KR20150051764A - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 실시예에 따른 카메라 모듈은 이미지 센서가 설치된 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판 상측에 설치되는 베이스; 상기 베이스와 접촉하는 돌출부가 바닥면에 형성된 보빈; 및 상기 돌출부에 형성되며, 상기 보빈의 내주면의 무나사 구간에 보빈 두께보다 두껍게 형성된 내벽면;을 포함한다.

Description

카메라 모듈 {Camera module}

본 실시예는 카메라 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 카메라 모듈의 자동 초점 조절은 보이스 코일 모터를 이용한 렌즈 제어를 통해 구현할 수 있다. 보이스 코일 모터를 가지는 카메라 모듈은, 보빈의 외측에 권선 된 코일과 커버부재 등에 고정 설치된 마그네트 사이의 상호 작용에 따라, 보빈을 이미지 센서에 대하여 왕복 이동시키는 동작을 수행하여 상기 이미지 모듈에 입사되는 이미지의 초점을 제어한다.

보빈은 광축 방향과 평행하게 왕복 이동하면서 오토 포커싱 기능을 수행한다. 이때, 보빈은 베이스와 반복적으로 접촉하면서 왕복 이동할 수 있다. 이때, 보빈과 베이스의 접촉 면적이 넓어질 경우, 보빈 또는 베이스가 손상될 수 있다. 따라서 보빈의 상기 베이스를 마주보는 면에는 복수 개의 돌출부(boss)를 설치하여, 돌출부의 바닥면과 베이스가 면 접촉하도록 한다.

한편, 베이스에는 이미지 센서와 마주보는 위치에 적외선 차단 필터가 설치될 수 있는데, 상기 보빈은 적외선 차단 필터의 접착면과 근접한 위치에서 베이스와 면 접촉이 이루어지는 경우가 많다. 따라서 돌출부는 적외선 차단 필터와 간섭되지 않도록 그 크기를 줄여야 하며, 이에 따라, 반복 사용 또는 외부 충격 등에 의해 돌출부 손상이 빈번하게 발생할 수 있다.

또한, 보빈과 베이스의 충돌에 의해 발생한 이물은 가까운 위치에 배치된 적외선 필터를 오염시킬 수 있는데, 이와 같이 이물에 의해 필터가 오염되면, 이미지상에 옅은 원형의 상이나 검은 점이 발생하여 카메라 모듈의 불량을 야기할 수 있다.

본 실시예는 내구성을 향상시킨 카메라 모듈을 제공한다.

본 실시예에 따른 카메라 모듈은 이미지 센서가 설치된 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판 상측에 설치되는 베이스; 상기 베이스와 접촉하는 돌출부가 바닥면에 형성된 보빈; 및 상기 돌출부에 형성되며, 상기 보빈의 내주면의 무나사 구간에 보빈 두께보다 두껍게 형성된 내벽면;을 포함한다.

상기 보빈의 내주면은 곡선 구간과 직선 구간이 교대로 존재할 수 있다.

상기 돌출부는 바닥면이 돌출부의 두께보다 얇게 형성될 수 있다.

상기 바닥면은 둘레에 챔퍼를 포함할 수 있다.

상기 돌출부는 상기 보빈의 중심에 대하여 서로 대칭일 수 있다.

상기 내벽면은 상기 보빈의 내주면의 원호와 연결되는 직선 구간을 포함하며, 상기 보빈과 돌출부의 중심을 연결하는 가상의 선(a)과 상기 보빈의 중심과 돌출부의 일측 단부를 연결하는 가상의 선(b)의 각도(α)가 12도를 넘지 않을 수 있다.

