KR101555904B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

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KR101555904B1
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magnet
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lens unit
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정태훈
안두영
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(주) 엠디펄스
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Abstract

구조를 간소화할 수 있으며, 조립 및 분해가 용이한 카메라 모듈이 개시된다. 카메라 모듈은, 렌즈 유닛, 렌즈 유닛의 광축 방향을 따른 진퇴 운동을 조절하는 초점 조절 어셈블리(AF assembly), 및 초점 조절 어셈블리와 구조적으로 분리 가능한 독립적인 모듈로 제공되며 렌즈 유닛의 광축 방향에 수직한 방향을 따라 초점 조절 어셈블리를 이동시키는 손떨림 보정 어셈블리(OIS assembly)를 포함하되, 초점 조절 어셈블리 및 손떨림 보정 어셈블리는 서로 독립적으로 모듈화된 상태로 분리 및 조립 가능하게 제공된다.

Description

카메라 모듈{CAMERA MOUDULE}
본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 보다 자세하게는 구조를 간소화할 수 있으며, 조립 및 분해가 용이한 카메라 모듈에 관한 것이다.
최근 들어, 휴대폰을 비롯하여 노트북이나 테블릿 등의 전자기기에는 카메라의 채용이 점차적으로 확대되고 있다. 특히, 디지털 카메라의 제작 기술이 발달하면서, 소형, 경량화된 초소형 카메라 모듈을 장착한 휴대기기가 점차 증가하고 있다.
또한, 최근에는 고화소 카메라에 대한 니즈에 따라 카메라의 성능을 향상시키기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.
카메라의 성능 향상을 위한 기술 중 하나로서, 자동 초점 조절 기능(Autofocus; AF)이 있다. 자동 초점 조절 기능은, 피사체와의 거리에 따라 이미지 센서의 전방에 위치되는 렌즈를 광축 방향을 따라 이동시킴으로써 이미지 센서의 결상면에서 선명한 이미지를 획득할 수 있게 한다. 이러한 자동 초점 조절 기능은 기존에는 고가의 전자 기기에 탑재되어 왔지만, 이제는 저렴한 보급형 전자 기기에까지 탑재되고 있는 실정이다.
카메라의 성능 향상을 위한 기술 중 다른 하나로서, 손떨림 보정 기능(Optical Image Stabilization; OIS)이 있다. 손떨림 보정 기능은 촬영중, 사용자의 손떨림과 같은 인체의 진동 등에 따른 피사체 상의 흔들림을 보상하는 기술로서, 전자기기에 탑재된 다수의 각속도 센서 등을 통해 기기에 가해지는 진동을 검출하고, 검출되는 진동의 각속도 및 방향에 따라 렌즈 또는 이미지 센서를 이동시키는 기술이다.
그런데, 기존에는 카메라의 성능을 향상시키기 위한 AF 유닛, 및 OIS 유닛 등이 카메라 모듈에 탑재됨에 따라, 카메라 모듈의 구조가 복잡해지고 조립 및 분해가 어려운 문제점이 있다. 특히, 기존에는 카메라 모듈의 소형화 및 슬림화를 위해 AF 유닛 및 OIS 유닛이 각 유닛별로 구조적인 구분없이 대략 하나의 어셈블리 형태로 제작됨에 따라, 조립 및 분해가 번거롭고 불편한 문제점이 있다. 또한, 기존에는 AF 유닛 및 OIS 유닛 중 어느 하나를 교체할 시에는 불가피하게 나머지 다른 하나까지 함께 분해해야 하는 불편한 문제점이 있다.
이러한 문제점을 개선하기 위하여, 최근에는 카메라 모듈의 구조를 간소화하고, 분해 및 조립성을 향상시키기 위한 일부 대책들이 제안되고 있으나 아직 미흡한 실정이다.
본 발명은 구조를 간소화할 수 있으며, 분해 및 조립의 용이함을 제공할 수 있는 카메라 모듈을 제공한다.
특히, 본 발명은 초점 조절 어셈블리와 손떨림 보정 어셈블리가 각각 독립적인 어셈블리 형태로 구조적으로 분리될 수 있도록 한 카메라 모듈을 제공한다.
또한, 본 발명은 손떨림 보정 유닛의 구동 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 카메라 모듈을 제공한다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 카메라 모듈은, 렌즈 유닛, 렌즈 유닛의 광축 방향을 따른 진퇴 운동을 조절하는 초점 조절 어셈블리(AF assembly), 및 초점 조절 어셈블리와 구조적으로 분리 가능한 독립적인 모듈로 제공되며 렌즈 유닛의 광축 방향에 수직한 방향을 따라 초점 조절 어셈블리를 이동시키는 손떨림 보정 어셈블리(OIS assembly)를 포함하되, 초점 조절 어셈블리 및 손떨림 보정 어셈블리는 서로 독립적으로 모듈화된 상태로 분리 및 조립 가능하게 제공된다.
