KR101845085B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보빈의 상하방향 이동을 효과적으로 가이드할 수 있으면서도 구조적으로 단순하여 생산성이 향상될 수 있는 카메라 모듈에 관한 것으로, 베이스, 외관을 형성하는 쉴드커버, 코일과 마그네트의 전자기적 상호작용에 의해 이동하도록 상기 베이스의 상측에 배치되는 보빈, 상기 보빈의 하단부를 탄성지지하도록 상기 베이스에 결합하는 스프링 및 상기 쉴드커버의 내주측에서 하방으로 연장된 원기둥 형상으로 이루어지고, 내부 공간에 보빈이 배치되는 요크부를 포함하고, 상기 요크부는 상기 쉴드커버와 일체로 이루어지고, 상기 요크부의 내주면은 상기 보빈의 외주측에 접촉하여 상하방향 이동을 가이드하는 카메라 모듈을 제공한다. 따라서, 간단한 구조로서 오토 포커스 기능의 오작동을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Description

카메라 모듈{CAMERA MODULE}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 보빈의 상하방향 이동을 효과적으로 가이드할 수 있으면서도 구조적으로 단순하여 생산성이 향상될 수 있는 카메라 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 디지털 카메라 모듈은 필름을 대신하여, CCD나 CMOS와 같은 이미지 센서를 사용하여 이미지를 촬영한다.

이미지 센서를 사용하는 카메라 모듈은 부피가 작고 성능이 우수하여 사진의 촬영이 가능한 모바일 장치, 모니터용 카메라나 자동차에 장착되는 감시 카메라 등 다양한 분야에 사용되고 있다.

특히 모바일 장치에 사용되는 카메라 모듈은 점점 다기능화, 소형화 및 경량화 되는 추세이다.

최근의 모바일장치에 사용되는 카메라 모듈은 자동 초점(Auto Focusing) 기능을 구비하게 되는데, 렌즈의 소형화 및 광학성능의 향상에 기인하여 카메라 모듈을 구성하는 장치들 또한 소형화의 요청에 부응하여야 한다.

상기한 자동 초점 기능을 위하여 보이스 코일 모터와 같은 구동 장치가 사용되는데, 소정 공간 내에서 상하방향으로 렌즈나 센서를 이동시킴으로써 자동으로 초점을 맞추는 기능을 수행한다. 또한, 흔들림 보정을 위해서 렌즈나 센서를 소정 방향으로 진동하거나 이동시키는 장치가 구비된다.

이러한 카메라 모듈에서 렌즈의 이동과정에서 복원력을 제공하기 위해 스프링이 사용된다.

도 1은 카메라 모듈의 스프링이 배치되는 모습을 나타내는 측단면도이다.

상기 카메라 모듈은 저부에 배치되는 베이스(10), 상기 베이스의 상측에 배치되는 요크(30), 상기 요크(30)의 내주측에서 이동하며 렌즈(미도시)를 내부에 수용하는 보빈(20) 및 외관을 형성하는 쉴드커버(40)로 이루어진다.

상기 보빈(20)은 마그네트(32)와 코일(31)의 전자기적 상호작용에 의하여 이동하며, 상기 보빈(20)의 상측 및/또는 하측은 스프링에 의하여 탄성지지된다.

상기 스프링은 일반적으로 보빈(20)의 상측과 하측을 각각 지지하는 상측스프링(14)과 하측스프링(13)으로 구분되고, 절단되고 절곡된 판재 형상으로 이루어진다.

상기 스프링(13,14)은 베이스(10)나 요크(30)에 고정되어 상기 보빈(20)의 상대적인 운동에 대해 탄성복원력을 제공한다.

오토포커싱 기능을 수행하기 위해서는 보빈(20)이 상하방향으로 정확하게 이동하여야 하는데, 이러한 상하방향 이송은 상기 코일과 마그네트의 전자기력과 스프링의 탄성력에 의해 결정된다.

그런데, 상기 보빈(20)은 스프링(13, 14)에 의해서만 상단부 및 하단부가 지지되기 때문에 이송 과정에서 불필요한 거동, 즉 측방향으로의 틸팅(tilting)이 발생하는 경우가 있고, 이러한 구조는 정확한 포커싱 기능에 장애요소로 작용하였다.

