KR102435752B1 - 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라 - Google Patents

자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라 Download PDF

Info

Publication number
KR102435752B1
KR102435752B1 KR1020200126126A KR20200126126A KR102435752B1 KR 102435752 B1 KR102435752 B1 KR 102435752B1 KR 1020200126126 A KR1020200126126 A KR 1020200126126A KR 20200126126 A KR20200126126 A KR 20200126126A KR 102435752 B1 KR102435752 B1 KR 102435752B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ois
carrier
axis
housing
pcb
Prior art date
Application number
KR1020200126126A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220042828A (ko
Inventor
안상민
임장호
장창일
전주현
Original Assignee
주식회사 엠씨넥스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엠씨넥스 filed Critical 주식회사 엠씨넥스
Priority to KR1020200126126A priority Critical patent/KR102435752B1/ko
Publication of KR20220042828A publication Critical patent/KR20220042828A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102435752B1 publication Critical patent/KR102435752B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B13/00—Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
    • G03B13/32—Means for focusing
    • G03B13/34—Power focusing
    • G03B13/36—Autofocus systems
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02—Bodies
    • G03B17/12—Bodies with means for supporting objectives, supplementary lenses, filters, masks, or turrets
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B5/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B5/02—Lateral adjustment of lens
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/68—Control of cameras or camera modules for stable pick-up of the scene, e.g. compensating for camera body vibrations
    • H04N23/682—Vibration or motion blur correction
    • H04N23/685—Vibration or motion blur correction performed by mechanical compensation
    • H04N23/687—Vibration or motion blur correction performed by mechanical compensation by shifting the lens or sensor position
    • H04N5/2254—
    • H04N5/23287—
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2205/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B2205/0007—Movement of one or more optical elements for control of motion blur

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Adjustment Of Camera Lenses (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라에 관한 것으로, 이미지 센서 모듈이 상하로 이동되면서 자동으로 초점을 조절하는 이미지 센서 구동 방식의 자동 초점 조정 기능을 구비한 카메라의 구동 방식으로 온도 등과 같은 외부 요인에 민감하지 않은 전자기적인 캐리어 구동 방식을 사용함으로써 보다 정확하게 카메라의 초점을 자동으로 조정할 수 있는 동시에 흔들림 방지 기능을 구비함으로써 보다 선명한 카메라 영상을 얻을 수 있도록 한 것이다.

Description

자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라{Camera with Automatic Focusing and Optical Image Stabilizer feature}
본 발명은 카메라에 관련한 것으로, 특히 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라에 관한 것이다.
통상적으로, 자동 초점 조정 기능을 구비한 카메라는 이미지 센서 모듈은 고정되고, 렌즈 모듈이 상하로 구동되면서 자동으로 초점을 조정한다. 그런데, 렌즈 모듈에 장착되는 렌즈의 수가 매우 많거나 하는 등의 이유로 렌즈 모듈 무게가 무거워질 수록 구동을 위한 전력 소모가 증가하게 된다.
역발상으로 렌즈 모듈은 고정되고, 이미지 센서 모듈이 상하로 구동되면서 자동으로 초점을 조정한다면, 렌즈 모듈 무게 증가에 상관없이 낮은 전력을 소모하면서 카메라의 초점을 자동으로 조정할 수 있을 것이다.
이러한 이미지 센서 모듈은 고정되고, 렌즈 모듈이 상하로 구동되면서 자동으로 초점을 조정하는 기술과 반대로, 렌즈 배럴이 고정되고, 이미지 센서가 상하로 이동되면서 자동으로 초점을 조절하는 기술을 대한민국 공개특허 제10-2013-0092914호(2013.08.21)에서 제안하고 있다.
그런데, 이 기술은 이미지 센서를 상하로 구동하는 액츄에이터로 전압 인가시 높이가 변형되는 폴리머 필름을 사용하여 이미지 센서가 실장된 연성인쇄회로기판을 상하로 이동시킨다. 그런데, 폴리머 필름을 사용할 경우 온도 등과 같은 외부 요인에 민감하여 정확한 초점 조정이 어려운 문제가 발생하게 된다.
