KR101231290B1

KR101231290B1 - Camera module

Info

Publication number: KR101231290B1
Application number: KR1020120048855A
Authority: KR
Inventors: 이상규; 오현아
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2012-05-08
Filing date: 2012-05-08
Publication date: 2013-02-07
Anticipated expiration: 2026-02-15
Also published as: KR20120052924A

Abstract

본 발명은 포커스 조정이 가능한 카메라 모듈에 관한 것으로서, 포커스 조정이 가능한 카메라 모듈의 렌즈 작동 회수의 증가에 따른 정 위치의 변화를 보정할 수 있도록 설치된 AF 기능을 가진 카메라 모듈 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 AF 기능을 가진 카메라 모듈은 광을 전기신호로 변환하는 이미지 센싱부를 갖는 촬상 소자, 상기 촬상 소자가 실장되고 회로 패턴이 형성된 인쇄회로기판, 상기 촬상 소자에 광을 집광시키는 렌즈를 내장한 렌즈 배럴을 포함하는 카메라 모듈에 있어서, 전원이 인가되면 상기 촬상 소자와 렌즈 사이의 초점 거리를 기 설정된 간격으로 조정하는 렌즈 초기화 장치를 포함한다.
그리고, 본 발명에 따른 렌즈 초기화 장치는 렌즈 배럴과 인쇄회로기판에 각각 일단이 연결되는 형상기억합금으로 형성된다. The present invention relates to a camera module capable of focus adjustment, and more particularly, to a camera module having an AF function and a driving method thereof, which are installed to correct a change in position according to an increase in the number of lens operations of a camera module capable of focus adjustment. .
A camera module having an AF function according to the present invention includes an image pickup device having an image sensing unit for converting light into an electric signal, a printed circuit board on which the image pickup device is mounted, and a circuit pattern is formed, and a lens for condensing light on the image pickup device. A camera module including a lens barrel, comprising: a lens initialization device for adjusting a focal length between the imaging device and a lens at a predetermined interval when power is applied.
The lens initialization device according to the present invention is formed of a shape memory alloy having one end connected to each of the lens barrel and the printed circuit board.

Description

Camera module {Camera module}

실시예는 카메라 모듈에 관한 것이다.Embodiments relate to a camera module.

본 발명은 포커스 조정이 가능한 카메라 모듈에 관한 것으로서, 포커스 조정이 가능한 카메라 모듈의 렌즈 작동 회수의 증가에 따른 정 위치의 변화를 보정할 수 있도록 설치된 자동 포커싱 기능을 가진 카메라 모듈 및 이의 구동 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a camera module capable of focus adjustment, and more particularly, to a camera module having an automatic focusing function and a driving method thereof, which are installed to correct a change in position according to an increase in the number of lens operations of a camera module capable of focus adjustment. will be.

일반적으로 휴대폰, PDA 등의 휴대 단말기는 이동통신의 발달에 따라 인터넷 접속이나 각종 부가서비스를 제공하고 있다. 특히, 음성과 인터넷의 송수신기능 외에도 화상을 송수신하는 기능이 부가되어, 음성을 교환함과 동시에 통화 상대방 간의 화상이 송수신 가능해지고 있다. In general, portable terminals such as mobile phones and PDAs provide Internet access and various additional services according to the development of mobile communication. In particular, in addition to the transmission and reception functions of voice and the Internet, a function of transmitting and receiving images is added, and images can be transmitted and received between call parties while exchanging voices.

이를 위하여 단말기에 구비된 디지털 카메라에서 화상의 크기를 조절하기 위하여 포커스 필요성이 대두되고 있다. 즉, 종래 디지털 카메라 기능이 부가된 단말기에는 화상을 입력하기 위해 부착된 렌즈와 촬상소자 사이의 간격이 고정되어 있다. For this purpose, the necessity of focus is increasing in order to adjust the size of the image in the digital camera provided in the terminal. That is, in the terminal to which the conventional digital camera function is added, the distance between the attached lens and the image pickup device for inputting an image is fixed.

그리고, 렌즈의 촬영 각도가 고정되어 있기 때문에 사용자가 화상 통화중 다른 각도의 화상을 촬상하기 위해서는 단말기 자체를 이동시키거나 회동시켜야 하므로 음성통화가 어렵고, 또한 디지털 카메라 기능으로 사용시에는 단말기의 전면을 촬상각으로만 사용 가능하므로 렌즈의 촬영 각도가 한정되는 문제점이 있었다. In addition, since the shooting angle of the lens is fixed, it is difficult for the user to move or rotate the terminal itself in order to capture an image of a different angle during a video call. Since only the angle can be used, there was a problem that the shooting angle of the lens is limited.

이러한 문제점을 보완하기 위하여, 도 1a 및 도 1b에서 도시된 것과 같이, 휴대 단말기에 설치되는 디지털 카메라에 구동원을 설치하여 렌즈의 위치를 변경시켜 줌으로써 포커스 조정이 가능하도록 하고 있다. In order to compensate for this problem, as illustrated in FIGS. 1A and 1B, a focusing is possible by changing a position of a lens by installing a driving source in a digital camera installed in a portable terminal.

