KR20100003515A - 모바일 기기용 카메라모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기장과 자기장에 의해 형성되는 힘으로 카메라모듈의 렌즈배럴을 상하로 이동시키는 경우 렌즈배럴의 흔들림 및 틸팅을 방지할 수 있어 양호한 해상도를 가질 수 있는 모바일 기기용 카메라모듈에 관한 것으로, 본 발명의 카메라모듈은 이미지센서를 덮도록 회로기판에 고정되게 설치된 홀더부, 자기장을 발생하는 영구자석이 구비된 하우징, 전자기력으로 선형운동되도록 코일이 권선된 렌즈배럴, 및 렌즈배럴의 선형운동 동안에 렌즈배럴의 틸팅 및 흔들림을 방지하도록 렌즈배럴을 구동가능하게 지지하는 볼베어링을 포함한다.

카메라모듈, 전자기력, VCM, 볼베어링, 해상도, 기울기, 흔들림, 틸팅

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 있어 양호한 해상도를 가질 수 있는 모바일 기기용 카메라모듈에 관한 것이다.

최근 휴대폰을 비롯한 모바일 기기의 소형화와 슬림화의 추세에 따라 이에 실장되는 부품의 크기를 줄이는 것이 업계의 화두로 대두되고 있는 가운데 실장되는 부품의 소형화와 더불어 더욱 향상된 기능을 발휘하기 위하여 고집적화 기술이 접목되고 있다.

특히, 현재의 모바일 기기 등에 채용되고 있는 카메라 모듈은 카메라폰이나 PDA, 스마트폰 및 노트북 컴퓨터 등에 적용되고 있는바, 소비자의 다양한 취향에 맞추어 소형이면서도 고성능의 촬상 기능을 구비하여야 한다. 보다 구체적으로, 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 수행하는 것을 지칭하며, 이와 같은 VCM 타입의 카메라모듈의 일례가 도 5 및 도 6에 도시되어 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 종래 기술의 모바일 기기용 카메라모듈은 다수개의 렌즈가 내장된 렌즈배럴(10), 렌즈배럴(10)의 외주면에 권선되는 코일(20), 코일(20)에 마주하도록 영구자석(31)이 설치된 하우징(30), 이미지센서(41)가 결합된 회로기판(40)으로 구성된다.

렌즈배럴(10)은 그 내부에 내장된 다수개의 렌즈로 외부의 사물을 카메라모듈 내부의 이미지센서로 모아주기 위한 것으로, 그 외주면에 권선된 코일(20)에 전류가 인가되어 전기장이 형성되면 이 전기장과 영구자석(31)의 자기장 사이에서 발생하는 전자기력에 의해 상하로 구동하면서 포커싱을 정밀하게 수행한다.

코일(20)은 외부로부터 인가되는 전류로 전기장을 형성함으로써 렌즈배럴(10)을 상하로 구동하기 위한 것으로, 렌즈배럴(10)의 외주면에 다수회 권선된 다.

하우징(30)은 렌즈배럴(10)을 수용하여 보호하고 코일(20)에 마주하도록 영구자석(31)이 구비된다.

회로기판(40)은 외부 영상을 전기 신호로 변환하는 이미지센서(41)가 전기적으로 결합되어 있으며, 카메라폰 등의 모바일 기기에 전기적으로 연결되어 이 전기 신호를 전송한다.

그러나, 상기와 같은 구성을 갖는 종래 기술의 모바일 기기용 카메라모듈은 도 6에 도시한 바와 같이, 외부 사물을 촬영하기 위하여 카메라모듈을 기울이는 경우, Y축 방향으로의 중력에 의하여 렌즈배럴(10)의 흔들림 또는 틸팅이 발생할 수 있으며, 이로 인하여 해상도 불량이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 렌즈배럴의 측면을 지지하는 볼베어링을 구비함으로써, 전자기력에 의한 렌즈배럴의 구동시 렌즈배럴의 흔들림 또는 틸팅을 방지할 수 있는 모바일 기기용 카메라모듈을 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 모바일 기기용 카메라모듈에 있어서, 회로기판에 설치된 이미지센서를 덮도록 상기 회로기판에 고정되게 설치된 홀더부; 상기 홀더부의 상부에 고정되게 설치되며 내주벽을 따라 자기장을 발생하는 영구자석이 구비된 하우징; 상기 영구자석의 자기장과의 사이에 형성되는 전자기력으로 선형운동되도록 외주면에 코일이 권선된 렌즈배럴; 및 상기 렌즈배럴의 선형운동 동안에 상기 렌즈배럴의 틸팅 및 흔들림을 방지하도록 상기 렌즈배럴을 구동가능하게 지지하는 볼베어링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 카메라모듈을 제공할 수 있다.