참고로, 본 발명에서 초점 조절 어셈블리 및 손떨림 보정 어셈블리가 서로 독립적으로 모듈화된다 함은, 초점 조절 어셈블리 및 손떨림 보정 어셈블리가 특정 부품을 서로 공유하지 않고 독립적으로 조립되어 모듈화된 상태로 이해될 수 있다.
초점 조절 어셈블리로서는 렌즈 유닛을 광축 방향을 따라 이동시킬 수 있는 다양한 구조가 사용될 수 있다. 일 예로, 초점 조절 어셈블리는 AF 하우징, 렌즈 유닛이 장착되며 렌즈 유닛의 광축 방향을 따라 이동 가능하게 AF 하우징의 내부에 수용되는 렌즈캐리어, 및 렌즈캐리어가 이동하도록 구동력을 제공하는 AF 구동부를 포함할 수 있다.
AF 구동부의 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, AF 구동부는 렌즈 유닛의 광축 방향을 따라 수직하게 배치되도록 렌즈캐리어에 장착되는 AF 마그네트, 및 AF 마그네트와 나란하게 배치되도록 AF 하우징에 장착되는 AF 코일을 포함하여 구성될 수 있다. 경우에 따라서는 렌즈캐리어에 AF 코일을 장착하고, AF 하우징에 AF 마그네트를 장착하는 것도 가능하다.
아울러, AF 마그네트의 위치 제어는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, AF 마그네트의 위치 제어를 위해, AF 마그네트의 위치를 감지하기 위한 AF 센싱부가 제공될 수 있으며, AF 센싱부에서 감지된 신호를 이용하여 AF 마그네트의 위치 제어를 수행할 수 있다. 경우에 따라서는, AF 마그네트의 위치 제어를 위해, 홀센서와 같은 별도의 AF 센싱부를 사용하지 않고, AF 코일에 인가되는 전압을 조절함으로써 AF 마그네트의 위치를 제어하는 것이 가능하다.
손떨림 보정 어셈블리는 독립적인 모듈로 제공 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 손떨림 보정 어셈블리는 베이스프레임, 베이스프레임에 대해 렌즈 유닛의 광축 방향에 수직한 방향을 따라 이동 가능하게 제공되는 가동프레임, 및 베이스프레임에 대해 가동프레임이 이동하도록 구동력을 제공하는 OIS 구동부를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 렌즈 유닛의 광축(Z 좌표 방향)에 수직한 방향이라 함은, 상기 베이스프레임의 상면에 수평한 X, Y 좌표 방향으로 이해될 수 있다.
OIS 구동부는 베이스프레임에 대해 가동프레임이 이동하도록 구동력을 제공할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 구동부는 베이스프레임에 수평하게 장착되는 OIS 코일, 및 OIS 코일의 상부에 수평하게 배치되며 가동프레임에 고정되는 OIS 마그네트를 포함하여 구성될 수 있다.
아울러, OIS 코일 및 OIS 마그네트의 개수 및 배치 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, OIS 코일 및 OIS 마그네트는 각각 4개가 제공될 수 있는 바, 각각의 OIS 코일 및 OIS 마그네트는 베이스프레임의 외각 변(side)을 따라 배치될 수 있다. 경우에 따라서는 OIS 코일 및 OIS 마그네트가 베이스프레임의 모서리 부위에 배치되도록 구성하는 것도 가능하다.
또한, OIS 마그네트 및 OIS 코일의 크기 및 형상은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경할 수 있다. 일 예로, OIS 마그네트가 사각형 형태로 형성될 수 있다. 경우에 따라서는 OIS 마그네트가 사다리꼴 형태와 같은 여타 다른 다각형 형태로 형성되는 것이 가능하다. 또한, OIS 마그네트는 OIS 코일보다 긴 길이 또는 짧은 길이를 갖도록 형성되는 것이 가능하다.
또한, OIS 구동부는 OIS 마그네트와 상호 인력이 작용하도록 OIS 코일의 하부에 배치되는 OIS 요크를 포함할 수 있다. OIS 요크는 OIS 마그네트와 상호 인력이 작용하게 함으로써, 광축 방향(Z 좌표 방향)을 따른 베이스프레임에 대한 가동프레임의 유동 및 기울임(tilt)을 잡아줄 수 있게 한다.
OIS 마그네트의 위치 제어는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, OIS 마그네트의 위치 제어를 위해, OIS 마그네트의 위치를 감지하기 위한 OIS 센싱부가 제공될 수 있으며, OIS 센싱부에서 감지된 신호를 이용하여 OIS 마그네트의 위치 제어를 수행할 수 있다. 다르게는, OIS 마그네트의 위치 제어를 위해, 홀센서와 같은 별도의 OIS 센싱부를 사용하지 않고, OIS 코일에 인가되는 전압을 조절함으로써 OIS 마그네트의 위치를 제어하는 것이 가능하다.
또한, 초점 조절 어셈블리 및 손떨림 보정 어셈블리의 사이 경계에는 탄성부재가 제공될 수 있으며, 탄성부재는 가동프레임이 렌즈 유닛의 광축 방향을 따라 베이스프레임에 대해 정렬되는 초기 위치로 복귀할 수 있도록 탄성력을 제공할 수 있다.
