KR20100029297A

KR20100029297A - 소형 카메라 장치

Info

Publication number: KR20100029297A
Application number: KR1020080088026A
Authority: KR
Inventors: 김학권; 김동식; 김정구; 안재용
Original assignee: 재영솔루텍 주식회사
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2008-09-08
Publication date: 2010-03-17

Abstract

본 발명은 자동 초점에 소요되는 시간을 단축하고, 안정적인 자동 초점 구동을 일으키는 소형 카메라 장치에 관한 것으로, 고정부; 렌즈모듈이 장착되어, 상기 렌즈모듈이 자동 초점 조절되도록 상기 고정부 내에서 승강되는 이송부; 및 상기 고정부와 이송부 사이에 위치하는 것으로, 동점도가 1000mm²/s 내지 10000mm²/s 범위이고 불 휘발분 90% 이상인 비 경화성 실리콘 오일로 이루어진 점탄성부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

소형, 카메라, 실리콘 오일, 퍼플루오르-폴리에테르, 폴리알파올레핀

Description

소형 카메라 장치{Device for small camera}

본 발명은 소형 카메라 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휴대폰과 같은 휴대단말기 등에 내장되어, 렌즈의 초점을 자동조절하는 소형 카메라 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 휴대폰과 같은 휴대단말기는 소형 카메라가 내장된다. 이 경우, 소형 카메라는 피사체의 초점을 자동으로 맞추는 수단이 요구되며, 이를 위해 카메라의 렌즈모듈을 직선 운동시키는 장치가 구비된다.

이와 같이 렌즈모듈을 직선 운동시키는 장치로는 피에조(Piezo)모터, VCM(Voice Coil Motor) 방식을 갖는 액츄에이터 등을 그 예로 들 수 있다. VCM 방식은 영구자석(Magnet)과 코일(Coil)의 기전력을 이용하여 렌즈의 초점을 조절한다.

VCM 방식을 채택한 종래의 소형 카메라 장치는 홀더와, 상기 홀더와 체결되는 커버와, 상기 홀더와 커버 내부 공간에 형성되는 영구자석과, 상기 영구자석의 내주면에 배치되어 외부전원이 인가되는 코일 및 상기 영구자석과 코일의 전자기력에 의해 승강되어 렌즈모듈을 이동시키는 캐리어 등을 구비한다. 한편, 상기 카메 라 장치의 하부에 상기 렌즈모듈로부터 획득된 영상을 센싱하는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor), CCD(Charge Coupled Device) 등의 이미지센서가 구비된다.

하지만, 종래의 소형 카메라 장치는 자동 초점 조절 시, 영구자석과 코일간의 정밀제어가 난해하였다. 따라서, 자동 초점 시, 영구자석과 코일간의 미세진동으로 인한 외란현상이 발생하였고, 안정적인 자동 초점이 이루어지기까지 소요되는 시간이 늘어나는 문제점이 있었다. 이에 따라, 종래의 소형 카메라 장치는 자동 초점을 위한 작동이 불안정하고, 촬영시간이 지연되게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 자동 초점에 소요되는 시간을 단축하고, 안정적인 자동 초점 구동을 일으키는 소형 카메라 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 고정부; 렌즈모듈이 장착되어, 상기 렌즈모듈이 자동 초점 조절되도록 상기 고정부 내에서 승강되는 이송부; 및 상기 고정부와 이송부 사이에 위치하는 것으로, 동점도가 1000mm²/s 내지 10000mm²/s 범위이고 불 휘발분 90% 이상인 비 경화성 실리콘 오일로 이루어진 점탄성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 카메라 장치를 제공한다.

