KR102071925B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈 모듈에 입사되는 광의 입사량을 선택적으로 변경하도록 구성된 조리개 모듈을 렌즈 모듈과 결합시키고, 조리개 모듈에 구동력을 제공하는 코일부를 조리개 모듈의 외측에서 인쇄회로기판과 전기적으로 연결시킬 수 있다.

Description

카메라 모듈{Camera module}
본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.
최근에는 스마트 폰을 비롯하여 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대용 전자기기에 카메라 모듈이 기본적으로 채용되고 있다.
일반적인 디지털 카메라의 경우 촬영 환경에 따라 광의 입사량을 변화시키도록 기계식 조리개를 구비하고 있으나, 휴대용 전자기기와 같이 소형 제품에 이용되는 카메라 모듈의 경우에는 조리개를 별도로 구비하기 어렵다.
일 예로, 조리개를 구동시키기 위한 여러 부품들로 인하여 카메라 모듈의 무게가 무거워져 자동 초점 조정(Auto Focus) 기능이 저하될 수 있다.
또한, 조리개 자체에 조리개 구동을 위한 회로 연결부가 구비되는 경우에는 자동 초점 조정 시에 렌즈의 상하 이동에 따라 회로 연결부에 장력이 발생하여 자동 초점 조정 기능에 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은, 조리개 모듈을 통해 광의 입사량을 선택적으로 변경할 수 있도록 하고, 조리개 모듈을 장착하더라도 자동 초점 조정 기능의 성능이 저하되지 않도록 구성한 카메라 모듈을 제공하는 것이다.
또한, 조리개 모듈의 무게를 줄일 수 있는 카메라 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈 모듈에 입사되는 광의 입사량을 선택적으로 변경하도록 구성된 조리개 모듈을 렌즈 모듈과 결합시키고, 조리개 모듈에 구동력을 제공하는 코일부를 조리개 모듈의 외측에서 인쇄회로기판과 전기적으로 연결시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 조리개 모듈을 통해 광의 입사량을 선택적으로 변경할 수 있고, 조리개 모듈을 장착하더라도 자동 초점 조정 기능의 성능이 저하되지 않도록 할 수 있으며, 조리개 모듈의 무게를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 일부 분해 사시도이고,
도 4는 렌즈 모듈과 조리개 모듈의 분해 사시도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개 모듈의 사시도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개 모듈의 측면도이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개 모듈의 분해 사시도이고,
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개 모듈이 광의 입사량을 선택적으로 변경하는 모습을 도시한 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니한다.
예를 들어, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 구성요소의 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여 본 발명의 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 이동 통신 단말기, 스마트 폰, 태블릿 PC 등의 휴대가능한 전자기기에 장착될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈 모듈(200), 초점 조정부(500), 조리개 모듈(300), 조리개 구동부(400), 이미지 센서 모듈(600), 하우징(110) 및 케이스(120)를 포함한다.
렌즈 모듈(200)은 피사체를 촬영하는 복수의 렌즈를 구비하는 렌즈 배럴(210) 및 렌즈 배럴(210)과 결합하는 캐리어(220)를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 광축을 따라 렌즈 배럴(210)의 내부에 배치된다.
초점 조정부(500)는 렌즈 모듈(200)을 이동시키는 장치이다.
일 예로, 초점 조정부(500)는 렌즈 모듈(200)을 광축 방향으로 이동시킴으로써 초점을 조정할 수 있다.
초점 조정부(500)는 광축 방향으로 구동력을 발생시키는 마그네트(510)와 코일부(520)를 포함한다.
마그네트(510)는 렌즈 모듈(200)에 장착된다. 일 예로, 마그네트(510)는 캐리어(220)의 일면에 장착될 수 있다.
코일부(520)는 하우징(110)에 장착된다. 일 예로, 코일부(520)는 마그네트(510)와 대향하도록 배치된 코일(520a) 및 코일(520a)이 구비되는 기판(520b)을 포함하며, 기판(520b)은 하우징(110)에 장착된다.
마그네트(510)는 캐리어(220)에 장착되어 캐리어(220)와 함께 광축 방향(Z축 방향)으로 이동하는 이동부재이고, 코일(520a)은 기판(520b)에 구비된 고정부재이다.
코일(520a)에 전원이 인가되면, 마그네트(510)와 코일(520a) 사이의 전자기적 영향력에 의하여 캐리어(220)를 광축 방향으로 이동시킬 수 있다.
