KR102279920B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

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movable body
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이재혁
임수철
강병우
윤영복
홍종우
이중석
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈은 하우징의 광축 방향을 따라 이동하도록 구성되는 가동 몸체; 상기 가동 몸체의 일면에 일체로 형성되어, 상기 가동 몸체의 강성을 증가시키도록 구성되는 보강 부재; 및 상기 보강 부재에 형성되어, 상기 하우징과 상기 가동 몸체 간의 충격을 경감시키도록 구성되는 제1완충 부재;를 포함한다.

Description

카메라 모듈{Camera Module}
본 발명은 외부 충격에 의한 파손 및 소음을 경감시키도록 구성된 카메라 모듈에 관한 것이다.
휴대용 단말기에 장착되는 카메라 모듈은 초점조정(AF 구동) 및 손떨림 보정(OIS 구동)이 가능하도록 구성된다. 예를 들어, 카메라 모듈은 렌즈 배럴을 광축 및 광축과 교차하는 방향으로 이동시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 렌즈 배럴은 카메라 모듈의 내부에서 탄성 부재 또는 자력에 의해 위치가 유지된다. 예를 들어, 렌즈 배럴은 복수의 강선에 의해 하우징의 바닥으로부터 일정 높이로 유지되거나 또는 AF 구동 또는 OIS 구동용 자석 및 코일에 의해 일정한 위치로 유지될 수 있다. 그러나 전술된 구조는 외부 충격에 의한 렌즈 배럴의 흔들림을 억제할 수 없으므로, 렌즈 배럴의 흔들림에 의한 카메라 모듈의 내부 소음 및 카메라 모듈의 고장이 발생할 수 있다.
참고로, 본 발명과 관련된 선행기술로는 특허문헌 1 내지 3이 있다.
KR 2017-0005399 A US 2019-0235205 A1 KR 2018-0015966 A
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 외부 충격에 의한 카메라 모듈의 내부 소음 및 카메라 모듈의 고장 또는 파손 현상을 경감시킬 수 있도록 구성된 카메라 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈은 하우징의 광축 방향을 따라 이동하도록 구성되는 가동 몸체; 상기 가동 몸체의 일면에 일체로 형성되어, 상기 가동 몸체의 강성을 증가시키도록 구성되는 보강 부재; 및 상기 보강 부재에 형성되어, 상기 하우징과 상기 가동 몸체 간의 충격을 경감시키도록 구성되는 제1완충 부재;를 포함한다.
본 발명은 외부 충격에 의한 카메라 모듈의 내부 소음 및 카메라 모듈의 고장 또는 파손 현상을 경감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 카메라 모듈의 분리 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 제1프레임의 분리 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 제1프레임의 결합 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 제1프레임의 단면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 카메라 모듈의 부분 결합 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 카메라 모듈의 저면 사시도이다.
도 8은 도 1에 도시된 카메라 모듈의 단면도이다.
도 9 및 도 10은 도 4에 도시된 가동 몸체의 단면도이다.
도 11은 다른 실시 예에 따른 카메라 모듈의 사시도이다.
도 12는 도 11에 도시된 카메라 모듈의 분리 사시도이다.
도 13은 도 12에 도시된 제1프레임의 분리 사시도이다.
도 14는 도 13에 도시된 제1프레임의 결합 사시도이다.
도 15는 도 14에 도시된 제1프레임의 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.
아울러, 명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 '연결'되어 있다 함은 이들 구성들이 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 구성을 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함하는 것을 의미한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1 및 도 2를 참조하여 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 구성을 설명한다.
본 실시 예에 따른 카메라 모듈(10)은 휴대용 전자제품에 장착될 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(10)은 휴대용 전화기, 노트북 등에 장착될 수 있다. 그러나 본 실시 예에 따른 카메라 모듈(10)의 사용범위가 전술된 전자제품으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 카메라 모듈(10)은 현금인출기(ATM), 양방향 방송을 위한 텔레비젼 등에 장착될 수도 있다.
카메라 모듈(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 하우징(100), 렌즈 배럴(160), 가동 몸체(200), 제1구동수단(300), 제2구동수단(400, 500)을 포함한다. 그러나 카메라 모듈(10)의 구성이 전술된 부재들로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 카메라 모듈(10)은 기판(120), 요크(140), 위치감지센서(610, 620, 630), 볼 베어링(640, 650, 660), 덮개 부재(700), 보강 부재(810), 쉴드 캔(900)을 더 포함할 수 있다.
하우징(100)은 상하면이 개방된 면체 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 하우징(100)은 대체로 육면체 형태로 구성될 수 있다. 하우징(100)의 3개의 측면은 부분적으로 절개된 형태일 수 있다. 절개된 측면을 통해서는 제1구동수단(300) 및 제2구동수단(400, 500)의 구동력이 가동 몸체(200)로 전달될 수 있다. 하우징(100)의 제1면의 내측에는 한 쌍의 제1안내 홈(102)이 형성될 수 있다. 제1안내 홈(102)은 하우징(100)의 높이 방향을 따라 길게 형성될 수 있다. 제1안내 홈(102)에는 제1볼 베어링(610)이 배치될 수 있다.
