KR101668720B1 - 카메라 렌즈 모듈 - Google Patents

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KR101668720B1
KR101668720B1 KR1020150187762A KR20150187762A KR101668720B1 KR 101668720 B1 KR101668720 B1 KR 101668720B1 KR 1020150187762 A KR1020150187762 A KR 1020150187762A KR 20150187762 A KR20150187762 A KR 20150187762A KR 101668720 B1 KR101668720 B1 KR 101668720B1
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김희승
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자화전자(주)
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Abstract

본 발명은 자동 초점 조절을 위해 렌즈 배럴을 광축을 따라 진퇴시키는 자동 초점 구동부를 구비하는 렌즈 배럴 캐리어와, 상기 렌즈 배럴의 균형 상태를 보정하도록 떨림 보정 구동부에 의해 평면상에서 이동하는 떨림 보정 캐리어를 포함하는 카메라 렌즈 모듈에 관한 것으로서, 상기 떨림 보정 캐리어는 복수 개의 볼 베어링을 사이에 두고 상기 렌즈 배럴 캐리어 위에 놓여 있고, 상기 떨림 보정 캐리어는 상기 렌즈 배럴 캐리어 상에 배치된 상기 볼 베어링에 대해 상기 평면상에서 임의의 방향으로 이동할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

카메라 렌즈 모듈{CAMERA LENS MODULE}
본 발명의 실시 예는 휴대 가능한 사용자 기기에 장착되는 카메라 렌즈 모듈에 관한 것이다.
최근 이동통신 기술의 발전으로 보편화되는 스마트 폰과 같은 휴대 단말기는 소형 및 경량화된 카메라 렌즈 모듈이 등장하여, 휴대 단말기 본체에 적어도 한 개이상 채용되고 있다.
특히, 휴대 단말기에 채용되는 카메라 렌즈 모듈은 고용량 고성능을 유저가 요구하고 있고, 디지탈 카메라(DSLR) 급에 준하는 카메라 렌즈 모듈의 개발이 활발한 추세에 있다. 더욱이, 카메라 렌즈 모듈은 고성능 고용량을 유지하면서, 소형화 및 경량화에 유리한 방향으로 개발되는 추세이다.
휴대 단말기에 채용되는 카메라 렌즈 모듈은 자동 초점 기능, 줌 기능 등이 탑재되고, 카메라 기능에 충실하도록 손떨림 보정기능(stabilizer)까지 구비되고 있다. 이러한 카메라 렌즈 모듈은 렌즈계와, 렌즈계를 광축 방향으로 이동시켜서 초점 조절하는 이동힘을 제공하는 렌즈 구동부와, 렌즈계를 통해 입사된 광을 촬상하여 화상 신호로 변환하는 이미지 센서 등으로 구성되는 것이 일반적이다.
하지만, 휴대 단말기가 고기능을 유지하면서, 점차적으로 소형화되어가는 추세라서, 탑재되는 카메라 렌즈 모듈도 고성능을 유지하면서 점차로 더욱 소형화될 필요가 있다.
한국공개특허 제2012-0045333호 (2012.05.09 공개) 한국공개특허 제2011-0025512호 (2011.03.10 공개)
따라서, 본 발명의 실시예는 소형화된 카메라 렌즈 모듈을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 실시 예는 떨림 보정 캐리어를 렌즈 배럴 캐리어 상에 배치가능한 구조를 제공한 카메라 렌즈 모듈을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 실시 예는 하나의 자동 초점 구동부를 모듈 일면에, 두 개의 떨림 보정 구동부를 모듈 양 모서리의 빈 공간에 서로 독립적으로 구동가능하게배치하면서, 소형화에 기여한 카메라 렌즈 모듈을 제공함에 있다.
본 발명은 자동 초점 조절을 위해 렌즈 배럴을 광축을 따라 진퇴시키는 자동 초점 구동부를 구비하는 렌즈 배럴 캐리어와, 상기 렌즈 배럴의 균형 상태를 보정하도록 떨림 보정 구동부에 의해 평면상에서 이동하는 떨림 보정 캐리어를 포함하는 카메라 렌즈 모듈에 관한 것으로서, 상기 떨림 보정 캐리어는 복수 개의 볼 베어링을 사이에 두고 상기 렌즈 배럴 캐리어 위에 놓여 있고, 상기 떨림 보정 캐리어는 상기 렌즈 배럴 캐리어 상에 배치된 상기 볼 베어링에 대해 상기 평면상에서 임의의 방향으로 이동할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 카메라 렌즈 모듈은 상기 떨림 보정 캐리어는 복수 개의 볼 베어링을 사이에 두고 상기 렌즈 배럴 캐리어 위에 놓여 있고, 상기 떨림 보정 캐리어는 단일한 하나의 몸체로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
아울러 본 발명의 카메라 렌즈 모듈은 상기 떨림 보정 캐리어는 상기 렌즈 배럴을 수용하면서 복수 개의 볼 베어링을 사이에 두고 상기 렌즈 배럴 캐리어 위에 놓여 있어 상기 렌즈 배럴 캐리어 상에 배치된 상기 볼 베어링에 대해 상기 평면상에서 임의의 방향으로 이동할 수 있고, 상기 렌즈 배럴 캐리어에 구비된 다수 개의 측면들 중 폐쇄된 하나의 측면에는 상기 자동 초점 구동부가 배치되고, 적어도 부분적으로 개방된 나머지 측면 중 두 개의 측면에는 각각 상기 떨림 보정 구동부가 배치되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 떨림 보정 구동부에 각각 구비된 떨림 보정 자석에 대면하도록 상기 렌즈 배럴 캐리어에 배치되는 요크를 더 포함하고, 상기 떨림 보정 자석과 상기 요크 사이에 작용하는 인력이 상기 떨림 보정 캐리어의 센터링을 제공할 수 있다.
