KR101880213B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 카메라 모듈은, 베이스, 요크 및 보빈을 가지는 보이스 코일 모터를 가지는 카메라 모듈로서, 상기 베이스와 보빈이 작동 중에 서로 충돌하지 않도록 상기 요크와 보빈 각각의 상측에 마련되며, 초기 위치에서 상기 보빈을 상기 베이스와 이격 된 위치에서 지지하는 지지유닛;을 포함한다.

Description

카메라 모듈{Camera Module}

본 발명은 보이스 코일 모터(VCM, Voice Coil Motor)가 적용된 오토포커스 카메라 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 카메라 모듈의 자동 초점 조절은 보이스 코일 모터를 이용한 렌즈 제어를 통해 구연할 수 있다.

보이스 코일 모터를 가지는 카메라 모듈은, 바닥면으로부터 복수 개의 구성요소들이 적층되어 구성된다. 즉, 제일 하부면에는 인쇄회로기판이 마련되어, 이곳에 이미지 센서가 설치되고, 상기 이미지 센서 상측에는 베이스의 개재 하에, 필터가 배치된다. 한편, 상기 베이스에는 하부 스프링에 의해 요크가 올려지고, 상기 요크의 상측에는 상측 스프링의 개재 하에 커버가 적층 결합된다. 한편, 상기 요크 내주면에는 외주면에 코일이 권선되고, 내부에 렌즈가 설치된 보빈이 적층 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는데, 이때, 상기 보빈의 상측과 하측은 상기 상측 및 하측 스프링에 의해 탄력적으로 지지된다. 한편, 상기 보빈의 바닥면은 상기 베이스와 접촉되도록 설치되는데, 이는 상기 보빈의 왕복 이동의 기준점을 베이스와 접촉된 상태로 설정하기 위함이다.

그런데, 이와 같은 구성에 따르면, 보빈의 왕복 이동을 수반하는 초점 조절동작에 따라 보빈과 베이스가 반복적으로 충돌하게 된다. 일반적으로 보빈과 베이스는 플라스틱과 글라스 파이버의 혼합물질을 이용하여 제조되므로, 이와 같은 반복적인 충돌은 미세한 파티클의 비산에 따른 이물을 형성하게 된다. 그런데, 이와 같이 보빈과 베이스의 충돌에 의해 발생된 이물은 가까운 위치에 배치된 필터를 오염시킬 수 있는데, 이와 같이 이물에 의해 필터가 오염되면, 이미지상에 옅은 원형의 상이나 검은 점이 발생하여 카메라 모듈의 불량을 야기할 수 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 보빈의 왕복이동에 따른 보빈과 베이스의 충격이 없는 카메라 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 카메라 모듈은, 베이스, 요크 및 보빈을 가지는 보이스 코일 모터를 가지는 카메라 모듈로서, 상기 베이스와 보빈이 작동 중에 서로 충돌하지 않도록 상기 요크와 보빈 각각의 상측에 마련되며, 초기 위치에서 상기 보빈을 상기 베이스와 이격 된 위치에서 지지하는 지지유닛;을 포함한다.

상기 지지유닛은, 상기 보빈 상단에, 상기 보빈의 이동방향에 수직한 방향으로 돌출되도록 형성된 플랜지; 및 상기 요크의 상단에, 상기 플랜지와 초기위치에서 접촉하도록 상기 플랜지와 평행한 방향으로 돌출 형성된 플랜지 지지리브;를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 플랜지 지지리브는, 상기 보빈의 왕복이동 시 서로 간섭되지 않는 것이 좋다.

상기 플랜지는, 상기 보빈의 상측면의 둘레가 환상으로 연장 형성되어 구성되거나, 상기 보빈의 상측면에 별도부재가 결합되어 구성될 수도 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메라 모듈은, 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판에 실장 되는 이미지 센서; 상기 인쇄회로기판 상측에 배치되며, 상기 이미지 센서와 대응되는 위치에 필터가 설치되는 베이스; 상기 베이스 상측에 배치되는 요크; 상기 요크 내측에 상기 요크의 내주면을 따라 왕복 이동 가능하게 배치되며, 외주면에 코일이 권선되는 보빈; 상기 요크 상측에 배치되는 커버; 상기 베이스와 요크 사이에 개재되어, 상기 보빈의 하부면을 지지하는 하측 탄성부재; 상기 요크와 커버 사이에 개재되어, 상기 보빈의 상부면을 탄력 지지하는 상측 탄성부재; 상기 요크와 하측 탄성부재 사이에 개재되는 스페이서; 상기 인쇄회로기판 상측에 결합되어, 상기한 부품들을 모두 덮어 카메라 모듈의 외부를 형성하는 쉴드 캔; 및 상기 요크와 보빈의 상단에 마련되며, 초기위치에서, 상기 보빈과 상기 베이스가 서로 접촉 및 충돌하지 않도록 상기 보빈을 지지하는 지지유닛;을 포함하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 필터와 멀리 떨어진 요크 상단부에 보빈의 기준위치 설정을 위한 플랜지가 연장 형성되므로, 보빈의 왕복이동에 따라 보빈과 플랜지가 충돌하여 이물이 발생하더라도, 이 이물이 필터를 오염시키는 것을 방지할 수 있다.

