KR102430634B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 제1 렌즈군 및 상기 제1 렌즈군을 수용하는 제1 렌즈배럴을 구비하는 제1 렌즈모듈; 및 상기 제1 렌즈모듈과 광축 방향으로 이격되고 상기 광축 방향으로 이동 가능하게 구성되며, 제2 렌즈군 및 상기 제2 렌즈군을 수용하는 제2 렌즈배럴을 구비하는 제2 렌즈모듈;을 포함하고, 상기 제1 렌즈배럴은 일측에 제1 관통홀을 구비하고, 타측에 제1 개구부를 구비하며, 상기 제2 렌즈배럴은 일측에 상기 제1 개구부와 마주보는 제2 개구부를 구비하고, 타측에 제2 관통홀을 구비하며, 상기 제1 개구부의 직경은 상기 제1 관통홀의 직경보다 크고, 상기 제2 개구부의 직경은 상기 제2 관통홀의 직경보다 크며, 상기 제1 개구부와 상기 제2 개구부 중 적어도 하나에는 차광부재가 배치될 수 있다.

Description

카메라 모듈{Camera module}
본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.
최근에는 스마트폰을 비롯하여 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대용 전자기기에 카메라가 기본적으로 채용되고 있으며, 모바일 단말용 카메라에는 자동 초점 기능(AF), 손떨림 보정 기능(OIS) 및 줌 기능(Zoom) 등이 부가되고 있다.
그러나, 다양한 기능을 구현하기 위하여 카메라 모듈의 구조가 복잡해지고, 크기가 증가되어 결국 카메라 모듈이 탑재되는 휴대용 전자기기의 크기도 커지게 되는 문제가 있다.
아울러, 자동 초점 기능 및 광학 줌 기능의 구현을 위해서는 광축 방향으로 렌즈가 이동할 수 있도록 소정 길이 이상의 거리가 확보되어야 하는데, 카메라 모듈의 박형화에 따라 이러한 구조의 구현이 어렵다는 문제가 있다.
또한, 광학 줌 기능(Optical Zoom)의 구현을 위하여는 복수의 렌즈 사이의 간격을 변화시켜 초점거리를 변화시켜야 하는데, 이 경우 복수의 렌즈 사이의 간격을 통해 유입되는 불필요한 빛에 의해 플레어 현상이 발생되는 문제가 있다.
한국공개특허 제10-2018-0137278호
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은, 광학 줌 기능을 구현하면서도 구조가 간단하고, 크기를 줄일 수 있으며, 플레어의 발생을 방지할 수 있는 카메라 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 제1 렌즈군 및 상기 제1 렌즈군을 수용하는 제1 렌즈배럴을 구비하는 제1 렌즈모듈; 및 상기 제1 렌즈모듈과 광축 방향으로 이격되고 상기 광축 방향으로 이동 가능하게 구성되며, 제2 렌즈군 및 상기 제2 렌즈군을 수용하는 제2 렌즈배럴을 구비하는 제2 렌즈모듈;을 포함하고, 상기 제1 렌즈배럴은 일측에 제1 관통홀을 구비하고, 타측에 제1 개구부를 구비하며, 상기 제2 렌즈배럴은 일측에 상기 제1 개구부와 마주보는 제2 개구부를 구비하고, 타측에 제2 관통홀을 구비하며, 상기 제1 개구부의 직경은 상기 제1 관통홀의 직경보다 크고, 상기 제2 개구부의 직경은 상기 제2 관통홀의 직경보다 크며, 상기 제1 개구부와 상기 제2 개구부 중 적어도 하나에는 차광부재가 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 광학 줌 기능을 구현하면서도 구조가 간단하고, 크기를 줄일 수 있으며 플레어의 발생을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 하우징에 렌즈모듈이 결합된 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징과 렌즈모듈의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈모듈의 개략적인 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈모듈의 개략적인 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 사시도이다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기(1)는 카메라 모듈(1000)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 카메라 모듈(1000)이 장착된다.
본 실시예에서, 카메라 모듈(1000)은 복수의 렌즈를 포함하고, 렌즈의 광축(Z축)이 휴대용 전자기기(1)의 두께 방향(Y축 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, 카메라 모듈(1000)에 구비된 복수의 렌즈의 광축(Z축)은 휴대용 전자기기(1)의 폭 방향 또는 길이 방향으로 형성될 수 있다.
따라서, 카메라 모듈(1000)이 자동 초점 조정(Auto Focusing, 이하 AF), 광학 줌(Optical Zoom, 이하 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 박형화가 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 AF, Zoom 및 OIS 기능을 구비할 수 있다.
AF, Zoom 및 OIS 기능 등을 구비하는 카메라 모듈(1000)은 다양한 부품이 구비되어야 하므로 일반적인 카메라 모듈에 비하여 카메라 모듈의 크기가 증가한다.
카메라 모듈(1000)의 크기가 증가하게 되면 카메라 모듈(1000)이 장착되는 휴대용 전자기기(1)의 소형화에 문제가 될 수 있다.
예를 들어, 카메라 모듈은 Zoom 기능을 위하여 복수의 렌즈 군을 포함하는데, 복수의 렌즈 군이 휴대용 전자기기의 두께 방향으로 배치되는 경우에는 렌즈 군의 수에 따라 휴대용 전자기기의 두께도 증가하게 된다. 이에 따라, 휴대용 전자기기의 두께를 증가시키지 않으면 렌즈 군의 수를 충분하게 확보할 수 없어 Zoom 성능이 약해지게 된다.
또한, AF, Zoom 및 OIS 기능을 구현하기 위하여는 복수의 렌즈 군을 광축 방향 또는 광축에 수직한 방향 등으로 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(1000)은 복수의 렌즈의 광축(Z축)이 휴대용 전자기기(1)의 두께 방향에 수직하도록 배치되므로, AF, Zoom 및 OIS 기능을 구비한 카메라 모듈(1000)이 장착되더라도 휴대용 전자기기(1)를 박형화할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 하우징(1010)에 구비되는 반사모듈(1100), 렌즈모듈(1200) 및 이미지 센서모듈(1300)을 포함한다.
반사모듈(1100)은 광의 진행 방향을 변경하도록 구성된다. 일 예로, 카메라 모듈(1000)을 상부에서 덮어주는 덮개(1030)의 개구부(1031)를 통해 입사된 광은 반사모듈(1100)을 통해 렌즈모듈(1200)을 향하도록 진행 방향이 바뀔 수 있다. 이를 위해 반사모듈(1100)은 광을 반사하는 반사부재(1110)를 구비할 수 있다.
카메라 모듈(1000)의 두께 방향(Y축 방향)으로 입사된 광은 반사모듈(1100)에 의해 광축(Z축) 방향과 대략 일치하도록 경로가 변경된다.
렌즈모듈(1200)은 반사모듈(1100)에 의해 진행 방향이 변경된 광이 통과되는 복수의 렌즈를 포함한다. 그리고, 렌즈모듈(1200)은 적어도 3개의 렌즈모듈(1210, 1220, 1230)을 포함한다. 적어도 3개의 렌즈모듈(1210, 1220, 1230) 간의 간격을 가변시킴으로써 AF 및 Zoom 기능이 구현될 수 있다.
이미지센서모듈(1300)은 렌즈모듈(1200)을 통과한 광을 전기신호로 변환하는 이미지센서(1310) 및 이미지센서(1310)가 실장되는 인쇄회로기판(1320)을 포함한다. 그리고, 이미지센서모듈(1300)은 렌즈모듈(1200)을 통과하여 입사되는 광을 필터링하는 광학필터(1340)를 포함할 수 있다. 광학필터(1340)는 적외선 차단 필터일 수 있다.
하우징(1010)의 내부공간에서, 렌즈모듈(1200)의 전방에 반사모듈(1100)이 구비되고, 렌즈모듈(1200)의 후방에 이미지센서모듈(1300)이 구비된다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 하우징(1010)에 구비되는 반사모듈(1100), 렌즈모듈(1200) 및 이미지센서모듈(1300)을 포함한다.
