KR20120117236A

KR20120117236A - 자동초점 기능을 갖는 카메라 모듈

Info

Publication number: KR20120117236A
Application number: KR1020110034867A
Authority: KR
Inventors: 임장호
Original assignee: 주식회사 엠씨넥스
Priority date: 2011-04-14
Filing date: 2011-04-14
Publication date: 2012-10-24
Also published as: KR101206716B1

Abstract

자동초점 기능을 갖는 카메라 모듈에 관한 것이다. 카메라 모듈은 렌즈부와, 코일부와, 적어도 한 쌍의 마그네트들과, 요크들과, 헤드, 및 베이스를 포함한다. 렌즈부는 적어도 하나의 렌즈를 구비한다. 코일부는 렌즈부 둘레에 결합된다. 마그네트들은 코일부를 사이에 두고 쌍을 지어 서로 마주보도록 배치된다. 요크들은 마그네트들의 각 바깥 면에 부착된다. 헤드는 마그네트들을 각각 삽입시키는 헤드 절개 홈들, 및 헤드 절개 홈들의 각 안쪽에서 마그네트들의 각 양측을 정렬하고 지지하는 정렬 지지부들을 구비한다. 베이스는 헤드와 결합된 상태에서 요크들이 삽입되도록 헤드 절개 홈들과 함께 요크 삽입 홀들을 각각 한정하는 베이스 절개 홈들을 구비한다.

Description

자동초점 기능을 갖는 카메라 모듈{Camera module with function of autofocus}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단말기 등에 탑재되며 피사체를 향해 자동으로 초점이 맞춰지는 기능을 갖는 카메라 모듈에 관한 것이다.

일반적으로, 디지털 카메라, 휴대폰 등과 같은 소형 단말기에 탑재되는 카메라 모듈은, CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등과 같은 이미지 센서를 채용하여, 광 신호를 전기 신호로 바꾸는 방식으로 화상을 구현한다.

카메라 모듈은 피사체에 초점이 자동으로 맞춰지는 자동초점 기능을 갖는 경우, 이미지 센서에 대한 렌즈의 위치를 가변시킬 수 있는 자동초점 구동부, 예컨대 VCM(Voice Coil Motor) 방식의 자동초점 구동부를 구비한다.

VCM 방식의 자동초점 구동부는 자기장을 발생시키는 마그네트를 전류 공급되는 코일과 마주하도록 배치하여, 자기장과 전류에 수직으로 발생하는 로렌츠 힘에 의해 렌즈의 위치를 가변시키는 방식이다. 여기서, 코일은 카메라 모듈 내에 렌즈와 함께 가동하도록 설치되며, 마그네트는 카메라 모듈 내에 위치 고정되도록 설치될 수 있다.

전술한 카메라 모듈은 내부에 마그네트, 코일 등을 포함한 많은 구성요소들이 조립되어 설치되는데, 생산성 향상을 위해서는 조립 공정이 손쉽고 간편하게 될 필요가 있다.

본 발명의 과제는 조립 공정이 손쉽고 간편하게 될 수 있는 구조의 자동초점 기능을 갖는 카메라 모듈을 제공함에 있다.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동초점 기능을 갖는 카메라 모듈은, 적어도 하나의 렌즈를 구비하는 렌즈부; 상기 렌즈부 둘레에 결합되는 코일부; 상기 코일부를 사이에 두고 쌍을 지어 서로 마주보도록 배치되는 적어도 한 쌍의 마그네트들; 상기 마그네트들의 각 바깥 면에 부착되는 요크들; 상기 마그네트들을 각각 삽입시키는 헤드 절개 홈들, 및 상기 헤드 절개 홈들의 각 안쪽에서 상기 마그네트들의 각 양측을 정렬하고 지지하는 정렬 지지부들을 구비하는 헤드; 및 상기 헤드와 결합된 상태에서 상기 요크들이 삽입되도록 상기 헤드 절개 홈들과 함께 요크 삽입 홀들을 각각 한정하는 베이스 절개 홈들을 구비하는 베이스를 포함한다.

