KR102270272B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

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KR102270272B1
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Abstract

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 렌즈를 포함하고 제 1 구동부가 형성되어 있는 가동자와; 상기 제 1 구동부와 전자기력 작용으로 상기 가동자를 구동시키는 제 2 구동부가 형성되어 있는 고정자와; 상기 고정자가 고정되는 베이스를 포함하며, 상기 렌즈가 업(up) 자세 또는 사이드(side) 자세인 경우, 상기 가동자는 상기 베이스에 접촉되고, 상기 렌즈가 다운(down) 자세인 경우, 상기 가동자는 상기 베이스와 이격되어 있다.

Description

카메라 모듈 {CAMERA MODULE}
본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.
최근 들어, 초소형 카메라 모듈이 내장된 휴대폰 및 타블릿 PC 등이 개발되고 있다.
종래 휴대폰 등에 적용되는 디지털 카메라 모듈의 경우, 외부광을 디지털 이미지 또는 디지털 영상으로 변경하는 이미지 센서 및 렌즈 사이의 간격을 조절할 수 없었으나, 최근 이미지 센서와 렌즈 사이의 간격을 조절하는 보이스 코일 모터와 같은 렌즈 구동 장치가 개발되어 카메라 모듈에서 보다 개선된 디지털 이미지 또는 디지털 영상을 얻을 수 있게 되었다.
일반적으로 카메라 모듈에 적용되는 보이스 코일 모터는 내부에 렌즈가 장착된 가동자가 베이스로부터 상부로 이동하여 렌즈 및 베이스의 후면에 배치된 이미지 센서 사이의 간격을 조절한다.
종래 보이스 코일 모터는 구동 신호가 인가되지 않았을 때 탄성 부재가 가동자를 눌러 베이스에 접촉시키는 구조를 갖는다.
즉, 종래 보이스 코일 모터는 탄성 부재가 가동자를 누르기 때문에 가동자가 베이스로부터 이격 되기 위해서는 가동자를 구동시키기 위한 전자기력이 탄성 부재의 탄성력 및 가동자의 자중보다 커야 한다.
또한, 종래 보이스 코일 모터의 가동자는 보이스 코일 모터의 자세에 따라서 약 30㎛ 내지 50㎛의 변위를 갖는다.
그러나 종래 보이스 코일 모터의 가동자는 보이스 코일 모터의 자세에 따라 변위를 가질 뿐만 아니라 구동 신호를 인가하더라도 구동되지 않는 미구동 구간을 포함하지만 이를 반영하지 못한 오토 포커싱 알고리즘에 의하여 가동자가 구동되기 때문에 오토 포커싱에 많은 시간이 소요되는 문제점을 갖는다.
본 발명은 카메라 모듈의 소모 전류를 감소시킬 수 있는 과제를 해결하는 것이다.
본 발명은,
렌즈를 포함하고 제 1 구동부가 형성되어 있는 가동자와;
상기 제 1 구동부와 전자기력 작용으로 상기 가동자를 구동시키는 제 2 구동부가 형성되어 있는 고정자와;
상기 고정자가 고정되는 베이스를 포함하며,
상기 렌즈가 업(up) 자세 또는 사이드(side) 자세인 경우, 상기 가동자는 상기 베이스에 접촉되고, 상기 렌즈가 다운(down) 자세인 경우, 상기 가동자는 상기 베이스와 이격되어 있는 카메라 모듈이 제공된다.
그리고, 본 발명의 일실시예는 상기 제 1 구동부는 권선된 코일이고, 상기 제 2 구동부는 자석이거나, 또는 상기 제 1 구동부는 자석이고, 상기 제 2 구동부는 권선된 코일일 수 있다.
또, 상기 렌즈가 업 자세인 경우, 상기 코일에 기준 전류 미만의 전류가 인가되는 경우, 상기 가동자가 구동되지 않고, 상기 코일에 기준 전류 이상의 전류가 인가되는 경우, 상기 가동자가 구동될 수 있다.
