KR20200140433A - 소형 카메라 - Google Patents

Abstract

소형 카메라가 개시된다. 본 발명에 따른 소형 카메라는, 외면부에 마그네트가 결합된 광학 유니트와, 내부에 상기 광학 유니트를 광축 방향으로 이동 가능하게 수용하며 마그네트와 대응되는 위치에 코일이 배치된 하우징 및 하우징의 하부에 장착되며 기판 상면에 이미지 센서를 실장시킨 구성의 이미지 센서 모듈을 포함하며, 하우징의 내부는 코일이 위치하는 하우징 일측의 제1 영역과 제1 영역을 제외한 나머지 제2 영역으로 구성되고, 제1 영역은 하부가 막혀 있고 제2 영역은 하부가 개방되어 있으며, 기판은 제2 영역의 하단 개구부에 대응되는 크기로 형성되고 개구부를 통해 하우징의 하부에 결합되며, 하부가 개방된 제2 영역의 하단 개구부가 하부가 막힌 제1 영역의 하단 폐쇄부보다 소정의 높이만큼 위쪽으로 단차지게 구성된 것을 특징으로 하며, 이와 같은 구성에 따라 본 발명은 이미지 센서 모듈의 기판 일부가 점유하던 공간만큼을 추가적인 부품 실장 공간으로 확보할 수 있다.

Description

소형 카메라{Camera module actuator}

본 발명은 소형 카메라에 관한 것으로, 특히 휴대용 단말기 등에 장착되며 줌 기능 및 자동 초점 조절 기능을 갖는 소형 카메라에 관한 것이다.

최근의 스마트 폰과 같은 휴대용 단말기(이하, '모바일' 이라 함)는 그 기술의 고도화에 발맞춰 기존의 단순 전화 기능에서 벗어나, 음악, 영화, TV, 게임 등 다양한 기능을 실행할 수 있는 멀티 컨버젼스로 진화하고 있다. 멀티 컨버젼스로의 전개를 이끌어 가는 요소 중의 하나가 바로 카메라 렌즈 모듈(Camera Lens Module)이다.

모바일에 탑재되는 카메라 렌즈 모듈(이하. '소형 카메라'라 함)은, 사용자 요구에 의한 고화소 및 고기능 중심으로의 최근 트랜드에 부합하기 위해 줌(Zoom) 기능이나 자동초점조절(Auto Focusing) 기능과 같은 다양한 부가 기능을 갖춘 구조로 변화되고 있다. 줌(Zoom) 기능이나 자동초점조절(Auto Focusing) 기능은 소형 카메라에 탑재되는 액추에이터에 의해 구현된다.

줌이나 자동초점조절 기능의 구현을 위해 소형 카메라에 탑재되는 액추에이터는 VCM(Voice Coil Motor) 타입과 엔코딩 타입으로 분류될 수 있다. VCM 타입은 자기장과 전기장의 상호 작용을 이용하여 광학 유니트(렌즈 조립체)의 승강 위치를 조절하며, 엔코딩 타입은 VCM 타입에 센서를 부가해 센서가 인식한 위치 값을 바탕으로 광학 유니트의 움직임을 제어한다.

VCM 타입은 엔코딩 타입에 비해 비용 측면에서 유리하지만 구동 정밀도가 상대적으로 떨어진다. 반면 엔코딩 타입은 센서와 같은 부품이 요구됨에 따라 제작단가가 상승하는 등 비용 측면에서 불리한 단점은 있으나 센서를 통해 확인된 위치 값을 바탕으로 광학 유니트의 움직임을 피드백 제어하기 때문에 구동 정밀도가 매우 높다는 장점이 있다.

물론 VCM 타입이나 엔코딩 타입은 자기장과 전기장의 상호 작용에 따라 발생하는 힘을 이용하여 줌이나 자동초점조절을 구현하는 것이므로 기본 작동원리는 동일하며 구성에 있어서도 큰 차이는 없다. 종래 소형 카메라에 탑재되는 VCM 이나 엔코딩 타입 액추에이터는, 마그네트를 실장한 가동파트와 코일을 구성한 고정파트를 기본 구성으로 한다.

이러한 줌 및 자동초점조절용 액추에이터를 포함하는 소형 카메라는, 코일이 발생시키는 전기장과 마그네트의 자기장 사이의 상호 작용에 따라 발생한 힘으로 구동파트에 대해 가동파트가 광축 방향으로 상대운동을 하며, 그러한 상대운동으로 이미지 센서에 대한 가동파트의 이격 거리가 조절됨으로써 줌 기능이나 자동초점조절 기능이 구현된다.

