WO2013058469A1 - Lens assembly that can be miniaturized and cleaned using liquid, and method for manufacturing same - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a lens assembly, and more particularly, to a lens assembly constituting a camera module mounted on a mobile communication terminal, a camera module including the lens assembly, and a manufacturing method thereof.
- FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a lens assembly constituting a camera module mounted in a conventional mobile communication terminal.
- 2 is an exploded perspective view schematically illustrating a process of assembling a lens assembly according to the related art.
- the lens assembly 1 is usually accommodated in a lens unit 10 consisting of a plurality of lenses (L1 ⁇ L4), the lens unit 10 is stacked in the form It consists of a lens barrel 20.
- the lens unit 10 is composed of a first lens L1, a second lens L2, a third lens L3, and a fourth lens L4. It is manufactured to have proper diameter and curvature for imaging.
- spacers 32, 34, and 36 made of a material such as a film are provided to prevent the lenses from being separated from the optical axis and to block unnecessary light, and thus, the first lens L1 and the second lens L2. Is interposed between the second lens L2 and the third lens L3, and between the third lens L3 and the fourth lens L4.
- the subject side of the lens barrel 20 has a hollow portion 22 through which light is transmitted, and the imaging side has a larger hollow portion than the hollow portion 22 at the top to accommodate the lens unit 10 therein. 23 is formed through.
- the plurality of lenses L1 to L4 and the spacers 32, 34, and 36 constituting the lens unit 10 pass through the lens barrel 20 through the hollow 23 at the bottom of the lens barrel 20.
- the lens unit 10 may be stably assembled into the lens barrel 20 through proper bonding.
- the camera module for a mobile communication terminal may move the lens assembly 1 in the optical axis direction to perform zooming or auto-focusing of a subject.
- a drive actuator (not shown) for activating with the lens is disposed along the outer periphery of the lens assembly 1.
- an image sensor (not shown) having an image forming surface, which is an image forming part of a subject, is used to convert an optical-image of a subject passing through the lens assembly 1 into an electrical signal. Is placed.
- the plurality of lenses L1 to L4 disposed inside the lens assembly 1 described above are generally manufactured to have a predetermined curvature through injection molding.
- the lens unit 10 including the plurality of lenses L1 to L4 and the spacers 32, 36, 38 is housed inside the lens barrel 20 having an inner circumferential surface 24 corresponding to the outer diameter of each lens. .
- the lens unit 10 is housed in the lens barrel 20 as a separate component, which is sequentially stacked into the lens barrel 20 through the hollow 23 at the bottom of the lens barrel 20. do. In this way, the lens units 10 accommodated in the lens barrel 20 are sequentially stacked in a direction perpendicular to the optical axis.
- a plurality of lenses constituting the lens unit 10 are arranged so that the optical axes of the respective lenses coincide. It is accommodated in the 20, and is assembled stably by applying an adhesive to the outside of the lens unit 10.
- the plurality of lenses L1 to L4 are manufactured to have different curvatures and diameters, and in general, lenses L1 positioned on the subject side have the smallest diameter and gradually larger lenses toward the image plane. .
- the lens barrel 20 constituting the conventional lens assembly 1 accommodates the entire lens unit 10 including the plurality of lenses L1 to L4 therein. Therefore, in the case of the conventional lens assembly 1, as a result of assembling the entire lens unit 10 including a plurality of lenses in the state accommodated into the lens barrel 20, the conventional lens assembly 1 is made out of a plurality of lenses.
- the diameter (R 1 ) of the fourth lens (L4) of the largest size is bound to have a minimum diameter (D) of the sum of the side width (W) of the lens barrel (20).
- the camera module needs to be miniaturized and reduced in weight, and the lens assembly constituting the camera module needs to be manufactured small and light.
- the structure of the assembly 1 has a limitation in size reduction and weight reduction.
- camera modules mounted in mobile communication terminals are equipped with millions of pixel image sensors.
- mobile communication terminals such as smart phones adopting 8 million pixel image sensors have been widely used in the market. have.
- the performance of the image sensor as the image sensor constituting the camera module mounted in the mobile communication terminal increases, that is, a large number of pixels are arranged in the same area, in order to realize a high quality image
- the effective field of view of light incident toward the image plane more light-images to the subject must be incident on the image sensor.
- the effective angle of view through the plurality of lenses L1 to L4 accommodated in the lens barrel 20 must be increased, and thus, the diameters of these lenses L1 to L4 need to be increased.
- the diameter of the entire camera module including the drive actuator and the housing disposed around the lens assembly 1 should be downsized to 8.5 mm or less, In particular, the lens assembly 1 should be assembled with a diameter D of 6.5 mm or less.
- the lens assembly 1 in the case of the prior art lens assembly 1 having a diameter D equal to the maximum diameter R 1 of the lens plus the width W of the lens barrel 20, it is difficult to meet the trend of miniaturization and weight reduction. Do.
- the effective angle of view of the lens should be increased.
- the maximum diameter (R 1 ) of the lens and the diameter (D) of the lens assembly are thus increased.
- a method of increasing the diameter of the lens assembly 1 and reducing the size of the driving actuator disposed around the outer side of the lens assembly 1 may be considered.
- the effective angle of view of the lens must be increased to achieve good image quality by adopting an image sensor of 8 million pixels or more, and for this purpose, the maximum diameter R 1 of the lens must be larger than the present.
- the diameter (D) of the lens assembly plus the thickness of the lens barrel (W) also increases. Therefore, as long as the diameter of the entire camera module is set, the size of the driving actuator is reduced, so that the desired driving force cannot be obtained.
- the diameter D of the conventional lens assembly 1 must also be set to a certain level. Accordingly, the maximum diameter R 1 of the lens accommodated in the lens assembly 1 is also fixed to a certain level, and the effective angle of view of the lens cannot be increased. Even if the above image sensor is adopted, it is difficult to realize high quality images.
- fine foreign matter is generated in the form of particles in the assembly process of the lens assembly 1 or the fastening process of the driving actuator and the housing member formed outside thereof.
- the focusing error occurs during the image conversion error in the image sensor and the focus adjustment process on the subject, it is necessary to remove such particles.
- the inspector As a method for removing foreign substances generated inside the camera module adopted in the conventional mobile communication terminal, the inspector has adopted a method for removing particles checked visually through a microscope. However, the particle removal process is complicated and time-consuming, and it is impossible to remove the generated particles one by one.
- Adopting the 'air cleaning' method by the air injection method is also seeking to remove the particles.
- many parts are finely assembled at the bottom of the camera module where the image sensor and the like are arranged. Therefore, if a strong air cleaning to remove the particles completely, there is a risk that many parts are damaged. In order to prevent damage to these parts, only weak air cleaning can be performed, so that the particles cannot be completely removed.
- a method of removing particles through 'liquid cleaning' using a liquid such as water may be considered.
- the lens unit 10 is not completely sealed. Water penetrates between the inner circumferential surface of the lens barrel 20 and the outer circumferences of the lenses L1 to L4. As such, when water penetrates into the lens, there is a problem that it is not only possible to adjust the focus of the subject through the lens but also to form an image of the subject accurately with the image sensor, which leads to a defect of the entire camera module. Failed to remove particles through.
- the present invention has been proposed to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a mobile communication terminal having a lens having an effective angle of view enlarged to provide a high quality optical-image with a multi-million-pixel image sensor.
- a camera module including the lens assembly and a method of manufacturing the lens assembly.
- Another object of the present invention is to provide a lens assembly, a camera module, and a method for manufacturing the lens assembly, which can be miniaturized in response to the trend of miniaturization and light weight of a mobile communication terminal.
- Still another object of the present invention is to provide a lens assembly for a mobile communication terminal, which is completely sealed to prevent liquid from penetrating into the lens assembly and is capable of removing particle-shaped foreign substances generated inside the camera module through liquid cleaning, the lens assembly including the lens assembly.
- a lens assembly constituting a camera module mounted on a mobile communication terminal, comprising: a lens unit including a lens for photographing an object; And a lens barrel for accommodating the lens unit, wherein a lens having a maximum diameter among the lenses is disposed at a lower end of the lens barrel such that an outer circumferential surface of the lens having the maximum diameter is exposed to the outside of the lens barrel. It provides a lens assembly characterized in.
- a sealing means is interposed between the upper peripheral portion of the lens having the maximum diameter and the lower peripheral portion of the barrel, the lens having the maximum diameter is coupled to the lower end of the barrel, and the sealing means has an adhesive force. Characterized in that there is a sealing material.
- the second sealing means is formed by a groove formed in the inner circumference of the lens barrel adjacent to the outer side of the first lens disposed closest to the subject of the lens.
- the present invention and the lens assembly described above; A housing in which the lens assembly is received; And an image sensor assembled to a lower end of the housing, the image sensor having an imaging area for receiving light passing through the lens assembly.
- the carrier is fastened to the outer periphery of the lens barrel of the lens assembly;
- the actuator may further include an actuator disposed at an outer periphery of the carrier to drive the carrier and the lens assembly in an optical axis direction.
- the actuator may be configured to interact with the lens by a magnetic field generated from a magnet and a driving coil to which power is applied. It may include a voice-coil motor for driving the actuator in the optical axis direction or a piezo actuator for driving the lens actuator in the optical axis direction by deformation of the piezoelectric body when power is applied.
- the present invention provides a method for manufacturing a lens assembly constituting a camera module mounted on a mobile communication device, comprising the steps of: sequentially stacking a lens unit including a lens for imaging the subject in the assembly jig; Integrally coupling the lens units stacked on the assembly jig; Separating the integrally coupled lens unit from the assembly jig; And inserting an integrally coupled lens unit separated from the assembly jig into the lens barrel, wherein a lens having the largest diameter among the lenses constituting the lens unit is disposed at a lower end of the lens barrel to have the maximum diameter. And inserting the lens unit into the lens barrel such that the outer circumferential surface of the lens is exposed to the outside of the lens barrel.
- the step of coupling the lens unit integrally may include applying an adhesive to the outer peripheral surface of the lens unit exposed through the open side of the assembly jig.
- the sealing means is a waterproof adhesive or a sealing material.
- the lens unit before the step of inserting the lens unit into the lens barrel, it may further comprise the step of forming a second sealing means with a groove formed in the upper inner circumference of the lens barrel.
- the entire diameter of the lens assembly can be reduced to the outer diameter of the lens having the largest diameter. Therefore, the overall size of the lens assembly can be reduced as compared with the conventional one, and thus the trend of miniaturization and light weight can be met.
- liquid cleaning such as water may be used during the assembly of the lens assembly and the camera module, in particular, to remove foreign particles in the form of particles formed in the image pickup area of the camera module.
- the cleaning liquid does not penetrate into the lens inner region even by liquid cleaning, thereby preventing product defects.
- a manufacturer of a lens assembly can supply a lens assembly manufactured according to the present invention, thereby manufacturing a camera module employing a miniaturized and high-end image sensor.
- the camera module manufacturer can use a method called liquid cleaning to remove particles such as foreign matter that may remain in the image capturing area of the camera module having the lens assembly of the present invention, so that the image capturing by the camera module finally manufactured In this case, it is possible to prevent a problem of poor image quality or poor focus due to particles remaining in the image capturing area.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a lens assembly constituting a camera module mounted in a mobile communication terminal of the prior art.
- FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating a process of assembling the lens unit constituting the lens assembly of the prior art into the lens barrel.
- FIG. 3 is a perspective view illustrating a state in which a lens assembly constituting a camera module mounted on a mobile communication terminal according to the present invention is assembled;
- FIG. 4A and 4B are views taken along the line IV-IV of FIG. 3 according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 4A is a sectional view and
- FIG. 4B is a sectional perspective view.
- FIG. 5 is a cross-sectional view of the lens assembly according to the second embodiment of the present invention.
- FIGS. 6A to 6F are perspective views schematically illustrating an assembly state of a lens assembly according to a process of manufacturing a lens assembly according to the present invention.
- FIG. 7 is a cross-sectional view schematically illustrating a camera module mounted on a mobile communication terminal, including a lens assembly according to a first embodiment of the present invention.
- a particle inside a camera module including an actuator of a VCM method.
- This is a cross-sectional view showing the generated state.
- FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a state in which liquid cleaning is possible in a camera module having a lens assembly according to a first exemplary embodiment of the present invention.
- FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a state in which liquid cleaning is possible at a top and a bottom of a camera module having a lens assembly according to a second exemplary embodiment of the present invention.
- the present inventor has studied the method for solving the above-mentioned problems of the prior art, and thus can be miniaturized even in a camera module employing an image sensor with an image sensor of 8 million pixels or more capable of high-definition image quality.
- a lens assembly for a mobile communication terminal and a camera module including such a lens assembly and a lens module capable of high-quality image reproduction, and in particular, liquid cleaning to remove foreign substances as particles formed in an image pickup area, are provided.
- a method of preparation has been proposed.
- 'top' and 'top' refer to the subject side
- 'bottom' and 'bottom' refer to the imaging surface side of the image sensor or the substrate side on which the image sensor is mounted. it means.
- liquid such as water cannot penetrate into the space between the lens and the lens constituting the lens unit constituting the lens assembly.
- FIG. 3 is a perspective view schematically illustrating a state in which a lens assembly constituting a camera module mounted and mounted on a mobile communication terminal is assembled according to an embodiment of the present invention
- FIGS. 4A and 4B are a first embodiment of the present invention.
- 3 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 3
- FIG. 4A is a cross-sectional view
- FIG. 4B is a cross-sectional perspective view.
- the lens assembly 100 according to the present invention can accommodate the lens unit 110 (see FIG. 6D) including the plurality of lenses L1, L2, L3, and L4, and the lens unit 110. It includes a substantially cylindrical lens barrel 120 so as to be hollow.
- the lens assembly 100 is disposed at the center of the camera module 300 (see FIGS. 7 to 9) to define an image capturing area for the subject.
- the lens unit 110 includes a lens for adjusting the focus on the subject, and the lenses L1 to L4 may be made of optical glass or plastic material.
- the lens unit 110 is generally composed of a plurality of lenses in combination with an aspherical convex lens and a concave lens having a suitable and various curvature for collecting or dispersing light.
