KR20100071566A

KR20100071566A - 카메라모듈

Info

Publication number: KR20100071566A
Application number: KR1020080130335A
Authority: KR
Inventors: 임장영; 준 아사가; 강성호; 권오병; 윤영복
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2010-06-29
Also published as: JP4792511B2; JP2010148082A; US7978421B2; KR101009129B1; US20100157450A1

Abstract

본 발명은 이미지의 포커싱을 위해 상하구동되는 렌즈배럴을 보다 안정되게 지지할 수 있으며 경량의 탄성 수지로 성형된 힌지스프링을 구비한 카메라모듈에 관한 것으로, 본 발명의 카메라모듈은 외부 사물의 이미지를 모으기 위한 렌즈들이 내장된 원통형 렌즈배럴과, 렌즈의 광축방향으로 렌즈배럴이 상하운동되도록 렌즈배럴을 수용하는 하우징과, 하우징에 설치되며 렌즈배럴을 광축방향으로 선형운동시키기 위한 오토포커스 액추에이터 및 탄성을 갖는 수지로 사출성형되며 렌즈배럴의 선형운동을 안내하도록 렌즈배럴의 상부를 지지하기 위한 환형의 힌지스프링을 포함한다.

카메라, 보이스 코일, VCM, VCA, 힌지스프링, 수지, 탄성

Description

카메라모듈{Camera module}

본 발명은 모바일 기기용 카메라모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 이미지의 포커싱을 위해 상하구동되는 렌즈배럴을 보다 안정되게 지지할 수 있으며 경량의 탄성 수지로 성형된 힌지스프링을 구비한 카메라모듈에 관한 것이다.

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 이미지의 초점을 맞추기 위하여, VCM(Voice Coil Motor) 타입 또는 압전소자(Piezo) 타입의 오토포커스 액추에이터를 이용하고 있다.

VCM타입의 액추에이터는 영구자석의 자기장과 코일에 흐르는 전류에 의해 발생하는 전기장의 상호 작용에 의해 발생하는 전자기력에 의해 렌즈가 장착된 렌즈배럴을 상하로 구동함으로써 오토포커싱 기능을 수행하고, 압전소자 타입 엑추에이터는 전류의 인가시 소정 진폭으로 진동하는 압전소자로 렌즈배럴을 상하로 구동함 으로써 오토포커싱 기능을 수행한다. 이와 같은 오토포커스 액추에이터를 구비한 카메라모듈의 일례가 [문헌 1]에 기재되어 있으며, 종래 기술의 렌즈 액추에이터는 도 6 및 7에 도시된다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, [문헌 1]에 기재된 종래 기술의 렌즈 액추에이터에서, 렌즈를 내장한 캐리어(11)가 광축방향으로 구동할 수 있도록 캐리어(11)는 두 개의 판스프링(14,15)에 의해 상/하부가 지지되는 구성을 취하고 있다.

즉, 종래 기술의 렌즈 액추에이터에서, 캐리어(11)가 자석과 코일에 의해 광축방향으로 상하운동할 수 있도록 캐리어(11)가 강철이나 동합금 등의 박판 금속제 상부/하부 판스프링(14,15)에 의해 탄성 지지됨에 따라 케이스(13) 내부의 소정 위치에 유지되고 있다.

그러나 상기와 같은 구성을 갖는 종래 기술의 렌즈 액추에이터는 캐리어가 상하운동할 수 있도록 금속재질의 박형 판스프링을 제작하여야 하며, 도 7에 도시한 바와 같은 형상의 판스프링을 제작하기가 매우 어려운 문제점이 있었다. 즉, 프레스 가공 등에 의해 금속재질의 판스프링을 가공 제작하는 경우 캐리어의 운동시 변형되는 부위를 정밀하게 가공하기 어려우며, 이로 인해 각 판스프링의 탄성이 변화될 수 있었다.

또한, 판스프링을 금속재질로 제작하기 때문에 제조 단가, 제조 공정 및 공 정 시간이 증대되는 문제점이 있었다.