또한, 이 기술은 사용자의 손떨림 등에 의해 카메라 렌즈 모듈이 흔들리지 않도록 하는 흔들림 방지(OIS : Optical Image Stabilizer) 기능을 구비하지 않아, 사용자의 손떨림 등에 의해 카메라 렌즈 모듈이 흔들릴 경우 선명한 영상을 얻기 어려운 문제도 있었다.
대한민국 공개특허 제10-2013-0092914호(2013.08.21)
본 발명은 렌즈 모듈은 고정되고, 이미지 센서 모듈이 상하로 이동되면서 자동으로 초점을 조절하는 이미지 센서 구동 방식의 자동 초점 조정 기능을 구비한 카메라의 구동 방식으로 온도 등과 같은 외부 요인에 민감하지 않은 전자기적인 캐리어 구동 방식을 사용함으로써 보다 정확하게 카메라의 초점을 자동으로 조정할 수 있는 동시에 흔들림 방지 기능을 구비하여 보다 선명한 카메라 영상을 얻을 수 있는 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라를 제공함을 그 목적으로 한다.
나아가 본 발명은 이미지 센서 구동 방식의 자동 초점 조정 기능을 구비한 카메라에서 구동되는 부분의 무게를 한층 더 줄여, 구동에 필요한 전력 소모를 줄이는 것을 목적으로 한다.
나아가 본 발명은 이미지 센서 구동 방식의 자동 초점 조정 기능을 구비한 카메라에서 프리 로드(pre-load)의 구조를 제시하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따르면, 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라가 하우징(housing)과; 하우징 상부에 장착되는 렌즈 모듈(lens module)과; 하우징 저면에 안착되는 메인 PCB와; 렌즈를 통해 입사되는 광 신호를 전기 신호로 광전 변환하는 이미지 센서 모듈(image sensor module)과; 이미지 센서 모듈이 탑재되고, 메인 PCB와 전기적으로 연결되는 서브 PCB와; 자동 초점(AF : Automatic Focusing) 조정을 위해 전자기적인 캐리어 구동 방식으로 서브 PCB를 이미지 센서 모듈에 대해 수직한 방향으로 이동시키는 구동력을 제공하는 AF 구동부와; 흔들림 방지(OIS : Optical Image Stabilizer)를 위해 전자기적인 캐리어 구동 방식으로 렌즈 모듈을 이미지 센서 모듈에 대해 수평한 방향으로 이동시키는 구동력을 제공하는 OIS 구동부를 포함한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, AF 구동부가 서브 PCB와 결합되어 서브 PCB를 수직 방향으로 이동시키는 AF 캐리어(carrier)와; AF 캐리어의 하우징을 향한 외측에 장착되어, 자력을 발생시키는 AF 영구 자석(permanent magnet)과; 하우징 내측에 권선되되, AF 영구 자석에 의해 발생되는 자력과 상호 작용하여 AF 캐리어를 수직 방향으로 이동시키는 구동력을 발생시키는 AF 코일(coil)을 포함한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, AF 구동부가 이미지 센서 모듈이 탑재되는 서브 PCB와 메인 PCB 간을 전기적으로 연결하는 연성 PCB(Flexible PCB)를 더 포함한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 연성 PCB가 굴곡 구조로 형성되는 굴곡부를 포함한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 연성 PCB가 굴곡부의 양단에 가로질러 설치되어 굴곡을 제한하는 굴곡 제한부를 더 포함한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, AF 구동부가 AF 캐리어의 하우징을 향한 외측 일면과 그 대향하는 하우징의 내측 일면 간에 장착되어 AF 캐리어의 수직 방향 이동시 마찰력을 저감시키는 복수의 AF 볼들을 더 포함한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, OIS 구동부가 렌즈 모듈과 결합되어 렌즈 모듈을 수평 방향으로 이동시키는 OIS 캐리어(carrier)와; OIS 캐리어의 하우징을 향한 외측에 장착되어, 자력을 발생시키는 OIS 영구 자석(permanent magnet)과; 하우징 내측에 권선되되, OIS 영구 자석에 의해 발생되는 자력과 상호 작용하여 OIS 캐리어를 수평 방향으로 이동시키는 구동력을 발생시키는 OIS 코일(coil)을 포함한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, OIS 영구 자석이 OIS 캐리어의 외측 일면에 장착되는 x축 OIS 영구 자석과; x축 OIS 영구 자석이 장착되는 OIS 캐리어의 외측 일면과 수직하게 인접하는 OIS 캐리어의 외측 인접면에 