KR102319600B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈 모듈을 수용하는 캐리어; 상기 렌즈 모듈과 상기 캐리어를 수용하는 하우징; 상기 캐리어에 구비된 제1 마그네트와, 상기 하우징에 장착되는 제1 기판에 구비된 제1 코일을 포함하는 초점 조정부; 및 상기 렌즈 모듈에 구비된 제2 및 제3 마그네트와, 상기 캐리어에 장착되는 제2 기판에 구비된 제2 및 제3 코일을 포함하는 흔들림 보정부;를 포함하며, 상기 제1 마그네트와 상기 제1 코일은 광축 방향에 수직한 방향으로 마주보도록 배치되고, 상기 제2 및 제3 마그네트와 상기 제2 및 제3 코일은 상기 광축 방향에 수직한 방향으로 마주보도록 배치되며, 상기 제1 마그네트와 상기 제1 코일에 의한 구동력으로 상기 제2 및 제3 마그네트와 상기 제2 및 제3 코일이 함께 상기 광축 방향으로 이동되도록 구성될 수 있다.

Description

카메라 모듈{Camera module}
본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.
최근에는 스마트 폰을 비롯하여 태블릿 PC, 노트북 등의 이동통신 단말기에 카메라 모듈이 채용되고 있다.
또한, 카메라 모듈에는 초점 조정 및 흔들림 보정을 위하여 렌즈 모듈을 이동시키는 액츄에이터가 구비되고 있으며, 액츄에이터는 마그네트와 코일에 의한 구동력으로 렌즈 모듈을 광축 방향 및 광축에 수직한 방향으로 이동시킨다.
다만, 초점 조정 시에 렌즈 모듈이 광축 방향으로 이동되기 때문에 흔들림 보정용 마그네트와 코일의 상대적인 위치(광축 방향으로의 위치)도 가변되게 된다.
흔들림 보정용 마그네트와 코일의 상대적인 위치(광축 방향으로의 위치)가 가변될 경우, 흔들림 보정용 마그네트와 코일에 의한 구동력(광축에 수직한 방향으로의 구동력)을 정밀하게 제어하기 어려운 문제가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은, 흔들림 보정 및 초점 조정 성능을 향상시킬 수 있는 카메라 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈 모듈을 수용하는 캐리어; 상기 렌즈 모듈과 상기 캐리어를 수용하는 하우징; 상기 캐리어에 구비된 제1 마그네트와, 상기 하우징에 장착되는 제1 기판에 구비된 제1 코일을 포함하는 초점 조정부; 및 상기 렌즈 모듈에 구비된 제2 및 제3 마그네트와, 상기 캐리어에 장착되는 제2 기판에 구비된 제2 및 제3 코일을 포함하는 흔들림 보정부;를 포함하며, 상기 제1 마그네트와 상기 제1 코일은 광축 방향에 수직한 방향으로 마주보도록 배치되고, 상기 제2 및 제3 마그네트와 상기 제2 및 제3 코일은 상기 광축 방향에 수직한 방향으로 마주보도록 배치되며, 상기 제1 마그네트와 상기 제1 코일에 의한 구동력으로 상기 제2 및 제3 마그네트와 상기 제2 및 제3 코일이 함께 상기 광축 방향으로 이동되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈 모듈을 수용하는 캐리어; 상기 렌즈 모듈과 상기 캐리어를 수용하는 하우징; 상기 캐리어에 구비된 제1 마그네트 및, 상기 제1 마그네트와 광축 방향에 수직한 방향으로 마주보도록 배치된 제1 코일을 포함하는 초점 조정부; 및 상기 렌즈 모듈에 구비된 제2 및 제3 마그네트 및, 상기 제2 및 제3 마그네트와 상기 광축 방향에 수직한 방향으로 마주보도록 배치된 제2 및 제3 코일을 포함하는 흔들림 보정부;를 포함하며, 상기 제2 및 제3 코일이 구비된 기판은 상기 캐리어에 장착되고, 상기 제1 마그네트와 상기 제1 코일에 의한 구동력으로 상기 렌즈 모듈, 상기 캐리어, 상기 제2 및 제3 마그네트, 상기 제2 및 제3 코일 및 상기 기판이 함께 상기 광축 방향으로 이동되도록 구성되며, 상기 기판의 일부는 상기 하우징에 장착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 흔들림 보정 및 초점 조정 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략 분해 사시도이다.
도 3은 프레임의 사시도이다.
도 4는 프레임의 저면 사시도이다.
도 5는 제2 기판의 사시도이다.
도 6은 제2 기판의 측면도이다.
