KR101255505B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

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KR101255505B1
KR101255505B1 KR1020120019054A KR20120019054A KR101255505B1 KR 101255505 B1 KR101255505 B1 KR 101255505B1 KR 1020120019054 A KR1020120019054 A KR 1020120019054A KR 20120019054 A KR20120019054 A KR 20120019054A KR 101255505 B1 KR101255505 B1 KR 101255505B1
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lens holder
coil
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lens
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권순기
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호서대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 피사체의 광 이미지를 입사하는 한 매 이상의 렌즈가 내장되어 있는 렌즈 배럴이 결합되는 렌즈 홀더와; 상기 렌즈 홀더의 외주면에 권선되어 있고, 공간을 사이에 두고 이격되어 있는 상부 코일 및 하부 코일과; 상기 상부 코일 및 하부 코일 사이의 상기 렌즈 홀더의 외주면에 장착되어 있고, 노출된 면이 S극인 제 2 마그네트와; 상기 제 2 마그네트와 이격되어 마주보며 위치되어 있고, 상기 제 2 마그네트의 노출된 S극과 마주보는 면이 N극인 제 1 마그네트와; 상기 제 1 마그네트가 장착되어 있으며, 상기 렌즈 홀더의 외측에 위치된 바디와; 상기 렌즈 홀더의 상부 돌출부에 결합되어 있는 상부 스프링과; 상기 렌즈 홀더와 상기 바디가 상부면에 결합되어 있고, 상기 렌즈를 통한 광 이미지가 통과되는 윈도우가 형성되어 있는 베이스와; 상기 베이스와 상기 렌즈 홀더 사이에 개재되어 있고, 상기 렌즈 홀더의 하부 돌출부에 결합되어 있는 하부 스프링을 포함하여 구성된다.

Description

카메라 모듈 { Camera module }
본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.
최근, 노트북, 휴대폰과 같은 휴대용기기 및 텔레비전 같은 전자 기기는 기술의 발전과 더불어 음악, 영화, TV, 게임 등으로 멀티 컨버전스로 사용되고 있으며, 이러한 멀티 컨버전스로의 전개를 이끌어 가는 것 중의 하나로서 카메라 모듈(camera module)이 가장 대표적이라 할 수 있다.
이러한 카메라 모듈은 CCD나 CMOS 등의 이미지 센서를 주요 부품으로 제작되고 있으며, 화상의 크기를 조절하기 위하여 포커스 조정이 가능하도록 제조되고 있다.
이때, 카메라 모듈은 복수의 렌즈를 포함하고, 구동원이 설치하여 각각의 렌즈를 이동시켜 그 상대거리를 변화시킴으로써 광학적인 초점 거리가 조절된다.
최근 모바일용 카메라에 대한 소비자의 요구가 높아짐에 따라, 모바일용 카메라에서도 더 빠른 오토 포커스 속도로 원하는 순간을 놓치지 않고, 촬영하고자 하는 요구가 증가하고 있다.
그러므로, 현재, 오토 포커스에 대한 엑추에이터 및 카메라 모듈의 구조에 대한 연구 및 기술 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.
본 발명은 카메라 모듈의 소비 전력을 줄일 수 있고, 소형화가 가능한 과제를 제공한다.
본 발명은,
피사체의 광 이미지를 입사하는 한 매 이상의 렌즈가 내장되어 있는 렌즈 배럴이 결합되는 렌즈 홀더와;
상기 렌즈 홀더의 외주면에 권선되어 있고, 공간을 사이에 두고 이격되어 있는 상부 코일 및 하부 코일과;
상기 상부 코일 및 하부 코일 사이의 상기 렌즈 홀더의 외주면에 장착되어 있고, 노출된 면이 S극인 제 2 마그네트와;
상기 제 2 마그네트와 이격되어 마주보며 위치되어 있고, 상기 제 2 마그네트의 노출된 S극과 마주보는 면이 N극인 제 1 마그네트와;
상기 제 1 마그네트가 장착되어 있으며, 상기 렌즈 홀더의 외측에 위치된 바디와;
상기 렌즈 홀더의 상부 돌출부에 결합되어 있는 상부 스프링과;
상기 렌즈 홀더와 상기 바디가 상부면에 결합되어 있고, 상기 렌즈를 통한 광 이미지가 통과되는 윈도우가 형성되어 있는 베이스와;
상기 베이스와 상기 렌즈 홀더 사이에 개재되어 있고, 상기 렌즈 홀더의 하부 돌출부에 결합되어 있는 하부 스프링을 포함하여 구성된 카메라 모듈이 제공된다.
