KR101334415B1 - 카메라모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압전소자를 이용한 카메라모듈에 관한 것으로서, 압전소자를 횡으로 구성하여 렌즈 이송을 수행함을 특징으로 한다. 본 발명은 렌즈의 결합체로서 포커싱 상하 이동이 이루어지는 렌즈 어셈블리와, 상기 렌즈 어셈블리 외곽을 횡축을 따라 둘러 감싸고 있어 상기 렌즈 어셈블리를 나사선을 따라 상하 회전 이동시키는 압전소자 어셈블리와, 상기 렌즈를 통해 들어오는 광에서 적외선을 필터링하는 적외선필터와, 상기 적외선필터를 통해 들어오는 광을 전기적 신호로 변환하는 이미지센서를 포함한다.

카메라모듈, 렌즈, 이송, 포커스, 압전소자, 좌우, 상하

Description

카메라모듈{Camera module}

본 발명은 카메라모듈에 관한 것이다.

일반적으로 휴대폰에는 카메라모듈을 설치하여 휴대폰으로 사물의 동화상, 정지화상을 찍어 보관하고, 상대방에게 전송하는 카메라기능이 병합된 카메라폰이 상용화되고 있다. 이러한 카메라폰에는 단순히 사물을 찍는 기능에 머물지 않고, 찍고자 하는 사물의 촛점을 조절하는 포커스기능과, 먼곳에 있는 사물을 가깝게 보이게 하거나 가까운 사물을 멀리 보이게 하는 줌기능과 같은 부가기능이 추가되고 있는 실정이다. 상기 줌기능은 디지털줌과 광학줌으로 대별되는데, 상기 디지털줌은 렌즈와는 별개로 이미지센서 자체에서 이미지를 확대하여 보여주는 방식으로서, 그래픽 프로그램에서 이미지를 확대하는 것과 같은 원리로 구현됨에 따라, 멀리 있는 물체를 가까이 보거나 확대할 수 있는 장점이 있지만 렌즈가 이동하지 않으므로 본래의 영상에 비해 해상도가 낮아지는 단점이 있다.

이에 따라, 상기 카메라 폰에는 디지털카메라에서와 같이 여러 개의 렌즈가 직접적으로 움직이면서 초점거리를 줄이거나 늘려서 피사체를 확대하는 방식으로 화질의 저하없이 멀리 있는 사물을 크게 촬영할 수 있는 장점이 있는 광학줌이 최 근 카메라폰 영역에도 일반적으로 채용되고 있다.

한편, 광학줌 방식에서 렌즈를 이송시키는 렌즈 이송구조는 4가지 방식으로 구분된다. 즉, 스텝핑 모터를 이용한 렌즈 이송구조, 리퀴드(Liquid) 유압을 이용한 렌즈 이송구조, 전자석을 이용한 솔레노이드(Solenoid)방식으로 렌즈를 이송하는 구조, 압전소자를 이용한 렌즈를 이송하는 구조로 구분된다.

특히, 상기 압전소자를 이용해 렌즈를 이송하는 구조는, 압전세라믹으로 제조되는 압전소자의 구동을 이용하여 렌즈를 이송하는 것으로서, 이는 기존의 스텝핑 모터방식에 비해 부피가 작아지는 제품의 소형화에 장점을 가진다.

상기 압전소자(piezoelectric element)는 도 1과 같이 입력 전류의 펄스 변화에 따라 신장/압축 변화하는 소자로서, 전기적 힘이 기계적 힘으로 바뀌어 신장/압축이 이루어진다.

도 2는 상기 압전소자를 이용하여 렌즈를 이송시키는 구조를 가진 카메라모듈의 단면도로서, 카메라모듈은 인쇄회로기판(11), 이미지센서(12), 적외선필터(13), 홀더(14), 압전소자(16), 렌즈 고정나사선(17), 렌즈 어셈블리(18)로 이루어진다. 또한, 압전소자(16)에 전압 파형을 공급하는 전기단자(15)가 연결되어 있다.

상기 구조하에서 전기단자에 연결된 압전소자(16)의 상하 압축/신장에 의하여 렌즈 고정나사선(17)이 상하 이동하게 되고, 결과적으로 이러한 렌즈 고정나사선(17)에 물려있는 렌즈 어셈블리(18)가 상하 이동하여 포커싱이 이루어진다.

그런데, 상기와 같이 압전소자(16)를 이용한 종래의 렌즈 이송 구조는, 렌즈 고정나사선(17) 상부에 압전소자(16)를 위치시켜야 하기 때문에, 전체적으로 카메라모듈의 높이가 높아지는 문제가 있다.

본 발명은 카메라모듈의 압전소자를 이용해 렌즈 이송을 수행하지만, 카메라모듈의 높이를 낮출 수 있는 방안을 제안한다.

본 발명은 렌즈의 결합체로서 포커싱 상하 이동이 이루어지는 렌즈 어셈블리와, 상기 렌즈 어셈블리 외곽을 횡축을 따라 둘러 감싸고 있어 상기 렌즈 어셈블리를 나사선을 따라 상하 회전 이동시키는 압전소자 어셈블리와, 상기 렌즈를 통해 들어오는 광에서 적외선을 필터링하는 적외선필터와, 상기 적외선필터를 통해 들어 오는 광을 전기적 신호로 변환하는 이미지센서를 포함한다.

또한, 상기 압전소자 어셈블리는, 압축/신장의 좌우 변이가 일어나는 압전소자와, 상기 압전소자에 횡으로 닿아 있어, 상기 압전소자의 좌우 변이에 따른 힘을 받아 회전 이동이 이루어지는 나사선부를 포함한다.

