(57)【要約】【課題】自動焦点カメラモジュールを小型化し、同時にプレビュー状態で優れた品質の映像イメージを提供することができるカメラモジュールの自動焦点調節装置を提供する。【解決手段】該装置は、センサーアセンブリと、赤外線フィルターと、センサーアセンブリの上部に装着される複数の永久磁石を装着したレンズハウジングと、レンズハウジング内に装着されるコイル及び光軸方向に焦点調節用複数のレンズが装着されたレンズ鏡筒とを含んでおり、さらに、コイルと永久磁石の電場によって光軸方向に上下直線移動が可能にレンズ鏡筒をガイドするレンズガイド部と、レンズの初期解像度を確保するためにセンサーから光軸方向に沿って所定の距離でレンズ鏡筒をレンズハウジングに装着させるレンズストッパー部と、レンズの初期解像度を確保するための距離を維持させ、レンズ鏡筒の上下直線移動が可能に弾性力を提供する少なくとも一つ以上のレンズ弾性手段とを含む。【選択図】図４
2006317932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブルプリント回路基板に装着されるイメージセンサーを有するセンサーアセンブリと、前記イメージセンサーの上部に備えられる赤外線フィルターと、前記センサーアセンブリの上部に装着される複数の永久磁石を装着したレンズハウジングと、前記レンズハウジング内に装着されるコイル及び光軸方向に焦点調節用複数のレンズが装着されたレンズ鏡筒とから構成されるカメラモジュールの自動焦点調節装置であって、
前記レンズハウジング内に一体で備えられ、前記レンズ鏡筒の外周部に結合され、前記コイルと永久磁石の電場によって前記光軸方向に上下直線移動が可能に前記レンズ鏡筒をガイドするレンズガイド部と、
前記レンズの初期解像度を確保するために前記センサーから前記光軸方向に沿って所定の距離で前記レンズ鏡筒を前記レンズハウジングに装着させるレンズストッパー部と、
前記レンズ鏡筒の上端面に取り付けられ、前記レンズ鏡筒が前記レンズハウジングに結合するときに、前記レンズの初期解像度を確保するための距離を維持させ、前記レンズ鏡筒の上下直線移動が可能に弾性力を提供する少なくとも一つ以上のレンズ弾性手段と、
を含むことを特徴とするカメラモジュールの自動焦点調節装置。
【請求項２】
前記レンズ鏡筒の外側部には前記永久磁石と対応するように前記光軸に対して垂直方向に突出され、前記コイルを前記光軸に対して垂直方向に巻く少なくとも一つ以上のコイルホルダー部がさらに含まれることを特徴とする請求項１記載のカメラモジュールの自動焦点調節装置。
【請求項３】
レンズ収容空間は前記レンズハウジングと前記レンズガイド部によって形成され、レンズ孔は前記レンズハウジングの上端面に形成されることを特徴とする請求項１記載のカメラモジュールの自動焦点調節装置。
【請求項４】
前記レンズガイド部は、シリンダー状からなり、その内側に前記レンズ鏡筒を収容すると共に直線移動が可能に鏡筒移動空間がさらに形成されることを特徴とする請求項１記載のカメラモジュールの自動焦点調節装置。
【請求項５】
前記レンズガイド部には前記光軸方向に沿って提供され、前記コイルホルダー部及びレンズストッパー部をガイド移動できるように結合される少なくとも一つ以上のガイド孔をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のカメラモジュールの自動焦点調節装置。
【請求項６】
前記レンズ弾性手段はコイルバネからなることを特徴とする請求項１記載のカメラモジュールの自動焦点調節装置。
【請求項７】
前記レンズストッパー部は、
前記レンズハウジング内に形成されて前記レンズ鏡筒の下部を貫通結合させ、前記レンズ鏡筒を貫通拘束させるストッパー部材と、
前記レンズ鏡筒の外周部から突出されて前記ストッパー部材と結合され、前記レンズの初期解像度を確保可能な位置で拘束させる少なくとも一つ以上のストッパーロッカー部と、
を含むことを特徴とする請求項１記載のカメラモジュールの自動焦点調節装置。
【請求項８】
