KR101892857B1 - 손떨림 보정 반사모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

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윤영복
서상호
이타경
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Abstract

본 발명은 손떨림 보정 반사모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것으로서, 하우징; 상기 하우징의 측벽에 지지되고 제1축을 기준으로 회전하는 회전프레임; 상기 회전프레임에 지지되고 상기 제1축에 수직하는 제2축을 기준으로 회전하는 회전홀더; 상기 회전홀더에 구비되는 반사부재; 상기 회전홀더가 상기 하우징에 대해 상대이동하도록 구동력을 제공하는 구동부; 상기 회전홀더의 저면에 구비되고 상기 구동부의 일부를 구성하는 적어도 하나의 마그네트; 및 상기 마그네트와의 인력에 의해 상기 회전홀더가 상기 회전프레임을 가압하여 상기 회전프레임이 상기 하우징의 측벽에 지지되게 상기 하우징에 상기 마그네트와 대향하게 구비되는 풀링요크;를 포함할 수 있다.

Description

손떨림 보정 반사모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈{Mirror Module for OIS and Camera module including the same}
본 발명은 손떨림 보정 반사모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것이다.
최근에는 스마트폰을 비롯하여 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대용 전자기기에 카메라가 기본적으로 채용되고 있으며, 모바일 단말용 카메라에는 자동 초점 기능, 손떨림 보정 기능 및 줌 기능 등이 부가되고 있다.
다양한 기능을 구현하기 위하여 카메라 모듈의 구조가 복잡해지고, 크기가 증가되어 카메라 모듈이 탑재되는 휴대용 전자기기에의 장착이 어렵다는 문제가 있다.
또한, 손떨림 보정을 위하여 렌즈 또는 이미지 센서를 직접 움직이는 경우에는 렌즈 또는 이미지 센서 자체의 무게와, 렌즈 또는 이미지 센서가 부착되어 있는 다른 부재들의 무게를 모두 고려하여야 하므로, 일정 수준 이상의 구동력이 필요하게 되어, 전력 소모가 심해지는 문제가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은, 자동 초점 조정, 줌, 손떨림 보정 등의 기능을 구현하면서도 구조가 간단하고, 크기를 줄일 수 있는 손떨림 보정 반사모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하는 것이다.
또한, 전력 소모를 최소화할 수 있는 손떨림 보정 반사모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라용 손떨림 보정 반사모듈은, 하우징; 상기 하우징의 측벽에 지지되고 제1축을 기준으로 회전하는 회전프레임; 상기 회전프레임에 지지되고 상기 제1축에 수직하는 제2축을 기준으로 회전하는 회전홀더; 상기 회전홀더에 구비되는 반사부재; 상기 회전홀더가 상기 하우징에 대해 상대이동하도록 구동력을 제공하는 구동부; 상기 회전홀더의 저면에 구비되고 상기 구동부의 일부를 구성하는 적어도 하나의 마그네트; 및 상기 마그네트와의 인력에 의해 상기 회전홀더가 상기 회전프레임을 가압하여 상기 회전프레임이 상기 하우징의 측벽에 지지되게 상기 하우징에 상기 마그네트와 대향하게 구비되는 풀링요크;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 복수의 렌즈를 구비하는 렌즈모듈; 및 상기 렌즈모듈의 전방에 배치되며, 내부로 입사된 광이 상기 렌즈 모듈을 향하도록 상기 광의 경로를 변화시키는 손떨림 보정 반사모듈;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 손떨림 보정 반사모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈은 자동 초점 조정, 줌, 손떨림 보정 등의 기능을 구현하면서도 구조가 간단하고, 크기를 줄일 수 있다. 또한, 전력 소모를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 제1 내지 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도이고,
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해사시도이고,
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 반사모듈의 분해사시도이고,
도 6는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 회전프레임과 회전홀더의 저면도이고,
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 회전홀더가 제1축을 기준으로 회전하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 회전홀더가 제2축을 기준으로 회전하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도이고,
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해사시도이고,
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 반사모듈의 분해사시도이고,
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 회전프레임과 회전홀더의 저면도이고,
도 13a 내지 도 13c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 회전홀더가 제1축을 기준으로 회전하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 회전홀더가 제2축을 기준으로 회전하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 15은 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 사시도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니한다.
예를 들어, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 구성요소의 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여 본 발명의 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기(1)는 카메라 모듈(1000)이 장착된 이동 통신 단말기, 스마트 폰, 태블릿 PC 등의 휴대가능한 전자기기일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 휴대용 전자기기(1)에는 피사체를 촬영할 수 있도록 카메라 모듈(1000)이 장착된다.
