카메라 모듈{CAMERA MODULE}
본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 비교적 소형의 디지털 카메라나 카메라 달린 휴대 전화 등의 카메라 달린 소형 전자 기기에 사용할 수 있는 카메라 모듈에 관한 것이다.
비교적 소형의 디지털 카메라 등에 있어서, 오토포커스 및 줌을 목적으로 하여 코일에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자계와 마그넷에 따른 자계와의 상호 작용에 의해 광축 방향으로 렌즈를 이동시킬 수 있는 카메라 모듈이 사용되고 있다. 또한, 최근에는 휴대 전화에 탑재되어 있는 소형의 카메라에 있어서, 카메라 모듈의 더 많은 소형화가 요구되고 있다. 종래의 카메라 모듈의 오토포커스용 액추에이터 기구를 도 4에 도시하였다. 이 액추에이터 기구(100)는 렌즈 유닛(도시하지 않음)을 수용하는 홀더(103)와, 홀더(103)에 권회되어 있는 코일(101)과, 사각형상의 베이스(104)와, 베이스(104)의 네 귀퉁이에 배열 설치되어 있는 4개의 마그넷(102)과, 홀더(103)를 탄성 지지하는 스프링(105)을 가지고 있다. 이 액추에이터 기구(100)에서는 홀더(103)에 설치되어 있는 코일(101)에 전 류를 공급함으로써 4개의 마그넷(102)에 형성된 자계와의 반발력을 얻고, 또한 스프링(105)의 탄발력을 이용함으로써 홀더(103)가 도 4의 도면 상하 방향으로 이동하여 오토포커스가 실행된다. 상기와 같은 액추에이터 기구(100)를 구비한 카메라 모듈로서 특허 문헌 1에 개시되어 있는 바와 같은 카메라 모듈이 있다. 특허 문헌 1: 일본 등록 실용신안 제3124292호 공보
상기한 카메라 모듈의 액추에이터 기구(100)는 사각형상의 베이스(104)의 네 귀퉁이에 배열 설치되어 있는 4개의 마그넷(102)을 가지고 있는데, 카메라 모듈 전체의 소형화를 도모하고자 하면 각 마그넷(102)의 판두께를 충분히 확보할 수 없다는 문제점이 있다. 마그넷(102)의 판두께가 얇아지면 N극과 S극 사이의 거리가 단축되어 버리기 때문에 감자되기 쉬워지기 때문이다. 더욱이, 이 액추에이터 기구(100)는 스프링(105)을 사용함으로써 마그넷(102)의 소형화에 따른 자계 강도의 저하를 보충하고 있는데, 카메라 모듈 전체의 더 많은 소형화를 도모한 경우, 스프링(105)을 설치할 스페이스를 확보할 수 없게 된다는 문제점이 있다. 본 발명은 상기 문제점을 감안하여, 카메라 모듈의 소형화를 도모한 경우에 있어서도 충분한 홀더에의 구동력을 확보할 수 있는 카메라 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 카메라 모듈은, 카메라 모듈의 광학계를 구성하는 렌즈 유닛과, 상기 렌즈 유닛을 수용함과 아울러 카메라 모듈의 광축 방향을 따라 이동 가능한 원통형의 홀더와, 상기 홀더에 설치되어 있는 코일과, 상기 코일에 자계를 제공하는 대략 직육면체 형상의 요크, 4개의 주 마그넷 및 평판형의 2개의 보조 마그넷과, 상기 홀더를 지지하는 판스프링과, 상기 요크 및 상기 판스프링을 지지하는 베 이스를 가지며, 상기 코일은 대향하여 형성된 2개의 외주 평탄면을 갖는 원통형상이고, 상기 4개의 주 마그넷은 삼각기둥형의 형상을 가짐과 아울러, 각각 상기 요크의 4개의 모서리부에 배열 설치되어 있고, 상기 2개의 보조 마그넷은 상기 요크의 대향하는 변부에 배열 설치되어 있음과 아울러, 각각 상기 코일의 상기 외주 평탄면에 대향하도록 배열 설치되어 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 따른 카메라 모듈은 자계 보정용 마그넷을 더 가지며, 상기 자계 보정용 마그넷은 상기 주 마그넷 및 상기 보조 마그넷의 자속 방향에 대하여 수직 방향의 자속 방향을 갖도록 배열 설치되고, 상기 자계 보정용 마그넷의 자속에 의해 상기 주 마그넷 및 상기 보조 마그넷의 자속 방향을 상기 코일의 배열 설치 방향으로 수렴시키는 것이 바람직하다. 더욱이, 본 발명에 따른 카메라 모듈은, 상기 자계 보정용 마그넷이 상기 베이스를 착자함으로써 구성되어 있는 것이 바람직하다.
