KR20100039925A - 자동 초점 카메라 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동 초점 카메라 모듈에 관한 것이다.
본 발명의 자동 초점 카메라 모듈은 다수의 렌즈가 내장되고, 외주면에 코일이 권취된 엑츄에이터; 상기 엑츄에이터가 상부에 상, 하 구동 가능하게 결합되고, 내측 벽면에 마그네트가 장착된 하우징; 상기 하우징이 안착되며, 상면에 이미지센서가 실장된 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 이미지센서 외측에 실장되고, ISP가 내장되어 상기 엑츄에이터 구동을 위한 코드를 생성하는 메모리부; 및 상기 인쇄회로기판의 이미지센서 외측에 실장되고, 상기 메모리부에서 생성된 코드를 수신하여 상기 엑츄에이터 구동을 위한 전류를 생성하여 상기 엑츄에이터에 인가하는 드라이버 IC부;를 포함한다.
하우징, 마그네트, 엑츄에이터, 코일, 이음(異音), 임계전류

Description

자동 초점 카메라 모듈{Camera module for autofocusing}
본 발명은 자동 초점 카메라 모듈에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 오토 포커스(AF;Auto Focus)가 구현되는 카메라 모듈의 이음(異音) 발생을 최소화되도록 하기 위한 자동 초점 카메라 모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 카메라 모듈(CCM:Compact Camera Module)은 소형으로써 카메라폰이나 PDA, 스마트폰을 비롯한 휴대용 이동통신 기기에 적용되고 있는 바, 최근에 이르러서는 소비자의 다양한 취향에 맞추어 소형의 카메라 모듈이 장착된 기기의 출시가 점차 늘어나고 있는 실정이다.
이와 같은 카메라 모듈은, CCD나 CMOS 등의 이미지센서를 주요 부품으로 하여 제작되고 있으며 상기 이미지센서를 통하여 사물의 이미지를 집광시켜 기기내의 메모리상에 데이터로 저장되고, 저장된 데이터는 기기내의 LCD 또는 PC 모니터 등의 디스플레이 매체를 통해 영상으로 디스플레이된다.
특히, 최근에는 소비자의 다양한 요구에 맞추어 자동초점(AF:Autofocus) 조 정이나 줌(Zoom) 조정 등과 같은 기능이 부여된 카메라 모듈이 요구되고 있는 바, 특히, 자동 초점 기능(AUTOFOCUS : AF) 기능이 부가된 카메라 모듈이 장착되는 휴대용 단말기의 경우에는 피사체와의 초점 거리에 상관없이 포커싱이 구현된 양질의 화상을 제공할 수 있다는 점에서 그 수요가 급증하고 있다.
카메라 모듈의 자동 초점을 위해서는 렌즈가 결합된 렌즈 모듈의 상, 하 구동을 위하여 모터 등의 기구적 메카니즘을 이용하거나 압전소자를 이용하여 전원 인가에 의해 렌즈 모듈의 상, 하 구동이 이루어지도록 하는 데, 최근에는 마그네트에 의해 발생되는 자기장과 코일에 의해 발생되는 전기장의 상호 작용에 의해서 생성되는 전자기적인 힘에 의해 렌즈 모듈이 장착된 구동부가 상, 하 구동되도록 함에 의해서 자동 초점이 수행될 수 있도록 한 VCA(Voice Coil Acuator) 타입의 카메라 모듈이 주로 적용되고 있다.
도 1은 종래 자동 초점 카메라 모듈의 조립 사시도이고, 도 2는 종래 자동 초점 카메라 모듈의 개략적인 단면 구성도로서, 도시된 바와 같이 종래의 자동 초점 카메라 모듈(10)은, 상, 하부 홀더(21)(22) 내에 전기장에 의해 상, 하부로 구동되는 보빈(23)이 내장된 엑츄에이터(20)와, 상기 엑츄에이터(20)가 실장되는 인쇄회로기판(30) 및 상기 엑츄에이터(20) 외장을 감싸는 쉴드 케이스(40)로 구성된다.
상기 엑츄에이터(20)는 사방 측벽에 마그네트(M)가 장착된 상, 하부 홀더(21)(22) 내에 코일(C)이 적층 결합된 보빈(23)이 장착되고, 상기 보빈(23) 내에 다수의 렌즈(L)가 적층 결합된 렌즈 모듈(24)이 내입되며, 상기 보빈(23)의 상, 하 부가 서스펜션 와이어(25)에 의해 탄력적으로 지지됨에 의해서 구성된다.
