KR102386054B1 - 카메라 모듈 및 이를 포함하는 전자기기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 하우징; 상기 하우징의 내부에 구비되는 초점조정유닛; 및 상기 하우징의 내부에 구비되는 흔들림보정유닛;을 포함하고, 상기 하우징에는, 상기 흔들림보정유닛을 광축에 교차하는 제1 방향과 광축 및 상기 제1방향에 교차하는 제2 방향으로 각각 이동하도록 구동력을 제공하는 흔들림보정 구동용 제1 마그네트 및 제2 마그네트와, 상기 초점조정유닛을 광축 방향으로 이동하도록 구동력을 제공하는 초점조정 구동용 코일이 구비되고, 상기 하우징에는, 상기 제1 마그네트, 상기 제2 마그네트 및 상기 초점조정 구동용 코일의 일면에 배치되는 제1 내지 제3 요크가 각각 구비될 수 있다.

Description

카메라 모듈 및 이를 포함하는 전자기기{CAMERA MODULE AND ELECTRONIC DEVICE INCLUDING THE SAME}

본 발명은 카메라 모듈 및 이를 포함하는 전자기기에 관한 것이다.

스마트 폰을 비롯하여 태블릿 PC, 노트북 등의 이동통신 단말기(전자기기)에 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(자계) 간섭에 의해 성능이 저하되는 문제가 발생하고 있다.

공개특허공보 제10-2017-0056387호

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 마그네트와 코일을 구비하는 새로운 구조의 액추에이터를 제공하고자 한다.

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

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

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 하우징; 상기 하우징의 내부에 구비되는 초점조정유닛; 및 상기 하우징의 내부에 구비되는 흔들림보정유닛;을 포함하고, 상기 하우징에는, 상기 흔들림보정유닛을 광축에 교차하는 제1 방향과 광축 및 상기 제1방향에 교차하는 제2 방향으로 각각 이동하도록 구동력을 제공하는 흔들림보정 구동용 제1 마그네트 및 제2 마그네트, 상기 초점조정유닛을 광축 방향으로 이동하도록 구동력을 제공하는 초점조정 구동용 코일 구비되고, 상기 하우징에는, 상기 제1 마그네트, 상기 제2 마그네트 및 상기 초점조정 구동용 코일의 일면에 배치되는 제1 내지 제3 요크가 각각 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 하우징; 상기 하우징의 일면에 구비되는 초점조정유닛; 및 상기 초점조정유닛의 일면에 구비되는 흔들림보정유닛;을 포함하고, 상기 초점조정유닛은, 상기 하우징에 구비되고 광축 방향으로 이동 가능한 캐리어를 포함하고, 상기 흔들림보정유닛은, 상기 캐리어의 광축 방향 상부에 구비되는 프레임과 상기 프레임의 광축 방향 상부에 구비되는 렌즈홀더를 포함하고, 상기 프레임과 렌즈홀더는 흔들림보정 구동용 코일과 마그네트에 의해 광축 방향과 교차하는 제1 및 제2 방향으로 각각 이동 가능하게 구비되고, 상기 흔들림보정유닛과 상기 캐리어는 선택적으로 제1 자성체와 제2 자성체를 구비하고, 상기 흔들림보정유닛은 상기 제1 자성체와 상기 제2 자성체의 인력에 의해 상기 캐리어의 바닥면에 지지되게 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기는, 화각이 상호 다른 복수의 카메라 모듈을 포함하고, 상기 복수의 카메라 모듈 중 적어도 어느 하나는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈인 복수의 카메라를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 마그네트와 코일을 이용하는 액츄에이터를 채용하면서도 자계 유출을 최소화 할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 다른 카메라 모듈을 인접하여 배치하더라도 자계 간섭이 최소화되어 복수의 카메라의 자유로운 배치가 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략 분해 사시도이고,
도 3은 도 1의 I-I'의 단면도이고,
도 4a는 도 1의 II-II'의 단면도이고,
도 4b는 다른 실시예에 따른 도 1의 II-II'의 단면도이고,
도 5a는 도 3의 A 부분의 개략 확대도이고,
도 5b는 도 4의 C 부분의 개략 확대도이고,
도 6은 도 4의 B 부분의 개략 확대도이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 액추에이터가 장착된 모습을 도시한 평면 개략도이고,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에서 렌즈모듈이 캐리어에 장착되는 모습을 도시한 분해사시도이고,
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈을 포함한 2개의 카메라 모듈이 설치되는 전자기기의 일 예를 도시한 참고도이고,
도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈을 포함한 3개 이상의 카메라 모듈이 설치되는 전자기기의 일 예를 도시한 참고도이다.

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 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것으로서, 이동 통신 단말기, 스마트 폰, 태블릿 PC 등의 휴대가능한 전자기기에 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 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 렌즈 배럴(200), 렌즈 배럴(200)을 이동시키는 렌즈 구동 장치(500), 렌즈 배럴(200)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서 유닛(600) 및 렌즈 배럴(200)과 렌즈 구동 장치(500)를 수용하는 하우징(120)과 케이스(110)를 포함한다.

하우징(120)은 중공의 박스 형상일 수 있으며, 가령, 다각(사각) 박스 형상일 수 있다. 그리고, 하우징(120)의 상부는 케이스(110)에 의해 덮어질 수 있다.