도 7 및 도 8은 제2 기판이 광축 방향으로 이동되는 모습을 도시한 도면이다.
도 9는 캐리어에 제2 기판이 장착된 상태의 저면 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에서 케이스가 제거된 상태의 측면도이다.
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.
또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 발명은 카메라 모듈(1)에 관한 것으로서, 이동 통신 단말기, 스마트 폰, 태블릿 PC 등의 휴대가능한 전자 기기에 구비될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략 분해 사시도이다.
또한, 도 3은 프레임의 사시도이고, 도 4는 프레임의 저면 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1)은 렌즈 모듈(200), 렌즈 모듈(200)을 이동시키는 렌즈 구동 장치, 렌즈 모듈(200)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서 모듈(600), 렌즈 모듈(200)과 렌즈 구동 장치를 수용하는 하우징(110), 하우징(110)과 결합되는 케이스(130)를 포함한다.
렌즈 모듈(200)은 렌즈 배럴(210)과 렌즈 홀더(230)를 포함할 수 있다.
렌즈 배럴(210)에는 피사체를 촬상하는 적어도 하나의 렌즈가 수용될 수 있다. 복수의 렌즈가 배치될 경우 복수의 렌즈는 광축을 따라 렌즈 배럴(210)의 내부에 장착된다. 렌즈 배럴(210)은 중공의 원통 형상일 수 있고, 렌즈 홀더(230)에 결합된다.
렌즈 구동 장치는 렌즈 모듈(200)을 이동시키는 장치이다.
일 예로, 렌즈 구동 장치는 렌즈 모듈(200)을 광축(Z축) 방향으로 이동시킴으로써 초점을 조정할 수 있고, 렌즈 모듈(200)을 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동시킴으로써 촬영 시의 흔들림을 보정할 수 있다.
렌즈 구동 장치는 초점을 조정하는 초점 조정부(400) 및 흔들림을 보정하는 흔들림 보정부(500)를 포함한다.
이미지 센서 모듈(600)은 렌즈 모듈(200)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 장치이다.
일 예로, 이미지 센서 모듈(600)은 이미지 센서(610) 및 이미지 센서(610)와 연결되는 인쇄회로기판(630)을 포함할 수 있고, 적외선 필터를 더 포함할 수 있다.
적외선 필터는 렌즈 모듈(200)을 통해 입사된 광 중에서 적외선 영역의 광을 차단하는 역할을 한다.
이미지 센서(610)는 렌즈 모듈(200)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환한다. 일 예로 이미지 센서(610)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)일 수 있다.
이미지 센서(610)에 의해 변환된 전기 신호는 휴대가능한 전자기기의 디스플레이 유닛을 통해 영상으로 출력된다.
이미지 센서(610)는 인쇄회로기판(630)에 고정되며, 와이어 본딩에 의하여 인쇄회로기판(630)과 전기적으로 연결된다.
렌즈 모듈(200)은 하우징(110)에 수용된다. 일 예로, 하우징(110)은 상부와 하부가 개방된 형상이며, 하우징(110)의 내부 공간에 렌즈 모듈(200)이 수용된다.
하우징(110)의 하부에는 이미지 센서 모듈(600)이 배치된다.
케이스(130)는 하우징(110)의 외부면을 감싸도록 하우징(110)과 결합하며, 카메라 모듈(1)의 내부 구성부품을 보호하는 기능을 한다.
도 2를 참조하여, 렌즈 구동 장치 중 초점 조정부(400)에 관하여 설명한다.
렌즈 구동 장치는 피사체에 초점을 맞추기 위하여 렌즈 모듈(200)을 이동시킨다.
일 예로, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈 모듈(200)을 광축(Z축) 방향으로 이동시키는 초점 조정부(400)를 구비한다.
초점 조정부(400)는, 렌즈 모듈(200)을 수용하는 캐리어(300) 및 렌즈 모듈(200)과 캐리어(300)를 광축(Z축) 방향으로 이동시키도록 구동력을 발생시키는 제1 마그네트(410) 및 제1 코일(430)을 포함한다.
제1 마그네트(410)는 캐리어(300)에 장착된다. 일 예로 제1 마그네트(410)는 캐리어(300)의 일 측면에 장착될 수 있다.
제1 코일(430)은 제1 기판(470)에 구비된다. 일 예로 제1 코일(430)은 제1 기판(470)의 일면에 구비될 수 있다. 제1 마그네트(410)와 제1 코일(430)이 광축(Z축)에 수직한 방향으로 마주보도록 제1 기판(470)은 하우징(110)의 측면에 장착된다.
