KR101243023B1

KR101243023B1 - 카메라 모듈

Info

Publication number: KR101243023B1
Application number: KR1020110130745A
Authority: KR
Inventors: 김두희
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2011-12-08
Filing date: 2011-12-08
Publication date: 2013-03-12

Abstract

본 발명에 의한 카메라 모듈은 이미지 센서가 실장 되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판 상측에 설치되며, 상기 이미지 센서와 대응되는 위치에 적외선 차단 필터가 설치되는 베이스; 상기 베이스 상측에 승강 가능하게 설치되는 보빈; 상기 베이스의 상기 보빈을 바라보는 면에 설치되는 적어도 한 쌍의 감지용 전극; 및 상기 보빈의 상기 감지용 전극과 마주보는 면에 배치되는 통전성 부품;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

카메라 모듈{Camera Module}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 카메라 모듈의 자동 초점 조절은 보이스 코일 모터를 이용한 렌즈 제어를 통해 구현할 수 있다. 보이스 코일 모터를 가지는 카메라 모듈은, 보빈의 외측에 권선 된 코일과 요크 사이의 상호 작용에 따라, 보빈을 이미지 센서에 대하여 왕복 이동시키는 동작을 수행하여 상기 이미지 모듈에 입사되는 이미지의 초점을 제어한다.

이와 같이, 보이스 코일 모터를 오토 포커싱 유닛으로 구비한 카메라 모듈의 자동 초점 조절 동작을 수행할 경우, 상기 보빈에 권취된 코일에 전류를 인가하여, 변위가 발생하는 시작점을 오토 포커싱 레인지로 인식하게 된다.

그러나, 보이스 코일 모터의 구동 특성은 제조된 각각의 보이스 코일 모터 별로 개체 차이가 크기 때문에, 전류를 인가하여 보빈이 움직이기 시작하는 시작점을 공통적으로 설정하기 위하여, 일정 크기의 마진(margin)을 줄 수 밖에 없어, 오토 포커싱 동작 제어 시간이 증가하는 경향이 있다.

이를 개선하기 위해서는, 보빈의 정확한 위치를 감지할 수 있는 위치 감지 센서를 설치하는 방법도 있으나, 이 경우, 카메라 모듈의 크기가 커지는 문제점이 있다.

본 발명은 보빈의 움직임을 손쉽게 감지할 수 있도록 구조가 개선된 카메라 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 통전성 부품은, 상기 보빈을 탄력적으로 지지하는 하측 스프링으로 마련되는 것이 바람직하다.

상기 감지용 전극은, 상기 베이스 외부에 노출되는 전극 터미널과 통전 가능하게 연결될 수 있으며, 상기 감지용 전극과 전극 터미널은 일체로 구성되는 것이 좋다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 통전성 부품은, 상기 보빈을 탄력적으로 지지하는 하측 스프링과 별도 부품으로 마련될 수도 있다.

본 발명에 의한 카메라 모듈은, 상기 보빈의 코일과 대응되는 위치에 배치되는 마그네트가 설치되는 요크;를 더 포함할 수 있다.

상기 요크는, 전자기파 차폐 기능을 가지는 금속 재질의 쉴드 캔으로 마련되어, 카메라 모듈의 최외곽을 형성할 수도 있고, 상기 요크는, 수지재질로 형성되고, 상기 요크의 바깥쪽에는 전자기파 차폐 기능을 가지는 금속 재질의 쉴드 캔으로 마련된 하우징 부재가 더 설치될 수도 있다.

또는, 상기 요크는, 그 외측면이 카메라 모듈의 최외곽을 형성하고, 상기 요크의 외측면과 동일면이 되도록 나머지 부분은 하우징 부재를 일체로 형성되는 것도 가능하다.

