KR20090119243A - Ｍｅｍｓ 액츄에이터가 적용된 카메라모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 포커스 휠에 의해 렌즈 초점이 조정되는 MEMS 액츄에이터가 적용된 카메라모듈에 관한 것이다.
상술한 본 발명은,
결합부가 구비된 카메라하우징;
상기 카메라하우징의 결합부 상에 회전 가능하게 설치되는 포커스휠;
상기 포커스휠과 나사결합되어 상기 포커스휠의 회전에 의해 상하로 이동되는 렌즈부; 를 포함하여 이루어지는 MEMS 액츄에이터가 적용된 카메라모듈을 제공한다.
카메라모듈, MEMS, 렌즈부, 포커스휠, 카메라하우징, 이미지센서

Description

ＭＥＭＳ 액츄에이터가 적용된 카메라모듈{Camera Module Having MEMS Actuator}
본 발명은 포커스 휠에 의해 렌즈 초점이 조정되는 MEMS 액츄에이터가 적용된 카메라모듈에 관한 것이다.
각종 휴대단말기의 보급이 널리 일반화되고, 무선 인터넷 서비스가 상용화됨에 따라 휴대단말기와 관련된 소비자들의 요구도 다양화되고 있는바, 이에 따라 다양한 종류의 부가장치들이 휴대단말기에 장착되고 있다.
그 중에서 피사체를 사진이나 동영상으로 촬영하여 그 이미지데이터를 저장한 후 필요에 따라 이를 편집 및 전송할 수 있는 대표적인 것이 카메라 모듈이다.
도1은 종래 VCM 액츄에이터가 적용된 카메라 모듈을 나타낸 사시도이다.
도1에 도시된 바와 같이 카메라모듈(10)은 일반적으로 전면에 렌즈(11a)가 구비되는 렌즈부(11)와, 상기 렌즈부(11)가 체결되는 카메라하우징(12)과, IR필터(13)와, 이미지센서(14) 및, PCB(15)로 구성되어 피사체의 광이미지를 상기 렌즈부(11)가 수광받아 IR필터(13)로 전달하고, 상기 IR필터(13)는 수광된 광이미지에 서 적외선을 차단한 후 이미지센서(14)로 조사하게 되며, 상기 이미지센서(14)는 조사된 광이미지를 전기적인 신호로 변환하여 상기 PCB(15)를 통해 출력되는 메카니즘을 갖는다.
한편, 상기 렌즈부(11)는 이미지센서(14)와의 거리 조절을 통한 포커싱이 가능하도록 상기 카메라하우징(12)에 나사체결방식에 의해 체결 조립되는 구조를 갖게 되고, 이에 따라 상기 렌즈부(11)가 상기 카메라하우징(12) 상에서 어느 한방향으로 회전됨에 따라 렌즈 초점이 조정된다.
그러나, 최근에는 도2에 나타낸 바와 같은 MEMS 액츄에이터가 적용된 카메라모듈(20)이 개발되었는바, 도2는 종래 MEMS 액츄에이터가 적용된 카메라모듈에서 렌즈부가 직접 회전될 때 발생하는 문제점을 나타낸 사시도이다.
참고로, MEMS(Micro-Electro Mechanical Ststem)기술이란, 마이크론 단위의 기계적 구조물과 전자회로가 집적화되어 결합된 시스템을 의미하는 것으로, 극히 미세한 반사편 구조물을 정밀하게 가공하고, 전자회로를 결합시킴으로써 반사면 전체의 곡률을 조정하는 것을 말한다.
여기서, 상기 MEMS 액츄에이터가 적용되면 렌즈부(21)는 구조적인 문제로 인하여 도시된 바와 같이 사각 형태를 이룰 수 밖에 없다.
따라서, 상기 렌즈부(21)가 종래와 같이 카메라하우징(22)에 나사체결되는 방식으로 조립된 후, 이미지센서(미도시)와의 거리조절을 위해 상기 렌즈부(21)가 직접 회전되어 상/하 수직방향으로 이동되면 도2에 나타낸 바와 같은 각도로 상기 렌즈부(21)가 정지될 수도 있어 외관상 좋지 않고, 특히 이 상태에서는 상기 렌즈부(21) 모서리가 카메라하우징(22) 밖으로 많이 돌출되는 문제점이 발생된다.
