KR101682178B1

KR101682178B1 - 손떨림 보정 기능을 갖는 카메라 모듈

Info

Publication number: KR101682178B1
Application number: KR1020150083620A
Authority: KR
Inventors: 임장호; 최성욱; 김경태; 박재균
Original assignee: 주식회사 엠씨넥스
Priority date: 2015-06-12
Filing date: 2015-06-12
Publication date: 2016-12-02

Abstract

손떨림 보정 기능을 갖는 카메라 모듈에 관한 것이다. 카메라 모듈은 베이스와 하부 캐리어와, 상부 캐리어와, X축 가이드와, Y축 가이드, 및 구동 유닛을 포함한다. 하부 캐리어는 베이스 상에 배치된다. 상부 캐리어는 하부 캐리어 상에 배치되며, 렌즈 유닛을 지지한다. X축 가이드는 X축 방향에 따라 하부 캐리어의 수평 이동을 안내한다. Y축 가이드는 Y축 방향에 따라 상부 캐리어의 수평 이동을 안내한다. 구동 유닛은 X축 및 Y축에 대해 각각 경사진 제1 대각 방향으로 제1 수평 구동력을 발생시키며, 제1 대각 방향에 대해 직교하는 제2 대각 방향으로 제2 수평 구동력을 발생시키며, 제1,2 수평 구동력을 동시에 발생시킨다.

Description

손떨림 보정 기능을 갖는 카메라 모듈{Camera module with optical image stabilization function}

본 발명은 손떨림 보정 기능을 갖는 카메라 모듈에 관한 것이다.

디지털 카메라의 소형, 경량화 기술의 발달하면서 스마트폰 등의 이동통신 단말기에도 카메라 모듈이 장착되어 사용되고 있다. 최근 카메라 모듈은 자동 초점 기능뿐 아니라, 외부의 진동이나 사용자의 손떨림으로 인한 촬영 이미지의 해상력 저하를 막기 위해 손떨림 보정 기능을 채용하는 경우가 늘고 있다. 일 예로, 손떨림 보정 기능을 수행하는 장치로는 광학식 손떨림 보정 장치(Optical Image Stabilizer)가 있다.

광학식 손떨림 보정 장치는 사용자의 손떨림을 검출하여 광학 렌즈 또는 이미지 센서의 위치를 변경함으로써, 카메라 모듈의 떨림이 있더라도 이미지 센서에 결상되는 피사체의 영상은 흔들림이 없도록 보정할 수 있게 한다.

한편, 광학식 손떨림 보정 장치는 광학 렌즈 또는 이미지 센서의 위치를 변경하기 위해 구동기구를 포함한다. 이로 인해, 카메라 모듈이 이동통신 단말기 등에 내장되면, 광학식 손떨림 보정 장치는 더 많은 장착 공간과 전력을 요하게 된다.

통상적으로, 이동통신 단말기는 공간상 제약이 많은 편이며, 충전식 배터리를 사용한다. 따라서, 카메라 모듈의 광학식 손떨림 보정 장치는 이동통신 단말기에 용이하게 채용되기 위해, 소형화 및 경량화를 구현할 수 있고, 소비전력을 절감할 수 있도록 구성될 필요가 있다.

본 발명의 과제는 소형화 및 경량화를 구현할 수 있고, 소비전력을 절감할 수 있는 카메라 모듈을 제공함에 있다.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 카메라 모듈은 베이스와 하부 캐리어와, 상부 캐리어와, X축 가이드와, Y축 가이드, 및 구동 유닛을 포함한다. 하부 캐리어는 베이스 상에 배치된다. 상부 캐리어는 하부 캐리어 상에 배치되며, 렌즈 유닛을 지지한다. X축 가이드는 X축 방향에 따라 하부 캐리어의 수평 이동을 안내한다. Y축 가이드는 Y축 방향에 따라 상부 캐리어의 수평 이동을 안내한다. 구동 유닛은 X축 및 Y축에 대해 각각 경사진 제1 대각 방향으로 제1 수평 구동력을 발생시키며, 제1 대각 방향에 대해 직교하는 제2 대각 방향으로 제2 수평 구동력을 발생시키며, 제1,2 수평 구동력을 동시에 발생시킨다.

본 발명에 따르면, 마그네트의 크기를 줄임에 따라 카메라 모듈의 소형화 및 경량화를 구현하거나, 코일의 턴수를 줄여 카메라 모듈의 소비전력을 절감하는데 유리할 수 있다.

본 발명에 따르면, 하부 캐리어는 베이스 상에 3점 지지되고 상부 캐리어는 하부 캐리어에 3점 지지되므로, 더욱 구조적으로 안정될 수 있다. 따라서, 틸트 발생과 공진 발생을 방지하는데 보다 유리할 수 있다. 또한, 가이드 볼들의 구름 접촉 저항이 적어지게 되므로, 소모전력을 낮출 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에 대한 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A 선을 따라 절취한 단면도이다.
도 3는 도 1에 있어서, 커버를 제거하여 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3에 대한 분해 사시도이다.
도 5는 도 3에 대한 평면도이다.
도 6은 제1,2 요크가 지지 기판의 하면에 배치된 상태를 도시한 저면도이다.
도 7은 베이스와 하부 캐리어 사이의 X축 가이드를 도시한 분해 사시도이다.
도 8은 하부 캐리어와 상부 캐리어 사이의 Y축 가이드를 도시한 분해 사시도이다.
도 9는 제1 가이드 볼이 제1 상,하부 가이드 홈에 수용된 예를 도시한 단면도이다.
도 10은 제2 가이드 볼이 제2 상,하부 가이드 홈에 수용된 예를 도시한 단면도이다.

