KR101517224B1 - 흔들림 보정 카메라모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 불안정한 지지상태에 따른 광학모듈의 흔들림이 보정되도록 한 흔들림 보정 카메라모듈에 관한 것이다. 본 발명에 따른 흔들림 보정 카메라모듈은 광학모듈; 상기 광학모듈이 수용되는 수용부, 상기 수용부의 하측에 배치되고 상기 수용부로부터 이격되는 지지부 및 상기 수용부의 중심부와 상기 지지부의 중심부에 연결되는 힌지부를 포함하는 힌지케이스; 상기 힌지케이스를 감싸는 바디케이스; 상기 수용부의 외측면에 설치되는 마그네틱; 및 전원이 인가됨에 따라 형성되는 전기장에 의해 상기 힌지부를 중심으로 상기 수용부가 회전 진동되도록 상기 마그네틱에 대응되는 상기 바디케이스의 내측면에 설치되는 코일;을 포함하고, 상기 힌지부는, 상기 수용부의 하부면 중심부로부터 하방으로 돌출되는 제1힌지바와, 상기 제1힌지바에 교차하는 방향으로 상기 지지부의 중심부로부터 상방으로 돌출되고, 상기 제1힌지바에 교차되는 지점에서 상기 제 1힌지바와 일체로 연결되는 제2힌지바를 포함한다.

Description

흔들림 보정 카메라모듈{Camera module with shake correction function}
본 발명은 흔들림 보정 카메라모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 불안정한 지지상태에 따른 광학모듈의 흔들림이 보정되도록 한 흔들림 보정 카메라모듈에 관한 것이다.
카메라는 소형화, 경량화, 다기능화 등이 구현되어 인물 촬영 뿐만 아니라, 휴대폰의 영상 촬영 장치, 차량의 전후방 주행 촬영 장치, 생산 설비의 위치 감지 장치 등에 모듈화되어 그 사용 범위가 점차 확대되고 있다.
이러한 카메라모듈이 설치되고 운용되는 데 있어서, 카메라모듈이 고정된 장치의 구동에 따른 진동, 사용자의 파지상태의 불안정 등의 이유로 카메라모듈의 내부에 설치되는 광학모듈이 흔들릴 수 있다. 이와 같이 광학모듈이 흔들리게 되면, 취득된 영상의 품질이 저하되는 문제점이 있었다. 따라서 이러한 문제점을 보완하기 위해서 최근에는 광학모듈의 흔들림 보정 기술에 대해 개발된 바 있다.
이러한 광학모듈의 흔들림 보정 기술에 대해서는 이미 "대한민국 공개특허 제2011-0050210호;흔들림 보정모듈 및 이를 구비한 카메라모듈"에 의해 개시된 바 있다. 상기 공개특허는 광학모듈이 x축 방향으로 배치되는 한쌍의 힌지쌍과, y축 방향으로 배치되는 형성되는 한쌍의 힌지쌍이 구성되고, 2축을 기준으로 힌지부재가 진동되도록 하여 광학모듈의 흔들림이 보정되도록 작용된다.
하지만, 상기 공개특허는 1축에 대하여 2개의 힌지가 구성되어 총 4개의 힌지를 구성하기 위해 흔들림 보정모듈 전체 구조가 복잡해지는 문제점이 있다.
이러한 흔들림 보정모듈은 사출성형 방식으로 제조되는데, 흔들림 보정모듈이 복잡한 구조를 가지게되면, 흔들림 보정모듈을 제조하기 위해 사용되는 금형의 구조가 또한 복잡해지므로, 이에 따른 제조비용이 상승되는 문제점이 있다.