탄성부재는 가동프레임을 초기 위치로 복귀시킬 수 있는 탄성력을 제공 가능한 다양한 구조로 형성될 수 있다. 일 예로, 탄성부재는 베이스프레임에 회전 가능하게 연결되는 제1연결부, 가동프레임에 회전 가능하게 연결되는 제2연결부, 및 제1연결부와 제2연결부를 일체로 연결하는 탄성굴곡부를 포함할 수 있으며, 제1연결부, 제2연결부 및 탄성굴곡부는 단일층을 이루도록 단일체로 형성될 수 있다.
탄성굴곡부의 형태는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 적절히 변경될 수 있다. 일 예로, 탄성굴곡부는 베이스프레임에 대한 가동프레임의 이동 방향을 따라 탄성적으로 변형 가능한 지그재그(zigzag) 형태로 형성될 수 있다. 다르게는 탄성굴곡부를 소용돌이 형태 또는 삼각형 형태 등으로 형성하는 것도 가능하다. 또한, 탄성굴곡부에는 적어도 하나 이상의 보강굴곡부가 형성되는 것도 가능하다.
탄성부재의 개수 및 배치 구조는 요구되는 조건에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 바람직하게 탄성부재의 일단은 베이스프레임의 모서리 부위에 연결되고, 타단은 가동프레임의 모서리 부위에 연결될 수 있다.
한편, 초점 조절 어셈블리 및 손떨림 보정 어셈블리는 탄성부재를 매개로 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 위해, 상기 탄성부재는 금속과 같은 통상의 도전성 재질로 형성될 수 있다. 또한, 탄성부재는 도전성 수지를 이용하여 AF 연결부재 및 OIS 연결부재의 각 단자에 연결될 수 있다.
손떨림 보정 어셈블리에는 베이스프레임에 대한 가동프레임의 이동이 보다 원활하게 이루어지도록 하기 위한 가이드수단이 제공될 수 있다. 가이드수단의 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 가이드수단은 베이스프레임과 가동프레임의 사이에 구름 이동 가능하게 제공되는 가이드볼을 포함할 수 있으며, 베이스프레임과 가동프레임 중 적어도 어느 하나에는 가이드볼이 수용되기 위한 볼수용부가 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 카메라 모듈에 따르면, 구조를 간소화할 수 있으며, 분해 및 조립의 용이함을 제공할 수 있다.
특히, 본 발명에 따르면 초점 조절 어셈블리와 손떨림 보정 어셈블리가 각각 독립적인 어셈블리 형태로 구조적으로 분리될 수 있기 때문에, 전체적인 구조를 간소화할 수 있으며, 초점 조절 어셈블리와 손떨림 보정 어셈블리를 조립하거나 분해하는 공정을 보다 간소화할 수 있다.
기존에는 초점 조절 어셈블리를 구성하는 AF 구성요소 상에 손떨림 보정 어셈블리를 구성하는 OIS 구성요소 중 적어도 일부가 함께 장착됨에 따라, OIS 구성요소 중 특성 요소를 교체하기 위해서는 불가피하게 AF 구성요소까지 분리해야 하는 번거로움이 있다. 하지만, 본 발명에서는 초점 조절 어셈블리 및 손떨림 보정 어셈블리가 각각 독립적으로 모듈화되어 제공될 수 있기 때문에, OIS 구성요소를 교체하기 위해서 AF 구성요소를 별도로 분리할 필요없이, 단순히 손떨림 보정 어셈블리에서 교체가 필요한 특정 구성요소만을 분리하는 것이 가능하다. 또한, 조립시에도 모듈화된 두가지의 모듈을 간단히 조립하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면 초점 조절 어셈블리와 손떨림 보정 어셈블리가 각각 기성(旣成)화된 모듈 형태로 제공될 수 있기 때문에, 오조립을 방지할 수 있고 조립 및 분해 시간을 보다 단축할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 OIS 구동부 및 탄성부재가 베이스프레임의 모서리에 장착될 수 있기 때문에, 제품의 공간활용성 및 설계자유도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 OIS 코일의 하부에 OIS 마그네트와 상호 인력을 작용하는 OIS 요크를 배치함으로써, 광축 방향을 따른 렌즈 유닛의 비정상적인 유동 및 기울임을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 탄성부재가 단일층을 이루도록 형성되어 초점 조절 어셈블리 및 손떨림 보정 어셈블리의 사이 경계에 배치될 수 있기 때문에, 충분한 스프링포스(spring force)를 보장하면서 제품의 소형화 및 박형화에 기여할 수 있다. 더욱이, 탄성부재는 도전성 재질로 형성되어 초점 조절 어셈블리 및 손떨림 보정 어셈블리를 전기적으로 연결할 수 있기 때문에, 각 어셈블리의 전기적 연결 구조를 보다 간소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 탄성부재와 연결부재 간의 연결이 기존 솔더링 대신 도전성 수지에 의해 이루어질 수 있기 때문에, 기존 연결 구조에 비해 구조 및 제조 공정을 간소화할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 카메라 모듈을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 카메라 모듈로서, 초점 조절 어셈블리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 카메라 모듈로서, 손떨림 보정 어셈블리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 상기 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 카메라 모듈을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 카메라 모듈로서, 초점 조절 어셈블리를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 4는 본 발명에 따른 카메라 모듈로서, 손떨림 보정 어셈블리를 설명하기 위한 도면이고, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 카메라 모듈(100)은 렌즈 유닛(200), 초점 조절 어셈블리(AF assembly)(300), 손떨림 보정 어셈블리(OIS assembly)(400)를 포함한다.