도 1, 도 2은 종래 줌 및 자동초점조절 기능을 포함하는 종래 소형 카메라의 일례를 도시한 도면이다. 이를 참조하여 종래 줌 및 자동초점조절 기능을 포함하는 종래 소형 카메라에 대해 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 줌 및 자동초점조절 기능을 포함하는 종래 소형 카메라(6)는, 광학 유니트(60) 및 광학 유니트(60)를 광축 방향으로 이동 가능하게 수용하는 하우징(62)을 포함한다. 광학 유니트(60)의 외면부 일측에는 마그네트(61)가 결합되며, 하우징(62)의 일 측면부에는 상기 마그네트(61)와 대향되도록 배치되어 하나의 자기회로를 구성하는 코일(63)이 배치된다.

자기회로를 구성하는 코일(63)과 마그네트(61)의 상호 작용으로 줌 또는 자동초점조절을 위한 구동력이 발생되며, 발생된 구동력에 의해 하우징(62)에 대해 광학 유니트(60)가 광축 방향으로 상대운동을 하며, 이러한 상대운동으로 하우징(62)의 하부에 배치되는 이미지 센서 모듈(64) 대한 광학 유니트(60)의 광축 방향 변위로써 줌 기능이나 자동초점조절 기능이 구현된다.

이미지 센서 모듈(64)은 상기 광학 유니트(60)를 통과한 광으로부터 이미지를 센싱한다. 이미지 센서 모듈(64)은 기판(65) 및 기판(65) 상에 실장되는 이미지 센서(66)를 포함한다. 이미지 센서 모듈(64)이 결합되는 상기 하우징(62)의 하부는 개방되어 있으며, 그 개방된 하우징(62)의 하부면을 완전히 봉쇄하는 형태로 하우징(62)의 하부에서 상기 이미지 센서 모듈(64)이 결합된다.

도 1 및 도 2에서 미설명 도면부호 68은 하우징 상부에 결합되어 부품 실장공간을 형성시키는 케이스를 가리킨다.

그러나 이처럼 하우징 하부면을 완전히 폐쇄하는 구조로 하우징의 하부에서 상기 이미지 센서 모듈이 결합되는 종래의 카메라는, 액추에이터 구성품(자기회로, 광학 유니트 등)을 배치하기 위한 공간 확보에 어려움이 있다. 이미지 센서 모듈의 상부로 구획되는 하우징 내 부품 실장공간이 기판 두께만큼을 제한 높이로 한정되기 때문이다.

즉, 종래 소형 카메라는 구조적으로 하우징 내 부품 실장공간이 하부에 배치되는 기판의 두께만큼을 제한 높이로 한정됨으로써 부품 실장공간 확보에 어려움이 있으며, 이로 인해 광학 유니트의 사양 변경(예를 들어, 고정밀 촬영을 위해 보다 많은 수의 광학 렌즈를 탑재하는 경우) 시 그에 맞춰 자기회로의 사양을 확장시키기 어렵다는 문제가 있다.

한국공개특허 제10-2018-0116965호(공개일 2018.10.26)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 이미지 센서 모듈의 기판이 점유하던 일부 공간을 부품 배치공간으로 활용할 수 있는 구성의 소형 카메라를 제공하고자 하는 것이다.

과제의 해결 수단으로서 본 발명의 일 실시 예에 따르면,

외면부에 마그네트가 결합된 광학 유니트;

내부에 상기 광학 유니트를 광축 방향으로 이동 가능하게 수용하며 상기 마그네트와 대응되는 위치에 코일이 배치된 하우징; 및

상기 하우징의 하부에 장착되며 기판 상면에 이미지 센서를 실장시킨 구성의 이미지 센서 모듈;을 포함하며,

상기 하우징의 내부는 상기 코일이 위치하는 하우징 일측의 제1 영역과 제1 영역을 제외한 나머지 제2 영역으로 구성되고,

상기 제1 영역은 하부가 막혀 있고 상기 제2 영역은 하부가 개방되어 있으며,

상기 기판은 제2 영역의 하단 개구부에 대응되는 크기로 형성되고 상기 개구부를 통해 하우징의 하부에 결합되며,

하부가 개방된 상기 제2 영역의 하단 개구부가 하부가 막힌 상기 제1 영역의 하단 폐쇄부보다 소정의 높이만큼 위쪽으로 단차지게 구성된 소형 카메라를 제공한다.

여기서, 상기 하단 개구부가 하단 폐쇄부보다 상기 기판의 두께에 상응하는 높이만큼 위쪽으로 단차지게 구성될 수 있다.

그리고 상기 광학 유니트는, 광축 방향으로 직선운동 가능하도록 상기 하우징 내부에 설치되고 일측에 마그네트 장착부를 구비하는 캐리어와, 상기 캐리어 중앙의 수용홀에 결합되고 복수의 렌즈들로 구성된 렌즈군을 수용하는 렌즈배럴로 구성될 수 있다.

