KR101779817B1 - 휴대단말기용 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초점 조절기능을 갖는 휴대단말기용 카메라 모듈로서, 카메라의 초점을 조절할 때 렌즈의 흔들림과 렌즈 광축의 틀어짐을 최소화할 수 있는 휴대단말기용 카메라 모듈에 관한 것이다.
본 발명의 휴대단말기용 카메라 모듈은, 수용공간이 형성되는 고정부; 렌즈가 장착되고 상기 수용공간에서 상기 렌즈의 광축방향을 따라 이동하는 이동부; 상기 고정부와 이동부 사이에 배치되어 상기 이동부의 이동을 안내하는 가이드롤러; 및 상기 이동부를 이동시키기 위한 동력을 발생시키는 구동부를 포함하고, 상기 가이드롤러는 양단으로부터 중심부로 갈수록 지름이 점점 작아지는 형상으로 형성되어 중심부의 둘레에 안내홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

휴대단말기용 카메라 모듈{Camera module for portable device}

본 발명은 초점 조절기능을 갖는 휴대단말기용 카메라 모듈로서, 카메라의 초점을 조절할 때 렌즈의 흔들림과 렌즈 광축의 틀어짐을 최소화할 수 있는 휴대단말기용 카메라 모듈에 관한 것이다.

최근 이동통신기술이 발전함에 따라 스마트폰 등과 같은 휴대단말기에는 소형 및 경량화된 카메라 모듈이 개발되어 적용되고 있다.

이러한 휴대단말기용 카메라 모듈은 렌즈계와, 렌즈계를 광축방향으로 이동시켜 초점을 조절하는 구동력을 제공하는 렌즈 구동부와, 렌즈계를 통해 입사되는 광을 촬상하여 화상신호로 변환하는 이미지 센서 등으로 구성되는 것이 일반적이다. 그리고 휴대단말기에 적용되는 카메라 모듈은 자동 초점 조절기능, 줌 기능, 손떨림 보정기능 등이 구비되고 있다.

공개특허공보 제10-2015-0083053호에는 고성능 및 소형화된 카메라 모듈이 개시되어 있다. 도 1은 종래의 카메라 모듈을 대각선 방향으로 절단하여 나타낸 절개 사시도이고, 도 2는 종래의 카메라 모듈의 단면도이다.

종래의 카메라 모듈은 렌즈 배럴(13)과, 상기 렌즈 배럴(13) 내에 배치되는 렌즈와, 상기 렌즈 배럴(13)을 구비한 렌즈 배럴 캐리어(14)를 포함한다.

종래의 카메라 모듈의 렌즈 배럴 캐리어(14)는 한 쌍의 가이드 장치에 의해 광축을 따라서 가이드되고, 렌즈 배럴(13)은 자동초점 구동부에 의해 광축을 따라서 이동하여 렌즈 초점을 조절한다. 그리고 한 쌍의 가이드 장치는 다수개의 볼 베어링(b1)을 포함한다.

그러나 종래의 카메라 모듈의 렌즈 배럴 캐리어(14)는 볼 베어링(b1)에 의해 가이드됨으로써, 렌즈 배럴(13) 및 렌즈 배럴 캐리어(14)가 자동초점 구동부에 의해 광축을 따라 이동할 때, 볼 베어링(b1)의 형상적 특성에 의해 회전방향이 일정하게 제한되지 않고 볼 베어링(b1)이 광축의 수직방향으로 유동할 수 있기 때문에 광축이 틀어져 이미지 센서의 중심과 어긋날 우려가 있다. 이러한 이유로 종래의 카메라 모듈은 고기능 및 고성능 카메라의 구현이 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 카메라의 초점을 조절할 때 렌즈의 흔들림과 렌즈 광축의 틀어짐을 최소화하여 정밀한 구동이 가능하고 초점 조절 성능을 향상시킬 수 있는 휴대단말기용 카메라 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 휴대단말기용 카메라 모듈은, 수용공간이 형성되는 고정부; 렌즈가 장착되고 상기 수용공간에서 상기 렌즈의 광축방향을 따라 이동하는 이동부; 상기 고정부와 이동부 사이에 배치되어 상기 이동부의 이동을 안내하는 가이드롤러; 및 상기 이동부를 이동시키기 위한 동력을 발생시키는 구동부를 포함하고, 상기 가이드롤러는 양단으로부터 중심부로 갈수록 지름이 점점 작아지는 형상으로 형성되어 중심부의 둘레에 안내홈이 형성된다.