본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에 대한 사시도이다. 도 2는 도 1의 A-A 선을 따라 절취한 단면도이다. 도 3는 도 1에 있어서, 커버를 제거하여 도시한 사시도이다. 도 4는 도 3에 대한 분해 사시도이다. 도 5는 도 3에 대한 평면도이다. 도 6은 제1,2 요크를 도시한 저면도이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 카메라 모듈(100)은 베이스(110)와, 하부 캐리어(120)와, 상부 캐리어(130)와, X축 가이드(140)와, Y축 가이드(150), 및 구동 유닛(160)을 포함한다.

베이스(110)는 둘레가 4각형으로 이루어질 수 있다. 베이스(110)는 중앙에 개구가 형성될 수 있다. 베이스(110)는 상측에 렌즈 유닛(170)이 배치되면, 렌즈 유닛(170)의 하부가 중앙 개구를 통해 노출되도록 한다. 따라서, 베이스(110)의 하측에 이미지 센서(180)가 배치되면, 렌즈 유닛(170)의 렌즈(171)를 통과한 광이 베이스(110)의 중앙 개구를 거쳐 이미지 센서(180)로 전달될 수 있다.

하부 캐리어(120)는 베이스(110) 상에 배치된다. 하부 캐리어(120)는 둘레가 4각형으로 이루어질 수 있다. 하부 캐리어(120)는 둘레 면들이 베이스(110)의 둘레 면들과 각각 나란한 상태로 베이스(110) 상에 배치된다. 하부 캐리어(120)는 상하로 관통된 중앙 홀을 가질 수 있다. 하부 캐리어(120)의 중앙 홀은 베이스(110)의 중앙 개구와 통하게 연결된다.

상부 캐리어(130)는 하부 캐리어(120) 상에 배치된다. 상부 캐리어(130)는 둘레가 4각형으로 이루어질 수 있다. 상부 캐리어(130)는 둘레 면들이 하부 캐리어(120)의 둘레 면들과 각각 나란한 상태로 하부 캐리어(120) 상에 배치된다. 상부 캐리어(130)는 상하로 관통된 중앙 홀을 가질 수 있다. 상부 캐리어(130)의 중앙 홀은 하부 캐리어(120)의 중앙 홀과 통한다.

상부 캐리어(130)는 렌즈 유닛(170)을 지지한다. 상부 캐리어(130)는 렌즈 유닛(170)을 중앙 홀에 수용한 상태로 렌즈 유닛(170)을 지지할 수 있다. 이에 따라, 렌즈 유닛(170)은 상부 캐리어(130)의 수평 이동에 따라 상부 캐리어(130)와 함께 수평 이동할 수 있다.

X축 가이드(140)는 X축 방향에 따라 하부 캐리어(120)의 수평 이동을 안내한다. 하부 캐리어(120)의 둘레가 4각형으로 이루어진 경우, 하부 캐리어(120)는 서로 마주하는 2개의 변들이 X축 방향과 나란하게 위치된 상태로 X축 가이드(140)에 의해 안내될 수 있다.

Y축 가이드(150)는 Y축 방향에 따라 상부 캐리어(130)의 수평 이동을 안내한다. 상부 캐리어(130)의 둘레가 4각형으로 이루어진 경우, 상부 캐리어(130)는 서로 마주하는 2개의 변들이 Y축 방향과 나란하게 위치된 상태로 Y축 가이드(150)에 의해 안내될 수 있다. 여기서, 설명의 편의를 위해 수평 면 상의 한쪽 축을 X축으로 지칭하고, 직교하는 다른 축을 Y축으로 지칭한 것으로, 그 용어에 한정되지 않는다.

상부 캐리어(130)는 Y축 가이드(150)의 안내를 받아 Y축 방향으로 이동하게 된다. 또한, 하부 캐리어(120)가 X축 가이드(140)의 안내를 받아 X축 방향으로 이동할 때, 상부 캐리어(130)는 하부 캐리어(120)와 함께 X축 방향으로 이동하게 된다. 이와 같이, 상부 캐리어(130)는 X축과 Y축으로 이동 가능하게 됨으로써, 렌즈 유닛(170)을 X축과 Y축으로 이동시킬 수 있게 된다. 따라서, 렌즈 유닛(170)은 손떨림 보정되도록 이미지 센서(180)에 대한 위치가 변경될 수 있다.

구동 유닛(160)은 X축 및 Y축에 대해 각각 경사진 제1 대각 방향(D1)으로 제1 수평 구동력을 발생시키며, 제1 대각 방향(D1)에 대해 직교하는 제2 대각 방향(D2)으로 제2 수평 구동력을 발생시킨다. 또한, 구동 유닛(160)은 제1,2 수평 구동력을 동시에 발생시킨다.

제1 대각 방향(D1)은 X-Y축 평면 상에 X축 및 Y축에 대해 각각 45도 경사지게 설정될 수 있다. 이에 따라, 제2 대각 방향(D2)도 X-Y축 평면 상에 X축 및 Y축에 대해 각각 45도 경사지도록 설정될 수 있다. 제1,2 대각 방향(D1)(D2)이 X축 및 Y축에 대해 각각 45도 경사진 경우, 구동 유닛(160)은 제1,2 수평 구동력을 동일 크기로 발생시킨다.

