KR100947949B1

KR100947949B1 - 모바일 기기용 카메라모듈

Info

Publication number: KR100947949B1
Application number: KR1020080061452A
Authority: KR
Inventors: 장금성
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2008-06-27
Publication date: 2010-03-15
Anticipated expiration: 2028-06-27
Also published as: KR20100001518A

Abstract

본 발명은 전기장과 자기장에 의해 형성되는 힘으로 카메라모듈의 렌즈배럴을 상하로 이동시키는 경우 렌즈배럴의 흔들림 및 틸팅을 방지할 수 있는 모바일 기기용 카메라모듈에 관한 것으로, 본 발명은 이미지센서와 연성회로기판을 포함한 이미지센서부와, 내주벽을 따라 영구자석이 고정되게 설치된 하우징과, 외주면을 따라 권선된 코일을 구비하며 전자기력에 의해 선형운동하는 렌즈배럴과, 렌즈배럴의 선형운동을 안내하도록 일측말단이 렌즈배럴에 고정되고 타측말단이 하우징에 고정되되 탄성계수가 다른 두 쌍의 탄성 와이어를 포함한다.

카메라, 모바일 기기, 보이스 코일, VCM, VCA, 탄성, 탄성 와이어, 탄성계수

Description

모바일 기기용 카메라모듈{Camera module for mobile device}

본 발명은 모바일 기기용 카메라모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전기장과 자기장에 의해 형성되는 힘으로 카메라모듈의 렌즈배럴을 상하로 이동시키는 경우 렌즈배럴의 흔들림 및 틸팅을 방지할 수 있는 모바일 기기용 카메라모듈에 관한 것이다.

최근 휴대전화나 노트북 등의 모바일 기기에는 CCD 이미지 센서나 CMOS 이미지 센서 등의 촬상소자가 실장된 카메라모듈이 구비되고 있으며, 이와 같은 카메라모듈은 고 화소 및 고 기능화됨에 따라 일반 고 사양의 디지털 카메라와 유사한 정도의 성능을 갖추고 있다. 이러한 모바일 기기용 카메라모듈은 초점을 맞추기 위한 방식으로서 VCM(Voice Coil Motor)타입의 액추에이터를 이용하고 있다.

VCM타입의 액추에이터는 영구자석의 자기장과 코일에 흐르는 전류에 의해 발생하는 전기장의 상호 작용에 의해 발생하는 전자기력에 의해 렌즈가 장착된 렌즈배럴을 상하로 구동함으로써 오토포커싱 기능을 수행한다.

한편, 이와 같은 VCM타입의 액추에이터를 사용하는 카메라모듈에서 가장 중 요시 되고 있는 것은, 전자기력에 의해 렌즈배럴을 상하로 구동하는 경우, 렌즈배럴이 좌우로 흔들리거나 틸팅되는 것을 방지함과 동시에 렌즈배럴을 상하로 안정되게 안내하는 것이다.

또한, 이미지를 촬상하기 위하여 카메라모듈을 기울이는 경우, 보다 구체적으로는 렌즈배럴이 지표면에 대하여 거의 수평하게 놓이는 경우, 렌즈배럴이 자중에 의하여 지표면쪽으로 기울어지는 것을 방지하는 것이 매우 중요하다.

본 발명은 렌즈배럴을 감싸는 하우징에 렌즈배럴을 탄성되게 연결할 수 있는 4개의 탄성 와이어를 구비함으로써, 전자기력에 의한 렌즈배럴의 구동시, 렌즈배럴이 흔들리거나 틸팅되는 것을 방지하는 것을 목적으로 하다.

