KR101552481B1

KR101552481B1 - 줌 렌즈 모듈

Info

Publication number: KR101552481B1
Application number: KR1020090031835A
Authority: KR
Inventors: 강경록; 서영민; 유병현
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2009-04-13
Filing date: 2009-04-13
Publication date: 2015-09-21
Anticipated expiration: 2029-04-13
Also published as: US7940481B2; KR20100113328A; US20100259836A1

Abstract

휴대용 단말기에 장착되는 줌 렌즈 모듈을 개시한다. 이러한 줌 렌즈 모듈은 다수의 줌 렌즈군과, 각 줌 렌즈군 사이의 거리를 변화시켜 줌 기능을 수행하는 구동부를 구비하는데, 구동부는 구동모터, 구동모터의 회전축에 결합되는 스크류부재, 스크류부재와 줌 렌즈군 중 적어도 하나와 연결되는 와이어부재를 포함한다. 이에 따라 적어도 하나의 줌 렌즈군을 이동시키기 위한 구동부가 간단한 구성을 가지므로 전체 부피를 줄일 수 있다.

Description

줌 렌즈 모듈{Zoom lens module}

본 발명은 휴대용 단말기에 장착되는 줌 렌즈 모듈에 관한 것이다.

최근 PDA(Personal Digital Assistant)나 모바일과 같은 휴대용 단말기의 보급이 증가되고 있으며, 이러한 휴대용 단말기는 소비자의 요구에 따라 줌(Zoom) 기능과 자동 초점(Auto focus)기능을 구비하는 고급카메라모듈을 내장하고 있다.

여기서, 줌 기능이란 렌즈의 초점거리를 변화시켜 피사체가 이미지센서에 결상하는 과정에서 그 크기를 변화시키는 것을 말하며, 자동 초점기능이란 렌즈와 센서의 거리를 조정하거나 렌즈의 곡률을 변화시켜 피사체를 최고로 이미지센서에 선명하게 결상시키는 것을 말한다.

한편, 상술한 바와 같은 줌 기능과 자동 초점기능을 구비하는 렌즈 모듈 즉, 줌 렌즈 모듈은 통상적으로 2개 이상의 렌즈군으로 구성되고, 2개 이상의 렌즈군들사이의 거리를 조정함에 의해 줌 기능을 실현하게 된다.

이러한 줌 렌즈 모듈에는 구동원의 회전운동을 렌즈군의 직선운동으로 바꾸기 위해 기어, 스크류부재, 클립부재 등과 같은 기구적 구성과, 2개 이상의 렌즈군들의 연동된 이동을 위해 캠부재가 구비되는 구조를 가진다.

그러나, 상기의 줌 렌즈 모듈은 각 렌즈군들 사이의 거리를 변화시키기 위하여, 상술한 바와 같이 다수의 기구적 구성을 가지므로 모듈의 부피 증가 및 조립시간이 증가되는 문제점이 있다.

본 발명의 일측면은 구성이 간단하여 부피를 감소시킬 수 있는 줌 렌즈 모듈을 제공하는데 있다.

상기의 줌 렌즈 모듈은 적어도 2개 이상이 동일한 광축 상에 배치된 줌 렌즈군들과, 각 줌 렌즈군 중 적어도 하나를 움직이게 하여 각 줌 렌즈군 사이의 거리를 변화시키는 구동부를 포함하며,

구동부는 구동모터와, 구동모터의 회전축 상에 설치되는 스크류부재와, 스크류부재와 적어도 하나의 줌 렌즈군을 연결하는 와이어부재를 포함한다.

와이어부재는 구동모터의 회전 시 스크류부재에 감기어 적어도 하나의 줌 렌즈군을 움직이게 한다.

각 줌 렌즈군은 적어도 하나 이상의 렌즈와, 렌즈가 수용되는 경통을 포함하며, 와이어부재는 경통에 연결된다.

구동부는 와이어부재가 연결된 경통을 탄성 지지하는 탄성부재를 더 포함한다.

