KR100790717B1

KR100790717B1 - 오토 포커싱 카메라모듈 패키지

Info

Publication number: KR100790717B1
Application number: KR1020070006953A
Authority: KR
Inventors: 필립 부시유
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2007-01-23
Filing date: 2007-01-23
Publication date: 2008-01-02

Abstract

오토 포커싱 카메라모듈 패키지를 제공한다.

본 발명은, 적어도 하나의 렌즈를 구비하는 이동체; 상기 이동체를 내부에 수용하고, 상기 렌즈의 직하부 영역에 이미지센서를 구비하는 고정체; 상기 이동체의 외부면에 구비되는 마그네트와, 상기 고정체의 내부면에 구비되는 코일을 갖추어 전원인가시 상기 이동체를 광축방향으로 이동시키는 외력을 제공하는 구동부; 및 상기 고정체의 몸체 내부에 구비되어 상기 코일과 마그네트사이에서 발생된 자속을 유도하는 자속유도부; 를 포함한다.

본 발명에 의하면, 자속순환을 위한 부품들을 하우징 제작시 하우징 내부에 인입함으로써 제조원가를 절감할 수 있고, 제품의 소형화, 슬림화가 가능하며, 작업생산성을 향상시켜 제품경쟁력을 확보할 수 있다.

카메라모듈, 오토 포커싱, 자속유도부, 마그네트, 코일

Description

오토 포커싱 카메라모듈 패키지{Autofocusing Camera Module Package}

도1은 종래 오토 포커싱 카메라모듈 패키지를 도시한 종단면도이다.

도2는 본 발명에 의한 오토 포커싱 카메라모듈 패키지를 도시한 종단면도이다.

도3는 도2에 도시한 고정체를 도시한 종단면도이다.

도4은 본 발명에 의한 오토 포커싱 카메라모듈 패키지의 렌즈군이 일반촬영위치에 있을 때를 나타낸 종단면도이다.

도5는 본 발명에 의한 오토 포커싱 카메라모듈 패키지의 렌즈군이 접사촬영위치에 있을 때를 나타낸 종단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 오토 포커싱 카메라모듈 패키지 10 : 제1몸체

12 : 제2몸체 14 : 제3몸체

20 : 렌즈배럴 22 : 렌즈홀더

30 : 코일 40 : 마그네트

50 : 제1자속유도부 52 : 제2자속유도부

54 : 제3자속유도부 60 : 이미지센서

70 : 기판 O : 광축

본 발명은 오토 포커싱 카메라모듈 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마그네트의 자속을 순환시키기 위한 자속유도부가 하우징의 내부에 일체로 인입되어 별도의 조립공정을 삭제하여 작업생산성을 향상시키고, 제품의 소형화 및 제조원가를 절감하는 오토 포커싱 카메라모듈에 관한 것이다.

일반적으로 휴대 이동통신 단말기인 휴대폰은 최근 그 크기가 작아지면서 동시에 그 기능이 점차 다양화 되어가는 추세이다. 이에 따라 휴대폰 본래의 기능인 통화기능 이외에 카메라를 구비하여 사진이나 동영상을 촬영할 수 있는 것을 기본기능으로 구현하고 있다.

상기와 같은 목적으로 휴대폰에 장착되는 카메라는 사진이나 동영상의 촬영시 오토포커스 기능까지 요구되는데 특히 코일에 전원을 인가하여 발생되는 전기장과 마그네트에서 발생되는 자기장이 서로 쇄교하며 발생하는 전자기력에 의해 렌즈의 이동을 실현하는 마그네트와 코일을 이용한 오토포커스 모듈은 슬림화 요구를 만족하면서도 간단하고 신속하게 오토 포커싱을 구현할 수 있다.

도1은 종래 마그네트와 코일을 이용한 오토 포커싱 카메라모듈 패키지를 도시한 것이다.

