KR101588934B1 - 카메라 모듈 및 틸트 보정 방법 - Google Patents

카메라 모듈 및 틸트 보정 방법 Download PDF

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Abstract

카메라 모듈 및 그 틸트 보정 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 렌즈부; 내부에 상기 렌즈부가 결합되는 프레임; 상기 프레임을 지지하도록 상기 프레임에 결합되어, 상하 이동에 따라 상기 프레임의 기울기를 조절함으로써 상기 렌즈부의 기울기를 조절하는 서스펜션; 상기 렌즈부의 하측에 위치하여 상기 렌즈부를 통과한 빛을 결상시키는 이미지 센서; 상기 이미지 센서가 실장되고, 상기 서스펜션이 관통하는 관통홀이 형성되는 인쇄회로기판; 상기 이미지 센서의 중심선에 상기 렌즈부의 중심선이 일치되도록 상기 렌즈부의 기울기를 조절하는 상기 서스펜션을 고정하기 위하여, 상기 관통홀에 억지끼움결합되는 고정부재를 포함하는 카메라 모듈 및 그 틸트 보정 방법이 제공된다.

Description

카메라 모듈 및 틸트 보정 방법{CAMERA MODULE AND METHOD FOR COMPENSATING TILT THEREOF}
본 발명은 카메라 모듈 및 틸트 보정 방법에 관한 것이다.
카메라 모듈은 초소형화되면서도 고기능, 고화소 구현이 가능해짐에 따라 휴대폰이나 태블릿 PC를 비롯한 대부분의 포터블 IT 기기에 장착되고 있다.
렌즈군의 중심선과 이미지 센서의 중심선 간의 어긋남을 틸트(tilt)라 한다. 카메라 모듈은 여러가지 부품이 서로 조립되어 제조되므로, 각 부품 자체의 공차, 각 부품을 조립할 때의 조립 공차 등으로 인하여 틸트가 발생할 수 있다.
틸트가 일정 수준으로 이상으로 발생하게 되면 촬영 이미지의 해상도를 떨어트려 결국 이미지의 품질을 저하시키게 된다.
따라서 이러한 틸트를 보정하는 기술은 카메라 모듈의 상품적 가치를 향상시키는 중요한 기술이 될 수 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0110436호(카메라 모듈, 2012.10.10 공개)에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 서스펜션을 이용하여 틸트를 보정할 수 있는 카메라 모듈 및 그 틸트 보정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 렌즈부; 상기 렌즈부 하측에 배치되는 이미지 센서; 상기 이미지 센서를 지지하는 지지부; 일단이 상기 렌즈부에 결합되고 타단이 상기 지지부에 형성된 관통홀에 삽입되어, 상기 이미지 센서의 중심축에 상기 렌즈부의 중심축이 일치되도록 상기 렌즈부의 기울기를 조절하는 서스펜션; 및 상기 서스펜션의 위치를 고정하도록 상기 관통홀에 억지끼움결합되는 고정부재를 포함하는 카메라 모듈이 제공된다.
상기 지지부는, 상기 이미지 센서가 실장되는 인쇄회로기판; 및 상기 렌즈부를 수용하도록 상기 인쇄회로기판 상에 결합되는 하우징을 포함할 수 있다.
상기 관통홀은 상기 인쇄회로기판 또는 상기 하우징 중 적어도 어느 하나에 형성될 수 있다.
상기 서스펜션은 상기 렌즈부를 상기 하우징에 이격되게 지지할 수 있다.
상기 하우징 내부에는, 손떨림을 보상하기 위하여 상기 서스펜션에 의하여 지지되는 상기 렌즈부를 이동시키는 제1 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 하우징 내부에는, 자동으로 초점을 조절하기 위하여 상기 렌즈부를 이동시키는 제2 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 서스펜션은 전도성 재질로 이루어질 수 있다.