가동 몸체(200)는 하우징(100)의 내부에 배치된다. 가동 몸체(200)는 하우징(100)의 내부에서 광축 및 광축과 교차하는 방향으로 움직이도록 구성될 수 있다. 가동 몸체(200)는 복수의 부재로 구성될 수 있다. 예를 들어, 가동 몸체(200)는 제1프레임(210), 제2프레임(220), 제3프레임(230)으로 구성될 수 있다.
제1프레임(210)은 상하 방향이 개방되고, 2개의 폐쇄된 측면과 2개의 개방된 측면을 갖는 형태일 수 있다. 제1프레임(210)의 제1면에는 한 쌍의 제2안내 홈(212)이 형성될 수 있다. 제2안내 홈(212)에는 제1볼 베어링(640)이 배치될 수 있다. 제1프레임(210)은 하우징(100)의 내부에 배치된다. 제1프레임(210)은 하우징(100)에 대해 광축 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1프레임(210)은 제1볼 베어링(640)과 점 접촉 또는 선 접촉한 상태로 광축 방향으로 움직일 수 있다. 제1프레임(210)의 구동에 필요한 구동력은 제1구동 수단(300)에 의해 제공될 수 있다. 제1프레임(210)의 안쪽 네 모퉁이에는 제1홈(214)이 형성될 수 있다. 제1홈(214)은 길이방향을 갖는 형태일 수 있다. 예를 들어, 제1홈(214)은 광축과 교차하는 제1방향을 따라 길게 형성될 수 있다. 제1홈(214)에는 제2볼 베어링(650)이 배치될 수 있다.
제2프레임(220)은 상하 방향이 개방된 대체로 얇은 판 형태일 수 있다. 제2프레임(220)은 제1프레임(210)에 배치되며, 광축과 교차하는 제1방향으로 이동되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2프레임(220)은 제1프레임(210)과 제2프레임(220) 사이에 배치되는 제2볼 베어링(650)에 의해 광축과 교차하는 제1방향으로 움직일 수 있다. 제2프레임(220)의 구동에 필요한 구동력은 제2구동 수단(400)에 의해 제공될 수 있다. 제2프레임(220)에는 제2홈(224)과 제3홈(226)이 형성될 수 있다. 제2홈(224)은 제2프레임(220)의 하부에 형성되고, 제3홈(226)은 제2프레임(220)의 상부에 형성될 수 있다. 제2홈(224)은 광축과 교차하는 제1방향으로 길게 형성될 수 있다. 제2홈(224)은 제1홈(214)과 함께 제2볼 베어링(650)을 수용하기 위한 공간을 형성할 수 있다. 제3홈(226)은 광축 및 제1방향과 교차하는 제2방향으로 길게 형성될 수 있다.
제3프레임(230)은 상하 방향이 개방되고 소정의 높이를 갖는 형태일 수 있다. 제3프레임(230)은 제2프레임(220)에 배치되어 광축과 교차하는 제2방향으로 이동되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제3프레임(230)은 제2프레임(220)과 제3프레임(230) 사이에 배치되는 제3볼 베어링(660)에 의해 광축과 교차하는 제2방향으로 움직일 수 있다. 제3프레임(230)의 구동에 필요한 구동력은 제2구동 수단(400)에 의해 제공될 수 있다. 제3프레임(230)의 하부에는 제4홈(234)이 형성될 수 있다. 제4홈(234)은 광축과 교차하는 제2방향으로 길게 형성될 수 있다. 제4홈(234)은 제3홈(226)과 함께 제3볼 베어링(66)을 수용하기 위한 공간을 형성할 수 있다.
렌즈 배럴(160)은 제3프레임(230)과 결합할 수 있다. 렌즈 배럴(160)은 가동 몸체(200)에 의해 광축 방향 및 광축과 교차하는 방향으로 이동될 수 있다. 일 예로, 렌즈 배럴(160)은 제1프레임(210)에 의해 광축 방향으로 이동할 수 있다. 다른 예로, 렌즈 배럴(160)은 제2프레임(220)과 제3프레임(230)에 의해 광축과 교차하는 제1방향 및 제2방향으로 이동할 수 있다. 렌즈 배럴(160)의 광축 방향으로의 이동은 카메라 모듈(10)의 초점조정을 가능케 할 수 있고, 렌즈 배럴(160)의 광축과 교차하는 방향으로의 이동은 카메라 모듈(10)의 손떨림 보정 기능을 가능케 할 수 있다.
제1구동수단(300)은 가동 몸체(200)를 광축 방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1구동수단(300)은 제1프레임(210)의 광축 방향 이동에 필요한 구동력을 제공할 수 있다. 제1구동수단(300)은 제1구동코일(310)과 제1구동자석(320)을 포함할 수 있다. 제1구동코일(310)은 하우징(100)의 제1면에 배치되고, 제1구동자석(320)은 제1프레임(210)의 제1면에 배치될 수 있다. 하우징(100)의 제1면과 제1프레임(210)의 제1면은 상호 마주하도록 배치될 수 있다.
