JP5124630B2 - 自動焦点機能を有するカメラモジュール - Google Patents

Description

本発明は、カメラモジュールに係り、さらに詳細には、端末器などに搭載され、被写体に向けて自動で焦点が合わせられる機能を有するカメラモジュールに関する。

一般的に、デジタルカメラ、携帯電話などのような小型端末器に搭載されるカメラモジュールは、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）またはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などのようなイメージセンサーを採用して光信号を電気信号に変える方式で画像を具現する。

このようなカメラモジュールは、被写体に焦点が自動で合わせられる自動焦点機能を有する。このために、自動焦点機能を有するカメラモジュールは、イメージセンサーに対するレンズの位置を可変させることができる自動焦点調節装置を備える。

従来の自動焦点調節装置は、モータの回転運動をギアのような変換器具を用いてレンズを光軸方向に直線移動させる。しかし、このような自動焦点調節装置は、ギアを利用することによって焦点を微細調節するのに限界があり、モータ及びギアが占める空間によって端末器を小型化するのに制約になる。

このような問題点を解決するために、ＶＣＭ（Ｖｏｉｃｅ Ｃｏｉｌ Ｍｏｔｏｒ）方式の自動超点調節装置が提案された。ＶＣＭ方式の自動焦点調節装置は、磁力を発生させる永久磁石を電流が供給されるコイルに対して対向配置して、磁場と電流とに垂直に発生するローレンツ力によってレンズの位置を可変させる方式である。

ところが、ＶＣＭ方式の自動焦点調節装置は、コイルに電流が供給されるようにコイルを印刷回路基板に接続させる必要がある。このために、コイルの配線端子を印刷回路基板の接続端子に半田付けする。

しかし、ＶＣＭ方式の自動焦点調節装置は、零点調整などによってレンズを印刷回路基板に対して微細焦点調節しなければならない場合が発生する。これにより、レンズを備えたレンズ部を印刷回路基板に対して回転させる場合、レンズ部の回転角によってコイルの配線端子が印刷回路基板の接続端子と接触されない状況が発生することがある。これにより、配線端子と接続端子との間に半田付けがなされないこともある。

これを解決するために、配線端子を長く形成させるなどの方法が使われる。しかし、この場合、配線端子が接続端子と半田付けされた後、不要に長く残ることができて、配線端子の処理が問題になる。

本発明は、微細焦点調節などの理由でレンズ部が印刷回路基板に対して回転する場合、コイル部の配線端子がどこに位置しても、印刷回路基板の接続端子と接続が容易であり得る自動焦点機能を有するカメラモジュールを提供することを目的とする。

本発明による自動焦点機能を有するカメラモジュールは、少なくとも一つのレンズを備えるレンズ部と、前記レンズ部に固定されるコイル部と、内側ヨークと外側ヨークとを備えた磁石部と、を含み、前記コイル部は、前記内側ヨークと前記外側ヨークとの間に配され、前記内側ヨークと前記外側ヨークは、前記コイル部を通過する磁力線の流れを誘導することを特徴とする。

本発明による自動焦点機能を有するカメラモジュールは、少なくとも一つのレンズを備えるレンズ部と、前記レンズ部に固定され、配線端子を備えるコイル部と、前記コイル部に磁場を作用させる磁石部と、第１端子及び第２端子を備える端子延長部と、を含み、前記第１端子及び第２端子が外部に露出されるように、前記第１端子及び第２端子は、前記コイル部の配線端子から電気的に延び、前記磁石部を取り囲むことを特徴とする。

本発明による自動焦点機能を有するカメラモジュールは、少なくとも一つのレンズを備えるレンズ部と、前記レンズ部に固定されるコイル部と、前記コイル部に磁場が作用するように配され、ベースによって支持される磁石部と、前記レンズ部と前記ベースとの間に配されるバネと、前記レンズ部の微細焦点調節のために前記ベースと螺合されるホルダーと、前記コイル部の配線端子にそれぞれ連結され、前記配線端子から外部に延びた第１端子及び第２端子が形成された端子延長部と、前記ホルダーに固定され、前記第１端子及び前記第２端子と電気的に連結されるように延びた接続端子を有する印刷回路基板と、を含むことを特徴とする。

本発明の一実施形態によるカメラモジュールの斜視図である。 図１のカメラモジュールにおいて、端子延長部が磁石部の外周面から解けた状態を示した一部分解斜視図である。 図２のカメラモジュールに対する分解斜視図である。 図１のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。 図４のＡ領域を拡大して示した断面図である。