본 실시예에서, 카메라 모듈(1000)은 복수의 렌즈를 포함하고, 렌즈의 광축(Z축)이 휴대용 전자기기(1)의 두께 방향(Y축 방향, 휴대용 전자기기의 전면(Front Surface)에서 후면(Rear Surface)을 향하는 방향 또는 그 반대 방향)에 수직하는 방향을 향한다.
일 예로, 카메라 모듈(1000)에 구비된 복수의 렌즈의 광축(Z축)은 휴대용 전자기기(1)의 두께 방향이 아닌 단축 또는 장축 방향으로 형성될 수 있다(일예로, 도 1에서는 렌즈가 단축 방향으로 적층된 구조를 도시함).
따라서, 카메라 모듈(1000)이 자동 초점 조정(Auto Focusing, 이하 AF), 줌(Zoom) 및 손떨림 보정(Optical Image Stabilizing, 이하 OIS) 등의 기능을 구비하더라도 휴대용 전자기기(1)의 두께가 증가하지 않도록 할 수 있다. 이에 따라, 휴대용 전자기기(1)의 소형화가 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 AF, Zoom 및 OIS 기능 중 적어도 하나를 구비할 수 있다.
AF, Zoom 및 OIS 기능 등을 구비하는 카메라 모듈(1000)은 다양한 부품이 구비되어야 하므로 일반적인 카메라 모듈에 비하여 카메라 모듈의 크기가 증가한다.
카메라 모듈(1000)의 크기가 증가하게 되면 카메라 모듈(1000)이 장착되는 휴대용 전자기기(1)의 소형화에 문제가 될 수 있다.
예를 들어, 카메라 모듈은 Zoom 기능을 위하여 적층 렌즈의 수가 많아지게 되고, 다수의 적층 렌즈가 휴대용 전자기기의 두께 방향으로 형성되는 경우에는 적층되는 렌즈의 수에 따라 휴대용 전자기기의 두께도 증가하게 된다. 이에 따라, 휴대용 전자기기의 두께를 증가시키지 않으면 적층 렌즈의 수를 충분하게 확보할 수 없어 Zoom 성능이 약해지게 된다.
또한, AF 및 OIS 기능을 구현하기 위하여는 렌즈 군을 광축 방향 또는 광축에 수직한 방향으로 이동시키는 액츄에이터를 설치하여야 하는데, 렌즈 군의 광축(Z축)이 휴대용 전자기기의 두께 방향으로 형성되는 경우에는 렌즈군을 이동시키기 위한 액츄에이터도 휴대용 전자기기의 두께 방향으로 설치되어야 한다. 따라서, 휴대용 전자기기의 두께가 증가하게 된다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 복수의 렌즈의 광축(Z축)이 휴대용 전자기기(1)의 두께 방향에 수직하도록 배치되므로, AF, Zoom 및 OIS 기능을 구비한 카메라 모듈(1000)이 장착되더라도 휴대용 전자기기(1)를 소형화할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 내지 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 I-I' 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈(1001)은 케이스(1010)에 구비되는 손떨림 보정 반사모듈(1100, 이하, '반사모듈'이라 합니다), 렌즈모듈(1200) 및 이미지 센서모듈(1300)을 포함한다.
반사모듈(1100)은 광의 진행 방향을 변경하도록 구성된다. 일 예로, 카메라 모듈(1001)을 상부에서 덮어주는 덮개(1030)의 개구부(1031)를 통해 입사된 광은 반사모듈(1100)을 통해 렌즈모듈(1200)로 향하도록 진행 방향이 바뀔 수 있다. 이를 위해 반사모듈(1100)은 광을 반사하는 반사부재(1110)를 구비할 수 있다. 반사부재(1110)에 의해 반사모듈(1100)에 입사된 광의 경로가 변할 수 있다.
따라서, 개구부(1031)를 통해 입사된 광은, 반사모듈(1100)에 의해 렌즈모듈(1200)을 향하도록 경로가 바뀌게 된다. 가령, 카메라 모듈(1001)의 두께 방향(Y축 방향)으로 입사된 광은 반사모듈(1100)에 의해 광축(Z축) 방향과 일치하도록 경로가 변경된다.