한편, 본 발명은, 고정부; 렌즈모듈이 장착되어, 상기 렌즈모듈이 자동 초점 조절되도록 상기 고정부 내에서 승강되는 이송부; 및 상기 고정부와 이송부 사이에 위치하는 것으로, 퍼플루오르-폴리에테르계 윤활제로 이루어진 점탄성부;를 포함하 는 것을 특징으로 하는 소형 카메라 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은, 고정부; 렌즈모듈이 장착되어, 상기 렌즈모듈이 자동 초점 조절되도록 상기 고정부 내에서 승강되는 이송부; 및 상기 고정부와 이송부 사이에 위치하는 것으로, 폴리알파올레핀계 윤활제로 이루어진 점탄성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 카메라 장치를 제공한다.

이 경우, 상기 점탄성부는 동점도가 5000mm²/s 내지 15000mm²/s 범위인 것을 채택하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 고정부는 홀더와, 상기 홀더의 내부에 결합되는 영구자석을 구비하고, 상기 이송부는 상기 렌즈모듈과 결합되는 캐리어와, 상기 캐리어의 외주면에 고정되어 인가되는 외부 전원에 의해 상기 영구자석 내에서 승강되는 코일을 구비하여, 상기 점탄성부가 상기 영구자석과 코일 사이의 하부에 위치되는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 점탄성부를 도포하는 공간의 폭은 0.03mm 내지 0.12mm 인 것이 바람직하다.

또한, 상기 점탄성부는 일지점 또는 복수의 지점에 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 소형 카메라 장치는 실리콘 오일이 영구자석과 코일 사이에서 댐핑(Damping)역할을 하여, 렌즈의 자동 초점 시 미세 진동을 방지하고, 이에 따라 안정적인 자동 초점을 수행한다.

또한, 본 발명에 따른 소형 카메라 장치는 초점이 안정화되는데 소요되는 시간을 줄여, 촬영시간을 단축시키는 장점이 있다.

본 발명에 따른 소형 카메라 장치는 고정부와, 이송부 및 점탄성부를 구비한다.

고정부는 카메라 장치의 외부 커버가 되는 것으로, 복수의 렌즈들이 배열된 렌즈모듈이 자동 초점 조절되도록 안내하는 기능을 한다.

이송부는 상기 고정부에 대해 상대적으로 승강 운동하면서 렌즈모듈을 승강시키는 것으로, 상기 이송부에 렌즈모듈이 장착된다.

점탄성부는 상기 고정부와 이송부 사이에 위치하여 댐핑(Damping) 작용을 하는 것으로, 비 경화성 실리콘 오일 또는 퍼플루오르-폴리에테르계 윤활제로 이루어진다.

이하 첨부된 도면에 따라서 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 소형 카메라 장치의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 소형 카메라 장치의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 점탄성부를 도시한 확대 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 소형 카메라 장치(100)는 홀더(10)와, 커버(20)와, 요크(40)와, 영구자석(30)과, 코일(50)과 캐리어(60) 및 상,하부스프링(71)(72)을 구비한다.

홀더(10)는 소형 카메라 장치(100)의 하부몸체를 이룬다.

커버(20)는 소형 카메라 장치(100)의 상부몸체를 이루는 것으로, 상기 홀더(10)의 상부에 결합된다. 상기 홀더(10)와 커버(20)의 내부에는 소정의 공간이 형성된다.

요크(40)는 상기 홀더(10)와 커버(20)의 내부 공간에 결합된다.

영구자석(30)은 상기 요크(40)의 내주면에 고정되는 것으로, 자기장을 발생시킨다.

코일(50)은 상기 영구자석(30)의 내주면에 배치된다. 상기 코일(50)에 전원이 인가되면, 상기 코일(50)과 영구자석(30)의 전자기력에 의해 후술할 캐리어(60)가 수직 방향으로 승강된다.

