KR102272591B1

KR102272591B1 - 카메라 모듈

Info

Publication number: KR102272591B1
Application number: KR1020190164032A
Authority: KR
Inventors: 서보성; 이중석; 윤영복
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2019-12-10
Filing date: 2019-12-10
Publication date: 2021-07-05
Also published as: CN212723615U; US20210173223A1; US11885977B2; CN113050341B; KR20210073324A; CN113050341A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 하우징의 광축 방향과 나란한 일면에 광축 방향에 수직한 방향으로 밀착력이 작용하게 지지되고 광축 방향으로 이동 가능한 캐리어; 및 상기 캐리어의 내부에 구비되고, 각각 광축 방향에 수직하는 제1 방향 및 제2 방향으로 상대이동 가능하게 구비되어 흔들림 보정을 구현하는 프레임과 렌즈모듈;을 포함하고, 상기 프레임은 상기 캐리어에 지지되고 상기 캐리어에 대해 광축 방향에 수직한 제1 방향으로 상대이동 가능하고, 상기 렌즈모듈은 상기 프레임에 지지되고 상기 프레임에 대해 광축 방향에 수직하는 제2 방향으로 상대이동 가능하고, 상기 프레임 및 상기 렌즈모듈 중 어느 하나는 광축 방향에 수직한 방향으로 밀착력이 작용하게 지지될 수 있다.

Description

카메라 모듈 {CAMERA MODULE}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.

스마트 폰을 비롯하여 태블릿 PC, 노트북 등의 이동통신 단말기에 초소형 카메라 모듈이 채용되고 있다.

이동통신 단말기가 소형화될수록 영상 촬영 시에 손떨림에 대한 영향이 크기 때문에 화질이 저하된다. 따라서, 선명한 영상을 얻기 위해 손떨림에 대한 보정기술이 필요하다.

영상 촬영시 손떨림이 발생할 때, 손떨림을 보정하기 위하여 OIS(Optical Image Stabilization) 기술이 적용된 OIS 액츄에이터를 사용할 수 있다. OIS 액츄에이터는 렌즈 모듈을 광축에 수직한 방향으로 이동시킬 수 있다.

한편, 최근에는 카메라 기능의 성능 향상을 위해 광각 카메라와 망원 카메라를 포함하는 복수 개의 카메라가 이동 단말기에 인접하여 설치되는 구조가 구현되고 있다.

그런데, 소형화 및 정확한 구동을 위해 마그네트와 코일을 이용하는 OIS 액츄에이터를 채용할 경우, 인접하는 카메라 모듈 간에 자기 간섭에 의해 성능이 저하되는 문제가 발생하고 있다.

본 발명은 마그네트와 코일을 구비하는 새로운 구조의 액추에이터를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 소형화 및 정확한 구동을 위해 마그네트와 코일을 이용하는 액츄에이터를 채용하면서도 자계 유출을 최소화 할 수 있는 구조를 제공하고자 한다.

나아가, 복수 개의 카메라 모듈을 인접하여 배치하더라도 자계 간섭이 최소화되어 더욱 자유로운 배치가 가능한 카메라 모듈을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 하우징의 광축 방향과 나란한 일면에 광축 방향에 수직한 방향으로 밀착력이 작용하게 지지되고 광축 방향으로 이동 가능한 캐리어; 상기 캐리어의 내부에 구비되고, 각각 광축 방향에 수직하는 제1 방향 및 제2 방향으로 상대이동 가능하게 구비되어 흔들림 보정을 구현하는 프레임과 렌즈모듈;을 포함하고, 상기 프레임은 상기 캐리어에 지지되고 상기 캐리어에 대해 광축 방향에 수직한 제1 방향으로 상대이동 가능하도록 제1 마그네트를 구비하고, 상기 렌즈모듈은 상기 프레임에 지지되고 상기 프레임에 대해 광축 방향에 수직하는 제2 방향으로 상대이동 가능하도록 제2 마그네트를 구비하고, 상기 제1 마그네트 및 상기 제2 마그네트 중 어느 하나는 상대 부재와 대향하는 면을 따라 광축 방향에 수직한 방향으로 적어도 N,S극을 갖도록 착자되고, 상기 제1 마그네트 및 상기 제2 마그네트 중 나머지 하나는 상대 부재와 대향하는 면이 단극 또는 복수의 극을 갖도록 착자될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 광축 방향으로 이동 가능하게 하우징에 구비되는 캐리어를 포함하는 자동초점조절부; 상기 캐리어에 대해 광축 방향에 수직한 방향으로 상대이동 가능하게 구비되는 렌즈모듈을 포함하는 흔들림보정부; 및 상기 자동초점조절부에 구동력을 제공하는 자동초점코일과 상기 흔들림보정부에 구동력을 제공하는 제1, 제2 흔들림보정코일;을 포함하고, 상기 자동초점코일과 상기 제1, 제2 흔들림보정코일은 모두 상기 하우징의 광축 방향과 나란한 면에 구비되고, 상기 하우징에는 상기 자동초점코일과 상기 제1, 제2 흔들림보정코일 중 어느 하나와만 나란하게 배치되는 적어도 2개의 요크가 구비될 수 있다.

