KR100935315B1 - 카메라 모듈의 손떨림 보정장치 - Google Patents

카메라 모듈의 손떨림 보정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상부 볼과 하부 볼을 갖는 볼 홀더를 통해 자동 촛점 유닛의 X축 방향 또는 Y축 방향 보정을 수행하는 2축 보정 구조를 제공하여, 카메라 모듈의 손떨림 보정을 효율적으로 수행하고 카메라 모듈의 소형화 및 슬림화를 구현하며 카메라 모듈의 제조비용을 절감하기 위한 것이다.
이를 위해, 본 발명은, 하면에 광축과 직교되는 X축 방향 또는 Y축 방향으로 길이를 갖는 슬라이드 홈이 형성된 자동 촛점 유닛; 상기 자동 촛점 유닛을 X축 방향 또는 Y축 방향으로 이동시키는 구동 유닛; 상기 자동 촛점 유닛의 하면에 설치되며, 상면에 상기 슬라이드 홈과 슬라이딩 가능하게 결합되는 상부 볼이 구비되고, 하면에 하부 볼이 구비된 볼 홀더; 및 상기 볼 홀더의 하면에 설치되며, 상면에 상기 볼 홀더의 하부 볼이 슬라이딩 가능하게 결합되고 상기 자동 촛점 유닛의 슬라이드 홈의 길이 방향과 직교되는 Y축 방향 또는 X축 방향으로 길이를 갖는 슬라이드 홈이 형성된 하부 가이드;를 포함하는 카메라 모듈의 손떨림 보정장치를 제공한다.
카메라 모듈, 손떨림 보정장치, 자동 촛점 유닛, 구동 유닛, 볼 홀더, 상부 볼, 하부 볼, 하부가이드, 슬라이드 홈

Description

카메라 모듈의 손떨림 보정장치{Image stabilizing apparatus for camera module}
본 발명은 카메라 모듈의 손떨림 보정장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 상부 볼과 하부 볼을 갖는 볼 홀더를 통해 자동 촛점 유닛의 X축 방향 또는 Y축 방향 보정을 수행하는 2축 보정 구조를 제공하여, 카메라 모듈의 손떨림 보정을 효율적으로 수행할 수 있고 카메라 모듈의 소형화 및 슬림화를 구현할 수 있으며 카메라 모듈의 제조비용을 절감할 수 있는 카메라 모듈의 손떨림 보정장치에 관한 것이다.
일반적으로, 손떨림 보정장치는 카메라 모듈의 촬영시 발생하는 손떨림에 의한 화질 저하를 방지하기 위하여 적용되는 장치이다.
기존의 손떨림 보정장치는 대부분 디지털 카메라에서 구현되었는데, 이는 사이즈 측면에서 휴대폰과 같은 모바일용 소형 카메라 모듈보다 적용이 용이하여 쉽게 적용되어 왔다.
최근, 모바일용 소형 카메라 모듈에서도 디지털 카메라와 같은 수준의 고품질의 이미지를 요구하게 되면서 모바일용 소형 카메라 모듈에 손떨림 보정장치를 적용하고자 하는 개발 연구가 진행되고 있다.
기존 손떨림 보정장치는 대부분 디지털 카메라에 적용되며, 크게 4가지 방식으로 나눌 수 있다.
즉, 첫째, 손떨림 보정용 광학렌즈의 이동방식, 둘째, 이미지센서 이동방식, 셋째, 프리즘 굴절방식, 넷째, 카메라 모듈 전체를 손떨림에 대응하여 기울이는 방식으로 나눌 수 있다.
그러나, 손떨림 보정용 광학렌즈의 이동방식은 광학설계 변경시 해당 광학렌즈의 구동으로 재설계가 복잡하고, 이미지센서 이동방식은 높은 구동정밀도가 요구되고 발열로 인한 노이즈가 발생하며, 프리즘 굴절방식은 고비용 및 화질 저하를 초래하고, 카메라 모듈 전체를 손떨림에 대응하여 기울이는 방식은 제품 구성이 복잡하고 내구성의 문제점을 초래하는 단점이 있다.
특히, 상술한 기존의 디지털 카메라에 적용되는 손떨림 보정방식인 선형 가이드 방식은 마찰로 인해 구동 성능이 떨어지고 이를 그대로 모바일용 소형 카메라 모듈에 적용하기에는 사이즈가 너무 커지는 문제점이 있었다.
