KR20100005313A

KR20100005313A - 모바일 기기용 카메라모듈

Info

Publication number: KR20100005313A
Application number: KR1020080065296A
Authority: KR
Inventors: 서동현
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2008-07-07
Filing date: 2008-07-07
Publication date: 2010-01-15
Also published as: KR100947966B1

Abstract

본 발명은 전기장과 자기장에 의해 형성되는 힘으로 카메라모듈의 렌즈배럴을 상하로 이동시키는 경우 렌즈배럴의 흔들림 및 틸팅을 방지할 수 있도록 비접촉 베어링을 구비한 모바일 기기용 카메라모듈에 관한 것으로, 본 발명은 렌즈들이 내장된 렌즈배럴과, 이미지센서가 부착되며 렌즈배럴을 감싸는 하우징과, 전류에 의해 렌즈배럴을 선형구동시키기 위한 압전소자와, 렌즈배럴의 선형구동 동안에 렌즈배럴의 틸팅 및 흔들림을 방지하도록 렌즈배럴을 비접촉식으로 구동가능하게 지지하는 자석베어링을 포함하는 모바일 기기용 카메라모듈을 제공한다.

카메라모듈, 전자기력, VCM, 자석베어링, 척력, 해상도, 기울기, 흔들림, 틸팅

Description

모바일 기기용 카메라모듈{Camera module for mobile device}

본 발명은 모바일 기기용 카메라모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전기장과 자기장에 의해 형성되는 힘으로 카메라모듈의 렌즈배럴을 상하로 이동시키는 경우 렌즈배럴의 흔들림 및 틸팅을 방지할 수 있도록 비접촉 베어링을 구비한 모바일 기기용 카메라모듈에 관한 것이다.

최근 휴대폰을 비롯한 모바일 기기의 소형화와 슬림화의 추세에 따라 이에 실장되는 부품의 크기를 줄이는 것이 업계의 화두로 대두되고 있는 가운데 실장되는 부품의 소형화와 더불어 더욱 향상된 기능을 발휘하기 위하여 고집적화 기술이 접목되고 있다.

특히, 현재의 모바일 기기 등에 채용되고 있는 카메라 모듈은 카메라폰이나 PDA, 스마트폰 및 노트북 컴퓨터 등에 적용되고 있는바, 소비자의 다양한 취향에 맞추어 소형이면서도 고성능의 촬상 기능을 구비하여야 한다. 보다 구체적으로, 최근 휴대전화나 노트북 등의 모바일 기기에는 CCD 이미지 센서나 CMOS 이미지 센서 등의 촬상소자가 실장된 카메라모듈이 구비되고 있으며, 이와 같은 카메라모듈은 고 화소 및 고 기능화됨에 따라 일반 고 사양의 디지털 카메라와 유사한 정도의 성능을 갖추고 있다. 이러한 모바일 기기용 카메라모듈은 초점을 맞추기 위한 방식으로서, 압전소자(Piezoelectric Element)를 사용하여 카메라모듈의 렌즈배럴을 상하로 구동하는 압전소자 타입의 액추에이터를 이용하고 있다. 압전소자 타입의 액추에이터는 외부전류가 인가되면 길이변형되는 압전소자를 사용하여 렌즈가 장착된 렌즈배럴을 상하로 구동함으로써 오토포커싱 기능을 수행하는 것을 지칭하며, 이와 같은 압전소자 타입의 카메라모듈의 일례가 도 3 및 도 4에 도시되어 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 종래 기술의 모바일 기기용 카메라모듈은 다수개의 렌즈가 내장된 렌즈배럴(10), 렌즈배럴(10)을 감싸며 바닥면에 이미지센서가 설치된 하우징(20), 렌즈배럴(10)을 상하 구동하기 위한 압전소자(30) 및 렌즈배럴(10)을 구동가능하게 지지하는 볼베어링(40)으로 구성된다.

렌즈배럴(10)은 그 내부에 내장된 다수개의 렌즈로 외부의 사물을 카메라모듈 내부의 이미지센서로 모아주기 위한 것으로, 그 외주면에 밀착되는 압전소자(30)에 외부전류가 인가되면 압전소자(30)의 길이변형에 의해 상하로 구동하면서 포커싱을 수행한다.