도1에 도시된 바와 같이, 종래 카메라모듈 패키지(100)는 하우징(110)과, 하 우징(110)의 하단이 고정되고 피사체의 영상을 촬영하기 위한 이미지 센서(160)가 탑재되는 기판(170)과, 피사체의 영상을 투사시켜 이미지 센서(160)에 전달하기 위한 다수의 렌즈를 포함하는 렌즈부, 렌즈부를 광축 방향으로 구동시켜 렌즈들이 이루는 배율을 변화시키는 기능 및 이미지 센서(160)에 결상되는 영상을 선명하게 하는 기능을 수행하기 위한 구동부와, 하우징(110)을 덮는 상부커버(112)로 이루어진다.

상기 하우징(110) 내부에는 상기 렌즈부와 상기 이미지 센서(160) 사이에 렌즈를 통과한 입사광 중 적외선을 필터링하는 IR필터(118)가 구비된다.

상기 렌즈부는 다수의 렌즈를 광축정열하는 렌즈배럴(120)과 상기 렌즈배럴(120)을 내부에 구비하고, 렌즈부의 이동시 기계적 제동역할을 하는 렌즈홀더(122)를 포함한다.

상기 구동부는 전류를 인가받는 코일(130)과 코일(130)중 수평인 부분에 대하여 자속이 지나도록 극성이 분할된 마그네트(140)로 구성되고, 이러한 마그네트(140)는 상기 렌즈홀더(122) 외측에 부착되고, 상기 코일(130)은 상기 하우징(110)의 내부에 권선되어 구비된다.

그리고 상기 코일(130)과 코일(130)이 부착되는 하우징(110)의 내벽사이에는 자속을 순환시키기 위한 요크(150)가 부착되며, 상기 하우징(110) 상단에는 입사광이 통과하도록 중앙에 커버 글라스(114)를 포함하는 상부커버(112)가 구비된다.

상기 상부커버(112) 하단과 상기 하우징(110) 하부에는 자속을 원활하게 순환시키기 위하여 상부 메탈링(152)과 하부 메탈링(154)이 별도로 각각 구비된다.

이러한 상기 요크는 렌즈부의 구동시 효율적인 수행을 할 수 있도록 자속을 가이드하는 역할을 하고, 상기 상,하부메탈링은 위치이동된 렌즈부를 안정적으로 유지되도록 자속을 만드는데 필요한 구성요소이다.

그러나 이러한 종래 오토 포커싱 카메라모듈 패키지는 요크와 상,하부 메탈링을 구비하기 위해서는 상기 하우징의 내부면에 요크를 부착하고, 상기 커버의 하부면에 상부 메탈링을 부착하며, 상기 하우징의 바닥면에 하부 메탈링을 부착하는 조립공정을 별도로 수행해야만 하기 때문에 카메라 모듈을 조립하는 공정이 복잡해지고, 이로 인하여 작업생산성을 저하시키는 요인으로 작용하였다.

또한, 상기 요크, 상,하부 메탈링은 카메라모듈의 제한된 내부공간에서 일정공간을 점유하기 때문에, 카메라 모듈의 소형화 추세에 맞추어 카메라 모듈의 부피를 줄이는데 저해요인이 되고, 이로 인하여 모듈을 소형화 설계하는데 한계가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 그 목적은 자속순환을 위한 부품들을 하우징 제작시 하우징 내부에 일체로 인입함으로써 카메라모듈을 구성하는 조립부품수를 줄이고, 조립공정을 단순화하며, 제품의 사이즈를 슬림화할 수 있는 오토 포커싱 카메라모듈 패키지를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 적어도 하나의 렌즈를 구비하는 이동체; 상기 이동체를 내부에 수용하고, 상기 렌즈의 직하부 영역에 이미지센서를 구비하는 고정체; 상기 이동체의 외부면에 구비되는 마그네트와, 상기 고정체의 내부면에 구비되는 코일을 갖추어 상기 이동체를 광축방향으로 이동시키는 외력을 제공하는 구동부; 및 상기 고정체의 몸체 내부에 구비되어 상기 코일과 마그네트사이에 발생된 자속을 유도하는 자속유도부; 를 포함하는 오토 포커싱 카메라모듈 패키지를 제공한다.