본 발명은 마그네트와 코일을 이용하는 액츄에이터를 채용하면서도 자계 유출을 최소화 할 수 있어 카메라 모듈의 소형화 및 정확한 구동이 가능하다.

또한, 카메라 모듈을 인접하여 배치하더라도 자계 간섭이 최소화되어 복수의 카메라의 더욱 자유로운 배치가 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 결합사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해사시도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징과 캐리어의 분해사시도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징, 캐리어, 프레임 및 렌즈모듈의 분해사시도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징, 캐리어, 프레임 및 렌즈모듈의 결합사시도이고,
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징, 캐리어, 프레임 및 렌즈홀더의 분해사시도를 상부에서 바라본 모습이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징, 캐리어, 프레임 및 렌즈홀더의 분해사시도를 하부에서 바라본 모습이다.

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.

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로서, 이동 통신 단말기, 스마트 폰, 태블릿 PC 등의 휴대가능한 전자 기기에 적용될 수 있다.

카메라 모듈은 사진 또는 동영상 촬영을 위한 광학 기기로서, 피사체로부터 반사된 빛을 굴절시키는 렌즈 및 초점을 조정하거나 흔들림을 보정하기 위해 렌즈를 이동시키는 렌즈 구동 장치를 구비한다.

도 1은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 결합사시도이고, 도 2은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 하우징(1200), 하우징(1200)에 수용되는 렌즈배럴(1510)을 포함하는 렌즈모듈(1500), 렌즈모듈(1500)을 이동시키는 렌즈구동장치(1200), 렌즈배럴(1510)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 이미지센서유닛(1150)을 포함하다. 또한, 하우징(1200)을 상부에서 커버해주는 케이스(1100) 또는 상부커버(1301)를 추가로 포함할 수 있다.

렌즈배럴(1510)은 피사체를 촬상하는 복수의 렌즈가 내부에 수용될 수 있도록 중공의 원통 형상일 수 있으며(이에 한정하지 않으며 렌즈배럴은 외형이 일부 절개된 형상일 수 있고, 렌즈배럴의 내부에는 원형렌즈 또는 일측이 일부 절개된 디컷렌즈가 구비될 수 있음), 복수의 렌즈는 광축을 따라 렌즈배럴(1510)에 장착된다. 복수의 렌즈는 렌즈배럴(1510)의 설계에 따라 필요한 수만큼 배치되고, 각각의 렌즈는 동일하거나 상이한 굴절률 등의 광학적 특성을 가진다.

렌즈구동장치(1200)는 렌즈배럴(1510)을 광축 방향 또는 광축 방향에 수직한 방향으로 이동시키는 장치이다.

일 예로, 렌즈구동장치(1200)는 렌즈배럴(1510)을 광축(Z축) 방향으로 이동시킴으로써 초점을 조정할 수 있고, 렌즈배럴(1510)을 광축(Z축)에 수직한 방향(X, Y 방향)으로 이동시킴으로써 촬영 시의 흔들림을 보정할 수 있다.

렌즈구동장치(1200)는 초점을 조정하는 초점조정유닛(자동초점조절부) 및 흔들림을 보정하는 흔들림보정유닛(흔들림보정부)을 포함한다.

이미지센서유닛(1150)은 렌즈배럴(1510)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 장치이다.

일 예로, 이미지센서유닛(1150)은 이미지 센서(1151) 및 이미지 센서(1151)와 연결되는 인쇄회로기판(1153)을 포함할 수 있고, 적외선 필터를 더 포함할 수 있다.

렌즈배럴(1510)을 포함하는 렌즈모듈(1500)과 렌즈구동장치(1200)는 하우징(1100)에 수용된다.

일 예로, 하우징(1100)은 상부와 하부가 개방된 형상이며, 하우징(1100)의 내부 공간에 렌즈모듈(1500)과 렌즈구동장치(1200)가 수용될 수 있다. 하우징(1100)의 하부에는 이미지센서유닛(1150)이 배치된다.

케이스(1110)는 하우징(1100)의 외부면을 감싸도록 하우징(1100)과 결합하며, 카메라 모듈의 내부 구성부품을 보호하는 기능을 한다. 또한, 케이스(1110)는 전자파를 차폐하는 기능을 할 수 있다.

일 예로, 카메라 모듈에서 발생된 전자파가 휴대가능한 전자기기 내의 다른 전자부품에 영향을 미치지 않도록 케이스(1100)가 전자파를 차폐할 수 있다.