또한, 이와 같이 상기 렌즈부(21)가 초점 조정을 위해 회전되면 PCB에 형성되어 있는 전기연결패드(23)와의 위치가 어긋나게 되므로, 전기적인 연결을 할 수 없어 자동초점(Auto Focus) 기능이 동작하지 않는 문제점이 초래될 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 사각형태의 렌즈부는 직접 회전되지 않으면서 카메라하우징으로부터 상하로 수직 이동될 수 있도록 하여 최적의 렌즈 초점을 조정할 수 있도록 함에 있다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 발명은,
결합부가 구비된 카메라하우징;
상기 카메라하우징의 결합부 상에 회전 가능하게 설치되는 포커스휠;
상기 포커스휠과 나사결합되어 상기 포커스휠의 회전에 의해 상하로 이동되는 렌즈부; 를 포함하여 이루어지는 MEMS 액츄에이터가 적용된 카메라모듈을 제공한다.
이때, 상기 렌즈부에는 렌즈숫나사산이 형성되고, 상기 포커스휠의 내주면에는 상기 렌즈숫나사산에 체결되는 휠암나사산이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 포커스휠의 외주면에는 휠숫나사산이 형성되고, 상기 결합부의 내주면에는 상기 휠숫나사산에 체결되는 하우징암나사산이 형성된 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 포커스휠의 내주면에는 상기 휠암나사산과는 별개의 제2휠암나사산이 형성되고, 상기 결합부의 외주면에는 상기 제2휠암나사산에 체결되는 하우징숫나사산이 형성된 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 포커스휠의 하부에는 내측으로 돌출된 후크가 구비되고, 상기 결합부에는 상기 후크가 걸려 상기 포커스휠이 상기 카메라하우징으로부터 이탈되는 것을 방지하는 단턱이 형성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 결합부에는 상기 후크가 상기 단턱에 끼워지거나 상기 단턱에서 빠질 수 있도록 하는 진입구가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 렌즈부의 일측과 상기 카메라하우징의 일측 중 어느 한곳에는 돌기가 형성되고 다른 한 곳에는 상기 돌기가 걸리는 걸림홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 렌즈부가 포커스휠의 회전에 의하여 카메라하우징으로부터 상하로 이동되므로, 그 렌즈부가 MEMS 액츄에이터를 적용한 사각형태를 이루더라도 자체 회전없이 상하이동되면서 렌즈 초점이 조정될 수 있고, 이에 따라 카메라하우징과 렌즈부가 서로 어긋나는 외관상의 문제점과 전기적 연결문제가 동시에 해소되는 특유의 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.
도3은 본 발명에 따른 멤즈 액츄에이터가 적용된 카메라모듈을 나타낸 분해사시도이고, 도4는 본 발명의 제1실시예를 나타낸 요부 구성도이며, 도5는 본 발명의 제2실시예를 나타낸 요부 구성도이고, 도6는 본 발명의 제3실시예를 나타낸 요부 구성도이며, 도7은 본 발명의 제3실시예에서 후크가 단턱에 걸리는 구조를 나타낸 단면도이다.
먼저 도3을 참조하여 본 발명에 대해 살펴보면, 본 발명은 크게 카메라하우징(110)과, 포커스휠(120)과, 렌즈부(130)를 포함하여 이루어진다.
상기 카메라하우징(110)에는 상기 포커스휠(120)과 결합되기 위한 결합부(111)가 구비되는데, 여기서 상기 결합부(111)와 상기 포커스휠(120)이 결합되는 구조는 매우 다양하게 실시될 수 있는바, 본 발명에서는 이에 관해 도4 내지 도7을 예로 들어 후술한다.