또한, 제1 영역에 마그네트와 코일로 구성되는 자기회로가 위치하고, 제2 영역에 광학 유니트의 상기 렌즈배럴이 위치하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 제1 영역에 위치하며 광학 유니트와 하우징 사이에서 상기 하우징에 대한 광학 유니트의 광축 방향 직선운동을 가이드하는 볼 구동부를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 볼 구동부는, 상기 광학 유니트에 구비되며 광축 방향으로 볼홈이 형성된 좌우 한 쌍의 제1 볼 가이드와, 상기 하우징의 내측에 상기 제1 볼 가이드와 대응되는 구조로 형성되는 좌우 한 쌍의 제2 볼 가이드와, 상기 제1 볼 가이드와 제2 볼 가이드 사이에 광축 방향으로 정렬되도록 개재되는 둘 이상의 볼을 포함할 수 있다.

과제의 해결 수단으로서 본 발명의 다른 실시 예에 따르면,

외면부에 마그네트가 결합된 광학 유니트;

내부에 상기 광학 유니트를 광축 방향으로 이동 가능하게 수용하며 상기 마그네트와 대응되는 위치에 코일이 배치된 하우징; 및

상기 하우징의 하부에 장착되며 기판 상면에 이미지 센서를 실장시킨 구성의 이미지 센서 모듈;을 포함하며,

하우징의 내부는 상기 코일의 양 측부에 형성되는 제1, 제2 모서리 영역과, 제1, 제2 모서리 영역을 제외한 나머지 제3 영역으로 구성되고,

상기 제1, 제2 모서리 영역은 하부가 막혀 있고 상기 제3 영역은 하부가 개방되어 있으며,

상기 기판은 상기 제3 영역의 하단 개구부에 대응되는 크기로 형성되고 상기 개구부를 통해 하우징의 하부에 결합되며,

하부가 개방된 상기 제3 영역의 하단 개구부가 하부가 막힌 상기 제1, 제2 모서리 영역의 하단 폐쇄부보다 소정의 높이만큼 위쪽으로 단차지게 구성된 소형 카메라를 제공한다.

여기서, 상기 하단 개구부가 하단 폐쇄부보다 상기 기판의 두께에 상응하는 높이만큼 위쪽으로 단차지게 구성될 수 있다.

그리고 상기 광학 유니트는, 광축 방향으로 직선운동 가능하도록 상기 하우징 내부에 설치되고 일측에 마그네트 장착부를 구비하는 캐리어와, 상기 캐리어 중앙의 수용홀에 결합되고 복수의 렌즈들로 구성된 렌즈군을 수용하는 렌즈배럴로 구성될 수 있다.

또한, 제3 영역에 마그네트와 코일로 구성되는 자기회로 및 광학 유니트의 상기 렌즈배럴이 위치하며, 제1, 제2 모서리 영역에 상기 광학 유니트와 하우징 사이에서 상기 하우징에 대한 광학 유니트의 광축 방향 직선운동을 가이드하는 볼 구동부가 위치하도록 구성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 볼 구동부는, 상기 광학 유니트에 구비되며 광축 방향으로 볼홈이 형성된 좌우 한 쌍의 제1 볼 가이드와, 상기 하우징의 내측에 상기 제1 볼 가이드와 대응되는 구조로 형성되는 좌우 한 쌍의 제2 볼 가이드와, 상기 제1 볼 가이드와 제2 볼 가이드 사이에 광축 방향으로 정렬되도록 개재되는 둘 이상의 볼을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 소형 카메라에 의하면, 하우징의 하단 일부를 기판 두께에 상응하는 높이로 단차지게 구성하고, 단차진 부분을 통해 하부징의 하부면 일부만을 기판이 폐쇄하도록 구성된다. 이에 따라 기판이 배치된 부분을 제외한 나머지 영역, 즉 기판이 배치되지 않은 하우징 하부의 일부 영역(기판으로 막혀 있지 않은 부분)을 부품 실장공간으로 활용할 수 있다.

종래 소형 카메라에서는 구조적으로, 하우징 내 부품 실장공간이 하부에 배치되는 기판의 두께만큼을 제한 높이로 한정됨으로써 부품 실장공간 확보에 어려움이 있으며, 이에 따라 광학 유니트의 사양 변경(예를 들어, 고정밀 촬영을 위해 보다 많은 수의 광학 렌즈를 탑재하는 경우) 시 그에 맞춰 자기회로의 사양을 바꾸기 어렵다는 단점이 있다.