렌즈모듈(1200)은 반사모듈(1100)에 의해 진행 방향이 변경된 광이 통과되는 복수의 렌즈를 포함하며, 이미지센서모듈(1300)은 복수의 렌즈를 통과한 광을 전기신호로 변환하는 이미지센서(1310) 및 이미지센서(1310)가 실장되는 인쇄회로기판(1320)을 포함한다. 그리고, 이미지센서모듈(1300)은 렌즈모듈(1200)에서 입사되는 광을 필터링하는 광학필터(1340)를 포함할 수 있다. 광학필터(1340)는 적외선 차단 필터일 수 있다.
케이스(1010)에서 렌즈모듈(1200)의 전방에 반사모듈(1100)이 구비되고, 렌즈모듈(1200)의 후방에 이미지센서모듈(1300)이 구비된다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해사시도이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 반사모듈의 분해사시도이고, 도 6는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 회전프레임과 회전홀더의 저면도이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈(1001)은 케이스(1010)에 구비되는 반사모듈(1100), 렌즈모듈(1200) 및 이미지 센서모듈(1300)을 포함한다.
케이스(1010)는 일측에서 타측으로 순차적으로 반사모듈(1100), 렌즈모듈(1200) 및 이미지센서모듈(1300)이 구비된다. 물론, 반사모듈(1100), 렌즈모듈(1200) 및 이미지센서모듈(1300)이 내삽되도록 내부공간을 구비한다(이미지센서모듈(1300)은 케이스(1010)의 외부에 부착될 수 있다).
여기서, 도면에 도시된 바와 같이, 케이스(1010)는 내부공간에 반사모듈(1100) 및 렌즈모듈(1200)이 모두 내삽되도록 전체적으로 하나로 구비될 수 있다. 또한, 케이스(1010)는 반사모듈(1100)의 하우징(1150)과 일체로 구비되어 반사모듈(1100)의 나머지 부품 등이 직접 케이스(1010)에 구비될 수 있다(이 경우, 케이스(1010)과 하우징(1150)은 동일 개념임). 또한, 반사모듈(1100)과 렌즈모듈(1200)이 각각 별도로 구비되고 이들이 상호 조립되어 연결된 것이 케이스(1010)를 형성할 수도 있다.
그리고, 케이스(1010)는 덮개(1030)에 의해 내부공간이 보이지 않도록 덮여진다.
덮개(1030)는 광이 입사하도록 개구부(1031)를 구비하며, 개구부(1031)를 통해 입사한 광은 반사모듈(1100)에 의해 진행 방향이 변경되어 렌즈모듈(1200)로 입사한다. 덮개(1030)는 케이스(1010)의 전체를 덮도록 일체로 구비되거나, 반사모듈(1100)과 렌즈모듈(1200)을 각각 덮는 별개의 부재로 나누어져 구비될 수 있다.
이를 위해 반사모듈(1100)은 광을 반사하는 반사부재(1110)를 구비한다. 그리고, 렌즈모듈(1200)로 입사된 광은 복수의 렌즈를 통과한 후 이미지센서(1310)에 의해 전기신호로 변환되어 저장된다.
케이스(1010)는 내부공간에 반사모듈(1100) 및 렌즈모듈(1200)을 구비한다. 이에, 케이스(1010)의 내부공간은 반사모듈(1100)이 배치되는 공간과 렌즈모듈(1200)이 배치되는 공간이 돌출벽(1007)에 의해 상호 구별되어 있다(물론, 별도의 구별 없이 전체적으로 하나의 공간에 구비될 수도 있다). 그리고, 돌출벽(1007)을 기준으로 전방측에는 반사모듈(1100)이 구비되고 후방측에는 렌즈모듈(1200)이 구비될 수 있다. 돌출벽(1007)은 케이스(1010)의 내부공간으로 양쪽에서 돌출되는 형상으로 구비될 수 있다.
또한, 케이스(1010)에는 반사모듈(1100)과 렌즈모듈(1200)을 각각 구동하기 위해 제1 구동부(1170)와 제2 구동부(1240)가 구비된다. 제1 구동부(1170)는 반사모듈(1100)의 구동을 위한 복수의 코일(1171b, 1173b, 1175b, 1177b)을 포함하고, 제2 구동부(1240)는 렌즈모듈(1200)의 구동을 위한 복수의 코일(1241b, 1243b)을 포함한다. 그리고, 복수의 코일(1171b, 1173b, 1175b, 1177b, 1247 1241b, 1243b)은 각각 기판(1160, 1260)에 실장된 상태로 하우징(1150) 및 케이스(1010)에 각각 구비될 수 있다.
