KR102369440B1 - 렌즈 모듈 및 이를 구비하는 카메라 모듈 - Google Patents

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Abstract

내부 공간을 가지는 내부 공간을 가지는 캐리어와, 복수개의 렌즈군을 구비하며 상기 렌즈군 중 적어도 하나가 상기 캐리어의 길이 방향으로 이동되도록 상기 캐리어에 설치되는 렌즈부와, 상기 복수개의 렌즈군 중 적어도 2개의 렌즈군의 이동을 안내하도록 상기 렌즈군의 양측면에 각각 복수개가 배치되는 가이드부재를 구비하는 가이드 유닛 및 상기 가이드부재 각각에 복수개가 연결되며 형상 기억 합금으로 이루어지는 구동 와이어를 포함하며, 상기 이동되는 렌즈군 각각은 상기 캐리어의 양측에 배치되는 한 쌍의 가이드부재에 연결되며, 상기 가이드부재는 이동되는 렌즈군의 개수에 대응되는 복수개의 쌍으로 구성되는 렌즈 모듈이 개시된다.

Description

렌즈 모듈 및 이를 구비하는 카메라 모듈{Lens module and camera module have the same}
본 발명은 렌즈 모듈 및 이를 구비하는 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 등을 부가되고 있다.
그러나, 다양한 기능을 구현하기 위하여 카메라 모듈의 구조가 복잡해지고, 크기가 증가하게 되어 결국 카메라 모듈이 탑재되는 휴대용 전자기기의 크기도 커지게 되는 문제가 있다.
스마트폰 카메라 시장의 성장에 따라 OIS 구동 방식과 더불어 오토포커싱 (AF), 광학 줌 (Optical zoom) 등 기존 일반 수동 카메라의 기능을 소형화하여 집적하려는 시도가 지속적으로 이루어지고 있고, 이에 따른 구조 다변화에 따라 기존 OIS 방식 외 다른 OIS 구동 방식에 대한 수요가 발생하고 있는 실정이다.
보다 원활하게 렌즈가 이동될 수 있는 카메라 모듈이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 모듈은 내부 공간을 가지는 내부 공간을 가지는 캐리어와, 복수개의 렌즈군을 구비하며 상기 렌즈군 중 적어도 하나가 상기 캐리어의 길이 방향으로 이동되도록 상기 캐리어에 설치되는 렌즈부와, 상기 복수개의 렌즈군 중 적어도 2개의 렌즈군의 이동을 안내하도록 상기 렌즈군의 양측면에 각각 복수개가 배치되는 가이드부재를 구비하는 가이드 유닛 및 상기 가이드부재 각각에 복수개가 연결되며 형상 기억 합금으로 이루어지는 구동 와이어를 포함하며, 상기 이동되는 렌즈군 각각은 상기 캐리어의 양측에 배치되는 한 쌍의 가이드부재에 연결되며, 상기 가이드부재는 이동되는 렌즈군의 개수에 대응되는 복수개의 쌍으로 구성될 수 있다.
보다 원활하게 렌즈가 이동될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈 모듈의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈 모듈의 분해 사시도이다.
도 5 내지 도 18은 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈 모듈의 작동을 설명하기 위한 설명도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기(1)는 카메라 모듈(10)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 두 개의 카메라 모듈(10)이 장착된다.
본 실시예에서, 하나의 카메라 모듈(10)은 복수의 렌즈를 포함하고, 렌즈의 광축(Y축)이 휴대용 전자기기(1)의 두께 방향(Z축 방향, 휴대용 전자기기의 전면(Front Surface)에서 후면(Rear Surface)을 향하는 방향 또는 그 반대 방향)에 수직하는 방향을 향할 수 있다.
일 예로, 나머지 하나의 카메라 모듈(10)에 구비된 복수의 렌즈의 광축(Z축)은 휴대용 전자기기(1)의 두께 방향으로 형성될 수 있다(Z축 방향).
따라서, 카메라 모듈(10)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(10)은 AF, Zoom 및 OIS 기능 중 적어도 하나를 구비할 수 있다.
AF, Zoom 및 OIS 기능 등을 구비하는 카메라 모듈(10)은 다양한 부품이 구비되어야 하므로 일반적인 카메라 모듈에 비하여 카메라 모듈의 크기가 증가한다.
카메라 모듈(10)의 크기가 증가하게 되면 카메라 모듈(10)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(10)은 복수의 렌즈의 광축(Y축)이 휴대용 전자기기(1)의 두께 방향에 수직하도록 배치되므로, AF, Zoom 및 OIS 기능을 구비한 카메라 모듈(10)이 장착되더라도 휴대용 전자기기(1)를 소형화할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈(10)은 하우징(20)에 구비되는 반사모듈(30), 렌즈 모듈(100) 및 이미지 센서 모듈(미도시)을 포함한다.
반사모듈(30)은 광의 진행 방향을 변경하도록 구성된다. 일 예로, 카메라 모듈(10)을 상부에서 덮어주는 덮개(22)의 개구부(22a)를 통해 입사된 광은 반사모듈(30)을 통해 렌즈 모듈(100)로 향하도록 진행 방향이 바뀔 수 있다. 이를 위해 반사모듈(30)은 광을 반사하는 반사부재(미도시)를 구비할 수 있다.
개구부(22a)를 통해 입사된 광은, 반사모듈(30)에 의해 렌즈모듈(100)을 향하도록 경로가 바뀌게 된다. 가령, 카메라 모듈(10)의 두께 방향(Z축 방향)으로 입사된 광은 반사모듈(30)에 의해 광축(Y축) 방향과 대략 일치하도록 경로가 변경된다.