하우징(110)은 4개의 측면을 구비하고, 4개의 측면 중 어느 하나의 측면에는 개구부(111)가 구비된다. 제1 기판(470)은 개구부(111)가 구비된 측면에 장착된다. 제1 기판(470)의 하부에는 접속부(471)가 구비되며, 제1 기판(470)은 접속부(471)를 통해 인쇄회로기판(630)과 연결된다.
제1 마그네트(410)는 캐리어(300)에 장착되어 캐리어(300)와 함께 광축(Z축) 방향으로 이동하는 이동부재이고, 제1 코일(430)은 하우징(110)에 고정된 고정부재이다.
제1 코일(430)에 전원이 인가되면, 제1 마그네트(410)와 제1 코일(430) 사이의 전자기적 영향력에 의하여 캐리어(300)를 광축(Z축) 방향으로 이동시킬 수 있다.
캐리어(300)에는 렌즈 모듈(200)이 수용되므로, 캐리어(300)의 이동에 의해 렌즈 모듈(200)도 광축(Z축) 방향으로 이동된다. 도 2를 참조로 후술하는 바와 같이, 캐리어(300)에는 프레임(310)과 렌즈 모듈(200)이 순차로 수용되어 있으므로, 캐리어(300)의 이동에 의해 프레임(310) 및 렌즈 모듈(200)도 광축(Z축) 방향으로 이동된다.
한편, 캐리어(300)에는 제1 마그네트(410)가 장착되므로, 제1 마그네트(410)도 캐리어(300)와 함께 광축(Z축) 방향으로 이동될 수 있다.
또한, 후술하는 바와 같이, 렌즈 모듈(200)에는 제2 마그네트(510a)와 제3 마그네트(530a)가 장착되므로, 제2 및 제3 마그네트(510a, 530a)도 렌즈 모듈(200)과 함께 광축(Z축) 방향으로 이동될 수 있다.
한편, 제2 및 제3 마그네트(510a, 530a)와 마주보도록 배치된 제2 및 제3 코일(510b, 530b)도 제1 마그네트(410)와 제1 코일(430)의 구동력에 의해 광축(Z축) 방향으로 이동될 수 있도록 구성된다.
캐리어(300)가 이동될 때, 캐리어(300)와 하우징(110) 사이의 마찰을 저감하도록 캐리어(300)와 하우징(110) 사이에 구름부재(B1)가 배치된다. 구름부재(B1)는 볼 형태일 수 있다.
구름부재(B1)는 제1 마그네트(410)의 양측에 배치된다.
요크(440)는 제1 마그네트(410)와 광축(Z축)에 수직한 방향으로 마주보도록 배치된다. 일 예로, 요크(440)는 제1 기판(470)의 타면에 장착된다. 따라서, 요크(440)는 제1 코일(430)을 사이에 두고 제1 마그네트(410)와 마주보도록 배치된다.
요크(440)와 제1 마그네트(410) 사이에는 광축(Z축)에 수직한 방향으로 인력이 작용한다.
따라서, 요크(440)와 제1 마그네트(410) 사이의 인력에 의해 구름부재(B1)는 캐리어(300) 및 하우징(110)과 접촉 상태를 유지할 수 있다.
또한, 요크(440)는 제1 마그네트(410)의 자기력이 집속되도록 하는 기능도 한다. 이에 따라, 누설 자속이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
일 예로, 요크(440)와 제1 마그네트(410)는 자기 회로(Magnetic circuit)를 형성한다.
본 발명은 렌즈 모듈(200)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 사용한다.
따라서, 폐루프 제어를 위하여 위치 센서(450)가 제공된다. 위치 센서(450)는 제1 마그네트(410)와 마주보도록 제1 코일(430)의 중앙에 형성된 중공부에 배치된다. 위치 센서(450)는 홀 센서일 수 있다.
다음으로, 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 구동 장치 중 흔들림 보정부(500)에 관하여 설명한다.
흔들림 보정부(500)는 이미지 촬영 또는 동영상 촬영 시 사용자의 손떨림 등의 요인에 의해 이미지가 번지거나 동영상이 흔들리는 것을 보정하기 위해 사용된다.
예를 들어, 흔들림 보정부(500)는 사용자의 손떨림 등에 의해 영상 촬영 시 흔들림이 발생할 때, 흔들림에 대응하는 상대변위를 렌즈 모듈(200)에 부여함으로써 흔들림을 보상한다.
일 예로, 흔들림 보정부(500)는 렌즈 모듈(200)을 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동시켜 흔들림을 보정한다.
흔들림 보정부(500)는 렌즈 모듈(200)의 이동을 가이드하는 프레임(310) 및 광축(Z축)에 수직한 방향으로 구동력을 발생시키는 제2 마그네트(510a)와 제2 코일(510b), 제3 마그네트(530a)와 제3 코일(530b)을 포함한다.