또한, 휴대가능한 전자기기에는 카메라 모듈 이외에 여러 전자부품이 장착되므로, 이러한 전자부품에서 발생된 전자파가 카메라 모듈에 영향을 미치지 않도록 케이스(1100)가 전자파를 차폐할 수 있다.

도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈구동장치(1200) 중 초점조정유닛이 개시된다.

렌즈구동장치(1200)는 캐리어(1300)를 광축 방향으로 이동시켜 자동초점조절을 수행하는 초점조정유닛과 캐리어(1300)의 내부에 배치되는 렌즈모듈(1500)을 광축 방향에 수직하는 방향으로 이동시켜 흔들림보정을 수행하는 흔들림보정유닛을 포함한다.

먼저, 초점조정유닛은 렌즈모듈(1500)을 수용하는 캐리어(1300)를 광축(Z축) 방향으로 이동시키도록 구동력을 발생시키는 구조를 포함한다.

초점조정유닛의 구동부는 마그네트(1320)와 코일(1330)을 포함한다. 마그네트(1320)는 캐리어(1300)에 장착된다. 일 예로 마그네트(1320)는 캐리어(1300)의 일면에 장착될 수 있다.

코일(1330)은 하우징(1100)에 장착된다. 일 예로 코일(1330)은 기판(1130)을 매개로 하우징(1100)에 장착될 수 있다. 코일(1330)은 기판(1130)에 고정되며, 기판(1130)에는 이하 설명하는 흔들림보정유닛의 구동코일들도 함께 고정된 상태로 기판(1130)이 하우징(1100)에 고정될 수 있다.

마그네트(1320)는 캐리어(1300)에 장착되어 캐리어(1300)와 함께 광축(Z축) 방향으로 이동하는 이동부재이고, 코일(1330)은 하우징(1100)에 고정된 고정부재이다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고 마그네트(1320)와 코일(1330)의 위치를 서로 바꾸는 것도 가능하다.

코일(1330)에 전원이 인가되면, 마그네트(1320)와 코일(1330) 사이의 전자기적 영향력에 의하여 캐리어(1300)를 광축(Z축) 방향으로 이동시킬 수 있다.

캐리어(1300)에는 렌즈배럴(1510)이 수용되므로, 캐리어(1300)의 이동에 의해 렌즈배럴(1510)도 광축(Z축) 방향으로 이동된다.

캐리어(1300)가 이동될 때, 캐리어(1300)와 하우징(1100) 사이의 미끄럼 또는 구름에 의해 마찰을 저감하도록 캐리어(1300)와 하우징(1100) 사이에 구름부재(1370)가 배치된다. 구름부재(1370)는 볼 형태일 수 있다. 구름부재(1370)는 마그네트(1320)의 양측에 배치될 수 있다.

하우징(1100)에는 요크(1350)가 배치된다. 일 예로, 요크(1350)는 코일(1330)을 사이에 두고 마그네트(1320)와 마주보도록 배치된다. 다시 말해, 코일(1330)과 마그네트(1320)가 상호 대향하게 배치되고, 요크(1350)는 코일(1330) 뒷면에 배치되어 마그네트(1320)와의 인력에 의해 캐리어(1300)가 하우징(2100)에 구름부재(1370)를 사이에 두고 밀착지지되도록 할 수 있다.

요크(1350)와 마그네트(1320) 사이에는 광축(Z축)에 수직한 방향으로 인력이 작용한다. 따라서, 요크(1350)와 마그네트(1320) 사이의 인력에 의해 구름부재(1370)는 캐리어(1300) 및 하우징(1100)과 접촉 상태를 유지할 수 있다.

또한, 요크(1350)는 마그네트(1320)의 자기력이 집속되도록 하는 기능도 수행하며, 자속이 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 렌즈배럴(1510), 더욱 상세히는 캐리어(1300)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 사용한다.

따라서, 폐루프 제어를 위하여 위치센서(1360)가 필요하다. 위치센서(1360)는 홀 센서일 수 있다.

위치센서(1360)는 코일(1330)의 내측 또는 외측에 배치되며, 코일(1330)이 장착되는 기판(1130)에 위치센서(1360)가 장착될 수 있다.

한편, 초점 조정 시에 충분한 구동력을 확보하기 위하여 마그네트와 코일이 추가로 구비될 수 있다. 카메라 모듈의 슬림화 추세에 따라 마그네트가 장착되는 면적이 작아질 경우, 마그네트의 크기가 작아지게 되고, 이에 따라 초점 조정에 필요한 충분한 구동력이 확보되지 않을 수 있다.

그러나, 본 발명은, 도시는 생략하지만, 캐리어(1300)의 서로 다른 면에 각각 마그네트를 부착하고, 각각의 마그네트와 마주보도록 하우징(1200)의 서로 다른 면에 각각 코일을 제공함으로써, 카메라 모듈을 슬림화 하더라도 초점 조정에 필요한 충분한 구동력을 확보할 수 있다.