렌즈모듈(100)은 반사모듈(30)에 의해 진행 방향이 변경된 광이 통과되는 복수의 렌즈를 포함하며, 이미지 센서 모듈은 복수의 렌즈를 통과한 광을 전기신호로 변환하는 이미지센서(미도시) 및 이미지센서가 실장되는 인쇄회로기판(미도시)을 포함한다. 그리고, 이미지센서모듈은 렌즈모듈(100)에서 입사되는 광을 필터링하는 광학필터(미도시)를 포함할 수 있다. 광학필터(미도시)는 적외선 차단 필터일 수 있다.
하우징(20)의 내부공간에서, 렌즈모듈(100)을 중심으로 이의 전방에 반사모듈(30)이 구비되고, 렌즈모듈(100)의 후방에 이미지센서모듈이 구비된다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈 모듈의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈 모듈의 분해 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈 모듈(100)은 일예로서, 캐리어(110), 렌즈부(120), 렌즈 가이드 유닛(130), 구동와이어(140) 및 커버(160)를 포함하여 구성될 수 있다.
캐리어(110)는 내부 공간을 가지며, 렌즈부(120)는 캐리어(110)의 내부 공간에 배치된다. 일예로서, 캐리어(110)는 대략 양단부가 개방된 직육면체 박스 형상을 가질 수 있다. 캐리어(110)는 바닥판(111)과, 바닥판(111)과 대향 배치되는 덮개판(112) 및 캐리어(110)의 길이방향, 예를 들어 Y축 방향으로 배치되는 보조 안내홀(113a)을 구비하는 보조 가이드부재(113)를 구비할 수 있다. 일예로서, 보조 가이드부재(113)는 바닥판(110)과 덮개판(112)의 적어도 일측면에 착탈 가능하게 설치될 수 있다. 그리고, 보조 안내홀(113a)은 보조 가이드부재(113)의 중앙부에 길이 방향으로 배치될 수 있다. 또한, 보조 가이드부재(113)에는 후술할 가이드 유닛(130)의 가이드부재(132)와의 마찰을 감소시키기 위해 돌출 형성되는 단차부(113b)가 구비될 수 있다.
그리고, 캐리어(110)의 양단부는 개방된 상태일 수 있다.
바닥판(111)은 렌즈부(120)가 배치되는 지지부(111a)와, 지지부(111a)의 양측면으로부터 연장되며 구동 와이어(140)가 연결되는 설치바(111c)가 설치되는 장착부(112b)를 구비할 수 있다.
한편, 덮개판(112)에도 구동 와이어(140)가 연결되는 설치바(111c)가 설치되는 장착부(112b)를 구비할 수 있다.
한편, 도 2에는 보조 가이드부재(113)가 하나는 바닥판(111)과 덮개판(112)에 설치된 상태로 다른 하나는 바닥판(112)과 덮개판(112)으로부터 분리된 상태를 도시하고 있으나, 보조 가이드부재(113)는 양측에 배치되는 2개 모두 바닥판(111)과 덮개판(112)에 착탈 가능하게 설치될 수 있다.
여기서, 방향에 대한 용어를 정의하면, 캐리어(110)의 두께 방향은 도 3 및 도 4에 도시된 Z축 방향을 의미하고, 캐리어(110)의 길이 방향은 도 3 및 도 4에 도시된 Y축 방향을 의미하며, 캐리어(110)의 폭 방향은 도 3 및 도 4에 도시된 X축 방향을 의미한다.
렌즈부(120)는 복수개의 렌즈군으로 이루어질 수 있으며, 캐리어(110)의 내부 공간에 배치되도록 캐리어(110)에 설치될 수 있다. 일예로서, 렌즈부(120)는 캐리어(110)의 일단에 고정 설치되는 제1 렌즈군(121)과, 제1 렌즈군(121)의 일측에 배치되며 이동 가능하게 캐리어(110)에 설치되는 제2 렌즈군(122) 및 제2 렌즈군(122)의 일측에 배치되며 이동 가능하게 캐리어(110)에 설치되는 제3 렌즈군(123)를 구비할 수 있다.
한편, 제2,3 렌즈군(122,123)은 렌즈 가이드 유닛(130)에 연결되어 Y축 방향으로 이동될 수 있다. 이를 위해 제2,3 렌즈군(122,123)에는 렌즈 가이드 유닛(130)과의 연결을 위한 결합돌기(122a,123a)가 구비될 수 있다. 한편, 결합돌기(122a,123a)는 보조 안내홀(113a)을 관통하도록 배치된다. 이와 같이, 결합돌기(122a,123a)가 보조 안내홀(113a)을 따라 이동되도록 배치됨으로써 제2,3 렌즈군(122,123)이 Z축 방향으로 이동되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 제2,3 렌즈군(122,123)의 Y축 방향으로의 이동이 보다 안정적으로 이루어질 수 있다.
또한, 렌즈부(120)를 구성하는 제1,2,3 렌즈군(121,122,123) 중 적어도 어느 하나는 복수개의 렌즈를 구비할 수 있다.