청구항 1에 기재된 발명에 따른 카메라 모듈은, 코일이 대향하여 형성된 2개의 외주 평탄면을 갖는 원통형상이고, 4개의 주 마그넷은 삼각기둥형의 형상을 가짐과 아울러, 각각 요크의 4개의 모서리부에 배열 설치되어 있고, 2개의 보조 마그넷은 요크의 대향하는 변부에 배열 설치되어 있음과 아울러, 각각 코일의 외주 평탄면에 대향하도록 배열 설치되어 있는 것을 특징으로 한다. 주 마그넷은 요크의 모서리부의 스페이스를 유효하게 이용할 수 있기 때문에 N극과 S극 사이의 거리를 길게 하도록 구성할 수 있고, 박형화된 평판 형상의 마그 넷과 같이 N극과 S극 사이의 거리가 단축됨으로써 발생하는 감자의 문제를 해결할 수 있다. 또한, 2개의 보조 마그넷은 코일의 외주 평탄면과 대향하도록 배열 설치되어 있기 때문에 보조 마그넷의 표면은 코일의 외주 평탄면과 일정한 간격을 둔 위치에 설치할 수 있다. 따라서, 보조 마그넷이 발생하는 자속이 넓은 범위에서 코일의 외주 평탄면의 코일 부분을 가로지름으로써 보조 마그넷의 자력을 코일에 대하여 효율적으로 작용시킬 수 있다. 청구항 2에 기재된 발명에 따른 카메라 모듈은 자계 보정용 마그넷으로서의 베이스를 더 가지며, 이 자계 보정용 마그넷은 주 마그넷 및 보조 마그넷의 자속 방향에 대하여 수직 방향의 자속 방향을 갖도록 배열 설치되고, 자계 보정용 마그넷의 자속에 의해 주 마그넷 및 보조 마그넷의 자속 방향이 코일의 배열 설치 방향으로 수렴되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 주 마그넷 및 보조 마그넷의 자속 방향이 코일의 배열 설치 방향으로 수렴되어 주 마그넷 및 보조 마그넷의 자력을 코일에 대하여 효율적으로 작용시킬 수 있다. 청구항 3에 기재된 발명에 따른 카메라 모듈은 자계 보정용 마그넷이 베이스를 착자함으로써 구성되어 있는 것을 특징으로 한다. 따라서, 베이스와 보조 마그넷을 별도의 부품으로서 구성할 필요가 없기 때문에 카메라 모듈의 부품수의 감소를 도모할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 실시 형태의 카메라 모듈에 대하여 첨부 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 본 실시 형태의 카메라 모듈의 액추에이터 기구(1)는, 카메라 모듈의 광학계를 구성하는 렌즈 유닛(도시하지 않음)과, 상기 렌즈 유닛을 수용함과 아울러 카메라 모듈의 광축 방향을 따라 이동 가능한 원통형의 홀더(10)와, 상기 홀더(10)에 설치되어 있는 코일(9)과, 상기 코일(9)에 자계를 제공하는 대략 직육면체 형상의 요크(6), 4개의 주 마그넷(7) 및 평판형의 2개의 보조 마그넷(8)과, 상기 홀더(10)를 지지하는 판스프링인 상부 판스프링(5) 및 하부 판스프링(12)과, 상기 요크(6) 및 상기 하부 판스프링(12)을 지지하는 베이스(14)를 가지며, 상기 코일(9)은 대향하여 형성된 2개의 외주 평탄면(9a)을 갖는 원통형상이고, 상기 4개의 주 마그넷(7)은 삼각기둥형의 형상을 가짐과 아울러 각각 상기 요크(6)의 4개의 모서리부(6a)에 배열 설치되어 있고, 상기 2개의 보조 마 그넷(8)은 상기 요크(6)의 대향하는 변부(6b)에 배열 설치되어 있음과 아울러, 각각 상기 코일(9)의 상기 외주 평탄면(9a)에 대향하도록 배열 설치되어 있는 것을 특징으로 한다. 먼저 도 1을 참조하면서 본 실시 형태의 카메라 모듈의 액추에이터 기구(1)에 대하여 설명한다. 또한, 촬상 소자(도시하지 않음)는 베이스(14)의 하방에 배치되어 있다. 커버(2)와 베이스(14) 사이의 공간에는 렌즈 유닛을 유지하는 바렐(도시하지 않음)을 유지하고 있는 홀더(10)가 렌즈 유닛의 광축 방향으로 변위 가능하게 수용되어 있다. 홀더(10) 상하의 각 원통 가장자리부에는 각각 상부 판스프링(5)의 내환부와 하부 판스프링(12)의 내환부가 부착되어 있으며, 상부 판스프링(5)의 외환부는 요 크(6)의 상면에 부착되고, 하부 판스프링(12)의 외환부는 베이스(14)에 부착되어 있다. 