렌즈 배럴(200)은 피사체를 촬상하는 복수의 렌즈가 내부에 수용될 수 있도록 중공의 원통 형상일 수 있으며, 복수의 렌즈는 광축을 따라 렌즈 배럴(200)에 장착된다.

복수의 렌즈는 렌즈 배럴(200)의 설계에 따라 필요한 수만큼 배치되고, 각각의 렌즈는 동일하거나 상이한 굴절률 등의 광학적 특성을 가진다.

렌즈 구동 장치(500)는 렌즈 배럴(200)을 이동시키는 장치이다.

일 예로, 렌즈 구동 장치(500)는 렌즈 배럴(200)을 광축(Z축) 방향으로 이동시킴으로써 초점을 조정할 수 있고, 렌즈 배럴(200)을 광축(Z축)에 교차하는 방향, 더욱 상세하게는 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동시킴으로써 촬영 시의 흔들림을 보정할 수 있다.

렌즈 구동 장치(500)는 초점을 조정하는 초점 조정 유닛(300) 및 흔들림을 보정하는 흔들림 보정 유닛(400)을 포함한다.

이미지 센서 유닛(600)은 렌즈 배럴(200)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 장치이다.

일 예로, 이미지 센서 유닛(600)은 이미지 센서(610) 및 이미지 센서(610)와 연결되는 인쇄회로기판(620)을 포함할 수 있고, 광학 필터, 가령 적외선 필터를 더 포함할 수 있다.

필터는 렌즈 배럴(200)을 통해 입사된 광 중에서 특정 영역의 광을 차단하며, 가령 적외선 필터는 적외선 영역의 광을 차단하는 역할을 한다.

이미지 센서(610)는 렌즈 배럴(200)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환한다.

이미지 센서(610)에 의해 변환된 전기 신호는 휴대가능한 전자기기의 디스플레이 유닛을 통해 영상으로 출력된다. 이미지 센서(610)는 인쇄회로기판(620)에 고정되며, 와이어 본딩에 의하여 인쇄회로기판(620)과 전기적으로 연결된다.

렌즈 배럴(200)과 렌즈 구동 장치(500)는 하우징(120)에 수용된다. 일 예로, 하우징(120)은 상부와 하부가 개방된 형상이며, 하우징(120)의 내부 공간에 렌즈 배럴(200)과 렌즈 구동 장치(500)가 수용된다. 하우징(120)의 하부에는 이미지 센서 유닛(600)이 배치된다.

케이스(110)는 하우징(120)의 외부면을 감싸도록 하우징(120)과 결합하며, 카메라 모듈의 내부 구성부품을 보호하는 기능을 한다. 또한, 케이스(110)는 전자파를 차폐하는 기능을 할 수 있다. 일 예로, 카메라 모듈에서 발생된 전자파가 휴대가능한 전자기기 내의 다른 전자부품에 영향을 미치지 않도록 케이스(110)가 전자파를 차폐할 수 있다.

또한, 휴대가능한 전자기기에는 카메라 모듈 이외에 여러 전자부품이 장착되므로, 이러한 전자부품에서 발생된 전자파가 카메라 모듈에 영향을 미치지 않도록 케이스(110)가 전자파를 차폐할 수 있다.

케이스(110)는 금속재질로 제공되어 인쇄회로기판(620)에 구비되는 접지패드에 접지될 수 있으며, 이에 따라 전자파를 차폐할 수 있다.

도 3은 도 1의 I-I'의 단면도이고, 도 4a는 도 1의 II-II'의 단면도이고, 도 6은 도 4의 B 부분의 개략 확대도이다.

도 3, 도 4a, 도 4b 및 도 6을 추가로 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 구동 장치(500) 중 초점 조정 유닛(300)에 관하여 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 구동 장치(500)에서는 피사체에 초점을 맞추기 위하여 렌즈 배럴(200)을 이동시킨다.

일 예로, 본 발명은 렌즈 배럴(200)을 광축(Z축) 방향으로 이동시키는 초점 조정 유닛(300)을 구비한다.

초점 조정 유닛(300)은, 렌즈 배럴(200)을 수용하는 캐리어(310) 및 렌즈 배럴(200)과 캐리어(310)를 광축(Z축) 방향으로 이동시키도록 구동력을 발생시키는 초점 조정 구동부를 포함한다.

초점 조정 구동부는 마그네트(320a)와 코일(330a)을 포함한다. 마그네트(320a)와 코일(330a)은 광축(Z축)에 수직하는 방향으로 상호 대향하게 구비될 수 있다. 가령, 마그네트(320a)와 코일(330a)은 각각 선택적으로 캐리어(310)와 하우징(120)의 광축 방향과 나란한 면에 상호 대략 나란하게(평행하게) 구비될 수 있다.

마그네트(320a)는 캐리어(310)에 장착된다. 일 예로 마그네트(320a)는 캐리어(310)의 일면에 장착될 수 있다.

코일(330a)은 하우징(120)에 장착된다. 일 예로 코일(330a)은 기판(130)을 매개로 하우징(120)에 장착될 수 있다. 코일(330a)은 기판(130)을 매개로 하우징(120)에 고정되며, 하우징(120)에서 흔들림 보정 유닛(400)의 마그네트(451)과 마주보는 위치에 배치된다.

마그네트(320a)는 캐리어(310)에 장착되어 캐리어(310)와 함께 광축(Z축) 방향으로 이동하는 이동부재이고, 코일(330a)은 하우징(120)에 고정된 고정부재이다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고 마그네트(320a)와 코일(330a)의 위치를 서로 바꾸는 것도 가능하다.