하우징(20)은 렌즈배럴(10)을 수용하여 보호하기 위한 것으로, 바닥면에 이미지센서가 설치된 회로기판이 부착되며, 내주벽에 렌즈배럴(10)에 밀착되도록 압 전소자(30)가 고정 설치된다.

압전소자(30)는 외부전류에 의해 길이변형함으로써 렌즈배럴(10)을 상하 구동하기 위한 것으로, 하우징(30)을 통해 회로기판에 전기적으로 연결된다.

볼베어링(40)은 렌즈배럴(10)을 구동가능하게 지지하기 위한 것으로, 압전소자(30)와 마주하는 하우징(20)의 내주벽에 고정설치되며, 렌즈배럴(10)을 지지하는 4개의 볼(41)이 구비된다.

그러나, 상기와 같은 구성을 갖는 종래 기술의 모바일 기기용 카메라모듈은 볼베어링(40)의 볼(41)과 렌즈배럴(10)이 접촉되기 때문에, 둘 사이에서 발생하는 마찰력 및 볼(41)의 미끌림으로 인하여 렌즈배럴(10)이 정상적으로 상하구동되지 않아 정밀한 오토 포커싱이 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 비접촉방식으로 렌즈배럴을 구동가능하게 지지하는 자석베어링을 구비함으로써, 렌즈배럴의 구동시 렌즈배럴의 흔들림 또는 틸팅을 방지할 수 있는 것에 더불어 보다 신뢰성 높은 오토포커싱이 가능한 모바일 기기용 카메라모듈을 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 모바일 기기용 카메라모듈에 있어서, 외부 영상을 모으는 렌즈들이 내장된 렌즈배럴; 외부 영상을 전기신호로 변환하는 이미지센서가 바닥면에 부착되며 상기 렌즈배럴을 감싸는 하우징; 상기 하우징의 내벽부에 설치되며 외부로부터 인가되는 전류에 의해 상기 렌즈배럴을 선형구동시키기 위한 압전소자; 및 상기 렌즈배럴의 선형구동 동안에 상기 렌즈배럴의 틸팅 및 흔들림을 방지하도록 상기 렌즈배럴을 비접촉식으로 구동가능하게 지지하는 자석베어링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 카메라모듈을 제공할 수 있다.

여기서, 상기 자석베어링은, 상기 렌즈배럴의 일측에 설치된 제1자석; 및 상기 제1자석에 마주하도록 상기 하우징에 설치된 제2자석;으로 이루어지며, 상기 제1자석과 제2자석은 척력이 발생하도록 같은 극성이 마주하게 배치되는 것을 특징으 로 한다.

또한, 상기 렌즈배럴은, 상기 압전소자에 밀착되어 외부전원에 의한 상기 압전소자의 길이변형에 의해 상기 렌즈배럴을 선형구동시키는 가이드부; 및 상기 제1베어링이 설치되는 설치부;를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 압전소자는 상기 렌즈배럴의 선형구동을 위해, 외부 전류의 인가시 길이변형됨으로써 진동하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 자석베어링의 제1자석과 제2자석은 서로 비접촉되도록 이격된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 제1자석과 제2자석은 서로 마주하는 제1베어링면과 제2베어링면을 각각 가지며, 상기 제1베어링면과 제2베어링면은 자속밀도가 변화되도록 굴곡진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1베어링면과 제2베어링면은 상기 제1 및 제2자석의 양 테두리쪽에 높은 자속밀도를 갖도록 굴곡진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 렌즈배럴의 일측에 설치된 제1자석과 하우징의 일측에 설치된 제2자석 사이의 척력에 의해 렌즈배럴이 비접촉식으로 구동가능하게 지지되기 때문에, 렌즈배럴의 흔들림 또는 틸팅이 방지됨과 동시에 렌즈배럴의 상하 선형운동을 보다 원활하게 안내할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모바일 기기용 카메라모듈에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모바일 기기용 카메라모듈(100)은 렌즈배럴(110), 하우징(120), 압전소자(130) 및 자석베어링(140)을 포함한다.

