KR20110009085U - 모바일 카메라의 오토 포커스용 멤스 조립체 - Google Patents

모바일 카메라의 오토 포커스용 멤스 조립체 Download PDF

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Abstract

본 고안은 모바일 카메라의 오토 포커스용 멤스 조립체에 관한 것으로서, 더 상세하게는 멤스 조립체 내에 발생하는 정전기를 쉽고 용이하게 방전시키도록 제조된 모바일 카메라의 오토 포커스용 멤스 조립체에 관한 것이다.
본 고안의 모바일 카메라의 오토 포커스용 멤스 조립체로서, 상부 하우징 및 하부 하우징과, 렌즈가 안착되어, 상기 안착된 렌즈를 광 입사방향을 기준으로 왕복 이동시키며, 상기 상부 하우징 및 하부 하우징의 사이에 설치되는 멤스 액츄에이터와, 상기 멤스 액츄에이터를 지지하고 외부의 충격 및 구동시 충격에 대한 완충력을 제공하도록 멤스 액츄에이터와 하부 하우징의 사이에 설치되는 완충부와, 상기 완충부 및 하부 하우징의 사이에 설치되는 셔터부를 포함하고, 상기 상부 하우징, 하부 하우징, 완충부는 각각 그 표면저항이 104 ~ 108 [Ω/sq] 사이에 존재하도록 이루어진다.