코일(330a)에 전원이 인가되면, 마그네트(320a)와 코일(330a) 사이의 전자기적 영향력에 의하여 캐리어(310)를 광축(Z축) 방향으로 이동시킬 수 있다.

캐리어(310)에는 렌즈 배럴(200)이 수용되므로, 캐리어(310)의 이동에 의해 렌즈 배럴(200)도 광축(Z축) 방향으로 이동된다.

캐리어(310)가 이동될 때, 캐리어(310)와 하우징(120) 사이의 마찰을 저감하도록 캐리어(310)와 하우징(120) 사이에 구름부재(370)가 배치된다. 구름부재(370)는 볼 형태일 수 있다.

구름부재(370)는 마그네트(320a)의 양측에 배치된다.

하우징(120)에는 제1 요크(350)가 배치된다. 일 예로, 제1 요크(350)는 하우징(120)의 외부면에 부착될 수 있으며, 상세히는 코일(330a)을 사이에 두고 마그네트(320a)와 마주보도록 배치될 수 있다. 제1 요크(350)는 폭이나 높이가 마그네트(320a) 보다 크게 구비되어 마그네트(320a)의 전체를 감쌀 수 있다.

그리고, 제1 요크(350)와 마그네트(320a) 사이에는 광축(Z축)에 수직한 방향으로 인력이 작용한다. 따라서, 제1 요크(350)와 마그네트(320a) 사이의 인력에 의해 구름부재(370)는 캐리어(310) 및 하우징(120)과 접촉 상태를 유지하면서 지지될 수 있다.

또한, 제1 요크(350)는 마그네트(320a)의 자기력이 집속되도록 하는 기능도 수행할 수 있고, 초점 조정 구동부를 구성하는 마그네트(320a) 또는 코일(330a)의 의해 형성되는 자계(자기장)이 하우징(120)의 외부로 누설되는 것, 즉 자계 유출을 방지할 수 있다. 이에 따라, 인접하여 설치되는 다른 카메라 모듈이 초점 조정 구동부가 설치되는 면과 인접하더라도 본 발명의 초점 조정 구동부의 영향을 받지 않을 수 있다. 제1 요크(350)는 금속 또는 비금속 재질의 자성체로 구비될 수 있다.

본 발명은 렌즈 배럴(200)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 사용할 수 있다. 따라서, 폐루프 제어를 위하여 위치감지센서(360)가 필요하다. 위치감지센서(360)는 홀 센서일 수 있다.

위치감지센서(360)는 코일(330a)의 내측 또는 외측에 배치되며, 코일(330a)이 장착되는 기판(130)에 위치감지센서(360)가 장착될 수 있다.

카메라 모듈의 전원이 켜지면, 위치감지센서(360)에 의해 렌즈 배럴(200)의 초기 위치가 감지된다. 그리고, 렌즈 배럴(200)은 감지된 초기 위치로부터 초기 설정위치로 이동된다. 여기서, 초기 위치는 카메라 모듈의 전원이 켜졌을 때 렌즈 배럴(200)의 광축 방향으로의 위치를 의미할 수 있고, 초기 설정위치는 렌즈 배럴(200)의 초점이 무한대가 되는 위치를 의미할 수 있다.

렌즈 배럴(200)은 회로소자의 구동신호에 의해 초기 설정위치로부터 목표 위치까지 이동된다.

초점 조정 과정에서 렌즈 배럴(200)은 광축(Z축) 방향으로 전진 및 후진이 가능하다(즉, 양방향 이동이 가능하다).

도 4b는 다른 실시예에 따른 도 1의 II-II'의 단면도이다.

도 4b를 추가로 참고하면, 다른 실시예에 따른 카메라 모듈(2000)은 초점 조정 시에 충분한 구동력을 확보하기 위하여 마그네트(320b)와 코일(330b)이 추가로 구비될 수 있다. 코일(330b)은 기판(131)을 매개로 하우징에 고정될 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 캐리어(310)의 서로 다른 면에 각각 마그네트(320a, 320b)를 부착하고, 각각의 마그네트(320a, 320b)와 마주보도록 하우징(120)의 서로 다른 면에 각각 코일(330a, 330b)을 제공함으로써, 카메라 모듈을 슬림화 하더라도 초점 조정에 필요한 충분한 구동력을 확보할 수 있다.

한편, 다른 실시예에 따른 카메라 모듈(2000)은 코일(330b)의 이면에 별도의 요크를 구비하거나 구비하지 않을 수 있다. 그리고, 요크가 구비되는 경우에는 캐리어(310)와 하우징(120)의 사이에는 볼 부재가 개재될 수 있다. 이 경우에는, 가령, 하우징이 사각 박스 형상인 경우에 모든 측면이 요크에 의해 덮여질 수 있다.

도 3은 도 1의 I-I'의 단면도이고, 도 4a는 도 1의 II-II'의 단면도이고, 도 5a는 도 3의 A 부분의 개략 확대도이고, 도 5b는 도 4의 C 부분의 개략 확대도이다.

도 3, 도 4a, 도 5a 및 도 5b를 추가로 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 흔들림 보정 유닛에 대해 설명한다.

흔들림 보정 유닛(400)은 이미지 촬영 또는 동영상 촬영 시 사용자의 손떨림 등의 요인에 의해 이미지가 번지거나 동영상이 흔들리는 것을 보정하기 위해 사용된다.

