特表 2024-517461 カメラモジュール及びこれを備えた車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-04-22

(54)【発明の名称】カメラモジュール及びこれを備えた車両

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/02 20210101AFI20240415BHJP

   G03B 30/00 20210101ALN20240415BHJP

   G03B 15/00 20210101ALN20240415BHJP

【ＦＩ】

G02B7/02 F

G02B7/02 B

G03B30/00

G03B15/00 V

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023568365

(86)(22)【出願日】2022-05-06

(85)【翻訳文提出日】2023-12-14

(86)【国際出願番号】 KR2022006483

(87)【国際公開番号】W WO2022235108

(87)【国際公開日】2022-11-10

(31)【優先権主張番号】10-2021-0058854

(32)【優先日】2021-05-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2021-0111247

(32)【優先日】2021-08-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】517099982

【氏名又は名称】エルジー イノテック カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100165191

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 章

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100159259

【弁理士】

【氏名又は名称】竹本 実

(72)【発明者】

【氏名】パク ソン チン

(72)【発明者】

【氏名】キム キ チョル

(72)【発明者】

【氏名】チェ シ ヨン

【テーマコード（参考）】

2H044

【Ｆターム（参考）】

2H044AB10

2H044AH01

(57)【要約】

発明の実施例に開示されたカメラモジュールは、内部に貫通ホールを有するレンズバレルと、前記レンズバレルの貫通ホールに結合され、物体側からセンサー側に向いて光軸が整列された第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズを含み、前記第２レンズの材質と前記第１レンズの材質は異なり、前記第２レンズの屈折率は、前記第１レンズの屈折率より低く、前記第２レンズは、前記光軸から前記レンズバレルの内面に向いて延長されるフランジ部を含み、前記第２レンズの前記フランジ部が前記レンズバレルの内面と接触する第１接触面の長さは、前記フランジ部の厚さの２０%～５０%であり、前記光軸で前記第２レンズの物体側第３面とセンサー側第４面は、互いに異なる曲率半径を有し、前記第２レンズの前記フランジ部が前記レンズバレルの内面と接触する第１接触面の中心は、前記フランジ部の厚さの中心を基準として前記第３面と前記第４面のうち曲率半径が大きい側に近く位置することができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に貫通ホールを有するレンズバレルと、
前記レンズバレルの貫通ホールに結合され、物体側からセンサー側に向いて光軸が整列された第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズを含み、
前記第２レンズの材質と前記第１レンズの材質は異なり、
前記第２レンズの屈折率は、前記第１レンズの屈折率より低く、
前記第２レンズは、前記光軸から前記レンズバレルの内面に向いて延長されるフランジ部を含み、
前記第２レンズの前記フランジ部が前記レンズバレルの内面と接触する第１接触面の長さは、前記フランジ部の厚さの２０%～５０%であり、
前記光軸で前記第２レンズの物体側第３面とセンサー側第４面は、互いに異なる曲率半径を有し、
前記第２レンズの前記フランジ部が前記レンズバレルの内面と接触する第１接触面の中心は、前記フランジ部の厚さの中心を基準として前記第３面と前記第４面のうち曲率半径が大きい側に近く位置する、カメラモジュール。

【請求項2】

前記第１接触面の中心は、前記第２レンズの前記フランジ部の中心よりも物体側に近く位置する、請求項１に記載のカメラモジュール。

【請求項3】

前記第３面と前記第４面の曲率半径の差は、１以上である、請求項１に記載のカメラモジュール。

【請求項4】

前記第３面の曲率半径は、前記第４面の曲率半径より大きく、
前記第１接触面の中心は、前記第２レンズのフランジ部の中心よりも物体側に近く位置する、請求項３に記載のカメラモジュール。

【請求項5】

前記第１～第３レンズは、互いに離隔し、赤外線用カメラに適用される、請求項１から４のいずれか一項に記載のカメラモジュール。

【請求項6】

前記第１レンズの直径が前記第２レンズの直径より小さい、請求項１から４のいずれか一項に記載のカメラモジュール。

【請求項7】

前記カメラモジュールは、ドライバーモニタリングカメラに適用される、請求項１から４のいずれか一項に記載のカメラモジュール。

【請求項8】

画角は、５０度～７０度の範囲である、請求項１から４のいずれか一項に記載のカメラモジュール。

【請求項9】

前記第２レンズの前記フランジ部の厚さは、前記第２レンズの前記フランジ部の物体側面と前記第２レンズの前記フランジ部のセンサー側面の間の距離であり、前記距離は、光軸と平行な距離であり、
前記フランジ部の物体側面とセンサー側面は、間隔維持部材または遮光膜に接触する面である、請求項１から４のいずれか一項に記載のカメラモジュール。

【請求項10】

内部に貫通ホールを有するレンズバレルと、
前記レンズバレルの貫通ホールに結合され、物体側からセンサー側に向いて光軸が整列された第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズを含み、
前記第２レンズの材質と前記第１レンズの材質は異なり、
前記第２レンズの屈折率は、前記第１レンズの屈折率より低く、
前記第２レンズは、前記光軸から前記レンズバレルの内面に向いて延長されるフランジ部を含み、
前記第２レンズの前記フランジ部は、前記レンズバレルと接触する第１接触面を含み、
前記第１接触面の長さは、前記フランジ部の厚さの２０%～５０%であり、
常温対比高温でMTFの変化率は、１０%以下である、カメラモジュール。
(常温は２０℃～３０℃であり、高温は８０℃～１０５℃である。)

【請求項11】

前記光軸で前記第２レンズの物体側第３面とセンサー側第４面は、互いに異なる曲率半径を有し、
前記第１接触面の中心は、前記第２レンズのフランジ部の厚さの中心を基準として前記第３面と前記第４面のうち曲率半径が大きい側に近く位置する、請求項１０に記載のカメラモジュール。

【請求項12】

前記第１レンズの直径は、前記第２レンズの直径より小さい、請求項１０に記載のカメラモジュール。

【請求項13】

前記第３レンズの材質と前記第１レンズの材質は異なり、
前記第３レンズの屈折率は、前記第１レンズの屈折率より低く、
前記第３レンズは、前記光軸から前記レンズバレルの内面に向いて延長されるフランジ部を含み、
前記第３レンズの前記フランジ部は、前記レンズバレルと接触する第２接触面を含み、
前記第２接触面の長さは、前記フランジ部の厚さの２０%～５０%であり、
前記光軸で前記第３レンズの物体側第５面とセンサー側第６面は、互いに異なる曲率半径を有し、
前記第３レンズの物体側第５面の曲率半径と前記第３レンズのセンサー側第６面の曲率半径が１.０mm以上であり、
前記第２接触面の中心は、前記第３レンズのフランジ部の厚さの中心を基準として前記第３レンズの物体側第５面と前記第３レンズのセンサー側第６面のうち曲率半径が大きい側に近く位置する、請求項１または１０に記載のカメラモジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

発明の実施例は、カメラモジュール及びこれを備えた車両に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ADAS(Advanced Driving Assistance System)とは、ドライバーの運転を補助するための先進運転支援システムとして、前方の状況をセンシングして、センシングされた結果に基づいて状況を判断し、状況判断に基づいて車両の動きを制御するように構成される。例えば、ADASセンサー装置は、前方の車両を感知し、車線を認識する。以後、目標車線や目標速度及び前方のターゲットが判断されると、車両のESC(Electrical Stability Control)、EMS(Engine Management System)、MDPS(Motor Driven Power Steering)等が制御される。代表的に、ADASは、自動駐車システム、低速市内走行補助システム、死角地帯警告システム等として具現される。ADASで前方の状況を感知するためのセンサー装置は、GPSセンサー、レーザースキャナ、前方レーダー、Lidar等であるが、最も代表的なものは車両の前方を撮影するための前方カメラである。

【0003】

近来、ドライバーの安全及び便宜のために車両の周辺を感知する感知システムに対する研究が加速化している。車両感知システムは、車両の周辺の物体を感知してドライバーが認知できなかった物体との衝突を防ぐだけではなく、空いている空間等を感知して自動駐車を行うように多様な用途で使用されており、車両自動制御において最も必須的なデータを提供している。このような感知システムは、レーダー信号を利用する方式と、カメラを利用する方式が通常的に用いられている。車両用カメラモジュールは、自動車で前方及び後方監視カメラとブラックボックス等に内蔵されて使用され、被写体を写真や動画で撮影することになる。車両用カメラモジュールは、外部に露出するので、湿気及び温度によって撮影品質が落ちることがある。特に、カメラモジュールは、周囲温度とレンズの材質によって光学特性が変化する問題がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

発明の実施例は、新しいレンズ光学系を有するカメラモジュールを提供することができる。

【0005】

発明の実施例は、レンズのうち少なくとも１つの熱補償レンズを有するカメラモジュールを提供することができる。発明の実施例は、レンズのうち少なくとも１つのレンズのフランジ部とレンズバレルの内面の間の接触特性により熱変形を減らすためのカメラモジュールを提供することができる。発明の実施例は、カメラモジュールを有する携帯端末機及び車両のような移動体を提供することができる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

発明の実施例に係るカメラモジュールは、内部に貫通ホールを有するレンズバレルと、前記レンズバレルの貫通ホールに結合され、物体側からセンサー側に向いて光軸が整列された第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズを含み、前記第２レンズの材質と前記第１レンズの材質は異なり、前記第２レンズの屈折率は、前記第１レンズの屈折率より低く、前記第２レンズは、前記光軸から前記レンズバレルの内面に向いて延長されるフランジ部を含み、前記第２レンズの前記フランジ部が前記レンズバレルの内面と接触する第１接触面の長さは、前記フランジ部の厚さの２０%～５０%であり、前記光軸で前記第２レンズの物体側第３面とセンサー側第４面は、互いに異なる曲率半径を有し、前記第２レンズの前記フランジ部が前記レンズバレルの内面と接触する第１接触面の中心は、前記フランジ部の厚さの中心を基準として前記第３面と前記第４面のうち曲率半径が大きい側に近く位置することができる。

【0007】

発明の実施例によれば、前記第１接触面の中心は、前記第２レンズのフランジ部の中心よりも物体側に近く位置することができる。前記第３面と前記第４面の曲率半径の差は、１以上であってもよい。前記第３面の曲率半径は、前記第４面の曲率半径より大きく、前記第１接触面の中心は、前記第２レンズのフランジ部の中心よりも物体側に近く位置することができる。

【0008】

発明の実施例によれば、前記第１～第３レンズは、互いに離隔し、赤外線用カメラに適用することができる。前記第１レンズの直径が前記第２レンズの直径より小さい直径を有することができる。

【0009】

発明の実施例によれば、前記カメラモジュールは、ドライバーモニタリングカメラに適用される。前記カメラモジュールの画角は、５０度～７０度の範囲を有することができる。

【0010】

発明の実施例によれば、前記第２レンズの前記フランジ部の厚さは、前記第２レンズの前記フランジ部の物体側面と前記第２レンズの前記フランジ部のセンサー側面の間の距離であり、前記距離は、光軸と平行な距離であり、前記フランジ部の物体側面とセンサー側面は、間隔維持部材または遮光膜に接触する面であってもよい。