또한, 상기 사이드 자세에서 가동자를 구동시키는 스타트 전류(start current)는 상기 업 자세에서 가동자를 구동시키는 스타트 전류보다 작을 수 있다.
게다가, 상기 사이드 자세에서 스타트 전류는, 0-10㎃일 수 있다.
본 발명은,
렌즈를 포함하고 제 1 구동부가 형성되어 있는 가동자와;
상기 제 1 구동부와 전자기력 작용으로 상기 가동자를 구동시키는 제 2 구동부가 형성되어 있는 고정자와;
상기 고정자가 고정되는 베이스를 포함하며,
상기 렌즈가 업(up) 자세인 경우, 상기 가동자는 상기 베이스에 접촉되고, 상기 렌즈가 사이드(side) 자세 또는 다운(down) 자세인 경우, 상기 가동자는 상기 베이스와 이격되어 있는 카메라 모듈이 제공된다.
그리고, 본 발명의 일실시예는 상기 베이스는 중앙부에 광이 통과하는 개구가 형성된 플레이트 형상으로 형성되고, 상기 베이스는 상기 가동자의 하부 스톱퍼로서 역할을 수행하고, 상기 베이스의 후면에는 이미지 센서가 배치되며, 상기 고정자는 상기 베이스 상에 고정될 수 있다.
또한, 상기 가동자에 일측이 고정되고 상기 일측과 대향하는 타측이 상기 고정자에 고정되어, 상기 가동자를 탄력적으로 지지하는 탄성 부재를 더 포함할 수 있다.
아울러, 상기 렌즈가 다운(down) 자세일 때, 상기 가동자가 역방향으로 구동될 수 있다.
본 발명은,
렌즈를 포함하는 가동자와,
상기 가동자를 구동시키는 엑추에이터를 포함하며,
상기 렌즈가 업(up) 자세 또는 사이드(side) 자세인 경우, 상기 가동자는 상기 가동자의 스토퍼 기능을 하는 베이스에 접촉되고, 상기 렌즈가 다운(down) 자세인 경우, 상기 가동자가 상기 베이스와 이격되거나,
또는 상기 렌즈가 업(up) 자세인 경우, 상기 가동자가 상기 베이스에 접촉되고, 상기 렌즈가 사이드(side) 자세 또는 다운(down) 자세인 경우, 상기 가동자가 상기 베이스와 이격되는 카메라 모듈이 제공된다.
그리고, 본 발명의 일실시예는 상기 엑추에이터는, 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor, VCM) 엑추에이터, 압전력에 의해 구동되는 엑추에이터, 정전용량 방식에 의해 구동되는 멤즈(MEMS) 엑추에이터 중 하나일 수 있다.
또, 상기 렌즈의 업(up) 자세, 사이드(side) 자세와 다운(down) 자세 중 하나의 자세를 판단하여 자세 데이터를 출력하는 자세 감지 센서와; 상기 자세 감지 센서에서 출력된 자세 데이터로, 상기 엑추에이터를 구동하기 위한 구동 신호를 발생시키는 이미지 신호 프로세서(Image Signal Processor, ISP)와; 상기 렌즈를 통과한 광을 디지털 신호로 변경하는 이미지 센서를 더 포함할 수 있다.
게다가, 상기 자세 감지 센서는, 중력의 방향을 감지하는 자이로 센서(gyro sensor)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 렌즈가 다운(down) 자세일 때, 상기 가동자가 역방향으로 구동될 수 있다.
더불어, 상기 렌즈가 업 자세인 경우, 상기 코일에 기준 전류 이상의 전류가 인가되는 경우, 상기 가동자가 구동될 수 있다.