상기 고정부재는, 상기 서스펜션의 이동 시, 상기 관통홀 내측벽을 따라 회전 가능하도록 곡면을 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 이미지 센서를 지지하는 지지부의 관통홀에 렌즈부에 연결된 서스펜션을 삽입하는 단계; 상기 관통홀에 억지끼움결합되는 고정부재를 상기 관통홀에 삽입하는 단계; 및 상기 렌즈부의 중심선이 상기 이미지 센서의 중심선에 일치되도록, 상기 서스펜션을 이동시켜 상기 렌즈부의 기울기를 조절하는 단계를 포함하는 카메라 모듈 틸트 보정 방법이 제공된다.
상기 지지부는, 상기 이미지 센서가 실장되는 인쇄회로기판; 및 상기 렌즈부를 수용하도록 상기 인쇄회로기판 상에 결합되는 하우징을 포함할 수 있다.
상기 관통홀은 상기 인쇄회로기판 또는 상기 하우징 중 적어도 어느 하나에 형성될 수 있다.
상기 렌즈부의 기울기를 조절하는 단계에서는, 상기 서스펜션의 이동 시, 상기 고정부재가 상기 관통홀 내측벽을 따라 회전하며 이동할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 카메라 모듈의 틸트를 용이하고 정확하게 보정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈을 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 관통홀 부분을 나타낸 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 틸트를 보정하는 모습을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈을 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 틸트 보정 방법을 나타낸 순서도.
본 발명에 따른 카메라 모듈 및 그 틸트 보정 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈을 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 관통홀 부분을 나타낸 도면이다. 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 틸트를 보정하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(100)은, 렌즈부(110), 이미지 센서(120), 지지부(130), 서스펜션(140) 및 고정부재(150)를 포함할 수 있다. 또한, 제1 구동부(160)와 제2 구동부(163)가 더 포함될 수 있다.
렌즈부(110)는 복수의 렌즈와 상기 복수의 렌즈를 수용하는 렌즈배럴을 포함할 수 있다. 렌즈부는 프레임(111) 내부에 결합될 수 있다. 이 경우, 렌즈부(110)는 프레임(111)에 대해서 부상되게 결합될 수 있다.
이미지 센서(120)는 렌즈부(110)의 하측에 위치하여 렌즈부(110)를 통과한 빛을 결상시키는 소자이다.
지지부(130)는 이미지 센서(120)를 지지하는 부분이다. 지지부(130)는 인쇄회로기판(133)과 하우징(132)을 포함할 수 있다.
인쇄회로기판(133)은 이미지 센서(120)가 실장되는 기판으로, 이미지 센서(120)에 전원을 공급한다. 하우징(132)은 렌즈부(110)를 수용하도록 상기 인쇄회로기판(133) 상에 결합되는 케이스이다. 하우징(132)에는 렌즈부(110)를 통과한 빛에서 적외선을 필터링하는 적외선 필터(170)가 결합될 수 있다.
지지부(130)에는 관통홀(131)이 형성될 수 있다. 관통홀(131)은 인쇄회로기판(133)에 형성될 수 있다.
서스펜션(140)은 일단이 렌즈부에 결합되고, 타단이 인쇄회로기판(133)에 형성된 관통홀(131)에 삽입되는 와이어이다. 서스펜션(140)은 인쇄회로기판(133)서스펜션(140)은 이미지 센서(120)의 중심축에 렌즈부(110)의 중심축이 일치되도록 렌즈부(110)의 기울기를 조절할 수 있다. 이 경우, 서스펜션(140)이 상하로 이동됨에 따라 렌즈부(110)의 기울기가 조절될 수 있다.
이미지 센서(120)의 중심선과 렌즈부(110)의 중심선 간에 틸트가 발생한 경우, 서스펜션(140)은 상하 이동하여 렌즈부(110)의 기울기를 조절함으로써 렌즈부(110)의 중심선을 이미지 센서(120)의 중심선에 일치되도록 맞출 수 있다.
