KR20110018679A - 렌즈 구동 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명의 카메라모듈은 피사체의 이미지를 모으는 하나 이상의 렌즈들로 구비된 렌즈베럴부와, 상기 렌즈베럴부의 일측 외주면에 돌출형성된 돌출부에 내장되어 외부전압에 따라 진동이 발생되며 중앙부에 관통홀이 형성된 압전액츄에이터와, 상기 압전액츄에이터의 상기 관통홀에 삽입되어 상기 진동을 인가하는 탄성부재와, 상기 렌즈베럴부에 일체로 형성되며 상기 탄성부재에 내장되어 축을 따라 상기 렌즈베럴부를 상하구동시키는 마찰부재를 포함한다.

카메라모듈, 렌즈베럴부, 압전액츄에이터, 노드점, 분극

Description

카메라모듈{Camera module}

본 발명은 카메라모듈에 관한 것이다.

최근 휴대폰을 비롯한 모바일 기기의 소형화와 슬림화의 추세에 따라 이에 실장되는 부품의 크기를 줄이는 것이 업계의 화두로 대두되고 있는 가운데 실장되는 부품의 소형화와 더불어 더욱 향상된 기능을 발휘하기 위하여 고집적화 기술이 접목되고 있다.

현재 일반적인 모바일 기기용 카메라모듈은 고정초점에서 점차 부가기능을 탑재하는 고사양의 형태로 변화하고 있는데 대표적인 부가기능으로는 오토포커싱, 광학줌 등이 있다. 이러한 부가기능을 구현하기 위해서는 렌즈를 이송시킬 수 있는 압전액츄에이터가 필수적이며, 엑츄에이터의 단순화, 소형화, 고기능화가 더욱 요구된다.

최근 모바일 기기용 카메라모듈에 광범위하게 적용되고 있는 오토포커싱 기능을 구현하기 위해 적용되는 압전액츄에이터는 대표적으로 보이스코일방식, 피에조방식, 스텝모터 방식이 있다.

현재 모바일기기는 다양한 기능이 복합화되고 있는 추세이며 또한 그 특성상 사이즈에 대한 제약이 계속 증가하고 있으므로 여기에 적용되는 각종 부품들도 초소형이 되어야한 경쟁력을 가질 수 있고 카메라모듈도 해당된다.

따라서, 최근 모바일기기용 카메라모듈에 적용되는 압전액츄에이터는 사이즈를 줄일 수 있는 장점이 있는 보이스코일방식과 피에조방식이 주로 사용된다.

보이스코일방식과 피에조방식은 각각의 장단점이 있는데, 보통 재료비 및 구동회로 관점에서는 보이스코일방식이 우월하고, 사이즈나 신뢰성의 관점에서는 피에조방식이 더 우월하다.

따라서, 상기 방식들의 각 장점들을 살리는 동시에 고성능, 소형화, 저가격을 이룰 수 있는 카메라모듈에 대한 개발이 시급한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 소형화와 저비용을 이루는 동시에 간단한 구조를 가지는 카메라모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메라모듈은 피사체의 이미지를 모으는 하나 이상의 렌즈들로 구비된 렌즈베럴부와, 상기 렌즈베럴부의 일측 외주면에 돌출형성된 돌출부에 내장되어 외부전압에 따라 진동이 발생되며 중앙부에 관통홀이 형성된 압전액츄에이터와, 상기 압전액츄에이터의 상기 관통홀에 삽입되어 상기 진동을 인가하는 탄성부재와, 상기 렌즈베럴부에 일체로 형성되며 상기 탄성부재에 내장되어 축을 따라 상기 렌즈베럴부를 상하구동시키는 마찰부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 관통홀은 상기 압전액츄에이터의 변위량이 최저점인 노드점에 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 탄성부재는 안쪽으로 볼록한 형상인 것을 특징으로 한다.

또한, 렌즈베럴부의 외주면에는 돌출되어 상하 구동시 기울어짐을 방지하는 보조가이드부가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따른 카메라모듈은 외부로 인가되는 전압에 의해 압전액츄에이터에 진동이 발생되고, 압전액츄에이터의 관통홀에 탄성부재 구비되며, 탄성부재는 관통홀에 삽입된 마찰부재에 예압을 인가하면서 렌즈베럴부를 마찰부재의 축을 따라 상하로 구동하기 용이하게 한다,

또한, 초음파 영역의 펄스형태의 전압을 인가함으로써 선형운동과 전압의 듀티비에 따라 정밀한 위치조절이 가능하고 외부충격으로부터 압전액츄에이터 및 부품의 이탈을 최소화할 수 있으다.

