KR101005772B1 - 소형 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외측 너비를 축소하면서 자력을 향상시키고, 외부충격에 잘 버틸 수 있는 소형 카메라 모듈을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 소형 카메라 모듈은 초점 조절용 렌즈조립체가 장착된 렌즈경통과, 상기 렌즈경통의 외측을 감싸는 하우징과, 상기 렌즈경통을 상하 구동시키는 코일 및 마그네트를 포함하여 이루어지는 소형 카메라 모듈에 있어서, 상기 하우징에는 상기 렌즈경통 방향으로 돌출되는 가이드부가 구비되고, 상기 렌즈경통에는 상기 하우징 방향으로 돌출되며 상기 렌즈경통의 상승시 상기 가이드부와 접하는 스토퍼가 구비된다.

카메라, 모듈,

Description

소형 카메라 모듈 { Compact camera module }

본 발명은 소형 카메라 모듈에 관한 것으로서, 특히 모바일 통신기기에 설치되며, 카메라 모듈 내에 설치되는 렌즈 조립체를 구동시켜 자동으로 초점을 조절하는 소형 카메라 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 카메라는 다수의 렌즈를 구비하고 있으며 렌즈를 통하여 피사체를 촬영할 수 있는 기계로서, 통상적으로 다수의 렌즈 사이의 상대적인 거리를 조절하여 초점을 조절하도록 구성된다.

종래, 카메라의 초점을 자동으로 조절하기 위한 장치로서 기어 등을 통하여 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변화시키는 기계식 장치가 사용되었다.

그러나 이와 같은 기계식 장치의 경우, 기어와 모터 사이의 마찰력 등으로 인하여 초점을 미세하게 조절하기 곤란할 뿐 아니라 각 기계 장치가 차지하는 공간 문제 등으로 인하여 소형화가 곤란하였다.

특히, 최근에는 휴대폰, PDA 등의 모바일 통신기기 등에 카메라 모듈이 설치되어 정지화상 등을 촬영할 수 있도록 구성되는데, 이와 같은 모바일 통신기기 등에서 요구되는 소형화, 경량화, 다기능화 등을 충족시키기 위해서 영구자석 및 코 일의 유도자기력을 이용하여 정밀하게 초점을 맞추는 카메라의 자동 초점 조절 장치와 같은 카메라 모듈이 개발되고 있다.

도 1 은 종래 모바일 통신기기 등에 적용된 렌즈 조립체를 수용하고, 자동 초점 조절 기능이 있는 카메라 모듈의 개략적인 단면도이다.

도 1에 도시된 것과 같이, 종래 모바일 통신기기에 적용된 자동 초점 조절 기능이 있는 카메라 모듈은 다수의 렌즈로 구성된 렌즈조립체(10)가 나사 체결방식을 통하여 상단이 중공되어 있는 렌즈경통(12)의 내부에 수용된다.

렌즈경통(12)의 외주변으로는 마그네트(20), 요크(22) 및 코일(24)이 배열되고, 렌즈경통(12)의 상단과 하단에 각각 판스프링(32, 34)이 구비되고, 판스프링(32, 34)는 각각 상하 왕복운동을 반복하는 렌즈경통(12)과 고정되어 있는 마그네트(20)-요크(22)-코일(24) 사이를 체결하도록 구성되는데, 이러한 판스프링(32, 34)은 코일(24)의 양 끝단에 전류를 공급해주는 역할을 수행한다.

또한, 상기 렌즈경통(12) 및 이를 구동시키기 위한 마그네트(20) 등의 구동부는 예를 들어 나사 결합 등을 통하여 하우징(40)의 내부에 수용되며, 하우징(40)의 상단 내측으로는 커버 플레이트(14)가 형성된다.

한편, 이와 같은 모바일 통신기기 등에 사용되는 카메라 모듈의 자동 초점 조절 장치에서는 CCD, CMOS와 같은 고해상도 이미지 센서(미도시)가 렌즈경통(12)의 하단에 구비되어 있다.

그러나 이러한 종래 모바일 통신기기에 적용된 자동 초점 조절 기능이 있는 카메라 모듈은 마그네트(20), 요크(22) 및 코일(24)이 외주변으로 배치되어 있어 외측 너비를 축소하는데에 어려움이 있고, 소형화를 위해 마그네트(20)의 두께를 줄이면 자력이 약하여 원활한 구동이 이루어지지 않는 문제점이 있다.

또한 모바일 통신기기는 휴대를 목적으로 제작되는 제품으로써, 그 특성상 휴대 중 자주 바닥에 떨어트리기 쉽기 때문에 이러한 모바일 통신기기에 장착되는 카메라 모듈은 Drop에 의한 충격에도 잘 견딜 수 있도록 설계되어야 한다.

그러나 종래 소형 카메라 모듈은 Drop시 렌즈경통(12)이 커버 플레이트(14)에 직접 부딪치기 때문에 충격이 크고, 이로 인해 다른 부품이 손상되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 외측 너비를 축소하면서 자력을 향상시키고, 외부충격에 잘 버틸 수 있는 소형 카메라 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 소형 카메라 모듈은 초점 조절용 렌즈조립체가 장착된 렌즈경통과, 상기 렌즈경통의 외측을 감싸는 하우징과, 상기 렌즈경통을 상하 구동시키는 코일 및 마그네트를 포함하여 이루어지는 소형 카메라 모듈에 있어서, 상기 하우징에는 상기 렌즈경통 방향으로 돌출되는 가이드부가 구비되고, 상기 렌즈경통에는 상기 하우징 방향으로 돌출되며, 상기 렌즈경통의 상승시 상기 가이드부와 접하는 스토퍼가 구비된다.