하우징(1010)의 내부에는 일측에서 타측을 향하여 순차적으로 반사모듈(1100), 렌즈모듈(1200) 및 이미지센서모듈(1300)이 구비된다. 하우징(1010)은 반사모듈(1100), 렌즈모듈(1200) 및 이미지센서모듈(1300)을 수용할 수 있도록 내부공간을 구비한다. 다만, 이미지센서모듈(1300)은 하우징(1010)의 외부에 부착될 수도 있다.
하우징(1010)은 내부공간에 반사모듈(1100) 및 렌즈모듈(1200)이 모두 수용되도록 일체로 구비될 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 가령, 반사모듈(1100)과 렌즈모듈(1200)을 각각 수용하는 별도의 하우징이 상호 연결된 것일 수도 있다.
그리고, 하우징(1010)은 덮개(1030)에 의해 내부공간이 보이지 않도록 덮여진다.
덮개(1030)는 광이 입사하도록 개구부(1031)를 구비하며, 개구부(1031)를 통해 입사된 광은 반사모듈(1100)에 의해 진행 방향이 변경되어 렌즈모듈(1200)로 입사한다. 덮개(1030)는 하우징(1010)의 전체를 덮도록 일체로 구비되거나, 반사모듈(1100)과 렌즈모듈(1200)을 각각 덮는 별개의 부재로 나누어져 구비될 수 있다.
반사모듈(1100)은 광을 반사하는 반사부재(1110)를 구비한다. 그리고, 렌즈모듈(1200)을 통과한 광은 이미지센서(1310)에 의해 전기신호로 변환된다.
하우징(1010)은 내부공간에 반사모듈(1100) 및 렌즈모듈(1200)을 구비한다. 이에, 하우징(1010)의 내부공간은 반사모듈(1100)이 배치되는 공간과 렌즈모듈(1200)이 배치되는 공간이 돌출벽(1007)에 의해 상호 구별될 수 있다. 그리고, 돌출벽(1007)을 기준으로 전방측에는 반사모듈(1100)이 구비되고 후방측에는 렌즈모듈(1200)이 구비될 수 있다. 돌출벽(1007)은 하우징(1010)의 측벽에서 내부공간으로 양쪽에서 돌출되는 형상으로 구비될 수 있다.
전방측에 구비되는 반사모듈(1100)의 경우, 하우징(1010)의 내벽면에 구비되는 풀링요크(1153)와 회전홀더(1120)에 구비되는 풀링마그네트(1151)의 인력에 의해 회전홀더(1120)가 하우징(1010)의 내벽면에 밀착 지지된다. 여기서, 도면의 도시는 생략하지만, 하우징(1010)에 풀링마그네트가 구비되고 회전폴더(1120)에 풀링요크가 구비될 수도 있으며, 이하에서는 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 구조로 설명한다.
하우징(1010)의 내벽면과 회전홀더(1120)의 사이에는 제1 볼부재(1131), 회전판(1130) 및 제2 볼부재(1133)가 구비된다.
회전홀더(1120) 및 회전판(1130)을 하우징(1010)의 내부공간에 삽입하기 위하여는 회전홀더(1120)와 돌출벽(1007) 사이에 약간의 공간이 필요하다.
그리고, 회전홀더(1120)가 하우징(1010)에 장착되고 난 후에는 풀링요크(1153)와 풀링마그네트(1151)의 인력에 의해 회전홀더(1120)가 하우징(1010)의 내벽면에 밀착되고, 제1 볼부재(1131)와 제2 볼부재(1133)는 가이드홈(1132, 1133, 1021, 1121)에 일부가 삽입되면서 밀착되므로, 회전홀더(1120)와 돌출벽(1007) 사이에 약간의 공간이 남게 된다.
이에, 본 실시예에서는 회전홀더(1120)를 지지하면서 돌출벽(1007)에 끼워지는 후크 형상의 스토퍼(1050)를 구비할 수 있다(물론, 스토퍼(1050)가 없더라도 풀링마그네트(1151)와 풀링요크(1153)에 의한 인력에 의해 고정 가능하다). 스토퍼(1050)는 후크 형상으로 구비되어 후크 부분이 돌출벽(1007)의 상부에 걸린 상태로 회전홀더(1120)와 대향하게 구비될 수 있다.
스토퍼(1050)는 반사모듈(1100)이 구동되지 않는 경우에는 회전홀더(1120)를 지지하는 브라켓의 역할을 수행할 수 있고, 반사모듈(1100)이 구동되는 경우에는 추가로 회전홀더(1120)의 움직임을 조절하는 스토퍼(1050)의 역할을 할 수 있다.
스토퍼(1050)는 양쪽에서 돌출되는 돌출벽(1007)에 각각 구비될 수 있다. 물론, 회전홀더(1120)의 회전이 원활하도록 스토퍼(1050)와 회전홀더(1120)의 사이에는 공간이 구비될 수 있다. 또는, 스토퍼(1050)를 탄성재질로 구비하여 회전홀더(1120)가 스토퍼(1050)에 지지된 상태로 원활하게 움직일 수 있도록 할 수도 있다.
또한, 하우징(1010)에는 반사모듈(1100)과 렌즈모듈(1200)을 각각 구동하기 위한 제1 구동부(1140)와 제2 구동부(1240)가 구비된다. 제1 구동부(1140)는 반사모듈(1100)의 구동을 위한 복수의 코일(1141b, 1143b, 1145b)을 포함하고, 제2 구동부(1240)는 렌즈모듈(1200) - 복수 개로 구비되며, 제1 렌즈모듈(1210), 제2 렌즈모듈(1220) 및 제3 렌즈모듈(1230)을 포함 - 의 구동을 위한 복수의 코일(1241b, 1243b)을 포함한다.
그리고, 복수의 코일(1141b, 1143b, 1145b, 1241b, 1243b)은 메인기판(1070)에 실장된 상태로 하우징(1010)에 구비되므로, 하우징(1010)에는 복수의 코일(1141b, 1143b, 1145b, 1241b, 1243b)이 삽입되도록 복수의 관통홀(1010a, 1010b, 1010c, 1010d, 1010e)이 구비될 수 있다.
여기서, 복수의 코일(1141b, 1143b, 1145b, 1241b, 1243b)이 실장되는 메인기판(1070)은 도면에 도시되는 것과 같이 전체적으로 연결되어 일체로 구비될 수 있다. 이 경우에는 단자가 1개로 구비되므로 외부전원 및 신호 연결이 용이할 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며 메인기판(1070)은, 가령, 반사모듈(1100)용 코일이 실장되는 기판과 렌즈모듈(1200)용 코일이 실장되는 기판을 분리하는 등에 의해 복수 개의 기판으로 구비될 수도 있다.
반사모듈(1100)은 개구부(1031)를 통해 입사되는 광의 경로를 변경할 수 있다. 이미지 또는 동영상 촬영 시 사용자의 손떨림 등에 의해 이미지가 번지거나 동영상이 흔들릴 수 있으며, 이 경우 반사모듈(1100)을 통해 사용자의 손떨림 등을 보정할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 손떨림 등에 의해 이미지 촬영 또는 동영상 촬영 시 흔들림이 발생할 때, 흔들림에 대응하는 상대변위를 반사부재(1110)가 장착된 회전홀더(1120)에 부여함으로써 흔들림을 보상한다.
그리고, 본 실시예는 렌즈 등을 포함하지 않아 상대적으로 무게가 가벼운 회전홀더(1120)의 이동에 의해 OIS 기능이 구현되므로, 전력 소모를 최소화할 수 있다.
즉, 본 실시예에서는, 손떨림 보정(OIS, Optical Image Stabilizer) 기능을 구현하기 위하여 복수의 렌즈가 구비되는 렌즈모듈 또는 이미지센서를 이동시키지 않고, 반사부재(1110)가 구비되는 회전홀더(1120)를 이동시켜 광의 진행 방향을 변경시킨다.
반사모듈(1100)은 하우징(1010)에 지지되게 구비되는 회전홀더(1020), 회전홀더(1020)에 장착되는 반사부재(1110), 및 회전홀더(1120)를 이동시키는 제1 구동부(1140)를 포함한다.