렌즈배럴 결합을 위한 나사산이 형성되지 않은 무나사산 구간을 이용하여 돌출부의 두께를 보강하므로, 보빈 크기의 증가 없이 돌출부 내구성을 향상시킬 수 있다. 따라서 오토 포커싱 동작을 위해 돌출부와 베이스가 반복 충돌할 때 베이스가 손상되는 것을 최소화할 수 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 단면도,
도 2는 도 1의 B 부분을 확대한 단면도,
도 3은 도 1의 보빈의 바닥면을 도시한 사시도,
도 4는 도 1의 A 부분을 확대한 사시도, 그리고,
도 5는 도 1의 보빈의 바닥면을 도시한 평면도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 실시예의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 단면도, 도 2는 도 1의 B 부분을 확대한 단면도, 도 3은 도 1의 보빈의 바닥면을 도시한 사시도, 도 4는 도 1의 A 부분을 확대한 사시도, 그리고, 도 5는 도 1의 보빈의 바닥면을 도시한 평면도 이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 카메라 모듈은 인쇄회로기판(10), 베이스(20), 보빈(30), 커버부재(40)를 포함한다.

인쇄회로기판(10)의 상측에는 이미지 센서(11)가 실장 되며, 상기 인쇄회로기판(10)의 상측에는 베이스(20)가 설치된다.

상기 베이스(20)의 상기 이미지 센서(11)와 대면 되는 위치에는 적외선 차단 필터가 설치 되어, 상기 이미지 센서(11)에 적외선 파장 대역의 빛이 전달되는 것을 차단할 수 있다.

보빈(30)은 상기 베이스(20)의 상측에 상하 이동 가능하게 설치된다. 상기 보빈(30)의 초기 위치는 상기 베이스(20)의 상측면 또는, 미도시된 상부 프레임의 내측면 및 상기 베이스(20)와 상부 프레임 사이 공간부 중 어느 한 곳에 형성될 수 있다. 상기 보빈(30)의 바닥면에는 적어도 하나 이상의 돌출부(31)가 돌출 형성될 수 있다. 상기 보빈(30)의 초기 위치는 상기 베이스(20)의 상측면일 경우, 상기 돌출부(31)는 상기 베이스(20)와 초기 위치에서 면 접촉할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 상기 돌출부(31)는 상기 보빈(30)의 바닥면에 복수 개가 대칭이 되도록 돌출 형성될 수 있으나, 비대칭 형성도 가능하다.

상기 보빈(30)의 외주면에는 코일(32)이 권선 되어, 상기 코일(32)에 전류가 흐를 경우, 상기 커버부재(40)에 설치된 마그네트(41)와의 전자기적 상호작용에 의해 보빈(30)이 도 1의 화살표 A 방향으로 왕복운동을 수행할 수 있다. 여기서, 상기 커버부재(40)은 금속재질의 요크일 수 있으며, 상기 코일(32)과 마그네트(41) 사이의 자속을 집중시켜 극대화할 수 있다.

상기 보빈(30)의 내주면에는 나사산이 형성되어 한 장 이상의 렌즈(34)가 설치되는 렌즈배럴(33)이 결합될 수 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 나사산 없이 상기 렌즈배럴(33)이 일체로 구성되는 것도 가능하다. 본 실시예는 나사산이 구비된 보빈(30)의 구성을 기준으로 설명한다.

상기 돌출부(31)는 보빈(30)의 바닥면 어떠한 곳에도 설치 가능하나, 본 실시예에 따르면, 후술할 커버부재(40)의 바깥쪽 면과 가장 가까운 곳 또는 가장 먼 곳에 설치될 수 있으며, 또는 이에 한정되지 않고, 설계 가능한 부위라면 어느 곳이든 가능하다, 즉, 커버부재(40)의 모서리와 대응되는 곳에 형성될 수도 있으며, 커버부재(40)의 4개 변과 대응되는 곳에 형성될 수도 있다. 또한 돌출부(31)는, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 베이스(20)와 접촉하는 바닥면(100)의 면적이 몸체의 면적 보다 좁아지도록 구성될 수 있으며. 이를 위해, 돌출부(31)의 바닥면(100)의 주변에 챔퍼(101)가 형성될 수 있다. 그러나, 이 경우, 돌출부(31)와 접촉하는 베이스(20)의 두께가 다른 곳에 비해 상대적으로 얇기 때문에, 베이스(20)가 반복 충돌 시 손상될 수 있거나, 상기 돌출부가 손상될 수 있다.

