KR101610324B1

KR101610324B1 - Camera module

Info

Publication number: KR101610324B1
Application number: KR1020090086458A
Authority: KR
Inventors: 이경환
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2009-09-14
Filing date: 2009-09-14
Publication date: 2016-04-07
Also published as: KR20110028843A

Abstract

본 발명은 이동렌즈를 상하로 움직이는 액추에이터와, 상기 액추에이터를 고정하고 내부에 다수개의 렌즈를 포함하는 배럴과, 상기 배럴의 하부에 위치하여 상기 배럴을 고정하는 홀더와, 상기 이동렌즈와 대향면이 개방되고 외부 충격을 방지하는 커버 및 상기 홀더와 커버 사이에 형성되는 완충부재를 포함하여 실리콘 코어, 이미지 센서 또는 IR필터 등의 핵심 부품의 파손을 방지하여 높은 신뢰성을 갖는 카메라 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to an image forming apparatus comprising an actuator for moving a moving lens up and down, a barrel holding the actuator and including a plurality of lenses therein, a holder positioned below the barrel to fix the barrel, And a buffer member formed between the holder and the cover to prevent breakage of core parts such as a silicon core, an image sensor, or an IR filter, thereby achieving high reliability.

MEMS 액추에이터, 커버, 완충부재, 실리콘 코어 MEMS actuator, cover, buffer member, silicon core

Description

Camera module {CAMERA MODULE}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, Micro electromechanical Systems 액추에이터(이하 'MEMS 액추에이터'라 함)를 포함하고 완충부재를 구비하여 외부 충격을 완화하는 카메라 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a camera module, and more particularly, to a camera module including a microelectromechanical system actuator (hereinafter, referred to as 'MEMS actuator') and having a buffer member to mitigate an external shock.