프레임(310)과 렌즈 홀더(230)는 캐리어(300) 내에 광축(Z축) 방향으로 순차로 배치되며, 렌즈 배럴(210)의 이동을 가이드하는 기능을 한다.
프레임(310)과 렌즈 홀더(230)는 렌즈 배럴(210)이 삽입될 수 있는 공간을 구비한다. 렌즈 배럴(210)은 렌즈 홀더(230)에 삽입 고정된다.
프레임(310)은 캐리어(300)와 렌즈 홀더(230) 사이에 배치되므로, 카메라 모듈의 광축 방향으로의 높이를 줄이기 위해서는 프레임(310)의 두께를 줄일 필요가 있다. 그러나, 프레임(310)의 두께를 줄일 경우 프레임(310)의 강성이 약화되어 외부 충격 등에 대한 신뢰성이 저하될 우려가 있다.
따라서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 프레임(310)에는 강성 보강을 위하여 보강판(330)이 구비될 수 있다.
일 예로, 보강판(330)은 인서트 사출에 의해 프레임(310)에 일체로 결합될 수 있다. 이 경우, 금형 내에 보강판(330)을 고정한 상태로 금형 내에 수지재를 주입함으로써 보강판(330)이 프레임(310)에 일체화되도록 제조할 수 있다.
보강판(330)은 프레임(310)의 내부에 배치되며, 보강판(330)의 일부는 프레임(310)의 외부로 노출된다.
일 예로, 보강판(330)의 상부면 일부(331)는 프레임(310)의 상부면으로부터 노출될 수 있고, 보강판(330)의 하부면 일부(333)는 프레임(310)의 하부면으로부터 노출될 수 있다. 보강판(330)의 측면에는 프레임(310)의 측면으로부터 노출되는 돌출부(335)가 마련될 수 있다.
이와 같이, 보강판(330)을 프레임(310)의 내부에 일체로 형성하면서도, 보강판(330)의 일부를 프레임(310)의 다양한 부분으로 노출시킴으로써, 보강판(330)과 프레임(310)의 결합력을 향상시킬 수 있고, 보강판(330)이 프레임(310)으로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 프레임(310)과 가까운 위치에는 제2 및 제3 마그네트(510a, 530a)가 배치된다. 따라서,흔들림 보정 시 제2 및 제3 마그네트(510a, 530a)의 이동이 방해받는 것을 방지하도록 보강판(310)은 비자성 금속일 수 있다.
프레임(310) 및 렌즈 홀더(230)는 제2 및 제3 마그네트(510a, 530a)와 제2 및 제3 코일(510b, 530b)에 의해 발생된 구동력으로 캐리어(300)에 대하여 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동된다.
제2 마그네트(510a)와 제2 코일(510b)은 광축(Z축)에 수직한 제1 축(X축) 방향으로 구동력을 발생시키고, 제3 마그네트(530a)와 제3 코일(530b)은 제1 축(X축)에 수직한 제2 축(Y축) 방향으로 구동력을 발생시킨다. 즉, 제2 마그네트(510a)와 제2 코일(510b)은 서로 마주보는 방향으로 구동력을 발생시키고, 제3 마그네트(530a)와 제3 코일(530b)도 서로 마주보는 방향으로 구동력을 발생시킨다.
여기서, 제2 축(Y축)은 광축(Z축)과 제1 축(X축)에 모두 수직한 축을 의미한다.
제2 및 제3 마그네트(510a, 530a)는 광축(Z축)에 수직한 평면에서 서로 직교하도록 배치되고, 제2 및 제3 코일(510b, 530b)도 광축(Z축)에 수직한 평면에서 서로 직교하도록 배치된다.
제2 및 제3 마그네트(510a, 530a)는 렌즈 홀더(230)에 장착된다.
렌즈 홀더(230)의 측면은 서로 수직한 제1 면과 제2 면을 포함하고, 제2 마그네트(510a)는 렌즈 홀더(230)의 제1 면에 배치되고, 제3 마그네트(530b)는 렌즈 홀더(230)의 제2 면에 배치된다.
제2 및 제3 코일(510b, 530b)은 제2 기판(550)에 구비될 수 있다. 일 예로, 제2 및 제3 코일(510b, 530b)은 제2 및 제3 마그네트(510a, 530a)와 마주보도록 제2 기판(550)의 일면에 구비될 수 있다.
제2 기판(550)은 캐리어(300)에 장착된다. 일 예로, 제2 기판(550)은 캐리어(300)의 두 측면에 장착될 수 있다.