또한, 상기 나사선부는 상기 렌즈 어셈블리에 물려있는 나사선을 가짐을 특징으로 한다. 또한, 상기 압전소자는 좌우 변이가 일어나도록 하는 지점에 전기단자가 연결됨을 특징으로 한다.

본 발명은 기존의 압전소자 및 이동 나사선부를 횡으로 구성함으로써, 카메라 모듈의 높이를 줄일 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 하기에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라모듈의 투과 단면도이다.

카메라모듈은 광신호에서 적외선을 필터링하는 적외선필터(13), 광신호를 전기적 신호로 변환하는 이미지센서(12), 하우징 역할을 하는 홀더(14)를 종래와 같이 가지는 구조하에서, 본 발명은 압전소자 및 나사선부를 기존과 달리 횡으로 구 성함으로써, 카메라모듈의 높이를 낮추는 결과를 가질 수 있다.

상술하면, 압전소자 어셈블리(30)가 렌즈 어셈블리(18)의 폭 전체를 감싸고 있는 구조를 가지는데, 상기 압전소자 어셈블리(30)는 도 4와 같이 그 일부가 압전소자(31)로 되어 있고 나머지가 나사선부(32)로 횡으로 구성되어 있다. 상기와 같이 압전소자(31)와 나사선부(32)가 횡으로 맞닿게 되는 구조로 인해, 압전소자(31)의 좌우 변위(신장/압축)에 따라 나사선부(32)가 그 힘을 받아 회전 이동하게 된다. 즉, 상기 압전소자(31)와 나사선부(32)는 거의 붙다시피 압전소자와 나사선부가 횡으로 밀착되어 있기 때문에, 압전소자(31)의 좌우 변이에 따라 나사선부(32)의 회전 변화가 이루어질 수 있다.

상기 압전소자(31)는 전기를 가하면 부풀어 오르거나 압축되는 특징을 가지는데, 전기의 단자의 입력에 의해 그 외형이 신장/압축된다. 즉, 전기의 양극과 음극을 압전소자에 번갈아 주면서 한쪽에는 양극과 음극이, 한쪽은 양극과 양극, 또는 음극과 음극이 서로 맞닥뜨리게 한다. 서로 다른 극이 마주치는 곳은 척력에 의해 압전 소자가 찌그러들고, 서로 다른 극이 마주치는 부분은 서로 끌어당겨 압전 소자가 부풀어 오르는 재질이다. 따라서 압전소자가 상하로 변이되도록 전기단자를 연결하는 도 1과 달리, 본 발명에서는 압전소자가 좌우로 변이되도록 전기단자를 압전소자에 연결되어야 한다.

나사선부(32)는 렌즈 어셈블리(18)에 물려있어, 나사선부(32)의 회전 이동에 의하여 나사선부(32)의 나사선(33)을 따라 렌즈 어셈블리(18)가 따라 이동하게 되어 결과적으로 렌즈 어셈블리(18)가 상하 이동하게 된다.

상기 나사선부(32)의 회전이동은 압전소자(31)의 좌우 변이 변화에 따라 이루어지는데, 상기 압전소자(31)의 좌우 변이에 의하여 이에 닿아 있는 나사선부(32)가 회전이동을 하게 되고, 나사선부(32)의 이러한 회전이동에 의하여 그 안측에 물려 있는 렌즈 어셈블리(18)가 나사선(33)을 따라 회전 이동하여 결과적으로 상하 이동이 이루어진다. 나사선부(32)의 폭을 전체적으로 감쌈으로써 기존 방식에 의한 렌즈 틸트(tilt)를 방지할 수 있다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 특허 범위는 상기 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위뿐 아니라 균등 범위에도 미침은 자명할 것이다.

도 1은 압전소자의 동작 원리를 도시한 그림이다.

도 2는 압전소자를 이용한 종래의 카메라모듈의 단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 압전소자를 이용한 카메라모듈의 투과 단면도이다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 압전소자 어셈블리의 사시도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

12: 이미지센서 13: 적외선필터

14: 홀더 18: 렌즈 어셈블리

30: 압전소자 어셈블리 31: 압전소자

32: 나사선부

Claims (4)

1. 렌즈의 결합체로서 포커싱 상하 이동이 이루어지는 렌즈 어셈블리;

   상기 렌즈 어셈블리 외곽을 횡축을 따라 둘러 감싸고 있어 상기 렌즈 어셈블리를 나사선을 따라 상하 회전 이동시키는 압전소자 어셈블리;

   상기 렌즈를 통해 들어오는 광에서 적외선을 필터링하는 적외선필터;

   상기 적외선필터를 통해 들어오는 광을 전기적 신호로 변환하는 이미지센서

   를 포함하는 카메라모듈.
2. 제1항에 있어서, 상기 압전소자 어셈블리는,

   압축/신장의 좌우 변이가 일어나는 압전소자;

   상기 압전소자에 횡으로 닿아 있어, 상기 압전소자의 좌우 변이에 따른 힘을 받아 회전 이동이 이루어지는 나사선부

   를 포함하는 카메라모듈.
3. 제2항에 있어서, 상기 나사선부는 상기 렌즈 어셈블리에 물려있는 나사선을 가짐을 특징으로 하는 카메라모듈.
4. 제2항에 있어서, 상기 압전소자는 좌우 변이가 일어나도록 하는 지점에 전기단자가 연결되는 카메라모듈.

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