KR101278304B1

KR101278304B1 - 카메라 모듈

Info

Publication number: KR101278304B1
Application number: KR1020110112843A
Authority: KR
Inventors: 온상민; 강병우; 임수철
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2011-11-01
Filing date: 2011-11-01
Publication date: 2013-07-05
Also published as: KR20130047983A

Abstract

본 발명은 복수 개의 렌즈가 장착된 렌즈 모듈과, 상기 렌즈 모듈이 수용되는 렌즈 하우징 및 상기 렌즈 모듈을 구동시키는 AF 액추에이터 모듈을 포함하는 카메라 모듈로서, 상기 AF 액추에이터 모듈은 상기 렌즈 모듈의 외주면에 결합되는 마그네트, 상기 마그네트와 대향되도록 상기 렌즈 하우징에 고정되게 결합되고, 복수 개의 전원공급용 패드가 형성된 인쇄회로기판 및 상기 인쇄회로기판의 전원공급용 패드에 전기적으로 연결되는 코일 와이어가 돌출형성된 코일을 포함하고, 상기 인쇄회로기판은 상기 코일의 와이어의 일부를 수용하는 수용부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

카메라 모듈{Camera module}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.

종래의 카메라 모듈은 복수 개의 렌즈를 내부에 구비하는 렌즈 모듈과 상기 렌즈 모듈을 광축 방향으로 구동시키는 렌즈 액추에이터를 포함한다.

상기 렌즈 액추에이터는 다양한 방식으로 구성될 수 있는데 이 중 보이스 코일 액추에이터(Voice coil actuator) 방식은 상기 렌즈 모듈의 외주면에 구비되는 마그네트와 상기 마그네트와 대향되도록 배치되고 전류가 흐르는 코일 사이의 전자기적 상호작용에 의하여 상기 렌즈 모듈을 광축 방향을 따라 이송시키게 된다.

보다 구체적으로, 상기 보이스 코일 액추에이터의 구성을 살펴보면 상기 렌즈 배럴의 외주면에 상기 마그네트가 배치되고 상기 마그네트와 대향되는 위치에 코일 및 상기 코일에 외부전원을 인가하기 위한 인쇄회로기판을 배치한다.

이때, 상기 코일은 상기 인쇄회로기판의 일면에 본딩 방식을 이용하여 고정되게 실장 되는데 상기 코일의 일부 권선 가닥에 의하여 상기 인쇄회로기판의 일면에 수평하게 결합되지 못하고 권선 가닥의 굵게 만큼 경사(tilt)지도록 상기 인쇄회로기판의 일면에 결합된다.

이로써, 상기 코일은 권선 가닥의 굵기에 비례하는 일정한 경사를 갖도록 상기 인쇄회로기판에 결합 됨으로써, 상기 코일과 대향되는 마그네트와도 마주보는 면이 수평되는 구조가 되지 못하고 경사지는 구조가 되기 때문에 상기 렌즈 모듈이 광축 방향에 대하여 일측으로 기울어지거나 회전되어 구동하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 렌즈 모듈을 광축 방향을 따라 구동시키는 보이스 코일 액추에이터 방식의 AF 액추에이터 모듈에 있어서, 코일의 일부 영역을 수용하는 인쇄회로기판을 포함하는 카메라 모듈을 제공하기 위한 것이다.

또한, 상기 코일은 내부에 중공홀을 구비하도록 원통 형상으로 권선되고, 상기 코일의 배면부로부터 돌출되는 내측 코일 와이어 및 원통 형상의 상기 코일의 외주면으로부터 돌출되는 외측 코일 와이어를 포함하고, 상기 내측 코일 와이어의 일부 영역이 상기 인쇄회로기판의 수용부에 수용되어 상기 인쇄회로기판에 고정되게 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수용부는 상기 인쇄회로기판에 도포된 포토 솔더 레지스트(Photo solder register) 층에 있어서, 상기 내측 코일 와이어와 대향되는 일부 영역을 제거하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수용부는 상기 포토 솔더 레지스트 층의 한 층을 제거하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 렌즈 모듈의 위치를 센싱하기 위하여 상기 AF 액추에이터 모듈에 결합되는 위치센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 위치센서는 홀 센서인 것을 특징으로 한다.