그리고, 제1 구동부(1170)의 복수의 코일(1171b, 1173b, 1175b, 1177b)이 하우징(1150)의 내부로 노출되도록 하우징(1150)에는 관통홀(1151)이 구비될 수 있고, 제2 구동부(1240)의 복수의 코일(1241b, 1243b)이 케이스(1010)의 구동을 위해 내부공간으로 노출되도록 복수의 관통홀(1018, 1019)이 구비될 수 있다.
또한, 복수의 코일(1171b, 1173b, 1175b, 1177b, 1247 1241b, 1243b)이 실장되는 기판(1160, 1260)은 플랙서블 기판(FPCB) 또는 강성기판(RPCB) 등일 수 있고, 플랙서블 기판인 경우에는 강성보강을 위해 저면에 부착되는 보강판(미도시)이 구비될 수 있다.
반사모듈(1100)은 개구부(1031)를 통해 입사되는 광의 경로를 변경할 수 있다. 이미지 또는 동영상 촬영 시 사용자의 손떨림 등에 의해 이미지가 번지거나 동영상이 흔들릴 수 있으며, 이 경우 반사모듈(1100)은 반사부재(1110)가 장착된 회전홀더(1120)를 움직여 사용자의 손떨림 등을 보정할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 손떨림 등에 의해 이미지 촬영 또는 동영상 촬영 시 흔들림이 발생할 때, 흔들림에 대응하는 상대변위를 회전홀더(1120)에 부여함으로써 흔들림을 보상한다.
그리고, 본 실시예는 렌즈 등을 포함하지 않아 상대적으로 무게가 가벼운 회전홀더(1120)의 이동에 의해 OIS 기능이 구현되므로, 전력 소모를 최소화할 수 있다.
즉, 본 실시예에서는, 손떨림 보정(OIS, Optical Image Stabilizer) 기능을 구현하기 위하여 복수의 렌즈가 구비되는 렌즈배럴 또는 이미지센서를 이동시키지 않고, 반사부재(1110)가 구비되는 회전홀더(1120)를 이동하여 광의 진행 방향을 변경하여, 손떨림 등이 보정된 광이 렌즈모듈(1200)에 입사되도록 한다.
반사모듈(1100)은, 하우징(1150), 반사부재(1110), 반사부재(1110)가 장착되는 회전홀더(1120), 하우징(1150)의 측벽에 회전프레임(1130)을 사이에 끼운 상태로 지지되는 회전홀더(1120), 하우징(1150)에 결합되는 기판(1160), 기판(1160)에 구비되는 복수의 코일(1171b, 1173b, 1175b, 1177b) 및 홀센서(1171c, 1175c), 회전홀더(1120)에 구비되는 복수의 마그네트(1171a, 1173a, 1175a, 1177a), 하우징(1150)에 구비되고 복수의 마그네트(1171a, 1173a, 1175a, 1177a)와의 인력에 의해 회전홀더(1120)가 하우징(1150)의 측벽에 지지되도록 하는 풀링요크(1190)를 포함하는 제1 구동부(1170)를 포함할 수 있다. 풀링요크(1190)는 기판(1160)의 바닥면, 즉, 코일(1171b, 1173b, 1175b, 1177b)이 실장되는 반대면에 부착될 수 있다. 물론, 하우징(1150)의 상부에 반사부재(1110)가 노출되는 개구부(1181)가 구비되는 커버(1180)를 구비할 수 있다.
반사부재(1110)는 광의 진행 방향을 변경할 수 있다. 가령, 반사부재(1110)는 광을 반사시키는 미러(Mirror) 또는 프리즘(Prism)일 수 있다(설명의 편의를 위해, 제1 실시예와 관련한 도면의 도시에서는 반사부재(1110)를 미러로 도시한다).
반사부재(1110)는 회전홀더(1120)에 고정된다. 회전홀더(1120)에는 반사 부재(1110)가 장착되는 장착면(1123)이 구비된다.
회전홀더(1120)의 장착면(1123)은 광의 경로가 변경되도록 경사진 면으로 구성될 수 있다. 가령, 장착면(1123)은 복수의 렌즈의 광축(Z축)에 대하여 45도 기울어진 경사면일 수 있다. 그리고, 회전홀더(1120)의 경사면은 광이 입사되는 덮개(1030)의 개구부(1031)를 향할 수 있다.