본 발명은 보빈이 움직이는 시작점을 확인할 수 있기 때문에, 보이스 코일 모터들 마다 서로 다른 특성에 관계 없이, 보빈이 움직이는 시작점을 정확하게 감지할 수 있어, 보다 정밀한 오토 포커싱 제어가 가능하다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 카메라 모듈의 초기 상태를 개략적으로 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 카메라 모듈의 보빈이 움직인 상태를 개략적으로 도시한 단면도, 그리고,
도 3은 보빈의 움직임에 따른 전류 인가 대비 보빈의 변위를 도시한 그래프 이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 카메라 모듈의 초기 상태를 개략적으로 도시한 단면도, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 카메라 모듈의 보빈이 움직인 상태를 개략적으로 도시한 단면도, 그리고, 도 3은 보빈의 움직임에 따른 전류 인가 시간 대비 보빈의 변위를 도시한 그래프 이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 카메라 모듈은 인쇄회로기판(10), 베이스(20), 보빈(30), 요크(40), 하측 스프링(50), 상측 스프링(60) 및 커버부재(70)를 포함한다.

인쇄회로기판(10)의 상측에는 이미지 센서(11)가 실장 되며, 상기 이미지 센서(11)의 상측에는 베이스(20)가 설치된다.

베이스(20)는 중앙에 상기 이미지 센서(11)와 대응되는 위치에 윈도우(22)가 관통 형성되어, 이 윈도우(22)를 통해 이미지가 상기 이미지 센서(11)로 전달될 수 있다. 상기 윈도우(22)에는 적외선 차단 필터(IRCF, 21)가 설치된다.

보빈(30)은 상기 베이스(20)의 상측에 승강 가능하게 설치되며, 바닥면에 복수 개의 리브부재(31)가 돌출 형성되어, 상기 베이스(20)와 초기 위치에서 면 접촉한다. 상기 보빈(30)의 외주면에는 코일(32)이 권선 되어, 상기 코일(32)에 전류가 흐를 경우, 상기 보빈(30)에 자기장이 형성되면서, 상기 요크(40)에 설치된 마그네트(41)와의 상호작용에 의해 왕복운동을 수행한다.

요크(40)는 상기 베이스(20)의 상측에 배치되고, 상기 요크(40)의 내측에는 내부에 렌즈(33)가 설치된 상기 보빈(30)이 도 1의 상하 방향(화살표 A 방향)으로 이동 가능하게 설치된다. 상기 요크(40)의 내주면에는 마그네트(41)가 상기 코일(32)이 권선 된 보빈(30)과 대면 되도록 설치된다.

하측 스프링(50)은 상기 요크(40)와 베이스(20) 사이에는 배치되고, 상기 하측 스프링(50)은 상기 보빈(30)의 바닥면을 지지하도록 구성되어, 상기 보빈(30)의 상하 방향 움직임을 탄력적으로 지지한다. 상기 하측 스프링(50)에는 상기 보빈(30)의 외주면에 권선 된 코일(32)의 시작선과 끝선이 연결되어, 상기 코일(32)은 상기 하측 스프링(50)을 통해 상기 인쇄회로기판(10)과 전기적으로 연결된다.

한편, 도시하지는 않았으나, 상기 요크(40)와 하측 스프링(50) 사이에는 스페이서가 개재될 수도 있다. 스페이서는 상기 하측 스프링(50)을 상기 요크(40)에 대하여 절연하기 위해 설치하는 것으로, 스페이서 대신 상기 베이스(30)의 형상을 변경하여 사용하는 것도 가능하다. 상측 스프링(60)은 상기 요크(40)와 커버부재(70) 사이에 개재되어, 상기 보빈(30)의 상측을 탄력적으로 지지한다.

커버부재(70)는 상기 요크(40)의 상부에 결합된다. 상기 커버부재(70)는, 상기 렌즈(33)만을 통해 외부 이미지가 상기 이미지 센서(11)로 전달될 수 있도록, 상기 렌즈(33)와 대응되는 크기의 개구부를 중앙에 구비한다.

한편, 상기 커버부재(70)는 경우에 따라 생략되거나, 상기 마그네트(41)의 상측에 배치되는 측벽 부분만이 마련될 수도 있는데, 이 경우, 측벽으로만 구성된 상기 커버부재(70)에 상측으로 돌출 형성된 보스(미도시)를 형성하여, 이 보스를 이용하여, 상기 상측 스프링(60)을 고정하는 것도 가능하다.