그리고, 상기 떨림 보정 구동부는 서로 직교하는 방향으로 배치되고, 상기 떨림 보정 캐리어는 상기 직교하는 두 개의 떨림 보정 구동부가 각각 제공하는 구동력의 합력에 의해 상기 평면상에서 임의의 방향으로 이동할 수 있다.
이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시 예는 소형화에 유리하다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 렌즈 모듈은 다수개의 구동부를 적재적소에 효율적으로 배치가능하다.
도 1, 도 2는 본 발명의 다양한 제1실시 예에 따른 조립된 카메라 렌즈 모듈을 각각 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 다양한 제1실시 예에 따른 분리된 카메라 렌즈 어셈블리를 각각 나타내는 분리 사시도.
도 4는 본 발명의 다양한 제1실시 예에 따른 일부 조립된 카메라 렌즈 모듈을 나타내는 분리 사시도.
도 5는 본 발명의 다양한 제1실시 예에 따른 카메라 렌즈 모듈을 구성하는 렌즈 배럴, 떨림 보정 캐리어 및 자동 초점 캐리어를 각각 나타내는 분리 사시도.
도 6은 도 1에 도시된 조립된 카메라 렌즈 모듈을 Y축 방향으로 절단한 상태를 나타내는 일부 절개 사시도.
도 7은 도 1에 도시된 조립된 카메라 렌즈 모듈을 대각선 방향으로 절단한 상태를 나타내는 일부 절개 사시도.
도 8은 본 발명의 다양한 제1실시 예에 따른 조립된 카메라 렌즈 모듈의 구동부 배치를 나타내는 단면도.
도 9는 본 발명의 다양한 제2실시 예에 따른 조립된 카메라 렌즈 모듈의 위치 센서 배치를 나타내는 단면도.
도 10은 본 발명의 다양한 제3실시 예에 따른 조립된 카메라 렌즈 모듈의 베이스 구성을 나타내는 단면도.
도면들에 걸쳐, 동일한 참조 번호들은 동일하거나 유사한 구성요소들, 특징들 및 구성들을 도시하는데 이용됨에 유의해야 한다.
첨부된 도면들을 참조하는 하기의 설명은 청구범위 및 이에 동등한 것들에 의해 정의되는 바와 같은 본 실시 예들의 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 이는 그러한 이해를 돕기 위해 다양한 특정 세부 사항들을 포함하고 있지만, 이들은 단지 예시적인 것으로서만 간주될 것이다. 따라서, 당업자는 본 명세서에 기술된 실시 예들의 다양한 변경들 및 수정들이 본 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 이루어질 수 있음을 인식할 것이다. 또한, 공지된 기능들 및 구성들의 설명은 명확성 및 간결성을 위해 생략된다.
“대략(substantially)”이라는 용어는, 인용된 특성, 파라미터 또는 값이 정확하게 달성될 필요는 없으며, 허용오차, 측정 오류, 측정 정확성 한계 및 당업자에게 알려진 다른 요소들을 포함하는 편차 또는 변화, 특성이 제공하고자 하는 효과를 제외하지 않는 정도로 발생할 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 “휴대가능한 사용자 기기”에 적용되는 것으로 설명된다. 그러나, 이는 단지 일반적인 용어이며, 본 실시 예는 이동 전화기, 손바닥 크기(palm sized) 개인용 컴퓨터(PC), 개인용 통신 시스템(PCS: Personal Communication System), 개인용 디지털 어시스턴트(PDA: Personal Digital Assistant), 휴대용 PC(HPC: Hand-held PC), 스마트 폰(smart phone), 무선 LAN(Local Area Network) 단말기, 랩탑 컴퓨터, 넷북(netbook), 태블릿 피씨(tablet personal computer) 등 중 어느 것에도 동일하게 적용 가능함을 이해할 것이다. 따라서, “휴대가능한 사용자 기기”라는 용어를 이용하는 것은 본 실시 예의 적용을 특정 유형의 장치로 한정하는데 이용되어서는 안 된다.
