31) 내주면에는 나사산이 형성되어 서브 배럴(20)은 회전에 의해 홀더(30)의 개구부(31)에 삽입될 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것으로서 서브 배럴(20)이 원하는 위치까지 삽입될 수 있는 구성이라면 특별히 제한되지 않는다.

본 발명에 따르면, 서브 배럴(20)에 렌즈 배럴(10)이 삽입되기 때문에 서브 배럴(20)이 홀더(30)의 개구부(31)에 삽입되는 깊이에 따라 이미지 센서(60)와 렌즈의 거리가 조절된다. 따라서, 서브 배럴(20)의 삽입 깊이를 조절함으로써 렌즈의 초점 거리를 조절할 수 있다.

렌즈 배럴(10)은 서브 배럴(20)의 관통홀에 삽입된다. 렌즈 배럴(10)은 내측에 복수의 렌즈(도시되지 않음)가 구비된다. 렌즈 배럴(10)에는 오목 또는 볼록 형상의 렌즈가 다수 적층될 수 있다. 렌즈의 형상과 종류에는 제한이 없다.

전술한 바와 같이 서브 배럴(20)의 삽입 깊이에 따라 렌즈의 초점이 조절되므로, 렌즈 배럴(10)이 서브 배럴(20)에 삽입된 상태에서 초점이 맞지 않으면 다시 서브 배럴(20)의 삽입 위치를 조절하여 렌즈의 초점 거리를 조절할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 배럴(20)과 렌즈 배럴(10)의 결합 관계를 보여주는 도면이다.

도 3을 참고하면, 렌즈 배럴(10)의 외주면에는 길이방향으로 돌기(12)가 형성되고 서브 배럴(20)의 내주면에는 돌기(12)가 삽입될 수 있는 장홈(24)이 형성될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 서브 배럴(20)의 장홈(24)에 렌즈 배럴(10)의 돌기(12)를 삽입한 후 렌즈 배럴(10)을 회전시키면, 서브 배럴(20)이 홀더(30)에 나사 결합되면서 렌즈와 이미지 센서(60)의 거리가 조절되므로 용이하게 렌즈의 초점을 조절할 수 있다.

이때, 후술하는 바와 같이 렌즈 배럴(10)의 광축 조절이 가능하도록, 돌기(12)와 장홈(24) 사이에 유격(gap)이 형성될 수 있다.

다시 도 1과 도 2를 참고하면, 렌즈 배럴(10)의 초점이 조절되면 홀더(30)와 서브 배럴(20)은 고정된다. 이때, 홀더(30)와 서브 배럴(20) 사이에 접착제(A1)를 주입하여 고정할 수 있다. 일 예로, 홀더(30)에는 두께 방향으로 형성된 제1삽입홀(33b)에 접착제를 주입하여 홀더(30)과 서브 배럴(20)을 접합할 수 있다.

렌즈 배럴(10)은 서브 배럴(20)에 삽입된 상태에서 회동 가능하게 제작된다. 구체적으로 서브 배럴(20)은 이미지 센서(60)에 인접한 일측(20b), 및 일측(20b)과 마주보는 타측(20a)을 갖고 일측의 관통홀 직경(D3)과 타측의 관통홀 직경(D2)이 상이하게 제작된다.

일측의 관통홀 직경(D3)은 삽입부(11)의 직경(D1)보다 작게 형성되어 렌즈 배럴(10)을 지지한다. 구체적으로 관통홀(21)의 직경은 이미지 센서(60) 측으로 갈수록 좁아지게 형성될 수 있다.

또한, 타측의 관통홀 직경(D2)은 렌즈 배럴(10)의 삽입부(11) 직경(D1) 보다 크게 제작된다. 즉, 관통홀(21)과 렌즈 배럴(10) 사이의 유격(gap)에 의해 렌즈 배럴(10)이 서브 배럴(20)에 삽입된 상태에서 사방으로 회동이 가능해진다.