상기의 줌 렌즈 모듈은 제1줌 렌즈군과, 제1줌 렌즈군과 동일한 광축 상에 설치된 제2줌 렌즈군과, 제1줌 렌즈군을 움직이게 하는 제1구동부와, 제2줌 렌즈군을 움직이게 하는 제2구동부를 포함하며,

제1 및 제2구동부 중 어느 하나는 구동모터와, 구동모터의 회전축 상에 설치 되는 스크류부재와, 스크류부재와 제1 및 제2줌 렌즈군 중 어느 하나를 연결하는 와이어부재를 포함한다.

와이어부재는 구동모터의 회전 시 스크류부재에 감기어 제1 및 제2줌 렌즈군 중 하나를 움직이게 한다.

각 줌 렌즈군은 적어도 하나 이상의 렌즈와, 렌즈가 수용되는 경통을 포함하며, 와이어부재는 제1 및 제2줌 렌즈군 중 어느 하나의 경통에 연결된다.

제1 및 제2구동부 중 다른 하나는 다른 구동모터와, 다른 구동모터의 회전축 상에 설치되고 외면에 나선홈이 형성된 회전캠부재를 포함하며,

제1 및 제2줌 렌즈군 중 다른 하나의 경통에는 회전캠부재의 나선홈과 결합되는 회전캠보스가 형성된다.

상기의 줌 렌즈 모듈은 제1줌 렌즈군과, 제1줌 렌즈군과 동일한 광축 상에 설치된 제2줌 렌즈군과, 제1 및 제2줌 렌즈군을 움직이게 하는 구동부를 포함하며,

구동부는 구동모터와, 구동모터의 회전축 상에 설치되는 스크류부재와, 스크류부재와 각 줌 렌즈군을 각각 연결하는 제1와이어부재와 제2와이어부재를 포함한다.

스크류부재의 외면에는 구동모터의 회전 시 제1 및 제2줌 렌즈군이 움직일 수 있도록, 제1와이어부재 및 제2와이어부재가 각각 연결되어 제1나선홈과 제2나선홈이 형성되고,

제1나선홈 및 제2나선홈은 서로 다른 리드를 갖는다.

각 줌 렌즈군은 적어도 하나 이상의 렌즈와, 렌즈가 수용되는 경통을 포함하며, 제1 및 제2와이어부재는 제1 및 제2줌 렌즈군의 경통에 각각 연결된다.

구동부는 제1 및 제2와이어부재가 연결된 각 경통을 각각 탄성 지지하는 탄성부재들을 더 포함한다.

이상에서 설명한 줌 렌즈 모듈은 구동모터와, 이 구동모터에 의해 회전되는 스크류부재와, 이 스크류부재와 줌 렌즈군의 경통의 사이를 연결하는 와이어부재를 포함하는 구동부를 통해 각 줌 렌즈군 중 적어도 하나를 움직이게 함으로써, 줌 렌즈 모듈의 구성이 간단하여 부피를 줄일 수 있게 된다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 줌 렌즈 모듈을 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 줌 렌즈 모듈은 프레임(1)과, 이 프레임(1) 내에 설치되는 렌즈군들을 포함한다. 렌즈군들은 피사체로부터 영상광이 순차적으로 입사되는 고정 렌즈군(10), 제1줌 렌즈군(20), 제2줌 렌즈군(40), 제3줌 렌즈군(60)을 포함한다. 또, 줌 렌즈 모듈은 제1,2줌 렌즈군(20,40) 각각을 이동시켜 각 줌 렌즈군(20,40) 사이의 거리를 변화시켜 줌 기능을 수행하는 제1,2구동부(30,50) 및 제3줌 렌즈군(60)을 이동시켜 자동 초점기능를 수행하는 제3구동부(70)를 더 포함한다.

고정 렌즈군(10)은 피사체와 마주보는 방향으로 배치되어 피사체의 영상광이 입사되는 제1렌즈(11)와, 제1렌즈(11)를 통해 입사된 영상광을 굴절시키는 프리즘(12), 프리즘(12)을 통해 굴절된 영상광이 입사되는 제2렌즈(13)를 포함한다.

제1줌 렌즈군(20)은 제1경통(21)과, 이 제1경통(21) 내에 수용되는 적어도 하나 이상의 렌즈들(22,23)을 포함한다. 이러한 제1줌 렌즈군(20)은 프리즘(12)에 의해 굴절된 영상광이 입사되는 제1광축방향으로 배치된다.