예를 들어, 흔들림 보정 유닛(400)은 사용자의 손떨림 등에 의해 영상 촬영 시 흔들림이 발생할 때, 흔들림에 대응하는 상대변위를 렌즈 배럴(200)에 부여함으로써 흔들림을 보상한다.

일 예로, 흔들림 보정 유닛(400)은 렌즈 배럴(200)을 포함하는 렌즈모듈을 광축(Z축)에 교차하는 방향, 더욱 상세하게는 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동시켜 흔들림을 보정한다. 여기서, 렌즈모듈은 렌즈 배럴(200)과 렌즈 홀더(420)를 포함할 수 있다.

흔들림 보정 유닛(400)은 렌즈 배럴(200)의 이동을 가이드하는 가이드부재 및 가이드부재를 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동시키도록 구동력을 발생시키는 흔들림 보정 구동부를 포함한다.

가이드부재는 프레임(410) 및 렌즈 홀더(420)를 포함한다. 프레임(410)과 렌즈 홀더(420)는 캐리어(310) 내부에 광축(Z축) 방향으로 배치되며, 렌즈 배럴(200)의 이동을 가이드하는 기능을 한다.

프레임(410)과 렌즈 홀더(420)는 렌즈 배럴(200)이 삽입될 수 있는 공간을 구비한다. 렌즈 배럴(200)은 렌즈 홀더(420)에 고정된다(도 2 참고).

흔들림 보정 구동부에서 발생된 구동력에 의하여 프레임(410) 및 렌즈 홀더(420)는 캐리어(310) 내에서 광축(Z축)에 교차(수직)하는 방향으로 이동된다.

흔들림 보정 구동부는 제1 흔들림 보정 구동부(440)와 제2 흔들림 보정 구동부(450)를 포함하고, 제1 및 제2 흔들림 보정 구동부(440, 450)는 각각 마그네트(441, 451)와 코일(442, 452)을 포함한다.

제1 흔들림 보정 구동부(440)는 광축(Z축)에 수직한 제1 축(X축) 방향으로 구동력을 발생시키고, 제2 흔들림 보정 구동부(450)는 제1 축(X축)에 수직한 제2 축(Y축) 방향으로 구동력을 발생시킨다.

여기서, 제2 축(Y축)은 광축(Z축)과 제1 축(X축)에 모두 수직한 축을 의미한다.

제1 흔들림 보정 구동부(440)와 제2 흔들림 보정 구동부(450)는 광축(Z축)에 수직한 평면에서 서로 직교하도록 배치된다. 일 예로, 제1 흔들림 보정 구동부(440)의 마그네트(441)와 제2 흔들림 보정 구동부(450)의 마그네트(451)는 광축(Z축)에 수직한 평면에서 서로 직교하도록 배치된다.

제1 및 제2 흔들림 보정 구동부(440, 450)의 코일들(442, 452)은 렌즈 홀더(420)에 장착되고, 코일들(442, 452)과 각각 마주보는 마그네트들(441, 451)은 하우징(120)에 장착된다. 코일들(442, 452)과 마그네트들(441, 451)은 광축과 대략 나란하게 배치될 수 있고, 이들은 상호 광축에 대략 교차(수직)하는 방향으로 대향하게 배치될 수 있다.

가령, 코일들(442, 452)은 기판(430-430a,430b)을 매개로 렌즈 홀더(420)에 장착되고, 마그네트들(441, 451)은 코일들(442, 452)과 각각 대향하게 하우징(120)에 장착된다. 물론, 위치감지센서들(443, 453)은 코일들(442, 452)의 내부 또는 옆에 인접하게 각각 기판(430)에 구비될 수 있다.

코일들(442, 452)은 렌즈 홀더(420)와 함께 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동되는 이동부재이고, 마그네트들(441, 451)은 하우징(120)에 고정된 고정부재이다. 물론, 위치감지센서들(443, 453)이 구비되는 경우에는 이들도 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동되는 이동부재이다.

하우징(120)에는 요크들(445, 455)이 배치된다. 일 예로, 요크들(445, 455)은 하우징(120)의 외부면에 부착될 수 있으며, 상세히는 마그네트들(441, 451)을 외부에서 감싸도록 마그네트들(441, 451)의 외부면과 밀착하게 또는 간격을 갖도록 하우징(120)에 부착될 수 있다. 요크들(445, 455)는 폭이나 높이가 마그네트들(441, 451) 보다 크게 구비되어 마그네트들(441, 451)의 전체를 감쌀 수 있다.

본 실시예에서 코일들(442, 452)은 이동부재에 구비되고 마그네트들(441, 451)은 고정부재에 구비되므로, 고정부재인 하우징(120)에 요크들(445, 455)이 구비되더라도 이동부재인 렌즈 홀더(420)를 당기는 힘이 발생되지 않을 수 있다. 이에 따라 흔들림 보정 유닛(400)을 구비하더라도 하우징(120)의 외부로 자계유출이 발생하지 않는 카메라 모듈을 구현할 수 있다.

상세히 설명하면, 요크들(445, 455)은 마그네트들(441, 451)의 자기력이 집속되도록 하는 기능도 수행할 수 있고, 흔들림 보정 구동부를 구성하는 마그네트들(441, 451) 또는 코일들(442, 452)의 의해 형성되는 자계(자기장)가 하우징(120)의 외부로 누설되는 것, 즉 자계 유출을 방지할 수 있다.