- Each lens is manufactured to have a predetermined curvature through, for example, injection molding, and is coupled with the spacers 132, 134, and 136 interposed therebetween, and is integrated into the lens barrel 120 as an integrated lens unit 110. Are accepted.
- the diameter of the lens at the position closest to the side of the subject is smallest according to the optical element, and the diameter of the lens gradually increases toward the image plane.
- the lens unit 110 including four lenses L1 to L4 whose diameters gradually increase from the image side toward the image side toward the image side is shown as an example only. Rather, one of ordinary skill in the art will be able to arbitrarily adjust the number of lenses constituting the lens unit 100, the curvature or the diameter of each lens, etc. as necessary.
- the number of lenses constituting the lens unit 110 may be at least one, and generally includes two to six lenses, but the present invention is not limited thereto.
- the fourth lens L4 having the largest diameter is not accommodated in the lens barrel 120 to increase the effective angle of view.
- One or more spacers 132, 134, and 136 may be provided at an outer portion between the plurality of lenses L1 to L4 in order to prevent the reflection. These spacers may be made of a transparent material or an opaque material, for example, the first spacer 132 having a hollow area between the bottom of the outer edge of the first lens L1 and the top of the outer edge of the second lens L2.
- a second spacer 134 having a hollow area is interposed between the lower edge of the outer edge of the second lens L2 and the upper edge of the outer edge of the third lens L3.
- a light shielding plate having a shape covering the upper end of the first lens L1 may be formed on the upper inner circumferential surface of the lens barrel 120 so that the light transmitting region of the lens unit 110 may be non- It may be configured to distinguish the transmission region.
- the upper end of the lens barrel 120 of the hollow cylindrical body which is aligned in the optical axis direction, and accommodates a plurality of lenses (L1 to L4) constituting the lens unit 100 integrally coupled in advance as described below
- a hollow portion 122 is formed as a lens inlet for transmitting, and a lower portion thereof forms a hollow portion 123 (see FIG. 6D) that is much larger than the upper portion so that the lens unit 110 formed as a single body can be fitted in advance.
- the inner circumferential surface 124 of the lens barrel 120 is configured to correspond to the outer diameters of the lenses L1 to L3 accommodated therein.
- the inner circumferential surface 124 of the lens barrel 120 is formed to have a step shape according to the diameters and curvatures of the lenses L1 to L3 to accommodate the lens unit 110 as an accommodation space therein. can do.
- a thread 126 is formed on the outer circumferential surface of the lens barrel 120, so that the lens barrel 120 accommodating the lens unit 110 is formed on the inner circumference of the carrier 310 constituting the camera module (see FIG. 6). Can be combined with the corresponding thread.
- the lens unit 110 and the lens barrel 120 for accommodating the lens unit may be manufactured by injection molding using materials made of glass or plastic, which are well known to those skilled in the art.
- the material of the first lens L1 is a cyclo olefin polymer (COP), a Zeonex E48R optical plastic (Nippon Zenon Co., Ltd.), and the material of the second lens (L2) is a polycarbonate having a high refractive index.
- Planetary SP1516 optical plastic (Deijin Kasei Co., Ltd.), a third resin (L3) and a fourth lens (L4), which are resins, may be selected from APEL optical plastic (Mitsui Chemical Co., Ltd.), a cyclic olefin polymer. Can be.
- APEL optical plastic Mitsubishi Chemical Co., Ltd.
- a cyclic olefin polymer a cyclic olefin polymer.
- the material of the first spacer 132 and the second spacer 134 may be used a film plastic of Japan KIMOTO Co., Ltd.
- the lead-free brass (lead-free brass) as the material of the third spacer 136 ) Can be adopted.
- the lens barrel 120 may be integrally injection-molded using heavy polycarbonate (PC + GF30%) having excellent corrosion resistance.
- the fourth lens L4 which is a lens having a maximum diameter among the plurality of lenses, is preferably arranged to be coupled to and connected to the lower end of the lens barrel 120, so that the outer circumferential surface of the fourth lens L4 is the lens barrel. It is exposed outside of 120.
- the conventional lens assembly 1 has a diameter D plus the maximum diameter R 1 of the lens plus the width W of the lens barrel (see FIG. 1), whereas the lens assembly 100 according to the present invention is provided.
- the lens assembly 100 according to the present invention has substantially the same size as the maximum lens diameter (R 2 ). That is, the lens assembly 100 according to the present invention may reduce its size as much as the width W of the lens barrel, as compared with the diameter D of the conventional lens assembly. As such, if the diameter of the lens assembly 100 can be reduced, the size of the entire camera module 300 in which the lens assembly 100 is disposed in the center can also be reduced. Can be responded to.
- the lens assembly 1 should have a diameter D plus the width W of the lens barrel to the maximum diameter R 1 of the lens. Since the diameter D of the lens assembly can no longer be increased, the diameter R 1 of the lens having the maximum effective angle of view in the conventional lens assembly 1 cannot also be increased. As described above, in the case of the conventional lens assembly, since the lens having an increased effective angle of view cannot be adopted, even if an image sensor of 8 million pixels or more is adopted, high quality image is virtually impossible.
- the lens assembly 100 according to the present invention has a size substantially corresponding to the maximum diameter R 2 of the lens. Therefore, if the diameter of the lens assembly 100 of the present invention is set equal to the diameter D of the conventional lens assembly 1, the size of the lens having the maximum effective angle of view, that is, the maximum diameter (R 2 ) of the lens is conventional Can be set equal to the diameter (D) of the lens assembly (1). In other words, even if the diameter D of the entire lens assembly is set equal, the maximum diameter R 1 of the lens in the conventional lens assembly 1 is equal to the width W of the lens barrel at the diameter D of this lens assembly. There is a limit to the effective angle of view of the lens because it is the size except.
- the maximum diameter R 2 of the lens in the lens assembly 100 of the present invention is substantially the same as the diameter D of the entire lens assembly (ie, in this case the maximum diameter R 2 of the lens of the present invention is Larger than the maximum diameter (R 1 ) of the conventional lens, it is possible to increase the effective field of view. While the lens having an increased effective angle of view can be adopted, the size of the actuator does not decrease because the overall size of the lens barrel does not increase. Therefore, even if the image sensor of 8 million pixels or more is adopted, it is possible not only to realize the desired driving force, but also to realize high quality images.
- a sealing is provided between the upper peripheral portion of the lower end of the third spacer 136, that is, the upper edge of the periphery, which is the outer edge of the fourth lens L4 having the largest diameter, and the lower end of the lens barrel 120.
- the means 150 is interposed to completely seal the inside of the lens unit 110 from the outside.
- the lens assembly In the state where the 100 is finally assembled, it is very easy to form the sealing means between the upper end of the periphery of the fourth lens L4 and the lower end of the lens barrel 120.
- Sealing means 150 that can be used in accordance with the present invention include a separate member such as a packing member if it can be interposed with a gap between the periphery of the fourth lens L4, ie the top of the outer periphery and the bottom of the lens barrel 120. Can be used. However, in terms of minimizing parts, simplifying the assembly and manufacturing process, a waterproof adhesive and / or an adhesive and waterproof sealing material or a waterproofing liquid may be used.
- a heat curable adhesive, a photocurable adhesive, or the like may be considered as any adhesive that can penetrate into a gap between fine electronic components.
- a photocurable adhesive agent which does not contain the organic solvent which may adversely affect between fine electronic components.
- the photocurable adhesives include ultraviolet (UV) curable adhesives cured by ultraviolet rays, electron beam curable adhesives cured by artificial electron beams, and visible light curable adhesives curable by natural rays such as the sun.
- UV curable adhesives include 1) polyester, polyether, urethane, epoxy and silicone reactive oligomers, 2) reactive diluents as crosslinkers of reactive oligomers, 3) photopolymerization initiators that absorb the energy of ultraviolet rays to initiate photopolymerization reactions, 4) As other components, it is composed of a photosensitizer, a colorant, a thickener, and a polymerization inhibitor, because the curing speed is high, the adhesive can be applied during the assembly process, and the coating effect of obtaining the sealing effect according to the present invention can be achieved. Particularly preferred.
- components of the visible light curable adhesive include 1) acrylic (urethane acrylate, polyester acrylate, epoxy acrylate, polyfunctional (meth) acrylate) or polyene / polythiol-based (triaryl isocyanurate / Cured resin components such as diaryl maleate, etc.) 2) photopolymerization initiators such as camphor-quinone, alpha-naphthol, 3) sensitizers, 4) fillers (fillers), 5) other (elastomeric, silane coupling agents)
- it consists of etc., since it is favorable compared with a UV curable adhesive from the viewpoint of safety, light transmittance, or the diversity of the material to be deposited, it can be used instead of a UV curable adhesive.
- a silicone-based sealing material, a polyurethane-based sealing material and the like having good adhesive strength can be used in particular, and if necessary, it can be used in combination with the adhesive described above.
- a waterproofing solution such as acrylic or urethane may be used as the sealing means 150, and the sealing means ( 150 may be considered a spray method.
- the liquid cleaning is shown in the form toward the lower end of the lens assembly 100, it can be considered a form in which the liquid can be cleaned also toward the top.
- 5 is a schematic cross-sectional view of the lens assembly 100 according to the second embodiment of the present invention.
- a groove is formed in the upper end of the inner circumferential surface of the lens barrel 120 in contact with the outer portion of the first lens L1 positioned closest to the subject from among the lenses accommodated in the lens barrel 120.
- 125 is formed, and the second sealing means 160 is formed in the groove 125.
- the second sealing means 160 is suitable for the groove 125 formed on the inner circumferential surface of the upper end of the lens barrel 120 by using the same waterproof adhesive and / or adhesive sealing material as the first sealing means 150. Can be applied.
- the lens unit 110 including the plurality of lenses L1 to L4 and the spacers 132, 134, and 136 is stacked in the assembly jig 200.
- the assembly jig 100 for sequentially stacking the lens unit 110 according to the stacking order of the final lens assembly 100 preferably has a hexahedron or cylindrical shape, and as shown, the bottom surface 202. And at least a portion of the side 204 is open.
- the inner circumferential surface 210 of the assembly jig 200 may include a plurality of lenses L1 to L4 and spacers 132 and 134 constituting the lens unit 110 so that the lens unit 110 may be sequentially stacked therein. , 136, and has a shape in which a stepped step is formed like the inner circumferential surface 124 of the lens barrel 120.
- the assembly jig 200 may be made of, for example, a plastic material having a high softening point, preferably a thermosetting plastic material or a metal material, and may be integrally formed through injection molding.
- the plurality of lenses L1 to L4 and the spacers 132, 134, and 136 constituting the lens unit are sequentially arranged in an appropriate order.
- the stacked state is shown in FIG. 6B.
- a process of integrally combining the lens units including the plurality of lenses L1 to L4 and the spacers 132, 134, and 136 sequentially stacked on the assembly jig 200 is performed.
- a method of coating a suitable bonding agent on the outer circumferential surface of these lens units may be considered by integrally coupling the lens units stacked in the assembly jig 200.
- a bonding agent used in the process of assembling the lens unit in the conventional lens assembly, for example, an epoxy bonding agent may be used.
- an epoxy bonding agent may be used as an alternative method for integrally forming the lens unit, for example, by heating above the curing temperature of the polymer plastic, which is a material of the lens and the spacer.
- the lens unit 110 integrally coupled from the assembly jig 200 is separated through the open bottom 202 of the assembly jig 200. 6D, the integrated lens unit 110 is inserted into the lens barrel 120 through the hollow part 123 at the bottom of the lens barrel 120.
- the fourth lens L4 having the largest diameter is not accommodated in the lens barrel 120, as shown in FIG. 6E, the fourth lens L4 has a lower end of the lens barrel 120.
- the outer circumferential surface of the fourth lens L4 is exposed to the outside of the lens barrel 120.
- the groove formed in the upper end of the inner peripheral surface of the lens barrel 120 corresponding to the outer side of the first lens (L1) disposed closest to the subject side of the integrally formed lens unit 110 ( 125, see FIG. 5) the second sealing means 160 may be applied in advance.
- the upper surface of the outer surface of the first lens L1 which forms the upper end of the lens unit 110, is formed at the top of the inner circumferential surface of the lens barrel 120.
- the second sealing means 160 formed in the groove 125 has a gap between the inner circumferential surface of the lens barrel 120 and the upper surface of the outer portion of the first lens L1 and / or the outside thereof. It can be filled.
- the sealing means 150 is treated between the upper end of the periphery of the fourth lens L4 and the lower end of the lens barrel 120 to completely seal the inside of the lens unit with the outside. If necessary, an additional bonding process is performed on the outer circumferential surface of the lens unit 110 so that the lens unit 110 constituting the lens assembly 100 sealed by the sealing means 150 can be stably assembled along the optical axis.
- an additional bonding process is performed on the outer circumferential surface of the lens unit 110 so that the lens unit 110 constituting the lens assembly 100 sealed by the sealing means 150 can be stably assembled along the optical axis.
- the camera module 300 includes a lens assembly 100 having an image capturing region through a photo-image of a subject in the center thereof, and an outer side of the lens barrel 120 forming an outline of the lens assembly 100.
- a substantially cylindrical carrier 310 which is fastened through thread coupling, etc., an actuator 320 for driving the carrier 310 and the lens assembly 100 accommodated therein in the optical axis direction, and in particular, the carrier 310. It includes a housing 340 that supports the lower end and extends to the outside of the driving actuator 320 to form an outline of the camera module 300.
- a filter 354 may be further provided for sending to the sensor 352.
- the inner circumferential surface of the carrier 310 having a hollow cylindrical shape to accommodate the lens assembly 100 has a thread corresponding to the thread 126 formed on the outer circumference of the lens barrel 120.
- the outer circumference of the lower end of the carrier 310 forms a support portion 312 protruding outward to some extent to support the driving coil 326 constituting the actuator 300, whereby the driving coil 326 of the carrier 310 is formed. It can be stably arranged along the outer periphery.
- the actuator 310 is shown along the outer periphery of the carrier 310 coupled to the outer circumferential surface of the lens barrel 120 to perform the auto focus function on the subject, the actuator 310 does not have a focus adjustment function. Is not included in the camera module 300.