[문헌 1] KR 10-2008-0039239 2008.05.07. 도면 1, 도면 2

본 발명은 렌즈배럴을 탄성지지하는 힌지스프링을 금속에 비하여 제작이 용이하고 정밀 제작할 수 있는 탄성 수지 사출물을 사용하여 제작함으로써 장치의 제조 단가, 제조 공정 및 공정 시간을 감소시키는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 외부 사물의 이미지를 모으기 위한 렌즈들이 내장된 원통형 렌즈배럴과, 상기 렌즈의 광축방향으로 상기 렌즈배럴이 상하운동되도록 상기 렌즈배럴을 수용하는 하우징과, 상기 하우징에 설치되며 상기 렌즈배럴을 상기 광축방향으로 선형운동시키기 위한 오토포커스 액추에이터 및 탄성을 갖는 수지로 사출성형되며 상기 렌즈배럴의 선형운동을 안내하도록 상기 렌즈배럴의 상부를 지지하기 위한 환형의 힌지스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라모듈을 제공할 수 있다.

여기서, 상기 힌지스프링은 상기 렌즈배럴의 상하운동시 탄성변형되는 부위가 얇은 두께를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 힌지스프링은 환형으로 배치되는 다수개의 테두리부와, 상기 힌지스프링을 상기 렌즈배럴에 결합하기 위한 두 개의 배럴결합부와, 상기 힌지스프링을 상기 하우징에 결합하기 위한 두 개의 하우징결합부 및 상기 각 테두리부를 상기 배럴결합부 또는 하우징결합부에 연결하며 상기 테두리부보다 작은 두께를 가 져 상기 렌즈배럴의 상하운동시 변형되는 탄성변형부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배럴결합부는 상기 렌즈배럴에 고정되게 삽입되는 돌기가 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 렌즈배럴은 상기 하우징의 돌기가 삽입되는 홈을 형성하도록 외벽에 두 개의 결합돌기가 서로 이격되게 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 렌즈배럴의 상하운동시 상기 렌즈배럴에 결합된 상기 배럴결합부는 상기 광축방향에 평행하게 상하운동되며, 상기 배럴결합부를 상기 테두리부에 연결하는 탄성변형부는 휨 또는 비틀림 변형되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 힌지스프링을 소정의 탄성을 갖는 수지 등의 재료로 한번에 사출성형되어 제작함으로써 종래의 판스프링에 비하여 힌지스프링의 제작 시간 및 공정수를 줄일 수 있다. 또한, 종래의 금속재질의 판스프링 대신에 경량의 수지 재질의 힌지스프링을 사용함으로써 카메라모듈의 경량화를 이룰 수 있다.

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

도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메라모듈(100)은 렌즈배럴(110), 하우징(120), 회로기판(130), 힌지스프링(140) 및 필름 서스펜션(150)을 포함한다.

렌즈배럴(110)은 그 내부에 내장된 다수개의 렌즈로 외부 사물의 이미지를 카메라모듈(100) 내부의 이미지센서(131)로 전달하기 위한 것으로, 그 내부에 다수개의 렌즈가 차례로 적층되어 있으며 다수회 권선된 다수개의 코일(111)이 외주면에 구비된다.

코일(111)은 하우징(120)에 결합된 영구자석(121)과 마주하도록 렌즈배럴(110)에 설치되며, 코일(111)에 흐르는 전류에 의해 발생하는 전기장과 영구자석(121)의 자기장 사이에 발생하는 전자기력으로 렌즈배럴(110)을 상하로 선형운동시킨다.

또한, 렌즈배럴(110)은 외주벽에 힌지스프링(140)이 결합되는 결합돌기(112)가 서로 마주하게 양측에 돌출형성되며, 결합돌기(112)는 힌지스프링(140)이 고정되게 삽입결합되도록 직육면체 형상으로 한 쌍이 돌출된다. 도 2에 도시한 바와 같이 두 개의 결합돌기(112)는 렌즈배럴(110)의 서로 대향하는 외주벽에 구비된다.

하우징(120)은 렌즈배럴(110)을 수용하기 위한 것으로 내벽에는 렌즈배럴(110)의 코일(111)에 마주하도록 영구자석(121)이 고정되게 설치된다. 또한, 하우징(120)은 중앙부위에 적외선을 필터링하기 위한 IR필터(122)가 설치된다. 또한, 하우징(120)은 내주벽에 힌지스프링(140)이 고정되게 결합된다.