바람직하게, 상기 고정체는 상기 코일이 구비되는 제1몸체; 상기 제1몸체 상부에 부착되고, 상기 렌즈와 대응되는 영역에 커버글라스를 구비하는 제2몸체; 및 상기 제1몸체 하부에 부착되고, 상기 이미지센서가 탑재되는 기판이 결합되는 제3몸체; 를 포함한다.

더욱 바람직하게, 상기 자속유도부는 상기 제1몸체 내부에 형성되는 제1자속유도부를 포함한다.

더더욱 바람직하게, 상기 제1자속유도부는 상기 마그네트가 광축방향으로 이동하는 범위만큼 형성된다.

더욱 바람직하게, 상기 자속유도부는 상기 제2몸체 내부에 형성되는 제2자속유도부를 포함한다.

더더욱 바람직하게, 상기 제2자속유도부는 광축과 수직한 방향으로, 상기 마그네트와 상기 코일에 모두 중첩되는 영역만큼 형성된다.

더욱 바람직하게, 상기 자속유도부는 상기 제3몸체 내부에 형성되는 제3자속 유도부를 포함한다.

더더욱 바람직하게, 상기 제3자속유도부는 광축과 수직한 방향으로, 상기 마그네트와 상기 코일에 모두 중첩되는 영역만큼 형성된다.

바람직하게, 상기 자속유도부는 상기 고정체의 몸체를 수지물로 몰드성형시 상기 몸체 내부에 인입되어 형성된다.

바람직하게, 상기 자속유도부는 상기 몸체의 중앙에 위치한다.

바람직하게, 상기 자속유도부는 금속섬유(metal fibers)로 이루어진다.

바람직하게, 상기 이동체는 상기 렌즈와; 상기 렌즈를 수용하는 렌즈배럴; 및 상기 렌즈배럴이 장착되는 렌즈홀더를 포함한다.

바람직하게, 상기 고정체는 상기 렌즈와 상기 이미지센서 사이에 IR필터를 구비한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명에 따른 오토 포커싱 카메라모듈 패키지(1)를 도시한 종단면도로서 본 발명의 오토 포커싱 카메라모듈 패키지(1)는 이동체, 고정체, 구동부 및 자속유도부를 포함하여 구성된다.

상기 이동체는 적어도 하나의 렌즈(미도시), 렌즈배럴(20) 및 렌즈홀더(22)를 포함하여 구성되는바, 상기 렌즈배럴(20)은 입사광이 통과하는 적어도 하나의 렌즈를 광축방향으로 정렬하여 배치하는 중공원통체의 렌즈 수용부로 구비되고, 상 기 렌즈배럴(20) 외측에는 상기 렌즈홀더(22)가 구비된다.

상기 렌즈홀더(22) 외측에는 일정세기의 자력을 발생시키는 마그네트(40)가 장착되며, 이러한 마그네트를 통상적으로 영구자석이 채용된다.

상기 마그네트(40)는 하나의 중공원통형으로 구비될 수도 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며 둘이상으로 나누어져 상기 렌즈홀더(22)의 외측에 구비될 수 있다.

상기 이동체에 관하여 원통형의 형상으로 도시하고 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다각기둥의 형상으로도 구비되어질 수 있다.

한편, 상기 마그네트(40)는 상기 고정체의 내부면에 권선되어 구비되는 코일(30)과 함께 상기 구동부를 구성한다.

상기 구동부는 상기 코일(30)에 전원인가시 발생되는 전기장과 상기 마그네트(40)에서 발생하는 자기장간의 상호 작용하면서 발생하는 외력에 의해서 상기 렌즈배럴(20)을 광축(O)방향으로 이동시키는 구동력을 제공하는 것이다.