그리고, 본 발명의 일실시예는 상기 제 1 마그네트는, 상, 하로 분리된 마그네트들로 구성될 수 있다.
또, 상기 상, 하로 분리된 마그네트들 사이에는 에어갭(Air gap)이 형성될 수 있다.
더불어, 상기 바디는, 사각 링 가이드와; 상기 사각 링 가이드의 모서리 상부에 돌출된 돌출부로 이루어지고, 상기 돌출부의 상부에는 단차가 형성되어 있고, 이 단차를 이용하여 상기 상, 하로 분리된 제 1 마그네트가 배치될 수 있다.
게다가, 상기 상부 코일 및 하부 코일은, 상기 렌즈 홀더의 외주면에 원형 또는 다각형 형태로 권선될 수 있다.
또, 상기 상부 코일 및 하부 코일은, 외부로부터 전원을 인가받기 위해, 하부 스프링과 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 제 2 마그네트는, 상기 상부 코일 및 하부 코일의 사이의 렌즈 홀더에 접착제로 접착되어 있거나, 또는 인서트 사출되어 취부될 수 있다.
그리고, 상기 렌즈 홀더, 상부 코일 및 하부 코일, 제 2 마그네트, 제 1 마그네트, 바디, 상부 스프링, 베이스 및 하부 스프링은, 캡 내부에 내장될 수 있다.
아울러, 상기 캡의 재질은, 플라스틱, 서스(SUS) 재질, 자성체 재질 및 금속 재질 중 하나일 수 있다.
또, 상기 하부 스프링은, 상기 상부 코일 및 하부 코일과 외부 전원과 연결하기 위해, 2개로 분리될 수 있다.
본 발명은 상부 코일 및 하부 코일 사이의 렌즈 홀더의 외주면에, 노출된 면이 S극인 제 2 마그네트를 장착하고, 제 2 마그네트의 노출된 S극과 마주보는 면이 N극인 제 1 마그네트를 제 2 마그네트와 이격되어 마주보며 위치시켜, 동일 전류에서 렌즈 홀더의 이동량을 증가시킴으로써, 소비 전력을 줄일 수 있고, 카메라 모듈의 소형화가 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 카메라 모듈을 설명하기 위한 개략적인 단면도
도 2는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 각 부품을 설명하기 위한 모식적인 분해 사시도
도 3은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 하부 스프링을 설명하기 위한 개략적인 사시도
도 4는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 바디를 설명하기 위한 개략적인 사시도
도 5는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 렌즈 홀더를 설명하기 위한 개략적인 사시도
도 6은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 상부 스프링을 설명하기 위한 개략적인 사시도
도 7은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 제 1 마그네트를 설명하기 위한 모식적인 도면
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용은 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 카메라 모듈을 설명하기 위한 개략적인 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 각 부품을 설명하기 위한 모식적인 분해 사시도이다.
