KR101340608B1 - 카메라 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 카메라 렌즈 구동부와 센서부 사이에 개재되는 베이스 부재상의 광 투과면으로 이물이 이동하는 것을 방지하는 카메라 모듈을 제공한다. 본 발명의 카메라 모듈은, 구동부와 베이스 부재 사이에 형성된 이물이 베이스 부재상의 광 투과면으로 이동하는 것을 방지한다. 또한, 베이스면에 구비된 이물방지용 고리모양 차단부 외주면의 상부 지름이 구동부에 포함되는 렌즈홀더의 베이스 부재를 향하는 방향으로 돌출된 단부 내주면의 하부 지름보다 작기 때문에 상기 구동부의 렌즈홀더가 상하이동할 때, 상기 이물방지용 고리모양 차단부와 상기 돌출된 단부 사이의 접촉이 적어 이물발생이 감소하게 된다.
Description
본 발명은 전자기기에 장착되어 이미지를 촬상하기 위한 카메라 모듈에 관한 것으로 특히, 모듈 내부에 이물의 발생을 억제하고 또한 이물의 광투과면으로 이동을 방지하는 기술에 관한 것이다.
카메라 모듈은 전자 기기에 장착되어 이미지를 촬영하는 기능을 수행한다. 최근에는 대부분의 개인 휴대단말기에 카메라 모듈을 탑재하며, 휴대 단말기에 탑재되는 카메라 모듈은 자동초점 구동부(Autofocus Actuator) 카메라 모듈이 사용된다.
이러한 자동초점 구동부 카메라 모듈은 구동부(Actuator)와 센서부를 포함하며, 상기 구동부와 상기 센서부 사이에 개재하는 베이스를 포함하는 것이 일반적인 구조이다. 상기 구동부는 렌즈 어셈블리를 상기 렌즈의 광축을 따라 상기 센서 기판 위에서 이동할 수 있게 해주며, 상기 센서부는 촬상소자인 CCD(charge coupled device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)와 같은 이미지 센서와 전자부품을 탑재한다.
카메라 모듈은 상기 촬상소자를 채용하여 광신호를 전기신호로 바꾸어서 화상을 구현하며, 이미지 센서는 화소 어레이 및 광전 변환부를 포함할 수 있다. 여기서, 화소 어레이는 렌즈를 통과한 빛에 반응하여 전하를 축적하며, 광전 변환부는 수광소자로서 화소 어레이에 축적되어 있는 전하를 사용 가능한 전기적인 신호로 변환하는 역할을 한다.
그런데 어떠한 이유로 인하여 이미지 센서에 형성된 이미지 영역의 픽셀 위에 이물들이 올라가게 되면, 카메라 모듈을 이용하여 촬상할 때 촬상 화면에 흑점이나 색점 불량과 같은 문제점이 발생하게 된다. 이처럼 이미지 센서에서 이물이 문제되는 것은, 기판과 이미지 센서 간 전기적 연결을 위한 와이어 본딩 작업 또는 다른 칩 모듈을 기판 상에 실장하는 작업 등 이미지 센서에 인접한 부분에서 이루는 작업 중에 발생한 물질이나 먼지 상기 이미지 센서의 이미지 영역으로 이동할 수 있기 때문이다.
따라서, 이물을 제거하는 공정이 필요하고, 이물 제거를 위한 별도의 세정 공정을 거치더라도, 여전히 제거되지 않은 이물이 존재하게 된다. 또한 구동부가 작동하는 중에도 먼지 등의 이물이 유입될 수 있어, 이러한 이물들이 이미지 영역 또는 베이스 부재상의 광 투과면으로 이동하여 촬상 화면에 흑점이나 색점 불량을 여전히 발생시킨다.