前記ストッパー部材は、前記ストッパーロッカー部を貫通させると共に係止させる係止孔からなることを特徴とする請求項７記載のカメラモジュールの自動焦点調節装置。
【請求項９】
前記ストッパーロッカー部は、ストッパー部材を通じて伸びる傾斜面がさらに形成されることを特徴とする請求項７記載のカメラモジュールの自動焦点調節装置。
【請求項１０】
前記レンズストッパー部は、前記レンズガイド部内で前記レンズ鏡筒の直線移動を一定範囲内で制限することを特徴とする請求項１記載のカメラモジュールの自動焦点調節装置。
【請求項１１】
前記イメージセンサーと前記レンズの距離は、初期状態で解像度を確保するように３０〜２００μｍであることを特徴とする請求項１記載のカメラモジュールの自動焦点調節装置。
【請求項１２】
フレキシブルプリント回路基板に装着されるイメージセンサーと前記イメージセンサーの上部に赤外線フィルターを備えるセンサーアセンブリと、前記センサーアセンブリの上部に装着される複数の永久磁石を装着したレンズハウジングと、前記レンズハウジング内に装着されるコイル及び複数の焦点調節用レンズが装着されたレンズ鏡筒とから構成されるカメラモジュールの自動焦点調節装置であって、
前記レンズの初期解像度を確保するために、前記センサーから前記光軸方向に沿って所定の距離で前記レンズ鏡筒を前記レンズハウジングに装着させるレンズストッパー部と、
前記レンズ鏡筒に備えられ、前記レンズ鏡筒が前記レンズハウジングに結合するときに前記レンズの初期解像度を確保するための位置に結合させると共に支持する少なくとも一つ以上のレンズ支持手段と、
を含むことを特徴とするカメラモジュールの自動焦点調節装置。
【請求項１３】
前記レンズハウジング内に一体で備えられ、前記レンズ鏡筒の外周部に結合されると共に前記コイルと永久磁石の電場によって前記光軸方向に上下直線移動が可能に前記レンズ鏡筒をガイドするレンズガイド部で構成されることを特徴とする請求項１２記載のカメラモジュールの自動焦点調節装置。
【請求項１４】
前記レンズ支持手段が弾性部材からなることを特徴とする請求項１２記載のカメラモジュールの自動焦点調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカメラモジュールの自動焦点調節装置の小型化に関するもので、特に、カメラモジュールのプレビュー(ｐｒｅｖｉｅｗ)状態でも優れた品質の映像イメージを提供するように構成されるカメラモジュールの自動焦点調節装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、カメラモジュールは、ビデオカメラ、電子スチルカメラ(ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｓｔｉｌｌ  ｃａｍｅｒａ)、ＰＣカメラ端末機、カメラフォンなどでイメージの認識のために備えられる。
【０００３】
最近、高密度技術の発達と共にカメラモジュールのサイズ及び撮像画面が小型化されるにしたがって、三脚のような支持台なしに撮影者が手で持って撮影可能に小型化された多様なカメラモジュールが登場している。その中で、携帯端末機(ビデオフォン)にカメラモジュールを装着し、これを通じて相手方と画像通話を行ったり、希望する被写体の写真を撮ったり、動映像で撮影することが可能になった。
【０００４】
公知のように、カメラモジュールは、イメージセンサー面がそのレンズ光学系のイメージ面となる。レンズ光学系の特性は、被写体を歪なしにイメージ面によく伝達することである。
【０００５】
一般的に、レンズ光学系のイメージ面は、レンズと被写体との間の距離に応じてその位置が変化する。したがって、被写体位置によるイメージ面の位置変化量がそのカメラの焦点深度範囲内にある場合のみに、優れた品質の写真を撮影することができる。
【０００６】
しかしながら、焦点深度が深く設計されたカメラモジュールであっても、カメラモジュールから離れた多重被写体の焦点を同時に合せることは不可能であった。
【０００７】