도 1, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 렌즈 모듈(10)의 외관을 각각 나타내는 사시도이다. 도 1, 도 2에는 카메라 렌즈 모듈(10)의 외관만이 보여지기 때문에, 상기 카메라 렌즈 모듈(10)의 베이스(11)와, 보조 베이스(16)와, 외형 케이스(12)와, 제1,2 연성 회로 기판(P1,P2) 및 렌즈 배럴(13)의 상단만이 보여진다. 상기 도면들에 3차원 X/Y/Z 좌표계가 도시되었는데, 'Z축'은 카메라 렌즈 모듈(10)의 수직 방향으로, 렌즈 배럴(13)이 이동하는 광축을 의미하고, 'X축'은 카메라 렌즈 모듈(10)의 가로 방향(광축의 수직 방향)을 의미하며, 'Y축'은 카메라 렌즈 모듈(10)의 세로 방향(광축의 수직 방향이고, X축의 수직 방향)을 의미한다. 후술하는 자동 초점(AF;Automatic Focus) 구동부는 렌즈 배럴(13)을 광축을 따라서 이동하여 초점을 조절하기 위한 구동힘을 제공하고, 광학식 떨림 보정(OIS;Optical Image Stabilizer) 구동부는 XY 방향으로 떨림 보정 캐리어(도 3에 도시됨)의 광축 수직방향으로 작용하여, 수평방향 균형 상태를 보정하는 구동힘을 제공한다.
도 3 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 카메라 렌즈 모듈(10)(이하 '모듈'이라 지칭한다.)의 구성에 대해서 설명하기로 한다. 이하 설명하는 모듈(10)은 경박단소화를 추구하고, 예컨데 모듈(10)의 내부 장착 공간이 많이 차지하는 구동부(후술하는 자동 초점 구동부와 두개의 떨림 보정 구동부)의 실장 공간을 최적화하며, 특히 모듈의 일면에 하나의 자동 초점 구동부와, 모듈의모서리 영역들 중, 두 개의 모서리에 두 개의 떨림 보정 구동부들을 각각 배치하여 소형화를 달성한다.
일반적으로 공지의 렌즈 배럴(13)은 원통형이고, 외형 케이스(12)는 다면체 형상, 구체적으로 직육면체나 정육면체 형상인데, 이러한 외형 케이스(12)에 렌즈 배럴(13)이 수용된다면, 상기 외형 케이스(12)의 4개의 모서리 영역에 빈 공간이 생기며, 빈 공간에 구동부를 장착하여 소형화를 달성한다.
본 발명의 실시 예에서는 모듈의 외형 케이스(12)의 일측면쪽 영역에 자동 초점 구동부를, 4개의 모서리 영역에 있는 4개의 빈 공간들 중, 2개의 제1,2모서리 영역에 각각 제1,2떨림 보정 구동부를 설치하여, 모듈에 구성되는 부품의 실장성을 최적화한다. 특히, 본 발명의 실시 예에서는 떨림 보정 캐리어가 렌즈 배럴 캐리어 상에 구름 마찰동작이 가능하게 배치된 상태로, 자동 초점 동작과 떨림 보정 동작이 수행된다.
상기 모듈(10)은 외관이 대략적으로 직육면체 형상으로, 외형 케이스(12)와, 베이스(11)와, 보조 베이스(16)와, 렌즈 배럴(13)과, 적어도 하나의 떨림 보정부(떨림 보정 캐리어와 떨림 보정 구동부 포함) 및 자동 초점 조절부(렌즈 배럴 캐리어와 자동 초점 구동부 포함)와, 하나 이상의 회로 기판(P1,P2)과, 적어도 하나 이상의 렌즈 배럴을 광축을 따라서 가이드하는 가이드 장치를 포함한다.
상기 외형 케이스(12)(exterior case)는 다면체 형상으로, 측방에 있는 일면과 저면이 개방된 형상이고, 상면은 원형의 개구가 구비된 형상으로, 특히 대략 직육면체 형상의 외관으로서, 상면은 대략 정사각형이고, 3개의 측방에 있는 면은 대략 직사각형 형상이다. 상기 외형 케이스(12)는 베이스(11)와 결합되어서, 중요 부품들을 수용하면서, 외부로부터 수용된 부품들을 보호하는 하우징 기능을 수행한다. 상기 외형 케이스는 금속 재질로 구성되어서, 쉴드(shield) 기능을 담당할 수 있다. 상기 외형 케이스(12)에서는 미도시된 외부 전원과 전기적으로 연결되기 위하여 두 개의 연성 회로 기판(P1,P2)이 외부로 인출된다. 하나의 회로 기판(P1)는 떨림 보정부에서 연장된 떨림 보정 연성 회로 기판이고, 다른 하나의 회로 기판(P2)는 이미지 센서 연성 회로 기판이다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 모듈(10)은 직육면체 형상으로 한정될 필요는 없으며, 내부 부품들의 장착 배치에 따라서 정육면체 형상으로 구성될 수 있고, 오각 기둥 형상이나 육각 기둥 형상의 다면체 형상으로 구성가능하다. 후술하겠지만, 상기 외형 케이스(12)의 개방된 일면은 보조 베이스(16)와의 결합으로 폐쇄되고, 개방된 저면은 베이스(11)와 결합으로 폐쇄된다.