또한, 중력이 발생하는 쪽으로 렌즈배럴을 지지하는 탄성 와이어의 탄성계수를 높임으로써, 카메라모듈을 기울이는 경우 렌즈배럴이 자중에 의해 기울어지는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 모바일 기기용 카메라모듈에 있어서, 이미지센서와 상기 이미지센서가 전기적으로 연결된 연성회로기판을 포함한 이미지센서부; 상기 이미지센서를 덮도록 상기 연성회로기판에 고정되게 설치되며 내주벽을 따라 영구자석이 고정되게 설치된 하우징; 상기 이미지센서와 동축상으로 상기 하우징 내부에 배치되고 외주면을 따라 권선된 코일을 구비하며 상기 영구자석과 상기 코일 사이의 전자기력에 의해 선형운동하는 렌즈배럴; 및 상기 렌즈배럴의 선형운동을 안내하도록 일측말단이 상기 렌즈배럴에 고정되고 타측말단이 상기 하우징에 고정되되 탄성계수가 다른 두 쌍의 탄성 와이어를 포함한 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 카메라모듈.

여기서, 상기 하우징은 단면이 정사각형 모양을 가지며, 상기 하우징의 내주 벽에 상기 두 쌍의 탄성 와이어의 타측말단이 고정되게 결합된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 렌즈배럴은 그 내부에 하나 이상의 렌즈들을 구비한 정사각기둥 모양을 가지며, 상기 렌즈배럴의 외주벽에 상기 두 쌍의 탄성 와이어가 삽입결합되는 4개의 결합돌기를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 4개의 결합돌기는 상기 렌즈배럴의 외주벽의 중심으로부터 치우치게 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 두 쌍의 탄성 와이어는 서로 마주하도록 일측말단이 상기 렌즈배럴의 외주벽에 고정되게 결합되되 타측말단은 서로 마주하는 상기 하우징의 내주벽에 각각 고정되는 제1 내지 제4탄성 와이어로 이루어지며, 상기 제1,2 탄성 와이어는 상기 모바일 기기를 기울이는 경우 상기 렌즈배럴의 자중에 의한 기울어짐을 방지하도록 상기 렌즈배럴을 중력에 반하는 방향으로 지지하도록 배치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1,2 탄성 와이어는 상기 제3,4 탄성 와이어보다 높은 탄성계수를 갖는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1,2 탄성 와이어는 상기 제3,4 탄성 와이어보다 굵게 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 제1,2 탄성 와이어는 그 단면이 직사각형인 얇은 막대형태로 형성되고, 넓은 면적을 갖는 부위가 상기 렌즈배럴의 외주벽에 마주하게 결합될 수 있다.

본 발명에 따르면 렌즈배럴의 외주면에 서로 평행하게 결합되는 4개의 탄성 와이어가 렌즈배럴을 하우징에 탄성지지함으로써, 렌즈배럴의 상하구동시 렌즈배럴의 흔들림을 방지할 수 있다.

또한, 중력이 발생하는 쪽으로 렌즈배럴을 지지하는 탄성 와이어의 탄성계수를 높임으로써, 이미지를 촬영하기 위하여 카메라모듈을 지표면에 평행할 정도로 기울이는 경우에도 렌즈배럴이 자중에 의해 기울어짐 없이 선형으로 운동될 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모바일 기기용 카메라모듈에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모바일 기기용 카메라모듈(100)은 이미지센서부(110), 홀더부(120), 렌즈배럴(130), 하우징(140) 및 탄성 와이어(150)를 포함한다.

이미지센서부(110)는 외부 이미지를 수신하기 위한 것으로, 이미지센서(111)와 이 이미지센서(111)가 전기적으로 연결되는 연성회로기판(112)으로 이루어지며, 이미지센서(111)는 렌즈배럴(130)으로부터 수신된 이미지를 전기신호로 바꾸어 연성회로기판(112)을 통해 모바일기기로 전달한다.

홀더부(120)는 이미지센서(111)를 덮도록 연성회로기판(112)에 고정되게 부착되며 이미지센서(111)와 마주하도록 IR필터(121)가 고정되게 결합된다. 또한 홀더부(120)는 렌즈배럴(130)에 전류를 인가하기 위한 FPCB(122)가 상측부에 부착되며, FPCB(122)는 이미지센서부(110)의 연성회로기판(112)을 통해 전달되는 전류를 렌즈배럴(130)의 외주면에 권선된 코일(131)로 전달한다.