【0011】

発明の実施例に係るカメラモジュールは、内部に貫通ホールを有するレンズバレルと、前記レンズバレルの貫通ホールに結合され、物体側からセンサー側に向いて光軸が整列された第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズを含み、前記第２レンズの材質と前記第１レンズの材質は異なり、前記第２レンズの屈折率は、前記第１レンズの屈折率より低く、前記第２レンズは、前記光軸から前記レンズバレルの内面に向いて延長されるフランジ部を含み、前記第２レンズの前記フランジ部は、前記レンズバレルと接触する第１接触面を含み、前記第１接触面の長さは、前記フランジ部の厚さの２０%～５０%であり、常温対比高温でMTFの変化率は、１０%以下であってもよい。

【0012】

発明の実施例によれば、前記光軸で前記第２レンズの物体側第３面とセンサー側第４面は、互いに異なる曲率半径を有し、前記第１接触面の中心は、前記フランジ部の厚さの中心を基準として前記第３面と前記第４面のうち曲率半径が大きい側に近く位置することができる。前記第１レンズの直径は、前記第２レンズの直径より小さい直径を有することができる。

【0013】

発明の実施例によれば、前記第３レンズの材質と前記第１レンズの材質は異なり、前記第３レンズの屈折率は、前記第１レンズの屈折率より低く、前記第３レンズは、前記光軸から前記レンズバレルの内面に向いて延長されるフランジ部を含み、前記第３レンズの前記フランジ部は、前記レンズバレルと接触する第２接触面を含み、前記第２接触面の長さは、前記第３レンズのフランジ部の厚さの２０%～５０%であり、前記光軸で前記第３レンズの物体側第５面とセンサー側第６面は、互いに異なる曲率半径を有し、前記第３レンズの物体側第５面の曲率半径と前記第３レンズのセンサー側第６面の曲率半径が１.０mm以上であり、前記第２接触面の中心は、前記フランジ部の厚さの中心を基準として前記第３レンズの物体側第５面と前記第３レンズのセンサー側第６面のうち曲率半径が大きい側に近く位置することができる。

【発明の効果】

【0014】

発明の実施例によれば、カメラモジュール内のレンズの間の材質差による熱変形または温度による形状変化を減らすことができる。

【0015】

発明の実施例によれば、機構的に熱補償が可能な少なくとも１つのレンズを有するカメラモジュールを提供して、カメラモジュールの信頼性を改善することができる。

【0016】

発明の実施例によれば、プラスチック材質のレンズに対して接触位置または/及び接触面積を調節して熱変形が抑制されるようにして、カメラモジュールの信頼性を改善することができる。

【0017】

発明の実施例によれば、レンズのフランジ部とレンズバレルの内面の間の接触特性を考慮して、光軸と直交する方向にレンズの膨張と収縮による光学特性変化を抑制することができる。

【0018】

発明の実施例は、熱変化に光学的に敏感なレンズの形状変化を抑制して、レンズの光軸がずれて光学的性能(MTF)が急激に低下する問題を抑制することができる。

【0019】

発明の実施例によれば、カメラモジュールの光学的信頼性を改善することができる。また、カメラモジュール及びこれを有する車両用カメラ装置の信頼性を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】発明の実施例に係るカメラモジュールの側断面図の例である。

【図2】図１のカメラモジュールで物体側に近い２つのレンズとレンズバレルの結合を示した部分側断面図である。

【図3】図１のカメラモジュールでセンサー側に近い最後のレンズとレンズバレルの結合を示した部分側断面図である。

【図4】図１のカメラモジュールの斜視図である。

【図5】図４のカメラモジュールの部分側断面を示した斜視図である。

【図6a】比較例のカメラモジュールの熱によるストレスを示した図面である。

【図6b】発明のカメラモジュールの熱によるストレスを示した図面である。

【図7a】比較例のカメラモジュールの熱による変形率を示した図面である。

【図7b】発明のカメラモジュールの熱による変形率を示した図面である。

【図8a】比較例及び発明のカメラモジュールの回折(Diffraction)光学性能の変化率(MTF)を比較したグラフである。

【図8b】比較例及び発明のカメラモジュールの回折(Diffraction)光学性能の変化率(MTF)を比較したグラフである。

【図9】(A)～(D)は、発明の実施例に係るカメラモジュールにおいて、レンズのフランジ部とレンズバレルの間の接触比率を比較した図面である。

【図10】図９のレンズとレンズバレルに対して物体側面またはセンサー側面から見た部分平面図の例である。

【図11a】図９のレンズのフランジ部とレンズバレルの間の接触比率に応じた物体側面とセンサー側面の熱膨張によるストレスを測定したグラフである。

【図11b】図９のレンズのフランジ部とレンズバレルの間の接触比率に応じた物体側面とセンサー側面の熱膨張によるストレスを測定したグラフである。

【図12】(A)～(D)は、発明の実施例に係るカメラモジュールにおいて、レンズの物体側面とセンサー側面の曲率半径の差を比較した図面である。

【図13】図１２のレンズに対して物体側面またはセンサー側面から見た部分平面図の例である。

【図14】図１２のレンズの物体側面とセンサー側面の曲率半径の差による物体側面とセンサー側面の位置別の熱膨張によるストレスを測定したグラフである。

【図15】発明の実施例に係るカメラモジュールを有する車両の例を示した平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、添付された図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳しく説明する。本発明の技術思想は、説明される一部実施例に限定されるものではなく、多様な形態に具現することができ、本発明の技術思想の範囲内であれば、実施例間の構成要素の１つ以上を選択的に結合又は置き換えて用いることができる。また、本発明の実施例で用いられる用語(技術及び科学的用語を含む)は、明白に特定して記述されない限り、本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者に一般的に理解できる意味と解釈され、辞書に定義された用語のように一般的に使用される用語は、かかわる技術の文脈上の意味を考慮してその意味を解釈できるだろう。

【0022】

また、本発明の実施例で用いられる用語は、実施例を説明するためのものであり、本発明を制限しようとするものではない。本明細書において、単数形は、記載上特に限定しない限り複数形も含むことができ、「A及び(と)B、Cのうち少なくとも１つ(又は１つ以上)」と記載される場合、A、B、Cで組合せることのできる全ての組合せのうち１つ以上を含むことができる。また、本発明の実施例の構成要素の説明において、第１、第２、A、B、(A)、(B)等の用語を用いることができる。このような用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものであり、その用語によって当該構成要素の本質又は順序等が限定されるものではない。そして、ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」又は「接続」されると記載された場合、その構成要素は他の構成要素に直接的に連結又は接続される場合だけではなく、その構成要素と他の構成要素の間にある更なる構成要素により「連結」、「結合」又は「接続」される場合も含むことができる。また、各構成要素の「上又は下」に形成又は配置されると記載される場合、「上又は下」は、２つの構成要素が直接接触する場合だけではなく、１つ以上のさらに他の構成要素が２つの構成要素の間に形成又は配置される場合も含む。また「上又は下」と表現される場合、１つの構成要素を基準として上側方向だけではなく下側方向の意味も含むことができる。また、以下で説明される多数の実施例は、互いに組合わせることができないと特別に言及しない限り、互いに組合わせることができる。また、多数の実施例のうちいずれか１つの実施例に対する説明で抜けている部分は、特別に言及しない限り、別の実施例に対する説明を適用することができる。

【0023】

発明の説明で、最初のレンズは、物体側に一番近いレンズを意味し、最後のレンズは、像側(またはセンサー面)に一番近いレンズを意味する。前記最後のレンズは、イメージセンサーに隣接したレンズを含むことができる。発明の説明で、特別な言及がない限り、レンズの半径、厚さ/距離、TTL等に対する単位は全てmmである。本明細書で、レンズの形状は、レンズの光軸を基準として表したものである。一例として、レンズの物体側面が膨らんでいるまたは凹んでいるという意味は、当該レンズの物体側面で光軸付近が膨らんでいるまたは凹んでいるという意味であり、光軸周辺が膨らんでいるまたは凹んでいるという意味ではない。よって、レンズの物体側面が膨らんでいると説明された場合でも、当該レンズの物体側面で光軸周辺部分は凹状を有することができ、その反対の形状を有することができる。本明細書で、レンズの厚さ及び曲率半径は、当該レンズの光軸を基準として測定されたものであることを明示しておく。即ち、レンズの面が膨らんでいるということは、光軸と対応する領域のレンズの表面が凸状を有することを意味し、レンズの面が凹んでいるということは、光軸と対応する領域のレンズの表面が凹状を有することを意味することができる。また、「物体側面」は、光軸を基準として物体側を向くレンズの面を意味し、「センサー側面」は、光軸を基準としてセンサー側面を向くレンズの面を意味することができる。

【0024】

図１は、発明の実施例に係るカメラモジュールの側断面図の例であり、図２は、図１のカメラモジュールで物体側に近い２つのレンズとレンズバレルの結合を示した部分側断面図であり、図３は、図１のカメラモジュールでセンサー側に近い最後のレンズとレンズバレルの結合を示した部分側断面図であり、図４は、図１のカメラモジュールの斜視図であり、図５は、図４のカメラモジュールの部分側断面を示した斜視図であり、図６aは、比較例のカメラモジュールの熱によるストレスを示した図面であり、図６bは、発明の実施例に係るカメラモジュールの熱によるストレスを示した図面であり、図７の(A)、(B)は、比較例及び発明のカメラモジュールの熱による変形率を比較した図面であり、図８a及び図８bは、比較例及び発明のカメラモジュールの回折(Diffraction)光学性能予測(MTF)を比較したグラフである。

【0025】

図１～５を参照すると、発明の実施例に係るカメラモジュール１０００は、レンズバレル５００、複数のレンズ１１１、１１３、１１５を有するレンズ部１００、間隔維持部材１２１、１２３、１２４、１２５、メイン基板１９０及びイメージセンサー１９２を含むことができる。前記カメラモジュール１０００は、前記レンズ部１００の最後のレンズとイメージセンサー１９２の間に光学カバーガラス１９４及び光学フィルター１９６を含むことができる。

【0026】

前記レンズ部１００は、３枚またはそれ以上のレンズ１１１、１１３、１１５、１１７が積層された光学系であってもよい。前記レンズ部１００は、５枚以下のレンズが積層された光学系を含むことができる。前記レンズ部１００は、３枚以上または５枚以下の固体レンズを含むことができる。前記レンズ部１００は、少なくとも１つのプラスチック材質のレンズを含むか、少なくとも１つのガラス材質のレンズとプラスチック材質のレンズを含むことができる。発明の実施例に係るレンズ部１００には、プラスチック材質のレンズがガラス材質のレンズより多いか、２枚以上であってもよい。ここで、前記レンズ部１００は、プラスチックレンズまたは/及びガラスレンズで積層することができる。ここで、前記プラスチック材質は、ガラス材質の熱膨張係数(CTE)に比べて５倍以上高く、温度の関数による屈折率の変更値(|dN/dT|)は、ガラス材質よりプラスチック材質が１０倍以上高くてもよい。ここで、dNはレンズの屈折率の変更値であり、dTは温度の変更値を表わす。

【0027】

説明の便宜を図り、レンズ部１００は、物体側からイメージセンサー１９２に向いて積層された第１レンズ１１１、第２レンズ１１３、第３レンズ１１５が光軸Lzで整列される。

