KR100800754B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 카메라 모듈은 이미지 센서가 안착된 인쇄회로 기판과, 적어도 하나의 렌즈 및 상기 렌즈의 광축 둘레를 둘러싸는 영구 자석들을 실장하며, 상기 이미지 센서에 상기 렌즈가 대향되도록 상기 인쇄회로 기판 상에 안착된 경통과, 상기 경통 및 상기 경통를 둘러싸는 적어도 하나의 코일을 실장하는 하우징을 포함한다.

카메라, 렌즈, 이미지 센서

Description

카메라 모듈{CAMERA MODULE}

도 1은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 분리 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 카메라 모듈이 결합된 구조를 도시한 사시도,

도 3은 도 2의 A-A' 따라서 절단된 카메라 모듈의 일 단의 단면을 도시한 도면,

도 4a와 도 4b는 도 1 내지 도 3에 도시된 경통을 도시한 도면,

도 5a와 도 5b는 도 1 내지 도 3에 도시된 하우징을 도시한 도면.

본 발명은 카메라에 관한 발명으로서, 특히 카메라의 자동 초점 조절을 위한 장치를 구비한 카메라에 관한 발명이다.

카메라에서 초점 거리는 렌즈 계로부터 결상 면(필름 또는 이미지 센서)까지의 거리를 의미하며, 이는 렌즈 계와 피사체 간의 거리에 따라서 결정될 수 있다. 카메라가 최적의 분해능을 갖는 이미지를 제공하기 위해서는 피사체와 렌즈 계 간의 거리에 따라서 초점 거리를 조절해야된다. 최적의 분해능을 갖는 이미지를 안정 적으로 구현하기 위해서는 카메라 내부에 실장되어 초점 거리를 자동으로 보정해 줄 수 있는 자동 초점 조절 장치가 필요하다.

자동 초점 조절 장치는 렌즈 계를 포함하는 하우징(housing 또는 경통) 전체가 움직이는 구조 또는 하우징 내부에 실장된 렌즈 계 중 일부 렌즈만 구동시키는 구조가 있다.

근래의 카메라는 휴대용 통신 단말기 또는 휴대용 전자 기기들에 실장된 형태로 널리 사용되고 있으며, 다른 기기들과 결합된 카메라는 휴대의 용이성과 조작의 용이성이 동시에 요구된다.

렌즈 계 전체가 운동하는 형태의 자동 초점 조절 장치는 초점 거리 변화에 따른 광학적 특성 변화가 없어서 단순한 구조의 카메라에 유용하게 적용될 수 있으다.

그러나, 부가 기능을 구현한 카메라에 있어서는 부피와 구조의 복잡성으로 인해서 사용이 제한되고 있다. 또한, 렌즈 계 중 일부 렌즈의 구동에 의한 자동 초점 조절 장치가 사용되고 있으나, 이 역시 휴대용 통신 단말기 등과 같이 소형화된 제품에 적용이 용이하지 않은 문제가 있다.

본 발명은 적은 부피로도 자동 초점이 가능한 카메라 모듈을 제공하고자 한다.

본 발명에 따른 카메라 모듈은,

이미지 센서가 안착된 인쇄회로 기판과;

적어도 하나의 렌즈 및 상기 렌즈의 광축 둘레를 둘러싸는 영구 자석들을 실장하며, 상기 이미지 센서에 상기 렌즈가 대향되도록 상기 인쇄회로 기판 상에 안착된 경통과;

상기 경통 및 상기 경통를 둘러싸는 적어도 하나의 코일을 실장하는 하우징을 포함한다.

이하에서는 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능, 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 분리 사시 도이고, 도 2는 도 1에 도시된 카메라 모듈이 결합된 구조를 도시한 사시 도이며, 도 3은 도 2의 A-A' 따라서 절단된 카메라 모듈의 일 단의 단면을 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 카메라 모듈(100)은 이미지 센서(Image sensor; 111)가 안착된 인쇄회로 기판(110)과, 광축 상에 정렬된 적어도 하나의 렌즈(134,335,136)를 실장하는 경통(130)과, 광축을 중심으로 상기 경통(130)의 둘레를 둘러싸는 적어도 하나의 코일(Coil; 151,152)을 실장하는 하우징(housing; 121)과, 제1 및 제2 요크(133, 141, 142)와, 적어도 둘 이상의 가이드 핀(Guide pin; 123a, 123b)을 포함한다.

상기 인쇄회로 기판(Printed circuit board; 110)은 그 상면에 이미지 센서(Image sensor; 111)가 안착되며, 커넥터(Connector; 112)에 의해 이미지 프로세서(Image processer; 113)와 연결될 수 있다. 상기 커넥터(112)로는 연성 인쇄회로 기판(FPCB 112) 또는 케이블(Cable) 등이 사용될 수 있다.