캐리어(220)에는 렌즈 배럴(210)이 장착되므로, 캐리어(220)의 이동에 의해 렌즈 배럴(210)도 캐리어(220)와 함께 광축 방향으로 이동된다.
캐리어(220)가 이동될 때, 캐리어(220)와 하우징(110) 사이의 마찰을 저감하도록 캐리어(220)와 하우징(110) 사이에 구름부재(130)가 배치된다. 구름부재(130)는 볼 형태일 수 있다.
구름부재(130)는 마그네트(510)의 양측에 배치된다.
기판(520b)에는 요크(550)가 장착된다. 일 예로, 요크(550)는 코일(520a)을 사이에 두고 마그네트(510)와 마주보도록 배치된다.
요크(550)와 마그네트(510) 사이에는 광축 방향에 수직한 방향으로 인력이 작용한다.
따라서, 요크(550)와 마그네트(510) 사이의 인력에 의해 구름부재(130)는 캐리어(220) 및 하우징(110)과 접촉 상태를 유지할 수 있다.
또한, 요크(550)는 마그네트(510)의 자기력이 집속되도록 하는 기능도 한다. 이에 따라, 누설 자속이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
일 예로, 요크(550)와 마그네트(510)는 자기 회로(Magnetic circuit)를 형성한다.
본 발명은 렌즈 모듈(200)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 사용한다.
따라서, 폐루프 제어를 위하여 위치 센서(530)가 필요하다. 위치 센서(530)는 홀 센서일 수 있다.
위치 센서(530)는 코일(520a)의 내측 또는 외측에 배치되며, 코일(520a)이 장착되는 기판(520b)에 장착될 수 있다.
또한, 위치 센서(530)는 초점 조정부(500)에 구동 신호를 제공하는 회로소자와 일체로 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 위치 센서(530)와 회로소자가 별개의 부품으로 각각 제공되는 것도 가능하다.
렌즈 모듈(200)은 하우징(110)에 수용된다.
일 예로, 하우징(110)은 상부와 하부가 개방된 형상이며, 하우징(110)의 내부 공간에 렌즈 모듈(200)이 수용된다.
하우징(110)의 하부에는 이미지 센서 모듈(600)이 배치된다.
케이스(120)는 하우징(110)의 외부면을 감싸도록 하우징(110)과 결합하며, 카메라 모듈의 내부 구성부품을 보호하는 기능을 한다.
또한, 케이스(120)는 전자파를 차폐하는 기능을 할 수 있다.
일 예로, 카메라 모듈에서 발생된 전자파가 휴대가능한 전자기기 내의 다른 전자부품에 영향을 미치지 않도록 케이스(120)가 전자파를 차폐할 수 있다.
또한, 휴대가능한 전자기기에는 카메라 모듈 이외에 여러 전자부품이 장착되므로, 이러한 전자부품에서 발생된 전자파가 카메라 모듈에 영향을 미치지 않도록 케이스(120)가 전자파를 차폐할 수 있다.
케이스(120)는 금속재질로 제공되어 인쇄회로기판에 구비되는 접지패드에 접지될 수 있으며, 이에 따라 전자파를 차폐할 수 있다.
이미지 센서 모듈(600)은 렌즈 모듈(200)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 장치이다.
일 예로, 이미지 센서 모듈(600)은 이미지 센서(610) 및 이미지 센서(610)와 연결되는 인쇄회로기판(630)을 포함할 수 있고, 적외선 필터(미도시)를 더 포함할 수 있다.
적외선 필터(미도시)는 렌즈 모듈(200)을 통해 입사된 광 중에서 적외선 영역의 광을 차단하는 역할을 한다.
이미지 센서(610)는 렌즈 모듈(200)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환한다. 일 예로 이미지 센서(610)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)일 수 있다.
이미지 센서(610)에 의해 변환된 전기 신호는 휴대가능한 전자기기의 디스플레이 유닛을 통해 영상으로 출력된다.
이미지 센서(610)는 인쇄회로기판(630)에 고정되며, 와이어 본딩에 의하여 인쇄회로기판(630)과 전기적으로 연결된다.
조리개 모듈(300)은 렌즈 모듈(200)에 입사되는 광의 입사량을 선택적으로 변경하도록 구성된 장치이다.