그리고, 상부 판스프링(5)의 내환부는 가교부를 사이에 두고 외환부에 의해 탄성 지지되어 있고, 또한 하부 판스프링(12)의 내환부는 가교부를 사이에 두고 외환부에 의해 탄성 지지되어 있다. 상기 요크(6), 주 마그넷(7) 및 보조 마그넷(8)에 의해 액추에이터 기구(1)의 자기 회로가 구성되어 있다. 그리고 이 자기 회로에 의해 형성된 자계에 코일(9)이 배치되어 있다. 이 코일(9)은 홀더(10)의 외주에 배열 설치되어 있으며, 코일(9)에 전류를 공급함으로써 홀더(10)를 렌즈 유닛의 광축 방향으로 변위시킬 수 있다. 또한, 부호 3에 의해 도시한 부재는 상부 판스프링(5)의 내환부의 상방에 배열 설치되어 있는 스토퍼이고, 부호 4에 의해 도시한 부재는 상부 판스프링(5)의 외환부의 상방에 배열 설치되어 있는 제1 플레이트이다. 또한, 부호 11에 의해 도시한 부재는 하부 판스프링(12)의 외환부의 상방에 배열 설치되어 있는 제2 플레이트이고, 부호 13에 의해 도시한 부재는 코일(9)에 전류를 공급하기 위한 플렉시블 인쇄 기판이다. 다음, 도 1 내지 도 3을 참조하면서 요크(6), 주 마그넷(7), 보조 마그넷(8), 코일(9) 및 베이스(14)에 대하여 설명한다. 요크(6)는 전체가 대략 직육면체 형상임과 아울러 ㄷ자형의 단면 형상을 가지고 있으며, 요크(6)의 4개의 모서리부(6a)에 삼각기둥형의 형상을 갖는 4개의 주 마그넷(7)이 각각 배열 설치되며, 또한 요크(6)의 대향하는 변부(6b)에 평판형의 2개의 보조 마그넷(8)이 각각 배열 설 치되어 있다. 또한, 이 요크(6)의 중앙부에는 홀더(10)에 지지된 코일(9)이 위치해 있으며, 이 코일(9)은 대향하여 형성된 2개의 외주 평탄면(9a)을 갖는 원통형상의 코일로 되어 있다. 4개의 주 마그넷(7)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 각각 내측 부분(코일(9)과 대향하는 측)이 N극으로 되어 있고, 또한 외측의 모서리 부분이 S극으로 되어 있는 삼각기둥형의 마그넷이다. 이 주 마그넷(7)은 요크(6)의 모서리부(6a)의 스페이스를 유효하게 이용할 수 있는 삼각기둥형의 형태를 가지고 있기 때문에 N극인 내측 부분과 S극인 외측의 모서리 부분 사이의 거리가 길고, 따라서 박형화된 평판 형상의 마그넷과 같이 N극과 S극 사이의 거리가 단축됨으로써 발생하는 감자의 문제를 해결할 수 있다. 따라서, 카메라 모듈이 소형화된 경우라도 주 마그넷(7)은 카메라 모듈의 온도 상승에 의해서도 잘 감자되지 않는 안정된 자계를 제공할 수 있다. 2개의 보조 마그넷(8)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 각각 내측 부분(코일(9)의 외주 평탄면(9a)에 대향하는 측)이 N극으로 되어 있고, 또한 요크(6) 측의 부분이 S극으로 되어 있다. 그리고, 이 2개의 보조 마그넷(8)은 코일(9)의 외주 평탄면(9a)과 대향하도록 배열 설치되어 있다. 따라서, 보조 마그넷(8)의 N극으로 되어 있는 내측 부분의 모든 표면은 코일(9)의 외주 평탄면(9a)의 모든 평탄면과 일정한 간격을 둔 위치에 설치되어 있다. 따라서, 보조 마그넷(8)이 발생하는 자속이 넓은 범위에서 코일(9)의 외주 평탄면(9a)의 코일 부분을 가로지르게 되어 보조 마그넷(8)의 자력을 코일(9)에 대하여 효율적으로 작용시킬 수 있다. 베이스(14)는 베이스로서의 소정의 형상을 갖는 자성체를 착자하여 구성되어 있는 자계 보정용 마그넷이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 베이스(14)의 상면측은 N극으로 되어 있고, 바닥면측은 S극으로 되어 있다. 그리고, 주 마그넷(7) 및 보조 마그넷(8)의 N극으로부터 발생하는 수평 방향의 자속 방향에 대하여 베이스(14)의 N극인 상면측으로부터 발생하는 자속은 수직 방향의 자속 방향을 가지고 있다. 