KR20090113951A - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 모듈을 개시한다. 본 발명에 따른 카메라 모듈은, 적어도 하나의 렌즈를 구비한 렌즈계와, 상기 렌즈계를 고정 지지하는 것으로, 승하강 됨에 따라 피사체에 초점을 조절하는 캐리어와, 상하에 걸쳐서 수직 배치되어 피에조 방식으로 상기 캐리어를 승하강시키는 피에조 모터와, 측면방향에서 상기 캐리어와 상기 피에조 모터를 지지하는 서포트 가이드와, 상기 피에조 모터의 단부가 결합되고, 상기 서포트 가이드의 하측이 결합되는 홀더를 구비한다.

Description

카메라 모듈 {A camera module}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이동통신 단말기와 같은 휴대 기기에 배치되어 피사체를 촬영하여 영상 데이터를 획득하기 위한 카메라 모듈에 관한 것이다.

카메라 모듈은 피사체로부터 영상정보를 획득하여 휴대 기기의 디스플레이로 전송하여 출력하게 하거나, 휴대 기기의 메모리장치로 전송하여 저장하게 하는 역할을 한다. 기존의 카메라 모듈은 초점거리가 고정된 제품이 출사되었으나, 근래에는 초점거리도 변경되면서 광학줌(Optical Zoom)까지 가능한 제품이 출시되고 있다.

이러한 카메라 모듈은 복수의 렌즈가 배치된 렌즈계를 이동시켜 초점거리를 조절하거나 광학줌을 한다. 렌즈계를 이동시키기 위한 구조로, 상기 렌즈계가 나사선이 형성된 회전축의 좌우회전에 따라 승하강되는 구조가 있다. 이러한 구조는 크기가 작은 소형 카메라 모듈에 적용하기는 어렵기 때문에 카메라 모듈에 코일이나 전자석을 배치하여 전자력에 의해 렌즈를 이동시키게 하는 구조가 일반적으로 사용된다. 그러나, 상기 구조는 크기를 소형화 하기에는 용이하지만, 더욱 미세하 고 빠르며 정확하게 초점조절을 하기를 원하는 사용자의 요구를 만족하기는 어렵다. 이를 해결하고자, 렌즈계를 승하강하기 위한 장치로 피에조 모터를 구비한 카메라 모듈이 제시된다. 피에조 모터는 초음파 모터라고도 하며, 고주파 전류에 의한 압전 소자의 진동을 이용한 소형 모터이다. 종래의 피에조 모터를 구비한 카메라 모듈은 렌즈계를 승하강시키기 위한 피에조 모터와 별도로 렌즈계를 상하방향으로 안내하기 위한 메인 샤프트를 구비하여야 하기 때문에, 구조가 복잡해지고 제조 시간이 증가하는 문제점이 있다.

구조를 단순하게 하고, 제조시간이 감소되도록 구조가 개선된 카메라 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 카메라 모듈은: 적어도 하나의 렌즈를 구비한 렌즈계와; 상기 렌즈계를 고정 지지하는 것으로, 승하강 됨에 따라 피사체에 초점을 조절하는 캐리어와; 상하에 걸쳐서 수직 배치되어 피에조 방식으로 상기 캐리어를 승하강시키는 피에조 모터와; 측면방향에서 상기 캐리어와 상기 피에조 모터를 지지하는 서포트 가이드와; 상기 피에조 모터의 단부가 결합되고, 상기 서포트 가이드의 하측이 결합되는 홀더;를 구비한다.

본 발명의 카메라 모듈은, 캐리어가 승하강 되는 과정에서 상기 캐리어를 상하방향으로 안내하기 위한 별도의 메인 샤프트를 필요로 하지 않고, 상기 피에조 모터가 메인 샤프트의 역할을 하면서 상기 캐리어를 구동시키는 액추에이터의 역할을 하게 한다. 따라서, 카메라 모듈의 구조가 단순해져서 카메라 모듈의 조립이 용이하고, 제조 시간도 감소시킬 수 있다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 카메라을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 카메라 모듈의 분해사시도이다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 카메라 모듈(100)은 렌즈계(110)와, 캐리어(120)와, 피에조모터와, 서포트 가이드(140)와, 홀더(150)를 구비한다.