이러한 단점을 극복하기 위하여, 무빙볼과 슬라이드 홈을 이용한 손떨림 보정 기술이 개발되었지만, 기존 무빙볼과 슬라이드 홈을 이용한 구조는 구속조건이 불안정하여 외부 충격에 의해 무빙볼이 쉽게 이탈될 수 있으며, 손떨림 보정을 위하여 달라지는 수평 축방향마다 별개의 무빙볼과 슬라이드 홈 구조를 적용하기 때 문에 광축 방향으로 부피가 증가하고 무빙볼의 개수와 이에 대응되는 슬라이드 홈의 개수가 증가하여 제조 비용이 상승하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 종래 카메라 모듈의 손떨림 보정장치에서 제기되고 있는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 상부 볼과 하부 볼을 갖는 볼 홀더를 통해 자동 촛점 유닛의 X축 방향 또는 Y축 방향 보정을 수행하는 2축 보정 구조를 제공하여, 카메라 모듈의 손떨림 보정을 효율적으로 수행할 수 있고 카메라 모듈의 소형화 및 슬림화를 구현할 수 있으며 카메라 모듈의 제조비용을 절감할 수 있는 카메라 모듈의 손떨림 보정장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 형태에 의하면, 하면에 광축과 직교되는 X축 방향 또는 Y축 방향으로 길이를 갖는 슬라이드 홈이 형성된 자동 촛점 유닛; 상기 자동 촛점 유닛을 X축 방향 또는 Y축 방향으로 이동시키는 구동 유닛; 상기 자동 촛점 유닛의 하면에 설치되며, 상면에 상기 슬라이드 홈과 슬라이딩 가능하게 결합되는 상부 볼이 구비되고, 하면에 하부 볼이 구비된 볼 홀더; 및 상기 볼 홀더의 하면에 설치되며, 상면에 상기 볼 홀더의 하부 볼이 슬라이딩 가능하게 결합되고 상기 자동 촛점 유닛의 슬라이드 홈의 길이 방향과 직교되는 Y축 방향 또는 X축 방향으로 길이를 갖는 슬라이드 홈이 형성된 하부 가이드;를 포함하는 카메라 모듈의 손떨림 보정장치가 제공된다.
여기서, 상기 상부 볼과 상기 하부 볼은, 하나의 볼이 상기 볼 홀더의 상면과 하면 양측으로 노출되어 상기 볼 홀더의 상면과 하면에 각각 구비될 수 있다.
또한, 상기 상부 볼과 상기 하부 볼은, 상기 볼 홀더의 상면과 하면에 각각 구비될 수도 있다
이때, 상기 상부 볼과 상기 하부 볼은 상기 볼 홀더의 상면과 하면에 각각 구비되되, 상기 자동 촛점 유닛의 광축 방향을 따라 동일한 선 상에 구비되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 상부 볼과 상기 하부 볼은 3점 지지 방식으로 배치되어, 상기 자동 촛점 유닛의 X축 방향 이동과 Y축 방향 이동이 안정적으로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 자동 촛점 유닛의 슬라이드 홈은 'V'자 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 하부 가이드의 슬라이드 홈 역시 'V'자 형태로 형성될 수 있다.
한편, 상기 카메라 모듈의 손떨림 보정장치는, 상기 하부 가이드의 하부에 설치되는 하부 하우징과, 상기 자동 촛점 유닛을 둘러싸도록 상기 하부 하우징과 결합되는 상부 하우징을 더 포함할 수 있다.
상기 구동 유닛은, 상기 자동 촛점 유닛의 테두리 중 X축 방향에 위치되는 테두리에 설치되는 X축 보이스 코일과, 상기 X축 보이스 코일과 대응되도록 상기 상부 하우징의 내측면에 설치되는 X축 마그네트를 포함하는 X축 이송용 액츄에이터; 및 상기 자동 촛점 유닛의 테두리 중 Y축 방향에 위치되는 테두리에 설치되는 Y축 보이스 코일과, 상기 Y축 보이스 코일과 대응되도록 상기 상부 하우징의 내측 면에 설치되는 Y축 마그네트를 포함하는 Y축 이송용 액츄에이터;를 포함하여 이루어질 수 있다.
한편, 상기 하부 하우징의 내측 바닥면에는 이미지센서가 실장될 수 있다.
그리고, 상기 자동 촛점 유닛의 내부에는 렌즈군을 갖는 렌즈배럴 및 상기 렌즈배럴을 광축방향으로 왕복 이동시키는 구동장치가 설치될 수 있다.
그리고, 상기 하부 가이드의 하면에는 신축성을 갖는 완충 부재가 더 구비될 수 있다.
