KR20110010016A - 카메라 모듈 - Google Patents

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강성호
이명진
백재호
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 렌즈를 장착한 렌즈 하우징; 상기 렌즈 하우징의 외측에 구비되며, 적어도 일부가 절곡된 절곡부를 갖는 구동부; 및 상기 렌즈 하우징을 수용하는 메인 프레임;을 포함하는 카메라 모듈을 제공한다.
카메라 모듈, 엑츄에이터, 마그네트, 코일, 요크

Description

카메라 모듈{Camera module}
본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 보다 자세하게는 렌즈 하우징의 외측에 적어도 일부가 절곡된 절곡부를 갖는 구동부가 구비된 카메라 모듈에 관한 것이다.
최근의 휴대폰 및 PDA 등과 같은 휴대용 단말기는, 그 기술의 발전과 더불어 단순한 전화기능 뿐만 아니라, 음악, 영화, TV, 게임 등으로 멀티 컨버전스로 사용되고 있으며, 이러한 멀티 컨버전스로의 전개를 이끌어 가는 것 중의 하나로서 카메라 모듈(camera module)이 가장 대표적이라 할 수 있다. 이러한 카메라 모듈은 기존의 30만 화소(VGA급)에서 현재 800만 화소 이상의 고화소 중심으로 변화됨과 동시에 오토포커스(autofocus : AF), 광학 줌(optical zoom) 등과 같은 다양한 부가 기능이 구현 가능한 구조로 변화되고 있다.
특히, 오토포커스(AF) 기능이 부가된 카메라 모듈이 장착되는 휴대용 단말기의 경우에는 피사체와의 초점 거리에 상관없이 포커싱이 구현된 양질의 화상을 제 공할 수 있다는 점에서 그 수요가 급증하고 있는 상태이나, 오토포커싱 기능을 비롯한 다양한 기능의 구현은 카메라 모듈에 내장되는 부품 수를 증가시키게 됨으로써, 일반 카메라 모듈의 크기보다 전체적인 크기가 커질 수밖에 없었다.
따라서, 이와 같은 문제점을 극복하고자 보다 소형의 광학기기에 오토포커스 기능을 사용하기 위하여 마그네트에 의해 발생되는 자기장과 코일에 의해 발생되는 전기장의 상호 작용에 의해서 생성되는 전자기적인 힘에 의해 렌즈 모듈에 장착된 구동부가 상, 하 구동되도록 함에 의해서 오토포커싱이 수행될 수 있도록 한VCM(Voice Coil Motor) 타입의 구동부 또한 압전소자를 이용한 피에조(Piezo) 타입의 구동부가 주로 적용되고 있다.
상기 VCM 타입의 구동부를 구비한 카메라 모듈에 대해 간단히 설명하면, 피사체의 영상을 촬영하기 위한 이미지센서 및 기판을 구비한 메인 프레임, 상기 메인 프레임 내에 삽입되어 상기 피사체의 영상을 투사시켜 이미지센서에 전달하기 위한 다수의 렌즈를 장착한 렌즈 하우징 및 상기 렌즈 하우징의 외측에 수평방향으로 결합되어 상기 렌즈 하우징을 광축 방향으로 구동시키는 구동부를 포함할 수 있다.
그러나 이러한 종래의 카메라 모듈은 상기 구동부가 상기 렌즈 하우징의 외측에 수평방향으로 결합되어 있어, 상기 카메라 모듈의 구조적 공간 확보가 어려운 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 카메라 모듈에 제기되는 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 렌즈 하우징 외측에 적어도 일부가 절곡된 절곡부를 갖는 구동부를 구비함으로써, 카메라 모듈의 구조적 공간을 확보할 수 있는 카메라 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 렌즈를 장착한 렌즈 하우징; 상기 렌즈 하우징의 외측에 구비되며, 적어도 일부가 절곡된 절곡부를 갖는 구동부; 및 상기 렌즈 하우징을 수용하는 메인 프레임;을 포함하는 카메라 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
이때, 상기 절곡부는 상기 구동부의 양측에 상호 대칭되게 형성될 수 있다.
그리고 상기 구동부는 양측에 절곡부가 구비된 마그네트; 상기 마그네트 외측에 구비되며, 상기 마그네트와 동일한 곡률을 갖는 코일; 및 상기 코일의 외측에 구비되며, 상기 코일과 동일한 곡률을 갖는 요크를 포함할 수 있다.
또한, 상기 렌즈 하우징의 외측에는 상기 구동부가 부착되는 지지부가 구비될 수 있다.
이때, 상기 지지부의 외측면은 상기 구동부와 동일한 곡률을 갖을 수 있다.
또한, 상기 메인 프레임은 상기 렌즈 하우징이 수용되는 수용 공간 및 상기 수용 공간 일측에 배치되는 구동부 수용 공간을 구비할 수 있다.
또한, 상기 렌즈 하우징을 수용하는 상기 메인 프레임의 외측을 감싸는 케이스를 포함할 수 있다.
또한, 상기 케이스는 상기 메인 프레임에 결합된 상태에서 광축 방향으로 형성된 개구부를 구비할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 카메라 모듈은 렌즈 하우징 외측에 적어도 일부가 절곡된 절곡부를 갖는 마그네트, 코일, 요크를 포함하는 구동부를 구비함으로써, 카메라 모듈의 구조적 공간을 확보하여 전체적인 카메라 모듈의 크기를 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 코일의 유효 길이가 증가됨으로써, 자기력이 향상되어 보다 안정된 줌 및 포커스 기능을 발휘하여 카메라 모듈의 화상 품질을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 카메라 모듈에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조하여 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈에 대한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 채용되는 메인 프레임 및 렌즈 하우징에 대한 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈(100)은 렌즈 하우징(110), 상기 렌즈 하우징(110) 외측에 구비되며, 적어도 일부가 절곡된 구동부(120), 상기 렌즈 하우징(110)을 수용하는 메인 프레임(130), 케이스(140)를 포함할 수 있다.
