KR20130123886A - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명의 카메라 모듈은 렌즈가 장착된 보빈, 상기 보빈이 이동 가능하게 삽입되는 하우징 및 상기 하우징이 안착되고, 먼지 유입을 방지하는 요철부가 형성된 베이스를 포함함으로써, 간소한 구성으로 예를 들어 이미지 센서가 배치된 위치로 먼지가 유입되는 것을 방지할 수 있다.

Description

카메라 모듈{CAMERA MODULE}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 상세하게는 이미지 센서로 유입되는 먼지를 차단시키는 카메라 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 휴대 전화기의 카메라나 디지털 카메라와 같은 소형 광학 기기에 사용되는 카메라에는 소형으로 제작된 각 요소들이 마련된다.

카메라는 렌즈로부터 순간적으로 광선이 들어오게 하여 그 뒤에 있는 감광판에 영상이 비치게 한다. 이때 감광판 또는 이미지 센서에 비친 영상이 곧 사진이 된다. 근래에는 감광판 대신 이미지 센서를 적용하는 디지털 사진기가 많이 사용된다.

선명한 사진을 획득하기 위해서는 렌즈 또는 이미지 센서가 먼지 등의 이물질에 의해 오염되지 않아야 한다. 카메라에서 렌즈 모듈은 경통 등 각종 부재가 복합적으로 조합되는 구조를 취하므로 외부 먼지의 유입이 어려운 구조이기는 하나 카메라 내외부의 미세 먼지에 의한 렌즈, 이미지 센서의 오염 역시 방지될 필요가 있다.

한국공개특허 제2005-0114978호에는 렌즈를 갖는 카메라 모듈과, 상기 카메라 모듈의 렌즈와 대응되는 부분에 개구를 가지며 상기 카메라 모듈을 에워싸도록 형성된 하우징과, 상기 하우징 내에 상기 개구와 대응되게 가이드에 의해 고정되게 설치된 제 1 윈도우와, 상기 하우징의 내부 표면의 상기 개구 주변 부분에 고정되게 설치된 링(ring) 형상의 제 1 패드와, 상기 제 1 패드에 상부 표면이 접촉되면서 슬라이드 이동되게 설치되어 상기 제 1 윈도우를 개폐시키는 제 2 윈도우와, 상기 제 2 윈도우와 연결되어 슬라이드 이동시키는 로드를 포함한다. 따라서, 제 2 윈도우의 상부 및 하부 표면 상에 먼지 등의 이물질이 더 많이 쌓이거나 한쪽으로 몰려 쌓이는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 이물질 제거가 용이하므로 순간 포착시에도 윈도우를 닦고 촬영할 수 있어 화질이 저하되는 것을 방지하는 기술이 개시되고 있다. 그러나, 위 발명에 따르면 렌즈를 포함한 각종 광학용 창의 오염을 방지할 수 있으나, 카메라의 내부 또는 외부로부터 이미지 센서로 유입되는 미세 먼지에 대해서는 대응 방안을 제시하지 못하고 있다.

한국공개특허공보 제2005-0114978호

본 발명은 이미지 센서로 유입되는 먼지를 차단시키는 카메라 모듈을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카메라 모듈은 렌즈가 장착된 보빈, 상기 보빈이 이동 가능하게 삽입되는 하우징 및 상기 하우징이 안착되고, 먼지 유입을 방지하는 요철부가 형성된 베이스를 포함할 수 있다.

이상에서 설명된 바와 같이 본 발명의 카메라 모듈은 하우징이 안착되는 베이스에 먼지 트랩으로 기능하는 요철부를 형성함으로써, 간소한 구성으로 예를 들어 이미지 센서가 배치된 위치로 먼지가 유입되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 카메라 모듈의 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 카메라 모듈에서 베이스를 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명의 다른 카메라 모듈에서 베이스를 나타낸 개략도.
도 4는 본 발명의 카메라 모듈에서 요철부로 볼록부가 형성된 베이스를 나타낸 개략도.
도 5는 본 발명의 카메라 모듈에서 요철부로 격자가 형성된 베이스를 나타낸 개략도.
도 6은 본 발명의 카메라 모듈에서 베이스에 형성된 요철부에 점착액을 도포하는 방법을 나타낸 개략도.

