KR101067220B1 - 자동초점장치를 갖는 카메라모듈 - Google Patents

자동초점장치를 갖는 카메라모듈 Download PDF

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강병훈
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Abstract

본 발명은 자동초점장치를 갖는 카메라모듈로서, 자동초점장치를 갖는 카메라모듈은 피구동체의 이동력을 발생시키는 압전 액추에이터와, 상기 압전 액추에이터에 연결되고, 상기 압전 액추에이터의 이동력을 전달하는 로드와, 적어도 하나 이상의 렌즈를 갖는 렌즈베럴과, 상기 로드와 렌즈베럴을 자력으로 결합시키는 연결부재를 포함하고, 피구동체인 렌즈베럴이 압전 액추에이터에 의해 이동되는 로드에 자력으로 결합됨에 따라, 예압의 확보 및 유지와 함께, 틸트(Tilt)의 성능확보가 용이하고, 전체적인 사이즈 축소가 가능할 뿐만 아니라, 피드백시스템을 포함하여 렌즈베럴의 위치를 센싱하고, 압전 액추에이터의 구동을 제어함으로써, 초점을 잡을 수 있는 자동초점장치를 갖는 카메라모듈을 제공하는 효과를 갖는다.

Description

자동초점장치를 갖는 카메라모듈{CAMERA MODULE HAVING AUTO-FOCUS APPARATUS}
본 발명은 자동초점장치를 갖는 카메라모듈에 관한 것이다.
최근 이동통신단말기에 대한 어플리케이션 제품은 소비자의 높은 관심에 따라 매년 그 시장성이 크게 확대되고 있는 실정이며, 점차 증가되는 소비자의 다양한 요구를 충족시키기 위해, 고기능 및 다기능화로 나날이 발전되고 있다. 특히, 디지털 카메라의 자동초점(AF), 광학줌(Optical Zoom), 셔터(Shutter) 및 손떨림 보정(Anti-shaking) 등의 기능을 이동통신단말기에 적용하려는 연구가 이루어지고 있다. 그 중에서 이미지 센서(CCD & CMOS)의 화소수 증가에 따라 자동초점 및 광학 줌에 관한 연구가 많이 이뤄지고 있다.
그리고, 이동통신단말기용 고화소 카메라모듈의 구동장치는 시텝핑 모터, VCM 및 압전 초음파 모터가 대표적이다. 그 중에서 상기 압전 초음파 모터는 압전 세라믹스에 전기를 인가했을 경우 발생하는 수축과 팽창등의 단순진동을 고정자와 이동자(또는 회전자)사이의 마찰에 의해 원형 또는 선형운동으로 바꾸기 위한 것으로서, 전자기 구동모터에 비해 높은 에너지 밀도, 빠른 응답속도, 높은 위치 정밀도 및 오프-파워 홀딩(Off- power holding) 기능뿐만 아니라, 동작시 소음이 없으며, 전자파의 영향이 없는 장점을 지니고 있다.
보다 구체적으로 상기 압전 초음파 모터는 압전 액추에이터에 동력 전달장치인 로드가 결합되고, 상기 로드에 피구동체가 결합된다. 여기서 상기 피구동체는 로드에서 구동력을 전달받기 위한 결합수단이 요구되고, 상기 압전 액추에이터의 구동력이 로드로부터 피구동체에 전달되도록 로드와 피구동체 사이의 적정한 예압의 유지가 필요하다.
이하, 도 1을 참조하여 종래기술에 따른 압전 초음파 모터에 따른 자동초점기능에 대하여 보다 자세히 설명한다.
도 1은 종래기술에 따른 압전 액추에이터에 의한 카메라모듈의 자동초점장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도시한 바와 같이, 압전 액추에이터는 압전소자(10) 및 구동축(20)을 포함한다. 그리고 상기 압전소자(10)는 인가되는 구동펄스에 따라 신축하고, 상기 구동축(20)은 상기 압전소자(10)에 일단이 연결되고, 압전 액추에이터의 구동력을 피구동체인 렌즈베럴(40)에 전달하기 위한 것이다. 또한, 상기 자동초점장치는 상기 렌즈베럴(40)이 상기 구동축(20)에 연결되도록 결합수단(30)을 포함한다. 그러나 상기 결합수단(30)은 판스프링(31) 및 마찰부재(32)를 포함하여 이루어짐에 따라 매우 복잡한 구성으로 생산성이 저하되는 문제점을 지니고 있다.