회로기판(130)은 그 상면에 전기적으로 연결된 이미지센서(131)에서 발생하는 전기 신호를 카메라폰, PDA 또는 노트북 컴퓨터 등의 모바일 기기로 전달하기 위한 것으로, 상면에는 소정의 인쇄회로기판의 제작 공정에 의하여 형성된 회로패턴이 구비된다.

여기서, 회로기판(130)의 중앙부위에 이미지센서(131)가 안착되며 이미지센서(131)는 회로기판(130)에 형성된 회로패턴에 와이어본딩을 통해 전기적으로 연결된다.

힌지스프링(140)은 렌즈배럴(110)이 광축방향으로 선형운동하도록 렌즈배럴(110)을 지지하기 위한 것으로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 힌지스프링(140)은 전체적으로 환형으로 형성되며 소정의 탄성을 갖도록 수지 등에 의해 사출성형된다.

도 4에 도시한 바와 같이 힌지스프링(140)은 테두리부(141)와, 이 테두리부(141)를 연결하는 탄성변형부(142)와, 힌지스프링(140)을 렌즈배럴(110)에 결합하는 배럴결합부(143)와, 힌지스프링(140)을 하우징(120)에 결합하는 하우징결합부(144)로 이루어진다.

테두리부(141)는 전체적으로 환형을 갖도록 형성되며, 각 테두리부(141)를 배럴결합부(143) 또는 하우징결합부(144)에 연결하는 부위에 탄성변형부(142)가 형 성된다. 여기서 테두리부(141)는 탄성변형부(142)보다 두껍게 형성되어 렌즈배럴(110)을 지지하는 것이 바람직하며, 렌즈배럴(110)의 선형운동시 탄성변형부(142)보다 작은 정도로 변형된다.

탄성변형부(142)는 각 테두리부(141)를 배럴결합부(143) 및 하우징결합부(144)에 연결하기 위한 것으로, 테두리부(141)보다 얇게 형성되어 렌즈배럴(110)의 선형운동시 큰 정도로 변형된다. 실질적으로 렌즈배럴(110)의 선형운동시 탄성변형부(142)가 비틀림 변형됨으로써 렌즈배럴(110)의 선형운동을 안내한다.

배럴결합부(143)는 힌지스프링(140)을 렌즈배럴(110)의 결합돌기(112)에 결합시키기 위한 것으로, 렌즈배럴(110)에 형성된 한 쌍의 결합돌기(112) 사이의 홈에 삽입결합되는 돌기(143a)가 형성된다. 여기서 배럴결합부(143)는 서로 마주하게 한 쌍이 형성되어 렌즈배럴(110)의 양측에 형성된 결합돌기(112)에 고정되게 결합된다.

하우징결합부(144)는 힌지스프링(140)을 하우징(120)에 결합하기 위한 것으로, 하우징(120)과의 결합력을 높이기 위하여 큰 결합면적을 갖게 형성되는 것이 바람직하며, 본 실시예에서 하우징결합부(144)는 'ㄷ'자 모양의 판형상을 갖는다.

힌지스프링(140)을 더 구체적으로 설명하기 위하여, 상기한 바와 같이 힌지스프링(140)의 각 부위를 구별하여 설명하였으나, 본 발명의 힌지스프링(140)은 소정의 탄성을 갖는 수지 등으로 일체로 사출성형되며, 수지를 사용한 사출성형은 종래기술의 금속판을 성형하는 것보다 공정 난이도가 매우 낮으며 공정 시간 및 공정수를 줄일 수 있는 장점을 갖는다.

필름 서스펜션(150)은 렌즈배럴(110)의 하측부에 설치되어 렌즈배럴(110)의 상하선형운동을 안내하며, 필름 서스펜션(150)을 통하여 렌즈배럴(110)에 설치된 코일(111)에 전류를 전달할 수 있다.

상기와 같은 구성의 힌지스프링(140)은 렌즈배럴(110)의 양쪽에 각각 설치되어 렌즈배럴(110)의 상하 선형 운동을 안내하며, 도 5에 도시한 바와 같이 렌즈배럴(110)의 상하 운동시 힌지스프링(140)의 탄성변형부(142)가 변형되면서 렌즈배럴(110)의 안정된 선형운동을 안내할 수 있다.