또한, 상면에 상기 렌즈 모듈을 외부로 노출하기 위한 개구부가 형성되고, 상기 렌즈 하우징의 외부를 감싸도록 결합되는 실드 케이스를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 AF 액추에이터 모듈은 상기 인쇄회로기판의 일측면과 고정되게 결합되고, 상기 렌즈 하우징의 외주면에 결합되는 고정부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 렌즈 모듈의 모든 면과 대향되도록 상기 렌즈 모듈의 외측에 복수 개의 상기 AF 액추에이터 모듈이 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 AF 액추에이터 모듈은 상기 렌즈 모듈과 대향되도록 4개가 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따라 보이스 코일 액추에이터 방식의 AF 액추에이터 모듈에 있어서, 코일의 일부 영역을 인쇄회로기판이 수용함으로써, 상기 인쇄회로기판과 결합되는 상기 코일의 결합면은 상기 인쇄회로기판과 수평으로 결합되는 효과가 있다.

또한, AF 액추에이터 모듈을 구성하고, 상기 렌즈 모듈의 외주면에 결합되는 마그네트와 상기 코일의 서로 마주보는 면이 수평하게 배치됨으로써, 상기 렌즈 모듈은 광축 방향을 따라 정확하게 선형으로 구동할 수 있으며, 그에 따라 상기 카메라 모듈의 화상 성능이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 AF 액추에이터 모듈을 구성하는 코일과 인쇄회로기판의 개략적인 결합관계를 도시한 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 코일의 사시도.
도 4는 도 1에 도시된 카메라 모듈을 구성하는 코일과 인쇄회로기판의 결합 관계도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 손떨림 보정 장치를 구비한 카메라 모듈의 분해 사시도.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 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 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈 모듈(110), 렌즈 하우징(120), AF 액추에이터 모듈(130), 위치센서(180) 및 실드 케이스(190)를 포함한다.

보다 구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 렌즈 모듈(110)은 내부에 중공홀이 형성된 원통 형상으로서 상기 중공홀에는 복수 개의 렌즈가 광축 방향을 따라 배열된다.

상기 렌즈 하우징(120)은 상기 렌즈 모듈(110)을 외부의 충격으로부터 보호하기 위하여 상기 렌즈 모듈(110)의 외주면을 커버하고, 상기 렌즈 모듈(110)은 상기 렌즈 하우징(120)의 내부에서 광축 방향으로 구동 가능하도록 결합된다.

상기 AF 액추에이터 모듈(130)은 마그네트(140), 인쇄회로기판(150), 코일(160) 및 고정부재(170)을 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 마그네트(140)는 상기 렌즈 모듈(110)의 외주면에 고정되게 결합된다.

또한, 상기 인쇄회로기판(150)은 상기 마그네트(140)와 대향 되도록 상기 고정부재(170)의 일면에 결합되어 상기 렌즈 하우징(120)에 고정되게 결합된다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 AF 액추에이터 모듈을 구성하는 코일과 인쇄회로기판의 개략적인 결합관계를 도시한 분해 사시도인 도 2에 도시된 바와 같이 상기 인쇄회로기판(150)은 후술하게 될 상기 코일(160)의 권선 가닥의 일부 영역을 수용하는 수용부(151) 및 상기 코일(160)과 전기적으로 연결되기 위한 복수 개의 전원공급용 패드(152a, 152b)를 포함한다.