또한, 상기 돌출부(31)는 보빈(30)의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다. 이를 위해, 상기 돌출부(31)의 내벽면(200)은 보빈(30)의 무나사산 구간으로 연장 형성될 수 있다. 즉, 상기 보빈의 내주면은 곡선 구간과 직선 구간이 교대로 존재할 수 있다. 즉, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 내벽면(200)은 원형을 구성하는 보빈(30)의 내주면에 직선 구간을 형성한다. 이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 직선 구간을 형성하는 내벽면(200)은 보빈(30)의 중심과 돌출부(31)의 중심을 연결하는 가상의 선(a)과 보빈(30)의 중심과 돌출부(31)의 일측 단부를 연결하는 가상의 선(b)의 각도(α)가 12도를 넘지 않도록 형성될 수 있다. 최적 실시예로는 상기 각도(α)는 11도를 넘지 않도록 형성될 수 있으며, 10.16도로 형성될 수 있다. 상기한 내벽면(200)의 두께만큼 상기 보빈(30)의 내주면 전체의 무나사산 구간을 보강할 수도 있으나, 렌즈배럴(33)을 조립하기 위해 모든 구간에 살 덧댐을 하는 것은 어렵기 때문이다.

이와 같은 구성에 따르면, 기존 구조와 비교하여 바닥면의 면적 증가가 가능하며, 낙하 실험을 통하여, 해당 바닥면의 손상이 방지됨을 확인할 수 있다. 10% 이상의 면적 증가될 수 있다

한편, 상기한 바와 같이, 돌출부(31)의 내주면을 보강하는 구성은 보이스 코일 모터의 외곽 크기와 보빈(30)의 내경 크기의 비가 1.5:1 이하인 경우 가능하다. 즉, 보이스 코일 모터의 크기 대비 보빈의 지름이 클 경우에는 내주면의 무나사산 구간을 사용할 수 있다. 일반적으로 많이 사용되는 보이스 코일 모터의 크기에 따른 보빈의 비율에 따른 적용 가능 여부를 표로 정리하면 다음과 같다.

(단위: mm)

VCM 외곽 크기	보빈 내경 크기	비율	비고
7.5	5	1.50:1	해당
7.5	5.5	1.36:1	해당
8.0	5.5	1.45:1	해당
8.0	5	1.60:1	해당 없음

커버부재(40)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 베이스(20)의 상측에 배치되고, 상기 커버부재(40)의 내주면에는 마그네트(41)가 상기 코일(32)이 권선 된 보빈(30)과 대면 되도록 설치된다. 여기서 마그네트는 상기 커버부재를 평면상에서 보았을 때 네개의 모서리부에 위치할 수 있거나, 네개의 변에 위치할 수 있다.

상기 커버부재(40)는 도 1에 도시된 바와 같이, 카메라 모듈의 가장 바깥쪽 면을 형성할 수 있으나 이를 한정하는 것은 아니다. 경우에 따라 상기 커버부재(40)의 바깥쪽을 덮을 수 있도록 별도의 하우징 부재가 더 구비되는 것도 가능하다.

보빈(30)의 왕복이동을 탄력 지지 또는 지지할 수 있도록 상측 및 하측 탄성부재가 마련될 수 있다. 상기 상측 및 하측 탄성부재는 베이스 또는 커버부재(40)에 일단이 결합되고 타단은 보빈(30)의 상단 및 하단에 연결될 수 있다. 하측 탄성부재는 보빈(30)에 권선된 코일(32)에 전원을 공급하는 터미널 단자를 하측 탄성부재를 절곡하여 일체로 구성될 수 있다. 또는, 상기 하측 탄성부재에 별도의 터미널 단자를 통해 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결될 수도 있다.