즉, 렌즈배럴(110)의 운동시 테두리부(141)는 매우 작은 정도로 변형되나, 이들 테두리부(141)를 연결하는 탄성변형부(142)가 상하로 휘어지거나 비틀리게 변형됨으로써 렌즈배럴(110)을 안내한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예의 힌지스프링(140)은 소정의 탄성을 갖는 수지 등의 재료로 한번에 사출성형되어 제작될 수 있어, 종래의 판스프링에 비하여 힌지스프링(140)의 제작 시간 및 공정수를 줄일 수 있다. 또한, 종래의 금속재질의 판스프링 대신에 경량의 수지 재질의 힌지스프링(140)을 사용함으로써 카메라모듈(100)의 경량화를 이룰 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서 렌즈의 포커싱을 위해 렌즈배럴(110)을 상하구동하기 위한 오토포커스 액추에이터로 코일(111)과 영구자석(121)을 사용하였으나, 이와 달리 인가되는 전류에 의해 진동하여 렌즈배럴(110)을 운동시키는 압전소자 타입의 액추에이터가 사용될 수 있다.

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

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메라모듈의 개략적인 단면도;

도 2는 도 1의 렌즈배럴의 개략적인 사시도;

도 3은 도 1의 렌즈배럴의 개략적인 저면 사시도;

도 4 및 도 5는 도 1의 힌지스프링의 개략적인 사시도;

도 6은 종래 기술의 카메라모듈의 개략적인 단면도; 및

도 7는 도 6의 카메라모듈의 개략적인 분해사시도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

100 : 카메라모듈 110 : 렌즈배럴

111 : 코일 112 : 결합돌기

120 : 하우징 121 : 영구자석

130 : 회로기판 131 : 이미지센서

140 : 힌지스프링 141 : 테두리부

142 : 탄성변형부 143 : 배럴결합부

144 : 하우징결합부 150 : 필름 서스펜션

Claims

외부 사물의 이미지를 모으기 위한 렌즈들이 내장된 원통형 렌즈배럴;

상기 렌즈의 광축방향으로 상기 렌즈배럴이 상하운동되도록 상기 렌즈배럴을 수용하는 하우징;

상기 하우징에 설치되며 상기 렌즈배럴을 상기 광축방향으로 선형운동시키기 위한 오토포커스 액추에이터; 및

탄성을 갖는 수지로 사출성형되며 상기 렌즈배럴의 선형운동을 안내하도록 상기 렌즈배럴의 상부를 지지하기 위한 환형의 힌지스프링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라모듈.
청구항 1에 있어서,

상기 힌지스프링은 상기 렌즈배럴의 상하운동시 탄성변형되는 부위가 얇은 두께를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 카메라모듈.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 힌지스프링은

환형으로 배치되는 다수개의 테두리부;

상기 힌지스프링을 상기 렌즈배럴에 결합하기 위한 두 개의 배럴결합부;

상기 힌지스프링을 상기 하우징에 결합하기 위한 두 개의 하우징결합부; 및

상기 각 테두리부를 상기 배럴결합부 또는 하우징결합부에 연결하며 상기 테두리부보다 작은 두께를 가져 상기 렌즈배럴의 상하운동시 변형되는 탄성변형부;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 카메라모듈.
청구항 3에 있어서,

상기 배럴결합부는 상기 렌즈배럴에 고정되게 삽입되는 돌기가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 카메라모듈.
청구항 4에 있어서,

상기 렌즈배럴은 상기 하우징의 돌기가 삽입되는 홈을 형성하도록 외벽에 두 개의 결합돌기가 서로 이격되게 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 카메라모듈.
청구항 5에 있어서,

상기 렌즈배럴의 상하운동시 상기 렌즈배럴에 결합된 상기 배럴결합부는 상기 광축방향에 평행하게 상하운동되며, 상기 배럴결합부를 상기 테두리부에 연결하 는 탄성변형부는 휨 또는 비틀림 변형되는 것을 특징으로 하는 카메라모듈.