Description

모바일 카메라의 오토 포커스용 멤스 조립체{MEMS ASSEMBLY FOR AUTO FOCUSING OF MOBILE CAMERA}
본 고안은 모바일 카메라의 오토 포커스용 멤스 조립체에 관한 것으로서, 더 상세하게는 멤스 조립체 내에 발생하는 정전기를 쉽고 용이하게 방전시키도록 제조된 모바일 카메라의 오토 포커스용 멤스 조립체에 관한 것이다.
일반적으로 컴팩트한 카메라 모듈은 소형으로써 카메라폰, PDA 및 스마트폰 등 휴대용 이동통신 기기와 다양한 IT기기에 적용되고 있다.
이러한 카메라 모듈은 CCD나 CMOS 등의 이미지 센서를 주요 부품으로 제작되고 있으며, 화상의 크기를 조절하기 위하여 초점 조정이 가능하도록 제조되고 있다.
이때, 카메라 모듈은 복수의 렌즈를 포함하고, 구동원이 설치하여 각각의 렌즈를 이동시켜 그 상대거리를 변화시킴으로써 광학적인 초점 거리가 조절된다.
구체적으로 카메라 모듈은 광신호를 전기신호로 변환하는 이미지 센서, 상기 이미지 센서로 광을 집광시키는 렌즈와 IR필터, 이들을 내부에 포함하는 하우징 및 상기 이미지 센서의 신호를 처리하는 인쇄회로기판을 포함하고, 상기 렌즈는 보빈과 결합된 렌즈 배럴 내부에 부착되어 상기 이미지 센서 상에 위치되며, 구동원으로 음성코일모터(VCM)가 설치되어 상기 렌즈 배럴과 이미지 센서 사이의 간격이 조절된다.
종래의 광픽업 구동장치에 사용되는 액츄에이터는 VCM(Voice Coil Motor) 액츄에이터로 코일에 로렌쯔 힘을 유발할 수 있도록 자속을 인가하는 자기 회로와 코일과 광학 부품을 고정하는 보빈 및 보빈을 지지하고 보빈에 전달되는 진동을 감쇄하는 와이어 서스펜션과 서보 시스템의 입출력 신호를 전달하고 코일에 전기를 공급하는 연결 부위인 피시비 보드로 구성되어 있다. 그러나, 이와 같은 종래의 VCM 광픽업 액츄에이터는 그 구조상 코일을 감는 보빈과 보빈을 지지하는 지지대 및 자기회로를 구성하기 위한 자석과 요오크 플레이트 등으로 인해 초소형으로 제작하는데 한계가 있다.
최근 기존의 음성코일모터(VCM) 대신 Micro electromechanical Systems을 활용한 MEMS 조립체를 사용하여 오토 포커스 기능을 수행하는 카메라 모듈에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있고, 소형 모바일용 디바이스의 카메라에 오토 포커스용으로 채용이 늘어나고 있는 추세이다.
상기와 같은 MEMS 조립체는 정전력을 이용하는데, 평판면에 대하여 수직으로 돌출되고, 서로 끼워진 구조로 된 한쌍의 콤브에 전압을 가하여 두 콤브 사이에 발생하는 정전기(Electro static)가 콤프 사이에 상대적인 움직임에 대하여 일정하게 힘을 발생할 수 있도록 방식이 존재한다.
상기와 같은 정전기를 이용하는 MEMS 조립체는 내부에 불필요한 정전기가 유기되는 단점이 있으며, 상기 불필요한 정전기는 MEMS 조립체의 히스테리시스 및 스레쉬 홀드(Threshold) 전압 등의 파라미터에 영향을 미쳐 불량발생의 원인이 된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 고안은 MEMS 조립체내의 불필요한 정전기를 쉽고 용이하게 외부로 방전시키도록 하는 모바일 카메라의 오토 포커스용 MEMS 조립체를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 모바일 카메라의 오토 포커스용 멤스 조립체로서, 상부 하우징 및 하부 하우징과, 렌즈가 안착되어, 상기 안착된 렌즈를 광 입사방향을 기준으로 왕복 이동시키며, 상기 상부 하우징 및 하부 하우징의 사이에 설치되는 멤스 액츄에이터와, 상기 멤스 액츄에이터를 지지하고 외부의 충격 및 구동시 충격에 대한 완충력을 제공하도록 멤스 액츄에이터와 하부 하우징의 사이에 설치되는 완충부와, 상기 완충부 및 하부 하우징의 사이에 설치되는 셔터부를 포함하고, 상기 상부 하우징, 하부 하우징, 완충부는 각각 그 표면저항이 104 ~ 108 [Ω/sq] 사이에 존재하도록 이루어진다.
또한, 본 고안의 모바일 카메라의 오토 포커스용 멤스 조립체에서, 상기 상부 하우징, 하부 하우징, 완충부는 각각 상기 렌즈와 대응되는 위치에 광 입사를 위한 개구부가 형성되어 있으며, 상기 셔터부는, 상부 하우징 및 완충부의 개구부, 렌즈를 통해 입사되는 광이 하부 하우징의 개구부로 출사되는 것을 단속하는 셔터 블레이드와; 상기 셔터 블레이드의 단속 동작을 구동하기 위한 셔터 구동부를 포함한다.
또한, 본 고안의 모바일 카메라의 오토 포커스용 멤스 조립체에서 상기 각각의 상부 하우징, 하부 하우징, 완충부는, 탄소군 충전제 및 고분자 수지가 혼합된 합성수지로 형성된다.
또한, 본 고안의 모바일 카메라의 오토 포커스용 멤스 조립체에서, 상기 탄소군 충전제는 카본나노튜브(Carbon Nano Tube)이고, 상기 고분자 수지는 폴리 이더 이미드(Poly Ether Imide)이다.
상기와 같은 본 고안의 멤스 조립체는 내부에 유기되는 불 필요한 정전기를 외부로 쉽고 용이하게 방사시킬 수 있어, 정전기에 의한 간섭을 최소화 하는 장점이 있다.
도 1은 본 고안의 실시예에 따른 멤스 조립체가 적용되는 모바일용 카메라 모듈의 분해 사시도
도 2는 상기 도 1에 도시된 멤스 조립체의 단면도
본 고안은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 고안을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 고안의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 고안의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 고안을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이제 본 고안의 실시 예에 따른 멤스 조립체에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기도 한다.
도 1은 본 고안의 실시예에 따른 멤스 조립체가 적용된 모바일용 카메라 모듈의 분해 사시도이고, 도 2는 상기 도 1에 도시된 멤스 조립체의 단면도이다.
본 실시예에 따른 멤스 조립체가 적용된 모바일용 카메라 모듈은 EMI 쉴드 하우징(10)과, 멤스 조립체(20)와, 센서 어셈블리(30)를 포함한다. 상기 EMI 쉴드 하우징(10)은 외부로부터의 전기적인 영향을 배제하도록 하기 위함이며, 상기 멤스 조립체(20)는 카메라의 오토 포커스를 수행하기 위한 것이고, 상기 센서 조립체(30)는 광이미지를 전기적인 신호로 변환하는 동작을 수행한다. 상기 멤스 조립체(20)와 센서 어셈블리(30)의 사이에는 고정 렌즈부(미도시)가 더 설치될 수 있다.
상기 멤스 조립체(20)는 상부 하우징(21)과, 하부 하우징(25)이 멤스 조립체(20)의 외부를 감싸는 케이스 역활을 수행하며, 그 내부에는 렌즈(22a)가 안착되어, 상기 안착된 렌즈(22a)를 광 입사방향을 기준으로 왕복 이동시키는 멤스 액츄에이터(22)와, 상기 멤스 액츄에이터(22)를 지지하고 외부의 충격 및 구동시 충격에 대한 완충력을 상기 멤스 액츄에이터(22)에 제공하도록 상기 하부 하우징(25)과 멤스 액츄에이터(22)의 사이에 설치되는 완충부(23)와, 상기 완충부(23)와 하부 하우징(25)의 사이에 설치되어 입사되는 광을 단속하기 위한 셔터부(24)를 포함한다.
상기 상부 하우징(21), 하부 하우징(25), 완충부(23)는 각각 상기 멤스 액츄에이터(22)에 설치된 렌즈(22a)와 대응되는 위치에 광 입사를 위한 개구부(21a,23a,25a)가 형성되어 있으며, 상기 셔터부(24)는, 상부 하우징(21) 및 완충부(23)의 개구부(21a,23a) 및 렌즈(22a)를 통해 입사되는 광이 하부 하우징(25)의 개구부(25a)로 출사되는 것을 단속하는 셔터 블레이드와(미표시); 상기 셔터 블레이드의 단속 동작을 구동하기 위한 코어 및 코일을 포함하는 셔터 구동부(미표시)를 포함한다.
상기 멤스 액츄에이터(22)는 완충부(23)에 안착 지지되므로서, 반도체 공정에 의해 제조되는 멤스 액츄에이터(22)의 내 충격성을 보완하게 된다. 즉, 상기 완충부(23)는 상기 멤스 조립체(20)의 운송 및 구동 등에 발생하는 충격에 대하여 완충 작용을 하는 것으로서, 상기 상부 하우징(21), 하부 하우징(25) 및 완충부(23)는 완충에 적합한 합성수지재로 마련됨이 바람직하다.
또한, 상기 멤스 액츄에이터(22)가 정전력(Electro static)을 이용하여 동작하는 바 상기 멤스 조립체(20)의 내부에 발생하는 불필요한 정전력을 외부에 방전이 용이하도록, 상기 상부 하우징(21), 하부 하우징(25) 및 완충부(23)는 그 표면저항이 104 ~ 108 [Ω/sq]내에 속하도록 이루어지는 것이 가장 바람직 하다.
상기 표면저항의 범위는 아래 표 1, 표 2를 참조하여 구체적으로 살펴본다.
<표 1>
Figure utm00001
<표 2>
Figure utm00002
상기 표 1에서 확인되듯이, 표면 저항에 따른 대전현상이 잘 표시되어 있는 바, 108 이하 일 경우에 대전되지 않음을 알 수 있고, 표 2의 고분자의 종류 및 특징에서 102, 즉 104 미만일 때는 전자기에 대해서 차폐 동작을 수행함을 알 수 있다. 따라서, 표면저항은 104 내지 108 에 존재하도록 이루어짐이 가장 바람직 하다.
상기와 같은 상부 하우징(21), 하부 하우징(25) 및 완충부(23)는 탄소섬유, CNT(Carbon Nano Tube), 금속코팅탄소섬유, 금속입자등의 충전제와 고분자 수지 PEI(Poly Ether Imide), PES(Poly Ether Surfon), PSU(Poly Sulfone), PC(Poly Carbonate)등과 혼합함으로써 표면저항을 제어함이 가능하다. 상기 충전제의 종류 및 함유량에 따라 표면고유저항을 조절할 수 있는데, 멤스 액츄에이터(22)에 대응하기 위한 세밀한 사출성을 고려하기 위하여서는 나노 사이즈의 CNT를 선정함이 가장바람직 하다.
상기와 같이 상기 상부 하우징(21), 하부 하우징(25)과 액츄에이터(22)와 셔터부(24)이 사이에 구비되는 완충부(23)에 의해 외부 충격 및 구동시 충격이 완충되는 효과가 있다. 특히, 상부 하우징(21), 하부 하우징(25)과 액츄에이터(22)와 셔터부(24)이 사이에 구비되는 완충부(23)가 대전 방전이 용이하도록 하는 표면저항을 갖도록 이루어 짐으로써, 불필요한 정전력이 쉽게 외부로 방전되는 효과가 있다.
10 : EMI 쉴드 하우징 20 : 멤스 조립체
21 : 상부 하우징 22 : 멤스 액츄에이터
23 : 완충재 24 : 셔터부
25 : 하부 하우징 30 : 센서 어셈블리