x축 OIS 영구 자석과 수직하게 장착되는 y축 OIS 영구 자석을 포함한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, OIS 코일이 x축 OIS 영구 자석이 장착되는 OIS 캐리어의 외측 일면과 대향하는 하우징 내측에 권선되는 x축 OIS 코일과; y축 OIS 영구 자석이 장착되는 OIS 캐리어의 외측 인접면과 대향하는 하우징 내측에 권선되는 y축 OIS 코일을 포함한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, OIS 구동부가 OIS 캐리어를 x축 방향 및 y축 방향으로 이동하도록 가이드 하는 미들 가이드(middle guide)와; 하우징 내측 중간 부위에서 돌출되는 단턱부와 미들 가이드 저부 간에 장착되어, OIS 캐리어의 x축 방향 이동시 마찰력을 저감시키는 복수의 x축 OIS 볼들과; 미들 가이드 상부와 렌즈 모듈 저면 간에 장착되어, OIS 캐리어의 y축 방향 이동시 마찰력을 저감시키는 복수의 y축 OIS 볼들을 포함한다.
본 발명은 렌즈 모듈은 고정되고, 이미지 센서 모듈이 상하로 이동되면서 자동으로 초점을 조절하는 이미지 센서 구동 방식의 자동 초점 조정 기능을 구비한 카메라의 구동 방식으로 온도 등과 같은 외부 요인에 민감하지 않은 전자기적인 캐리어 구동 방식을 사용함으로써 보다 정확하게 카메라의 초점을 자동으로 조정할 수 있는 동시에 흔들림 방지 기능을 구비함으로써 보다 선명한 카메라 영상을 얻을 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 이미지 센서 구동 방식의 자동 초점 조정 기능을 구비한 카메라에서 구동되는 부분의 무게를 한층 더 줄여, 구동에 필요한 전력 소모를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 연성 PCB가 굴곡 구조로 인해 판스프링으로 작용함으로써 이미지 센서가 탑재된 캐리어에 상방향의 힘을 가하여 프리로드(preload)를 부여하여 진동이나 충격시 파손 위험을 줄이고 달거락거리는 소리를 없앨 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 연성 PCB의 굴곡부로 인해 발생하는 탄력에 의해 이미지 센서 모듈이 좀 더 하우징에 밀착되면서 안정되는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라의 평면도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라의 일 실시예의 구성을 도시한 A-A선 단면도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라의 일 실시예의 구성을 도시한 B-B선 단면도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라의 또 다른 실시예의 구성을 도시한 단면도이다.
도 5 는 본 발명에 따른 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라의 또 다른 실시예의 구성을 도시한 단면도이다.
도 6 은 본 발명에 따른 자동 초점 조정 기능을 구비한 카메라의 OIS 구동부의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다. 특정 실시예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있으나, 이는 본 발명의 다양한 실시예들을 특정한 형태로 한정하려는 것은 아니다.
본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라의 평면도, 도 2 는 본 발명에 따른 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라의 일 실시예의 구성을 도시한 A-A선 단면도, 도 3 은 본 발명에 따른 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라의 일 실시예의 구성을 도시한 B-B선 단면도이다.
도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라(100)는 하우징(housing)(110)과, 렌즈 모듈(lens module)(120)과, 메인 PCB(130)와, 이미지 센서 모듈(image sensor module)(140)과, 서브 PCB(150)와, AF 구동부(160)와, OIS 구동부(170)를 포함한다.
하우징(housing)(110)은 카메라 외부 케이스 역할을 수행하며, 플라스틱 등과 같은 재질일 수 있다. 하우징(110)은 일체형 타입일 수도 있고, 상부 하우징과 하부 하우징으로 이루어지는 분리형 타입일 수도 있다. 하우징(110)의 저면에는 메인 PCB(130)가 안착된다.