결국, 종래기술에 따른 이동통신단말기의 카메라모듈에 있어서, 자동초점장치는 구동체와 피구동체 사이의 예압을 유지 및 인가하기 위해 탄성체 부품(스프링 등)을 이용함으로써, 구조가 복잡하고, 생산성이 저하될 뿐만 아니라, 정확한 위치제어를 구현할 수 없는 문제점을 지니고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 피구동체인 렌즈베럴이 압전 액추에이터에 의해 이동되는 로드에 자력으로 결합됨에 따라, 예압의 확보 및 유지와 함께, 틸트(Tilt)성능의 확보가 용이한 자동초점장치를 갖는 카메라모듈을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 자력에 의해 틸드성능의 확보가 보장됨에 따라, 추가 가이드 등의 구조가 필요없고, 구동관련 구조물이 한곳으로 집합되도록 구성됨에 따라, 전체적인 사이즈 축소가 가능한 자동초점장치를 갖는 카메라모듈을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 피드백시스템을 포함하여 렌즈베럴의 위치를 센싱하고, 압전 액추에이터의 구동을 제어함으로써, 초점을 잡을 수 있는 자동초점장치를 갖는 카메라모듈을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 자동초점장치를 갖는 카메라모듈은 피구동체의 이동력을 발생시키는 압전 액추에이터와, 상기 압전 액추에이터에 연결되고, 상기 압전 액추에이터의 이동력을 전달하는 로드와, 적어도 하나 이상의 렌즈를 갖는 렌즈베럴과, 상기 로드와 렌즈베럴을 자력으로 결합시키는 연결부재를 포함한다.
그리고 일 실시예로서, 상기 연결부재는 자석으로 이루어지고, 상기 로드는 자성체로 이루어지고, 상기 연결부재에 인력에 의해 결합되고, 상기 연결부재는 상기 렌즈베럴의 측부에 삽입결합된다.
그리고 다른 실시예로서, 상기 연결부재는 자석으로 이루어지고, 상기 렌즈베럴은 연결부재에 결합되는 일측의 소정부가 자성체로 이루어지고, 상기 연결부재에 인력에 의해 결합되고, 상기 연결부재는 로드의 측부에 삽입결합될 수도 있고, 상기 연결부재는 로드의 소정부에 일체로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 압전 액추에이터의 이동력을 일방으로 제공하기 위해, 압전 액추에이터의 일단에 결합되는 리드에 대향되어 압전 액추에이터의 타단에 결합되는 웨이트를 더 포함한다.
본 발명에 따른 자동초점장치를 갖는 카메라모듈은 피스백시스템을 포함하여 이루어지도록, 피구동체의 이동력을 발생시키는 압전 액추에이터와, 상기 압전 액추에이터에 연결되고, 상기 압전 액추에이터의 이동력을 전달하는 로드와, 적어도 하나 이상의 렌즈를 갖는 렌즈베럴과, 상기 로드와 렌즈베럴을 자력으로 결합시키는 연결부재와, 상기 렌즈의 위치를 감지하는 위치 감지센서와, 상기 위치 감지센서에 감지된 신호값에 의해 압전 액추에이터의 구동값을 계산하는 CPU와, 상기 CPU에서 계산된 압전 액추에이터 구동값을 수신받고, 압전 액추에이터의 구동을 제어하는 드라이버 IC를 포함한다.
그리고 상기 위치 감지센서는 PI, Hall sensor, PDS 중 하나가 선택되어 이루어질 수 있다.
또한, 일 실시예로서, 상기 연결부재는 자석으로 이루어지고, 상기 로드는 자성체로 이루어지고, 상기 연결부재에 인력에 의해 결합되고, 상기 연결부재는 상기 렌즈베럴의 측부에 삽입결합된다.