도 2 및 도 5 내지 도 7을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈구동장치(1200) 중 흔들림보정유닛이 개시된다.

흔들림보정유닛은 캐리어(1300)에 수용된 렌즈모듈(1500)을 광축(Z축)에 수직하는 제1 방향(X축 방향) 및 제2 방향(Y축 방향)으로 이동시키도록 구동력을 발생시키는 구조를 포함한다. 여기서, 제1 방향과 제2 방향은 수직할 수 있다.

흔들림보정유닛은 이미지 촬영 또는 동영상 촬영 시 사용자의 손떨림 등의 요인에 의해 이미지가 번지거나 동영상이 흔들리는 것을 보정하기 위해 사용된다. 예를 들어, 흔들림보정유닛은 사용자의 손떨림 등에 의해 영상 촬영 시 흔들림이 발생할 때, 흔들림에 대응하는 상대변위를 렌즈배럴(1510)에 부여함으로써 흔들림을 보상한다. 일 예로, 흔들림보정유닛은 렌즈배럴(1510)을 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동시켜 흔들림을 보정한다.

흔들림보정유닛은, 캐리어(1300)의 내부에 광축 방향으로 순차적으로 구비되는 프레임(1400) 및 렌즈배럴(1510)이 결합되는 렌즈홀더(1700)를 포함하는 렌즈모듈(1500)을 포함한다. 그리고, 캐리어(1300)는 캐리어(1300)의 내부에 프레임(1400) 및 렌즈모듈(1500)을 배치한 상태로 상부에서 마감해주는 상부커버(1301)를 포함할 수 있다.

본 실시예의 흔들림보정유닛은, 도면의 도시 상태에서 프레임(1400)과 렌즈홀더(1700)를 각각 제2 방향(Y축 방향)과 제1 방향(X축 방향)으로 이동시킴에 따라 렌즈배럴(1510)이 이들의 이동에 따라 이동될 수 있는 구조를 구현한다.

즉, 렌즈배럴(1510)이 고정되는 렌즈홀더(1700)는 프레임(1400)이 제2 방향(Y축 방향)으로 이동하거나 렌즈홀더(1700)가 제1 방향(X축 방향)으로 이동하면 따라서 이동한다. 즉, 렌즈배럴(1510)은 렌즈홀더(1700)에 고정된 것이므로 당연히 렌즈홀더(1700)의 이동에 따라 함께 이동하며, 렌즈홀더(1700)가 프레임(1400)에 지지된 상태에서 이동하는 부재이므로 프레임(1400)이 이동하는 경우에도 렌즈배럴(1510)은 당연히 프레임(1400)과 함께 이동하게 된다.

이러한 구조에 의해, 프레임(1400)이 제2 방향(Y축 방향)으로 이동하거나 렌즈홀더(1700)가 제1 방향(X축 방향)으로 이동할 때 렌즈배럴(1510)이 함께 이동하면서 흔들림이 보정될 수 있다.

흔들림보정유닛의 구동부는 프레임(1400)을 구동하는 제1 구동부와 렌즈홀더(1700)를 구동하는 제2 구동부를 포함한다. 그리고, 프레임(1400)은 캐리어(1300)의 광축 방향과 나란한 면에 밀착 지지된 상태로 구동되고, 렌즈홀더(1700)는 프레임(2400)의 광축 방향에 수직하는 면에 밀착 지지된 상태로 구동된다. 다시 말해, 상대 부재와의 관계에서 프레임(1400)만 광축 방향에 수직한 방향으로 밀착 지지되고, 렌즈홀더(1700)는 광축 방향에 수직한 방향으로 밀착 지지되지 않고 광축 방향과 나란한 면에 밀착 지지될 수 있다.

프레임(1400)은 제1 마그네트(1420)를 구비하고, 제1 마그네트(1320)는 하우징(1100)에 구비되는 제1 코일(1430)과 광축 방향에 수직하는 제1 방향(X축 방향)으로 대향하게 배치된다.

그리고, 제1 마그네트(1420)는 제1 코일(1430)과 대향하는 방향에 수직하는방향인 제2 방향(Y축 방향)으로 적어도 N, S극을 갖도록 착자되며(즉, 제1 마그네트(1420)는 제1 코일(1430)과 대향하는 면이 광축에 수직하는 방향으로 적어도 N, S극을 갖도록 착자됨), 이에 따라 제1 코일(1430)에 전원을 인가하면 제1 마그네트(1420)와 제1 코일(1430)의 전자기적 상호작용에 따라 프레임(1400)은 제2 방향(Y축 방향)으로 이동하려는 힘이 발생하게 된다.