렌즈 가이드 유닛(130)은 복수개의 렌즈군(121,122,123) 중 적어도 2개의 렌즈군(122,123)의 이동을 안내하도록 상기 렌즈군(121,122,123)의 양측면에 각각 복수개의 가이드부재(132)가 배치될 수 있다. 즉, 렌즈 가이드 유닛(130)은 렌즈부(120)에 연결되어 렌즈부(120)를 구성하는 일부의 렌즈군, 즉 제2,3 렌즈군(122,123)의 이동을 가이드 하는 역할을 수행한다. 가이드 유닛(130)의 가이드부재(132)는 상기 제2,3 렌즈군(122,123)의 일측면에 배치되는 제1 가이드부재(132a)와, 제1 가이드부재(132a)와 겹쳐지도록 배치되는 제2 가이드부재(132b)와, 상기 제2,3 렌즈군(122,123)의 타측면에 배치되는 제3 가이드부재(132c)와, 상기 제3 가이드부재(132c)와 겹쳐지도록 배치되는 제4 가이드부재(132d)를 구비할 수 있다. 그리고, 가이드부재(132)에는 제2,3 렌즈군(122,123)의 원활한 이동을 위한 개구부가 구비될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
한편, 제1 가이드부재(132a)에는 일방향으로 기울어지도록 배치되는 제1 경사 가이드홀(132a1)과, 제1 경사 가이드홀(132a1)에 이웃하여 배치되는 제1 개구부(132a2)가 구비될 수 있다. 그리고, 제2 가이드부재(132b)에는 제1 경사 가이드홀(132a1)의 경사진 방향과 반대방향인 타방향으로 기울어지도록 배치되며 제1 개구부(132a2)에 대향 배치되는 제2 경사 가이드홀(132b1)과, 제1 경사 가이드홀(132a1)에 대향 배치되는 제2 개구부(132b2)가 구비될 수 있다.
또한, 제3 가이드부재(132c)에는 일방향으로 기울어지도록 배치되는 제3 경사 가이드홀(132c1)과, 제3 경사 가이드홀(132c1)에 이웃하여 배치되는 제3 개구부(132c2)가 구비될 수 있다. 그리고, 제4 가이드부재(132d)에는 제3 경사 가이드홀(132c1)의 경사진 방향과 반대방향인 타방향으로 기울어지도록 배치되며 제3 개구부(132c2)에 대향 배치되는 제4 경사 가이드홀(132d1)과, 제3 경사 가이드홀(132c1)에 대향 배치되는 제4 개구부(132d2)가 구비될 수 있다.
일예로서, 제2 렌즈군(122)의 결합돌기(122a)는 보조 안내홀(113a)을 관통하여 제1,3 경사 가이드홀(132a1,132c1) 및 제2,4 개구부(132b2,132d2) 내에 배치된다. 이에 따라, 제1,3 가이드부재(132a,132c)의 승강에 따라 결합돌기(122a)는 보조 안내홀(113a)을 따라 이동되면서 제1,3 경사 가이드홀(132a1,132c1)을 따라 이동되며, 제2,4 개구부(132b2,132d2) 내에 배치되므로 제2,4 가이드부재(132b,132d)와 간섭되지 않을 수 있다. 따라서, 제2 렌즈군(122)의 이동이 보다 안정적으로 이루어질 수 있다. 다시 말해, 제2 렌즈군(122)이 캐리어(110)의 길이방향, 즉 Y축 방향으로만 이동될 수 있으면서 제2,4 가이드부재(132b,132d)와 간섭되지 않고 원활하게 이동될 수 있다.
그리고, 제3 렌즈군(123)의 결합돌기(123a)는 보조 안내홀(113a)을 관통하여 제2,4 경사 가이드홀(132b1,132d1) 및 제1,3 개구부(132a2,132c2) 내에 배치된다. 이에 따라, 제2,4 가이드부재(132b,132d)의 승강에 따라 결합돌기(123a)는 보조 안내홀(113a)을 따라 이동되면서 제2,4 경사 가이드홀(132b1,132d1)을 따라 이동되며, 제1,3 개구부(132a2,132c2) 내에 배치되므로 제1,3 가이드부재(132a,132c)와 간섭되지 않을 수 있다. 따라서, 제3 렌즈군(123)의 이동이 보다 안정적으로 이루어질 수 있다. 다시 말해, 제3 렌즈군(123)이 캐리어(110)의 길이방향, 즉 Y축 방향으로만 이동될 수 있으면서 제1,3 가이드부재(132a,132c)와 간섭되지 않고 원활하게 이동될 수 있다.
나아가, 제1 내지 제4 가이드부재(132a,132b,132c,132d)의 양단부에는 캐리어(110)로부터의 이탈을 방지하며 구동와이어(140)가 연결되는 연결구(132a4,132b4,132c4,132d4)가 구비될 수 있다. 일예로서, 연결구(132a4,132b4,132c4,132d4)는 제1 내지 제4 가이드부재(132a,132b,132c,132d)의 각 단부에 2개가 상,하로 배치되도록 구비될 수 있다. 제1, 3 가이드부재(132a,132c)의 연결구(132a4,132c4)는 캐리어(110)의 양단부에 지지되며, 제2,4 가이드부재(132b,132d)의 연결구(132b4,132b4)는 커버부재(150)의 양단부에 지지된다.
한편, 제1,3 가이드부재(132a,132c)는 제2 렌즈군(122)에 연결되어 제2 렌즈군(122)의 이동을 안내하며, 제2,4 가이드부재(132b,132d)는 제3 렌즈군(123)에 연결되어 제3 렌즈군(123)의 이동을 안내한다.
즉, 이동되는 렌즈군(122,123) 각각은 캐리어(110)의 양측에 배치되는 한 쌍의 가이드부재인 제1,3 가이드부재(132a,132c) 및 제2,4 가이드부재(132b,132d)에 연결되며, 가이드부재(132)는 이동되는 렌즈군의 개수에 대응되는 복수개의 쌍으로 구성될 있다. 본 실시예에서는 이동되는 렌즈군(122,123)이 두 개인 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이동되는 렌즈군의 개수가 증가하는 경우 가이드부재의 개수도 증가할 수 있다.