이하, 본 발명의 카메라 모듈에 관하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 카메라 모듈의 분해 사시도이다. 이를 참조하면, 보빈(10), 베이스(50), 코일(30), 마그네트(54), 판 스프링(40), 요크(20), 하우징(52) 및 커버(53)를 포함하는 카메라 모듈이 도시된다.

보빈(10)은 렌즈의 광축을 따라 이동이 가능하고, 무빙 코일 타입(moving coil type)의 경우 보빈(10)의 외주면에 코일(30)이 권선된다. 보빈(10)은 렌즈를 고정할 수 있는 렌즈 고정부를 보빈(10)의 내경에 구비하고 있으므로 경통 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 보빈(10)은 렌즈 홀더가 된다.

코일(30)은 보빈(10)의 외주면에 권선되며, 입력되는 전류의 크기 및 방향에 따라 자기장을 형성하고, 인접한 마그네트(54)와의 인력 및 척력에 의하여 보빈(10)을 렌즈의 광축을 따라 이동시킨다.

베이스(50)는 커버(53)와 결합되며 판 스프링(40)의 일측과 접한다. 판 스프링(40)의 타측은 보빈(10)과 결합된다. 베이스(50)의 내부 공간에는 하우징(52) 및 하우징(52)의 내부에 조립된 부품들이 수용된다.

하우징(52)은 보빈(10)의 외주면에 결합된다. 하우징(52)의 내부에는 마그네트(54) 및 마그네트(54)의 자기 누설을 방지하는 요크(20)가 설치된다.

요크(20)는 링 형상으로 마련되어 하우징(52)에 고정되는 외측벽과 외측벽의 상단면에서 보빈(10)의 중심으로 연장된 링 형상의 연결판을 가진다. 외측벽의 내주면에는 마그네트(54)가 고정되어 코일(30)과 대면된다.

마그네트(54)는 코일(30)의 전류에 의하여 형성된 자기장과 상호 작용을 할 수 있는 자기장을 발생시켜 보빈(10)을 렌즈의 광축을 따라 이동시킨다. 즉 마그네트(54)와 코일(30)에서 생성된 각각의 자기장들이 플레밍의 왼손 법칙에 의하여 상호 간에 작용하여 보빈(10)을 이동시킨다. 여기서 마그네트(54)의 종류는 페라이트(ferrite), 알리코(alnico), 희토류 자석 등으로 크게 나눌 수 있으며, 자기 회로의 형태에 의하여 내자형(P-type)과 외자형(F-type)으로 분류할 수 있다.

판 스프링(40)은 보빈(10)의 일측에 결합되어 보빈(10)을 탄성적으로 지지하며, 탄성력을 가진 금속 재질이면 어떠한 것도 무방하다. 한편, 판 스프링(40)은 그 두께가 두꺼워지면 보빈(10)의 구동에 많은 힘이 소요되므로 감도가 떨어지는 문제가 발생한다. 따라서, 판 스프링(40)의 두께는 보빈(10)의 크기 및 성능에 따라 다양하게 변경할 수 있으며, 예를 들어 대략 50㎛의 두께를 갖도록 형성한다. 판 스프링(40)의 일측 및 타측은 보빈(10) 및 베이스(50)에 각각 결합되어 보빈(10)을 탄성 지지하는 서스펜션(suspension) 기능을 하며, 탄성력을 가진 금속 재질이 사용된다.

또한, 판 스프링(40)의 외곽을 하우징(52) 및 베이스(50)에 각각 고정시키며 판 스프링(40)의 변형시 주위 부품과 간섭 방지를 위한 여유 공간을 확보해주는 2 장의 스페이서(51)를 포함할 수 있다.

이상에서 살펴본 카메라 모듈은 커버, 하우징, 스페이서, 베이스 등의 다양한 요소가 조밀하게 배치되는 구조를 취함으로써 외부로부터 먼지 등의 이물질이 유입되기 어려운 구조를 취하고 있다. 그럼에도 불구하고 카메라 내외부의 먼지, 특히 미세 먼지가 유입되지 않도록 하는 추가 대책이 필요하다. 베이스 근처에 이미지 센서가 위치하게 되는데, 이미지 센서는 미세 먼지 등에 의해 오염되는 것만으로도 획득되는 영상에 이상이 발생하므로, 신뢰성 있게 먼지 유입을 방지할 필요가 있기 때문이다.