제1줌 렌즈군(20)의 일측에는 이 제1줌 렌즈군(20)을 이동시키는 제1구동부(30)가 배치된다. 이러한 제1구동부(30)는 제1구동모터(31)와, 이 제1구동모터(31)의 회전축(32) 상에 설치되고 외면에 나선홈(34)이 형성되는 회전캠부재(33)와, 제1경통(21)으로부터 돌출되어 나선홈(34)에 결합되는 회전캠보스(24)를 포함한다.

여기서, 제1줌 렌즈군(20)은 제1구동모터(31)의 회전 시 회전캠부재(33)가 회전되고 이 회전캠부재(33)에 회전에 의해 회전캠부재(33)에 결합되는 회전캠보스(24)가 회전됨에 따라, 제1광축방향으로 왕복 이동될 수 있다. 구체적으로, 제1줌 렌즈군(20)은 광각단(Wide mode)에서 미들단(Middle mode)으로 주밍(Zooming) 시 제2줌 렌즈군(40) 측으로 이동되고, 미들단에서 망원단(Tele mode)으로 주밍 시 고정 렌즈군(10) 측으로 이동될 수 있다(도 4a 내지 도 4c 참조).

제2줌 렌즈군(40)은 제2경통(41)과, 이 제2경통(41) 내에 수용되는 적어도 하나 이상의 렌즈들(42,43,44,45)을 포함한다. 이러한 제2줌 렌즈군(40)은 제1줌 렌즈군(20)과 동일한 제1광축방향으로 배치된다.

제2줌 렌즈군(40)을 이동시키기 위한 제2구동부(50)는 제2구동모터(51)와, 이 제2구동모터(51)의 회전축 상에 설치되며 나선홈(52a)이 형성된 스크류부재(52)와, 이 스크류부재(52)와 제2경통(41)의 사이를 연결하는 와이어부재(53)와, 제2경통(41)을 탄성 지지하는 탄성부재(54)를 포함한다.

여기서, 제2줌 렌즈군(40)은 광각단에서 미들단을 거쳐 망원단으로 주밍 시 가장 먼저 제2구동모터(51)에 의해 스크류부재(52)가 회전되고 이 스크류부재(52)의 회전에 의해 스크류부재(52)의 나선홈(52a)에 와이어부재(53)가 감겨짐에 따라 제1광축방향의 양방향으로 이동될 수 있다. 또, 제2줌 렌즈군(40)은 망원단에서 미들단을 거쳐 광각단으로 주밍 시 제2구동모터(51)에 의해 스크류부재(52)가 회전되어 스크류부재(52)의 나선홈(52a)에 감겨진 와이어부재(53)가 풀려지는데, 제2경통(41)을 탄성 지지하는 탄성부재(53)의 복원력에 의해 제1광축방향의 음방향으로 이동될 수 있다(도 4a 내지 도 4c 참조).

제3줌 렌즈군(60)은 상술한 바와 같이 자동 초점기능을 수행하며, 제3경통(61)과, 이 제3경통(61) 내에 수용되는 적어도 하나 이상의 렌즈들(62)을 포함한다. 이러한 제3줌 렌즈군(60)을 이동시키기 위한 제3구동부(70)는 제3구동모터(71)와, 제3구동모터(71)의 회전축(72)과 결합되어 제3구동모터(71)의 회전운동을 클립샤프트(74)에 의해 직진운동으로 전환시키는 클립부재(73)를 포함한다.

또, 줌 렌즈 모듈에는 제1,2,3줌 렌즈군들(20,40,60)을 제1광축방향으로 이동될 수 있도록 가이드하는 가이드 샤프트들(81,82)을 더 포함한다. 이러한 가이드 샤프트들(81,82)은 도시된 바와 같이 제1광축방향으로 배치되며, 제1,2,3줌 렌즈군들(20,40,60)의 각 경통(21,41,61)에 형성되는 지지부(29,49,69)를 관통하는 형상 으로 마련된다.

한편, 도 5를 참고하여 줌 렌즈 모듈의 다른 실시예를 설명한다. 이때, 줌 렌즈 모듈의 일실시예와 동일한 구성들에 대해서는 동일한 도면부호를 부여한다.

