KR20160081243A - 카메라 모듈 - Google Patents

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KR20160081243A
KR20160081243A KR1020140194773A KR20140194773A KR20160081243A KR 20160081243 A KR20160081243 A KR 20160081243A KR 1020140194773 A KR1020140194773 A KR 1020140194773A KR 20140194773 A KR20140194773 A KR 20140194773A KR 20160081243 A KR20160081243 A KR 20160081243A
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housing
lens
actuator
camera module
connection electrode
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KR1020140194773A
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서상효
이경훈
이동우
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명의 카메라 모듈은 연결 전극이 형성되고, 고정 렌즈를 수용하도록 구성되는 하우징; 상기 하우징에 장착되고, 상기 연결 전극과 연결되는 액추에이터; 및 상기 액추에이터에 의해 움직이도록 구성되는 가동 렌즈;를 포함하고, 상기 액추에이터와 상기 가동 렌즈는 상호 결합에 의해 광축 정렬이 가능하도록 구성된다.

Description

카메라 모듈{Camera Module}
본 발명은 액추에이터의 소형화에 유리하도록 구성된 카메라 모듈에 관한 것이다.
카메라 모듈은 화상정보를 전기신호로 변환하는 장치이다. 이러한 장치는 휴대용 단말기에 장착되어, 휴대용 단말기의 부가적인 기능을 수행한다. 일 예로, 소형 카메라 모듈은 휴대용 전화기에 장착되어 화상통화를 가능케 한다.
휴대용 단말기는 휴대 및 보관이 용이하도록 박형화되고 있다. 이에 따라 휴대용 단말기에 장착되는 카메라 모듈도 소형화 및 박형화되고 있다. 반면, 휴대용 단말기의 성능이 향상됨에 따라 고해상도 및 고성능의 카메라 모듈에 대한 요구가 높아지고 있다.
따라서, 고해상도의 화상을 구현하면서 자동초점기능을 수행할 수 있는 소형 카메라 모듈의 개발이 필요하다.
참고로, 본 발명과 관련된 선행기술로는 특허문헌 1이 있다.
KR 2013-0030062 A
본 발명은 소형 휴대 단말기에 장착할 수 있는 카메라 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈은 액추에이터의 소형화가 용이하도록 일부 렌즈만을 움직이도록 구성되고, 액추에이터와 렌즈의 광축 정렬이 용이하도록 구성된다.
본 발명은 자동초점기능 및 손떨림 보정 기능을 갖는 소형 카메라 모듈을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분리 사시도
도 2는 도 1에 도시된 액추에이터의 평면도
도 3은 도 1에 도시된 카메라 모듈의 결합 사시도
도 4는 도 3에 도시된 카메라 모듈의 A-A 단면도
도 5는 도 3에 도시된 카메라 모듈의 액추에이터와 가동 렌즈의 결합관계를 나타낸 단면도
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분리 사시도
도 7은 도 6에 도시된 가변 렌즈 유닛의 단면도
도 8은 도 7에 도시된 카메라 모듈의 결합 사시도
도 9는 도 8에 도시된 카메라 모듈의 B-B 단면도
도 10은 도 9에 도시된 C 부분의 확대도
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.
아울러, 명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 '연결'되어 있다 함은 이들 구성들이 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 구성을 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함하는 것을 의미한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1을 참조하여 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분리 형태를 설명한다.
본 실시 예에 따른 카메라 모듈(100)은 다수의 렌즈를 수용하도록 구성된다. 일 예로, 카메라 모듈(100)은 다수의 렌즈를 수용하도록 구성된 하우징(110)을 포함한다. 하우징(110)은 고정 렌즈와 가동 렌즈를 수용하도록 구성된다. 일 예로, 하우징(110)의 내부에는 고정 렌즈를 포함하는 렌즈 배럴(130)이 장착되는 수용부(112)가 형성되고, 하우징(110)의 상부에는 가동 렌즈가 장착되는 장착부(114)가 형성된다.
카메라 모듈(100)은 전기적 연결이 용이하도록 구성된다. 일 예로, 카메라 모듈(100)은 하우징(110)에 형성되는 연결 전극(120)을 포함한다.