보다 구체적으로, 상기 인쇄회로기판(150)의 부식을 방지하고 전기 저항의 감소 및 전원에 의한 누전 및 합선으로부터 상기 인쇄회로기판(150)을 보호하기 위하여 상기 인쇄회로기판(150)의 표면에 SR 잉크(solder register ink)를 다수 회 도포하여 복수 개의 층으로 형성된 포토 솔더 레지스트(PSR, Photo solder register) 층이 상기 인쇄회로기판(150)의 표면에 형성된다.

따라서, 상기 수용부(151)는 상기 인쇄회로기판(150)에 도포된 포토 솔더 레지스트 층에 있어서, 후술하게 될 상기 코일(160)의 권선 가닥의 일부 영역과 대향 되는 상기 포토 솔더 레지스트의 일부 영역을 제거하여 형성된다.

보다 구체적으로, 제거되는 상기 포토 솔더 레지스트 층은 주변의 상기 포토 솔더 레지스트 층을 기준으로 한 층 정도를 벗겨 내는 것이 바람직하다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 전원공급용 패드(152a, 152b)는 상기 수용부(151)의 좌우 양쪽에 배치된다.

그리고, 상기 인쇄회로기판(150)은 상기 위치센서(180)가 상기 고정부재(170)에 고정되게 설치되기 위한 관통홀(153)과 상기 고정부재(170)와 체결되기 위한 고정수단이 결합되는 복수 개의 고정홀(154)이 형성된다.

본 발명의 실시예에 따른 코일을 도시한 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 코일(160)은 상기 마그네트(140)와 서로 마주보도록 전원공급용 패드(152a, 152b)가 형성된 상기 인쇄회로기판(150)의 일면에 전기적으로 연결된다.

보다 구체적으로, 상기 코일(160)은 일정한 두께를 갖는 코일 가닥을 다수 회 권선하여 내부에 중공홀(161)이 형성되도록 원통 형상으로 이루어진다.

그리고, 원통 형상을 구비하도록 권선이 완료된 상기 코일(160)의 배면부로는 내측 코일 와이어(162)가 돌출되게 형성된다.

또한, 원통 형상의 상기 코일(160)의 외주면에는 외측 코일 와이어(163)가 돌출되게 형성된다.

도 3에 도시된 카메라 모듈을 구성하는 코일과 인쇄회로기판의 결합 관계도인 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 코일(160)의 내측 코일 와이어(162)는 상기 인쇄회로기판(150)의 수용부(151)에 일부 영역이 수용된 상태에서 상기 인쇄회로기판(150)의 전원공급 패드(152a)와 전기적으로 연결되도록 본딩 방식을 이용하여 결합된다.

또한, 상기 코일(160)의 외측 코일 와이어(163)는 상기 인쇄회로기판(150)의 또 다른 전원공급용 패드(152b)와 전기적으로 연결된다.

상기 위치센서(180)는 상기 렌즈 모듈(110)의 위치를 센싱하기 위하여 상기 코일(160)의 중공홀(161)과 상기 인쇄회로기판(150)의 관통홀(153)의 내주면에 접촉되지 않도록 관통되어 상기 고정부재(170)에 결합된다.

그리고, 상기 위치센서(180)는 다양한 센서가 이용될 수 있으나, 본 발명의 실시예에 있어서는 상기 렌즈 모듈(110)의 외주면에 결합된 상기 마그네트(140)의 위치를 용이하게 검출할 수 있는 홀 센서로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 실드 케이스(190)는 상면에 상기 렌즈 모듈(110)을 외부로 노출하기 위한 개구부가 형성되어 있으며, 상기 렌즈 모듈(110) 및 AF 액추에이터 모듈(130)이 고정결합되는 상기 렌즈 하우징(120)의 외부를 감싸도록 결합된다.

이에 따라서, 상기 실드 케이스(190)는 상기 카메라 모듈(100)에서 발생하는 전자파를 차폐하며, 상기 렌즈 하우징(120)을 외부로부터 보호한다.

본원발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 AF 액추에이터 모듈(130)의 구동은 다음과 같다.