반사부재(1110)는 광의 진행 방향을 변경할 수 있다. 반사부재(1110)는 광을 반사시키는 미러(Mirror) 또는 프리즘(Prism)일 수 있다(설명의 편의를 위해, 일 실시예와 관련한 도면의 도시에서는 반사부재(1110)를 프리즘으로 도시한다).
반사부재(1110)는 회전홀더(1120)에 고정된다. 회전홀더(1120)에는 반사 부재(1110)가 장착되는 장착면(1123)이 구비된다.
회전홀더(1120)의 장착면(1123)은 광의 경로가 변경되도록 경사진 면으로 구성될 수 있다. 일 예로, 장착면(1123)은 렌즈모듈(1200)의 광축(Z축)에 대하여 30~60도 기울어진 경사면일 수 있다. 그리고, 회전홀더(1120)의 경사면은 광이 입사되는 덮개(1030)의 개구부(1031)를 향할 수 있다.
반사부재(1110)가 장착된 회전홀더(1120)는 하우징(1010)의 내부공간에 움직임이 가능하게 수용된다. 가령, 회전홀더(1120)는 하우징(1010) 내에서 제1축(X축) 및 제2축(Y축)을 기준으로 회전 운동 가능하게 수용될 수 있다. 여기서, 제1축(X축) 및 제2축(Y축)은 광축(Z축)에 수직한 축을 의미할 수 있고, 제1축(X축)과 제2축(Y축)은 상호 수직한 축일 수 있다.
회전홀더(1120)는 제1축(X축) 및 제2축(Y축)을 기준으로 회전 운동이 원활하도록 제1축(X축)을 따라 정렬된 제1 볼부재(1131)와 제2축(Y축)을 따라 정렬된 제2 볼부재(1133)에 의해 하우징(1010)에 지지된다. 도면의 도시에서는, 일 예로 제1축(X축)을 따라 정렬되는 2개의 제1 볼부재(1131)와 제2축(Y축)을 따라 정렬되는 2개의 제2 볼부재(1133)를 개시한다. 그리고, 이하 설명하는 제1 구동부(1140)에 의해 회전홀더(1120)는 제1축(X축) 및 제2축(Y축)을 기준으로 회전 운동할 수 있다.
한편, 제1축(X축)을 따라 정렬되는 2개의 제1 볼부재(1131)는 제1축(X축)으로 연장된 원기둥 형상으로 구비될 수도 있고, 제2축(Y축)을 따라 정렬되는 2개의 제2 볼부재(1133)는 제2축(Y축)을 따라 연장된 원기둥 형상으로 구비될 수도 있다. 이 경우라면 가이드홈(1021, 1121, 1132, 1134)의 형상도 제1 및 제2 볼부재(1131, 1133)의 형상에 상응하도록 반원기둥 형상으로 구비될 수 있다.
제1 볼부재(1131)와 제2 볼부재(1133)는 각각 회전판(1130)의 전면과 후면에 구비되며(또는 제1 볼부재(1131)와 제2 볼부재(1133)가 반대로 회전판(1130)의 후면과 전면에 위치를 바꿔 구비되는 것도 가능, 즉, 제1 볼부재(1131)가 제2축(Y축), 제2 볼부재(1133)가 제1축(X축)을 따라 정렬될 수 있음, 이하에서는, 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 구조로 설명함), 회전판(1130)은 회전홀더(1120)와 하우징(1010)의 내측면 사이에 구비될 수 있다.
그리고, 회전홀더(1120)에 구비되는 풀링마그네트(1151) - 또는 풀링요크 - 와 하우징(1010)에 구비되는 풀링요크(1153) - 또는 풀링마그네트 - 의 인력에 의해 회전홀더(1120)가 회전판(1130)을 매개로 하우징(1010)에 지지될 수 있다. 물론, 제1 볼부재(1131)와 제2 볼부재(1133)도 회전홀더(1120)와 하우징(1010)의 사이에 구비된다.
회전판(1130)의 전면과 후면에는 제1 볼부재(1131)와 제2 볼부재(1133)가 삽입되도록 가이드홈(1132, 1134)이 구비될 수 있으며, 가이드홈(1132, 1134)은 제1 볼부재(1131)가 일부 삽입되는 제1 가이드홈(1132)과 제2 볼부재(1133)가 일부 삽입되는 제2 가이드홈(1134)을 포함할 수 있다.
또한, 하우징(1010)에는 제1 볼부재(1131)가 일부 삽입되도록 제3 가이드홈(1021)이 구비될 수 있고, 회전홀더(1120)에는 제2 볼부재(1133)가 일부 삽입되도록 제4 가이드홈(1121)이 구비될 수 있다.
이상 설명한 제1 가이드홈(1132), 제2 가이드홈(1134), 제3 가이드홈(1021), 및 제4 가이드홈(1121)은 제1 볼부재(1131)와 제2 볼부재(1133)의 회전이 용이하도록 반구 또는 다각(다각 기둥 또는 다각 뿔)의 홈 형상으로 구비될 수 있다.
제1 볼부재(1131)와 제2 볼부재(1133)는 제1 가이드홈(1132), 제2 가이드홈(1134), 제3 가이드홈(1021), 및 제4 가이드홈(1121)에서 구름 이동하거나 미끄럼 이동하면서 베어링 역할을 수행할 수 있다.
한편, 제1 볼부재(1131)와 제2 볼부재(1133)는 하우징(1010), 회전판(1130) 및 회전홀더(1120) 중 적어도 어느 하나에 고정 구비되는 구조일 수 있다. 가령, 제1 볼부재(1131)는 하우징(1010) 또는 회전판(1130)에 고정 구비되고, 제2 볼부재(1133)는 회전판(1130) 또는 회전홀더(1120)에 고정 구비될 수 있다.
이 경우에는 제1 볼부재(1131) 또는 제2 볼부재(1133)이 고정 구비되는 부재와 대향하는 부재에만 가이드홈이 구비될 수 있으며, 이 경우에는 볼부재의 회전이 아닌 미끄럼 이동에 의한 마찰 베어링 역할을 수행할 수 있다.
여기서, 제1 볼부재(1131)와 제2 볼부재(1133)가 하우징(1010), 회전판(1130) 및 회전홀더(1120) 중 어느 하나에 고정 구비되는 구조일 경우에는 제1 볼부재(1131)와 제2 볼부재(1133)는 구형, 반구형, 둥근 돌기 형상 등으로 구비될 수 있다.
그리고, 별도로 제조된 제1 볼부재(1131)와 제2 볼부재(1133)를 하우징(1010), 회전판(1130) 및 회전홀더(1120) 중 어느 하나에 부착할 수 있다. 또는, 제조시에 제1 볼부재(1131), 제2 볼부재(1133), 하우징(1010), 회전판(1130) 및 회전홀더(1120)를 일체로 형성할 수도 있다.
제1 구동부(1140)는 회전홀더(1120)가 2개의 축을 기준으로 회전 가능하도록 구동력을 발생시킨다.
일 예로, 제1 구동부(1140)는 복수의 마그네트(1141a, 1143a, 1145a) 및 복수의 마그네트(1141a, 1143a, 1145a)와 마주보도록 배치되는 복수의 코일(1141b, 1143b, 1145b)을 포함할 수 있다.
복수의 코일(1141b, 1143b, 1145b)에 전원을 인가하면, 복수의 마그네트(1141a, 1143a, 1145a)와 복수의 코일(1141b, 1143b, 1145b) 사이의 전자기적 영향력에 의하여 복수의 마그네트(1141a, 1143a, 1145a)가 장착된 회전홀더(1120)를 제1축(X축) 및 제2축(Y축)을 기준으로 회전시킬 수 있다.
복수의 마그네트(1141a, 1143a, 1145a)는 회전홀더(1120)에 장착된다. 일 예로, 복수의 마그네트(1141a, 1143a, 1145a) 중 일부(1141a)는 회전홀더(1120)의 하부면에 장착되고, 나머지(1143a, 1145a)는 회전홀더(1120)의 측면에 장착될 수 있다.