이에 따라, 인접하여 설치되는 다른 카메라 모듈이 흔들림 보정 구동부가 설치되는 면과 인접하더라도 본 발명의 흔들림 보정 조정 구동부의 영향을 받지 않을 수 있다. 요크들(445, 455)은 금속 또는 비금속 재질의 자성체로 구비될 수 있다.

한편, 본 실시예에서 코일들(442, 452)은 이동부재인 렌즈홀더(420)에 구비되므로, 코일들(442, 452)이 실장되는 기판(430)도 렌즈홀더(420)와 함께 광축 방향에 수직한 방향으로 이동한다.

이에 따라 기판(430)에 신호와 전원을 공급하도록 기판(430)에서 연장되는 연결선(431)은 렌즈홀더(420)의 이동을 방해하지 않도록 용이하게 접철 또는 굴곡 또는 연장 가능한 구조를 갖도록 할 수 있다. 연결선(431)은 플랙서블기판(FPCB)일 수 있고, 가령, 연결선(431)은 도 2 및 도 4a에 도시된 바와 같이, 적어도 일부의 신호선과 전원선이 별개로 구분되어 복수의 가닥을 갖도록 구비될 수도 있다. 그리고 연결선(431)은 코일들(442, 452)과 연결될 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 코일들(442, 452)이 실장되는 2개의 기판(430a,430b)이 상호 연결된 기판(430)으로 도시 하였으나, 이들은 상호 연결되지 않고 별개로 구비되어 각각의 코일들(442, 452)이 실장되는 2개로 구비될 수 있으며, 이 경우에는 연결선(431)도 각각의 기판에서 인출되도록 2개로 구비될 수 있다.

그리고, 연결선(431)은 기판(430)에서 연장되어 이미지센서(610)가 실장되는 센서기판인 인쇄회로기판(620)의 단자(625)에 연결될 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 카메라 모듈이 설치되는 디바이스로 직접 연결될 수도 있다.

본 발명에는 흔들림 보정 유닛(400)을 지지하는 복수의 볼 부재가 제공된다. 복수의 볼 부재는 흔들림 보정 과정에서 프레임(410) 및 렌즈 홀더(420)를 가이드하는 기능을 한다. 또한, 캐리어(310), 프레임(410) 및 렌즈 홀더(420) 간의 간격을 유지시키는 기능도 한다.

복수의 볼 부재는 제1 볼 부재(700) 및 제2 볼 부재(800)를 포함한다.

제1 볼 부재(700)는 흔들림 보정 유닛(400)의 제1 축(X축) 방향으로의 이동을 가이드하고, 제2 볼 부재(800)는 흔들림 보정 유닛(400)의 제2 축(Y축) 방향으로의 이동을 가이드한다.

일 예로, 제1 볼 부재(700)는 제1 축(X축) 방향으로의 구동력이 발생한 경우에 제1 축(X축) 방향으로 구름운동한다. 이에 따라, 제1 볼 부재(700)는 프레임(410)과 렌즈 홀더(420)의 제1 축(X축) 방향으로의 이동을 가이드한다.

또한, 제2 볼 부재(800)는 제2 축(Y축) 방향으로의 구동력이 발생한 경우에 제2 축(Y축) 방향으로 구름운동한다. 이에 따라, 제2 볼 부재(800)는 렌즈 홀더(420)의 제2 축(Y축) 방향으로의 이동을 가이드한다.

제1 볼 부재(700)는 캐리어(310)와 프레임(410) 사이에 배치되는 복수의 볼 부재를 포함하고, 제2 볼 부재(800)는 프레임(410)과 렌즈 홀더(420) 사이에 배치되는 복수의 볼 부재를 포함한다.

캐리어(310)와 프레임(410)이 서로 광축(Z축) 방향으로 마주보는 면에는 각각 제1 볼 부재(700)를 수용하는 제1 가이드홈부가 형성되고, 제1 볼 부재(700)는 제1 가이드홈부에 수용되어 캐리어(310)와 프레임(410) 사이에 끼워진다.

제1 볼 부재(700)는 제1 가이드홈부에 수용된 상태에서, 광축(Z축) 및 제2 축(Y축) 방향으로의 이동이 제한되고, 제1 축(X축) 방향으로만 이동될 수 있다. 일 예로, 제1 볼 부재(700)는 제1 축(X축) 방향으로만 구름운동 가능하다.

프레임(410)과 렌즈 홀더(420)가 서로 광축(Z축) 방향으로 마주보는 면에는 각각 제2 볼 부재(800)를 수용하는 제2 가이드홈부가 형성되고, 제2 볼 부재(800)는 제2 가이드홈부에 수용되어 프레임(410)과 렌즈 홀더(420) 사이에 끼워진다.

제2 볼 부재(800)는 제2 가이드홈부에 수용된 상태에서, 광축(Z축) 및 제1 축(X축) 방향으로의 이동이 제한되고, 제2 축(Y축) 방향으로만 이동될 수 있다. 일 예로, 제2 볼 부재(800)는 제2 축(Y축) 방향으로만 구름운동 가능하다.

한편, 본 발명에는 캐리어(310)와 렌즈 홀더(420) 사이에서 렌즈 홀더(420)의 이동을 지지하는 제3 볼 부재(900)가 제공될 수 있다. 제3 볼 부재(900)는 렌즈 홀더(420)의 제1 축(X축) 방향으로의 이동 및 제2 축(Y축) 방향으로의 이동을 모두 가이드한다.