제2구동수단(400, 500)은 가동 몸체(200)를 광축과 교차하는 제1방향 및 제2방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2구동수단(400, 500)은 제2프레임(220) 및 제3프레임(230)의 이동에 필요한 구동력을 제공할 수 있다. 제2구동수단(400, 500)은 제2구동코일(410, 510)과 제2구동자석(420, 520)을 포함할 수 있다. 제2구동코일(410, 510)은 하우징(100)의 제2면 및 제3면에 각각 배치되고, 제2구동자석(420, 520)은 제3프레임(230)의 제2면 및 제3면에 각각 배치될 수 있다. 참고로, 하우징(100)의 제2면은 제3프레임(230)의 제2면과 마주하는 면이고, 하우징(100)의 제3면은 제3프레임(230)의 제3면과 마주하는 면이다.
카메라 모듈(10)은 구동수단(300, 400, 500)에 전류를 공급하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(10)은 기판(120)을 포함할 수 있다. 기판(120)은 제1구동수단(300) 및 제2구동수단(400, 500)의 구동에 필요한 전류를 공급하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 기판(120)은 제1구동코일(310)과 제2구동코일(410, 510)에 전류를 공급할 수 있다. 기판(120)은 제1구동코일(320)과 제2구동코일(410, 510)이 배치될 수 있는 공간을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 기판(120)은 하우징(100)의 제1면, 제2면, 제3면을 감싸는 형태로 배치되어, 하우징(100)에 제1구동코일(320)과 제2구동코일(410, 510)이 배치될 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 기판(120)의 일 측에는 요크(140)가 배치될 수 있다.
카메라 모듈(10)은 가동 몸체(200)의 위치를 감지하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(10)은 복수의 위치감지센서(610, 620, 630)를 포함할 수 있다. 제1위치감지센서(610)는 가동 몸체(200)의 광축 방향의 이동변위를 감지하고, 제2위치감지센서(620) 및 제3위치감지센서(630)는 가동 몸체(200)의 광축과 교차하는 방향의 이동변위를 감지할 수 있다. 위치감지센서(610, 620, 630)는 구동수단(300, 400, 500)으로부터 생성되는 자기장의 크기를 감지하는 홀 센서(Hall sensor) 형태일 수 있다. 그러나 위치감지센서(610, 620, 630)의 형태가 홀 센서로 한정되는 것은 아니다. 위치감지센서(610, 620, 630)는 구동코일(310, 410, 510)에 의해 둘러싸인 공간에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1위치감지센서(610)는 제1구동코일(310)의 안쪽에 배치되고, 제2위치감지센서(620) 및 제3위치감지센서(630)는 제2구동코일(410, 510)의 안쪽에 배치될 수 있다.
카메라 모듈(10)은 제1프레임(210) 내지 제3프레임(230)의 결속을 위한 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(10)은 제2프레임(220) 및 제3프레임(230)을 제1프레임(210)에 결속시키기 위한 덮개 부재(700)를 포함할 수 있다. 덮개 부재(700)는 제1프레임(210) 내지 제3프레임(230)이 적층된 상태에서 제1프레임(210)과 결합하여, 제1프레임(210)으로부터의 제2프레임(220) 및 제3프레임(230)의 이탈을 방지할 수 있다. 덮개 부재(700)에는 완충 부재(830)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 덮개 부재(700)의 상부에는 상방으로 돌출된 복수의 완충 부재(830)가 형성될 수 있다. 이와 같이 형성된 완충 부재(830)는 가동 몸체(200)와 쉴드 캔(900)의 충돌로 인한 충격을 경감시킬 수 있다.
카메라 모듈(10)은 전자파를 차폐하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(10)은 쉴드 캔(900)을 포함할 수 있다. 쉴드 캔(900)은 하우징(100), 가동 몸체(200), 및 덮개 부재(700)를 감싸는 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 카메라 모듈(10)의 외부 또는 내부에서 발생하는 유해 전자파는 쉴드 캔(900)에 의해 침입 또는 방출이 차단될 수 있다.
카메라 모듈(10)은 가동 몸체(200)의 강성 및 이동 안정성을 향상시키기 위한 구성을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(10)은 보강 부재(810)를 더 포함할 수 있다. 도 3 내지 도 5를 참조하여 보강 부재(810)를 상세히 설명한다.
보강 부재(810)는 가동 몸체(200)에 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 금속재질의 보강 부재(810)는 플라스틱재질인 가동 몸체(200)의 제1프레임(210)에 일체로 형성될 수 있다. 보강 부재(810)의 형성방법은 사출성형을 이용할 수 있다. 그러나 보강 부재(810)의 형성방법이 사출성향으로 한정되는 것은 아니다. 보강 부재(810)는 도 3에 도시된 바와 같이 제1프레임(810)의 바닥면과 대체로 동일 또는 유사한 형태로 형성될 수 있다. 보강 부재(810)는 제1프레임(810)의 바닥면 내부에 형성되어, 제1프레임(810)의 강성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 제1프레임(810)의 바닥면의 두께를 얇게 형성하더라도, 보강 부재(810)의 의해 제1프레임(810)의 강성이 충분히 확보될 수 있다.