종래 카메라 모듈(10)은 광 신호를 전기신호로 변환하는 촬상 소자(12)와, 상기 촬상 소자(12)로 광을 집광시키는 렌즈(15)와 IR(infrared ray) 필터(13) 및, 상기 촬상 소자에서 처리되는 신호를 처리하는 회로 패턴이 형성된 인쇄회로기판(11)을 포함한다. The conventional camera module 10 includes an imaging device 12 for converting an optical signal into an electrical signal, a lens 15 and an infrared ray filter 13 for condensing light with the imaging device 12, and And a printed circuit board 11 on which a circuit pattern for processing a signal processed by the imaging device is formed.

그리고, 상기 렌즈(15)는 이를 고정하는 렌즈 배럴(16) 내부에 부착되고, 촬상소자(12)로부터 소정 간격 이격(d1)되며, 상기 렌즈 배럴(16)을 상기 촬상 소자(12)로부터 이동시킬 수 있도록 구동원(17)으로 압전 액츄에이터(piezo electric actuator)가 설치되어있다. The lens 15 is attached to the inside of the lens barrel 16 which fixes the lens 15, and is spaced apart from the imaging device 12 by a predetermined distance d1, and moves the lens barrel 16 from the imaging device 12. A piezo electric actuator is installed as the drive source 17 so as to make it possible.

이러한 구동원(17)에 의하여 렌즈 배럴(16)이 상하 방향으로 이동됨에 따라, 상기 렌즈와 상기 촬상 소자(12) 사이의 간격(d2)이 조정되고, 포커스 조정을 여러 번 시행함에 따라 광학 부재의 작동 회수의 증가에 따른 그 정 위치의 위치 변화가 발생될 수 있다.As the lens barrel 16 is moved in the vertical direction by the driving source 17, the distance d2 between the lens and the image pickup device 12 is adjusted, and the focus adjustment is performed several times. A change in the position of the home position may occur as the number of operations increases.

그러나 사용자가 포커스를 조정하여 촬영을 시도한 후, 렌즈가 조정된 위치로부터 원위치로 돌아오지 않은 상태로 전원이 꺼진 경우, 상기 렌즈(15)와 촬상 소자(12)의 결상면 사이의 초점 위치가 초기 간격(d1)에서 시작되는 것이 아니라 어긋나 있게 된다. However, if the power is turned off after the user attempts to shoot by adjusting the focus and the lens does not return to the original position from the adjusted position, the focal position between the lens 15 and the imaging surface of the imaging device 12 is initialized. It does not start at the interval d1 but is shifted.

또는 휴대 단말기의 하락에 따른 파손 등에서 카메라를 보호하기 위하여 렌즈를 후방으로 이동시켜 놓은 경우, 전원이 켜졌을 때 신속하게 렌즈(15)와 촬상 소자(12) 사이의 간격이 기 설정된 거리인 정 위치로 셋팅되는 것이 중요하다. Alternatively, when the lens is moved backward to protect the camera from damage caused by the falling of the mobile terminal, when the power is turned on, the distance between the lens 15 and the imaging device 12 is quickly set to a predetermined distance. It is important to set to.

이와 같이 구동원이 설치된 디지털 카메라 모듈에 있어서, 전원이 켜질때 신속하게 렌즈와 촬상소자 사이의 거리를 원점으로 설정된 정위치(d1)에 셋팅하기 위해 수광 소자 등을 설치하거나 렌즈를 통하여 결상된 이미지를 분석하여 초점 거리를 조정하는 방법 등이 사용되고 있으나, 휴대 단말기에 설치되는 디지털 카메라 모듈은 부피가 매우 제한적이므로, 카메라 모듈을 박형화시키면서 초기 원점 셋팅을 가능케 하는 장치의 개발이 요구되고 있다. In the digital camera module provided with the driving source as described above, a light receiving element or the like is installed to set the distance between the lens and the image capturing device at the home position d1 quickly when the power is turned on. Although a method of adjusting a focal length by analyzing and the like is used, since a digital camera module installed in a portable terminal is very limited in volume, there is a demand for the development of a device that enables initial origin setting while thinning the camera module.

본 발명은 형상기억합금을 이용하여 디지털 카메라 모듈에 있어서 이의 초기 구동시 렌즈와 촬상소자 사이의 거리를 기 설정된 상태인 정 위치로 셋팅하도록 한 것이다. The present invention is to use the shape memory alloy to set the distance between the lens and the image pickup device in the initial position of the digital camera module in its initial position.

또한, 본 발명은 길이방향 변화에 따라 디지털 카메라의 촬상 소자와 렌즈사이의 거리를 신속하게 조절할 수 있는 형상기억합금을 설치하여 디지털 카메라 모듈의 부피를 박형화시킬 수 있도록 한 것이다. In addition, the present invention is to install a shape memory alloy that can quickly adjust the distance between the image pickup device and the lens of the digital camera according to the change in the longitudinal direction to reduce the volume of the digital camera module.