상기 렌즈 하우징(110)은 내부에 적어도 하나의 렌즈(L)가 장착되어 있다. 그리고 상기 렌즈 하우징(110)의 외측에는 지지부(111)가 구비될 수 있다. 상기 지지부(111)는 상기 렌즈 하우징을 지지하며 일면에 상기 구동부(120)가 부착될 수 있다. 이때, 상기 지지부(111)의 외측면은 상기 구동부(120)와 동일한 곡률을 가진 형태로 구비되어, 상기 구동부(120)가 밀착되어 부착될 수 있다.
상기 메인 프레임(130)은 상기 렌즈 하우징(110)을 수용하는 수용 공간(131) 및 상기 수용 공간(131)의 일측에 배치되며, 상기 구동부(120)가 수용되는 구동부 수용 공간(132)이 구비된다.
아울러, 상기 메인 프레임(130)은 도면에 도시되지는 않았지만 이미지센서, 회로기판 및 탄성 부재를 구비할 수 있다.
상기 이미지센서는 상기 메인 프레임(130)에 수용된 상기 렌즈 하우징(110) 과 대면한다. 그리고 상기 이미지센서는 상기 렌즈(L)를 통해 입사되는 피사체의 상을 검출하여 전기적 신호로 변환한다.
상기 회로 기판은 상기 이미지센서를 장착하고, 상기 이미지센서에 의해 변환된 신호를 다른 구성요소들이 이용할 있게 전달한다.
상기 탄성 부재는 상기 메인 프레임(130) 내에 상기 렌즈 하우징(110)이 수용될 때, 상기 렌즈 하우징(110)의 하면에 구비되어 상기 렌즈 하우징(110)의 움직임을 가이드한다. 이때, 상기 탄성 부재는 판 스프링 또는 와이어 스프링으로 제작될 수 있다.
상기 케이스(140)는 상기 메인 프레임(130) 외측 즉, 사방 측벽을 전체적으로 감싸 상기 렌즈 하우징(110)을 상기 메인 프레임(130)에 수용된 상태로 유지시킬 수 있다. 즉, 상기 메인 프레임(130)에는 광축 방향으로 상기 이미지센서, 상기 렌즈 하우징(110) 및 케이스(140)가 순차적으로 장착될 수 있다. 이때, 상기 케이스(140)는 상기 이미지센서에서 발생되는 전자파의 외부방사를 차단하는 역할을 하는 쉴드 케이스로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 케이스(140)에는 상기 렌즈 하우징(110)의 렌즈(L)가 이동하는 개구부(141)가 형성된다. 상기 개구부(141)는 상기 케이스(140)가 상기 메인 프레임(130)에 결합된 상태에서 광축 방향으로 형성되어 피사체의 상이 입사되는 경로를 제공하며, 피사체의 상은 상기 개구부(141)와 상기 렌즈 하우징(110)을 지나 상기 이미지센서에 결상된다.
상기 구동부(120)는 상기 렌즈 하우징(110) 외측에 구비되며, 적어도 일부가 절곡된 절곡부(121a,122a,123a)를 갖고 있다. 이때, 상기 절곡부(121a,122a,123a)는 상기 구동부(120)의 양측에 상호 대칭되게 형성되며, 상기 절곡부(121a,122a,123a)의 절곡 각도는 90°내지 160°으로 이루어질 수 있다.
상기 구동부(120)는 상기 메인 프레임(130)으로부터 전원을 공급받아 피사체의 거리에 따라 상기 렌즈 하우징(110)을 광축 방향으로 이동시키게 되는데, 이는 수동 방식과 자동 방식이 있다.
수동 방식은 사용자가 필요에 따라 상기 렌즈(L)의 배율을 조절할 수 있도록 상기 렌즈 하우징(110)을 조작하게 되며, 자동 방식은 피사체와 상기 렌즈(L) 사이의 거리를 감지하기 위한 별도의 거리 센서를 구비함과 아울러 상기 거리 센서로부터 검출되는 거리에 따라 상기 렌즈(L)의 배율을 조절하는 구동 모터 등을 구비할 수 있다. 소형화된 카메라 모듈에는 일반적으로 자동 방식으로 초점 거리를 조절하는 것이 일반적이다.
자동 방식의 초점 거리 조절은, 상기 거리 센서가 감지하여 피사체와 상기 렌즈(L) 사이의 거리에 따라 발생시키는 신호에 따라 상기 구동부(120)는 상기 메인 프레임(130)으로부터 전원을 공급받아 상기 렌즈 하우징(110)을 구동시킨다.
좀 더 자세하게 설명하면, 상기 구동부(120)는 양측에 절곡부(121a)가 구비된 마그네트(121), 상기 마그네트(121) 외측에 결합되는 코일(122) 및 상기 코일(122)의 외측에 결합되는 요크(123)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 코일(122) 및 요크(123)는 상기 마그네트(121)와 동일한 곡률을 가진 절곡부(122a,123a)가 구비되어 있다.
상기 구동부(120)는 상기 마그네트(121)의 자기장과 상기 코일(122)에 의해 발생되는 전기장의 상호 작용에 의해 상기 구동부(120)를 이동시키는 구동력이 발생된다.
즉, 상기 코일(122)에 공급되는 전원에 따라 상기 마그네트(121)는 그에 상응하는 전기장을 발생시키고, 발생된 전기장이 상기 마그네트(121)의 자기장과 상호 작용함으로써 구동력이 발생되는 것이다. 이때, 상기 요크(123)는 상기 마그네트(121)의 자기장을 상기 코일(122)로 유도시키는 즉, 상기 마그네트(121)의 자속의 순환을 유도하는 역할을 한다.
이처럼, 상기 구동부(120)는 상기 렌즈 하우징(110)과 결합함에 따라 상기 마그네트(121)와 상기 코일(122)의 구성에 의해 발생되는 구동력으로 상기 렌즈 하우징(110)을 광축 방향으로 이동시키게 된다.
따라서, 상기 렌즈 하우징(110)의 이동에 따라 상기 렌즈(L)와 상기 이미지센서 사이의 거리가 조절되어, 상기 카메라 모듈(100)은 피사체의 촬영에 적합한 초점 거리를 유지하게 된다.
그리고 상기 구동부(120)가 양측으로 대칭된 절곡부(121a,122a,123a)를 구비함으로써, 상기 카메라 모듈(100)의 구조적 공간을 확보하여 전체적인 카메라 모듈의 크기를 최소화시킬 수 있다. 또한, 상기 코일(122)의 유효 길이가 증가됨으로써 자기력이 향상되어 보다 안정된 줌 및 포커스 기능을 발휘하여 상기 카메라 모듈(100)의 화상 품질을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 권리 범위는 개시된 실시예에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변경 및 개량 형태 또는 본 발명의 권리 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈에 대한 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 채용되는 메인 프레임 및 렌즈 하우징에 대한 평면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
100 : 카메라 모듈 110 : 렌즈 하우징
120 : 구동부 130 : 메인 프레임
140 : 케이스