한편, 상기 카메라 모듈의 손떨림 보정장치는, 상기 자동 촛점 유닛의 X축 방향으로의 이송위치 또는 Y축 방향으로의 이송위치를 검출하는 위치감지장치를 더 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 카메라 모듈의 손떨림 보정장치에 의하면, 상부 볼과 하부 볼을 갖는 볼 홀더를 통해 자동 촛점 유닛의 X축 방향 또는 Y축 방향 보정을 수행하는 2축 보정 구조를 제공하여, 카메라 모듈의 손떨림 보정을 효율적으로 수행할 수 있고 카메라 모듈의 소형화 및 슬림화를 구현할 수 있으며 카메라 모듈의 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 카메라 모듈의 손떨림 보정장치에 대한 바람직한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 보정장치를 상측에서 개략적으로 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 보정장치를 하측에서 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
카메라 모듈의 손떨림 보정장치의 실시예
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 손떨림 보정장치는, 크게 자동 촛점 유닛(100)과, 구동 유닛(200)과, 볼 홀더(300)와, 하부 가이드(400)와, 하부 하우징(500)과, 상부 하우징(600)을 포함하여 구성된다.
상기 자동 촛점 유닛(100)은 카메라 모듈의 자동 촛점 기능을 수행하는 유닛으로서, 그 내부에는 렌즈군(L)을 갖는 렌즈배럴(150) 및 상기 렌즈배럴(150)을 광축(Z축) 방향으로 왕복 이동시키는 구동장치(미도시)가 설치될 수 있다.
구체적으로 도시하진 않았지만, 상기 렌즈배럴(150)을 광축(Z축) 방향으로 왕복 이동시키는 구동장치는, 보이스 코일 액츄에이터(voice coil actuator) 또는 압전 액츄에이터(piezoelectric actuator) 또는 형상기억합금(shape memory alloy)을 이용한 액츄에이터와 같은 다양한 구동 방식으로 상기 렌즈배럴(150)을 이송하는 장치로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 자동 촛점 유닛(100)의 하면에는 광축(Z축)과 직교되는 X축 방 향으로 길이를 갖는 슬라이드 홈(110)이 형성된다.
이때, 상기 자동 촛점 유닛(100)의 슬라이드 홈(110)은 상기 자동 촛점 유닛(100)의 안정적인 이동을 위하여 3점 지지 방식으로 배치되어 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 자동 촛점 유닛(100)의 슬라이드 홈(110)은 'V'자 형태로 형성되는 것이 보다 바람직하다.
상기 구동 유닛(200)은 상기 자동 촛점 유닛(100)을 X축 방향 또는 Y축 방향으로 이동시키는 유닛으로, 상기 구동 유닛(200)은, 상기 자동 촛점 유닛(100)을 X축 방향으로 이동시키는 X축 이송용 액츄에이터(210)와, 상기 자동 촛점 유닛(100)을 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이송용 액츄에이터(220)로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 X축 이송용 액츄에이터(210)는 상기 자동 촛점 유닛(100)의 테두리 중 X축 방향에 위치되는 테두리에 설치되는 X축 보이스 코일(211)과, 상기 X축 보이스 코일(211)과 대응되도록 상기 상부 하우징(600)의 내측면에 설치되는 X축 마그네트(212)를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 Y축 이송용 액츄에이터(220)는 상기 자동 촛점 유닛(100)의 테두리 중 Y축 방향에 위치되는 테두리에 설치되는 Y축 보이스 코일(221)과, 상기 Y축 보이스 코일(221)과 대응되도록 상기 상부 하우징(600)의 내측면에 설치되는 Y축 마그네트(222)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 볼 홀더(300)는, 상기 자동 촛점 유닛(100)의 하면에 설치되며, 상면에 상기 자동 촛점 유닛(100)의 슬라이드 홈(100)과 슬라이딩 가능하게 결합되는 상부 볼(310)이 구비되고, 하면에는 하부 볼(320)이 구비된다.
여기서, 상기 볼 홀더(300)에 구비되는 상부 볼(310)과 상기 하부 볼(320)은, 하나의 볼이 상기 볼 홀더(300)의 상면과 하면 양측으로 노출되도록 결합됨에 따라, 상기 볼 홀더(300)의 상면으로 노출되는 쪽은 상기 상부 볼(310)을 형성하고, 상기 볼 홀더(300)의 하면으로 노출되는 쪽은 상기 하부 볼(320)을 형성하도록 구성될 수 있다.