캐리어(60)는 외주면에 상기 코일(50)이 결합된다. 상기 캐리어(60)는 상기 영구자석(30)과 코일(50)의 전자기력 작용에 의해 승강 운동된다. 상기 캐리어(60)의 내주면에 렌즈모듈(미도시)이 결합되어, 상기 캐리어(60)와 함께 승강된다. 상기 렌즈모듈은 복수의 렌즈로 이루어진 렌즈 어레이(Array)를 구비한다. 상기 렌즈들은 이를 통과하는 피사체의 영상을 굴절시켜 CMOS, CCD 등과 같은 이미지 센서에 입사시킨다.

상,하부스프링(71)(72)은 상기 홀더(10) 및 커버(20)에 상기 캐리어(60)를 체결시키며, 연성회로기판(FPCB) 등을 통해 외부와 전기적으로 연결되어 외부전원을 상기 코일(50)로 인가시킨다. 상기 코일(50)에 전류가 공급되면 상기 영구자석(30)과 코일(50)의 상호 작용에 의해 상기 캐리어(60)가 직선 운동하고, 상기 코 일(50)에 전류를 차단하면 상기 상,하부스프링(71)(72)의 탄성력에 의해 캐리어(60)는 리턴된다.

특히, 상기 영구자석(30)과 코일(50) 사이에 점탄성부(90)가 형성된다.

점탄성부(90)는 불 휘발분 90% 이상인 비 경화성 실리콘 오일(Silicon oil)로 이루어진다. 상기 점탄성부(90)는 상기 영구자석(30)과 코일(50) 사이에 방울 형상으로 인젝션(Injection)된다. 이와 같이 영구자석(30)과 코일(50) 사이에 도포된 점탄성부(90)는 영구자석(30)과 코일(50) 사이에서 댐핑(Damping) 작용을 하게 된다.

따라서, 상기 점탄성부(90)는 상기 렌즈모듈의 자동 초점구동 시 렌즈모듈의 미세진동 현상을 방지한다. 상기 영구자석(30)에 대해 코일(50)이 수직으로 승강 운동할 때, 상기 코일(50)과 결합된 캐리어(60) 및 렌즈모듈의 자체 하중에 의한 관성이 작용해 미세진동이 발생한다. 이와 같은 미세진동은 시간이 지날수록 점차 안정화되어, 일정 시간 이후에는 상기 코일(50)이 제어되고자 하는 위치에 멈춘다. 이와 같이, 이송부가 고정부에 대해 승강 시 안정화되는데 소요되는 시간(Settling time)은 카메라 장치의 자동 초점 성능과 관련이 깊다.

이 경우, 상기 점탄성부(90)를 도포하는 공간의 폭은 0.03mm 내지 0.12mm 인 것이 바람직하다.

따라서, 상기 점탄성부(90)는 상기 렌즈모듈의 자동 초점구동 시 더욱 빠른 시간 내에 안정화되기 때문에, 카메라의 초점조절 시간을 단축시켜 촬영시간을 단축시킨다. 또한, 상기 점탄성부(90)는 미세진동을 효과적으로 흡수하여, 자동 초점 시 안정적인 제어가 이루어지게 한다.

한편, 실리콘 오일은 실록산 결합(Si-O-Si)을 가지고 있어 무기적 성질과 Si원자와 결합하고 있는 메칠기, 페닐기 등의 유기적 성질을 모두 가지고 있다. 실리콘 오일은 내열성, 내한성, 내수성, 산화 안정성 등이 우수하다. 또한, 상기 점탄성부(90)는 불 휘발분 90% 이상의 비 경화성 오일로 이루어져, 별도의 경화공정이 불필요하며 영구자석(30)과 코일(50) 사이에 실리콘 오일을 투입하는 공정만을 수행하면 된다.

이 경우, 상기 실리콘 오일의 동점도(Kinematic viscosity)는 1000mm²/s 내지 10000mm²/s 범위를 갖는다.

상기 실리콘 오일의 동점도가 1000mm²/s 이하일 경우, 영구자석(30)과 코일(50) 사이에서 흘러내릴 위험이 있고 충분히 댐핑(Damping) 기능을 수행하지 못한다. 또한, 상기 실리콘 오일의 동점도가 10000mm²/s 이상일 경우, 실리콘 오일이 지나치게 딱딱한 상태가 되어 영구자석(30)과 코일(50)의 움직임이 원활하지 못하게 된다.