렌즈배럴(110)은 그 내부에 내장된 다수개의 렌즈로 외부의 사물을 카메라모듈 내부의 이미지센서로 모아주기 위한 것으로, 외주벽에 압전소자(130)와 밀착되어 렌즈배럴(110)의 선형구동을 안내하는 가이드부(111)와 자석베어링(140)의 제1자석(141)이 고정되게 설치되는 설치부(112)를 갖는다.

여기서, 렌즈배럴(110)은 압전소자(130)에 전류가 인가되는 경우 압전소자(130)의 길이변형에 의해 가이드부(111)가 상하로 구동됨으로써 포커싱을 정밀하게 수행한다.

설치부(112)는 렌즈배럴(110)의 길이방향, 즉 렌즈의 광축방향으로 연장되며 별도의 접착제와 같은 접착수단에 의해 제1자석(141)이 고정되게 설치된다.

하우징(120)은 렌즈배럴(110)를 감싸도록 형성되며, 그 내부에 렌즈배럴(110)을 수용하는 수용홈(121)이 렌즈배럴(110)의 형상에 대응하게 형성된다. 또 한, 하우징(120)은 렌즈배럴(110)의 가이드부(111)와 마주하는 위치에 압전소자(130)가 고정되게 설치되는 설치홈(122)이 형성되며, 여기서 설치홈(122)은 하우징(120)의 내벽에 대하여 단차지게 형성된다. 이때, 설치홈(122)은 압전소자(130)가 렌즈배럴(110)의 가이드부(111)에 밀착될 수 있는 정도의 단차 깊이를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 하우징(120)은 렌즈배럴(110)에 설치된 제1자석(141)과 마주하는 위치에 제2자석(142)이 고정되게 설치되며, 여기서 제1자석(141)과 제2자석(142) 사이에 소정의 틈새가 형성되도록 제1자석(141)과 제2자석(142)이 이격되는 것이 바람직하다.

또한, 하우징(120)은 구체적으로 도시하지는 않았으나, 그 바닥면에 외부 이미지를 수신하기 위한 이미지센서와 이 이미지센서가 전기적으로 연결되는 회로기판을 구비하고 있으며, 이미지센서는 렌즈배럴(110)의 광축에 대하여 동축선상에 배치되는 것이 바람직하며, 렌즈배럴(110)로부터 수신된 이미지를 전기신호로 바꾸어 회로기판을 통해 모바일기기로 전달한다.

회로기판은 그 상면에 전기적으로 연결된 이미지센서에서 발생하는 전기 신호를 카메라폰, PDA 또는 노트북 컴퓨터 등의 모바일 기기로 전달하기 위한 것으로, 상면에는 소정의 인쇄회로기판의 제작 공정에 의하여 형성된 회로패턴이 구비된다.

압전소자(130)는 외부로부터 인가되는 전원에 의해 길이변형됨으로써 렌즈배럴(110)을 상하구동시키기 위한 것으로, 렌즈배럴(110)의 광축방향으로 연장되며 하우징(120)에 설치되는 몸체부(131)와 이 몸체부(131)에 광축방향에 평행하게 놓이는 다수개의 압전세라믹(132)으로 이루어진다.

여기서, 압전세라믹(132)은 외부로부터 인가되는 전류에 의해 길이변형됨으로써 진동하며, 이로 인해 렌즈배럴(110)의 가이드부(111)를 선형구동시킴으로써 카메라모듈(100)의 포커싱 동작을 수행한다.

자석베어링(140)은 렌즈배럴(110)이 선형운동가능하게 비접촉식으로 지지하기 위한 것으로, 렌즈배럴(110)에 설치된 제1자석(141)과 하우징(120)에 설치된 제2자석(142)으로 이루어지며, 제1자석(141)과 제2자석(142)은 척력이 발생하도록 서로 같은 극성이 마주하도록 배치된다.

여기서, 제1,2자석(141,142)은 렌즈배럴(110)의 선형운동시 서로 비접촉되도록 소정 거리만큼 이격되어 있는 것이 바람직하며, 같은 극성이 서로 마주하여 척력이 발생하기 때문에, 렌즈배럴(110)의 선형운동을 보다 원활하게 안내할 수 있다.