상기 렌즈경통은, 상기 스토퍼가 구비되는 제1렌즈경통과; 상기 제1렌즈경통의 하측에 결합되고, 외측에 상기 마그네트가 장착되는 제2렌즈경통; 을 포함하여 이루어지되, 상기 제2렌즈경통의 외경은 상기 제1렌즈경통의 외경보다 작다.

상기 마그네트는 중공의 원형으로 형성되며, 상기 마그네트의 내경은 상기 제2렌즈경통의 외경과 같거나 크고, 상기 제1렌즈경통의 외경보다 작다.

상기 제1렌즈경통의 내경은 상기 제2렌즈경통의 외경과 같거나 크고, 상기 제1렌즈경통의 내주면에는 상기 제2렌즈경통의 상측과 접하는 걸림돌기가 형성된다.

상기 하우징은 중공의 원통형으로 형성되며, 상기 가이드부는 상기 하우징의 상측에서 상기 렌즈경통 방향으로 절곡 형성된다.

하측에 피사체의 상을 촬상하는 이미지센서가 배치되고, 상측에 상기 렌즈경통과 상기 하우징이 배치되는 베이스와; 상기 가이드부의 상측에 장착되어 상기 렌즈경통을 상하 탄성 지지하는 제1탄성부재와; 상기 하우징의 하측과 상기 베이스의 상측 사이에 장착되어 상기 렌즈경통을 상하 탄성 지지하는 제2탄성부재와; 상기 제1탄성부재의 상측에 장착되는 스페이서부재와; 상기 스페이서부재의 상측에 상기 하우징을 감싸도록 장착되는 커버; 를 더 포함하여 이루어지되, 상기 스페이서부재는 쿠션감이 있는 탄성재질로 이루어지고, 상기 커버는 상기 스페이서부재의 상측에서 상기 스페이서부재, 제1탄성부재, 상기 하우징 및 상기 제2탄성부재를 상기 베이스 방향으로 밀착하여 상기 베이스와 후크결합된다.

상기 렌즈경통의 외측에는 상기 마그네트가 장착되고 상기 마그네트의 하측에는 상기 코일이 배치되어 상기 코일에 전원 인가시 발생하는 전자기장과 상기 마그네트에서 발생하는 자기장의 상호 작용에 의해 상기 렌즈경통을 상하이동시키며, 상기 마그네트의 외측에는 상기 마그네트에서 발생하는 자기장과 상기 코일에서 발생하는 전자기장의 상호작용을 강화시키는 요크가 장착되되, 상기 요크와 상기 하우징은 각각 중공의 원형형상으로 형성되고, 상기 요크의 외주면과 상기 하우징의 외주면은 서로 동심원상에 배치된다.

상기 요크의 하측면은 상기 마그네트의 하측면보다 상측에 배치된다.

하측에 피사체의 상을 촬상하는 이미지센서가 배치되고, 상측에 상기 렌즈경 통과 상기 하우징이 배치되는 베이스와; 상기 베이스의 외측에 장착되어 상기 코일에 전원을 전달하는 전원연결단자; 를 더 포함하여 이루어지되, 상기 베이스의 내측에는 상기 코일이 장착되고 상기 코일의 상측에는 상기 마그네트가 배치되어 상기 코일에 전원인가시 발생하는 전자기장과 상기 마그네트에서 발생하는 자기장의 상호작용에 의해 상기 렌즈경통을 상하이동시키며, 상기 베이스의 외측에는 상기 코일의 단선이 삽입 관통하는 연결홈이 형성된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 소형 카메라 모듈에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

상기 하우징에 상기 렌즈경통 방향으로 돌출되는 가이드부를 구비하고, 상기 렌즈경통에 상기 하우징 방향으로 돌출되며 상기 렌즈경통의 상승시 상기 가이드부와 접하는 스토퍼를 구비함으로써, 외부 충격에 의한 상기 렌즈경통의 상하 유동거리를 최소화하여 부품의 파손을 줄이고, 내구성을 향상시키는 효과가 있다.

상기 렌즈경통을 상기 스토퍼가 구비되는 제1렌즈경통과 상기 마그네트가 장착되는 제2렌즈경통으로 분리 형성하고, 상기 제2렌즈경통의 외경을 상기 제1렌즈경통의 외경보다 작게 함으로써, 상기 제2렌즈경통의 사이즈를 축소하여 공간 효율을 향상시키고 전체적인 크기를 줄이는 효과가 있다.

상기 마그네트의 내경을 상기 제2렌즈경통의 외주면 지름과 같거나 크고, 상기 제1렌즈경통의 외경보다 작게 형성함으로써, 상기 마그네트의 사이즈를 최소화 하여 전체적인 크기를 줄이고, 상기 마그네트의 일부가 상기 제1렌즈경통의 하측에 배치되어 공간효율을 향상시키는 효과가 있다.

상기 제1렌즈경통의 내주면 지름을 상기 제2렌즈경통의 외주면 지름과 같거나 크게 형성하고, 상기 제2렌즈경통의 내주면에 상기 제2렌즈경통의 상측과 접하는 걸림돌기를 형성함으로써, 상기 제1렌즈경통이 상기 제2렌즈경통의 상측에 안정적으로 안착되게 하고, 상기 제1렌즈경통의 조립위치를 가이드하여 조립을 용이하게 하는 효과가 있다.

상기 가이드부를 상기 하우징의 상측에서 상기 렌즈경통 방향으로 절곡 형성함으로써, 부품 조립에 의한 공차를 최소화하고 상기 가이드부와 상기 스토퍼 사이 간격의 조립편차를 줄여 전체적인 품질을 향상시키는 효과가 있다.

상기 가이드부의 상측에 상기 제1탄성부재, 상기 스페이서부재 및 상기 커버를 순차적으로 적층하여 상기 베이스 방향으로 밀착 고정함으로써, 상기 제1탄성부재의 안착면적을 넓혀 상기 제1탄성부재가 상기 가이드부의 상측에 안정적으로 고정되게 하는 효과가 있다.