본 발명에 따른 카메라 모듈은 헤드, 마그네트, 요크, 베이스 간의 조립 및 접착 공정이 손쉽고 간편하게 이루어질 수 있는 구조로 이루어짐에 따라, 생산성 향상에 유리한 효과가 있을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동초점 기능을 갖는 카메라 모듈에 대한 측단면도.
도 2는 도 1에 도시된 카메라 모듈의 일부를 분해하여 도시한 분해 사시도.
도 3은 도 2에 있어서, 헤드의 내부를 나타낸 사시도.
도 4는 도 3의 헤드에 마그네트가 정렬 지지된 상태에 대한 일부 저면도.
도 5는 도 1에 있어서, 헤드와 베이스가 결합된 부위에 대한 일부 측단면도.
도 6은 도 6의 A 영역에서, 헤드의 하단 및 베이스의 상단이 결합되기 전의 상태를 도시한 분해 사시도.
도 7은 도 1에 있어서, 요크 삽입 홈에 요크가 삽입되는 과정을 도시한 사시도.
도 8은 도 7에 있어서, 요크가 연장 턱들과 이격된 상태를 도시한 일부 측단면도.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동초점 기능을 갖는 카메라 모듈에 대한 측단면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 카메라 모듈의 일부를 분해하여 도시한 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 카메라 모듈은 렌즈부(110)와, 코일부(120)와, 적어도 한 쌍의 마그네트(130)들과, 요크(140)들과, 헤드(150), 및 베이스(160)를 포함한다.

렌즈부(110)는 적어도 하나의 렌즈(111)를 구비한다. 렌즈(111)는 피사체의 광학적 상을 맺게 한다. 렌즈부(110)는 렌즈(111)를 수용하는 배럴(112)을 구비할 수 있다. 배럴(112)의 상부는 렌즈(111)로 빛이 들어오도록 개구된다. 배럴(112)의 하부는 렌즈(111)를 통과한 빛이 렌즈(111)의 하측에 설치되는 이미지 센서(101) 측으로 전달될 수 있도록 개구된다.

여기서, 이미지 센서(101)는 렌즈(111)의 의해 맺힌 광학적 상을 전기적 신호로 변환하는 것으로, CCD, CMOS 등으로 구성될 수 있다. 이미지 센서(101)는 인쇄회로기판(102) 상에 설치될 수 있다. 인쇄회로기판(102)은 렌즈(111)의 초점 조절을 위한 제어 전류를 코일부(120)로 공급하며, 인쇄회로기판(102)은 베이스(160)의 하부 개구에 설치될 수 있다.

코일부(120)는 렌즈부(110) 둘레에 결합된다. 코일부(120)는 중공을 갖는 보빈(121)과, 보빈(121) 둘레에 권취되는 코일(122)을 포함할 수 있다. 보빈(121)은 배럴(112)과 나사 결합될 수 있다. 배럴(112)은 보빈(121)에 나사 결합된 상태에서 정,역 회전함에 따라 광축 방향으로 직선 이동할 수 있다. 이 과정에서, 렌즈(111)의 영점 조정 등을 위한 미세 초점 조절이 가능하게 된다.

코일부(120)에 인쇄회로기판(102)으로부터 제어 전류가 공급되면, 마그네트(130)의 자기장 내에 있는 코일부(120)는 로렌츠 힘에 의해 광축 방향으로 직선 이동함에 따라, 코일부(120)에 결합된 렌즈부(110)를 광축 방향으로 직선 이동시킨다. 이에 따라서, 렌즈(111)의 위치가 이미지 센서(101)에 대해 가변되어, 초점이 자동으로 맞춰질 수 있다.