일 예로, 조리개 모듈(300)에는 서로 다른 크기를 갖는 복수의 입사공이 구비되고, 복수의 입사공 중 적어도 하나가 회전 가능하게 구비되어 촬영 환경에 따라 렌즈 모듈(200)에 입사되는 광의 입사량을 변경할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 일부 분해 사시도이고, 도 4는 렌즈 모듈과 조리개 모듈의 분해 사시도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 조리개 모듈(300)은 렌즈 모듈(200)과 결합하며, 렌즈 모듈(200)에 입사되는 광의 입사량을 선택적으로 변경할 수 있도록 구성된다.
고조도 환경에서는 상대적으로 적은 양의 광이 렌즈 모듈(200)에 입사되도록 할 수 있고, 저조도 환경에서는 상대적으로 많은 양의 광이 렌즈 모듈(200)에 입사되도록 할 수 있으므로, 다양한 조도 조건에서도 이미지의 품질을 일정하게 유지할 수 있다.
조리개 모듈(300)은 렌즈 모듈(200)과 결합하여 렌즈 모듈(200)과 함께 광축 방향으로 이동 가능하도록 구성된다.
따라서, 초점 조정 시에 렌즈 모듈(200)과 조리개 모듈(300) 사이의 거리가 변하지 않게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개 모듈의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개 모듈의 측면도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개 모듈의 분해 사시도이다.
또한, 도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개 모듈이 광의 입사량을 선택적으로 변경하는 모습을 도시한 도면이다.
먼저, 도 5 내지 도 7을 참조하면, 조리개 모듈(300)은 플레이트(310), 플레이트(310)와 결합하는 제1 조리개(320, 제1 블레이드), 제1 조리개(320, 제2 블레이드)에 대해 회전 가능하게 구비되는 제2 조리개(330) 및 제2 조리개(330)를 회전시키는 조리개 구동부(400)를 포함한다. 또한, 플레이트(310), 제1 조리개(320) 및 제2 조리개(330)를 커버하도록 구성된 커버(340)를 더 포함할 수 있다.
제1 조리개(320)에는 광이 통과하는 제1 입사공(321)이 구비되고, 제2 조리개(330)에는 광이 통과하는 제2 입사공(331)이 구비된다.
제1 입사공(321)의 직경과 제2 입사공(331)의 직경은 서로 다른 크기일 수 있다.
본 실시예에서는 조리개 모듈(300)에 직경이 다른 두 개의 입사공이 형성되는 것으로 설명하고 있으나, 입사공의 개수에 본 발명의 기술적 사상이 한정되는 것은 아니며, 조리개 모듈(300)은 크기가 다른 복수의 입사공을 가질 수 있다.
조리개 구동부(400)는 일 축을 따라 이동 가능하도록 플레이트(310)에 배치된 마그네트부(410) 및 마그네트부(410)와 대향하도록 하우징(110)에 배치된 코일부(420)를 포함한다.
코일부(420)는 마그네트부(410)와 마주보는 코일(420a) 및 코일(420a)이 구비된 기판(420b)을 포함하며, 기판(420b)은 하우징(110)에 장착된다. 기판(420b)은 인쇄회로기판(630)과 전기적으로 연결된다.
조리개 모듈(300)에 구동력을 제공하는 코일(420a)이 조리개 모듈(300)의 외측, 즉 카메라 모듈의 하우징(110)에 배치되므로, 조리개 모듈(300)의 무게를 줄일 수 있다.
또한, 조리개 모듈(300)에 구동력을 제공하는 코일(420a)이 고정부재인 하우징(110)에 배치되어 인쇄회로기판(630)과 전기적으로 연결되므로, 자동 초점 시에 렌즈 모듈(200)과 조리개 모듈(300)이 움직이더라도 조리개 구동부(400)의 코일부(420)에 영향을 미치지 않게 된다.
따라서, 자동 초점 조정 기능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
플레이트(310)에는 마그네트부(410)가 배치되는 가이드 홈(313)이 구비된다.
가이드 홈(313)의 길이는 마그네트부(410)의 길이보다 크게 형성되므로, 마그네트부(410)는 가이드 홈 내에서 일 축을 따라 이동될 수 있다.
마그네트부(410)는 코일부(420)와 마주보게 배치된 마그네트(410a) 및 마그네트(410a)가 부착된 마그네트 하우징(350)을 포함한다.
마그네트 하우징(350)에는 제1 조리개(320)와 제2 조리개(330)를 관통하는 제1 돌기부(351)가 구비된다.