그리고 상기 고정부에는 상기 렌즈의 광축방향과 나란한 고정레일부가 형성되고, 상기 이동부에는 상기 렌즈의 광축방향과 나란한 이동레일부가 형성되며, 상기 고정레일부와 이동레일부는 상기 가이드롤러를 중심으로 서로 마주하도록 위치하여 각각 상기 안내홈에 삽입된다.

그리고 상기 가이드롤러는 상기 렌즈의 광축방향을 따라 상하로 배치되는 제1 가이드롤러와 제2 가이드롤러를 포함하여 이루어지고, 상기 제1 가이드롤러와 제2 가이드롤러 사이에는 볼가이드가 배치되며, 상기 볼가이드는 상부가 상기 제1 가이드롤러에 형성된 안내홈에 삽입되고 하부가 상기 제2 가이드롤러에 형성된 안내홈에 삽입되어 상기 제1 가이드롤러 및 제2 가이드롤러의 회전방향과 반대방향으로 회전한다.

그리고 상기 볼가이드는 반지름이 상기 안내홈의 깊이보다 길고 지름이 상기 고정레일부와 이동레일부 사이의 거리보다 짧다.

그리고 상기 가이드롤러는 제3 가이드롤러를 더 포함하여 이루어지며, 상기 고정레일부는 상기 구동부를 중심으로 양측에 각각 형성되고, 상기 이동레일부는 상기 구동부를 중심으로 양측에 각각 형성되며, 상기 제1 가이드롤러와 제2 가이드롤러는 상기 구동부를 중심으로 어느 일측에 형성된 고정레일부와 이동레일부 사이에 위치하고, 상기 제3 가이드롤러는 상기 구동부를 중심으로 다른 일측에 형성된 고정레일부와 이동레일부 사이에 위치한다.

본 발명의 휴대단말기용 카메라 모듈은 카메라의 초점을 조절할 때 렌즈의 흔들림과 렌즈 광축의 틀어짐을 최소화하여 정밀한 구동이 가능하고 초점 조절 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 카메라 모듈을 대각선 방향으로 절단하여 나타낸 절개 사시도.
도 2는 종래의 카메라 모듈의 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 휴대단말기용 카메라모듈의 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 휴대단말기용 카메라 모듈의 일방향 분해사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 휴대단말기용 카메라 모듈의 타방향 분해사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 휴대단말기용 카메라 모듈의 평면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 가이드롤러의 사시도.
도 8은 도 3의 A-A선을 취하여 본 단면도.

본 발명은 초점 조절기능을 갖는 휴대단말기용 카메라 모듈에 관한 것으로서, 이미지 센서와 렌즈 사이의 거리를 조절하여 카메라의 초점을 조절할 때 렌즈의 흔들림과 렌즈 광축의 틀어짐을 최소화하여 정밀한 구동이 가능하고 초점 조절 성능을 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 휴대단말기용 카메라 모듈은 도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 고정부(100), 이동부(200), 가이드롤러(300), 구동부(400)로 이루어진다.

고정부(100)는 휴대단말기에 장착되고, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 이동부(200)가 삽입 배치되는 수용공간(110)이 형성된다. 이러한 고정부(100)에는 전방에 요크(120)가 장착되고, 수용공간(110)을 향하는 요크(120)의 내측면에는 구동부(400)의 구성요소 중 하나인 코일부(410)가 장착된다. 그리고 코일부(410)를 중심으로 양측에는 고정레일부(130a,130b)가 형성된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 고정레일부(130a,130b)는 수용공간(110)이 형성되어 있는 고정부(100)의 내측에서 렌즈(미도시)의 광축방향(O)과 나란하게 형성된다. 그리고 고정부(100)에는 커버(미도시)가 장착되어 고정부(100)의 상부를 덮는다.

