KR20190002852A - 휴대단말기용 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대단말기용 카메라 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 카메라의 초점을 조절하기 위하여 볼(ball) 가이드 구조를 갖는 휴대단말기용 카메라 모듈에 관한 것이다.
본 발명의 휴대단말기용 카메라 모듈은, 내부에 수용공간이 형성되는 베이스; 상기 수용공간에 삽입되어 렌즈의 광축과 나란한 방향으로 이동하는 캐리어; 상기 캐리어가 이동할 수 있도록 구동력을 발생시키는 코일과 마그네트; 상기 베이스 또는 캐리어에 장착되어 상기 마그네트와의 사이에 인력이 발생하는 제1 요크; 상기 베이스와 캐리어 사이에서 상기 캐리어의 이동을 안내하는 복수의 볼부재로 이루어지는 제1 볼안내부 및 제2 볼안내부를 포함하며, 상기 마그네트와 제1 요크 사이에 발생하는 인력은 상기 제1 볼안내부를 중심축으로 상기 캐리어에 회전력을 발생시키고, 상기 제2 볼안내부는 상기 회전력에 대항하여 상기 캐리어를 지지하는 것을 특징으로 한다.

Description

휴대단말기용 카메라 모듈{Camera module for portable device}

본 발명은 휴대단말기용 카메라 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 카메라의 초점을 조절하기 위하여 볼(ball) 가이드 구조를 갖는 휴대단말기용 카메라 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 카메라 모듈은 소형으로 제작되어 스마트폰 등의 휴대단말기나 IT기기 등에 적용되고 있다.

이러한 카메라 모듈은 CCD, CMOS 등의 이미지센서를 주요 부품으로 하여 제작되고 있으며, 상기 이미지센서를 통하여 사물의 이미지를 집광시켜 휴대단말기와 같은 기기내의 메모리상에 데이터로 저장되고, 저장된 데이터는 기기내의 디스플레이 매체를 통해 영상으로 출력된다.

그리고 최근에는 휴대단말기 등과 같은 소형 전자장치 등에 자동초점조절이나 줌 기능 등을 수행할 수 있는 고사향 카메라 모듈이 장착되고 있다.

카메라 모듈에 있어서 자동초점조절이나 줌 기능은 하나 또는 그 이상의 렌즈를 포함하는 렌즈배럴을 광축을 따라 소정 거리 이동시키면서 이루어진다.

이와 같이 렌즈배럴을 이동시킬 때 하우징과 렌즈배럴은 판스프링이나 탄성와이어 등의 탄성수단에 의해 서로 연결되며, 상기 렌즈배럴은 상기 탄성수단에 의해 지지된다.

그러나 카메라 모듈이 소형화 및 고화소화 됨에 따라 보다 적은 전류 입력으로 길어진 구동거리를 구현할 필요가 있고, 탄성수단의 강도는 점점 작아지는 방향으로 설계되도록 요구되고 있다.

이와 같이 탄성수단의 강도가 약해지는 경우 렌즈배럴의 처짐과 광축 어긋남 등과 같은 치명적인 문제가 발생하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 등록특허공보 제10-0961127호에는 카메라 모듈이 개시되어 있다. 도 1은 종래의 카메라 모듈의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.

종래의 카메라 모듈은 하우징, 상기 하우징 내에 고정되어 구비되는 고정유닛, 상기 하우징 내에 구비되며 적어도 하나의 렌즈가 수용되는 렌즈배럴, 상기 고정유닛에 대해 소정의 자기력에 의해 지지되어 이동하도록 구비되어 상기 렌즈배럴을 광축을 따라 이동시키는 이동유닛을 포함하여 이루어진다.

그러나 종래의 카메라 모듈은 마그네트 부재(33), 코일부재(24) 및 볼 부재(35)가 렌즈배럴(31)의 어느 일측에 편중되어 있기 때문에 렌즈배럴이 광축과 나란히 이동할 때 반대편 측면으로 처점이 발생할 우려가 있기 때문에 렌즈배럴의 틸팅에 취약한 구조이다.

또한, 종래의 카메라 모듈은 어느 일측에 두 줄의 볼 부재가 배치되기 때문에 두 줄의 볼 부재 사이에 장착할 수 있는 마그네트 부재(33)의 크기에 제약이 있다. 이에 따라 렌즈배럴의 안정적인 이동을 위하여 볼 부재의 크기를 증가시키기 어렵고, 마그네트 부재를 장착할 공간이 좁기 때문에 마그네트 부재의 크기의 제약으로 자력효율이 떨어진다.