보강 부재(810)에는 완충 부재(820)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 보강 부재(810)는 보강 부재(810)의 4개 모퉁이 부분에 형성될 수 있다. 보강 부재(810)에는 완충 부재(820)가 끼워질 수 있는 체결구멍(812)이 형성될 수 있다. 완충 부재(820)는 억지끼움방식으로 체결구멍(812)에 끼워지거나 또는 사출성형에 의해 보강 부재(810)와 일체로 형성될 수 있다. 완충 부재(820)는 제1프레임(210)에 가해지는 충격을 경감시킬 수 있다. 예를 들어, 완충 부재(820)는 제1프레임(210)과 하우징(100) 간의 충돌로 인한 충격에너지를 경감시킬 수 있다. 참고로, 제1프레임(210)에는 완충 부재(820)를 외부로 노출시키기 위한 구멍(218)이 형성될 수 있다.
도 4 및 도 5는 보강 부재(810)가 일체로 형성된 제1프레임(210)의 확대 사시도 및 부분 단면도이다.
보강 부재(810)는 제1프레임(210)의 바닥면에 일체로 형성된다. 보강 부재(810)의 일부분은 제1프레임(210)의 외측으로 돌출될 수 있다. 보강 부재(810)는 구동 수단에 의해 영향을 받지 않도록 비자성체로 구성될 수 있다.
완충 부재(820)는 도 5에 도시된 바와 같이 제1프레임(210)의 하방으로 돌출되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 완충 부재(820)는 제1프레임(210)의 구멍(218)을 통해 하방으로 돌출 형성될 수 있다. 완충 부재(820)는 보강 부재(810)에 의해 제1프레임(210)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 완충 부재(820)는 제1프레임(210)의 내부에 고정되는 보강 부재(810)에 의해 제1프레임(210)으로부터 이탈되지 않도록 고정될 수 있다. 보강 부재(810) 및 완충 부재(820)는 외부 충격을 흡수하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 완충 부재(820)에 가해지는 외부충격은 완충 부재(820)의 소성변형에 의해 1차적으로 경감되고, 보강 부재(810)의 휨 변형에 의해 2차적으로 경감될 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하여 완충 부재(820, 830)의 기능을 설명한다.
완충 부재(820, 830)는 가동 몸체(200)에 가해지는 충격을 경감시키도록 구성된다. 예를 들어, 완충 부재(830)는 가동 몸체(200)의 급격한 상방 이동에 의한 쉴드 캔(900)과의 충격을 경감시킬 수 있도록 상방으로 돌출 형성되고, 완충 부재(820)는 가동 몸체(200)의 급격한 하방 이동에 의한 하우징(100)과의 충격을 경감시킬 수 있도록 하방으로 돌출 형성될 수 있다.
다음에서는 도 8을 참조하여 가동 몸체(200)와 구동 수단(300, 400, 500)의 배치 형태를 설명한다.
구동 수단(300, 400, 500)은 가동 몸체(200)를 중심으로 하우징(100)의 제1면 내지 제3면에 순차적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1구동수단(300)은 하우징(100)의 제1면 및 제1프레임(210)의 제1면에 배치되고, 제2구동수단(400)은 하우징(100)의 제2면 및 제3프레임(230)의 제2면에 배치되고, 제2구동수단(500)은 하우징(100)의 제3면 및 제3프레임(230)의 제3면에 배치될 수 있다.
가동 몸체(200)는 구동수단(300, 400, 500)에 의해 광축 및 광축과 교차하는 방향으로 이동될 수 있다. 일 예로, 가동 몸체(200)는 제1구동수단(300: 310, 320)에 의해 광축(C-C) 방향으로 이동될 수 있다. 다른 예로, 가동 몸체(200)의 제2프레임(220) 및 제3프레임(230) 중 하나 이상은 제2구동수단(400, 500: 410, 420, 510, 520)의 합력에 의해 광축과 교차하는 제1방향 및 제2방향으로 이동할 수 있다.
다음은 도 9 및 도 10을 참조하여 제2프레임(220) 및 제3프레임(230)의 이동 구조를 설명한다.
가동 몸체(200)를 구성하는 제1프레임(210), 제2프레임(220), 및 제3프레임(230)은 도 9에 도시된 바와 같이 광축 방향으로 적층 결합할 수 있다. 제1프레임(210)은 제2프레임(220) 및 제3프레임(230)을 수용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2프레임(220) 및 제3프레임(230)은 제1프레임(210)의 내부에 수용된 상태로 광축과 교차하는 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다.
제1프레임(210) 내지 제3프레임(230)의 사이에는 볼 베어링(650, 660)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1프레임(210)과 제2프레임(220) 사이에는 제2볼 베어링(650)이 배치되고, 제2프레임(220)과 제3프레임(230) 사이에는 제3볼 베어링(660)이 배치될 수 있다.