일 예로, 제3 볼 부재(900)는 제1 축(X축) 방향으로의 구동력이 발생한 경우에 제1 축(X축) 방향으로 구름운동한다. 이에 따라, 제3 볼 부재(900)는 렌즈 홀더(420)의 제1 축(X축) 방향으로의 이동을 가이드한다.

또한, 제3 볼 부재(900)는 제2 축(Y축) 방향으로의 구동력이 발생한 경우에 제2 축(Y축) 방향으로 구름운동한다. 이에 따라, 제3 볼 부재(900)는 렌즈 홀더(420)의 제2 축(Y축) 방향으로의 이동을 가이드한다.

한편, 제2 볼 부재(800)와 제3 볼 부재(900)는 렌즈 홀더(420)를 접촉 지지한다. 여기서, 제2 볼 부재(800)와 제3 볼 부재(900)는 광축 방향으로 서로 다른 위치에 배치된다.

캐리어(310)와 렌즈 홀더(420)가 서로 광축(Z축) 방향으로 마주보는 면에는 각각 제3 볼 부재(900)를 수용하는 제3 가이드홈부가 형성될 수 있다. 제3 볼 부재(900)는 제3 가이드홈부(910, 920)에 수용되어 캐리어(310)와 렌즈 홀더(420) 사이에 끼워진다.

제3 볼 부재(900)는 제3 가이드홈부(910, 920)에 수용된 상태에서, 광축(Z축) 방향으로의 이동이 제한되고, 제1 축(X축) 및 제2 축(Y축) 방향으로 구름운동할 수 있다. 이를 위하여, 제3 가이드홈부(910, 920)의 평면 형상은 원형일 수 있다.

제1 볼 부재(700)는 제1 축(X축) 방향으로 구름 운동 가능하고, 제2 볼 부재(800)는 제2 축(Y축) 방향으로 구름 운동 가능하며, 제3 볼 부재(900)는 제1 축(X축) 및 제2 축(Y축) 방향으로 구름 운동 가능하다.

본 발명의 렌즈 구동 장치(500)는 흔들림 보정 과정에서 렌즈 배럴(200)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 사용한다.

따라서, 폐루프 제어를 위한 위치 센서(443, 453)가 제공되며, 위치감지센서(443, 453)는 제1 및 제2 흔들림 보정 구동부(440, 450)의 코일들(442, 452)의 내측 또는 외측에 배치될 수 있다.

위치감지센서(443, 453)는 홀 센서일 수 있으며, 위치감지센서(443, 453)는 제1 및 제2 흔들림 보정 구동부(440, 450)의 마그네트들(441, 451)을 통해 렌즈 배럴(200)의 위치를 감지할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 액추에이터가 장착된 모습을 도시한 평면 개략도이다.

도 7을 추가로 참고하면, 본 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 광축 방향에 수직하는 방향에 위치하는 모든 면으로의 자계 유출이 방지될 수 있다.

본 실시예는 하우징(120)의 광축 방향에 나란한 면에 초점 조정 유닛(300) 또는 흔들림 보정 유닛(400)을 구현하는 액추에이터, 즉, 마그네트(320a, 441, 451) 또는 코일(330a, 442, 452)이 구비될 수 있다. 그리고, 초점 조정 유닛(300) 또는 흔들림 보정 유닛(400)을 구현하는 액추에이터가 구비되는 하우징(120)의 외부면에는 요크(350, 445, 455)가 구비되어 마그네트(320a, 441, 451) 또는 코일(330a, 442, 452)에서 발생하는 자계의 유출을 방지할 수 있다.

다시 말해, 하우징(120)의 옆면, 즉, 광축 방향과 대략 나란한 옆면에는 제1 내지 제3 요크(350, 445, 455)가 구비되거나 코일 또는 마그네트가 구비되지 않을 수 있다. 이에 따라, 하우징(120)의 옆면에는 요크(350, 445, 455)가 구비되거나 구동 액추에이터(가령, 마그네트(320a, 441, 451) 또는 코일(330a, 442, 452))가 구비되지 않으므로 인접하는 다른 전자부품, 특히, 다른 카메라 모듈로의 자계 유출을 방지할 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 다른 카메라 모듈과 인접하여 설치되더라도 다른 카메라 모듈에 자계 유출의 영향을 미치지 않으므로, 복수의 카메라를 하나의 디바이스에 인접하여 설치하는 경우에 설치 자유도를 매우 높일 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에서 렌즈모듈이 캐리어에 장착되는 모습을 도시한 분해사시도이다.

도 8을 추가로 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 흔들림보정유닛(400)과 캐리어(310)에 선택적으로 제1 자성체(480)와 제2 자성체(380)를 구비할 수 있다. 그리고, 흔들림보정유닛(400)은 제1 자성체(480)와 제2 자성체(380)의 인력에 의해 캐리어(310)의 바닥면에 지지되게 구비될 수 있다. 제1 자성체(480)와 제2 자성체(380)는 광축 방향으로 상호 대향하게 구비될 수 있다.

상세 도시는 생략하지만 본 실시예에 따른 흔들림보정유닛(400)은 캐리어(310)의 상부에 프레임(410)과 렌즈홀더(420)가 볼 부재를 사이에 두고 순차적으로 올려지는 구조이므로, 구동 안정성을 위해 흔들림보정유닛(400)이 광축 방향으로 캐리어(310)를 향해 지지되는 것이 바람직하다.