먼저, 상기 AF 액추에이터 모듈(130)을 구성하는 상기 인쇄회로기판(150)에 형성된 전원공급용 패드(152a, 152b)와 전기적으로 연결된 상기 코일(160)에 외부전원을 인가하게 되면, 상기 렌즈 모듈(110)의 외주면에 고정되게 결합된 상기 마그네트(140)와 전류가 흐르는 상기 코일(160) 사이에 전자기적 상호작용이 발생하게 되어 상기 렌즈 모듈(110)을 광축 방향을 따라 선형으로 구동시키게 된다.

이에 따라서, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 코일(160)의 내측 코일 와이어(162)의 일부 영역이 상기 인쇄회로기판(150)의 수용부(151)에 수용되기 때문에 상기 인쇄회로기판(150)과 결합되는 상기 코일(160)의 배면, 즉 결합면은 상기 인쇄회로기판(150)에 경사지지 않고 수평하게 결합된다.

즉, 상기 인쇄회로기판(150)에 수평하게 결합되는 상기 코일(160)과 상기 마그네트(140)가 마주보는 면은 서로 평행하기 때문에 상기 코일(160)과 상기 마그네트(140)와의 전자기적 상호작용에 의하여 상기 AF 액추에이터 모듈(130)은 상기 렌즈 모듈(110)을 광축 방향을 따라 한 일측으로 기울어지지 않고 정확하게 선형 구동시킴으로써 상기 렌즈 모듈이 특정 방향으로 틸트(tilt) 되는 것을 방지한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 손떨림 보정 장치를 구비한 카메라 모듈의 분해 사시도이다. 도시된 바와 같이, AF 액추에이터 모듈(230)은 상기 렌즈 모듈(110)의 외주면의 둘레를 따라 4 개가 구비된다.

보다 구체적으로, 상기 AF 액추에이터 모듈(230)을 구성하는 각각의 상기 코일(160a, 160b, 160c, 160d)은 각각의 상기 인쇄회로기판(150a, 150b, 150c, 150d)의 일부분에 수용되어 각각의 상기 인쇄회로기판(150a, 150b, 150c, 150d)에 수평하게 결합됨으로써, 각각 상기 마그네트(140a, 140b, 140c, 140d)와 마주보는 면은 서로 평행하게 이루어진다.

그리고, 압전소자를 이용한 렌즈 모듈 액추에이터(미도시)가 상기 렌즈 모듈(110)의 내부에 설치되어, 상기 렌즈 모듈(110)은 광축 방향(Y축 방향)을 따라 직선 방향으로 선형 구동한다.

따라서, 내부에 설치된 렌즈 모듈 엑추에이터(미도시)에 의해 광축 방향으로 구동되는 상기 렌즈 모듈(110)이 광축 방향(Y 방향)을 제외한 특정 방향으로 틸트(tilt)되거나 광축 방향(Y축)을 기준으로 상기 렌즈 모듈(110)이 일정 각도 회전되는 오차가 발생할 경우, 오차가 발생한 위치의 코일과 마그네트의 전자기적 상호작용을 발생시켜, 틸트 및 회전 오차를 수정하게 된다.

보다 구체적으로, 도시된 좌표 축을 기준으로 Z축 방향의 상기 코일(160a)과 코일(160c)에 전원을 동시에 공급하거나 또는 독립적으로 전원을 공급함으로써, 각각의 상기 코일(160a,160c)과 대향되는 마그네트(150a, 150c)가 전자기적 상호작용을 발생시켜 Z축 방향에서 발생하는 틸트 및 회전 오차를 수정하게 된다.

또한, 도시된 좌표 축을 기준으로 X축 방향의 상기 코일(160b)과 코일(160d)에 전원을 동시에 공급하거나 또는 독립적으로 전원을 공급함으로써, 각각의 코일(160b,160d)과 대향되는 마그네트(150b, 150d)가 전자기적 상호작용을 발생시켜 X축 방향에서 발생하는 틸트 및 회전 오차를 수정하게 된다.