또한, 변위량이 큰 압전액츄에이터를 구비함으로써 압전액츄에이터의 소형화가 가능하여 원가도 절감할 수 있으며, 궁극적으로 간단한 구조를 가지며 안정된 렌즈이송을 구현하는 카메라모듈은 제공할 수 있다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 압전액츄에이터를 구비한 카메라모듈(100)에 관한 것으로 렌즈베럴부(110), 하우징(111), 마찰부재(120), 압전액츄에이터(130), 탄성부재(140)를 구비한다.

렌즈베럴부(110)는 피사체의 이미지를 모으는 하나 이상의 렌즈들로 구비되며 그 외주면에 형성된 나사산에 의해 하우징(111)에 나사결합된다.

렌즈베럴부(110)는 상하로 구동되면서 초점이 조절되는 것으로, 렌즈베럴부(110)의 상하구동이 용이함과 동시에 카메라모듈(100)의 소형화를 이루도록 하는 것이 본 발명의 요지이다.

하우징(111)은 렌즈베럴부(110)의 외주를 감싸며 지지함과 동시에 회로기판(미도시)에 고정되게 결합되어 이미지센서를 보호하기 위한 것으로, 렌즈베럴부(110)가 결합되는 부위의 내주면에는 렌즈베럴부(110)의 나사산과 치합되는 나사홈이 형성되어 있다.

하우징(111)의 내부에는 원형막대형상의 마찰부재(120)가 일체로 형성되며, 마찰부재(120)는 압전액츄에이터(130)의 관통홀(113)에 내장되는바, 마찰부재(120)와 압전액츄에이터(130)의 결합형상은 하기에서 상세히 설명하기로 한다.

렌즈베럴부(110)는 일측 외주면에 단차지게 돌출된 돌출부(112)가 일체로 형성된다.

돌출부(112)의 내부에는 압전액츄에이터(130)가 장착되어 있으며, 압전액츄에이터(130)에서 변위가 가장 작은 내부중앙의 노드(node)점에는 관통홀(113)이 형성되어 있다.

압전액츄에이터(130)는 외부에서 인가되는 전압에 따라 수축 또는 팽창이 되어 굴곡변위가 발생되고, 굴곡변위의 순간적인 움직임에 따른 진동이 렌즈베럴부(110)를 상하로 구동시킨다.

여기서, 압전액츄에이터(130)는 형상에 대한 한정이 없으므르, 직사각형이나 정사각형 및 원형이 가능하며 외부로부터 인가되는 전압에 의해 기계적인 진동을 유발하므로 신뢰성이 높으며 소형으로 제작가능하므로 카메라모듈의 소형화를 이루는데 유리하다.

압전액츄에이터(130)는 카메라모듈(100)에 초음파 영역의 펄스형태의 전압을 인가함으로써 선형운동과 인가하는 전압의 듀티비(Duty ratio; 한 주기에 대해서 펄스가 on 인 상태의 시간비율)에 따라 정밀한 위치조절이 가능하다.

또한, 압전액츄에이터(130)는 렌즈베럴부(110)의 돌출부(112)에 내장됨으로써 외부 충격을 받았을 때 압전액츄에이터(130)와 연결된 부품들의 이탈을 최소화할 수 있으며, 궁극적으로 간단하면서도 안정된 카메라모듈을 제공할 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 렌즈베럴부(110)의 외주면에는 단차지게 돌출된 보조가이드부(114)가 형성된다.

보조가이드부(114)는 렌즈베럴부(110)가 상하운동시 기울어짐을 방지하는 기능을 하며, 형상은 시스템 구조에 따라 결정된다.

여기서, 보조가이드부(114)의 형상과 개수에 대한 한정은 없으나, 직사각형상이며 등간격으로 3개가 형성되는 것이 렌즈베럴부(110)의 균형을 이루는데 가장 바람직하다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 압전액츄에이터(130)의 중앙부에 형성된 관통홀(113)에는 관통홀(113)의 내경과 동일한 크기의 외경을 가지는 링형상의 탄성부재(140)가 삽입된다.

탄성부재(140)의 내부에는 하우징(111)에 일체로 형성된 원통막대형상의 마찰부재(120)가 수용되는바, 압전액츄에이터(130)에서 발생되는 진동으로부터 예압을 인가받은 탄성부재(140)가 마찰부재(120)의 축을 따라 렌즈베럴부(110)를 상하로 구동시킨다.

