KR20150061355A - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 실시예에 의한 카메라 모듈은 이미지 센서가 실장되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판 상측에 배치되는 베이스; 상기 베이스 상측에 일정 거리 이격 배치되어 광축에 대하여 쉬프팅 및 틸팅 가능하게 설치되는 광학모듈; 상기 광학모듈을 상기 베이스에 대하여 탄력 지지하는 복수 개의 지지부재; 상기 인쇄회로기판과 결합되어 상기 베이스 및 광학모듈을 내부 공간부에 수용하는 커버부재; 및 상기 커버부재의 상부면 내측에 형성되어, 상기 광학모듈의 쉬프팅 및 틸팅 동작 시 광학모듈과 커버부재의 간섭을 방지하는 간섭 방지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

카메라 모듈{Camera Module}

본 실시예는 카메라 모듈에 관한 것이다.

초소형, 저전력 소모를 위한 카메라 모듈은 기존의 일반적인 카메라 모듈에 사용되었던 VCM 등의 기술을 적용하기 곤란하여, 이와 관련 연구가 활발히 진행되어 왔다.

스마트폰과 같은 소형 전자제품에 실장되는 카메라 모듈의 경우, 사용 도중에 빈번하게 카메라 모듈에 충격을 받을 수 있으며, 촬영하는 동안 사용자의 손떨림 등에 따라 미세하게 카메라 모듈이 흔들릴 수 있다. 이와 같은 점을 감안하여, 최근에는 손떨림 방지 수단을 추가적으로 카메라 모듈에 설치하는 카메라 모듈의 개발이 요구되고 있다.

OIS 모듈은 통상 X, Y축으로 이동시키는 대상에 따라 렌즈를 수평방향으로 움직이는 렌즈 시프트, 이미지 센서를 수평방향으로 움직이는 센서 시프트, AF 모듈을 수평방향으로 움직이는 모듈 틸트 등의 방식으로 구분된다.

렌즈 시프트 방식의 경우는 AF 모듈에 의해 Z축으로 이동하는 렌즈부를 추가적으로 X, Y축으로 흔드는 방식으로서, AF 모듈 내부에 렌즈부를 X, Y축으로 흔들 수 있는 공간이 필요하다.

그런데, 렌즈부가 X, Y 축으로 흔들리다 보면, 외부에서 강한 충격을 받거나 렌즈부의 흔들림이 커질 경우, 상기 렌즈부와 마주보는 카메라 모듈의 구성부품, 예컨대 베이스와 렌즈부가 서로 간섭될 수도 있다는 문제가 있다.

본 실시예는 손떨림 보정을 위해 흔들리는 렌즈부와 카메라 모듈의 내부 부품 간섭을 방지할 수 있도록 구조가 개선된 카메라 모듈을 제공한다.

본 실시예에 의한 카메라 모듈은 이미지 센서가 실장되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판 상측에 배치되는 베이스; 상기 베이스 상측에 일정 거리 이격 배치되어 광축에 대하여 쉬프팅 및 틸팅 가능하게 설치되는 광학모듈; 상기 광학모듈을 상기 베이스에 대하여 탄력 지지하는 복수 개의 지지부재; 상기 인쇄회로기판과 결합되어 상기 베이스 및 광학모듈을 내부 공간부에 수용하는 커버부재; 및 상기 커버부재의 상부면 내측에 형성되어, 상기 광학모듈의 쉬프팅 및 틸팅 동작 시 광학모듈과 커버부재의 간섭을 방지하는 간섭 방지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 간섭 방지부의 두께(t2)는 상기 커버부재의 두께(t1) 보다 얇게 형성될 수 있다.

상기 베이스는 상부면에 배치되는 복수 개의 패턴코일을 포함할 수 있다.

상기 광학모듈은 홀더부재; 상기 몸체의 벽면에 설치되는 마그네트; 상기 몸체 내부에 상하 이동 가능하게 설치되며, 상기 마그네트와 대응되는 위치에 코일이 설치되는 보빈; 상기 몸체의 바닥면에 상기 패턴코일과 대응되는 위치에 배치되는 제 2 마그네트; 및 상기 보빈의 상하 이동을 탄력 지지하는 상부 및 하부 탄성부재;를 포함할 수 있다.

상기 지지부재는 상기 상부 탄성부재에 일단이 연결되고, 타단은 상기 베이스에 고정될 수 있다.