캐리어(300)는 4개의 측면을 구비하고, 4개의 측면 중 적어도 두 측면에는 개구부(302, 303)가 구비된다. 제2 기판(550)은 개구부(302, 303)가 구비된 두 측면에 장착된다.
제1 코일(430)은 하우징(110)의 측면에 장착된 제1 기판(470)에 구비되고, 제2 및 제3 코일(510b, 530b)은 캐리어(300)의 측면에 장착된 제2 기판(550)에 구비되므로, 제2 및 제3 코일(510b, 530b)은 제1 코일(430)보다 렌즈 모듈(200)의 광축에 더 가깝게 배치될 수 있다.
흔들림 보정 시에, 제2 및 제3 마그네트(510a, 530a)는 렌즈 홀더(230)와 함께 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동되는 이동부재이고, 제2 및 제3 코일(510b, 530b)은 캐리어(300)에 고정된 고정부재이다.
한편, 캐리어(300)는 광축(Z축) 방향으로 이동 가능하므로, 제2 기판(550), 제2 및 제3 코일(510b, 530b)도 캐리어(300)와 함께 광축(Z축) 방향으로 이동될 수 있다. 즉, 초점 조정 시에 제2 기판(550), 제2 및 제3 코일(510b, 530b)은 캐리어(300)와 함께 광축(Z축) 방향으로 이동된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1)에는 프레임(310) 및 렌즈 홀더(230)를 지지하는 복수의 볼 부재가 제공된다. 복수의 볼 부재는 흔들림 보정과정에서 프레임(310), 렌즈 홀더(230) 및 렌즈 배럴(210)의 이동을 가이드하는 기능을 한다. 또한, 캐리어(300), 프레임(310) 및 렌즈 홀더(230) 간의 간격을 유지시키는 기능도 한다.
복수의 볼 부재는 제1 볼 부재(B2) 및 제2 볼 부재(B3)를 포함한다.
제1 볼 부재(B2)는 프레임(310), 렌즈 홀더(230) 및 렌즈 배럴(210)의 제1 축(X축) 방향으로의 이동을 가이드하고, 제2 볼 부재(B3)는 렌즈 홀더(230) 및 렌즈 배럴(210)의 제2 축(Y축) 방향으로의 이동을 가이드한다.
일 예로, 제1 볼 부재(B2)는 제1 축(X축) 방향으로의 구동력이 발생한 경우에 제1 축(X축) 방향으로 구름운동한다. 이에 따라, 제1 볼 부재(B2)는 프레임(310), 렌즈 홀더(230) 및 렌즈 배럴(210)의 제1 축(X축) 방향으로의 이동을 가이드한다.
제2 볼 부재(B3)는 제2 축(Y축) 방향으로의 구동력이 발생한 경우에 제2 축(Y축) 방향으로 구름운동한다. 이에 따라, 제2 볼 부재(B3)는 렌즈 홀더(230) 및 렌즈 배럴(210)의 제2 축(Y축) 방향으로의 이동을 가이드한다.
제1 볼 부재(B2)는 캐리어(300)와 프레임(310) 사이에 배치되는 복수의 볼 부재를 포함하고, 제2 볼 부재(B3)는 프레임(310)과 렌즈 홀더(230) 사이에 배치되는 복수의 볼 부재를 포함한다.
캐리어(300)와 프레임(310)이 서로 광축(Z축) 방향으로 마주보는 면 중 적어도 하나에는 제1 볼 부재(B2)를 수용하는 제1 가이드홈부(301)가 형성된다. 제1 가이드홈부(301)는 제1 볼 부재(B2)의 복수의 볼 부재에 대응되는 복수의 가이드홈을 포함한다.
제1 볼 부재(B2)는 제1 가이드홈부(301)에 수용되어 캐리어(300)와 프레임(310) 사이에 끼워진다.
제1 볼 부재(B2)는 제1 가이드홈부(301)에 수용된 상태에서, 광축(Z축) 및 제2 축(Y축) 방향으로의 이동이 제한되고, 제1 축(X축) 방향으로만 이동될 수 있다. 일 예로, 제1 볼 부재(B2)는 제1 축(X축) 방향으로만 구름운동 가능하다.
이를 위하여, 제1 가이드홈부(301)의 복수의 가이드홈 각각의 평면 형상은 제1 축(X축) 방향으로 길이를 갖는 직사각형일 수 있다.
프레임(310)과 렌즈 홀더(230)가 서로 광축(Z축) 방향으로 마주보는 면 중 적어도 하나에는 제2 볼 부재(B3)를 수용하는 제2 가이드홈부(311)가 형성된다. 제2 가이드홈부(311)는 제2 볼 부재(B3)의 복수의 볼 부재에 대응되는 복수의 가이드홈을 포함한다.