상기 요크와 상기 하우징을 각각 중공의 원통형으로 형성하고, 상기 요크의 외주면과 상기 하우징의 외주면이 서로 동심원상에 배치되도록 함으로써, 상기 요크와 상기 하우징 사이의 간격을 균일하게 하고, 외부 충격에 의해 상기 요크가 이동하는 변위량을 일정하게 하여 충격을 줄이고 내구성을 향상시키는 효과가 있다.

상기 요크의 하측면을 상기 마그네트의 하측면보다 상측에 배치함으로써, 상기 코일을 지나는 상기 마그네트의 자기장 양을 증가시켜 구동력이 향상되는 효과 가 있다.

상기 베이스의 내측에 상기 코일을 장착하고, 상기 베이스의 외측에 상기 코일의 단선이 삽입 관통하는 연결홈을 형성함으로써, 상기 코일의 단선을 상기 베이스의 외측에 장착되는 상기 전원연결단자와 직접 연결되게 하여 조립을 용이하게 하는 효과가 있다.

도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 소형 카메라 모듈의 사시도이며, 도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 소형 카메라 모듈의 일방향 분해사시도이고, 도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 소형 카메라 모듈의 타방향 분해사시도이며, 도 5 는 도 2의 A-A에서 바라본 단면도이고, 도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 하우징과 제1렌즈경통의 배치상태도이며, 도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 패드의 장착 상태도이고, 도 8 은 본 발명의 실시예에 따른 베이스와 렌즈경통 및 요크의 결합 상태도이며, 도 9 는 본 발명의 실시예에 따른 베이스와 코일 및 전원연결단자의 결합 상태도이다.

도 2 내지 도 9에 도시된 바와 같이 본 발명의 소형 카메라 모듈은 하우징(100), 패드(200), 렌즈경통, 마그네트(400), 요크(500), 코일(600), 베이스(700), 전원연결단자(750), 제1탄성부재(810), 제2탄성부재(820), 스페이서부재(900), 및 커버(950)를 포함하여 이루어진다.

상기 하우징(100)은 중공의 원통형 형상으로 상기 렌즈경통의 외측을 감싸도록 형성되고, SUS 계열의 얇은 판 재질로 이루어지며, 자성을 띠지 않는다.

이러한 상기 하우징(100)은 후술하는 바와 같이 상기 베이스(700)의 상측에 장착된다.

또한 상기 하우징(100)의 상측에는 내측방향, 즉 상기 렌즈경통의 측면 방향으로 돌출된 가이드부(110)가 구비된다.

상기 가이드부(110)는 상기 하우징(100)의 상측에서 상기 렌즈경통 방향으로 직각 절곡 된다.

이러한 상기 가이드부(110)는 상기 하우징(100)과 일체로 형성되어 별도의 조립 과정이 없으며, 상측 면적이 상기 하우징(100)의 두께 보다 넓다.

이와 같이 상기 가이드부(110)는 상기 하우징(100)의 상측에서 상기 렌즈경통 방향으로 절곡 형성됨으로써, 부품 조립에 의한 공차를 최소화하고 상기 가이드부(110)와 후술하는 바와 같이 상기 스토퍼(311) 사이 간격의 조립편차를 줄여 전체적인 품질을 향상시키는 효과가 있다.

상기 렌즈경통은 제1렌즈경통(310) 및 제2렌즈경통(320)으로 분리 형성된다.

상기 제1렌즈경통(310)은 상기 제2렌즈경통(320)의 상측에 장착되며, 중공의 원통형 형상으로 형성된다.

이러한 상기 제1렌즈경통(310)은 후술하는 바와 같이 상기 제1탄성부재(810)에 의해 상기 하우징(100)의 내부에서 상하 이동되게 장착된다.

물론 상기 제1렌즈경통(310)은 강한 충격을 받으면 좌우 수평방향으로도 움직인다.

도 6에 도시된 바와 같이 상기 제1렌즈경통(310)은 내경이 상기 제2렌즈경 통(320)의 외경과 동일한 크기로 형성되어 상기 제2렌즈경통(320)의 외주면과 접한다.

물론 상기 제1렌즈경통(310)의 내경을 상기 제2렌즈경통(320)의 외경보다 크게 형성할 수 있으나, 조립성을 위해 상기 제2렌즈경통(320)의 외경과 동일하게 형성한다.

또한 상기 제1렌즈경통(310)의 내주면에는 내측 방향으로 돌출된 걸림돌기(312)가 형성된다.

도 6 에 도시된 바와 같이 상기 걸림돌기(312)는 내경이 상기 제2렌즈경통(320)의 외경보다 작게 형성되며, 상기 제2렌즈경통(320)의 상측과 접하여 상기 제1렌즈경통(310)이 상기 제2렌즈경통(320)의 상측에 안착되게 한다.

이와 같이 상기 제1렌즈경통(310)의 내주면 지름을 상기 제2렌즈경통(320)의 외주면 지름과 같거나 크게 형성하고, 상기 제2렌즈경통(320)의 내주면에 상기 제2렌즈경통(320)의 상측과 접하는 걸림돌기(312)를 형성함으로써, 상기 제1렌즈경통(310)이 상기 제2렌즈경통(320)의 상측에 보다 안정적으로 안착 되게 하고, 위치를 가이드하여 조립을 용이하게 한다.

또한 상기 걸림돌기(312)는 상기 제1렌즈경통(310)의 상측으로 돌출 형성되며, 후술하는 바와 같이 상기 제1렌즈경통(310)의 상측에 장착되는 상기 제1탄성부재(810)의 내주면과 접하여 조립위치를 가이드 한다.