본 발명은 보이스 코일 모터 또는 렌즈의 자세를 검출하고, 이 자세 데이터로 보이스 코일 모터를 제어하여, 소모 전류를 줄이고, 최적화로 카메라 모듈을 구동할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 엑추에이터에 기구적인 오프셋(offset)을 제거하여 전류 소모량을 감소시키고, 전자기력의 설계 자유도를 증대시키며, 스프링의 변화가 발생하더라도 반대 방향으로 전류를 인가하여 디포커스(defocus) 문제를 해결할 수 있고, 초기 포커싱이 불필요하여 카메라 모듈의 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈을 도시한 블럭도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 렌즈가 상측 방향에 위치한 것을 설명하기 위한 개념적인 단면도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 렌즈가 측면 방향에 위치한 것을 설명하기 위한 개념적인 단면도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 렌즈가 하측 방향에 위치한 것을 설명하기 위한 개념적인 단면도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 자세에 따른 전류-거리 특성을 도시한 그래프
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용은 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈을 도시한 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 카메라 모듈(800)은 일방향으로 구동되는 보이스 코일 모터(100), 자세 감지 센서(200), 오토 포커스 알고리즘(300), 이미지 신호 프로세서(400), 이미지 센서(500) 및 제어부(600)를 포함한다.
여기서, 상기 보이스 코일 모터(100)는 렌즈를 포함하는 가동자를 포함하며 전자기력에 의해 구동되어 카메라 모듈(800)의 오토 포커싱을 수행한다.
그리고, 상기 자세 감지 센서(200)는 상기 보이스 코일 모터(100) 또는 렌즈의 자세를 판단하여 자세 데이터를 출력하고, 상기 이미지 신호 프로세서(Image Signal Processor, ISP)(400)는 상기 자세 감지 센서(200)에서 출력된 상기 보이스 코일 모터(100)의 자세에 대응하는 자세 데이터로, 상기 오토 포커스 알고리즘(300)에 의하여 산출된 상기 렌즈의 최적 초점값을 이용하여 상기 보이스 코일 모터를 구동하기 위한 구동 신호를 발생시킨다.
여기서, 상기 자세 감지 센서(200)는, 중력의 방향을 감지하는 자이로 센서(gyro sensor)를 포함할 수 있다.
또, 상기 오토 포커스 알고리즘(300)은 오토 포커싱을 정확하게 구현 및 빠른 오토 포커싱 응답 시간을 구현하기 위해서 피사체와의 거리에 따른 보이스 코일 모터(100)의 최적 초점 값을 검출하여 검출 신호를 출력한다.
이때, 상기 오토 포커스 알고리즘(300)은 상기 이미지 신호 프로세서(400)의 내부에 알고리즘 형태로 사용되거나, 또는 이미지 센서 프로세서(400)와 별개의 칩에 내장되어 사용될 수 있다.
그러므로, 상기 자세 감지 센서(200)는 후술된 바와 같이, 보이스 코일 모터(100) 또는 렌즈의 세 가지 자세를 센싱한다.
여기서, 상기 자세 감지 센서(200)는 보이스 코일 모터(100) 또는 렌즈의 세 가지 이상의 자세를 센싱 할 수 있으나, 본 발명의 일실시예에서는 설명의 편의상 자세 감지 센서(200)가 보이스 코일 모터(100) 또는 렌즈의 업(up) 자세, 사이드(side) 자세 및 다운(down) 자세 등 세 가지 자세를 센싱하는 것을 설명하기로 한다.
또한, 상기 이미지 센서(500)는 상기 렌즈를 통과한 광을 디지털 신호로 변경하고, 상기 제어부(600)는 상기 보이스 코일 모터(100), 상기 자세 감지 센서(200), 상기 이미지 신호 프로세서(400) 및 상기 이미지 센서(500)를 제어한다.
그리고, 상기 제어부(500)는 데이터 버스 및/또는 콘트롤 버스를 통해 보이스 코일 모터(100), 자세 감지 센서(200), 이미지 신호 프로세서(400) 및 이미지 센서(500)와 연결된다.