일 실시예에 따른 카메라 모듈은 광을 전기신호로 변환하는 이미지 센싱부를 갖는 촬상 소자; 상기 촬상 소자를 실장하고, 회로 패턴이 형성된 인쇄회로기판; 상기 촬상 소자 상에 위치되고 상기 촬상 소자로 광을 집광시키는 렌즈를 내장한 렌즈 배럴; 및 상기 촬상 소자와 렌즈사이의 초점 거리를 기 설정된 간격으로 조정하는 렌즈 초기화 장치를 포함하고, 상기 렌즈 초기화 장치는 와이어 타입의 형상기억 합금을 포함하고, 상기 렌즈 초기화 장치의 일부는 상기 렌즈 배럴에 고정되고, 상기 렌즈 초기화 장치의 양 끝단은 상기 인쇄회로기판에 고정된다.According to an embodiment, a camera module may include: an imaging device having an image sensing unit configured to convert light into an electrical signal; A printed circuit board on which the imaging device is mounted and on which a circuit pattern is formed; A lens barrel located on the imaging device and having a lens therein for condensing light with the imaging device; And a lens initialization device for adjusting a focal length between the imaging device and the lens at a predetermined interval, wherein the lens initialization device comprises a wire-shaped shape memory alloy, and a portion of the lens initialization device is connected to the lens barrel. Both ends of the lens initialization device are fixed to the printed circuit board.

앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 형상기억합금을 이용한 렌즈 초기화 장치를 갖는 카메라 모듈은 길이방향 변형이 가능한 소정 형상을 갖는 형상기억합금을 이용하여 렌즈의 위치를 이동시키기 때문에 부가적인 모터 등의 구동원을 이용하지 않고도 신속하게 카메라의 초기 셋팅을 할 수 있으므로 렌즈 초기화 속도가 빨라 사용자가 빠른 시간 내에 촬영을 시작할 수 있다. As described in detail above, the camera module having the lens initialization device using the shape memory alloy according to the present invention moves the position of the lens by using the shape memory alloy having a predetermined shape capable of longitudinal deformation. The camera's initial setting can be done quickly without using the camera, and the lens initialization speed is fast, allowing the user to start shooting in a short time.

즉, 본 발명에 따르면, 촬상 소자를 이용하는 카메라 시스템에서 초점 조절에 소요되는 처리 시간이 최소화된다. 따라서, 보다 신속하게 원하는 영상을 정확하게 촬영할 수 있는 효과가 제공된다. That is, according to the present invention, the processing time required for focusing is minimized in the camera system using the imaging device. Therefore, the effect of accurately and accurately photographing a desired image is provided.

또한, 형상기억함금으로 렌즈 초기화 장치를 제작하여 렌즈 배럴 측에 설치하기 때문에 제작과 설치 방법이 간단하고, 카메라 모듈의 전체 크기 및 부피도 박형화·소형화 시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, since the lens initialization device is manufactured by the shape memory alloy and installed on the lens barrel side, the manufacturing and installation method is simple, and the overall size and volume of the camera module can be reduced and downsized.

또한, 본 발명의 형상기억합금을 이용한 카메라 모듈은 기존에 사용되는 부품을 그대로 적용함에 따라 추가되는 부품의 증대를 제거함과 동시에 그에 따른 추가 비용을 줄일 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.In addition, the camera module using the shape memory alloy of the present invention has an excellent effect of reducing the additional cost and the increase of the additional parts by applying the existing parts as it is.

또, 본 발명에 따른 형상기억합금을 이용한 카메라 모듈은 경박단소한 전자 부품에 제한된 설치 위치에 무난하게 적용할 수 있으므로 제작 효율이 향상된다. In addition, the camera module using the shape memory alloy according to the present invention can be applied to a limited installation position in the light and simple electronic components without any difficulty, the production efficiency is improved.

도 1a 및 도 1b는 각각 종래 카메라 모듈의 구조 및 포커스 조정을 위한 구동 과정을 단계별로 나타내는 종단면도이고,
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 형상기억합금으로 형성된 초점 조정 장치가 설치된 카메라 모듈을 다양한 각도로 나타내는 단면도이다. 1A and 1B are longitudinal cross-sectional views illustrating a driving process for adjusting a structure and focus of a conventional camera module, respectively;
2A to 2C are cross-sectional views showing camera modules equipped with a focusing device formed of a shape memory alloy according to the present invention at various angles.

본 발명에 따른 AF 기능을 가진 카메라 모듈은 광을 전기신호로 변환하는 이미지 센싱부를 포함하는 촬상 소자, 상기 촬상 소자가 실장되고 회로 패턴이 형성된 인쇄회로기판, 상기 촬상 소자 상에 위치되고 상기 촬상 소자에 광을 집광시키는 렌즈를 내장한 렌즈 배럴을 포함하는 카메라 모듈에 있어서, 전원이 인가되면 상기 촬상 소자와 렌즈사이의 초점 거리를 기 설정된 간격으로 조정하는 렌즈 초기화 장치를 포함한다. A camera module having an AF function according to the present invention includes an image pickup device including an image sensing unit for converting light into an electrical signal, a printed circuit board on which the image pickup device is mounted, and a circuit pattern is formed, the image pickup device being positioned on the image pickup device. A camera module comprising a lens barrel incorporating a lens for condensing light, the lens module including a lens initialization device for adjusting a focal length between the imaging device and the lens at a predetermined interval when power is applied.