연결 전극(120)은 표면 전극 형성 기술(MID: Molded Interconnect Device)에 의해 형성될 수 있다. 일 예로, 연결 전극(120)은 LDS(Laser Direct Structure), MIPTEC(Microscopic Intergrated Processing Technology) 등의 기술에 의해 하우징(110)에 형성될 수 있다. 여기서, 전자의 기술은 대면적의 연결 전극(120)을 하우징(110)에 형성하는데 유리하고, 후자의 기술은 세밀한 형태의 연결 전극(120)을 하주징(110)에 형성하는데 유리하다.
연결 전극(120)은 하우징(110)의 표면에 형성된다. 일 예로, 연결 전극(120)은 하우징(110)의 외부 면에 형성될 수 있다. 다른 예로, 연결 전극(120)은 하우징(110)의 내부 면에 형성될 수 있다. 또 다른 예로, 연결 전극(120)은 하우징(110)의 외부 면과 내부 면에 모두 형성될 수 있다.
이러한 형태의 카메라 모듈(100)은 연결 전극(120)이 하우징(110)의 표면에 일체로 형성되므로 액추에이터(150) 및 휴대 단말기 간의 전기적 접속이 용이하다. 아울러, 이러한 형태의 카메라 모듈(100)은 가요성 기판의 구성을 생략할 수 있으므로 제조공정의 자동화가 용이하다.
카메라 모듈(100)은 자동초점기능 및 손떨림보정기능 중 적어도 하나를 수행할 수 있도록 구성된다. 일 예로, 카메라 모듈(100)은 하나 이상의 렌즈를 광축 방향으로 이동시키는 액추에이터(150)를 포함한다.
액추에이터(150)는 연결 전극(120)과 연결된다. 일 예로, 액추에이터(150)는 연결 전극(120)과 전기적으로 연결되어, 연결 전극(120)을 통해 전달되는 전기신호에 따라 작동할 수 있다.
카메라 모듈(100)은 액추에이터(150)의 박형화 및 전류소모량의 절감이 가능하도록 구성된다. 예를 들어, 카메라 모듈(100)은 액추에이터(150)에 의해 움직이는 렌즈와 액추에이터(150)에 의해 움직이지 않는 렌즈를 포함할 수 있다. 일 예로, 카메라 모듈(100)은 하우징(110)에 대한 위치가 항구적으로 고정되는 고정 렌즈(140)와 하우징(110)에 대한 위치가 가변되는 가동 렌즈(150)를 포함한다.
고정 렌즈(140)는 하우징(110)에 견고하게 고정된다. 일 예로, 렌즈 배럴(130)에 수용된 고정 렌즈(140)는 렌즈 배럴(130)과 하우징(110) 간의 견고한 결합구조에 의해 하우징(110)에 대한 위치가 고정될 수 있다.
가동 렌즈(150)는 하우징(110)에 대한 위치가 변경된다. 일 예로, 가동 렌즈(150)는 액추에이터(150)에 의해 광축 방향으로 움직일 수 있다. 따라서, 카메라 모듈(100)의 초점거리는 가동 렌즈(150)의 위치에 따라 자유롭게 조정될 수 있다.
다음에서는 도 2를 참조하여 가동 렌즈(150)를 움직이도록 구성된 액추에이터(150)를 설명한다.
액추에이터(150)는 고정 렌즈(140)에 대한 가동 렌즈(150)의 위치를 변경하도록 구성된다. 일 예로, 액추에이터(150)는 가동 렌즈(150)를 광축 방향으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 액추에이터(150)는 가동 렌즈(150)를 고정 렌즈(140)와 가까워지는 방향으로 이동시키거나 또는 고정 렌즈(140)와 멀어지는 방향으로 이동시켜 카메라 모듈(100)의 초점거리를 조정할 수 있다. 다른 예로, 액추에이터(150)는 가동 렌즈(150)를 광축의 비스듬한 방향으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 액추에이터(150)는 가동 렌즈(150)의 광축과 고정 렌즈(140)의 광축이 일치되지 않으면, 이들 렌즈(150, 140)의 광축이 일치되도록 가동 렌즈(150)를 비스듬하게 움직일 수 있다.
액추에이터(150)는 소형화가 용이하도록 구성된다. 예를 들어, 액추에이터(150)는 대체로 판 형태로 구성된다. 이와 같은 판 형태의 액추에이터(150)는 반도체 웨이퍼 공정을 통해 제작될 수 있다.
액추에이터(150)는 지지 부재(152), 받침 부재(154), 연결 부재(156), 압전 소자(158)를 포함한다.