따라서, 본 발명은 보이스 코일 모터 또는 렌즈의 자세를 검출하고, 이 자세 데이터로 보이스 코일 모터를 제어하여, 소모 전류를 줄이고, 최적화로 카메라 모듈을 구동할 수 있는 장점이 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 렌즈가 상측 방향에 위치한 것을 설명하기 위한 개념적인 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 렌즈가 측면 방향에 위치한 것을 설명하기 위한 개념적인 단면도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 렌즈가 하측 방향에 위치한 것을 설명하기 위한 개념적인 단면도이다.
전술된 바와 같이, 도 2는 카메라 모듈의 렌즈가 상측 방향에 위치한 업(up) 자세를 도시한 것으로, "업(up) 자세"는 보이스 코일 모터의 가동자(130)의 렌즈(135)의 광축이 지면과 수직한 방향으로 형성되고 베이스(110)가 지면과 마주하게 배치된 자세로서 정의될 수 있다.
또한, 도 3은 카메라 모듈의 렌즈가 측면 방향에 위치한 사이드(side) 자세를 도시한 것으로, "사이드(side) 자세"는 보이스 코일 모터의 가동자(130)의 렌즈(135)의 광축이 지면과 나란한 방향으로 형성되고 베이스(110)가 지면과 수직 하게 배치된 자세로서 정의될 수 있다.
아울러, 도 4는 카메라 모듈의 렌즈가 하측 방향에 위치한 다운(down) 자세를 도시한 것으로, "다운(down) 자세"는 보이스 코일 모터(100)의 가동자(130)의 렌즈(135)의 광축이 지면과 수직한 방향으로 형성되고 커버(150)가 지면과 마주하게 배치된 자세로서 정의될 수 있다.
여기서, 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈(135)를 포함하고 제 1 구동부(138)가 형성되어 있는 가동자(130)와, 상기 제 1 구동부(138)와 전자기력 작용으로 상기 가동자(130)를 구동시키는 제 2 구동부(125)가 형성되어 있는 고정자(120)와, 상기 고정자(120)가 고정되는 베이스(110)를 포함하며, 상기 렌즈(135)가 업(up) 자세 또는 사이드(side) 자세인 경우, 상기 가동자(130)는 상기 베이스(110)에 접촉되고, 상기 렌즈(135)가 다운(down) 자세인 경우, 상기 가동자(130)는 상기 베이스(110)와 이격되어 있다.
그리고, 카메라 모듈은 상기 렌즈(135)가 업(up) 자세 또는 사이드(side) 자세인 경우, 일부 오프셋이 존재하고, 상기 렌즈(135)가 다운(down) 자세인 경우, 상기 가동자(130)의 중력 방향 자중에 의해 처짐으로 인해 오프셋이 소멸될 수도 있다.
이때, 상기 가동자(130), 고정자(120), 베이스(110)는 보이스 모터 코일(100)의 부품이 될 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 보이스 코일 모터(100)는 상기 렌즈(135)를 구동시켜 오토 포커싱 기능을 수행한다.
예컨대, 상기 보이스 코일 모터(100)에 장착된 상기 렌즈(135)는 상기 베이스(110)로부터 상승하는 방향으로 이동되고 이 과정에서 상기 렌즈(135) 및 상기 이미지 센서(500) 사이에 포커싱 동작이 수행된다.
상기 보이스 코일 모터(100)는 베이스(110), 고정자(120), 가동자(130), 탄성 부재(140) 및 커버(150)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 베이스(110)는 중앙부에 광이 통과하는 개구가 형성된 플레이트 형상으로 형성되며, 상기 베이스(110)는 상기 가동자(130)의 하부 스톱퍼로서 역할한다.
또, 상기 베이스(110)의 후면 또는 상기 베이스(110)의 후방에는 상기 이미지 센서(500)가 배치될 수 있다. 상기 이미지 센서(500)는 상기 가동자(130)의 렌즈를 통해 포커싱 된 광을 디지털 이미지 또는 동영상으로 변경시킨다.
또한, 상기 고정자(120)는 상기 베이스(110) 상에 고정된다.
여기서, 상기 제 1 구동부(138)는 자석일 수 있고, 상기 제 2 구동부(125)는 권선된 코일일 수 있다.