【0028】

前記レンズ部１００のレンズ１１１、１１３、１１５は、レンズバレル５００内の貫通ホール５０１に結合され、例えばセンサー側から物体側方向に結合されるか、その反対方向に結合されるか両方向に結合される。前記レンズバレル５００の貫通ホール５０１内のレンズ１１１、１１３、１１５は、センサー側に物体側方向に結合される例で説明することにする。

【0029】

前記レンズ１１１、１１３、１１５のそれぞれは、光が入射する有効径を有する有効領域と、前記有効領域の外側に非有効領域を含むことができる。前記レンズ１１１、１１３、１１５のフランジ部１１１A、１１３A、１１５Aは、非有効領域であってもよい。前記非有効領域は、光が遮光膜１２１、１２４によって遮断される領域であってもよい。前記フランジ部１１１A、１１３A、１１５Aは、前記レンズ１１１、１１３、１１５の有効領域から光軸Lzに対して直交する方向または半径方向や円周方向に延長される。

【0030】

前記第１レンズ１１１と前記第２レンズ１１３の間の外側周囲には、第１遮光膜１２１が配置され、前記第２レンズ１１３と前記第３レンズ１１５の間の外側周囲には、間隔維持部材１２３及び第２遮光膜１２４のうち少なくとも１つが配置される。前記第１、２遮光膜１２１、１２４は、非有効領域の光を遮光する部材として機能することができ、いずれか１つは絞りとして用いることができる。前記間隔維持部材１２３は、第２、３レンズ１１３、１１５の間の間隔を維持させることができる。前記間隔維持部材１２３がない場合、光軸方向に整列された２つのレンズのフランジ部が接触するか、遮光膜によって接触することができる。前記第１遮光膜１２１、間隔維持部材１２３、及び第２遮光膜１２４のうち少なくとも１つまたは両方ともはスペーサーとして機能することができる。前記第１、２遮光膜１２１、１２４の厚さは、間隔維持部材１２３の厚さより薄くてもよい。ここで、絞り(stop)は、前記第１レンズ１１１の第２面S２の周囲に配置されるか、第２面S２として使用することができる。

【0031】

前記第３レンズ１１５の下部周囲に支持部材１２５が配置され、前記支持部材１２５は、前記第３レンズ１１５を支持するか光学フィルター１９６との間隔を維持させることができる。ここで、前記第３レンズ１１５の外側S３０一部は、レンズバレル５００の内面５１１と接着剤で接着される。

【0032】

前記第１レンズ１１１の直径A１は、前記第２レンズ１１３の直径A２より小さくてもよく、前記第２レンズ１１３の直径A２は、前記第３レンズ１１５の直径A３より小さくてもよい。前記第１、２、３レンズ１１１、１１３、１１５の直径A１、A２、A３は、物体側からセンサー側に行くほど漸増してもよい。前記第１、２、３レンズ１１１、１１３、１１５が積層された外形状は、ピラミッド形状または多角形形状を有することができる。前記第１レンズ１１１は、被写体に一番近いレンズであり、光が入射する物体側第１面S１と光が出射するセンサー側第２面S２のうち少なくとも１つまたは両方ともが球面や非球面であってもよい。前記第１レンズ１１１の第１面S１は凸状を有することができ、センサー側第２面S２は凹状を有することができる。前記第１レンズ１１１はガラス材質であってもよい。

【0033】

前記第１レンズ１１１は、外側に第１フランジ部１１１Aを含むことができる。前記第１フランジ部１１１Aの外側S１０一部は、前記レンズバレル５００の内面５１１に接触することができる。前記第１フランジ部１１１Aの外側のうち前記レンズバレル５００の内面５１１と接触する接触面の長さは、前記第１フランジ部１１１Aの厚さの７０%以上を有することができる。前記接触面の長さ方向は、前記光軸Lzと平行するか所定角度で傾斜した方向であり、または前記第１フランジ部１１１Aは、前記第１レンズ１１１の有効径の外側から光軸Lzと直交する方向Xに延長され、前記第１フランジ部１１１Aの厚さは、前記第１フランジ部１１１Aの物体側とセンサー側領域のうち光学部材と接触した２つの面の間の間隔であってもよい。前記光学部材は、レンズ、レンズバレル、間隔維持部材、絞り、遮光膜等がレンズバレル内部に配置される物体となることができる。前記レンズバレル５００の内面５１１と接触する長さは、前記第１フランジ部１１１Aの外面の物体側一端からセンサー側他端までの長さである。

【0034】

前記第１レンズ１１１はガラス材質であってもよく、前記カメラモジュール１０００が車両内側または外側で光に露出される場合、プラスチック材質による変色を防止することができ、熱による変形F１を減らすことができる。前記カメラモジュール１０００が車両内に配置される場合、前記第１レンズ１１１はガラス材質またはプラスチック材質であってもよい。

【0035】

前記第１レンズ１１１は、屈折率が１.７以上または１.８以上であるか、１.７～２.３の範囲を有することができる。絶対値で表わす場合、前記第１レンズ１１１の第１面S１の曲率半径は第２面S２の曲率半径より小さくてもよく、例えば３.３mm以下を有することができる。前記第１レンズ１１１の第１面S１の曲率半径と第２面S２の曲率半径の差は１mm以上を有することができ、例えば１mm～３mmの範囲を有することができる。前記第１レンズ１１１の中心厚さは、レンズ部１００のレンズのうち一番厚くてもよく、例えば１mm以上を有することができる。前記第１レンズ１１１の有効径の大きさを見ると、第１面S１の有効径の大きさは、第２面S２の有効径の大きさより大きくてもよい。

【0036】

前記第２レンズ１１３と前記第３レンズ１１５は、前記第１レンズ１１１と異なる材質及び屈折率を有することができる。前記第２レンズ１１３は、プラスチック材質であってもよい。前記第２レンズ１１３は、第１レンズ１１１と第３レンズ１１５の間に配置され、外側に第２フランジ部１１３Aを有することができる。前記第３レンズ１１５は、プラスチック材質であってもよい。前記第３レンズ１１５は、第２レンズ１１３と光学フィルター１９６の間に配置され、外側に第３フランジ部１１５Aを有することができる。前記第２レンズ１１３と前記第３レンズ１１５は、プラスチック材質で射出成形されてもよい。

【0037】

図１及び図２を参照すると、前記第２レンズ１１３は、物体側第３面S３とセンサー側第４面S４を含み、前記第３面S３と前記第４面S４は非球面であってもよい。前記第３レンズ１１３の第３面S３と第４面S４は、絶対値で表した曲率半径が互いに異なってもよい。前記第３面S３は凹状を有することができ、センサー側第４面S４は凸状を有することができる。別の例として、第２レンズ１１３は、絶対値で表した曲率半径が互いに異なる２つの面として、例えば前記第３面S３は凸構造、前記第４面S４は凹構造、前記第３面S３は凸構造、前記第４面S４は凸構造、または前記第３面S３は凹構造、前記第４面S４は凹構造のうちいずれか１つを含むことができる。

【0038】

前記第２レンズ１１３は外側に第２フランジ部１１３Aを含むことができる。前記第２フランジ部１１３Aの外側S２０一部は、前記レンズバレル５００の内面５１１と接触することができる。前記第２フランジ部１１３Aは、前記第２レンズ１１３の有効径の外側から光軸Lzと直交する方向Xに延長され、その厚さD１は、第２フランジ部１１３Aの物体側とセンサー側領域のうち光学部材と接触した２つの面の間の間隔であってもよい。前記光学部材は、レンズ、レンズバレル、間隔維持部材、絞り、遮光膜等レンズバレル内部に配置される物体となることができる。前記第２レンズ１１３の第２フランジ部１１３Aの厚さD１は、前記第２フランジ部１１３Aから第１間隔維持部材１２１と接触する面と前記間隔維持部材１２３と接触する面の間の距離、例えば前記距離は光軸と平行する方向の距離であってもよい。

【0039】

図２のように、前記第２フランジ部１１３Aの外側S２０は、前記レンズバレル５００の内面５１１と接触する第１接触面S２１、前記第１接触面S２１と物体側面の間の第１傾斜面S２３、前記第１接触面S２１とセンサー側面の間の第２傾斜面S２４を含むことができる。前記第２フランジ部１１３Aの外側S２０は、前記第１接触面S２１から光軸Lzと平行する軸方向に延長され、前記第１接触面S２１と前記第２傾斜面S２４の間に配置された第１非接触面S２２を含むことができる。

【0040】

前記第１接触面S２１は、前記第２フランジ部１１３Aの最外側に配置され、前記レンズバレル５００の内面５１１と接触することができる。前記第１非接触面S２２は、前記第１接触面S２１の下端から垂直にまたは同じ平面に延長され、前記レンズバレル５００の内面５１１と非接触することができる。前記第１接触面S２１の接触長さD２は、前記第２フランジ部１１３Aの厚さD１より小さくてもよい。前記第１接触面S２１の接触長さD２は、前記厚さD１の５０%以下であるか２０%～５０%の範囲を有することができる。前記接触長さD２の方向Lz１は、光軸Lzと平行する軸方向であるか、前記光軸Lzと平行する軸Lz１を基準として所定角度で傾斜することができる。前記第１非接触面S２２は、センサー側に行くほど前記内面５１１との間隔が大きくなることができる。前記第１非接触面S２２の垂直な長さD５は、前記第１接触面S２１の接触長さD２より小さくてもよい。前記第１非接触面S２２の長さD３は、前記第２レンズ１１３を射出成形する時、前記第１接触面S２１の下端からセンサー側にさらに延長されてレンズバレル５００の内面５１１と離隔するので、バリ(Burr)のような構造物が第１非接触面S２２に発生しても、前記第１接触面S２１の面接触を妨害することなく前記第１接触面S２１とレンズバレル５００の内面５１１が互いに密着できる距離である。または、第１非接触面S２２は、バリ(Burr)による第２レンズ１１３の組立不良を防止することができる。前記第１非接触面S２２の長さD５は、前記第２フランジ部１１３Aの厚さD１の１/１５以下または１/２０以下に形成される。前記第２フランジ部１１３Aの厚さD１は、０.７mm以上、例えば０.７mm～１.２mmの範囲を有することができる。

【0041】

前記第２フランジ部１１３Aの第１傾斜面S２３は、前記第１接触面S２１の物体側一端から前記第１フランジ部１１３Aの物体側面に向いて第１角度R１で延長される。前記第１角度R１は、光軸と平行する軸Lz１に対して４０度以下、例えば１０度～４０度の範囲または１５度～３５度の範囲を有することができる。前記第１角度R１が前記範囲より小さい場合、射出成形に困難があり、前記範囲より大きい場合、前記第２レンズ１１３の第２フランジ部１１３Aの固定力が低下したりねじれる問題が発生し得る。前記第２傾斜面S２４は、前記第１非接触面S２２のセンサー側一端から前記第１フランジ部１１３Aのセンサー側面に向いて第２角度R２で延長される。前記第２角度R２は、光軸と平行する軸Lz１に対して４０度以下、例えば１０度～４０度の範囲または１５度～３５度の範囲を有することができる。前記第２角度R２は、前記第１角度R１と同一であるか小さくてもよい。前記第２角度R２が前記範囲より小さい場合、射出成形に困難があり、前記範囲より大きい場合、前記第２レンズ１１３の第２フランジ部１１３Aの固定力が低下したりねじれる問題が発生し得る。