뿐만 아니라, 이웃하는 코일, 예를 들어 X축 방향의 코일(160b)와 Z축 방향의 코일(160a)에 전원을 공급하여 X축 및 Z축 방향에서의 틸트 및 회전 오차를 수정할 수 있다.

그리고, 상기 코일(160a, 160b, 160c, 160d)의 모두에 전원을 인가하여, X축 및 Z축 방향에서의 틸트 및 회전 오차를 동시에 수정할 수 있다.

또한, 수정이 요구되는 위치의 코일 한 곳에만 전원을 인가하여 X축 및 Z축 방향에서 발생한 틸트 및 회전 오차를 개별적으로 수정할 수 있다.

이에 따라서, 상기 렌즈 모듈(110)은 외부 피사체의 초점을 정확하게 조정하기 위한 구동이 가능하기 때문에 상기 카메라 모듈(100)의 화상 성능이 향상된다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 카메라 모듈은 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.

100: 카메라 모듈 110: 렌즈 모듈
120: 렌즈 하우징 130: AF 액추에이터 모듈
140: 마그네트 150: 인쇄회로기판
160: 코일 170: 고정부재
180: 위치센서 190: 실드 케이스

Claims

복수 개의 렌즈가 장착된 렌즈 모듈과, 상기 렌즈 모듈이 수용되는 렌즈 하우징 및 상기 렌즈 모듈을 구동시키는 AF 액추에이터 모듈을 포함하는 카메라 모듈로서,
상기 AF 액추에이터 모듈은 상기 렌즈 모듈의 외주면에 결합되는 마그네트;
상기 마그네트와 대향되도록 상기 렌즈 하우징에 고정되게 결합되고, 복수 개의 전원공급용 패드가 형성된 인쇄회로기판; 및
상기 인쇄회로기판의 전원공급용 패드에 전기적으로 연결되는 코일 와이어가 돌출형성된 코일을 포함하고,
상기 인쇄회로기판은 상기 코일 와이어의 일부를 수용하는 수용부를 포함하며,
상기 코일은
내부에 중공홀을 구비하도록 원통 형상으로 권선되고, 상기 코일의 배면부로부터 돌출되는 내측 코일 와이어; 및
원통 형상의 상기 코일의 외주면으로부터 돌출되는 외측 코일 와이어;
를 포함하고,
상기 내측 코일 와이어의 일부 영역이 상기 인쇄회로기판의 수용부에 수용되어 상기 인쇄회로기판에 고정되게 결합되는 카메라 모듈.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 수용부는
상기 인쇄회로기판에 도포된 포토 솔더 레지스트(Photo solder register) 층에 있어서, 상기 내측 코일 와이어와 대향되는 일부 영역을 제거하여 형성되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
청구항 3에 있어서,
상기 수용부는
상기 포토 솔더 레지스트 층의 한 층을 제거하여 형성되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
청구항 1에 있어서,
상기 렌즈 모듈의 위치를 센싱하기 위하여 상기 AF 액추에이터 모듈에 결합되는 위치센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
청구항 5에 있어서,
상기 위치센서는
홀 센서인 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
청구항 1에 있어서,
상면에 상기 렌즈 모듈을 외부로 노출하기 위한 개구부가 형성되고, 상기 렌즈 하우징의 외부를 감싸도록 결합되는 실드 케이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
청구항 1에 있어서,
상기 AF 액추에이터 모듈은
상기 인쇄회로기판의 일측면과 고정되게 결합되고, 상기 렌즈 하우징의 외주면에 결합되는 고정부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
청구항 1에 있어서,
상기 렌즈 모듈의 모든 면과 대향되도록 상기 렌즈 모듈의 외측에 복수 개의 상기 AF 액추에이터 모듈이 설치되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
청구항 9에 있어서,
상기 AF 액추에이터 모듈은
상기 렌즈 모듈과 대향되도록 4개가 설치되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.