제2 볼 부재(B3)는 제2 가이드홈부(311)에 수용되어 프레임(310)과 렌즈 홀더(230) 사이에 끼워진다.
제2 볼 부재(B3)는 제2 가이드홈부(311)에 수용된 상태에서, 광축(Z축) 및 제1 축(X축) 방향으로의 이동이 제한되고, 제2 축(Y축) 방향으로만 이동될 수 있다. 일 예로, 제2 볼 부재(B3)는 제2 축(Y축) 방향으로만 구름운동 가능하다.
이를 위하여, 제2 가이드홈부(311)의 복수의 가이드홈 각각의 평면 형상은 제2 축(Y축) 방향으로 길이를 갖는 직사각형일 수 있다.
제1 축(X축) 방향으로 구동력이 발생하면, 프레임(310), 렌즈 홀더(230) 및 렌즈 배럴(210)이 함께 제1 축(X축) 방향으로 움직인다.
여기서, 제1 볼 부재(B2)는 제1 축(X축)을 따라 구름 운동한다. 이때, 제2 볼 부재(B3)의 움직임은 제한된다.
또한, 제2 축(Y축) 방향으로 구동력이 발생하면, 렌즈 홀더(230) 및 렌즈 배럴(210)이 제2 축(Y축) 방향으로 움직인다.
여기서, 제2 볼 부재(B3)는 제2 축(Y축)을 따라 구름 운동한다. 이때, 제1 볼 부재(B2)의 움직임은 제한된다.
본 발명은 흔들림 보정 과정에서 렌즈 배럴(210)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 사용한다.
따라서, 폐루프 제어를 위하여 위치 센서(510c, 530c)가 제공된다. 위치 센서(510c, 530c)는 2개가 제공되며, 제2 및 제3 마그네트(510a, 530a)와 마주보도록 제2 및 제3 코일(510b, 530b)의 중앙에 형성된 중공부에 하나씩 배치된다. 위치 센서(510c, 530c)는 홀 센서일 수 있다.
한편, 본 발명에는 흔들림 보정부(500)와 제1 및 제2 볼 부재(B2, B3)가 접촉 상태를 유지하도록 제1 요크 및 제2 요크(710, 730)가 제공된다.
제1 및 제2 요크(710, 730)는 캐리어(300)에 고정되고, 제2 및 제3 마그네트(510a, 530a)와 광축(Z축) 방향으로 마주보도록 배치된다.
따라서, 제1 및 제2 요크(710, 730)와 제2 및 제3 마그네트(510a, 530a) 사이에는 광축(Z축) 방향으로 인력이 발생한다.
제1 및 제2 요크(710, 730)와 제2 및 제3 마그네트(510a, 530a) 사이의 인력에 의하여 렌즈 홀더(230) 및 프레임(310)이 제1 및 제2 요크(710, 730)를 향하는 방향으로 가압되므로, 프레임(310) 및 렌즈 홀더(230)는 제1 및 제2 볼 부재(B2, B3)와 접촉 상태를 유지할 수 있다.
제1 및 제2 요크(710, 730)는 제2 및 제3 마그네트(510a, 530a)와의 사이에서 인력을 발생시킬 수 있는 재질이다. 일 예로, 제1 및 제2 요크(710, 730)는 자성체일 수 있다.
한편, 스토퍼(320)는 렌즈 홀더(230)의 상면 중 적어도 일부를 커버하도록 캐리어(300)에 결합된다.
스토퍼(320)는 외부 충격 등에 의하여 프레임(310) 및 렌즈 홀더(230)가 캐리어(300)의 외부로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 제2 기판의 사시도이고, 도 6은 제2 기판의 측면도이며, 도 7 및 도 8은 제2 기판이 광축 방향으로 이동되는 모습을 도시한 도면이다.
또한, 도 9는 캐리어에 제2 기판이 장착된 상태의 저면 사시도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에서 케이스가 제거된 상태의 측면도이다.
도 5를 참조하면, 제2 기판(550)은 연성회로기판일 수 있으며, 바디부, 연장부(553) 및 접속부(554)를 포함한다. 바디부는 제1 바디부(551) 및 제2 바디부(552)를 포함할 수 있다.
제1 바디부(551)의 일면에는 제2 코일(510b)이 구비되고, 제2 바디부(552)의 일면에는 제3 코일(530b)이 구비된다. 제1 바디부(551)와 제2 바디부(552)는 캐리어(300)의 측면 중 개구부(302, 303)가 구비된 측면에 장착된다.