したがって、近接撮影が可能な、すなわちマイクロ機能(近い距離で歪なしに被写体の撮影が可能な機能）が含まれているカメラモジュールは、被写体までの距離に応じてレンズとセンサーの相対的位置が調節可能なカメラモジュールの自動焦点調節装置を備えている。
【０００８】
カメラモジュールの自動焦点調節装置は、レンズやセンサーの位置を変えることができるアクチュエータが必須的に含まれるが、その駆動方式は、ステッピングモーター方式、ボイスコイルモーター方式、及び圧電モーター方式なとに分けられる。
【０００９】
ステッピングモーター方式及びボイスコイルモーター方式は、現在までデジタルカメラ及びカメラフォンに一般的に使用される方式である。特に、ボイスコイルモーター方式は、光学ズームの機能なしに自動焦点調節機能だけが必要なカメラフォンで主に使用されている。
【００１０】
このボイスコイルモーター方式は、永久磁石によって形成される磁場内でコイルの誘導磁気力が生成するローレンツ力(Ｌｏｒｅｎｔｚ  ｆｏｒｃｅ)を直線移動に用いる装置で、比較的短い距離を精密に直線移動させる装置に適合する。
【００１１】
図１は、従来のカメラモジュールの自動焦点調節装置１のうちのボイスコイルモーター方式の構造を示す図である。
図１〜図３に示すように、上記の自動焦点調節装置は、レンズハウジング２と、長手方向に伸びたシリンダー状の鏡筒マウント３とを含む。レンズ鏡筒３ｂは鏡筒マウント３の光軸Ａ１の方向に装着され、複数の焦点調節用レンズ３ａは光軸Ａ１に沿って装着される。コイル４は、鏡筒マウント３の周りに沿って光軸Ａ１の方向と同一の方向に巻かれる。鏡筒マウント３の外周部には磁場を形成するためにコイル４に対応して永久磁石５ａが装着されたヨーク５が構成される。レンズ鏡筒３ｂの下部には、鏡筒マウント３の光軸Ａ１の方向に沿って直線移動可能に弾性力を提供する弾性部材６が取り付けられる。図２で、鏡筒マウント３は、センサーアセンブリ７の上部に装着される。
【００１２】
図２を参照すると、センサーアセンブリ７は、プリント回路基板７ａと、このプリント回路基板７ａの上に撮像素子であるイメージセンサー７ｂと、このイメージセンサー７ｂの上に赤外線フィルター(Ｉｎｆｒａｒｅｄ  ｆｉｌｔｅｒ)７ｃとを含む。プリント回路基板７ａの下端面にはフレキシブルプリント回路基板(Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ：ＦＰＣＢ)が電気的に接続されている。
【００１３】
図２及び図３に示すように、鏡筒マウント３のコイル４に特定の方向に電流を加えると、永久磁石５ａの磁場に電磁気力を発生させて鏡筒マウント３が光軸Ａ１の方向に上下直線移動する力が発生するようになる。このとき、発生される力は、印加された電流の強さに比例する。このように、供給される電流の強さを調節してレンズ鏡筒(ｌｅｎｓ  ｂａｒｒｅｌ)３ｂの位置を調節すると同時にレンズ３ａの焦点を調節する。
【００１４】
このとき、鏡筒マウント３は、センサーアセンブリ７に組み立てられる過程で、初期にレンズ３ａの焦点を合わせるために鏡筒マウント３にレンズ鏡筒３ｂをネジ締結させ、かつ、イメージセンサー７ｂとの初期焦点の高さを合わせる。
【００１５】
しかしながら、従来のボイスコイルモーター方式のカメラモジュールの自動焦点調節装置は、初期のレンズ焦点の高さを合わせるために、鏡筒マウント内で人為的にネジを回転させてレンズ鏡筒のレンズとイメージセンサーとの焦点を合わせる。このとき、人為的なネジ回転方式であるため、正確に焦点を合わせることができなくて初期イメージ映像の画質が低下するという問題点があった。
【００１６】
また、従来の永久磁石に対応するコイルは、鏡筒マウントの外周に光軸方向に巻き取られる構造であるため、カメラモジュールの厚さが増加して小型化及びスリム化を阻害する要因となった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
したがって、上記のような従来技術の問題点を解決するために、本発明の目的は、自動焦点カメラモジュールを小型化し、同時にカメラモジュールのプレビュー状態で優れた品質の映像イメージを提供することができるカメラモジュールの自動焦点調節装置を提供することにある。