지지 부재(152)는 하우징(110)에 장착되기 유리하도록 구성된다. 일 예로, 지지 부재(152)는 얇은 판 형태일 수 있다. 지지 부재(152)는 연결 전극(120)과 전기적으로 연결되도록 구성된다. 일 예로, 지지 부재(152)에는 접속 전극(1522)이 형성된다. 접속 전극(1522)은 지지 부재(152)의 가장자리를 따라 형성되며 연결 전극(120)과 압전 소자(158)를 전기적으로 연결할 수 있다.
받침 부재(154)는 가동 렌즈(150)를 안정적으로 지지할 수 있도록 구성된다. 일 예로, 받침 부재(154)는 가동 렌즈(150)의 차양부와 대체로 동일한 크기를 갖는 환 형태일 수 있다. 받침 부재(154)는 가동 렌즈(150)의 위치를 정렬할 수 있도록 구성된다. 일 예로, 받침 부재(154)에는 가동 렌즈(150)의 일 부분과 결합하도록 구성된 홈(1542)이 형성될 수 있다.
연결 부재(156)는 지지 부재(152)와 받침 부재(154)를 연결하도록 구성된다. 일 예로, 연결 부재(156)는 지지 부재(152)로부터 받침 부재(154)를 향해 길게 연장되는 형태일 수 있다. 연결 부재(156)는 휨 변형이 가능할 수 있다. 일 예로, 연결 부재(156)는 소정 크기의 힘에 의해 상방으로 휘어지거나 하방으로 휘어질 수 있다.
압전 소자(158)는 연결 부재(156)를 변형시키도록 구성된다. 일 예로, 압전 소자(158)는 연결 부재(156)에 형성되어 연결 부재(156)를 상방 또는 하방으로 휘어지게 할 수 있다. 압전 소자(158)는 전기신호에 따라 작동되도록 구성된다. 일 예로, 압전 소자(158)는 접속 전극(1522)에 의해 연결 전극(120)과 연결되며, 연결 전극(120)을 통해 전기신호를 수신할 수 있다.
도 3을 참조하여 카메라 모듈의 결합 형태를 설명한다.
위와 같이 구성된 카메라 모듈(100)은 도 3에 도시된 바와 같이 하나의 부품 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 본 실시 예에 따른 카메라 모듈(100)은 소형 휴대 단말기에 용이하게 장착될 수 있다.
카메라 모듈(100)은 휴대 단말기와 용이하게 연결될 수 있다. 일 예로, 카메라 모듈(100)은 하우징(110)의 표면에 형성된 연결 전극(120)을 통해 휴대용 단말기의 제어부와 연결될 수 있다. 따라서, 본 실시 예에 따른 카메라 모듈(100)은 휴대용 단말기의 공간적 제약을 대체로 받지 않을 수 있다.
도 4를 참조하여 카메라 모듈의 단면 형태를 설명한다.
카메라 모듈(100)은 고정 렌즈(140)과 가동 렌즈(150)가 광축 방향으로 정렬된 구조를 갖는다. 일 예로, 고정 렌즈(140)의 광축과 가동 렌즈(150)의 광축은 대체로 일치될 수 있다.
카메라 모듈(100)은 이미지센서 유닛(190)을 포함할 수 있다. 일 예로, 하우징(110)의 하부에는 이미지센서 유닛(190)이 장착될 수 있다. 이미지센서 유닛(190)은 렌즈(140, 150)를 통해 입사된 화상정보를 전기신호로 변환하도록 구성된다. 일 예로, 이미지센서 유닛(190)은 이미지센서(194)를 포함할 수 있다. 이미지센서 유닛(190)은 가동 렌즈(150)의 위치를 제어하도록 구성된다. 일 예로, 이미지센서 유닛(190)은 액추에이터(150)에 전기신호를 송출하도록 구성된 기판(192)을 포함한다.
가동 렌즈(160)는 전술한 바와 같이 광축 방향 및 기타 방향으로 이동할 수 있다. 일 예로, 가동 렌즈(160)는 액추에이터(150)에 의해 고정 렌즈(140)로부터 원거리로 이동하거나 또는 고정 렌즈(140)로부터 근거리로 이동할 수 있다.
액추에이터(150)는 전술한 바와 같이 이미지센서 유닛(190)과 연결된다. 일 예로, 액추에이터(150)는 연결 전극(120)에 의해 이미지센서 유닛(190)의 기판(192)과 연결될 수 있다. 이와 같이 구성된 액추에이터(150)는 이미지센서 유닛(190)에 의해 판단되는 화상정보에 따라 가동 렌즈(160)를 움직일 수 있다.