제1 조리개(320)에는 제1 돌기부(351)가 통과하는 가이드 홀(323)이 형성되며, 가이드 홀(323)은 마그네트부(410)의 이동 방향으로 길이를 가질 수 있다.
따라서, 마그네트부(410)가 일 축을 따라 이동될 때 제1 돌기부(351)도 가이드 홀(323) 내에서 이동될 수 있으며, 제1 조리개(320)는 마그네트부(410)의 이동에 영향을 받지 않고 고정된 상태를 유지할 수 있다.
제2 조리개(330)에는 제1 돌기부(351)가 끼워지는 관통홀(333)이 형성되며, 제1 돌기부(351)는 관통홀(333)에 끼워진 상태로 이동되므로, 제2 조리개(330)는 마그네트부(410)와 함께 이동될 수 있다.
예를 들어, 제2 조리개(330)는 마그네트부(410)의 이동에 따라 회전되도록 구성될 수 있다.
플레이트(310)에는 제2 돌기부(311)가 구비되고, 제2 돌기부(311)는 제1 조리개(320) 및 제2 조리개(330)를 관통하도록 구성될 수 있다.
제2 돌기부(311)는 가이드 홀(323)과 인접하게 배치되며, 가이드 홀(323)의 일측 끝단과 타측 끝단 사이에 위치할 수 있다.
제2 조리개(330)는 제2 돌기부(311)를 기준으로 회전 가능하게 구성될 수 있다. 일 예로, 제2 돌기부(311)는 제2 조리개(330)의 회전축으로 기능할 수 있다.
따라서, 마그네트부(410)가 플레이트(310)의 가이드 홈(313) 내에서 이동되면, 마그네트부(410)의 이동에 의해 제2 조리개(330)가 회전될 수 있다.
제1 조리개(320)의 제1 입사공(321)과 제2 조리개(330)의 제2 입사공(331)은 직경이 서로 다르므로, 각각의 입사공을 통과하는 광의 입사량도 다르다.
본 실시예에서는 제1 입사공(321)의 직경이 제2 입사공(331)의 직경보다 크고, 제2 조리개(330)는 제1 조리개(320)와 제2 조리개(330)가 중첩된 위치에서 제1 입사공(321)을 가릴 수 있는 크기로 구성된다.
따라서, 제1 조리개(320)와 제2 조리개(330)가 중첩된 위치에서 광은 제2 조리개(330)의 제2 입사공(331)을 통해 렌즈 모듈(200)에 입사된다.
또한, 제2 조리개(330)가 회전된 상태에서 광은 제1 조리개(320)의 제1 입사공(331)을 통해 렌즈 모듈(200)에 입사된다.
따라서, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 촬영 환경에 따라 제1 입사공(321) 또는 제2 입사공(331)으로 광이 입사되도록 할 수 있으므로, 다양한 촬영 환경에서 이미지 품질을 일정하게 유지할 수 있다.
이상의 실시예를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 조리개 모듈을 통해 광의 입사량을 선택적으로 변경할 수 있고, 조리개 모듈을 장착하더라도 자동 초점 조정 기능의 성능이 저하되지 않도록 할 수 있으며, 조리개 모듈의 무게를 줄일 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
110: 하우징
120: 케이스
200: 렌즈 모듈
300: 조리개 모듈
400: 조리개 구동부
500: 초점 조정부

Claims (13)

  1. 내부공간을 갖는 하우징;
    상기 하우징의 내부공간에 수용되는 렌즈 모듈;
    상기 렌즈 모듈에 결합되고, 적어도 하나의 블레이드를 구비하는 조리개 모듈; 및
    상기 블레이드 중 적어도 하나를 구동하는 조리개 구동부;를 포함하고,
    상기 조리개 구동부는, 상기 하우징의 광축 방향과 나란한 일면에 구비되는 코일; 및 상기 코일과 광축 방향에 수직한 방향으로 대향하게 구비되는 편평한 형상의 마그네트를 구비하고 상기 블레이드 중 적어도 하나와 연동되는 마그네트 하우징;을 포함하고,
    상기 마그네트 하우징은 광축 방향에 대략 수직한 방향으로 직선 운동하고, 상기 블레이드 중 적어도 하나는 상기 마그네트 하우징과 연동되어 회전 구동하는 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마그네트는 상기 렌즈 모듈과 함께 광축 방향으로 이동하는 카메라 모듈.
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