이러한 상기 제1렌즈경통(310)의 외주면에는 스토퍼(311)가 구비된다.

상기 스토퍼(311)는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 하우징(100) 방향으로 돌 출되며, 외경이 상기 가이드부(110)의 내경보다 크게 형성되고, 상기 제1렌즈경통(310)의 외주면에 서로 대칭되는 방향으로 4개가 형성된다.

이러한 상기 스토퍼(311)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 가이드부(110)의 하측에 배치되며, 상기 렌즈경통의 상승시 상기 가이드부(110)의 하측과 인접한다.

이때 상기 가이드부(110)의 하측에는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 패드(200)가 부착되어 상기 스토퍼(311)의 충돌시 발생하는 충격을 흡수한다.

구체적으로 상기 패드(200)는 링 형상으로 얇게 형성되며, 쿠션감이 있는 탄성재질로 이루어진다.

즉 상기 패드(200)는 스펀지와 같이 힘을 가하면 압축되었다가 힘을 빼면 다시 원상태로 복귀하는 성질을 갖는다.

이러한 상기 패드(200)는 상기 스토퍼(311)의 하측에 부착될 수도 있으나, 상하 이동하는 상기 렌즈경통의 하중을 줄이기 위해 상기 가이드부(110)의 하측에 부착하는 것이 바람직하다.

경우에 따라서 상기 패드(200)는 상기 렌즈경통에 의해 충격이 가해지는는 다양한 장소에 부착하여 충격을 흡수할 수 있다.

또한 상기 패드(200)는 상기 스토퍼(311)와 충돌시 마찰에 의해 이물질이 발생할 수 있다.

그러나 도 5 에 도시된 바와 같이 상기 패드(200)가 장착되는 상기 가이드부(110)는 상기 제1렌즈경통(310)의 외측에 배치되고, 또한 상기 가이드부(110)의 상측에는 상기 제1탄성부재(810)가 장착되어 이물이 상기 렌즈경통의 상측으로 이 동하는 것을 저지한다.

이와 같이 상기 하우징(100)의 상측에 상기 렌즈경통 방향으로 돌출된 가이드부(110)를 구비하고, 상기 가이드부(110)와 상기 스토퍼(311) 사이에 상기 패드(200)를 배치함으로써, 상기 패드(200)와 상기 스토퍼(311)의 충돌로 인해 발생하는 이물질이 상기 렌즈경통에 내설된 렌즈조립체(미도시)로 떨어지는 것을 방지할 수 있다.

또한 상기 패드(200)는 얇으면서 쿠션성이 좋고 정밀제작이 용이한 우레탄폼을 사용한다.

우레탄폼은 이소시안산염화합물과 글리콜의 반응으로 얻어지는 폴리우레탄을 구성재료로 하고, 구성성분인 이소시안산염과 다리결합제로 쓰는 물과의 반응으로 생기는 이산화탄소와 프레온과 같은 휘발성 용제(溶劑)를 발포제(發泡劑)로 섞어서 만드는 발포 제품을 일컫는다.

이러한 우레탄폼은 극히 세밀한 동시에 균일한 셀(cell)구조로 이루어짐으로 얇고 탄성력이 있는 상기 패드(200)를 제작하기에 적합하다.

또한 상기 패드(200)는 상기 가이드부(110)의 하측에 접착제 등으로 부착 고정된다.

이와 같이 상하 이동하는 상기 렌즈경통과 상기 렌즈경통의 외측을 감싸는 상기 하우징(100) 사이에는 쿠션성이 있는 탄성재질로 이루어진 상기 패드(200)를 배치함으로써, 상기 렌즈경통과 상기 하우징(100)이 충돌할 때 발생하는 충격을 흡수하여 부품의 내구성을 향상키는 효과가 있다.

상기 제2렌즈경통(320)은 중공의 원통형상으로 형성되며, 내측에 초점 조절용 렌즈조립체(미도시)가 나사결합된다.

이러한 상기 제2렌즈경통(320)은 상기 제1렌즈경통(310)의 하측에 장착 고정되며, 후술하는 바와 같이 상기 제2탄성부재(820)에 의해 상하 이동되게 탄성 지지 된다.

물론 상기 제2렌즈경통(320)은 강한 충격을 받으면 좌우 수평방향으로도 이동한다.

또한 도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제2렌즈경통(320)의 외경은 상기 제1렌즈경통(310)의 외경보다 작게 형성되고, 상기 제2렌즈경통(320)의 외측에는 상기 마그네트(400)가 장착된다.

이와 같이 상기 렌즈경통을 상기 스토퍼(311)가 구비되는 제1렌즈경통(310)과 상기 마그네트(400)가 장착되는 제2렌즈경통(320)으로 분리 형성하고, 상기 제2렌즈경통(320)의 외경을 상기 제1렌즈경통(310)의 외경보다 작게 함으로써, 상기 제2렌즈경통(320)의 외측에 상기 마그네트(400)가 장착되는 공간을 형성하여 공간 효율을 향상시키고 전체적인 크기를 줄이는 효과가 있다.

한편 상기 마그네트(400)는 중공의 원형으로 형성되며, 극성이 상하방향으로 배열된다.

즉 상기 마그네트(400)는 상측이 N극을, 하측이 S극을 갖는다.

따라서 상기 마그네트(400)에서 발생하는 자기장은 상기 마그네트(400)의 상측에서 하측으로 순환된다.

또한 도 5 에 도시된 바와 같이 상기 마그네트(400)의 내경은 상기 제2렌즈경통(320)의 외경과 동일하고 상기 제1렌즈경통(310)의 외경보다 작다.

즉 상기 마그네트(400)는 상기 제2렌즈경통(320)에는 삽입되되, 상기 제1렌즈경통(310)에는 삽입되지 못한다.