반면, 본 발명은 종래 기술에서 기판 일부가 점유하던 영역을 공간으로 확보하고 부품 실장공간으로 활용할 수 있도록 구성됨으로써, 종래 기술에서 문제점으로 대두되던 부품 실장공간 확보에 있어서의 어려움을 해소할 수 있으며, 카메라의 사이즈 변경 없이도 광학 유니트의 사양 변경에 따른 구동력 증대 요구에 맞춰 자기회로의 사양을 용이하게 바꿀 수 있다.

도 1은 종래 줌 및 자동초점조절 기능을 포함하는 소형 카메라의 분리 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 소형 카메라의 측면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 소형 카메라의 분해 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 소형 카메라의 측면도.
도 5는 도 3에 도시된 하우징을 저면에서 바라본 사시도.
도 6은 종래 소형 카메라와 본 발명의 일 실시 예에 따른 소형 카메라의 자기회로부를 비교 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 소형 카메라의 분해 사시도.
도 8은 도 7에 도시된 소형 카메라의 정면도.
도 9는 도 7에 도시된 하우징을 저면에서 바라본 사시도.
도 10은 종래 소형 카메라와 본 발명의 다른 실시 예에 따른 소형 카메라의 볼 구동부를 비교 도시한 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

더하여, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일도면 참조부호를 부여하기로 하며 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 소형 카메라의 분해 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 소형 카메라의 측면도이다. 그리고 도 5는 도 3에 도시된 하우징을 저면에서 바라본 사시도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 소형 카메라(1)는, 광학 유니트(10)와 광학 유니트(10)를 수용하는 하우징(16), 그리고 하우징(16)의 하부에 장착되는 이미지 센서 모듈(18)을 포함한다. 광학 유니트(10)의 외면부에는 마그네트(M)가 결합되며, 마그네트(M)와 대응되는 위치의 하우징(16)에는 상기 마그네트(M)와 마주하도록 코일(C)이 배치된다.

서로 마주하도록 대응되는 마그네트(M)와 코일(C)은 줌 또는 자동초점조절(Auto Focus)을 위한 구동력을 발생시키는 하나의 자기회로(15)를 구성한다. 코일(C)은 하우징(16)의 외면 일부를 감싸도록 구성되는 가요성 회로기판(180)(부호 생략)에 실장되거나 전기적으로 연결될 수 있으며, 가요성 회로기판(180)으로부터 공급되는 전원으로 코일(C)이 발생시킨 전기장과 마그네트(M) 자기장의 상호 작용으로 상기 구동력이 발생된다.

마그네트(M)가 결합된 광학 유니트(10)는 상기 하우징(16)의 내부에 광축 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 이에 따라 상기 자기회로(15)가 발생시킨 구동력으로 하우징(16) 내에서 광학 유니트(10)가 광축 방향으로 상대운동을 하며, 광학 유니트(10)의 상대운동으로 하우징(16)의 하부에 배치되는 이미지 센서 모듈(18)과의 이격 거리가 조절됨으로써 줌 또는 자동초점조절이 구현된다.

광학 유니트(10)는 바람직하게, 캐리어(12)와 렌즈배럴(11)을 포함한다. 캐리어(12)는 광축 방향으로 직선운동 가능하도록 상기 하우징(16) 내부에 설치되고 일측에 상기 마그네트(M)가 결합되는 마그네트 장착부(122)를 구비하며, 렌즈배럴(11)은 캐리어(12) 중앙의 수용홀(120)에 결합되고 복수의 렌즈들로 구성된 렌즈군을 수용한다. 여기서 렌즈 각각은 동일하거나 상이한 초점 거리, 굴절률 등의 광학적 특성을 가질 수 있다.

이미지 센서 모듈(18)은 상기 광학 유니트(10)를 통과한 광으로부터 이미지를 센싱한다. 이미지 센서 모듈(18)은 기판(180) 및 기판(180) 상에 실장되는 이미지 센서(182)를 포함하며, 상기 하우징(16)의 하부에 배치된다. 이미지 센서 모듈(18)을 구성하는 상기 기판(180)은 하부가 개방된 하우징(16)의 특정 영역 하단에서 그 개방된 하단부를 밑에서 커버하는 구조로 설치될 수 있다.

하우징(16)의 내부는 상기 코일(C)이 위치하는 하우징(16) 일측의 제1 영역(160)과 제1 영역(160)을 제외한 나머지 제2 영역(162)으로 구성될 수 있다. 제1 영역(160)은 하부가 막혀 있고 상기 제2 영역(162)은 하부가 개방되어 있으며, 이미지 센서 모듈(18)을 구성하는 상기 기판(180)이 상기 제2 영역(162)의 하단 개구부(164)에 대응되는 크기로 형성되어 상기 개구부(164)를 완전히 차단하는 형태로 하우징(16)의 하부에서 결합될 수 있다.