줌 렌즈 모듈은 피사체로부터 영상광이 순차적으로 입사되는 고정 렌즈군(10), 제1줌 렌즈군(20), 제2줌 렌즈군(40), 제3줌 렌즈군(60)과, 제1,2줌 렌즈군(20,40) 각각을 이동시켜 각 줌 렌즈군(20,40) 사이의 거리를 변화시켜 줌 기능을 수행하는 구동부(150) 및 제3줌 렌즈군(60)을 이동시켜 자동 초점기능를 수행하는 다른 구동부(70)를 포함한다.

이때, 고정 렌즈군(10), 제1,2,3줌 렌즈군(20,40,60), 다른 구동부(70)는 줌 렌즈 모듈의 일실시예와 동일함에 따라 구체적인 설명은 생략한다.

구동부(150)는 구동모터(151)와, 구동모터(151)의 회전축 상에 설치되는 스크류부재(152)와, 스크류부재(152)와 제1,2줌 렌즈군(20,40)의 경통(21,41) 각각을 연결하는 제1와이어부재(155)와 제2와이어부재(156)와, 제1,2와이어부재(155,156)가 연결된 경통(21,41) 각각을 탄성 지지하는 탄성부재들(157,158)을 포함한다.

스크류부재(152)에는 상술한 바와 같이 제1와이어부재(155)와 제2와이어부재(156)가 동시에 연결되는데, 이를 위해 스크류부재(152)의 외면에는 제1와이어부재(155) 및 제2와이어부재(156)의 연결을 위한 제1나선홈(153)과 제2나선홈(154)이 형성되어 있다.

또, 제1와이어부재(155)와 연결되는 제1줌 렌즈군(20)과 제2와이어부재(156)와 연결되는 제2줌 렌즈군(40) 각각은 주밍 시 이동되는 거리가 상이하다. 이에 따 라 스크류부재(152)에 형성된 제1나선홈(153)과 제2나선홈(154)은 도시된 바와 같이 서로 다른 리드를 갖게 된다.

여기서, 제1,2줌 렌즈군(20,40)은 광각단에서 미들단을 거쳐 망원단으로 주밍 시 가장 먼저 구동모터(151)에 의해 스크류부재(152)가 회전되고 이 스크류부재(152)의 회전에 의해 스크류부재(152)의 나선홈(153,154)에 제1,2와이어부재(155,156)가 감겨짐에 따라 제1광축방향의 양방향으로 이동될 수 있다.

또, 제1,2줌 렌즈군(20,40)은 망원단에서 광각단으로 주밍 시 구동모터(151)에 의해 스크류부재(152)가 회전되어 스크류부재(152)의 나선홈(153,154)에 감겨진 제1,2와이어부재(155,156)가 풀려지게 된다. 이때, 제1,2경통(21,41)을 탄성 지지하는 탄성부재들(157,158)의 복원력에 의해 제1광축방향의 음방향으로 이동될 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 구동모터와, 이 구동모터에 의해 회전되는 스크류부재와, 이 스크류부재와 줌 렌즈군의 경통의 사이를 연결하는 와이어부재를 포함하는 구동부를 통해 각 줌 렌즈군 중 적어도 하나를 움직이게 함으로써, 줌 렌즈 모듈의 구성이 간단하여 부피를 줄일 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예의 줌 렌즈 모듈을 도시한 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 줌 렌즈 모듈의 단면도이다.

도 3은 도 1에 도시된 줌 렌즈 모듈의 분해 사시도이다.

도 4a 내지 도 4c는 줌 렌즈 모듈의 광각모드와, 미들모드와, 망원모드를 순차적으로 나타낸 도면이다.