제1 바디부(551)와 제2 바디부(552)는 'ㄱ' 형태의 평면 형상을 갖도록 서로 연결될 수 있다. 즉, 제1 바디부(551)와 제2 바디부(552)는 광축 방향에서 바라볼 때 'ㄱ' 형상일 수 있다.
연장부(553)는 제1 바디부(551) 및 제2 바디부(552) 중 어느 하나로부터 연장된다. 일 예로, 연장부(553)는 제1 바디부(551)로부터 연장될 수 있다.
연장부(553)는 하우징(110)과 캐리어(300) 사이에 배치될 수 있다. 하우징(110)과 캐리어(300)가 광축(Z축) 방향으로 마주보는 면 중 적어도 하나에는 연장부(553)가 삽입될 수 있는 홈부가 구비될 수 있다.
연장부(553)의 일측은 제1 바디부(551) 및 제2 바디부(552) 중 어느 하나로부터 연장되고, 연장부(553)의 타측은 하우징(110)에 장착될 수 있다.
접속부(554)는 연장부(553)의 끝단에 구비될 수 있다. 일 예로, 연장부(553)의 일측 끝단은 제1 바디부(551)와 연결되고, 연장부(553)의 타측 끝단은 접속부(554)와 연결될 수 있다. 연장부(553)의 타측 끝단에 구비된 접속부(554)는 하우징(110)에 장착될 수 있다.
접속부(554)는 외부(일 예로, 인쇄회로기판(630))로부터 전기 신호를 전달받는 구성일 수 있다.
접속부(554)는 하우징(110)의 측면에 구비된 개구부(111)를 통해 하우징(110) 바깥으로 인출될 수 있으며, 제2 기판(550)은 접속부(554)를 통해 인쇄회로기판(630)과 연결된다.
즉, 개구부(111)가 구비된 하우징(110)의 측면에 제1 기판(470)의 접속부(471)와 제2 기판(550)의 접속부(554)가 위치될 수 있다.
초점 조정 시에 제2 기판(550)은 캐리어(300)와 함께 광축(Z축) 방향으로 이동될 수 있다.
예를 들어, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 마그네트(410)와 제1 코일(430)의 구동력으로 캐리어(300)가 광축(Z축) 방향으로 이동될 때, 제2 기판(550)은 접속부(554)가 인쇄회로기판(630)에 연결된 상태로 광축(Z축) 방향으로 이동될 수 있다.
캐리어(300)가 광축(Z축) 방향으로 이동되면 연장부(553)가 제1 바디부(551)를 기준으로 광축(Z축) 방향으로 움직임으로써 제2 기판(550)에 가해지는 텐션을 최소화할 수 있다.
한편, 제2 기판(550)이 광축(Z축) 방향으로 이동될 때 발생하는 텐션의 영향을 최소화하도록 연장부(553)는 적어도 일부가 휘어진 형상을 가질 수 있다.
일 예로, 연장부(553)의 적어도 일부는 광축(Z축)에 수직한 방향 및/또는 광축(Z축) 방향으로 휘어지거나 접힌 형상을 가질 수 있다.
캐리어(300)는 렌즈 모듈(200)에 입사된 빛이 이미지 센서(610)에 수광되도록 빛을 통과시키는 관통홀(304)을 구비하며, 연장부(553)는 적어도 일부가 관통홀(304)의 둘레를 따라 휘어진 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1)은, 초점 조정 시에 렌즈 모듈(200)이 광축(Z축) 방향으로 이동되더라도 제2 마그네트(510a)와 제2 코일(510b)의 상대적인 위치(광축(Z축) 방향으로의 위치) 및 제3 마그네트(530a)와 제3 코일(530b)의 상대적인 위치(광축(Z축) 방향으로의 위치)가 가변되지 않도록 구성되므로, 흔들림 보정을 위한 구동력을 정밀하게 제어할 수 있다.
나아가, 흔들림 보정 시에 렌즈 모듈(200)이 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동되더라도 제1 마그네트(410)와 제1 코일(430)의 상대적인 위치(광축(Z축)에 수직한 방향으로의 위치)가 가변되지 않도록 구성되므로, 초점 조정을 위한 구동력을 정밀하게 제어할 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.
