KR101518826B1 - 카메라 모듈 액츄에이터 - Google Patents

Abstract

카메라 모듈 액츄에이터가 개시된다. 본 발명에 따른 카메라 모듈 액츄에이터는 손떨림 보정기능을 구현함에 있어서, 렌즈부를 X, Y축 방향으로만 이동 가능하게 제어하고, 광축을 중심으로 한 회전운동을 제한함으로써, 손떨림 보정 제어 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

카메라 모듈 액츄에이터{camera module actuator}

본 발명은 카메라 모듈 액츄에이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광축을 중심으로 한 회전운동을 제한하여 손떨림 보정 제어 성능 향상시킬 수 있는 카메라 모듈 액츄에이터에 관한 것이다.

최근 들어 고화질 휴대폰 카메라에 대한 시장의 수요가 증가함에 따라 더 높은 수준의 이미지 해상도와 성능의 향상이 요구되고 있다. 휴대폰 카메라의 고화질을 달성하기 위해 해상도는 수백만 픽셀로 증가하였지만 이미지 센서의 전체 크기는 일정하기 때문에 픽셀의 크기는 줄어들어 왔다.

그런데, 픽셀의 크기가 작아질수록 촬영 시 초점이 맞지 않거나 손떨림에 의한 흔들림이 발생할 때 화질이 저하될 확률은 증가한다. 따라서 휴대폰 카메라에는 촬영자의 손떨림에 의한 화질 저하를 보상할 수 있는 손떨림 보정기능이 필요하다.

손떨림 보정기능은 크게 Digital Image Stabilization(DIS)와 Electronic Image Stabilization(EIS), Optical Image Stabilization(OIS)으로 나뉘는데, 카메라의 흔들림을 감지하는 방법과 이미지를 보정하는 방법으로 구분될 수 있다.

DIS 는 이미지 센서로 얻은 화상 정보만으로 흔들림을 감지하고 이미지를 보정하며, EIS는 이미지보정에 있어서 DIS 와 비슷하지만 자이로센서로 흔들림을 감지한다는 점에서 다르다. OIS 도 EIS와 마찬가지로 자이로센서로 흔들림을 감지하지만, 광학계의 일부를 기계적으로 구동하여 광 경로를 변경시켜서 흔들림에 의한 화질저하를 방지한다. 가격은 DIS<EIS<OIS 순서로 저렴하며, 보정성능은 OIS>EIS>DIS 순서로 우수하다.

휴대폰 카메라에는 OIS와 같은렌즈 구동방식이 적합한데, 이미 휴대폰 카메라에는 자동초점(AF) 기능이 포함되어 있기 때문에 한정된 부피에 AF와 OIS 기능을 함께 구현하기 위해 렌즈의 일부가 아니라 기존의 AF 모듈 전체를 움직여 OIS 기능을 구현한 카메라 모듈 액츄에이터가 일반화되어 있다.

그런데 OIS에 의한 손떨림 보정기능의 경우 서로 직교하도록 설치된 구동부 하단에 원활한 구동을 도와주는 3개 이상의 볼 베어링이 구비되어 있지만, 이 볼 베어링은 한 평면상의 서로 직교하는 X, Y의 일정한 방향으로만 움직이게 할 수 있는 방향의 제약 구조가 없어, 회전력이 발생할 수 있다.

즉, 기존 볼 베어링 지지구조의 OIS에서, X, Y 축 기동에 있어, 회전 모멘트 힘이 발생 시, 회전 방향의 구동을 억제해 주지 못해 정밀 제어 구현에 문제점이 발생할 수 있다.

따라서, 광축을 중심으로 한 회전운동을 제한하여 손떨림 보정 제어 성능 향상시킬 수 있는 카메라 모듈 액츄에이터의 필요성이 대두되고 있다.

본 발명의 실시 예들은 손떨림 보정기능을 구현함에 있어서, 렌즈부를 X, Y축 방향으로만 이동 가능하게 제어하고, 광축을 중심으로 한 회전운동을 제한함으로써, 손떨림 보정 제어 성능 향상시키고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 렌즈부를 포함하는 캐리어 어셈블리와, 상기 렌즈부를 광축 방향으로 이동시키기 위한 구비되는 자동초점 구동부와, 상기 렌즈부의 흔들림을 보정하기 위하여 구비되는 흔들림 보정 구동부 및, 자기력에 의해 상기 렌즈부에 작용하는 회전력을 억제하여 상기 광축을 중심으로 한 회전을 제한하는 적어도 하나의 자기력부를 포함하는 카메라 모듈 액츄에이터가 제공될 수 있다.