여기서, 상기 하우징은 박스형태를 가지며 각 꼭지점 부위에 상기 볼베어링이 상기 렌즈배럴의 광축 방향으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 렌즈배럴은 상기 볼베어링과 밀착되는 부위에 금속 플레이트가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 금속 플레이트는 상기 렌즈배럴의 광축 방향으로 연장되게 배치되며, 별도의 접착수단에 의해 상기 렌즈배럴의 꼭지점 부위에 부착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 볼베어링은 상기 박스형 하우징의 각 꼭지점 부위에 밀착되게 설치된 베어링판; 및 상기 베어링판에 회전가능하게 결합되며 상기 렌즈배럴을 지지하는 적어도 하나의 볼;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 볼베어링은 상기 카메라모듈을 기울이는 경우 상기 렌즈배럴이 상기 하우징에 대해 평행하도록 상기 렌즈배럴을 지지함과 동시에, 상기 렌즈배럴의 운동시 상기 볼이 회전됨으로써 상기 렌즈배럴의 선형운동을 안내하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 하우징의 4개의 꼭지점측에 구비되는 볼베어링이 렌즈배럴을 지지하기 때문에, 렌즈배럴의 흔들림 또는 틸팅이 방지됨과 동시에 렌즈배럴의 상하 선형운동을 보다 원활하게 안내할 수 있다.

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

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모바일 기기용 카메라모듈(100)은 이미지센서부(110), 홀더부(120), 렌즈배럴(130), 하우징(140) 및 볼베어링(150)을 포함한다.

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

이미지센서(111)는 렌즈배럴(130)의 렌즈들 통해 전달되는 외부 사물의 이미지를 전기 신호로 변환하기 위한 것으로, 회로기판(112)에 전기적으로 연결되도록 고정 설치되며, 회로기판(112)에 설치된 후 홀더부(120)에 의해 덮여져 보호된다.

회로기판(112)은 그 상면에 전기적으로 연결된 이미지센서(111)에서 발생하는 전기 신호를 카메라폰, PDA 또는 노트북 컴퓨터 등의 모바일 기기로 전달하기 위한 것으로, 상면에는 소정의 인쇄회로기판의 제작 공정에 의하여 형성된 회로패턴이 구비된다. 또한, 구체적으로 도시하지는 않았으나 회로기판(112)의 일측에 모바일 기기와의 전기적 연결을 위한 별도의 커넥터 등이 설치될 수 있다.

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

렌즈배럴(130)은 그 내부에 내장된 다수개의 렌즈로 외부의 사물을 카메라모듈 내부의 이미지센서(111)로 모아주기 위한 것으로, 외주벽에 권선된 코일(131)에 전류가 인가되어 전기장이 형성되면 이 전기장과 영구자석(141)의 자기장 사이에서 발생하는 전자기력에 의해 상하로 구동하면서 포커싱을 정밀하게 수행한다.

여기서, 렌즈배럴(130)은 외주벽의 4개의 꼭지점 부위에 볼베어링(150)과 밀착되는 금속 플레이트(132)를 구비하며, 플레이트(132)는 렌즈배럴(130)의 길이방향, 즉 렌즈의 광축방향으로 연장되며 도 3에 도시한 바와 같이 별도의 접착수단(133)에 의해 렌즈배럴(130)에 고정되게 설치된다. 또한, 렌즈배럴(130)은 그 외주벽에 권선된 코일(131)을 보호하도록 덮개(134)가 고정되게 설치된다.

하우징(140)은 렌즈배럴(130)를 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 형성되는 개방공(142)을 갖는다.

한편, 본 실시예에서 하우징(140)은 전체적으로 박스 형태로 형성되며, 렌즈배럴(130)의 플레이트(132)와 마주하는 위치, 즉 4개의 꼭지점 부위에 모두 4개의 볼베어링(150)이 구비된다.