대한민국 등록특허공보 제10-0961127호(2010.06.07.)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 내부 공간을 효율적으로 이용할 수 있고, 렌즈의 위치를 이동시켜 카메라의 초점을 조절하기 위한 구동력을 상승시킬 수 있으며, 안정적으로 렌즈의 구동이 이루어질 수 있는 휴대단말기용 카메라 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 휴대단말기용 카메라 모듈은, 내부에 수용공간이 형성되는 베이스; 상기 수용공간에 삽입되어 렌즈의 광축과 나란한 방향으로 이동하는 캐리어; 상기 캐리어가 이동할 수 있도록 구동력을 발생시키는 코일과 마그네트; 상기 베이스 또는 캐리어에 장착되어 상기 마그네트와의 사이에 인력이 발생하는 제1 요크; 상기 베이스와 캐리어 사이에서 상기 캐리어의 이동을 안내하는 복수의 볼부재로 이루어지는 제1 볼안내부 및 제2 볼안내부를 포함하며, 상기 마그네트와 제1 요크 사이에 발생하는 인력은 상기 제1 볼안내부를 중심축으로 상기 캐리어에 회전력을 발생시키고, 상기 제2 볼안내부는 상기 회전력에 대항하여 상기 캐리어를 지지한다.

그리고 상기 캐리어의 일면에는 상기 마그네트가 장착되는 장착부와 상기 제1 볼안내부가 배치되는 제1 안내홈이 형성되고, 상기 제1 안내홈은 상기 장착부의 양측 중 어느 일측에 형성된다.

본 발명은 볼 가이드 구조를 갖는 휴대단말기용 카메라 모듈로서 광축과 나란한 방향으로 이동하는 캐리어에 제1 볼안내부를 중심축으로 하는 회전력을 발생시킴으로써 캐리어의 처짐 및 틸팅을 방지하고 안정적인 상하 구동이 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 휴대단말기용 카메라 모듈은 마그네트의 양측 중 어느 일측에만 볼안내부가 배치되도록 하여 나머지 공간을 마그네트의 장착공간으로 확장함으로써 마그네트의 크기를 증가시킬 수 있고 캐리어를 이동시키기 위한 구동력을 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 휴대다말기용 카메라 모듈은 제2 볼안내부의 위치가 변경된 구조를 적용함으로써 내부 공간을 효율적으로 이용할 수 있고, 이에 따라 볼부재의 크기를 증가시킬 수 있으므로 낙하 등 외부로부터 큰 충격이 발생할 때 볼부재의 찍힘 및 이탈 현상을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 카메라 모듈의 구조를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 휴대단말기용 카메라 모듈의 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 휴대단말기용 카메라 모듈의 분해사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 휴대단말기용 카메라 모듈의 단면도.

본 발명은 카메라의 초점을 조절하기 위하여 볼(ball) 가이드 구조를 갖는 휴대단말기용 카메라 모듈에 관한 것으로, 광축과 나란한 방향으로 이동하는 캐리어에 제1 볼안내부를 중심축으로 하는 회전력을 발생시킴으로써 캐리어의 처짐 및 틸팅을 방지하고 안정적인 상하 구동이 이루어지도록 할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 휴대단말기용 카메라 모듈은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 베이스(100), 캐리어(200), 제1 볼안내부(310), 제2 볼안내부(320) 및 베이스(100)의 상부를 덮는 커버(미도시)로 구분할 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 베이스(100)는 대략 육면체 형상으로 형성되고, 내부에 캐리어(200)가 삽입되는 수용공간(101)이 형성된다. 그리고 베이스(100)의 일면에는 관통구(102)가 형성되고, 회로기판(110)이 관통구(102)를 덮도록 베이스(100)의 외측면에 장착된다.

이러한 회로기판(110)에는 코일(120), 센서(130) 및 제1 요크(140)가 장착된다. 코일(120)은 수용공간(101)을 향하는 회로기판(110)의 내측면에 장착되어 관통구(102)에 배치된다. 또한, 회로기판(110)의 내측면에는 캐리어(200)의 변위를 감지하는 센서(130)가 장착된다. 그리고 제1 요크(140)는 회로기판(110)의 외측면에 장착된다. 즉 코일(120)과 제1 요크(140)는 회로기판(110)을 중심으로 회로기판(110)의 양면의 동일한 위치에 장착된다.

그리고 관통구(102)가 형성되어 있는 베이스(100)의 일면에는 수용공간(101)을 향하는 내측에 수직홈(103)이 형성된다. 이러한 수직홈(103)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 베이스(100)의 전방 우측 모서리 가까이에 형성된다. 또한, 베이스(100)에의 내측면에는 수직돌기(104)가 돌출형성된다. 수직돌기(104)는 베이스(100)의 후방 좌측 모서리 가까이에 형성된다.

캐리어(200)에는 하나 이상의 렌즈(미도시)가 장착된다. 그리고 캐리어(200)는 수용공간(101)에 삽입되어 렌즈의 광축과 나란한 방향으로 이동할 수 있다. 이러한 캐리어(200)의 일면에는 장착부(201)가 형성된다.

장착부(201)에는 제2 요크(210) 및 마그네트(220)가 장착된다. 즉 장착부(201)에 제2 요크(210)가 장착되고, 제2 요크(210)에 마그네트(220)가 장착된다. 마그네트(220)는 두 개로 분리되어 있다. 이러한 마그네트(220)는 베이스(100)에 장착되어 있는 코일(120)과 마주하여 코일(120) 주위에 자기장을 형성하고, 마그네트(220)와 제1 요크(140) 사이에 인력이 발생한다.