【0042】

前記第２レンズ１１３の屈折率は、前記第１レンズ１１１の屈折率より低くてもよく、１.７未満、例えば１.４５～１.６９の範囲を有することができる。前記第２レンズ１１３と前記第１レンズ１１１の屈折率の差は０.３以上を有することができる。絶対値で表わす場合、前記第２レンズ１１３の凹状の第３面S３の曲率半径は、凸状の第４面S４の曲率半径より大きくてもよく、例えば７mm以上であるか５.１mm～７mmの範囲を有することができる。前記第４面S４の曲率半径は、絶対値で５mm以下、例えば２mm～５mmの範囲を有することができる。前記第２レンズ１１３の第３面S３の曲率半径と第４面S４の曲率半径の差は１mm以上を有することができ、例えば１mm～５mmの範囲を有することができる。

【0043】

前記第２レンズ１１３の中心厚さは、レンズ部１００のレンズのうち二番目に厚くてもよく、例えば第１レンズ１１１の中心厚さよりは薄く、第３レンズ１１３の中心厚さよりは厚くてもよい。前記第２レンズ１１３と前記第１レンズ１１１の間の中心間隔は、前記第１レンズ１１１の厚さより小さくてもよく、前記第２、３レンズ１１３、１１５の間の中心間隔より大きくてもよい。前記第２レンズ１１３の有効径の大きさを見ると、第３面S３の有効径の大きさは、第４面S４の有効径の大きさより小さくてもよい。前記第３面S４の有効径の大きさは、前記第２面S２の有効径の大きさより大きくてもよく、第１面S１の有効径の大きさより小さくてもよい。

【0044】

前記第２レンズ１１３は、プラスチック材質として、ガラス材質より熱膨張係数が高いので熱による変形F２がより大きく発生する。発明の実施例は、第２レンズ１１３の第３面S３と第４面S４の曲率半径の差がある場合、２つの面S３、S４の曲率半径の差とプラスチック材質による熱変形F２が最小化されるように第２フランジ部１１３Aの外側S２０に緩和構造を提供することができる。前記緩和構造は、前記第２レンズ１１３の光軸上における第３、４面S３、S４の曲率半径の差による熱変形F２に基づいて、第２フランジ部１１３Aの外側S２０の第１接触面S２１の面積または垂直な長さを最適化することができる。

【0045】

前記第２レンズ１１３は、光軸Lz上で絶対値で第３面S３の曲率半径が第４面S４の曲率半径より１以上大きい場合、第３面S３と第４面S４の間の光軸中心P１は、前記第２フランジ部１１３Aの垂直中心P３よりもセンサー側に近く位置することができる。また、前記第１接触面S２１の長さD２の中心P２は、前記第２レンズ１１３の光軸中心P１よりも物体側に近く位置し、前記第２フランジ部１１３Aの垂直中心P３よりも物体側に近く位置することができる。前記第１接触面S２１の中心P２が前記第２フランジ部１１３Aの垂直中心P３よりも物体側に近く位置することになることで、前記第１接触面S２１は、前記第２フランジ部１１３Aの外側上部を外側下部よりもレンズバレル５００の内面５１１と多く接触することで、前記第２レンズ１１３の第３、４面S３、S４の曲率半径の差とプラスチック材質による熱変形F２を緩和することができる。例えば、上部とは、物体側を意味し、下部とは、センサー側を意味することができる。例えば、曲率半径が小さいほど温度変化による光学的性能変化がより大きいレンズであり、温度変化により敏感なレンズである。曲率半径が１以上の差がある場合、曲率半径が小さいレンズは温度変化により敏感であり、温度変化による光学的性能変化がより大きいレンズである。前記第１接触面S２１の中心P２を曲率半径が小さい面から遠く配置することで、温度変化による光学的性能の低下を緩和することができる。

【0046】

前記第２フランジ部１１３Aの第１接触面S２１の長さD２は、前記第２フランジ部１１３Aの厚さD１対比２０%～５０%の範囲で形成される。前記第１接触面S２１は、前記第２フランジ部１１３Aの外側上部で前記レンズバレル５００の内面５１１と面接触することで、前記第２フランジ部１１３Aの外側下部に伝達される熱変形F２を緩和することができる。このような前記第１接触面S２１の長さD２が前記範囲より小さいと、温度が変わることにより前記第２レンズの位置が変形し、前記範囲より大きいと、前記第２レンズ１１３の熱変形F２の緩和が微小となり、射出成形に困難があり、光軸Lz上で熱によるストレスが増加し、熱変形率が増加する原因となる。前記第２フランジ部１１３Aの外側S２０の垂直な長さ(D２+D５)は、前記第２フランジ部１１３Aの厚さD１対比２０%～５０%の範囲で形成される。

【0047】

前記第２フランジ部１１３Aの外側S２０の垂直な長さ(D２+D５)は、前記第２フランジ部１１３Aの第１傾斜面S２３の両端を通る水平な両直線の間の長さD４より大きくてもよく、前記第２フランジ部１１３Aの第２傾斜面S２４の両端を通る水平な両直線の間の長さD３より小さくてもよい。前記第１傾斜面S２３の長さD３は、前記第２傾斜面S２４の長さD４より小さくてもよく、これにより第１接触面S２１が接触面積または接触長さD２を有し、物体側により移動するようにまたは物体側により近く提供することができる。

【0048】

図１及び図３を参照すると、前記第３レンズ１１５は、プラスチック材質であり、物体側第５面S５及びセンサー側第６面S６を含み、前記第５面S５及び第６面S６は非球面であってもよい。前記第５面S５は光軸Lz上で凸状を有することができ、前記第６面S６は光軸Lz上で凹状を有することができる。別の例として、第３レンズ１１５は絶対値で表した曲率半径が互いに異なる２つの面として、例えば前記第５面S５は凸状を有し、前記第６面S６は凹状を有する構造、前記第５面S５は凸状を有し、前記第６面S６は凸状を有する構造、または前記第５面S５は凹状を有し、前記第６面S６は凹状を有する構造のうちいずれか１つを含むことができる。

【0049】

前記第３レンズ１１５は、外側に第３フランジ部１１５Aを含むことができる。前記第３フランジ部１１５Aの外側S３０一部は、前記レンズバレル５００の内面５１１と接触することができる。前記第３フランジ部１１５Aは、前記第３レンズ１１５の有効径の外側から光軸Lzと直交する方向Xに延長され、その厚さT１は第３フランジ部１１５Aの物体側とセンサー側領域のうち光学部材と接触した２つの面の間の間隔であってもよい。前記光学部材は、レンズ、レンズバレル、間隔維持部材、絞り、遮光膜等レンズバレル内部に配置される物体となることができる。前記第３レンズ１１５の第３フランジ部１１５Aの厚さT１は、前記第３フランジ部１１５Aで第２遮光膜１２４と接触する面と前記支持部材１２５と接触する面の間の距離、例えば前記距離は光軸と平行する方向の距離であってもよい。

【0050】

図３のように、前記第３フランジ部１１５Aの外側S３０は、前記レンズバレル５００の内面５１１と接触する第２接触面S３１、前記第２接触面S３１と物体側面の間の第３傾斜面S３３、前記第１接触面S３１とセンサー側面の間の第４傾斜面S３４を含むことができる。前記第３フランジ部１１５Aの外側S３０は、前記第２接触面S３１から光軸Lzと平行する軸方向に延長され、前記第２接触面S３１と前記第４傾斜面S３４の間に配置された第２非接触面S３２を含むことができる。前記第２接触面S３１は、前記第３フランジ部１１５Aの最外側に配置され、前記レンズバレル５００の内面５１１と接触することができる。前記第２非接触面S３２は、前記第２接触面S３１の下端から垂直にまたは同じ平面に延長され、前記レンズバレル５００の内面５１１と非接触することができる。前記第２接触面S３１の接触長さT２は、前記第３フランジ部１１５Aの厚さT１より小さくてもよい。前記第２接触面S３１の接触長さT２は、前記厚さT１の６０%以下であるか、２０%～５０%の範囲または３０%～６０%の範囲を有することができる。前記接触長さT２の方向Lz２は、光軸Lzと平行する軸方向であるか、前記光軸Lzと平行する軸Lz２を基準として所定角度で傾斜することができる。前記第２非接触面S３２は、センサー側に行くほど前記内面５１１との間隔が大きくなることができる。前記第２非接触面S３２の垂直な長さT５は、前記第２接触面S３１の接触長さT２より小さくてもよい。前記第２非接触面S３２の長さT３は、前記第３レンズ１１５を射出成形する時、前記第２接触面S３１の下端からセンサー側にさらに延長されてレンズバレル５００の内面５１１と離隔するので、バリ(Burr)のような構造物が第２非接触面S３２に発生しても、前記第２接触面S３１の面接触を妨害することなく前記第２接触面S３１とレンズバレル５００の内面５１１が互いに密着できる距離である。または、第２非接触面S３２は、バリ(Burr)による第３レンズ１１５の組立不良を防止することができる。前記第２非接触面S３２の長さT５は、前記第３フランジ部１１５Aの厚さT１の１/１５以下または１/２０以下に形成される。前記第３フランジ部１１５Aの厚さT１は、前記厚さD１より小さく、０.６mm以上、例えば０.６mm～１mmの範囲を有することができる。

【0051】

前記第３フランジ部１１５Aの第３傾斜面S３３は、前記第２接触面S３１の物体側一端から前記第２フランジ部１１５Aの物体側面に向いて第３角度R３で延長される。前記第３角度R３は、光軸と平行する軸Lz２に対して４０度以下、例えば１０度～４０度の範囲または１５度～３５度の範囲を有することができる。前記第３角度R３が前記範囲より小さい場合、射出成形に困難があり、前記範囲より大きい場合、前記第３レンズ１１５の第３フランジ部１１５Aの固定力が低下したりねじれる問題が発生し得る。前記第４傾斜面S３４は、前記第２非接触面S３２のセンサー側一端から前記第３フランジ部１１５Aのセンサー側面に向いて第４角度R４で延長される。前記第４角度R４は、光軸と平行する軸Lz２に対して４０度以下、例えば１０度～４０度の範囲または１５度～３５度の範囲を有することができる。前記第４角度R４は、前記第３角度R３と同一であるか大きくてもよい。前記第４角度R４が前記範囲より小さい場合、射出成形に困難があり、前記範囲より大きい場合、前記第３レンズ１１５の第３フランジ部１１５Aの固定力が低下したりねじれる問題が発生し得る。