이동부(200)는 수용공간(110)에서 렌즈의 광축방향(O)을 따라 이동하여 이미지 센서(미도시)와 렌즈(미도시) 사이의 거리를 조절한다. 그리고 이동부(200)에는 코일부(410)와 마주하는 전방에 마그네트부(420)가 장착되어 코일부(410)의 주위에 자기장을 형성한다. 마그네트부(420)는 코일부(410)와 함께 구동부(400)를 구성하는 구성요소이다. 그리고 도 4에 도시된 바와 같이, 이동부(200)에는 마그네트부(420)를 중심으로 양측에 렌즈의 광축방향(O)과 나란한 이동레일부(210a,210b)가 형성된다. 그리고 도 6에 도시된 바와 같이 고정레일부(130a,130b)와 이동레일부(210a,210b)는 가이드롤러(300)를 중심으로 서로 마주하도록 위치한다.

이하, 설명의 편의를 위하여, 구동부(400)를 중심으로 어느 일측에 서로 마주하도록 형성되어 있는 고정레일부와 이동레일부를 제1 고정레일부(130a) 및 제1 이동레일부(210a)라 하고, 구동부(400)를 중심으로 다른 일측에 서로 마주하도록 형성되어 있는 고정레일부와 이동레일부를 제2 고정레일부(130b) 및 제2 이동레일부(210b)라 한다.

가이드롤러(300)는 고정부(100)와 이동부(200) 사이에 배치되어 이동부(200)의 이동을 안내한다. 구체적으로 도 7에 도시된 바와 같이 가이드롤러(300)는 양단으로부터 중심부로 갈수로 지름이 점점 작아지는 형상으로 형성되어 중심부의 둘레에 안내홈(310)이 형성된다.

이러한 가이드롤러(300)는 동일한 형상의 세 개의 가이드롤러(300)로 이루어진다. 각각의 가이드롤러(300)는 설명의 편의를 위하여 제1 가이드롤러(300a), 제2 가이드롤러(300b) 및 제3 가이드롤러(300c)로 구분한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 제1 가이드롤러(300a)와 제2 가이드롤러(300b)는 제1 고정레일부(130a)와 제1 이동레일부(210a) 사이에서 렌즈의 광축방향(O)을 따라 상하로 배치되고, 제1 가이드롤러(300a)와 제2 가이드롤러(300b) 사이에는 볼가이드(320)가 배치된다. 제1 가이드롤러(300a) 및 제2 가이드롤러(300b)를 중심으로 서로 마주하도록 배치된 제1 고정레일부(130a)와 제1 이동레일부(210a)는 서로 반대방향에서 제1 가이드롤러(300a) 및 제2 가이드롤러(300b)에 각각 형성되어 있는 안내홈(310a,310b)에 삽입된다.

볼가이드(320)는 상부가 제1 가이드롤러(300a)에 형성된 안내홈(310a)에 삽입되고 하부가 제2 가이드롤러(300b)에 형성된 안내홈(310b)에 삽입되어, 이동부(200)의 이동시에 제1 가이드롤러(300a) 및 제2 가이드롤러(300b)의 회전방향과 반대방향으로 회전한다. 구체적으로 구 형태의 볼가이드(320)는 반지름이 안내홈(310)의 깊이보다 길고 지름이 제1 고정레일부(130a)와 제1 이동레일부(210a) 사이의 거리보다 짧다.

제3 가이드롤러(300c)는 제2 고정레일부(120b)와 제2 이동레일부(210b) 사이에 위치한다. 그리고 제3 가이드롤러(300c)를 중심으로 서로 마주하도록 배치된 제2 고정레일부(130b)와 제2 이동레일부(210b)는 서로 반대방향에서 제3 가이드롤러(300c)에 형성되어 있는 안내홈(310c)에 삽입된다.