도면의 예시와 같이, 하부가 개방된 상기 제2 영역(162)의 하단 개구부(164)는 하부가 막혀 있는 상기 제1 영역(160)의 하단 폐쇄부(161)보다 소정의 높이만큼 위쪽으로 단차지게 구성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 제2 영역(162)의 하단 개구부(164)가 제1 영역(160)의 하단 폐쇄부(161)보다 정확히 상기 기판(180)의 두께에 상응하는 높이만큼 위쪽으로 단차지게 구성될 수 있다.

이와 같은 구성에 의하여 도 4의 도시와 같이, 결합 상태에서 이미지 센서 모듈(18)을 구성하는 기판(180)의 하부면과 상기 제1 영역(160)의 하단 폐쇄부(161)의 최하단이 동일 평면 상에 정렬되는 구조로 바닥면을 구성하며, 제1 영역(160) 하부에는 기판(180)이 배치되지 않기 때문에 기판(180)두께에 상응하는 만큼 추가 공간을 조성할 수 있어 부품 실장공간으로 활용할 수 있다.

하부에 기판(180)이 배치되지 않는 하우징(16)의 상기 제1 영역(160)에는 마그네트(M)와 코일(C)로 구성된 전술한 자기회로(15)가 위치할 수 있다. 그리고 하부에 기판(180)이 배치되는 제2 영역(162)에는 광학 유니트(10)의 상기 렌즈배럴(11)이 위치할 수 있다.

제1 영역(160)에는 또한, 광학 유니트(10)와 하우징(16) 사이에서 상기 하우징(16)에 대한 광학 유니트(10)의 광축 방향 직선운동을 가이드하는 볼 구동부(19)가 위치할 수 있다.

볼 구동부(19)는 제1 볼 가이드(190)와 제2 볼 가이드(194), 제1, 제2 볼 가이드(194) 사이에 광축 방향으로 정렬되도록 개재되는 둘 이상의 볼(192)을 포함한다. 제1 볼 가이드(190)는 상기 마그네트 장착부(122) 양 옆에 좌우 한 쌍으로 구비되고 각각에 광축 방향으로 볼홈을 형성한 구성일 수 있으며, 제2 볼 가이드(194)는 제1 영역(160)의 하우징(16) 내측면에 상기 한 쌍의 제1 볼 가이드(190)와 대응되는 구조로 형성될 수 있다.

이와 같은 구성의 본 발명의 일 실시 예에 따른 소형 카메라에 의하면, 하우징(16)의 하단 일부를 기판(180) 두께에 상응하는 높이로 단차지게 구성하고, 단차진 부분을 통해 하부징의 하부면 일부만을 기판(180)이 폐쇄하도록 구성된다. 이에 따라 기판(180)이 배치된 부분을 제외한 나머지 영역, 즉 기판(180)이 배치되지 않은 하우징(16) 하부의 일부 영역을 기판(180) 두께만큼 늘려 부품 실장공간으로 활용할 수 있다.

도 3 및 도 4에서 미설명 도면부호 13은 하우징 상부에 결합되어 부품 실장공간을 형성시키는 케이스를 가리킨다.

종래 구성과의 대비를 통해 본 발명의 효과를 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 6은 종래 소형 카메라와 본 발명의 일 실시 예에 따른 소형 카메라의 자기회로부를 비교 도시한 도면으로서, 도 6의 (a)는 도 2에 도시된 종래 소형 카메라를 A-A선 방향에서 바라본 단면도이며, 도 6의 (b)가 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시 예에 따른 소형 카메라의 자기회로부를 B-B선 방향에서 바라본 단면도이다.

도 6의 (a)와 같은 종래의 소형 카메라는 구조적으로, 하우징 내 자기회로 실장공간이 하부에 배치되는 기판의 두께만큼을 제한 높이로 한정된다. 이에 따라 카메라 사이즈를 키우지 않는 이상 광학 유니트의 사양 변경(예컨대 고정밀 촬영을 위해 보다 많은 수의 광학 렌즈를 탑재하는 경우)에 맞춰 자기회로의 사양을 확장(코일과 마그네트(미도시)의 크기를 키우는 것)시키기 어렵다.

반면 도 6의 (b)와 같은 본 발명은, 자기회로가 실장되는 제1 영역의 하부에 기판이 배치되지 않기 때문에 기판의 두께만큼을 더 늘려 부품 실장공간으로 더 활용할 수 있다. 즉 같은 크기(H1=H2)라도 종래 구성에 비해 자기회로 실장공간을 더 크게 확보할 수 있는 구조이며, 이에 따라 광학 유니트의 사양 변경에 따른 구동력 증대 요구에 맞춰 자기회로도 더 크게 구성할 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 소형 카메라의 분해 사시도이며, 도 8은 도 7에 도시된 소형 카메라의 정면도이다. 그리고 도 9는 도 7에 도시된 하우징을 저면에서 바라본 사시도이다.