여기서, 제1 자성체(480) 또는 제2 자성체(380)는 자성체(磁性體, magnetic substance, magnetic material)로, 자성을 지닌 물질, 즉 자기장 안에서 자화하는 물질일 수 있다(금속 또는 비금속 재질 모두 포함). 제1 자성체(480) 또는 제2 자성체(380)는 풀링마그네트 또는 풀링요크일 수 있다.

가령, 제1 자성체(480)가 풀링마그네트인 경우에는 제2 자성체(380)는 풀링요크 또는 풀링마그네트일 수 있다. 또한, 제1 자성체(480)가 풀링요크인 경우에는 제2 자성체(380)는 풀링마그네트일 수 있다.

제1 자성체(480) 는 흔들림보정유닛(400)의 테두리를 따라 적어도 2개가 구비될 수 있고(광축을 중심으로 대칭되게 배치되는 것이 바람직함), 이에 상응하도록 제2 자성체(380)는 캐리어(310)의 내부 바닥면 둘레를 따라 제1 자성체(480)와 광축 방향으로 대향하게 구비될 수 있다.

또한, 흔들림보정유닛(400)은 캐리어(310)의 상부에 구비되는 프레임(410)과 프레임(410)의 상부에 구비되는 렌즈 홀더(420)를 포함할 수 있고, 제1 자성체(480)는 광축 방향으로 상부에 위치하는 렌즈홀더(420)에 구비될 수 있다.

도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈을 포함한 2개의 카메라 모듈이 설치되는 전자기기의 일 예를 도시한 참고도이고, 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈을 포함한 3개 이상의 카메라 모듈이 설치되는 전자기기의 일 예를 도시한 참고도이다.

도 9a 및 도 9b를 참고하면, 휴대용 전자기기(1,2)에는 피사체를 촬영할 수 있도록 복수의 카메라 모듈이 장착된다. 일 예로, 휴대용 전자기기에는 제1 카메라 모듈(1000)과 제2 카메라 모듈(1000, 3001, 3002) 등이 구비될 수 있고, 제1 카메라 모듈(1000)은 도 1 내지 도 8을 참고하여 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈일 수 있다.

도 9a는 2개의 카메라 모듈을 구비하고, 도 9b는 3개 이상의 카메라 모듈을 구비하는 예시이며, 제1 카메라 모듈(1000)과 제2 카메라 모듈(3000, 3001, 3002)은 서로 다른 화각을 가지도록 구성될 수 있다.

도 9a 또는 도 9b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 하우징(120)의 옆면에 요크(350, 445, 455)가 구비되거나 구동 액추에이터(가령, 마그네트(320a, 441, 451) 또는 코일(330a, 442, 452))이 구비되지 않으므로 인접하는 다른 전자부품, 특히, 다른 카메라 모듈로의 자계 유출을 방지할 수 있으므로, 다른 카메라 모듈과 인접하여 설치되더라도 다른 카메라 모듈에 자계 유출의 영향을 미치지 않을 수 있다.

그러므로, 복수의 카메라를 하나의 디바이스에 인접하여 설치하는 경우에 설치 자계 유출에 따른 인접 카메라로의 영향을 고려하여 배치 설계를 하지 않아도 되므로 복수의 카메라의 설치 자유도를 매우 높일 수 있다.

이상의 실시예를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 구동 장치(500) 및 이를 포함하는 카메라 모듈(1000)은, 흔들림 보정 기능을 구비하면서도 자계 유출을 최소화할 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 본 발명의 범위에 속함을 밝혀둔다.

110: 케이스 120: 하우징
130: 기판 200: 렌즈 배럴
210: 스토퍼 300: 초점 조정 유닛
310: 캐리어 400: 흔들림 보정 유닛
410: 프레임 420: 렌즈 홀더
500: 렌즈 구동 장치 600: 이미지 센서 유닛
700: 제1 볼 부재 800: 제2 볼 부재
900: 제3 볼 부재 1000: 카메라 모듈

Claims (17)