상기 렌즈 유닛(200)은 렌즈 하우징 및 렌즈 하우징에 장착되는 단일 또는 복수개의 렌즈를 포함한다. 상기 렌즈 유닛(200)으로서는 통상의 렌즈 유닛(200)이 사용될 수 있으며, 상기 렌즈 유닛(200)의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
상기 렌즈 유닛(200)의 하부에는 렌즈 유닛(200)을 통해 포커싱된 광을 이미지로 저장하기 위한 이미지 센서가 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 이미지 센서는 가요성 인쇄회로기판에 장착되어, 상기 카메라 모듈(100)이 장착된 전자 기기, 예컨대, 디지털 카메라, 이동통신 단말기, 태블릿 PC 등의 이미지 처리 장치에 연결될 수 있다.
상기 초점 조절 어셈블리(300)는 피사체와의 거리에 따라 이미지 센서의 전방에 위치되는 렌즈 유닛(200)을 광축 방향을 따라 이동시키기 위해 제공되며, 상기 초점 조절 어셈블리(300) 및 후술할 손떨림 보정 어셈블리(400)는 서로 독립적으로 모듈화된 상태로 분리 및 조립 가능하게 제공된다.
참고로, 본 발명에서 초점 조절 어셈블리(300) 및 손떨림 보정 어셈블리(400)가 서로 독립적으로 모듈화된다 함은, 초점 조절 어셈블리(300) 및 손떨림 보정 어셈블리(400)가 특정 부품을 서로 공유하지 않고 독립적으로 조립되어 모듈화된 상태로 이해될 수 있다.
기존에는 초점 조절 어셈블리(300)를 구성하는 AF 구성요소 상에 손떨림 보정 어셈블리(400)를 구성하는 OIS 구성요소 중 적어도 일부가 함께 장착됨에 따라, OIS 구성요소 중 특성 요소를 교체하기 위해서는 불가피하게 AF 구성요소까지 분리해야 하는 번거로움이 있다. 하지만, 본 발명에서는 초점 조절 어셈블리(300) 및 손떨림 보정 어셈블리(400)가 각각 독립적으로 모듈화되어 제공될 수 있기 때문에, OIS 구성요소를 교체하기 위해서는 AF 구성요소를 분리할 필요없이, 단순히 손떨림 보정 어셈블리(400)에서 교체가 필요한 특정 구성요소만을 분리하는 것이 가능하다. 또한, 조립시에도 모듈화된 두가지의 모듈을 간단히 조립하는 것이 가능하다.
상기 초점 조절 어셈블리(300)로서는 렌즈 유닛(200)을 광축 방향을 따라 이동시킬 수 있는 다양한 구조가 사용될 수 있다. 일 예로, 상기 초점 조절 어셈블리(300)는 AF 하우징(310), 렌즈캐리어(320) 및 AF 구동부(330)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 AF 하우징(310)은 내부에 소정 수용공간을 갖도록 제공되며, 상기 렌즈캐리어(320)는 렌즈 유닛(200)과 함께 결합된 상태로 렌즈 유닛(200)의 광축 방향을 따라 이동 가능하게 AF 하우징(310)의 내부에 수용될 수 있다.
상기 AF 구동부(330)로서는 렌즈캐리어(320)가 이동하는데 필요한 구동력을 제공 가능한 다양한 구동부가 사용될 수 있다. 일 예로, 상기 AF 구동부(330)는 렌즈 유닛(200)의 광축 방향을 따라 수직하게 배치되도록 렌즈캐리어(320)에 장착되는 AF 마그네트(332), 및 AF 마그네트(332)와 나란하게 배치되도록 AF 하우징(310)에 장착되는 AF 코일(334)을 포함하여 구성될 수 있다. 경우에 따라서는 렌즈캐리어에 AF 코일을 장착하고, AF 하우징에 AF 마그네트를 장착하는 것도 가능하다.
참고로, 본 발명에서는 AF 마그네트(332)로서 일면에 2극 구조를 갖는 마그네트를 사용한 예를 들어 설명하기로 한다. 경우에 따라서는 AF 마그네트로서 여타 다른 구조로 착자된 마그네트를 사용하는 것도 가능하다.
상기 AF 코일(334)에 전류가 인가되는 방향에 따라, AF 마그네트(332)과 AF 코일(334) 간의 상호 전자기적 작용에 의해 AF 마그네트(332)가 광축 방향을 따라 이동함으로써, 렌즈캐리어(320)가 이동하는데 필요한 구동력을 제공할 수 있다.