도 5를 참조하여 액추에이터와 가동 렌즈의 광축 정렬 구조를 설명한다.
본 실시 예에 따른 카메라 모듈(100)은 액추에이터(150)와 가동 렌즈(160)의 결합을 통해 가동 렌즈(160)의 광축이 정렬될 수 있다. 일 예로, 가동 렌즈(160)의 광축은 액추에이터(150)의 홈(1542)에 끼워지는 돌기(162)에 의해 자연스럽게 정렬될 수 있다.
액추에이터(150)에 형성되는 홈(1542)의 측면(1544)은 경사각을 가질 수 있다. 아울러, 가동 렌즈(160)의 돌기(162)는 상기 측면(1544)과 다른 형태의 단면을 가질 수 있다. 일 예로, 액추에이터(150)의 홈(1542)과 가동 렌즈(160)의 돌기(162)는 선 접촉하도록 구성될 수 있다.
이러한 액추에이터(150)와 가동 렌즈(160)의 결합 형태는 액추에이터(150)에 대한 가동 렌즈(160)의 위치정렬이 용이하므로, 가동 렌즈(160)의 광축과 고정 렌즈(140)의 광축을 일치시키기 용이하다.
이하에서 다른 실시 예에 따른 카메라 모듈을 설명한다. 참고로, 이하의 설명에서 전술된 실시 예와 동일한 구성요소는 전술된 실시 예와 동일한 도면부호를 사용하고, 이들 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 6을 참조하여 다른 실시 예에 따른 카메라 모듈의 주요구성을 설명한다.
본 실시 예에 따른 카메라 모듈(100)은 연결 전극(120)의 형태에 있어서 구별될 수 있다. 일 예로, 본 실시 예에서 연결 전극(120)은 하우징(110)의 내부 면에 형성될 수 있다.
본 실시 예에 따른 카메라 모듈(100)은 고정 렌즈(140)의 결합 형태에 있어서 구별될 수 있다. 일 예로, 본 실시 예에서 고정 렌즈(140)는 하우징(110)에 직접 장착될 수 있다.
본 실시 예에 따른 카메라 모듈(100)은 초점조정기능을 수행하기 위한 구성에 있어서 구별될 수 있다. 일 예로, 본 실시 예에서 초점조정기능은 가변 렌즈 유닛(170)에 의해 수행될 수 있다.
가변 렌즈 유닛(170)은 접속 전극(178)을 포함한다. 접속 전극(178)은 연결 전극(120)과 연결된다.
도 7을 참조하여 일 형태에 따른 가변 렌즈 유닛의 구조를 설명한다.
가변 렌즈 유닛(170)은 굴절력이 변경되는 렌즈 형태일 수 있다. 일 예로, 가변 렌즈 유닛(170)은 전기신호에 따라 형상이 변경되는 액체 렌즈 형태일 수 있다.
가변 렌즈 유닛(170)은 투명 기판(172), 전극(174), 액체(176)를 포함한다. 복수의 투명 기판(172)은 소정의 간격을 두고 배치되어 액체를 수용할 수 있는 액체 수용 공간을 형성할 수 있다. 전극(172)은 투명 기판(172)의 일 측에 형성되며, 전기신호에 따라 여러 크기의 전기장 또는 자기장을 형성할 수 있다. 액체(176)는 굴절력을 갖는 렌즈 구실을 하며, 전극(172)에 의해 형성되는 전기장 또는 자기장의 크기에 따라 형상이 변경될 수 있다.
이와 같이 구성된 카메라 모듈(100)은 액체(176)의 형상을 변화시켜 초점거리를 임의로 조정할 수 있다.
도 8을 참조하여 다른 실시 예에 따른 카메라 모듈의 결합 형태를 설명한다.
본 실시 예에 따른 카메라 모듈(100)은 전술된 실시 예와 마찬가지로 박형화가 가능하다. 아울러, 본 실시 예에 따른 카메라 모듈(100)은 가변 렌즈 유닛(170)을 통해 카메라 모듈(100)의 초점거리를 세밀하게 조정할 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하여 다른 실시 예에 따른 카메라 모듈의 단면 형태를 설명한다.