또한, 플랜지는 금속 재질로 형성되는 요크와 일체로 형성되므로, 플라스틱과 글라스 파이버의 혼합물로 구성된 보빈과의 충돌 시, 종래에 비해 작은 량의 이물이 발생되어 카메라 모듈의 오작동을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 보이스 코일 모터가 적용된 오토 포커스 카메라 모듈의 초기 상태를 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 도 1의 작동 상태로서, 초기 상태에서 보빈이 상측으로 상승한 상태를 도시한 도면이다.

이하 본 발명에 의한 카메라 모듈을 도면과 함께 설명한다.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 카메라 모듈은 인쇄회로기판(10), 이미지 센서(20), 베이스(30), 요크(40), 보빈(50), 커버(60), 하측 탄성부재(70), 상측 탄성부재(80) 및 쉴드 캔(90)으로 구성된다.

인쇄회로기판(10)의 상측에는 이미지 센서(20)가 실장되며, 상기 이미지 센서(20)와 대면되는 위치에는 상기 인쇄회로기판(10) 상측에 배치되는 베이스(30)의 개재 하에 필터(35)가 설치된다.

상기 베이스(30)의 상측에는 요크(40)가 설치되고, 상기 요크(40)의 내측에는 내부에 렌즈(51)가 설치된 보빈(50)이 도 1의 상하 방향(화살표 A 방향)으로 이동 가능하게 설치된다. 상기 보빈(50)의 외주면에는 코일이 권선되어, 요크(40)에 설치되는 미도시된 마그네트와의 상호 작용에 의해, 상기 보빈(50)을 왕복 이동시킬 수 있다.

상기 요크(40)의 상부에는 커버(60)가 결합된다. 상기 커버(60)는, 상기 렌즈(51)만을 통해 외부 이미지가 상기 이미지 센서(20)로 전달될 수 있도록, 상기 렌즈(51)와 대응되는 크기의 통공을 중앙에 구비한다.

한편, 상기 요크(40)와 베이스(30) 사이에는 하측 탄성부재(70)가 배치되고, 상기 하측 탄성부재(70)는 상기 보빈(50)과 연결되어, 상기 보빈(50)의 상하 방향 움직임을 탄력적으로 지지하며, 상기 요크(40)와 하측 탄성부재(70) 사이에는 스페이서(75)가 마련된다. 상기 스페이서(75)는 반드시 필요한 것은 아니며, 상기 베이스(30)의 형상을 변경하여, 스페이서(75)를 생략하는 것도 가능하다. 또한, 상기 하측 탄성부재(70)에는 상기 보빈(50)의 외주면에 권선된 코일(55)의 시작선과 끝선이 연결되어, 상기 코일(55)은 상기 하측 탄성부재(70)를 통해 상기 인쇄회로기판(10)과 전기적으로 연결된다.

또한, 상기 요크(40)와 커버(60) 사이에는 상측 탄성부재(80)가 개재되고, 상기 상측 탄성부재(80)는 상기 보빈(50)의 상단면과 연결되어, 상기 보빈(50)의 상하 방향 움직임을 탄력적으로 지지한다.

지지유닛(100)은 상기 요크(40)와 보빈(50)의 상측면에 마련되는 것으로, 보빈(50)의 초기위치를 규정하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 카메라 유닛의 지지유닛(100)은 플랜지(110), 플랜지 지지리브(120)를 포함하며, 상기 플랜지(110)의 하측에는 상기 플랜지 지지리브(120)와의 간섭을 피하기 위한 홈부(130)가 형성될 수 있다.

플랜지(110)는 상기 보빈(50)의 상측면에 일체로 형성될 수도 있고, 별도 부재로 제작되어 부착될 수도 있다. 바람직하게는, 상기 보빈(50)을 사출 성형하면서, 한 몸체로 형성하는 것이 좋다. 상기 플랜지(110)는 상기 보빈(50) 상단에, 상기 보빈(50)의 이동방향에 수직한 방향으로 돌출되도록 형성된다. 상기 플랜지(110)와 상측 탄성부재(80)가 연결되는 것이 좋으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 필요에 따라 상기 상측 탄성부재(80)는 상기 보빈(50)의 상측에 마련된 다른 위치에 연결될 수도 있다.