또한, 상기 엑츄에이터(20)는 그 측벽에 외부 기기로부터 전원을 공급받기 위한 커넥터(26)가 부착되며, 상기 커넥터(26)는 인쇄회로기판(30) 상에 형성된 패드(31)와 납땜 등에 의해서 고정됨에 따라 엑츄에이터(20)와 인쇄회로기판(30)이 전기적으로 연결된다.
그리고, 상기 엑츄에이터(20)의 외부를 감싸는 쉴드 케이스(40)는 엑츄에이터(20)의 외관을 보호함과 아울러 EMI(Electromagnetic Interference) 차폐를 위해 설치된다.
이와 같이 구성된 종래 자동 초점 카메라 모듈(10)은 코일이 결합된 보빈(23)과 마그네트(M) 사이에 임계전류 이상의 전류가 인가될 경우, 인가된 전류량만큼 보빈(23)이 상부로 이동하게 되며, 전류를 차단하면 보빈(23)이 원복되어 제자리로 위치하게 된다.
이러한 과정을 통해 자동 초점이 수행되는 과정에서 전류 차단에 의한 보빈(23)이 제자리로 위치할 때, 일시에 전류가 차단됨에 따라 보빈(23)에 결합된 서스펜션 와이어(25)의 탄성에 의해 보빈(23)과 하우징(H)이 충돌하면서 비교적 큰 이음(異音)이 발생하게 되는 문제점이 있다.
또한, 자동 초점 카메라 모듈(10)의 이음 발생과 더불어 보빈(23)이 하우징(H)과 잦은 충돌이 발생됨에 따라 엑츄에이터(20)의 수명이 단축되는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 종래 카메라 모듈에서 제기되고 있는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, VCA 타입의 엑츄에이터가 내장되어 오토포커스 기능이 구현되는 카메라 모듈에 있어 엑츄에이터에 인가된 전류를 임계전류값까지 단계적으로 줄인 후 최종적으로 차단함에 따라 엑츄에이터와 하우징 구조물의 충돌에 의한 이음(異音)이 최소화되도록 한 카메라 모듈이 제공됨에 발명의 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은, 다수의 렌즈가 내장되고, 외주면에 코일이 권취된 엑츄에이터와, 상기 엑츄에이터가 상부에 상, 하 구동 가능하게 결합되고, 내측 벽면에 마그네트가 장착된 하우징과, 상기 하우징이 안착되며, 상면에 이미지센서가 실장된 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판의 이미지센서 일측에 실장되고, ISP가 내장되어 상기 엑츄에이터 구동을 위한 코드를 생성하는 메모리부, 및 상기 인쇄회로기판의 이미지센서 일측에 실장되고, 상기 메모리부에서 생성된 코드를 수신하여 상기 엑츄에이터 구동을 위한 전류를 생성하여 상기 엑츄에이터에 인가하는 드라이버 IC부;를 포함하는 자동 초점 카메라 모듈이 제공됨에 의해서 달성된다.
이때, 상기 엑츄에이터에 장착된 코일과 하우징의 마그네트 사이에는 인쇄회로기판에 실장된 드라이버 IC부를 통한 순/역 전류의 인가되고, 상기 엑츄에이터는 드라이버 IC부를 통한 전류의 인가에 의해 하우징 내에서 상, 하 방향으로 이동한다.
상기 메모리부는 ISP를 통해 엑츄에이터의 구동 가능한 전류의 크기별 코드가 생성되어 드라이버 IC부로 전송하게 되는 데, 카메라 모듈에 전원의 차단시 엑츄에이터를 구동하기 위한 임계전류값보다 큰 전류값에 해당하는 코드를 1차로 전송하고, 상기 엑츄에이터를 원위치로 원복시키기 위하여 0㎃에 해당하는 코드를 2차로 전송한다.
또한, 상기 하우징 내에 장착된 엑츄에이터는 드라이버 IC부로부터 1차 코드에 해당하는 전류값을 인가받아 엑츄에이터의 하단부가 하우징 상면에 근접한 위치까지 이동한 후, 상기 드라이버 IC부로부터 2차 코드에 해당하는 0㎃의 전류값을 인가받아 엑츄에이터 하단부와 하우징 상면이 접촉하게 원위치로 복귀된다.
따라서, 상기 엑츄에이터는 카메라 모듈 자체에 전원이 차단되면, 엑츄에이터 구동의 임계전류값에 해당하는 1차 코드에 의해 하우징 상면과 인접한 위치까지 이동되어 일단 정지 후, 최종적으로 전류가 차단됨에 따라 원복됨으로써, 하우징과 엑츄에이터의 충돌 이음이 최소화됨에 기술적 특징이 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 자동 초점 카메라 모듈은 엑츄에이터에 인가되는 전류를 임계전류값까지 단계적으로 줄인 후 최종적으로 차단함으로써, 엑츄에이터와 하우징 구조물의 충돌 이음이 최소화되는 장점이 있으며, 엑츄에이터 의 마모를 저감하여 사용 수명을 늘리고, 충돌에 의한 이물을 줄여 불량률을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 카메라 모듈의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.