한편, 상기 포커스휠(120)은 상기 카메라하우징(110)의 결합부(111) 상에 회전 가능하게 설치되는데, 상기 포커스휠(120)은 상기 결합부(111)에 회전되는 것으로 충분하며 본 발명에 예시된 실시예에 따라 상기 포커스휠(120)이 회전될 때 상기 카메라하우징(110)으로부터 상하로 수직 이동되기도 하고, 수직이동없이 자체 회전만 이루어지기도 하는데, 이 역시 본 발명의 실시예를 설명할 때 구체적으로 기술한다.
그리고, 상기 렌즈부(130)는 상기 포커스휠(120)과 나사결합되어 상기 포커스휠(120)이 회전됨에 따라 상방향 또는 하방향으로 수직 이동되는 구성으로, 종래기술에서 설명한 바와 같이 상기 렌즈부(130)가 상하로 이동됨에 따라 이미지센서와의 거리변화가 이루어져 렌즈 초점이 조정된다.
상기 렌즈부(130)와 상기 포커스휠(120)이 나사결합되는 구조는 여러 가지로 다양하게 실시될 수 있으나 본 발명의 실시예에서는 도4 내지 도6에 나타낸 바와 같이 상기 렌즈부(130)에는 렌즈숫나사산(131)이 형성되고, 상기 포커스휠(120)의 내주면에는 상기 렌즈숫나사산(131)에 짝을 이루어 체결되는 휠암나사산(121)이 형성된 것으로 구현된다.
물론, 상기 렌즈부(130)와 상기 포커스휠(120)의 나사 결합 구조가 반드시 여기에 한정되는 것은 아니고, 상기 렌즈부(130)에 렌즈암나사산이 형성되고 상기 포커스휠(120)의 외주면에 휠숫나사산이 형성되는 것도 가능하다.
여기서, 상기 렌즈부(130)는 자체 회전없이 상기 포커스휠(120)의 회전에 의해서 상하로 위치 이동만 일어나는 것이 바람직하다.
이하, 도4 내지 도7을 참조하여 상기 포커스휠(120)이 상기 카메라하우징(110)의 결합부(111) 상에서 회전되기 위한 구조를 본 발명의 다양한 실시예를 통해 설명한다.
도4는 본 발명의 제1실시예를 나타낸 것으로, 도4에 도시된 바와 같이 상기 포커스휠(120)의 외주면에는 휠숫나사산(122)이 형성되고, 상기 결합부(111)의 내주면에는 상기 휠숫나사산(122)에 체결되는 하우징암나사산(112)이 형성된다.
상기 휠숫나사산(122)과 상기 하우징암나사산(112)이 상호 나사체결됨으로써 상기 포커스휠(120)과 상기 카메라하우징(110)이 상호 결합되며, 상기 포커스휠(120)의 회전에 의하여 상기 포커스휠(120)은 상기 카메라하우징(110)으로부터 상방향 또는 하방향으로 이동된다.
또한, 상기 포커스휠(120)이 회전될 때 상기 렌즈부(130)는 회전되지 않는 것이 바람직하므로, 상기 렌즈부(130)의 일측과 상기 카메라하우징(110)의 일측 중 어느 한 곳에는 돌기(d)가 형성되고 다른 한 곳에는 상기 돌기(d)가 걸리는 걸림홈(h)이 형성되는 것이 바람직하다.
도4에 나타낸 본 발명의 제1실시예에서는 상기 렌즈부(130) 일측에 돌기(d)가 형성되고, 상기 카메라하우징(110) 일측에 걸림홈(h)이 형성되는 것으로 실시되었으나, 본 발명의 권리범위가 반드시 여기에 한정되는 것은 아니다.
한편, 도5는 본 발명의 제2실시예를 나타낸 것으로, 여기서 보면 상기 포커스휠(120)의 내주면에는 상기 휠암나사산(121)과는 별개의 제2휠암나사산(123)이 형성되는데, 상기 휠암나사산(121)은 앞에서 이미 설명한 바와 같이 상기 렌즈부(130)의 렌즈숫나사산(131)에 체결되기 위한 구성이고, 상기 제2휠암나사산(123)은 상기 휠암나사산(121)과는 전혀 다른 별개의 구성으로 그 내경과 피치가 서로 다르다.