이와 같이, 한 쌍의 가이드부재인 제1,3 가이드부재(132a,132c) 및 제2,4 가이드부재(132b,132d)를 통해 별도로 제2,3 렌즈군(122,123)을 이동시킬 수 있으므로 제2,3 렌즈군(122,123)의 구동을 보다 자유롭게 조절할 수 있다.
구동와이어(140)는 렌즈부(120)를 이동시키기 위한 구동력을 발생시킨다. 일예로서, 구동와이어(140)는 가이드부재(132) 각각에 적어도 4개가 연결되며 형상 기억 합금으로 이루어질 수 있다.
구동 와이어(140)는 제1 가이드부재(132a)의 상단부에 상호 교차되도록 배치되며 일단이 제1 가이드부재(132a)의 상단부에 연결되는 제1,2 구동와이어(140a,140b)와, 제1,2 구동와이어(140a,140b)의 하부에 상호 교차되도록 배치되며 일단이 제1 가이드부재(132a)의 하단부에 연결되는 제3,4 구동와이어(140c,140d)를 구비할 수 있다.
또한, 구동 와이어는(140)는 제2 가이드부재(132b)의 상단부에 상호 교차되도록 배치되며 일단이 제2 가이드부재(132b)의 상단부에 연결되는 제5,6 구동와이어(140e,140f)와, 제5,6 구동와이어(140e,140f)의 하부에 상호 교차되도록 배치되며 일단이 제2 가이드부재(132b)의 하단부에 연결되는 제7,8 구동와이어(140g,140h)를 구비할 수 있다.
그리고, 구동 와이어(140)는 제3 가이드부재(132c)의 상단부에 상호 교차되도록 배치되며 일단이 제3 가이드부재(132c)의 상단부에 연결되는 제9,10 구동와이어(140i,140j)와, 제9,10 구동와이어(140i,140j)의 하부에 상호 교차되도록 배치되며 일단이 제3 가이드부재(132c)의 하단부에 연결되는 제11,12 구동와이어(140k,140l)를 구비할 수 있다.
나아가, 구동 와이어(140)는 제4 가이드부재(132d)의 상단부에 상호 교차되도록 배치되며 일단이 제4 가이드부재(132d)의 상단부에 연결되는 제13,14 구동와이어(140m,140n)와, 제13,14 구동와이어(140m,140n)의 하부에 상호 교차되도록 배치되며 일단이 제4 가이드부재(132d)의 하단부에 연결되는 제15,16 구동와이어(140o,140p)를 구비할 수 있다.
한편, 제1 내지 16 구동와이어(140a 내지 140p)는 일단이 가이드부재(132)의 연결구(132a4,132b4,132c4,132d4)에 연결되고 타단이 캐리어(110)의 설치바(111c)에 연결될 수 있다.
이와 같이, 형상 기억 합금으로 이루어지는 구동 와이어(140)의 신축에 따라 제1 내지 4 가이드부재(132a 내지 132d)가 승강되며, 이에 따라 렌즈부(120)의 제2,3 렌즈군(122,123)이 캐리어(110)에서 Y축 방향으로 이동될 수 있는 것이다.
커버부재(150)는 캐리어(110)의 전면과 후면에 결합되며 플레이트 형상을 가질 수 있다. 일예로서, 커버부재(150)의 양단부는 제2,4 가이드부재(132b,132d)의 연결구(132b4,132d4)에 접촉되며 제2,4 가이드부재(132b,132d)의 승강을 안내하는 역할을 수행한다. 또한, 커버부재(150)에는 제2,4 가이드부재(132b,132d)의 승강 시 제2,4 가이드부재(132b,132d)와의 접촉면적을 감소시키기 위한 돌출부(152)가 구비될 수 있다.
상기한 바와 같이, 제2,3 렌즈군(122,123)의 이동 거리를 증가시킬 수 있어 고배율 줌 기능의 화질 저하를 방지할 수 있다.
또한, 구동 와이어(140)를 통해 제2,3 렌즈군(122,123)을 이동시킴으로써 렌즈 모듈(100)의 소형화 및 박형화를 구현할 수 있다.
나아가, 캐리어(110)의 보조 가이드부재(113)와 렌즈 가이드 유닛(130)을 통해 제2,3 렌즈군(122,123)의 이동을 안내함으로써 안정적으로 제1,2 렌즈군(122,123)이 이동될 수 있다.
그리고, 가이드부재(132)에 구비되는 개구부를 통해 제2,3 렌즈군(122,123)의 이동이 보다 원활하게 이루어질 수 있다.
더하여, 구동 와이어(140)를 통해 렌즈 가이드 유닛(130)을 상,하부로 이동시켜 제2,3 렌즈군(122,123)을 광의 입사 방향으로 이동시킨다. 이에 따라, 변위량이 한정적인 형상 기억 합금으로 이루어지는 구동 와이어(140)를 통해서도 제2,3 렌즈군(122,123)의 이동 거리를 충분히 확보할 수 있으므로 고배율 줌 기능의 화질 저하를 방지할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈 모듈의 작동을 설명하기로 한다.
도 5 내지 도 18은 본 발명의 제1 실시예에 따른 렌즈 모듈의 작동을 설명하기 위한 작동 설명도이다.