한편, 상기 AF 마그네트(332)의 위치 제어는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 상기 AF 마그네트(332)의 위치 제어를 위해, 상기 AF 마그네트(332)의 위치를 감지하기 위한 AF 센싱부(미도시)가 제공될 수 있으며, AF 센싱부에서 감지된 신호를 이용하여 AF 마그네트(332)의 위치 제어를 수행할 수 있다. 상기 AF 센싱부로서는 통상의 홀센서를 사용할 수 있으며, 경우에 따라서는 여타 다른 센서를 사용하는 것도 가능하다. 다르게는, 상기 AF 마그네트의 위치 제어를 위해, 홀센서와 같은 별도의 AF 센싱부를 사용하지 않고, AF 코일에 인가되는 전압을 조절함으로써 AF 마그네트의 위치를 제어하는 것이 가능하다.
또한, 상기 AF 하우징(310)과 렌즈캐리어(320)의 사이에는 렌즈캐리어(320)의 광축 방향을 따른 이동을 가이드하기 위한 AF 가이드수단(340)이 제공될 수 있다. 상기 AF 가이드수단(340)으로서는 통상의 로드, 볼 등을 이용한 가이드장치가 사용될 수 있으며, AF 가이드수단(340)의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, AF 코일(334)의 후방에는 AF 마그네트(332)와 인력이 작용하는 AF 요크(350)를 제공하는 것도 가능하다.
상기 손떨림 보정 어셈블리(400)는 촬영중, 사용자의 손떨림과 같은 인체의 진동 등에 따른 피사체 상의 흔들림을 보상하기 위해 제공되며, 상기 손떨림 보정 어셈블리(400)는 초점 조절 어셈블리(300)와 별도로 단일 모듈로 모듈화된 상태로 제공될 수 있다.
상기 손떨림 보정 어셈블리(400)는 독립적인 모듈로 제공 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 손떨림 보정 어셈블리(400)는 베이스프레임, 가동프레임(420), 및 OIS 구동부(430)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 베이스프레임은 대략 사각 플레이트 구조로 제공될 수 있으며, 상기 가동프레임(420)은 렌즈 유닛(200)의 광축에 수직한 방향을 따라 이동 가능하도록 베이스프레임의 상면에 제공된다. 여기서, 상기 렌즈 유닛(200)의 광축(Z 좌표 방향)에 수직한 방향이라 함은, 상기 베이스프레임의 상면에 수평한 X, Y 좌표 방향으로 이해될 수 있다.
상기 OIS 구동부(430)는 베이스프레임에 대해 가동프레임(420)이 이동하도록 구동력을 제공할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 OIS 구동부(430)는 베이스프레임에 수평(X, Y 좌표 방향)하게 장착되는 OIS 코일(434), 및 상기 OIS 코일(434)의 상부에 수평하게 배치되며 가동프레임(420)에 고정되는 OIS 마그네트(432)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 OIS 코일(434)에 전류가 인가되는 방향에 따라, OIS 마그네트(432)과 OIS 코일(434) 간의 상호 전자기적 작용에 의해 OIS 마그네트(432)가 광축에 수직한 방향(X, Y 좌표 방향)을 따라 이동함으로써, 가동프레임(420)이 이동하는데 필요한 구동력을 제공할 수 있다.
상기 OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432)의 개수 및 배치 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 상기 OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432)는 각각 4개가 제공될 수 있는 바, 각각의 OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432)는 베이스프레임의 외각 변(side)을 따라 배치될 수 있다. 4개의 OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432) 중 서로 마주하는 변에 배치된 2개의 OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432)는 X 좌표 방향을 따른 구동력을 제공할 수 있고, 4개의 OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432) 중 서로 마주하는 다른 변에 배치된 2개의 OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432)는 Y 좌표 방향을 따른 구동력을 제공할 수 있다. 경우에 따라서는 3개 이하, 또는 5개 이상의 OIS 코일 및 OIS 마그네트를 사용하는 것도 가능하다.
또한, 상기 OIS 마그네트(432) 및 OIS 코일(434)의 크기 및 형상은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경할 수 있다. 이하에서는 상기 OIS 마그네트(432)가 사각형 형태로 형성되며, OIS 코일(434)보다 긴 길이를 갖도록 형성된 예를 들어 설명하기로 한다. 여기서, 상기 OIS 마그네트(432)가 OIS 코일(434)보다 긴 길이(예를 들어 베이스프레임의 외각 변을 따른 길이)를 갖는다 함은, 평면 투영시 OIS 코일(434)의 양단이 OIS 마그네트(432)의 양단 내측에 배치되는 것으로 이해될 수 있다. 경우에 따라서는 OIS 마그네트가 OIS 코일보다 짧은 길이를 갖도록 형성되는 것도 가능하다.