상기 모듈(10)은 렌즈 배럴(13)과, 상기 렌즈 배럴 내에 배치된 미도시된 렌즈와, 상기 렌즈 배럴(13)을 구비한 렌즈 배럴 캐리어(14)를 포함한다. 아울러, 상기 모듈은 상기 렌즈 배럴(13)의 광축 방향 이동 힘을 제공하는 자동 초점 구동부를 일측면에 구비한다.
상기 렌즈 배럴(13)은 원통형으로, 상기 자동초점 구동부에 의해 광축을 따라서 이동하여, 렌즈 초점을 조절한다. 상기 렌즈 배럴 캐리어(14)는 베이스(11) 상에 완전히 수용되고, 외주면에 평탄한 직사각형의 자석 장착홈(140)이 구비된다. 상기 렌즈 배럴 캐리어(14)는 한 쌍의 가이드 장치에 의해 광축을 따라서 가이드된다. 상기 한 쌍의 가이드 장치는 공지된 가이드부와 다수개의 볼 베어링(b1)을 각각 포함한다. 상기 렌즈 배럴(13)은 상기 렌즈 배럴 캐리어(14)와 분리 및 결합 가능한 구조 또는 일체형 구조로 형성될 수 있다. 이는 도 10을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 모듈(10)의 구동 장치는 하나의 자동 초점 구동부와, 두 개의 떨림 보정 구동부를 포함한다. 본 발명에서 상기 자동 초점 구동부는 단일 자동 초점 구동부가 구비되는 것을 일 례로 설명한다. 또한, 상기 떨림 보정 구동부는 광축을 중심으로 자동 초점 구동부가 위치된 일면의 반대편 일면쪽에 상호 이격되게 2개 배치된다. 본 발명에서 떨림 보정 구동부는 제1,2떨림 보정 구동부로 구성되어 제1,2모서리에 장착되는 것을 일 례로 설명하지만, 모서리 영역에 한정되지 않고, 모듈 내의 빈 공간에 실장할 수 있으면, 두 개 이상 설치 변경가능하다.
이하에서는 상기 떨림 보정 구동부의 구성에 대해서 설명하기로 한다. 상기 떨림 보정 구동부는 떨림 모서리 영역들 중, 적어도 둘 이상의 모서리 영역에 각각 배치되어, 상기 떨림 보정 캐리어(15)의 손떨림 상태를 보정한다.
이하에서 상기 모듈의 제1,2 모서리 영역에 각각 배치되는 제1,2 떨림 보정 구동부를 설명하기로 한다. 상기 '제1,2모서리 영역'이라 함은 상기 자동 초점 구동부의 반대편의 양 모서리 영역을 지칭하는 것으로서, 후술하는 제1,2떨림 보정 자석이 장착되는 떨림 보정 캐리어에 있는 양 모서리와, 상기 베이스(11)에서 자동 초점 구동부 반대편의 양 모서리 영역을 포함하는 공간을 각각 지칭한다.
상기 제1,2모서리 영역은 광축 방향으로 연장된 삼각 기둥 형상으로 이루어진다. 그러나, 상기 제1,2모서리 영역은 삼각 기둥 형상으로 한정될 필요는 없으며, 자석과 코일의 배치에 따라서 여러 형상으로 변경가능하다. 다만, 상기 모듈 내에 배치되는 중요 부품의 실장 공간 최적화를 고려하여, 상기 모듈의 형상을 고려했을 때, 상기 제1,2모서리 영역은 삼각 기둥 형상이 바람직하다.
상기 제1,2떨림 보정 구동부는 상기 자동 초점 구동부와 대치하는 제1,2모서리 영역에서, 상기 광축을 중심으로 상기 자동 초점 구동부가 배치되는 일면의 반대쪽의 제1,2모서리 영역에 각각 중심 방향쪽으로 대면하게 배치된다. 상기 제1,2떨림 보정 구동부는 서로 대치하게 상기 제1,2모서리 영역에 각각 대칭으로 배치되어서, 서로 발생하는 전자기력의 상호 간의 합력으로, 상기 광축을 따라서 떨림 보정 캐리어(15)의 균형 상태(XY 축)를 보정한다.