그러므로 카메라 모듈의 촬상 화면에 발생하는 이물 불량을 방지하기 위해서, 이미지 센서주변에 생성된 이물들이 이미지 센서의 이미지 영역이나 베이스 부재상의 광 투과면으로 이동하는 것을 방지할 수 있는 기술이 요구된다. 종래의 이물 방지 기술인 점착성 재질을 포함하는 이물 트랩부를 이미지 센서 주변에 설치(한국 특허 공개 2010-0019817)하는 구조는 이미지 센서의 이미지 영역으로 이물이 이동하는 것을 방지하는 구성이나, 상기와 같은 구성의 이물 트랩부는 센서부와 렌즈 구동부 사이에 개재되는 베이스 부재상의 광 투과면으로 이물이 이동하는 것을 막을 수 없는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 카메라 렌즈 구동부와 센서부 사이에 개재되는 베이스 부재상의 광 투과면으로 이물이 이동하는 것을 방지하는 카메라 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명자들은 카메라 렌즈 구동부의 하부와 접하는 베이스면에 이물방지용 고리모양 차단부를 구비하고, 상기 차단부가 구동부에 포함되는 렌즈홀더의 베이스 부재를 향하는 방향으로 돌출된 단부와 서로 내외주면을 접하도록 구성하면, 베이스 부재상의 광 투과면으로 이물이 이동하는 것을 방지할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명은 카메라용 모듈로, 상기 카메라용 모듈은 촬상소자를 표면에 구비한 사각형상의 센서부; 상기 센서부의 촬상소자가 위치하는 면과 마주하고, 이물방지용 고리모양 차단부를 상기 촬상소자가 위치하는 면과 마주하는 면의 반대면에 구비하는 베이스 부재; 및 상기 베이스 부재를 사이에 두고 상기 센서부와 대향해 위치하는 구동부를 포함하고, 상기 구동부는, 하나 이상의 렌즈를 내부에 수용하는 렌즈 어셈블리를 유지하기 위해 원통형을 가지며, 구동 코일이 상기 원통형의 주위에 위치하도록 고정된 렌즈 홀더; 상기 구동코일과 대향하는 영구자석을 구비하고, 상기 베이스부재에 고정된 요크; 및 상기 렌즈 홀더의 양측 단부에 내주측 단부가 위치하고, 상기 요크에 외주측 단부가 위치하는 한 쌍의 판 스프링을 포함하고, 상기 렌즈홀더는 상기 베이스 부재를 향하는 방향으로 돌출된 단부를 구비하며, 그 원통형을 이루는 내주면이 상기 베이스의 이물방지용 고리모양 차단부의 외주면과 평행을 이루는, 카메라 모듈을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 이물차단용 고리모양 차단부의 외주면의 지름은 상기 베이스 부재에 접한 부위에서 상단부로 올라갈수록 작아지고, 그 단면이 일정한 경사를 이루는 구조이고, 상기 렌즈홀더의 상기 베이스 부재를 향하는 방향으로 돌출된 단부의 내주면은 상기 이물방지용 고리모양 차단부의 외주면과 접할 수 있도록, 상기 단부의 말단 내주면의 지름은 상기 단부의 말단에서 상부로 올라갈수록 작아지고, 그 단면이 일정한 경사를 이루는 구조인, 카메라 모듈을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 이물차단용 고리모양 차단부의 돌출 길이는 상기 렌즈홀더의 상기 베이스 부재를 향하는 방향으로 돌출된 단부의 길이보다 짧은, 카메라 모듈을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 베이스 부재는, 테두리가 상기 요크의 하부와 상하로 접하고, 상기 요크 하부의 내주면과 접하도록 테두리 안쪽에 요크하부 형상을 따라 돌출되어 형성된 돌출부를 더 가지는, 카메라 모듈을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 베이스 부재는 적외선 차단 필터를 포함하는, 카메라 모듈을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 센서부는 CCD(charge coupled device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)인, 카메라 모듈을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 카메라 모듈은, 구동부와 베이스 부재 사이에 형성된 이물이 베이스 부재상의 광 투과면으로 이동하는 것을 방지한다. 또한, 베이스면에 구비된 이물방지용 고리모양 차단부 외주면의 상부 지름이 구동부에 포함되는 렌즈홀더의 베이스 부재를 향하는 방향으로 돌출된 단부 내주면의 하부 지름보다 작기 때문에 상기 구동부의 렌즈홀더가 상하이동할 때, 상기 이물방지용 고리모양 차단부와 상기 돌출된 단부 사이의 접촉이 적어 이물발생이 감소하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 단면 구조를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 렌즈홀더 부의 돌출부와 베이스부 홀더가 서로 접하는 부분을 상세히 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 구동부와 베이스 부재의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 단면 구조를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 렌즈홀더 부의 돌출부와 베이스부 홀더가 서로 접하는 부분을 상세히 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 구동부와 베이스 부재의 구조를 나타내는 단면도이다.