코일부(120)는 헤드(150)와 베이스(160)에 대해 탄성 지지될 수 있다. 예컨대, 코일부(120)와 헤드(150) 사이에 상측 스프링(103)이 설치되고, 코일부(120)와 베이스(160) 사이에 하측 스프링(104)이 설치될 수 있다. 코일부(120)에 힘이 가해져 코일부(120)가 광축 방향으로 이동하면, 상측 및 하측 스프링(103)(104)은 탄성 변형된다. 코일부(120)에 가해진 힘이 제거되면, 상측 및 하측 스프링(103)(104)에 복원력이 발생하여 복원력에 의해 코일부(120)를 원위치로 복귀시킨다. 상측 및 하측 스프링(103)(104)은 판 스프링의 형태로 구성될 수 있다.

마그네트(130)들은 자기장을 발생시키는 것으로 적어도 한 쌍으로 이루어진다. 마그네트(130)들은 코일부(120)를 사이에 두고 쌍을 지어 서로 마주보도록 배치되어, 코일부(120)에 자기장이 미치도록 한다. 마그네트(130)들은 두 쌍으로 이루어진 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 마그네트(130)들은 평판 형상으로 각각 이루어질 수 있다. 마그네트(130)들은 서로 수직하게 배치되며, 마주보는 각각의 극성이 동일한 극성으로 설정된다. 예컨대, 마그네트(130)들의 각 안쪽이 N극으로 설정된다면, 마그네트(130)들의 각 바깥쪽이 S극으로 설정될 수 있다.

요크(140)들은 마그네트(130)들의 각 바깥 면에 부착된다. 각각의 요크(140)는 마그네트(130)보다 넓은 면적의 평판 형상으로 이루어질 수 있다. 요크(140)는 마그네트(130)에서 발생되는 자속을 코일부(120)로 집중 유도하고 순환시킬 수 있게 한다.

헤드(150)는 마그네트(130)들을 각각 삽입시키는 헤드 절개 홈(151)들을 갖는다. 마그네트(130)가 4개인 경우, 헤드(150)는 내부 공간을 갖고 상하부가 개구된 육면체 형상에서 4개의 측부마다 헤드 절개 홈(151)이 하나씩 형성된 구조로 이루어질 수 있다. 헤드 절개 홈(151)은 헤드(150)의 하부 개구로부터 절개되어 형성됨으로써, 헤드(150)는 4 코너들에 하측으로 각각 돌출되는 헤드 돌출부(152)들을 갖는 구조로 이루어진다. 렌즈부(110)는 헤드(150)의 상부 개구를 통해 삽입되어 코일부(120)에 결합될 수 있다.

헤드 절개 홈(151)들의 각 안쪽에는 정렬 지지부(153)가 형성된다. 정렬 지지부(153)는 마그네트(130)가 헤드 절개 홈(151)에 삽입될 때 마그네트(130)를 정렬하고 지지할 수 있게 한다. 예를 들어, 헤드(150)의 중앙 공간에 자성체를 놓아둔 상태에서 마그네트(130)들을 헤드 절개 홈(151)들에 각각 대응되게 두면, 마그네트(130)들은 자력에 의해 자성체 쪽으로 각각 이동하려 한다. 이때, 마그네트(130)들은 정렬 지지부(153)에 의해 각각 손쉽고 간편하게 정렬되면서 지지될 수 있다. 이 상태에서, 마그네트(130)들은 접착제 등에 의해 헤드(150)에 접착되어 고정될 수 있다.