1. 하우징;
   상기 하우징의 내부에 구비되는 초점조정유닛;
   상기 하우징의 내부에 구비되는 흔들림보정유닛;
   상기 흔들림보정유닛을 광축에 교차하는 제1 방향과 상기 광축 및 상기 제1방향에 교차하는 제2 방향으로 각각 이동하도록 구동력을 제공하는 흔들림보정 구동부; 및
   상기 초점조정유닛을 광축 방향으로 이동하도록 구동력을 제공하는 초점조정 구동부;를 포함하고,
   상기 흔들림보정 구동부는 상기 하우징에 배치되는 제1 마그네트 및 제2 마그네트, 상기 제1 마그네트 및 상기 제2 마그네트와 마주보도록 상기 흔들림보정유닛에 배치되는 제1 코일 및 제2 코일을 포함하며,
   상기 흔들림보정유닛, 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일은 상기 제1 방향과 상기 제2 방향으로 함께 이동 가능하고,
   상기 초점조정 구동부는 상기 초점조정유닛에 배치되는 제3 마그네트 및 상기 제3 마그네트와 마주보도록 상기 하우징에 배치되는 제3 코일을 포함하며,
   상기 하우징에는, 상기 제1 마그네트, 및 상기 제2 마그네트의 외측면에 배치되는 제1 요크 및 제2 요크가 구비되고,
   상기 하우징에는, 상기 제3 코일을 사이에 두고 상기 제3 마그네트와 마주보게 배치되는 제3 요크가 구비되는 카메라 모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 하우징은 다각 박스 형상으로 구비되고,
   상기 하우징의 상기 광축 방향과 나란한 면에는 상기 제1 내지 제3 요크가 구비되는 카메라 모듈.
3. 제1항에 있어서,
   상기 초점조정유닛은 상기 하우징의 일면에 구비되는 캐리어를 포함하고,
   상기 제3 마그네트는 상기 캐리어에 배치되는 카메라 모듈.
4. 제3항에 있어서,
   상기 캐리어는 상기 제3 마그네트와 상기 제3 요크와의 인력에 의해 상기 하우징의 일면에 지지되는 카메라 모듈.
5. 제1항에 있어서,
   상기 흔들림보정유닛은 적어도 1개의 렌즈를 구비하는 렌즈홀더를 포함하고,
   상기 제1 코일 및 상기 제2 코일은 상기 렌즈홀더에 배치되는 카메라 모듈.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 플랙서블기판과 연결되는 카메라 모듈.
7. 제6항에 있어서,
   상기 플랙서블기판은 이미지센서가 실장되는 센서기판과 연결되는 카메라 모듈.
8. 제6항에 있어서,
   상기 플랙서블기판은 적어도 일부의 연결선과 전원선이 상호 분리되게 구비되는 카메라 모듈.
9. 제1항에 있어서,
   상기 제1 내지 제3 요크는 상기 제1 내지 제3 마그네트보다 크기가 더 큰 카메라 모듈.
10. 제1항에 있어서,
    상기 초점조정유닛은 상기 하우징의 일면에 구비되는 캐리어를 포함하고,
    상기 흔들림보정유닛과 상기 캐리어는 선택적으로 제1 자성체와 제2 자성체를 구비하고,
    상기 흔들림보정유닛은 상기 제1 자성체와 상기 제2 자성체의 인력에 의해 상기 캐리어의 바닥면에 지지되게 구비되는 카메라 모듈.
11. 제10항에 있어서,
    상기 캐리어는 볼 부재를 사이에 두고 상기 하우징의 상기 광축 방향과 나란한 면에 지지되는 카메라 모듈.
12. 제10항에 있어서,
    상기 흔들림보정유닛은 상기 캐리어에 수용되는 프레임 및 렌즈홀더를 포함하고, 상기 렌즈홀더는 상기 프레임의 상기 광축 방향 상부에 배치되는 카메라 모듈.
13. 제12항에 있어서,
    상기 프레임과 상기 렌즈홀더의 사이에는 제1 볼 부재가 구비되고,
    상기 캐리어와 상기 프레임의 사이에는 제2 볼 부재가 구비되는 카메라 모듈.
14. 하우징;
    상기 하우징의 내부에 구비되는 초점조정유닛; 및
    상기 초점조정유닛의 내부에 구비되는 흔들림보정유닛;을 포함하고,
    상기 초점조정유닛은, 상기 하우징에 구비되고 광축 방향으로 이동 가능한 캐리어를 포함하고,
    상기 흔들림보정유닛은, 상기 캐리어에 수용되는 프레임 및 렌즈홀더를 포함하고, 상기 렌즈홀더는 상기 프레임의 상기 광축 방향 상부에 배치되며,
    상기 프레임과 렌즈홀더는 흔들림보정 구동부에 의해 광축 방향과 교차하는 제1 및 제2 방향으로 각각 이동 가능하게 구비되고,
    상기 흔들림보정유닛과 상기 캐리어는 선택적으로 제1 자성체와 제2 자성체를 구비하고,
    상기 흔들림보정유닛은 상기 제1 자성체와 상기 제2 자성체의 인력에 의해 상기 캐리어의 바닥면에 지지되게 구비되며,
    상기 흔들림보정 구동부는 상기 하우징에 배치되는 제1 마그네트와 제2 마그네트, 상기 제1 마그네트 및 상기 제2 마그네트와 마주보도록 상기 렌즈홀더에 배치되는 제1 코일 및 제2 코일을 포함하고,
    상기 제1 코일 및 상기 제2 코일은 상기 렌즈홀더와 함께 상기 제1 방향과 상기 제2 방향으로 이동 가능하며,
    상기 하우징에는 상기 제1 마그네트 및 상기 제2 마그네트의 외측면과 마주보도록 제1 요크 및 제2 요크가 배치되는 카메라 모듈.
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 자성체는 풀링마그네트이고, 상기 제2 자성체는 풀링요크인 카메라 모듈.
16. 화각이 상호 다른 복수의 카메라 모듈을 포함하고,
    상기 복수의 카메라 모듈 중 적어도 어느 하나는 제1항 또는 제14항의 카메라 모듈인 휴대용 전자기기.
    
17. 제1항 또는 제14항에 있어서,
    상기 하우징에 배치되며, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일이 실장되는 플렉서블기판; 및
    상기 하우징의 하부에 배치되고, 이미지센서가 실장되는 센서기판;을 더 포함하며,
    상기 플렉서블기판에는 상기 센서기판과 연결되는 복수의 연결선이 구비되고,
    상기 복수의 연결선은 각각, 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일이 이동됨에 따라 굴곡되는 카메라 모듈.
    

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