자계 보정용 마그넷인 베이스(14)의 N극의 자속과 주 마그넷(7) 및 보조 마그넷(8)의 N극의 자속이 반발하기 때문에 주 마그넷(7) 및 보조 마그넷(8)의 자속 방향이 강제되며, 베이스(14)로부터 멀어지는 방향으로 수렴된다. 그리고, 주 마그넷(7) 및 보조 마그넷(8)의 강제된 자속 방향은, 도 3에 있어서, 코일(9)의 배열 설치 방향으로 수렴된다. 따라서, 주 마그넷(7) 및 보조 마그넷(8)의 자력을 코일(9)에 대하여 효율적으로 작용시킬 수 있다. 또한, 베이스(14)를 보조 마그넷으로서 구성함으로써 베이스와 보조 마그넷을 별도의 부품으로서 구성할 필요가 없기 때문에 카메라 모듈의 부품수의 감소를 도모할 수 있다. 이하, 본 실시 형태의 작용 효과를 설명한다. 본 실시 형태의 카메라 모듈은 코일(9)이 대향하여 형성된 2개의 외주 평탄면(9a)을 갖는 원통형상이고, 4개의 주 마그넷(7)은 삼각기둥형의 형상을 가짐과 아울러, 각각 요크(6)의 4개의 모서리부(6a)에 배열 설치되어 있고, 2개의 보조 마그넷(8)은 요크(6)의 대향하는 변부(6b)에 배열 설치되어 있음과 아울러 각각 코일(9)의 외주 평탄면(9a)에 대향하도록 배열 설치되어 있는 것을 특징으로 한다. 주 마그넷(7)은 요크(6)의 모서리부(6a)의 스페이스를 유효하게 이용할 수 있는 삼각기둥형의 형태를 가지고 있기 때문에 N극과 S극 사이의 거리를 길게 할 수 있고, 박형화된 평판 형상의 마그넷과 같이 N극과 S극 사이의 거리가 단축됨으로써 발생하는 감자의 문제를 해결할 수 있다. 또한, 2개의 보조 마그넷(8)은 코일(9)의 외주 평탄면(9a)과 대향하도록 배열 설치되어 있기 때문에 보조 마그넷(8)의 표면은 코일(9)의 외주 평탄면(9a)과 일정한 간격을 둔 위치에 설치할 수 있다. 따라서, 보조 마그넷(8)이 발생하는 자속이 넓은 범위에서 코일(9)의 외주 평탄면(9a)의 코일 부분을 가로지르게 되어 보조 마그넷(8)의 자력을 코일(9)에 대하여 효율적으로 작용시킬 수 있다. 더욱이, 본 실시 형태의 카메라 모듈은 자계 보정용 마그넷으로서의 베이스(14)를 더 가지며, 이 자계 보정용 마그넷은 주 마그넷(7) 및 보조 마그넷(8)의 자속 방향에 대하여 수직 방향의 자속 방향을 갖도록 배열 설치되고, 자계 보정용 마그넷의 자속에 의해 주 마그넷(7) 및 보조 마그넷(8)의 자속 방향이 코일(9)의 배열 설치 방향으로 수렴되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 주 마그넷(7) 및 보조 마그넷(8)의 자속 방향이 코일(9)의 배열 설치 방향으로 수렴되며, 주 마그넷(7) 및 보조 마그넷(8)의 자력을 코일(9)에 대하여 효율적으로 작용시킬 수 있다. 더욱이, 본 실시 형태의 카메라 모듈은 자계 보정용 마그넷이 베이스(14)를 착자함으로써 구성되어 있는 것을 특징으로 한다. 따라서, 베이스와 보조 마그넷을 별도의 부품으로서 구성할 필요가 없기 때문에 카메라 모듈의 부품수의 감소를 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시 형태의 카메라 모듈에 사용되는 액추에이터 기구(1)의 분해 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시한 액추에이터 기구(1)의 요크(6), 주 마그넷(7) 및 보조 마그넷(8)의 사시도이다. 도 3은 도 1에 도시한 액추에이터 기구(1)의 부분 단면도이다. 도 4는 종래의 카메라 모듈에 사용되는 액추에이터 기구(100)를 도시한 사시도이다. <부호의 설명> 1, 100… … 액추에이터 기구, 2… … 커버, 3… … 스토퍼, 4… … 제1 플레이트, 5… … 상부 판스프링, 6… … 요크, 6a… … 모서리부, 6b… … 변부, 7… … 주 마그넷, 8… … 보조 마그넷, 9, 101… … 코일, 9a… … 외주 평탄면, 10, 103… … 홀더, 11… … 제2 플레이트, 12… … 하부 판스프링, 13… … 플렉시블 인쇄 기판, 14, 104… … 베이스, 102… … 마그넷, 105… … 스프링 |