상기 캐리어 어셈블리는, 베이스 캐리어와, 상기 베이스 캐리어 상에 적층되는 어퍼 캐리어를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 자기력부는 상기 베이스 캐리어에 구비되는 자동초점 구동용 영구자석에 의해 자기력이 작용하도록 구성될 수 있다.

상기 자기력부는 상기 자동초점 구동용 영구자석과 대향되도록 상기 어퍼 캐리어에 부착되는 철판부재로 이루어질 수 있다.

상기 자기력부는 상기 자동초점 구동용 영구자석과 대향되도록 상기 어퍼 캐리어의 일부에 철가루가 포함된 액상물질이 접착 또는 코팅되어 이루어질 수 있다.

본 발명에 의한 카메라 모듈 액츄에이터는 상기 베이스 캐리어와 어퍼 캐리어 사이에 구비되는 복수의 볼 베어링을 더 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 렌즈부를 포함하는 캐리어 어셈블리와, 상기 캐리어 어셈블리 내에 구비되며, 상기 렌즈부가 상기 광축과 직교하는 평면상에서 서로 직교하는 제1축과 제2축으로 원활히 이동하도록 구비되는 볼 베어링 및, 상기 캐리어 어셈블리에 구비되며, 상기 렌즈부가 상기 광축을 중심으로 회전하는 것을 제한하는 적어도 하나의 자기력부를 포함하는 카메라 모듈 액츄에이터가 제공될 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 손떨림 보정기능을 구현함에 있어서, 렌즈부를 X, Y축 방향으로만 이동 가능하게 제어하고, 광축을 중심으로 한 회전운동을 제한함으로써, 손떨림 보정 제어 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈 액츄에이터의 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈 액츄에이터의 분해사시도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈 액츄에이터를 다른 방향에서 바라본 분해사시도
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈 액츄에이터의 자기력부가 철판부재로 이루어지는 예를 도시한 분해사시도
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈 액츄에이터의 자기력부가 접착 또는 코팅되어 이루어지는 예를 도시한 분해사시도
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 캐리어 어셈블리를 상측에서 바라본 분해사시도
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 캐리어 어셈블리를 하측에서 바라본 분해사시도

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈 액츄에이터의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈 액츄에이터의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈 액츄에이터를 다른 방향에서 바라본 분해사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈 액츄에이터의 자기력부가 철판부재로 이루어지는 예를 도시한 분해사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈 액츄에이터의 자기력부가 접착 또는 코팅되어 이루어지는 예를 도시한 분해사시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 캐리어 어셈블리를 상측에서 바라본 분해사시도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 캐리어 어셈블리를 하측에서 바라본 분해사시도이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 카메라 모듈 액츄에이터(1000)는 크게 렌즈부(140)를 포함하는 캐리어 어셈블리(100)와, 상기 렌즈부(140)를 광축 방향으로 이동시키기 위하여 구비되는 자동초점 구동부(200)와, 상기 렌즈부(140)의 흔들림을 보정하기 위하여 구비되는 흔들림 보정 구동부(300) 및, 자기력에 의해 상기 렌즈부(140)에 작용하는 회전력을 억제하여 상기 광축을 중심으로 한 회전을 제한하는 적어도 하나의 자기력부(150)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 캐리어 어셈블리(100)는 베이스 커버(10)와 상부 커버(20)가 결합하여 내부에 형성되는 공간상에 구비될 수 있다.

상기 자동초점 구동부(200)는 상기 베이스 커버(10) 일측에 결합되는데, FPCB(flecxible printed circuit board) 내지 PCB(printed circuit board)로 이루어진 자동초점 구동용 회로부(210) 상에 설치되는 자동초점 구동용 코일(220)과 자동초점 구동용 홀센서(230)를 포함하여 이루어진다.