플랜지 지지리브(120)는 상기 요크(40)와 일체로 형성되며, 상기 요크(40)의 상측에 마련되어, 상기 플랜지(110)가 돌출 형성된 상기 보빈(50)의 초기 위치를 규정한다. 즉, 상기 플랜지(110)와 플랜지 지지리브(120)의 접촉으로 인해, 보빈(50)은 더 이상 베이스(30) 쪽으로 이동하지 못하므로, 플랜지(110)와 플랜지 지지리브(120)의 접촉상태가 초기 영점위치가 된다. 상기 플랜지 지지리브(120)는 상기 요크(40)의 둘레를 따라 연속적으로 돌출 형성될 수도 있으나, 요크(40)의 형상에 따라, 2개 이상이 상호 대칭되도록 마련되어, 상기 플랜지(110)를 지지하는 것이 바람직하다.

홈부(130)는 상기 플랜지 지지리브(120)가 보빈(50)과 간섭되지 않도록 상기 플랜지(110)의 하측에 상기 플랜지 지지리브(120)와 대응되는 위치에 일정 깊이를 가지는 트렌치 형상으로 마련된다. 하지만, 홈부(130)의 구성은 반드시 필요한 것은 아니며, 상기 플랜지 지지리브(120)의 길이를 적절히 조절하여, 상기 보빈(50)과 간섭되지 않도록 하면, 따로 마련할 필요는 없다.

이하, 본 발명에 의한 카메라 모듈의 동작을 도면과 함께 설명한다.

본 발명에 의한 카메라 모듈은 보이스 코일 모터를 이용하여 오토 포커싱 작업을 수행한다. 보이스 코일 모터는 마그네트의 자기장 및 마그네트와 마주하는 코일 블록으로부터 발생 된 자기장의 작용에 따라 발생된 힘을 이용하여 이미지 센서(20)와 렌즈(51) 사이의 간격을 조절한다.

전원이 인가되기 전, 보이스 코일 모터를 구성하는 상기 렌즈(51)가 설치된 보빈(50)은 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스(30)와 소정 거리 이격 되어 있다. 전원이 인가되면, 제어부의 제어 신호에 따라 상기 보빈(50)은 상하운동을 통해 렌즈(51)와 이미지 센서(20) 사이의 거리를 조절하는데, 이때, 상기 지지유닛(100)을 구성하는 플랜지(110)와 플랜지 지지리브(120)의 상호 간섭에 따라 상기 보빈(50)과 베이스(30)는 서로 접촉하지 않고, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 플랜지(110)와 플랜지 지지리브(120)가 이격되었다가, 다시 도 1과 같이 서로 접촉하는 동작을 반복하여 수행한다.

또한, 상기 접촉과 이격을 반복하는, 상기 플랜지(110)와 플랜지 지지리브(120)의 배치 위치는 상기 이미지 센서(20) 및 필터(35)와 멀리 떨어진, 요크(40)와 보빈(50)의 상단 측이다. 따라서, 보이스 코일 모터의 작동 중에, 플랜지(110)와 플랜지 지지리브(120)의 충돌이 발생하더라도, 이때, 발생하는 분진이나, 보빈(50)의 미세 파티클(파편) 등으로 이루어진 이물은, 필터(35)까지 전달되기 어려우므로, 종래와 같이 필터(35) 오염에 따른, 화질불량과 같은 카메라 유닛의 오작동을 방지할 수 있다.

또한, 일반적으로 합성수지와 글라스 파이버 재질의 혼합물로 구성되는 보빈(50)은 사출 성형 등을 통해 제조되므로, 플랜지(110)를 손쉽게 보빈(50)에 일체로 구성할 수 있고, 요크(40) 또한, 제조 단계에서, 상단부에 플랜지 지지리브(120)를 손쉽게 일체로 구성할 수 있으므로, 별도의 조립공정 부담 없이 사용 중인 제품에 설계 변경하여 적용하기 간편하다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

10; 인쇄회로기판 20; 이미지 센서
30; 베이스 40; 요크
50; 보빈 55; 코일
60; 커버 70; 하측 탄성부재
80; 상측 탄성부재 90; 쉴드 캔
100; 지지유닛 110; 플랜지
120; 플랜지 지지리브

Claims (11)