이하 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도를 나타낸 것으로, 도면의 상부로부터 보호용 케이스 기능을 함께 하는 요크(1), 스페이서(2), 상부 스프링(3), 렌즈 홀더(4), 영구자석(5), 구동 코일(6), 하부 스프링(7), 및 이물방지용 고리모양 차단부(10)와 돌출부(9)를 구비한 베이스 부재(8)가 도시되어 있다. 상기 베이스 부재 하부에는 촬상소자를 표면에 구비한 사각형상의 센서부(미도시)가 위치할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 단면 구조를 나타낸 것으로, 촬상소자를 표면에 구비한 사각형상의 센서부(미도시); 상기 센서부의 촬상소자가 위치하는 면과 마주하고, 이물방지용 고리모양 차단부(10)를 상기 촬상소자가 위치하는 면과 마주하는 면의 반대면에 구비하는 베이스 부재(8); 및 상기 베이스 부재를 사이에 두고 상기 센서부와 대향해 위치하는 구동부를 포함하고, 상기 구동부는, 하나 이상의 렌즈를 내부에 수용하는 렌즈 어셈블리를 유지하기 위해 원통형을 가지며, 구동 코일(6)이 상기 원통형의 주위에 위치하도록 고정된 렌즈 홀더(4); 상기 구동코일과 대향하는 영구자석(5)을 구비하고, 상기 베이스부재(8)에 고정된 요크(1); 및 상기 렌즈 홀더(4)의 양측 단부에 내주측 단부가 위치하고, 상기 요크에 외주측 단부가 위치하는 한 쌍의 판 스프링(3, 7)을 포함하고, 상기 렌즈 홀더(4)는 상기 베이스 부재(8)를 향하는 방향으로 돌출된 단부(20)를 구비하며, 그 돌출된 단부(20)의 원통형을 이루는 내주면이 상기 베이스의 이물방지용 고리모양 차단부(10)의 외주면과 평행을 이룬다.
상기 센서부는 상기 베이스 부재를 향한 면의 중심부에 촬상소자를 구비하며, 본 발명의 일 구현예에서 상기 촬상소자는 CCD(charge coupled device), CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등에서 선택될 수 있다. 상기 촬상소자가 위치하는 센서부의 상기 촬상소자가 위치하는 면에 대향하여 베이스 부재가 위치한다.
본 발명의 카메라 모듈은 상기 베이스 부재를 사이에 두고 상기 센서부와 대향해 위치하며 광축을 따라 이동 가능한 렌즈 홀더(4)를 구비하는 구동부를 포함한다. 상기 구동부는, 하나 이상의 렌즈를 내부에 수용하는 렌즈 어셈블리를 유지하기 위해 원통형을 가지며, 구동 코일이 상기 원통형의 주위에 위치하도록 고정된 렌즈 홀더 ; 상기 구동코일과 대향하는 영구자석(5)을 구비하고, 상기 베이스부재에 고정된 요크(1); 및 상기 렌즈 홀더 의 양측 단부에 내주측 단부가 위치하고, 상기 요크에 외주측 단부가 위치하는 한 쌍의 판 스프링(3, 7)을 포함한다.
상기 구동부의 상기 영구자석을 구비한 요크(1)는 상기 베이스부(8)와 서로 고정되기 때문에 베이스부에 대해서 이동하지 않는다. 따라서, 상기 요크에 구비된 영구자석(5)과 상기 렌즈 홀더에 고정된 구동 코일(6) 사이에서 발생되는 전자기장에 의해 상기 구동부의 렌즈 홀더(4)가 광축을 따라 상, 하부로 수직 이동하며, 상기 렌즈 홀더 의 양측 단부에 위치하는 한 쌍의 판 스프링(3, 7)에 의해 렌즈홀더와 이에 내장된 렌즈 어셈블리가 구동부의 기울기에 영향받지 않고 광축을 따라 이동 가능하다. 또한, 상기 한 쌍의 판 스프링은 그 외주측 단부가 상기 요크에 고정되어 있기 때문에 전자기장의 세기에 따라 이동 범위가 결정되는 렌즈홀더의 과도한 이동을 방지하는 역할을 한다.