그리고, 본 발명에 따른 AF 기능을 가진 카메라 모듈의 렌즈 초기화 장치는 상기 렌즈 배럴과 상기 인쇄회로기판에 각각 일단이 연결되는 형상기억합금으로 형성된다. The lens initialization apparatus of the camera module having the AF function according to the present invention is formed of a shape memory alloy having one end connected to each of the lens barrel and the printed circuit board.

더 나아가, 본 발명에 따른 AF 기능을 가진 카메라 모듈 구동 방법은 카메라 구동 신호를 인가하는 단계, 상기 구동 신호에 따라 렌즈가 내장된 렌즈 배럴의 일측에 연결되어 인쇄회로기판 측에 고정된 렌즈 초기화 장치에 전류를 인가하는 단계, 상기 렌즈 초기화 장치가 변형회복되어 길이방향 변화가 발생되고 이에 따라 상기 렌즈 배럴이 기 설정된 정 위치로 이동하는 단계, 상기 정 위치로 이동되는 상기 렌즈 배럴의 초점 거리에 따라 포커스 조정을 위하여 상기 렌즈와 촬상 소자 사이의 초점 거리를 조절하는 단계를 포함한다. Furthermore, the method of driving a camera module having an AF function according to the present invention includes applying a camera driving signal, and a lens initialization device connected to one side of a lens barrel in which a lens is built according to the driving signal and fixed to a printed circuit board side. Applying a current to the lens initializer, and the lens initialization device is deformed to generate a longitudinal change, thereby moving the lens barrel to a predetermined home position, and according to a focal length of the lens barrel moved to the home position. Adjusting a focal length between the lens and the imaging device for focus adjustment.

도 2a는 본 발명에 따른 형상기억합금으로 형성된 초점 조정 장치가 설치된 카메라 모듈의 종단면도이고, 도 2b는 본 발명에 따른 형상기억합금으로 형성된 초점 조정 장치가 설치된 카메라 모듈의 측단면도이며, 도 2c는 본 발명에 따른 형상기억합금으로 형성된 초점 조정 장치가 설치된 카메라 모듈의 상면도이다. Figure 2a is a longitudinal cross-sectional view of the camera module with a focus adjustment device formed of a shape memory alloy according to the present invention, Figure 2b is a side cross-sectional view of the camera module with a focus adjustment device formed of a shape memory alloy according to the present invention, Figure 2c Is a top view of a camera module equipped with a focusing device formed of a shape memory alloy according to the present invention.

본 발명에 따른 카메라 모듈(100)은 도 2a에서 도시된 바와 같이, 이미지 센싱부(122)와 전극 패드를 갖는 촬상 소자(120)와, 상기 촬상 소자(120)에서 발생한 영상신호를 전달받는 회로패턴이 형성된 회로기판(110)을 포함한다. As shown in FIG. 2A, the camera module 100 according to the present invention includes an image sensing unit 122 and an imaging device 120 having an electrode pad, and a circuit for receiving an image signal generated by the imaging device 120. The circuit board 110 includes a pattern formed thereon.

그리고, 상기 촬상 소자(120)의 상부에 IR 필터(130)가 위치되며, 그 상부에는 하나 이상의 렌즈(150)를 구비한 렌즈 배럴(160)이 설치된다. 상기 렌즈(150)가 내장된 렌즈 배럴(160)은 상기 촬상 소자(120)와 동일 광 축상에 존재하고 상기 렌즈(150)와 상기 촬상 소자(120)사이의 거리는 기 설정된 초점 거리를 갖도록 조립된다. In addition, an IR filter 130 is positioned above the imaging device 120, and a lens barrel 160 having one or more lenses 150 is installed thereon. The lens barrel 160 in which the lens 150 is embedded is present on the same optical axis as the imaging device 120, and the distance between the lens 150 and the imaging device 120 is assembled to have a preset focal length. .

이때, 본 발명에 따른 카메라 모듈(100)에 상기 촬상 소자(120)에 대하여 렌즈(150)의 위치를 이동시킬 수 있도록 상기 렌즈(150)가 내장되는 렌즈 배럴(160)의 길이방향 이동을 위하여, 상기 렌즈 배럴(160)의 외측부에 압전 액츄에이터, VCM(Voice Coil Motor) 등으로 형성된 구동원(180)이 설치된다.In this case, for the longitudinal movement of the lens barrel 160 in which the lens 150 is built so as to move the position of the lens 150 with respect to the imaging device 120 in the camera module 100 according to the present invention. In addition, a driving source 180 formed of a piezoelectric actuator, a voice coil motor (VCM), or the like is installed at an outer side of the lens barrel 160.

그리고, 상기 구동원(180)과 상기 렌즈 배럴(160)을 내장하여 상기 촬상 소자(120)로 광이 집속될 수 있도록 경통 구조를 갖는 하우징(미도시)이 상기 인쇄회로기판상에 설치될 수 있으며, 상기 렌즈 배럴(160)의 상측에는 하우징에 대하여 지지하는 소정의 탄성을 가지는 판스프링이 설치될 수 있다. In addition, a housing (not shown) having a barrel structure may be installed on the printed circuit board so that light may be focused on the imaging device 120 by embedding the driving source 180 and the lens barrel 160. In addition, an upper side of the lens barrel 160 may be provided with a leaf spring having a predetermined elastic support for the housing.