복수의 코일(1141b, 1143b, 1145b)은 하우징(1010)에 장착된다. 일 예로, 복수의 코일(1141b, 1143b, 1145b)은 메인기판(1070)을 매개로 하우징(1010)에 장착될 수 있다. 즉, 복수의 코일(1141b, 1143b, 1145b)은 메인기판(1070)에 구비되며, 메인기판(1070)은 하우징(1010)에 장착된다.
여기서, 도면에서는 메인기판(1070)은 반사모듈(1100)용 코일과 렌즈모듈(1200)용 코일이 모두 실장되도록 전체적으로 일체형으로 구비되는 예시를 도시하나, 메인기판(1070)은 반사모듈(1100)용 코일과 렌즈모듈(1200)용 코일이 각각 실장되도록 2개 이상의 기판으로 분리되어 구비될 수도 있다.
본 실시예에서는 회전홀더(1120)를 회전시킬 때, 회전홀더(1120)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 사용한다.
따라서, 폐루프 제어를 위하여 위치 센서(1141c, 1143c)가 필요하다. 위치 센서(1141c, 1143c)는 홀 센서일 수 있다.
위치 센서(1141c, 1143c)는 각 코일(1141b, 1143b)의 내측 또는 외측에 배치되며, 각 코일(1141b, 1143b)이 장착되는 메인기판(1070)에 위치 센서(1141c, 1143c)가 장착될 수 있다.
한편, 메인기판(1070)에는 사용자의 손떨림 등과 같은 흔들림 요인을 감지하는 자이로 센서(미도시)가 구비될 수 있고, 복수의 코일(1141b, 1143b, 1145b)에 구동 신호를 제공하는 구동 회로소자(Driver IC, 미도시)가 구비될 수 있다.
회전홀더(1120)가 제1축(X축)을 기준으로 회전하는 경우, 제1축(X축)을 따라 배열된 제1 볼부재(1131)에 지지된 상태로 회전판(1130)과 회전홀더(1120)가 함께 회전하게 된다(이 경우 회전홀더(1120)는 회전판(1130)에 대하여 상대이동하지 않음).
또한, 회전홀더(1120)가 제2축(Y축)을 기준으로 회전하는 경우, 제2축(Y축)을 따라 배열된 제2 볼부재(1133)에 지지된 상태로 회전홀더(1120)가 회전하게 된다(이 경우 회전판(1130)은 회전하지 않으므로, 회전홀더(1120)가 회전판(1130)에 대하여 상대이동하게 됨).
즉, 제1축(X축)을 기준으로 회전하는 경우에는 제1 볼부재(1131)가 작용하고, 제2축(Y축)을 기준으로 회전하는 경우에는 제2 볼부재(1133)가 작용한다. 이는 도면에 도시된 바와 같이, 제1축(X축)을 기준으로 회전하는 경우에는 제2축(Y축)을 기준으로 정렬된 제2 볼부재(1133)는 가이드홈에 끼워진 상태로 움직일 수 없는 구조이고, 제2축(Y축)을 기준으로 회전하는 경우에는 제1축(X축)을 기준으로 정렬된 제1 볼부재(1131)가 가이드홈에 끼워진 상태로 움직일 수 없는 구조이기 때문이다.
렌즈모듈(1200)에는 반사모듈(1100)에 의해 반사된 광이 입사될 수 있다.
도 5를 참조하면, 3개의 렌즈모듈(1210, 1220, 1230) 중 어느 하나는 하우징(1010)에 고정된 상태를 유지하고, 나머지 2개의 렌즈모듈이 각각 나누어 또는 중복하여 줌 기능 또는 오토포커스 기능을 담당할 수 있다. 예를 들어, 뒤쪽의 2개의 렌즈모듈(1220, 1230)이 각각 나누어 또는 중복하여 줌 기능 또는 오토포커스 기능을 담당 - 예를 들어, 뒤쪽의 2개의 렌즈모듈(1220, 1230)이 조합하여 줌 기능을 담당하고, 가장 뒤쪽의 렌즈모듈(1230)은 추가로 오토포커스 기능을 담당 - 하고, 앞쪽의 1개의 렌즈모듈(1210)은 하우징(1010)에 고정된 상태를 유지할 수 있다.
렌즈모듈(1200)에 구비되는 복수의 렌즈는 각각 적어도 3개의 렌즈모듈(1210, 1220, 1230)에 나뉘어 구비될 수 있다.
렌즈모듈(1200)은 자동 초점 조정(AF) 및 줌(Zoom) 기능의 구현을 위해 제2 구동부(1240)를 구비한다.
렌즈모듈(1200)은 제1 렌즈모듈(1210), 제2 렌즈모듈(1220) 및 제3 렌즈모듈(1230)을 포함한다. 제1 렌즈모듈(1210)은 하우징(1010)에 고정 배치되고, 제2 및 제3 렌즈모듈(1220, 1230)은 각각 광축(Z축) 방향으로 이동 가능하도록 하우징(1010)의 내부에 배치된다. 그리고, 제1 내지 제3 렌즈모듈(1210, 1220, 1230) 사이의 간격을 가변시키는 제2 구동부(1240)를 포함한다.
제1 내지 제3 렌즈모듈(1210, 1220, 1230)은 오토포커스(AF) 또는 줌(zoom) 기능의 구현을 위해 서로 간의 간격이 가변될 수 있다.
이에, 제2 구동부(1240)는 제1 내지 제3 렌즈모듈(1210, 1220, 1230) 사이의 간격을 변화시키도록 구동력을 발생시킨다. 일 예로, 제2 구동부(1240)는 제2 및 제3 렌즈모듈(1220, 1230)을 각각 광축(Z축) 방향으로 개별 이동시켜 자동 초점 조정(AF) 및/또는 줌(zoom) 기능을 구현한다.
제1 내지 제3 렌즈모듈(1210, 1220, 1230)은 하우징(1010)의 바닥면에 지지되게 구비될 수 있다. 가령, 제1 렌즈모듈(1210)은 하우징(1010)의 바닥면에 고정되어 지지되고, 제2 및 제3 렌즈모듈(1220, 1230)은 각각 하우징(1010)의 바닥면에 볼부재를 매개로 지지될 수 있다.
한편, 제2 렌즈모듈(1220)이 광축 방향으로 이동될 때 제1 렌즈모듈(1210)과 충돌하는 것을 방지하기 위하여 하우징(1010)의 양측벽에서 내부공간으로 돌출되는 스토퍼(1009)가 구비될 수 있다.
스토퍼(1009)는 제2 렌즈모듈(1220)의 전방(제1 렌즈모듈(1210)을 향하는 방향)으로의 이동범위를 제한함으로써 제2 렌즈모듈(1220)이 제1 렌즈모듈(1210)과 충돌하는 것을 방지할 수 있다.
스토퍼(1009)에는 충격을 완충하도록 탄성을 갖는 완충부재가 구비될 수 있다. 따라서, 제2 렌즈모듈(1220)이 스토퍼(1009)에 충돌될 경우 제2 렌즈모듈(1220)에 가해지는 충격 및 소음을 완충시킬 수 있다.
제2 구동부(1240)는 복수의 마그네트(1241a, 1243a) 및 복수의 마그네트(1241a, 1243a)와 마주보도록 배치되는 복수의 코일(1241b, 1243b)을 포함한다.
복수의 코일(1241b, 1243b)에 전원을 인가하면, 복수의 마그네트(1241a, 1243a)와 복수의 코일(1241b, 1243b) 사이의 전자기적 영향력에 의하여 복수의 마그네트(1241a, 1243a)가 나뉘어서 장착된 제2 및 제3 렌즈모듈(1220, 1230)을 각각 광축(Z축) 방향으로 이동시킬 수 있다.
복수의 마그네트(1241a, 1243a)는 제2 및 제3 렌즈모듈(1220, 1230)에 나뉘어 장착된다. 일 예로, 제1 마그네트(1243a)는 제2 렌즈모듈(1220)의 측면에, 제2 마그네트(1241a)는 제3 렌즈모듈(1230)의 측면에 장착될 수 있다.