즉, 상기 제2휠암나사산(123)은 상기 결합부(111)와 나사결합되기 위한 구성인 바, 상기 결합부(111)의 외주면에는 상기 제2휠암나사산(123)에 체결되는 하우징숫나사산(113)이 형성된다.
따라서, 상기 포커스휠(120)의 회전에 의하여 상기 포커스휠(120)과 상기 렌즈부(130)가 모두 상기 카메라하우징(110)으로부터 상방향으로 이동되거나, 혹은 모두 하방향으로 이동된다.
그리고, 본 발명의 제2실시예에서는 상기 렌즈부(130)가 상하방향으로 이동될 때 상기 렌즈부(130)가 자체 회전되지 않도록 상기 렌즈부(130)의 일측에는 걸림홈(h)이 형성되고, 상기 카메라하우징(110)의 일측에는 돌기(d)가 형성된 것으로 구현되었으나, 이 역시 여기에 한정되지 않고 상기 렌즈부(130)에 돌기(d)가 형성되고 상기 카메라하우징(110)에 걸림홈(h)이 형성된 것으로 실시될 수도 있다.
한편, 도6 및 도7은 본 발명의 제3실시예를 나타낸 것으로, 여기서 보면 상기 포커스휠(120)은 회전에 의하여 상하로 이동되지 않고 상기 카메라하우징(110) 상에서 자체 회전되는 것이 앞의 실시예들과의 차이점이다.
즉, 상기 포커스휠(120)과 상기 카메라하우징(110)의 결합부(111)는 나사 결합에 의하지 아니하므로 상기 포커스휠(120)이 회전되어도 높이변화없이 자체 회전된다.
따라서, 상기 포커스휠(120)의 하부에는 도7에 자세하게 나타난 바와 같이 포커스휠(120)의 내측으로 소정깊이만큼 돌출된 후크(124)가 상기 포커스휠(120)의 원주방향을 따라 소정길이만큼 형성된다.
또한, 상기 결합부(111)에는 상기 후크(124)가 걸려 상기 포커스휠(120)이 상기 카메라하우징(110)으로부터 이탈되는 것을 방지하는 단턱(114)이 상기 결합부(111)의 원주방향을 따라 길게 형성된다.
즉, 상기 포커스휠(120)을 상기 결합부(111)에 끼우게 되면 상기 후크(124)가 상기 단턱(114)에 걸림으로써 상기 포커스휠(120)의 회전은 가능하게 하지만, 상기 포커스휠(120)이 상기 카메라하우징(110)으로부터 위로 빠지는 것은 방지된다.
이때, 상기 후크(124)는 도6에 도시된 바와 같이 그 일부가 절개되어 있기 때문에 자체 탄력성을 보유하게 되어 상기 포커스휠(120)을 상기 결합부(111)에 끼울 때 소정의 힘을 가하여 억지로 끼워도 결합이 이루어지지만, 상기 포커스휠(120)의 결합을 더욱 용이하게 하고 특히 상기 포커스휠(120)이 끼워진 후에 용이하게 탈거될 수 있도록, 상기 결합부(111)에는 도6에 도시된 바와 같이 상기 후크(124)가 상기 단턱(114)에 측면에서 끼워지거나 상기 단턱(114)에서 빠질 수 있도록 하는 진입구(115)가 형성되는 것이 바람직하다.
상기 진입구(115)의 폭은 적어도 상기 후크(124)의 길이보다 커야 하며, 상기 포커스휠(120)을 상기 결합부(111)에 끼울 때에는 상기 후크(124)와 상기 진입구(115)를 상호 일치시킨 후 상기 포커스휠(120)을 어느 한쪽 방향으로 회전시키면 상기 후크(124)가 상기 단턱(114)에 걸리면서 포커스휠(120)의 이탈이 방지된다.