또한, 제한된 하우징의 내부공간 내부에 설치되는 흔들림 보정모듈이 복잡한 구조를 가지게되면, 힌지의 지름, 또는 두께가 가늘게 제조될 수 밖에 없으므로 각 힌지의 내구성이 저하되는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 제2011-0050210호 (2011. 05. 13. 공개)
본 발명의 목적은 간단한 구조로 내구성이 향상되며 광학모듈이 전방위에 대한 자유도를 가지고 전방위에 대한 흔들림이 보정되도록 한 흔들림 보정 카메라모듈를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 흔들림 보정 카메라모듈은 광학모듈; 상기 광학모듈이 수용되는 수용부, 상기 수용부의 하측에 배치되고 상기 수용부로부터 이격되는 지지부 및 상기 수용부의 중심부와 상기 지지부의 중심부에 연결되는 힌지부를 포함하는 힌지케이스; 상기 힌지케이스를 감싸는 바디케이스; 상기 수용부의 외측면에 설치되는 마그네틱; 및 전원이 인가됨에 따라 형성되는 전기장에 의해 상기 힌지부를 중심으로 상기 수용부가 회전 진동되도록 상기 마그네틱에 대응되는 상기 바디케이스의 내측면에 설치되는 코일;을 포함하고, 상기 힌지부는, 상기 수용부의 하부면 중심부로부터 하방으로 돌출되는 제1힌지바와, 상기 제1힌지바에 교차하는 방향으로 상기 지지부의 중심부로부터 상방으로 돌출되고, 상기 제1힌지바에 교차되는 지점에서 상기 제 1힌지바와 일체로 연결되는 제2힌지바를 포함한다.
바람직하게, 상기 힌지케이스는 탄성재료로 이루어질 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 흔들림 보정 카메라모듈은 상기 지지부의 테두리부로부터 상방으로 돌출되는 완충턱; 상기 수용부의 외측면에 돌출형성되는 완충돌기; 및 상기 완충돌기에 대응되도록 상기 바디케이스의 내측면에 형성되는 완충돌기수용홈;을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 흔들림 보정 카메라모듈은 간단한 구조로 광학모듈의 흔들림이 보정되므로 흔들림 보정을 위한 모듈을 제조하는 데 소비되는 제조비용을 절감할 수 있으며, 내구성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 흔들림 보정 카메라모듈를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 흔들림 보정 카메라모듈를 나타낸 분해사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 흔들림 보정 카메라모듈의 수용부, 지지부 및 힌지부의 결합관계를 나타낸 확대사시도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 본 발명에 따른 흔들림 보정 카메라모듈에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 흔들림 보정 카메라모듈를 나타낸 단면도이며, 도 2는 본 발명에 따른 흔들림 보정 카메라모듈를 나타낸 분해사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 흔들림 보정 카메라모듈의 수용부, 지지부 및 힌지부의 결합관계를 나타낸 확대사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 흔들림 보정 카메라모듈(100)은 피사체를 촬영하고 촬영된 영상을 처리하기 위한 광학모듈(110)을 포함한다. 광학모듈(110)은 적어도 하나 이상의 렌즈(111)가 구비되는 렌즈모듈(111a), 이미지센서(112), 메인보드(113) 및 연성회로기판(114) 을 포함할 수 있다.
렌즈(111)는 피사체로부터 오는 빛을 모으거나 발산시켜 이미지센서에 상(像)이 맺히도록 한다. 렌즈모듈(111a)은 렌즈홀더(111b)에 나사 결합될 수 있다.
이미지센서(112)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 중 어느 하나가 사용될 수 있다. 이미지센서(112)는 센서보드(112a)에 지지될 수 있다. 연성회로기판(114)은 센서보드(112a)와 메인보드(113)를 연결하여 센서보드(112a)와 메인보드(113) 간의 데이터 신호를 송수신할 수 있도록 한다.
도시되지 않았지만, 광학모듈(110)은 렌즈(111)를 통해 입사되는 빛을 이미지센서(112)로 안내하는 반사미러, 오토포커싱을 위한 렌즈 구동모터 등와 같은 광학 요소들이 추가로 설치될 수 있다. 이러한 광학모듈(110)의 상세한 구성에 대해서는 이미 본 기술분야에서 널리 알려진 기술이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
한편, 본 발명에 따른 흔들림 보정 카메라모듈(100)은 광학모듈(110)의 흔들림을 보정하기 위한 힌지케이스(120), 바디케이스(130), 마그네틱(140) 및 코일(150)을 포함할 수 있다.