상기 코일이 구비되는 고정체는 제1몸체(10), 제2몸체(12) 및 제3몸체(14)로 이루어지고, 렌즈를 포함하는 이동대상물인 이동체를 내부수용하도록 일정크기의 내부공간을 갖는 성형 구조물이다.

상기 제1몸체(10)는 외부전원과 연결되어 전원이 인가되는 코일(30)을 내부면에 구비하고, 상기 이동체가 내부배치되는 중공원통체이다.

상기 제2몸체(12)는 상기 제1몸체(10)의 개방된 상부단에 구비되는 상부커버이고, 중앙에는 일정크기의 관통공을 형성하고, 상기 관통공에는 입사광을 통과시 키는 커버글라스(16)를 배치한다.

상기 제3몸체(14)는 상기 제1몸체(10)의 개방된 하부단에 구비되는 하부커버이고, 상기 제3몸체(14)의 하부단은 상기 이미지센서(60)가 탑재되는 기판(70)과 본딩제를 매개로 접합된다.

또한, 상기 제3몸체(14)의 중앙에도 일정크기의 관통공을 형성하고, 상기 관통공에는 상기 렌즈를 통해 들어온 입사광의 적외선을 필터링하는 IR필터(18)를 배치하며, 이러한 IR필터(18)는 상기 렌즈배럴(20)과 이미지센서(60)사이에 배치되는 것이 바람직하다.

상기 이미지 센서(60)는 상기 기판(70)의 상부면에 와이어 본딩방식으로 탑재되거나 상기 기판(70)의 하부면에 플립칩 본딩방식으로 탑재될 수 있다.

한편, 상기 고정체는 상기 제1, 제2 및 제3 몸체(10, 12, 14)가 별도의 부재로 각각 성형되어 조립식으로 구비될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 제1몸체(10)와 제3몸체(14)가 일체로 성형되고 상기 제2몸체(12)가 제1몸체(10)의 상단에 결합될 수 있다.

또한, 상기 제1몸체(10)와 제2몸체(12)가 일체로 성형되고, 상기 제3몸체(14) 상부면에 상기 제1몸체(10) 하단이 결합될 수 도 있다.

상기 고정체의 몸체 내부에는 상기 코일(30)에서 발생된 자속을 유도하는 자속유도부가 구비되며, 이러한 자속유도부는 상기 고정체의 성형시 그 내부에 일체로 구비된다.

상기 자속유도부는 제1, 제2 및 제3자속유도부(50, 52, 54)로 이루어지는바, 상기 제1자속유도부(50)는 상기 제1몸체(10)내부에 일체로 구비되고, 그 형성길이는 상기 마그네트(40)가 광축(O)방향으로 상하이동하는 변위에 상당하는 길이로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2자속유도부(52)는 상기 제2몸체(12)내부에 일체로 구비되고, 상기 제3자속유도부(54)도 상기 제3몸체(14) 내부에 일체로 구비된다.

이때, 상기 제2 및 제3자속유도부(52, 54)는 수직한 광축(O)에 대하여 직교하는 방향으로 구비되고, 그 형성길이는 상기 마그네트(40)와 상기 코일(30)에 모두 중첩되는 영역만큼의 길이로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 자속유도부는 상기 고정체를 수지물을 소재로 하여 몰드성형시 상기 고정체의 몸체내부에 인서트 사출방식으로 인입되어 구비된다. 그러나 이러한 방식에 한정되는 것은 아니고, 수지물 내부에 자속유도부가 포함되어 구성될 수 있는 방식이면 족하다.

이때, 상기 고정체를 구성하는 수지물은 고분자 매트릭스(polymer matrix)(18)로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 자속유도부는 상기 코일과 마그네트간의 자속흐름을 원활하게 유도할 수 있도록 금속섬유(metal fibers)(56)와 같의 금속소재로 이루어지고, 상기 금속섬유(56)는 상기 고분자 매트릭스(18) 내부에 적어도 한층 이상 구비되는 것이 바람직하다.