먼저, 도 3은 본 발명에 따른 자동 초점 카메라 모듈의 개략적인 단면 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 자동 초점 카메라 모듈의 엑츄에이터 콘트롤 모식도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예의 자동 초점 카메라 모듈(100)은 하우징(110)과, 하우징(110) 내부에서 상, 하 이동되는 엑츄에이터(120)와, 상기 하우징(110)이 안착되며 상면에 이미지센서(140)가 실장된 인쇄회로기판(130)과, 상기 인쇄회로기판(130) 상의 이미지센서(140) 외측에 실장되는 메모리부(150) 및 드라이버 IC부(160)로 구성된다.
상기 하우징(110)은 상부측의 내측 벽면에 양극과 음극이 수직으로 구분된 마그네트(111)가 장착되어 인쇄회로기판(130) 상에 안착되며, 상기 하우징(110)의 마그네트(111) 내측으로 외주면에 코일(121)이 권취되어 그 내부에 다수의 렌즈(L)가 적층된 엑츄에이터(120)가 장착된다.
또한, 상기 하우징(110)이 안착된 인쇄회로기판(130) 상에는 엑츄에이터(120)의 렌즈(L)를 통하여 입사되는 광이 수광되는 이미지센서(140)가 실장되며, 상기 이미지센서(140)의 외측부에는 각각 메모리부(150)와 드라이버 IC부(160)가 장착된다.
상기 이미지센서(140)는 엑츄에이터(120)의 렌즈(L)를 통해 입사되는 광을 수광하여 화상 생성을 위한 전기적 신호로 변환하게 된다.
상기 메모리부(150)는 ISP(Image Signal Processing)와 플래시 메모리로 구성되는 바, 상기 ISP를 통해 이미지센서(140)에 수광된 광 신호의 전기적 신호 변환시 화상 보정이 이루어지게 되고, 소프트웨어적인 프로그래밍에 의해서 전류 인가를 위한 코드(code)를 생성한다.
이때, 상기 메모리부(150)의 ISP를 통해 생성된 코드에 해당되는 전류가 드라이버 IC부(160)에서 생성되어 상기 엑츄에이터(120)에 인가됨에 따라 상기 엑츄에이터(120)에 권취된 코일(121)과 하우징(110)의 마그네트(111) 사이에 자기장이 형성된다.
한편, 상기 하우징(110)의 내부에 장착된 엑츄에이터(120)는 엑츄에이터(120) 외부의 코일(121)과 하우징(110)의 마그네트(111) 사이에 인가된 전류에 의해 형성된 자기장을 통해 마그네트(111) 내측에서 상,하 구동되는 바, 드라이버 IC부(160)를 통해 인가되는 정/역 전류에 의해 순방향과 역방향, 즉 엑츄에이터(120)의 상, 하 구동이 제어된다.
이와 같이 구성된 본 실시예의 자동 초점 카메라 모듈(100)은 카메라 모듈의 전원 인가시 드라이버 IC부(160)를 통해 엑츄에이터(120)에 인가되는 전류량에 따라 하우징(110) 내에서 엑츄에이터(120)가 상, 하 이동되어 자동 초점이 이루어지게 되며, 이때 상기 드라이버 IC부(160)의 전류량은 메모리부(150)의 ISP를 통해 엑츄에이터(120)의 이동 전류량에 해당되는 코드를 전송받아 결정된다.
여기서, 본 실시예에 따른 자동 초점 카메라 모듈(100)의 구동이 완료되어 카메라 모듈 자체에 전원이 차단되면 상기 하우징(110) 내에서 구동중인 엑츄에이터(120)가 도 3b에 도시된 바와 같은 원위치로 복귀하게 될 때, 도 3a에 도시된 바와 같이 하우징(110)의 상부와 인접한 위치까지 일차적으로 복귀된 후, 하우징(110)의 상부에 엑츄에이터(120)의 하단부가 접촉되게 구동 전 위치로 원복되도록 한다.
이 과정에서 카메라 모듈의 전원치 전체적으로 차단되었을 때, 상기 메모리부(150)의 ISP를 통해 엑츄에이터(120)의 임계전류값, 즉 상기 엑츄에이터(120)가 마그네트(111)가 장착된 하우징(110) 내측에서 구동되기 위한 최소의 전류값과 같거나 큰 전류값에 해당하는 1차 코드를 생성하여 드라이버 IC부(160)에 전송하고, 상기 드라이버 IC부(160)에서는 임계전류값보다 약간 큰 전류를 엑츄에이터(120)에 인가한다.