상기 자동초점 구동용 코일(220)은 전류가 인가됨에 따라 상기 캐리어 어셈블리(100) 상에 구비된 자동초점 구동용 영구자석(119)과의 전자기적 작용을 통해 상기 캐리어 어셈블리(100)가 광축 방향을 따라 이동할 수 있는 구동력을 제공함으로써 자동초점조절(AF: Auto Focucing) 기능이 구현될 수 있다.

여기서, 상기 캐리어 어셈블리(100) 일측에는 자동초점조절용 볼 베어링(118)이 구비되어 캐리어 어셈블리(100)의 광축 방향 이동을 원활히 하는 역할을 수행할 수 있다.

상기 흔들림 보정 구동부(300)는 FPCB(flecxible printed circuit board) 내지 PCB(printed circuit board)로 이루어진 흔들림 보정 구동용 회로부(310) 상에 설치되는 흔들림 보정 구동용 코일(320) 및 흔들림 보정 구동용 홀센서(330)를 구비한다.

상기 흔들림 보정 구동용 코일(320)은 두 개가 서로 직교하는 방향을 향하도록 설치될 수 있는데, 상기 캐리어 어셈블리(100) 상에는 이러한 흔들림 보정 구동용 코일(320)과 대응되도록 역시 서로 직교하는 방향을 향해 설치된 흔들림 보정 구동용 영구자석(139)이 두 개가 설치될 수 있다.

따라서, 상기 흔들림 보정 구동용 코일(320)은 전류가 인가됨에 따라 상기 흔들림 보정 구동용 영구자석(139)과의 전자기적 작용을 통해 상기 캐리어 어셈블리(100)가 일정 평면상에서 서로 직교하는 임의의 제1축(X축)과 제2축(Y축) 방향으로 이동할 수 있는 구동력을 제공하며, 그에 따라 흔들림 보정(OIS) 기능이 구현될 수 있다.

이때, 상기 흔들림 보정 구동용 코일(320)과 흔들림 보정 구동용 영구자석(139) 서로 멀어지거나 가까워지는 방향 즉 갭(gap) 방향으로 구동력을 제공하도록 구성될 수 있으며 이에 따라 그 방향으로 상기 제1축과 제2축이 형성될 수 있다.

한편, 상기 캐리어 어셈블리(100)는, 베이스 캐리어(110)와, 상기 베이스 캐리어(110) 상에 적층되는 어퍼 캐리어(130)를 포함하여 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 베이스 캐리어(110), 어퍼 캐리어(130) 상에는 중공이 형성되며, 이 중공 상에 렌즈부(140)가 안착된다.

여기서 상기 자동초점 구동용 영구자석(119)은 상기 베이스 캐리어(110) 상에 설치되고 상기 흔들림 보정 구동용 영구자석(139)은 상기 어퍼 캐리어(130) 상에 설치된다. 따라서, 상기 베이스 캐리어(110)가 자동초점 수행을 위해 구동하면서 어퍼 캐리어(130)를 함께 이동시키고, 베이스 캐리어(110) 상에서 어퍼 캐리어(130)가 제1축과 제2축으로 이동하여 흔들림 보정 기능을 수행한다.

즉, 본 발명의 실시 예에서는 AF용 캐리어가 OIS용 캐리어를 끌고 다니는 구조로 이루어지는 것이다. 물론 이에 한정되는 것은 아니며 OIS용 캐리어가 AF용 캐리어를 함께 이동시키는 구조로 본 발명을 구성하는 것도 가능하다.

상기 베이스 캐리어(110)와 어퍼 캐리어(130) 사이에는 복수의 볼 베어링(170)이 구비될 수 있다. 그리고, 상기 베이스 캐리어(110) 상면과 어퍼 캐리어(130) 상면에 각각 서로 대응되는 안착홈(180)이 형성됨으로써 상기 볼 베어링(170)이 상기 베이스 캐리어(110)와 어퍼 캐리어(130) 사이의 특정 위치에 안착될 수 있다.

상기 볼 베어링(170)은 어퍼 캐리어(130)가 흔들림 보정을 위하여 제1축(X축) 내지 제2축(Y축)방향으로 구동되는 경우 상기 베이스 캐리어(110) 상에서 원활하게 움직일 수 있게 하는 역할을 수행한다.