렌즈부(110)가 프레임(111) 내부에 수용되는 경우, 서스펜션(140)은 프레임(111)에 결합될 수 있다. 이 경우, 서스펜션(140)의 일단은 프레임(111)에 연결될 수 있다. 서스펜션(140)은 상하로 이동하여 프레임(111)을 상하로 이동시킬 수 있다. 이 경우, 서스펜션(140)은 프레임(111)의 기울기를 조절할 수 있으며, 이에 따라 렌즈부(110)의 기울기를 조절할 수 있다.
프레임(111)의 상단에는 외측으로 돌출되는 돌출부(112)가 형성될 수 있다. 이 경우, 서스펜션(140)은 상기 돌출부(112)에 결합될 수 있다. 또한, 서스펜션(140)은 프레임(111)의 둘레를 따라 복수로 형성될 수 있다. 즉, 복수의 서스펜션(140)이 돌출부(112)에 형성될 수 있다. 돌출부(112)에 서스펜션(140)이 형성되는 경우, 서스펜션(140)이 직선의 형상을 가질 수 있다.
서스펜션(140)은 렌즈부(110)가 인쇄회로기판(133)에 이격되도록 지지할 수 있다. 렌즈부(110)가 프레임(111) 내에 수용되는 경우, 서스펜션(140)은 프레임(111)이 인쇄회로기판(133)에 이격되도록 프레임(111)을 지지하여 프레임(111)을 부상시킬 수 있다.
도 2를 참조하면, 고정부재(150)는 관통홀(131)에 삽입되어 서스펜션(140)을 고정하는 부품이다. 이 경우, 고정부재(150)는 관통홀(131)에 억지끼움결합이 될 수 있다. 즉, 서스펜션(140)이 상하 이동 되어 이미지 센서(120)와 렌즈부(110)의 틸트를 보정한 경우, 고정부재(150)가 서스펜션(140)의 위치를 고정하게 되어 틸트 보정 상태가 유지될 수 있다.
고정부재(150)는 곡면을 구비할 수 있다. 예를 들어, 고정부재(150)는 구 형상 또는 원기둥 형상일 수 있다. 곡면을 구비하는 고정부재(150)는, 서스펜션(140)의 상하 이동 시, 관통홀(131) 내측벽을 따라 회전 가능할 수 있다. 이 경우, 서스펜션(140)의 이동과 고정이 모두 용이하게 이루어질 수 있다.
도 3 및 도 4에는, 서스펜션(140)과 고정부재(150)를 이용하여 틸트가 보정되는 상태가 도시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이미지 센서(120)가 인쇄회로기판(133) 상에 경사지게 실장된 결과, 이미지 센서(120)와 렌즈부(110)의 중심선이 불일치하는 틸트 현상이 발생하였다. 이 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 서스펜션(140)은 상하로 이동되어 렌즈부(110)의 기울기를 조절하게 된다. 그 결과, 렌즈부(110)의 중심선은 이미지 센서(120)의 중심선에 일치하게 되며, 틸트가 보정된다.
한편, 서스펜션(140)이 상하로 이동되는 동안, 고정부재(150)는 관통홀(131) 내부에서 미세한 이동이 발생하며, 서스펜션(140)의 이동이 멈추게 되면, 고정부재(150)는 서스펜션(140)을 고정하게 된다.
제1 구동부(160)는 손떨림을 보상하기 위하여 렌즈부(110)를 이동시키는 구동부이다. 제1 구동부(160)는 렌즈부(110)를 광축 방향에 대해 수평으로 이동시킬 수 있다. 제1 구동부(120)는 VCM(Voice Coil Motor) 액추에이터일 수 있다.
이 경우, 제1 구동부(160)는 렌즈부(110) 외측에 형성되는 마그네트(161)와 하우징(132) 내에 형성되는 제1 코일(162)을 포함할 수 있다. 마그네트(161)와 제1 코일(162) 간의 상호작용에 의하여, 프레임(111)이 광축 방향에 대해 수평으로 이동할 수 있다.