그리고 캐리어(200)의 일면에는 제1 안내홈(202)이 형성된다. 도 4에 도시된 바와 같이 제1 안내홈(202)은 수직홈(103)과 마주하도록 장착부(201)의 우측에 형성된다. 또한, 캐리어(200)에는 수직돌기(104)와 마주하는 위치에 제2 안내홈(203)이 형성된다.

제1 볼안내부(310)는 제1 안내홈(202)과 수직홈(103) 사이에 배치된다. 구체적으로 제1 볼안내부(310)는 세 개의 볼부재로 이루어지며, 두 개의 볼부재 사이에 위치하는 하나의 볼부재는 다른 두 개의 볼부재보다 지름이 작다.

재2 볼안내부는 제2 안내홈(203)과 수직돌기(104) 사이에 배치된다. 제2 볼안내부(320) 역시 세 개의 볼부재로 이루어지며 제1 볼안내부(310)와 동일하다.

다음은 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 캐리어(200) 지지구조에 대하여 설명한다.

먼저, 마그네트(220)와 제1 요크(140) 사이에 발생하는 인력(N)에 의해 캐리어(200)가 제1 요크(140)가 위치한 전방으로 당겨진다. 이때, 마그네트(220)의 일측(도면에서 우측)에 있는 제1 볼안내부(310)에 의해 제1 볼안내부(310)를 중심축으로 캐리어(200)에 회전력(T)이 발생한다. 그리고 제2 안내홈(203)에 삽입되어 수직돌기(104)와 접촉하고 있는 제2 볼안내부(320)가 회전력(T)에 대항하여 캐리어(200)를 지지한다. 이와 같이 작용하는 회전력을 이용하여 캐리어(200)는 제1 볼안내부(310)와 제2 볼안내부(320)에 의해 수용공간(101)에서 지지되고, 코일(120)에 전류가 흐르면 발생하는 전자기력이 구동력이 되어 캐리어(200)가 광축과 나란한 방향으로 이동하게 된다. 이때, 베이스(100)와 캐리어(200) 사이에 배치되어 캐리어(200)를 지지하는 제1 볼안내부(310)와 제2 볼안내부(320)에 의해 캐리어(200)의 이동이 안내되어 원활한 구동이 이루어진다. 그리고 센서(130)가 마그네트(220)에 의해 발생하는 자기장의 변화를 감지하여 캐리어(200)의 구동에 대한 피드백 정보를 제공한다.

상술한 지지구조를 갖는 본 발명의 휴대단말기용 카메라 모듈은 제2 볼안내부(320)가 제1 볼안내부(310) 및 구동력을 발생시키는 구동원(코일(120), 마그네트(220))과 함께 캐리어(200)의 어느 한쪽에 편중되어 있지 않고 이격되어 있기 때문에, 캐리어(200)의 처짐 및 틸팅을 최소화하고 안정적인 상하 구동이 이루어지도록 할 수 있다.

그리고 마그네트(220)의 장착공간을 확장하여 마그네트(220)의 크기를 증가시킬 수 있고 캐리어(200)를 이동시키기 위한 구동력을 증가시킬 수 있다.

또한, 내부 공간을 효율적으로 이용할 수 있고, 이에 따라 볼부재의 크기를 증가시킬 수 있으므로 낙하 등 외부로부터 큰 충격이 발생할 때 볼부재의 찍힘 및 이탈 현상을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 휴대단말기용 카메라 모듈은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

100 : 베이스, 101 : 수용공간, 102 : 관통구,
103 : 수직홈, 104 : 수직돌기, 110 : 회로기판,
120 : 코일, 130 : 센서, 140 : 제1 요크,
200 : 캐리어, 201 : 장착부, 202 : 제1 안내홈,
203 : 제2 안내홈, 210 : 제2 요크, 220 : 마그네트,
310 : 제1 볼안내부, 320 : 제2 볼안내부,

Claims (2)

1. 내부에 수용공간이 형성되는 베이스;
   상기 수용공간에 삽입되어 렌즈의 광축과 나란한 방향으로 이동하는 캐리어;
   상기 캐리어가 이동할 수 있도록 구동력을 발생시키는 코일과 마그네트;
   상기 베이스 또는 캐리어에 장착되어 상기 마그네트와의 사이에 인력이 발생하는 제1 요크;
   상기 베이스와 캐리어 사이에서 상기 캐리어의 이동을 안내하는 복수의 볼부재로 이루어지는 제1 볼안내부 및 제2 볼안내부를 포함하며,
   상기 마그네트와 제1 요크 사이에 발생하는 인력은 상기 제1 볼안내부를 중심축으로 상기 캐리어에 회전력을 발생시키고,
   상기 제2 볼안내부는 상기 회전력에 대항하여 상기 캐리어를 지지하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 카메라 모듈.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 캐리어의 일면에는 상기 마그네트가 장착되는 장착부와 상기 제1 볼안내부가 배치되는 제1 안내홈이 형성되고,
   상기 제1 안내홈은 상기 장착부의 양측 중 어느 일측에 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 카멜라 모듈.

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