본 발명에 따른 카메라 모듈은 피사체의 광 이미지를 입사하는 한 매 이상의 렌즈가 내장되어 있는 렌즈 배럴이 결합되는 렌즈 홀더(100)와; 상기 렌즈 홀더(100)의 외주면(102)에 권선되어 있고, 공간을 사이에 두고 이격되어 있는 상부 코일(110) 및 하부 코일(120)과; 상기 상부 코일(110) 및 하부 코일(120) 사이의 상기 렌즈 홀더(100)의 외주면(102)에 장착되어 있고, 노출된 면(131)이 S극인 제 2 마그네트(130)와; 상기 제 2 마그네트(130)와 이격되어 마주보며 위치되어 있고, 상기 제 2 마그네트(130)의 노출된 S극과 마주보는 면(141)이 N극인 제 1 마그네트(140)와; 상기 제 1 마그네트(140)가 장착되어 있으며, 상기 렌즈 홀더(100)의 외측에 위치된 바디(150)와; 상기 렌즈 홀더(100)의 상부 돌출부에 결합되어 있는 상부 스프링(160)과; 상기 렌즈 홀더(100)와 상기 바디(150)가 상부면에 결합되어 있고, 상기 렌즈를 통한 광 이미지가 통과되는 윈도우(171)가 형성되어 있는 베이스(170)와; 상기 베이스(170)와 상기 렌즈 홀더(100) 사이에 개재되어 있고, 상기 렌즈 홀더(100)의 하부 돌출부에 결합되어 있는 하부 스프링(180)을 포함하여 구성된다.
이와 같은 본 발명에 따른 카메라 모듈은 상기 상부 코일(110) 및 하부 코일(120)로 전원이 인가되면, 상기 제 1 마그네트(140)로부터 나오는 자속의 영향으로 플레밍 왼손 법칙에 따라 전자기력이 발생되어 상기 상부 코일(110) 및 하부 코일(120)이 상부 방향으로 이동하게 됨으로써, 상기 렌즈 홀더(100)도 상부 방향으로 이동하여 렌즈의 초점을 조절할 수 있게 된다.
즉, 상기 상부 코일(110) 및 하부 코일(120)에 전원이 인가되면, 상기 상부 코일(110) 및 하부 코일(120)이 상, 하 이동하는 힘을 얻게 되고, 이 힘은 상기 렌즈 홀더(100)과 상기 렌즈 홀더(100)에 결합되어 있는 렌즈 배럴을 상하 구동시켜 렌즈의 초점을 물체의 거리에 따른 적정 거리로 신속히 이동하여 초점거리를 맞추게 되는 것이다.
이때, 상기 제 1 마그네트(140)의 N극에서 나온 자력선은 상기 렌즈 홀더(100)의 외주면에 장착된 제 2 마그네트(130)의 S극으로 이끌려 맴돌이 전류 댐핑력을 증가시켜, 동일 전류에서 상기 렌즈 홀더(100)의 이동량을 증가시킬 수 있게 된다.
따라서, 본 발명은 상부 코일(110) 및 하부 코일(120) 사이의 렌즈 홀더(100)의 외주면(102)에 노출된 면(131)이 S극인 제 2 마그네트(130)를 장착하고, 상기 제 2 마그네트(130)의 노출된 S극과 마주보는 면(141)이 N극인 제 1 마그네트(140)를 제 2 마그네트(130)와 이격되어 마주보며 위치시켜, 동일 전류에서 렌즈 홀더(100)의 이동량을 증가시킴으로써, 소비 전력을 줄일 수 있고, 카메라 모듈의 소형화가 가능한 장점이 있는 것이다.
그리고, 본 발명에 따른 카메라 모듈은 도 2를 참조하면, 렌즈 배럴(10)이 렌즈 홀더(100)에 결합되고, 상기 상부 코일(110) 및 하부 코일(120)은 상기 렌즈 홀더(100)의 외주면에 권선된다.
이때, 상기 렌즈 배럴(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 렌즈 홀더(100)의 내측 공간(101)에 삽입되어 결합된다.
또, 상기 제 2 마그네트(130)는 상기 상부 코일(110) 및 하부 코일(120) 사이의 상기 렌즈 홀더(100)의 외주면에 장착되고, 상기 제 1 마그네트(140)는 상기 제 2 마그네트(130)와 이격되어 마주보며 위치된다.