110: 케이스 130: 하우징
200: 렌즈 모듈 210: 렌즈 배럴
230: 렌즈 홀더 300: 캐리어
310: 프레임 400: 초점 조정부
500: 흔들림 보정부 600: 이미지 센서 모듈

Claims (16)

  1. 렌즈 모듈을 수용하는 캐리어;
    상기 렌즈 모듈과 상기 캐리어를 수용하는 하우징;
    상기 캐리어에 구비된 제1 마그네트와, 상기 하우징에 장착되는 제1 기판에 구비된 제1 코일을 포함하는 초점 조정부; 및
    상기 렌즈 모듈에 구비된 제2 및 제3 마그네트와, 상기 캐리어에 장착되는 제2 기판에 구비된 제2 및 제3 코일을 포함하는 흔들림 보정부;를 포함하며,
    상기 제1 마그네트와 상기 제1 코일은 광축 방향에 수직한 방향으로 마주보도록 배치되고,
    상기 제2 및 제3 마그네트와 상기 제2 및 제3 코일은 상기 광축 방향에 수직한 방향으로 마주보도록 배치되며,
    상기 제1 마그네트와 상기 제1 코일에 의한 구동력으로 상기 제2 및 제3 마그네트와 상기 제2 및 제3 코일이 함께 상기 광축 방향으로 이동되도록 구성된 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 기판은 상기 제1 마그네트와 상기 제1 코일에 의한 구동력으로 상기 광축 방향으로 이동 가능한 연장부를 구비하는 카메라 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연장부는 적어도 일부가 휘어진 형상인 카메라 모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 기판은 상기 제2 및 제3 코일이 구비된 바디부를 포함하고, 상기 연장부는 상기 바디부에서 연장되는 카메라 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 바디부는 상기 캐리어의 측면에 장착되고, 상기 연장부는 상기 캐리어와 상기 하우징 사이에 배치되는 카메라 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 캐리어는 빛을 통과시키는 관통홀을 구비하며, 상기 연장부는 적어도 일부가 상기 관통홀의 둘레를 따라 휘어진 형상인 카메라 모듈.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 연장부는 일측이 상기 바디부와 연결되고, 타측이 상기 하우징에 장착되며, 상기 연장부의 상기 타측에는 외부로부터 전기 신호를 전달받는 접속부가 구비되는 카메라 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 접속부는 상기 하우징의 측면에 구비된 개구부를 통해 상기 하우징의 바깥으로 인출되는 카메라 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 기판은 상기 하우징의 상기 측면에 장착되는 카메라 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 및 제3 코일은 상기 제1 코일보다 상기 렌즈 모듈의 광축에 더 가깝게 배치되는 카메라 모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 흔들림 보정부는 상기 렌즈 모듈의 이동을 가이드하는 프레임을 더 포함하고,
    상기 제2 마그네트 및 상기 제2 코일에 의한 구동력으로 상기 프레임 및 상기 렌즈 모듈이 함께 상기 광축 방향에 수직한 제1 축 방향으로 이동되는 카메라 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 프레임의 내부에는 보강판이 배치되며, 상기 보강판의 일부는 상기 프레임의 외부로 노출된 카메라 모듈.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제3 마그네트 및 상기 제3 코일에 의한 구동력으로 상기 렌즈 모듈이 상기 광축 방향에 수직한 제2 축 방향으로 이동되는 카메라 모듈.
  14. 렌즈 모듈을 수용하는 캐리어;
    상기 렌즈 모듈과 상기 캐리어를 수용하는 하우징;
    상기 캐리어에 구비된 제1 마그네트 및, 상기 제1 마그네트와 광축 방향에 수직한 방향으로 마주보도록 배치된 제1 코일을 포함하는 초점 조정부; 및
    상기 렌즈 모듈에 구비된 제2 및 제3 마그네트 및, 상기 제2 및 제3 마그네트와 상기 광축 방향에 수직한 방향으로 마주보도록 배치된 제2 및 제3 코일을 포함하는 흔들림 보정부;를 포함하며,
    상기 제2 및 제3 코일이 구비된 기판은 상기 캐리어에 장착되고,
    상기 제1 마그네트와 상기 제1 코일에 의한 구동력으로 상기 렌즈 모듈, 상기 캐리어, 상기 제2 및 제3 마그네트, 상기 제2 및 제3 코일 및 상기 기판이 함께 상기 광축 방향으로 이동되도록 구성되며,
    상기 기판의 일부는 상기 하우징에 장착된 카메라 모듈.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 기판은 상기 제2 코일이 구비된 제1 바디부, 상기 제3 코일이 구비된 제2 바디부, 및 상기 제1 바디부와 상기 제2 바디부 중 어느 하나로부터 연장되고 상기 캐리어와 상기 하우징 사이에 배치되는 연장부를 포함하는 카메라 모듈.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 연장부에는 외부로부터 전기 신호를 전달받는 접속부가 구비되고, 상기 접속부가 상기 하우징에 고정된 카메라 모듈.
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