이하 본 발명의 다른 실시 예를 설명함에 있어 전술한 일 실시 예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명하기로 한다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 소형 카메라(1)는, 광학 유니트(10)와 광학 유니트(10)를 수용하는 하우징(16'), 그리고 하우징(16')의 하부에 장착되는 이미지 센서 모듈(18)을 포함한다. 광학 유니트(10)의 외면부에는 마그네트(M)가 결합되며, 마그네트(M)와 대응되는 위치의 하우징(16)에는 상기 마그네트(M)와 마주하도록 코일(C)이 배치된다.

서로 마주하도록 대응되는 마그네트(M)와 코일(C)은 줌 또는 자동초점조절(Auto Focus)을 위한 구동력을 발생시키는 하나의 자기회로(15)를 구성한다. 코일(C)은 하우징(16)의 외면 일부를 감싸도록 구성되는 가요성 회로기판(180)에 실장되거나 전기적으로 연결될 수 있으며, 가요성 회로기판(180)으로부터 공급되는 전원으로 코일(C)이 발생시킨 전기장과 마그네트(M) 자기장의 상호 작용으로 상기 구동력이 발생된다.

마그네트(M)가 결합된 광학 유니트(10)는 상기 하우징(16)의 내부에 광축 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 이에 따라 상기 자기회로(15)가 발생시킨 구동력으로 하우징(16) 내에서 광학 유니트(10)가 광축 방향으로 상대운동을 하며, 이러한 상대운동으로 하우징(16)의 하부에 배치되는 이미지 센서 모듈(18) 대한 광학 유니트(10)의 위치 변화로써 줌 또는 자동초점조절이 구현된다.

광학 유니트(10)는 바람직하게, 캐리어(12)와 렌즈배럴(11)을 포함한다. 캐리어(12)는 광축 방향으로 직선운동 가능하도록 상기 하우징(16) 내부에 설치되고 일측에 상기 마그네트(M)가 결합되는 마그네트 장착부(122)를 구비한다. 그리고 렌즈배럴(11)은 캐리어(12) 중앙의 수용홀(120)에 결합되고 복수의 렌즈들로 구성된 렌즈군을 수용한다. 렌즈 각각은 동일하거나 상이한 초점 거리, 굴절률 등의 광학적 특성을 가질 수 있다.

이미지 센서 모듈(18)은 상기 광학 유니트(10)를 통과한 광으로부터 이미지를 센싱한다. 이미지 센서 모듈(18)은 기판(180) 및 기판(180) 상에 실장되는 이미지 센서(182)를 포함하며, 상기 하우징(16)의 하부에 배치된다. 이미지 센서 모듈(18)을 구성하는 상기 기판(180)은 하부가 개방된 하우징(16)의 특정 영역 하단에서 그 개방된 하단부를 밑에서 커버하는 구조로 설치될 수 있다.

하우징(16)의 내부는 상기 코일(C) 양 측방의 제1, 제2 모서리 영역(165a, 165b)과, 제1, 제2 모서리 영역(165a, 165b)을 제외한 나머지 제3 영역(168)으로 구성될 수 있다. 제1, 제2 모서리 영역(165a, 165b)은 하부가 막혀 있고 제3 영역(168)은 하부가 개방되어 있으며, 이미지 센서 모듈(18)의 기판(180)이 상기 제3 영역(168)의 하단 개구부(169)에 대응되는 크기로 형성되어 상기 개구부(169)를 완전히 봉쇄하는 형태로 하우징(16)의 하부에서 결합될 수 있다.

도면의 예시와 같이, 하부가 개방된 상기 제3 영역(168)의 하단 개구부(169)는 하부가 막혀 있는 상기 제1, 제2 모서리 영역(165a, 165b)의 하단 폐쇄부(161)보다 소정의 높이만큼 위쪽으로 단차지게 구성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 제3 영역(168)의 하단 개구부(169)가 제1, 제2 모서리 영역(165a, 165b)의 하단 폐쇄부(166a, 166b)보다 정확히 상기 기판(180)의 두께에 상응하는 높이만큼 위쪽으로 단차지게 구성될 수 있다.

이와 같은 구성에 의하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 소형 카메라는 도 8의 도시와 같이, 결합 상태에서 이미지 센서 모듈(18)을 구성하는 기판(180)의 하부면과 상기 제1, 제2 모서리 영역(165a, 165b)의 하단 폐쇄부(166a, 166b)의 최하단이 동일 평면 상에 정렬되는 구조로 바닥면을 구성하며, 제1, 제2 모서리 영역(165a, 165b) 하부에는 기판(180)이 배치되지 않기 때문에 그 두께만큼을 추가 공간으로 조성할 수 있다.