Claims (9)

  1. 렌즈를 장착한 렌즈 하우징;
    상기 렌즈 하우징의 외측에 구비되며, 적어도 일부가 절곡된 절곡부를 갖는 구동부; 및
    상기 렌즈 하우징을 수용하는 메인 프레임;
    을 포함하는 카메라 모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 절곡부는 상기 구동부의 양측에 상호 대칭되게 형성된 카메라 모듈.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 구동부는
    양측에 절곡부가 구비된 마그네트; 및
    상기 마그네트 외측에 구비되며, 상기 마그네트와 동일한 곡률을 갖는 코일;
    을 포함하는 카메라 모듈.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 구동부는
    상기 코일의 외측에 구비되며, 상기 코일과 동일한 곡률을 갖는 요크를 포함하는 카메라 모듈.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 렌즈 하우징의 외측에는 상기 구동부가 부착되는 지지부가 구비되는 카메라 모듈.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 지지부의 외측면은 상기 구동부와 동일한 곡률을 갖는 카메라 모듈.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 메인 프레임은 상기 렌즈 하우징이 수용되는 수용 공간 및 상기 수용 공간 일측에 배치되는 구동부 수용 공간을 구비하는 카메라 모듈.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 렌즈 하우징을 수용하는 상기 메인 프레임의 외측을 감싸는 케이스를 포함하는 카메라 모듈.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 케이스는 상기 메인 프레임에 결합된 상태에서 광축 방향으로 형성된 개구부를 구비한 카메라 모듈.
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