제1프레임(210) 내지 제3프레임(230)에는 볼 베어링이 배치되기 위한 공간이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1프레임(210)의 상부에는 제1홈(214)이 형성되고, 제2프레임(220)의 상부 및 하부에는 제2홈(224, 226)이 형성되고, 제3프레임(230)의 하부에는 제3홈(234)이 형성될 수 있다.
제2프레임(220) 및 제3프레임(230)의 하부에 형성되는 홈(224, 234)의 길이는 제2프레임(220) 및 제3프레임(230)의 이동방향에 따라 다르게 형성될 수 있다. 예를 들어, 홈(224)의 제1방향의 길이(WY2)는 제2방향의 길이(WX1)보다 크고, 홈(234)의 제2방향의 길이(WX2)는 홈(234)의 제1방향의 길이(WY1)보다 클 수 있다. 아울러, 홈(224)의 제1방향의 길이(WY2)는 홈(214, 226, 234)의 제1방향의 길이(WY1)보다 크고, 홈(234)의 제2방향의 길이(WX2)는 홈(214, 224, 226)의 제2방향의 길이(WX1)보다 클 수 있다.
이와 같이 구성된 제2프레임(220)은 제1방향의 홈(224)의 길이가 제1프레임(210)의 제1방향의 홈(214)의 길이보다 크므로, 제1프레임(210)에 대한 상대적인 이동이 가능할 수 있다. 또한, 제3프레임(230)은 제2방향의 홈(234)의 길이가 제2프레임(220)의 제2방향의 홈(226)의 길이보다 크므로, 제2프레임(220)에 대한 상대적인 이동이 가능할 수 있다.
제2프레임(220)은 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 보강 부재(860)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2프레임(220)의 바닥에는 제2프레임(220)의 강도보강을 위한 보강 부재(860)가 일체로 형성될 수 있다.
다음에서는 도 11 내지 도 15를 참조하여 다른 실시 예에 따른 카메라 모듈을 설명한다. 참고로, 본 실시 예에 따른 카메라 모듈의 구동 구조는 전술된 실시 예에 따른 카메라 모듈과 동일하므로, 카메라 모듈의 구동 구조에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
카메라 모듈(10)은 하우징(100), 렌즈 배럴(160), 가동 몸체(200), 제1구동수단(300), 제2구동수단(400, 500)을 포함한다. 그러나 카메라 모듈(10)의 구성이 전술된 부재들로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 카메라 모듈(10)은 기판(120), 요크(140), 위치감지센서(610, 620, 630), 볼 베어링(640, 650, 660), 덮개 부재(700), 보강 부재(810), 쉴드 캔(900)을 더 포함할 수 있다.
하우징(100)은 상하면이 개방된 면체 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 하우징(100)은 대체로 육면체 형태로 구성될 수 있다. 하우징(100)의 3개의 측면은 부분적으로 절개된 형태일 수 있다. 절개된 측면을 통해서는 제1구동수단(300) 및 제2구동수단(400, 500)의 구동력이 가동 몸체(200)로 전달될 수 있다. 하우징(100)의 제1면의 내측에는 한 쌍의 제1안내 홈(102)이 형성될 수 있다. 제1안내 홈(102)은 하우징(100)의 높이 방향을 따라 길게 형성될 수 있다. 제1안내 홈(102)에는 제1볼 베어링(610)이 배치될 수 있다.
가동 몸체(200)는 하우징(100)의 내부에 배치된다. 가동 몸체(200)는 하우징(100)의 내부에서 광축 및 광축과 교차하는 방향으로 움직이도록 구성될 수 있다. 가동 몸체(200)는 복수의 부재로 구성될 수 있다. 예를 들어, 가동 몸체(200)는 제1프레임(210), 제2프레임(220), 제3프레임(230)으로 구성될 수 있다.
제1프레임(210)은 상하 방향이 개방되고, 2개의 폐쇄된 측면과 2개의 개방된 측면을 갖는 형태일 수 있다. 제1프레임(210)의 제1면에는 한 쌍의 제2안내 홈(212)이 형성될 수 있다. 제2안내 홈(212)에는 제1볼 베어링(640)이 배치될 수 있다. 제1프레임(210)은 하우징(100)의 내부에 배치된다. 제1프레임(210)은 하우징(100)에 대해 광축 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1프레임(210)은 제1볼 베어링(640)과 점 접촉 또는 선 접촉한 상태로 광축 방향으로 움직일 수 있다. 제1프레임(210)의 구동에 필요한 구동력은 제1구동 수단(300)에 의해 제공될 수 있다. 제1프레임(210)의 안쪽 네 모퉁이에는 제1홈(214)이 형성될 수 있다. 제1홈(214)은 길이방향을 갖는 형태일 수 있다. 예를 들어, 제1홈(214)은 광축과 교차하는 제1방향을 따라 길게 형성될 수 있다. 제1홈(214)에는 제2볼 베어링(650)이 배치될 수 있다.