렌즈계(110)는 적어도 하나의 렌즈를 구비한다. 상기 렌즈는 통과하는 영상을 굴절시켜 미도시된 촬상 소자에 입사시킨 한다.

캐리어(120)는 상기 렌즈계(110)를 고정 지지한다. 이러한 캐리어(120)는 상기 렌즈계(110)의 외면을 감싸도록 형성된다. 상기 캐리어(120)가 승하강 되면, 상기 렌즈계(110)도 연동되어 승하강되고, 이에 따라 피사체에 초점을 조절하여 미도시된 촬상 소자에 선명한 영상이 입사될 수 있게 한다.

피에조 모터(130)는 상하에 걸쳐서 수직 배치되어 피에조 방식으로 상기 캐리어(120)를 승하강시킨다. 피에조(Piezo)란, 특정 물질에 힘을 가해 변형을 주면 표면에 전압이 발생하고, 반대로 전압을 걸면 소자가 이동하거나 힘이 발생하는 것이다. 상기 피에조 모터(130)는 전압을 걸면 진동이 발생하여, 상기 진동으로 소정의 부재를 이동시키는 모터이다.

서포트 가이드(140)는 측면방향에서 상기 캐리어(120)와 상기 피에조 모터(130)를 지지한다. 이러한 서포트 가이드(140)에는 지지홀(141)이 형성될 수 있다. 상기 지지홀(141)에는 상기 피에조 모터(130)가 관통되도록 배치되어 상기 피에조 모터(130)가 상기 서포트 가이드(140) 내에서 자유롭게 이동되지 않게 한다. 그리고, 서포트 가이드(140)는 상기 캐리어(120)를 측면방향에서 지지하여 상기 캐 리어(120)가 더욱 안정적으로 승하강 될 수 있게 한다.

홀더(150)는 상기 피에조 모터(130)의 하단이 결합되고, 상기 서포트 가이드(140)의 하측이 결합된다. 상기 홀더(150)가 상기 피에조 모터(130)의 하측을 고정하고, 상기 서포트 가이드(140)가 상기 피에조 모터(130)의 상측을 지지하게 하여, 상기 피에조 모터(130)가 상기 캐리어(120)를 승하강 될 수 있게 한다. 그리고, 상기 홀더(150)의 하면에는 촬상소자가 결합될 수 있고, 이와 다르게 별도의 회로기판에 촬상소자를 실장시키고, 상기 회로기판을 상기 홀더(150)의 하측에 결합시키는 것도 가능하다.

상기와 같은 구조로 이루어진 카메라 모듈(100)은, 상기 캐리어(120)가 승하강 되는 과정에서 상기 캐리어(120)를 상하방향으로 안내하기 위한 별도의 메인 샤프트를 필요로 하지 않고, 상기 피에조 모터(130)가 메인 샤프트의 역할을 하면서 상기 캐리어(120)를 구동시키는 액추에이터의 역할을 하게 한다. 따라서, 카메라 모듈(100)의 구조가 단순해져서 카메라 모듈(100)의 조립이 용이하고, 제조 시간도 감소시킬 수 있다.

상기 캐리어(120)의 상세한 구조에 대해 보다 상세하게 설명하면, 상기 캐리어(120)는 베이스 부재(121)와, 수용부(122)와, 탄성부재(123)를 구비할 수 있다.

베이스 부재(121)는 내측면에 상기 렌즈계(110)가 결합된다. 상기 베이스 부재(121)의 내면과 상기 렌즈계(110)의 외면을 나사결합 또는 접착물질로 결합시킬 수 있다. 본 발명의 카메라 모듈(100)에서는 상기 베이스 부재(121)와 상기 렌즈 계(110)를 나사 결합시킴으로써, 상기 베이스 부재(121)에 상기 렌즈계(110)를 조립하는 과정에서 상기 캐리어(120)가 최하측 또는 최상측으로 이동된 상태에서 제조사가 설정한 초점거리를 갖도록 조절할 수 있게 한다.