구동 유닛(160)은 제1,2 수평 구동력에 의해 X축 가이드(140)와 Y축 가이드(150)를 따라 렌즈 유닛(170)을 목표 위치로 이동시킬 수 있게 한다. 도 5을 참조하여 상술하면, 제1 수평 구동력은 구동 방향에 따라 F1, F2로 나타내고, 제2 수평 구동력은 구동 방향에 따라 F3, F4로 나타낸다. 그리고, F1 내지 F4는 동일한 크기를 갖도록 설정된다. 이 경우, 구동 유닛(160)은 다음과 같이 작용할 수 있다.

구동 유닛(160)은 제1 수평 구동력을 F2로 발생시키고, 제2 수평 구동력을 F3으로 발생시키면, F2와 F3의 벡터 합에 의한 구동력은 렌즈 유닛(170)을 +X 축 상의 X 좌표로 이동시킬 수 있다. 구동 유닛(160)은 제1 수평 구동력을 F1로 발생시키고, 제2 수평 구동력을 F4로 발생시키면, F1과 F4의 벡터 합에 의한 구동력은 렌즈 유닛(170)을 -X 축 상의 X 좌표로 이동시킬 수 있다.

구동 유닛(160)은 제1 수평 구동력을 F1로 발생시키고, 제2 수평 구동력을 F3으로 발생시키면, F1과 F3의 벡터 합에 의한 구동력은 렌즈 유닛(170)을 +Y 축 상의 Y 좌표로 이동시킬 수 있다. 구동 유닛(160)은 제1 수평 구동력을 F2로 발생시키고, 제2 수평 구동력을 F4로 발생시키면, F2과 F4의 벡터 합에 의한 구동력은 렌즈 유닛(170)을 -Y 축 상의 Y 좌표로 이동시킬 수 있다.

따라서, 구동 유닛(160)은 제1,2 수평 구동력의 구동 방향과 크기를 제어함으로써, 렌즈 유닛(170)을 목표 위치의 X축 좌표로 이동시킨 후, 목표 위치의 Y축 좌표로 이동시킬 수 있게 된다. 전술한 바와 같이, 렌즈 유닛(170)을 X 좌표로 이동시킬 때, 제1,2 수평 구동력의 벡터 합에 의한 구동력이 렌즈 유닛(170)에 작용하므로, X축 방향의 구동력이 렌즈 유닛(170)에 작용하는 경우와 비교하면, 제1,2 수평 구동력의 각 크기는 X축 방향의 구동력에 cos45°를 곱한 값이 되므로, 대략 0.707 배의 값으로 작게 설정될 수 있다.

이와 마찬가지로, 렌즈 유닛(170)을 Y 좌표로 이동시킬 때, 제1,2 수평 구동력의 벡터 합에 의한 구동력이 렌즈 유닛(170)에 작용하므로, Y축 방향의 구동력이 렌즈 유닛(170)에 작용하는 경우와 비교하면, 제1,2 수평 구동력의 각 크기는 Y축 방향의 구동력보다 대략 0.707 배의 값으로 작게 설정될 수 있다. 따라서, 후술하겠지만, 구동 유닛(160)에 구비된 제1,2 마그네트(161a)(161b)의 크기를 줄임으로써, 구동 유닛(160)의 크기를 줄일 수 있다. 또는, 구동 유닛(160)에 구비된 제1,2 수평 구동용 코일(162a)(162b)의 턴 수를 줄여 저항을 낮춤으로써, 구동 유닛(160)의 소비 전력을 줄일 수 있다. 그 결과, 카메라 모듈(100)의 소형화 및 경량화를 구현하거나, 카메라 모듈(100)의 소비전력을 절감하는데 유리할 수 있다.

한편, 일 예로, 구동 유닛(160)은 제1 마그네트(161a)들과, 제2 마그네트(161b)들과, 제1 수평 구동용 코일(162a)들과, 제2 수평 구동용 코일(162b)들과, 제1 요크(163a)들, 및 제2 요크(163b)들을 포함할 수 있다.

제1 마그네트(161a)들은 제1 대각 방향(D1)으로 서로 이격되어 상부 캐리어(130)에 고정된다. 제1 마그네트(161a)들은 한 쌍으로 이루어질 수 있다. 각각의 제1 마그네트(161a)는 N극과 S극이 제1 대각 방향(D1)을 따라 배치된다. 제1 마그네트(161a)들은 상부 캐리어(130)의 중앙 홀 내에서 서로 동일한 극으로 마주하거나 서로 다른 극으로 마주하도록 배치될 수 있다.

제2 마그네트(161b)들은 제2 대각 방향(D2)으로 서로 이격되어 상부 캐리어(130)에 고정된다. 제2 마그네트(161b)들은 한 쌍으로 이루어질 수 있다. 각각의 제2 마그네트(161b)는 N극과 S극이 제2 대각 방향(D2)을 따라 배치된다. 제2 마그네트(161b)들은 상부 캐리어(130)의 중앙 홀 내에서 서로 동일한 극으로 마주하거나 서로 다른 극으로 마주하도록 배치될 수 있다.

