(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
現在、移動通信端末機とPDA及びMP3プレーヤーなどのIT機器を始めとする自動車と内視鏡などの製作時、カメラモジュールが搭載されており、このようなカメラモジュールは既存の30万画素(VGA級)で技術の発達に従って高画素中心に発達すると共に、取付対象によって小型化及びスリム化が進行しており、低価格の製作コストでオートフォーカシング(AF)、光学ズーム(OPTICAL ZOOM)などの多様な付加機能が具現可能に変化されている。
【0003】
また、現在製作されるカメラモジュールは、ワイヤーボンディング方式(COB;Chip Of Board)、フリップチップ方式(COF:Chip Of Flexible)、及びチップスケールパッケージ方式(CSP:Chip Scale Pakage)により製作されるイメージセンサモジュールが搭載されて製作されており、主に印刷回路基板(PCB)や軟性印刷回路基板(FPCB)などの電気的連結手段を通じてメイン基板に接続される形態で構成される。
【0004】
しかしながら、最近に至って一般的な受動素子と同様に、メイン基板の上に直接実装可能にすることによって、製造工程を簡素化させ、製作コストを低減させることができるカメラモジュールがユーザから求められている。
【0005】
このようなカメラモジュールは、主にCCDやCMOSなどのイメージセンサがワイヤーボンディングまたはフリップチップ方式により基板に付着された状態で製作されており、上記イメージセンサを通じて事物のイメージを集光させてカメラモジュール内・外のメモリの上にデータとして格納され、格納されたデータは電気的信号に変換されて機器内のLCDまたはPCモニターなどのディスプレイ媒体を通じて映像としてディスプレイされる。
【0006】
従来のカメラモジュールはレンズを通じて入った映像信号を電気的信号に変換するイメージセンサが底面に支持されるハウジングと、上記イメージセンサに被写体の映像信号を集めるレンズ群と、上記レンズ群が内部に積層されるバレルの順次的な結合により構成される。
【0007】
この際、上記ハウジングの下部にはCCDまたはCMOSからなるイメージセンサを駆動するための電気部品であるコンデンサと抵抗のチップ部品が付着された実装用基板(FPCB)が電気的に結合される。
【0008】
このように構成された従来のカメラモジュールは、実装用基板(FPCB)に多数の回路部品が実装された状態で基板とイメージセンサとの間に異方導電性フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)を挿入し、熱と圧力を加えて通電されるように接着固定し、その反対面に赤外線遮断フィルタ部を付着する。
【0009】
また、多数のレンズ群が内蔵されたバレルとハウジングがねじ結合によって仮結合させた状態で、前述したように、既に組立された実装用基板がハウジングの底面に別途の接着剤により接着固定される。
【0010】
一方、上記イメージセンサが付着された実装用基板とバレルが結合されたハウジングの接着固定の後に上記バレルの前方に被写体(解像度チャート)を一定の距離にして焦点調整がなされるようになるが、上記カメラモジュールの焦点調整はハウジングにねじ結合されたバレルの回転による垂直移送量が調節されるにつれて、レンズ群とイメージセンサとの間の焦点調節がなされるようになる。
【発明を実施するための形態】
【0021】
本発明を説明するに当たって、各レンズ、ユニット、部、ホール、突起、溝、または層などが、各レンズ、ユニット、部、ホール、突起、溝、または層などの“上(on)”に、または“下(under)”に形成されることと記載される場合において、“上(on)”と“下(under)”は、“直接(directly)”または“他の構成要素を介して(indirectly)”形成されることを全て含む。また、各構成要素の上または下に対する基準は、図面を基準として説明する。図面において、各構成要素のサイズは説明のために誇張することがあり、実際に適用されるサイズを意味するものではない。
【0022】
図1は、本発明の実施形態に従うカメラモジュールを示す分解斜視図である。
図2は、レンズバレルの下部を示す斜視図である。
図3は、レンズバレルにレンズアセンブリ及び第2レンズ部が結合された状態を示す斜視図である。
図4は、本発明の実施形態に従うカメラモジュールを示す断面図である。
図5及び
図6は、レンズアセンブリを製造する過程を示す断面図である。
【0023】
図1乃至
図6を参照すると、実施形態に従うカメラモジュールは、レンズバレル100、レンズアセンブリ200、第2レンズ部220、固定部300、ハウジング400、赤外線遮断フィルタ部500、及びセンサ部600を含む。