상술한 바와 같이 본 실시예에서는 구동부(400)를 중심으로 양측의 가이드롤러(300a,300b,300c)의 구조를 달리하였지만, 양측에 동일하게 제1 가이드롤러(300a), 제2 가이드롤러(300b), 볼가이드(320) 구조를 적용하거나 또는 양측에 동일하게 제3 가이드롤러(300c)만을 적용할 수도 있다. 이와 같이 단일 또는 복수의 가이드롤러(300)를 다양한 구조로 배열하여 적용할 수 있다.

구동부(400)는 이동부(200)를 이동시키기 위한 동력을 발생시킨다. 전술한 바와 같이 구동부(400)는 코일부(410)와 코일부(410) 주위에 자기장을 형성하는 마그네트부(420)로 이루어진다. 이에 따라 코일부(410)에 전류가 형성되면 이동부(200)를 이동시키기 위한 구동력이 발생한다. 그리고 마그네트부(420)와 요크(120) 사이에 발생하는 인력에 의해 고정부(100), 가이드롤러(300), 이동부(200)가 서로 밀착된 상태로 유지된다.

본 실시예에서는 고정부(100)에 코일부(410)를 장착하고 이동부(200)에 마그네트부(420)를 장착하였지만, 다양한 실시예에 따라 고정부(100)에 마그네트부(420)를 장착하고 이동부(200)에 코일부(410)를 장착할 수도 있다.

다음은 상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 휴대단말기용 카메라 모듈의 작동구조에 대하여 자세히 설명한다.

먼저, 고정부(100)의 수용공간(110)에 이동부(200)가 배치되고, 고정부(100)와 이동부(200) 사이에 제1 내지 제3 가이드롤러(300a,300b,300c)가 배치된다. 그리고 마그네트부(420)와 요크(120) 사이에 발생하는 인력에 의해 이동부(200)가 제1 내지 제3 가이드롤러(300a,300b,300c)를 고정부(100) 방향으로 가압함으로써 서로 밀착된 상태로 유지된다.

이에 따라 제1 고정레일부(130a)는 제1 가이드롤러(300a)와 제2 가이드롤러(300b)에 형성되어 있는 안내홈(310a,310b)에 삽입되고, 제1 이동레일부(210a)는 제1 고정레일부(130a)의 반대편에서 제1 가이드롤러(300a)와 제2 가이드롤러(300b)에 형성되어 있는 안내홈(310a,310b)에 삽입된다. 그리고 볼가이드(320)는 제1 가이드롤러(300a)와 제2 가이드롤러(300b) 사이에 배치되어 제1 가이드롤러(300a)와 제2 가이드롤러(300b)를 상하방향으로 이격시킨다. 이때, 도 8에 도시된 바와 같이, 볼가이드(320)의 상부 일부는 제1 가이드롤러(300a)에 형성되어 있는 안내홈(310a)에 삽입되며, 볼가이드(320)의 하부 일부는 제2 가이드롤러(300b)에 형성되어 있는 안내홈(310b)에 삽입된다. 이에 따라 제1 가이드롤러(300a)와 제2 가이드롤러(300b)는 이동부(200)의 이동시에 동일한 방향으로 회전하고, 볼가이드(320)는 제1 가이드롤러(300a) 및 제2 가이드롤러(300b)의 회전방향과 반대방향으로 회전하게 된다.

또한, 제2 고정레일부(130b)와 제2 이동레일부(210b)는 제3 가이드롤러(300c)를 중심으로 서로 반대편에서 제3 가이드롤러(300c)에 형성되어 있는 안내홈(310c)에 삽입된다.

이후, 코일부(410)에 전류가 형성되면 구동력이 발생하여 이동부(200)가 렌즈의 광축방향(O)을 따라 이동하게 된다. 이동부(200)가 이동함에 따라 제1 및 제2 이동레일부(210a,210b)에 의해 제1 내지 제3 가이드롤러(300a,300b,300c)가 회전하면서 제1 및 제2 고정레일부(130a,130b)를 따라 이동하게 된다.