상기 제1떨림 보정 구동부는 상기 떨림 보정 캐리어(15) 외면에 구비된 장착홈에 장착되고, 상기 떨림 보정 캐리어(15)의 제1모서리 영역에서 중심방향으로 대면하게 배치되는 제1떨림 보정 자석(m2)을 포함한다, 또한, 상기 제1떨림 보정 구동부는 상기 베이스(11)의 제1모서리 영역에서 중심 방향으로 대면하게 배치되고, 상기 제1떨림 보정 자석(m2)과 이격되어 대면하는 제1떨림 보정 코일(c2)을 포함한다. 또한, 상기 제1떨림 보정 구동부는 상기 베이스(11)의 제1모서리 영역에 배치되고, 상기 제1떨림 보정 코일(c2) 배면쪽에 배치되는 제1위치 센서(h2)를 포함한다. 상기 제1모서리 영역(111)은 대략적으로 광축 방향으로 평행한 삼각 기둥 형상으로 가정될 수 있다.
상기 제1떨림 보정 코일(c2) 전류 인가에 따라서, 상기 제1떨림 보정 자석(m2)과 제1떨림 보정 코일(c2)로부터 전자기력이 발생되고, 이런 힘이 상기 렌즈 배럴(13)의 XY축 떨림 보정을 위한 구동힘이 된다. 이때, 상기 제1위치 센서(h2)는 홀 센서로 구성될 수 있다.
상기 제2떨림 보정 구동부는 상기 떨림 보정 캐리어(15) 외면에 구비된 장착홈에 장착되고, 상기 떨림 보정 캐리어(15)의 제2모서리 영역에서 중심방향으로 대면하게 배치되는 제2떨림 보정 자석(m3;도 8에 도시됨)을 포함한다, 또한, 상기 제2떨림 보정 구동부는 상기 베이스(11)의 제2모서리 영역에서 중심 방향으로 대면하게 배치되고, 상기 제1떨림 보정 자석(m3)과 이격되어 대면하는 제2떨림 보정 코일(c3;도 8에 도시됨)을 포함한다. 또한, 상기 제2떨림 보정 구동부는 상기 베이스(11)의 제2모서리 영역에 배치되고, 상기 제2떨림 보정 코일(c3) 배면쪽에 배치되는 제2위치 센서(h3)를 포함한다. 상기 제2모서리 영역은 대략적으로 삼각 기둥 형상으로 가정될 수 있다.
상기 제2떨림 보정 코일(c3) 전류 인가에 따라서, 상기 제2떨림 보정 자석(m3)과 제2떨림 보정 코일(c3)로부터 전자기력이 발생되고, 이런 힘이 상기 렌즈 배럴(13)의 XY축 떨림 보정을 위한 구동힘이 된다. 이때, 상기 제2위치 센서(h3)는 홀 센서로 구성될 수 있다. 따라서, 상기 제1,2 떨림 보정 자석(m2,m3)과, 상기 제1,2 떨림 보정 코일(c2,c3)에 의해 각각 발생하는 힘의 합력에 의해, 상기 떨림 보정 캐리어(15)는 XY축을 중심으로 렌즈 배럴의 떨림 상태가 보정될 수 있다.
상기 제1 위치 센서(h2)는 상기 제1모서리 영역 외곽에 배치되고, 구체적으러 상기 제1떨림 보정 코일(c2) 배면쪽에 배치되어서, 상기 제1 떨림 보정 코일(c2) 내의 제1개구를 통해 상기 제1 떨림 보정 자석(m2)과 직접적으로 대면하게 배치된다. 또한, 상기 제 2위치 센서(h3)는 상기 제2모서리 영역 외곽에 배치되고, 구체적으러 상기 제2떨림 보정 코일(c3) 배면쪽에 배치되어서,상기 제2 떨림 보정 코일(c3) 내의 제2개구를 통해 상기 제2 떨림 보정 자석(m3)과 직접적으로 대면하게 배치된다. 후술하겠지만, 상기 각각의 제1,2떨림 보정 위치 센서는 각각의 떨림 보정 코일 내부 공간에 수용되게 장착되어, 상기 제1,2떨림 보정 자석과 대면하게 장착될 수 있다.
상기 떨림 보정 캐리어(15)는 바닥에 위치한 렌즈 배럴 캐리어(14)에 의해 지지되게 장착된다. 즉, 상기 떨림 보정 캐리어(15)는 상기 렌즈 배럴 캐리어(14) 상에 놓여 미세하게 구름 동작을 하게 장착된다. 상기 베이스(11)는 두 개의 모서리에 제1,2직립부(110,112)가 각각 구비되어, 상기 모듈의 제1,2모서리 영역에 수용된다. 상기 제1,2직립부(110,112)는 대략 삼각 기둥형상으로, 상기 제1,2 떨림 보정 코일(c2,c3)과 제1,2위치 센서(h2,h3)를 각각 지지한다. 상기 제1,2직립부(110,122)는 각각 제3,4개구가 구비되고, 상기 제3,4개구에 상기 제1,2홀센서(h2,h3)가 각각 수용되어 배치된다.
한편, 본 발명의 실시 예에서는 상기 제1,2직립부(110,112)가 베이스(11) 양 모서리에 구비되는 것으로 한정될 필요는 없으며, 상기 외형 케이스의 양 모서리에 구비되어, 상기 제1,2떨림 보정 코일(c2,c3) 및 제1,2위치 센서(h2,h3)를 외형 케이스의 양 모서리에 각각 설치가능하다.