또한, 렌즈홀더(1700)는 제2 마그네트(1720)를 구비하고, 제2 마그네트(1720)는 하우징(1100)에 구비되는 제2 코일(1730)과 광축 방향에 수직하는 제1 방향(X축 방향)으로 대향하게 배치된다. 즉, 제1 마그네트(1420)와 제2 마그네트(1720)은 대략 평행(나란)하게 배치되며, 이에 따라 제1 마그네트(1420)와 제2 마그네트(1720)는 광축을 중심으로 반대편에 배치될 수 있다.

그리고, 제2 마그네트(1720)는 제2 코일(1730)과 대향하는 면이 N극 또는 S극의 단극을 갖거나 N,S극을 포함하는 복수의 극을 갖도록 착자될 수 있으며, 제2 코일(1730)에 전원을 인가하면 제2 마그네트(1720)와 제2 코일(1730)의 전자기적 상호작용에 따라 제2 마그네트(1720)와 제2 코일(1730)이 상호 대향하는 방향으로 밀거나 당기는 힘에 의해 렌즈홀더(1700)는 제1 방향(X축 방향)으로 이동하려는 힘이 발생하게 된다.

여기서, 제1 코일(1430)과 제2 코일(1730)은 초점조정유닛의 구동코일(1330)과 함께 기판(1130)에 고정되며, 기판(1130)은 하우징(1100)에 고정될 수 있다.

한편, 프레임(1400)은 캐리어(1300)의 측벽, 즉, 광축 방향과 나란한 면에 밀착 지지되고, 렌즈홀더(1700)는 프레임(1400)의 광축 방향 면, 즉, 광축 방향에 수직한 면에 밀착 지지된다.

그리고, 프레임(1400)은 하우징(1100)에 구비되는 제1 요크(1450)와의 인력에 의해 캐리어(1300)의 측벽에 지지된다. 여기서, 제1 요크(1450)는 금속 또는 비금속 재질의 자성체로 자기장을 차폐할 수 있으므로 코일, 마그네트 또는 이들의 상호작용에서 발생하는 자속이 카메라 모듈(1000)의 외부로 유출되는 것을 최대한 방지할 수 있다.

또한, 렌즈홀더(1700)는 프레임(1400)에 구비되는 제2 요크(1750)와의 인력에 의해 프레임(1400)의 광축 방향 상부면(바닥)에 지지된다.

제1 요크(1450)는 제1 마그네트(1420)와 제1 코일(1410)을 사이에 두고 광축 방향에 수직한 방향으로 대향하도록 배치되고, 제2 요크(1750)은 제2 마그네트(1710)와 광축 방향으로 대향하도록 배치된다.

제1 요크(1450)는 제1 코일(1430)의 뒷면에 배치되고, 제1 마그네트(1420)와의 인력에 의해 프레임(2400)을 캐리어(1300)의 내벽에 광축 방향에 수직하는 방향으로 밀착 지지시킬 수 있다.

그리고, 제2 요크(1750)는 제2 마그네트(1720)와의 인력에 의해 렌즈홀더(1700)를 프레임(1400)의 광축 방향 상부면(바닥면)에 밀착 지지시킬 수 있다. 여기서, 제2 요크(1750)와 제2 마그네트(1720)는 프레임(1400)의 둘레를 기준으로 일부에만 구비되므로, 렌즈홀더(1700)가 프레임(1400)에 편심되게 지지될 수 있으므로, 추가로 제3 요크(1650) 및 제3 마그네트(1620)가 각각 렌즈홀더(1700) 및 프레임(1400)에 선택적으로 구비되어 광축 방향으로 대향하게 할 수 있다.

그리고, 프레임(1400)은 캐리어(1300)의 내벽에서 용이하게 미끄럼 또는 구름이동하도록 캐리어(1300)의 내벽면(광축 방향과 나란한 면)과의 사이에 제1 구름부재(1470)를 구비하고, 렌즈홀더(1700)는 프레임(1400)의 상부면 용이하게 미끄럼 또는 구름이동하도록 프레임(1400)과 광축 방향에 수직하는 면의 사이에 제2 구름부재(1770)를 구비할 수 있다.

그리고, 프레임(1400)과 캐리어(1300)의 내벽이 마주보는 면에는 적어도 어느 하나에 제1 구름부재(1470)가 용이하게 미끄럼 또는 구름이동하도록 제2 방향(Y축 방향)으로 길게 형성된 제1 가이드홈(1475)가 구비될 수 있고, 렌즈홀더(1700)와 프레임(1400)이 광축 방향으로 마주보는 면에는 적어도 어느 하나에 제2 구름부재(1770)가 용이하게 미끄럼 또는 구름이동하도록 제1 방향(X축 방향)으로 길게 형성된 제2 가이드홈(1775)가 구비될 수 있다.

제1 구름부재(1470)는 제1 마그네트(1420)의 양쪽 단부 외측에 각각 1개 또는 2개씩 구비되어 구름부재가 삼각형 또는 사각형을 이룰 수 있다. 각각의 구름부재는 각각의 가이드홈에 1개씩 구비될 수 있다.