제2 마그네트(161b)들은 제1 마그네트(161a)들과 각각 동일한 형상으로 이루어질 수 있다. 제1,2 마그네트(161a)(161b)의 각 형상은 예시된 바에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 제1,2 마그네트(161a)(161b)들은 마그네트 요크(164)를 매개로 상부 캐리어(130)에 고정될 수 있다. 마그네트 요크(164)는 자성체로 이루어질 수 있다. 마그네트 요크(164)는 제1,2 마그네트(161a)(161b)의 상단에 고정될 수 있다.

제1 수평 구동용 코일(162a)들은 베이스(110)에 고정된다. 제1 수평 구동용 코일(162a)들은 지지 기판(165)에 포함되어 베이스(110)에 고정될 수 있다. 제1 수평 구동용 코일(162a)들은 각각 동심으로 감긴 패턴으로 지지 기판(165)에 형성될 수 있다.

제1 수평 구동용 코일(162a)들은 제1 마그네트(161a)들과 각각 대응되게 배치된다. 제1 수평 구동용 코일(162a)들은 구동 전압 인가에 따라 제1 마그네트(161a)들과 상호 작용하여 제1 수평 구동력을 발생시킨다.

제1 수평 구동력은 제1 수평 구동용 코일(162a)과 제1 마그네트(161a) 간에 발생된 로렌츠 힘에 해당한다. 여기서, 제1 수평 구동용 코일(162a)에 인가되는 구동 전압의 전류 방향과 크기에 따라 제1 마그네트(161a)에 가해지는 제1 수평 구동력의 방향과 크기가 설정된다. 그리고, 어느 하나의 제1 수평 구동용 코일(162a)과 이와 대응되는 제1 마그네트(161a)에 의한 제1 수평 구동력의 방향은 다른 하나의 제1 수평 구동용 코일(162a)과 이와 대응되는 제1 마그네트(161a)에 의한 제1 수평 구동력의 방향과 동일하게 설정된다.

제2 수평 구동용 코일(162b)들은 베이스(110)에 고정된다. 제2 수평 구동용 코일(162b)들은 지지 기판(165)에 포함되어 베이스(110)에 고정될 수 있다. 제2 수평 구동용 코일(162b)들은 각각 동심으로 감긴 패턴으로 지지 기판(165)에 형성될 수 있다. 제2 수평 구동용 코일(162b)들은 제2 마그네트(161b)들과 각각 대응되게 배치된다. 제2 수평 구동용 코일(162b)들은 구동 전압 인가에 따라 제2 마그네트(161b)들과 상호 작용하여 제2 수평 구동력을 발생시킨다.

제2 수평 구동력은 제2 수평 구동용 코일(162b)과 제2 마그네트(161b) 간에 발생된 로렌츠 힘에 해당한다. 여기서, 제2 수평 구동용 코일(162b)에 인가되는 구동 전압의 전류 방향과 크기에 따라 제2 마그네트(161b)에 가해지는 제2 수평 구동력의 방향과 크기가 설정된다. 그리고, 어느 하나의 제2 수평 구동용 코일(162b)과 이와 대응되는 제2 마그네트(161b)에 의한 제2 수평 구동력의 방향은 다른 하나의 제2 수평 구동용 코일(162b)과 이와 대응되는 제2 마그네트(161b)에 의한 제2 수평 구동력의 방향과 동일하게 설정된다.

제1,2 수평 구동용 코일(162a)(162b)들은 구동 전압이 동시에 인가되도록 제어된다. 제1 수평 구동용 코일(162a)들은 서로 간에 직렬로 연결되며, 제2 수평 구동용 코일(162b)들은 서로 간에 직렬로 연결될 수 있다. 그리고, 제1 수평 구동용 코일(162a)과 제2 수평 구동용 코일(162b) 간에는 병렬로 연결될 수 있다.

다른 예로, 제1 수평 구동용 코일(162a)들은 서로 간에 병렬로 연결되며, 제2 수평 구동용 코일(162b)들은 서로 간에 병렬로 연결됨으로써, 제1,2 수평 구동용 코일(162a)(162b)들은 모두 병렬로 연결될 수 있다. 제1,2 수평 구동용 코일(162a)(162b)들은 인쇄회로기판(190)에 접속될 수 있다.

카메라 모듈(100)을 전반적으로 제어하는 제어부(미도시)는 인쇄회로기판(190) 또는 외부에 마련되어 제1,2 수평 구동용 코일(162a)(162b)들에 구동 전압을 인가할 수 있다. 제어부는 렌즈 유닛(170)의 목표 위치에 따라 제1,2 수평 구동용 코일(162a)(162b)들에 인가되는 구동 전압을 계산식 또는 룩업 테이블에 의해 산출해서 제1,2 수평 구동력을 제어할 수 있다.

제1 요크(163a)들은 베이스(110)에 고정되어 제1 마그네트(161a)들로부터 인력을 받는다. 제1 요크(163a)들은 지지 기판(165)의 하면에 고정되며, 베이스(110)에 의해 덮일 수 있다. 제1 요크(163a)와 제1 마그네트(161a) 간의 인력은 제1 마그네트(161a)를 원래 위치로 복귀시키려는 힘으로 작용한다. 따라서, 제1 마그네트(161a)에 제1,2 수평 구동력이 가해지면, 제1 마그네트(161a)는 제1 요크(163a)와의 인력을 받아서 안정되게 이동할 수 있다. 또한, 제1 마그네트(161a)에 제1,2 수평 구동력이 해제되면, 제1 마그네트(161a)는 제1 요크(163a)와의 인력에 의해 원래 위치로 복귀할 수 있다. 제1 요크(163a)들은 제1 마그네트(161a)들의 각 하단에 마주하도록 배치될 수 있다.