以下、添付した図面によって、自動焦点機能を有するカメラモジュールの技術的構成を詳しく説明すれば、次の通りである。

図１は、本発明の一実施形態によるカメラモジュールの斜視図である。図２は、図１のカメラモジュールにおいて、端子延長部が磁石部の外周面から解けた状態を示した一部分解斜視図である。図３は、図２のカメラモジュールに対する分解斜視図である。図４は、図１のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。そして、図５は、図４のＡ領域を拡大して示した断面図である。

図１ないし図５を参照すると、本発明の一実施形態によるカメラモジュール１は、レンズ部１１と、コイル部１２と、磁石部１３と、バネ１４と、ベース１６、及び端子延長部１７とを含む。

レンズ部１１は、少なくとも一つのレンズ１１２を備える。レンズ１１２は、被写体の光学的像を結ぶようにする機能を果たす。レンズ部１１は、レンズ１１２を収容するバレル１１１を備える。バレル１１１の上部は、レンズ１１２に光が入るように開口される。バレル１１１の下部は、レンズ１１２を通過した光がレンズ１１２の下側に設けられるイメージセンサー１８３側に伝達されるように開口される。

コイル部１２は、レンズ部１１の周りを取り囲み、例えば、接着剤を通じてレンズ部１１に固定される。コイル部１２は、磁石部１３から発生した磁場内に配される。コイル部１２は、印刷回路基板１８１から電流が供給されれば、ローレンツ力によって光軸方向に直線移動する。これにより、コイル部１２に固定されたレンズ部１１が光軸方向に直線移動する。したがって、レンズ１１２の位置がイメージセンサー１８３に対して可変されて、焦点が自動で合わせられることができる。

磁石部１３は、コイル部１２に磁場が作用するように配される。磁石部１３は、ベース１６によって支持される。ベース１６は、リング状からなり、周り面に雄ネジ１６１が形成される。

バネ１４は、レンズ部１１とベース１６との間に配されて、レンズ部１１をベース１６に対して弾性支持させうる。すなわち、レンズ部１１に力が加えられてレンズ部１１が光軸方向に移動すれば、バネ１４は弾性変形される。レンズ部１１に加えられた力が除去されれば、バネ１４に復元力が発生して復元力によってレンズ部１１を原位置に復帰させる。バネ１４は、板バネの形態に構成することができる。

レンズ部１１の上側には、他の一つの上側バネ１５がさらに備えられうる。また、上側バネ１５の上部にヘッド１９が備えられうる。上側バネ１５は、ヘッド１９とレンズ部１１との間に介在されて、レンズ部１１をヘッド１９に対して弾性支持する。

ベース１６は、印刷回路基板１８１上に、例えば、接着剤を通じて固定されたホルダー１８と螺合される。すなわち、ベース１６の雄ネジ１６１が、ホルダー１８の雌ネジと螺合されうる。ベース１６は、ホルダー１８に螺合した状態で正、逆転するにつれてレンズ部１１を昇降させることができる。この過程で、レンズ１１２の微細焦点調節が可能になる。印刷回路基板１８１上には、イメージセンサー１８３が設けられ、それによってホルダー１８は、イメージセンサー１８３の上面が露出されるように中央に貫通孔が形成される。印刷回路基板１８１は、レンズ１１２の焦点調節のための制御電流をコイル部１２に供給する。イメージセンサー１８３は、レンズ１１２によって結ばれた光学的像を電気的信号に変換する。イメージセンサー１８３は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳなどとして構成することができる。

このように、ベース１６は、レンズ部１１とともに組立体を構成し、ホルダー１８に螺合されてレンズ部１１の微細焦点調節を可能にする。したがって、レンズ部１１は、微細焦点調節後、状態の変化がなく、微細焦点調節が容易であり得る。また、微細焦点調節過程でバネ１４、１５に力が加えられないために、バネ１４、１５の損傷を低減させうる。

端子延長部１７には、コイル部１２の配線端子７、８にそれぞれ連結される第１端子１７１及び第２端子１７２が形成される。端子延長部１７は、ベース１６がホルダー１８に対して回転する時、第１端子１７１及び第２端子１７２を印刷回路基板１８３の接続端子１８２に常に接触させる。接続端子１８２は、第１端子１７１及び第２端子１７２と対向する面に第１端子１７１及び第２端子１７２とそれぞれ接続される接点が形成される。