또한, 이러한 보빈(20)의 축방향 이송의 부정확성은 상하측에 각각 구비된 판스프링으로 인한 구조적인 문제점과 조립 공정 중의 변형 가능성에 의하여 더욱 심화된다.

한편, 최근 추세는 카메라 모듈이 더욱 소형화되고 렌즈 구경이 커짐에 따라 실제 카메라 모듈의 보이스 코일 모터가 차지할 수 있는 면적은 갈 수록 줄어들게 되고 종래에 비해 더욱 단순하면서도 컴팩트한 구조의 카메라 모듈에 대한 요청이 증가하고 있다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 보빈의 측방향 이동을 제한하면서도 정확하게 축방향으로 이동할 수 있는 구조를 가진 카메라 모듈을 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 작동 신뢰성을 가지면서도 구조적으로 단순하여 생산성이 향상될 수 있는 카메라 모듈을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명에 따른 카메라 모듈은, 베이스, 외관을 형성하는 쉴드커버, 코일과 마그네트의 전자기적 상호작용에 의해 이동하도록 상기 베이스의 상측에 배치되는 보빈, 상기 보빈의 하단부를 탄성지지하도록 상기 베이스에 결합하는 스프링 및 상기 쉴드커버의 내주측에서 하방으로 연장된 원기둥 형상으로 이루어지고, 내부 공간에 보빈이 배치되는 요크부를 포함하고, 상기 요크부는 상기 쉴드커버와 일체로 이루어지고, 상기 요크부의 내주면은 상기 보빈의 외주측에 접촉하여 상하방향 이동을 가이드하는 카메라 모듈을 제공한다. 따라서, 간단한 구조로서 오토 포커스 기능의 오작동을 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 카메라 모듈은, 상기 보빈은 외주면 하측에서 외주방향으로 돌출된 단턱부를 포함하고, 상기 요크부의 하단부는 상기 단턱부에 걸림됨으로써 상기 보빈의 상측으로의 이동을 제한하는 카메라 모듈을 제공한다. 따라서, 보빈의 정확한 이동거리를 보장할 수 있는 이점이 있다..

또한, 본 발명에 따른 카메라 모듈은, 상기 보빈의 외주면에서 상하방향으로 길게 돌출되어 형성된 복수의 리브를 더 포함하고, 상기 리브는 상기 요크부의 내주면을 따라 슬라이딩 하면서 상기 보빈의 상하방향 이동을 슬라이딩 가이드하는 카메라 모듈을 제공한다. 따라서, 마찰력이 최소화되면서도 슬라이딩 가이드가 정확하게 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 카메라 모듈은, 상기 리브는 상기 보빈의 외주면에서 원주방향으로 3개 이상이 등간격으로 배치되는 카메라 모듈을 제공한다. 따라서, 보빈의 이동과정에서 틸팅을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 카메라 모듈은, 상기 쉴드커버 및 요크부는 자성체로 이루어진 카메라 모듈을 제공한다. 따라서, 전자기력의 정확한 전달이 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 카메라 모듈은, 상기 코일은 상기 보빈의 외주측에 결합하고, 상기 쉴드커버는 상기 코일과 상기 보빈의 단턱부 상측의 외주면 사이의 공간에 상기 요크부가 하방으로 삽입되는 방식으로 결합되는 카메라 모듈을 제공한다. 따라서, 생산과정에서 효율성이 극대화되는 이점이 있다.

전술한 내용과 같이 구성된 본 발명에 따른 카메라 모듈은, 보빈의 외주면에 단턱부 및 리브가 형성되고, 쉴드커버와 일체로서 형성되는 요크부의 하단부 및 내주면이 각각 상기 단턱부와 리브와 함께 축방향 이동을 한정하면서 정확한 운동을 보장할 수 있는 구조를 가지기 때문에, 간단하고 컴팩트한 구조로서 카메라 모듈이 제공되면서도 정확한 오토 포커스가 가능한 효과가 있다.