또한, 다른 실시예로서, 상기 연결부재는 자석으로 이루어지고, 상기 렌즈베럴은 연결부재에 결합되는 일측의 소정부가 자성체로 이루어지고, 상기 연결부재에 인력에 의해 결합되고, 상기 연결부재는 로드의 측부에 삽입결합될 수도 있고, 상기 연결부재는 상기 로드의 소정부에 일체로 형성될 수도 있다.
또한, 피드백시스템을 구비한 자동초점장치를 갖는 카메라모듈은 상기 압전 액추에이터의 이동력을 일방으로 제공하기 위해, 압전 액추에이터의 일단에 결합되는 리드에 대향되어 압전 액추에이터의 타단에 결합되는 웨이트를 더 포함한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 따르면 피구동체인 렌즈베럴이 압전 액추에이터에 의해 이동되는 로드에 자력으로 결합됨에 따라, 예압의 확보 및 유지와 함께, 틸트성능의 확보가 용이하고, 자력에 의해 틸드성능의 확보가 보장됨에 따라, 추가 가이드 등의 구조가 필요없고, 구동관련 구조물이 한곳으로 집합되도록 구성됨에 따라, 전체적인 사이즈 축소가 가능할 뿐만 아니라, 피드백시스템을 포함하여 렌즈베럴의 위치를 센싱하고, 압전 액추에이터의 구동을 제어함으로써, 보다 정확하고 신속하게 초점을 잡을 수 있는 자동초점장치를 갖는 카메라모듈을 제공하는 효과를 갖는다.
도 1은 종래기술에 따른 압전 액추에이터에 의한 카메라모듈의 자동초점장치를 개략적으로 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 카메라모듈의 자동초점장치를 개략적으로 나타낸 구성도.
도 3은 도 2에 나타낸 자동초점장치가 결합된 상태를 개략적으로 나타낸 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동초점장치를 갖는 카메라모듈을 개략적으로 나타낸 구성도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동초점장치 및 피드백시스템을 갖는 카메라모듈을 개략적으로 나타낸 구성도.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "제1", "제2", "일면", "타면" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 SIDM(Smooth Impact Drive Mechanism) 방식을 이용하여 기계적 진동을 발생시키는 압전 진동자를 포함하고, 상기 진동을 렌즈베럴에 전달하여 A/F(Auto-Focus) 기능을 수행하는 압전방식의 이동통신단말기의 카메라모듈에 관한 것으로서, 자력을 이용하여 렌즈베럴과 압전 액츄에이터 사이에 예압을 발생시키고, 렌즈를 구동시켜 초점을 잡는 카메라모듈에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 카메라모듈의 자동초점장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다. 도시한 바와 같이, 상기 카메라 모듈의 자동초점장치는 압전 액추에이터(110), 로드(120), 렌즈베럴(150) 및 연결부재(140)를 포함한다.
그리고, 상기 압전 액추에이터(110)는 전기의 인가에 따라 수축 및 팽창되어 피구동체인 상기 렌즈베럴(150)을 이동시키기 위한 것이고, 상기 로드(120)는 상기 렌즈베럴(150)에 압전 액추에이터(110)의 이동력을 전달하기 하기 위한 것으로서, 일단이 상기 압전 액추에이터(110)에 연결된다. 상기 렌즈베럴(150)은 하나 이상의 렌즈를 구비하고, 상기 연결부재(140)는 상기 로드(120)와 렌즈베럴(150)을 자력으로 결합시키기 위한 것이다.
보다 구체적으로, 상기 연결부재(140)는 자석으로 이루어지고, 렌즈베럴(150)에 있어서 로드에 대향되는 측부에 삽입결합된다. 상기 로드(120)는 연결부재(140)에 결합되기 위한 자성체로 이루어진다.
이와 같이 이루어짐에 따라, 도 3에 도시한 바와 같이 상기 렌즈베럴(150)은 연결부재(140)에 의해 로드(120)에 자력인 인력에 의해 연결되어 예압을 갖고, 압전 액추에이터(110)에 의해 로드(120)와 연동되어 이동된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예로서, 상기 연결부재(140)는 로드(120)의 측부에 삽입결합되거나, 로드(120)의 소정부에 일체로 형성되어 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 렌즈베럴(150)은 연결부재에 결합되는 일측의 소정부가 자성체로 이루어지고, 상기 연결부재에 인력에 의해 결합된다.