【0024】
上記レンズバレル100は、上記レンズアセンブリ200及び上記第2レンズ部220を受容する。
【0025】
上記レンズバレル100は、上記レンズアセンブリ200を受容するための第1受容溝120を含む。上記第1受容溝120は、上記レンズアセンブリ200と対応する形状を有することができる。上記第1受容溝120は、ボトム側から見た時、多角形状を有することができる。より詳しくは、上記第1受容溝120はボトム側から見た時、四角形状を有することができる。即ち、上記第1受容溝120の外郭は四角形状を有することができる。より詳しくは、上記第1受容溝120はボトム側から見た時、矩形状を有することができる。より詳しくは、上記第1受容溝120はボトム側から見た時、正四角形状を有することができる。
【0026】
また、上記レンズバレル100は、上記第2レンズ部220を受容するための第2受容溝130を含む。上記第2受容溝130は上記第2レンズ部220と対応する形状を有することができる。上記第2受容溝130はボトム側から見た時、円形状を有することができる。即ち、上記第2受容溝130の外郭は円形状を有することができる。
【0027】
上記第1受容溝120及び上記第2受容溝130は互いに連結される。上記第1受容溝120及び上記第2受容溝130は直接連結される。より詳しくは、上記第1受容溝120は、上記第2受容溝130より物体側に一層近く配置される。即ち、上記第1受容溝120は上記第2受容溝130の上に配置される。
【0028】
上記第1受容溝120は、上記第2受容溝130より小さな平面積を有することができる。即ち、上記第1受容溝120の外郭は上記第2受容溝130の外郭内に配置される。これによって、上記第1受容溝120及び上記第2受容溝130は互いに段差を形成する。即ち、上記第1受容溝120の内側面及び上記第2受容溝130の内側面は互いに段差を形成する。
【0029】
上記レンズバレル100は円筒形状を有することができる。即ち、上記レンズバレル100の外郭は円形状を有することができる。
【0030】
上記レンズバレル100は上記ハウジング400と結合できる。より詳しくは、上記レンズバレル100は、上記ハウジング400とねじ結合できる。上記レンズバレル100の外周面に雄ねじ部110が形成される。上記レンズバレル100の雄ねじ部110は、上記ハウジング400の雌ねじ部410とねじ結合できる。即ち、上記レンズバレル100の雄ねじ部110は、上記ハウジング400の雌ねじ部410と雌雄結合できる。上記雄ねじ部110及び上記雌ねじ部410によって、上記第2レンズ部220及び上記センサ部600の間の間隔が調節できる。即ち、上記レンズバレル100の回転に従って、上記第2レンズ部220及び上記センサ部600の間の間隔が調節できる。これによって、上記センサ部600が上記レンズアセンブリ200及び上記第2レンズ部220の全体焦点距離に配置されるように、上記センサ部600の位置が調節できる。即ち、上記レンズバレル100及び上記ハウジング400の結合によって、上記レンズアセンブリ200、上記第2レンズ部220、及び上記センサ部600の間の焦点が調節できる。
【0031】
また、上記レンズバレル100は上方(物体側)にオープンされる入光溝を含む。上記入光溝は上記レンズアセンブリ200を露出させる。上記入光溝を通じて上記レンズアセンブリ200に映像が入射される。
【0032】
上記レンズアセンブリ200は上記レンズバレル100の内に配置される。より詳しくは、上記レンズアセンブリ200は上記第1受容溝120の内に配置される。上記レンズアセンブリ200は、上記第1受容溝120に挿入される。上記レンズアセンブリ200は、第1外郭形状を有する。より詳しくは、上記レンズアセンブリ200は、多角形の外郭形状を有することができる。より詳しくは、上記レンズアセンブリ200はトップ側から見た時、多角形状を有することができる。より詳しくは、上記レンズアセンブリ200はトップ側から見た時、矩形状を有することができる。より詳しくは、上記レンズアセンブリ200はトップ側から見た時、正四角形状を有することができる。
【0033】
上記レンズアセンブリ200は多数個のレンズ部を含む。例えば、上記レンズアセンブリ200は、第1レンズ部210、第3レンズ部230、及び第4レンズ部240を含むことができる。上記第4レンズ部240、上記第3レンズ部230、及び上記第1レンズ部210は順次に積層される。
【0034】
上記第1レンズ部210は、第1レンズ211及び第1支持部212を含む。上記第1レンズ211は曲面を含む。上記第1支持部212は、上記第1レンズ211から側方に延びる。上記第1レンズ211及び上記第1支持部212は一体に形成される。上記第1支持部212には上記第2レンズ部220を所望の位置に固定させるためのガイド溝が形成される。