볼베어링(150)은 렌즈배럴(130)이 선형운동가능하도록 렌즈배럴(130)의 일측을 지지하여 렌즈배럴(130)의 선형운동시 렌즈배럴(130)의 흔들림 또는 틸팅을 방지하기 위한 것으로, 하우징(140)의 4개의 꼭지점 부위에 일체로 설치된다.

여기서, 볼베어링(150)은 렌즈배럴(130)의 길이방향으로 연장된 플레이트(132)를 지지하도록 길이방향으로 연장된 베어링판(151)과 이 베어링판(151)에 회전가능하게 결합된 2개의 볼(152)로 이루어지며, 볼(152)은 렌즈배럴(130)의 선형운동시 회전됨으로써 렌즈배럴(130)의 선형운동을 안내함과 동시에, 렌즈배럴(130)의 운동시 렌즈배럴(130)이 일측으로 틸팅되거나 흔들리는 것을 방지한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 외부 이미지를 촬영하기 위하여 카메라모듈(100)을 기울이는 경우, Y축 방향으로 발생하는 중력이 렌즈배럴(130)에 인가되더라도 렌즈배럴(130)이 볼베어링(150)의 볼(152)에 의해 지지되기 때문에, 렌즈배럴(130)의 흔들림 또는 틸팅이 방지될 수 있으며, 렌즈배럴(130)이 X축 방향으로 선형운동되는 경우, 볼(152)이 회전됨으로써, 안정되게 렌즈배럴(130)의 선형운동을 안내할 수 있다.

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 분해 사시도;

도 2는 도 1의 카메라모듈의 개략적인 단면도;

도 3은 도 1의 카메라모듈의 개략적인 정면도;

도 4는 도 1의 볼베어링에 의해 지지되는 렌즈배럴을 개략적으로 도시한 단면도;

도 5는 종래기술의 카메라모듈의 단면도; 및

도 6은 도 5의 렌즈배럴에 중력이 인가되어 렌즈배럴이 기울어진 것을 나타내는 개략적인 단면도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

100 : 카메라모듈 110 : 이미지센서부

111 : 이미지센서 112 : 회로기판

120 : 홀더부 121 : IR필터

130 : 렌즈배럴 131 : 코일

132 : 금속 플레이트 133 : 접착수단

134 : 덮개 140 : 하우징

141 : 영구자석 142 : 개방공

150 : 볼베어링 152 : 볼

Claims (6)

1. 모바일 기기용 카메라모듈에 있어서,

   회로기판에 설치된 이미지센서를 덮도록 상기 회로기판에 고정되게 설치된 홀더부;

   상기 홀더부의 상부에 고정되게 설치되며 내주벽을 따라 자기장을 발생하는 영구자석이 구비된 하우징;

   상기 영구자석의 자기장과의 사이에 형성되는 전자기력으로 선형운동되도록 외주면에 코일이 권선된 렌즈배럴; 및

   상기 렌즈배럴의 선형운동 동안에 상기 렌즈배럴의 틸팅 및 흔들림을 방지하도록 상기 렌즈배럴을 구동가능하게 지지하는 볼베어링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 카메라모듈.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 하우징은 박스형태를 가지며 각 꼭지점 부위에 상기 볼베어링이 상기 렌즈배럴의 광축 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 카메라모듈.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 렌즈배럴은 상기 볼베어링과 밀착되는 부위에 금속 플레이트가 구비되는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 카메라모듈.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 금속 플레이트는 상기 렌즈배럴의 광축 방향으로 연장되게 배치되며, 별도의 접착수단에 의해 상기 렌즈배럴의 꼭지점 부위에 부착되는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 카메라모듈.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 볼베어링은 상기 박스형 하우징의 각 꼭지점 부위에 밀착되게 설치된 베어링판; 및 상기 베어링판에 회전가능하게 결합되며 상기 렌즈배럴을 지지하는 적어도 하나의 볼;을 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 카메라모듈.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 볼베어링은 상기 카메라모듈을 기울이는 경우 상기 렌즈배럴이 상기 하우징에 대해 평행하도록 상기 렌즈배럴을 지지함과 동시에, 상기 렌즈배럴의 운동 시 상기 볼이 회전됨으로써 상기 렌즈배럴의 선형운동을 안내하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 카메라모듈.

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