렌즈 모듈(lens module)(120)은 하우징(120) 상부에 장착된다. 렌즈 모듈(120)은 렌즈 배럴(121)과, 렌즈 배럴 내부에 안착되는 적어도 하나의 렌즈(122)를 포함하며, 흔들림 방지(OIS : Optical Image Stabilizer)를 위해 수평 방향으로 이동된다.
메인 PCB(130)는 자동 초점 조정 및 흔들림 방지를 위한 구동 제어를 포함하는 카메라 전반을 제어하는 프로세서 등과 같은 전자 부품들이 실장되며, 외부로 인출되는 커넥터와 전기적으로 연결된다.
이미지 센서 모듈(image sensor module)(140)은 렌즈를 통해 입사되는 광 신호를 전기 신호로 광전 변환하며, 자동 초점(Automatic Focusing) 조정을 위해 수직 방향으로 이동된다.
서브 PCB(150)는 이미지 센서 모듈(140)이 탑재되고, 메인 PCB(130)와 전기적으로 연결된다. 서브 PCB(150)는 자동 초점(Automatic Focusing) 조정을 위해 수직 방향으로 이동되는 이미지 센서 모듈(140)과 함께 수직 방향으로 이동된다.
AF 구동부(160)는 자동 초점(AF : Automatic Focusing) 조정을 위해 전자기적인 캐리어 구동 방식으로 서브 PCB(150)를 이미지 센서 모듈(140)에 대해 수직한 방향으로 이동시키는 구동력을 제공한다.
메인 PCB(130)에 실장되는 프로세서에 의해 자동 초점 조정을 위한 구동 제어 명령이 발생하면, AF 구동부(160)가 자동 초점 조정을 위한 구동력을 제공하여 서브 PCB(150)를 이미지 센서 모듈(140)에 대해 수직한 방향으로 이동시킨다. 그러면, 서브 PCB(150)에 탑재된 이미지 센서 모듈(140)이 수직 방향으로 이동되어 자동 초점 조정이 이루어진다.
예컨대, AF 구동부(160)가 자동 초점(Automatic Focusing) 조정을 위한 세부 구성으로 AF 캐리어(carrier)(161)와, AF 영구 자석(permanent magnet)(162)과, AF 코일(coil)(163)을 포함할 수 있다.
AF 캐리어(carrier)(161)는 서브 PCB(150)와 결합되어 서브 PCB를 수직 방향으로 이동시킨다. 도면에 도시한 바와 같이, AF 캐리어(161)는 서브 PCB(150)의 외곽 일측에서 수직한 방향으로 기구적으로 결합될 수 있다. 또 다른 예로, AF 캐리어가 서브 PCB의 일면 혹은 테두리의 전부 혹은 일부를 감싸면서 고정할 수도 있다. 또 다른 예로, 서브 PCB가 캐리어 상면에 실장되도록 구현될 수도 있다
AF 영구 자석(permanent magnet)(162)은 AF 캐리어(161)의 하우징을 향한 외측에 장착되어, 자력을 발생시킨다. AF 영구 자석(162)에 의해 발생되는 자력은 이후 설명되는 AF 코일(163)에 의해 발생되는 구동력과 상호 작용한다.
AF 코일(coil)(163)은 하우징(110) 내측에 권선되되, AF 영구 자석(162)에 의해 발생되는 자력과 상호 작용하여 AF 캐리어(161)를 수직 방향(z축 방향)으로 이동시키는 구동력을 발생시킨다.
그러면, AF 캐리어(161)에 결합된 서브 PCB(150)가 수직한 방향으로 이동되고, 서브 PCB(150)에 탑재되는 이미지 센서 모듈(140) 역시 수직한 방향으로 이동되어 자동 초점(Automatic Focusing) 조정이 이루어진다. 이 때, AF 코일(coil)(163)에 흐르는 전류의 방향과 세기에 따라 AF 캐리어(161)의 이동 방향 및 속도가 결정된다.
OIS 구동부(170)는 흔들림 방지(OIS : Optical Image Stabilizer)를 위해 전자기적인 캐리어 구동 방식으로 렌즈 모듈(120)을 이미지 센서 모듈(140)에 대해 수평한 방향(x축 방향 또는 y축 방향)으로 이동시키는 구동력을 제공한다.