광학모듈이 손떨림 보정을 위해 틸팅 및 쉬프팅 동작을 하더라도, 광학모듈과 마주보는 간섭 방지부의 두께(t2)가 커버부재의 두께(t1)보다 얇게 형성되기 때문에, 커버부재와 광학모듈의 간섭에 의한 부품 손상을 방지할 수 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도,
도 2는 도 1의 오토 포커싱 동작 상태를 개략적으로 도시한 단면도, 그리고,
도 3은 패턴코일과 자기소자의 개략적인 배치관계를 도시한 도면 이다.

이하, 본 실시예의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 설명한다.

도 1은 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도, 그리고, 도 2는 도 1의 오토 포커싱 동작 상태를 개략적으로 도시한 단면도, 그리고 도 3은 패턴코일과 자기소자의 개략적인 배치관계를 도시한 도면 이다.

본 실시예에 의한 카메라 모듈은 인쇄회로기판(10), 베이스(20), 광학모듈(30), 지지부재(40), 커버부재(50) 및 간섭 방지부(100)를 포함할 수 있다.

인쇄회로기판(10)은 이미지 센서(11)가 실장 되며, 상기 이미지 센서(11)의 동작을 위한 다수의 수동 및 능동 소자가 실장 될 수 있다. 인쇄회로기판(10)은 이미지 센서(11)와의 결합 구조에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 예컨대, 플립칩 공정 등을 이용하여 이미지 센서(11)를 실장 할 경우 세라믹 기판 등으로 마련될 수 있으며, 연성회로기판 또는 경성회로기판 등으로 구성될 수도 있다.

베이스(20)는 인쇄회로기판(10) 상측에 배치되며, 도시하지는 않았으나 적외선 차단 필터부재가 설치될 수도 있다. 상기 적외선 차단 필터는 상기 이미지 센서(11)와 대응되는 위치에 배치되어, 상기 이미지 센서(11)에 결상되는 화상에서 적외선 성분을 필터링 할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 베이스(20)의 상부면에는 패턴코일(21)이 설치될 수 있다. 패턴코일(21)은 상기 인쇄회로기판(10)과 통전 가능하게 연결되어, 전원공급을 받았을 경우, 선택적으로 자기력을 형성할 수 있다. 패턴코일(21)은 후술할 광학모듈(30)의 광축에 대한 쉬프팅 및 틸팅 제어를 위해 설치된 것이다. 동작은 뒤에 다시 설명한다.

베이스(20)의 내부에는 도시된 바와 같이 홀 센서(Hall IC) 등과 같은 자기소자(22)가 설치될 수 있다. 상기 자기소자(22)는 상기 광학모듈(30)의 움직임을 감지하여, 상기 패턴코일(21)에 인가되는 전원의 크기 등을 제어할 수 있도록 한다. 일 예로, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 자기소자(22)는 패턴코일(21)과 간섭되지 않도록 설치될 수 있는데, 일 예로 패턴코일(21)의 중앙에 배치될 수 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며 패턴코일(21)과 간섭되지 않는 위치라면 어떠한 곳이든 설치 가능하다.

광학모듈(30)은 상기 베이스(20) 상측에 일정 거리 이격 배치되어 광축에 대하여 쉬프팅 및 틸팅 가능하게 설치될 수 있다. 상기 광학모듈(30)은 오토 포커싱 기능과 손떨림 보정 기능을 동시에 수행할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 광학모듈(30)은 홀더부재(31), 마그네트(32), 보빈(33), 코일유닛(34), 하부 및 상부 탄성부재(36)(37)를 포함할 수 있다.

홀더부재(31)는 내부에 빈 공간부를 형성하며, 상측 및 하측이 개구된 상자 형태로 구성될 수 있다. 홀더부재(31)의 형상은 육면체 형상으로 마련될 수 있으나 이를 한정하는 것은 아니다. 필요에 따라 원통형, 육각형, 팔각형 등과 같은 다각형상을 가지도록 형성될 수도 있다. 홀더부재(31)는 광학모듈(30)의 외관을 형성하면서, 후술할 보빈(33) 등의 내부 부품을 보호하는 역할을 수행할 수 있다. 본 실시예에 따른 홀더부재(31)는 수지 재질로 사출성형 될 수 있다.