일반적으로 컴팩트한 카메라 모듈은 소형으로써 카메라폰, PDA 및 스마트폰 등 휴대용 이동통신 기기와 다양한 IT기기에 적용되고 있다.
이러한 카메라 모듈은 CCD나 CMOS 등의 이미지 센서를 주요 부품으로 제작되고 있으며, 화상의 크기를 조절하기 위하여 초점 조정이 가능하도록 제조되고 있다.
이때, 카메라 모듈은 복수의 렌즈를 포함하고, 구동원이 설치하여 각각의 렌즈를 이동시켜 그 상대거리를 변화시킴으로써 광학적인 초점 거리가 조절된다.
구체적으로 카메라 모듈은 광신호를 전기신호로 변환하는 이미지 센서, 상기 이미지 센서로 광을 집광시키는 렌즈와 IR필터, 이들을 내부에 포함하는 하우징 및 상기 이미지 센서의 신호를 처리하는 인쇄회로기판을 포함하고, 상기 렌즈는 보빈과 결합된 렌즈 배럴 내부에 부착되어 상기 이미지 센서 상에 위치되며, 구동원으로 음성코일모터(VCM)가 설치되어 상기 렌즈 배럴과 이미지 센서 사이의 간격이 조절된다
최근 기존의 음성코일모터(VCM) 대신 Micro electromechanical Systems을 활용한 MEMS 액추에이터를 사용하여 오토 포커스 기능을 수행하는 카메라 모듈에 대한 연구가 활발하나 MEMS 액추에이터의 실리콘 코어(웨이퍼)가 외부 충격에 약한 문제가 있다.
또한, MEMS 액추에이터는 하나 또는 두 장의 렌즈만을 상하로 이동시켜 초점을 조절하여야 하므로 필수적으로 하부 배럴에 다수의 고정렌즈를 구비하여야 하므로 액추에이터가 배럴에 고정되고, 배럴이 다시 홀더에 고정되는 2중 하우징 구조를 가지게 되어 충격에 약한 문제가 있다.
이에 본 발명자는 2중 하우징 구조의 카메라 모듈에 발생할 수 있는 충격을 완화하기 위하여 오랜 시간 시행착오를 거치며 연구한 결과 이러한 문제점을 해결하기에 이르렀다.Generally The compact camera module is small and is being applied to portable mobile communication devices such as camera phones, PDAs and smart phones and various IT devices.
Such a camera module is manufactured as a main component of an image sensor such as a CCD or a CMOS, and is manufactured so that the focus can be adjusted to adjust the image size.
At this time, the camera module includes a plurality of lenses, and the optical focal length is adjusted by moving the respective lenses by changing the relative distance by installing the driving source.
Specifically, the camera module includes an image sensor for converting an optical signal into an electrical signal, a lens and an IR filter for condensing the light to the image sensor, a housing including the optical sensor and a printed circuit board for processing signals of the image sensor , The lens is attached inside the lens barrel coupled with the bobbin and is positioned on the image sensor, and a voice coil motor (VCM) is installed as a driving source to adjust the distance between the lens barrel and the image sensor
Recently, research on camera module that performs autofocus function using MEMS actuator using Micro electromechanical system instead of VCM has been actively carried out, but the silicon core (wafer) of MEMS actuator is weak in external impact have.
In addition, since the MEMS actuator has to be provided with a plurality of fixed lenses on the lower barrel, it is necessary to move one or two lenses only up and down to adjust the focus so that the actuator is fixed to the barrel, and the barrel is again fixed to the holder. There is a problem of weak impact due to the structure.
Accordingly, the inventor of the present invention has studied for a long time trial and error in order to mitigate the impact that may occur in a camera module having a double-walled housing structure, and as a result, has solved such a problem.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 홀더와 커버 사이에 완충부재를 구비하여 외부 충격을 완화함으로써 신뢰성이 높은 카메라 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a highly reliable camera module by providing a buffer member between a holder and a cover to alleviate external impacts.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 이동렌즈를 상하로 움직이는 액추에이터; 상기 액추에이터를 지지하고 내부에 다수개의 렌즈를 포함하는 배럴; 상기 배럴을 고정하는 홀더; 상기 액추에이터, 배럴 및 홀더를 수용하고, 상기 이동렌즈와 마주보는 대향면이 개방된 커버; 및 상기 홀더와 커버 사이에 형성되는 완충부재;를 포함하고, 상기 이동렌즈와 상기 다수개의 렌즈의 거리 변화에 의해 초점을 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈은, 이동렌즈를 상하로 움직이는 액추에이터; 상기 액추에이터를 지지하고 내부에 다수개의 렌즈를 포함하는 배럴; 상기 배럴을 고정하는 홀더; 상기 액추에이터, 배럴 및 홀더를 수용하고, 상기 이동렌즈와 마주보는 대향면이 개방된 커버; 및 상기 홀더와 커버 사이에 형성되는 완충부재;를 포함하고, 상기 액추에이터는 실리콘 코어를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a camera module including: an actuator for moving a movable lens vertically; A barrel supporting the actuator and including a plurality of lenses therein; A holder for fixing the barrel; A cover accommodating the actuator, the barrel and the holder, the cover facing the moving lens; And a cushioning member formed between the holder and the cover, wherein the focus can be adjusted by changing the distance between the moving lens and the plurality of lenses.
According to another aspect of the present invention, there is provided a camera module including: an actuator for moving a moving lens up and down; A barrel supporting the actuator and including a plurality of lenses therein; A holder for fixing the barrel; A cover accommodating the actuator, the barrel and the holder, the cover facing the moving lens; And a buffer member formed between the holder and the cover, wherein the actuator may include a silicon core.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명은 커버와 홀더 사이의 완충부재에 의하여 충격으로부터 실리콘 코어를 보호하고, 이미지 센서나 IR필터 등의 핵심 부품의 파손을 방지하여 높은 신뢰성을 갖는 카메라 모듈의 제작을 가능하게 하는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to manufacture a camera module having high reliability by protecting the silicon core from impact by the buffer member between the cover and the holder and preventing damage to the core parts such as the image sensor and the IR filter. .