메인 PCB(130)에 실장되는 프로세서에 의해 흔들림 방지를 위한 구동 제어 명령이 발생하면, OIS 구동부(170)가 흔들림 방지를 위한 구동력을 제공하여 렌즈 모듈(120)을 이미지 센서 모듈(140)에 대해 수평한 방향으로 이동시켜 흔들림 방지가 이루어진다.
도 6 은 본 발명에 따른 자동 초점 조정 기능을 구비한 카메라의 OIS 구동부의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다. 도 6 에 도시한 바와 같이, OIS 구동부(170)가 흔들림 방지(OIS : Optical Image Stabilizer)를 위한 세부 구성으로 OIS 캐리어(carrier)(171)와, OIS 영구 자석(permanent magnet)(172)과, OIS 코일(coil)(173)을 포함할 수 있다.
OIS 캐리어(carrier)(171)는 렌즈 모듈(120)과 결합되어 렌즈 모듈을 수평 방향으로 이동시킨다. 도면에 도시한 바와 같이, OIS 캐리어(carrier)(171)는 렌즈 모듈(120)이 중앙에서 결합되어 렌즈 모듈(120)을 외부에서 감싸는 직육면체 형상으로 구현될 수 있다.
OIS 영구 자석(permanent magnet)(172)은 OIS 캐리어(171)의 하우징을 향한 외측에 장착되어, 자력을 발생시킨다. OIS 영구 자석(172)에 의해 발생되는 자력은 이후 설명되는 OIS 코일(173)에 의해 발생되는 구동력과 상호 작용한다.
이 때, OIS 영구 자석(172)이 x축 OIS 영구 자석(172a)과, y축 OIS 영구 자석(172b)을 포함할 수 있다. x축 OIS 영구 자석(172a)은 OIS 캐리어(171)의 외측 일면에 장착되고, y축 OIS 영구 자석(172b)은 x축 OIS 영구 자석이 장착되는 OIS 캐리어의 외측 일면과 수직하게 인접하는 OIS 캐리어의 외측 인접면에 x축 OIS 영구 자석과 수직하게 장착되어, 서로 직교하는 방향으로 자력을 발생시킨다.
OIS 코일(coil)(173)은 하우징(110) 내측에 권선되되, OIS 영구 자석(172)에 의해 발생되는 자력과 상호 작용하여 OIS 캐리어(171)를 수평 방향으로 이동시키는 구동력을 발생시킨다.
그러면, OIS 캐리어(171)에 결합된 렌즈 모듈(120)이 수평한 방향으로 이동되어 흔들림 방지(OIS : Optical Image Stabilizer)가 이루어진다. OIS 코일(173)에 흐르는 전류의 방향과 세기에 따라 렌즈 모듈(120)의 이동 방향 및 속도가 결정된다.
한편, OIS 코일(173)이 x축 OIS 코일(173a)과, y축 OIS 코일(173b)을 포함할 수 있다. x축 OIS 코일(173a)은 x축 OIS 영구 자석(172a)이 장착되는 OIS 캐리어의 외측 일면과 대향하는 하우징 내측에 권선되고, y축 OIS 코일(173b)은 y축 OIS 영구 자석(172b)이 장착되는 OIS 캐리어의 외측 인접면과 대향하는 하우징 내측에 권선된다.
x축 OIS 코일(173a)에 의해 발생되는 구동력은 x축 OIS 영구 자석(172a)에 의해 발생되는 자력과 상호 작용하여 x축 방향(좌우 방향)으로 렌즈 모듈(120)을 이동시키고, y축 OIS 코일(173b)에 의해 발생되는 구동력은 y축 OIS 영구 자석(172b)에 의해 발생되는 자력과 상호 작용하여 y축 방향(상하 방향)으로 렌즈 모듈(120)을 이동시킨다.
이와 같이 구현함에 의해 본 발명은 렌즈 모듈은 고정되고, 이미지 센서 모듈이 상하로 이동되면서 자동으로 초점을 조절하는 이미지 센서 구동 방식의 자동 초점 조정 기능을 구비한 카메라의 구동 방식으로 온도 등과 같은 외부 요인에 민감하지 않은 전자기적인 캐리어 구동 방식을 사용함으로써 보다 정확하게 카메라의 초점을 자동으로 조정할 수 있는 동시에 흔들림 방지 기능을 구비함으로써 보다 선명한 카메라 영상을 얻을 수 있는 효과가 있다.