이때, 카메라 모듈의 전원이 차단되어 원위치로 복귀되던 엑츄에이터(120)는 도 3a 에 도시된 바와 같이 하우징(110)의 마그네트(111) 하단에 기재된 점선(S)의 위치까지 하강하다가 메모리부(150)의 1차 코드에 의해 생성된 드라이버 IC부(160)의 전류 인가에 의해 점선(S) 위치에서 일차적으로 정지하게 된다.
그리고, 상기 메모리부(150)의 ISP를 통해 0㎃에 해당하는 2차 코드가 전송되어 엑츄에이터(120)의 완전한 원복이 이루어지게 된다.
이를 좀 더 자세히 설명하면, 카메라 모듈(100)의 전원이 완전히 차단되었을 때 엑츄에이터(120)와 마그네트(111) 사이에 인가되던 전류를 엑츄에이터(120)가 완전히 원복될 때까지 차단하는 것이 아니라 일시적으로 엑츄에이터(120)의 구동 임계전류값에 해당하는 전류를 일차적으로 인가한 후, 엑츄에이터(120)에 전원을 차단함으로써 엑츄에이터(120)와 하우징(110)의 충돌 이음이 현저하게 저감될 수 있도록 한다.
즉, 본 실시예의 자동 초점 카메라 모듈(100)에 장착된 엑츄에이터(120)와 마그네트(111) 사이에 인가되는 구동전류값이 2㎃라고 하면, 카메라 모듈 자체에 전원이 차단되면, 메모리부(150)의 ISP를 통해 2.5 내지 3㎃의 전류값에 해당하는 1차 코드가 생성되어 이를 전송받은 드라이버 IC부(160)로부터 해당 전류가 엑츄에이터(120)에 인가되도록 함으로써, 원복 위치로 하강하던 엑츄에이터(120)가 하우징(110) 내부에서 일시적으로 정지할 수 있도록 한다.
이 후에, 상기 메모리부(150)의 ISP에서 0㎃에 대한 2차 코드를 생성하여 드라이버 IC부(160)를 통해 엑츄에이터에 인가함으로써, 상기 엑츄에이터(120)와 하우징(110)의 충돌 이음이 현저히 소거된 상태로 상기 엑츄에이터(120)의 완전한 원복이 이루어지도록 한다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 종래 자동 초점 카메라 모듈의 조립 사시도.
도 2는 종래 자동 초점 카메라 모듈의 개략적인 단면 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 자동 초점 카메라 모듈의 개략적인 단면 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 자동 초점 카메라 모듈의 엑츄에이터 콘트롤 모식도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110. 하우징 111. 마그네트
120. 엑츄에이터 121. 코일
130. 인쇄회로기판 140. 이미지센서
150. 메모리부 160. 드라이버 IC부

Claims (4)

  1. 다수의 렌즈가 내장되고, 외주면에 코일이 권취된 엑츄에이터;
    상기 엑츄에이터가 상부에 상, 하 구동 가능하게 결합되고, 내측 벽면에 마그네트가 장착된 하우징;
    상기 하우징이 안착되며, 상면에 이미지센서가 실장된 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판의 이미지센서 외측에 실장되고, ISP가 내장되어 상기 엑츄에이터 구동을 위한 코드를 생성하는 메모리부; 및
    상기 인쇄회로기판의 이미지센서 외측에 실장되고, 상기 메모리부에서 생성된 코드를 수신하여 상기 엑츄에이터 구동을 위한 전류를 생성하여 상기 엑츄에이터에 인가하는 드라이버 IC부;
    를 포함하는 자동 초점 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메모리부는, 상기 이미지센서에 수광된 광 신호의 전기적 신호 변환시 화상 보정이 이루어지게 되고, 소프트웨어적인 프로그래밍에 의해서 전류 인가를 위한 코드(code)를 생성하는 ISP(Image Signal Processing)와 플래시 메모리로 구성된 자동 초점 카메라 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 메모리부는, 상기 카메라 모듈의 전원 차단시 상기 ISP를 통해 상기 엑츄에이터의 구동을 위한 임계전류값과 같거나 큰 전류값에 해당하는 코드를 1차로 생성하는 자동 초점 카메라 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 메모리부는, 상기 ISP를 통해 1차 코드 생성 후 0㎃의 전류값에 해당하는 2차 코드를 생성하는 자동 초점 카메라 모듈.
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