물론, 자세하게 도시하진 않았지만, 상기 상부 볼(310)과 상기 하부 볼(320)은, 예를 들면 반구 형상으로 각각 형성되어 상기 볼 홀더(300)의 상면과 하면에 별개로 구비될 수도 있다
이때, 상기 상부 볼(310)과 상기 하부 볼(320)은 상기 볼 홀더(300)의 상면과 하면에 각각 별개로 구비되더라도, 상기 자동 촛점 유닛(100)의 광축(Z축) 방향을 따라 동일한 선 상에 구비되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 상부 볼(310)은 상기 자동 촛점 유닛(100)의 슬라이드 홈(110)과 대응되도록 3점 지지 방식으로 배치되고, 상기 하부 볼(320) 역시 상기 상부 볼(310)과 대응되도록 3점 지지 방식으로 배치된다.
상기와 같이 본 발명에 의한 카메라 모듈의 손떨림 보정장치는, 상기 볼 홀더(300)의 상면과 하면으로 각각 노출된 상부 볼(310)과 하부 볼(320)을 통해 상기 자동 촛점 유닛(100)의 Y축 방향 및 X축 방향의 손떨림 보정을 수행함으로써 볼의 구비 개수를 줄여 제조비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 카메라 모듈의 손떨림 보정장치는, 상기 볼 홀더(300)에 상부 볼(310)과 하부 볼(320)이 구비된 상태에서 볼 홀더(300)가 조립되기 때문에 작업성을 향상할 수 있고 볼의 이탈을 최소화할 수 있다.
상기 하부 가이드(400)는, 상기 볼 홀더(300)의 하면에 설치되며, 상면에 상기 볼 홀더(300)의 하부 볼(320)이 슬라이딩 가능하게 결합되고 상기 자동 촛점 유닛(100)의 슬라이드 홈(110)의 길이 방향과 직교되는 Y축 방향으로 길이를 갖는 슬라이드 홈(420)이 형성된다.
여기서, 상기 하부 가이드(400)의 슬라이드 홈(420) 역시, 상기 볼 홀더(300)의 하부 볼(320)과 대응되도록 3점 지지 방식으로 배치된다.
이때, 상기 하부 가이드(400)의 슬라이드 홈(420)은 상기 자동 촛점 유닛(100)의 슬라이드 홈(110)과 마찬가지로 'V'자 형태로 형성될 수 있다.
한편, 상기 하부 가이드(400)의 하면에는 신축성을 갖는 완충 부재(450)가 더 구비될 수 있다.
여기서, 상기 완충부재(450)는 상기 하부 가이드(400)와 상기 하부 하우징(500) 사이에서 광축(Z축) 방향으로의 힘을 작용시키면서 압축된 상태를 유지하기 때문에 자동 촛점 유닛(100)과 볼 홀더(300) 및 하부 가이드(400) 사이의 밀착력을 증대시켜 높은 조립 수율을 도모할 수 있고 상기 자동 촛점 유닛(100)의 X축 방향 이동과 Y축 방향의 이동을 보다 안정적으로 수행하도록 하며 볼의 이탈을 방 지할 수 이점이 있다.
한편, 상기 볼 홀더(300)와 상기 하부 가이드(400)에는 광이 통과되는 관통홀이 중앙에 각각 형성될 수 있다.
상기 하부 하우징(500)은 상기 하부 가이드(400)의 하부에 설치되고, 상기 하부 하우징(500)의 내측 바닥면에는 이미지센서(700)가 실장될 수 있다.
그리고, 상기 상부 하우징(600)은 상기 자동 촛점 유닛(100)을 둘러싸도록 상기 하부 하우징(50))과 결합될 수 있다.
한편, 도시하진 않았지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 손떨림 보정장치는, 상기 자동 촛점 유닛(100)의 X축 방향으로의 이송위치 또는 Y축 방향으로의 이송위치를 검출하는 위치감지장치를 더 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 보정장치의 보정과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 자동 촛점 유닛(100)의 수평 X축 방향으로의 이동을 위하여, 상기 구동 유닛(200) 중 X축 이송용 엑츄에이터(210)를 작동시키면, 상기 자동 촛점 유닛(100)은 슬라이드 홈(110)과 볼 홀더(300)의 상부 볼(310)의 결합 구조에 의해 상기 볼 홀더(300)에 구속된 상태에서 상기 볼 홀더(300)의 하부 볼(320)과 하부 가이드(400)의 슬라이드 홈(420)의 결합 구조에 의해 X축 방향으로 이동한다.