따라서 상기 마그네트(400)를 상기 제2렌즈경통(320)에 장착할 때에는 상기 제1렌즈경통(310)을 분리하여 조립한다.

이와 같이 상기 마그네트(400)의 내경을 상기 제2렌즈경통(320)의 외주면 지름과 같거나 크고, 상기 제1렌즈경통(310)의 외경보다 작게 형성함으로써, 상기 마그네트(400)의 사이즈를 최소화하여 전체적인 크기를 줄이고, 상기 마그네트(400)의 일부가 상기 제1렌즈경통(310)의 하측에 배치되어 공간효율을 향상시키는 효과가 있다.

또한 상기 마그네트(400)에 외측에는 상기 요크(500)가 장착된다.

상기 요크(500)는 자성체로 이루어져 상기 마그네트(400)에서 발생하는 자기장을 상기 코일(600)방향으로 유도한다.

이때 상기 코일(600)은 상기 마그네트(400)와 상기 요크(500)의 하측에 배치된다.

구체적으로 상기 요크(500)는 중공의 원통형 형상으로 형성되고, 상측에는 상기 마그네트(400)의 상측 방향으로 절곡된 보조돌기(510)가 형성된다.

상기 보조돌기(510)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 마그네트(400)의 상측과 접하며, 내경이 상기 마그네트(400)의 내경보다 크게 형성된다

이와 같이 상기 보조돌기(510)의 내경을 상기 마그네트(400)의 내경보다 크게 형성함으로써, 상기 요크(500)를 상기 마그네트(400)에 장착할 때 상기 보조돌기(510)의 간섭 없이 상기 요크(500)의 내측이 상기 마그네트(400)의 외측과 접하도록 하여 조립을 용이하게 하는 효과가 있다.

또한 상기 보조돌기(510)는 상기 마그네트(400)의 상측에서 발생하는 자기장을 상기 요크(500)로 유도하여 상기 요크(500)를 따라 상기 마그네트(400)의 하측으로 이동되게 한다.

상기 요크(500)의 내주면은 상기 마그네트(400)의 외주면과 인접하게 배치되고, 상기 요크(500)의 하측면은 상기 마그네트(400)의 하측면보다 상측에 배치된다.

즉 도 5 에 도시된 바와 같이 상기 요크(500)의 하측면보다 상기 마그네트(400)의 하측면이 하측으로 더 돌출되게 배치된다.

이와 같이 상기 요크(500)의 하측면을 상기 마그네트(400)의 하측면보다 상측에 배치하면 상기 마그네트(400)에서 발생하는 자기장이 상기 코일(600)의 외측에서 내측으로 더 많이 작용하고, 상기 코일(600)에는 상하방향으로 더 많은 힘이 발생하게 된다.

이때 상기 코일(600)은 고정되어 있기 때문에 상대적으로 상기 마그네트(400)에 작용하는 상하 구동력이 증가하게 되며, 상기 마그네트(400)가 장착 고정되는 상기 렌즈경통이 보다 잘 상하 이동한다.

도 10 및 도 11 은 본 발명의 요크(500)와 마그네트(400) 구조에 따른 자력 분석 데이터이다.

도 10은 상기 요크(500)의 하측면과 상기 마그네트(400)의 하측면이 동일한 높이일 경우의 자력 분석도이고, 도 11은 상기 요크(500)의 하측면이 상기 마그네트(400)의 하측면보다 상측에 배치될 경우의 자력 분석도이다.

도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 상기 마그네트(400)와 상기 코일(600)은 로렌츠의 힘에 의해 상승력을 발생시키는데, 상기 마그네트(400)에서 발생하는 자기장이 상기 코일(600)에 수평방향으로 많이 작용할수록 커진다.

도 10에 도시된 바와 같이 상기 요크(500)의 하측면과 상기 마그네트(400)의 하측면이 동일한 높이인 경우 상기 요크(500)에 의해 유도된 상기 마그네트(400)의 자기장이 상기 요크(500)의 하측에서 바로 상기 마그네트(400) 방향으로 전개된다.

즉 상기 코일(600)에서 작용하는 상기 마그네트(400)의 자기장의 일부가 상기 코일(600)의 상측에서 하측방향으로 작용하여, 상기 코일(600)의 수평방향으로 작용하는 자기장의 세기가 비교적 작다.

이때 상기 코일(600)에서 측정한 힘은 도 10에 표기된 바와 같이 Mag(F)= 0.0034532 이다.

그러나 도 11에 도시된 바와 같이 상기 요크(500)의 하측면이 상기 마그네트(400)의 하측면보다 상측에 배치된 경우 상기 요크(500)에 의해 유도된 상기 마그네트(400)의 자기장이 상기 코일(600)의 외측에서 상기 코일(600)의 내측 방향으로 길게 이동하면서 상기 코일(600)의 수평방향으로 지나는 자기장의 양이 증가된다.

즉 상기 요크(500)의 하측면이 도 10 에 도시된 것 보다 도 11에 도시된 것과 같이 상기 코일(600)과 더 많이 이격되어 있기 때문에 상기 요크(500)를 통해 상기 코일(600) 방향으로 유도된 자기장이 바로 상기 코일(600)로 이동하지 않고 상기 코일(600)의 외측에서 내측방향으로 수평 이동하여 상기 코일(600)에서 작용하는 자기장의 양을 증가시킨다.

이때 상기 코일(600)에서 측정한 힘은 도 11에 표기된 바와 같이 Mag(F)= 0.003948 이다.

상기 요크(500)의 하측면과 상기 마그네트(400)의 하측면이 동일한 높이일 경우보다 상기 요크(500)의 하측면이 상기 마그네트(400)의 하측면보다 상측에 배치될 경우에 약 10% 힘이 증가하는 것을 알 수 있다.