도 1은 일반적인 카메라모듈의 분해 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 결합된 모습을 나타내는 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 카메라 모듈을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이다.

카메라 모듈은 하측으로부터 베이스(100), 베이스(100)의 상면에 안착되는 스프링(130), 상기 스프링(130)에 하단부가 지지되는 보빈(200), 보빈(200)을 상하운동하기 위하여 전자기적 상호작용을 하는 코일(310)과 마그네트(320) 및 외관을 형성하는 쉴드커버(400)로 이루어진다.

도 2에서는 코일(310)이 보빈(200)과 결합하고, 마그네트(320)가 쉴드커버(400) 또는 베이스(100)와 결합하는 예가 도시되지만, 상기 배치관계는 상호간에 변경될 수 있고, 코일(310)이 복수의 부재로 이루어져 각각 제어전류를 입력받도록 할 수도 있음은 물론이다.

상기 스프링(130)은 보빈(200)의 상하운동을 탄성지지하도록 절단되고 절곡된 판재로 이루어지는데, 외주측은 베이스(100)의 상면에 지지되고, 내주측은 보빈(200)의 하단부를 지지하게 된다.

상기 스프링(130)은 상기 코일(310)에 제어전류가 흐를 수 있도록 도전선의 역할을 하도록 구성할 수도 있다. 이 경우, 스프링(130)은 두 개 이상의 금속 판재로 이루어지는 것이 바람직하며, 베이스(100)의 하측으로 연장될 수 있도록 단자부가 더 배치될 수 있다. 이러한, 각각의 스프링(130)은 코일(310)과 전기적으로 연결된다.

이때, 상기 각각의 스프링(130)에서는 외부 제어전류를 입력받을 수 있도록 단자부(미도시)가 외부로 연장될 수 있다. 상기 단자부는 바람직하게는 베이스(100)에 결합되는 인쇄회로기판(미도시)에 연결될 수 있도록 하측으로 절곡된 형상으로 형성된다.

본 발명의 개념에서는 종래기술에서 상측스프링(도 1의 14)과 하측스프링(도 1의 13)이 각각 보빈의 상단부와 하단부를 지지하는 구조와 달리 하나의 스프링(130)이 보빈(200)의 하단부를 탄성지지하도록 배치된다.

그런데, 하나의 스프링(130)만이 배치되어 오토 포커스 기능을 수행하기 위해 상하 즉, 축방향으로 이동하는 경우 바람직하지 않은 틸팅(tilting)이 발생할 가능성이 있다.

특히, 상기한 바와 같이 스프링(130)이 두 개 이상의 금속 판재로 분리되어 있는 경우, 제어전류 입력에 따른 이동 과정에서 이러한 현상은 더욱 심화될 수 있다.

상기 보빈(200)의 틸팅을 방지하기 위해 보빈(200)의 외주측에는 상하방향 이동을 가이드할 수 있도록 요크부(410)가 배치된다.

상기 요크부(410)는 별도의 부재로 제작되어 베이스(100) 또는 쉴드커버(400)와 고정결합되도록 이루어질 수도 있지만, 이러한 경우 제조 공정의 증가에 따른 비효율성이 존재한다.

따라서, 본 발명의 개념에 따라 요크부(410)는 쉴드커버(400)와 일체로서 형성된다.

도 3은 본 발명에 다른 카메라 모듈의 결합된 모습을 나타내는 사시도이다.

도 3에서 요크부(410)는 쉴드커버(400)와 일체로 이루어지는데, 더욱 구체적으로는, 쉴드커버(400)는 중심부에 보빈(200)이 렌즈(미도시)를 수용하면서 상하방향으로 이송이 가능하도록 개구가 형성되고, 상기 개구로부터 하측으로 연장되어 대략 원기둥 형상의 요크부(410)가 형성된다.

상기 요크부(410)를 포함하는 쉴드커버(400)는 바람직하게는 자성체로 이루어진다.

이러한 개념에 따라, 요크부(410)의 내주측은 보빈(200)을 감싸는 형상으로 배치되고, 보빈(200)의 외주면의 일부분과 접촉함으로써 상하방향 이송을 가이드할 수 있게 된다.