복수의 코일(1241b, 1243b)은 복수의 마그네트(1241a, 1243a)와 각각 대향하도록 하우징(1010)에 장착된다. 일 예로, 복수의 코일(1241b, 1243b)은 메인기판(1070)에 실장되며, 메인기판(1070)이 하우징(1010)에 장착될 수 있다.
여기서, 복수의 마그네트(1241a, 1243a)는 각각 제2 및 제3 렌즈모듈(1220, 1230)을 기준으로 서로 반대쪽에 구비되므로, 복수의 코일(1241b, 1243b)도 각각 하우징(1010)의 양쪽 측벽에 나뉘어 구비될 수 있다.
본 실시예에서는 제2 및 제3 렌즈모듈(1220, 1230)을 이동시킬 때, 제2 및 제3 렌즈모듈(1220, 1230)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 사용한다. 따라서, 폐루프 제어를 위하여 위치 센서(1241c, 1243c)가 필요하다. 위치 센서(1241c, 1243c)는 홀 센서일 수 있다.
위치 센서(1241c, 1243c)는 코일(1241b, 1243b)의 내측 또는 외측에 배치되며, 코일(1241b, 1243b)이 장착되는 메인기판(1070)에 위치 센서(1241c, 1243c)가 장착될 수 있다.
한편, 제2 렌즈모듈(1220)과 제3 렌즈모듈(1230)은 한 쌍의 코일과 마그네트에 의해 구동되며, 이 경우 제2 및 제3 렌즈모듈(1220, 1230)을 기준으로 어느 일 측에 코일과 마그네트가 구비될 수 있다. 이때에는 구동력 강화를 위해 코일과 마그네트의 크기를 다소 크게 할 수 있으며, 이러한 경우라면 위치 센싱을 정확하게 하기 위해 복수의 위치센서(1241c, 1243c)가 구비될 수 있다. 도면의 도시에서 제2 렌즈모듈(1220)과 제3 렌즈모듈(1230)을 구동하는 코일(1241b, 1243b)의 내부에는 각각 3개의 위치센서(1241c, 1243c)가 구비된 것을 예시로 제시한다.
제3 렌즈모듈(1230)은 광축(Z축) 방향으로 이동 가능하도록 하우징(1010)에 구비된다. 일 예로, 제3 렌즈모듈(1230)과 하우징(1010)의 바닥면 사이에는 제3 볼부재(1215)가 배치된다.
제3 볼부재(1215)는 오토포커스(AF) 및 줌(Zoom) 기능의 구현 과정에서 제3 렌즈모듈(1230)의 이동을 가이드하는 역할을 한다.
제3 볼부재(1213)는 제3 렌즈모듈(1230)을 광축(Z축) 방향으로 이동하는 구동력이 발생한 경우에 광축(Z축) 방향으로 구름운동하도록 구성된다. 이에 따라, 제3 볼부재(1215)는 제3 렌즈모듈(1230)의 광축(Z축) 방향으로의 이동을 가이드한다.
제3 렌즈모듈(1230)과 하우징(1010)이 서로 마주보는 면에는 각각 제3 볼부재(1215)를 수용하는 가이드홈(1214, 1013)이 형성되며, 하우징(1010)에 형성된 가이드홈(1013)은 광축(Z축) 방향으로 길게 구비될 수 있다.
제3 볼부재(1215)는 가이드홈(1214, 1013)에 수용되어 제3 렌즈모듈(1230)과 하우징(1010) 사이에 끼워진다.
가이드홈(1214, 1013) 중 일부 또는 전부는 광축(Z축) 방향으로 길게 형성될 수 있다. 그리고, 복수의 가이드홈(1214, 1013)의 단면은 둥근형상, 다각형상 등 다양한 형상일 수 있다.
여기서, 제3 볼부재(1215)가 제3 렌즈모듈(1230) 및 하우징(1010)과 접촉 상태를 유지할 수 있도록 제3 렌즈모듈(1230)은 하우징(1010)의 바닥을 향해 가압된다. 이를 위하여, 하우징(1010)의 바닥면에는 제3 렌즈모듈(1230)의 하부면에 장착된 풀링마그네트(1216)와 마주보도록 풀링요크(1016)가 장착될 수 있다. 풀링요크(1016)는 자성체일 수 있다. 물론, 하우징(1010)의 바닥면에 풀링마그네트가 장착되고, 제3 렌즈모듈(1230)의 하부면에 풀링요크가 장착될 수도 있다.
한편, 제3 렌즈모듈(1230)을 구동하는 코일(1241b)은 하우징(1010)의 양쪽 측면 중 일측면에 구비된다. 이 경우 제3 렌즈모듈(1230)에는 전자기력이 일측면 쪽에 작용하게 되므로 제3 렌즈모듈(1230)의 정밀한 이동을 위해 풀링마그네트(1216)와 풀링요크(1016)는 하우징(1010)의 중심에서 일측면 쪽으로 치우치게 구비될 수 있다. 그리고, 제3 렌즈모듈(1230)은 구동력의 향상을 위해 마그네트(1241a)의 사이즈를 키우고자 마그네트가 장착되는 부분이 광축 방향으로 제2 렌즈모듈(1220)을 향하여 연장되게 구비될 수 있다.
나아가, 제2 렌즈모듈(1220)도 구동력의 향상을 위해 마그네트(1243a)의 사이즈를 키우고자 마그네트가 장착되는 부분이 광축 방향으로 제3 렌즈모듈(1230)을 향하여 연장되게 구비될 수 있다.
또한, 제2 렌즈모듈(1220)을 구동하는 코일(1243b)은 하우징(1010)의 양쪽 측면 중 일측면의 반대쪽인 타측면에 구비되며, 이 경우 제2 렌즈모듈(1220)에는 전자기력이 타측면 쪽에 작용하게 되므로 제2 렌즈모듈(1220)의 정밀한 이동을 위해 풀링마그네트(1226)와 풀링요크(1017)는 하우징(1010)의 중심에서 타측면 쪽으로 치우치게 구비될 수 있다.
제2 렌즈모듈(1220)은 광축(Z축) 방향으로 이동 가능하도록 하우징(1010)에 구비된다. 일 예로, 제2 렌즈모듈(1220)은 제3 렌즈모듈(1230)의 전방에 배치될 수 있다.
제2 렌즈모듈(1220)과 하우징(1010)의 바닥면 사이에는 제4 볼부재(1225)가 구비되고, 제2 렌즈모듈(1220)은 제4 볼부재(1225)에 의해 하우징(1010)에 대해 미끄럼 또는 구름이동 할 수 있다.
제4 볼부재(1225)는 제2 렌즈모듈(1220)이 광축(Z축) 방향으로 이동하도록 구동력이 발생한 경우에 제2 렌즈모듈(1220)의 광축(Z축) 방향 구름운동 또는 미끄럼 운동을 보조하도록 구성된다.
제2 렌즈모듈(1220)과 하우징(1010)이 서로 마주보는 면에는 각각 제4 볼부재(1225)를 수용하는 가이드홈(1224, 1014)이 형성되며, 하우징(1010)에 형성된 가이드홈(1014)은 광축(Z축) 방향으로 길게 구비될 수 있다.
제4 볼부재(1225)는 가이드홈(1224, 1014)에 수용되어 제2 렌즈모듈(1220)과 하우징(1010) 사이에 끼워진다.
가이드홈(1224, 1014) 각각은 광축(Z축) 방향으로 길게 형성될 수 있다. 그리고, 복수의 가이드홈(1224, 1014)의 단면은 둥근형상, 다각형상 등 다양한 형상일 수 있다.
한편, 하우징(1010)에 구비된 가이드홈(1013, 1014)은 각각 광축 방향으로 연장된 긴 홈 형상이거나, 상호 연결된 가이드홈일 수 있다. 가이드홈(1013, 1014)이 상호 연결된 형상인 경우에는 제2 및 제3 렌즈모듈(1220, 1230)이 광축 방향으로 용이하게 정렬될 수 있다.