제2 요크(163b)들은 베이스(110)에 고정되어 제2 마그네트(161b)들로부터 인력을 받는다. 제2 요크(163b)들은 지지 기판(165)의 하면에 고정되며, 베이스(110)에 의해 덮일 수 있다. 제2 요크(163b)와 제2 마그네트(161b) 간의 인력은 제2 마그네트(161b)를 원래 위치로 복귀시키려는 힘으로 작용한다. 제2 요크(163b)는 제1 요크(163a)와 동일하게 기능한다. 제2 요크(163b)들은 제2 마그네트(161b)들의 각 하단에 마주하도록 배치될 수 있다. 제1,2 요크(163a)(163b)들은 자성체로 이루어진다.

제1 요크(163a)들 중 하나에는 홀 효과(Hall Effect)에 의해 제1 마그네트(161a)의 위치 감지를 위한 제1 홀 센서(166a)가 장착될 수 있다. 제2 요크(163b)들 중 하나에는 제2 마그네트(161b)의 위치 감지를 위한 제2 홀 센서(166b)가 장착될 수 있다. 제1,2 홀 센서(166a)(166b)는 제1,2 요크(163a)(163b)의 중앙 홀 내에 각각 배치되어 베이스(110)에 고정될 수 있다. 제1,2 홀 센서(166a)(166b)는 제1,2 마그네트(161a)(161b)의 위치를 감지해서 제어부로 제공함으로써, 제어부에 의해 렌즈 유닛(170)의 X, Y 좌표를 감지할 수 있게 한다. 제1,2 홀 센서(166a)(166b)는 인쇄회로기판(190)을 통해 제어부에 접속될 수 있다.

한편, 도 7 및 도 8을 참조하면, X축 가이드(140)는 3개의 제1 가이드 볼들(141a)(141b)(141c)과, 제1 하부 가이드 홈들(142a)(142b)(142c), 및 제1 상부 가이드 홈들(143a)(143b)(143c)을 포함할 수 있다.

제1 가이드 볼들(141a)(141b)(141c)은 베이스(110) 상에 삼각 형태로 배열된다. 제1 가이드 볼들(141a)(141b)(141c)은 동일한 형태로 이루어질 수 있다. 제1 가이드 볼들(141a)(141b)(141c)은 하부 캐리어(120)가 베이스(110) 상에 3점 지지되도록 한다. 제1 하부 가이드 홈들(142a)(142b)(142c)은 X축 방향에 따라 제1 가이드 볼들(141a)(141b)(141c)의 수평 이동을 안내하도록 베이스(110)의 상면에 형성된다. 제1 상부 가이드 홈들(143a)(143b)(143c)은 X축 방향에 따라 제1 가이드 볼들(141a)(141b)(141c)의 수평 이동을 안내하도록 하부 캐리어(120)의 하면에 형성된다.

하부 캐리어(120)가 베이스(110) 상에 3점 지지되면, 하부 캐리어(120)가 베이스(110) 상에 4점 지지되는 것보다, 더욱 구조적으로 안정되므로, 틸트(tilt) 발생과 공진 발생을 방지하는데 보다 유리할 수 있다. 또한, 제1 가이드 볼들(141a)(141b)(141c)의 구름 접촉 저항이 적어지게 되므로, 소모전력을 낮출 수 있다.

Y축 가이드(150)는 3개의 제2 가이드 볼들(151a)(151b)(151c)과, 제2 하부 가이드 홈들(152a)(152b)(152c), 및 제2 상부 가이드 홈들(153a)(153b)(153c)을 포함할 수 있다.

제2 가이드 볼들(151a)(151b)(151c)은 하부 캐리어(120) 상에 삼각 형태로 배열된다. 제2 가이드 볼들(151a)(151b)(151c)은 동일한 형태로 이루어질 수 있다. 제2 가이드 볼들(151a)(151b)(151c)은 상부 캐리어(130)가 하부 캐리어(120) 상에 3점 지지되도록 한다.

제2 하부 가이드 홈들(152a)(152b)(152c)은 Y축 방향에 따라 제2 가이드 볼들(151a)(151b)(151c)의 수평 이동을 안내하도록 하부 캐리어(120)의 상면에 형성된다. 제2 상부 가이드 홈들(153a)(153b)(153c)은 Y축 방향에 따라 제2 가이드 볼들(151a)(151b)(151c)의 수평 이동을 안내하도록 상부 캐리어(130)의 하면에 형성된다.

상부 캐리어(130)가 하부 캐리어(120) 상에 3점 지지되면, 상부 캐리어(130)가 하부 캐리어(120) 상에 4점 지지되는 것보다, 더욱 구조적으로 안정될 수 있으며, 그에 따른 효과는 전술한 바와 같다.

커버(101)는 상부 캐리어(130)의 상단 가장자리와 상,하부 캐리어(130)(120)의 둘레를 감싸도록 형성되어 베이스(110) 상에 고정될 수 있다.

제1 가이드 볼들(141a)(141b)(141c) 중 하나의 제1 가이드 볼(141a)은 X축 방향에 따른 베이스(110)의 한쪽 변의 중앙에 배치되며 나머지의 제1 가이드 볼들(141b)(141c)은 X축 방향에 따른 베이스(110)의 반대쪽 변의 양쪽 코너들에 각각 배치될 수 있다.