또한, 본 발명에 따른 상기 카메라 모듈의 자동초점장치는 상기 압전 액추에이터(110)의 이동력을 일방으로 제공하기 위해, 압전 액추에이터(110)의 일단에 결합되는 리드(120)에 대향되어 압전 액추에이터의 타단에 결합되는 웨이트(weight)(130)를 더 포함하여 이루어질 수도 있다.
도 4는 본 발명에 일 실시예에 따른 자동초점장치를 갖는 카메라모듈을 개략적으로 나타낸 구성도이다. 도시한 바와 같이, 상기 카메라모듈은 도 3에 나타낸 자동초점장치가 케이스(160) 및 하우징(170)에 의해 카메라모듈에 장착된 상태를 나타낸 것이다.
보다 구체적으로, 상기 카메라모듈은 압전 액추에이터(110), 로드(120), 웨이트(130), 연결부재(140), 렌즈베럴(150), 케이스(160) 및 하우징(170)을 포함한다. 그리고, 상기 로드(120)는 자성체로 이루어짐에 따라 상기 렌즈베럴(150)에 결합되고, 자석으로 이루어진 연결부재(140)와 인력에 의해 결합되고, 상기 압전 액추에이터(110)에서 발생된 구동력은 로드(120)에 의해 렌즈베럴(150)에 전달되고, 상기 렌즈베럴(150)은 상기 로드(120)의 축방향으로 이동된다.
그리고, 상기 케이스(160)는 상기 압전 액추에이터(110), 로드(120), 웨이트(130) 및 연결부재(140), 렌즈베럴(150)을 커버하고, 상기 하우징(170)은 상기 렌즈베럴(150)의 하부에 결합되고, 상기 케이스(160)는 상기 하우징(170)에 결합된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동초점장치 및 피드백시스템을 갖는 카메라모듈을 개략적으로 나타낸 구성도이다. 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동초점장치는 피드백(feedback)시스템을 통해 렌즈를 원하는 위치로 이동시킬 수 있다. 보다 구체적으로 상기 피드백시스템은 위치 감지센서(200), CPU(300) 및 드라이버 IC(400)를 포함한다. 그리고 상기 위치 감지센서(200)는 렌즈의 위치를 센싱하기 위한 것이고, 상기 CPU(300)는 상기 위치 감지센서에 감지된 신호값에 의해 압전 액추에이터의 구동값을 계산한다. 그리고 상기 드라이버 IC(400)는 상기 CPU(300)에서 계산된 압전 액추에이터 구동값을 수신받고, 압전 액추에이터의 구동을 제어한다.
또한, 상기 위치 감지센서는 PI, Hall sensor, PDS 중 하나가 선택되어 이루어질 수 있다.
이와 같이 이루어짐에 따라 본 발명에 따른 지동초점을 갖는 카메라모듈은 피구동체인 렌즈베럴이 압전 액추에이터에 의해 이동되는 로드에 자력으로 결합됨에 따라, 예압의 확보 및 유지와 함께, 틸트(Tilt)의 성능확보가 용이하고, 자력에 의해 틸드(Tilt)성능의 확보가 보장됨에 따라, 추가 가이드 등의 구조가 필요없고, 구동관련 구조물이 한곳으로 집합되도록 구성됨에 따라, 전체적인 사이즈 축소가 가능할 뿐만 아니라, 피드백시스템을 포함하여 렌즈베럴의 위치를 센싱하고, 압전 액추에이터의 구동을 제어함으로써, 자동으로 초점을 잡을 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 자동초점장치를 갖는 카메라모듈은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
110 : 압전 액추에이터 120 : 로드
130 : 웨이트 140 : 연결부재
150 : 렌즈베럴 160 : 케이스
170 : 하우징 200 : 위치 감지센서
300 : CPU 400 : 드라이버 IC

Claims (15)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 피구동체의 이동력을 발생시키는 압전 액추에이터;
    상기 압전 액추에이터에 연결되고, 상기 압전 액추에이터의 이동력을 피구동체에 전달하는 로드;
    적어도 하나 이상의 렌즈를 갖는 렌즈베럴; 및
    상기 로드와 렌즈베럴을 자력으로 결합시키는 연결부재를 포함하고,
    상기 연결부재는 자석으로 이루어지고,
    상기 로드는 자성체로 이루어지고,
    상기 로드는 상기 연결부재에 인력에 의해 결합되고,
    상기 연결부재는 상기 렌즈베럴의 측부에 삽입결합되는 것을 특징으로 하는
    자동초점장치를 갖는 카메라모듈.