수용부(122)는 상기 베이스 부재(121)의 외면으로부터 돌출 형성되어 상기 피에조 모터(130)의 일부를 수용한다. 이러한 수용부(122)는 상기 피에조 모터(130)의 측면을 감싸도록 중앙 부위가 인입되게 형성된다.

탄성부재(123)는, 일측이 상기 베이스 부재(121)에 결합되고, 타측은 상기 피에조 모터(130)가 상기 수용부(122)에 수용된 상태에서 상기 피에조 모터(130)를 외부로부터 탄성바이어스 한다. 이러한 탄성부재(123)는 판스프링으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 판스프링은 상기 피에조 모터(130)를 외부로부터 탄성지지하기 용이한 구조이다.

그리고, 탄성부재(123)는 더욱 상세하게 고정부(123b)와, 지지부(123a)를 구비할 수 있다. 고정부(123b)는 상기 베이스 부재(121)에 고정되도록 홈이 형성된 것이고, 지지부(123a)는 상기 고정부(123b)로부터 연장형성되어 상기 피에조 모터(130)와 접촉되는 부분이다. 여기서, 상기 베이스 부재(121)에는 결합용 돌기(126)와 이탈방지용 돌기(127)를 더 구비할 수 있다. 상기 결합용 돌기(126)는 상기 탄성부재(123)의 결합을 용이하게 하고, 이탈방지용 돌기(127)는 상기 고정부(123b)를 고정하여 상기 탄성부재(123)가 상기 베이스 부재(121)로부터 이탈되는 것을 방지한다.

상기와 같은 구조로 이루어진 캐리어(120)는 상기 피에조 모터(130)가 진동 하면, 상기 진동이 상기 수용부(122)와 상기 탄성부재(123)로 전달되어 상기 베이스 부재(121)가 상승하거나 하강한다. 그리고, 상기 캐리어(120)의 측면에 센싱용 미러(128)를 결합시키고, 상기 서포트 가이드(140)에 위치감지센서(142)를 배치하여 상기 캐리어(120)의 승하강 위치를 위치감지센서(142)와 센싱용 미러(128)로 측정하여 전기 신호로 변환하고, 상기 전기 신호를 미도시된 제어부로 전송하여 상기 제어부가 상기 피에조 모터(130)를 제어할 수 있게 할 수 있다.

한편, 캐리어(120)는 브이블럭(124)을 더 구비할 수 있다. 상기 브이블럭(124)은 상기 수용부(122)의 외면에 배치되어 상기 캐리어(120)와 상기 수용부(122)가 직접 접촉되지 않게 한다. 이는, 상기 캐리어(120)는 무게를 가볍게 하기 위해 프라스틱 재질로 제조되는 것이 일반적인데, 상기 금속으로 이루어진 상기 피에조 모터(130)와 접촉되면서 상기 피에조 모터(130)의 진동에 의해 마찰되어 깎이거나 더욱 심하게는 형상이 변형되는 것을 방지하기 위함이다.

한편, 상기 홀더(150)에는 위치 고정홈(152)이 더 형성될 수 있다. 상기 위치 고정홈(152)에 접착물질을 도포시키고, 상기 피에조 모터(130)를 상기 위치 고정홈(152)에 압입하여 고정 결합시킨다. 이러한 구조는, 상기 홀더(150)의 상면에 피에조 모터(130)를 접착시키는 것보다, 상기 피에조 모터(130)가 상기 홀더(150)와 더욱 강하게 결합되게 하여, 상기 피에조 모터(130)가 상기 홀더(150)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 상기 캐리어(120)는 보조축(125)을 더 구비할 수 있고, 상기 홀더(150)에는 회전 방지홈(151)이 더 형성될 수 있다.

보조축(125)은 상기 캐리어(120)의 외면에, 상기 캐리어(120)의 승하강 방향과 일치하도록 상하에 걸쳐 형성된다. 회전 방지홈(151)은 상기 보조축(125)의 일부를 수용하도록 형성된다.