렌즈배럴(130)은 외부 이미지를 이미지센서(111)로 전달하기 위한 것으로, 그 내부에 다수개의 렌즈(미도시)가 차례로 적층되어 있으며, 연성회로기판(112)을 통해 전달된 전류로 전기장을 형성하도록 렌즈배럴(130)의 외주면에 코일(131)이 다수회 권선된다.

코일(131)은 하우징(140)에 결합된 영구자석(141)과 마주하도록 렌즈배럴(130)에 권선되며, 코일(131)에 흐르는 전류에 의해 발생하는 전기장과 영구자석(141)의 자기장 사이에 발생하는 전자기력으로 렌즈배럴(130)을 상하로 선형운동시킨다.

또한, 렌즈배럴(130)은 탄성 와이어(150)의 일측이 고정되게 결합되는 결합돌기(132)가 외주벽을 따라 모두 4개가 구비되며, 결합돌기(132)는 탄성 와이어의 지지력이 고르게 분산되도록 외주벽의 중심으로부터 일측으로 치우치게 형성되는 것이 바람직하다.

하우징(140)은 렌즈배럴(130)을 감싸도록 홀더부(120)의 위쪽에 고정되게 결합되며, 그 내부에는 렌즈배럴(130)의 코일(131)에 마주하도록 영구자석(141)이 고정되게 설치된다. 또한 하우징(140)은 렌즈배럴(130)의 렌즈와 동축선상으로 관통되게 형성된 개방공(142)을 갖는다.

탄성 와이어(150)는 전자기력에 의한 렌즈배럴(130)의 구동시 렌즈배럴(130)이 흔들리거나 틸팅되는 것을 방지함과 동시에 렌즈배럴(130)의 선형운동을 안내하기 위한 것으로, 본 실시예에서는 렌즈배럴(130)의 4개의 결합돌기(132)에 각각 결합되는 제1 내지 제4 탄성 와이어(151,152,153,154)로 이루어진다.

또한, 제1 및 제2 탄성 와이어(151,152)는 제3 및 제4 탄성 와이어(153,154)에 비하여 높은 탄성계수를 갖도록 형성되는 것이 바람직하며, 이는 도 3 내지 도 5를 참조로 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 렌즈배럴(130)은 제1 내지 제4 탄성 와이어(151,152,153,154)에 의해 하우징(140)에 탄성 지지되고 있으며, 전자기력에 의해 렌즈배럴(130)이 구동되는 경우 렌즈배럴(130)의 선형운동을 안내한다.

한편, 도 4에 도시한 바와 같이, 사용자가 이미지를 촬영하기 위하여 카메라 모듈(100)이 설치된 모바일 기기를 기울이는 경우, Y축 방향으로의 중력에 의하여 렌즈배럴(130)이 Y축 방향으로 기울어지는 것을 방지하도록, Y축 방향에 반하는 방향(중력방향에 반하는 방향)으로 렌즈배럴(130)을 지지하는 제1 및 제2 탄성 와이어(151,152)는 X축 방향으로 렌즈배럴(130)을 지지하는 제3 및 제4 탄성 와이어(153,154)에 비하여 높은 탄성계수를 갖는 것이 바람직하다.

이와 같은 특성을 갖는 탄성 와이어(151,152,153,154)의 실시예는 도 5 및 도 6을 참조로 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 다른 탄성계수를 갖는 제1 및 제2 탄성 와이어(151,152)가 제3 및 제4 탄성 와이어(153,154)보다 더 굵게 형성됨으로써, 제1 및 제2탄성 와이어(151,152)는 제3 및 제4 탄성 와이어(153,154)에 비하여 더 높은 탄성계수를 가질 수 있으며, 이로 인해 렌즈배럴(130)이 자중에 의해 중력 방향으로 기울어지는 것이 방지될 수 있다.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 다른 탄성계수를 갖는 제1 및 제2 탄성 와이어(251,252)와 제3 및 제4 탄성 와이어(253,254)는 서로 다른 형태를 갖도록 제작될 수 있다. 보다 구체적으로, 더 높은 탄성계수를 가져야 하는 제1 및 제2 탄성 와이어(251,252)는 그 단면이 직사각형인 얇은 직사각형 막대 형태로 제작될 수 있으며, 이러한 제1 및 제2탄성 와이어(251,252)는 넓은 폭을 갖는 면이 렌즈배럴(130)의 외주벽에 마주하도록 설치되는 것이 바람직하다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조로 본 발명의 모바일 기기용 카메라모듈에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경 및 다양한 변형실시예가 가능함은 당업자에게 명백하다.