【0035】
上記第3レンズ部230は、上記第1レンズ部210の下に配置される。より詳しくは、上記第3レンズ部230は、上記第1レンズ部210及び上記第2レンズ部220の間に配置される。上記第3レンズ部230は、第3レンズ231及び第3支持部232を含む。上記第3レンズ231は曲面を含む。上記第3支持部232は、上記第3レンズ231から側方に延びる。上記第3レンズ231及び上記第3支持部232は一体に形成される。上記第3支持部232には上記第4レンズ部240を所望の位置に固定させるためのガイド溝が形成される。また、上記第3支持部232の上面には上記第1レンズ部210に固定されるためのガイド突起が形成される。
【0036】
上記第4レンズ部240は、上記第3レンズ部230の下に配置される。より詳しくは、上記第4レンズ部240は、上記第3レンズ部230及び上記第2レンズ部220の間に配置される。上記第4レンズ部240は、第4レンズ241及び第4支持部242を含む。上記第4レンズ241は曲面を含む。上記第4支持部242は、上記第4レンズ241から側方に延びる。上記第4レンズ241及び上記第4支持部242は一体に形成される。上記第4支持部242の上面には上記第3レンズ部230に固定されるためのガイド突起が形成される。
【0037】
以上、上記レンズアセンブリ200は3個のレンズ部を含むことと説明したが、これに限定されない。即ち、上記レンズアセンブリ200は、1つまたは2つのレンズ部を含んだり、4個以上のレンズ部を含むことができる。
【0038】
また、上記レンズアセンブリ200はポリマーを含むことができる。即ち、上記レンズアセンブリ200はポリマーで形成できる。即ち、上記第1レンズ部210、上記第2レンズ部220、及び上記第3レンズ部230に使われる物質は、アクリル系樹脂などの透明なポリマーなどが挙げられる。
【0039】
上記レンズアセンブリ200は、次のような過程により形成される。
【0040】
図5を参照すると、多数個のレンズアレイ基板213、233、243が順次に積層される。上記レンズアレイ基板213、233、243は多数個のレンズを含む。例えば、第4レンズアレイ基板243、第3レンズアレイ基板233、及び第1レンズアレイ基板213が順次に積層される。
【0041】
図6を参照すると、上記第1レンズアレイ基板213、上記第3レンズアレイ基板233、及び上記第4レンズアレイ基板243が積層されたままで切断される。これによって、多数個のレンズアセンブリ200が一度に形成できる。これによって、上記第1レンズ部210、上記第3レンズ部230、及び上記第4レンズ部240は、全て同一な外郭形状を有することができる。即ち、上記第1レンズ部210、上記第3レンズ部230、及び上記第4レンズ部240は、全て上記第1外郭形状を有することができる。また、上記レンズアセンブリ200はトップ側から見た時、矩形状を有することができる。
【0042】
即ち、上記レンズアセンブリ200は積層及び切断工程により形成されるので、必然的に多角形の外郭形状を有することができる。
【0043】
上記第2レンズ部220は、上記第2受容溝130の内に配置される。上記第2レンズ部220は物体側を基準に上記レンズアセンブリ200より遠く配置される。即ち、上記第2レンズ部220は、上記レンズアセンブリ200の下に配置される。
【0044】
上記第2レンズ部220は、上記レンズアセンブリ200の第1外郭形状と異なる第2外郭形状を有する。より詳しくは、上記第2レンズ部220は円形状を有することができる。即ち、上記第2レンズ部220は円形の外郭形状を有することができる。また、上記第2レンズ部220はメニスカス形状を有することができる。
【0045】
上記第2レンズ部220は、上記レンズアセンブリ200より広い平面積を有することができる。即ち、上記第2レンズ部220は、上記第1レンズ部210、上記第4レンズ部240、及び上記第3レンズ部230より広い平面積を有することができる。
【0046】
上記第2レンズ部220はガラスまたは透明なポリマーを含む。上記第2レンズ部220に使われる物質の例としては、ポリマーまたはガラスなどが挙げられる。特に、上記第2レンズ部220にガラスが使用できる。
【0047】
また、図面には図示してはいないが、上記レンズアセンブリ200及び上記第2レンズ部220の間に第5レンズ分が配置される。上記第5レンズ部は上記第2レンズ部220と同一な外郭形状を有することができる。
【0048】
上記第2レンズ部220及び上記レンズアセンブリ200の間にはスペーサ225が配置される。上記スペーサ225は、上記第2レンズ部220及び上記レンズアセンブリ200の間の間隔を互いに離隔させることができる。上記スペーサ225はリング形状を有することができる。