제4 볼부재(1225)가 제2 렌즈모듈(1220) 및 하우징(1010)과 접촉 상태를 유지할 수 있도록 제2 렌즈모듈(1220)은 하우징(1010)의 바닥면을 향해 가압된다.
이를 위하여, 하우징(1010)의 바닥면에는 제2 렌즈모듈(1220)에 장착된 풀링마그네트(1226)와 마주보도록 풀링요크(1017)가 장착될 수 있다. 풀링요크(1016)는 자성체일 수 있다. 물론, 하우징(1010)의 바닥면에 풀링마그네트가 장착되고, 제2 렌즈배럴(1220)의 하부면에 풀링요크가 장착될 수도 있다.
제2 렌즈모듈(1220)은 복수의 렌즈가 구비되는 제1 렌즈안착부(1220a) 및 제1 렌즈안착부(1220a)에서 연장되는 제1 연장부(1220b)를 포함한다. 제1 연장부(1220b)는 제1 렌즈안착부(1220a)의 일측면에서 제3 렌즈모듈(1230)을 향하여 광축 방향으로 연장 형성된다.
따라서, 제2 렌즈모듈(1220)은 일측면의 길이가 일측면의 반대편인 타측면의 길이보다 더 길게 형성된다. 여기서, 길이는 광축 방향으로의 길이를 의미한다. 즉, 제2 렌즈모듈(1220)은 광축을 기준으로 일측면과 타측면이 서로 비대칭한 형상을 갖는다.
제3 렌즈모듈(1230)은 복수의 렌즈가 구비되는 제2 렌즈안착부(1210a) 및 제2 렌즈안착부(1210a)에서 연장되는 제2 연장부(1210b)를 포함한다. 제2 연장부(1210b)는 제2 렌즈안착부(1210a)의 일측면의 반대편인 타측면에서 제2 렌즈모듈(1220)을 향하여 광축 방향으로 연장 형성된다.
따라서, 제3 렌즈모듈(1230)은 일측면의 길이가 일측면의 반대편인 타측면의 길이보다 더 짧게 형성된다. 여기서, 길이는 광축 방향으로의 길이를 의미한다. 즉, 제3 렌즈모듈(1230)은 광축을 기준으로 일측면과 타측면이 서로 비대칭한 형상을 갖는다.
제2 렌즈모듈(1220)의 제1 연장부(1220b)가 연장되는 방향과 제3 렌즈모듈(1230)의 제2 연장부(1210b)가 연장되는 방향은 서로 반대방향이다. 따라서, 제2 및 제3 렌즈모듈(1220, 1230)은 광축 방향을 기준으로 서로 반대되는 형상일 수 있다.
제2 렌즈모듈(1220)의 제1 연장부(1220b)는 제3 렌즈모듈(1230)의 일측면 - 광축 방향으로의 길이가 더 짧은 쪽 - 을 향하여 연장되고, 제3 렌즈모듈(1230)의 제2 연장부(1210b)는 제2 렌즈모듈(1220)의 타측면 - 광축 방향으로의 길이가 더 짧은 쪽 - 을 향하여 연장된다.
자동 초점 조정 및/또는 줌 기능의 구현을 위하여 제2 렌즈모듈(1220)과 제3 렌즈모듈(1230)은 각각 광축 방향으로 이동된다. 따라서, 제2 렌즈모듈(1220)과 제3 렌즈모듈(1230)에는 각각 구동력을 제공하는 마그네트가 장착될 필요가 있다.
한편, 카메라 모듈의 소형화를 위하여, 각 렌즈모듈에서 복수의 렌즈가 구비되는 부분(즉, 제1 및 렌즈안착부(1220a, 1210a))의 사이즈를 줄이더라도 안정적인 구동력 확보를 위하여 마그네트의 사이즈는 줄이기 어려우며 이에 따라 각 렌즈모듈에서 마그네트가 장착되는 부분의 사이즈는 줄이기 어렵다.
제2 렌즈모듈(1220)과 제3 렌즈모듈(1230)은 광축 방향으로 순차로 이격 배치되는데, 각 렌즈모듈에서 마그네트가 장착되는 부분의 사이즈를 줄이기 어려우므로, 결국 제1 및 제2 렌즈안착부(1220a, 1210a) 사이의 간격이 필요이상으로 멀리 떨어지게 되어 카메라 모듈을 소형화하기 어려운 문제가 있다.
그러나, 본 실시예에서는 제2 및 제3 렌즈모듈(1220, 1230)이 광축 방향을 기준으로 서로 반대되는 형상을 갖도록 하고, 제2 렌즈모듈(1220)의 제1 연장부(1220b)가 연장되는 방향과 제3 렌즈모듈(1230)의 제2 연장부(1210b)가 연장되는 방향을 서로 반대 방향으로 구성함으로써, 제1 및 제2 렌즈안착부(1220a, 1210a) 사이의 간격을 줄일 수 있다. 따라서, 카메라 모듈을 소형화시킬 수 있다.
제2 렌즈모듈(1220)은 제1 연장부(1220b)에 제1 마그네트(1243a)를 구비하고, 제3 렌즈모듈(1230)은 제2 연장부(1210b)에 제2 마그네트(1241a)를 구비할 수 있다. 제1 마그네트(1243a)와 제2 마그네트(1241a)는 광축을 기준으로 서로 반대편에 위치할 수 있다.
제2 및 제3 렌즈모듈(1220, 1230)의 측면 중에서 길이가 더 긴 측면에 제1 및 제2 마그네트(1243a, 1241a)가 배치되므로, 한정된 공간에서 제1 및 제2 마그네트(1243a, 1241a)의 크기를 증가시킬 수 있다. 따라서, 카메라 모듈을 소형화시키더라도 구동력의 크기를 향상시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈모듈의 개략적인 단면도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈모듈의 개략적인 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 제1 렌즈모듈(1210)은 제1 렌즈배럴(1211) 및 제1 렌즈배럴(1211)에 수용되는 제1 렌즈군(G1)을 포함한다. 제1 렌즈군(G1)은 2개의 렌즈를 포함한다.
제1 렌즈군(G1)의 2개의 렌즈 중 전방에 배치된 렌즈(이하, 제1 렌즈(L1)라 함)는 정의 굴절력을 갖고, 제1 렌즈군(G1)의 2개의 렌즈 중 후방에 배치된 렌즈(이하, 제2 렌즈(L2)라 함)는 부의 굴절력을 갖는다. 제1 렌즈군(G1)은 전체적으로 부의 굴절력을 갖도록 구성된다.
제2 렌즈모듈(1220)은 제2 렌즈배럴(1221) 및 제2 렌즈배럴(1221)에 수용되는 제2 렌즈군(G2)을 포함한다. 제2 렌즈군(G2)은 3개의 렌즈를 포함한다.
제2 렌즈군(G2)의 3개의 렌즈 중 최전방에 배치된 렌즈(이하, 제3 렌즈(L3)라 함)는 정의 굴절력을 갖고, 중간에 배치된 렌즈(이하, 제4 렌즈(L4)라 함)는 부의 굴절력을 갖고, 최후방에 배치된 렌즈(이하, 제5 렌즈(L5)라 함)는 정의 굴절력을 갖는다. 제2 렌즈군(G2)은 전체적으로 정의 굴절력을 갖도록 구성된다.
제3 렌즈모듈(1230)은 제3 렌즈배럴(1231) 및 제3 렌즈배럴(1231)에 수용되는 제3 렌즈군(G3)을 포함한다. 제3 렌즈군(G3)은 2개의 렌즈를 포함한다.
제3 렌즈군(G3)의 2개의 렌즈 중 전방에 배치된 렌즈(이하, 제6 렌즈(L6)라 함)는 정의 굴절력을 갖고, 제3 렌즈군(G3)의 2개의 렌즈 중 후방에 배치된 렌즈(이하, 제7 렌즈(L7)라 함)는 부의 굴절력을 갖는다. 제3 렌즈군(G3)은 전체적으로 부의 굴절력을 갖도록 구성된다.
제1 렌즈배럴(1211)은 광이 통과되도록 전방과 후방이 개방된 형상이다. 일 예로, 제1 렌즈배럴(1211)은 일측(예컨대, 전방)에 제1 관통홀(1211a)을 구비하고, 타측(예컨대, 후방)에 제1 개구부(1211b)를 구비한다.