한편, 상기 렌즈캐리어(320)가 광축 방향을 따라 이동하기 위해서는 필연적으로 광축 방향을 따른 소정 높이가 보장될 수 있어야 하며, AF 마그네트(332) 및 AF 코일(334)의 경우에는 이미 보장된 높이 상에 배치되기 때문에 AF 마그네트(332) 및 AF 코일(334)에 의한 높이 증가가 발생하지 않는다. 그러나, OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432)를 포함하는 손떨림 보정 어셈블리(400)는 초점 조절 어셈블리(300)와 별도로 초점 조절 어셈블리(300)의 하부에 장착되기 때문에, OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432)가 차지하는 높이가 커질수록 제품의 전체 높이가 증가하게 된다. 이에 본 발명에서는 OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432)를 수평하게 장착함으로써 OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432)에 의한 높이를 최소화할 수 있게 하였다.
또한, 상기 OIS 구동부(430)는 OIS 마그네트(432)와 상호 인력이 작용하도록 OIS 코일(434)의 하부에 배치되는 OIS 요크(450)를 포함할 수 있다.
상기 OIS 요크(450)는 OIS 마그네트(432)와 상호 인력이 작용하게 함으로써, 광축 방향(Z 좌표 방향)을 따른 베이스프레임에 대한 가동프레임(420)의 유동 및 기울임(tilt)을 잡아줄 수 있게 함으로써, 결과적으로 광축 방향을 따른 렌즈 유닛(200)의 비정상적인 유동 및 기울임을 방지할 수 있다.
단, 상기 OIS 요크(450)와 OIS 마그네트(432) 간의 인력은, 전술한 OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432) 간의 전자기력보다 작아야 하며, OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432) 간의 전자기력에 대응하여 OIS 요크(450)와 OIS 마그네트(432) 간의 인력을 조절할 수 있다.
상기 OIS 요크(450)로서는 SUS(Steel Use Stainless)와 같은 통상의 금속 재질이 사용될 수 있으며, OIS 요크(450)의 재질 및 특성은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 적절히 변경될 수 있다.
한편, 상기 OIS 마그네트(432)의 위치 제어는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 상기 OIS 마그네트(432)의 위치 제어를 위해, 상기 OIS 마그네트(432)의 위치를 감지하기 위한 OIS 센싱부(480)가 제공될 수 있으며, OIS 센싱부(480)에서 감지된 신호를 이용하여 OIS 마그네트(432)의 위치 제어를 수행할 수 있다. 상기 OIS 센싱부(480)로서는 통상의 홀센서를 사용할 수 있으며, 경우에 따라서는 여타 다른 센서를 사용하는 것도 가능하다. 다르게는, 상기 OIS 마그네트의 위치 제어를 위해, 홀센서와 같은 별도의 OIS 센싱부를 사용하지 않고, OIS 코일에 인가되는 전압을 조절함으로써 OIS 마그네트의 위치를 제어하는 것이 가능하다.
또한, 상기 초점 조절 어셈블리(300) 및 손떨림 보정 어셈블리(400)의 사이 경계에는 탄성부재(460)가 제공될 수 있다. 상기 탄성부재(460)는 가동프레임(420)이 렌즈 유닛(200)의 광축 방향을 따라 베이스프레임에 대해 정렬되는 초기 위치로 복귀할 수 있도록 탄성력을 제공할 수 있다.
상기 탄성부재(460)는 가동프레임(420)을 초기 위치로 복귀시킬 수 있는 탄성력을 제공 가능한 다양한 구조로 형성될 수 있다. 일 예로, 상기 탄성부재(460)는 베이스프레임에 회전 가능하게 연결되는 제1연결부(462), 상기 가동프레임(420)에 회전 가능하게 연결되는 제2연결부(464), 및 상기 제1연결부(462)와 제2연결부(464)를 일체로 연결하는 탄성굴곡부(466)를 포함할 수 있으며, 상기 제1연결부(462), 제2연결부(464) 및 탄성굴곡부(466)는 단일층을 이루도록 단일체로 형성될 수 있다.
상기 탄성굴곡부(466)의 형태는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 적절히 변경될 수 있다. 일 예로, 상기 탄성굴곡부(466)는 베이스프레임에 대한 가동프레임(420)의 이동 방향을 따라 탄성적으로 변형 가능한 지그재그(zigzag) 형태로 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 탄성부재(460)를 단층형으로 구성하여 높이(두께)를 최소화하면서도, 지그재그로 절곡된 탄성굴곡부(466)를 구비함으로써 충분한 스프링포스(spring force)를 보장할 수 있다.
또한, 상기 탄성굴곡부(466)에는 적어도 하나 이상의 보강굴곡부(468)가 형성되는 것도 가능하다. 일 예로, 상기 보강굴곡부(468)는 대략 지그재그 형태를 이루며, 탄성굴곡부(466)보다 상대적으로 작은 사이즈를 갖도록 소정 간격을 두고 이격되게 복수개가 제공될 수 있다. 이와 같은 구조는 탄성굴곡부(466) 및 보강굴곡부(468)를 통해 통시에 탄성 변형이 이루어질 수 있게 함으로써, 탄성부재(460)에 의한 탄성력이 보다 부드럽고 안정적으로 제공될 수 있게 한다.