먼저, 도 5 내지 도 10을 참조하여 자동 초점 조절을 위한 구동 시 렌즈 모듈의 작동에 대하여 살펴보면, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 구동 와이어(140)에 전원이 공급되지 않는 경우 제1 가이드부재(132a)의 하면은 캐리어(110)의 바닥판(111)에 인접 배치되고, 제2 가이드부재(132b)의 상면은 캐리어(110)의 덮개판(114)에 접하도록 배치된다. 그리고, 이때 제2 렌즈군(122)은 제1 렌즈군(121, 도 4 참조)에 인접 배치된다. 나아가, 제2 렌즈군(122)의 결합돌기(122a)는 보조 가이드부재(113)의 보조 안내홀(113a)을 관통하여 제1 가이드부재(132a)의 제1 경사 가이드홀(132a1)의 일단부에 배치되고, 제2 렌즈군(122)의 결합돌기(122a)의 끝단은 제2 가이드부재(132b)의 제2 개구부(132b2)에 배치된다. 그리고, 제3 렌즈군(123)의 결합돌기(123a)는 보조 가이드부재(113)의 보조 안내홀(113a)을 관통하여 제2 가이드부재(132b)의 제2 경사 가이드홀(132b1)의 일단부에 배치되고, 제1 가이드부재(132a)의 제1 개구부(132a2) 내에 배치된다.
이후, 구동 와이어(140) 중 제5 내지 8 구동 와이어(140e 내지 140h)에 전원이 공급되는 경우, 제5,6 구동와이어(140e,140f)는 신장되고, 제7,8 구동와이어(140g,140h)는 수축된다. 이에 따라, 제2 가이드부재(132b)는 하부측으로 이동되고 제1 가이드부재(132a)는 원래 위치를 유지한다. 이후, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 제2 가이드부재(132b)는 캐리어(110)의 중앙부, 즉 Z 축 방향으로 캐리어(110)의 중앙부에 배치된다. 이때, 제3 렌즈군(123)의 결합돌기(123a)는 제2 가이드부재(132b)의 제2 경사 가이드홀(132b1)의 중앙부에 배치된다. 그리고, 제3 렌즈군(123)의 이동 시 결합돌기(123a)는 보조 가이드부재(113)의 보조 안내홀(113a)을 따라 이동된다. 한편, 제2 가이드부재(132b)에는 제2 개구부(132b2)가 구비되므로 제2 가이드부재(132b)의 하강 시에도 제2 렌즈군(122)의 결합돌기(122a)와 간섭되지 않을 수 있다.
이후, 구동 와이어(140)에 계속적으로 전원이 공급되는 경우, 제5,6 구동와이어(140e,140f)는 계속적으로 신장되고, 제7,8 구동와이어(140g,140h)는 계속적으로 수축된다. 이에 따라, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 제2 가이드부재(132b)의 하면은 캐리어(110)의 바닥판(111)에 인접 배치되고, 제1 가이드부재(132a)와 제2 가이드부재(132b)는 중첩되도록 배치된다. 이때, 제3 렌즈군(123)의 결합돌기(123a)는 제2 가이드부재(132b)의 제2 경사 가이드홀(132b1)의 타단부에 배치되며, 보조 가이드부재(113)의 보조 안내홀(113a)의 끝단부 측에 배치된다. 그리고, 제2 가이드부재(132b)에는 제2 개구부(132b2)가 구비되므로 제2 가이드부재(132b)의 계속적인 하강 시에도 제2 렌즈군(122)의 결합돌기(122a)와 간섭되지 않을 수 있다.
이와 같이, 제2 가이드부재(132b)에는 제2 개구부(132b2)가 구비되므로 제2 가이드부재(132b)의 승강 시 제2 렌즈군(122)의 결합돌기(122a)가 제2 가이드부재(132b)와 간섭되지 않을 수 있다. 나아가, 제3 렌즈군(123)의 결합돌기(123a)가 보조 가이드부재(113)의 보조 안내홀(113a)을 관통하여 배치되며 보조 안내홀(113a)을 따라 이동되므로, 제3 렌즈군(123)의 Y축 방향으로의 이동을 방지할 수 있다.
한편, 상기에서는 제2 가이드부재(132b)의 동작에 대해서 설명하고 있으나, 제4 가이드부재(132d)도 제2 가이드부재(132b)와 동일하게 동작된다. 나아가, 제4 가이드부재(132d)에 연결되는 제13 내지 16 구동와이어(140m 내지 140p)도 제5 내지 8 구동와이어(140e 내지 140h)와 동일한 방식으로 동작된다.
이하에서는 줌 구동시의 렌즈 모듈의 작동에 대하여 설명하기로 한다.
먼저, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 구동 와이어(140)에 전원이 공급되지 않는 경우 제1 가이드부재(132a)의 하면은 캐리어(110)의 바닥판(111)에 인접 배치되고, 제2 가이드부재(132b)의 상면은 캐리어(110)의 덮개판(114)에 접하도록 배치된다. 그리고, 이때 제2 렌즈군(122)은 제1 렌즈군(121, 도 4 참조)에 인접 배치된다.