- a screw thread corresponding to a screw thread formed on the outer peripheral surface 126 of the lens barrel 120 is formed on the inner peripheral surface of the housing 340 without separately providing the carrier 310 toward the outer peripheral side of the lens barrel 120.
- the housing 320 may be directly coupled to the outer circumference of the barrel 120.
- the carrier 310 coupled to the outside of the lens assembly 100 and the housing 340 surrounding the outside while supporting the lower end of the carrier 310 are separately shown in the drawing.
- a housing thread 340 formed on an inner circumferential surface of the thread 126 corresponding to the thread 126 formed on the outer periphery of the lens barrel 120 may be integrally formed.
- the carrier 310 or the housing 340 may be integrally manufactured by a press molding process using an insulating resin, for example, a plastic material of an insulating resin such as polycarbonate containing glass.
- the housing 340 is disposed in the form of supporting the lower end of the carrier 310 for receiving the lens assembly 100, the housing 340 having a hollow enough to surround the lower end of the carrier 310
- the lower center forms an image capturing area A, and is implemented to transmit an optical image of a subject to a filter 354 or an image sensor 352 in which an image forming surface is formed.
- the carrier 310 and the lens assembly 100 accommodated inside the carrier 310 optical axis An actuator 320 moving in the direction may be disposed outside the carrier 310.
- an actuator 320 of a voice coil motor (VCM) type is illustrated.
- the actuator 320 of the VCM method for controlling the auto-focusing (AF) process for the subject includes a magnet 322 for generating a magnetic field, and a magnet for controlling the flow of the magnetic field generated from the magnet.
- a yoke 324 disposed around the periphery 322 and a drive coil 326 that receives a predetermined electric power from the outer power source.
- the magnet 322 may use, for example, a neodymium-based permanent magnet, and is substantially ring-shaped with a hollow portion so as to be spaced apart from the top outer circumferential surface of the carrier 310.
- a substantially hollow cylindrical yoke 324 made of a conductive material such as iron, cold rolled steel or nickel having excellent magnetic permeability is formed to surround the upper and inner circumferential surfaces of the magnet 322. .
- the yoke 322 is disposed to have a cross-section having an approximately "A" shape.
- the driving coil 326 is electrically connected to an external power source to interact with the magnetic field generated by the magnet 322 to generate the Lorentz force, that is, the driving force due to the electromagnetic force. It is arrange
- the upper spring 332 and the lower spring 334 are formed to provide a restoring force as the lens assembly 100 moves by the driving force of the actuator 320 and to provide a feeding path to the driving coil 326. do.
- the top spring 332 is disposed to the top of the carrier 310 and the yoke 324
- the bottom spring 334 is between the outer bottom of the carrier 310 and the top protruding inward from the lower inner peripheral surface of the housing 340 Is placed on.
- the upper spring 332 and the lower spring 334 support the actuator 320 and provide a repulsive force to the driving force to prevent the lens assembly 100 and the carrier 310 from moving rapidly in the optical axis direction during the focusing process. do.
- the image sensor 352 is disposed adjacent to the image capturing region A, which is a hollow region of the lower inner circumference of the housing 310.
- the image sensor 352 is preferably formed on an image forming surface of the lens, and is typically mounted to be electrically connected to the substrate 350 and accommodated in the lower end of the housing 340.
- an imaging surface for image forming a subject incident through the lens assembly constituting the camera module is provided to receive a light-image of the subject incident through the lens assembly 100, and receive the light.
- the converted photo-image is converted into an electrical signal.
- the converted photo-image is converted into an electrical signal and stored as digital data, and then displayed as an image through a display medium.
- the image sensor 352 typically includes a pixel region composed of a plurality of pixel arrays, a photoelectric converter and a plurality of electrodes.
- the pixel array accumulates electric charges in response to the light passing through the lens actuator 100, and the photoelectric conversion unit converts the electric charges accumulated in the pixel array as light receiving elements into usable electrical signals.
- a chip module is mounted on the substrate 350 around the image sensor 352 by using surface mount technology (SMT), and after the image sensor 352 is bonded with an epoxy bond, the image sensor 352 is formed.
- the plurality of electrodes are subjected to a 'wire bonding' process that is electrically connected to the electrodes of the substrate 350 using wire bonding equipment.
- a method of electrically connecting the image sensor 352 to the substrate 350 other methods besides wire bonding may be adopted.
- a well-known device such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) may be used.
- CCD charge coupled device
- CMOS complementary metal oxide semiconductor
- the image signal electrically converted through the image sensor 352 is transmitted to the controller (not shown) through the substrate 350 and digitally processed.
- the image sensor 352 which is an image pickup device, detects infrared wavelengths and the screen color tone tends to be red during imaging, the image sensor 352 forms an optical-image in a state in which light in the wavelength band is blocked.
- an infrared cut filter (IR filter, IR cut-off filter) 354 is disposed between the lens L4 at the bottom and the image sensor 3520 at the lower inner circumferential surface of the housing 340.
- the VCM driving module may adjust the focus of the subject. Specifically, the image sensor in a state in which the light-image of the subject passing through the lens assembly 100, in which the lenses L1 to L4 are aligned in the optical axis direction, is blocked through the filter 354, and the light of the ultraviolet wavelength range is blocked.
- the image sensor 352 converts the signal into an electrical signal and transmits it to a controller (not shown) in the camera module 100 connected through the substrate 350.
- the controller recognizes a focusing error and applies a predetermined current to the driving coil 326. Accordingly, when a magnetic field is generated in the driving coil 326, the control unit mutually interacts with the magnetic flux generated by the magnet 322. As a result, the Lorentz force is generated to move the carrier 310 and the lens assembly 100 accommodated therein in the optical axis direction to adjust the focusing.
- an electric field generated by applying power to the drive coil 326 and a magnetic field generated by the magnet 322 interact with each other to generate an electromagnetic force generated in a vertical direction, that is, a Lorentz force as a driving force.
- An actuator 300 of a voice coil motor (VCM) type that drives the lens assembly 100 and the lens aligned therein in the optical axis direction is illustrated.
- VCM voice coil motor
- actuators such as piezo actuators using piezoelectric elements, which perform deformation of the piezoelectric body and correspond to the deformation of the piezoelectric body, drive the lens assembly and the lens accommodated therein in the optical axis direction may be adopted.
- Such actuators are well known to those skilled in the art, and thus detailed descriptions thereof will be omitted.
- the lens assembly 100 is disposed close to the image capturing region A, and the upper end of the peripheral portion of the fourth lens L4 exposed to the outside of the lens barrel 120 and the lens barrel 120.
- the inside of the lens assembly 100 was completely sealed from its outer region by treating with the sealing means 150 between the lower ends of the) and sealing the gap between the components constituting the lens assembly 100.
- the sealing means 150 between the lower ends of the
- the gap between the components constituting the lens assembly 100 since the lower end of the lens assembly 100, particularly the lens assembly 100 is completely sealed from the outside, liquid cannot penetrate into the area between the lens and the lens inside the lens assembly 100. . Accordingly, as shown, even when the actuator 320 is fastened and assembled to the outside of the lens assembly 100, particles such as foreign matters that may occur at the bottom of the lens assembly 100 using a liquid such as water ( P) can be removed.
- liquid cleaning is possible in order to remove particles remaining in the camera module 300 adopted in the lens assembly 100 and the mobile communication device using the lens assembly 100 as a constituent member.
- the particles P remaining in the image capturing area A can be completely removed through the liquid cleaning, so that a focusing error due to the particles P can be prevented even when the camera module 300 is driven.
- the problem of deterioration of image quality can be solved.
- FIG. 9 which illustrates a camera module 300 employing a lens assembly (see FIG. 5) according to a second embodiment of the present invention, as well as the lower end of the lens assembly 100 in which an image capturing region is formed.
- the lens assembly 100 of the upper portion close to the subject is also sealed from the outside, liquid cannot penetrate between the lenses inside the lens assembly 100. Therefore, in order to remove particles remaining near the upper end and the lower end of the camera module 300 employing the lens assembly 100 according to the second embodiment, liquid cleaning is possible at both the upper and lower ends.
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Abstract
Description
본 발명은 렌즈 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이동통신 단말기에 탑재되는 카메라 모듈을 구성하는 렌즈 조립체, 이 렌즈 조립체를 포함하는 카메라 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a lens assembly, and more particularly, to a lens assembly constituting a camera module mounted on a mobile communication terminal, a camera module including the lens assembly, and a manufacturing method thereof.
멀티미디어 환경이 통합됨에 따라 피사체에 대한 촬상을 디지털 방식으로 구현하는 카메라 모듈이 이동통신용 단말기에 탑재되고 있다. 이에 따라 피처-폰이라고 불리는 일반 핸드폰, PDA 및 스마트폰과 같은 이동통신용 단말기는 단순한 커뮤니케이션 기능을 넘어, 피사체에 대한 이미지를 촬상하는 장치, 즉 소형 광학 기기로도 기능한다. 피사체에 대한 이미지를 촬영하기 위하여, 이동통신용 단말기에 탑재되는 카메라 모듈의 중앙에는 렌즈 조립체가 구비되는데, 도 1은 종래 이동통신 단말기에 탑재되는 카메라 모듈을 구성하는 렌즈 조립체를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 종래기술에 따른 렌즈 조립체를 조립하는 과정을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다. As the multimedia environment is integrated, a camera module for digitally capturing a subject is mounted on a mobile communication terminal. Accordingly, mobile communication terminals such as feature phones, PDAs and smart phones, which are called feature phones, go beyond simple communication functions and function as devices for capturing an image of a subject, that is, a small optical device. In order to capture an image of a subject, a lens assembly is provided at the center of a camera module mounted in a mobile communication terminal. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a lens assembly constituting a camera module mounted in a conventional mobile communication terminal. 2 is an exploded perspective view schematically illustrating a process of assembling a lens assembly according to the related art.