이러한 고분자매트릭스 내에 금속섬유를 포함하는 물질로는 지이 케미칼(GE Chemicals)에서 만든 파라덱스(Faradex

)가 알려져 있다.

또한, 도3에 도시한 바와 같이 상기 자속유도부를 구성하는 금속섬유(56)는 상기 고정체의 제1몸체(10)의 내부 중앙에 위치하는 것이 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 금속섬유(56)가 고정체의 외부면으로 노출되지 않고 상기 고정체의 외부면에 최대한 근접해 위치할 수도 있다.

이러한 금속섬유(56)는 상기 제1,2 몸체(12, 14)에도 동일하게 적용된다.

상기와 같이, 상기 코일과 마그네트 사이에서 자속을 유도하는 자속유도부를 고정체의 성형시 그 몸체 내부에 일체로 구비함으로써, 자속을 유도하는 구성부품을 별도로 조립하는 조립공정을 삭제하여 조립공정을 단순화하고, 조립부품수를 줄여 제조원가를 절감할 수있는 것이다.

한편, 도4는 본 발명에 따른 오토 포커싱 카메라모듈 패키지(1)의 작동모습 중 렌즈군이 일반촬영위치에 있는 모습을 도시한 종단면도이다.

일반촬영위치로 이동시키기 위해서 전류를 상기 코일(30)에 인가함으로서, 도4와 같이 상기 마그네트(40)로부터 발생되는 자기장의 영향과 코일(30)에 흐르는 전류의 전기장의 영향으로 상기 마그네트(40)와 제1 및 제3자속유도부(50, 54)사이에 자속을 형성하게 되면, 상기 마그네트의 자기장과 코일의 전기장간의 상호작용에 의해서 발생되는 외력에 의해서 상기 이동체는 마그네트와 더불어 직하부로 하강되고, 이로 인하여 상기 렌즈배럴(20)은 이미지 센서와의 초점거리를 줄이도록 고정체의 바닥면에 위치된다.

이에 따라 렌즈홀더(22)의 하단이 제3몸체(14)의 상부면과 접촉하게 되며 일반촬영위치로 이동하게 된다.

여기서 포커싱 조정을 실행하기 위하여 상기 코일(30)에 미세한 조정전류를 인가함으로써 상기 렌즈배럴(20)을 미세하게 상승시키거나 하강시키면서 상기 이미지 센서(60)에 결상되는 영상이 선명해지도록 할 수 있다.

도5는 본 발명에 따른 오토 포커싱 카메라모듈 패키지(1)의 작동모습 중 렌즈군이 접사촬영위치에 있는 모습을 도시한 종단면도이다.

접사촬영위치로 이동시키기 위해서 전류를 상기 코일(30)에 인가함으로서, 도5와 같이 상기 마그네트(40)로부터 발생되는 자기장의 영향과 코일(30)에 흐르는 전류의 전기장의 영향으로 상기 마그네트(40)와 제1 및 제2자속유도부(50, 52)사이에 자속을 형성하게 되면, 상기 마그네트의 자기장과 코일의 전기장간의 상호작용에 의해서 발생되는 외력에 의해서 상기 이동체는 마그네트와 더불어 직상부로 상승되고, 이로 인하여 상기 렌즈배럴(20)은 이미지 센서와의 초점거리를 늘리도록 고정체의 상부에 위치된다.

이에 따라 렌즈홀더(22)의 상단이 제2몸체(12)의 하부면과 접촉하게 되며 접사촬영위치로 이동하게 된다.

여기서 포커싱 조정을 실행하기 위하여 상기 코일(30)에 미세한 조정전류를 인가함으로써 상기 렌즈배럴(20)을 미세하게 상승시키거나 하강시키면서 상기 이미지 센서(60)에 결상되는 영상이 선명해지도록 한다.

