카메라 모듈 및 이의 구동 방법 document_id A220623014348

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로서, 형상기억합금을 이용하여 렌즈와 이미지 센서 칩 사이의 거리를 변화시켜 포커스 조정이 가능한 카메라 모듈에 관한 것이다. 컴팩트한 카메라 모듈은 일반적으로 무선 단말기, PDA 등과 같은 휴대성이 요구되고 경박단소한 전자부품에 주로 내장되며, 장착된 전자 장비를 통하여 화상의 촬영, 저장 및 전송을 가능케 한다. 특히 최근에는 전자제품에 기본적으로 카메라 모듈이 장착되고 이러한 카메라 모듈을 통하여 소비자들은 디지털 카메라에서 구현할 수 있는 고기능 고화소 고화질 이미지를 촬영하고 싶어한다. 그러나, 휴대 전자 부품에 실장되는 카메라 모듈에서는 자동초점(AF), 광학줌 등 부가기능의 구현이 어렵기 때문에 카메라 폰으로 동영상을 촬영할 경우 자동초점 기능이 없어 선명한 화질을 얻기가 어려웠다. 이에 따라, 렌즈의 위치를 실시간으로 조정하여 초점을 잡아주는 자동 초점 및 광학줌을 구현할 수 있도록 설치되는 구동원은 피에조(piezo-압전 초음파), 스테핑 모터(stepping motor), 음성코일모터(VCM), 액체렌즈(liquid lens) 등 광학 줌을 구현하는 모든 액추에이터(Actuator, 이하 구동원)를 채택하게 되었고, 그 일 예로서, 도 1a 및 도 1b에서 도시된 것과 같은 구동원이 설치된다. 도 1a와 같이, 일반적인 카메라 모듈(10)은 광신호를 전기신호로 변환하는 이미지 센서 칩(12)과, 상기 이미지 센서 칩(12)으로 광을 집광시키는 렌즈(15)와 IR(infrared ray) 필터(13) 및, 상기 이미지센서에서 처리되는 신호를 처리하는 회로 패턴이 형성된 인쇄회로기판(11)을 포함한다. 그리고, 상기 렌즈(15)는 이를 고정하는 렌즈 배럴(16) 내부에 부착되어 상기 이미지 센서 칩(12) 상에 위치되며, 상기 렌즈 배럴(16)을 상기 이미지 센서 칩(12)으로부터 이동시킬 수 있도록 구동원으로 음성코일모터(17, VCM: voice coil motor)가 설치되어있다. 상기 음성코일모터(17)는 이동 코일이 반원형 영구자석 사이에서 작동하여 선형 운동을 하는 운동 메커니즘을 가지고 있다. 음성코일모터는 플레밍의 왼손법칙이 적용되는 것으로서, 전기와 자석의 상호 작용으로 고정자와 회전자 사이의 인력에 의해서 움직임이 발생하고 이러한 선형적인 힘은 전류값에 비례해서 도출된다. 도면에는 상세하게 도시하지 않았지만, 음성코일모터(17)는 일반적으로 4개의 자석과 두개의 원형 코일 타입 및 두개의 볼 베어링,샤프트와 커버로 구성된다. 이러한 구동원인 음성코일모터(17)에 전압을 인가하면, 도 1b와 같이, 상기 렌즈 배럴이 상기 이미지 센서 칩(12)으로부터 상/하 이동된다. 이에 따라, 피사체의 한 지점에서부터 많은 양의 빛을 끌어들여 한 지점으로 모일 수 있도록 빛을 굴절시키는 상기 렌즈(15)가 상기 렌즈 배럴(16)과 함께 길이방향으로 이동하게 된다. 상기 렌즈(15)가 이동되면 상이 맺히는 이미지 센서 칩(12)의 이미지 센싱부와 상기 렌즈(15) 사이의 거리가 변화되어 피사체의 거리에 따라 변화된 초점을 보정할 수 있게 된다. 그러나, 음성코일모터, 피에조 모터와 같은 구동원은 상기 렌즈 배럴(16) 주변에 배치하여야 하며, 이러한 구동원은 기계/전자적인 매커니즘에 의해 구동되는 구조이므로 소형으로 제작될 수 있다고는 하나 일정 체적이 있다. 즉, 이러한 구동원 때문에 이를 장착한 카메라 모듈의 부피가 기존보다 커진다. 무선 단말기의 특정 위치에 장착하는 형태로 제작되는 카메라 모듈은 경박단소화의 요구에 따라 제작되는 무선 단말기의 사이즈에 따라 그 부피가 매우 제한적일 수밖에 없는 카메라 모듈의 부피가 커지고 무게가 증가하기 때문에 카메라 모듈을 초소형으로 제작할 수 없다. 그리고, 기계적으로 복잡한 구성 때문에 구동원의 생산성이 높지 않으며 가격도 비싸다.