렌즈부(110)가 서스펜션(140)에 의하여 부상되도록 지지되는 경우, 제1 구동부(160)에 의하여 렌즈부(110)는 용이하게 좌우로 이동될 수 있다. 여기서, 서스펜션(140)은 두 가지의 역할을 동시에 수행하게 된다. 즉, 서스펜션(140)은 렌즈부(110)를 부상시켜 제1 구동부(160)의 구동을 도와줄 뿐만 아니라, 렌즈부(110)의 기울기를 조절하여 틸트를 보상할 수 있게 된다.
이처럼, 하나의 부품이 다양한 기능을 가지게 되면, 불필요한 부품이 생략될 수 있으므로 비용이 절감될 수 있다.
한편, 제2 구동부(163)는 자동으로 초점을 조절하기 위하여 렌즈부(110)를 광축 방향으로 이동시키는 구동부이다. 제2 구동부(163)는 VCM 액추에이터일 수 있다. 이 경우, 제2 구동부(163)는 렌즈부(110) 외측의 마그네트(161)와 렌즈부(110)에 결합된 제2 코일(164)을 포함할 수 있다. 마그네트(161)와 제2 코일(164)의 상호작용에 의하여, 렌즈부(110)는 광축 방향으로 이동되어 초점을 조절할 수 있다.
제2 구동부(163)를 포함하는 경우, 서스펜션(140)은 전도성 재질로 이루어질 수 있다. 이 경우, 서스펜션(140)은 인쇄회로기판(133)으로부터 전원을 공급받아 제2 구동부(163)의 제2 코일(164)로 전달할 수 있다. 즉, 서스펜션(140)이 도선의 역할을 하게 되며, 서스펜션(140)과 렌즈부(110)로 전원이 순차적으로 공급될 수 있다. 이러한 경우, 서스펜션(140)은 더욱 다양한 기능을 수행하게 된다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈은, 렌즈부(110), 이미지 센서(120), 지지부(130), 서스펜션(140) 및 고정부재(150)를 포함할 수 있다. 여기서, 인쇄회로기판(133)과 하우징(132)을 포함할 수 있다.
렌즈부(110), 이미지 센서(120), 서스펜션(140) 및 고정부재(150)에 대한 설명은 상술한 바와 같다. 본 실시예에서는, 지지부(130)의 관통홀(131)이 하우징(132)에 형성되며, 서스펜션(140)은 하우징(132)의 관통홀(131)에 삽입될 수 있다.
즉, 고정부재(150)는 하우징(132)의 관통홀(131)에 삽입되어 서스펜션(140)의 위치를 고정할 수 있다.
도 5에는 관통홀(131)이 하우징(132)에만 형성되는 실시예가 개시되어 있다. 그러나 관통홀(131)은 하우징(132)과 인쇄회로기판(133)에 모두 형성될 수 있으며, 고정부재(150)도 하우징(132)과 인쇄회로기판(133)의 관통홀(131) 모두에 삽입될 수 있다. 즉, 관통홀(131)은 하우징(132)과 인쇄회로기판(133) 중 적어도 어느 하나에 형성될 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈에 대하여 설명하였다. 다음으로 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 틸트 보정 방법에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 틸트 보정 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(100)의 틸트 보정 방법은, 서스펜션(140)을 관통홀(131)에 삽입하는 단계(S110), 고정부재(150)를 관통홀(131)에 삽입하는 단계(S120) 및 서스펜션(140)을 상하로 이동시켜 렌즈부(110)의 기울기를 조절하는 단계(S130)를 포함할 수 있다.
서스펜션(140)을 관통홀(131)에 삽입하는 단계(S110)는, 이미지 센서(120)를 지지하는 지지부(130)의 관통홀(131)에 렌즈부(110)에 연결된 서스펜션(140)을 삽입하는 단계이다.
고정부재(150)를 관통홀(131)에 삽입하는 단계(S120)는, 관통홀(131) 내부에 삽입된 서스펜션(140)을 고정시키도록, 관통홀(131)에 억지끼움결합되는 고정부재(150)를 관통홀(131)에 삽입하는 단계이다.