마그네트(32)는 상기 홀더부재(31)의 내주면 또는 측벽에 설치될 수 있다. 홀더부재(31)의 측벽에 설치될 경우, 상기 홀더부재(31)에는 마그네트(32)와 대응되는 형상의 마그네트 안착공 또는 안착홈이 형성될 수도 있다. 마그네트(32)는 적어도 4개 이상이 광축을 중심으로 대칭 배치될 수 있으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 필요에 따라 단일 마그네트가 내주면 둘레에 링 형상 또는 홀더부재(31) 형상과 대응되는 형상으로 배치될 수도 있다.

보빈(33)은 상기 마그네트(32)와 일정 간격 이격 되도록 배치되며, 광축에 대하여 상하 이동 가능하게 설치될 수 있다. 보빈(33)의 내부에는 적어도 한 장 이상의 렌즈가 설치되는 렌즈모듈(33a)이 설치될 수 있다. 상기 렌즈모듈(33a)에 설치된 렌즈들은 서로 양의 파우어와 음의 파우어를 가지는 렌즈들이 광학 설계에 따라 일정 순서로 배치될 수 있다. 한편, 도시하지는 않았으나, 상기 렌즈들의 사이에는 조리개 등과 같은 광학 부품이 더 설치될 수 있다. 또한, 최후단 렌즈 등에는 적외선 차단 코팅이 수행 될 수도 있다.

코일유닛(34)은 상기 보빈(33)의 외주면에 권선되어, 상기 마그네트(32)와의 전자기적 상호 작용에 의해 상기 보빈(33)의 광축 방향 움직임을 제어할 수 있다. 코일유닛(34)은 전선(wire)을 보빈(33)의 외주면에 권선하여 구성할 수도 있고, 코일블럭 등을 구성하여 보빈(33)의 외주면에 결합하는 것도 가능하다. 이 경우, 코일유닛(34)은 보빈(33)의 외주면의 형상에 대응되도록 구성될 수 있다.

하부 탄성부재(36)는 상기 보빈(33)의 바닥면에 일단이 결합되고, 타단은 상기 홀더부재(31)의 바닥면 측에 고정될 수 있다.

상부 탄성부재(37)는 상기 보빈(33)의 상부면에 일단이 결합되고, 타단은 상기 지지부재(40)와 연결될 수 있다. 이때, 상부 탄성부재(37)는 필요에 따라 상기 홀더부재(31)의 상부면에도 고정 설치되는 것도 가능하다. 본 실시예에 따르면, 상기 지지부재(40)를 통전 가능한 재질로 구성하여, 상기 지지부재(40)와 상부 탄성부재(37)를 통해 코일유닛(34)에 전원을 공급할 수도 있다. 또한, 상기 상부 탄성부재(37)는 2분할 구조로 구성될 수 있는데, 이는 상기 지지부재(40)를 통해 전달된 전원이 서로 다른 극성으로 인가될 수 있도록 하기 위함이다.

한편, 도시하지는 않았으나, 상기 상부 탄성부재(37) 자리에는 플레이트가 설치되고, 상기 상부 탄성부재는 홀더부재(31)와 마그네트(32) 사이 공간부에 배치되어 보빈(33)을 탄력지지하는 것도 가능하다.

지지부재(40)는 일단은 상기 베이스(20)에 연결되고, 타단은 상기한 바와 같이 상부 탄성부재(37)와 연결될 수 있다. 지지부재(40)는 통전 가능한 재질로서, 도시된 바와 같이 복수 개의 와이어 부재로 마련되어, 광축에 대하여 대칭되는 위치에 설치되어 광학모듈(30)을 베이스(20)와 소정 거리 이격 되도록 탄력 지지할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 지지부재(40)는 광학모듈(30)의 네 귀퉁이 부분에 대칭되게 배치될 수 있다. 이에 따라, 광학모듈(30)이 상기 패턴코일(21)에 인가된 전원에 의해 패턴코일(21)과 마그네트(32) 사이의 전자기적 상호 작용에 의해 움직일 때, 상기 광학모듈(30)의 움직임을 탄력 지지하여 초기 위치로 원복 시키는 역할을 수행할 수 있다.