자동 초점조절은 상기 베이스부(8)에 고정된 요크가 구비한 영구자석(5)과 상기 베이스부 및 상기 요크(1)에 대해 상하부로 이동가능한 렌즈 홀더(4)에 고정된 구동 코일(6) 사이에서 발생되는 전자기장에 의한 렌즈 홀더 의 상, 하 구동에 의해 그 내부의 렌즈 어셈블리가 함께 수직 구동되어, 상기 렌즈 어셈블리와 이미지센서 사이의 거리 조정해 의해 구현된다.
도 3은 상기 도 2의 단면 중 좌측 부위를 상세히 도시한 단면도로, 상기 베이스 부재(8) 상면의 렌즈 구동부에 포함되는 렌즈홀더(4)는 상기 베이스 부재를 향하는 방향으로 돌출된 단부(20)를 구비하며, 그 원통형을 이루는 내주면이 상기 베이스(8)의 이물방지용 고리모양 차단부(10)의 외주면과 평행을 이룬다. 상기 평행을 이루는 상기 돌출된 단부(20)의 내주면과 상기 이물방지용 고리모양 차단부(10)의 외주면은 서로 접촉하지 않아야 하며 본 발명의 일 구현예에서 간격은 약 70micro meter 이상이다. 이와 같이 상기 돌출된 단부(20)의 내주면과 상기 이물방지용 고리모양 차단부(10)의 외주면이 평행을 이루면서, 베이스면에 구비된 이물방지용 고리모양 차단부(10) 외주면의 상부 지름이 구동부에 포함되는 렌즈홀더의 베이스 부재를 향하는 방향으로 돌출된 단부(20) 내주면의 하부 지름보다 작기 때문에 상기 구동부의 렌즈홀더(4)가 상하 이동할 때, 상기 이물방지용 고리모양 차단부(10)와 상기 돌출된 단부(20) 사이의 접촉이 적어 이물발생이 감소하게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 구동부와 베이스 부재의 구조를 분리하여 표시하는 단면도이다. 상기 베이스 부재는 그 중심에 광 투과창(40)을 구비하여 상기 광 투과창을 통해 렌즈를 통과한 광이 센서부로 향할 수 있도록 하여 상기 센서부를 보호한다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 베이스 부재는 광 투과창에 적외선 차단 필터(30)를 포함하여 센서부를 열로부터 보호하는 기능도 수행한다.
상기 베이스 부재는 상기 센서부의 촬상소자가 위치하는 면의 반대면, 즉 베이스 부재(8)상의 렌즈 구동부를 향한 면에 이물방지용 고리모양 차단부(9)를 구비한다. 상기 고리모양 차단부(10)는 균일한 높이로 구성되어 있으며 그 상단부의 폭도 균일하다. 그러나, 상기 이물차단용 고리모양 차단부(10)의 외주면의 지름은 상기 베이스 부재에 접한 부위에서 상단부로 올라갈수록 작아지고, 그 광축방향 단면이 일정한 경사를 이루는 구조이다. 이와 같이 베이스 부재 상에 돌출된 이물방지용 고리모양 차단부(10)는 구동부와 베이스 부재 사이에 형성된 이물이 베이스 부재상의 광 투과창으로 이동하는 것을 방지한다.
또한, 본 발명의 일 구현예에서 상기 베이스 부재(8)는, 테두리가 상기 요크(1)의 하부와 상하로 접하고, 상기 요크 하부의 내주면과 접하도록 테두리 안쪽에 요크하부 형상을 따라 돌출되어 형성된 돌출부(9)를 더 가진다. 상기 돌출부(9)의 외주면은 상기 요크(1)의 내주면과 접하여 외부로부터 이물이 유입되는 것을 방지하는 기능도 구현한다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 렌즈홀더의 상기 베이스 부재를 향하는 방향으로 돌출된 단부(20)의 길이는 상기 이물차단용 고리모양 차단부(10)의 돌출 길이보다 길다. 즉, 상기 이물차단용 고리모양 차단부(10)의 돌출 길이는 상기 렌즈홀더의 상기 베이스 부재를 향하는 방향으로 돌출된 단부(20)의 길이보다 짧다. 이는 구동부에 포함된 렌즈홀더(4)의 상하이동에서, 렌즈 홀드의 돌출된 단부(20)가 상하운동에서 하부방향으로의 운동, 즉 베이스 부재 방향으로의 운동에서 이동 가능한 최대 거리를 지정하는 기능을 할 수 있도록 하기 위함이다.