상기 탄성부재(460)의 개수 및 배치 구조는 요구되는 조건에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 4개의 탄성부재(460)가 일단은 베이스프레임의 모서리 부위에 연결되고, 타단은 가동프레임(420)의 모서리 부위에 연결될 수 있다. 이와 같은 구조는, 탄성부재(460)가 장착되는 공간을 최소화할 수 있고, 탄성부재(460)의 탄성 변형 공간을 최대한 확보할 수 있게 한다. 경우에 따라서는, 탄성부재가 베이스프레임의 모서리 부위가 아닌 변(side) 또는 여타 다른 위치에 배치될 수 있으며, 3개 이하 또는 5개 이상의 탄성부재를 사용하는 것도 가능하다.
한편, 상기 초점 조절 어셈블리(300)에는 전기적 연결을 위한 AF 연결부재(360)(예를 들어, FPCB)가 연결될 수 있고, 상기 손떨림 보정 어셈블리(400)에는 전기적 연결을 위한 OIS 연결부재(470)가 연결될 수 있는 바, 상기 초점 조절 어셈블리(300) 및 손떨림 보정 어셈블리(400)는 탄성부재(460)를 매개로 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 위해, 상기 탄성부재(460)는 금속과 같은 통상의 도전성 재질로 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 탄성부재(460)는 도전성 수지를 이용하여 AF 연결부재(360) 및 OIS 연결부재(470)의 각 단자에 연결될 수 있다. 일 예로, 상기 탄성부재(460)는 도전성 에폭시(conductive epoxy)를 이용하여 AF 연결부재(360) 및 OIS 연결부재(470)의 각 단자에 연결될 수 있다. 이와 같이, 도전성 수지를 이용한 연결 구조는 솔더링을 이용한 기존 연결 구조에 비해 구조 및 제조 공정을 간소화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 손떨림 보정 어셈블리(400)에는 상기 베이스프레임에 대한 가동프레임(420)의 이동이 보다 원활하게 이루어지도록 하기 위한 가이드수단이 제공될 수 있다.
상기 가이드수단의 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 상기 가이드수단은 베이스프레임과 가동프레임(420)의 사이에 구름 이동 가능하게 제공되는 가이드볼(440)을 포함할 수 있으며, 상기 베이스프레임과 가동프레임(420) 중 적어도 어느 하나에는 가이드볼(440)이 수용되기 위한 볼수용부가 형성될 수 있다. 이하에서는 베이스프레임 상에 가이드볼(440)이 부분적으로 수용되기 위한 볼수용부가 형성된 예를 들어 설명하기로 한다. 경우에 따라서는 가동프레임에 볼수용부를 형성하거나, 베이스프레임 및 가동프레임에 모두 볼수용부를 형성하는 것도 가능하다.
이하에서는 베이스프레임의 모서리에 인접한 부위에 4개의 가이드볼(440) 및 볼수용부가 제공된 예를 들어 설명하기로 한다. 상기 가이드볼(440) 및 볼수용부의 개수 및 배치 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 적절히 변경될 수 있다.
상기 볼수용부는 가이드볼(440)의 배치 상태를 유지함과 동시에 충격 등에 의한 가이드볼(440)의 이탈을 방지할 수 있게 한다. 참고로, 본 발명에서는 볼수용부가 일종의 홈 형태로 형성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 리브(rib) 형태의 볼수용부를 형성하는 것도 가능하다.
아울러, 전술한 초점 조절 어셈블리(300) 및 손떨림 보정 어셈블리(400)가 조립된 후에는, 이들을 덮도록 커버하우징(110)이 결합될 수 있다.
한편, 도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈(100)을 설명하기 위한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 손떨림 보정 어셈블리(400)를 구성하는 OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432)가 베이스프레임의 변을 따라 배치된 예를 들어 설명하고 있지만, 다르게는 OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432)가 여타 다른 구조로 배치되는 것이 가능하다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈(100)은 렌즈 유닛(200), 서로 독립적으로 모듈화 가능하게 제공되는 초점 조절 어셈블리(300) 및 손떨림 보정 어셈블리(400)를 포함하고, 상기 손떨림 보정 어셈블리(400)는 베이스프레임, 가동프레임(420) 및 OIS 구동부(430)를 포함하되, 상기 OIS 구동부(430)를 구성하는 OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432)는 베이스프레임의 모서리 부위에 배치될 수 있다.