한편, 자석베어링(140)은 렌즈배럴(110)을 비접촉식으로 지지함과 동시에, 렌즈배럴(110)의 구동시 렌즈배럴(110)이 일측으로 틸팅되거나 흔들리는 것을 방지할 수 있도록, 제1자석(141)과 제2자석(142)의 형상을 변경할 수 있다.

서로 마주하는 제1자석(141)의 제1베어링면(141a)과 제2자석(142)의 제2베어링면(142a)을 굴곡지게 형성함으로써, 제1자석(141)과 제2자석(142)의 자속밀도를 변경할 수 있다. 여기서, 제1자석(141)과 제2자석(142)의 양측 테두리쪽에 자속밀 도를 높임으로써, 렌즈배럴(110)의 구동시 제1자석(141)과 제2자석(142)의 틸팅을 방지할 수 있다.

또한, 제1자석(141)과 제2자석(142)의 양측 테두리쪽의 자속밀도를 높이기 위하여, 제1자석(141)과 제2자석(142)에 금속재질의 요크 등을 별도로 부착함으로써, 자석베어링(140)의 흔들림 및 틸팅을 방지할 수도 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조로 본 발명의 모바일 기기용 카메라모듈에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경 및 다양한 변형실시예가 가능함은 당업자에게 명백하다.

도 1은 본 발명의 모바일 기기용 카메라모듈의 개략적인 분해 사시도;

도 2는 도 1의 카메라모듈의 개략적인 정면도;

도 3은 종래기술의 카메라모듈의 개략적인 분해 사시도; 및

도 4은 도 3의 카메라모듈의 개략적인 정면도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

100 : 카메라모듈 110 : 렌즈배럴

111 : 가이드부 112 : 설치부

120 : 하우징 121 : 수용홈

122 : 설치홈 130 : 압전소자

131 : 몸체부 132 : 압전세라믹

140 : 자석베어링 141 : 제1자석

142 : 제2자석 141a : 제1베어링면

142 : 제2베어링면

Claims

모바일 기기용 카메라모듈에 있어서,

외부 영상을 모으는 렌즈들이 내장된 렌즈배럴;

외부 영상을 전기신호로 변환하는 이미지센서가 바닥면에 부착되며 상기 렌즈배럴을 감싸는 하우징;

상기 하우징의 내벽부에 설치되며 외부로부터 인가되는 전류에 의해 상기 렌즈배럴을 선형구동시키기 위한 압전소자; 및

상기 렌즈배럴의 선형구동 동안에 상기 렌즈배럴의 틸팅 및 흔들림을 방지하도록 상기 렌즈배럴을 비접촉식으로 구동가능하게 지지하는 자석베어링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 카메라모듈.
청구항 1에 있어서,

상기 자석베어링은,

상기 렌즈배럴의 일측에 설치된 제1자석; 및

상기 제1자석에 마주하도록 상기 하우징에 설치된 제2자석;으로 이루어지며, 상기 제1자석과 제2자석은 척력이 발생하도록 같은 극성이 마주하게 배치되는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 카메라모듈.
청구항 2에 있어서,

상기 렌즈배럴은,

상기 압전소자에 밀착되어 외부전원에 의한 상기 압전소자의 길이변형에 의해 상기 렌즈배럴을 선형구동시키는 가이드부; 및

상기 제1베어링이 설치되는 설치부;를 갖는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 카메라모듈.
청구항 2에 있어서,

상기 압전소자는 상기 렌즈배럴의 선형구동을 위해, 외부 전류의 인가시 길이변형됨으로써 진동하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 카메라모듈.
청구항 2에 있어서,

상기 자석베어링의 제1자석과 제2자석은 서로 비접촉되도록 이격된 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 카메라모듈.
청구항 2에 있어서,

상기 제1자석과 제2자석은 서로 마주하는 제1베어링면과 제2베어링면을 각각 가지며, 상기 제1베어링면과 제2베어링면은 자속밀도가 변화되도록 굴곡진 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 카메라모듈.
청구항 6에 있어서,

상기 제1베어링면과 제2베어링면은 상기 제1 및 제2자석의 양 테두리쪽에 높은 자속밀도를 갖도록 굴곡진 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 카메라모듈.