한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라(100)가 연성 PCB(Flexible PCB)(180)를 더 포함할 수 있다. 연성 PCB(180)는 이미지 센서 모듈(140)이 탑재되는 서브 PCB(150)와 메인 PCB(130) 간을 전기적으로 연결하되, 이미지 센서 모듈(140)이 탑재되는 서브 PCB(150)의 상하 이동에도 불구하고 전기적인 결선이 발생하지 않도록 한다.
메인 PCB(130)에는 이미지 센서 모듈(140)을 상하로 구동시키는 것을 포함하는 카메라 전반을 제어하는 프로세서 등과 같은 전자 부품들이 실장되므로, 이미지 센서 모듈(140)이 실장되는 서브 PCB(150)와 메인 PCB(130) 간을 전기적으로 연결해야 한다.
본 발명은 렌즈 모듈(120)은 고정되고, 이미지 센서 모듈(140)이 상하로 이동되면서 자동으로 초점을 조절하므로, 서브 PCB(150)와 메인 PCB(130) 간을 전기적으로 연결하는 수단은 이미지 센서 모듈(140)의 상하 구동에 의해 파손되지 않아야 한다.
서브 PCB(150)와 메인 PCB(130) 간을 전기적으로 연결하는 수단이 이미지 센서 모듈(140)의 상하 구동에 의해 파손되면 전기적인 결선이 발생하여 메인 PCB(130)로부터 서브 PCB(150)로 전기적인 신호가 전달되지 않아 카메라가 동작하지 않게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명은 서브 PCB(150)와 메인 PCB(130) 간을 전기적으로 연결하는 수단으로 연성 PCB(180)를 사용해 이미지 센서 모듈(140)이 탑재되는 서브 PCB(150)와 메인 PCB(130) 간을 전기적으로 연결한다.
연성 PCB(180)를 사용해 이미지 센서 모듈(140)이 탑재되는 서브 PCB(150)와 메인 PCB(130) 간을 전기적으로 연결할 경우, 이미지 센서 모듈(140)이 탑재되는 서브 PCB(150)의 상하 이동에도 불구하고 서브 PCB(150)와 메인 PCB(130) 간에 전기적인 결선이 발생하지 않게 된다.
이 때, 연성 PCB(180)가 도 2 및 도 3 에 도시한 바와 같이 일자형으로 구현될 수도 있고, 도 4 및 도 5 에 도시한 바와 같이 굴곡 구조로 형성되는 굴곡부(181)를 포함하도록 구현될 수 있다.
도 4 는 본 발명에 따른 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라의 또 다른 실시예의 구성을 도시한 단면도, 도 5 는 본 발명에 따른 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라의 또 다른 실시예의 구성을 도시한 단면도이다.
연성 PCB(180)가 굴곡 구조를 가짐으로써 판스프링으로 작용함으로써 이미지 센서 모듈(140) 탑재된 서브 PCB(150)에 상방향의 힘을 가하여 프리로드(preload)를 부여하여 진동이나 충격시 파손 위험을 줄이고 달그락거리는 소리를 없앨 수 있다. 또한, 연성 PCB의 굴곡부로 인해 발생하는 탄력에 의해 이미지 센서 모듈이 좀 더 하우징에 밀착되면서 안정되는 효과가 있다.
한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 연성 PCB(180)가 굴곡 제한부(182)를 더 포함할 수 있다. 굴곡 제한부(182)는 굴곡부(181)의 양단에 가로질러 설치되어 굴곡을 제한한다. 이러한 굴곡 제한부(182)는 굴곡부(181)의 변형을 제한하여 구조적으로 보강하는 기능을 한다.
예컨대, 굴곡 제한부(182)가 그 상면이 굴곡부(181)의 일단 하측면에 접착되고, 그 하면이 굴곡부(181)의 타단 상측면에 접착되는, 예를 들면 스펀지나 우레탄과 같은 재질의 단일의 블록으로 형성될 수 있다.