이후, 구동 와이어(140) 중 제1 내지 4 구동 와이어(140a 내지 140d)에 전원이 공급되는 경우, 제1,2 구동와이어(140a,140b)는 수축되고, 제3,4 구동와이어(140c,140d)는 신장된다. 이에 따라, 제1 가이드부재(132a)는 상부측으로 이동되고 제2 가이드부재(132b)는 원래 위치를 유지한다. 이에 따라, 제2 렌즈군(122)는 제1 렌즈군(121)로부터 이격된다. 이후, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이 제1 가이드부재(132a)는 캐리어(110)의 중앙부, 즉 Z 축 방향으로 캐리어(110)의 중앙부에 배치된다. 이때, 제2 렌즈군(122)의 결합돌기(122a)는 제1 가이드부재(132a)의 제1 경사 가이드홀(132a1)의 중앙부에 배치된다. 그리고, 제2 렌즈군(122)의 이동 시 결합돌기(122a)는 보조 가이드부재(113)의 보조 안내홀(113a)을 따라 이동된다. 한편, 제1 가이드부재(132a)에는 제1 개구부(132a2)가 구비되므로 제1 가이드부재(132a)의 하강 시에도 제3 렌즈군(123)의 결합돌기(123a)와 간섭되지 않을 수 있다.
이후, 구동 와이어(140)에 계속적으로 전원이 공급되는 경우, 제1,2 구동와이어(140a,140b)는 계속적으로 수축되고, 제3,4 구동와이어(140c,140d)는 계속적으로 신장된다. 이에 따라, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 제1 가이드부재(132a)의 상면은 캐리어(110)의 덮개판(112)에 인접 배치되고, 제1 가이드부재(132a)와 제2 가이드부재(132b)는 중첩되도록 배치된다. 이때, 제2 렌즈군(122)의 결합돌기(122a)는 제1 가이드부재(132a)의 제1 경사 가이드홀(132a1)의 타단부에 배치되며, 보조 가이드부재(113)의 보조 안내홀(113a)의 중앙부 측에 배치된다. 그리고, 제1 가이드부재(132b)에는 제1 개구부(132a2)가 구비되므로 제1 가이드부재(132a)의 계속적인 하강 시에도 제3 렌즈군(122)의 결합돌기(123a)와 간섭되지 않을 수 있다.
한편, 상기에서는 제1 가이드부재(132a)의 동작에 대해서 설명하고 있으나, 제3 가이드부재(132c)도 제1 가이드부재(132a)와 동일하게 동작된다. 나아가, 제3 가이드부재(132c)에 연결되는 제9 내지 12 구동와이어(140i 내지 140l)도 제1 내지 4 구동와이어(140a 내지 140d)와 동일한 방식으로 동작된다.
이하에서는 줌 구동과 자동 초점 조절 구동이 동시에 이루어지는 경우의 렌즈 모듈의 작동에 대하여 살펴보기로 한다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 구동 와이어(140)에 전원이 공급되지 않는 경우 제1 가이드부재(132a)의 하면은 캐리어(110)의 바닥판(111)에 인접 배치되고, 제2 가이드부재(132b)의 상면은 캐리어(110)의 덮개판(114)에 접하도록 배치된다. 그리고, 이때, 제2 렌즈군(122)은 제1 렌즈군(121, 도 4 참조)에 인접 배치된다. 나아가, 제2,3 렌즈군(122,123)의 결합돌기(122a,123a)는 보조 가이드부재(113)의 보조 안내홀(113a)을 관통하여 제1,2 가이드부재(132a,132b)의 제1,2 가이드홀(132a1,132b1)의 일단부에 배치된다. 그리고, 제2 렌즈군(122)의 결합돌기(122a)는 제2 가이드부재(132b)의 제2 개구부(132b2) 내에 배치되고, 제3 렌즈군(123)의 결합돌기(123a)는 제1 가이드부재(132a)의 제1 개구부(132a2) 내에 배치된다.
이후, 구동 와이어(140)에 전원이 공급되는 경우, 제1,2 구동와이어(140a,140b)는 수축되고, 제3,4 구동와이어(140c,140d)는 신장된다. 이에 따라, 제1 가이드부재(132a)는 상부측으로 이동된다. 또한, 제5,6 구동와이어(140e,140f)는 신장되고, 제7,8 구동와이어(140g,140h)는 수축된다. 이에 따라, 제2 가이드부재(132b)는 하부측으로 이동된다. 이후, 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이 제1,2 가이드부재(132a,132b)는 동일한 높이에 배치되어 상호 중첩되도록 배치된다. 이때, 제2,3 렌즈군(122,123)의 결합돌기(122a,123a)는 제1,2 가이드부재(132a,132b)의 제1,2 경사 가이드홀(132a1,132b1)의 중앙부에 배치된다. 그리고, 제2,3 렌즈군(122,123)의 결합돌기(122a,123a)는 이동 시 보조 가이드부재(113)의 보조 안내홀(113a)을 따라 이동된다.
한편, 제1 가이드부재(132a)에는 제1 개구부(132a2)가 구비되므로 제1 가이드부재(132a)의 상승 시에도 제3 렌즈군(123)의 결합돌기(123a)와 간섭되지 않을 수 있다. 그리고, 제2 가이드부재(132b)에는 제2 개구부(132b2)가 구비되므로 제2 가이드부재(132b)의 상승 시에도 제2 렌즈군(122)의 결합돌기(122a)와 간섭되지 않을 수 있다.
이후, 구동 와이어(140)에 계속적으로 전원이 공급되는 경우, 제1,2 구동와이어(140a,140b)는 계속적으로 수축되고, 제3,4 구동와이어(140c,140d)는 계속적으로 신장된다. 그리고, 제5,6 구동와이어(140e,140f)는 계속적으로 신장되고, 제7,8 구동와이어(140g,140h)는 계속적으로 수축된다. 이에 따라, 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 제2 가이드부재(132b)의 하면은 캐리어(110)의 바닥판(111)에 인접 배치되고, 제1 가이드부재(132a)의 상면은 캐리어(110)의 덮개판(114)에 접하도록 배치된다. 이때, 제2,3 렌즈군(122,123)의 결합돌기(122a,123a)는 제1,2 가이드부재(132a,132b)의 제1,2 경사 가이드홀(132a1,132b1)의 타단부에 배치된다. 그리고, 제2,3 렌즈군(122,123)의 결합돌기(122a,123a)는 이동 시 보조 가이드부재(113)의 보조 안내홀(113a)을 따라 이동된다.