제2프레임(220)은 상하 방향이 개방된 대체로 얇은 판 형태일 수 있다. 제2프레임(220)은 제1프레임(210)에 배치되며, 광축과 교차하는 제1방향으로 이동되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2프레임(220)은 제1프레임(210)과 제2프레임(220) 사이에 배치되는 제2볼 베어링(650)에 의해 광축과 교차하는 제1방향으로 움직일 수 있다. 제2프레임(220)의 구동에 필요한 구동력은 제2구동 수단(400)에 의해 제공될 수 있다. 제2프레임(220)에는 제2홈(224)과 제3홈(226)이 형성될 수 있다. 제2홈(224)은 제2프레임(220)의 하부에 형성되고, 제3홈(226)은 제2프레임(220)의 상부에 형성될 수 있다. 제2홈(224)은 광축과 교차하는 제1방향으로 길게 형성될 수 있다. 제2홈(224)은 제1홈(214)과 함께 제2볼 베어링(650)을 수용하기 위한 공간을 형성할 수 있다. 제3홈(226)은 광축 및 제1방향과 교차하는 제2방향으로 길게 형성될 수 있다.
제3프레임(230)은 상하 방향이 개방되고 소정의 높이를 갖는 형태일 수 있다. 제3프레임(230)은 제2프레임(220)에 배치되어 광축과 교차하는 제2방향으로 이동되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제3프레임(230)은 제2프레임(220)과 제3프레임(230) 사이에 배치되는 제3볼 베어링(660)에 의해 광축과 교차하는 제2방향으로 움직일 수 있다. 제3프레임(230)의 구동에 필요한 구동력은 제2구동 수단(400)에 의해 제공될 수 있다. 제3프레임(230)의 하부에는 제4홈(234)이 형성될 수 있다. 제4홈(234)은 광축과 교차하는 제2방향으로 길게 형성될 수 있다. 제4홈(234)은 제3홈(226)과 함께 제3볼 베어링(66)을 수용하기 위한 공간을 형성할 수 있다.
렌즈 배럴(160)은 제3프레임(230)과 결합할 수 있다. 렌즈 배럴(160)은 가동 몸체(200)에 의해 광축 방향 및 광축과 교차하는 방향으로 이동될 수 있다. 일 예로, 렌즈 배럴(160)은 제1프레임(210)에 의해 광축 방향으로 이동할 수 있다. 다른 예로, 렌즈 배럴(160)은 제2프레임(220)과 제3프레임(230)에 의해 광축과 교차하는 제1방향 및 제2방향으로 이동할 수 있다. 렌즈 배럴(160)의 광축 방향으로의 이동은 카메라 모듈(10)의 초점조정을 가능케 할 수 있고, 렌즈 배럴(160)의 광축과 교차하는 방향으로의 이동은 카메라 모듈(10)의 손떨림 보정 기능을 가능케 할 수 있다.
제1구동수단(300)은 가동 몸체(200)를 광축 방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1구동수단(300)은 제1프레임(210)의 광축 방향 이동에 필요한 구동력을 제공할 수 있다. 제1구동수단(300)은 제1구동코일(310)과 제1구동자석(320)을 포함할 수 있다. 제1구동코일(310)은 하우징(100)의 제1면에 배치되고, 제1구동자석(320)은 제1프레임(210)의 제1면에 배치될 수 있다. 하우징(100)의 제1면과 제1프레임(210)의 제1면은 상호 마주하도록 배치될 수 있다.
제2구동수단(400, 500)은 가동 몸체(200)를 광축과 교차하는 제1방향 및 제2방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2구동수단(400, 500)은 제2프레임(220) 및 제3프레임(230)의 이동에 필요한 구동력을 제공할 수 있다. 제2구동수단(400, 500)은 제2구동코일(410, 510)과 제2구동자석(420, 520)을 포함할 수 있다. 제2구동코일(410, 510)은 하우징(100)의 제2면 및 제3면에 각각 배치되고, 제2구동자석(420, 520)은 제3프레임(230)의 제2면 및 제3면에 각각 배치될 수 있다. 참고로, 하우징(100)의 제2면은 제3프레임(230)의 제2면과 마주하는 면이고, 하우징(100)의 제3면은 제3프레임(230)의 제3면과 마주하는 면이다.
카메라 모듈(10)은 구동수단(300, 400, 500)에 전류를 공급하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(10)은 기판(120)을 포함할 수 있다. 기판(120)은 제1구동수단(300) 및 제2구동수단(400, 500)의 구동에 필요한 전류를 공급하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 기판(120)은 제1구동코일(310)과 제2구동코일(410, 510)에 전류를 공급할 수 있다. 기판(120)은 제1구동코일(320)과 제2구동코일(410, 510)이 배치될 수 있는 공간을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 기판(120)은 하우징(100)의 제1면, 제2면, 제3면을 감싸는 형태로 배치되어, 하우징(100)에 제1구동코일(320)과 제2구동코일(410, 510)이 배치될 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 기판(120)의 일 측에는 요크(140)가 배치될 수 있다.