반사부재(1110)가 장착된 회전홀더(1120)는 하우징(1150)의 내부공간에 움직임이 가능하게 수용된다. 회전홀더(1120)은 제1 구동부(1170)의 작용에 의해 하우징(1150)의 내부에서 제1축 및 제2축을 기준으로 회전 유동할 수 있다. 이에 의해 손떨림 보정이 이루어질 수 있다. 여기서, 제1축(A1)은 반사부재의 반사면과 평행한 일 방향을 의미하고, 제2축(A2)은 반사부재의 반사면과 평행하고 제1축(A1)에 수직한 방향을 의미한다.
회전홀더(1120)는 하우징(1150)의 측벽에 회전프레임(1130)을 사이에 끼운 상태로 지지된다. 다시 말해, 회전홀더(1120)는 회전프레임(1130)의 일면에 일부가 제2축(A2)을 기준으로 회전 가능하게 지지되고, 회전프레임(1130)은 하우징(1150)의 측벽에 일부가 제1축(A1)을 기준으로 회전 가능하게 지지된다. 그리고, 회전홀더(1120)에 구비되는 마그네트(1171a, 1173a, 1175a, 1177a)와 하우징(1150)에 구비되는 풀링요크(1190)의 인력에 의해 회전홀더(1120)가 회전프레임(1130)을 사이에 끼운 상태로 하우징(1150)에 지지된다.
회전프레임(1130)은 제1축(A1)을 기준으로 회전하는 경우에는 회전홀더(1120)와 함께 움직이고, 회전홀더(1120)가 제2축(A2)을 기준으로 회전하는 경우에 회전프레임(1130)에 상대 회전한다(회전프레임(1130)은 회전하지 않음).
회전프레임(1130)은 회전홀더(1120)의 테두리를 감싸는 형상의 프레임 구조이고, 회전홀더(1120)는 회전프레임(1130)의 테두리에 일부가 거치되어 회전프레임(1130)의 내부에서 제2축(A2)을 기준으로 회전 가능하게 구비된다. 이에, 회전프레임(1130)의 테두리와 회전홀더(1120)의 사이에는 제2축(A2) 방향으로 정렬되는 복수의 볼 베어링(1125) 세트가 구비될 수 있다. 그리고, 회전프레임(1130)과 회전홀더(1120)의 대향면에는 각각 볼 베어링(1125)이 삽입되도록 안착홈(1135a, 1125a)이 구비될 수 있다. 안착홈(1135a, 1125a)은 둥근 형상 또는 다각뿔형상일 수 있다.
또한, 회전프레임(1130)은 하우징(1150)에 일부가 거치되어 제1축(A1)을 기준으로 회전 가능하게 구비된다. 이에, 회전프레임(1130)의 테두리와 하우징(1150)의 사이에는 제1축(A1) 방향으로 정렬되는 복수의 볼 베어링(1135) 세트가 구비될 수 있다. 그리고, 회전프레임(1130)과 하우징(1150)의 대향면에는 각각 볼 베어링(1135)이 삽입되도록 안착홈(1135b, 1155a)이 구비될 수 있다. 안착홈(1135b, 1155a)은 둥근 형상 또는 다각뿔 형상일 수 있다.
제1 구동부(1170)는 회전홀더(1120)가 2개의 축(제1축(A1) 및 제2축(A2))을 기준으로 회전 가능하게 구동력을 발생시킨다. 이에 따라 회전홀더(1120)는 각 부분에서 하우징(1150)의 바닥면과의 간격이 변동되도록 유동할 수 있다.
일 예로, 제1 구동부(1170)는 복수의 마그네트(1171a, 1173a, 1175a, 1177a) 및 복수의 마그네트(1171a, 1173a, 1175a, 1177a)와 마주보도록 배치되는 복수의 코일(1171b, 1173b, 1175b, 1177b)을 포함한다.
복수의 코일(1171b, 1173b, 1175b, 1177b)에 전원을 인가하면, 복수의 마그네트(1171a, 1173a, 1175a, 1177a)와 복수의 코일(1171b, 1173b, 1175b, 1177b) 사이의 전자기적 영향력에 의하여 복수의 마그네트(1171a, 1173a, 1175a, 1177a)가 장착된 회전홀더(1120)를 제1축 및 제2축을 기준으로 회전시킬 수 있다.