또한, 렌즈 배럴(10)은 이미지 센서(60)와 마주보는 일측(11a)에 제1곡률부(R1)가 형성되고, 관통홀(21)은 제1곡률부(R1)와 접촉되는 부분에 제2곡률부(R2)가 형성된다. 따라서, 렌즈 배럴(10)이 회동된 상태를 유지할 수 있다. 도 4를 참조하면 조절된 렌즈의 광축(L2)은 법선(L1)과 소정의 각도(θ)를 가질 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 렌즈 배럴(10)은 서브 배럴(20)에 삽입된 상태에서 회동시켜 광축을 맞추는 것이 가능해진다.

광축 조절이 완료되면 렌즈 배럴(10)과 서브 배럴(20)을 고정시킨다. 다시 도 1을 참조하면 렌즈 배럴(10)과 서브 배럴(20) 사이에 접착제(A2)를 개재하여 고정할 수 있다. 이때, 홀더(30)의 두께 방향으로 형성된 제2삽입홀(33a)과 서브 배럴(20)에 형성된 제3삽입홀(23)을 일치시키면 서브 배럴(20)과 렌즈 배럴(10) 사이의 공간에 접착제를 주입할 수 있다.

그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 초점 거리와 광축을 맞춘 상태에서 렌즈 배럴(10)과 서브 배럴(20)을 고정시킬 수 있는 구조라면 제한 없이 적용될 수 있다.

예를 들면, 홀더(30)에 형성된 제2삽입홀(33a)의 개수를 제3삽입홀(23)보다 많게 제작함으로써, 제2삽입홀(33a)과 제3삽입홀(23)이 일치되는 부분은 렌즈 배럴(10)과 서브 배럴(20) 사이에 접착제를 주입하고, 나머지 제2삽입홀(33a)만이 있는 부분은 홀더(30)와 서브 배럴(20) 사이에 접착제를 주입할 수도 있는 것이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈을 포함하는 스테레오 카메라의 개념도이다.

도 5를 참조하면, 회로 기판(110)상에 2대 이상의 카메라 모듈(120, 130)이 이격 배치된다. 따라서, 2대 이상의 카메라 모듈(120, 130)이 각각 다른 위치에서 영상을 획득하고 이를 합성함으로써 입체 영상을 구현할 수 있다.

이때, 각각의 카메라 모듈(120, 130)은 전술한 구조와 동일하게 제작되어 각 카메라 모듈의 초점 거리와 광축이 조절될 수 있다. 이외에도 어레이 렌즈를 포함하는 카메라 모듈에도 적용될 수 있다.

10: 렌즈 배럴
20: 서브 배럴
30: 홀더
60: 이미지 센서

Claims (7)

1. 이미지 센서가 실장된 회로기판;
   상기 이미지 센서를 커버하는 홀더;
   상기 홀더 내에 배치되고, 내부에 관통홀이 형성된 서브 배럴; 및
   상기 서브 배럴에 삽입되는 렌즈 배럴;을 포함하는, 카메라 모듈.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 서브 배럴은 상기 이미지 센서에 인접한 일측, 및 상기 일측과 마주보는 타측을 포함하며,
   상기 타측의 관통홀 직경은 상기 렌즈 배럴의 삽입부 직경보다 크고, 상기 일측의 관통홀 직경은 상기 삽입부의 직경보다 작은, 카메라 모듈.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 렌즈 배럴의 삽입부 끝단에는 제1곡률부가 형성되고, 상기 관통홀은 상기 제1곡률부와 접촉되는 부분에 제2곡률부가 형성된, 카메라 모듈.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 서브 배럴과 홀더 사이에는 접착제가 개재되고, 상기 렌즈 배럴과 서브 배럴 사이에는 접착제가 개재된, 카메라 모듈.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 홀더와 서브 배럴은 두께 방향으로 복수의 삽입홀이 형성된, 카메라 모듈.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 서브 배럴과 상기 홀더는 나사결합된, 카메라 모듈.
   
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 카메라 모듈을 포함하는, 입체 영상 촬상 장치.

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