상기 자동 초점 구동부는 상호 대면하는 외형 케이스(12) 일면에 결합된 보조 베이스(16)와, 상기 렌즈 배럴 캐리어(14)의 일측 사이에 배치되어, 상기 렌즈 배럴(13)을 광축을 따라서 이동시키는 구동부이다. 상기 자동 초점 구동부는 상기 렌즈 배럴 캐리어(14) 외주면에 상기 케이스(12) 일면과 평행하게 장착되는 자동 초점 자석(m1)과, 상기 보조 베이스(16)에 배치되되, 상기 자동 초점 자석(m1)과 대면하게 배치되는 자동 초점 코일(c1)과, 상기 자동 초점 코일(c1) 내의 개구에 배치된 자동 초점 위치 센서(h1)와, 상기 자동 초점 코일(c1) 옆에 배치된 구동 아이씨(IC)를 포함한다. 상기 자동 초점 코일(c1)에 전류가 인가되면, 상기 자동 초점 코일(c1)과 자동 초점 자석(m1) 간에 발생하는 전자기력에 의해, 상기 렌즈 배럴(13)은 광축을 따라서 이동함으로써, 미 도시된 렌즈와 이미지 센서 간의 초점 거리가 자동으로 조절된다. 상기 자동 초점 위치 센서(h1)는 상기 자동 초점 코일 내부 수용공간에 배치되거나, 상기 자동 초점 코일 옆에 배치될 수 있으며, 상기 자동 초점 위치 센서는 홀 센서를 포함한다.
상기 자동 초점 구동부는 상기 보조 베이스 내면(15)에 배치되는 자동 초점 회로 기판(P3)을 포함하고, 상기 베이스(11) 상면에 배치되는 자동 초점 회로 기판(P2)을 포함한다. 상기 자동 초점 회로 기판(P3) 및 떨림 보정 회로 기판(P1)은 연성 재질이다. 상기 자동 초점 회로 기판(P1)은 광축을 따라 보조 베이스(16)에 부착되고, 상기 떨림 보정 회로 기판(P2)은 광축의 수직방향으로 베이스(11) 상에 부착된다. 도 3에서 참조부호 'F'는 'IR 필터'를 지칭하며, 참조부호 's'는 '이미지 센서'를 지칭한다. 또한, 참조부호 's1,s2'는 스토퍼를 각각 지칭한다.
한편, 상기 제1 떨림 보정 구동부를 각각 구성하는 제1 떨림 보정 자석(m2)과, 제1 떨림 보정 코일(c2)은 서로 배치위치가 변경될 수 있고, 상기 제2 떨림 보정 구동부를 각각 구성하는 제2 떨림 보정 자석(m3)과, 제2 떨림 보정 코일(c3)은 서로 배치위치가 변경될 수 있다. 아울러, 상기 제1,2위치 감지 센서(h2,h3)도 제1,2 직립부(110,112)에 배치되는 것으로 한정될 필요는 없고, 상기 베이스(11) 바닥에 배치가능하다. 다시 말하면, 상기 제1 떨림 보정 자석(m2)은 상기 베이스에 구비된 제1직립부(110)에 배치되고, 상기 제1 떨림 보정 코일(c2)은 렌즈 배럴(14)에 위치하며, 상기 제1위치 센서(h2)도 베이스(11) 상 빈 공간에 배치시켜 구동가능하다. 아울러, 상기 제2 떨림 보정 자석(m3)은 제2직립부(112)에 배치되고, 상기 제2 떨림 보정 코일(c3)은 렌즈 배럴에 위치하며, 상기 제2위치 센서(h3)도 베이스 상 빈 공간에 배치시켜 구동가능하다.
또한, 상기 모듈의 자동 초점 구동부를 구성하는 자동 초점 자석(m1)과 자동 초점 코일(c1)은 압전 소자로 대체될 수 있다.
상기 떨림 보정 캐리어(15)는 렌즈 배럴(13)을 광축 방향으로 수용하기 위한 내부 공간을 가지는 중공형 몸체(150)와, 상기 중공형 몸체(150) 바닥에서 외주 방향으로 돌출되며, 간격지게 배치된 적어도 하나 이상의 제1지지체(151)를 포함한다. 또한, 상기 떨림 보정 캐리어(15)는 렌즈 배럴 캐리어(14)의 개방된 부분에 베이스(11)와 대면하게 장착된다. 상기 떨림 보정 캐리어(15)는 상기 중공형 몸체(150) 내로 렌즈 배럴(13)이 수용됨으로서, 상기 중공형 몸체(150) 내면은 렌즈 배럴(13) 외주면을 감싸면서, 간극을 가진다. 상기 제1지지체(151) 사이는 각각 개방되었는데, 이는 후술하는 제1,2요크(y4)가 제1,2떨림 보정 자석(m2,m3)과 직접적으로 대면하게 하여서, 상기 제1,2요크(y4)와 제1,2떨림 보정 자석(m2,m3)과의 인력에 의해서, 상기 떨림 보정 캐리어(15)는 자동 초점 캐리어(14) 상에서 중심을 잡아(centering)주게 된다.