그리고 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 캐리어(110) 일측에는 상기 어퍼 캐리어(130)를 베이스 캐리어(110)측으로 밀착시키기 위한 흡인력을 형성하는 요크(190)가 구비될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 카메라 모듈 액츄에이터(1000)는 자기력에 의해 상기 렌즈부(140)에 작용하는 회전력을 억제하여 상기 광축을 중심으로 한 회전을 제한하는 적어도 하나의 자기력부(150)를 구비한다.

상기 어퍼 캐리어(130)가 구동되면서 렌즈부(140)를 움직일 때 볼 베어링(170)의 구름에 따라 광축을 중심으로 한 회전력이 작용할 수 있는데, 상기 자기력부(150)는 이러한 회전력을 상쇄시켜 억제하는 역할을 수행한다.

이때, 상기 자기력부(150)는 상기 베이스 캐리어(110)에 구비되는 자동초점 구동용 영구자석(119)에 의해 자기력이 작용하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 자동초점 구동용 영구자석(119)과 인력이 작용할 수 있는 물질로 상기 자기력부(150)를 구성하는 것이다.

구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 자기력부(150)는 상기 자동초점 구동용 영구자석(119)과 대향되도록 상기 어퍼 캐리어(130)에 부착되는 철판부재로 이루어질 수 있다. 철 재질로 이루어진 판형의 플레이트를 상기 자동초점 구동용 영구자석(119)과 인접하도록 대향되는 위치에서 상기 어퍼 플레이트(130) 상에 부착시키는 것이다.

다른 실시 예로서 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 자기력부(150)는 상기 자동초점 구동용 영구자석(119)과 대향되도록 상기 어퍼 캐리어(130)의 일부에 철가루가 포함된 액상물질이 접착 또는 코팅되어 이루어질 수 있다. 즉 철 성분이 포함된 접착제나 코팅제를 적용함으로써 상기 자동초점 구동용 영구자석(119)과 인력이 작용할 수 있도록 구성할 수 있다.

이와 같이, 자기력부(150)를 적용하면, OIS구동 중에 발생하는 회전력을 상쇄시켜 억제함으로써, 원래 의도했던 제1축 내지 제2축 방향으로만 OIS구동이 이루어지므로, 서로 직교하는 제1축과 제2축 방향으로만 이동을 제어할 수 있고 광축을 중심으로 한 회전운동은 억제할 수 있으며, 그에 따라 흔들림 보정 성능을 향상시킬 수 있다.

지금까지 설명한 본 발명에 의한 카메라 모듈 액츄에이터에 따르면, 손떨림 보정기능을 구현함에 있어서, 렌즈부를 X, Y축 방향으로만 이동 가능하게 제어하고, 광축을 중심으로 한 회전운동을 제한함으로써, 손떨림 보정 제어 성능을 향상시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 일 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.

100: 캐리어 어셈블리 150: 자기력부
170: 볼 베어링 200: 자동초점 구동부
300: 흔들림 보정 구동부 1000: 카메라 모듈 액츄에이터

Claims (7)

1. 렌즈부를 광축 방향으로 이동시키기기 위한 자동초점 구동용 영구자석을 포함하는 베이스 캐리어;
   상기 렌즈부의 흔들림을 보정하기 위하여 구비되는 흔들림 보정 구동부를 포함하는 어퍼 캐리어;
   상기 베이스 캐리어와 상기 어퍼 캐리어 사이에 위치되는 볼 베어링; 및
   상기 자동초점 구동용 영구자석과 대향되도록 상기 어퍼 캐리어에 위치되어 상기 광축을 중심으로 상기 렌즈부의 회전을 억제하는 자기력부;를 포함함을 특징으로 하는 카메라 모듈 액츄에이터.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 자기력부는
   상기 자동초점 구동용 영구자석과 대향되도록 상기 어퍼 캐리어에 부착되는철판부재인 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 액츄에이터.
5. 제1항에 있어서,
   상기 자기력부는
   상기 자동초점 구동용 영구자석과 대향되도록 상기 어퍼 캐리어의 일부에 철가루가 포함된 액상물질이 접착 또는 코팅되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 액츄에이터.
   
6. 삭제
7. 삭제

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