본 발명은 특정한 실시예와 관련하여 도시되고 설명되었지만, 이하의 특허 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

상기에서와 같이 본 발명에 의하면, 자속을 원활하게 순환시키기위한 부품들을 고정체의 성형시 고정체의 몸체 내부에 일체로 구비함으로써 카메라모듈의 조립라인에서 조립하는 조립부품수를 줄여 제조원가를 절감할 수 있고, 조립공정수를 줄여 작업생산성을 향상시킬 수 있고, 이로 인하여 제품의 가격 경쟁력을 향상시킬 수 있는 것이다.

또한, 자속을 원활하게 순환시키기 위한 부품이 차지하는 부피만큼 패키지의 높이 및 폭크기를 줄여 제품을 보다 소형화 및 슬림화할 수 있는 효과가 얻어진다.

Claims

적어도 하나의 렌즈를 구비하는 이동체;

상기 이동체를 내부에 수용하고, 상기 렌즈의 직하부 영역에 이미지센서를 구비하는 고정체;

상기 이동체의 외부면에 구비되는 마그네트와, 상기 고정체의 내부면에 구비되는 코일을 갖추어 상기 이동체를 광축방향으로 이동시키는 외력을 제공하는 구동부; 및

상기 고정체의 몸체 내부에 구비되어 상기 코일과 마그네트사이에서 발생된 자속을 유도하는 자속유도부; 를 포함하는 오토 포커싱 카메라모듈 패키지.
제1항에 있어서,

상기 고정체는

상기 코일이 구비되는 제1몸체;

상기 제1몸체 상부에 부착되고, 상기 렌즈와 대응되는 영역에 커버글라스를 구비하는 제2몸체; 및

상기 제1몸체 하부에 부착되고, 상기 이미지센서가 탑재되는 기판이 결합되는 제3몸체; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 오토 포커싱 카메라모듈 패키지.
제2항에 있어서,

상기 자속유도부는 상기 제1몸체 내부에 형성되는 제1자속유도부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오토 포커싱 카메라모듈 패키지.
제3항에 있어서,

상기 제1자속유도부는 상기 마그네트가 광축방향으로 이동하는 범위만큼 형성되는 것을 특징으로 하는 오토 포커싱 카메라모듈 패키지.
제2항에 있어서,

상기 자속유도부는 상기 제2몸체 내부에 형성되는 제2자속유도부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오토 포커싱 카메라모듈 패키지.
제5항에 있어서,

상기 제2자속유도부는 광축과 수직한 방향으로, 상기 마그네트와 상기 코일에 모두 중첩되는 영역만큼 형성되는 것을 특징으로 하는 오토 포커싱 카메라모듈 패키지.
제2항에 있어서,

상기 자속유도부는 상기 제3몸체 내부에 형성되는 제3자속유도부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오토 포커싱 카메라모듈 패키지.
제7항에 있어서,

상기 제3자속유도부는 광축과 수직한 방향으로, 상기 마그네트와 상기 코일에 모두 중첩되는 영역만큼 형성되는 것을 특징으로 하는 오토 포커싱 카메라모듈 패키지.
제1항에 있어서,

상기 자속유도부는 상기 고정체의 몸체를 수지물로 몰드성형시 상기 몸체 내부에 인입되어 형성된 것을 특징으로 하는 오토 포커싱 카메라모듈 패키지.
제1항에 있어서,

상기 자속유도부는 상기 몸체의 중앙에 위치하는 것을 특징으로 하는 오토 포커싱 카메라모듈 패키지.
제1항에 있어서,

상기 자속유도부는 금속섬유(metal fibers)로 이루어진 것을 특징으로 하는 오토 포커싱 카메라모듈 패키지.
제1항에 있어서,

상기 이동체는 상기 렌즈와; 상기 렌즈를 수용하는 렌즈배럴; 및 상기 렌즈배럴이 장착되는 렌즈홀더를 포함하는 것을 특징으로 하는 오토 포커싱 카메라모듈 패키지.
제1항에 있어서,

상기 고정체는 상기 렌즈와 상기 이미지센서 사이에 IR필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 오토 포커싱 카메라모듈 패키지.