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한 본 출원에서 첨부된 도면은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소하여 도시된 것으로 이해되어야 한다.
이제 본 발명에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 배럴이 홀더에 수용되는 결합단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈은 이동렌즈(110)를 상하로 움직이는 액추에이터(150)와, 상기 액추에이터(150)를 고정하고 내부에 다수 개의 렌즈(120,130,140)를 포함하는 배럴(160)과, 상기 배럴(160)의 하부에 위치하여 상기 배럴(160)을 고정하는 홀더(170)와, 상기 이동렌즈(110)와 대향면이 개방되고 외부 충격을 방지하는 커버(190); 및 상기 홀더(170)와 커버(190) 사이에 형성되는 완충부재(180);를 포함한다.
상기 이동렌즈(110)는 하면이 액추에이터(150)와 결합하여 액추에이터(150)에 의하여 상하로 이동하여 초점을 맞추게 된다.
이를 더욱 자세히 살펴보면 상기 액추에이터(150)는 일반적인 보빈에 코일이 감겨 전류가 흐르는 방향에 따라 플레밍의 왼손 법칙에 의하여 상하로 구동될 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니고 MEMS 액추에이터(150)가 사용될 수도 있다.
이러한 MEMS 액추에이터(150)는 기존의 코일 대신 실리콘 코어(웨이퍼)(미도시)를 사용하여 이동렌즈(110)를 상하로 이동시킬 수 있는데 상기 이동렌즈(110)의 하면이 실리콘 코어(미도시)와 결합하고 전압인가시 실리콘 코어(미도시)의 떨림 현상에 의하여 상하로 이동하게 되어 더욱 미세하게 이동렌즈(110)를 조정하여 오토 포커싱(Auto Focusing) 기능을 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 MEMS 액추에이터(150)에 의하여 하나의 이동렌즈(110)만을 조정하고 나머지 렌즈(120,130,140)는 고정되어 오토 포커싱(Auto Focusing)을 수행하도록 구성할 수 있다.
이러한 구성에 의하여 MEMS 액추에이터(150)를 구동하는 전류가 상대적으로 작아져 전력소모량에서 기존의 VCM(Voice Coil Motor) 방식의 액추에이터보다 뛰어난 장점이 있다.
상기 배럴(160)은 상기 MEMS 액추에이터(150)의 하부에 위치하여 상기 MEMS 액추에이터(150)를 고정하게 되고 내부에는 다수 개의 렌즈(120,130,140)를 포함하며, 상기 다수 개의 렌즈(120,130,140)는 앞서 설명한 바와 같이 이동렌즈(110)가 상하로 조절될 때 오토 포커싱(Auto Focusing)을 수행하는 것이다.
상기 홀더(170)는 상기 배럴(160)의 하부에 위치하여 상기 배럴(160)을 고정하는 역할을 하며, 따라서 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈은 도 2와 같이 MEMS 액추에이터(150)가 배럴(160)에 수용되고, 상기 배럴(160)이 다시 홀더(170)에 수용되는 2중 하우징 구조로 구성되어 있다.
상기 홀더(170)의 하면에는 이미지 센서(미도시)가 구성될 수도 있는데, 이러한 이미지 센서는 다수의 화소로 구성된 화소영역(미도시)과, 화소영역의 입출력 단자인 다수의 전극(미도시)으로 구성될 수 있고 이때, 다수의 전극은 각각 와이어 본딩(Wire bonding)장비를 이용하여 인쇄회로기판(미도시)의 전극과 전기적으로 연결된다.
상기 커버(190)는 상기 이동렌즈(110)와 대응되는 부분이 개방되어 있고, 상기 홀더(170)와 결합하여 외부의 충격을 완화하는 역할을 수행한다.
이때, 상기 홀더(170)와 배럴(160)의 사이에는 완충부재(180)가 형성될 수 있는데 이러한 완충부재(180)는 도 3과 같이 상기 홀더(170)의 외측면이 돌출되고 스프링(181)이 그 돌출부(171)에 고정되거나, 도 4와 같이 상기 홀더(170)의 외측면에 홈(172)이 형성되어 스프링(181)이 삽입 고정되어 완충 기능을 수행할 수도 있다.
이때, 상기 완충부재(180)는 홀더(170)와 커버(190) 사이에서 평행이 유지되도록 끼워 맞추는 방식(트램펄린 유형)으로 형성될 수 있다.
상기 완충부재(180)는 상기 커버(190)와 홀더(170) 사이에 고정되어 완충역할을 수행하는 것이면 모두 사용가능하다. 예를 들면 상기 스프링(181) 대신 판스프링(181)이 사용될 수도 있는 것이다.
이러한 완충부재(180)는 MEMS 액추에이터(150)의 실리콘 코어가 충격에 약하기 때문에 이를 완화시켜 불량률을 제거하기 위하는 기능을 수행한다. 그리고, 앞서 설명한 바와 같이 MEMS 액추에이터(150)가 배럴(160)에 수용되고, 배럴(160)이 홀더(170)에 고정되어 외부 충격에 더욱 민감한 단점을 보완하는 기능을 수행한다.
또한, 외부 충격을 제거함으로써 상기 MEMS 액추에이터(150)뿐 아니라 이미지 센서나 IR필터 등의 핵심 부품의 파손을 방지하여 높은 신뢰성을 갖는 카메라 모듈의 제작을 가능하게 하는 것이다.
위에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail.
It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms.
The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as a first component, and similarly, the first component may also be referred to as a second component.
It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, .
On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
In the present application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
Also, the drawings in the present application should be understood as being enlarged or reduced for convenience of description.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the drawings, wherein like or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional view of a camera module according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view of a camera module according to an embodiment of the present invention.
A camera module according to an embodiment of the present invention includes an actuator 150 for moving the movable lens 110 up and down, a barrel 160 fixed to the actuator 150 and including a plurality of lenses 120, 130, A holder 170 disposed at a lower portion of the barrel 160 to fix the barrel 160 and a cover 190 opened to face the moving lens 110 to prevent external impacts; And a buffer member 180 formed between the holder 170 and the cover 190.
The lower surface of the movable lens 110 is coupled with the actuator 150 and is moved up and down by the actuator 150 to focus.
In more detail, the actuator 150 may be driven up and down by the Fleming's left-hand rule according to the direction in which a coil is wound on a general bobbin and current flows, but the MEMS actuator 150 may also be used.
The MEMS actuator 150 can vertically move the moving lens 110 by using a silicon core (wafer) (not shown) in place of the conventional coil. The lower surface of the moving lens 110 is a silicon core (not shown) And moves up and down by a vibration of a silicon core (not shown) when a voltage is applied, so that the moving lens 110 can be finely adjusted to improve the auto focusing function.