복수의 마그네트(1171a, 1173a, 1175a, 1177a)는 회전홀더(1120)에 장착된다. 일 예로, 복수의 마그네트(1171a, 1173a, 1175a, 1177a)는 회전홀더(1120)의 하부면에 장착될 수 있다. 그리고, 복수의 마그네트(1171a, 1173a, 1175a, 1177a) 중 제1축(A1) 방향으로 정렬되는 마그네트(1175a, 1177a) 또는 제2축(A2) 방향으로 정렬되는 마그네트(1171a, 1173a)는 분리 구비되거나, 또는 일체 구비될 수 있다(도면은 분리된 형상만 도시함).
복수의 코일(1171b, 1173b, 1175b, 1177b)은 하우징(1150)에 장착된다. 일 예로, 복수의 코일(1171b, 1173b, 1175b, 1177b)은 기판(1160)을 매개로 하우징(1150)에 장착될 수 있다. 즉, 복수의 코일(1171b, 1173b, 1175b, 1177b)은 기판(1160)에 구비되며, 기판(1160)은 하우징(1150)에 장착된다. 그리고, 하우징(1150)에는 하우징(1150)의 외면에 부착되는 기판(1160)에 구비되는 복수의 코일(1171b, 1173b, 1175b, 1177b)이 하우징(1150)의 내부공간으로 노출되도록 관통홀(1151)을 구비할 수 있다.
기판(1160)의 하부에는 전술한 바와 같이 풀링요크(1190)가 장착될 수 있으며, 풀링요크(1190)는 강도보강의 기능도 할 수 있다.
본 실시예에서는 회전홀더(1120)를 회전시킬 때, 회전홀더(1120)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 사용한다.
따라서, 폐루프 제어를 위하여 위치 센서(1171c, 1175c)가 필요하다. 위치 센서(1171c, 1175c)는 홀 센서일 수 있다.
위치 센서(1171c, 1175c)는 각 코일(1171b, 1175b)의 내측 또는 외측에 배치되며, 각 코일(1171b, 1175b)이 장착되는 기판(1160)에 위치 센서(1171c, 1175c)가 장착될 수 있다.
한편, 기판(1160)에는 사용자의 손떨림 등과 같은 흔들림 요인을 감지하는 자이로 센서(미도시)가 구비될 수 있고, 복수의 코일(1171b, 1173b, 1175b, 1177b)에 구동 신호를 제공하는 구동 회로소자(Driver IC, 미도시)가 구비될 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 회전홀더가 제1축을 기준으로 회전하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 회전홀더가 제2축을 기준으로 회전하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7a 내지 도 7c를 참조하면, 회전홀더(1120)가 제1축(A1) 방향으로 정렬된 볼 베어링(1135) 세트를 기준으로 회전하는 경우에는 제1축(A1)에 수직한 제2축(A2) 방향을 따라 정렬된 마그네트(1171a, 1173a) 및 코일(1171b, 1173b)이 상호 가까워지거나 멀어질 수 있다. 즉, 제1축(A1)을 기준으로 우측(도면상)에 있는 마그네트(1173a)와 코일(1173b) 간의 간격이 좌측에 있는 마그네트(1171a) 및 코일(1171b) 간의 간격보다 크거나 작도록 유동될 수 있다. 그리고, 회전홀더(1120)가 제1축(A1)을 기준으로 회전하는 경우에는 회전프레임(1130)과 함께 회전한다.
또한, 도 8a 내지 도 8c를 참조하면, 제2축(A2) 방향으로 정렬된 볼 베어링(1125) 세트를 기준으로 회전하는 경우에는 제2축(A2)에 수직한 제1축(A1) 방향을 따라 정렬된 마그네트(1175a, 1177a) 및 코일(1175b, 1177b)이 상호 가까워지거나 멀어질 수 있다. 즉, 제2축(A2)을 기준으로 좌측(도면상)에 있는 마그네트(1175a)와 코일(1175b) 간의 간격이 우측에 있는 마그네트(1177a) 및 코일(1177b) 간의 간격보다 크거나 작도록 유동될 수 있다. 그리고, 회전홀더(1120)가 제2축(A2)을 기준으로 회전하는 경우에는, 회전프레임(1130)은 회전하지 않고 회전홀더(1120)만 회전프레임(1130)에 대해 상대 회전한다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도이고, 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해사시도이고, 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 반사모듈의 분해사시도이고, 도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 회전프레임과 회전홀더의 저면도이다.
도 9 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈(1002)은 제1 실시예에 따른 카메라 모듈(1001)과 비교할 때 반사모듈의 구성에서만 차이가 있고 나머지 구성은 모두 동일하다. 이하에서는 차이가 있는 반사모듈의 구성에 대해서 상술하고 구성이 동일한 나머지는 동일한 도면부호를 사용하고 상세 설명을 생략한다.