하부에 기판(180)이 배치되지 않는 하우징(16)의 상기 제1, 제2 모서리 영역(165a, 165b)에는 볼 구동부(19)가 배치된다. 볼 구동부(19)는 상기 광학 유니트(10)와 하우징(16) 사이에서 상기 하우징(16)에 대한 광학 유니트(10)의 광축 방향 직선운동을 가이드한다. 그리고 하부에 기판(180)이 배치되는 제3 영역(168)에는 볼 구동부(19)를 제외한 나머지 구성품, 예컨대 마그네트(M)와 코일(C)로 구성된 자기회로(15), 광학 유니트(10) 등이 위치할 수 있다.

볼 구동부(19)는 제1 볼 가이드(190)와 제2 볼 가이드(194), 제1, 제2 볼 가이드(190, 194) 사이에 광축 방향으로 정렬되도록 개재되는 둘 이상의 볼(192)을 포함한다. 제1 볼 가이드(190)는 상기 마그네트 장착부(122) 양 옆에 좌우 한 쌍으로 구비되고 각각에 광축 방향으로 볼홈을 형성한 구성일 수 있으며, 제2 볼 가이드(194)는 제1 영역(160)의 하우징(16) 내측면에 상기 한 쌍의 제1 볼 가이드(190)와 대응되는 구조로 형성될 수 있다.

이와 같은 구성의 본 발명의 다른 실시 예 역시, 하우징(16)의 하단 일부를 기판(180) 두께에 상응하는 높이로 단차지게 구성하고, 단차진 부분을 통해 하부징의 하부면 일부만을 기판(180)이 폐쇄하도록 구성된다. 이에 따라 기판(180)이 배치된 부분을 제외한 나머지 영역, 즉 기판(180)이 배치되지 않은 하우징(16) 하부의 일부 영역을 기판(180) 두께만큼 늘려 부품 실장공간으로 활용할 수 있다.

도 7 및 도 8에서 미설명 도면부호 13은 하우징 상부에 결합되어 부품 실장공간을 형성시키는 케이스를 가리킨다.

종래 구성과의 대비를 통해 본 발명의 효과를 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 10은 종래 소형 카메라와 본 발명의 다른 실시 예에 따른 소형 카메라의 볼 구동부를 비교 도시한 도면으로서, 도 10의 (a)는 종래 소형 카메라의 볼 구동부 단면도이고, 도 10의 (b)가 본 발명의 다른 실시 예에 따른 소형 카메라의 볼 구동부 단면도이다.

도 10의 (a)와 같은 종래의 소형 카메라는 구조적으로, 하우징 내 볼 구동부 실장공간이 하부에 배치되는 기판의 두께만큼을 제한 높이로 한정된다. 이에 따라 카메라 사이즈를 키우지 않는 이상 볼 구동부 내 볼 사이의 간격이 좁고 볼 피치가 작아 볼의 구름성이 양호하지 못하며 소음이 발생하고, 설계 자유도가 낮다는 단점이 있다.

반면 도 10의 (b)와 같은 본 발명은, 한 쌍의 볼 가이드가 위치하는 제1, 제2 모서리 영역의 하부에 기판이 없기 때문에 기판의 두께만큼을 볼 구동부 실장공간으로 활용할 수 있다. 즉 같은 크기라도 종래 구성에 비해 볼 구동부 실장공간을 더 크게 확보할 수 있어서 설계 자유도를 향상시킬 수 있으며, 볼 피치를 충분히 크게 할 수 있어서 볼의 구름성 및 소음 문제를 개선할 수 있다.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 카메라
10 : 광학 유니트
11 : 렌즈배럴
12 : 캐리어
13 : 케이스
15 : 자기회로
16, 16' : 하우징
18 : 이미지 센서 모듈
19 : 볼 구동부
160 : 제1 영역
161, 166a, 166b : 하단 폐쇄부
162 : 제2 영역
164, 169 : 하단 개구부
165a, 165b : 제1, 제2 모서리 영역
168 : 제3 영역
180 : 기판
182 : 이미지 센서
190 : 제1 볼 가이드
192 : 볼
194 : 제2 볼 가이드
M : 마그네트
C : 코일

Claims (11)