그런데, 요크부(410)의 내주면 전체에 걸쳐서 보빈(200)의 외주면을 감싸면서 접촉하는 경우 상하방향 이송의 확실성은 보장될 수 있지만, 마찰력을 감소할 필요성이 제기된다.

따라서, 보빈(200)의 외주면에는 상기 요크부(410)의 내주면과 소정 부위에서만 접촉하면서 상하방향 이동을 가이드할 수 있도록, 축방향으로 길게 돌출된 형상의 복수의 리브(211)가 형성되는 개념이 제시된다.

상기 리브(211)는 보빈(200)의 외주면에서 축방향으로 길게 형성되고, 상호간에 원주상 등간격으로 배치되는 것이 바람직하다. 리브(211)의 단면의 형상은 호(arc) 또는 다각 기둥 형상 등 선택에 따라 이루어질 수 있고, 배치되는 개수는 정확한 슬라이딩 가이드를 위하여 3개 이상이 배치되는 것이 더욱 바람직하다.

상기한 바와 같이, 보빈(200)의 하측을 스프링(130)이 지지하고, 보빈(200)의 외주측으로는 쉴드커버(400)로부터 연장되어 형성되는 요크부(410)가 배치되며, 상기 보빈(200)의 외면에 형성된 복수의 리브(211)가 요크부(410)의 내주면에 접촉하면서 상하방향 이동을 슬라이딩하면서 가이드하기 때문에, 단순하고 컴팩트한 구조로서 정확한 오토 포커스 기능을 수행할 수 있는 카메라 모듈이 제공되는 것이다.

또한, 이러한 개념에 따라 종래기술에서 상하측에 각각 스프링이 배치되는 경우, 제조상의 공차, 조립상 또는 사용상의 변형 및 스프링 상호간의 편차 등의 요인에 의한 카메라 모듈의 성능 불량의 가능성을 최소화할 수 있는 이점이 있음에 유의하여야 한다.

한편, 상기 보빈(200)은 하단부에서만 스프링(130)에 안착되는 구조로 배치되기 때문에, 보빈(200)의 축방향 이동을 제한하면서 위치를 결정해줄 수 있도록 하기 위해 요크부(410)가 보빈(200) 이동의 스토퍼 역할을 하는 개념이 제시된다.

상기한 바와 같이 보빈(200)의 외주측의 좌우방향 유동은 요크부(410)의 내주면에 의하여 제한될 수 있고, 추가적으로 상측으로의 구동거리의 제한은 상기 요크부(410)의 하단부가 그 역할을 할 수 있도록 구성된다.

따라서, 상기 요크부(410)의 하단부가 걸림될 수 있도록 보빈(200)의 외주면 상에는 외주방향으로 돌출된 형상의 단턱부(210)가 형성된다. 바꾸어 말하면, 보빈(200)의 외주면에서 축방향으로 상측은 내주방향으로 단차진 형상으로 이루어지고, 상기 단차진 부위에는 상기한 리브(211)가 배치된다.

이러한 개념에 따라, 상기 요크부(410)의 내주면은 보빈(200)의 상측으로 형성된 단차진 부위에서 접촉하고, 하단부는 상기 단턱부(210)에 의해 걸림되어 보빈(200)의 상하방향 구동거리를 한정할 수 있게 된다.

상기 요크부(410)의 축방향 길이 및 단턱부(210)가 배치되는 높이는 보빈(200)의 구동거리를 고려하여 선택적으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 개념에 따른 구조를 가지는 카메라 모듈의 조립과정을 설명하면, 베이스(100)가 마련되면, 상측에 스프링(130)이 결합하고, 상기 스프링(130)의 상측으로는 보빈(200)이 지지된다. 상기 보빈(200)은 외주측에 코일(310)을 결합하고, 상기 코일(310)의 대향 부위에는 소정 간격 이격되어 마그네트(320)가 배치되는데,상기한 바와 같이 보빈(200)의 외주면에는 단턱부(210)가 돌출되어 형성되기 때문에 코일(310)과 보빈(200)의 외주면 상측에서는 소정 공간이 형성된다. 쉴드커버(400)는 카메라 모듈의 외면을 형성하면서도 내주측에 요크부(410)를 일체로 형성하기 때문에, 상기 공간으로 요크부(410)가 하방으로 삽입된다. 이때, 상기 요크부(410)의 내주면은 보빈(200)의 외주면에 형성되는 리브(211)에 접촉함으로써 보빈의 상하방향의 이동을 슬라이딩 가이드할 수 있게 된다.