도 1은 본 발명의 모바일 기기용 카메라모듈의 개략적인 분해사시도;

도 2는 도 1의 카메라모듈의 개략적인 단면도;

도 3은 도 1의 카메라모듈의 개략적인 정면도;

도 4는 도 1의 카메라모듈의 부분 확대 사시도;

도 5는 도 1의 탄성 와이어의 개략적인 부분 확대 사시도; 및

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄성 와이어의 개략적인 부분 확대 사시도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

100 : 카메라모듈 110 : 이미지센서부

111 : 이미지센서 112 : 연성회로기판

120 : 홀더부 121 : IR필터

130 : 렌즈배럴 131 : 코일

132 : 결합돌기 140 : 하우징

151,152,153,154 : 제1 내지 제4 탄성 와이어

Claims

모바일 기기용 카메라모듈에 있어서,

이미지센서와 상기 이미지센서가 전기적으로 연결된 연성회로기판을 포함한 이미지센서부;

상기 이미지센서를 덮도록 상기 연성회로기판에 고정되게 설치되며 내주벽을 따라 영구자석이 고정되게 설치된 하우징;

상기 이미지센서와 동축상으로 상기 하우징 내부에 배치되고 외주면을 따라 권선된 코일을 구비하며 상기 영구자석과 상기 코일 사이의 전자기력에 의해 선형운동하는 렌즈배럴; 및

상기 렌즈배럴의 선형운동을 안내하도록 일측말단이 상기 렌즈배럴에 고정되고 타측말단이 상기 하우징에 고정되되 탄성계수가 다른 두 쌍의 탄성 와이어를 포함하고,

상기 두 쌍의 탄성 와이어는 서로 마주하도록 일측말단이 상기 렌즈배럴의 외주벽에 고정되게 결합되되 타측말단은 서로 마주하는 상기 하우징의 내주벽에 각각 고정되는 제1 내지 제4탄성 와이어로 이루어지며,

상기 제1,2 탄성 와이어는 상기 모바일 기기를 기울이는 경우, 상기 렌즈배럴의 자중에 의한 기울어짐을 방지하도록 상기 렌즈배럴을 중력에 반하는 방향으로 지지하도록 배치되고,

상기 제1,2 탄성 와이어는 상기 제3,4 탄성 와이어보다 높은 탄성계수를 갖는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 카메라모듈.
청구항 1에 있어서,

상기 하우징은 단면이 정사각형 모양을 가지며, 상기 하우징의 내주벽에 상기 두 쌍의 탄성 와이어의 타측말단이 고정되게 결합된 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 카메라모듈.
청구항 1에 있어서,

상기 렌즈배럴은 그 내부에 하나 이상의 렌즈들을 구비한 정사각기둥 모양을 가지며, 상기 렌즈배럴의 외주벽에 상기 두 쌍의 탄성 와이어가 삽입결합되는 4개의 결합돌기를 갖는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 카메라모듈.
청구항 3에 있어서,

상기 4개의 결합돌기는 상기 렌즈배럴의 외주벽의 중심으로부터 치우치게 형성된 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 카메라모듈.
삭제
삭제
청구항 1에 있어서,

상기 제1,2 탄성 와이어는 상기 제3,4 탄성 와이어보다 굵게 형성된 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 카메라모듈.
청구항 1에 있어서,

상기 제1,2 탄성 와이어는 그 단면이 직사각형인 얇은 막대형태로 형성되고, 넓은 면적을 갖는 부위가 상기 렌즈배럴의 외주벽에 마주하게 결합된 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 카메라모듈.
청구항 1에 있어서,

상기 연성회로기판을 통해 전달되는 전류를 상기 렌즈배럴의 외주면에 권선된 상기 코일에 전달하는 FPCB를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 카메라모듈.