도 5는 도 1에 도시된 줌 렌즈 모듈의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

10 : 고정 렌즈군 20 : 제1줌 렌즈군

21 : 제1경통 24 : 회전캠보스

30 : 제1구동부 31 : 제1구동모터

32 : 제1구동모터의 회전축 33 : 회전캠부재

34 : 회전캠부재의 나선홈 40 : 제2줌 렌즈군

41 : 제2경통 50 : 제2구동부

51 : 제2구동모터 52 : 스크류부재

52a : 스크류부재의 나선홈 53 : 와이어부재

54 : 탄성부재

Claims

적어도 2개 이상이 동일한 광축 상에 배치된 줌 렌즈군들과, 상기 각 줌 렌즈군 중 적어도 하나를 움직이게 하여 상기 각 줌 렌즈군 사이의 거리를 변화시키는 구동부를 포함하는 줌 렌즈 모듈에 있어서,

상기 구동부는 구동모터와, 상기 구동모터의 회전축 상에 설치되는 스크류부재와, 상기 스크류부재와 상기 적어도 하나의 줌 렌즈군을 연결하는 와이어부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 모듈.
제 1항에 있어서,

상기 와이어부재는 상기 구동모터의 회전 시 상기 스크류부재에 감기어 상기 적어도 하나의 줌 렌즈군을 움직이게 하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 모듈.
제 2항에 있어서,

상기 각 줌 렌즈군은 적어도 하나 이상의 렌즈와, 상기 렌즈가 수용되는 경통을 포함하며,

상기 와이어부재는 상기 경통에 연결되는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 모듈.
제 3항에 있어서,

상기 구동부는 상기 와이어부재가 연결된 경통을 탄성 지지하는 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 모듈.
제1줌 렌즈군과,

상기 제1줌 렌즈군과 동일한 광축 상에 설치된 제2줌 렌즈군과,

상기 제1줌 렌즈군을 움직이게 하는 제1구동부와,

상기 제2줌 렌즈군을 움직이게 하는 제2구동부를 포함하며,

상기 제1 및 제2구동부 중 어느 하나는 구동모터와, 상기 구동모터의 회전축 상에 설치되는 스크류부재와, 상기 스크류부재와 상기 제1 및 제2줌 렌즈군 중 어느 하나를 연결하는 와이어부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 모듈.
제 5항에 있어서,

상기 와이어부재는 상기 구동모터의 회전 시 상기 스크류부재에 감기어 상기 제1 및 제2줌 렌즈군 중 하나를 움직이게 하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 모듈.
제 6항에 있어서,

상기 각 줌 렌즈군은 적어도 하나 이상의 렌즈와, 상기 렌즈가 수용되는 경통을 포함하며,

상기 와이어부재는 상기 제1 및 제2줌 렌즈군 중 어느 하나의 경통에 연결되는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 모듈.
제 7항에 있어서,

상기 구동부는 상기 와이어부재가 연결된 경통을 탄성 지지하는 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 모듈.
제 7항에 있어서,

상기 제1 및 제2구동부 중 다른 하나는 다른 구동모터와, 상기 다른 구동모터의 회전축 상에 설치되고 외면에 나선홈이 형성된 회전캠부재를 포함하며,

상기 제1 및 제2줌 렌즈군 중 다른 하나의 경통에는 상기 회전캠부재의 나선홈과 결합되는 회전캠보스가 형성된 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 모듈.
제1줌 렌즈군과,

상기 제1줌 렌즈군과 동일한 광축 상에 설치된 제2줌 렌즈군과,

상기 제1 및 제2줌 렌즈군을 움직이게 하는 구동부를 포함하며,

상기 구동부는 구동모터와, 상기 구동모터의 회전축 상에 설치되는 스크류부재와, 상기 스크류부재와 상기 각 줌 렌즈군을 각각 연결하는 제1와이어부재와 제2와이어부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 모듈.
제 10항에 있어서,

상기 스크류부재의 외면에는 상기 구동모터의 회전 시 상기 제1 및 제2줌 렌즈군이 움직일 수 있도록, 상기 제1와이어부재 및 상기 제2와이어부재가 각각 연결 되는 제1나선홈과 제2나선홈이 형성되고,

상기 제1나선홈 및 제2나선홈은 서로 다른 리드를 갖는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 모듈.
제 10항에 있어서,

상기 각 줌 렌즈군은 적어도 하나 이상의 렌즈와, 상기 렌즈가 수용되는 경통을 포함하며,

상기 제1 및 제2와이어부재는 상기 제1 및 제2줌 렌즈군의 경통에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 모듈.
제 12항에 있어서,

상기 구동부는 상기 제1 및 제2와이어부재가 연결된 각 경통을 각각 탄성 지지하는 탄성부재들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 모듈.