상기 커버부재(40)와 하측 탄성부재 사이에는 스페이서가 개재될 수도 있다. 스페이서는 상기 하측 탄성부재를 상기 커버부재(40)에 대하여 절연하기 위해 설치하는 것으로, 스페이서 없이 상기 베이스(20)의 형상을 변경하여 사용하는 것도 가능하다.

또한, 카메라 모듈의 외곽을 구성하는 커버부재(40)를 감싸도록 쉴드 캔과 같은 하우징 부재를 더 구비하는 것도 가능하다. 이 경우, 상기 하우징 부재는 상기 보빈(30) 내측에 배치되는 렌즈를 통해 외부 이미지가 상기 이미지 센서로 전달될 수 있도록, 상기 렌즈와 대응되는 크기의 렌즈 홀을 중앙에 구비하여 외부 이미지가 상기 통공을 통해 상기 이미지 센서(11)로 전달되도록 구성할 수 있다.

하우징 부재는 금속 재질로 마련되어 전자기파 차폐를 수행할 수 있으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 필요에 따라 수지재질로 카메라 모듈의 가장 바깥쪽을 구성하거나, 기타 금속재질로 형성하는 것도 가능하다.

또한, 별도의 하우징 부재를 더 구비하지 않고, 하우징부재와 요크를 일체화하는 구성도 가능하다. 즉, 카메라 모듈의 사이즈를 줄이기 위해 요크를 감싸도록 하우징 부재를 구성하지 않고, 요크의 외측면은 노출시키고, 요크의 외측면과 동일면이 되도록 나머지 부분만 하우징부재를 구성하여 일체화할 수도 있다.

이상과 같은 본 실시예에 따르면, 보빈(30)의 바닥면에 일체로 돌출 형성된 돌출부(31)가 반복 하중에 견딜 수 있도록 돌출부(31)의 두께를 보빈(30)의 내측면에 형성된 무나사산 구간까지 연장하여 두껍게 구성하여 돌출부(31)의 내구성을 향상시킬 수 있다. 따라서 보빈(30)의 반복적인 왕복 운동과 갑작스러운 외부 충격 등에 의해 상기 돌출부(31)가 파손 되는 것을 최대한 방지할 수 있다. 따라서 돌출부(31)의 손상에 의해 발생하는 카메라 모듈의 비정상 동작 등의 문제를 해소할 수 있다.

이상에서 본 실시예에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하고, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 실시예의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

10; 인쇄회로기판 11; 이미지 센서
20; 베이스 30; 보빈
31; 돌출부 40; 커버부재
100; 바닥면 200; 내벽면

Claims (6)

1. 이미지 센서가 설치된 인쇄회로기판;
   상기 인쇄회로기판 상측에 설치되는 베이스;
   상기 베이스와 접촉하는 돌출부가 바닥면에 형성된 보빈; 및
   상기 돌출부의 내벽면은 보빈의 무나사산 구간으로 연장 형성되는 카메라 모듈.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 보빈의 내주면은 곡선 구간과 직선 구간이 교대로 존재하는 카메라 모듈.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 돌출부는,
   바닥면이 돌출부의 두께보다 얇게 형성되는 카메라 모듈.
   
4. 제 3 항에 있어서, 상기 바닥면은,
   둘레에 챔퍼를 포함하는 카메라 모듈.
   
5. 제 1 항에 있어서, 상기 돌출부는,
   상기 보빈의 중심에 대하여 서로 대칭인 카메라 모듈.
   
6. 제 1 항에 있어서, 상기 내벽면은,
   상기 보빈의 내주면의 원호와 연결되는 직선 구간을 포함하며,
   상기 보빈과 돌출부의 중심을 연결하는 가상의 선(a)과 상기 보빈의 중심과 돌출부의 일측 단부를 연결하는 가상의 선(b)의 각도(α)가 12도를 넘지 않는 카메라 모듈.
   
   
   

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