제2 실시예의 반사모듈(1100-2)은 제1 실시예의 반사모듈(1100)과 기본적인 구성이 모두 동일하고, 다만, 회전프레임(1130)과 회전홀더(1120), 그리고 회전프레임(1130)과 하우징(1150) 사이의 상대회전을 위한 베어링으로 볼 베어링이 고정된 구조를 사용한다는 차이만 있다.
즉, 반사모듈(1100-2)에서 회전프레임(1130) 또는 회전홀더(1120)의 테두리에는 볼 베어링(1126)이 일체로 구비되고, 볼 베어링(1126)이 일체 구비되지 않는 회전프레임(1130) 또는 회전홀더(1120)의 테두리에는 볼 베어링(1126)이 회전 가능하게 삽입되는 안착홈(1136a)이 구비될 수 있다. 볼 베어링(1126)은 구형, 반구형, 반원기둥형 및 라운드 돌기형 중 어느 하나로 구비될 수 있고, 안착홈(1136a)의 단면은 둥근 형상 또는 다각뿔 형상으로 구비될 수 있다.
또한, 반사모듈(1100-2)에서 회전프레임(1130)의 테두리 또는 하우징(1150)의 측벽에는 볼 베어링(1156)이 일체로 구비되고, 볼 베어링(1156)이 일체 구비되지 않는 회전프레임(1130)의 테두리 또는 하우징(1150)의 측벽에는 볼 베어링(1126)이 회전 가능하게 삽입되는 안착홈(1136b)이 구비될 수 있다. 볼 베어링(1156)은 구형, 반구형, 반원기둥형 및 라운드 돌기형 중 어느 하나로 구비될 수 있고, 안착홈(1136b)은 단면이 둥근 형상 또는 다각뿔 형상으로 구비될 수 있다.
도 13a 내지 도 13c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 회전홀더가 제1축을 기준으로 회전하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 회전홀더가 제2축을 기준으로 회전하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 13a 내지 도 13c를 참조하면, 회전홀더(1120)가 제1축(A1) 방향으로 정렬된 볼 베어링(1156) 세트를 기준으로 회전하는 경우에는 제1축(A1)에 수직한 제2축(A2) 방향을 따라 정렬된 마그네트(1171a, 1173a) 및 코일(1171b, 1173b)이 상호 가까워지거나 멀어질 수 있다. 즉, 제1축(A1)을 기준으로 우측(도면상)에 있는 마그네트(1173a)와 코일(1173b) 간의 간격이 좌측에 있는 마그네트(1171a) 및 코일(1171b) 간의 간격보다 크거나 작도록 유동될 수 있다.
또한, 도 14a 내지 도 14c를 참조하면, 제2축(A2) 방향으로 정렬된 볼 베어링(1126) 세트를 기준으로 회전하는 경우에는 제2축(A2)에 수직한 제1축(A1) 방향을 따라 정렬된 마그네트(1175a, 1177a) 및 코일(1175b, 1177b)이 상호 가까워지거나 멀어질 수 있다. 즉, 제2축(A2)을 기준으로 좌측(도면상)에 있는 마그네트(1175a)와 코일(1175b) 간의 간격이 우측에 있는 마그네트(1177a) 및 코일(1177b) 간의 간격보다 크거나 작도록 유동될 수 있다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 사시도이다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기(2)는 복수의 카메라 모듈(500, 1000)이 장착된 이동 통신 단말기, 스마트 폰, 태블릿 PC 등의 휴대가능한 전자기기일 수 있다.
복수의 카메라 모듈(500, 1000) 중 적어도 어느 하나의 카메라 모듈은, 도 2 내지 도 14c를 참조로 설명한 제1 내지 제2 실시예에 따른 카메라 모듈(1000-1001, 1002)일 수 있다.
즉, 듀얼 카메라 모듈을 구비하는 휴대용 전자기기의 경우, 2개의 카메라 모듈 중 적어도 어느 하나를 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈(1000-1001, 1002)로 구비할 수 있다.