이와 같이 제1, 제2, 제3 가이드롤러(300a,300b,300c)에 형성된 안내홈(310a,310b,310c)에 제1 및 제2 고정레일부(130a,130b), 제1 및 제2 이동레일부(210a,210b)가 삽입된 상태로 이동부(200)가 렌즈의 광축방향(O)을 따라 이동함으로써, 이동부(200)가 이동할 때 이동부(200)의 흔들림을 최소화하고 렌즈의 광축이 틀어지는 것을 최소화할 수 있다. 즉 렌즈가 장착된 이동부(200)가 흔들리거나 이동부(200)가 이동하면서 렌즈의 광축이 틀어져 렌즈의 광축이 카메라의 이미지 센서의 중심과 어긋나는 것을 방지할 수 있다.

이에 따라 카메라의 초점을 조절할 때 렌즈의 흔들림과 렌즈 광축의 틀어짐을 최소화하여 카메라 모듈의 정밀한 구동이 가능하고 초점 조절 성능을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 휴대단말기용 카메라 모듈은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

100 : 고정부, 110 : 수용공간, 120 : 요크, 130a : 제1 고정레일부, 130b : 제2 고정레일부,
200 : 이동부, 210a : 제1 이동레일부, 210b : 제2 이동레일부,
300 : 가이드롤러, 310 : 안내홈, 320 : 볼가이드,
400 : 구동부, 410 : 코일부, 420 : 마그네트부,

Claims (5)

1. 수용공간이 형성되는 고정부; 렌즈가 장착되고 상기 수용공간에서 상기 렌즈의 광축방향을 따라 이동하는 이동부; 상기 고정부와 이동부 사이에 배치되어 상기 이동부의 이동을 안내하는 가이드롤러; 및 상기 이동부를 이동시키기 위한 동력을 발생시키는 구동부를 포함하고,
   상기 가이드롤러는 양단으로부터 중심부로 갈수록 지름이 점점 작아지는 형상으로 형성되어 중심부의 둘레에 안내홈이 형성되며,
   상기 가이드롤러는 상기 렌즈의 광축방향을 따라 상하로 배치되는 제1 가이드롤러와 제2 가이드롤러를 포함하여 이루어지고,
   상기 제1 가이드롤러와 제2 가이드롤러 사이에는 볼가이드가 배치되며,
   상기 볼가이드는 상부가 상기 제1 가이드롤러에 형성된 안내홈에 삽입되고 하부가 상기 제2 가이드롤러에 형성된 안내홈에 삽입되어 상기 제1 가이드롤러 및 제2 가이드롤러의 회전방향과 반대방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 카메라 모듈.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 고정부에는 상기 렌즈의 광축방향과 나란한 고정레일부가 형성되고,
   상기 이동부에는 상기 렌즈의 광축방향과 나란한 이동레일부가 형성되며,
   상기 고정레일부와 이동레일부는 상기 가이드롤러를 중심으로 서로 마주하도록 위치하여 각각 상기 안내홈에 삽입되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 카메라 모듈.
3. 삭제
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 볼가이드는 반지름이 상기 안내홈의 깊이보다 길고 지름이 상기 고정레일부와 이동레일부 사이의 거리보다 짧은 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 카메라 모듈.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 가이드롤러는 제3 가이드롤러를 더 포함하여 이루어지며,
   상기 고정레일부는 상기 구동부를 중심으로 양측에 각각 형성되고,
   상기 이동레일부는 상기 구동부를 중심으로 양측에 각각 형성되며,
   상기 제1 가이드롤러와 제2 가이드롤러는 상기 구동부를 중심으로 어느 일측에 형성된 고정레일부와 이동레일부 사이에 위치하고,
   상기 제3 가이드롤러는 상기 구동부를 중심으로 다른 일측에 형성된 고정레일부와 이동레일부 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 카메라 모듈.

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