상기 구동원(180)은 예를 들어, 압전 액츄에이터인 경우, 렌즈 배럴(160)이 적층형 압전체가 상하로 이동되는 것에 의해, 피사체의 영상이 맺히는 촬상 소자의 이미지 센싱부에 상하로 이동된 상태에서 영상이 맺히게 된다. For example, when the driving source 180 is a piezoelectric actuator, the lens barrel 160 is moved up and down by moving the stacked piezoelectric body up and down, so that the image is moved up and down in the image sensing unit of the imaging device to which an image of a subject is formed. This bears.

그리고, 구동원(180)으로 사용된 압전 액츄에이터는 도시하지는 않았지만, 전압이 가해질 때 구동원의 구동축에 렌즈 배럴이 연결되면 압전소자의 크기 변형에 따라 즉, 압전체가 그 길이 방향으로 늘어나게 되며, 이에 따라 그의 끝에 접촉된 렌즈 배럴은 하 방향으로 이동된다. Although the piezoelectric actuator used as the driving source 180 is not shown, when the lens barrel is connected to the driving shaft of the driving source when a voltage is applied, the piezoelectric element is stretched in its length direction according to the size deformation of the piezoelectric element. The lens barrel in contact with the end is moved in the downward direction.

즉, 압전체의 늘어나는 길이, 다시 말해서 렌즈 배럴(160)이 구동원인 압전체에 의해 상하로 이동되는 거리에 따라 렌즈(150)와 상기 촬상 소자(120) 사이의 초점 거리가 조정된다. That is, the focal length between the lens 150 and the imaging device 120 is adjusted according to the length of the piezoelectric body, that is, the distance in which the lens barrel 160 is moved up and down by the piezoelectric body which is the driving source.

그리고, 압전체의 작동이 해제되어 압전체는 원래의 길이로 줄어들고, 렌즈 배럴(160)도 상기 판 스프링의 복원력에 의해 원래 위치로 복귀된다.Then, the piezoelectric body is released to reduce the piezoelectric body to its original length, and the lens barrel 160 is also returned to its original position by the restoring force of the leaf spring.

이러한 구동원(180)의 작동은 카메라 모듈의 작동을 제어하는 제어부(미도시)에 연결되어, 이 제어부에서 인가되는 제어 신호에 의해 작동된다.The operation of the driving source 180 is connected to a control unit (not shown) that controls the operation of the camera module, and is operated by a control signal applied from the control unit.

그러나, 카메라의 초기 구동시, 압전 액츄에이터 등의 구동원(180)을 부팅시켜, 렌즈(150)와 상기 촬상 소자(120) 사이의 초점 거리가 조정되면 초기 속도가 매우 떨어져 신속한 촬영이 이루어질 수 없기 때문에 렌즈(150)와 상기 촬상 소자(120) 사이의 기 설정된 초점 거리 조정은 상기와 같은 렌즈 초기화 장치(190)를 이용한다. However, at the time of initial driving of the camera, if the focal length between the lens 150 and the imaging device 120 is adjusted by booting a drive source 180 such as a piezoelectric actuator, the initial speed is very low, and thus rapid shooting cannot be achieved. The preset focal length adjustment between the lens 150 and the imaging device 120 uses the lens initialization device 190 as described above.

즉, 본 발명에 따른 카메라 모듈(100)이 켜질 때, 상기 구동원(180)을 구동시키지 않고도 신속하게 상기 촬상 소자(120)와 상기 렌즈(150) 사이의 간격인 초점 거리가 기 설정된 정 위치에 위치되도록 상기 렌즈(150)가 내장된 상기 렌즈 배럴(160)의 위치를 조정하기 위한 렌즈 초기화 장치(190)는 형상기억합금으로 형성된다. That is, when the camera module 100 according to the present invention is turned on, a focal length, which is an interval between the imaging device 120 and the lens 150, is quickly set at a preset position without driving the driving source 180. The lens initialization device 190 for adjusting the position of the lens barrel 160 in which the lens 150 is embedded is positioned to be formed of a shape memory alloy.

상기 렌즈 초기화 장치(190)는 상기 렌즈 배럴(160)에 일측이 연결되고 상기 인쇄회로기판(110)에 타측이 연결되는 형상기억합금 재질로 형성된 구조물로서, 본 발명에 따른 제1 실시 예에서는 와이어 타입으로 형성된다. The lens initialization device 190 is a structure formed of a shape memory alloy material, one side of which is connected to the lens barrel 160 and the other of which is connected to the printed circuit board 110, and according to the first embodiment of the present invention. It is formed into a type.

와이어 타입 렌즈 초기화 장치(190)는 전체적으로 "M"자 형상으로 형성된 형상을 갖고, 절곡된 브릿지(191)와, 상기 브릿지의 양측으로 각각 꺾인 단부(192)들을 구비하며, 상기 단부(192)들은 소정 간격 이격되어 있다. The wire-type lens initialization device 190 has a shape formed as an overall "M" shape, and has a bent bridge 191 and ends 192 bent to both sides of the bridge, and the ends 192 are It is spaced by a predetermined interval.