도시된 것과 같이, 종래기술에 따른 렌즈 조립체(1)는 통상 다수의 렌즈(L1 ~ L4)로 구성되는 렌즈 유닛(10)과, 이 렌즈 유닛(10)이 내부에 적층되는 형태로 수용되어 있는 렌즈 배럴(20)로 구성된다. 피사체 측에서부터 볼 때, 렌즈 유닛(10)은 제 1 렌즈(L1), 제 2 렌즈(L2), 제 3 렌즈(L3), 제 4 렌즈(L4)로 구성되어 있는데, 이들 렌즈들은 피사체에 대한 촬상을 위하여 적절한 직경과 곡률을 가지도록 제작된다. 아울러, 이들 다수의 렌즈가 광축으로부터 이탈되는 것을 방지하고, 필요 없는 빛을 차단할 수 있도록 필름 등의 재질로 만들어지는 스페이서(32, 34, 36)가 제 1 렌즈(L1)와 제 2 렌즈(L2) 사이, 제 2 렌즈(L2)와 제 3 렌즈(L3) 사이, 제 3 렌즈(L3)와 제 4 렌즈(L4) 사이의 주변부에 개재되어 있다. As shown, the
렌즈 배럴(20)의 피사체 측면은 광 투과를 위한 중공부(22)가 관통 형성되어 있고, 결상 측면은 렌즈 유닛(10)을 내부로 수용하기 위하여 상단의 중공부(22)에 비하여 큰 중공부(23)가 관통 형성된다. 도 2에 도시된 것과 같이, 렌즈 유닛(10)을 구성하는 다수의 렌즈(L1 내지 L4) 및 스페이서(32, 34, 36)가 렌즈 배럴(20) 하단의 중공부(23)를 통하여 렌즈 배럴(20) 내부로 순차적으로 적층되면, 적절한 본딩 처리를 통하여 렌즈 유닛(10)이 렌즈 배럴(20) 내부에 안정적으로 조립될 수 있다. The subject side of the
한편, 이동통신 단말기용의 카메라 모듈에는 전술한 렌즈 조립체(1) 외에, 피사체에 대한 배율 조정(zooming)이나 자동 초점 조절(auto-focusing)을 수행할 수 있도록, 렌즈 조립체(1)를 광축 방향으로 가동시키기 위한 구동 액츄에이터(미도시)가 렌즈 조립체(1)의 외주변을 따라 배치된다. 또한 렌즈 조립체(1)를 통과한 피사체에 대한 광-이미지를 전기적 신호로 변환하기 위하여 피사체에 대한 상이 맺히는 부분인 결상면(結像面)을 갖는 이미지 센서(미도시)가 카메라 모듈의 하단 쪽에 배치된다. Meanwhile, in addition to the
전술한 렌즈 조립체(1) 내부에 배치되는 다수의 렌즈(L1 내지 L4)는 일반적으로 사출 성형을 통해 소정의 곡률을 가지도록 제조된다. 다수의 렌즈(L1 내지 L4) 및 스페이서(32, 36, 38)를 포함하는 렌즈 유닛(10)은 각각의 렌즈의 외경에 대응되는 내주면(24)을 갖는 렌즈 배럴(20)의 내부에 수용된다. 구체적으로 이 렌즈 유닛(10)은 각각의 개별 부품들로서, 렌즈 배럴(20) 하단의 중공부(23)를 통하여 렌즈 배럴(20) 내부로 순차적으로 적층되는 형태로 렌즈 배럴(20) 내부에 수용된다. 이러한 방법으로 렌즈 배럴(20) 내부로 수용되는 렌즈 유닛(10)은 광축에 수직한 방향으로 순차적으로 적층되는데, 렌즈 유닛(10)을 구성하는 다수의 렌즈는 각 렌즈의 광축이 일치하도록 렌즈 배럴(20)에 수용되고, 렌즈 유닛(10)의 외부에 접착제를 도포하여 안정적으로 조립된다. The plurality of lenses L1 to L4 disposed inside the
이때, 다수의 렌즈(L1 내지 L4)는 서로 상이한 곡률과 직경을 가지도록 제작되는데, 일반적으로 피사체 쪽에 위치한 렌즈(L1)가 가장 작은 직경을 가지면서 결상면 쪽으로 갈수록 점차로 직경이 큰 렌즈가 배치된다. 그런데, 종래의 렌즈 조립체(1)를 구성하는 렌즈 배럴(20)은 다수의 렌즈(L1 내지 L4)를 포함하는 렌즈 유닛(10) 전체를 내부에 수용하고 있다. 따라서 종래의 렌즈 조립체(1)의 경우, 다수의 렌즈를 포함하는 렌즈 유닛(10) 전체가 렌즈 배럴(20) 내부로 수용된 상태에서 조립되는 결과, 종래의 렌즈 조립체(1)는 다수의 렌즈 중에서 가장 큰 크기의 제 4 렌즈(L4)의 직경(R1)에, 렌즈 배럴(20)의 측면 폭(W)을 합한 직경(D)을 최소한도록 가질 수밖에 없다. In this case, the plurality of lenses L1 to L4 are manufactured to have different curvatures and diameters, and in general, lenses L1 positioned on the subject side have the smallest diameter and gradually larger lenses toward the image plane. . By the way, the
그런데, 점차로 소형화, 경량화를 추구하고 있는 이동통신 기기의 추세에 부응하여 카메라 모듈 역시 소형화, 경량화를 도모할 필요가 있고, 카메라 모듈을 구성하는 렌즈 조립체 역시 작고 가볍게 제조할 필요가 있는데, 종래의 렌즈 조립체(1)의 구조로는 소형화, 경량화에 한계가 있다. 또한, 집적 기술의 발전에 따라 이동통신 단말기에 탑재되는 카메라 모듈에도 수백만 화소급의 이미지 센서를 구비하고 있으며, 특히 최근에는 8백만 화소급의 이미지 센서를 채택한 스마트폰과 같은 이동통신 단말기가 시장에 보급되고 있다.However, in response to the trend of mobile communication devices, which are gradually pursuing miniaturization and light weight, the camera module needs to be miniaturized and reduced in weight, and the lens assembly constituting the camera module needs to be manufactured small and light. The structure of the
이처럼, 이동통신 단말에 탑재되는 카메라 모듈을 구성하는 촬상 소자로서의 이미지 센서의 성능이 증가함에 따라, 즉, 동일한 면적에 훨씬 많은 수의 화소가 배치됨에 따라, 고품질의 이미지를 구현하기 위해서는 이미지 센서의 결상면 쪽으로 입사되는 광의 유효 화각을 증가시킴으로써, 피사체에 대한 광-이미지가 이미지 센서로 더욱 많이 입사되어야 한다. 이를 위해서 렌즈 배럴(20) 내부에 수용되는 다수의 렌즈(L1 내지 L4)를 통한 유효 화각을 증가시켜야 하고, 이에 따라 이들 렌즈(L1 내지 L4)의 직경이 커질 필요가 있다. As such, as the performance of the image sensor as the image sensor constituting the camera module mounted in the mobile communication terminal increases, that is, a large number of pixels are arranged in the same area, in order to realize a high quality image, By increasing the effective field of view of light incident toward the image plane, more light-images to the subject must be incident on the image sensor. To this end, the effective angle of view through the plurality of lenses L1 to L4 accommodated in the
하지만, 소형화 및 경량화를 도모하고 있는 이동통신 단말기 제조업체에서의 요구에 따라, 렌즈 조립체(1)의 외주변으로 배치되는 구동 액츄에이터 및 하우징을 포함한 전체 카메라 모듈의 직경은 8.5 ㎜ 이하로 소형화하여야 하고, 특히 렌즈 조립체(1)는 그 직경(D)이 6.5 ㎜ 이하로 조립되어야 한다. 그런데, 렌즈의 최대 직경(R1)에 렌즈 배럴(20)의 폭(W)을 더한 만큼의 직경(D)을 갖는 종래기술의 렌즈 조립체(1)의 경우에는 소형화, 경량화 추세에 부응하기 곤란하다. However, in accordance with the requirements of the mobile communication terminal manufacturers aiming for miniaturization and weight reduction, the diameter of the entire camera module including the drive actuator and the housing disposed around the
또한, 8백만 화소급의 이미지 센서를 채택하여 고품질의 이미지를 구현하고자 하는 경우, 렌즈의 유효 화각을 증가시켜야 하고, 이를 위해서는 렌즈의 최대 직경(R1) 및 이에 따른 렌즈 조립체의 직경(D)을 증가시켜야 한다. 이처럼 렌즈 조립체(1)의 직경을 크게 하고 그 외주변으로 배치되는 구동 액츄에이터의 크기를 감소시키는 방법을 고려해 볼 수 있으나, 이 경우에는 원하는 구동력을 발휘하기 곤란해지기 때문에 오히려 피사체에 대한 초점 조정 불량의 우려가 있다. In addition, in order to achieve high quality images by adopting an 8 million pixel image sensor, the effective angle of view of the lens should be increased. To this end, the maximum diameter (R 1 ) of the lens and the diameter (D) of the lens assembly are thus increased. Should be increased. As such, a method of increasing the diameter of the
즉, 8백만 화소급 이상의 이미지 센서를 채택하여 양호한 화질을 구현하기 위해서는 렌즈의 유효 화각이 증가되어야 하고, 이를 위해서는 렌즈의 최대 직경(R1)이 현재보다 커져야 한다. 그런데 렌즈의 최대 직경(R1)이 현재보다 커지게 되면 렌즈 배럴(W)의 두께를 더한 렌즈 조립체의 직경(D) 역시 증가한다. 따라서 전체 카메라 모듈의 직경이 설정되어 있는 이상 구동 액츄에이터의 크기가 감소하기 때문에 원하는 구동력을 얻을 수 없다. 달리 표현하면, 원하는 구동력을 얻기 위해서 구동 액츄에이터의 크기를 감소시킬 수 없기 때문에, 종래의 렌즈 조립체(1)의 직경(D) 역시 일정 수준으로 설정되어야 한다. 이에 따라 렌즈 조립체(1) 내부에 수용되는 렌즈의 최대 직경(R1) 역시 일정 수준으로 고정될 수밖에 없고, 렌즈의 유효 화각을 증가시킬 수 없기 때문에 종래기술의 렌즈 조립체(1)로서는 8백만 화소급 이상의 이미지 센서를 채택하더라도 고화질의 이미지 구현이 곤란해진다. That is, the effective angle of view of the lens must be increased to achieve good image quality by adopting an image sensor of 8 million pixels or more, and for this purpose, the maximum diameter R 1 of the lens must be larger than the present. However, when the maximum diameter (R 1 ) of the lens is larger than the present, the diameter (D) of the lens assembly plus the thickness of the lens barrel (W) also increases. Therefore, as long as the diameter of the entire camera module is set, the size of the driving actuator is reduced, so that the desired driving force cannot be obtained. In other words, since it is not possible to reduce the size of the drive actuator to obtain the desired driving force, the diameter D of the
또한, 종래의 이동통신 단말기용 카메라 모듈을 조립하는 경우에, 렌즈 조립체(1)의 조립 과정이나 그 외부에 형성되는 구동 액츄에이터 및 하우징 부재의 체결 과정에서 미세한 이물질이 파티클 형태로 생성된다. 이러한 파티클이 이미지 촬상 영역에 형성되면 이미지 센서에서의 이미지 변환 오류 및 피사체에 대한 초점 조정 과정에서 포커싱 에러가 발생하여 화질 불량이 야기되기 때문에, 이러한 파티클을 제거할 필요가 있다. In addition, when assembling a conventional camera module for a mobile communication terminal, fine foreign matter is generated in the form of particles in the assembly process of the
종래 이동통신 단말기에 채택되는 카메라 모듈의 내부에 생성된 이물질을 제거하기 위한 방법으로, 검수자가 현미경 등을 통해 육안으로 확인한 파티클을 일일이 제거하는 방법을 채택하였다. 하지만, 파티클 제거 공정이 복잡하고 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라, 생성된 파티클을 일일이 제거하는 것은 불가능하다. As a method for removing foreign substances generated inside the camera module adopted in the conventional mobile communication terminal, the inspector has adopted a method for removing particles checked visually through a microscope. However, the particle removal process is complicated and time-consuming, and it is impossible to remove the generated particles one by one.
공기 분사 방식에 의한 '에어 세정(air cleaning)'방식을 채택하여 파티클을 제거하는 방안도 모색되고 있다. 그런데, 이미지 센서 등이 배치되는 카메라 모듈의 하단에는 많은 부품들이 미세하게 조립되어 있다. 따라서 파티클을 완전히 제거하기 위하여 강력한 에어세정을 진행하면 많은 부품들이 손상될 우려가 있다. 이들 부품의 손상을 방지하기 위하여 약한 에어세정만을 수행할 수밖에 없기 때문에, 파티클을 완전히 제거하지 못한다. Adopting the 'air cleaning' method by the air injection method is also seeking to remove the particles. However, many parts are finely assembled at the bottom of the camera module where the image sensor and the like are arranged. Therefore, if a strong air cleaning to remove the particles completely, there is a risk that many parts are damaged. In order to prevent damage to these parts, only weak air cleaning can be performed, so that the particles cannot be completely removed.
이에 대한 대안으로 물과 같은 액체를 사용하는 '액체세정'을 통하여 파티클을 제거하는 방법을 고려해 볼 수 있으나, 종래 렌즈 조립체(1)의 경우에, 렌즈 유닛(10)이 완전히 밀폐되지 못한 관계로 렌즈 배럴(20)의 내주면과 렌즈(L1 내지 L4)의 외주 사이로 물이 침투하게 된다. 이처럼, 렌즈의 내부로 물이 침투하면 결국 렌즈를 통한 피사체에 대한 초점 조정은 물론이고 이미지 센서로 정확히 피사체에 대한 결상이 불가능하기 때문에 카메라 모듈 전체의 불량으로 이어진다는 문제점이 있었으므로, 액체 세정을 통한 파티클의 제거를 수행하지 못하였다. As an alternative to this, a method of removing particles through 'liquid cleaning' using a liquid such as water may be considered. However, in the case of the
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 수백만 화소급의 이미지 센서로 양질의 광-이미지를 제공할 수 있도록 확대된 유효 화각을 가지는 렌즈를 구비할 수 있는 이동통신 단말기용 렌즈 조립체, 이 렌즈 조립체를 포함하는 카메라 모듈 및 렌즈 조립체를 제조하는 방법을 제공하고자 하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a mobile communication terminal having a lens having an effective angle of view enlarged to provide a high quality optical-image with a multi-million-pixel image sensor. To provide a lens assembly, a camera module including the lens assembly and a method of manufacturing the lens assembly.
본 발명의 다른 목적은 이동통신 단말기의 소형화, 경량화 추세에 부응하여 소형화가 가능한 렌즈 조립체, 카메라 모듈 및 렌즈 조립체의 제조 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a lens assembly, a camera module, and a method for manufacturing the lens assembly, which can be miniaturized in response to the trend of miniaturization and light weight of a mobile communication terminal.
본 발명의 또 다른 목적은 렌즈 조립체 내부로 액체가 침투하지 않도록 완전히 밀폐되어 카메라 모듈 내부에 생성되는 파티클 형태의 이물질을 액체 세정을 통해 제거할 수 있는 이동통신 단말기용 렌즈 조립체, 이 렌즈 조립체를 포함하는 카메라 모듈 및 렌즈 조립체를 제조하는 방법을 제공하는데 있다. Still another object of the present invention is to provide a lens assembly for a mobile communication terminal, which is completely sealed to prevent liquid from penetrating into the lens assembly and is capable of removing particle-shaped foreign substances generated inside the camera module through liquid cleaning, the lens assembly including the lens assembly. To provide a camera module and a method for manufacturing a lens assembly.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 후술하는 발명의 상세한 설명을 통해서 더욱 분명해질 것이다. Other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention.
전술한 목적을 갖는 본 발명에 따르면, 이동통신 단말기에 탑재되는 카메라 모듈을 구성하는 렌즈 조립체로서, 피사체에 대한 촬상을 위한 렌즈를 포함하는 렌즈 유닛; 및 상기 렌즈 유닛을 수용하기 위한 렌즈 배럴을 포함하며, 상기 렌즈 중에서 최대 직경을 가지는 렌즈가 상기 렌즈 배럴의 하단에 배치되어 상기 최대 직경을 가지는 렌즈의 외주면이 상기 렌즈 배럴의 외부에 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 렌즈 조립체를 제공한다. According to the present invention having the above object, a lens assembly constituting a camera module mounted on a mobile communication terminal, comprising: a lens unit including a lens for photographing an object; And a lens barrel for accommodating the lens unit, wherein a lens having a maximum diameter among the lenses is disposed at a lower end of the lens barrel such that an outer circumferential surface of the lens having the maximum diameter is exposed to the outside of the lens barrel. It provides a lens assembly characterized in.
이때, 바람직하게는, 상기 최대 직경을 가지는 렌즈의 상단 주변부와 상기 배럴의 하단 주변부 사이로 실링 수단이 개재되어 있으며, 상기 최대 직경을 가지는 렌즈는 상기 배럴의 하단에 결합되어 있으며, 상기 실링 수단은 접착력이 있는 실링재인 것을 특징으로 한다. In this case, preferably, a sealing means is interposed between the upper peripheral portion of the lens having the maximum diameter and the lower peripheral portion of the barrel, the lens having the maximum diameter is coupled to the lower end of the barrel, and the sealing means has an adhesive force. Characterized in that there is a sealing material.
아울러, 다른 실시예에 따르면, 상기 렌즈 중에서 피사체 쪽에 가장 근접 배치되는 제 1 렌즈의 외곽에 인접한 상기 렌즈 배럴의 내주에 형성된 홈으로 제 2 실링 수단이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. In addition, according to another embodiment, the second sealing means is formed by a groove formed in the inner circumference of the lens barrel adjacent to the outer side of the first lens disposed closest to the subject of the lens.
또한, 본 발명은 전술한 렌즈 조립체와; 상기 렌즈 조립체가 내부에 수용되는 하우징; 및 상기 하우징의 하단에 조립되며, 상기 렌즈 조립체를 통과한 빛을 수광하는 결상 영역을 갖는 이미지 센서를 포함하는 이동통신 단말기용 카메라 모듈을 제공한다. In addition, the present invention and the lens assembly described above; A housing in which the lens assembly is received; And an image sensor assembled to a lower end of the housing, the image sensor having an imaging area for receiving light passing through the lens assembly.