제2 구름부재(1770)는 제2 마그네트(1720)의 양쪽에 각각 1개씩 2개를 포함하여 총 3개 또는 4개로 구비되어 구름부재가 삼각형 또는 사각형을 이룰 수 있다. 각각의 구름부재는 각각의 제2 가이드홈(1775)에 1개씩 구비될 수 있다. 여기서, 구름부재(1770)가 3개로 구비되어 삼각형을 이루는 경우에는 3개의 구름부재는 대략 직각삼각형을 형성하도록 배치될 수 있다. 그리고, 광축 방향으로의 흡인력이 균형을 이루도록 3개의 구름부재 중 어느 2개의 사이에는 제2 마그네트(1720)는 구비되고, 나머지 1개에 가장 가깝게 제3 마그네트(1620) 또는 제3 요크(1650)가 구비될 수 있다.

한편, 제1 구동부와 제2 구동부를 포함하는 흔들림보정구동부의 마그네트들(1420, 1720)은 각각 프레임(1400)과 렌즈홀더(1700)에 장착되고, 마그네트들(1420, 1720)과 각각 마주보는 코일들(1430, 1730)은 하우징(1100)에 장착된다. 일부 도면의 도시에서는 설명의 편의를 위하여 코일들(1430, 1730)이 캐리어(1300) 측에 배치된 모습을 도시하였으나, 도 2를 참조하면 코일들(1430, 1730)은 모두 하우징(1200)에 장착된다.

또한, 마그네트들(1420, 1720)은 렌즈모듈(1500)와 함께 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동되는 이동부재이고, 코일들(1430, 1730)은 하우징(1100)에 고정된 고정부재이다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 마그네트들(1420, 1720)과 코일들(1430, 1730)의 위치를 서로 바꾸는 것도 가능하다.

아울러, 흔들림보정구동부는 프레임(1400)과 렌즈홀더(1700)의 위치를 지속적으로 센싱하여 구동에 반영하는 폐루프 제어를 사용할 수 있으며, 이에 따라 프레임(1400)과 렌즈홀더(1700)의 위치 센싱을 위해 제1 및 제2 마그네트(1420, 1470)와 대향하는 제1 및 제2 위치센서(1360, 1760)를 구비할 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 위치센서(1360, 1760)는 기판(1130)의 제1 및 제2 코일(1430, 1730)의 내부 또는 옆에 구비될 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 프레임(1400)과 렌즈홀더(1700)에 구비되는 제1 및 제2 마그네트(1420, 1720)와 대향하는 제1 및 제2 코일(1430, 1730)이 각각 1개 또는 2개 이상씩 구비되는 구조를 모두 포함한다. 제1 및 제2 코일(1430, 1730)이 2개 이상으로 구비되는 경우에는 자속량을 조절할 수 있어 자속 유출을 더욱 효율적으로 방지할 수 있다.

결국, 본 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 마그네트와 코일을 이용하는 VCM 액추에이터를 이용하는 하우징(1100)의 옆면을 모두 자속 유출을 방지할 수 있는 요크로 마감함으로써 카메라 모듈(1000)의 자계 유출을 효과적으로 방지할 수 있다. 다시 말해, 하우징(1100)에서 자동초점조정용 코일과 흔들림보정용 코일이 구비되는 측면을 요크로 마감하여 카메라 모듈(1000)의 자계 유출을 효과적으로 방지할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 하우징(1200), 캐리어(1300), 프레임(1400) 및 렌즈모듈(1500)이 광축 방향으로 순차적으로 구비되는 구조이며, 캐리어(1300)가 광축 방향으로 이동하여 자동초점조절(AF)을 구현하고, 프레임(1400)과 렌즈모듈(1500)이 캐리어(1300)의 상부에서 광축에 수직하는 제1 방향 및 제2 방향으로 이동하여 흔들림보정(OIS)을 구현하는 구조이다.

그리고, 흔들림보정(OIS)의 구현을 위해, 프레임(1400)은 캐리어(1300)의 광축 방향과 나란한 측벽에 지지된 상태로 광축에 수직하는 제2 방향(Y축 방향)으로 이동하고, 렌즈모듈(1500) - 더욱 상세히는 렌즈배럴(1510) 또는 렌즈홀더(1700) - 은 프레임(1400)의 광축 방향과 수직한 바닥면에 지지된 상태로 광축에 수직하는 제1 방향(X축 방향)으로 이동한다.

다만, 본 실시예는 이에 한정하는 것은 아니고, 다른 실시예에 따라 흔들림보정(OIS)의 구현을 위해, 프레임(1400)과 렌즈모듈(1500)이 지지되는 방향 또는 면을 상호 바꾸어 구현하는 것이 가능하다.