【００１８】
本発明の他の目的は、レンズ鏡筒のネジ部を除去し、光軸方向の水平方向にコイルを巻き取るコイルホルダー部を一体で構成することによって、カメラモジュールの厚さを減少させて小型化及びスリム化することができるカメラモジュールの自動焦点調節装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記のような目的を達成するために、本発明は、フレキシブルプリント回路基板に装着されるイメージセンサーを有するセンサーアセンブリと、前記イメージセンサーの上部に備えられる赤外線フィルターと、前記センサーアセンブリの上部に装着される複数の永久磁石を装着したレンズハウジングと、前記レンズハウジング内に装着されるコイル及び光軸方向に焦点調節用複数のレンズが装着されたレンズ鏡筒とから構成されるカメラモジュールの自動焦点調節装置であって、前記レンズハウジング内に一体で備えられ、前記レンズ鏡筒の外周部に結合され、前記コイルと永久磁石の電場によって前記光軸方向に上下直線移動が可能に前記レンズ鏡筒をガイドするレンズガイド部と、前記レンズの初期解像度を確保するために前記センサーから前記光軸方向に沿って所定の距離で前記レンズ鏡筒を前記レンズハウジングに装着させるレンズストッパー部と、前記レンズ鏡筒の上端面に取り付けられ、前記レンズ鏡筒が前記レンズハウジングに結合するときに、前記レンズの初期解像度を確保するための距離を維持させ、前記レンズ鏡筒の上下直線移動が可能に弾性力を提供する少なくとも一つ以上のレンズ弾性手段とを含むことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、フレキシブルプリント回路基板に装着されるイメージセンサーと前記イメージセンサーの上部に赤外線フィルターを備えるセンサーアセンブリと、前記センサーアセンブリの上部に装着される複数の永久磁石を装着したレンズハウジングと、前記レンズハウジング内に装着されるコイル及び複数の焦点調節用レンズが装着されたレンズ鏡筒とから構成されるカメラモジュールの自動焦点調節装置であって、前記レンズの初期解像度を確保するために、前記センサーから前記光軸方向に沿って所定の距離で前記レンズ鏡筒を前記レンズハウジングに装着させるレンズストッパー部と、前記レンズ鏡筒に備えられ、前記レンズ鏡筒が前記レンズハウジングに結合するときに前記レンズの初期解像度を確保するための位置に結合させると共に支持する少なくとも一つ以上のレンズ支持手段とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、カメラモジュールのハウジングにレンズの初期解像度を確保するための位置にレンズを設置することによって、カメラモジュールのプレビュー状態で優れた品質の映像イメージを提供し、それによってカメラモジュールの使用を向上させることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。
図４〜図９を参照すると、カメラモジュールの自動焦点調節装置１０は、センサーアセンブリ７(図４及び図８)と、センサーアセンブリ７の上部に光軸Ａ１の方向に装着されると同時に光軸Ａ１と一致する複数の焦点調節用レンズ３ａ(図５、図８、図９)が装着されたレンズ鏡筒３(図４、図５、図８、図９)と、レンズハウジング２０と、少なくとも一つ以上のコイルホルダー部３０(図４及び図５)と、レンズガイド部４０(図４、図６〜図９)と、レンズストッパー部５０(図４)と、少なくとも一つ以上のレンズ弾性手段７０(図４〜図９)とを含む。
【００２３】
複数の永久磁石２１(図４、図６〜図９)は、レンズハウジング２０の内側に光軸Ａ１に対して垂直方向に取り付けられる。この永久磁石２１は、コイルホルダー部３０に巻かれたコイル３１によって発生された磁場に対応するように取り付けられる。
【００２４】
コイルホルダー部３０(図４及び図５)は、永久磁石２１に対応するように光軸Ａ１の垂直方向にレンズ鏡筒３から突出される。また、コイルホルダー部３０は、コイル３１を光軸Ａ１の垂直方向に巻くことが可能にレンズ鏡筒３の外周部に形成される。