본 발명의 형상기억합금을 이용한 렌즈 초기화 장치(190)는 와이어 형상의 형상기억 합금을 소정형상을 갖게 절곡하여 제작함으로써, 렌즈 배럴(160)의 부착위치로부터 이탈 없이 간단하고, 경제적인 방법으로 상기 렌즈 배럴(160)의 위치를 조정할 수 있다. The lens initialization device 190 using the shape memory alloy of the present invention is manufactured by bending a wire-shaped shape memory alloy to have a predetermined shape, thereby allowing the lens barrel 160 to be detached from the attachment position of the lens barrel 160 in a simple and economical manner. The position of the lens barrel 160 may be adjusted.

상기 렌즈 초기화 장치(190)의 브릿지(191)가 상기 렌즈 배럴(160)에 외주면에 형성된 돌출부(162)를 관통하는 장공 내에 삽입되며, 서로 소정 간격 이격된 상기 단부(192)들은 도 2a 및 도 2b에서 도시된 바와 같이, 상기 인쇄회로기판(110)의 회로부에 연결되어 있다. The bridge 191 of the lens initialization device 190 is inserted into the long hole passing through the protrusion 162 formed on the outer circumferential surface of the lens barrel 160, and the end portions 192 spaced apart from each other by the predetermined intervals are shown in FIGS. As shown in 2b, it is connected to the circuit portion of the printed circuit board 110.

한편, 본 발명에 따른 다른 실시 예에서는 렌즈 초기화 장치(190)의 단부만 초탄성 영역의 범위에 해당되도록 예변형(pre-strain)시켜, 전류가 인가될 때, 단부들(192)에서만 형상기억효과에 의하여 수축되어 최초의 상태로 되돌아가게 할 수도 있다. 즉, 상기 브릿지(191)는 전류 인가에 따른 온도변화에 따른 변형이 일어나지 않도록 형성될 수도 있다. Meanwhile, in another embodiment according to the present invention, only an end portion of the lens initialization device 190 is pre-strained to fall within the range of the superelastic region, so that the shape memory is stored only at the ends 192 when a current is applied. The effect may be to shrink and return to the original state. That is, the bridge 191 may be formed such that deformation does not occur due to a temperature change caused by application of current.

더 나아가, 본 발명에 따른 또 다른 실시 예에서는 상기 렌즈 초기화 장치(190)는 형상기억합금을 이용하여 "Ω"자형 형성할 수도 있으며, 이러한 렌즈 초기화 장치(190)는 임계온도 이상에서는 소정의 제1형상을 갖게 하고, 임계온도 이하에서는 임의의 제2형상을 갖도록 할 수도 있다. Furthermore, in another embodiment according to the present invention, the lens initialization device 190 may be formed in a “Ω” shape using a shape memory alloy, and the lens initialization device 190 may be formed at a predetermined temperature or more above a threshold temperature. One shape may be provided, and an arbitrary second shape may be provided below the critical temperature.

즉, 본 발명에 따른 상기 렌즈 초기화 장치(190)는 형상 기억 열처리를 통해서 외력에 의해서 물리적으로 변형(꺾임, 뒤틀림, 절곡)된 제2형상을 갖더라도, 임계온도 이상에서 본래의 형상(제1형상)으로 돌아오도록 형상 기억 열처리되어 있다. That is, even if the lens initialization device 190 according to the present invention has a second shape that is physically deformed (bent, distorted, or bent) by an external force through shape memory heat treatment, the lens initialization device 190 may have an original shape (first first) at or above a critical temperature. Shape memory heat treatment to return to the shape).

이러한 상기 렌즈 초기화 장치(190)는 예를 들어, Ti 50%, Ni 50%(원자비)가 함유된 얇은 박막 또는 와이어 형태의 형상기억합금으로 제작되며, 카메라 모듈에는 예변형(pre-strain)상태로 장착된다. The lens initialization device 190 is made of, for example, a shape memory alloy in the form of a thin film or wire containing Ti 50% and Ni 50% (atomic ratio), and a pre-strain in the camera module. It is mounted in a state.

이러한 상기 렌즈 초기화 장치(190)에 전류를 인가하면, 상기 단부(192)는 원래의 형상으로 변형이 회복됨에 따라, 그 길이가 짧아져서 상기 렌즈 배럴(160)을 상기 인쇄회로기판(110) 측으로 이동시키게 된다. When the current is applied to the lens initialization device 190, as the end portion 192 is restored to its original shape, its length is shortened to bring the lens barrel 160 to the printed circuit board 110 side. Will be moved.

즉, 본 발명에 따른 상기 렌즈 초기화 장치(190)의 예변형된 상태에 따라 차이가 있겠지만, 예를 들어, 렌즈 초기화 장치(190)가 인장 상태로 예변형되어 있을 경우, 전류가 인가되면 와이어 반경이 두꺼워지면서, 상기 렌즈 배럴(160)이 상기 촬상 소자(120)측으로 이동된다. That is, although there may be a difference depending on the pre-deformed state of the lens initialization device 190 according to the present invention, for example, when the lens initialization device 190 is pre-deformed in the tension state, the wire radius when the current is applied As it thickens, the lens barrel 160 is moved toward the imaging device 120.