이를 위해 본 발명의 카메라 모듈은 렌즈가 장착된 보빈(10), 보빈(10)이 이동 가능하게 삽입되는 하우징(52) 및 하우징(52)이 안착되고, 먼지 유입을 방지하는 요철부가 형성된 베이스(50)를 포함한다. 즉, 베이스(50)에 요철부를 형성함으로써 먼지의 유입을 방지하고 있다. 이하, 베이스에 대해 보다 상세하게 살펴본다.

도 2는 본 발명의 카메라 모듈에서 베이스를 나타낸 개략도이다. 도 2에 도시된 베이스(150)는 도 1의 베이스(50)일 수 있다.

살펴보면, 베이스에 요철부(151)가 형성되어 있는 것을 알 수 있다.

요철부(151)는 먼지의 유입을 방지하는 요소이다. 요철부는 오목부 또는 볼록부로 형성될 수 있다.

소정 방향으로 이동하던 먼지가 요철부를 만나면 이동이 방해되어 요철부에 머무르게 된다. 따라서, 이미지 센서 등 먼지 유입을 방지하고자 하는 요소로의 먼지 유입이 차단된다. 즉, 요철부는 소위 먼지 트랩(trap)으로 기능한다. 이러한 요철부는 특히, 미세 먼지에 대한 트랩 효과가 탁월한 것이 실험적으로 확인되었다. 즉, 이미지 센서 등으로의 먼지 유입을 차단할 필요가 있을 때 베이스에 요철부를 형성하는 것으로 각종 먼지가 효과적으로 차단되는 것이 확인되었다.

요철부(151)는 베이스에서 어느 부위에 형성되어도 먼지 트랩으로서 기능한다. 만약 먼지 유입을 차단하고자 하는 이미지 센서 등 특정 대상이 존재할 경우, 특정 대상에 대한 먼지 유입을 효과적으로 차단하기 위해 특정 대상의 주변에 요철부가 형성되는 것이 좋다.

예를 들어 이미지 센서로의 먼지 유입을 차단하는 구성을 살펴본다.

카메라는 렌즈 모듈에서 렌즈를 통과한 광을 감지하는 이미지 센서를 포함하는데, 이미지 센서(60)는 카메라의 기판에 장착된다. 그리고 이미지 센서의 위에 도 1의 카메라 모듈이 장착된다.

이미지 센서에 렌즈를 통과한 광을 비추기 위해 카메라 모듈에 포함된 베이스(150)에는 이미지 센서에 대응하는 위치에 윈도우(159), 즉 개구부가 형성된다. 도 2에서는 베이스의 중앙에 윈도우가 형성된 상태를 나타낸다. 윈도우(159)는 이미지 센서의 훼손을 방지하기 위해 이미지 센서 이상의 크기로 형성될 수 있다.

이러한 구성에서 요철부(151)는 베이스(150)에서 윈도우 주변으로 하우징에 대면하는 면에 형성될 수 있다. 즉, 요철부는 하우징이 안착되는 베이스에 형성되고, 베이스에서 하우징에 대면하는 면에 형성된다. 또한 요철부는 베이스에 형성된 윈도우 주변에 형성된다.

이러한 구성에 의하면 먼지 트랩으로 기능하는 별개 요소를 필요로 하지 않으며, 윈도우 주변에 형성된 간소한 요철부만으로 먼지를 효과적으로 차단하게 된다.

도 2에서는 사각형의 윈도우(159)를 형성하고 있으며 윈도우의 각 변의 주변에 요철부(151)가 형성되어 있다.

요철부(151)를 이미지 센서에 가깝게, 즉 윈도우의 각 변에 인접시켜 형성할 수도 있으나, 이격시켜 형성하는 것이 바람직하다. 먼지 트랩으로 기능하는 요철부(151)에는 시간이 경과함에 따라 먼지가 쌓이게 되는데, 이렇게 쌓인 먼지가 이미지 센서로 유출될 수 있기 때문이다. 구체적으로 요철부(151)의 폭 L1은 요철부로부터 윈도우까지의 최단 거리 L2보다 작은 것이 좋다. 다시 말해, 요철부로부터 윈도우까지의 최단 거리는 요철부의 폭 이상인 것이 바람직하다.