상기와 같이 보빈(200)의 외주면에 단턱부(210) 및 리브(211)가 형성되고, 쉴드커버(400)와 일체로서 형성되는 요크부(410)의 하단부 및 내주면이 각각 상기 단턱부(210)와 리브(211)와 함께 축방향 이동을 한정하면서 정확한 운동을 보장할 수 있는 구조를 가지기 때문에, 간단하고 컴팩트한 구조로서 카메라 모듈이 제공되면서도 정확한 오토 포커스가 가능한 이점이 있다.

이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

100...베이스 130...스프링
200...보빈 210...단턱부
211...리브 310...코일
320...마그네트 400...쉴드커버
410...요크부

Claims (7)

1. 베이스;
   상판과, 상기 상판으로부터 연장되는 측판을 포함하는 쉴드커버;
   상기 쉴드커버의 안에 상하방향으로 이동가능하게 배치되는 보빈;
   상기 보빈에 배치되는 코일;
   상기 쉴드커버에 배치되고, 상기 코일과 대향하는 마그네트;
   상기 보빈의 하단부를 탄성지지하도록 상기 베이스에 결합하는 스프링; 및
   상기 쉴드커버의 내주측에서 하방으로 연장된 원통 형상으로 이루어지고, 내부 공간에 보빈이 배치되는 요크부;를 포함하고,
   상기 보빈은 원통형상으로, 외주면에 돌출되는 리브가 배치되는 제1영역과, 상기 제1영역의 하측에 배치되고, 반경방향 외측으로 단턱지게 돌출된 단턱부를 포함하는 제2영역을 포함하고,
   상기 코일의 하부는 상기 보빈의 상기 제2영역의 외주에 접촉되고, 상부는 상기 보빈의 상기 제1영역과 대향되도록 반경방향 외측으로 이격되게 배치되고,
   상기 요크부는 상기 쉴드커버와 일체로 형성되고, 상기 코일의 상부와 상기 보빈의 상기 제1영역 사이에 배치되어, 상기 요크부의 하단면이 상기 단턱부의 상면에 접촉되어 상기 보빈의 축방향 이동이 규제되고,
   상기 리브는 상기 보빈의 외주면에서 광축과 평행하도록 축방향으로 길게 연장 형성되어, 상기 리브가 상기 요크부의 내주면과 접촉되어 상기 보빈의 반경방향 이동이 규제되는 카메라 모듈.
   
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 각각의 리브는 상기 요크부의 내주면과 선접촉되는 카메라 모듈.
   
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 리브의 하단부는 상기 단턱부와 인접되고, 상단부는 상기 보빈의 상단부와 인접되게 형성되고,
   상기 리브는 상기 요크부의 내주면을 따라 슬라이딩 하면서 상기 보빈의 상하방향 이동을 슬라이딩 가이드하는 카메라 모듈.
   
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 리브는 상기 보빈의 외주면에서 원주방향으로 3개 이상이 등간격으로 배치되는 카메라 모듈.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 쉴드커버 및 요크부는 자성체로 이루어진 카메라 모듈.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 마그네트는 상기 코일의 외주와 동일한 곡률의 곡면을 포함하는 기둥형상이고,
   상기 마그네트의 일부 영역은 상기 쉴드커버의 상기 측판과 상기 요크부 사이에 배치되고, 나머지 영역은 상기 쉴드커버의 상기 측판과 상기 보빈의 상기 제2영역 사이에 배치되는 카메라 모듈.
   
7. 제2항에 있어서,
   상기 리브의 수평단면은 외측으로 볼록한 호(arc) 형상인 카메라 모듈.
   
   
   

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