힌지케이스(120)는 수용부(121), 지지부(122) 및 힌지부(123)를 포함할 수 있다. 수용부(121)는 상단이 개방된 함체로 이루어질 수 있다. 수용부(121)의 하부에는 제1개구부(121a)가 형성될 수 있다. 제1개구부(121a)는 이미지센서(112)에 연결되는 연성회로기판(114)이 수용부(121)의 외부로 인출되수 있도록 한다.
지지부(122)는 수용부(121)의 하측에 배치되고 수용부(121)로부터 이격된다. 지지부(122)는 평탄한 판상으로 마련될 수 있다. 지지부(122)에는 제1개구부(121a)에 연통되는 제2개구부(122a)가 형성될 수 있다. 제2개구부(122a)는 이미지센서(112)에 연결되고 제1개구부(121a)를 통해 바디케이스(130)의 외부로 인출되는 연성회로기판(114)이 지지부(122)에 간섭되는 것을 방지한다.
바람직하게, 힌지부(123)는 수용부(121)의 중심부와 지지부(122)의 중심부를 연결하도록 구비될 수 있다. 상세히, 힌지부(123)는 제1힌지바(123b) 및 제2힌지바(123c)를 포함하여 이루어질 수 있다. 제1힌지바(123b)는 수용부(121)의 중심부로부터 하방으로 돌출된다. 제2힌지바(123c)는 제1힌지바(123b)에 교차되는 방향으로 지지부(122)의 중심부로부터 상방으로 돌출된다. 제1힌지바(123b)와 제2힌지바(123c)는 일체형으로 마련될 수 있다. 즉, 제1힌지바(123b)와 제2힌지바(123c)는 교차되는 지점에서 서로 연결되고 수용부(121), 지지부(122)과 함께 일체형으로 제조될 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 흔들림 보정 카메라모듈(100)의 힌지부(123)는 두 힌지바(123b, 123c)를 축으로 하여 수용부(121)가 회전 진동되는 것이 아니라, 두 힌지바(123b, 123c)가 교차되는 지점을 기준으로 수용부(121)가 회전 진동될 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 흔들림 보정 카메라모듈(100)은 수용부(121)가 지지부(122)에 대하여 전방위 자유도를 가질 수 있으며, 두 힌지바(123b, 123c)가 교차되는 지점에서 면접촉되므로 내구성이 향상되는 구조를 가질 수 있다.
또한, 힌지부(123)는 자체로 탄성을 가지는 탄성재료, 예를 들어 천연고무, 실리콘, 합성고무 등으로 이루어짐이 바람직하며, 더 바람직하게는, 수용부(121), 지지부(122) 및 힌지부(123)가 일체로(one-body) 이루어질 수 있으며, 이 경우 힌지케이스(120)는 자체로 탄성을 가지는 탄성재료를 사출성형 방식을 이용하여 제조될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 흔들림 보정 카메라모듈(100)은 힌지부(123)의 구조가 간단하므로, 광학모듈(110)의 흔들림 보정에 필요한 요소를 제조하기 위한 제조비용이 절감될 수 있다. 또한 본 발명에 따른 흔들림 보정 카메라모듈(100)은 수용부(121)와 지지부(122)의 사이에 특히, 수용부(121)의 중심부와 지지부(122)의 중심부를 연결하는 힌지부(123)에 의해 수용부(121)가 지지부(122)에 대하여 전방위 자유도를 가지므로, 광학모듈(110)이 전방위에 대한 흔들림이 보정될 수 있다.
한편, 바디케이스(130)는 상단이 개폐가능한 함체형상으로 이루어질 수 있다. 이때, 바디케이스(130)의 측벽은 수용부(121)의 측벽으로부터 이격될 수 있다. 그리고 바디케이스(130)에는 제2개구부(122a)와 연통되는 제3개구부(131)가 형성될 수 있다. 제3개구부(131)는 제2개구부(122a)를 통과한 연성회로기판(114)이 바디케이스(130)의 외부로 인출될 수 있도록 한다. 바디케이스(130)의 상부면에는 빛이 투과하여 렌즈(111)로 입사될 수 있도록 하는 뷰포트(132)가 형성될 수 있다.