이와 반대로, 상기 제 1 구동부(138)는 권선된 코일일 수 있고, 상기 제 2 구동부(125)는 자석일 수 있다.
그리고, 상기 고정자(120)의 내부에는 수납공간이 형성될 수 있으며, 이 수납공간에 상기 가동자(130)가 위치될 수 있다.
더불어, 탄성 부재(140)는 일측이 상기 가동자(130)에 고정되고 상기 일측과 대향하는 타측이 상기 고정자(120)에 고정되어, 상기 탄성 부재(140)는 상기 가동자(130)를 탄력적으로 지지할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 탄성 부재(140)는 상기 가동자(130)의 외주면 하단에 형성된 제 1 탄성 부재(143) 및 상기 가동자(130)의 외주면 상단에 형성된 제 2 탄성 부재(146)를 포함할 수 있다.
상기 탄성 부재(140)는 도 2의 렌즈가 상측 방향에 위치한 업(up) 자세에서, 상기 고정자(120)의 제 2 구동부(125) 및 상기 가동자(130)의 제 1 구동부(138)의 전자기력이 작용되지 않을 경우, 상기 가동자(130)를 상기 베이스(110)의 상면에 접촉시킨다.
즉, 상기 탄성 부재(140)는 상기 고정자(120)의 제 2 구동부(125) 및 상기 가동자(130)의 제 1 구동부(138)의 전자기력이 작용되지 않을 경우, 상기 가동자(130)의 무게에 의해 상기 가동자(130)는 상기 베이스(110)의 상면에 접촉한다.
이때, 상기 보이스 코일 모터(100)는 상기 가동자(130)와 상기 베이스(110)의 상면간의 오프셋(Offset)은 대략 0.03mm 정도가 존재하는 것으로 느끼게 된다.
그러므로, 본 발명의 일실시예의 카메라 모듈은 도 2의 렌즈가 상측 방향에 위치한 업(up) 자세에서 상기 가동자(130)가 베이스(110)로부터 부상하기 위해서는 상기 탄성 부재(140)의 탄성력 및 가동자(130)의 자중보다 큰 전자기력을 필요로 한다.
그리고, 커버(150)는 상기 베이스(110)에 고정되며, 상기 커버(150)는 고정자(120) 및 가동자(130)를 감싼다. 또한, 커버(150)는 가동자(130)를 멈추는 상부 스톱퍼로서 역할한다.
한편, 본 발명은 상기 렌즈(135)가 업(up) 자세인 경우, 상기 가동자(130)가 상기 베이스(110)에 접촉되고, 상기 렌즈(135)가 사이드(side) 자세 또는 다운(down) 자세인 경우, 상기 가동자(130)가 상기 베이스(110)와 이격되도록 구성할 수 있다.
그리고, 상기 보이스 코일 모터(100)는 카메라 모듈의 렌즈를 구동시키는 엑추에이터인, 압전력에 의해 구동되는 엑추에이터, 또는 정전용량 방식에 의해 구동되는 멤즈(MEMS) 엑추에이터로도 적용할 수 있다.
즉, 카메라 모듈의 렌즈를 구동시키는 엑추에이터는 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor, VCM) 엑추에이터, 압전력에 의해 구동되는 엑추에이터, 정전용량 방식에 의해 구동되는 멤즈(MEMS) 엑추에이터 중 하나일 수 있다.
여기서, 카메라 모듈은 렌즈(135)를 포함하는 가동자(130)와, 상기 가동자(130)를 구동시키는 엑추에이터를 포함하여 구성할 수 있고, 이때, 상기 렌즈(135)가 업(up) 자세 또는 사이드(side) 자세인 경우, 상기 가동자(130)는 상기 가동자(130)의 스토퍼 기능을 하는 베이스(110)에 접촉되고, 상기 렌즈(135)가 다운(down) 자세인 경우, 상기 가동자(130)가 상기 베이스(110)와 이격되거나, 또는 상기 렌즈(135)가 업(up) 자세인 경우, 상기 가동자(130)가 상기 베이스(110)에 접촉되고, 상기 렌즈(135)가 사이드(side) 자세 또는 다운(down) 자세인 경우, 상기 가동자(130)가 상기 베이스(110)와 이격되도록 구성될 수 있다.