또한, 상기 바디(150)는 상기 제 1 마그네트(140)가 장착되어 있으며, 상기 렌즈 홀더(100)의 외측에 위치된다.
더불어, 상기 베이스(170)는 상기 렌즈 홀더(100)와 상기 바디(150)가 상부면에 결합되어 있고, 상기 렌즈를 통한 광 이미지가 통과된다.
게다가, 상기 상부 스프링(160)은 상기 렌즈 홀더(100)의 상부 돌출부에 결합되고, 상기 하부 스프링(180)은 상기 베이스(170)와 상기 렌즈 홀더(100) 사이에 개재되어 있고, 상기 렌즈 홀더(100)의 하부 돌출부에 결합된다.
그리고, 본 발명에 따른 카메라 모듈의 모든 부품들은 도 2의 캡(190) 내부에 내장될 수 있다.
즉, 상기 캡(190) 내부에는 렌즈 홀더(100), 상부 코일(110) 및 하부 코일(120), 제 2 마그네트(130), 제 1 마그네트(140), 바디(150), 상부 스프링(160), 베이스(170) 및 하부 스프링(180)이 내장된다.
여기서, 상기 캡(190)의 재질은 플라스틱, 서스(SUS) 재질, 자성체 재질 및 금속 재질 중 하나일 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 하부 스프링을 설명하기 위한 개략적인 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 바디를 설명하기 위한 개략적인 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 렌즈 홀더를 설명하기 위한 개략적인 사시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 상부 스프링을 설명하기 위한 개략적인 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 제 1 마그네트를 설명하기 위한 모식적인 도면이다.
전술된 본 발명에 따른 카메라 모듈의 하부 스프링(180)은 도 3에 도시된 바와 같이, 돌출부위(181,182)가 렌즈 홀더의 하부 돌출부에 접착제로 접착된다.
그리고, 베이스와 바디의 결합에 의해 상기 하부 스프링(180)의 돌출부위(181,182)가 눌러져서 고정된다.
또, 바디(150)는 도 4와 같이, 사각 링 가이드(151)와; 상기 사각 링 가이드(151)의 모서리 상부에 돌출된 돌출부(152a,152b,152c,152d)로 이루어진다.
여기서, 상기 돌출부(152a,152b,152c,152d)의 상부에는 단차(153a,153b,153c,153d)가 형성되어 있고, 이 단차(153a,153b,153c,153d)를 이용하여 상, 하로 분리된 제 1 마그네트가 배치된다.
또한, 도 5와 같은 렌즈 홀더(100)의 내부에는 렌즈가 내장된 렌즈 배럴이 결합되고, 이 렌즈 홀더(100)의 외주면에는 상부 코일 및 하부 코일이 원형 또는 다각형 형태로 권선되고, 상기 권선된 상부 코일 및 하부 코일은 외부로부터 전원을 인가받기 위해, 하부 스프링과 전기적으로 연결된다.
이때, 상기 상부 코일 및 하부 코일은 분리되어 권선되어 있으나, 코일선은 하나로 되어 있다.
그리고, 상기 하부 스프링은 상기 상부 코일 및 하부 코일과 외부 전원과 연결하기 위해, 2개로 분리되어 있을 수 있다.
더불어, 상기 분리된 상부 코일 및 하부 코일의 사이의 렌즈 홀더에 제 2 마그네트(130a,130b,130c,130d)가 접착제로 접착되어 있거나, 또는 인서트 사출되어 취부될 수 있다.
더불어, 상기 제 2 마그네트(130a,130b,130c,130d)는 4개 또는 2개일 수 있고, 상기 렌즈 홀더(100)의 외주면이 4면인 경우, 4면 각각에 상기 제 2 마그네트(130a,130b,130c,130d)가 설치된다.
그리고, 상기 제 2 마그네트(130a,130b,130c,130d)는 상기 렌즈 홀더(100)에 권선된 상부 코일 및 하부 코일과 평행하게 배치된다.