또한, 전술한 실시예에서는 사각형 형태의 OIS 마그네트가 사용된 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 OIS 마그네트가 여타 다른 다각형 형태로 형성될 수 있다. 일 예로, 도 7 및 도 8과 같이, 상기 OIS 마그네트(432)는 대략 사다리꼴 형태로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 카메라 모듈 100 : 커버하우징
200 : 렌즈 유닛 300 : 초점 조절 어셈블리
310 : AF 하우징 320 : 렌즈캐리어
330 : AF 구동부 332 : AF 마그네트
334 : AF 코일 400 : 손떨림 보정 어셈블리
410 : 베이스 프레임 420 : 가동프레임
430 : OIS 구동부 432 : OIS 마그네트
434 : OIS 코일 450 : OIS 요크
460 : 탄성부재 462 : 제1연결부
464 : 제2연결부 466 : 탄성굴곡부
468 : 보강굴곡부

Claims (18)

  1. 카메라 모듈에 있어서,
    렌즈 유닛;
    상기 렌즈 유닛의 광축 방향을 따른 진퇴 운동을 조절하는 초점 조절 어셈블리(AF assembly); 및
    베이스프레임, 상기 베이스프레임에 대해 상기 렌즈 유닛의 광축 방향에 수직한 방향을 따라 이동 가능하게 제공되는 가동프레임, 및 상기 베이스프레임에 대해 상기 가동프레임이 이동하도록 구동력을 제공하는 OIS 구동부를 포함하며, 상기 렌즈 유닛의 광축 방향에 수직한 방향을 따라 상기 초점 조절 어셈블리를 이동시키는 손떨림 보정 어셈블리(OIS assembly); 및
    상기 베이스프레임에 회전 가능하게 연결되는 제1연결부, 상기 제1연결부와 단일층을 이루며 상기 가동프레임에 회전 가능하게 연결되는 제2연결부, 및 상기 제1연결부 및 상기 제2연결부와 단일층으로 이루며 상기 제1연결부와 상기 제2연결부를 일체로 연결하는 탄성굴곡부를 포함하며, 상기 가동프레임이 상기 렌즈 유닛의 광축 방향을 따라 상기 베이스프레임에 대해 정렬되는 초기 위치로 복귀할 수 있도록 탄성력을 제공하는 탄성부재;를 포함하되,
    상기 초점 조절 어셈블리 및 상기 손떨림 보정 어셈블리는 구조적으로 분리 가능한 독립적인 모듈로 제공되어 서로 독립적으로 모듈화된 상태로 분리 및 조립 가능하게 제공되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부재는 초점 조절 어셈블리 및 상기 손떨림 보정 어셈블리의 사이 경계에 제공되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부재는 도전성 재질로 형성되며,
    상기 초점 조절 어셈블리 및 상기 손떨림 보정 어셈블리는 상기 탄성부재에 의해 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 탄성부재는 도전성 수지를 이용하여 상기 초점 조절 어셈블리 및 상기 손떨림 보정 어셈블리에 연결된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 탄성굴곡부는 상기 베이스프레임에 대한 상기 가동프레임의 이동 방향을 따라 탄성적으로 변형 가능한 지그재그(zigzag) 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 탄성굴곡부에는 적어도 하나 이상의 보강굴곡부가 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 OIS 구동부는,
    상기 베이스프레임에 수평하게 장착되는 OIS 코일; 및
    상기 OIS 코일의 상부에 수평하게 배치되며, 상기 가동프레임에 고정되는 OIS 마그네트;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 OIS 마그네트와 상호 인력이 작용하도록 상기 OIS 코일의 하부에 배치되는 OIS 요크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 OIS 코일 및 상기 OIS 마그네트는 상기 베이스프레임의 외각 변(side)을 따라 배치되거나, 상기 베이스프레임의 모서리에 배치된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 OIS 마그네트는 사각형 형태 또는 사다리꼴 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 OIS마그네트는 위치 제어 가능하게 제공되되,
    상기 OIS 마그네트의 위치를 감지하는 OIS 센싱부에서 감지된 신호를 이용하여 상기 OIS 마그네트의 위치 제어를 수행하거나,
    상기 OIS 코일에 인가되는 전압을 조절하여 OIS 마그네트의 위치를 제어 가능한 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 베이스프레임에 대한 상기 가동프레임의 이동을 가이드하는 가이드수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 가이드수단은,
    상기 베이스프레임과 상기 가동프레임의 사이에 구름 이동 가능하게 제공되는 가이드볼을 포함하고,
    상기 베이스프레임과 상기 가동프레임 중 적어도 어느 하나에는 상기 가이드볼이 수용되기 위한 볼수용부가 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 초점 조절 어셈블리는,
    AF 하우징;
    상기 렌즈 유닛이 장착되며, 상기 렌즈 유닛의 광축 방향을 따라 이동 가능하게 상기 AF 하우징의 내부에 수용되는 렌즈캐리어; 및
    상기 렌즈캐리어가 이동하도록 구동력을 제공하는 AF 구동부;를 포함하며, 상기 손떨림 보정 어셈블리와 별도로 모듈화된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 AF 구동부는,
    상기 렌즈 유닛의 광축 방향을 따라 수직하게 배치되도록 상기 렌즈캐리어에 장착되는 AF 마그네트; 및
    상기 AF 마그네트와 나란하게 상기 AF 하우징에 장착되는 AF 코일;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 AF 마그네트는 위치 제어 가능하게 제공되되,
    상기 AF 마그네트의 위치를 감지하는 AF 센싱부에서 감지된 신호를 이용하여 상기 AF 마그네트의 위치 제어를 수행하거나,
    상기 AF 코일에 인가되는 전압을 조절하여 AF 마그네트의 위치를 제어 가능한 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
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