【0049】
上記固定部300は上記レンズアセンブリ200及び上記第2レンズ部220を上記レンズバレル100に固定させる。上記固定部300は、上記レンズバレル100及び上記第2レンズ部220に接着される。より詳しくは、上記固定部300は、上記レンズバレル100の下面及び上記第2レンズ部220の下面に接着される。より詳しくは、上記固定部300は上記レンズバレル100の下面及び上記第2レンズ部220の下面に直接接着できる。
【0050】
上記固定部300はドット(dot)形状を有することができる。より詳しくは、上記固定部300はドット形態に多数個であることがあり、互いに離隔できる。上記固定部300は、上記レンズアセンブリ200の下面の隅部分に配置される。
【0051】
上記固定部300に使われる物質は、エポキシ系樹脂などの接着性の高いポリマーが使用できる。上記固定部300は、上記第2レンズ部220の外郭部分のみに接着される。これによって、上記固定部300は上記レンズアセンブリ200に入射される光の進行を妨害しない。
【0052】
また、上記固定部300はドット形状を有するため、簡単な工程で容易に上記レンズアセンブリ200及び上記第2レンズ部220を上記レンズバレル100に固定させることができる。即ち、上記レンズアセンブリ200及び上記レンズバレル100の間の領域に樹脂組成物がドーピングされた後、上記樹脂組成物が硬化する。これによって、上記固定部300が簡単な工程により形成できる。
【0053】
上記ハウジング400は、上記センサ部600及び上記赤外線遮断フィルタ部500を受容する。上記ハウジング400は、上記レンズバレル100と結合される。より詳しくは、上記ハウジング400は、上記レンズバレル100とねじ結合される。前述したように、上記ハウジング400の雌ねじ部410は、上記レンズバレル100の雄ねじ部110とレンズ結合される。
【0054】
上記ハウジング400はプラスチックで形成される。上記ハウジング400は、円形筒形状を有することができる。また、上記ハウジング400は、上記赤外線遮断フィルタ部500を受容するための受容溝420及び上記センサ部600を受容するための受容溝430を含む。
【0055】
上記赤外線遮断フィルタ部500は上記ハウジング400の内に配置される。上記赤外線遮断フィルタ部500は、入射される赤外線をフィルタリングする。上記赤外線遮断フィルタ部500は、上記センサ部600に流入する過度な長波長の光を遮断することができる。
【0056】
上記赤外線遮断フィルタ部500は、光学ガラスにチタニウムオキサイド及びシリコンオキサイドが交互に蒸着して形成される。赤外線を遮断するために、上記チタニウムオキサイド及び上記シリコンオキサイドの厚さは適切に調節できる。
【0057】
上記センサ部600は、上記ハウジング400の内に受容される。上記センサ部600は、CCDイメージセンサまたはCMOSイメージセンサを含む。また、上記センサ部600は、上記イメージセンサと連結される回路基板をさらに含む。上記センサ部600は、入射される映像を電気的な信号に変更させる。
【0058】
実施形態に従うカメラモジュールは、上記レンズバレル100に互いに異なる外郭形状を有するレンズ部を配置させる。特に、実施形態に従うカメラモジュールは、上記レンズバレル100に互いに異なるサイズ、互いに異なる外郭形状、及び互いに異なる性能を有するレンズ部を配置させることができる。
【0059】
例えば、上記レンズアセンブリ200は高性能を必要としないことがある。即ち、上記レンズアセンブリ200は、小さなサイズのレンズを含むことができる。これによって、上記レンズアセンブリ200は、積層及び切断工程により多角形状の外郭を有しても、小さなサイズのレンズを有するため、小さなサイズに上記レンズバレル100の内に配置される。
【0060】
一方、上記第2レンズ部220は高性能を必要とすることがある。これによって、上記第2レンズ部220のレンズは大きいサイズを有することがある。これによって、上記第2レンズ部220は、円形状の外郭を有するように加工される。したがって、上記第2レンズ部220は、円形状の外郭に加工されて、円筒形状のレンズバレル100に配置される。これによって、上記第2レンズ部220は上記レンズバレル100の内の空間活用を極大化して配置される。
【0061】
結局、上記レンズアセンブリ200は量産が容易であるように多角形の外郭形状を有するが、大きい面積を占めないので、上記レンズバレル100に容易に配置できる。また、上記第2レンズ部220は広い平面積を有するので、空間使用の極大化のために円形の外郭形状を有する。
【0062】