제1 렌즈배럴(1211)의 내부에는 제1 렌즈군(G1)이 배치되므로, 제1 렌즈배럴(1211)의 내부에서 제1 렌즈군(G1)의 위치를 고정할 필요가 있다. 제1 관통홀(1211a)은 제1 렌즈(L1)의 물체측 면의 일부를 감싸도록 구성됨으로써 제1 렌즈군(G1)의 위치를 고정시킬 수 있다.
따라서, 제1 관통홀(1211a)의 직경은 제1 렌즈(L1)의 직경보다 작게 형성된다.
제1 개구부(1211b)의 직경은 제2 렌즈(L2)의 직경과 같거나 더 크게 형성될 수 있다. 한편, 제1 개구부(1211b)의 직경은 제1 관통홀(1211a)의 직경보다 크다.
제2 렌즈배럴(1221)은 광이 통과되도록 전방과 후방이 개방된 형상이다. 일 예로, 제2 렌즈배럴(1221)은 일측(예컨대, 전방)에 제2 개구부(1221b)를 구비하고, 타측(예컨대, 후방에) 제2 관통홀(1221a)을 구비한다.
제2 렌즈배럴(1221)의 내부에는 제2 렌즈군(G2)이 배치되므로, 제2 렌즈배럴(1221)의 내부에서 제2 렌즈군(G2)의 위치를 고정할 필요가 있다. 제2 관통홀(1221a)은 제5 렌즈(L5)의 상측 면의 일부를 감싸도록 구성됨으로써 제2 렌즈군(G2)의 위치를 고정시킬 수 있다.
따라서, 제2 관통홀(1221a)의 직경은 제5 렌즈(L5)의 직경보다 작게 형성된다.
제2 개구부(1221b)의 직경은 제3 렌즈(L3)의 직경과 같거나 더 크게 형성될 수 있다. 한편, 제2 개구부(1221b)의 직경은 제2 관통홀(1221a)의 직경보다 크다.
제3 렌즈배럴(1231)은 광이 통과되도록 전방과 후방이 개방된 형상이다. 일 예로, 제3 렌즈배럴(1231)은 일측(예컨대, 전방)에 제3 관통홀(1231a)을 구비하고, 타측(예컨대, 후방)에 제3 개구부(1231b)를 구비한다.
제3 렌즈배럴(1231)의 내부에는 제3 렌즈군(G3)이 배치되므로, 제3 렌즈배럴(1231)의 내부에서 제3 렌즈군(G3)의 위치를 고정할 필요가 있다. 제3 관통홀(1231a)은 제6 렌즈(L6)의 물체측 면의 일부를 감싸도록 구성됨으로써 제3 렌즈군(G3)의 위치를 고정시킬 수 있다.
따라서, 제3 관통홀(1231a)의 직경은 제6 렌즈(L6)의 직경보다 작게 형성된다.
제3 개구부(1231b)의 직경은 제7 렌즈(L7)의 직경과 같거나 더 크게 형성될 수 있다. 한편, 제3 개구부(1231b)의 직경은 제3 관통홀(1231a)의 직경보다 크다.
한편, 제1 렌즈배럴(1211)의 제1 개구부(1211b)와 제2 렌즈배럴(1221)의 제2 개구부(1221b)는 서로 마주보도록 배치된다. 또한, 제2 렌즈배럴(1221)의 제2 관통홀(1221a)과 제3 렌즈배럴(1231)의 제3 관통홀(1231a)은 서로 마주보도록 배치된다.
제2 및 제3 렌즈모듈(1220, 1230)을 광축 방향으로 이동시켜 줌 인(Zoom in)하는 경우에, 제1 렌즈모듈(1210)과 제2 렌즈모듈(1220) 사이의 간격은, 제2 렌즈모듈(1220)과 제3 렌즈모듈(1230) 사이의 간격에 비하여 좁아지게 된다.
도시된 실시예와는 달리, 제1 관통홀(1211a)이 제1 렌즈배럴(1211)의 후방에 형성되거나 제2 관통홀(1221a)이 제2 렌즈배럴(1221)의 전방에 형성되는 경우에는, 관통홀을 형성하기 위한 렌즈배럴의 두께로 인하여 줌 인(Zoom in) 시에 제1 렌즈모듈(1210)과 제2 렌즈모듈(1220)이 서로 충돌될 우려가 있다.
따라서, 줌 인(Zoom in) 시에, 제1 렌즈모듈(1210)과 제2 렌즈모듈(1220)이 서로 충돌하는 것을 방지하기 위하여 제1 렌즈배럴(1210)의 제1 개구부(1211b)와 제2 렌즈배럴(1221)의 제2 개구부(1221b)를 서로 마주보게 배치시킨다.
한편, 제1 렌즈모듈(1210)과 제2 렌즈모듈(1220) 사이에는 서로 간의 충돌을 방지하기 위하여 별도로 스토퍼(1009)가 배치될 수 있다(도 3, 5, 6 참조). 다만, 이러한 경우에도 제1 관통홀(1211a)을 제1 렌즈배럴(1211)의 후방에 형성하거나 제2 관통홀(1221a)을 제2 렌즈배럴(1221)의 전방에 형성하면 관통홀을 형성하기 위한 렌즈배럴의 두께로 인하여 제1 렌즈모듈(1210)과 제2 렌즈모듈(1220)의 간격이 상대적으로 멀어지게 되므로, 소형화에 불리하다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 제1 렌즈배럴(1211)의 제1 개구부(1211b)와 제2 렌즈배럴(1221)의 제2 개구부(1221b)를 서로 마주보도록 배치함으로써 카메라 모듈을 소형화시킬 수 있다.
한편, 제1 렌즈배럴(1211)의 제1 개구부(1211b)와 제2 렌즈배럴(1221)의 제2 개구부(1221b)를 서로 마주보도록 배치하는 경우, 불필요한 광을 차단할 수 있는 기구물이 없기 때문에 제1 렌즈배럴(1211)과 제2 렌즈배럴(1221) 사이의 공간으로 불필요한 광이 유입되어 플레어 현상을 발생시킬 우려가 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 제1 렌즈배럴(1211)의 제1 개구부(1211b)와 제2 렌즈배럴(1221)의 제2 개구부(1221b) 중 적어도 하나에 차광부재(1250)를 배치한다. 차광부재는 개구를 갖는 플레이트 형상일 수 있다.
차광부재(1250)는 제1 개구부(1211b)와 제2 개구부(1221b) 중 적어도 하나의 일부를 가리도록 배치되어 불필요한 광을 차단할 수 있다. 일 예로, 차광부재(1250)는 제1 개구부(1211b)의 일부를 가리도록 제1 개구부(1211b)에 배치될 수 있고, 제2 개구부(1221b)의 일부를 가리도록 제2 개구부(1221b)에 배치될 수 있다.
나아가, 차광부재(1250)의 표면은 광을 산란시킬 수 있도록 표면처리될 수 있다. 일 예로, 차광부재(1250)의 표면은 부식처리되어 거칠게 형성될 수 있다. 또한, 차광부재(1250)의 표면에는 불필요한 광을 차단하도록 광 흡수층이 구비될 수 있다. 광 흡수층은 흑색 피막 또는 흑색 산화철일 수 있다.
한편, 별도의 차광부재를 배치시키는 대신에, 제2 렌즈(L2)의 상측 면 일부를 표면처리하거나, 제2 렌즈(L2)의 상측 면 일부에 흑색의 광흡수층을 구비하는 것도 가능하다. 이 경우, 제2 렌즈(L2)의 상측 면 일부가 차광부재의 역할을 할 수 있다.
또한, 제3 렌즈(L3)의 물체측 면 일부를 표면처리하거나, 제3 렌즈(L3)의 물체측 면 일부에 흑색의 광흡수층을 구비하는 것도 가능하다. 이 경우, 제3 렌즈(L3)의 물체측 면 일부가 차광부재의 역할을 할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 사시도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대용 전자기기(2)는 복수의 카메라 모듈(500, 1000)이 장착된 이동 통신 단말기, 스마트 폰, 태블릿 PC 등의 휴대가능한 전자기기일 수 있다.