바람직하게는, 상기 렌즈 조립체의 렌즈 배럴의 외주변으로 체결되는 캐리어와; 상기 캐리어의 외주변에 배치되어 상기 캐리어 및 상기 렌즈 조립체를 광축 방향으로 구동시키는 액츄에이터를 더욱 포함할 수 있는데, 상기 액츄에이터는 전원이 인가된 구동코일과 마그네트에서 발생하는 자기장의 상호작용에 의하여 상기 렌즈 액츄에이터를 광축 방향으로 구동시키는 보이스 코일 모터(Voice-coil motor)이거나 전원을 인가하면 압전체의 변형에 의해 상기 렌즈 액츄에이터를 광축 방향으로 구동시키는 피에조 액츄에이터를 포함할 수 있다. Preferably, the carrier is fastened to the outer periphery of the lens barrel of the lens assembly; The actuator may further include an actuator disposed at an outer periphery of the carrier to drive the carrier and the lens assembly in an optical axis direction. The actuator may be configured to interact with the lens by a magnetic field generated from a magnet and a driving coil to which power is applied. It may include a voice-coil motor for driving the actuator in the optical axis direction or a piezo actuator for driving the lens actuator in the optical axis direction by deformation of the piezoelectric body when power is applied.
또한, 본 발명에서는 모바일 통신기기에 탑재되는 카메라 모듈을 구성하는 렌즈 조립체를 제조하는 방법으로서, 피사체에 대한 촬상을 위한 렌즈를 포함하는 렌즈 유닛을 조립 지그 내부에서 순차적으로 적층하는 단계; 상기 조립 지그에 적층된 상기 렌즈 유닛을 일체로 결합하는 단계; 상기 일체로 결합된 렌즈 유닛을 상기 조립 지그로부터 분리하는 단계; 및 상기 조립 지그로부터 분리된 일체로 결합된 렌즈 유닛을 렌즈 배럴 내부로 끼워넣는 단계로서, 상기 렌즈 유닛을 구성하는 렌즈 중에서 최대 직경을 갖는 렌즈가 상기 렌즈 배럴의 하단에 배치되어 상기 최대 직경을 가지는 렌즈의 외주면이 상기 렌즈 배럴의 외부에 노출되는 형태로 상기 렌즈 유닛을 상기 렌즈 배럴 내부로 끼워넣는 단계를 포함하는 렌즈 조립체를 제조하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for manufacturing a lens assembly constituting a camera module mounted on a mobile communication device, comprising the steps of: sequentially stacking a lens unit including a lens for imaging the subject in the assembly jig; Integrally coupling the lens units stacked on the assembly jig; Separating the integrally coupled lens unit from the assembly jig; And inserting an integrally coupled lens unit separated from the assembly jig into the lens barrel, wherein a lens having the largest diameter among the lenses constituting the lens unit is disposed at a lower end of the lens barrel to have the maximum diameter. And inserting the lens unit into the lens barrel such that the outer circumferential surface of the lens is exposed to the outside of the lens barrel.
이때, 상기 렌즈 유닛을 일체로 결합하는 단계는, 상기 조립 지그의 개방된 측면을 통해 노출된 상기 렌즈 유닛의 외주면으로 접착제를 도포하는 단계를 포함할 수 있다. In this case, the step of coupling the lens unit integrally, may include applying an adhesive to the outer peripheral surface of the lens unit exposed through the open side of the assembly jig.
바람직하게는, 상기 렌즈 유닛을 상기 렌즈 배럴 내부로 끼워넣는 단계 이후에, 상기 렌즈 배럴의 하단과 상기 최대 직경을 갖는 렌즈의 상단 사이를 실링 수단으로 밀봉하는 단계를 더욱 포함할 수 있는데, 특히 바람직하게는 상기 실링 수단은 방수 가능한 접착제 또는 실링재인 것을 특징으로 한다.Preferably, after the step of inserting the lens unit into the lens barrel, it may further comprise a step of sealing with the sealing means between the lower end of the lens barrel and the upper end of the lens having the maximum diameter, particularly preferred Preferably, the sealing means is a waterproof adhesive or a sealing material.
아울러, 상기 렌즈 유닛을 상기 렌즈 배럴로 끼워넣는 단계 이전에, 상기 렌즈 배럴의 상단 내주에 형성된 홈으로 제 2 실링 수단을 형성하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. In addition, before the step of inserting the lens unit into the lens barrel, it may further comprise the step of forming a second sealing means with a groove formed in the upper inner circumference of the lens barrel.
본 발명에서는 최대 직경을 갖는 렌즈가 렌즈 배럴의 외부에 노출되어 있기 때문에, 렌즈 조립체의 전체 직경을, 최대 직경을 갖는 렌즈의 외경으로 감소시킬 수 있다. 따라서 종래와 비교해서 렌즈 조립체의 전체적인 크기를 줄일 수 있기 때문에, 소형화, 경량화 추세에 부응할 수 있다. In the present invention, since the lens having the largest diameter is exposed to the outside of the lens barrel, the entire diameter of the lens assembly can be reduced to the outer diameter of the lens having the largest diameter. Therefore, the overall size of the lens assembly can be reduced as compared with the conventional one, and thus the trend of miniaturization and light weight can be met.
아울러, 동일한 렌즈 배럴의 크기를 가지면서도 종래에 비하여 유효 화각이 증가한 렌즈를 구비할 수 있기 때문에, 현재 시판되고 있는 8백만 이상의 화소급의 촬상 소자를 갖는 이미지 센서로 보다 많은 광-이미지를 제공할 수 있기 때문에, 고품질의 이미지 재현이 가능하다. In addition, since it is possible to include a lens having the same lens barrel size and an effective angle of view increased compared with the conventional art, it is possible to provide more light-images with an image sensor having an 8 million or more pixel-class image pickup device currently on the market. Because of this, high quality image reproduction is possible.
또한, 본 발명에서는 렌즈 조립체가 외부에 대하여 완전히 밀폐되어 있기 때문에, 렌즈 조립체 및 카메라 모듈의 조립 과정에서 특히 카메라 모듈의 이미지 촬상 영역에 형성되는 파티클 형태의 이물질을 제거하기 위하여 물과 같은 액체 세정이 가능하고, 액체 세정에 의해서도 세정액이 렌즈 내부 영역으로 침투하지 않아 제품의 불량을 방지할 수 있다. In addition, in the present invention, since the lens assembly is completely sealed to the outside, liquid cleaning such as water may be used during the assembly of the lens assembly and the camera module, in particular, to remove foreign particles in the form of particles formed in the image pickup area of the camera module. In addition, the cleaning liquid does not penetrate into the lens inner region even by liquid cleaning, thereby preventing product defects.
이에 따라, 파티클의 형성으로 인하여 이미지 촬상 과정에서의 에러 유발을 방지하는 동시에 피사체에 대한 안정적인 포커싱 조절이 가능하여, 피사체에 대한 촬상 과정에서 이미지 품질 저하를 회피하여 고품질의 이미지 구현이 가능할 것으로 기대된다. Accordingly, due to the formation of particles, it is possible to prevent an error in the image capturing process and to stabilize the focusing on the subject, and to realize a high quality image by avoiding the deterioration of the image quality during the capturing of the subject. .
결국, 렌즈 조립체의 제조자는 본 발명에 따라 제조된 렌즈 조립체를 공급하면, 소형화 및 하이-엔드의 이미지 센서를 채택한 카메라 모듈을 제조할 수 있다. 아울러, 카메라 모듈 제조업자는 본 발명의 렌즈 조립체를 가지는 카메라 모듈의 이미지 촬상 영역에 잔류할 수 있는 이물질과 같은 파티클을 제거하기 위하여 액체 세정이라는 방법을 사용할 수 있어서 최종적으로 제조되는 카메라 모듈에 의한 이미지 촬상에서, 이미지 촬상 영역에 잔존하는 파티클로 인한 화질 불량이나 초점 불량의 문제를 방지할 수 있다. As a result, a manufacturer of a lens assembly can supply a lens assembly manufactured according to the present invention, thereby manufacturing a camera module employing a miniaturized and high-end image sensor. In addition, the camera module manufacturer can use a method called liquid cleaning to remove particles such as foreign matter that may remain in the image capturing area of the camera module having the lens assembly of the present invention, so that the image capturing by the camera module finally manufactured In this case, it is possible to prevent a problem of poor image quality or poor focus due to particles remaining in the image capturing area.
도 1은 종래기술의 이동통신용 단말기에 탑재되는 카메라 모듈을 구성하는 렌즈 조립체를 개략적으로 도시한 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a lens assembly constituting a camera module mounted in a mobile communication terminal of the prior art.
도 2는 종래기술의 렌즈 조립체를 이루는 렌즈 유닛이 렌즈 배럴 내부로 조립되는 과정을 보여주는 분해 사시도이다. 2 is an exploded perspective view illustrating a process of assembling the lens unit constituting the lens assembly of the prior art into the lens barrel.
도 3은 본 발명에 따른 이동통신용 단말기에 탑재되는 카메라 모듈을 구성하는 렌즈 조립체가 조립된 상태를 도시한 사시도이다. 3 is a perspective view illustrating a state in which a lens assembly constituting a camera module mounted on a mobile communication terminal according to the present invention is assembled;
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 라인을 따라 절단한 도면으로서, 도 4a는 단면도이고, 도 4b는 단면 사시도이다. 4A and 4B are views taken along the line IV-IV of FIG. 3 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4A is a sectional view and FIG. 4B is a sectional perspective view.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 렌즈 조립체의 단면도이다. 5 is a cross-sectional view of the lens assembly according to the second embodiment of the present invention.
도 6a 내지 도 6f는 본 발명에 따른 렌즈 조립체를 제조하는 공정에 따른 렌즈 조립체의 조립 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다. 6A to 6F are perspective views schematically illustrating an assembly state of a lens assembly according to a process of manufacturing a lens assembly according to the present invention.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 렌즈 조립체를 구비하고 있으며, 이동통신용 단말기에 탑재되는 카메라 모듈을 개략적으로 도시한 단면도로서, 일예로서 VCM 방식의 액츄에이터를 구비한 카메라 모듈의 내부에 파티클이 생성된 상태를 보여주는 단면도이다. FIG. 7 is a cross-sectional view schematically illustrating a camera module mounted on a mobile communication terminal, including a lens assembly according to a first embodiment of the present invention. As an example, a particle inside a camera module including an actuator of a VCM method. This is a cross-sectional view showing the generated state.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 렌즈 조립체를 구비한 카메라 모듈에서 액체 세정이 가능한 상태를 도시한 단면도이다. 8 is a cross-sectional view illustrating a state in which liquid cleaning is possible in a camera module having a lens assembly according to a first exemplary embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 렌즈 조립체를 구비한 카메라 모듈에서 상단과 하단에서 액체 세정이 가능한 상태를 도시한 단면도이다. FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a state in which liquid cleaning is possible at a top and a bottom of a camera module having a lens assembly according to a second exemplary embodiment of the present invention.
본 발명자는 전술한 종래기술의 문제점을 해소하기 위한 방법을 예의 연구한 끝에, 고-화질 구현이 가능한 8백만 이상의 화소급의 촬상 소자를 구비한 이미지 센서를 채택한 카메라 모듈에서도 소형화를 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 고품질의 이미지 재현이 가능하며, 특히 이미지 촬상 영역에 형성되는 파티클로서의 이물질을 제거하기 위하여 액체 세정이 가능한, 이동통신 단말기용의 렌즈 조립체 및 이러한 렌즈 조립체를 포함하는 카메라 모듈 및 이러한 렌즈 조립체를 제조하는 방법을 제안하였다. The present inventor has studied the method for solving the above-mentioned problems of the prior art, and thus can be miniaturized even in a camera module employing an image sensor with an image sensor of 8 million pixels or more capable of high-definition image quality. In addition, a lens assembly for a mobile communication terminal and a camera module including such a lens assembly and a lens module capable of high-quality image reproduction, and in particular, liquid cleaning to remove foreign substances as particles formed in an image pickup area, are provided. A method of preparation has been proposed.