본 실시 예에 따른 카메라 모듈(100)은 고정 렌즈(140)와 가변 렌즈 유닛(170)의 광축이 정렬되도록 구성된다. 예를 들어, 하우징(110)과 가변 렌즈 유닛(170)은 선 접촉하도록 구성된다. 일 예로, 하우징(110)의 연결 전극(120)은 곡면 형태로 형성되어 가변 렌즈 유닛(170)의 측면과 항상 선 접촉할 수 있다.
이와 같은 하우징(110)과 가변 렌즈 유닛(170)의 결합 형태는 하우징(110)에 대한 가변 렌즈 유닛(170)의 위치정렬이 용이하다. 가변 렌즈 유닛(170)의 위치가 정렬된 다음에는 하우징(110)과 가변 렌즈 유닛(170) 사이에 접착제(180)를 주입하여, 가변 렌즈 유닛(170)의 위치를 견고하게 고정할 수 있다. 접착제(180)는 도전성 물질을 포함할 수 있다. 일 예로, 접착제(180)는 접속 전극(120)과 가변 렌즈 유닛(170)의 전극(178) 간의 전기적 접속을 원활하게 하기 위해 도전성 물질을 포함할 수 있다.
본 발명은 이상에서 설명되는 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다. 예를 들어, 전술된 실시형태에 기재된 다양한 특징사항은 그와 반대되는 설명이 명시적으로 기재되지 않는 한 다른 실시형태에 결합하여 적용될 수 있다.
100 카메라 모듈
110 하우징
120 연결 전극
130 렌즈 배럴
140 고정 렌즈
150 액추에이터
152 지지 부재
154 받침 부재
1542 홈
156 연결 부재
158 압전 소자
160 가동 렌즈
170 가변 렌즈 유닛
172 투명 기판
174 전극
176 투명 유체
180 접착제

Claims (12)

  1. 연결 전극이 형성되고, 고정 렌즈를 수용하도록 구성되는 하우징;
    상기 하우징에 장착되고, 상기 연결 전극과 연결되는 액추에이터; 및
    상기 액추에이터에 의해 움직이도록 구성되는 가동 렌즈;
    를 포함하고,
    상기 액추에이터와 상기 가동 렌즈는 상호 결합에 의해 광축 정렬이 가능하도록 구성되는 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액추에이터와 상기 가동 렌즈는 홈과 돌기의 맞춤결합에 의해 광축이 정렬되도록 구성되는 카메라 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액추에이터와 상기 가동 렌즈는 상호 평행하지 않은 경사면 간의 접촉에 의해 광축이 정렬되도록 구성되는 카메라 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 액추에이터는,
    연결 전극과 연결되는 접속 전극이 형성되는 지지 부재;
    상기 가동 렌즈가 장착되는 받침 부재;
    상기 받침 부재와 상기 지지 부재를 연결하도록 구성되는 연결 부재; 및
    상기 연결 부재에 형성되고, 전기신호에 따라 상기 연결 부재를 변형시키도록 구성되는 압전 소자;
    를 포함하는 카메라 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연결 전극은 상기 하우징의 외부 면에 형성되는 카메라 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 연결 전극은 상기 하우징의 내부 면에 형성되는 카메라 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고정 렌즈를 수용하는 렌즈 배럴을 포함하는 카메라 모듈,
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하우징에 형성되고, 상기 가동 렌즈의 위치를 감지하도록 구성되는 센서를 포함하는 카메라 모듈.
  9. 연결 전극이 형성되고, 고정 렌즈를 수용하도록 구성되는 하우징; 및
    상기 하우징에 장착되고, 상기 전기신호에 의해 굴절력이 변경되도록 구성되는 가변 렌즈 유닛;
    을 포함하고,
    상기 하우징과 상기 가변 렌즈 유닛은 상호 결합에 의해 광축 정렬이 가능하도록 구성되는 카메라 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가변 렌즈 유닛은,
    투명 기판의 중앙에 액체 수용 공간이 형성되도록 상기 투명 기판; 및
    상기 액체 수용 공간에 형성되고 전기신호에 의해 유동 가능한 액체;
    를 포함하는 카메라 모듈.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 하우징과 상기 가변 렌즈 유닛은 홈과 돌기의 맞춤결합에 의해 광축이 정렬되도록 구성되는 카메라 모듈.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 하우징과 상기 가변 렌즈 유닛 사이에 도포되는 도전성 접착제를 포함하는 카메라 모듈.
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