상기 캐리어(120)는 단면이 원형인 상기 피에조 모터(130)와 일부가 탄성 지지된 상태로 접촉되기 때문에 상기 캐리어(120)는 상기 서포트 가이드(140) 내에서 좌우로 회전될 수 있다. 그러나, 상기 보조축(125)과 상기 회전 방지홈(151)은, 상기 캐리어(120)가 승하강되는 과정에서 상기 보조축(125)이 상기 회전 방지홈(151) 내에서만 이동되게 하여, 상기 캐리어(120)가 좌우로 회전되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 상기 홀더(150)에는 관통홀(153)이 형성되고, 이물질 유입 방지부(154)이 더 형성될 수 있다.

관통홀(153)은 상기 렌즈계(110)를 통과한 영상이 입사되게 한다. 이물질 유입 방지부(154)은 상기 렌즈계(110)의 하측의 일부를 수용하도록 인입되게 형성되어 외부의 이물질 이 상기 관통홀(153)로 유입되는 것을 방지하여, 미도시된 촬상소자의 상면에 이물질이 가라앉는 것을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 카메라 모듈(100)은 커버(170)를 더 구비할 수 있다.

커버(170)는 상기 서포트 가이드(140)의 측면에 결합되어 상기 서포트 가이드(140)를 수용한다. 이러한 커버(170)는 외력에 의해 상기 서포트 가이드(140)과, 상기 렌즈계(110)와, 상기 캐리어(120) 등이 파손되는 것을 방지한다. 상기 커버(170)와 상기 서포트 가이드(140)의 결합은, 상기 커버에 걸림홈(171)을 형성 하고, 상기 서포트 가이드(140)에 걸림돌기(143)를 형성하여 상기 걸림돌기(143)가 상기 걸림홈(171)에 끼워지게 한다.

한편, 본 발명의 카메라 모듈(100)은 셔터유닛(160)을 더 구비할 수 있다.

셔터유닛(160)은 상기 캐리어(120)에 고정되고, 상기 서포트 가이드(140)의 상측에 배치되어 외부로부터 입사되는 빛의 양을 조절하여 미도시된 촬상소자에 적정량의 빛이 입사되게 한다. 단, 빛의 양을 조절하는 방법을 상기 셔터유닛(160)과 같은 기계식 셔터로 한정하지는 않으며, 미도시된 촬상소자에서 빛을 받아들이는 시간을 조절하여 전자적으로 조절하는 것도 가능하다.

상기와 같은 구조를 갖는 카메라 모듈(100)을 조립하는 방법을 설명한다.

카메라 모듈 조립방법은, 상기 캐리어에 상기 브이블럭을 배치하는 단계와, 상기 캐리어에 상기 탄성부재의 일측을 고정시키는 단계와, 상기 브이블럭과 상기 탄성부재 사이에 상기 지그를 배치하는 단계와, 상기 지그가 배치된 상기 캐리어를 상기 렌즈계와 결합시키는 단계와, 상기 서포트 가이드에 상기 캐리어를 배치시키는 단계와, 상기 피에조 모터가 상기 지그를 밀어내면서 상기 지그가 배치된 위치에 배치되게 하는 단계와, 상기 서포트 가이드와 상기 홀더를 결합시키는 단계를 포함한다.

상기 카메라 모듈(100) 조립방법을 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

우선, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 캐리어(120)의 수용부(122)에 상기 브이블럭(124)을 배치하고, 상기 캐리어(120)에 상기 탄성부재(123)의 일측을 고정시 킨다. 그리고, 상기 브이블럭(124)과 상기 탄성부재(123) 사이에 상기 지그(180)를 배치한다. 여기서 상기 수용부(122)에 상기 브이블럭(124)을 밀착시킨 상태에서 상기 지그(180)를 밀착시킨다. 그리고, 상기 탄성부재(123)의 탄성력에 의해 상기 브이블럭(124)이 상기 수용부(122)로부터 이탈되지 않게 한다.

다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 조립된 상기 캐리어(120)를 상기 렌즈계(110)에 결합시킨다.

다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 도 4에 조립된 조립체(110,120)를 상기 서포트 가이드 (140)내에 배치시킨다. 여기서, 서포트 가이드(140)에 형성된 지지홀(141)에 상기 지그(180)를 관통하게 한다.