설명의 편의를 위해서, 본 명세서에서 '상단', '상부' 등의 용어는 피사체 측을 의미하며, '하단', '하부' 등은 이미지 센서의 결상면 측 또는 이미지 센서가 탑재되는 기판 측을 의미한다. 아울러, 렌즈 조립체가'밀봉' 또는 '밀폐'되었다고 할 때, 렌즈 조립체를 구성하는 렌즈 유닛을 구성하는 렌즈와 렌즈 사이의 공간으로 물과 같은 액체가 침투할 수 없다는 의미로 이해되어야 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부하는 도면을 참조하면서 설명한다. For convenience of description, in the present specification, terms such as 'top' and 'top' refer to the subject side, and 'bottom' and 'bottom' refer to the imaging surface side of the image sensor or the substrate side on which the image sensor is mounted. it means. In addition, when the lens assembly is 'sealed' or 'sealed', it should be understood that liquid such as water cannot penetrate into the space between the lens and the lens constituting the lens unit constituting the lens assembly. Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 이동통신용 단말기에 장착, 탑재되는 카메라 모듈을 구성하는 렌즈 조립체가 조립된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 라인을 따라 절단한 도면으로서, 도 4a는 단면도이며 도 4b는 단면 사시도이다. 도시된 것과 같이 본 발명에 따른 렌즈 조립체(100)는 다수의 렌즈(L1, L2, L3, L4)를 포함하는 렌즈 유닛(110, 도 6d 참조)과, 이 렌즈 유닛(110)을 수용할 수 있도록 중공되어 있는 대략 원통 형상의 렌즈 배럴(120)을 포함한다. 렌즈 조립체(100)는 카메라 모듈(300, 도 7 내지 도 9 참조)의 중앙에 배치되어, 피사체에 대한 이미지 촬상 영역을 정의한다. 3 is a perspective view schematically illustrating a state in which a lens assembly constituting a camera module mounted and mounted on a mobile communication terminal is assembled according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 4A and 4B are a first embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 3, and FIG. 4A is a cross-sectional view and FIG. 4B is a cross-sectional perspective view. As shown, the
렌즈 유닛(110)은 피사체에 대한 초점 조절을 위한 렌즈를 포함하는데, 이 렌즈(L1 내지 L4)는 광학용 유리 또는 플라스틱 재질로 제조될 수 있다. 통상적으로 렌즈 유닛(110)은 빛을 모으거나 분산하기 위하여 적절하고 다양한 곡률을 가지는 비구면의 볼록 렌즈와 오목 렌즈가 조합된 다수의 렌즈로 구성되는 것이 일반적이다. 각각의 렌즈는 예를 들어 사출 성형을 통해 소정의 곡률을 가지도록 제조되고, 스페이서(132, 134, 136)를 사이에 두고 결합되어, 일체의 렌즈 유닛(110)으로서 렌즈 배럴(120) 내부에 수용된다. The
이때, 통상적으로 광학적 요소에 따라 피사체 측면과 가장 가까운 위치에 있는 렌즈의 직경이 가장 작고 결상면 측으로 갈수록 점차로 렌즈의 직경이 증가한다. 도면에서는 피사체 쪽인 상측에서부터 결상면 쪽인 하측으로 점차로 그 직경이 커지는 4개의 렌즈(L1 내지 L4)로 구성되는 렌즈 유닛(110)을 도시하였지만, 이는 어디까지나 예시적인 것에 불과하다. 오히려, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 렌즈 유닛(100)을 구성하는 렌즈의 숫자, 각 렌즈의 곡률이나 직경 등은 필요에 따라 임의로 조정할 수 있을 것이다. 예를 들어 렌즈 유닛(110)을 구성하는 렌즈의 숫자는 적어도 하나 이상이면 되고, 일반적으로 2-6개의 렌즈로 구성되지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 결코 아니다. 특히, 본 발명에 따른 렌즈 조립체(100)를 보면 유효 화각을 증가시키기 위하여 가장 큰 직경을 갖는 제 4 렌즈(L4)가 렌즈 배럴(120) 내부에 수용되어 있지 않다. In this case, the diameter of the lens at the position closest to the side of the subject is smallest according to the optical element, and the diameter of the lens gradually increases toward the image plane. In the drawing, the
한편, 렌즈 유닛(110)을 구성하는 각각의 렌즈를 지지하여 기울어지는 것을 방지하여 렌즈가 안정적으로 조립, 배열하고, 각각의 렌즈 사이의 간격을 조절하는 동시에, 투과된 빛을 차폐하거나 빛이 내면으로 반사되는 것을 방지하기 위하여, 다수의 렌즈(L1 내지 L4) 사이의 외곽부에는 하나 이상의 스페이서(132, 134, 136)가 구비될 수 있다. 이들 스페이서는 투명 재질 또는 불투명 재질로 만들어질 수 있는데, 예를 들어 제 1 렌즈(L1)의 외곽부 하단과 제 2 렌즈(L2)의 외곽부 상단 사이에 중공 영역을 갖는 제 1 스페이서(132)가 배치되고, 제 2 렌즈(L2)의 외곽부 하단과 제 3 렌즈(L3)의 외곽부 상단 사이에 중공 영역을 갖는 제 2 스페이서(134)가 개재된다. 아울러 제 3 렌즈(L3)의 외곽부 하단과 제 4 렌즈(L4)의 외곽부 상단 사이로는 제 3 렌즈(L3)를 안정적으로 지지할 수 있도록 상대적으로 폭이 크고 중공 영역을 갖는 제 3 스페이서(136)가 형성된다. On the other hand, by supporting each lens constituting the
전술한 것과 같이 렌즈 유닛(110)을 구성하는 렌즈의 숫자나 크기가 필요에 따라 변경될 수 있기 때문에, 렌즈 사이에 배치되는 이들 스페이서의 숫자나 크기 역시 렌즈의 숫자에 따라 변경될 수 있음은 물론이다. 아울러, 별도로 도면 번호를 도시하지는 않았지만, 렌즈 배럴(120)의 상단 내주면으로는 제 1 렌즈(L1) 주변부 상단을 덮을 수 있는 형상의 차광판이 형성되어 렌즈 유닛(110)의 광선 투과 영역과 비-투과 영역을 구분할 수 있도록 구성될 수 있다. As described above, since the number or size of the lenses constituting the
한편, 광축 방향으로 정렬되며, 후술하는 것과 같이 일체로 사전에 결합된 렌즈 유닛(100)을 구성하는 다수의 렌즈(L1 내지 L4)를 수용하는 중공 원통체의 렌즈 배럴(120)의 상단은 광의 투과시키기 위한 렌즈 입구로서 중공부(122)를 형성하고 있으며, 그 하단은 사전에 일체로 형성된 렌즈 유닛(110)이 끼워질 수 있도록 상단에 비하여 훨씬 큰 중공부(123, 도 6d 참조)를 형성하고 있다. 렌즈 배럴(120)은 그 내부에 렌즈 유닛(110)을 수용하기 때문에, 렌즈 배럴(120)의 내주면(124)은 그 내부에 수용되는 렌즈(L1 내지 L3)의 외경에 대응되도록 구성된다. 도면에 도시한 것과 같이 렌즈(L1 내지 L3)의 직경과 곡률에 따라 렌즈 배럴(120)의 내주면(124)은 단차를 갖는 형상으로 형성되어, 그 내부의 수용 공간으로 렌즈 유닛(110)을 수용할 수 있다. 렌즈 배럴(120)의 외주면으로는 나사산(126)이 형성되어 있어서, 렌즈 유닛(110)을 수용한 렌즈 배럴(120)은 카메라 모듈을 구성하는 캐리어(310, 도 6 참조)에 내주에 형성되는 대응되는 나사산과 결합할 수 있다. On the other hand, the upper end of the
이때, 렌즈 유닛(110)과 이 렌즈 유닛을 수용하는 렌즈 배럴(120)은, 해당 기술분야에서의 통상의 기술자에게 잘 알려져 있는 유리 또는 플라스틱 재질의 물질을 사용하여, 각각 사출 성형에 의하여 제작될 수 있다. 예를 들어, 제 1 렌즈(L1)의 소재로는 환형 올레핀 중합체(cyclo olefin polymer, COP)인 Zeonex E48R 광학 플라스틱(Nippon Zenon 주식회사), 제 2 렌즈(L2)의 소재로는 굴절률이 높은 폴리카보네이트(PC) 수지인 Planet SP1516 광학 플라스틱(일본 데이진카세이 주식회사), 제 3 렌즈(L3) 및 제 4 렌즈(L4)의 소재로는 환형 올레핀 중합체인 APEL 광학 플라스틱(일본 미츠이화학 주식회사)을 채택할 수 있다. 아울러, 제 1 스페이서(132) 및 제 2 스페이서(134)의 소재로는 일본 KIMOTO 주식회사의 필름 형태의 플라스틱을 사용할 수 있으며, 제 3 스페이서(136)의 소재로는 무연-황동(lead-free brass)를 채택할 수 있다. 아울러, 렌즈 배럴(120)은 내식성이 우수한 중부하용 폴리카보네이트(PC+GF30%)를 사용하여 일체로 사출 성형될 수 있다. In this case, the
그런데, 종래의 렌즈 조립체와 달리 본 발명의 렌즈 조립체(100) 중앙의 렌즈 유닛(110)을 구성하는 렌즈 중 적어도 하나가 렌즈 배럴(120)의 내부에 수용되어 있지 않고 렌즈 배럴(120)의 외부에 노출되어 있다. 이때, 바람직하게는 다수의 렌즈 중에서 최대 직경을 가지는 렌즈인 제 4 렌즈(L4)가 렌즈 배럴(120)의 하단에 결합, 연결되는 형태로 배치되어, 제 4 렌즈(L4)의 외주면이 렌즈 배럴(120)의 외부에 노출된다.However, unlike the conventional lens assembly, at least one of the lenses constituting the
이에 따라, 종래의 렌즈 조립체(1)는 렌즈의 최대 직경(R1)에 렌즈 배럴의 폭(W)을 더한 직경(D)을 가지는 반면(도 1 참조), 본 발명에 따른 렌즈 조립체(100)는 최대 렌즈 직경(R2)과 실질적으로 동일한 크기를 가지게 된다. 즉, 본 발명에 따른 렌즈 조립체(100)는, 종래의 렌즈 조립체가 가지는 직경(D)과 비교할 때, 렌즈 배럴의 폭(W)에 해당하는 만큼 그 크기를 줄일 수 있다. 이처럼 렌즈 조립체(100)의 직경을 줄일 수 있다면, 렌즈 조립체(100)가 중앙에 배치되는 전체 카메라 모듈(300)의 크기 역시 줄일 수 있기 때문에 이동통신 단말기 제조업체에서 요구하고 있는 소형화, 경량화 추세에 적극적으로 대응할 수 있다. Accordingly, the
아울러, 양질의 이미지 구현을 위해서는 유효 화각이 큰 렌즈, 즉 대면적의 렌즈를 채택할 필요가 있다. 그런데 종래 이동통신 단말기용 카메라 모듈에서 원하는 구동력을 구현하기 위해서 렌즈 조립체(1)는 렌즈의 최대 직경(R1)에 렌즈 배럴의 폭(W)을 더한 직경(D)을 가져야 한다. 더 이상 렌즈 조립체의 직경(D)을 증가시킬 수 없기 때문에, 종래의 렌즈 조립체(1)에서 최대 유효 화각을 갖는 렌즈의 직경(R1) 역시 증가시킬 수 없다. 이처럼 종래의 렌즈 조립체의 경우, 유효 화각이 증가한 렌즈를 채택할 수 없기 때문에 8백만 화소급 이상의 이미지 센서를 채택하더라도 고품질의 이미지 구현이 사실상 불가능하다. In addition, it is necessary to adopt a lens having a large effective field of view, that is, a large area lens in order to realize a high quality image. However, in order to implement a desired driving force in the conventional camera module for a mobile communication terminal, the
하지만, 본 발명에 따른 렌즈 조립체(100)는 실질적으로 렌즈의 최대 직경(R2)에 해당하는 크기를 갖는다. 따라서 본 발명의 렌즈 조립체(100)의 직경을 종래의 렌즈 조립체(1)의 직경(D)과 동일하게 설정한다면, 최대 유효 화각을 갖는 렌즈의 크기, 즉 렌즈의 최대 직경(R2)은 종래의 렌즈 조립체(1)의 직경(D)과 동일하게 설정할 수 있다. 달리 표현해보면, 전체 렌즈 조립체의 직경(D)을 동일하게 설정하더라도, 종래의 렌즈 조립체(1)에서 렌즈의 최대 직경(R1)은 이 렌즈 조립체의 직경(D)에서 렌즈 배럴의 폭(W)을 제외한 크기가 되기 때문에 렌즈의 유효 화각에 한계가 있다. 하지만, 본 발명의 렌즈 조립체(100)에서 렌즈의 최대 직경(R2)은 전체 렌즈 조립체의 직경(D)과 실질적으로 동일하기 때문에(즉, 이 경우 본 발명 렌즈의 최대 직경(R2)은 종래의 렌즈의 최대 직경(R1)에 비하여 크다), 유효 화각을 증가시킬 수 있다. 이처럼 유효 화각이 증가한 렌즈를 채택할 수 있으면서, 렌즈 배럴의 전체 크기가 증가하지 않기 때문에 액츄에이터의 크기는 감소하지 않는다. 따라서 8백만 화소급 이상의 이미지 센서를 채택하더라도 원하는 구동력을 충분히 발휘할 수 있을 뿐만 아니라 양질의 이미지 구현 역시 가능하게 된다. However, the
또한, 본 발명의 렌즈 조립체(100)에서는 제 3 스페이서(136)의 하단 외주 부분, 즉 최대 직경을 갖는 제 4 렌즈(L4)의 외곽인 주변부 상단과, 렌즈 배럴(120)의 하단 사이에는 실링 수단(150)이 개재되어 렌즈 유닛(110) 내부를 외부로부터 완전히 밀폐시키고 있다. 특히, 본 발명에 따르면 제 4 렌즈(L4)가 렌즈 배럴(120)의 외부에 노출되어 있고, 바람직하게는 제 4 렌즈(L4)가 렌즈 배럴(120)의 하부에 배치되어 있기 때문에, 렌즈 조립체(100)가 최종적으로 조립된 상태에서, 제 4 렌즈(L4)의 주변부 상단과 렌즈 배럴(120)의 하단 사이로 실링 수단을 형성하는 것이 매우 용이하다. In addition, in the
본 발명에 따라 사용될 수 있는 실링 수단(150)으로는 제 4 렌즈(L4)의 주변부, 즉 외측 주변부 상단과 렌즈 배럴(120)의 하단 사이의 간극으로 개재될 수 있다면 패킹 부재와 같은 별도의 부재를 사용할 수 있다. 하지만 부품의 최소화라든가 조립, 제조 공정의 간소화를 도모한다는 측면에서, 방수가 가능한 접착제 및/또는 접착력 있으며 방수 기능이 있는 실링재 또는 방수액을 사용할 수 있다. Sealing means 150 that can be used in accordance with the present invention include a separate member such as a packing member if it can be interposed with a gap between the periphery of the fourth lens L4, ie the top of the outer periphery and the bottom of the
이때, 사용될 수 있는 접착제로는 미세한 전자 부품 사이에서의 간극으로 침투가 가능한 임의의 접착제로서 열 경화형 접착제, 광 경화형 접착제 등을 고려해 볼 수 있다. 특히 바람직하게는 미세한 전자 부품 사이에서 악영향을 미칠 수 있는 유기 용제를 포함하지 않는 광 경화형 접착제이다. 광 경화형 접착제로서는 자외선에 의하여 경화되는 자외선(UV) 경화형 접착제라든가, 인위적인 전자선에 의하여 경화되는 전자선 경화형 접착제, 태양과 같은 자연광선에 의해서 경화 가능한 가시광선 경화형 접착제를 들 수 있다. In this case, as an adhesive that may be used, a heat curable adhesive, a photocurable adhesive, or the like may be considered as any adhesive that can penetrate into a gap between fine electronic components. Especially preferably, it is a photocurable adhesive agent which does not contain the organic solvent which may adversely affect between fine electronic components. Examples of the photocurable adhesives include ultraviolet (UV) curable adhesives cured by ultraviolet rays, electron beam curable adhesives cured by artificial electron beams, and visible light curable adhesives curable by natural rays such as the sun.