한편, 도시하지는 않았으나, 추가적으로 쉴드 캔을 더 구비할 수도 있다. 상기 쉴드 캔은 상기한 구성요소들의 외곽을 감싸도록 구성되며, 상기 통공과 대응되는 위치에 상기 통공과 같거나 크게 형성된 렌즈 홀을 구성하여, 외부 이미지가 상기 통공을 통해 상기 이미지 센서(11)로 전달되도록 한다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 카메라 모듈의 외곽을 구성하는 요크(40)를 감싸도록 하우징 부재를 구비하는 것도 가능하다. 이 경우, 상기 하우징 부재는 상기 보빈(30) 내측에 배치되는 렌즈(33)를 통해 외부 이미지가 상기 이미지 센서로 전달될 수 있도록, 상기 렌즈(33)와 대응되는 크기의 렌즈 홀을 중앙에 구비하여 외부 이미지가 상기 통공을 통해 상기 이미지 센서(11)로 전달되도록 구성할 수 있다.

또한, 상기 하우징 부재는 금속 재질로 마련되어 전자기파 차폐를 수행하는 것이 바람직하지만, 이를 한정하는 것은 아니며, 필요에 따라 수지재질로 카메라 모듈의 가장 바깥쪽을 구성하거나, 기타 금속재질로 형성하는 것도 가능하다.

또한, 별도의 하우징 부재를 더 구비하지 않고, 하우징 부재와 요크(40)를 일체화하는 구성도 가능하다. 즉, 카메라 모듈의 사이즈를 줄이기 위해 요크(40)를 감싸도록 하우징 부재를 구성하지 않고, 요크(40)의 외측면은 노출시키고, 요크(40)의 외측면과 동일면이 되도록 나머지 부분만 하우징 부재를 구성하여 일체화할 수도 있다.

본 발명은 상기 보빈(30)의 바닥면에 통전성 부품을 설치하고, 상기 베이스(20)의 상기 통전성 부품과 마주보는 면에는 감지용 전극(100)이 위치하여, 예압(pre-load) 상태에서 보빈(30)과 베이스(20)가 접촉할 때, 상기 통전성 부품과 감지용 전극(100)이 접촉하도록 구성하고, 상기 보빈(30)이 상승하여 상기 통전성 부품과 감지용 전극(100)이 떨어지는 것을 감지하여, 보빈(30)이 움직이기 시작하는 시점을 정확하게 감지할 수 있다.

즉, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 통전성 부품은 하측 스프링(50)으로 마련될 수 있는데, 이 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 초기상태는 이른바 예압(pre-load) 상태로서, 상기 보빈(30)은 일정한 힘으로, 베이스(20)에 밀착되도록 제어된다. 이 경우, 상기 감지용 전극(100)은 상기 보빈(30)의 바닥면을 지지하고 있는 통전성 재질로 형성된 하측 스프링(50)과 접촉할 수 있다.

이때, 상기 감지용 전극(100)은 도시된 바와 같이, 적어도 2개가 한 쌍이 되도록 마련되고, 각각의 감지용 전극(100)은 상기 베이스(20)의 외부에 노출되는 전극 터미널(110)과 일체로 형성될 수 있다. 상기 감지용 전극(100)과 통전 가능하게 연결된 전극 터미널(110)의 양단은 미도시된 제어부와 연결되고, 상기 제어부는 상기 전극 터미널(110)을 통해 상기 감지용 전극(100)들이 상기 하측 스프링(50)을 통해 서로 전기적으로 연결되었는지의 여부를 확인할 수 있다.

또한, 상기 하측 스프링(50)과 보다 잘 접촉되도록 하기 위해 상기 전극 터미널(110) 상에 별도 감지용 전극(100)을 구성하거나, 상기 전극 터미널(110)과 일체로 상기 하측 스프링(50)과 접촉되는 상기 전극 터미널(110)의 대응면에 비드(bead)처리 등을 하여 전극 형상을 형성할 수도 있다. 물론 전극 형상은 이에 한정되지 않으며, 상기 하측 스프링(50)과 보다 잘 접촉되도록 하기 위한 가능한 형상은 모두 가능하다.

여기서, 상기 감지용 전극(100)이 많아질수록 상기 하측 스프링(50)과 떨어지는 순간을 정밀하게 감지할 수 있다. 즉, 여러 감지용 전극(100)이 있는 경우, 상기 하측 스프링(50)이 하나의 감지용 전극(100)에서만 떨어지게 되면 이를 감지할 수 있게 되어 이를 정밀하게 감지할 수 있다.