すなわち、ベース１６が、ホルダー１８に対して正、逆転する過程を通じて微細焦点調節され、この状態で、配線端子７、８に連結された第１端子１７１及び第２端子１７２が、印刷回路基板１８１の接続端子１８２に連結固定される。すなわち、ホルダー１８に対して正、逆転する過程のうち、コイル部１２の配線端子７、８がどこに位置しても、配線端子７、８に連結された第１端子１７１及び第２端子１７２が印刷回路基板１８１の接続端子１８２に常に接触される。したがって、レンズ１１２の焦点が合わせられた時、第１端子１７１及び第２端子１７２が、印刷回路基板１８１の接続端子１８２に連結固定されるために、組立工程が単純化される。

第１端子１７１及び第２端子１７２は、端子延長部１７の一面に形成される。そして、端子延長部１７は、第１端子１７１及び第２端子１７２が外部に露出されるように磁石部１３の外周面を取り囲む構造からなりうる。

例えば、端子延長部１７は、円形のリング部材１７３、及び帯部材１７４を備えることができる。ここで、第１端子１７１及び第２端子１７２は、円形のリング部材１７３と帯部材１７４とに亙って形成される。円形のリング部材１７３は、バネ１４の上部に配され、ベース１６に結合される。円形のリング部材１７３には、第１端子１７１及び第２端子１７２とそれぞれ連結された接点が形成され、接点は、コイル部１２の配線端子７、８とそれぞれ接続されうる。例えば、図３に示されたように、第１端子１７１は、配線端子７と連結されるように円形のリング部材１７３に形成された接点から円形のリング部材１７２の一側の半円に沿って帯部材１７４まで延びることができる。また、第２端子１７２は、配線端子８と連結されるように円形のリング部材１７３に形成された接点から円形のリング部材１７２の他の半円に沿って帯部材１７４まで延びることができる。

帯部材１７４は、円形のリング部材１７３から一体に延設され、ベース１６の外部に引き出される。帯部材１７４は、フレキシブルな軟性材質からなりうる。したがって、帯部材１７４は、磁石部１３の外周面を取り囲むように曲げ可能である。

帯部材１７４は、第１端子１７１及び第２端子１７２が形成された反対面に磁石部１３に固定させる粘着部を備えることができる。粘着部は、両面接着テープ形態で構成され、粘着性を有する物質からなりうる。

粘着部によって、帯部材１７４の一面が磁石部１３の外周面に粘着されるように帯部材１７４を磁石部１３の外周面を巻き付ければ、帯部材１７４の第１端子１７１及び第２端子１７２が外部に露出される。したがって、カメラモジュール１の組立工程が簡素化され、結局生産性の効果を期待することができる。

このように、帯部材１７４の第１端子１７１及び第２端子１７２が、磁石部１３の外周面の周りに沿って配された状態で、印刷回路基板１８１の接続端子１８２は、帯部材１７４の外面に対応して延びて第１端子１７１及び第２端子１７２と接触されうる。このような場合、ホルダー１８に対するベース１６の回転位置によって、磁石部１３に対する印刷回路基板１８１の接続端子１８２の位置が変動されても、接続端子１８２は、第１端子１７１と第２端子１７２と常に接触されうる。その結果、ベース１６がホルダー１８に対して回転する時、コイル部１２の配線端子７、８がどこに位置しても、印刷回路基板１８１の接続端子１８２と電気的に連結されうる。

一方、磁石部１３は、永久磁石１３１と、内側ヨーク１３２、及び外側ヨーク１３３とを含みうる。

永久磁石１３１は、レンズ部１１の周りを取り囲むリング状からなる。

内側ヨーク１３２は、永久磁石１３１の両磁極のうち一側の磁極に、例えば、接着剤を通じて固定され、コイル部１２の内側に配される。外側ヨーク１３３は、永久磁石１３１の両磁極のうち他側の磁極に、例えば、接着剤を通じて固定され、コイル部１２の外側に配される。

例えば、永久磁石１３１は、上端と下端とが相異なる磁極を有するように配置される。

内側ヨーク１３２は、永久磁石１３１の下端に固定されて、永久磁石１３１の下端と同一の極を有する。内側ヨーク１３２は、コイル部１２の内側と対向されるように曲がって形成される。すなわち、内側ヨーク１３２は、永久磁石１３１を支持する水平部１３２ａと、コイル部１２を対向しながら水平部１３２ａから下に延びる垂直部１３２ｂとからなりうる。