즉, 본 발명의 다른 실시예는, 흔들림보정(OIS)의 구현을 위해, 프레임(1400)은 캐리어(1300)의 광축 방향과 수직한 면인 바닥면에 지지된 상태로 광축에 수직하는 제2 방향(Y축 방향)으로 이동하고, 렌즈모듈(1500) - 더욱 상세히는 렌즈배럴(1510) 또는 렌즈홀더(1700) - 은 프레임(1400)의 광축 방향과 나란한 측벽에 지지된 상태로 광축에 수직하는 제1 방향(X축 방향)으로 이동할 수 있다.

이 경우에는 프레임(1400)에 구비되는 제1 마그네트(1420)는 N극 또는 S극의 단극 마그넷이나 N,S극을 포함하는 복수의 극으로 착자되고, 하우징(1100)에 구비되는 제1 코일(1430)과의 사이에 대향하는 방향으로 인력 또는 척력의 형성이 가능하게 하여 프레임(1400)이 제1 방향(X축 방향)으로 이동하는 힘을 발생시킬 수 있고, 렌즈모듈(1500)에 구비되는 제2 마그네트(1720)는 광축 방향에 수직한 방향으로 적어도 N, S극을 갖는 다극으로 착자된 마그넷을 사용하고, 하우징(1100)에 구비되는 제2 코일(1730)과 대향하는 면을 따라 렌즈모듈(1500)이 광축 방향에 수직한 제2 방향(Y축 방향)으로 이동할 수 있다.

이 경우, 하우징(1100)에는 제2 코일(1730)을 마감하는 요크가 구비될 수 있고, 렌즈모듈(1500)에 구비되는 제2 마그네트(1720)는 요크와의 인력에 의해 프레임(1400)의 측벽, 즉 광축 방향과 나란한 면에 밀착되게 지지될 수 있다. 다만, 프레임(1400)은 캐리어(1300)의 상부에서 렌즈모듈(1500)이 프레임(1400)이 밀착 지지되는 방향과 나란한 방향으로 이동할 수 있어야 하므로, 제1 마그네트(1420)와 제1 코일(1430)의 상호작용에 의해 렌즈모듈(1500)과 프레임(1400)의 밀착력보다 큰 상당히 큰 힘이 요구될 수 있다. 또는, 요크를 하우징(1100)이 아닌 이동하는 부재인 프레임(1400)에 구비함으로써 요크와 제2 마그네트(1720) 간의 밀착력이 프레임(1400)의 이동에 영향을 주지 않도록 할 수 있다.

또한, 프레임(1400)은 캐리어(1300)와의 광축 방향에 수직하는 면 사이에 구름부재가 개재될 수 있고, 렌즈모듈(1500)은 프레임(1400)과의 광축 방향에 나란한 면 사이에 구름부재가 개재될 수 있다.

다른 실시예는 구체적 설명을 생략하지만 전체 카메라 모듈의 구조가 일 실시예(1000)를 구조 컨셉을 참고하여 변경될 수 있다.