상기 이미지 센서(111)는 복수의 픽셀들(Pixels)이 집적되며, 각 픽셀은 일종의 광검출기로서 입력되는 광을 전기적 신호로 변환시킬 수 있다. 상기 이미지 센서(111)로는 씨모스(CMOS) 또는 시시디(CCD) 등이 사용될 수 있다.

상기 렌즈(134~136)을 통해 입사된 피사체의 광 정보는 상기 이미지 센서(111)에 의해 전기적 신호로 변환되어 상기 이미지 프로세서(113)로 입력된다.

도 4a와 도 4b는 도 1 내지 도 3에 도시된 경통(133)을 도시한 도면이다. 도 4a와 도 4b를 참조하면, 상기 경통(133)은 광축 상에 정렬된 적어도 하나의 렌즈(134~136)와, 광축을 중심으로 상기 렌즈(134~136)의 둘레를 둘러싸는 영구 자석들(131,132)을 실장하며, 상기 이미지 센서(111)에 상기 렌즈(134~135)의 입사 및 출사 면이 대향되도록 상기 인쇄회로 기판(110) 상에 안착된다. 상술한 광축은 광의 진행 방향과 평행한 임의의 축으로서, 도 1에 도시된 일 점 쇄선과 동일하다.

상기 경통(130)은 상기 렌즈(134~136)를 통해서 광이 진행될 수 있도록 광축 상에 개방된 개구(139)를 구비한다. 또한, 상기 경통(130)은 도 1에 도시된 점선이 위치된 양 끝단을 관통하는 관통 홀들(Via holes; 138a, 138b)을 구비한다. 상기 관통 홀들(138a, 138b)은 광축과 평행한 방향으로 상기 경통(130)을 관통하며, 상기 가이드 핀(Guide pin; 123a, 123b)이 삽입된다.

상기 제1 요크(Yoke; 133)는 상기 경통(130)의 사출 시 인서트 사출성형(Insert injection molding)에 의해서 상기 경통(130)과 일체로 형성될 수 있으며, 상기 제1 요크(133)의 둘레에 영구 자석들(131,132)이 삽입된다. 상기 영구 자석들(131, 132)은 상기 제1 요크(133)의 둘레를 둘러싸도록 삽입된다.

상기 영구 자석들(131, 132)은 광축에 평행한 방향으로 서로 다른 자극이 광축을 따라서 나란히 배치된다. 즉, 상기 영구 자석들은 N극과 S의 극성을 갖으며, 광축을 따라서 배열된다.

상기 경통(130)은 실장된 상기 렌즈(134~136)의 입사 및 출사 면이 상기 이미지 센서(111)에 대면하게 위치된다.

상기 경통(130)과 상기 하우징(121) 각각은 상기 렌즈(134~136)의 출사 및 입사 면에 대향된 일면의 광축과 평행한 광의 진행 경로 상에 형성된 개구(139, 121b)가 형성됨으로써, 광축을 따라서 광이 진행될 수 있다.

도 5a와 도 5b는 도 1 내지 도 3에 도시된 하우징(121)을 도시한 도면이다. 도 5a와 도 5b에 따르면, 상기 하우징(121)은 광축을 중심으로 상기 경통(130)의 둘레를 둘러싸는 적어도 하나의 코일(151,152)과, 상기 하우징(121)의 내 측벽과 상기 코일(151,152)의 사이에 위치된 제2 요크(141, 142와, 상기 하우징(121)의 저면(121a)으로부터 광축과 평행하게 돌출된 가이드 핀(123a, 123b)을 포함한다.

상기 하우징(121)은 도 5a 도시된 바와 같이 개구(121b)를 구비하는 저면(121a) 상에 상기 가이드 핀(123a, 123b)이 위치되며, 상기 가이드 핀 각각(123a, 123b)에는 조절 나사(124a, 124b)가 삽입된다. 상기 하우징(121)은 저 면(121a)의 개구(121b)가 상기 이미지 센서(111)의 수광 면 측을 향하도록 상기 인쇄회로 기판(110) 상에 안착되며, 상기 경통(130)은 관통 홀(128a,128b)이 상기 가이드 핀(123a, 123b)에 이동 가능하게 삽입된다. 즉, 상기 하우징(121)은 상기 경통(130)이 실장된다.