그러므로, 본 발명은 엑추에이터에 기구적인 오프셋(offset)을 제거하여 전류 소모량을 감소시키고, 전자기력의 설계 자유도를 증대시키며, 스프링의 변화가 발생하더라도 반대 방향으로 전류를 인가하여 디포커스(defocus) 문제를 해결할 수 있고, 초기 포커싱이 불필요하여 카메라 모듈의 수율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 자세에 따른 전류-거리 특성을 도시한 그래프이다.
먼저, 도 5의 그래프를 참조하면, 카메라 모듈의 "업(up) 자세"에서는 가동자가 베이스에 접촉되고, 상기 가동자가 상기 베이스로부터 부상하기 위해서는 탄성 부재의 탄성력 및 상기 가동자의 자중보다 큰 전자기력을 필요로 함으로, 구동부에는 기준 전류 이상이 인가되어야 한다.
그러므로, 도 5에서 카메라 모듈의 "업(up) 자세"는 'A'그래프의 오토 포커스 탐색 구간을 갖게 된다.
따라서, 도 5에서 기준 전류[mA] 미만의 전류에서는 상기 가동자가 구동되지 않고, 기준 전류[mA] 미만의 전류 구간은 상기 가동자가 구동되지 않는 미구동 구간으로 정의될 수 있으며, 이 미구동 구간에서는 상기 가동자가 구동되지 않기 때문에 오토 포커스 동작이 이루어지지 않는다.
그리고, 기준 전류[mA] 이상의 전류에서는 상기 가동자를 구동하는 전자기력이 상기 가동자의 자중 및 상기 탄성 부재의 탄성력보다 크게 되어 가동자가 구동된다.
여기서, 상기 기준 전류[mA] 이상의 전류 구간은 상기 가동자가 구동되는 구동 구간으로 정의될 수 있고, 가동 구간에서는 상기 가동자가 구동되기 때문에 비로소 오토 포커스 동작이 이루어진다.
또한, 카메라 모듈의 "사이드(side) 자세"에서는 가동자가 베이스에 접촉되어 있으나, 상기 가동자가 상기 베이스로부터 부상하기 위해서는 탄성 부재의 탄성력 및 상기 가동자의 자중이 고려되지 않아, 가동자에 전류를 인가하는 순간부터 상기 가동자는 구동된다.
그러므로, 카메라 모듈의 "사이드(side) 자세"에서는 도 5에서 'B'그래프의 오토 포커스 탐색 구간을 갖게 된다.
여기서, 사이드 자세로 배치된 보이스 코일 모터는 업 자세로 배치된 보이스 코일 모터에 비하여 작은 전류에서 구동된다.
즉, 사이드 자세에서 가동자를 구동시키는 스타트 전류(start current)는 업 자세에서 가동자를 구동시키는 스타트 전류보다 작은 것이다.
그리고, 카메라 모듈의 "사이드(side) 자세"에서 스타트 전류(Start current)는 0-10㎃일 수 있고, "업(up) 자세"와 "사이드(side) 자세"의 자세 차이는 약 30~50㎛일 수 있다.
아울러, 카메라 모듈의 "다운(down) 자세"인 경우, 가동자가 베이스로부터 이격되어 있어, 도 5에서 'C'그래프의 오토 포커스 탐색 구간을 갖게 된다.