또 다른 예로, 굴곡 제한부(182)가 그 상면이 굴곡부(181)의 일단 하측면에 접착되는 제1블록과, 제1블록의 하면과 그 상면이 맞닿고, 그 하면은 굴곡부(181)의 타단 상측면에 접착되는 제2블록, 예를 들면 스펀지나 우레탄과 같은 재질의 두 개의 블록으로 형성될 수 있다.
연성 PCB(180)를 굴곡 구조로 형성할 경우, 연성 PCB(180) 길이를 증가시킬 수 있고, 연성 PCB(180)의 길이 증가는 충격/변형역에 대한 응력 감소 및 변위에 대한 변형량을 감소시킬 수 있어, 일자형에 비해 더욱 전기적인 결선이 발생하지 않게 된다.
한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, AF 구동부(160)가 복수의 AF 볼(164)들을 더 포함할 수 있다. 복수의 AF 볼(164)들은 AF 캐리어(161)의 하우징을 향한 외측 일면과 그 대향하는 하우징(110)의 내측 일면 간에 장착되어 AF 캐리어(161)의 수직 방향 이동시 마찰력을 저감시킨다.
예컨대, 복수의 AF 볼(164)들이 이탈하는 것을 막기 위해 AF 캐리어(161) 외측 일면과 이에 대향하는 하우징(110) 내측에 수직 방향으로 길게 단면이 반원형 혹은 삼각형 혹은 평행사변형인 홈을 각각 형성하여 AF 볼(164)들이 대향하는 반원형 혹은 삼각형 혹은 평행사변형 두 홈 사이에 갇혀서 구름 운동함으로써 AF 캐리어의 수직 방향 이동시 마찰력을 저감시키도록 구현될 수 있다.
한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, OIS 구동부(170)가 미들 가이드(middle guide)(174)와, 복수의 x축 OIS 볼(175)들과, 복수의 y축 OIS 볼(176)들을 더 포함할 수 있디.
미들 가이드(middle guide)(174)는 OIS 캐리어(171)를 x축 방향 및 y축 방향으로 이동하도록 가이드 한다. 예컨대, 미들 가이드(174)가 x축 가이드편(174a)과, y축 가이드편(174b)로 이루어진 'ㄱ'자 형태로 구현될 수 있다.
이 때, 'ㄱ'자 형태의 미들 가이드(174) 상부의 양단 및 모서리 부분에는 추후 설명되는 y축 OIS 볼(176)들이 수납되는 수납홈들이 형성되어, 이 수납홈들에 y축 OIS 볼(176)들이 수납될 수 있다.
또한, 'ㄱ'자 형태의 미들 가이드(174) 저부의 양단 및 모서리 부분에는 추후 설명되는 x축 OIS 볼(175)들이 가이드 되는 가이드홈들이 형성되어, 가이드홈들에 x축 OIS 볼(175)들이 갇혀서 구름 운동함으로써 렌즈 모듈(120)의 x축 방향 이동시 마찰력을 저감시키도록 구현될 수 있다.
복수의 x축 OIS 볼(175)들은 하우징(110) 내측 중간 부위에서 돌출되는 단턱부(111)와 미들 가이드(174) 저부 간에 장착되어, OIS 캐리어(171)의 x축 방향 이동시 마찰력을 저감시킨다. 이때, 하우징(110) 내측 중간 부위에서 돌출되는 단턱부(111) 상부면에 모서리 부분에 x축 OIS 볼(175)들이 수납되는 수납홈들이 형성될 수 있다.
복수의 y축 OIS 볼(176)들은 미들 가이드(174) 상부와 렌즈 모듈(120) 저면 간에 장착되어, OIS 캐리어(171)의 y축 방향 이동시 마찰력을 저감시킨다. 이 때, 렌즈 모듈(120) 저면 양단에는 y축 방향으로 길게 단면이 반원형 혹은 삼각형 혹은 평행사변형인 홈이 형성되어 y축 OIS 볼(176)들이 이 홈에 갇혀서 구름 운동함으로써 렌즈 모듈(120) y축 방향 이동시 마찰력을 저감시키도록 구현될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 렌즈 모듈은 고정되고, 이미지 센서 모듈이 상하로 이동되면서 자동으로 초점을 조절하는 이미지 센서 구동 방식의 자동 초점 조정 기능을 구비한 카메라의 구동 방식으로 온도 등과 같은 외부 요인에 민감하지 않은 전자기적인 캐리어 구동 방식을 사용함으로써 보다 정확하게 카메라의 초점을 자동으로 조정할 수 있는 동시에 흔들림 방지 기능을 구비함으로써 보다 선명한 카메라 영상을 얻을 수 있다.