본 실시예에서는 휴대용 전자기기(2)에 제1 카메라 모듈(1000) 및 제2 카메라 모듈(500)이 장착될 수 있다.
제1 카메라 모듈(1000)은, 도 2 내지 도 8을 참조로 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)일 수 있다.
즉, 듀얼 카메라 모듈을 구비하는 휴대용 전자기기의 경우, 2개의 카메라 모듈 중 적어도 어느 하나를 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)로 구비할 수 있다.
제1 카메라 모듈(1000)과 제2 카메라 모듈(500)은 서로 다른 화각을 가지도록 구성된다.
제1 카메라 모듈(1000)은 상대적으로 화각이 좁게 구성(예를 들어, 망원)되고, 제2 카메라 모듈(500)은 상대적으로 화각이 넓게 구성(예를 들어, 광각)된다.
일 예로, 제1 카메라 모듈(1000)의 화각은 10°~ 25°범위에서 형성될 수 있고, 제2 카메라 모듈(500)은 75°~ 85° 범위에서 형성될 수 있다.
이처럼 2개의 카메라 모듈의 화각을 서로 다르게 설계함으로써, 피사체의 이미지를 다양한 심도로 촬영할 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
1, 2: 휴대용 전자기기
1000: 카메라 모듈
1010: 하우징
1100: 반사모듈
1110: 반사부재
1120: 회전홀더
1140: 제1 구동부
1200: 렌즈모듈
1210: 제1 렌즈모듈
1220: 제2 렌즈모듈
1230: 제3 렌즈모듈
1240: 제2 구동부
1300: 이미지센서모듈

Claims (16)

  1. 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 제1 렌즈군 및 상기 제1 렌즈군을 수용하는 제1 렌즈배럴을 구비하는 제1 렌즈모듈; 및
    상기 제1 렌즈모듈과 광축 방향으로 이격되고 상기 광축 방향으로 이동 가능하게 구성되며, 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 제2 렌즈군 및 상기 제2 렌즈군을 수용하는 제2 렌즈배럴을 구비하는 제2 렌즈모듈;을 포함하고,
    상기 제1 렌즈배럴은 일측에 제1 관통홀을 구비하고, 타측에 제1 개구부를 구비하며,
    상기 제1 렌즈배럴의 상기 일측은 상기 제1 렌즈군에 포함된 렌즈 중 최전방 렌즈의 물체측 면의 일부를 감싸도록 구성되고,
    상기 제2 렌즈배럴은 일측에 상기 제1 개구부와 마주보는 제2 개구부를 구비하고, 타측에 제2 관통홀을 구비하며,
    상기 제2 렌즈배럴의 상기 타측은 상기 제2 렌즈군에 포함된 렌즈 중 최후방 렌즈의 상측 면의 일부를 감싸도록 구성되고,
    상기 제1 개구부의 직경은 상기 제1 관통홀의 직경보다 크고, 상기 제2 개구부의 직경은 상기 제2 관통홀의 직경보다 크며,
    상기 제1 개구부와 상기 제2 개구부 중 적어도 하나에는 차광부재가 배치되는 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차광부재는 상기 제1 개구부와 상기 제2 개구부 중 적어도 하나의 일부를 가리도록 배치되는 카메라 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 차광부재의 표면은 광을 산란시킬 수 있도록 표면처리된 카메라 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 차광부재의 표면에는 광 흡수층이 구비되는 카메라 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈군과 상기 제2 렌즈군은 서로 마주보게 배치되며,
    상기 차광부재는 상기 제1 렌즈군과 상기 제2 렌즈군이 서로 마주보는 면 중 적어도 하나에 배치되는 카메라 모듈.
  6. 제1 렌즈군 및 상기 제1 렌즈군을 수용하는 제1 렌즈배럴을 구비하는 제1 렌즈모듈; 및
    상기 제1 렌즈모듈과 광축 방향으로 이격되고 상기 광축 방향으로 이동 가능하게 구성되며, 제2 렌즈군 및 상기 제2 렌즈군을 수용하는 제2 렌즈배럴을 구비하는 제2 렌즈모듈;을 포함하고,
    상기 제1 렌즈모듈과 상기 제2 렌즈모듈 사이에는 스토퍼가 배치되며, 상기 스토퍼는 탄성을 갖는 완충부재를 구비하며,
    상기 제1 렌즈배럴은 일측에 제1 관통홀을 구비하고, 타측에 제1 개구부를 구비하며,
    상기 제2 렌즈배럴은 일측에 상기 제1 개구부와 마주보는 제2 개구부를 구비하고, 타측에 제2 관통홀을 구비하며,
    상기 제1 개구부의 직경은 상기 제1 관통홀의 직경보다 크고, 상기 제2 개구부의 직경은 상기 제2 관통홀의 직경보다 크며,
    상기 제1 개구부와 상기 제2 개구부 중 적어도 하나에는 차광부재가 배치되는 카메라 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈모듈의 전방에 배치되는 반사모듈;을 더 포함하며,
    상기 반사모듈은 상기 반사모듈에 입사된 광의 경로를 상기 제1 렌즈모듈을 향하도록 변화시키는 반사부재를 구비하는 카메라 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 렌즈모듈에는 제1 마그네트가 배치되고, 상기 제1 마그네트와 마주보는 위치에 제1 코일이 배치되는 카메라 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 렌즈모듈과 상기 광축 방향으로 이격되고 상기 광축 방향으로 이동 가능하게 구성되며, 제3 렌즈군 및 상기 제3 렌즈군을 수용하는 제3 렌즈배럴을 구비하는 제3 렌즈모듈;을 더 포함하고,
    상기 제3 렌즈배럴은 일측에 상기 제2 관통홀과 마주보는 제3 관통홀을 구비하고, 타측에 제3 개구부를 구비하며,
    상기 제3 개구부의 직경은 상기 제3 관통홀의 직경보다 큰 카메라 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 렌즈군은 부의 굴절력을 갖고, 상기 제2 렌즈군은 정의 굴절력을 가지며, 상기 제3 렌즈군은 부의 굴절력을 갖는 카메라 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 렌즈군은 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈 및 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈를 포함하고,
    상기 제2 렌즈군은 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈, 부의 굴절력을 갖는 제4 렌즈 및 정의 굴절력을 갖는 제5 렌즈를 포함하며,
    상기 제3 렌즈군은 정의 굴절력을 갖는 제6 렌즈 및 부의 굴절력을 갖는 제7 렌즈를 포함하는 카메라 모듈.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1 렌즈모듈과 상기 제2 렌즈모듈 사이의 간격은, 상기 제2 렌즈모듈과 상기 제3 렌즈모듈 사이의 간격보다 좁은 카메라 모듈.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제1 렌즈모듈, 상기 제2 렌즈모듈 및 상기 제3 렌즈모듈을 수용하는 하우징;을 더 포함하고,
    상기 제1 렌즈모듈은 상기 하우징에 고정 배치되며,
    상기 제2 렌즈모듈과 상기 하우징 사이, 및 상기 제3 렌즈모듈과 상기 하우징 사이에는 볼 부재가 배치되는 카메라 모듈.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제2 렌즈모듈 및 상기 제3 렌즈모듈은 각각 일측면과 타측면의 상기 광축 방향으로의 길이가 다른 카메라 모듈.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 렌즈모듈의 상기 일측면과 상기 타측면 중 길이가 더 긴 측면에 제1 마그네트가 배치되고, 상기 제1 마그네트와 마주보는 위치에 제1 코일이 배치되며,
    상기 제3 렌즈모듈의 상기 일측면과 상기 타측면 중 길이가 더 긴 측면에 제2 마그네트가 배치되고, 상기 제2 마그네트와 마주보는 위치에 제2 코일이 배치되는 카메라 모듈.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 마그네트와 상기 제2 마그네트는 상기 광축을 기준으로 서로 반대편에 위치하는 카메라 모듈.
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