마그네틱(140)은 수용부(121)의 외측면에 탈착될 수 있다. 코일(150)은 마그네틱(140)에 대응되는 위치에 배치되어 바디케이스(130)의 내측면에 탈착될 수 있다. 바디케이스(130)에 설치되는 코일(150)은 연성회로기판(114)에 전기적으로 접속될 수 있다. 즉, 바디케이스(130)의 내부에는 코일(150)에 연결되는 리드선(151)이 내설되고, 제3개구부(131)에 노출되는 제1코일접속단자(152)가 설치될 수 있다. 이에 따라 연성회로기판(114)의 제3개구부(131)를 통과하는 부위에는 제1코일접속단자(152)에 전기적으로 접속되는 제2코일접속단자(153)가 설치될 수 있다.
이와 같이 제1실시예에 따른 흔들림 보정 카메라모듈(100)은 메인보드(113)를 통해 입력되는 전기신호에 의해 코일(150)로 전원이 입력되고, 코일(150)로 전원이 입력됨에 따라 수용부(121)가 힌지축(123a)을 기준으로 전방위로 회전 진동되면서 광학모듈(110)의 흔들림이 보정될 수 있다.
한편, 수용부(121)가 힌지축(123a)을 기준으로 전방위로 회전 진동됨에 따라, 수용부(121)는 힌지축(123a)을 기준으로 상하 좌우 방향으로 스윙(swing) 구동될 수 있다. 바람직하게, 본 발명에 따른 흔들림 보정 카메라모듈(100)은 수용부(121)의 스윙구동시 힌지부(123)의 과도한 흔들림을 방지하기 위한 구성으로, 완충턱(161)과 완충돌기(162)를 더 포함할 수 있다.
완충턱(161)은 지지부(122)의 상부면 테두리부에서 상방으로 돌출될 수 있다. 이러한 완충턱(161)은 수용부(121)가 힌지부(123)를 기준으로 상하 좌우 방향으로 스윙 구동될 때, 수용부(121)의 가장자리 하부가 지지부(122)의 가장자리 상부면에 충돌되는 것을 방지한다. 완충돌기(162)는 수용부(121)의 외측면 상단부에서 측방으로 돌출될 수 있다. 이와 함께 바디케이스(130)의 내측면 상단부에는 완충돌기(162)에 대응되도록 완충돌기수용홈(163)이 형성될 수 있다. 완충돌기수용홈(163)은 광학모듈(110)의 흔들림이 보정될 수 있도록 수용부(121)의 스윙 구동이 확보되는 범위 내에서 완충돌기(162)로부터 이격되는 것이 바람직하다.
이와 같이 본 발명에 따른 흔들림 보정 카메라모듈(100)은 완충턱(161)과 완충돌기(162)에 의해 힌지부(123)가 과도하게 휘거나 절곡되는 것을 방지하여 힌지부(123)의 내구성을 향상시킬 수 있으며, 또한 수용부(121)의 가장자리 하부와 바디케이스(130)의 가장자리 상부면 간의 충돌이 방지되므로, 수용부(121)와 바디케이스(130)의 내구성도 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 흔들림 보정 카메라모듈의 작용에 대하여 설명하도록 한다.
먼저, 바디케이스(130)의 상단이 개방된다.
이어, 코일(150)은 바디케이스(130)에 장착되고, 마그네틱(140)은 수용부(121)에 장착될 수 있다.
이어, 메인보드(113)에 연결된 연성회로기판(114)이 제3개구부(131)를 통해 바디케이스(130)의 내측으로 삽입된다. 이때, 연성회로기판(114)에 설치된 제2코일접속단자(153)는 제3개구부(131)에 노출된 제1코일접속단자(152)에 연결된다.
이어, 일체로 이루어진 수용부(121), 지지부(122) 및 힌지부(123)가 바디케이스(130)의 내부에 삽입된다. 이때, 연성회로기판(114)의 단부는 제2개구부(122a)를 통과하고, 제1개구부(121a)를 통해 수용부(121)의 내측으로 삽입될 수 있다. 그리고 수용부(121), 지지부(122) 및 힌지부(123)가 바디케이스(130)의 내부에 수용됨에 따라 코일(150)과 마그네틱(140)은 서로 마주보는 위치에 정렬될 수 있다.