  4. 피구동체의 이동력을 발생시키는 압전 액추에이터;
    상기 압전 액추에이터에 연결되고, 상기 압전 액추에이터의 이동력을 피구동체에 전달하는 로드;
    적어도 하나 이상의 렌즈를 갖는 렌즈베럴; 및
    상기 로드와 렌즈베럴을 자력으로 결합시키는 연결부재를 포함하고,
    상기 연결부재는 자석으로 이루어지고,
    상기 렌즈베럴은 상기 연결부재에 결합되는 일측의 소정부가 자성체로 이루어지고, 상기 연결부재에 인력에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는
    자동초점장치를 갖는 카메라모듈.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 연결부재는 로드의 측부에 삽입결합되는 것을 특징으로 하는
    자동초점장치를 갖는 카메라모듈.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 연결부재는 로드의 소정부에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는
    자동초점장치를 갖는 카메라모듈.
  7. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 압전 액추에이터에 결합되는 웨이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    자동초점장치를 갖는 카메라모듈.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 피구동체의 이동력을 발생시키는 압전 액추에이터;
    상기 압전 액추에이터에 연결되고, 상기 압전 액추에이터의 이동력을 피구동체에 전달하는 로드;
    적어도 하나 이상의 렌즈를 갖는 렌즈베럴;
    상기 로드와 렌즈베럴을 자력으로 결합시키는 연결부재;
    상기 렌즈의 위치를 감지하는 위치 감지센서;
    상기 위치 감지센서에 감지된 신호값에 의해 압전 액추에이터의 구동값을 계산하는 CPU;
    상기 CPU에서 계산된 압전 액추에이터 구동값을 수신받고, 압전 액추에이터의 구동을 제어하는 드라이버 IC를 포함하고,
    상기 연결부재는 자석으로 이루어지고,
    상기 로드는 자성체로 이루어지고,
    상기 로드는 상기 연결부재에 인력에 의해 결합되고,
    상기 연결부재는 상기 렌즈베럴의 측부에 삽입결합되는 것을 특징으로 하는
    자동초점장치를 갖는 카메라모듈.
  12. 피구동체의 이동력을 발생시키는 압전 액추에이터;
    상기 압전 액추에이터에 연결되고, 상기 압전 액추에이터의 이동력을 피구동체에 전달하는 로드;
    적어도 하나 이상의 렌즈를 갖는 렌즈베럴;
    상기 로드와 렌즈베럴을 자력으로 결합시키는 연결부재;
    상기 렌즈의 위치를 감지하는 위치 감지센서;
    상기 위치 감지센서에 감지된 신호값에 의해 압전 액추에이터의 구동값을 계산하는 CPU;
    상기 CPU에서 계산된 압전 액추에이터 구동값을 수신받고, 압전 액추에이터의 구동을 제어하는 드라이버 IC를 포함하고,
    상기 연결부재는 자석으로 이루어지고,
    상기 렌즈베럴은 연결부재에 결합되는 일측의 소정부가 자성체로 이루어지고, 상기 연결부재에 인력에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는
    자동초점장치를 갖는 카메라모듈.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 연결부재는 상기 로드의 측부에 삽입결합되는 것을 특징으로 하는
    자동초점장치를 갖는 카메라모듈.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 연결부재는 상기 로드의 소정부에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는
    자동초점장치를 갖는 카메라모듈.
  15. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 압전 액추에이터에 결합되는 웨이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    자동초점장치를 갖는 카메라모듈.
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