【００２５】
レンズガイド部４０は、レンズ鏡筒３の外周部に結合され、レンズ鏡筒３をガイドするようにレンズハウジング２０内に一体で備えられる。レンズ鏡筒３は、コイル３１に電流が供給されると、コイル３１と永久磁石２１の電場が発生して光軸Ａ１の方向に上下直線移動が可能に形成される。
【００２６】
レンズストッパー部５０は、レンズ３ａの初期解像度を確保するために、センサー７ｂから光軸Ａ１の方向に沿って所定の距離Ｌ１をおいてレンズ鏡筒３をレンズハウジング２０に装着させるように形成される。レンズ弾性手段７０は、レンズ鏡筒３がレンズハウジング２０に結合するときに、レンズ３ａの初期解像度を確保するための距離Ｌ１を維持させると共に、レンズ鏡筒３の上下直線移動が可能に弾性力を提供するようにレンズ鏡筒３の上端面に備えられる。レンズ孔２３は、レンズハウジング２０の上端面に形成される。図４に示すように、レンズガイド部４０は、レンズ鏡筒３と結合可能にシリンダー状からなっている。レンズガイド部４０は、その内側にレンズ鏡筒３を収容すると同時に直線移動可能に鏡筒移動空間(ｖｏｌｕｍｅ)４１を形成する。
【００２７】
図４、図６、及び図７に示すように、レンズガイド部４０は、光軸Ａ１の方向に提供され、コイルホルダー部３０及びレンズストッパー部５０をガイドして移動可能に結合されるように、少なくとも一つ以上のガイド孔４２を備える。レンズ弾性手段７０は、コイルバネからなる。
【００２８】
図４〜図７に示すように、レンズストッパー部５０は、ストッパー部材５１と、少なくとも一つ以上のストッパーロッカー部５２とを含む。ストッパー部材５１は、レンズ鏡筒３の下部を貫通結合すると同時に、ストッパーロッカー部５２と接触されるようにレンズハウジング２０内に形成されている。ストッパーロッカー部５２は、ストッパー部材５１に結合及び接触され、レンズ３ａの初期解像度を確保可能な位置で拘束させることが可能にレンズ鏡筒３の底面の外周部から突出形成されている。
【００２９】
ストッパー部材５１は、レンズハウジング２０とレンズ鏡筒３を貫通結合させ、ストッパーロッカー部５２と係合されるように係止孔からなっている。ストッパーロッカー部５２は、この係止孔に挿入が容易に傾斜面が形成されている。
【００３０】
図８に示すように、イメージセンサー７ｂとレンズ３ａとの距離Ｌ１は、初期状態で優れた品質のイメージの解像度を確保するように最適の位置から３０〜２００μｍ以内である。
【００３１】
上記のような構成を有する本発明の望ましい一実施形態によるカメラモジュールの自動焦点調節装置１０の動作過程を添付の図４〜図９を参照してより詳細に説明すると、次のようである。
【００３２】
図４、図５、及び図８に示すように、複数の焦点調節用レンズ３ａはレンズ鏡筒３に装着される。また、複数の永久磁石２１は、レンズハウジング２０の下部内側に装着される。
【００３３】
レンズガイド部４０は、シリンダー状からなる。鏡筒移動空間４１は、レンズガイド部４０の内側にレンズ鏡筒３を収容し、かつ上下直線移動が可能に形成される。レンズガイド部４０は、光軸Ａ１の方向に上下直線移動が可能にレンズ鏡筒３をガイドする。この直線移動は、レンズ鏡筒３の外周部にコイル３１と永久磁石２１による磁場によって決定される。
【００３４】
図６及び図７に示すように、レンズ鏡筒３の外周部に永久磁石２１に対応して光軸Ａ１に対して垂直方向に突出された少なくとも一つ以上のコイルホルダー部３０が一体に形成されている。このコイルホルダー部３０は、レンズ鏡筒３をレンズハウジング２０に装着するときに、レンズ鏡筒３のコイルホルダー部３０がレンズハウジング２０の内に装着された永久磁石２１と対応するように結合される。
【００３５】
ガイド孔４２は、レンズガイド部４０に光軸Ａ１の方向に形成される。レンズ鏡筒３に形成されたコイルホルダー部３０は、ガイド孔４２によってガイド移動可能にガイド孔４２と結合される。
【００３６】