서스펜션(140)을 상하로 이동시켜 프레임(111)의 기울기를 조절하는 단계(S130)는, 렌즈부(110)의 중심선이 상기 이미지 센서(120)의 중심선에 일치되도록, 서스펜션(140)을 상하로 이동시켜 렌즈부(110)의 기울기를 조절하는 단계이다.
이 경우, 틸트가 보정된 후에는, 관통홀(131)에 억지끼움결합된 고정부재(150)에 의하여 서스펜션(140)은 고정될 수 있다.
한편, 서스펜션(140)을 상하로 이동시켜 렌즈부(110)의 기울기를 조절하는 단계(S130)에서는 서스펜션(140)의 상하 이동 시, 고정부재(150)가 관통홀(131) 내측벽을 따라 회전하며 이동할 수 있다.
즉, 고정부재(150)가 곡면을 가지는 경우, 고정부재(150)는 관통홀(131) 내측벽을 따라 회전할 수 있다. 이 경우, 서스펜션(140)의 이동과 고정이 동시에 용이해질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 의하면, 서스펜션이 고정부재에 의하여 고정되는 상태에서 미세하게 이동이 가능하므로 틸트를 용이하고 정확하게 보정할 수 있게 된다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 카메라 모듈
110: 렌즈부
111: 프레임
112: 돌출부
120: 이미지 센서
130: 지지부
131: 관통홀
132: 하우징
133: 인쇄회로기판
140: 서스펜션
150: 고정부재
160: 제1 구동부
161: 마그네트
162: 제1 코일
163: 제2 구동부
164: 제2 코일
170: 적외선 필터

Claims (12)

  1. 렌즈부;
    상기 렌즈부 하측에 배치되는 이미지 센서;
    상기 이미지 센서를 지지하는 지지부;
    일단이 상기 렌즈부에 결합되고 타단이 상기 지지부에 형성된 관통홀에 삽입되어, 상기 이미지 센서의 중심축에 상기 렌즈부의 중심축이 일치되도록 상기 렌즈부의 기울기를 조절하는 서스펜션; 및
    상기 서스펜션의 위치를 고정하도록 상기 관통홀에 억지끼움결합되는 고정부재를 포함하는 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 이미지 센서가 실장되는 인쇄회로기판; 및
    상기 렌즈부를 수용하도록 상기 인쇄회로기판 상에 결합되는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 관통홀은 상기 인쇄회로기판 또는 상기 하우징 중 적어도 어느 하나에 형성되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 서스펜션은 상기 렌즈부를 상기 하우징에 이격되게 지지하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 하우징 내부에는, 손떨림을 보상하기 위하여 상기 서스펜션에 의하여 지지되는 상기 렌즈부를 이동시키는 제1 구동부를 더 포함하는 카메라 모듈.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 하우징 내부에는, 자동으로 초점을 조절하기 위하여 상기 렌즈부를 이동시키는 제2 구동부를 더 포함하는 카메라 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 서스펜션은 전도성 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 고정부재는, 상기 서스펜션의 이동 시, 상기 관통홀 내측벽을 따라 회전 가능하도록 곡면을 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  9. 이미지 센서를 지지하는 지지부의 관통홀에 렌즈부에 연결된 서스펜션을 삽입하는 단계;
    상기 관통홀에 억지끼움결합되는 고정부재를 상기 관통홀에 삽입하는 단계; 및
    상기 렌즈부의 중심선이 상기 이미지 센서의 중심선에 일치되도록, 상기 서스펜션을 이동시켜 상기 렌즈부의 기울기를 조절하는 단계를 포함하는 카메라 모듈 틸트 보정 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 이미지 센서가 실장되는 인쇄회로기판; 및
    상기 렌즈부를 수용하도록 상기 인쇄회로기판 상에 결합되는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 틸트 보정 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 관통홀은 상기 인쇄회로기판 또는 상기 하우징 중 적어도 어느 하나에 형성되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 틸트 보정 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 렌즈부의 기울기를 조절하는 단계에서는,
    상기 서스펜션의 이동 시, 상기 고정부재가 상기 관통홀 내측벽을 따라 회전하며 이동하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 틸트 보정 방법.
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