경우에 따라 요철부는 다양한 방식으로 배치된 복수개의 요철을 포함할 수 있다. 예를 들어 요철부는 도 2와 같이 복수개의 요철이 지그재그로 배열되어 형성될 수 있다.

도 2에서 각 요철은 반구형의 오목부로 형성되고 복수개가 지그재그로 배열되어 요철부를 형성한다. 이와 같은 복수의 요철을 지그재그로 배열하여 요철부를 형성함으로써 먼지 트랩으로서의 기능을 보다 활성화시킬 수 있다.

복수의 요철을 일렬로 배열하게 되면 각 요철의 사이로 먼지가 유입될 수 있는데, 지그재그 배열에 의해 각 요철의 사이에는 옆 열의 요철이 위치하므로 먼지 유입이 효과적으로 차단된다. 이러한 효과를 부각시키기 위해 제1 열과 제2 열을 형성하는 각 요철의 지름을 다음과 같이 설정할 수 있다.

지그재그 배열에 의하면 복수의 요철을 포함하는 제1 열(153)과 제2 열(154)이 형성된다. 이때, 제1 열을 구성하는 각 요철의 배열 방향의 지름을 L3라 하고, 제2 열을 구성하는 각 요철의 배열 방향의 지름을 L4라 하면, L3와 L4가 적어도 일부가 위 배열 방향의 수직 방향으로 겹치도록 각 요철을 형성할 수 있다. 이에 따르면 위 배열 방향의 수직 방향으로 보았을 경우 빈틈없이 요철부가 형성되므로 먼지 유입이 효과적으로 차단된다.

한편, 요철부가 오목부를 포함할 때 오목부의 깊이는 오목부와 윈도우의 최단 거리 지점에서 가장 깊은 것이 바람직하다.

시간이 경과함에 따라 오목부에는 먼지가 쌓이게 되는데, 이렇게 쌓인 먼지가 적어도 윈도우 측으로 유출되지 않도록 할 필요가 있다. 오목부에서 오목부와 윈도우의 최단 거리 지점을 가장 깊게 형성하면 오목부에 쌓인 먼지가 윈도우 측으로 유출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 카메라 모듈에서 베이스를 나타낸 개략도이다.

살펴보면 윈도우의 변과 평행하게 연장되는 오목부로 형성된 요철부(151)가 개시되고 있다. 또한, 오목부에서 오목부와 윈도우의 최단 거리 지점 a가 가장 깊게 형성되어 있는 것을 알 수 있다.

아울러, 오목부의 깊이가 윈도우에 인접할수록 깊어지고 있다. 이러한 구성에 의하면 오목부에 쌓인 먼지가 윈도우 측으로 유출되는 것을 방지하는 동시에 윈도우 반대측으로부터 지점 a로의 먼지 유입은 용이해진다.

요철부(151)는 다양하게 형성될 수 있다.

앞에서는 반구형의 오목부 복수개가 지그재그로 배열된 구성, 일자형 오목부가 단일로 형성된 구성을 나타내었다. 요철부가 복수개의 요철을 포함할 때 각 요철은 볼록부이거나 격자 형태로 형성될 수도 있다.

도 4는 본 발명의 카메라 모듈에서 요철부로 볼록부가 형성된 베이스를 나타낸 개략도이다.

도 4를 살펴보면, 요철부(151)는 복수의 요철(152)이 지그재그로 배열되어 있으며, 각 요철(152)은 볼록부로 형성되어 있다.

실험 결과 오목부로 각 요철을 형성한 실시예와 마찬가지로 볼록부로 각 요철을 형성하여도 먼지 트랩으로 기능하는 것을 확인하였다. 이 외에도 볼록부와 오목부를 혼용하여 각 요철을 형성하여도 먼지 트랩의 기능이 구현된다.

도 5는 본 발명의 카메라 모듈에서 요철부로 격자가 형성된 베이스를 나타낸 개략도이다.

도 5에 도시된 베이스는 평면상으로 중앙에 오목부(155)가 마련되는 사각형 형태의 볼록부, 즉 격자인 요철(152)을 배열함으로써 요철부(151)를 형성하고 있다.