바람직하게는, 상기 실리콘 오일의 동점도는 4000mm²/s 내지 6000mm²/s 범위를 갖도록 하며, 더욱 바람직하게는 상기 실리콘 오일의 동점도는 5000mm²/s 를 갖도록 한다.

한편, 점탄성부(90)는 퍼플루오르-폴리에테르계 윤활제로 이루어질 수 있다.

퍼플루오르-폴리에테르(perfluoro-polyether)계 윤활제는 탄소, 불소, 산소막으로 구성된 안전소화 오일로서, 가혹한 조건에서도 장시간 사용이 가능하여 반복 동작이 많은 소형 카메라 장치에 효과적으로 사용될 수 있다.

이 경우, 상기 점탄성부(90)는 동점도가 5000mm²/s 내지 15000mm²/s 범위인 것이 바람직하다.

또한, 상기 점탄성부(90)의 도포부 공간폭(d)은 0.03mm 내지 0.12mm 인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 상기 점탄성부(90)의 도포부 공간폭(d)은 0.08mm가 되게 한다.

한편, 상기 점탄성부(90)는 폴리알파(α)올레핀계 윤활유로 이루어질 수 있다.

한편, 상기 점탄성부(90)는 상기 영구자석(30)과 코일(50) 사이의 하부에 위치하는 것이 바람직하다. 상기 영구자석(30)과 코일(50)의 하중을 고려하면, 상기 점탄성부(90)가 영구자석(30) 및 코일(50)의 상부에 위치하는 것에 비해, 하부에 위치할 때 더욱 효과적으로 영구자석(30)과 코일(50) 사이에서 댐핑(Damping) 기능을 수행할 수 있다.

또한, 상기 점탄성부(90)는 일지점 또는 복수의 지점에 형성될 수 있다. 즉, 상기 점탄성부(90)는 상기 영구자석(30)과 코일(50) 사이에 한 지점에 형성될 수 있고, 2개소 이상의 지점에 형성될 수 있다. 상기 점탄성부(90)가 여러 지점에 형성될수록 댐핑(Damping) 기능은 우수해지나, 너무 많아질 경우 영구자석(30)과 코일(50)의 유동을 방해할 수 있으므로 사용되는 오일의 동점도를 고려하여 적절한 개수를 채택한다.

이하, 본 발명을 실시 예를 통해 보다 상세하게 설명하되, 본 발명이 하기 실시 예로만 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

영구자석과 코일 사이에 불 휘발분 90%이상이고 동점도가 5000mm²/s인 비 경화성 실리콘 오일을 주입하고, 코일에 전원을 인가하여 코일과 결합된 캐리어 및 렌즈모듈의 승강 운동을 시간에 대한 변위로 측정하였다. 측정 결과는 도 4a에 나타내었다.

실시예 2

영구자석과 코일 사이에 동점도가 10000mm²/s인 퍼플루오르-폴리에테르계 윤 활제를 주입하고, 코일에 전원을 인가하여 코일과 결합된 캐리어 및 렌즈모듈의 승강 운동을 시간에 대한 변위로 측정하였다. 측정 결과는 도 4b에 나타내었다.

비교예 1

영구자석과 코일 사이에 어떤 물질도 주입하지 않고, 코일에 전원을 인가하여 코일과 결합된 캐리어 및 렌즈모듈의 승강 운동을 시간에 대한 변위로 측정하였다. 측정 결과는 도 4c에 나타내었다.

상기 실시예 1과 비교예 1의 측정결과를 비교한 결과, 영구자석과 코일 사이에 불 휘발분 90%이상이고 동점도가 5000mm²/s인 비 경화성 실리콘 오일을 주입하였을 때, 그렇지 않은 것에 비해 렌즈모듈의 승강 운동시 발생하는 진동이 감소하고 제어가 안정화되는데 소요되는 시간이 단축되는 것을 확인하였다.