1. 하우징;
   상기 하우징 내에 배치되는 보빈;
   상기 보빈의 외주면에 권선되는 코일;
   상기 하우징에 배치되고, 상기 코일과 전자기적 상호 작용하는 마그네트;
   상기 하우징 위에 배치되는 커버;
   상기 하우징 아래에 배치되는 베이스;
   상기 하우징과 상기 커버 사이에 배치되고 상기 보빈의 상부에 연결되는 상측 탄성부재;
   상기 하우징과 상기 베이스 사이에 배치되고 상기 보빈의 하부에 연결되는 하측 탄성부재; 및
   상기 커버, 상기 하우징 및 상기 베이스를 내부에 수용하는 쉴드 캔을 포함하고,
   상기 보빈은 상기 보빈의 외주면에 권선되는 코일과 위로 이격되어 위치하고, 외측으로 돌출되어 형성되고, 적어도 일부가 상기 하우징의 위에 위치하여 상기 하우징과 수직 방향으로 오버랩되는 플랜지를 포함하고,
   상기 하우징은 내측으로 돌출되는 지지리브를 포함하고, 상기 지지리브는 상기 플랜지와 상기 코일 사이에 배치되고,
   상기 플랜지, 상기 지지리브 및 상기 코일은 적어도 일부에서 수직 방향으로 오버랩되고,
   상기 보빈은 상기 코일과 상기 플랜지 사이에 위치하고 상기 보빈의 상기 외주면에 형성되는 홈을 더 포함하고,
   상기 코일은 상기 하측 탄성부재와 전기적으로 연결되고, 상기 하측 탄성부재는 상기 쉴드 캔과 이격되는 보이스 코일 모터.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 베이스는 상기 보빈과 상기 하우징의 아래에 배치되고, 상기 하우징의 상면과 상기 플랜지의 하면이 접촉하여, 상기 보빈은 상기 베이스와 수직 방향으로 이격되는 보이스 코일 모터.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 상측 탄성부재는 상기 하우징의 위에 배치되고 상기 보빈의 상면과 연결되고, 상기 플랜지는 상기 보빈의 상단에 위치하는 보이스 코일 모터.
   
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 홈은 상기 보빈의 상측 이동 시, 상기 보빈의 외측면과 상기 지지리브가 간섭되는 것을 방지하는 보이스 코일 모터.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 보빈은 상기 코일이 배치되는 몸체를 더 포함하고, 상기 지지리브는 상기 몸체의 위에 배치되고 상기 몸체와 결합하는 보이스 코일 모터.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 플랜지는 상기 보빈의 이동 방향에 수직하게 돌출되고, 상기 지지리브는 상기 플랜지와 평행하도록 돌출되는 보이스 코일 모터.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 지지리브는 상기 하우징의 상단에 위치하는 보이스 코일 모터.
    
11. 하우징;
    상기 하우징 내에 배치되는 보빈;
    상기 하우징과 상기 보빈의 아래에 배치되는 기판;
    상기 기판에 배치되는 이미지 센서;
    상기 보빈 내에 배치되는 렌즈;
    상기 보빈의 외주면에 배치되는 코일;
    상기 하우징에 배치되고, 상기 코일과 대향하는 마그네트;
    상기 하우징 위에 배치되는 커버;
    상기 하우징 아래에 배치되는 베이스;
    상기 베이스에 배치되는 필터;
    상기 하우징과 상기 커버 사이에 배치되고 상기 보빈의 상부에 연결되는 상측 탄성부재;
    상기 하우징과 상기 베이스 사이에 배치되고 상기 보빈의 하부에 연결되는 하측 탄성부재; 및
    상기 커버, 상기 하우징 및 상기 베이스를 내부에 수용하고 하단이 상기 기판의 상면에 배치되는 쉴드 캔을 포함하고,
    상기 보빈은 상기 보빈의 외주면에 권선되는 코일과 위로 이격되어 위치하고, 외측으로 돌출되어 형성되고, 적어도 일부가 상기 하우징의 위에 위치하여 상기 하우징과 수직 방향으로 오버랩되는 플랜지를 포함하고,
    상기 하우징은 내측으로 돌출되는 지지리브를 포함하고, 상기 지지리브는 상기 플랜지와 상기 코일 사이에 배치되고,
    상기 플랜지, 상기 지지리브 및 상기 코일은 적어도 일부에서 수직 방향으로 오버랩되고,
    상기 보빈은 상기 코일과 상기 플랜지 사이에 위치하고 상기 보빈의 상기 외주면에 형성되는 홈을 더 포함하고,
    상기 코일은 상기 하측 탄성부재를 통해 상기 기판과 전기적으로 연결되고, 상기 하측 탄성부재는 상기 쉴드 캔과 이격되는 카메라 모듈.

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