1000: 카메라 모듈
1100: 하우징
1200: 렌즈구동장치
1300: 캐리어
1400: 프레임
1500: 렌즈모듈
1700: 렌즈홀더

Claims

하우징의 광축 방향과 나란한 일면에 광축 방향에 수직한 방향으로 밀착력이 작용하게 지지되고 광축 방향으로 이동 가능한 캐리어; 및
상기 캐리어의 내부에 구비되고, 각각 광축 방향에 수직하는 제1 방향 및 제2 방향으로 상대이동 가능하게 구비되어 흔들림 보정을 구현하는 프레임과 렌즈모듈;을 포함하고,
상기 프레임은 상기 캐리어에 지지되고 상기 캐리어에 대해 광축 방향에 수직한 제1 방향으로 상대이동 가능하고,
상기 렌즈모듈은 상기 프레임에 지지되고 상기 프레임에 대해 광축 방향에 수직하는 제2 방향으로 상대이동 가능하고,
상기 프레임 및 상기 렌즈모듈 중 어느 하나는 광축 방향에 수직한 방향으로 밀착력이 작용하게 지지되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 프레임 및 상기 렌즈모듈 중 다른 하나는 상대 부재와의 사이에 광축 방향에 수직한 방향으로 밀착력이 작용하지 않는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 프레임 및 상기 렌즈모듈 중 다른 하나는 상대 부재와의 사이에 광축 방향으로 밀착력이 작용하는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 하우징에서 상기 프레임 및 상기 렌즈모듈 중 어느 하나가 지지되는 방향의 측면에는 자계유출을 방지하는 재질의 요크가 구비되는 카메라 모듈.
제3항에 있어서,
상기 프레임 및 상기 렌즈모듈 중 다른 하나는 구동마그네트를 포함하고,
상기 구동마그네트는 상기 상대 부재에 구비되는 요크와의 사이에 광축 방향으로 간격을 갖도록 구비되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 프레임은 상기 캐리어에 대해 광축 방향에 수직한 방향으로 밀착력이 작용하게 지지되고,
상기 렌즈모듈은 상기 프레임에 대해 광축 방향으로 밀착력이 작용하게 지지되는 카메라 모듈.
제6항에 있어서,
상기 프레임에는 제1 마그네트가 구비되고,
상기 하우징에는 제1 요크가 구비되고,
상기 제1 마그네트와 상기 제1 요크는 상기 제2 방향으로 간격을 갖도록 구비되는 카메라 모듈.
제6항에 있어서,
상기 프레임에는 제1 마그네트가 구비되고,
상기 제1 마그네트는 상기 캐리어에 대향하는 면을 따라 광축 방향에 수직한 방향으로 적어도 N,S극을 갖도록 착자되는 카메라 모듈.
제6항에 있어서,
상기 렌즈모듈에는 제2 마그네트가 구비되고,
상기 제2 마그네트는 상기 캐리어에 대향하는 면이 단극 또는 복수의 극으로 착자되는 카메라 모듈.
제6항에 있어서,
상기 프레임과 상기 렌즈모듈에는 각각 제1 및 제2 마그네트가 구비되고,
상기 제1 마그네트는 제1 코일과의 상호작용에 의해 상기 캐리어에 대향하는 면과 나란한 방향으로 상기 프레임이 상대이동 하도록 힘을 발생시키고,
상기 제2 마그네트는 제2 코일과의 상호작용에 의해 상기 프레임에 대향하는 면에 수직한 방향으로 상기 렌즈모듈이 상대이동 하도록 힘을 발생시키는 카메라 모듈.
제10항에 있어서,
상기 제1 마그네트와 상기 제2 마그네트는 광축을 중심으로 반대쪽에 배치되는 카메라 모듈.
제6항에 있어서,
상기 렌즈모듈에는 상기 렌즈모듈의 이동을 위해 힘을 발생시키는 제2 마그네트와 상기 제2 마그네트와는 별개로 제3 마그네트 및 제3 요크 중 어느 하나를 구비하고,
상기 프레임에는 상기 제3 마그네트와 광축 방향으로 대향하게 상기 제3 마그네트 및 제3 요크 중 다른 하나가 구비되는 카메라 모듈.
제12항에 있어서,
상기 렌즈모듈과 상기 프레임의 광축 방향 면의 사이에는 3개의 구름부재가 구비되고,
상기 3개의 구름부재 중 어느 2개의 사이에는 상기 제2 마그네트는 구비되고, 나머지 1개에 가장 가깝게 상기 제3 마그네트 또는 상기 제3 요크가 구비되는 카메라 모듈.
제13항에 있어서,
상기 3개의 구름부재는 대략 직각삼각형을 형성하도록 배치되는 카메라 모듈.
하우징의 광축 방향과 나란한 일면에 광축 방향에 수직한 방향으로 밀착력이 작용하게 지지되고 광축 방향으로 이동 가능한 캐리어;
상기 캐리어의 내부에 구비되고, 각각 광축 방향에 수직하는 제1 방향 및 제2 방향으로 상대이동 가능하게 구비되어 흔들림 보정을 구현하는 프레임과 렌즈모듈;을 포함하고,
상기 프레임은 상기 캐리어에 지지되고 상기 캐리어에 대해 광축 방향에 수직한 제1 방향으로 상대이동 가능하도록 제1 마그네트를 구비하고,
상기 렌즈모듈은 상기 프레임에 지지되고 상기 프레임에 대해 광축 방향에 수직하는 제2 방향으로 상대이동 가능하도록 제2 마그네트를 구비하고,
상기 제1 마그네트 및 상기 제2 마그네트 중 어느 하나는 상대 부재와 대향하는 면을 따라 광축 방향에 수직한 방향으로 적어도 N,S극을 갖도록 착자되고,
상기 제1 마그네트 및 상기 제2 마그네트 중 나머지 하나는 상대 부재와 대향하는 면이 단극 또는 복수의 극을 갖도록 착자되는 카메라 모듈.
광축 방향으로 이동 가능하게 하우징에 구비되는 캐리어를 포함하는 자동초점조절부;
상기 캐리어에 대해 광축 방향에 수직한 방향으로 상대이동 가능하게 구비되는 렌즈모듈을 포함하는 흔들림보정부; 및
상기 자동초점조절부에 구동력을 제공하는 자동초점코일과 상기 흔들림보정부에 구동력을 제공하는 제1, 제2 흔들림보정코일;을 포함하고,
상기 자동초점코일과 상기 제1, 제2 흔들림보정코일은 모두 상기 하우징의 광축 방향과 나란한 면에 구비되고,
상기 하우징에는 상기 자동초점코일과 상기 제1, 제2 흔들림보정코일 중 어느 하나와만 나란하게 배치되는 적어도 2개의 요크가 구비되는 카메라 모듈.