【0052】

前記第３レンズ１１５の屈折率は、前記第１レンズ１１１の屈折率より低くてもよく、１.７未満、例えば１.４５～１.６９の範囲を有することができる。前記第２、３レンズ１１３、１１５の材質は同一であってもよく、同じ屈折率を有することができる。前記第３レンズ１１５と前記第１レンズ１１１の屈折率の差は０.３以上を有することができる。絶対値で表わす場合、前記第３レンズ１１５の凸状の第５面S５の曲率半径は、凹状の第６面S６の曲率半径より大きくてもよく、例えば３mm以上であるか３mm～６.５mmの範囲を有することができる。前記第６面S６の曲率半径は、絶対値で４mm以下、例えば１.５mm～４mmの範囲を有することができる。前記第３レンズ１１５の第５面S５の曲率半径と第６面S６の曲率半径の差は１mm以上を有することができ、例えば１mm～５mmの範囲または２mm～５mmの範囲を有することができる。

【0053】

前記第３レンズ１１５の中心厚さは、前記第１レンズ１１１の中心厚さよりは薄く、第２レンズ１１３の中心厚さより薄くてもよい。前記第３レンズ１１５と前記第２レンズ１１３の間の中心間隔は、前記第１、２レンズ１１１、１１３の間の中心間隔より大きくてもよい。前記第３レンズ１１５と前記光学フィルター１９６の間の中心間隔は、前記第２、３レンズ１１３、１１５の間の中心間隔より小さくてもよい。前記第３レンズ１１５の有効径の大きさを見ると、第５面S５の有効径の大きさは、第６面S６の有効径の大きさより小さくてもよい。前記第６面S６の有効径の大きさは、前記第３面S３の有効径の大きさより大きくてもよく、第１面S１の有効径の大きさより大きくてもよい。

【0054】

前記第３レンズ１１５は、プラスチック材質として、ガラス材質より熱膨張係数が高いので熱による変形F３がより大きく発生する。発明の実施例は、第３レンズ１１５の第５面S５と第６面S６の曲率半径の差がある場合、２つの面S５、S６の曲率半径の差とプラスチック材質による熱変形F３が最小化されるように第３フランジ部１１５Aの外側S３０に緩和構造を提供することができる。前記緩和構造は、前記第３レンズ１１５の光軸上における第５、６面S５、S６の曲率半径の差による熱変形F３に基づいて、第３フランジ部１１５Aの外側S３０の第２接触面S３１の面積または垂直な長さを最適化することができる。前記第３レンズ１１５は、光軸Lz上で絶対値で第５面S５の曲率半径が第６面S６の曲率半径より１以上大きい場合、第５面S５と第６面S４の間の光軸中心P５は、前記第３フランジ部１１５Aの垂直中心P６よりもセンサー側に近く位置することができる。また、前記第２接触面S３１の長さT２の中心P６は、前記第３レンズ１１５の光軸中心P５よりも物体側に近く位置し、前記第３フランジ部１１５Aの垂直中心P７よりも物体側に近く位置することができる。

【0055】

前記第２接触面S３１の中心P６が前記第３フランジ部１１５Aの垂直中心P７よりも物体側に近く位置することになることで、前記第２接触面S３１は、前記第３フランジ部１１５Aの外側上部を外側下部よりもレンズバレル５００の内面５１１と多く接触することで、前記第３レンズ１１５の第５、６面S５、S６の曲率半径の差とプラスチック材質による熱変形F３を緩和することができる。例えば、上部とは、物体側を意味し、下部とは、センサー側を意味することができる。例えば、曲率半径が小さいほど温度変化による光学的性能変化がより大きいレンズである。曲率半径が１以上の差がある場合、曲率半径が小さいレンズは温度変化により敏感であり、温度変化による光学的性能変化がより大きいレンズである。前記第２接触面S３１の中心P６を曲率半径が小さい面から遠く配置することで、温度変化による光学的性能の低下を緩和することができる。

【0056】

前記第３フランジ部１１５Aの第２接触面S３１の長さT２は、前記第３フランジ部１１５Aの厚さT１対比６０%以下として、２０%～５０%または３０%～６０%の範囲で形成される。前記第２接触面S３１は、前記第３フランジ部１１５Aの外側上部で前記レンズバレル５００の内面５１１と面接触することで、前記第３フランジ部１１５Aの外側上部に伝達される熱変形F３を緩和することができる。このような前記第２接触面S３１の長さT２が前記範囲より小さいと、前記第３レンズ１１５の熱変形F３の緩和が微小となり、前記範囲より大きいと射出成形に困難があり、光軸Lz上で熱によるストレスが増加し、熱変形率が増加する原因となる。前記第３フランジ部１１５Aの外側S３０の垂直な長さ(T２+T５)は、前記第３フランジ部１１５Aの厚さT１対比６０%以下として、２０%～５０%または３０%～６０%の範囲で形成される。

【0057】

前記第３フランジ部１１５Aの外側S３０の垂直な長さ(T２+T５)は、前記第３フランジ部１１３Aの第３傾斜面S３３の両端を通る水平な両直線の間の長さT４より大きくてもよく、前記第３フランジ部１１３Aの第４傾斜面S３４の両端を通る水平な両直線の間の長さT３より小さくてもよい。前記長さ T３、T４は同一であってもよい、別の例として、前記第２、第３レンズ１１３、１１５は、光軸Lz上で絶対値で第３、４面S３、S４の曲率半径の差、または第５、６面S５、S６の曲率半径の差が１未満である場合、前記第１、２接触面S２１、S３１の中心P２、P６はフランジ部１１１A、１１３A、１１５Aの中心P３、P７により近く位置される。

【0058】

図４及び図５のように、前記レンズバレル５００は、上部バレル部５５０及び下部バレル部５１０を含むことができる。前記上部バレル部５５０と前記下部バレル部５１０は一体形成されてもよい。前記上部バレル部５５０の外径または最大直径は、下部バレル部５１０の外径または最大直径より大きくてもよい。前記上部バレル部５５０は、内部に前記開口部１０１の直径より大きいオープン領域５５１を備え、前記オープン領域５５１は上部が開放され、多数のリブ５５５が光軸中心から外周面方向に延長される。前記オープン領域５５１の直径は、前記開口部１０１の直径より大きくてもよい。前記上部バレル部５５０は底部５５３及び側壁部５５４を備え、前記リブ５５５は、前記底部５５３及び側壁部５５４に連結される。前記下部バレル部５１０は、前記底部５５３を介して開口部１０１の外周面に沿って延長される。前記レンズバレル５５０の下部バレル部５１０を外径が異なる構造または形状で提供して、内部のレンズ１１１、１１３、１１５によって熱変形が発生しても、効果的に抑制することができる。

【0059】

前記多数のリブ５５５は、３つ以上が互いに離隔し、前記上部バレル部５５０を支持することができる。前記多数のリブ５５５は、光軸から放射方向に配列される。前記多数のリブ５５５のそれぞれは、前記オープン領域５５１の底部５５３から光軸方向に突出し、互いに同じ高さ及び厚さを有することができる。前記リブ５５５の厚さは、円周方向の幅であってもよい。前記各リブ５５５は、光軸から外側方向に延長された長さが互いに異なってもよい。例えば、各リブ５５５の上部長さは、下部長さより大きくてもよい。前記下部長さは、前記開口部１０１の上端外側から前記オープン領域５５１の外側カバーである上部バレル５５０の側壁部５５５まで延長され、上部長さは、前記上部バレル５５０の上面と同じ平面に配置され、光軸方向に延長される。前記開口部１０１の周り面は傾斜するように配置され、前記上部バレル部５５０の外面は垂直するように延長される。

【0060】

前記上部バレル部５５０は、他の移送装置に結合することができ、前記リブ５５５によって剛性低下が防止される。前記上部バレル部５５０の一面はフラット面５５９が提供され、位置固定されるか底面として使用することができる。下部バレル部５１０は、内部に上記に開示された少なくとも２枚または３枚の以上のレンズを有し、例えば第１～第３レンズ１１１、１１３、１１５を含むことができる。下部バレル部５１０は、第１レンズ１１１の外側に第１外径を有し、前記第２レンズ１１３の外側に第２外径を有し、前記第３レンズ１１５の外側に第３外径を有する支持本体を有することができる。前記外径のサイズは、第１外径<第２外径<第３外径の関係を有することができる。前記下部バレル部５１０は、各レンズ１１１、１１３、１１５の外側で一定の厚さを有することができ、前記厚さは、各レンズ１１１、１１３、１１５の接触側内面から外面までの直線距離である。ここで、前記下部バレル部５１０の内径は、各レンズ１１１、１１３、１１５と接触する内面の直径が第１外径の内側第１内径、第２外径の内側第２内径、第３外径の内側第３内径に区分する時、第１内径<第２内径<第３内径の関係を満足することができる。

【0061】

発明の実施例に係る第１レンズ１１１～第３レンズ１１５のレンズデータは表１のようである。

【0062】

【表1】

【0063】

表１で、光軸で第１レンズ１１１と第２レンズ１１３の間の間隔は、第２レンズ１１３と第３レンズ１１５の間の間隔より大きくてもよい。前記第３レンズ１１５は、物体側第５面S５とセンサー側第６面S６のうち少なくとも１つまたは両方ともは、変曲点を有することができる。例えば、第６面S６の変曲点位置は、光軸を基準として前記第５面S５の変曲点位置より遠い位置に配置され、光軸から有効径の終端までの距離の５０%～８０%の範囲に配置される。前記第７面は光学フィルターで物体側面であり、第８面はセンサー側面であり、第９面はカバーガラスの物体側面であり、第１０面はセンサー側面であってもよい。前記イメージセンサーのサイズは、横または縦方向の長さとして、対角線方向の長さは４.７mm程度を有することができる。発明の実施例は、第２、３レンズ１１３、１１５の熱変形緩和のために、前記レンズバレル５００の材質は放熱材質であるか金属材質であってもよい。前記レンズバレル５００は、トップビュー形状が円柱形状または多角柱形状を含むことができる。前記レンズバレル５００は、樹脂またはプラスチックまたは金属材質の材質からなることができる。前記レンズバレル５００の表面には、親水性材質がコーティングされるか塗布されてもよい。ここで、前記レンズバレル５００は、金属材質、例えばAl、Ag、またはCu材質から選択することができ、AlまたはAl合金であってもよい。前記レンズバレル５００に金属を使用する場合、前記レンズ１１１、１１３、１１５の側方向に伝達される熱を放熱することができ、前記レンズ１１１、１１３、１１５の熱変形を抑制することができる。

【0064】

前記第１、２遮光膜１２１、１２４、前記間隔維持部材１２３、または前記支持部材１２５は内部に開口部を備えることができ、接着剤でフランジ部１１１A、１１３A、１１５A及びレンズバレル５００の内面５１１と接着されてもよい。前記第１、２遮光膜１２１、１２４及び前記間隔維持部材１２３、支持部材１２５は、PEフィルム(Poly Ethylene film)またはポリエステル(PET)系フィルムを含むことができる。別の例として、前記第１、２遮光膜１２１、１２４、前記間隔維持部材１２３、または支持部材１２５は、金属または合金とその表面に酸化皮膜が形成されてもよい。前記金属または合金に含まれた材質は、In、Ga、Zn、Sn、Al、Ca、Sr、Ba、W、U、Ni、Cu、Hg、Pb、Bi、Si、Ta、H、Fe、Co、Cr、Mn、Be、B、Mg、Nb、Mo、Cd、Sn、Zr、Sc、Ti、V、Eu、Gd、Er、Lu、Yb、Ru、Y及びLaのうち少なくとも１つを含むことができる。前記酸化皮膜は、銅を利用した黒色酸化物(black oxide)または茶色酸化物(brown oxide)処理された酸化材質であってもよい。