카메라 모듈(10)은 가동 몸체(200)의 위치를 감지하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(10)은 복수의 위치감지센서(610, 620, 630)를 포함할 수 있다. 제1위치감지센서(610)는 가동 몸체(200)의 광축 방향의 이동변위를 감지하고, 제2위치감지센서(620) 및 제3위치감지센서(630)는 가동 몸체(200)의 광축과 교차하는 방향의 이동변위를 감지할 수 있다. 위치감지센서(610, 620, 630)는 구동수단(300, 400, 500)으로부터 생성되는 자기장의 크기를 감지하는 홀 센서(Hall sensor) 형태일 수 있다. 그러나 위치감지센서(610, 620, 630)의 형태가 홀 센서로 한정되는 것은 아니다. 위치감지센서(610, 620, 630)는 구동코일(310, 410, 510)에 의해 둘러싸인 공간에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1위치감지센서(610)는 제1구동코일(310)의 안쪽에 배치되고, 제2위치감지센서(620) 및 제3위치감지센서(630)는 제2구동코일(410, 510)의 안쪽에 배치될 수 있다.
카메라 모듈(10)은 제1프레임(210) 내지 제3프레임(230)의 결속을 위한 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(10)은 제2프레임(220) 및 제3프레임(230)을 제1프레임(210)에 결속시키기 위한 덮개 부재(700)를 포함할 수 있다. 덮개 부재(700)는 제1프레임(210) 내지 제3프레임(230)이 적층된 상태에서 제1프레임(210)과 결합하여, 제1프레임(210)으로부터의 제2프레임(220) 및 제3프레임(230)의 이탈을 방지할 수 있다. 덮개 부재(700)에는 완충 부재(830)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 덮개 부재(700)의 상부에는 상방으로 돌출된 복수의 완충 부재(830)가 형성될 수 있다. 이와 같이 형성된 완충 부재(830)는 가동 몸체(200)와 쉴드 캔(900)의 충돌로 인한 충격을 경감시킬 수 있다.
카메라 모듈(10)은 전자파를 차폐하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(10)은 쉴드 캔(900)을 포함할 수 있다. 쉴드 캔(900)은 하우징(100), 가동 몸체(200), 및 덮개 부재(700)를 감싸는 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 카메라 모듈(10)의 외부 또는 내부에서 발생하는 유해 전자파는 쉴드 캔(900)에 의해 침입 또는 방출이 차단될 수 있다.
카메라 모듈(10)은 가동 몸체(200)의 강성 및 이동 안정성을 향상시키기 위한 구성을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(10)은 보강 부재(810) 및 보조 요크(840)를 더 포함할 수 있다. 도 13 내지 도 15를 참조하여 보강 부재(810) 및 보조 요크(840)를 상세히 설명한다.
보강 부재(810)는 가동 몸체(200)에 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 금속재질의 보강 부재(810)는 플라스틱재질인 가동 몸체(200)의 제1프레임(210)에 일체로 형성될 수 있다. 보강 부재(810)의 형성방법은 사출성형을 이용할 수 있다. 그러나 보강 부재(810)의 형성방법이 사출성향으로 한정되는 것은 아니다. 보강 부재(810)는 도 3에 도시된 바와 같이 제1프레임(810)의 바닥면과 대체로 동일 또는 유사한 형태로 형성될 수 있다. 보강 부재(810)는 제1프레임(810)의 바닥면 내부에 형성되어, 제1프레임(810)의 강성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 제1프레임(810)의 바닥면의 두께를 얇게 형성하더라도, 보강 부재(810)의 의해 제1프레임(810)의 강성이 충분히 확보될 수 있다.
보강 부재(810)에는 완충 부재(820)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 보강 부재(810)는 보강 부재(810)의 4개 모퉁이 부분에 형성될 수 있다. 보강 부재(810)에는 완충 부재(820)가 끼워질 수 있는 체결구멍(812)이 형성될 수 있다. 완충 부재(820)는 억지끼움방식으로 체결구멍(812)에 끼워지거나 또는 사출성형에 의해 보강 부재(810)와 일체로 형성될 수 있다. 완충 부재(820)는 제1프레임(210)에 가해지는 충격을 경감시킬 수 있다. 예를 들어, 완충 부재(820)는 제1프레임(210)과 하우징(100) 간의 충돌로 인한 충격에너지를 경감시킬 수 있다. 참고로, 제1프레임(210)에는 완충 부재(820)를 외부로 노출시키기 위한 구멍(218)이 형성될 수 있다.
보조 요크(840: 842, 844)는 제2프레임(210)의 제1면 내지 제3면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1보조 요크(842)는 제2프레임(210)의 제1면에 배치되고, 제2보조 요크(844)는 제2프레임(210)의 제2면 및 제3면에 각각 배치될 수 있다. 보조 요크(840)는 구동수단(300, 400, 500)의 구동력이 작용하는 방향을 따라 길게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1보조 요크(842)는 광축 방향으로 길게 형성되고, 제2보조 요크(844)는 광축과 교차하는 제1방향 및 제2방향으로 각각 길게 형성될 수 있다. 보조 요크(840)는 구동수단의 구동력을 향상시킬 수 있도록 자성체로 구성될 수 있다.