그리고, 상기 렌즈 초기화 장치는 어떤 형상을 기억하면 여러 가지의 형상으로 변형되어도 있어도 전류가 인가되어 가열되면 변형 전의 형상으로 형상회복되며, 그 예변형된 상태에 따라 두께의 폭이 서로 달라지므로 상기 초기화 정도에 따라 상기 렌즈 초기화 장치의 길이방향 변화를 이용한다. When the lens initialization device remembers any shape, even if it is deformed into various shapes, the lens initialization device recovers the shape to the shape before deformation when a current is applied and heated. The longitudinal change of the lens initialization device is used according to the degree.

즉, 상기 렌즈 배럴을 이동시켜야 하는 그 이동 거리에 적합한 변형량을 갖도록 예변형량이 결정된다. 또한, 상기 렌즈 초기화 장치(190)는 8% 이내에서 원상태로 회복 가능한 변형 길이 및 두께로 제작될 수 있다. That is, the amount of deflection is determined so as to have a deformation amount suitable for the movement distance at which the lens barrel is to be moved. In addition, the lens initialization device 190 may be manufactured in a deformation length and thickness that can be restored to its original state within 8%.

본 발명에 따라 형상기억합금으로 형성된 렌즈 초기화 장치가 설치된 카메라 모듈의 구동 과정을 설명하면 하기와 같다. Referring to the driving process of the camera module is provided with a lens initialization device formed of a shape memory alloy according to the present invention.

도 2a 내지 도 2c에서 도시된 바와 같이, 휴대 단말기 등에 설치된 카메라 모듈에 있어서, 전원이 인가되면 렌즈 배럴(160)에 지지된 렌즈(150)를 통과하여 촬상 소자(120)의 촬상면으로 입사되는 피사체의 영상은 원래의 위치, 즉, 렌즈 배럴(160)과 상기 촬상 소자(120) 사이의 초점거리가 기 설정된 초기 위치에서 구동되어야 한다. As shown in FIGS. 2A to 2C, in a camera module installed in a portable terminal or the like, when a power is applied, the object passes through the lens 150 supported by the lens barrel 160 and is incident on the imaging surface of the imaging device 120. The image of? Must be driven at its original position, that is, the focal length between the lens barrel 160 and the imaging device 120 is set at an initial position.

본 발명에 따른 카메라 모듈(100)은 회로기판(110)의 상면에 에폭시(epoxy)를 도포하고 그 상부에 촬상 소자(120)를 실장한 후, 상기 촬상 소자의 전극과 상기 회로 기판의 전극을 전기적으로 연결한다. The camera module 100 according to the present invention applies epoxy on the upper surface of the circuit board 110 and mounts the imaging device 120 thereon, and then the electrode of the imaging device and the electrode of the circuit board are connected. Connect electrically.

그리고, 렌즈 배럴(160) 내부에 상기 렌즈(150)를 고정시킨 후, 상기 렌즈 배럴(160)의 외주면 일측에 형성된 돌출부(162)의 장공내에 "M"자 형상으로 형성된 렌즈 초기화 장치(190)의 절곡부인 브릿지(191)를 고정, 위치시킨다. After fixing the lens 150 in the lens barrel 160, the lens initialization device 190 formed in an “M” shape in the long hole of the protrusion 162 formed on one side of the outer circumferential surface of the lens barrel 160. Fixing and positioning the bridge 191 is a bent portion of.

상기 브릿지(191)의 양측으로 각각 꺾인 단부(192)들은 상기 인쇄회로기판(110)의 소정 위치에 납땜하여 전기적으로 연결한다.End portions 192 that are bent to both sides of the bridge 191 are electrically connected to each other by soldering to predetermined positions of the printed circuit board 110.

본 발명의 실시 예에서는 상기 렌즈 초기화 장치(190)의 초점 이동 거리를 0.5mm로 설정할 경우, 상기 렌즈 배럴(160)의 무게에 따라, 상기 렌즈 초기화 장치(190)에 요구되는 길이방향 변형량에 따른 두께 방향 변형량과 변형 응력이 도출될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, when the focal shifting distance of the lens initialization device 190 is set to 0.5 mm, according to the weight of the lens barrel 160, the amount of longitudinal deformation required by the lens initialization device 190 may vary. Thickness direction strain and strain stress can be derived.

예를 들어, 200만 화소를 갖는 일반적인 카메라 모듈에 설치되는 렌즈(150)가 내장된 렌즈 배럴(160)은 0.1g 정도의 무게를 갖고 있으므로 이를 이동시켜 초점거리를 변화시키기 위해서는 초당 0.5g/force 정도의 힘이 요구된다. For example, the lens barrel 160 with the built-in lens 150 installed in a general camera module having 2 million pixels has a weight of about 0.1 g, so that 0.5 g / force per second to change the focal length by moving it. A degree of strength is required.

상기 렌즈 초기화 장치(190)는 압축상태로 예변형되어 있고, 카메라 구동 신호가 인쇄회로기판(110)로 인가되면, 상기 렌즈 초기화 장치(190)에 유입되는 전류에 의하여, 예를 들어 압축상태에 있는 상기 렌즈 초기화 장치(190)는 그 두께 방향 변화에 따라 길이방향으로 -0.5mm만큼 짧아진다. The lens initialization device 190 is prestrained in a compressed state, and when the camera driving signal is applied to the printed circuit board 110, the lens initialization device 190 may be in a compressed state by a current flowing into the lens initialization device 190. The lens initialization device 190 is shortened by -0.5 mm in the longitudinal direction according to the change in the thickness direction thereof.