이와 같이 상기 마그네트(400)의 외측에 상기 마그네트(400)에서 발생하는 자기장을 상기 코일(600) 방향으로 유도하는 요크(500)를 장착하고 상기 요크(500)의 하측면을 상기 마그네트(400)의 하측면 보다 상측에 배치함으로써, 상기 코일(600)에 작용하는 상기 마그네트(400)의 자기장 양이 증가하여 상기 코일(600)에서 발생하는 상하 구동력을 증가시키고, 고정된 상기 코일(600)과 대응하여 상기 마그네트(400)의 상하 구동력이 향상된다.

또한 상기 마그네트(400)에서 발생하는 자기장은 상기 코일(600)방향으로 이동하면서 외부로 분산되기도 하는데, 상기 요크(500)는 이러한 분산되는 자기장을 상기 마그네트(400)로 유도하여 자기력이 감소하는 것을 방지한다.

만약 상기 요크(500)의 하측면을 상기 마그네트(400)의 하측면과 너무 많이 이격시키면 상기 마그네트(400)에서 발생하는 자기장이 외부로 분산되어 자력이 약해짐으로, 상기 요크(500)의 하측면과 상기 마그네트(400)의 하측면 간격을 약 0.5mm ~ 1mm 정도로 이격시키는 것이 바람직하다.

또한 상기 요크(500)는 상기 하우징(100)과 동심원상에 배치된다.

즉 상기 요크(500)의 외주면과 상기 하우징(100)의 내주면은 서로 동심원상에 배치된다.

따라서 상기 요크(500)의 외주면과 상기 하우징(100)의 내주면 사이의 거리는 전방향으로 모두 동일하다.

이와 같이 상기 요크(500)와 상기 하우징(100)을 각각 중공의 원통형으로 형성하고, 상기 요크(500)의 외주면과 상기 하우징(100)의 외주면이 서로 동심원상에 배치되도록 함으로써, 상기 요크(500)와 상기 하우징(100) 사이의 간격을 균일하게 하고, 외부 충격에 의해 상기 요크(500)가 수평 이동하는 변위량을 일정하게 하여 부품의 손상을 줄이고 내구성을 향상시킨다.

상기 코일(600)은 중공의 원통형상으로 상기 마그네트(400)의 하측에 배치된다.

상기 코일(600)은 내부에 전류가 흐르는 얇은 전선으로, 상기 렌즈경통을 기준으로 회전하는 방향으로 권취된다.

즉 상기 렌즈경통을 기준으로 수평 권취된다.

이러한 상기 코일(600)은 내부에 인가되는 전류의 방향이 수평방향으로 형성된다.

이와 같이 상기 마그네트(400)는 상측이 N극, 하측이 S극으로 배열되고, 상기 코일(600)은 상기 렌즈경통을 기준으로 회전하는 방향으로 권취됨으로써, 상기 마그네트(400)의 자기장 방향과 상기 코일(600)의 전류의 방향이 직교되어 플레밍의 오른손 법칙에 의해 상기 마그네트(400)가 상하 이동되게 한다.

또한 상기 코일(600)의 중심부는 상기 마그네트(400)의 중심부보다 외측에 배치된다.

즉 상기 코일(600)의 내경은 상기 마그네트(400)의 내경보다 크게 형성되어 상기 마그네트(400)의 자력중심부와 거의 동일하고, 상기 코일(600)의 외경은 상기 마그네트(400)의 외경보다 약간 크다.

따라서 상기 코일(600)은 상기 마그네트(400)의 중심부와 상기 요크(500) 사이의 수평면상에 배치되어 상기 요크(500)에서 상기 마그네트(400)로 이동하는 자기장 영역과 더욱 많이 겹치게 된다.

이와 같이 상기 코일(600)은 내경의 크기가 상기 마그네트(400)의 자력중심부와 같거나 크고, 외경이 상기 요크(500)의 외경보다 크게 형성됨으로써, 상기 마그네트(400)에서 발생하는 자기장이 상기 코일(600)의 외측에서 내측방향으로 더 많이 작용하여 상기 마그네트(400)에 작용하는 상하 구동력이 향상되도록 한다.

또한 상기 요크(500)와 상기 코일(600) 사이의 거리를 상기 마그네트(400)와 상기 코일(600) 사이의 거리보다 크게 형성하여, 상기 요크(500)에 의해 유도된 상기 마그네트(400)의 자기장이 상기 코일(600)의 외측에서 내측을 지나 상기 마그네트(400)로 이동되게 한다.

즉 상기 코일(600)과 상기 요크(500) 사이의 수직 거리가 상기 코일(600)과 상기 마그네트(400)의 수직거리보다 크게 함으로써, 그 편차에 의해 상기 마그네트(400)의 자기장이 상기 코일(600)의 외측에서 내측으로 더 많이 작용되게 한다.

이러한 상기 코일(600)은 상기 베이스(700)에 장착되며, 상기 코일(600)에 전원인가시 발생하는 전자기장과 상기 마그네트(400)에서 발생하는 자기장의 상호 작용에 의해 상기 렌즈경통을 상하 이동시킨다.

도 9에 도시된 바와 같이 상기 베이스(700)는 사각형의 판 형상으로 형성되고, 내측이 상하 개방 형성된다.

또한 상기 베이스(700)의 내측에는 상기 코일(600)이 장착되는 제1안착부(701)가 형성된다.

상기 제1안착부(701)는 내경이 상기 코일(600)의 외경과 같거나 크게 형성되고, 상기 제1안착부(701)의 내주면에는 상기 코일(600)의 내경과 같은 크기의 돌기가 돌출되어 상기 코일(600)이 상기 제1안착부(701)에 안정적으로 고정되게 한다.