또한, 상기 실시예 2와 비교예 1의 측정결과를 비교한 결과, 영구자석과 코일 사이에 동점도가 10000mm²/s인 퍼플루오르-폴리에테르계 윤활제를 주입하였을 때, 그렇지 않은 것에 비해 렌즈모듈의 승강 운동시 발생하는 진동이 감소하고 제어가 안정화되는데 소요되는 시간이 단축되는 것을 확인하였다.

또한, 상기 실시예 2에서 퍼플로오르-폴리에테르계 윤활제 대신 폴리알파올레핀계 윤활제를 주입하여 동일 조건으로 실험한 결과, 도 4b와 매우 유사한 측정결과를 얻을 수 있었다. 이와 같은 실험 결과를 분석해 보면, 영구자석과 코일 사이에 폴리알파올레핀계 윤활제를 주입하였을 때, 그렇지 않은 것에 비해 렌즈모듈의 승강 운동시 발생하는 진동이 감소하고 제어가 안정화되는데 소요되는 시간이 단축되는 것을 유추할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 소형 카메라 장치의 분해 사시도.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 소형 카메라 장치의 단면도.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 점탄성부를 도시한 확대 단면도.

도 4a는 본 발명의 제1실시예에 따른 코일의 시간에 대한 변위를 도시한 그래프.

도 4b는 본 발명의 제2실시예에 따른 코일의 시간에 대한 변위를 도시한 그래프.

도 4c는 본 발명의 비교예에 따른 코일의 시간에 대한 변위를 도시한 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 홀더 20 : 커버

30 : 영구자석 40 : 요크

50 : 코일 60 : 캐리어

71 : 상부스프링 72 : 하부스프링

100 : 소형 카메라 장치

Claims

고정부;

렌즈모듈이 장착되어, 상기 렌즈모듈이 자동 초점 조절되도록 상기 고정부 내에서 승강되는 이송부; 및

상기 고정부와 이송부 사이에 위치하는 것으로, 동점도가 1000mm²/s 내지 10000mm²/s 범위이고 불 휘발분 90% 이상인 비 경화성 실리콘 오일로 이루어진 점탄성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 카메라 장치.
고정부;

렌즈모듈이 장착되어, 상기 렌즈모듈이 자동 초점 조절되도록 상기 고정부 내에서 승강되는 이송부; 및

상기 고정부와 이송부 사이에 위치하는 것으로, 퍼플루오르-폴리에테르계 윤활제로 이루어진 점탄성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 카메라 장치.
고정부;

렌즈모듈이 장착되어, 상기 렌즈모듈이 자동 초점 조절되도록 상기 고정부 내에서 승강되는 이송부; 및

상기 고정부와 이송부 사이에 위치하는 것으로, 폴리알파올레핀계 윤활제로 이루어진 점탄성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 카메라 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 점탄성부는 동점도가 5000mm²/s 내지 15000mm²/s 범위인 것을 특징으로 하는 소형 카메라 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 고정부는,

홀더와, 상기 홀더의 내부에 결합되는 영구자석을 구비하고,

상기 이송부는,

상기 렌즈모듈과 결합되는 캐리어와, 상기 캐리어의 외주면에 고정되어 인가되는 외부 전원에 의해 상기 영구자석 내에서 승강되는 코일을 구비하여,

상기 점탄성부가 상기 영구자석과 코일 사이의 하부에 위치되는 것을 특징으로 하는 소형 카메라 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 점탄성부의 도포 공간폭은 0.03mm 내지 0.12mm 인 것을 특징으로 하는 소형 카메라 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 점탄성부는 일지점 또는 복수의 지점에 형성되는 것을 특징으로 하는 소형 카메라 장치.