커버부재(50)는 카메라 모듈의 외관을 형성하며, 상기한 베이스(20), 광학모듈(30) 등이 내부공간에 배치될 수 있도록 구성된다. 커버부재(50)의 중앙 부근에는 통공(51)이 형성되어, 상기 광학모듈(30)의 렌즈모듈(33a)을 통해 외부 화상을 전달 받을 수 있도록 구성된다. 상기 커버부재(50)는 전자기파 차폐가 가능하도록 금속 재질로 형성될 수도 있으나, 이를 한정하는 것은 아니며 수지 재질로 사출 성형한 후에, 내벽면 등에 전자기파 차폐필름을 부착하거나, 전자기파 차폐도장을 수행하는 것도 가능하다.

또는, 도시하지는 않았으나, 상기 커버부재(50)와는 별도의 금속재질의 쉴드 캔을 마련하여, 카메라 모듈 전체를 감싸도록 구성하는 것도 가능하다.

간섭 방지부(100)는 상기 광학모듈(30)의 쉬프팅 및 틸팅 동작 시 광학모듈(30)과 커버부재(50)의 간섭을 방지한다.

본 실시예에 따르면, 상기 간섭 방지부(100)는 상기 커버부재(50)의 상부면의 내측에 형성될 수 있다. 즉, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 간섭 방지부(100)의 두께(t2)는 상기 커버부재의 두께(t1) 보다 얇게 형성될 수 있다.

이와 같은 구성에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 광학모듈(30)이 오토 포커싱 기능을 수행할 때, 보빈(33)이 화살표 A 방향과 같이 상측으로 움직이더라도, 커버부재(50)와 광학모듈(30)이 상호 간섭되지 않는다. 따라서 반복적인 카메라 모듈의 오토 포커싱 기능 및/또는 손떨림 보정 기능 수행 시 광학모듈(30)과 커버부재(50)의 간섭으로 인해 내부 이물이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이 카메라 모듈 내부 구성부품들 사이의 접촉 및 간섭을 방지하면, 구성부품들 사이의 접촉 및 간섭에 의해 발생되는 미세한 이물 발생이 방지되어, 이미지 센서(11)나 미도시된 적외선 차단 필터 등에 미세 이물이 유입되어 발생될 수 있는 불량을 최소화할 수 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 실시예는 본 실시예의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 실시예의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 실시예의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 실시예의 보호범위에 속하게 될 것이다.

10; 인쇄회로기판 11; 이미지 센서
20; 베이스 21; 패턴코일
22; 자기소자 30; 광학모듈
31; 몸체 32; 마그네트
33; 보빈 34; 코일유닛
40; 지지부재 50; 커버부재
51; 통공

Claims (5)

1. 이미지 센서가 실장되는 인쇄회로기판;
   상기 인쇄회로기판 상측에 배치되는 베이스;
   상기 베이스 상측에 일정 거리 이격 배치되어 광축에 대하여 쉬프팅 및 틸팅 가능하게 설치되는 광학모듈;
   상기 광학모듈을 상기 베이스에 대하여 탄력 지지하는 복수 개의 지지부재;
   상기 인쇄회로기판과 결합되어 상기 베이스 및 광학모듈을 내부 공간부에 수용하는 커버부재; 및
   상기 커버부재의 상부면 내측에 형성되어, 상기 광학모듈의 쉬프팅 및 틸팅 동작 시 광학모듈과 커버부재의 간섭을 방지하는 간섭 방지부;를 포함하는 카메라 모듈.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 간섭 방지부의 두께(t2)는 상기 커버부재의 두께(t1) 보다 얇게 형성되는 카메라 모듈.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 베이스는,
   상부면에 배치되는 복수 개의 패턴코일을 포함하는 카메라 모듈.
   
4. 제 3 항에 있어서, 상기 광학모듈은,
   홀더부재;
   상기 몸체의 벽면에 설치되며, 상기 패턴코일과 대응되는 위치에 배치되는 마그네트;
   상기 몸체 내부에 상하 이동 가능하게 설치되고, 내부에 복수 매의 렌즈가 설치되며, 상기 마그네트와 대응되는 위치에 코일유닛이 설치되는 보빈;
   상기 보빈의 상하 이동을 탄력 지지하는 상부 및 하부 탄성부재;를 포함하는 카메라 모듈.
   
5. 제 4 항에 있어서, 상기 지지부재는,
   상기 상부 탄성부재에 일단이 연결되고, 타단은 상기 베이스에 고정되는 카메라 모듈.
   

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