이와 같은 상기 렌즈 초기화 장치(190)의 길이 변화에 따라, 상기 렌즈 초기화 장치(190)의 단부(192)가 인쇄회로기판(110)에 고정되어 있으므로 상기 촬상 소자(120)로부터 길이방향으로 이동될 수 있는 상기 렌즈 배럴(160)이 상/하 방향으로 소정 길이만큼 이동된다. As the length of the lens initialization device 190 changes, the end portion 192 of the lens initialization device 190 is fixed to the printed circuit board 110 so that the lens initialization device 190 may be moved in the longitudinal direction from the imaging device 120. The lens barrel 160 may be moved by a predetermined length in the up / down direction.

이러한 방법으로 카메라 모듈(100)에 있어서, 어떤 한 점에서부터 일직선으로 입사되는 빛들이 렌즈를 통과하면서 한 곳으로 모이게 되고 그 빛들이 모여 하나의 상을 맺게 되는데, 이때 렌즈와 상이 맺히는 촬상 소자(120)의 이미지 센싱부(122)와의 거리인 초기 초점거리가 형성된다.In this way, in the camera module 100, light incident in a straight line from any point passes through the lens and is gathered in one place, and the lights are gathered to form a single image, wherein the imaging element 120 forms an image with the lens. An initial focal length, which is a distance from the image sensing unit 122, is formed.

즉, 외부로부터 획득된 광은 렌즈(150)를 통해 상기 촬상 소자(120)의 이미지 센싱부(122) 상에 결상되어 전기신호로 변환되고, 상기 변환된 전기신호는 회로 패턴이 형성된 인쇄회로기판(110)을 통해 단말기 등의 본체에서 처리되어 디스플레이된다.That is, the light obtained from the outside is formed on the image sensing unit 122 of the imaging device 120 through the lens 150 is converted into an electrical signal, the converted electrical signal is a printed circuit board having a circuit pattern Through 110, the process is displayed in the main body such as a terminal.

그리고, 피사체의 거리가 이동되거나 변화된 경우에는 렌즈(150)를 피사체의 이동 거리만큼 앞쪽으로 이동시키기 위해서 압전 액츄에이터 등으로 이루어진 구동원에 전류가 인가되고 이에 따라 압전체의 길이가 선형적으로 변화하면서 그 끝단에 연결된 상기 렌즈 배럴(160)이 촬상 소자(120)로부터 상/하 방향으로 이동된다. In addition, when the distance of the subject is moved or changed, a current is applied to a drive source made of a piezoelectric actuator or the like to move the lens 150 forward by the movement distance of the subject, and thus the length of the piezoelectric element is changed linearly. The lens barrel 160 connected to is moved up / down from the imaging device 120.

이에 따라, 상기 촬상 소자의 넓은 부분의 이미지를 결상시키기 위해서는 렌즈(150)와 촬상 소자(120) 사이의 초점거리가 길어져서, 일정한 크기를 가진 촬상 소자에 모든 이미지를 결상시킬 수 있게 된다. Accordingly, in order to form an image of a wide portion of the image pickup device, a focal length between the lens 150 and the image pickup device 120 is long, so that all the images can be imaged on the image pickup device having a constant size.

이상에서 본 발명의 형상기억합금을 이용한 카메라 모듈에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 일 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다. Although the technical idea of the camera module using the shape memory alloy of the present invention has been described above with the accompanying drawings, this is an exemplary embodiment of the present invention and is not intended to limit the present invention. In addition, it is obvious that any person skilled in the art can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10, 100 : 카메라 모듈 11, 110 : 인쇄회로기판
15, 150 : 렌즈 16, 160 : 렌즈 배럴
12, 120 : 이미지 센서 칩 190 : 렌즈 초기화 장치Description of the Related Art [0002]
10, 100: camera module 11, 110: printed circuit board
15, 150: lens 16, 160: lens barrel
12, 120: image sensor chip 190: lens initialization unit

Claims

An imaging device having an image sensing unit for converting light into an electrical signal;
A printed circuit board on which the imaging device is mounted and on which a circuit pattern is formed;
A lens barrel located on the imaging device and having a lens therein for condensing light with the imaging device; And
A lens initialization device for adjusting a focal length between the imaging device and the lens at a predetermined interval;
The lens initialization device includes a wire type shape memory alloy,
One side of the lens initialization device is fixed to the lens barrel,
The other side of the lens initialization device is a camera module fixed to the printed circuit board.

The camera module of claim 1, wherein the lens initialization device has an M shape or an Ω shape.

The method of claim 1, further comprising a protrusion disposed on an outer circumferential surface of the lens barrel,
The lens initialization device is fixed to the lens barrel through the projection.

The method of claim 1, wherein the lens initialization device comprises a bridge bent between both ends,
The camera module is fixed to the lens barrel through the bridge.

The camera module of claim 1, wherein both ends of the lens initialization device are electrically connected to the printed circuit board.

The method of claim 5, wherein
Both ends of the lens initialization device is connected to the printed circuit board by soldering.