【0065】

前記イメージセンサー１９２は、メイン基板１９０の上に配置される。前記メイン基板１９０は、光軸Lzと交差する平面にイメージセンサー１９２が装着、安着、接触、固定、仮固定、支持または結合されてもよい。または、別の実施例によれば、メイン基板１９０にイメージセンサー１９２を収容できる溝またはホール(不図示)が形成されてもよく、実施例はイメージセンサー１９２がメイン基板１８０に配置される特定の形態に限定されない。前記メイン基板１９０はリジッドPCBまたはFPCBであってもよい。

【0066】

前記イメージセンサー１９２は、レンズ部１００を通過した光をイメージデータに変換する機能をすることができる。前記ハウジング５００の下部にセンサーホルダーが配置されてイメージセンサー１９２を取り囲み、前記イメージセンサー１９２を外部の異物または衝撃から保護することができる。前記イメージセンサー１９２は、CCD(Charge Coupled Device)またはCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)、CPD、CIDのうちいずれか１つであってもよい。前記イメージセンサー１９２が複数である場合、いずれか１つはカラー(RGB)センサーであり、他の１つはモノクロセンサーであってもよい。

【0067】

前記光学フィルター１９６は、前記レンズ部１００とイメージセンサー１９２の間に配置される。前記光学フィルター１９６は、レンズ１１１、１１３、１１５、１１７を通過した光に対して特定波長範囲に該当する光をフィルタリングすることができる。前記光学フィルター１９６は、赤外線を遮断する赤外線(IR)遮断フィルターまたは紫外線を遮断する紫外線(UV)遮断フィルターであってもよいが、実施例はこれに限定されるものではない。前記光学フィルター１９６は、イメージセンサー１９２の上に配置される。カバーガラス１９４は、前記光学フィルター１９６とイメージセンサー１９２の間に配置され、前記イメージセンサー１９２の上部を保護し、イメージセンサー１９２の信頼性低下を防止することができる。

【0068】

発明の実施例に係るカメラモジュール１０００は、駆動部材(不図示)を含むことができ、前記駆動部材は、レンズのうち少なくとも１つを有するバレルを光軸方向または/及び光軸方向と直交する方向に移動させるか、チルトさせることができる。前記カメラモジュールは、AF(Auto Focus)機能または/及びOIS(Optical Image Stabilizer)機能を含むことができる。

【0069】

発明の実施例に係るカメラモジュール１０００は、赤外線用カメラまたはドライバーモニタリングカメラに適用することができる。また、カメラモジュール１０００の画角は５０度以上、例えば５０度～７０度の範囲で提供される。ここで、前記レンズ部１００は、プラスチックレンズと少なくとも１つのガラスレンズを混合して積層した場合、前記プラスチック材質のレンズによる熱変形を最小化することができる。例えば、前記第２、３レンズ１１３、１１５の第１、２接触面S２１、S３１の長さD２、T２を熱変形F２、F３に応じて補償されるように配置することで、常温(例えば、２０度～３０度)対比高温(例えば、８０度～１０５度)で回折(Diffraction)光学性能のMTF変化率は１０%以下を有することができる。前記高温は車両内の温度を含むことができる。

【0070】

図６a及び図６bは、比較例と発明のカメラモジュールにおける熱ストレス(単位、Mpa)の分布を比較した図面である。図６aの比較例は、第１、２、３レンズのフランジ部の外側面が垂直な面として、レンズバレルの内面と接触する構造である。図６bは、図１～図５の第１、２、３レンズのフランジ部１１１A、１１３A、１１５Aとレンズバレル５００の内面５１１の接触例である。

【0071】

図６aで、光軸で第２レンズの物体側第３面のストレス値は３.４０３であり、第２レンズのセンサー側第４面は、１.０６３と表れるが、図６bのように、第２レンズの物体側第３面のストレス値は３未満、例えば２.６４３であり、第２レンズのセンサー側第４面は、１未満、例えば０.９７９と表れることをわかる。これは、第２レンズを基準として比較例より発明のストレスが低いことがわかる。同様に、比較例は、第３レンズの物体側第５面のストレス値は５.５３８であり、発明の第３レンズの物体側第５面のストレス値は５未満、例えば４.４３６と表れることをわかる。

【0072】

図７a及び図７bは、比較例と発明のカメラモジュールにおける変形率(単位、μm/μm)の分布を比較した図面である。図７aで、光軸で第２レンズの物体側第３面の変形率(Strain)の値は１.０３６×１０^-３であり、第３レンズの物体側第５面で各ポイント別の変形率の値は２.５０７×１０^-３、１.５８７×１０^-３、２.５０７×１０^-３とそれぞれ表れることをわかる。反面、図７bで、第２レンズの物体側第３面の変形率の値はより低く、例えば９.２６２×１０^-４であり、第３レンズの物体側第５面の各ポイントで変形率の値は１.８２２×１０^-３、１.２９１×１０^-３、１.８２２×１０^-３とそれぞれ低く表れることをわかる。前記第３レンズの物体側第５面の各ポイントは、光軸、光軸の両側で変曲点位置を基準として測定した値である。

【0073】

発明の実施例に係る光学系で、画角(対角線)は７０度以下、例えば５０度～７０度の範囲を有することができる。光学系で、イメージセンサー１９０と第１レンズ１１１の頂点の間の距離TTLは、１１mm以下を有することができ、使用される光線の波長は８７０nm～１０００nmの範囲を有することができる。図６は、比較例の光学系と発明の光学系で高温における回折(Diffraction)MTF(Modulation transfer function)を示したグラフとして、比較例より変化が少なく、高温の範囲でMTFの低下が１０%以下であることがわかる。

【0074】

下記説明に記述される「熱によるストレス」は、常温(例えば、２０度～３０度)から高温(例えば、８０度～１０５度)に行くほど熱によるレンズの膨張で発生する物体側面とセンサー側面に加えられるストレスを意味する。また、下記説明に記述される「温度変化」は、常温(例えば、２０度～３０度)から高温(例えば、８０度～１０５度)までの変化を意味する。

【0075】

図９～図１１は、発明の実施例に係るカメラモジュールにおいて、レンズバレルLBと接触する任意のレンズL１の接触面積に応じて熱ストレスの影響をテストした例である。前記レンズL１は、前記第１～第３レンズのうち第２レンズまたは第３レンズであってもよい。前記レンズL１は、レンズのうちプラスチックレンズまたは非球面レンズであってもよい。

【0076】

図９の(A)～(D)は、発明の実施例に係るカメラモジュールにおいて、レンズのフランジ部とレンズバレルの間の接触比率を比較した図面であり、図１０は、図９のレンズC１とレンズバレルLBに対して物体側面C１またはセンサー側面C２から見た部分平面図の例であり、図１１の(A)、(B)は、図９のレンズのフランジ部とレンズバレルの間の接触比率に応じた物体側面とセンサー側面の熱ストレスを測定したグラフである。ここで、前記レンズL１は、光軸で物体側面C１が凸状を有し、センサー側面C２が凹状を有することができる。別の例として、前記レンズL１は、光軸で物体側面が凸状を有し、センサー側面が凸状を有することができる。別の例として、前記レンズL１は、光軸で物体側面が凹状を有し、センサー側面が凹状を有することができる。別の例として、前記レンズL１は、光軸で物体側面が凹状を有し、センサー側面が凸状を有することができる。前記カメラモジュール内に前記接触比率または接触長さを有するレンズは２枚以下であるか、カメラモジュール内のレンズの枚数対比２０%～７５%の範囲を有することができる。

【0077】

図９～図１１を参照すると、前記レンズL１は、レンズバレルLBと接触するフランジ部LF１を含む。前記フランジ部LF１の厚さLF１_Tは、レンズの物体側面のうち光学部材と接触した面とレンズのセンサー側面のうち光学部材と接触した面の間の間隔であってもよい。または、前記フランジ部LF１の厚さLF１_Tは、レンズの有効領域を外れた領域でフラットな物体側面とフラットなセンサー側面の間の間隔として、０.６mm～１.２mmの範囲または０.６mm～１mmの範囲を有することができ、前記フランジ部LF１が外側面のうちレンズバレルLBと接触する接触長さLF１_CTは、前記フランジ部LF１の厚さLF１_Tより小さくてもよい。この時、前記接触長さLF１_CTは、前記フランジ部LF１の厚さLF１_T対比７０%、６０%、５０%、４０%、３０%、２０%、１０%でテストしており、図９の(A)～(D)でフランジ部LF１の接触長さLF１_CTは、フランジ部LF１の厚さLF１_Tの７０%、５０%、３０%、及び２０%の例で図示した。

【0078】

図１０及び図１１のように、前記接触長さLF１_CTの比率に応じてレンズL１の物体側面C１は、光軸またはレンズ中心OFと周辺位置、例えば０.４F位置における熱によるストレス、即ち、常温から高温に行くほど熱による膨張で発生するストレスを測定し、センサー側面C２は、光軸またはレンズ中心と周辺位置、例えば０.４F位置における熱によるストレスをそれぞれ測定した。ここで、レンズの中心(または光軸)がOFであり、レンズ中心から光軸と直交する対角線終端までの長さが１Fである場合、０.４Fと１F位置が設定される。ここで、前記１Fは、前記イメージセンサーの対角線終端位置であり、例えば４.７mm±０.２mmを有することができ、０.４Fは、例えば１.８８mm±０.１mmの範囲を有することができる。ここで、OFは、光軸または各レンズの中心であり、１Fは、各レンズの有効領域の終端を表わす。

【0079】

図１１aは、図９のレンズL１の物体側面C１で接触長さLF１_CTがフランジ部LF１の厚さLF１_T対比１０%～７０%である場合、０F位置及び０.４Fにおける熱によるストレス値とその値を通る線形グラフを示した図面として、接触長さがフランジ部の厚さ対比２０%～５０%の範囲でストレス値の変化はほとんどなく、０Fと０.４Fの間のストレスの差は２０%～５０%の範囲で６０%または７０%におけるストレスの差より小さいことがわかる。前記２０%～５０%の範囲の接触長さLF１_CTは０.８mmである場合、０.２４mm～０.４０mmの範囲を有することができる。

【0080】

図１１bは、図９のレンズL１のセンサー側面C２で接触長さLF１_CTがフランジ部LF１の厚さLF１_T対比１０%～７０%である場合、０F位置及び１Fにおける熱ストレス値とその値を通る線形グラフを示した図面として、ここで、接触長さがフランジ部の厚さ対比２０%～５０%の範囲で熱ストレス値の変化が一定に増加し、０Fと１Fの間の熱ストレスの和は２０%～５０%の範囲で値が６０%または７０%における熱ストレスの和より小さいことがわかる。センサー側面では０F位置よりは１F位置で熱ストレスがより高い値を有することができる。ここで、前記１Fは、前記イメージセンサーの対角線終端位置であり、例えば４.７mm±０.２mmを有することができ、０.４Fは、例えば１.８８mm±０.１mmの範囲を有することができる。