베이스(160)는 헤드(150)와 결합된 상태에서 요크(140)들이 삽입되도록 헤드 절개 홈(151)들과 함께 요크 삽입 홀(171, 도 7 참조)들을 각각 한정하는 베이스 절개 홈(161)들을 갖는다. 헤드(150)가 전술한 구조로 이루어진 경우, 베이스(160)는 내부 공간을 갖고 상하부가 개구된 육면체 형상에서 4개의 측부마다 베이스 절개 홈(161)이 하나씩 형성된 구조로 이루어질 수 있다. 베이스 절개 홈(161)은 베이스(160)의 상부 개구로부터 절개되어 형성됨으로써, 베이스(160)는 4 코너들에 상측으로 각각 돌출되는 베이스 돌출부(162)들을 갖는 구조로 이루어진다. 베이스 돌출부(162)들은 헤드 돌출부(152)들과 각각 대응되어 서로 결합된다. 인쇄회로기판(102)은 베이스(160)의 하부 개구에 고정될 수 있다.

요크(140)를 헤드 절개 홈(151)과 베이스 절개 홈(161)에 의해 한정된 요크 삽입 홀(171)에 대응되게 두면, 요크(140)는 마그네트(130)의 자력에 의해 당겨지면서 요크 삽입 홀(171)을 통해 삽입된 후 마그네트(130)의 바깥 면에 부착될 수 있다. 이때, 요크(140)의 조립이 손쉽고 간편하게 이루어질 수 있는 것이다. 이 상태에서, 요크(140)는 헤드(150) 및 베이스(160)에 접착제 등에 의해 접착되어 고정될 수 있다.

한편, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 정렬 지지부(153)는 기준 면(154)들 및 지지 면(155)들을 포함할 수 있다. 기준 면(154)들은 헤드 절개 홈(151)의 안쪽에서 마그네트(130)에서 코일부(120)를 향한 면으로 각각 돌출되어 마그네트(130)를 정렬할 수 있게 한다. 기준 면(154)들은 헤드(150)에 대해 마그네트(130)가 정렬되는 기준 위치를 제공한다.

즉, 헤드(150)의 중앙 공간에 자성체를 놓아둔 상태에서, 마그네트(130)는 코일부(120)을 향한 면이 자력에 의해 자성체 쪽으로 이동하면서 기준 면(154)들에 맞닿아 정렬될 수 있다. 도면을 기준으로, 마그네트(130)에서 코일부(120)를 향한 면을 안쪽 면이라고 한다면, 기준 면(154)들은 마그네트(130)의 좌우 가장자리 안쪽 면에 각각 맞닿도록 형성될 수 있다. 다른 예로, 기준 면(154)들은 마그네트(130)의 상하 가장자리 안쪽 면에 각각 맞닿도록 형성되는 것도 가능하므로, 도시된 예에 한정되지는 않는다. 한편, 마그네트(130)가 기준 면(154)들에 의해 정렬된 상태에서, 요크(140)가 마그네트(130)의 바깥 면에 부착되면, 요크(140) 또한 기준 면(154)들에 의해 정렬될 수 있다.

지지 면(155)들은 헤드 절개 홈(151)의 안쪽에서 마그네트(130)의 측면들로 각각 돌출되어 마그네트(130)를 지지할 수 있게 한다. 도면을 기준으로, 지지 면(155)들은 마그네트(130)의 좌우 측면에 맞닿도록 마그네트(130)의 좌우 측면들로 각각 돌출되어 마그네트(130)를 지지할 수 있다. 다른 예로, 기준 면(154)들은 마그네트(130)의 상하 측면에 맞닿도록 마그네트(130)의 상하 측면으로 각각 돌출되는 것도 가능하므로, 도시된 예에 한정되지는 않는다.

그리고, 기준 면(154)과 지지 면(155) 사이에는 마그네트(130)를 헤드(150)에 접착시키기 위한 접착제가 주입되는 마그네트 접착용 홈(156)이 형성될 수 있다. 마그네트 접착용 홈(156)은 헤드(150)의 하측으로부터 기준 면(154)과 지지 면(155) 사이로 함몰된 형상으로 이루어진다. 마그네트 접착용 홈(156)의 입구 주변, 예컨대 기준 면(154)의 돌출된 부위에 경사 면을 포함하여, 접착제가 마그네트 접착용 홈(156) 내로 원활히 흘러 들어가도록 할 수 있다.