또한 상기 베이스(700)에는 상기 하우징(100)의 외주면과 같거나 큰 제2안착부(702)가 형성된다.

상기 제2안착부(702)에는 상기 하우징(100)이 삽입 장착된다.

또한 상기 베이스(700)의 상측에는 상기 커버(950)와 후크결합되는 후크돌기(703)가 형성된다.

상기 후크돌기(703)는 상기 베이스(700)의 각 모서리에 하나씩 총 4개가 형성된다.

이러한 상기 베이스(700)의 하측에는 피사체의 상을 촬상하는 이미지센서(미도시)가 배치되며, 상기 베이스(700)의 외측에는 상기 코일(600)의 단선이 삽입 관통하는 연결홈(704)이 형성된다.

상기 연결홈(704)은 상기 베이스(700)의 일측에 2개가 형성되며 상기 베이스(700)의 내측에서 외측방향으로 관통 형성된다.

도 9에 도시된 바와 같이 상기 연결홈(704)은 상기 코일(600)에 전원을 인가하기 위해 상기 코일(600)의 두개의 단선이 각각 통과되도록 하고, 상기 코일(600)의 단선은 상기 베이스(700)의 외측에 부착된 상기 전원연결단자(750)와 전기적으로 연결된다.

상기 전원연결단자(750)는 상기 연결홈(704)이 형성된 상기 베이스(700)의 외측에 장착된다.

상기 전원연결단자(750)는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)로 이루어져 상기 베이스(700)의 외측에 접착테이프로 부착되며, 상기 연결홈(704)이 개방되도록 장착된다.

이와 같이 상기 베이스(700)의 내측에 상기 코일(600)을 장착하고, 상기 베이스(700)의 외측에 상기 코일(600)의 단선이 삽입 관통하는 연결홈(704)을 형성함으로써, 상기 코일(600)의 단선을 상기 베이스(700)의 외측에 장착되는 상기 전원연결단자(750)와 직접 연결되게 하여 조립을 용이하게 하는 효과가 있다.

상기 제1탄성부재(810)는 얇은 판스프링으로 이루어지며, 외측이 상기 가이드부(110)의 상측에 장착고정되고, 내측이 상기 제1렌즈경통(310)의 상측에 장착 고정된다.

이러한 상기 제1탄성부재(810)는 상기 렌즈경통의 상승시 외측과 내측이 이완되어 상기 렌즈경통을 탄성 지지한다.

상기 제1탄성부재(810)의 상측에는 상기 스페이서부재(900)가 장착된다.

상기 스페이서부재(900)는 상기 패드(200)와 마찬가지로 쿠션감이 있는 탄성재질로 이루어지며, 원형의 링 형상으로 상기 제1탄성부재(810)의 외측 상단에 장착된다.

상기 제2탄성부재(820)는 상기 제1탄성부재(810)와 마찬가지로 얇은 판스프링으로 이루어지며, 내측이 상기 제2렌즈경통(320)에 장착 고정되고, 외측이 상기 베이스(700)의 상측과 상기 하우징(100)의 하측 사이에 장착된다.

이러한 상기 제2탄성부재(820)는 상기 제2렌즈경통(320)의 상승시 외측과 내측이 이완되어 상기 렌즈경통을 상하 방향으로 탄성 지지한다.

상기 커버(950)는 사각형 형상으로 상기 하우징(100)을 감싸도록 형성되며, 상기 베이스(700)의 후크돌기가 삽입되는 고정홈(951)이 형성된다.

이러한 상기 커버(950)는 도 5 에 도시된 바와 같이 상기 스페이서부재(900)의 상측에서 상기 스페이서부재(900), 상기 제1탄성부재(810), 상기 하우징(100) 및 상기 제2탄성부재(820)를 상기 베이스(700) 방향으로 밀착하여 상기 베이스(700)와 후크결합된다.

이와 같이 상기 가이드부(110)의 상측에 상기 제1탄성부재(810), 상기 스페이서부재(900) 및 상기 커버(950)를 순차적으로 적층하여 상기 베이스(700) 방향으 로 밀착 고정함으로써, 상기 제1탄성부재(810)의 안착면적을 넓혀 안정적으로 고정되게 하는 효과가 있다.

위 구성에 따른 본 발명의 소형 카메라 모듈의 동작 상태를 설명한다.

도 12 및 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 소형 카메라 모듈의 동작 상태도이다.

상기 코일(600)에 전원이 인가되기 전에는 상기 마그네트(400)와 상기 코일(600)이 인접해 있으며, 상기 제2탄성부재(820)는 외측과 내측이 수평을 유지한다.

상기 제1탄성부재(810)는 외측이 약간 상승된 상태로 배치되어 상기 렌즈경통이 임의로 상승하지 않도록 하측 방향으로 탄성 지지한다.

상기 스토퍼(311)는 상기 가이드부(110) 즉 상기 패드(200)와 충분히 이격되어 있고, 상기 하우징(100)과 상기 요크(500) 사이도 일정한 간격으로 이격되어 있다.

상기 코일(600)에 전원이 인가되면 상기 코일(600)에서 발생하는 전자기장과 상기 마그네트(400)에서 발생하는 자기장의 상호 작용에 의해 상기 렌즈경통은 상승한다.

상기 렌즈경통이 상승함에 따라 상기 제1탄성부재(810)와 상기 제2탄성부재(820)의 내측은 이완되면서 상기 렌즈경통을 하측 방향으로 탄성 지지한다.

이와 같이 상기 렌즉경통은 상하 이동하면서 내부에 장착된 렌즈조립체(미도 시)로 피사체의 초점이 상기 이미지센서에 선명하게 맺히도록 조절한다.