그러므로, 카메라 모듈의 "다운(down) 자세"에서는 가동자가 역방향으로 구동될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 가동자(130)가 베이스(110)보다 아래에 배치되는 다운 자세일 때, 코일에 전류가 인가되지 않은 초기상태에서 탄성부재(140)는 가동자(130)가 베이스(110)로부터 이격된 제1초기위치에 배치되도록 지지할 수 있다. 다운 자세일 때, 코일에 역방향 전류가 인가되면 가동자(130)는 제1초기위치로부터 베이스(110)와 가까워지는 방향으로 이동할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 가동자(130)가 베이스(110)보다 위에 배치되는 업 자세일 때, 코일에 전류가 인가되지 않은 초기상태에서 탄성부재(140)는 가동자(130)가 제1초기위치와 상이한 제2초기위치에 배치되도록 지지할 수 있다. 업 자세일 때, 코일에 정방향 전류가 인가되면 가동자(130)는 제2초기위치로부터 도 5에 도시된 매크로(macro) 위치에 가까워지는 방향으로 이동할 수 있다. 여기서 매크로 위치는 접사 위치일 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제2초기위치부터 매크로 위치까지의 거리(D)는 제1초기위치부터 베이스(110)에 접촉하는 위치까지의 거리(E)보다 길 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하고, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 커버;
    상기 커버 내에 배치되는 가동자;
    상기 커버 내에 배치되고 상기 가동자를 광축을 따라 이동시키는 코일과 마그네트;
    상기 가동자의 일측에 배치되는 베이스; 및
    상기 가동자와 결합되는 탄성부재를 포함하고,
    상기 가동자가 상기 베이스보다 아래에 배치되는 다운 자세일 때, 상기 코일에 전류가 인가되지 않은 초기상태에서 상기 탄성부재는 상기 가동자가 상기 베이스로부터 이격된 제1초기위치에 배치되도록 지지하고,
    상기 가동자가 상기 베이스보다 위에 배치되는 업 자세일 때, 상기 코일에 전류가 인가되지 않은 초기상태에서 상기 탄성부재는 상기 가동자가 상기 제1초기위치와 상이한 제2초기위치에 배치되도록 지지하고,
    상기 업 자세일 때, 상기 코일에 정방향 전류가 인가되면 상기 가동자는 상기 제2초기위치로부터 매크로(macro) 위치에 가까워지는 방향으로 이동하고,
    상기 매크로 위치에서 상기 가동자는 상기 커버와 이격되는 보이스 코일 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 매크로 위치에서 상기 가동자는 상기 베이스와 멀어지는 방향으로 추가로 이동 가능한 보이스 코일 모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다운 자세일 때, 상기 코일에 역방향 전류가 인가되면 상기 가동자는 상기 제1초기위치로부터 상기 베이스와 가까워지는 방향으로 이동하고,
    상기 제2초기위치부터 상기 매크로 위치까지의 거리는 상기 제1초기위치부터 상기 베이스에 접촉하는 위치까지의 거리보다 긴 보이스 코일 모터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가동자가 상기 제2초기위치부터 상기 매크로 위치까지 이동하기 위한 상기 정방향 전류의 양은 상기 가동자가 상기 제1초기위치로부터 상기 베이스에 접촉하는 위치까지 이동하기 위한 상기 역방향 전류의 양보다 많은 보이스 코일 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 업 자세일 때, 상기 코일에 전류가 인가되지 않은 초기상태에서 상기 탄성부재는 상기 가동자가 상기 베이스에 접촉하도록 지지하는 보이스 코일 모터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광축이 지면과 평행하게 배치되는 사이드 자세일 때, 상기 코일에 전류가 인가되지 않은 초기상태에서 상기 탄성부재는 상기 가동자가 상기 베이스에 접촉하도록 지지하는 보이스 코일 모터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 업 자세일 때, 상기 코일에 기준 전류 미만의 정방향 전류가 인가되는 경우 상기 가동자가 이동하지 않고 상기 코일에 상기 기준 전류 이상의 정방향 전류가 인가되는 경우 상기 가동자가 이동하는 보이스 코일 모터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 사이드 자세에서 상기 가동자가 이동하기 시작하는 스타트 전류는 상기 업 자세에서 상기 가동자가 이동하기 시작하는 스타트 전류보다 작은 보이스 코일 모터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 사이드 자세에서 스타트 전류는 0 내지 10mA인 보이스 코일 모터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 베이스는 중앙부에 광이 통과하는 개구가 형성된 플레이트 형상으로 형성되고,
    상기 베이스는 상기 가동자의 하부 스톱퍼로서 역할을 수행하는 보이스 코일 모터.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 커버는 상기 베이스에 고정되고,
    상기 커버는 상기 가동자의 상부 스톱퍼로서 역할을 수행하는 보이스 코일 모터.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 업 자세에서 상기 탄성부재는 상기 가동자에 오프셋이 존재하도록 가압하고,
    상기 다운 자세에서 상기 오프셋은 상기 가동자의 자중에 의한 처짐으로 소멸되는 보이스 코일 모터.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부재는 상기 가동자의 상부에 결합되는 제1탄성부재와, 상기 가동자의 하부에 결합되는 제2탄성부재를 포함하는 보이스 코일 모터.