마그네트(130)가 헤드(150)에 접착되는 과정은 다음과 같이 이루어질 수 있다. 헤드(150)의 하측이 상방을 향하도록 위치된 상태에서 마그네트(130)들이 헤드 절개 홈(151)들 내에 각각 정렬 지지된다. 이 상태에서, 마그네트 접착용 홈(156)들의 각 입구를 통해 접착제가 주입된 후 경화되면, 마그네트(130)들은 헤드(150)에 각각 접착되어 고정될 수 있다.

도 3과 함께 도 5 및 도 6을 참조하면, 헤드(150)의 하단과 베이스(160)의 상단은 바깥 가장자리 부위가 서로 접촉되며, 안쪽 부위가 서로 이격되어 이격된 갭(G1)에 접착제가 채워지도록 형성될 수 있다. 예컨대, 베이스 돌출부(162)의 상면은 안쪽 부위가 오목한 형상을 갖고 바깥 부위가 볼록한 형상을 갖는다. 헤드 돌출부(152)의 하면은 베이스 돌출부(162)의 오목한 부위에 대응되는 안쪽 부위가 볼록한 형상을 갖고 베이스 돌출부(162)의 볼록한 부위에 대응되는 바깥 부위가 오목한 형상을 갖는다. 그리고, 베이스 돌출부(162)의 볼록한 부위가 헤드 돌출부(152)의 오목한 부위와 맞닿고, 베이스 돌출부(162)의 오목한 부위가 헤드 돌출부(152)의 볼록한 부위와 이격된다. 전술한 구조의 헤드 돌출부(152) 및 베이스 돌출부(162)는 헤드(150)와 베이스(160) 간에 정렬을 용이하게 할 수 있다.

헤드(150)와 베이스(160)가 접착되어 결합되는 과정은 다음과 같이 이루어질 수 있다. 베이스 돌출부(162)의 오목한 안쪽 부위에 접착제를 도포한 후, 베이스 돌출부(162) 상에 헤드 돌출부(152)가 놓이도록 헤드(150)를 위치시킨다. 이 상태에서, 베이스 돌출부(162)의 바깥 부위는 헤드 돌출부(152)의 바깥 부위와 접촉되어 지지된다. 그리고, 베이스 돌출부(162)의 안쪽 부위는 헤드 돌출부(152)의 안쪽 부위와 이격되어 있으므로, 이격된 갭(G1)에 접착제가 채워져 있을 수 있다. 이후, 접착제가 경화되면, 헤드(150)와 베이스(160)는 서로 접착될 수 있다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 헤드 절개 홈(151)과 베이스 절개 홈(161)의 각 안쪽에는 연장 턱(172)이 형성될 수 있다. 연장 턱(172)들은 요크 삽입 홀(171)의 안쪽 둘레를 따라 마그네트(130)의 둘레를 감싸도록 형성된다.

그리고, 연장 턱(172)들은 요크(140)의 가장자리 앞면과 마주한 상태에서 이격되도록 형성된다. 즉, 연장 턱(172)들은 요크(140)와 연장 턱(172) 사이에 갭(G2)을 형성한다. 갭(G2)은 요크(140)가 마그네트(130)의 바깥 면에 밀착된 상태로 부착되도록 함으로써, 요크(140)가 기준 면(154)들을 기준으로 정렬될 수 있게 한다. 또한, 갭(G2)은 요크(140)와 연장 턱(172)들 사이로 접착제가 주입될 수 있게 한다.