【0081】

図１１a及び図１１bのように、レンズのフランジ部の接触長さが物体側面とセンサー側面を見る時、２０%～５０%の範囲で安定的に熱ストレスを管理することができることをわかる。また、接触長さが減るほど熱ストレスが減少するが、接触長さがフランジ部の厚さ対比２０%未満である場合、レンズの製造または加工の側面で多い困難がある。

【0082】

下記表２は、レンズの物体側面C１とセンサー側面C２におけるフランジ部の接触長さに応じた０F及び０.４F、または０F及び１F値をそれぞれ測定した熱ストレス(Mpa)の値である。

【0083】

【表2】

【0084】

表２で、前記０Fはレンズの中心または光軸であり、１Fは前記イメージセンサーの対角線終端位置であり、例えば４.７±０.２mmを有することができ、０.４Fは、例えば１.８８±０.１mmの範囲を有することができる。図１２～図１４は、発明の実施例に係るカメラモジュールにおいて、レンズバレルLBと接触する任意のレンズL２の物体側面C１とセンサー側面C２の曲率差に応じた熱ストレスの影響をテストした例である。前記レンズL２は、前記第１～第３レンズのうち第２レンズまたは第３レンズであるか、または前記レンズのうちプラスチックレンズまたは非球面レンズであってもよい。

【0085】

図１２の(A)～(D)は、発明の実施例に係るカメラモジュールにおいて、レンズL２の２つの面C１、C２の曲率半径の差(C１-C２)を比較した図面であり、図１３は、図１６のレンズL２の物体側面C１またはセンサー側面C２から見た部分平面図の例であり、図１４は、図１２のレンズの物体側面C１とセンサー側面C２の曲率半径の差(C１-C２)に応じた各位置別の熱ストレスを測定したグラフである。ここで、前記レンズL２は、光軸で物体側面が凸状を有し、センサー側面が凹状を有することができる。別の例として、前記レンズL２は、光軸で物体側面が凸状を有し、センサー側面が凸状を有することができる。別の例として、前記レンズL２は、光軸で物体側面が凹状を有し、センサー側面が凹状を有することができる。別の例として、前記レンズL２は、光軸で物体側面が凹状を有し、センサー側面が凸状を有することができる。前記カメラモジュール内に前記物体側面とセンサー側面を有するレンズは、１枚、２枚であるか、カメラモジュール内のレンズの枚数対比２０%～７５%の範囲を有することができる。

【0086】

図１２～図１４を参照すると、レンズL２は、レンズバレルLBと接触するフランジ部LF２を含む。前記フランジ部LF２の厚さLF２_Tは０.６mm～１.２mmの範囲または０.６mm～１mmの範囲を有することができ、前記フランジ部LF２が外側面のうちレンズバレルLBと接触する接触長さは、フランジ部LF２の厚さLF２_T対比１００%の例としたが、３０%～５０%の範囲に変更することができる。前記物体側面C１とセンサー側面C２の曲率半径の差は、０mm、０.５mm、１mm、１.５mm、２mm、２.５mmでそれぞれテストした。ここで、物体側面C１の曲率半径は一定であり、センサー側面C２の曲率半径を段々に小さくしてテストする例で図示したが、物体側面C１の曲率半径が段々小さくなるか、２つの面C１、C２の曲率半径が段々小さくなるか、２つの面の曲率半径が段々大きくなってもよい。前記曲率半径は、絶対値で表わすことができる。

【0087】

図１２の(A)～(D)で、レンズL２の２つの面C１、C２の曲率半径の差が０mm、１mm、２mm、３mmである例で図示し、図１４では、レンズL２の２つの面C１、C２の曲率半径の差が０mm、０.５mm、１mm、１.５mm、２mm、２.５mm及び３mmでそれぞれテストした値が求められる。図１２及び図１４のように、曲率半径の差に応じてレンズL２の物体側面C１またはセンサー側面C２でのイメージセンサーの外郭と対応する１F位置における熱ストレスを測定し、ここで、０Fはレンズの中心または光軸であり、１Fは、前記イメージセンサーの対角線終端位置であり、例えば４.７mm±０.２mmを有することができる。

【0088】

図１４は、図１２のレンズL２の光軸で物体側面C１とセンサー側面C２の曲率半径の差が０mmから３mmまで０.５mm単位で変化する時、高温(１０５℃)で物体側面C１とセンサー側面C２の１F位置で熱によるストレス値とその値を通る線形グラフを示したグラフであり、曲率半径の差が０mm～２mmの範囲、０mm～１mm、または０mm～０.５mmの範囲で熱によるストレス数値が一定値以下であることがわかる。即ち、物体側面C１とセンサー側面C２で熱によるストレスは、イメージセンサーの最外郭位置１Fで０mmから２mmまで曲率半径の差に対して安定的であり、熱によるストレスが２.５MPa以下に抑制することができる。物体側面C１とセンサー側面C２のイメージセンサーの最外郭位置１Fで０mmから１mmまで曲率半径の差に対して熱によるストレスが２.４５MPa以下に抑制することができる。物体側面C１とセンサー側面C２のイメージセンサーの最外郭位置１Fで０mmから０.５mmまで曲率半径の差に対して熱によるストレスが２.３５MPa以下に抑制することができる。

【0089】

イメージセンサーの最外郭位置１Fで熱によるストレスが２.３５MPa以上、詳しくは２.４５MPa以上、より詳しくは２.５MPa以上であると、高温(１０５℃)で撮像されるイメージの光学的性能であるMTF性能が低下する。

【0090】

図１４を参照すると、曲率半径が０.５mm単位で小さくなるセンサー側面C２の熱ストレスが不安定的であることをわかる。これは、相対的に曲率半径が小さい面が大きい面に比べて熱によるストレスに弱いことを意味する。よって、本発明は、フランジ部がバレルの内面と接触する面の中心を曲率半径が大きい面に近く位置するように設計することで、温度が常温(２０℃-３０℃)から高温(１０５℃)に変化することにより曲率半径が小さい面が受ける熱によるストレスを減らそうとした。曲率半径が小さい面に近く位置したフランジ部がバレルの内面と接触する面を減らすことで、温度が常温(２０℃-３０℃)から高温(１０５℃)に変化することにより曲率半径が小さい面が受ける熱によるストレスを減らすことができる。

【0091】

下記表３は、レンズL２の物体側面C１とセンサー側面C２における曲率半径の差による１F位置でそれぞれ測定した熱によるストレス(Mpa)を示した表である。

【0092】

【表3】

【0093】

表３で、物体側面C１は、光軸で凸状または凹状を有することができ、センサー側面C２は、光軸で凸状または凹状を有することができる。前記０Fはレンズの中心または光軸であり、１Fは前記イメージセンサーの対角線終端位置であり、例えば４.７mm±０.２mmの範囲を有することができる。図１４及び表３によれば、物体側面とセンサー側面の曲率半径の差が大きくなるほど物体側面とセンサー側面に加えられる熱によるストレスが大きく表れる。発明の実施例は、レンズの物体側面とセンサー側面の曲率半径の差を見る時、２mm以上の範囲で、詳しくは、１mm以上の範囲で、よりに詳しくは０.５mm以上の範囲で熱によるストレスは抑制されなければならない。本発明では、当該レンズのフランジ部とレンズバレル内面の接触長さによりレンズが受ける熱ストレスをより効果的に抑制することができる。このようなレンズの曲率半径の差が大きくなるほどストレスと変形率が大きくなるが、前記レンズのフランジ部の接触長さをフランジ部の厚さ対比３０%～５０%の範囲に調節して光学的性能に影響を与える部分を抑制することができる。また、フランジ部がバレルの内面と接触する面の中心を曲率半径が大きい面に近く位置するように設計することで、温度が変化することにより曲率半径が小さい面が受ける熱ストレスを減らそうとした。曲率半径が小さい面に近く位置したフランジ部がバレルの内面と接触する面を減らすことで、温度が変化することにより曲率半径が小さい面が受ける熱によるストレスを減らすことができる。

【0094】

図１５は、発明の実施例に係るカメラモジュールが適用された車両の平面図の例である。

【0095】

図１５を参照すると、発明の実施例に係る車両用カメラシステムは、映像生成部１１、第１情報生成部１２、第２情報生成部２１、２２、２３、２４及び制御部１４を含む。前記映像生成部１１は、自車に配置される少なくとも１つのカメラモジュール２０を含むことができ、自車の前方または/及びドライバーを撮影して自車の前方映像や車両内部映像を生成することができる。また、映像生成部１１は、カメラモジュール２０を利用して自車の前方だけでなく１つ以上の方向に対する自車の周辺またはドライバーを撮影した映像を生成することができる。

【0096】

ここで、前方映像及び周辺映像はデジタル映像であってもよく、カラー映像、白黒映像及び赤外線映像等を含むことができる。また、前方映像及び周辺映像は、静止映像及び動画を含むことができる。映像生成部１１は、ドライバー映像、前方映像及び周辺映像を制御部１４に提供する。続いて、第１情報生成部１２は、自車に配置される少なくとも１つのレーダーまたは/及びカメラを含むことができ、自車の前方を感知して第１感知情報を生成する。具体的に、第１情報生成部１２は自車に配置され、自車の前方に位置した車両の位置及び速度、歩行者の有無及び位置等を感知して第１感知情報を生成する。第１情報生成部１２で生成した第１感知情報を利用して自車と前の車との距離を一定に維持するように制御することができ、ドライバーが自車の走行車線を変更しようとする場合や後進駐車時のように予め設定された特定の場合に車両運行の安定性を高めることができる。第１情報生成部１２は、第１感知情報を制御部１４に提供する。第２情報生成部２１、２２、２３、２４は、映像生成部１１で生成した前方映像と第１情報生成部１２で生成した第１感知情報に基づいて、自車の各側面を感知して第２感知情報を生成する。具体的に、第２情報生成部２１、２２、２３、２４は、自車に配置される少なくとも１つのレーダーまたは/及びカメラを含むことができ、自車の側面に位置した車両の位置及び速度を感知したり映像を撮影することができる。続いて、第２情報生成部２１、２２、２３、２４は、自車の前方及び後方の両側にそれぞれ配置されてもよい。

【0097】

このような車両用カメラシステムは、下記のカメラモジュールを備えることができ、自車の前方、後方、各側面または角領域を介して獲得された情報を利用してユーザに提供したり処理して自動運転または周辺安全から車両と物体を保護することができる。発明の実施例に係るカメラモジュールの光学系は、安全規制、自律走行機能の強化及び便宜性増加のために車両内に複数搭載されてもよい。また、カメラモジュールの光学系は、車線維持システム(LKAS：Lane keeping assistance system)、車線離脱警報システム(LDWS)、ドライバー監視システム(DMS：Driver monitoring system)のような制御のための部品として、車両内に適用されている。このような車両用カメラモジュールは、周囲の温度変化にも安定した光学性能を具現することができ、価格競争力があるモジュールを提供して、車両用部品の信頼性を確保することができる。