상기 렌즈 배럴 캐리어(14)는 다수개의 측면들 중, 하나의 일측면이 폐쇄되고, 나머지 측면들은 적어도 부분적으로 개방되거나, 완전히 개방된 형상으로 구성된다. 상기 폐쇄된 면에 자동 초점 자석(m1)이 배치되고, 개방된 부분에 떨림 보정 캐리어(15)가 배치된다. 상기 폐쇄된 면에서 가장 원거리에 있는 모서리쪽에 제1,2요크(y4)가 배치된다. 상기 렌즈 배럴 캐리어(14)는 상기 바닥쪽에 상기 제1지지체(151)와 대응하는 제2지지체(141)가 구비된다. 상기 제2지지체(141)는 상기 제1지지체(151)와 동일한 형상 및 갯수로 돌출되며, 상기 렌즈 배럴 캐리어(14)의 바닥에서 외주방향으로 다수 개 형성된다. 상기 각각의 제1,2지지체(151,141)의 저면 및 상면에는 볼 베어링이 안착되는 홈(떨림 보정 캐리어 저면에 구비된 홈은 도시되지 않음)이 각각 구비된다. 상기 제2지지체(141) 사이에는 제1,2요크(y4)가 각각 삽입되는 홈이 각각 구비된다. 상기 제2지지체(141)들 중 하나에 분리벽이 구비되는데, 이는 상기 렌즈 배럴 캐리어(14)와 떨림 보정 캐리어(15)의 결합 위치를 대략적으로 잡아준다.
상기 렌즈 배럴 캐리어(14) 상면과 떨림 보정 캐리어(15) 저면 사이에는 떨림 보정 캐리어(15)의 중심 위치를 잡아주는(센터링 제공) 장치가 구비된다. 상기 장치는 제1,2떨림 보정 자석(m2,m3)과, 제1,2요크(y4)와, 다수개의 볼 베어링(b2)을 포함한다. 상기 볼 베어링(b2)은 렌즈 배럴 캐리어(14)와 떨림 보정 캐리어(15) 사이에 간격지게 접하게 배치되어서, 상기 떨림 보정 캐리어(15)를 지지한다. 상기 제1,2요크(y4)는 상기 렌즈 배럴 캐리어(14)에 대칭으로 배치되며, 상기 제1,2떨림 보정 구동부를 구성하는 제1,2떨림 보정 자석(m2,m3)과 각각 대면하게 배치된다. 상기 제1,2요크(y4)는 자성체 재질, 예를 들어 금속 재질로 구성된다. 상기 제1,2요크(y4)와 상기 제1,2떨림 보정 자석과(m2,m3)의 인력에 의해서, 상기 떨림 보정 캐리어(15)는 볼 베어링(b2) 상에서 안정적으로 중심 위치를 잡고, 미세한 구름 동작으로 중심 위치 조절가능하다. 상기 각각의 볼 베어링(b2)은 상기 제1지지체(151) 저면과, 상기 제2지지체(141) 상면 사이에 배치되어 동작한다.
도 9는 본 발명의 다양한 제2실시 예에 따른 조립된 카메라 렌즈 모듈(20)의 위치 센서(22,24) 배치를 나타내는 단면도이다. 도 8에 도시된 제1,2위치 센서는 각각 제1,2떨림 보정 코일 배면쪽에 배치되는 것으로 설명하였으나, 도 9에 도시된 제1,2위치 센서(22,24)는 제1,2떨림 보정 코일(21,23) 내부 수용공간에 각각 배치가능하다. 즉, 상기 제1,2떨림 보정 코일(21,23)은 코어리스 타입 코일로서, 내부에 수용 공간이 존재한다. 상기 제1,2위치 센서(22,24)는 상기 제1,2떨림 보정 코일(21,23) 내부 수용공간에 각각 배치되어짐으로서, 제1,2떨림 보정 자석(25,26)과 각각 직접적으로 대면하게 배치되고, 이런 배치 구조는 부품 실장성을 향상시킨다.
도 10은 본 발명의 다양한 제3실시 예에 따른 조립된 카메라 렌즈 모듈(30)의 베이스(31) 구성을 나타내는 단면도이다. 도 3에 도시된 보조 베이스는 베이스에서 광축 방향으로 분리 또는 결합 가능한 구조로 설명하였으나, 상기 도 10에 도시된 베이스(31)는 도 3의 보조 베이스가 일체형으로 사출성형하여 제작된다. 즉, 상기 베이스(31) 일면에는 가이드(32)가 일체로 사출성형된다.