  14. 이미지 센서;
    제6항의 보이스 코일 모터; 및
    상기 보이스 코일 모터의 상기 가동자에 결합되는 렌즈를 포함하는 카메라 모듈.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 업 자세, 상기 사이드 자세 및 상기 다운 자세 중 하나의 자세를 판단하여 자세 데이터를 출력하는 자세 감지 센서; 및
    상기 자세 감지 센서에서 출력된 자세 데이터로 상기 보이스 코일 모터를 구동하기 위한 구동 신호를 발생시키는 이미지 신호 프로세서(Image Signal Processor, ISP)를 더 포함하는 카메라 모듈.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 이미지 신호 프로세서의 내부에 알고리즘 형태로 사용되거나 상기 이미지 신호 프로세서와 별개의 칩에 내장되어 사용되는 오토 포커스 알고리즘을 더 포함하고,
    상기 오토 포커스 알고리즘은 피사체와의 거리에 따른 상기 보이스 코일 모터의 초점 값을 검출하여 검출 신호를 출력하는 카메라 모듈.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 자세 감지 센서는 중력의 방향을 감지하는 자이로 센서(gyro sensor)를 포함하는 카메라 모듈.
  18. 제14항의 카메라 모듈을 포함하는 휴대폰.
  19. 커버;
    상기 커버 내에 배치되는 가동자;
    상기 가동자에 배치되는 코일;
    상기 코일에 대향하고 상기 코일과 상기 커버 사이에 배치되는 마그네트;
    상기 가동자의 일측에 배치되는 베이스; 및
    상기 가동자와 결합되는 탄성부재를 포함하고,
    상기 가동자는 광축을 따라 상기 베이스와 상기 커버 사이에서 이동하고,
    상기 가동자가 상기 베이스보다 아래에 배치되는 다운 자세일 때, 상기 코일에 전류가 인가되지 않은 초기상태에서 상기 탄성부재는 상기 가동자가 상기 베이스로부터 이격된 제1초기위치에 배치되도록 지지하고,
    상기 가동자가 상기 베이스보다 위에 배치되는 업 자세일 때, 상기 코일에 전류가 인가되지 않은 초기상태에서 상기 탄성부재는 상기 가동자가 상기 제1초기위치와 상이한 제2초기위치에 배치되도록 지지하고,
    상기 업 자세일 때, 상기 코일에 정방향 전류가 인가되면 상기 가동자는 상기 제2초기위치로부터 매크로(macro) 위치에 가까워지는 방향으로 이동하고,
    상기 매크로 위치에서 상기 가동자는 상기 베이스와 멀어지는 방향으로 추가로 이동 가능한 보이스 코일 모터.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 다운 자세일 때, 상기 코일에 역방향 전류가 인가되면 상기 가동자는 상기 제1초기위치로부터 상기 베이스와 가까워지는 방향으로 이동하고,
    상기 제2초기위치부터 상기 매크로 위치까지의 거리는 상기 제1초기위치부터 상기 베이스에 접촉하는 위치까지의 거리보다 긴 보이스 코일 모터.
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