UV 경화형 접착제에는 1) 폴리에스테르계, 폴리에테르계, 우레탄계, 에폭시계, 실리콘계의 반응성 올리고머, 2) 반응성 올리고머의 가교제로서의 반응성 희석제, 3) 자외선의 에너지를 흡수하여 광중합 반응을 개시하는 광중합 개시제, 4) 기타 성분으로서 광증감제, 착색제, 증점제 및 중합금지제로 구성되는데, 경화 속도가 빠르고 조립 공정 중에 접착제 도포가 가능하며, 본 발명에 의한 실링 효과를 얻을 수 있는 코팅 효과도 달성할 수 있기 때문에 특히 바람직하다. UV curable adhesives include 1) polyester, polyether, urethane, epoxy and silicone reactive oligomers, 2) reactive diluents as crosslinkers of reactive oligomers, 3) photopolymerization initiators that absorb the energy of ultraviolet rays to initiate photopolymerization reactions, 4) As other components, it is composed of a photosensitizer, a colorant, a thickener, and a polymerization inhibitor, because the curing speed is high, the adhesive can be applied during the assembly process, and the coating effect of obtaining the sealing effect according to the present invention can be achieved. Particularly preferred.
한편, 가시광선 경화형 접착제의 성분으로는 1) 아크릴계(우레탄 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 다관능 (메타)아크릴레이트) 또는 폴리엔/폴리티올계(트리아릴이소시아누레이트/디아릴말레에이트 등)와 같은 경화수지 성분, 2) 캄파-퀴논, 알파-나프톨과 같은 광중합 개시제, 3) 증감제, 4) 필러(충진재), 5) 기타 (일래스토머, 실란 커플링제) 등으로 구성되는데, 안전성이나 광투과성이나 피착되는 재료의 다양성 면에서 UV 경화형 접착제에 비하여 양호하기 때문에, UV 경화형 접착제를 대신하여 사용할 수 있다. On the other hand, components of the visible light curable adhesive include 1) acrylic (urethane acrylate, polyester acrylate, epoxy acrylate, polyfunctional (meth) acrylate) or polyene / polythiol-based (triaryl isocyanurate / Cured resin components such as diaryl maleate, etc.) 2) photopolymerization initiators such as camphor-quinone, alpha-naphthol, 3) sensitizers, 4) fillers (fillers), 5) other (elastomeric, silane coupling agents) Although it consists of etc., since it is favorable compared with a UV curable adhesive from the viewpoint of safety, light transmittance, or the diversity of the material to be deposited, it can be used instead of a UV curable adhesive.
사용가능한 실링재로는 접착력이 양호한 실리콘계 실링재, 폴리우레탄계 실링재 등을 특히 사용할 수 있으며, 필요에 따라 전술한 접착제와 혼용하여 사용될 수 있다. 아울러, 전술한 접착제 및/또는 실링재 성분에 더하여 또는 전술한 접착제 및/또는 실링재와 별도로 아크릴계, 우레탄계 등의 방수액을 실링 수단(150)으로 사용할 수 있으며, 접착제 및/또는 방수액을 사용하여 실링 수단(150)을 형성하는 경우에는 스프레이 방식을 고려해 볼 수 있을 것이다. As the sealing material that can be used, a silicone-based sealing material, a polyurethane-based sealing material and the like having good adhesive strength can be used in particular, and if necessary, it can be used in combination with the adhesive described above. In addition, in addition to the above-described adhesive and / or sealing material components or separately from the above-described adhesive and / or sealing material, a waterproofing solution such as acrylic or urethane may be used as the sealing means 150, and the sealing means ( 150 may be considered a spray method.
한편, 전술한 본 발명의 제 1 실시예에 따르면 특히 렌즈 조립체(100)의 하단 쪽으로 액체 세정이 가능한 형태를 도시하였으나, 상단 쪽으로도 액체 세정이 가능한 형태를 고려해 볼 수 있다. 도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 렌즈 조립체(100)의 개략적인 단면도이다. 도시한 것과 같이 제 2 실시예에 따르면, 렌즈 배럴(120) 내부로 수용되는 렌즈 중에서 피사체 쪽에 가장 근접하게 위치하는 제 1 렌즈(L1)의 외곽부에 접하는 렌즈 배럴(120)의 내주면 상단에 홈(125)이 형성되고, 이 홈(125)으로 제 2 실링 수단(160)이 형성된다. 바람직하게는 제 2 실링 수단(160)으로는 제 1 실링 수단(150)과 동일한 방수 가능한 접착제 및/또는 접착력이 있는 실링재를 사용하여, 렌즈 배럴(120) 상단 내주면에 형성된 홈(125)에 적절하게 도포될 수 있다. On the other hand, according to the first embodiment of the present invention described above, in particular, the liquid cleaning is shown in the form toward the lower end of the
계속해서 본 발명에 따른 렌즈 조립체(100)를 제조하는 공정에 대해서 공정에 따른 부품의 결합 관계를 개략적으로 도시한 도 6a 내지 도 6f를 참조하여 설명한다. 도 6a에 도시된 것과 같이 본 발명에서는 다수의 렌즈(L1 내지 L4) 및 스페이서(132, 134, 136)로 구성되는 렌즈 유닛(110)이 조립 지그(200) 내부로 적층된다. 본 발명에 따라 렌즈 유닛(110)을 최종 렌즈 조립체(100)의 적층 순서에 따라 순차적으로 적층하는 조립 지그(100)는 바람직하게는 육면체 또는 원통 형상을 가지는데, 도시된 것과 같이 저면(202) 및 측면(204)의 적어도 일부가 개방되어 있다. 아울러, 렌즈 유닛(110)이 그 내부에 순차적으로 적층될 수 있도록 조립 지그(200)의 내주면(210)은 렌즈 유닛(110)을 구성하는 다수의 렌즈(L1 내지 L4) 및 스페이서(132, 134, 136)의 외경에 대응되는 형상으로서, 렌즈 배럴(120)의 내주면(124)과 마찬가지로 계단 형식의 단차가 형성된 형태를 갖는다. 조립 지그(200)는 예를 들어 높은 연화점을 갖는 플라스틱 소재, 바람직하게는 열경화성 플라스틱 재질이거나 또는 금속 재질로 제조될 수 있으며 사출 성형을 통해 일체로 성형될 수 있다. Subsequently, a process of manufacturing the
조립 지그(200)의 개방된 저면(202)을 통하여, 렌즈 유닛을 구성하는 다수의 렌즈(L1 내지 L4) 및 스페이서(132, 134, 136)가 적절한 순서로 순차적으로 고정 지그(200)의 내주면에 적층된 상태가 도 6b에 도시되어 있다. 이어서, 조립 지그(200)에 순차적으로 적층되어 있는 다수의 렌즈(L1 내지 L4) 및 스페이서(132, 134, 136)로 구성되는 렌즈 유닛을 일체로 결합시키는 공정이 수행된다. 바람직하게는 도 6c에 도시된 것과 같이, 조립 지그(200) 내에 적층된 렌즈 유닛을 일체로 결합시키는 방법으로 이들 렌즈 유닛의 외주면에 적절한 본딩제를 도포 처리하는 방법을 고려해 볼 수 있다. 이때 사용될 수 있는 본딩제로는 종래 렌즈 조립체 내부의 렌즈 유닛을 조립하는 과정에서 사용된 본딩제, 예를 들어 에폭시계 본딩제를 사용할 수 있다. 아울러, 렌즈 유닛을 일체로 형성하기 위한 대안적인 방법으로서, 예를 들어 렌즈 및 스페이서의 소재인 고분자 플라스틱의 경화 온도 이상으로 가열하여, 순차적으로 적층된 렌즈와 스페이서를 접합시키는 방법을 고려해 볼 수 있을 것이다. Through the open
전술한 방법을 통하여, 통상 다수의 렌즈와 스페이서가 일체로 결합되면, 조립 지그(200)의 개방된 저면(202)을 통해서 조립 지그(200)로부터 일체로 결합된 렌즈 유닛(110)을 분리하고, 도 6d에 도시된 것과 같이, 일체로 결합된 렌즈 유닛(110)을 렌즈 배럴(120) 하단의 중공부(123)를 통하여 렌즈 배럴(120) 내부로 끼워 넣는다. In the above-described method, when a plurality of lenses and spacers are integrally coupled to each other, the
특히, 본 발명에 따르면 최대 직경을 갖는 제 4 렌즈(L4)는 렌즈 배럴(120) 내부에 수용되지 않기 때문에, 도 6e에 도시한 것과 같이 제 4 렌즈(L4)는 렌즈 배럴(120)의 하단에 배치되어, 제 4 렌즈(L4)의 외주면이 렌즈 배럴(120)의 외부에 노출된 상태이다. 이때, 만약 제 2 실시예에 따른 경우라면, 일체로 형성된 렌즈 유닛(110) 중에서 피사체 쪽에 가장 근접하게 배치되는 제 1 렌즈(L1)의 외곽에 대응되는 렌즈 배럴(120) 내주면 상단에 형성된 홈(125, 도 5 참조)에 제 2 실링 수단(160)이 사전에 도포될 수 있다. 이에 따라 렌즈 유닛(110)이 렌즈 배럴(120) 내부로 수용될 때, 렌즈 유닛(110)의 상단을 이루는 제 1 렌즈(L1)의 외곽부 상면이 렌즈 배럴(120) 내주면 상단의 홈(125)의 저면에 배치되고, 이 홈(125)에 형성되어 있던 제 2 실링 수단(160)이 렌즈 배럴(120)의 내주면과, 제 1 렌즈(L1)의 외곽부 상면 및/또는 외측 사이의 간극을 메울 수 있게 된다. In particular, according to the present invention, since the fourth lens L4 having the largest diameter is not accommodated in the
이어서, 도 6f에 도시한 것과 같이, 제 4 렌즈(L4)의 주변부 상단과 렌즈 배럴(120)의 하단 사이를 전술한 실링 수단(150)으로 처리하여 렌즈 유닛의 내부를 외부와 완전히 밀폐시킨다. 필요에 따라 실링 수단(150)에 의해 밀폐된 렌즈 조립체(100)를 구성하는 렌즈 유닛(110)이 광축을 따라 안정적으로 조립될 수 있도록, 렌즈 유닛(110)의 외주면에 대하여 추가적인 본딩 공정이 수행될 수 있을 것이다. Subsequently, as shown in FIG. 6F, the sealing means 150 is treated between the upper end of the periphery of the fourth lens L4 and the lower end of the
계속해서, 본 발명에 따른 렌즈 조립체(100)가 중앙에 형성되어 있는 이동통신 단말기용 카메라 모듈에 대해서 그 단면도인 도 7 및 도 8을 참조하면서 설명한다. 본 발명에 따른 카메라 모듈(300)은 그 중앙에 피사체에 대한 광-이미지가 관통되어 촬상 영역을 갖는 렌즈 조립체(100)와, 렌즈 조립체(100)의 외곽을 형성하는 렌즈 배럴(120)의 외측에 나사산 결합 등을 통하여 체결되어 있는 대략 원통 형상의 캐리어(310)와, 캐리어(310) 및 그 내부에 수용된 렌즈 조립체(100)를 광축 방향으로 구동시키는 액츄에이터(320)와, 특히 캐리어(310)의 하단을 지지하며 구동 액츄에이터(320)의 외측으로 연장되어, 카메라 모듈(300)의 외곽을 형성하는 하우징(340)을 포함한다. 이 외에 렌즈 조립체(100)를 통과한 광이미지를 전기적 신호로 변환할 수 있도록 기판(350) 상부에 배치되는 이미지센서(510)와, 특정 파장의 빛을 차단한 상태에서의 광-이미지를 이미지센서(352)로 보내기 위한 필터(354)를 더욱 구비할 수 있다. Subsequently, a camera module for a mobile communication terminal having a
렌즈 조립체(100)를 수용할 수 있도록 중공된 원통 형상을 갖는 캐리어(310)의 내주면에는 렌즈 배럴(120)의 외주변에 형성된 나사산(126)에 대응되는 나사산을 갖는다. 아울러, 캐리어(310)의 하단 외주는 어느 정도 외측으로 돌출되는 지지부(312)를 형성하여 액츄에이터(300)를 구성하는 구동코일(326)을 지지함으로써, 구동코일(326)이 캐리어(310)의 외주변을 따라 안정적으로 배치될 수 있다. The inner circumferential surface of the
도면에서는 피사체에 대한 자동 초점 기능을 수행하기 위하여 렌즈 배럴(120)의 외주면에 결합하는 캐리어(310)의 외주변을 따라 액츄에이터(310)를 도시하였으나, 초점 조절 기능이 없는 경우에는 액츄에이터(310)는 카메라 모듈(300)에 포함되지 않는다. 이 경우, 렌즈 배럴(120)의 외주변 쪽으로 캐리어(310)를 별도로 구비하지 않고, 렌즈 배럴(120)의 외주면(126)에 형성된 나사산에 대응되는 나사산을 하우징(340)의 내주면에 형성하여 렌즈 배럴(120)의 외주변에 바로 하우징(320)이 결합할 수 있다. 다시 말하면, 렌즈 조립체(100)를 수용하는 부재로서 도면에서는 렌즈 조립체(100)의 외측으로 결합하는 캐리어(310)와, 캐리어(310)의 하단을 지지하면서 그 외부를 에워싸는 하우징(340)을 별도로 구분하였으나, 렌즈 조립체(100)를 직접적으로 수용하기 위하여 렌즈 배럴(120)의 외주변에 형성된 나사산(126)에 대응되는 나사산이 내주면에 형성되어 있는 하우징(340)을 일체로 형성할 수 있다. In the drawing, although the