물론, 이때에도 상기 렌즈부(130)의 회전이 방지되도록 상기 돌기(d)와 상기 걸림홈(h)이 형성되는 것이 바람직한데, 본 발명의 제3실시예에서는 상기 렌즈부(130)의 일측에 걸림홈(h)이 형성되고, 상기 카메라하우징(110)의 일측에 돌기(d)가 형성된 것으로 구현된다.
이것은, 앞에서 설명한 바와 같이 상기 렌즈부(130) 일측에 돌기(d)가 형성되고 상기 카메라하우징(110) 일측에 걸림홈(h)이 형성된 것으로 바꾸어 실시할 수도 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 설명된 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위 내에서 얼마든지 구성요소의 치환과 변형이 가능한바, 이 또한 본 발명의 권리에 속하게 된다.
도1은 종래 VCM 액츄에이터가 적용된 카메라 모듈을 나타낸 사시도,
도2는 종래 MEMS 액츄에이터가 적용된 카메라모듈에서 렌즈부가 직접 회전될 때 발생하는 문제점을 나타낸 사시도,
도3은 본 발명에 따른 멤즈 액츄에이터가 적용된 카메라모듈을 나타낸 분해사시도,
도4는 본 발명의 제1실시예를 나타낸 요부 구성도,
도5는 본 발명의 제2실시예를 나타낸 요부 구성도,
도6는 본 발명의 제3실시예를 나타낸 요부 구성도,
도7은 본 발명의 제3실시예에서 후크가 단턱에 걸리는 구조를 나타낸 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 카메라하우징 111 : 결합부
112 : 하우징암나사산 113 : 하우징숫나사산
114 : 단턱 115 : 진입구
120 : 포커스휠 121 : 휠암나사산
122 : 휠숫나사산 123 : 제2휠암나사산
124 : 후크 130 : 렌즈부
131 : 렌즈숫나사산 d : 돌기
h : 걸림홈

Claims (7)

  1. 결합부가 구비된 카메라하우징;
    상기 카메라하우징의 결합부 상에 회전 가능하게 설치되는 포커스휠;
    상기 포커스휠과 나사결합되어 상기 포커스휠의 회전에 의해 상하로 이동되는 렌즈부;
    를 포함하여 이루어지는 MEMS 액츄에이터가 적용된 카메라모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 렌즈부에는 렌즈숫나사산이 형성되고, 상기 포커스휠의 내주면에는 상기 렌즈숫나사산에 체결되는 휠암나사산이 형성된 것을 특징으로 하는 MEMS 액츄에이터가 적용된 카메라모듈.
  3. 제2항에 있어서, 상기 포커스휠의 외주면에는 휠숫나사산이 형성되고, 상기 결합부의 내주면에는 상기 휠숫나사산에 체결되는 하우징암나사산이 형성된 것을 특징으로 하는 MEMS 액츄에이터가 적용된 카메라모듈.
  4. 제2항에 있어서, 상기 포커스휠의 내주면에는 상기 휠암나사산과는 별개의 제2휠암나사산이 형성되고, 상기 결합부의 외주면에는 상기 제2휠암나사산에 체결되는 하우징숫나사산이 형성된 것을 특징으로 하는 MEMS 액츄에이터가 적용된 카메라모듈.
  5. 제2항에 있어서, 상기 포커스휠의 하부에는 내측으로 돌출된 후크가 구비되고, 상기 결합부에는 상기 후크가 걸려 상기 포커스휠이 상기 카메라하우징으로부터 이탈되는 것을 방지하는 단턱이 형성된 것을 특징으로 하는 MEMS 액츄에이터가 적용된 카메라모듈.
  6. 제5항에 있어서, 상기 결합부에는 상기 후크가 상기 단턱에 끼워지거나 상기 단턱에서 빠질 수 있도록 하는 진입구가 형성된 것을 특징으로 하는 MEMS 액츄에이터가 적용된 카메라모듈.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈부의 일측과 상기 카메라하우징의 일측 중 어느 한곳에는 돌기가 형성되고 다른 한 곳에는 상기 돌기가 걸리는 걸림홈이 형성된 것을 특징으로 하는 MEMS 액츄에이터가 적용된 카메라모듈.
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