図４及び図８に示すように、レンズ鏡筒３は、レンズハウジング２０の内に形成されたストッパー部材５１に結合される。このとき、レンズ鏡筒３の外周部に突出形成された少なくとも一つ以上のストッパーロッカー部５２がストッパー部材５１に係合される。レンズ鏡筒３は、レンズ３ａの初期解像度を確保するために、イメージセンサー７ｂから光軸Ａ１の方向に沿って所定の距離Ｌ１を維持したまま、レンズハウジング２０に装着される。イメージセンサー７ｂとレンズ３ａとの距離Ｌ１は、初期状態の解像度を確保するために最適位置から３０〜２００μｍ以内である。
【００３７】
図４〜図７に示すように、レンズ鏡筒３の上端面に少なくとも一つ以上のレンズ弾性手段７０が備えられる。このレンズ弾性手段７０は、レンズ鏡筒３がレンズハウジング２０に結合されるにしたがって、レンズ３ａの初期解像度を確保するための距離Ｌ１を維持させると共に、レンズ鏡筒３の上下直線移動が可能に弾性力を提供する。
【００３８】
レンズハウジング２０内のストッパー部材５１とレンズ鏡筒３のストッパーロッカー部５２を相互に結合させることによって、カメラモジュールの組み立ての際にレンズの初期焦点を合せてる工程が省略可能である。
【００３９】
また、カメラモジュールをオンとすると、レンズハウジング２０のストッパー部材５１とレンズ鏡筒３のストッパーロッカー部５２によってある程度の焦点を合わせる。このように合わせられたカメラモジュールは、端末機で要求する水準の解像度を提供することができる。
【００４０】
カメラモジュールの初期状態では２００本以上の解像度が要求される。上記のように、レンズとセンサーの相対位置を２００本以上の解像度を満足しつつ、初期に解像度が確保されるカメラモジュールが製造可能になる。
【００４１】
なお、実際の撮影の際に、自動焦点調節装置を動作させて初期に解像度を確保する位置でレンズを撮影すると、優れた品質のイメージが得られる。
【００４２】
以上、本発明の詳細な説明においては具体的な実施形態に関して説明したが、本発明の範囲を外れない限り、様々な変形が可能であることは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には自明なことであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来のカメラモジュールの自動焦点調節装置を示す側断面図である。
【図２】従来のカメラモジュールの自動焦点調節装置の結合状態を示す側断面図である。
【図３】従来のカメラモジュールの自動焦点調節装置の作動状態を示す側断面図である。
【図４】本発明の一実施形態によるカメラモジュールの自動焦点調節装置の構成を示す分解斜視図である。
【図５】図４のＡ部を拡大した分解斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態によるカメラモジュールの自動焦点調節装置の結合状態の一部を示す切断斜視図である。
【図７】図６のＢ部を拡大した一部の切断斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態によるカメラモジュールの自動焦点調節装置の作動状態を示す側断面図である。
【図９】本発明の一実施形態によるカメラモジュールの自動焦点調節装置の作動状態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４４】
３    レンズ鏡筒
７    センサーアセンブリ
１０    自動焦点調節装置
２０    レンズハウジング
３０    コイルホルダー部
４０    レンズガイド部
５０    レンズストッパー部
【図１】
2006317932.tif 000003
【図２】
2006317932.tif 000004
【図３】
2006317932.tif 000005
【図４】
2006317932.tif 000006
【図５】
2006317932.tif 000007
【図６】
2006317932.tif 000008
【図７】
2006317932.tif 000009
【図８】
2006317932.tif 000010
【図９】
2006317932.tif 000011