본 발명인 소형 카메라 모듈은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

도 1 은 종래의 모바일 통신기기에 적용된 소형 카메라 모듈의 구조도이고,

도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 소형 카메라 모듈의 사시도이며,

도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 소형 카메라 모듈의 일방향 분해사시도이고,

도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 소형 카메라 모듈의 타방향 분해사시도이며,

도 5 는 도 2의 A-A에서 바라본 단면도이고,

도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 하우징과 제1렌즈경통의 배치상태도이며,

도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 패드의 장착 상태도이고,

도 8 은 본 발명의 실시예에 따른 베이스와 렌즈경통 및 요크의 결합 상태도이며,

도 9 는 본 발명의 실시예에 따른 베이스와 코일 및 전원연결단자의 결합 상태도이고,

도 10 및 도 11 은 본 발명의 요크와 마그네트 구조에 따른 자력 분석 데이터이며,

도 12 및 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 소형 카메라 모듈의 동작 상태도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 하우징, 110 : 가이드부, 200 : 패드, 310 : 제1렌즈경통, 311 : 스토퍼, 320 : 제2렌즈경통, 400 : 마그네트, 500 : 요크, 600 : 코일, 700 : 베이스, 750 : 전원연결단자, 810 : 제1탄성부재, 820 : 제2탄성부재, 900 : 스페이서, 950 : 커버

Claims (9)

1. 초점 조절용 렌즈조립체가 장착된 렌즈경통과, 상기 렌즈경통의 외측을 감싸는 하우징과, 상기 렌즈경통을 상하 구동시키는 코일 및 마그네트를 포함하여 이루어지는 소형 카메라 모듈에 있어서,

   상기 하우징에는 상기 렌즈경통 방향으로 돌출되는 가이드부가 구비되고,

   상기 렌즈경통에는 상기 하우징 방향으로 돌출되며 상기 렌즈경통의 상승시 상기 가이드부와 접하는 스토퍼가 구비되되,

   상기 렌즈경통은,

   상기 스토퍼가 구비되는 제1렌즈경통과;

   상기 제1렌즈경통의 하측에 결합되고, 외측에 상기 마그네트가 장착되는 제2렌즈경통; 을 포함하여 이루어지며,

   상기 제2렌즈경통의 외경은 상기 제1렌즈경통의 외경보다 작고, 상기 제1렌즈경통의 내경은 상기 제2렌즈경통의 외경과 같거나 크며,

   상기 제1렌즈경통의 내주면에는 상기 제2렌즈경통의 상측과 접하는 걸림돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 소형 카메라 모듈.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 마그네트는 중공의 원형으로 형성되며,

   상기 마그네트의 내경은 상기 제2렌즈경통의 외경과 같거나 크고, 상기 제1렌즈경통의 외경보다 작은 것을 특징으로 하는 소형 카메라 모듈.
4. 삭제
5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 하우징은 중공의 원통형으로 형성되며,

   상기 가이드부는 상기 하우징의 상측에서 상기 렌즈경통 방향으로 절곡 형성된 것을 특징으로 하는 소형 카메라 모듈.
6. 제 5 항에 있어서,

   하측에 피사체의 상을 촬상하는 이미지센서가 배치되고, 상측에 상기 렌즈경통과 상기 하우징이 배치되는 베이스와;

   상기 가이드부의 상측에 장착되어 상기 렌즈경통을 상하 탄성 지지하는 제1탄성부재와;

   상기 하우징의 하측과 상기 베이스의 상측 사이에 장착되어 상기 렌즈경통을 상하 탄성 지지하는 제2탄성부재와;

   상기 제1탄성부재의 상측에 장착되는 스페이서부재와;

   상기 스페이서부재의 상측에 상기 하우징을 감싸도록 장착되는 커버; 를 더 포함하여 이루어지되,

   상기 스페이서부재는 쿠션감이 있는 탄성재질로 이루어지고,

   상기 커버는 상기 스페이서부재의 상측에서 상기 스페이서부재, 제1탄성부재, 상기 하우징 및 상기 제2탄성부재를 상기 베이스 방향으로 밀착하여 상기 베이스와 후크결합되는 것을 특징으로 하는 소형 카메라 모듈.
7. 제 1 항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 렌즈경통의 외측에는 상기 마그네트가 장착되고 상기 마그네트의 하측에는 상기 코일이 배치되어 상기 코일에 전원 인가시 발생하는 전자기장과 상기 마그네트에서 발생하는 자기장의 상호 작용에 의해 상기 렌즈경통을 상하이동시키며,

   상기 마그네트의 외측에는 상기 마그네트에서 발생하는 자기장과 상기 코일에서 발생하는 전자기장의 상호작용을 강화시키는 요크가 장착되되,

   상기 요크와 상기 하우징은 각각 중공의 원형형상으로 형성되고, 상기 요크의 외주면과 상기 하우징의 외주면은 서로 동심원상에 배치되는 것을 특징으로 하는 소형 카메라 모듈.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 요크의 하측면은 상기 마그네트의 하측면보다 상측에 배치되는 것을 특징으로 하는 소형 카메라 모듈.
9. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   하측에 피사체의 상을 촬상하는 이미지센서가 배치되고, 상측에 상기 렌즈경통과 상기 하우징이 배치되는 베이스와;

   상기 베이스의 외측에 장착되어 상기 코일에 전원을 전달하는 전원연결단자; 를 더 포함하여 이루어지되,

   상기 베이스의 내측에는 상기 코일이 장착되고 상기 코일의 상측에는 상기 마그네트가 배치되어 상기 코일에 전원인가시 발생하는 전자기장과 상기 마그네트에서 발생하는 자기장의 상호작용에 의해 상기 렌즈경통을 상하이동시키며,

   상기 베이스의 외측에는 상기 코일의 단선이 삽입 관통하는 연결홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 소형 카메라 모듈.

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