제1 상부 가이드 홈들(143a)(143b)(143c) 및 제1 하부 가이드 홈들(142a)(142b)(142c) 중 베이스(110)의 한쪽 변의 중앙에 배치된 제1 가이드 볼(141a)을 안내하는 제1 상,하부 가이드 홈(143a)(142a)은 커버(101)의 내벽을 향한 부위가 트인 형상으로 이루어질 수 있다. 따라서, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 가이드 볼(141a)은 제1 상,하부 가이드 홈(143a)(142a)의 트인 부위를 통해 커버(101)의 내벽에 구름 접촉되어 X축 방향으로 구동하므로, 제1 상,하부 가이드 홈(143a)(142a)의 구조를 단순화할 수 있다.

제2 가이드 볼들(151a)(151b)(151c) 중 하나의 제2 가이드 볼(151a)은 Y축 방향에 따른 하부 캐리어(120)의 한쪽 변의 중앙에 배치되며 나머지의 제2 가이드 볼들(151b)(151c)은 Y축 방향에 따른 하부 캐리어(120)의 반대쪽 변의 양쪽 코너들에 각각 배치될 수 있다.

제2 상부 가이드 홈들(153a)(153b)(153c) 및 제2 하부 가이드 홈들(152a)(152b)(152c) 중 하부 캐리어(120)의 한쪽 변의 중앙에 배치된 제2 가이드 볼(151a)을 안내하는 제2 상,하부 가이드 홈(153a)(152a)은 커버(101)의 내벽을 향한 부위가 트인 형상으로 이루어질 수 있다. 따라서, 도 10에 도시된 바와 같이, 제2 가이드 볼(151a)은 제2 상,하부 가이드 홈(153a)(152a)의 트인 부위를 통해 커버(101)의 내벽에 구름 접촉되어 Y축 방향으로 구동하므로, 제2 상,하부 가이드 홈(153a)(152a)의 구조를 단순화할 수 있다.

제1 하부 가이드 홈들(142a)(142b)(142c) 및 제1 상부 가이드 홈들(143a)(143b)(143c)은 각각의 저면과 측면에서 제1 가이드 볼들(141a)(141b)(141c)과 구름 접촉되도록 형성될 수 있다. 제1 하부 가이드 홈들(142a)(142b)(142c)은 각각의 저면이 수평을 이루게 형성될 수 있다. 제1 하부 가이드 홈들(142a)(142b)(142c)은 X축 방향에 따른 안쪽 측면이 저면에 대해 둔각으로 경사지게 형성될 수 있다.

제1 상부 가이드 홈들(143a)(143b)(143c)은 각각의 저면이 수평을 이루게 형성될 수 있다. 제1 상부 가이드 홈들(143a)(143b)(143c)은 X축 방향에 따른 안쪽 측면이 저면에 대해 둔각으로 경사지게 형성될 수 있다. 따라서, 제1 가이드 볼들(141a)(141b)(141c)은 제1 하부 가이드 홈들(142a)(142b)(142c)과 제1 상부 가이드 홈들(143a)(143b)(143c)의 저면과 측면에 구름 접촉되므로, 제1 하부 가이드 홈들(142a)(142b)(142c)과 제1 상부 가이드 홈들(143a)(143b)(143c)이 V 형상으로 이루어진 것과 비교하면, 보다 안정되게 구동될 수 있다.

제2 하부 가이드 홈들(152a)(152b)(152c) 및 제2 상부 가이드 홈들(153a)(153b)(153c)은 각각의 저면과 측면에서 제2 가이드 볼들(151a)(151b)(151c)과 구름 접촉되도록 형성될 수 있다. 제2 하부 가이드 홈들(152a)(152b)(152c)은 각각의 저면이 수평을 이루게 형성될 수 있다. 제2 하부 가이드 홈들(152a)(152b)(152c)은 Y축 방향에 따른 안쪽 측면이 저면에 대해 둔각으로 경사지게 형성될 수 있다.

제2 상부 가이드 홈들(153a)(153b)(153c)은 각각의 저면이 수평을 이루게 형성될 수 있다. 제2 상부 가이드 홈들(153a)(153b)(153c)은 Y축 방향에 따른 안쪽 측면이 저면에 대해 둔각으로 경사지게 형성될 수 있다. 따라서, 제2 가이드 볼들(151a)(151b)(151c)은 제2 하부 가이드 홈들(152a)(152b)(152c)과 제2 상부 가이드 홈들(153a)(153b)(153c)의 저면과 측면에 구름 접촉되므로, 보다 안정되게 구동될 수 있다.

베이스(110)의 양쪽 코너들에 배치된 제1 가이드 볼들(141b)(141c)을 수용하는 제1 하부 가이드 홈들(142b)(142c)은 둘레가 모두 막힌 형태로 이루어질 수 있다. 제1 하부 가이드 홈들(142b)(142c)은 X축 방향에 따른 바깥쪽 측면이 저면에 대해 둔각으로 경사지게 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 상부 가이드 홈들(143b)(143c)은 커버(101)의 내벽과 마주하는 바깥쪽 부위들이 트인 형태로 이루어질 수 있다.