Claims (4)

  1. 모바일 카메라의 오토 포커스용 멤스 조립체로서,
    상부 하우징 및 하부 하우징과,
    렌즈가 안착되어, 상기 안착된 렌즈를 광 입사방향을 기준으로 왕복 이동시키며, 상기 상부 하우징 및 하부 하우징의 사이에 설치되는 멤스 액츄에이터와,
    상기 멤스 액츄에이터를 지지하고 외부의 충격 및 구동시 충격에 대한 완충력을 제공하도록 멤스 액츄에이터와 하부 하우징의 사이에 설치되는 완충부와,
    상기 완충부 및 하부 하우징의 사이에 설치되는 셔터부를 포함하고,
    상기 상부 하우징, 하부 하우징, 완충부는 각각 그 표면저항이 104 ~ 108 [Ω/sq] 사이에 존재하도록 이루어진 모바일 카메라의 오토 포커스용 멤스 조립체.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 상부 하우징, 하부 하우징, 완충부는 각각 상기 렌즈와 대응되는 위치에 광 입사를 위한 개구부가 형성되어 있으며,
    상기 셔터부는, 상부 하우징 및 완충부의 개구부, 렌즈를 통해 입사되는 광이 하부 하우징의 개구부로 출사되는 것을 단속하는 셔터 블레이드와; 상기 셔터 블레이드의 단속 동작을 구동하기 위한 셔터 구동부를 포함하는 모바일 카메라의 오토 포커스용 멤스 조립체.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 각각의 상부 하우징, 하부 하우징, 완충부는,
    탄소군 충전제 및 고분자 수지가 혼합된 합성수지로 형성되는 모바일 카메라의 오토 포커스용 멤스 조립체.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 탄소군 충전제는 카본나노튜브(Carbon Nano Tube)이고,
    상기 고분자 수지는 폴리 이더 이미드(Poly Ether Imide)인 모바일 카메라의 오토 포커스용 멤스 조립체.
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