또한, 도 6의 상부 스프링(160)은 상기 렌즈 홀더(100)의 상부 돌출부에 접착되어 있거나, 또는 바디와 상부 스프링(160)에 형성된 결합공들(160a,160b,160c,160d)을 코킹기로 열을 이용하여 눌러서 결합 고정될 수 있다.
또, 본 발명의 카메라 모듈의 제 1 마그네트(140)는 도 7에 도시된 바와 같이, 상, 하로 분리된 마그네트들(141,142)로 구성되고, 상기 렌즈 홀더(100)의 외주면이 4면인 경우, 4면 각각에 대응되어 분리된 2개의 마그네트가 설치된다.
여기서, 상기 상, 하로 분리된 마그네트들(141,142) 사이에는 에어갭(Air gap)이 형성될 수 있다.
그러므로, 상기 제 1 마그네트(140)는 총 8개가 될 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하고, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 피사체의 광 이미지를 입사하는 한 매 이상의 렌즈가 내장되어 있는 렌즈 배럴이 결합되는 렌즈 홀더와;
    상기 렌즈 홀더의 외주면에 권선되어 있고, 공간을 사이에 두고 이격되어 있는 상부 코일 및 하부 코일과;
    상기 상부 코일 및 하부 코일 사이의 상기 렌즈 홀더의 외주면에 장착되어 있고, 노출된 면이 S극인 제 2 마그네트와;
    상기 제 2 마그네트와 이격되어 마주보며 위치되어 있고, 상기 제 2 마그네트의 노출된 S극과 마주보는 면이 N극인 제 1 마그네트와;
    상기 제 1 마그네트가 장착되어 있으며, 상기 렌즈 홀더의 외측에 위치된 바디와;
    상기 렌즈 홀더의 상부 돌출부에 결합되어 있는 상부 스프링과;
    상기 렌즈 홀더와 상기 바디가 상부면에 결합되어 있고, 상기 렌즈를 통한 광 이미지가 통과되는 윈도우가 형성되어 있는 베이스와;
    상기 베이스와 상기 렌즈 홀더 사이에 개재되어 있고, 상기 렌즈 홀더의 하부 돌출부에 결합되어 있는 하부 스프링을 포함하여 구성된 카메라 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 마그네트는,
    상, 하로 분리된 마그네트들로 구성된 카메라 모듈.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 상, 하로 분리된 마그네트들 사이에는 에어갭(Air gap)이 형성되어 있는 카메라 모듈.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 바디는,
    사각 링 가이드와;
    상기 사각 링 가이드의 모서리 상부에 돌출된 돌출부로 이루어지고,
    상기 돌출부의 상부에는 단차가 형성되어 있고, 이 단차를 이용하여 상기 상, 하로 분리된 제 1 마그네트가 배치되는 카메라 모듈.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부 코일 및 하부 코일은,
    상기 렌즈 홀더의 외주면에 원형 또는 다각형 형태로 권선되어 있는 카메라 모듈.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부 코일 및 하부 코일은,
    외부로부터 전원을 인가받기 위해, 하부 스프링과 전기적으로 연결되어 있는 카메라 모듈.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 마그네트는,
    상기 상부 코일 및 하부 코일의 사이의 렌즈 홀더에 접착제로 접착되어 있거나, 또는 인서트 사출되어 취부되어 있는 카메라 모듈.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 렌즈 홀더, 상부 코일 및 하부 코일, 제 2 마그네트, 제 1 마그네트, 바디, 상부 스프링, 베이스 및 하부 스프링은,
    캡 내부에 내장되어 있는 카메라 모듈.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 캡의 재질은,
    플라스틱, 서스(SUS) 재질, 자성체 재질 및 금속 재질 중 하나인 카메라 모듈.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부 스프링은,
    상기 상부 코일 및 하부 코일과 외부 전원과 연결하기 위해, 2개로 분리되어 있는 카메라 모듈.








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