하부 캐리어(120)의 양쪽 코너들에 배치된 제2 가이드 볼들(151b)(151c)을 수용하는 제2 상부 가이드 홈들(153b)(153c)은 Y축 방향에 나란한 바깥쪽 부위에 측면을 갖고 X축 방향에 나란한 바깥쪽 부위가 트인 형태로 이루어질 수 있다. 제2 상부 가이드 홈들(153b)(153c)은 Y축 방향에 따른 바깥쪽 측면이 저면에 대해 둔각으로 경사지게 형성될 수 있다. 이 경우, 제2 하부 가이드 홈들(152b)(152c)은 제2 상부 가이드 홈들(153b)(153c)의 바깥쪽 측면과 대응되는 부위가 트인 형태로 이루어지고, 제2 상부 가이드 홈들(153b)(153c)의 바깥쪽 트인 부위와 대응되는 부위가 막힌 형태로 이루어질 수 있다.

한편, 렌즈 유닛(170)은 적어도 하나의 렌즈(171)와, 렌즈 배럴(172), 및 수직 구동용 코일(173)을 포함할 수 있다. 렌즈(171)는 피사체의 광학적 이미지를 맺게 한다. 렌즈 배럴(172)은 렌즈(171)를 장착한다. 렌즈 배럴(172)의 상부는 렌즈(171)로 빛이 들어오도록 개구된다. 렌즈 배럴(172)의 하부는 렌즈(171)를 통과한 빛이 렌즈(171)의 하측에 설치되는 이미지 센서(180)로 전달될 수 있도록 개구된다.

이미지 센서(180)는 렌즈 유닛(170)의 하측에서 베이스(110)의 중앙 홀과 대응되게 배치된다. 이미지 센서(180)는 렌즈(171)에 의해 맺힌 광학적 이미지를 전기적 신호로 변환하는 것으로, CCD, CMOS 등으로 구성될 수 있다. 이미지 센서(180)는 인쇄회로기판(190) 상에 설치될 수 있다. 인쇄회로기판(190)은 베이스(110)의 하측에 고정될 수 있다.

렌즈 배럴(172)은 상,하부 캐리어(130)(120)의 각 중앙을 관통하여 상부 캐리어(130)에 대해 탄성력으로 지지된다. 도시하고 있지 않지만, 렌즈 배럴(172)은 상부 스프링과 하부 스프링에 의해 상부 캐리어(130)의 상하측에 각각 지지될 수 있다. 상부 스프링 및 하부 스프링은 판 스프링의 형태로 구성될 수 있다. 렌즈 배럴(172)에 광축 방향으로 수직 구동력이 가해지면, 상부 스프링 및 하부 스프링은 탄성 변형한다. 렌즈 배럴(172)에 가해진 수직 구동력이 해제되면, 상부 스프링 및 하부 스프링은 탄성 복원되어 렌즈 배럴(172)을 원래 위치로 복귀시킨다.

수직 구동용 코일(173)은 렌즈 배럴(172)의 둘레에 권취된다. 수직 구동용 코일(173)은 보빈에 권취될 수 있다. 수직 구동용 코일(173)을 권취한 보빈이 렌즈 배럴(172)의 둘레에 고정될 수 있다. 수직 구동용 코일(173)은 구동 전압 인가에 따라 제1,2 마그네트(161a)(161b)들과 상호 작용하여 Z축 방향으로 수직 구동력을 발생시킨다. 수직 구동용 코일(173)은 인쇄회로기판(190)에 접속될 수 있다. 제어부는 인쇄회로기판(190)을 통해 수직 구동용 코일(173)에 구동 전압을 인가할 수 있다.

수직 구동용 코일(173)은 제1,2 마그네트(161a)(161b)들의 자기장 내에 위치된 상태에서 구동 전압을 인가 받으면 로렌츠 힘에 의해 Z축 방향, 즉 광축 방향으로 이동한다. 수직 구동용 코일(173)이 광축 방향으로 이동함에 따라, 렌즈 배럴(172)도 광축 방향으로 이동하게 된다. 따라서, 렌즈 배럴(172)에 지지된 렌즈(171)의 위치가 이미지 센서(180)에 대해 가변되어, 초점이 자동으로 맞춰질 수 있다. 이와 같이, 손떨림 보정을 위한 구동 유닛(160)의 제1,2 마그네트(161a)(161b)들을 이용하여 렌즈(171)를 광축 방향으로 이동시키므로, 카메라 모듈(100)의 소형화 및 경량화에 유리할 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

110..베이스 120..하부 캐리어
130..상부 캐리어 140..X축 가이드
141a, 141b, 141c..제1 가이드 볼 150..Y축 가이드
151a, 151b, 151c..제2 가이드 볼 160..구동 유닛
161a..제1 마그네트 161b..제2 마그네트
162a..제1 수평 구동용 코일 162b..제2 수평 구동용 코일
170..렌즈 유닛 173..수직 구동용 코일