即ち、実施形態に従うカメラモジュールは、上記レンズバレル100の内に、レンズ部の性能別に外郭形状を異にして配置させることができる。したがって、実施形態に従うカメラモジュールは、上記レンズ部の性能及び製造容易性を基準に上記レンズバレル100の内の空間活用を極大化することができる。
【0063】
したがって、実施形態に従うカメラモジュールは容易に製造され、小さなサイズを有し、向上した性能を有することができる。
【0064】
図7は、本発明の他の実施形態に従うレンズバレル、レンズアセンブリ、及び第2レンズ部を示す断面図である。
図8は、本発明の他の実施形態に従う第2レンズ部及びレンズアセンブリを示す図である。本実施形態では先のカメラモジュールに対する説明を参照する。即ち、先のカメラモジュールに対する説明は変更された部分を除いて、本実施形態に対する説明に本質的に結合できる。
【0065】
図7及び
図8を参照すると、第2レンズ部220がレンズアセンブリ200より物体側に一層近く配置される。即ち、上記第2レンズ部220は上記レンズアセンブリ200の上に配置される。
【0066】
上記第2レンズ部220はレンズバレル100の第2受容溝130に配置され、上記レンズアセンブリ200は上記レンズバレル100の第1受容溝120に配置される。この際、上記第2受容溝130は上記第1受容溝120より物体側に一層近く配置される。即ち、上記第2受容溝130は上記第1受容溝120の上に配置される。
【0067】
上記第2レンズ部220は円形の外郭形状を有し、上記レンズアセンブリ200は多角形の外郭形状を有することができる。また、上記第2レンズ部220は上記レンズアセンブリ200より小さな平面積を有することができる。即ち、上記第2レンズ部220の外郭は上記レンズアセンブリ200の外郭内に配置される。
【0068】
また、上記第2レンズ部220の一部は上記レンズバレル100から物体側に突出する。より詳しくは、上記第2レンズ部220のレンズが上記レンズバレル100から突出する。
【0069】
これによって、本実施形態に従うカメラモジュールは広い画角を有することができる。本実施形態に従うカメラモジュールは車両などに適用されて、広い視野角を有することができる。
【0070】
図9は、本発明の更に他の実施形態に従うレンズバレル、レンズアセンブリ、第2レンズ部、及び第4レンズ部を示す断面図である。本実施形態では先のカメラモジュールに対する説明を参照する。即ち、先のカメラモジュールに対する説明は変更された部分を除いて、本実施形態に対する説明に本質的に結合できる。
【0071】
図9を参照すると、レンズアセンブリ200及び第2レンズ部220の間に第5レンズ部250が配置される。上記第5レンズ部250は、上記レンズアセンブリ200の第1外郭形状と異なる外郭形状を有する。また、上記第5レンズ部250は、上記第2レンズ部220と異なる外郭形状を有する。
【0072】
また、上記第5レンズ部250は、上記レンズバレル100の第3受容溝140の内に配置される。上記レンズアセンブリ200は、上記レンズバレル100の第1受容溝120の内に配置される。上記第2レンズ部220は、上記レンズバレル100の第2受容溝130の内に配置される。
【0073】
上記第3受容溝140は、上記第1受容溝120及び上記第2受容溝130の間に配置される。上記第3受容溝140は、上記第1受容溝120及び上記第2受容溝130に連結される。上記第1受容溝120の内側面は上記第3受容溝140の内側面と段差を形成し、上記第2受容溝130の内側面は上記第3受容溝140の内側面と段差を形成する。
【0074】
このように、実施形態に従うカメラモジュールは多様な外郭形状を有するレンズ部を上記レンズバレル100の内に効果的に配置させることができる。
【0075】
以上、実施形態に説明された特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも1つの実施形態に含まれ、必ず1つの実施形態のみに限定されるものではない。延いては、各実施形態で例示された特徴、構造、効果などは、実施形態が属する分野の通常の知識を有する者により他の実施形態に対しても組合または変形されて実施可能である。したがって、このような組合と変形に関連した内容は本発明の範囲に含まれることと解釈されるべきである。
【0076】
以上、本発明を好ましい実施形態をもとに説明したが、これは単なる例示であり、本発明を限定するのでない。本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲内で、多様な変形及び応用が可能であることが同業者にとって明らかである。例えば、実施形態に具体的に表れた各構成要素は変形して実施することができ、このような変形及び応用にかかわる差異点も、特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。