요크 삽입 홀(171)의 안쪽에는 접착제 주입 홈(173)들이 형성될 수 있다. 접착제 주입 홈(173)들은 요크(140)와 연장 턱(172) 사이의 갭(G2)으로 접착제가 주입되도록 요크 삽입 홀(171)의 양 옆으로 헤드(150)와 베이스(160)에 걸쳐 절개되어 형성된다. 접착제는 접착제 주입 홈(173)을 통해 공급되면 요크(140)와 연장 턱(172)의 이격된 갭(G2)으로 흘러 들어간 후 경화됨으로써, 요크(140)가 헤드(150) 및 베이스(160)에 고정되게 할 뿐 아니라, 헤드(150)와 베이스(160) 간의 고정을 보다 견고하게 할 수 있다. 접착제 주입 홈(173)은 도시된 형상 이외에 전술한 기능을 수행할 수 있는 범주에서 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.

요크(140)의 양측에는 요크 절개 홈(141)이 각각 형성될 수 있다. 요크 절개 홈(141)은 접착제 주입 홈(173)의 입구와 마주하는 입구를 갖도록 절개된다. 요크 절개 홈(141)은 요크(140)와 연장 턱(172)의 이격된 갭(G2)으로 접착제가 보다 용이하게 흘러 들어갈 수 있게 한다. 요크 절개 홈(141)은 도시된 형상 이외에 전술한 기능을 수행할 수 있는 범주에서 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

110..렌즈부 120..코일부
130..마그네트 140..요크
150..헤드 153..정렬 지지부
154..기준 면 155..지지 면
156.. 마그네트 접착용 홈 160..베이스
171..요크 삽입 홀 173..접착제 주입 홈

Claims

적어도 하나의 렌즈를 구비하는 렌즈부;
상기 렌즈부 둘레에 결합되는 코일부;
상기 코일부를 사이에 두고 쌍을 지어 서로 마주보도록 배치되는 적어도 한 쌍의 마그네트들;
상기 마그네트들의 각 바깥 면에 부착되는 요크들;
상기 마그네트들을 각각 삽입시키는 헤드 절개 홈들, 및 상기 헤드 절개 홈들의 각 안쪽에서 상기 마그네트들을 각각 정렬하고 지지하는 정렬 지지부들을 구비하는 헤드; 및
상기 헤드와 결합된 상태에서 상기 요크들이 삽입되도록 상기 헤드 절개 홈들과 함께 요크 삽입 홀들을 각각 한정하는 베이스 절개 홈들을 구비하는 베이스;
를 포함하는 자동초점 기능을 갖는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 각각의 정렬 지지부는,
상기 마그네트에서 상기 코일부를 향한 면으로 각각 돌출되어 상기 마그네트를 정렬하는 기준 면들, 및 상기 마그네트의 측면들로 각각 돌출되어 상기 마그네트를 지지하는 지지 면들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동초점 기능을 갖는 카메라 모듈.
제2항에 있어서,
상기 기준 면과 지지 면 사이에는,
상기 마그네트를 상기 헤드에 접착시키기 위한 접착제가 주입되는 마그네트 접착용 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 자동초점 기능을 갖는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 헤드의 하단과 상기 베이스의 상단은,
바깥 가장자리 부위가 서로 접촉되며, 안쪽 부위가 서로 이격되어 이격된 갭에 접착제가 채워지도록 형성된 것을 특징으로 하는 자동초점 기능을 갖는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 헤드와 상기 베이스에서 상기 요크 삽입 홀의 안쪽 둘레를 따라 상기 마그네트의 둘레를 감싸도록 형성되며 상기 요크의 가장자리 앞면과 마주한 상태에서 이격되도록 형성된 연장 턱들, 및
상기 요크와 상기 연장 턱의 이격된 갭으로 접착제가 주입되도록 상기 요크 삽입 홀의 양 옆으로 상기 헤드와 상기 베이스에 걸쳐 절개되어 형성된 접착제 주입 홈들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동초점 기능을 갖는 카메라 모듈.
제5항에 있어서,
상기 요크의 양측에는,
상기 접착제 주입 홈들의 각 입구와 마주하는 입구를 갖도록 절개된 요크 절개 홈이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 자동초점 기능을 갖는 카메라 모듈.