그리고, 상기 자동 촛점 유닛(100)의 수평 Y축 방향으로의 이동을 위하여, 상기 구동 유닛(200) 중 Y축 이송용 엑츄에이터(220)를 작동시키면, 상기 자동 촛점 유닛(100)은 슬라이드 홈(110)과 볼 홀더(300)의 상부 볼(310)의 결합 구조에 의해 Y축 방향으로 이동한다.
이때, 상기 볼 홀더(300)는 하부 볼(320)과 상기 하부 가이드(400)의 슬라이드 홈(420)의 결합 구조에 의해 구속된다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 보정장치를 상측에서 개략적으로 나타낸 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 보정장치를 하측에서 개략적으로 나타낸 분해 사시도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100: 자동 촛점 유닛 200: 구동 유닛
300: 볼 홀더 400: 하부 가이드
500: 하부 하우징 600: 상부 하우징
700: 이미지센서

Claims (11)

  1. 하면에 광축과 직교되는 X축 방향 또는 Y축 방향으로 길이를 갖는 슬라이드 홈이 형성된 자동 촛점 유닛;
    상기 자동 촛점 유닛을 X축 방향 또는 Y축 방향으로 이동시키는 구동 유닛;
    상기 자동 촛점 유닛의 하면에 설치되며, 상면에 상기 슬라이드 홈과 슬라이딩 가능하게 결합되는 상부 볼이 구비되고, 하면에 하부 볼이 구비된 볼 홀더; 및
    상기 볼 홀더의 하면에 설치되며, 상면에 상기 볼 홀더의 하부 볼이 슬라이딩 가능하게 결합되고 상기 자동 촛점 유닛의 슬라이드 홈의 길이 방향과 직교되는 Y축 방향 또는 X축 방향으로 길이를 갖는 슬라이드 홈이 형성된 하부 가이드;
    를 포함하며, 상기 상부 볼과 상기 하부 볼은 3점 지지 방식으로 배치되는 카메라 모듈의 손떨림 보정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 볼과 상기 하부 볼은, 하나의 볼이 상기 볼 홀더의 상면과 하면 양측으로 노출되어 상기 볼 홀더의 상면과 하면에 각각 구비되는 카메라 모듈의 손떨림 보정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상부 볼과 상기 하부 볼은, 상기 볼 홀더의 상면과 하면에 각각 구비되되, 상기 자동 촛점 유닛의 광축 방향을 따라 동일한 선 상에 구비되는 카메라 모듈의 손떨림 보정장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 자동 촛점 유닛의 슬라이드 홈은 'V'자 형태로 형성되는 카메라 모듈의 손떨림 보정장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하부 가이드의 하부에 설치되는 하부 하우징과, 상기 자동 촛점 유닛을 둘러싸도록 상기 하부 하우징과 결합되는 상부 하우징을 더 포함하며,
    상기 구동 유닛은,
    상기 자동 촛점 유닛의 테두리 중 X축 방향에 위치되는 테두리에 설치되는 X 축 보이스 코일과, 상기 X축 보이스 코일과 대응되도록 상기 상부 하우징의 내측면에 설치되는 X축 마그네트를 포함하는 X축 이송용 액츄에이터; 및
    상기 자동 촛점 유닛의 테두리 중 Y축 방향에 위치되는 테두리에 설치되는 Y축 보이스 코일과, 상기 Y축 보이스 코일과 대응되도록 상기 상부 하우징의 내측면에 설치되는 Y축 마그네트를 포함하는 Y축 이송용 액츄에이터;를 포함하여 이루어지는 카메라 모듈의 손떨림 보정장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하부 하우징의 내측 바닥면에는 이미지센서가 실장되는 카메라 모듈의 손떨림 보정장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 자동 촛점 유닛의 내부에는 렌즈군을 갖는 렌즈배럴 및 상기 렌즈배럴을 광축방향으로 왕복 이동시키는 구동장치가 설치되는 카메라 모듈의 손떨림 보정장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 하부 가이드의 슬라이드 홈은 'V'자 형태로 형성되는 카메라 모듈의 손떨림 보정장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 하부 가이드의 하면에는 신축성을 갖는 완충 부재가 구비되는 카메라 모듈의 손떨림 보정장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 자동 촛점 유닛의 X축 방향으로의 이송위치 또는 Y축 방향으로의 이송위치를 검출하는 위치감지장치를 더 포함하는 카메라 모듈의 손떨림 보정장치.
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