At this time, the MEMS actuator 150 adjusts only one moving lens 110, and the remaining lenses 120, 130 and 140 are fixed and perform auto focusing.
With this configuration, the current for driving the MEMS actuator 150 is relatively small, which is advantageous over the conventional VCM (Voice Coil Motor) type actuator in power consumption.
The barrel 160 is positioned below the MEMS actuator 150 to fix the MEMS actuator 150 and includes a plurality of lenses 120, 130 and 140 therein. The plurality of lenses 120, 130, Similarly, when the movable lens 110 is adjusted up and down, auto focusing is performed.
2, the MEMS actuator 150 is mounted on the barrel 160 and the barrel 160 is fixed to the barrel 160. The holder 170 is positioned below the barrel 160 to fix the barrel 160. Accordingly, (160), and the barrel (160) is again housed in a holder (170).
An image sensor (not shown) may be formed on the lower surface of the holder 170. The image sensor includes a pixel region (not shown) composed of a plurality of pixels, a plurality of electrodes (not shown) And a plurality of electrodes are electrically connected to electrodes of a printed circuit board (not shown) using wire bonding equipment, respectively.
The cover 190 has a portion corresponding to the moving lens 110 and is coupled with the holder 170 to mitigate external impact.
A cushioning member 180 may be formed between the holder 170 and the barrel 160. The cushioning member 180 may have a structure in which the outer surface of the holder 170 protrudes and the spring 181 May be fixed to the protrusion 171 or a groove 172 may be formed on the outer surface of the holder 170 as shown in FIG. 4 so that the spring 181 is inserted and fixed to perform a buffering function.
At this time, the cushioning member 180 may be formed in a manner (trampoline type) in which the cushion member 180 is held in parallel between the holder 170 and the cover 190.
The buffer member 180 can be used as long as it is fixed between the cover 190 and the holder 170 to function as a buffer. For example, a plate spring 181 may be used instead of the spring 181.
Since the buffer member 180 is weak against the impact of the silicon core of the MEMS actuator 150, the buffer member 180 functions to eliminate the defective rate. As described above, the MEMS actuator 150 is housed in the barrel 160, and the barrel 160 is fixed to the holder 170 to compensate for the drawback that the MEMS actuator 150 is more sensitive to external impacts.
In addition, by removing the external impact, it is possible to manufacture a camera module having high reliability by preventing breakage of not only the MEMS actuator 150 but also core parts such as an image sensor and an IR filter.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. The appended claims are to be considered as falling within the scope of the following claims.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 배럴이 홀더와 결합하는 결합단면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 홀더의 외측면에 일 실시예에 의하여 탄성부재가 형성되는 확대단면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 홀더의 외측면에 또 다른 실시예에 의하여 탄성부재가 형성되는 확대단면도.
<< 도면의 주요 부호에 대한 설명>>
110: 이동렌즈 150: MEMS 액추에이터
160: 배럴 170: 홀더
180: 완충부재 181: 스프링
190: 커버BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is an assembled cross-sectional view of a barrel of a camera module according to an embodiment of the present invention,
2 is a sectional view of a camera module according to an embodiment of the present invention,
FIG. 3 is an enlarged sectional view of an elastic member formed on an outer surface of a holder of a camera module according to an embodiment of the present invention,
4 is an enlarged cross-sectional view illustrating an elastic member formed on an outer surface of a holder of a camera module according to another embodiment of the present invention.
Description of the symbols of the drawings
110: Moving lens 150: MEMS actuator
160: barrel 170: holder
180: buffer member 181: spring
190: cover

Claims

An actuator for moving the moving lens up and down;

A barrel supporting the actuator and including a plurality of lenses therein;

A holder for fixing the barrel;

A cover accommodating the actuator, the barrel and the holder, the cover facing the moving lens; And

And a buffer member formed between the holder and the cover,

Wherein the focus is adjusted by a distance change between the moving lens and the plurality of lenses.

The method according to claim 1,

Wherein the actuator is a MEMS actuator including a silicon core.

The method according to claim 1,

Wherein the buffer member is a spring or a leaf spring.

The method of claim 3,

And one side of the holder protrudes to fix the spring or the leaf spring.