일반적으로 캐리어(310)나 하우징(340)은 절연 수지, 예를 들어 유리가 함유되어 있는 폴리카보네이트와 같은 절연 수지의 플라스틱 재질을 사용하여, 프레스 성형 가공에 의하여 일체로 제작될 수 있다. 이때, 하우징(340)은 렌즈 조립체(100)를 수용하는 캐리어(310)의 하단을 지지하는 형태로 배치되는데, 캐리어(310)의 하단을 에워쌀 수 있을 정도의 중공을 갖는 하우징(340)의 하단 중앙은 이미지 촬상 영역(A)을 이루며, 이 영역에 배치되는 필터(354)나 결상면이 형성되는 이미지센서(352)로 피사체에 대한 광이미지가 전달될 수 있도록 구현된다. In general, the
한편, 렌즈(L1 내지 L4)와 이미지센서(352) 사이의 거리를 조정하는 방법으로 피사체에 대한 초점 조정을 위해서, 캐리어(310) 및 캐리어(310)의 내부에 수용된 렌즈 조립체(100)를 광축 방향으로 이동시키는 액츄에이터(320)가 캐리어(310)의 외측으로 배치될 수 있는데, 도면에서는 일예로 보이스 코일 모터(Voice coil motor, VCM) 방식의 액츄에이터(320)를 도시하고 있다. 구체적으로, 피사체에 대한 오토-포커싱(Auto-focusing, AF) 과정을 제어하기 위한 VCM 방식의 액츄에이터(320)는 자계를 발생하는 마그네트(322), 마그네트로부터 발생하는 자계의 흐름을 제어하기 위하여 마그네트(322) 주변으로 배치되는 요크(324), 외주 전원으로부터 소정의 전력을 인가받는 구동코일(326)로 구성된다. On the other hand, to adjust the distance between the lens (L1 to L4) and the
마그네트(322)는 예를 들어 네오듐-계의 영구 자석을 사용할 수 있으며, 캐리어(310)의 상단 외주면과 이격된 상태로 배치될 수 있도록 중공부를 갖는 대략 링 형상이다. 한편, 예를 들어, 자기투과율이 우수한 철, 냉간압연강 또는 니켈과 같은 도전성 물질로 만들어지는 대략적으로 중공된 원통 형상의 요크(324)가 마그네트(322)의 상단 및 내주면을 에워싸도록 형성된다. 마그네트(322)로부터 생성되는 자기장의 흐름, 즉 자속을 효율적으로 제어할 수 있도록, 요크(322)는 대략 "ㄱ"자 형상의 단면을 가지면서 배치된다. 이와 함께, 마그네트(322)에서 생성되는 자기장과 상호 작용하여 전자기력에 의한 로렌츠의 힘, 즉 구동력을 발생시킬 수 있도록 외부의 전원과 전기적으로 연결되어 있는 구동코일(326)이 캐리어(310) 하단의 지지부(312)에 안착되는 형태로 배치되어 있다. 이에 따라, 구동코일(326)은 캐리어(310)의 외주변을 따라 권선된 형태로 배치되어, 캐리어(310) 및 그 내부에 수용된 렌즈 조립체(100)와 함께 광축 방향으로 그 위치가 변경될 수 있도록 구성되어 있다.The
아울러, 액츄에이터(320)의 구동력에 의하여 렌즈 조립체(100)가 이동하는데 따른 복원력을 제공하는 동시에 구동코일(326)로의 급전 경로를 제공할 수 있도록 상단 스프링(332)과 하단 스프링(334)이 형성된다. 이때, 상단 스프링(332)은 캐리어(310) 및 요크(324)의 상단으로 배치되고, 하단 스프링(334)은 캐리어(310)의 외측 저면과 하우징(340) 하단 내주면에서 내측으로 돌출된 상단 사이에 배치된다. 상단 스프링(332)과 하단 스프링(334)은 액츄에이터(320)를 지지하고, 구동력에 대한 반발력을 제공하여 포커싱 과정에서 렌즈 조립체(100) 및 캐리어(310)가 급속하게 광축 방향으로 이동하는 것을 방지한다. In addition, the
한편, 하우징(310) 하단 내주의 중공 영역인 이미지 촬상 영역(A)에 인접하여, 이미지센서(352)가 배치된다. 이미지센서(352)는 렌즈의 결상면에 형성되는 것이 바람직하며, 통상적으로 기판(350)에 전기적으로 연결되도록 실장되며, 하우징(340)의 하단 내부에 수용된다. 이미지 센서에서, 카메라 모듈을 구성하는 렌즈 조립체를 통하여 입사된 피사체를 결상(結像)하기 위한 결상면이 구비되어, 렌즈 조립체(100)를 통하여 입사된 피사체에 대한 광-이미지를 수광하고, 수광된 광-이미지를 전기적 신호로 변환하는데, 전기적 신호로 변환된 광-이미지는 디지털 데이터로 저장된 뒤, 디스플레이 매체를 통해 영상으로 디스플레이도 하도록 구현된다. 이를 위해서 통상적으로 이미지센서(352)는 다수의 화소 어레이로 구성된 화소영역과, 광전 변환부와 다수의 전극으로 이루어진다. 이때, 화소 어레이는 렌즈 액츄에이터(100)를 통과한 빛에 반응하여 전하를 축적하며, 광전 변환부는 수광소자로서 화소 어레이에 축적된 전하를 사용 가능한 전기적 신호로 변환한다. On the other hand, the
일반적으로 기판(350)에서 이미지센서(352) 주변에 칩 모듈이 표면실장기술(SMT)을 이용하여 실장되고, 이미지센서(352)를 에폭시 본드로 접착시킨 후에, 이미지 센서(352)를 구성하는 다수의 전극은 와이어 본딩 장비를 이용하여 기판(350)의 전극과 전기적으로 연결되는 '와이어 본딩' 공정을 거친다. 이미지 센서(352)를 기판(350)에 전기적으로 연결하는 방법으로는 와이어 본딩 외에도 다른 방법이 채택될 수 있음은 물론이다. 이미지센서(352)로는 전하결합소자(charge coupled device, CCD) 또는 상보성 금속 산화막 반도체(Complementary metal-oxide semiconductor, CMOS) 등 이미 잘 알려져 있는 소자를 사용할 수 있다. 이미지센서(352)를 통하여 전기적으로 변환된 영상 신호는 기판(350)을 통해서 도시하지 않은 제어부로 전송되고 디지털 처리된다. In general, a chip module is mounted on the
아울러, 이미지 촬상 소자인 이미지센서(352)는 적외선 파장을 감지하여 촬상시 화면색조가 적조의 경향을 가지므로, 이러한 파장대 영역의 빛을 차단한 상태에서 이미지센서(352)로 광-이미지를 결상시킬 수 있도록, 바람직하게는 최 하단의 렌즈(L4)와 이미지센서(3520) 사이에, 하우징(340)의 하단 내주면으로 적외선 차단 필터(IR 필터, IR Cut-Off filter, 354)가 배치된다. In addition, since the
이와 같은 VCM 방식의 구동 모듈에 의하여 피사체에 대한 초점 조정이 가능하다. 구체적으로, 렌즈(L1 내지 L4)가 광축 방향으로 정렬되어 있는 렌즈 조립체(100)를 통과한 피사체에 대한 광-이미지가 필터(354)를 경유하여 자외선 영역 파장대의 빛이 차단된 상태에서 이미지센서(352)로 전달되면, 이미지센서(352)는 이를 전기적 신호로 변환하여 기판(350)을 통하여 연결되어 있는 카메라 모듈(100) 내의 제어부(미도시)로 전송한다. 피사체의 영상 신호가 흐릿하면 제어부는 포커싱 에러를 인식하여 소정의 전류를 구동코일(326)로 인가하는데, 이에 따라 구동코일(326)에 자기장이 발생하면 마그네트(322)에서 발생하는 자속과의 상호 작용에 따라 로렌츠의 힘이 생성되어, 캐리어(310) 및 그 내부에 수용된 렌즈 조립체(100)를 광축 방향으로 이동시켜 포커싱을 조정하게 되는 것이다. The VCM driving module may adjust the focus of the subject. Specifically, the image sensor in a state in which the light-image of the subject passing through the
본 명세서에서는 액츄에이터의 일예로서, 구동코일(326)에 전원을 인가하여 발생하는 전기장과 마그네트(322)에서 발생하는 자기장이 상호작용하여 수직 방향으로 발생하는 전자기력, 즉 로렌츠의 힘을 구동력으로 사용하여 렌즈 조립체(100) 및 그 내부에 정렬된 렌즈를 광축 방향으로 구동시키는 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor, VCM) 방식의 액츄에이터(300)를 예시하였다. 하지만, 그 외에도 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 잘 알려져 있는 임의의 다른 방식을 이용한 액츄에이터를 채택할 수 있는데, 리니어 모터 또는 스텝 모터와 같은 기계적 방식과, 또는 전원을 인가함에 따라 압전체의 변형이 이루어지고 이러한 압전체의 변형에 상응하여 렌즈 조립체 및 그 내부에 수용된 렌즈를 광축 방향으로 구동시키는 압전체를 이용한 피에조 액츄에이터(Piezo Actuator) 등 다양한 형태의 액츄에이터가 채택될 수 있다. 이러한 액츄에이터는 통상의 기술자에게 잘 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략한다. In the present specification, as an example of the actuator, an electric field generated by applying power to the
한편, 전술한 렌즈 조립체(100) 및 카메라 모듈(300)을 조립, 체결하는 공정 중에 구성 부품끼리의 마찰 등으로 인하여 미세한 이물질이 파티클(P) 형태로 생성된다. 특히, 8백만 이상 화소급의 이미지센서(352)를 적용한 카메라 모듈(300)을 탑재한 이동통신 단말기가 널리 보급되고 있다는 점을 고려해 볼 때, 이미지 촬상 영역(A)에 잔류하는 파티클(P) 형태의 이물질을 제거할 필요가 있다. 즉, 이미지 촬상 영역(A)에 아주 미세한 파티클(P)이 형성되더라도 하나의 화소 크기가 점차 작아지고 있는 이미지센서(352)에서는 피사체에 대한 이미지 변환에 있어서 큰 에러를 유발할 수 있을 뿐만 아니라, 자동초점조절에서의 에러는 피사체에 대한 이미지를 선명하게 하지 못함으로 인하여 화질 불량이라는 문제점을 야기할 수 있다. 그런데, 검수자가 일일이 파티클(P)을 제거하는 것은 비효율적이며, 부품 파손의 우려가 있기 때문에 에어세정을 통해서도 특히 이미지 촬상 영역(A)에 잔류하는 파티클(P)을 완전히 제거할 수 없다. 특히, 종래기술에서는 렌즈의 내부로 물이 침투하는 등의 문제가 발생하고 이로 인한 제품의 불량을 초래하기 때문에 액체세정이 불가능하였다. On the other hand, during the process of assembling and fastening the
하지만, 본 발명에 따르면 렌즈 조립체(100) 중 이미지 촬상 영역(A)에 근접하게 배치되며, 렌즈 배럴(120)의 외부에 노출되어 있는 제 4 렌즈(L4)의 주변부 상단과, 렌즈 배럴(120)의 하단 사이에 실링 수단(150)으로 처리하여, 렌즈 조립체(100)를 구성하는 부품 사이의 간극을 밀봉함으로써, 렌즈 조립체(100) 내부를 그 외부 영역으로부터 완전히 밀폐하였다. 이에 따라, 본 발명에 따르면 렌즈 조립체(100), 특히 렌즈 조립체(100)의 하단이 외부로부터 완전히 밀폐되어 있기 때문에, 렌즈 조립체(100) 내부의 렌즈와 렌즈 사이의 영역으로 액체가 침투할 수 없다. 이에 따라, 도시한 것과 같이, 렌즈 조립체(100)의 외측으로 액츄에이터(320)가 체결, 조립된 상태에서도 물과 같은 액체를 사용하여 렌즈 조립체(100)의 하단에서 발생할 수 있는 이물질과 같은 파티클(P)을 제거할 수 있다. However, according to the present invention, the
결국, 따라서 본 발명에 따르면 렌즈 조립체(100) 및 이러한 렌즈 조립체(100)를 구성 부재로 하는 모바일 통신용 기기에 채택되는 카메라 모듈(300) 내부에 잔류하는 파티클을 제거하기 위하여 액체 세정이 가능하다. 액체 세정을 통하여 특히 이미지 촬상 영역(A)에 잔류하는 파티클(P)을 완전히 제거할 수 있어서, 카메라 모듈(300)의 구동에 있어서도 파티클(P)로 인한 포커싱 에러를 방지할 수 있고, 이에 따른 이미지 품질 저하의 문제를 해소할 수 있다. As a result, according to the present invention, liquid cleaning is possible in order to remove particles remaining in the
아울러, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 렌즈 조립체(도 5 참조)를 채택한 카메라 모듈(300)을 도시한 도 9를 참조하면, 이미지 촬상 영역이 형성되는 렌즈 조립체(100)의 하단은 물론이고, 피사체 쪽에 근접한 부분인 상단의 렌즈 조립체(100) 역시 외부로부터 밀폐되어 있기 때문에 액체가 렌즈 조립체(100) 내부의 렌즈 사이로 침투할 수 없다. 따라서 제 2 실시예에 따른 렌즈 조립체(100)를 채택한 카메라 모듈(300)의 상단과 하단 부근에 잔류하는 파티클을 제거하기 위하여 상단과 하단에서 모두 액체 세정이 가능하다. In addition, referring to FIG. 9, which illustrates a
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 기초하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 결코 아니다. 오히려, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자라면 전술한 실시예에 기초하여 다양한 변형과 변경을 용이하게 추고할 수 있으며, 이러한 변형과 변경은 모두 본 발명의 권리범위에 속한다는 사실은, 첨부하는 청구의 범위에서 분명해질 것이다. In the above, the present invention has been described based on the preferred embodiments of the present invention, but the present invention is not limited thereto. Rather, one of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily make various modifications and changes based on the above-described embodiments, and the fact that all such modifications and changes belong to the scope of the present invention. Will be evident in the claims.
Claims (15)
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