도 14 및 도 15는 보강 부재(810)가 일체로 형성된 제1프레임(210)의 확대 사시도 및 부분 단면도이다.
보강 부재(810)는 제1프레임(210)의 바닥면에 일체로 형성된다. 보강 부재(810)의 일부분은 제1프레임(210)의 외측으로 돌출될 수 있다. 보조 요크(840)는 구동수단(300, 400, 500)의 일부 구성과 상호작용할 수 있다. 예를 들어, 보조 요크(840)는 구동코일(310, 410, 510)과 상호작용하여 제1프레임(210)이 하우징(100)의 내부에서 안정적인 위치로 유지되게 할 수 있다.
완충 부재(820)는 도 15에 도시된 바와 같이 제1프레임(210)의 하방으로 돌출되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 완충 부재(820)는 제1프레임(210)의 구멍(218)을 통해 하방으로 돌출 형성될 수 있다. 완충 부재(820)는 보강 부재(810)에 의해 제1프레임(210)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 완충 부재(820)는 제1프레임(210)의 내부에 고정되는 보강 부재(810)에 의해 제1프레임(210)으로부터 이탈되지 않도록 고정될 수 있다. 보강 부재(810) 및 완충 부재(820)는 외부 충격을 흡수하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 완충 부재(820)에 가해지는 외부충격은 완충 부재(820)의 소성변형에 의해 1차적으로 경감되고, 보강 부재(810)의 휨 변형에 의해 2차적으로 경감될 수 있다.
본 발명은 이상에서 설명되는 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다. 예를 들어, 전술된 실시형태에 기재된 다양한 특징사항은 그와 반대되는 설명이 명시적으로 기재되지 않는 한 다른 실시형태에 결합하여 적용될 수 있다.
10 카메라 모듈
100 하우징
120 기판
140 요크
200 가동 몸체
210 제1프레임
220 제2프레임
230 제3프레임
300 제1구동수단
310 제1구동자석
320 제1구동코일
400, 500 제2구동수단
410, 510 제2구동코일
420, 520 제2구동자석
610 제1위치감지센서
620 제2위치감지센서
630 제3위치감지센서
640 제1볼 베어링
650, 660 제2볼 베어링
700 덮개 부재
810 보강 부재
820 제1완충 부재
830 제2완충 부재
840 보조 요크
900 쉴드 캔

Claims (15)

  1. 하우징 내에 구비되어 상기 하우징에 대해 광축 방향을 따라 이동하도록 구성되는 가동 몸체;
    상기 가동 몸체의 일면에 일체로 형성되고, 상기 광축에 나란한 방향으로 상기 하우징과 대향하는 부분에 구비되는 보강 부재; 및
    상기 보강 부재에 형성되어, 상기 하우징과 상기 가동 몸체 간의 충격을 경감시키도록 구성되는 제1완충 부재;
    를 포함하는 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보강 부재에는 상기 제1완충 부재가 끼워지기 위한 체결구멍이 형성되는 카메라 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가동 몸체는,
    상기 광축 방향으로 이동되도록 구성되는 제1프레임;
    상기 제1프레임에 배치되고, 상기 광축과 교차하는 제1방향으로 이동되도록 구성되는 제2프레임;
    상기 제2프레임에 배치되고, 상기 광축 및 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 이동되도록 구성되는 제3프레임;
    을 포함하는 카메라 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2프레임 및 상기 제3프레임이 상기 제1프레임으로부터 이탈되지 않도록 상기 제2프레임 및 상기 제3프레임이 장착된 상태에서 상기 제1프레임과 결합하는 덮개 부재;
    를 포함하는 카메라 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 덮개 부재에 형성되는 제2완충 부재를 포함하는 카메라 모듈.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1프레임과 상기 제2프레임 사이 및 상기 제2프레임과 상기 제3프레임 사이에 배치되는 볼 베어링;
    을 포함하는 카메라 모듈.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제1프레임을 광축 방향으로 이동시키는 제1구동수단; 및
    상기 제2프레임 및 상기 제3프레임을 광축과 교차하는 방향으로 이동시키는 제2구동수단;
    을 포함하는 카메라 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1구동수단은,
    상기 하우징의 제1면에 배치되는 제1구동코일; 및
    상기 제1프레임의 제1면에 배치되는 제1구동자석;
    을 포함하는 카메라 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2구동수단은,
    상기 하우징의 제2면 및 제3면에 배치되는 제2구동코일; 및
    상기 제3프레임의 제2면 및 제3면에 배치되는 제2구동코일;
    을 포함하는 카메라 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1구동코일 및 상기 제2구동코일이 배치되고, 상기 하우징의 제1면, 상기 하우징의 제2면, 상기 하우징의 제3면을 감싸도록 구성되는 기판을 포함하는 카메라 모듈.
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