상기와 같이 이물의 이동을 방지하고 이물의 발생을 억제함으로써, 이물로 인해 이미지 센서에서 발생하는 흑점, 색점불량을 개선하는 효과가 있다.
본 발명은 특정한 실시예와 관련하여 도시되고 설명되었지만, 이하의 특허 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀둔다.
1. 요크 2. 스페이서
3. 상부 스프링 4. 렌즈 홀더
5. 영구 자석 6. 구동 코일
6. 하부 스프링 8. 베이스 부재
9. 돌출부 10. 차단부
20. 돌출된 단부 30. 적외선 차단 필터
40. 광 투과창
3. 상부 스프링 4. 렌즈 홀더
5. 영구 자석 6. 구동 코일
6. 하부 스프링 8. 베이스 부재
9. 돌출부 10. 차단부
20. 돌출된 단부 30. 적외선 차단 필터
40. 광 투과창
Claims (6)
- 카메라용 모듈로,
상기 카메라용 모듈은 촬상소자를 표면에 구비한 사각형상의 센서부;
상기 센서부의 촬상소자가 위치하는 면과 마주하고, 이물방지용 고리모양 차단부를 상기 촬상소자가 위치하는 면과 마주하는 면의 반대면에 구비하는 베이스 부재; 및
상기 베이스 부재를 사이에 두고 상기 센서부와 대향해 위치하는 구동부를 포함하고,
상기 구동부는,
하나 이상의 렌즈를 내부에 수용하는 렌즈 어셈블리를 유지하기 위해 원통형을 가지며, 구동 코일이 상기 원통형의 주위에 위치하도록 고정된 렌즈 홀더;
상기 구동코일과 대향하는 영구자석을 구비하고, 상기 베이스부재에 고정된 요크; 및
상기 렌즈 홀더의 양측 단부에 내주측 단부가 위치하고, 상기 요크에 외주측 단부가 위치하는 한 쌍의 판 스프링을 포함하고,
상기 렌즈홀더는 상기 베이스 부재를 향하는 방향으로 돌출된 단부를 구비하며, 그 원통형을 이루는 내주면이 상기 베이스의 이물방지용 고리모양 차단부의 외주면과 평행을 이루는,
카메라 모듈. - 제 1항에 있어서,
상기 이물방지용 고리모양 차단부의 외주면의 지름은 상기 베이스 부재에 접한 부위에서 상단부로 올라갈수록 작아지고, 그 단면이 일정한 경사를 이루는 구조이고,
상기 렌즈홀더의 상기 베이스 부재를 향하는 방향으로 돌출된 단부의 내주면은 상기 이물방지용 고리모양 차단부의 외주면과 접할 수 있도록, 상기 베이스 부재를 향하는 방향으로 돌출된 단부의 말단 내주면의 지름은 상기 베이스 부재를 향하는 방향으로 돌출된 단부의 말단에서 상부로 올라갈수록 작아지고, 그 단면이 일정한 경사를 이루는 구조인,
카메라 모듈. - 제 1항에 있어서,
상기 이물방지용 고리모양 차단부는 그 돌출 길이가, 상기 렌즈홀더의 상기 베이스 부재를 향하는 방향으로 돌출된 단부의 길이보다 짧은,
카메라 모듈. - 제 1항에 있어서,
상기 베이스 부재는, 테두리가 상기 요크의 하부와 상하로 접하고, 상기 요크 하부의 내주면과 접하도록 테두리 안쪽에 요크하부 형상을 따라 돌출되어 형성된 돌출부를 더 가지는,
카메라 모듈. - 제 1항에 있어서,
상기 베이스 부재는 적외선 차단 필터를 포함하는,
카메라 모듈. - 제 1항에 있어서,
상기 센서부는 CCD(charge coupled device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)인,
카메라 모듈.
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