나아가, 제1 가이드부재(132a)에는 제1 개구부(132a2)가 구비되므로 제1 가이드부재(132a)의 계속적인 상승 시에도 제3 렌즈군(123)의 결합돌기(123a)와 간섭되지 않을 수 있다. 그리고, 제2 가이드부재(132b)에는 제2 개구부(132b2)가 구비되므로 제2 가이드부재(132b)의 계속적인 상승 시에도 제2 렌즈군(122)의 결합돌기(122a)와 간섭되지 않을 수 있다.
이와 같이, 제2,3 렌즈군(122,123)의 결합돌기(122a,123a)가 보조 가이드부재(113)의 보조 안내홀(113a)을 관통하여 배치되며 보조 안내홀(113a)을 따라 이동되므로, 제2,3 렌즈군(122,123)의 Y축 방향으로의 이동을 방지할 수 있다. 나아가, 제1,2 가이드부재(132a,132b)에는 각각 제1,2 개구부(132a2,132b2)가 구비되므로 제2,3 렌즈군(122,123)의 이동 시 결합돌기(122a,123a)와 제1,2 가이드부재(132a,132b)가 간섭되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기에서는 제1,2 가이드부재(132a,132b)의 동작에 대해서 설명하고 있으나, 제3,4 가이드부재(132c,132d)도 제1,2 가이드부재(132a,132b)와 동일하게 동작된다. 즉, 제1 가이드부재(132a)와 제3 가이드부재(132c)가 동일하게 동작하며 제2 가이드부재(132c)와 제4 가이드부재(132d)가 동일하게 동작된다. 나아가, 제3,4 가이드부재(132c,132d)에 연결되는 제9 내지 16 구동와이어(140i 내지 140p)도 제1 내지 8 구동와이어(140a 내지 140h)와 동일한 방식으로 동작된다.
상기한 바와 같이, 제2,3 렌즈군(122,123)이 캐리어(110)의 길이 방향(즉, Y축 방향)으로 이동될 수 있으므로, 제2,3 렌즈군(122,123)의 이동 거리를 증가시킬 수 있어 고배율 줌 기능의 화질 저하를 방지할 수 있다.
또한, 구동 와이어(140)를 통해 제2,3 렌즈군(122,123)을 이동시킴으로써 렌즈 모듈(100)의 소형화 및 박형화를 구현할 수 있다.
나아가, 보조 가이드부재(113)와 렌즈 가이드 유닛(130)을 통해 제2,3 렌즈군(122,123)의 이동을 안내함으로써 안정적으로 제1,2 렌즈군(122,123)이 이동될 수 있다.
그리고, 가이드부재(132)에 구비되는 개구부를 통해 제2,3 렌즈군(122,123)의 이동 시 제2,3 렌즈군(122,123)의 결합돌기(122a,123a)와 가이드부재(132)가 간섭되는 것을 방지할 수 있다.
더하여, 구동 와이어(140)를 통해 렌즈 가이드 유닛(130)을 상,하부로 이동시켜 제2,3 렌즈군(122,123)을 광의 입사 방향으로 이동시킨다. 이에 따라, 변위량이 한정적인 형상 기억 합금으로 이루어지는 구동 와이어(140)를 통해서도 제2,3 렌즈군(122,123)의 이동 거리를 충분히 확보할 수 있으므로 고배율 줌 기능의 화질 저하를 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
100 : 렌즈 모듈
110 : 캐리어
120 : 렌즈부
130 : 렌즈 가이드 유닛
140 : 구동와이어
150 : 커버부재

Claims (17)

  1. 내부 공간을 가지는 캐리어;
    복수개의 렌즈군을 구비하며, 상기 렌즈군 중 적어도 하나가 상기 캐리어의 길이 방향으로 이동되도록 상기 캐리어에 설치되는 렌즈부;
    상기 복수개의 렌즈군 중 적어도 2개의 렌즈군의 이동을 안내하도록 상기 렌즈군의 양측면에 각각 복수개가 배치되는 가이드부재를 구비하는 가이드 유닛; 및
    상기 가이드부재 각각에 복수개가 연결되며 형상 기억 합금으로 이루어지는 구동 와이어;
    를 포함하며,
    상기 가이드부재는 상기 렌즈군의 일측면에 배치되는 제1 가이드부재와, 상기 제1 가이드부재와 겹쳐지도록 배치되는 제2 가이드부재와, 상기 렌즈군의 타측면에 배치되는 제3 가이드부재 및 상기 제3 가이드부재와 겹쳐지도록 배치되는 제4 가이드부재를 구비하며,
    상기 제1 가이드부재에는 일방향으로 기울어지도록 배치되는 제1 경사 가이드홀이 구비되고, 상기 제2 가이드부재에는 상기 제1 경사 가이드홀과 이격 배치며 제1 경사 가이드홀의 기울어진 방향과 반대인 타방향으로 기울어지도록 배치되는 제2 경사 가이드홀이 구비되며,
    상기 제1 가이드부재에는 상기 제2 경사 가이드홀에 대향 배치되는 제1 개구부가 구비되고, 상기 제2 가이드부재에는 상기 제1 경사 가이드홀에 대향 배치되는 제2 개구부가 구비되고,
    상기 제3 가이드부재에는 일방향으로 기울어지도록 배치되는 제3 경사 가이드홀이 구비되고, 상기 제4 가이드부재에는 상기 제3 경사 가이드홀과 이격 배치며 제3 경사 가이드홀의 기울어진 방향과 반대인 타방향으로 기울어지도록 배치되는 제4 경사 가이드홀이 구비되며,
    상기 제3 가이드부재에는 상기 제4 경사 가이드홀에 대향 배치되는 제3 개구부가 구비되고, 상기 제4 가이드부재에는 상기 제3 경사 가이드홀에 대향 배치되는 제4 개구부가 구비되고,