外側ヨーク１３３は、永久磁石１３１の外側を取り囲むように曲がって下部方向に延設され、下端がベース１６に、例えば、接着剤を通じて固定されうる。すなわち、外側ヨーク１３３は、内側ヨーク１３２とともに永久磁石１３１を支持する水平部１３３ａと、コイル部１２を対向しながら水平部１３３ａから下に延びる垂直部１３３ｂとからなりうる。これにより、外側ヨーク１３３は、カメラモジュール１の外角を取り囲んで異物浸透などを防止することができるので、カメラモジュール１の外角を取り囲んで保護するハウジングの機能を兼ねることができる。したがって、カメラモジュール１の全体の大きさを減らして小型化するのに有利である。

内側ヨーク１３２の下部に延びた垂直部１３２ａと内側ヨーク１３２の下部に延びた垂直部１３３ａは、コイル部１２を挟んで互いに対向配置され、互いに平行を成す。したがって、内側ヨーク１３２と外側ヨーク１３３は、磁力線の流れが水平に形成されてコイル部１２を通過するように磁力線の流れを誘導する。

前述した磁石部１３の構造で、端子延長部１７の帯部材１７４が外側ヨーク１３３の外周面に固定されうる。外側ヨーク１３３の下端がベース１６の内側に固定される場合、外側ヨーク１３３の外周面のベース１６の外周面より凹状の部位になる。この凹状の部位に端子延長部１７が固定されることによって、カメラモジュール１の構造がよりコンパクト化されうる。

外側ヨーク１３３の上側には、ヘッド１９が外側ヨーク１３３の外周面の一部を覆うように組み立てられ、外側ヨーク１３３の下側には、ベース１６が外側ヨーク１３３の外周面の一部を覆うように組み立てられうる。ここで、ヘッド１９の下端とベース１６の上端は、互いに離隔して、該離隔した間に凹状の部位を形成することができる。この凹状の部位に端子延長部１７が載置されて、外側ヨーク１３３の外周面に固定されうる。したがって、カメラモジュール１は、全体的な構造が非常にシンプルになり、これと同様に、カメラモジュール１の小型化の利点を有する。

本発明は、添付した図面に示された一実施形態を参考にして説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これより多様な変形及び均等な他実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の保護範囲は、特許請求の範囲によってのみ決定されるべきである。

本発明は、自動焦点機能を有するカメラモジュール関連の技術分野に適用可能である。

Claims (2)

1. 少なくとも一つのレンズを備えるレンズ部と、
   前記レンズ部に固定されるコイル部と、
   内側ヨークと外側ヨークと前記レンズ部の周りを取り囲む永久磁石とを備えた磁石部であって、ベースによって支持された磁石部と、
   第１端子及び第２端子を備える端子延長部と、
   前記レンズ部の微細焦点調節のために、前記ベースと螺合されるホルダーと、
   前記ホルダーに固定され、前記第１端子及び前記第２端子と電気的に連結されるように延びた接続端子と、を含み、
   前記第１端子及び前記第２端子が外部に露出されるように、前記第１端子及び前記第２端子は、前記コイル部の配線端子から電気的に延び、前記磁石部を取り囲み、
   前記コイル部は、
   前記内側ヨークと前記外側ヨークとの間に配され、
   前記内側ヨークと前記外側ヨークは、
   前記コイル部を通過する磁力線の流れを誘導し、
   前記内側ヨークは、前記永久磁石の両磁極のうち一側の磁極に固定され、前記外側ヨークは、前記永久磁石の両磁極のうち他側の磁極に固定され、
   前記内側ヨークは、
   前記永久磁石を支持する水平部と、前記コイル部を対向しながら、前記水平部から下に延びる垂直部と、を含み、
   前記外側ヨークは、
   前記内側ヨークの水平部とともに前記永久磁石を支持する水平部と、前記コイル部を対向しながら、前記水平部から下に延びる垂直部と、を含むことを特徴とする自動焦点機能を有するカメラモジュール。
2. 前記外側ヨークの上端を一部覆うヘッドをさらに含み、
   前記ベースは、前記外側ヨークの下端を一部覆い、
   前記端子延長部は、前記ヘッドと前記ベースとの間の凹部位に一部配されることを特徴とする請求項１に記載の自動焦点機能を有するカメラモジュール。

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