Claims

베이스;
상기 베이스 상에 배치된 하부 캐리어;
상기 하부 캐리어 상에 배치되며, 렌즈 유닛을 지지하는 상부 캐리어;
X축 방향에 따라 상기 하부 캐리어의 수평 이동을 안내하는 X축 가이드;
Y축 방향에 따라 상기 상부 캐리어의 수평 이동을 안내하는 Y축 가이드; 및
X축 및 Y축에 대해 각각 경사진 제1 대각 방향으로 제1 수평 구동력을 발생시키며, 상기 제1 대각 방향에 대해 직교하는 제2 대각 방향으로 제2 수평 구동력을 발생시키며, 상기 제1,2 수평 구동력을 동시에 발생시키는 구동 유닛;을 포함하며,
상기 구동 유닛은,
상기 제1 대각 방향으로 서로 이격되어 상기 상부 캐리어에 고정된 제1 마그네트들과,
상기 제2 대각 방향으로 서로 이격되어 상기 상부 캐리어에 고정된 제2 마그네트들과,
상기 베이스에 고정되며 구동 전압 인가에 따라 상기 제1 마그네트들과 상호 작용하여 상기 제1 수평 구동력을 발생시키는 제1 수평 구동용 코일들과,
상기 베이스에 고정되며 구동 전압 인가에 따라 상기 제2 마그네트들과 상호 작용하여 상기 제2 수평 구동력을 발생시키는 제2 수평 구동용 코일들과,
상기 베이스에 고정되어 상기 제1 마그네트들로부터 인력을 받는 제1 요크들, 및
상기 베이스에 고정되어 상기 제2 마그네트들로부터 인력을 받는 제2 요크들을 포함하며,
상기 렌즈 유닛은,
적어도 하나의 렌즈와,
상기 렌즈를 장착하며 상기 상,하부 캐리어의 각 중앙을 관통하여 상기 상부 캐리어에 대해 탄성력으로 지지되는 렌즈 배럴, 및
상기 렌즈 배럴의 둘레에 권취되며 구동 전압 인가에 따라 상기 제1,2 마그네트들과 상호 작용하여 Z축 방향으로 수직 구동력을 발생시키는 수직 구동용 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 손떨림 보정 기능을 갖는 카메라 모듈.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1,2 수평 구동용 코일들은 구동 전압이 동시에 인가되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 손떨림 보정 기능을 갖는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 수평 구동용 코일들은 서로 간에 직렬로 연결되며, 상기 제2 수평 구동용 코일들은 서로 간에 직렬로 연결된 것을 특징으로 하는 손떨림 보정 기능을 갖는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1,2 수평 구동용 코일들은 모두 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 손떨림 보정 기능을 갖는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 대각 방향은 X축 및 Y축에 대해 각각 45도 경사지며;
상기 구동 유닛은 상기 제1,2 수평 구동력을 동일 크기로 발생시키는 것을 특징으로 하는 손떨림 보정 기능을 갖는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 X축 가이드는,
3개로 구비되어 상기 베이스 상에 삼각 형태로 배열된 제1 가이드 볼들과, X축 방향에 따라 상기 제1 가이드 볼들의 수평 이동을 안내하도록 상기 베이스의 상면에 형성된 제1 하부 가이드 홈들, 및 X축 방향에 따라 상기 제1 가이드 볼들의 수평 이동을 안내하도록 상기 하부 캐리어의 하면에 형성된 제1 상부 가이드 홈들을 포함하며;
상기 Y축 가이드는,
3개로 구비되어 상기 하부 캐리어 상에 삼각 형태로 배열된 제2 가이드 볼들과, Y축 방향에 따라 상기 제2 가이드 볼들의 수평 이동을 안내하도록 상기 하부 캐리어의 상면에 형성된 제2 하부 가이드 홈들, 및 Y축 방향에 따라 상기 제2 가이드 볼들의 수평 이동을 안내하도록 상기 상부 캐리어의 하면에 형성된 제2 상부 가이드 홈들을 포함하는 것을 특징으로 하는 손떨림 보정 기능을 갖는 카메라 모듈.
제7항에 있어서,
상기 제1 가이드 볼들 중 하나의 제1 가이드 볼은 X축 방향에 따른 상기 베이스의 한쪽 변의 중앙에 배치되며 나머지의 제1 가이드 볼들은 X축 방향에 따른 상기 베이스의 반대쪽 변의 양쪽 코너들에 각각 배치되며;
상기 제2 가이드 볼들 중 하나의 제2 가이드 볼은 Y축 방향에 따른 상기 하부 캐리어의 한쪽 변의 중앙에 배치되며 나머지의 제2 가이드 볼들은 Y축 방향에 따른 상기 하부 캐리어의 반대쪽 변의 양쪽 코너들에 각각 배치된 것을 특징으로 하는 손떨림 보정 기능을 갖는 카메라 모듈.
제8항에 있어서,
상기 상부 캐리어의 상단 가장자리와 상기 상,하부 캐리어의 둘레를 감싸도록 형성되어 상기 베이스 상에 고정되는 커버를 포함하며;
상기 제1 상,하부 가이드 홈들 중 상기 베이스의 한쪽 변의 중앙에 배치된 제1 가이드 볼을 안내하는 제1 상,하부 가이드 홈은 상기 커버의 내벽을 향한 부위가 트인 형상으로 이루어지며,
상기 제2 상,하부 가이드 홈들 중 상기 하부 캐리어의 한쪽 변의 중앙에 배치된 제2 가이드 볼을 안내하는 제2 상,하부 가이드 홈은 상기 커버의 내벽을 향한 부위가 트인 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 손떨림 보정 기능을 갖는 카메라 모듈.
제7항에 있어서,
상기 제1 상,하부 가이드 홈은 각각의 저면과 측면에서 상기 제1 가이드 볼과 구름 접촉되도록 형성되며,
상기 제2 상,하부 가이드 홈은 각각의 저면과 측면에서 상기 제2 가이드 볼과 구름 접촉되도록 형성된 것을 특징으로 하는 손떨림 보정 기능을 갖는 카메라 모듈.
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