    상기 이동하는 렌즈군에는 상기 캐리어에 구비되는 보조 가이드 부재의 보조 안내홀을 관통하는 제1,2 결합돌기가 구비되며,
    상기 제1 결합돌기는 상기 제1, 3 경사 가이드홀과 상기 제2,4 개구부에 배치되고,
    상기 제2 결합돌기는 상기 제2,4 경사 가이드홀과 상기 제1,3 개구부에 배치되는 렌즈 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어는 상기 렌즈군의 이동 방향과 평행하게 배치되어 상기 렌즈군의 이동을 안내하는 상기 보조 안내홀이 구비되며 상기 렌즈군의 적어도 일측면에 배치되는 상기 보조 가이드부재를 구비하는 렌즈 모듈.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 구동 와이어는
    상기 제1 가이드부재의 상단부에 상호 교차되도록 배치되며 일단이 상기 제1 가이드부재의 상단부에 연결되는 제1,2 구동와이어와, 상기 제1,2 구동와이어의 하부에 상호 교차되도록 배치되며 일단이 상기 제1 가이드부재의 하단부에 연결되는 제3,4 구동와이어;
    상기 제2 가이드부재의 상단부에 상호 교차되도록 배치되며 일단이 상기 제2 가이드부재의 상단부에 연결되는 제5,6 구동와이어와, 상기 제5,6 구동와이어의 하부에 상호 교차되도록 배치되며 일단이 상기 제2 가이드부재의 하단부에 연결되는 제7,8 구동와이어;
    상기 제3 가이드부재의 상단부에 상호 교차되도록 배치되며 일단이 상기 제3 가이드부재의 상단부에 연결되는 제9,10 구동와이어와, 상기 제9,10 구동와이어의 하부에 상호 교차되도록 배치되며 일단이 상기 제3 가이드부재의 하단부에 연결되는 제11,12 구동와이어; 및
    상기 제4 가이드부재의 상단부에 상호 교차되도록 배치되며 일단이 상기 제4 가이드부재의 상단부에 연결되는 제13,14 구동와이어와, 상기 제13,14 구동와이어의 하부에 상호 교차되도록 배치되며 일단이 상기 제4 가이드부재의 하단부에 연결되는 제15,16 구동와이어;
    를 구비하는 렌즈 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 내지 4 가이드부재는 상기 캐리어의 상하 방향으로 승강하면서 상기 렌즈군의 이동을 안내하는 렌즈 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어는 바닥판과 상기 바닥판에 대향 배치되는 덮개판을 구비하며, 상기 바닥판과 상기 덮개판에는 상기 구동 와이어의 일단이 연결되는 설치바가 설치되는 장착부가 구비되는 렌즈 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 구동와이어의 일단은 상기 제1 내지 4 가이드부재에 구비되는 연결구에 연결되며, 타단은 상기 설치바에 연결되는 렌즈 모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈부는 상기 캐리어의 일단에 고정 설치되는 제1 렌즈군과, 광의 입사 방향을 따라 상기 제1 렌즈군의 후단에 배치되어 이동되는 제2 렌즈군과, 상기 제2 렌즈군의 후단에 배치되어 이동되는 제3 렌즈군을 구비하는 렌즈 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 렌즈군은 상기 제1,3 가이드부재에 연결되어 상기 제1,3 가이드부재의 승강에 따라 상기 캐리어의 길이 방향으로 이동되고, 상기 제3 렌즈군은 상기 제2,4 가이드부재에 연결되어 상기 제2,4 가이드부재의 승강에 따라 상기 캐리어의 길이 방향으로 이동되는 렌즈 모듈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 렌즈군은 상기 제1,3 가이드부재에 연결되며 상기 캐리어에 구비되는 보조 가이드부재의 보조 안내홀을 관통하도록 배치되는 결합돌기가 구비되며,
    상기 제3 렌즈군은 상기 제2,4 가이드부재에 연결되며 상기 캐리어에 구비되는 보조 가이드부재의 보조 안내홀을 관통하도록 배치되는 결합돌기가 구비되는 렌즈 모듈.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 보조 가이드 부재는 상기 캐리어에 착탈 가능하게 설치되는 렌즈 모듈.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈군의 양측면에 배치되도록 상기 캐리어에 결합되는 커버부재를 더 포함하는 렌즈 모듈.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 커버부재에는 상기 가이드부재의 승강 시 상기 가이드부재와의 접촉면적을 감소시키기 위한 돌출부가 구비되는 렌즈 모듈.
  17. 내부로 입사된 광의 경로를 변환시키는 반사모듈; 및
    상기 반사모듈에 의해 경로가 변환된 광이 통과하는 제1항, 제2항, 제7항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 렌즈 모듈;
    을 포함하는 카메라 모듈.
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