1. 외면부에 마그네트가 결합된 광학 유니트;
   내부에 상기 광학 유니트를 광축 방향으로 이동 가능하게 수용하며 상기 마그네트와 대응되는 위치에 코일이 배치된 하우징; 및
   상기 하우징의 하부에 장착되며 기판 상면에 이미지 센서를 실장시킨 구성의 이미지 센서 모듈;을 포함하며,
   상기 하우징의 내부는 상기 코일이 위치하는 하우징 일측의 제1 영역과 제1 영역을 제외한 나머지 제2 영역으로 구성되고,
   상기 제1 영역은 하부가 막혀 있고 상기 제2 영역은 하부가 개방되어 있으며,
   상기 기판은 제2 영역의 하단 개구부에 대응되는 크기로 형성되고 상기 개구부를 통해 하우징의 하부에 결합되며,
   하부가 개방된 상기 제2 영역의 하단 개구부가 하부가 막힌 상기 제1 영역의 하단 폐쇄부보다 소정의 높이만큼 위쪽으로 단차지게 구성된 소형 카메라.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 하단 개구부가 하단 폐쇄부보다 상기 기판의 두께에 상응하는 높이만큼 위쪽으로 단차지게 구성된 소형 카메라.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 광학 유니트는,
   광축 방향으로 직선운동 가능하도록 상기 하우징 내부에 설치되고 일측에 마그네트 장착부를 구비하는 캐리어와,
   상기 캐리어 중앙의 수용홀에 결합되고 복수의 렌즈들로 구성된 렌즈군을 수용하는 렌즈배럴로 구성되는 소형 카메라.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   제1 영역에 마그네트와 코일로 구성되는 자기회로가 위치하고,
   제2 영역에 광학 유니트의 상기 렌즈배럴이 위치하는 소형 카메라.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 영역에 위치하며 광학 유니트와 하우징 사이에서 상기 하우징에 대한 광학 유니트의 광축 방향 직선운동을 가이드하는 볼 구동부;를 더 포함하는 소형 카메라.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 볼 구동부는,
   상기 광학 유니트에 구비되며 광축 방향으로 볼홈이 형성된 좌우 한 쌍의 제1 볼 가이드와,
   상기 하우징의 내측에 상기 제1 볼 가이드와 대응되는 구조로 형성되는 좌우 한 쌍의 제2 볼 가이드와,
   상기 제1 볼 가이드와 제2 볼 가이드 사이에 광축 방향으로 정렬되도록 개재되는 둘 이상의 볼을 포함하는 소형 카메라.
   
7. 외면부에 마그네트가 결합된 광학 유니트;
   내부에 상기 광학 유니트를 광축 방향으로 이동 가능하게 수용하며 상기 마그네트와 대응되는 위치에 코일이 배치된 하우징; 및
   상기 하우징의 하부에 장착되며 기판 상면에 이미지 센서를 실장시킨 구성의 이미지 센서 모듈;을 포함하며,
   하우징의 내부는 상기 코일의 양 측부에 형성되는 제1, 제2 모서리 영역과, 제1, 제2 모서리 영역을 제외한 나머지 제3 영역으로 구성되고,
   상기 제1, 제2 모서리 영역은 하부가 막혀 있고 상기 제3 영역은 하부가 개방되어 있으며,
   상기 기판은 상기 제3 영역의 하단 개구부에 대응되는 크기로 형성되고 상기 개구부를 통해 하우징의 하부에 결합되며,
   하부가 개방된 상기 제3 영역의 하단 개구부가 하부가 막힌 상기 제1, 제2 모서리 영역의 하단 폐쇄부보다 소정의 높이만큼 위쪽으로 단차지게 구성된 소형 카메라.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 하단 개구부가 하단 폐쇄부보다 상기 기판의 두께에 상응하는 높이만큼 위쪽으로 단차지게 구성된 소형 카메라.
   
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 광학 유니트는,
   광축 방향으로 직선운동 가능하도록 상기 하우징 내부에 설치되고 일측에 마그네트 장착부를 구비하는 캐리어와,
   상기 캐리어 중앙의 수용홀에 결합되고 복수의 렌즈들로 구성된 렌즈군을 수용하는 렌즈배럴로 구성되는 소형 카메라.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    제3 영역에 마그네트와 코일로 구성되는 자기회로 및 광학 유니트의 상기 렌즈배럴이 위치하며,
    제1, 제2 모서리 영역에 상기 광학 유니트와 하우징 사이에서 상기 하우징에 대한 광학 유니트의 광축 방향 직선운동을 가이드하는 볼 구동부가 위치하는 소형 카메라.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 볼 구동부는,
    상기 광학 유니트에 구비되며 광축 방향으로 볼홈이 형성된 좌우 한 쌍의 제1 볼 가이드와,
    상기 하우징의 내측에 상기 제1 볼 가이드와 대응되는 구조로 형성되는 좌우 한 쌍의 제2 볼 가이드와,
    상기 제1 볼 가이드와 제2 볼 가이드 사이에 광축 방향으로 정렬되도록 개재되는 둘 이상의 볼을 포함하는 소형 카메라.
    

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