즉, 도 1과 같이 상기 하측 스프링(50)을 통해 상기 한 쌍의 감지용 전극(100)이 연결되면, 상기 제어부는 상기 보빈(30)이 예압 상태인 것으로 판단하고, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 보빈(30)이 상승하면, 상기 감지용 전극(100)이 상기 하측 스프링(50)과 전기적으로 단선되면서, 상기 전극 터미널(110)을 통해 연결된 상기 감지용 전극(100)이 개방(open circuit)되므로, 상기 제어부는 보빈(30)이 상승을 시작한 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 상기 감지용 전극(100)은 전압을 감지할 수 있는 단자일 수 있다.

한편, 상기한 실시예에서는, 상기 보빈(30)을 탄력적으로 지지하고 있는 하측 스프링(50)을 통전성 부품으로 사용하였으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 만일, 상기 보빈(30)의 바닥면에 통전 가능한 금속 재질의 부품을 설치하여, 상기 감지용 전극(100)과 개방(open circuit) 여부를 판단하는 것도 가능하다.

이와 같은 본 발명에 따르면, 도 3의 그래프에 도시된 바와 같이, 전류인가에 대한 변위에 있어서, 제어부가 명확하게 예압(pre-load) 구간과, 오토 포커싱 제어 구간(AF Range)을 구분할 수 있어, 보다 정밀하게 오토 포커싱 동작을 수행하는 것이 가능하다.

한편, 상기 감지용 전극(100)의 크기는 작게 형성하여도 무방하다. 즉, 상기 감지용 전극(100)은 상기 보빈(30)이 예압 상태에 있는지의 여부만을 판단하면 된다.

또한, 별도로 고가의 감지센서를 설치할 필요 없이, 통전성 재질의 감지용 전극(100)과 전극 터미널(110)을 마련하면 되므로, 제조비용 상승 부담 없이 구현하는 것이 가능하다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

10; 인쇄회로기판 11; 이미지 센서
20; 베이스 21; 적외선 차단 필터
22; 윈도우 23; 더스트 트랩 수지 차단 리브
30; 보빈 31; 리브부재
32; 코일 40; 요크
41; 마그네트 50; 하측 스프링
60; 상측 스프링 70; 커버부재
100; 감지용 전극 110; 단자부

Claims

이미지 센서가 실장 되는 인쇄회로기판;
상기 인쇄회로기판 상측에 설치되며, 상기 이미지 센서와 대응되는 위치에 적외선 차단 필터가 설치되는 베이스;
상기 베이스 상측에 승강 가능하게 설치되는 보빈;
상기 베이스의 상기 보빈을 바라보는 면에 설치되는 적어도 한 쌍의 감지용 전극; 및
상기 보빈의 상기 감지용 전극과 마주보는 면에 배치되는 통전성 부품;을 포함하는 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서, 상기 통전성 부품은,
상기 보빈을 탄력적으로 지지하는 하측 스프링인 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서, 상기 감지용 전극은,
상기 베이스 외부에 노출되는 전극 터미널과 통전 가능하게 연결되는 카메라 모듈.
제 3 항에 있어서,
상기 감지용 전극과 전극 터미널은 일체로 구성되는 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서, 상기 통전성 부품은,
상기 보빈을 탄력적으로 지지하는 하측 스프링과 별도 부품으로 마련되는 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서,
상기 보빈의 코일과 대응되는 위치에 배치되는 마그네트가 설치되는 요크;를 더 포함하는 카메라 모듈.
제 6 항에 있어서, 상기 요크는,
전자기파 차폐 기능을 가지는 금속 재질의 쉴드 캔으로 마련되어, 카메라 모듈의 최외곽을 형성하는 카메라 모듈.
제 6 항에 있어서,
상기 요크는, 수지재질로 형성되고, 상기 요크의 바깥쪽에는 전자기파 차폐 기능을 가지는 금속 재질의 쉴드 캔으로 마련된 하우징 부재가 더 설치되는 카메라 모듈.
제 6 항에 있어서, 상기 요크는,
그 외측면이 카메라 모듈의 최외곽을 형성하고, 상기 요크의 외측면과 동일면이 되도록 나머지 부분은 하우징 부재를 일체로 형성된 카메라 모듈.