이어, 연성회로기판(114)의 단부가 이미지센서(112)에 연결되고, 광학모듈(110)이 수용부(121)의 내부에 수용된다.
이어, 바디케이스(130)의 상단이 밀폐된다.
이와 같이 본 발명에 따른 흔들림 보정 카메라모듈(100)가 준비되면, 본 발명에 따른 흔들림 보정 카메라모듈(100)은 피사체를 촬영하기 위한 소정의 위치에 고정되거나, 사용자에게 파지될 수 있다.
이때, 본 발명에 따른 흔들림 보정 카메라모듈(100)가 고정된 장치의 사용에 따른 흔들림, 또는 사용자의 손떨림에 따른 흔들림 등의 이유로 광학모듈(110)이 흔들릴 수 있다. 메인보드(113)는 기설정된 설정값에 따라 광학모듈(110)의 위치에 따른 위치제어신호를 발생시킨다. 위치제어신호에 따라 연성회로기판(114)통해 코일(150)로 전원이 인가된다. 코일(150)에 전원이 인가됨에 따라 코일(150)을 따라 전류가 형성되고 코일(150) 주변에는 전기장이 발생된다. 이와 같이 발생되는 전기장에 마그네틱(140)이 반응하고, 마그네틱(140)을 구속하고 있는 수용부(121)는 힌지부(123)를 기준으로 회전 진동되어 그 위치가 보정될 수 있다.
이때, 본 발명에 따른 흔들림 보정 카메라모듈(100)은 수용부(121)가 힌지부(123)에 의해 지지부(122)에 대하여 전방위 자유도를 가지므로, x축 방향, y축 방향 2축 뿐만 아니라 z축 방향을 비롯한 전방위에 대한 위치가 자유롭게 보정될 수 있다.
상술된 바와 같이 본 발명에 따른 흔들림 보정 카메라모듈(100)은 구조적으로 간단하고 광학모듈(110)이 수용된 수용부(121)가 지지부(122)에 대하여 전방위 자유도를 가지므로, 제조비용의 절감, 내구성의 향상, 촬영이미지의 고품질 등의 효과를 도출할 수 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호 범위에 속하게 될 것이다.
100 : 흔들림 보정 카메라모듈 110 : 광학모듈
111 : 렌즈 112 : 이미지센서
113 : 메인보드 114 : 연성회로기판
120 : 힌지케이스 121 : 수용부
121a : 제 1개구부 122 : 지지부
122a : 제 2개구부 123 : 힌지부
123b : 제1힌지바 123c : 제2힌지바
130 : 바디케이스 131 : 제 3개구부
140 : 마그네틱 150 : 코일
161 : 완충턱 162 : 완충돌기

Claims (3)

  1. 광학모듈;
    상기 광학모듈이 수용되는 수용부, 상기 수용부의 하측에 배치되고 상기 수용부로부터 이격되는 지지부 및 상기 수용부의 중심부와 상기 지지부의 중심부에 연결되는 힌지부를 포함하는 힌지케이스;
    상기 힌지케이스를 감싸는 바디케이스;
    상기 수용부의 외측면에 설치되는 마그네틱; 및
    전원이 인가됨에 따라 형성되는 전기장에 의해 상기 힌지부를 중심으로 상기 수용부가 회전 진동되도록 상기 마그네틱에 대응되는 상기 바디케이스의 내측면에 설치되는 코일;을 포함하고,
    상기 힌지부는 상기 수용부의 하부면 중심부로부터 하방으로 돌출되는 제1힌지바와, 상기 지지부의 중심부로부터 상방으로 돌출되어 상기 제1힌지바와 교차하는 제2힌지바를 포함하고,
    상기 힌지케이스는 상기 수용부, 상기 지지부, 상기 제1힌지바 및 상기 제2힌지바가 일체로(one-body) 형성되고, 상기 수용부가 서로 교차하는 상기 제1힌지바와 상기 제2힌지바를 중심으로 회전 진동되도록 자체로 탄성을 가지는 탄성재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 흔들림 보정 카메라모듈.
  2. 삭제
  3. 삭제
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