도 5는 탄성부재(140)를 확대하여 나타낸 것으로, 탄성부재(140)의 형태는 압전액츄에이터(130)의 중앙홀에 삽입될 수 있는 볼록한 형상으로, 바람직하기로 링형상이다.

탄성부재(140)는 압전액츄에이터(130)로부터 인가되는 진동을 중앙에 삽입장착된 마찰부재(120)에 전달함으로써 마찰부재(120)의 축을 따라 렌즈베럴부(110)가 상하로 구동되도록 하는 예압수단이다.

여기서, 탄성부재(140)는 내장되는 마찰부재(120)에 진동력을 전달하기 유리하도록 내부가 볼록한 링형상이다.

도 6은 압전액츄에이터(130)의 관통홀(113)에 탄성부재(140)가 삽입된 형상을 나타낸 것이다. 탄성부재(140)는 탄성이 있는 모든 재질이 가능하며 바람직하기로 스프링이 구비된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 관통홀(113)은 압전액츄에이터(130)에서 변위가 가장작게 나타나는 중앙부 즉, 노드점에서 형성된다.

또한, 압전액츄에이터(130)의 분극방향은 관통홀(113)의 형성방향과 동일하게 평면에 대해 수직으로 설계되어 렌즈베럴부(110)가 상하로 용이하게 구동되도록 하는 것이 바람직하다.

압전액츄에이터(130)의 변위가 가장 작을 때의 노드점은, 압전액츄에이터(130)의 변위방해를 최고화하는 영역이며 그곳에 관통홀(113)을 구비함으로써, 변위량이 최대로 발생되는 압전액츄에이터(130)의 외곽에 맞닿은 렌즈베럴부(110)의 상하 구동을 용이하게 한다.

또한, 압전액츄에이터(130)는 세라믹 두 장이 붙어있는 것을 기준으로 할 시, 상측의 전극면에는 (+), 중앙부의 공통면에는 (-), 가장 아래부분은 (+)로 설계되어 전류가 흐르도록 설계되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 카메라모듈(100)은 외부로 인가되는 전압에 의해 압전액츄에이터(130)에 진동이 발생되고, 노드점에 형성된 관통홀(113)에 스프링과 같은 탄성부재(140)가 구비되어 관통홀(113)에 내장된 마찰부재(120)에 예압을 인가한다. 예압이 인가되면 렌즈베럴부(110)는 마찰부재(120)의 축을 따라 상하로 구동을 하게 된다.

이러한, 본 발명의 카메라모듈(100)은 초음파 영역의 펄스형태의 전압을 인 가함으로써 선형운동과 전압의 듀티비에 따라 정밀한 위치조절이 가능하고 외부충격으로부터 압전액츄에이터 및 부품의 이탈을 최소화할 수 있다.

따라서 간단한 구조의 카메라모듈을 제공함과 동시에 안정된 렌즈이송을 구현할 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 카메라모듈은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 카메라모듈의 전체사시도;

도 2는 본 발명에 따른 카메라모듈의 부분사시도;

도 3은 본 발명에 따른 카메라모듈의 상부평면도;

도 4는 본 발명에 따른 카메라모듈의 부분사시도;

도 5는 본 발명에 따른 카메라모듈의 탄성부재;

도 6은 본 발명에 따른 카메라모듈의 일부분도;

도 7은 본 발명에 따른 카메라모듈의 압전액츄에이터의 분극방향을 나타낸 도면이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

100: 카메라 모듈 110: 렌즈베럴부

112: 돌출부 113: 관통홀

120: 마찰부재 130: 압전액츄에이터

140: 탄성부재

Claims (4)

1. 피사체의 이미지를 모으는 하나 이상의 렌즈들로 구비된 렌즈베럴부;

   상기 렌즈베럴부의 일측 외주면에 돌출형성된 돌출부에 내장되어 외부전압에 따라 진동이 발생되며 중앙부에 관통홀이 형성된 압전액츄에이터;

   상기 압전액츄에이터의 상기 관통홀에 삽입되어 상기 진동을 인가하는 탄성부재; 및

   상기 렌즈베럴부에 일체로 형성되며 상기 탄성부재에 내장되어 축을 따라 상기 렌즈베럴부를 상하구동시키는 마찰부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라모듈.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 관통홀은 상기 압전액츄에이터의 변위량이 최저점인 노드점에 형성된 것을 특징으로 하는 카메라모듈.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 탄성부재는 안쪽으로 볼록한 형상인 것을 특징으로 하는 카메라모듈.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 렌즈베럴부의 외주면에는 돌출되어 상하 구동시 기울어짐을 방지하는 보조가이드부가 형성된 것을 특징으로 하는 카메라모듈.

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