상기 하우징(121)의 광축에 수직한 일면(저면에 대향되는 반대 측 일면)은 개방되며, 상기 경통(130)이 실장된 후, 개구(122a)를 구비한 상부 덮개(122)가 덮여진다. 상기 가이드 핀(123a, 123b)은 상기 영구 자석(131,132)과 상기 코일(151,152)에 의해 발생된 힘에 의한 상기 경통(130)이 광축을 따라서 움직임을 수 있도록 가이드(guide)한다.

상기 코일(151,152)은 인가되는 전류에 의해 자력을 형성하며, 상기 영구 자석(131,132)들은 상기 코일(151,152)에 의해 자장이 변화된다. 즉, 상기 코일(151,152)은 인가되는 전류의 방향 및 세기에 의해 생성되는 자장의 방향 및 세기가 변화될 수 있으며, 상기 경통(130)의 움직임을 제어하기 위해서 인가되는 전류의 세기 및 방향이 조절될 수 있다.

즉, 상기 코일(151, 152)는 상기 경통(130)을 중심으로 대칭되게 위치됨으로써, 상기 영구자석(131,132)에 의한 자장 사이에 위치되며, 상기 코일(151,152)에 인가되는 전류에 의해 플레밍의 오른손 법칙에 의한 힘이 상기 경통(130)에 가해질 수 있다. 또한, 상기 경통(130)에 가해지는 힘은 상기 코일(151, 152)에 인가되는 전류의 극성에 의해 그 방향이 변화되며, 힘의 변화에 따라서 상기 경통(130)은 가이드 핀(123a,123b)을 따라서 진퇴 운동을 실시한다.

상기 경통(130)은 상기 코일(151,152) 및 영구 자석들(131,132) 사이에 발생된 힘을 받게 되며, 이 힘에 의해서 상기 가이드 핀(123a, 123b)을 따라서 광축과 평행한 방향을 따라 진퇴 운동을 할 수 있게 된다.

상기 조절 나사(124a, 124b)는 광축의 미세 조정을 위해 사용되며, 광축의 미세 조정 후 에폭시(epoxy)와 같은 접착제 등으로 고정될 수 있다. 상기 조절 나사(124a,124b)는 통상 카메라 모듈(100)으로부터 1.5m 이격된 위치의 피사체가 가장 잘 보일 수 있는 높이로 상기 경통(130)의 초기 설정을 조절하기 위해서 사용될 수 있다.

본 발명은 렌즈 계가 실장된 경통 내에 자동 초점 조절을 위한 수단들이 실장됨으로서, 소형화된 부피로도 자동 초점 조절 수단을 구비한 카메라 모듈을 구현할 수 있다.

Claims (7)

1. 카메라 모듈에 있어서,

   이미지 센서가 안착된 인쇄회로 기판과;

   광축 상에 정렬된 적어도 하나의 렌즈와, 광축을 중심으로 상기 렌즈의 둘레를 둘러싸는 영구 자석들을 실장하며, 상기 이미지 센서에 상기 렌즈가 대향되도록 상기 인쇄회로 기판 상에 안착된 경통과;

   상기 경통을 실장하며, 광축을 중심으로 상기 경통의 둘레를 둘러싸는 적어도 하나의 코일을 실장하는 하우징을 포함함을 특징으로 하는 카메라 모듈.
2. 제1 항에 있어서, 상기 카메라 모듈은,

   상기 영구 자석들과 상기 렌즈 사이에 개재된 제1 요크와;

   상기 하우징의 내 측벽과 상기 코일의 사이에 개재된 제2 요크와;

   상기 하우징의 저면으로부터 광축과 평행하게 돌출된 가이드 핀을 더 포함하며,

   상기 경통이 상기 가이드 핀에 이동 가능하게 삽입됨을 특징으로 하는 카메라 모듈.
3. 제2 항에 있어서, 카메라 모듈은,

   상기 각 가이드 핀에 삽입된 조절 나사를 더 포함함을 특징으로 하는 카메라 모듈.
4. 제1 항에 있어서,

   상기 영구 자석들은 광축을 따라서 서로 다른 자극을 갖도록 광축 둘레에 배치됨을 특징으로 하는 카메라 모듈.
5. 제1 항에 있어서,

   상기 경통은 실장된 상기 렌즈의 입사 및 출사 면이 상기 이미지 센서에 대면하게 위치됨을 특징으로 하는 카메라 모듈.
6. 제1 항에 있어서,

   상기 경통과 상기 하우징 각각은 상기 렌즈의 출사 및 입사 면에 대향된 일면의 광축과 평행한 광의 진행 경로 상에 형성된 개구를 포함함을 특징으로 하는 카메라 모듈.
7. 제2 항에 있어서,

   상기 제1 요크는 상기 경통과 인서트 사출됨을 특징으로 하는 카메라 모듈.

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