이상으로, 본 발명의 실시 예들이 도시되고 설명되었지만, 당업자는 첨부된 청구항들 및 그에 동등한 것들에 의해 정의되는 바와 같은 본 실시 예의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 형태 및 세부 사항들에 있어 다양한 변경이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.
10: 카메라 렌즈 모듈 11: 베이스
13: 렌즈 배럴 14: 렌즈 배럴 캐리어
15: 떨림 보정 캐리어 y4: 제1,2요크
m2: 제1떨림 보정 자석 m3: 제2떨림 보정 자석

Claims (6)

  1. 자동 초점 조절을 위해 렌즈 배럴을 광축을 따라 진퇴시키는 자동 초점 구동부를 구비하는 렌즈 배럴 캐리어와, 상기 렌즈 배럴의 균형 상태를 보정하도록 떨림 보정 구동부에 의해 평면상에서 이동하는 떨림 보정 캐리어를 포함하는 카메라 렌즈 모듈에 있어서,
    상기 떨림 보정 캐리어는 복수 개의 볼 베어링을 사이에 두고 상기 렌즈 배럴 캐리어 위에 놓여 있고, 상기 떨림 보정 캐리어는 상기 렌즈 배럴 캐리어 상에 배치된 상기 볼 베어링에 대해 상기 평면상에서 임의의 방향으로 이동할 수 있으며,
    상기 광축에 수직한 평면상에서 보았을 때, 상기 자동 초점 구동부에 대한 수직선을 기준으로 그 양쪽에 상기 떨림 보정 구동부가 각각 상기 자동 초점 구동부를 마주보는 방향으로 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 카메라 렌즈 모듈.
  2. 자동 초점 조절을 위해 렌즈 배럴을 광축을 따라 진퇴시키는 자동 초점 구동부를 구비하는 렌즈 배럴 캐리어와, 상기 렌즈 배럴의 균형 상태를 보정하도록 떨림 보정 구동부에 의해 평면상에서 이동하는 떨림 보정 캐리어를 포함하는 카메라 렌즈 모듈에 있어서,
    상기 떨림 보정 캐리어는 복수 개의 볼 베어링을 사이에 두고 상기 렌즈 배럴 캐리어 위에 놓여 있고, 상기 떨림 보정 캐리어는 단일한 하나의 몸체로 구성되어 있으며,
    상기 광축에 수직한 평면상에서 보았을 때, 상기 자동 초점 구동부에 대한 수직선을 기준으로 그 양쪽에 상기 떨림 보정 구동부가 각각 상기 자동 초점 구동부를 마주보는 방향으로 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 카메라 렌즈 모듈.
  3. 자동 초점 조절을 위해 렌즈 배럴을 광축을 따라 진퇴시키는 자동 초점 구동부를 구비하는 렌즈 배럴 캐리어와, 상기 렌즈 배럴의 균형 상태를 보정하도록 떨림 보정 구동부에 의해 평면상에서 이동하는 떨림 보정 캐리어를 포함하는 카메라 렌즈 모듈에 있어서,
    상기 떨림 보정 캐리어는 상기 렌즈 배럴을 수용하면서 복수 개의 볼 베어링을 사이에 두고 상기 렌즈 배럴 캐리어 위에 놓여 있어 상기 렌즈 배럴 캐리어 상에 배치된 상기 볼 베어링에 대해 상기 평면상에서 임의의 방향으로 이동할 수 있고,
    상기 렌즈 배럴 캐리어에 구비된 다수 개의 측면들 중 폐쇄된 하나의 측면에는 상기 자동 초점 구동부가 배치되고, 적어도 부분적으로 개방된 나머지 측면 중 두 개의 측면에는 각각 상기 떨림 보정 구동부가 배치되며,
    상기 광축에 수직한 평면상에서 보았을 때, 상기 자동 초점 구동부에 대한 수직선을 기준으로 그 양쪽에 상기 떨림 보정 구동부가 각각 상기 자동 초점 구동부를 마주보는 방향으로 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 카메라 렌즈 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 떨림 보정 구동부에 각각 구비된 떨림 보정 자석에 대면하도록 상기 렌즈 배럴 캐리어에 배치되는 요크를 더 포함하고,
    상기 떨림 보정 자석과 상기 요크 사이에 작용하는 인력이 상기 떨림 보정 캐리어의 센터링을 제공하는 것을 특징으로 하는 카메라 렌즈 모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 떨림 보정 구동부는 서로 직교하는 방향으로 배치되고, 상기 떨림 보정 캐리어는 상기 직교하는 두 개의 떨림 보정 구동부가 각각 제공하는 구동력의 합력에 의해 상기 평면상에서 임의의 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 카메라 렌즈 모듈.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 떨림 보정 구동부에 각각 구비된 떨림 보정 자석에 대면하도록 상기 렌즈 배럴 캐리어를 수용하는 베이스 상에 각각 배치되는 떨림 보정 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 렌즈 모듈.

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