다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 캐리어(120)에 상기 셔터유닛(160)을 결합시킨다.

다음으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 피에조 모터(130)가 상기 지그(180)를 밀어내게 하면서, 상기 지그(180)가 배치되었던 위치에 상기 피에조 모터(130)가 배치되게 한다. 이 경우, 상기 브이블럭(124)이 상기 수용부(122)로부터 이탈되지 않게 하는 것이 바람직하다.

마지막으로, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 서포트 가이드(140)의 하측에 상기 홀더(150)를 결합시키고, 상기 서포트 가이드(140)를 수용하도록 커버(170)를 상기 서포트 가이드(140)에 결합시킨다. 상기와 같은 카메라 모듈 조립과정에서, 상기 지그(180)는 상기 브이블럭(124)이 상기 수용부(122)로부터 이탈되지 않게 함으로써, 상기 브이블럭(124)을 상기 캐리어(120)에 배치시키고, 상기 피 에조 모터(130)를 상기 캐리어(120)에 배치하는 과정을 용이하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 카메라을 도시한 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 카메라 모듈의 분해사시도이다.

도 3 내지 도 9는 카메라 모듈의 조립과정을 도시한 도면으로,

도 3은 캐리어를 조립하고, 지그를 상기 캐리어에 배치하는 과정을 도시한 사시도이다.

도 4는 렌즈계에 캐리어를 결합하는 과정을 도시한 사시도이다.

도 5는, 서포트 가이드 내에 도 4에 도시된 조립체를 배치하는 과정을 도시한 사시도이다.

도 6은 셔터유닛과 캐리어를 결합시키는 과정을 도시한 사시도이다.

도 7은 지그를 제거하면서 피에조 모터를 배치시키는 것을 도시한 사시도이다.

도 8은, 도 7에 도시된 조립체와 홀더를 결합하는 과정을 도시한 사시도이다.

도 9는 도 8에 도시된 조립체와 커버를 결합하는 과정을 도시한 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100..카메라 모듈 110..렌즈계

120..캐리어 121..베이스 부재

122..수용부 123..탄성부재

124..브이블럭 125..보조축

130..피에조 모터 140..서포트 가이드

150..홀더 151..회전 방지홈

152..위치 고정홈 153..관통홀

154..이물질 유입 방지부 160..셔터유닛

170..커버

Claims (5)

1. 적어도 하나의 렌즈를 구비한 렌즈계;

   상기 렌즈계를 고정 지지하는 것으로, 승하강 됨에 따라 피사체에 초점을 조절하는 캐리어;

   상하에 걸쳐서 수직 배치되어 피에조 방식으로 상기 캐리어를 승하강시키는 피에조 모터;

   측면방향에서 상기 캐리어와 상기 피에조 모터를 지지하는 서포트 가이드; 및

   상기 피에조 모터와 상기 서포트 가이드의 하측이 각각 결합되는 홀더;를 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 캐리어는:

   내측면에 상기 렌즈계가 결합되는 베이스 부재;

   상기 베이스 부재의 외면으로부터 돌출형성되어 상기 피에조 모터의 일부를 수용하는 수용부; 및

   일측은 상기 베이스 부재에 결합되고, 타측은 상기 피에조 모터가 상기 수용부에 수용된 상태에서 상기 피에조 모터를 외부로부터 탄성바이어스 하는 탄성부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 캐리어는 상하에 걸쳐 형성된 보조축을 더 구비하며,

   상기 홀더에는, 상기 보조축의 일부를 수용하도록 형성되어 상기 캐리어가 승하강되는 과정에서 좌우로 회전되는 것을 방지하는 회전 방지홈이 더 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 홀더에는,

   상기 렌즈계를 통과한 영상이 입사되는 관통홀이 형성되고,

   상기 렌즈계의 하측의 일부를 수용하도록 인입되게 형성되어 외부의 이물질이 상기 관통홀로 유입되는 것을 방지하는 이물질 유입 방지부가 더 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 서포트 가이드의 측면에 결합되어 상기 서포트 가이드를 수용하는 커버를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.

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