이때, 오목부(155)의 깊이는 앞의 도 3에서 살펴본 바와 같은 구성을 가질 수 있다.

또한, 격자는 베이스와 일체로 형성되거나 별도로 형성되어 베이스에 체결된 것일 수 있다.

이상에서 살펴본 카메라 모듈을 살펴보면, 하우징이 안착되는 베이스에 먼지 트랩으로 기능하는 요철부를 형성함으로써 유동 가능한 먼지를 요철부에 잡아둘 수 있다. 그 결과 베이스에 형성된 윈도우의 위치에 배치되는 이미지 센서 또는 카메라 모듈을 구성하는 각 요소로 유입되는 먼지의 양을 줄이거나 차단시킬 수 있다. 또한, 요철부를 베이스와 일체로 형성함으로써, 베이스 및 먼지 트랩의 신뢰성 있는 강도를 제공할 수 있으며, 생산성을 개선할 수 있다.

한편, 먼지 트랩 기능을 개선하기 위해 점착액을 요철부에 도포할 수 있다.

이때의 점착액은 비중이 1.40 ~ 1.50이고, 인화점이 80℃ 이상이며, 도포 후에 굳지 않는 재질을 포함할 수 있다. 이러한 특성에 의하면 도포 후 점착액이 도포 영역을 벗어나지 않으면서 지속적으로 먼지를 잡아 가둘 수 있다.

도 6은 본 발명의 카메라 모듈에서 베이스에 형성된 요철부에 점착액을 도포하는 방법을 나타낸 개략도로, 미세한 요철부에 대응하여 디스펜서(160)를 통해 점착액을 도포하고 있다. 물론, 이외에도 다양한 방법으로 점착액을 도포할 수 있다.

한편, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

카메라 모듈에 적용될 수 있다.

특히, 제작 공정 또는 사용 중에 유입된 미세 먼지를 차단할 필요가 있는 카메라 모듈에 적용하는 것이 유리하다.

10...커버 20...요크
30...코일 40...판 스프링
50, 150...베이스 51...스페이서
52...하우징 54...마그네트
60...이미지 센서 151...요철부
152...요철 153...제1 열
154...제2 열 155...오목부
160...디스펜서

Claims (10)

1. 렌즈가 장착된 보빈;
   상기 보빈이 이동 가능하게 삽입되는 하우징; 및
   상기 하우징이 안착되고, 먼지 유입을 방지하는 요철부가 형성된 베이스;
   를 포함하는 카메라 모듈.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 베이스는 상기 렌즈를 통과한 광을 감지하는 이미지 센서의 배치 위치에 형성된 윈도우를 포함하고,
   상기 요철부는 상기 윈도우 주변으로 상기 하우징에 대면하는 면에 형성되는 카메라 모듈.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 요철부의 폭 L1은 상기 요철부로부터 상기 윈도우까지의 최단 거리 L2보다 작은 카메라 모듈.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 요철부는 복수개의 요철이 지그재그로 배열되어 형성되는 카메라 모듈.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 지그재그 배열에 따라 복수의 요철을 포함하는 제1 열과 제2 열이 형성되고,
   상기 제1 열을 구성하는 상기 요철의 배열 방향의 지름 L3와 상기 제2 열을 구성하는 상기 요철의 배열 방향의 지름 L4는 적어도 일부가 상기 배열 방향의 수직 방향으로 겹치는 카메라 모듈.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 요철부는 오목부를 포함하고,
   상기 오목부의 깊이는 상기 오목부와 상기 윈도우의 최단 거리 지점에서 가장 깊은 카메라 모듈.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 요철부는 오목부를 포함하고,
   상기 오목부의 깊이는 상기 윈도우에 인접할수록 깊어지는 카메라 모듈.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 요철부는 평면상으로 중앙에 오목부가 마련되는 사각형 형태의 볼록부인 카메라 모듈.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 요철부에 도포되는 점착액을 포함하고,
   상기 점착액은 비중이 1.40 ~ 1.50이고, 인화점이 80℃ 이상이며, 도포 후에 굳지 않는 재질을 포함하는 카메라 모듈.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 점착액은 디스펜서를 통해 상기 요철부에 도포되는 카메라 모듈.

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