이러한 실시예를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈 및 이를 포함하는 휴대용 전자기기는 자동 초점 조정, 줌, 손떨림 보정 등의 기능을 구현하면서도 구조가 간단하고, 크기를 줄일 수 있다. 또한, 전력 소모를 최소화할 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
1, 2: 휴대용 전자기기
1000(1001, 1002): 카메라 모듈
1010: 케이스
1030: 덮개
1100, 1100-2: 반사모듈
1110: 반사부재
1120: 회전홀더
1130: 회전프레임
1150: 하우징
1170: 제1 구동부
1200: 렌즈모듈
1220: 렌즈홀더
1240: 제2 구동부
1300: 이미지 센서 모듈

Claims (15)

  1. 하우징;
    상기 하우징의 측벽에 지지되고 제1축을 기준으로 회전하는 회전프레임;
    상기 회전프레임에 지지되고 상기 제1축에 수직하는 제2축을 기준으로 회전하는 회전홀더;
    상기 회전홀더에 구비되는 반사부재;
    상기 회전홀더가 상기 하우징에 대해 상대이동하도록 구동력을 제공하는 구동부;
    상기 회전홀더의 저면에 구비되고 상기 구동부의 일부를 구성하는 적어도 하나의 마그네트; 및
    상기 마그네트와의 인력에 의해 상기 회전홀더가 상기 회전프레임을 가압하여 상기 회전프레임이 상기 하우징의 측벽에 지지되게 상기 하우징에 상기 마그네트와 대향하게 구비되는 풀링요크;를 포함하는 손떨림 보정 반사모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전프레임은 상기 하우징에 대해 상기 반사부재의 반사면과 평행한 상기 제1축을 기준으로 회전가능하게 구비되는 손떨림 보정 반사모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 회전프레임은 상기 제1축을 기준으로 회전하는 경우에는 상기 회전홀더와 함께 움직이고,
    상기 회전홀더는 상기 제2축을 기준으로 회전하는 경우에 상기 회전프레임에 상대 회전하는 손떨림 보정 반사모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 회전프레임은 상기 회전홀더의 테두리를 감싸는 형상이고,
    상기 회전홀더는 상기 회전프레임의 테두리에 일부가 거치되어 상기 회전프레임의 내부에서 회전 가능하게 구비되는 손떨림 보정 반사모듈.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 회전프레임의 테두리와 상기 하우징의 측벽 사이에는 상기 제1축 방향으로 정렬되는 복수의 볼 베어링 세트가 구비되는 손떨림 보정 반사모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 회전프레임의 테두리와 상기 하우징의 측벽에는 상기 볼 베어링이 삽입되는 안착홈이 구비되는 손떨림 보정 반사모듈.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 회전홀더와 상기 회전프레임의 테두리 사이에는 상기 제2축 방향으로 정렬되는 복수의 볼 베어링 세트가 구비되는 손떨림 보정 반사모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 회전홀더와 상기 회전프레임의 테두리에는 상기 볼 베어링이 삽입되는 안착홈이 구비되는 손떨림 보정 반사모듈.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 볼 베어링은 상기 회전프레임의 테두리 또는 상기 하우징의 측벽에 일체로 구비되고,
    상기 볼 베어링이 일체 구비되지 않는 상기 회전프레임의 테두리 또는 상기 하우징의 측벽에는 상기 볼 베어링이 삽입되는 안착홈이 구비되는 손떨림 보정 반사모듈.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 볼 베어링은 상기 회전홀더 또는 상기 회전프레임의 테두리에 일체로 구비되고,
    상기 볼 베어링이 일체 구비되지 않는 상기 회전홀더 또는 상기 회전프레임의 테두리에는 상기 볼 베어링이 삽입되는 안착홈이 구비되는 손떨림 보정 반사모듈.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 볼 베어링은 구형, 반구형, 반원기둥형 및 라운드 돌기형 중 어느 하나로 구비되는 손떨림 보정 반사모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 볼 베어링이 일체 구비되지 않는 상기 회전프레임의 테두리 또는 상기 하우징의 측벽에 구비되는 상기 안착홈은 둥근 형상 또는 다각뿔 형상인 손떨림 보정 반사모듈.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 볼 베어링은 구형, 반구형, 반원기둥형 및 라운드 돌기형 중 어느 하나로 구비되는 손떨림 보정 반사모듈.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 볼 베어링이 일체 구비되지 않는 상기 회전홀더 또는 상기 회전프레임의 테두리에 구비되는 상기 안착홈은 둥근 형상 또는 다각뿔 형상인 손떨림 보정 반사모듈.
  15. 복수의 렌즈를 구비하는 렌즈모듈; 및
    상기 렌즈모듈의 전방에 배치되며, 내부로 입사된 광이 상기 렌즈 모듈을 향하도록 상기 광의 경로를 변화시키는 제1항에 따른 손떨림 보정 반사모듈;을 포함하는 카메라 모듈.
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