【0098】

発明の実施例は、車両のカメラモジュールで-２０度以下の低温から７０度以上の高温までの温度変化、例えば-４０度～８５度、或いは-４０度～１０５度の範囲の変化に対して少なくとも１つのレンズの外側にバッファー構造を有するスペーサーを適用することにおいて、熱膨張係数が高いレンズに対して長さ方向に緩和させることで、プラスチックまたはガラス材質のレンズの膨張に対して収縮または膨張する弾性を提供し、レンズの有効径領域の光軸方向の変化量を抑制することができる。これにより、プラスチックまたはガラス材質のレンズを採用したカメラモジュールの光学特性の変化を減らすことができる。また、レンズの外側フランジ部にバッファー構造をさらに含むことができ、レンズ自体の弾性変形を抑制することができる。

【0099】

以上の実施例で説明された特徴、構造、効果等は、本発明の少なくとも一つの実施例に含まれ、必ず一つの実施例に限定されるものではない。また、各実施例に例示された特徴、構造、効果等は、実施例が属する分野で通常の知識を有する者によって、別の実施例に対して組合せ又は変形して実施可能である。よって、そのような組合せと変形に係る内容は、本発明の範囲に含まれると解釈されるべきである。また、以上では実施例を中心に説明したが、これは単なる例示であり、本発明を限定するものではなく、本発明が属する分野で通常の知識を有した者であれば、本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲内で、以上で例示されていない多様な変形と応用が可能である。例えば、実施例に具体的に提示された各構成要素は、変形して実施することができる。そして、そのような変形と応用に係る差異点は、添付される請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれると解釈されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6a】

【図6b】

【図7a】

【図7b】

【図8a】

【図8b】

【図9】

【図10】

【図11a】

【図11b】

【図12(A)】

【図12(B)】

【図12(C)】

【図12(D)】

【図13】

【図14】

【図15】

【手続補正書】

【提出日】2024-01-10

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0041】

前記第２フランジ部１１３Aの第１傾斜面S２３は、前記第１接触面S２１の物体側一端から前記第１フランジ部１１３Aの物体側面に向いて第１角度R１で延長される。前記第１角度R１は、光軸と平行する軸Lz１に対して４０度以下、例えば１０度～４０度の範囲または１５度～３５度の範囲を有することができる。前記第１角度R１が前記範囲より小さい場合、射出成形に困難があり、前記範囲より大きい場合、前記第２レンズ１１３の第２フランジ部１１３Aの固定力が低下したりねじれる問題が発生し得る。前記第２傾斜面S２４は、前記第１非接触面S２２のセンサー側一端から前記第２フランジ部１１３Aのセンサー側面に向いて第２角度R２で延長される。前記第２角度R２は、光軸と平行する軸Lz１に対して４０度以下、例えば１０度～４０度の範囲または１５度～３５度の範囲を有することができる。前記第２角度R２は、前記第１角度R１と同一であるか小さくてもよい。前記第２角度R２が前記範囲より小さい場合、射出成形に困難があり、前記範囲より大きい場合、前記第２レンズ１１３の第２フランジ部１１３Aの固定力が低下したりねじれる問題が発生し得る。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0055】

前記第２接触面S３１の中心P６が前記第３フランジ部１１５Aの垂直中心P７よりも物体側に近く位置することになることで、前記第２接触面S３１は、前記第３フランジ部１１５Aの外側上部で外側下部よりもレンズバレル５００の内面５１１と多く接触することで、前記第３レンズ１１５の第５、６面S５、S６の曲率半径の差とプラスチック材質による熱変形F３を緩和することができる。例えば、上部とは、物体側を意味し、下部とは、センサー側を意味することができる。例えば、曲率半径が小さいほど温度変化による光学的性能変化がより大きいレンズである。曲率半径が１以上の差がある場合、曲率半径が小さいレンズは温度変化により敏感であり、温度変化による光学的性能変化がより大きいレンズである。前記第２接触面S３１の中心P６を曲率半径が小さい面から遠く配置することで、温度変化による光学的性能の低下を緩和することができる。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0071】

図６aで、光軸で第２レンズの物体側第３面のストレス値は３.４０３であり、第２レンズのセンサー側第４面のストレス値は、１.０６３と表れるが、図６bのように、第２レンズの物体側第３面のストレス値は３未満、例えば２.６４３であり、第２レンズのセンサー側第４面のストレス値は、１未満、例えば０.９７９と表れることをわかる。これは、第２レンズを基準として比較例より発明のストレスが低いことがわかる。同様に、比較例は、第３レンズの物体側第５面のストレス値は５.５３８であり、発明の第３レンズの物体側第５面のストレス値は５未満、例えば４.４３６と表れることをわかる。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0085】

図１２の(A)～(D)は、発明の実施例に係るカメラモジュールにおいて、レンズL２の２つの面C１、C２の曲率半径の差(C１-C２)を比較した図面であり、図１３は、図１２のレンズL２の物体側面C１またはセンサー側面C２から見た部分平面図の例であり、図１４は、図１２のレンズの物体側面C１とセンサー側面C２の曲率半径の差(C１-C２)に応じた各位置別の熱ストレスを測定したグラフである。ここで、前記レンズL２は、光軸で物体側面が凸状を有し、センサー側面が凹状を有することができる。別の例として、前記レンズL２は、光軸で物体側面が凸状を有し、センサー側面が凸状を有することができる。別の例として、前記レンズL２は、光軸で物体側面が凹状を有し、センサー側面が凹状を有することができる。別の例として、前記レンズL２は、光軸で物体側面が凹状を有し、センサー側面が凸状を有することができる。前記カメラモジュール内に前記物体側面とセンサー側面を有するレンズは、１枚、２枚であるか、カメラモジュール内のレンズの枚数対比２０%～７５%の範囲を有することができる。

【手続補正5】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に貫通ホールを有するレンズバレルと、
前記レンズバレルの貫通ホールに結合され、物体側からセンサー側に向いて光軸が整列された第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズを含み、
前記第１～第３レンズは、少なくとも１つのガラス材質のレンズと少なくとも１つのプラスチック材質のレンズを含み、
前記第２レンズの材質は、前記第１レンズの材質と異なり、前記第１レンズの材質の熱膨張係数より高い熱膨張係数を有し、
前記第２レンズの屈折率は、前記第１レンズの屈折率より低く、
前記第２レンズは、前記光軸から前記レンズバレルの内面に向いて延長されるフランジ部を含み、
前記第２レンズの前記フランジ部は、前記レンズバレルの内面と接触する第１接触面を含み、
前記第１接触面の光軸と平行な方向の長さは、前記フランジ部の厚さの２０％～５０％であり、
前記光軸で前記第２レンズの物体側第３面とセンサー側第４面は、互いに異なる曲率半径を有し、
前記第２レンズの前記フランジ部が前記レンズバレルの内面と接触する第１接触面の中心は、前記フランジ部の厚さの中心を基準として前記第３面と前記第４面のうち曲率半径が大きい側に近く位置し、
前記第３、４面の曲率半径は、絶対値を表わす、カメラモジュール。

【請求項2】

前記第１接触面の中心は、前記第２レンズの前記フランジ部の中心よりも前記フランジ部の物体側に近く位置する、請求項１に記載のカメラモジュール。

【請求項3】

前記第３面と前記第４面の曲率半径の差は、１ｍｍ以上である、請求項１に記載のカメラモジュール。

【請求項4】

前記第３面の曲率半径は、前記第４面の曲率半径より大きく、
前記第１接触面の中心は、前記第２レンズのフランジ部の中心よりも前記第２レンズのフランジ部の物体側に近く位置する、請求項３に記載のカメラモジュール。

【請求項5】

前記第１～第３レンズは、互いに離隔し、赤外線用カメラに適用される、請求項１から４のいずれか一項に記載のカメラモジュール。

【請求項6】

前記第１レンズの直径が前記第２レンズの直径より小さく、
前記第１レンズの第１フランジ部の外側のうち前記レンズバレルの内面と接触される接触面の長さは、前記第１フランジ部の厚さの７０％以上である、請求項１から４のいずれか一項に記載のカメラモジュール。

【請求項7】

前記カメラモジュールは、ドライバーモニタリングカメラに適用される、請求項１から４のいずれか一項に記載のカメラモジュール。

【請求項8】

画角は、５０度～７０度の範囲である、請求項１から４のいずれか一項に記載のカメラモジュール。

【請求項9】

前記第２レンズの前記フランジ部の厚さは、前記第２レンズの前記フランジ部の物体側面と前記第２レンズの前記フランジ部のセンサー側面の間の距離であり、前記距離は、光軸と平行な距離であり、
前記フランジ部の物体側面とセンサー側面は、間隔維持部材または遮光膜に接触する面である、請求項１から４のいずれか一項に記載のカメラモジュール。

【請求項10】

内部に貫通ホールを有するレンズバレルと、
前記レンズバレルの貫通ホールに結合され、物体側からセンサー側に向いて光軸が整列された第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズを含み、
前記第１～第３レンズは、少なくとも１つのガラス材質のレンズと少なくとも１つのプラスチック材質のレンズを含み、
前記第２レンズの材質は、前記第１レンズの材質と異なり、前記第１レンズの材質の熱膨張係数より高い熱膨張係数を有し、
前記第２レンズの屈折率は、前記第１レンズの屈折率より低く、
前記第２レンズは、前記光軸から前記レンズバレルの内面に向いて延長されるフランジ部を含み、
前記第２レンズの前記フランジ部は、前記レンズバレルと接触する第１接触面を含み、
前記第１接触面の前記光軸と平行な方向の長さは、前記フランジ部の厚さの２０％～５０％であり、
常温対比高温でＭＴＦ（Modulation transfer function）の変化率は、１０％以下である、カメラモジュール。
（常温は２０℃～３０℃であり、高温は８０℃～１０５℃である。）

【請求項11】

前記光軸で前記第２レンズの物体側第３面とセンサー側第４面は、互いに異なる曲率半径を有し、
前記第１接触面の中心は、前記第２レンズのフランジ部の厚さの中心を基準として前記第３面と前記第４面のうち曲率半径が大きい側に近く位置し、
前記第３、４面の曲率半径は、絶対値を表わす、請求項１０に記載のカメラモジュール。

【請求項12】

前記第１レンズの直径は、前記第２レンズの直径より小さく、
前記第１レンズの第１フランジ部の外側のうち前記レンズバレルの内面と接触される接触面の長さは、前記第１フランジ部の厚さの７０％以上である、請求項１０に記載のカメラモジュール。

【請求項13】

前記第３レンズの材質と前記第１レンズの材質は異なり、
前記第３レンズの屈折率は、前記第１レンズの屈折率より低く、
前記第３レンズは、前記光軸から前記レンズバレルの内面に向いて延長されるフランジ部を含み、
前記第３レンズの前記フランジ部は、前記レンズバレルと接触する第２接触面を含み、
前記第２接触面の長さは、前記第３レンズのフランジ部の厚さの２０％～５０％であり、
前記光軸で前記第３レンズの物体側第５面とセンサー側第６面は、互いに異なる曲率半径を有し、
前記第３レンズの物体側第５面の曲率半径と前記第３レンズのセンサー側第６面の曲率半径が１．０ｍｍ以上であり、
前記第２接触面の中心は、前記第３レンズのフランジ部の厚さの中心を基準として前記第３レンズの物体側第５面と前記第３レンズのセンサー側第６面のうち曲率半径が大きい側に近く位置する、請求項１または１０に記載のカメラモジュール。

【国際調査報告】