또한, 이미지 센서 구동 방식의 자동 초점 조정 기능을 구비한 카메라에서 구동되는 부분의 무게를 한층 더 줄여, 구동에 필요한 전력 소모를 줄일 수 있다. 또한, 연성 PCB가 굴곡 구조로 인해 판스프링으로 작용함으로써 이미지 센서가 탑재된 캐리어에 상방향의 힘을 가하여 프리로드(preload)를 부여하여 진동이나 충격시 파손 위험을 줄이고 달그락거리는 소리를 없앨 수 있다. 또한, 연성 PCB의 굴곡부로 인해 발생하는 탄력에 의해 이미지 센서 모듈이 좀 더 하우징에 밀착되면서 안정될 수 있다.
본 명세서 및 도면에 개시된 다양한 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 다양한 실시예들의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
따라서, 본 발명의 다양한 실시예들의 범위는 여기에서 설명된 실시예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시예들의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시예들의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 관련 기술분야 및 이의 응용 기술분야에서 산업상으로 이용 가능하다.
100 : 카메라
110 : 하우징
111 : 단턱부
120 : 렌즈 모듈
121 : 렌즈 배럴
122 : 렌즈
130 : 메인 PCB
140 : 이미지 센서 모듈
150 : 서브 PCB
160 : AF 구동부
161 : AF 캐리어
162 : AF 영구 자석
163 : AF 코일
164 : AF 볼
170 : OIS 구동부
171 : OIS 캐리어
172 : OIS 영구 자석
172a : x축 OIS 영구 자석
172b : y축 OIS 영구 자석
173 : OIS 코일
173a : x축 OIS 코일
173b : y축 OIS 코일
174 : 미들 가이드
174a : x축 가이드편
174b : y축 가이드편
175 : x축 OIS 볼
176 : y축 OIS 볼
180 : 연성 PCB
181 : 굴곡부
182 : 굴곡 제한부

Claims (10)

  1. 하우징(housing)과;
    하우징 상부에 장착되는 렌즈 모듈(lens module)과;
    하우징 저면에 안착되는 메인 PCB와;
    렌즈를 통해 입사되는 광 신호를 전기 신호로 광전 변환하는 이미지 센서 모듈(image sensor module)과;
    이미지 센서 모듈이 탑재되고, 메인 PCB와 전기적으로 연결되는 서브 PCB와;
    자동 초점(AF : Automatic Focusing) 조정을 위해 전자기적인 캐리어 구동 방식으로 서브 PCB를 이미지 센서 모듈에 대해 수직한 방향으로 이동시키는 구동력을 제공하는 AF 구동부와;
    흔들림 방지(OIS : Optical Image Stabilizer)를 위해 전자기적인 캐리어 구동 방식으로 렌즈 모듈을 이미지 센서 모듈에 대해 수평한 방향으로 이동시키는 구동력을 제공하는 OIS 구동부를;
    포함하되,
    AF 구동부가 이미지 센서 모듈이 탑재되는 서브 PCB와 메인 PCB 간을 전기적으로 연결하는 연성 PCB(Flexible PCB)를 포함하고,
    연성 PCB가 굴곡 구조로 형성되는 굴곡부와, 굴곡부의 양단에 가로질러 설치되어 굴곡을 제한하는 굴곡 제한부를 포함하는 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라.
  2. 제 1 항에 있어서,
    AF 구동부가:
    서브 PCB와 결합되어 서브 PCB를 수직 방향으로 이동시키는 AF 캐리어(carrier)와;
    AF 캐리어의 하우징을 향한 외측에 장착되어, 자력을 발생시키는 AF 영구 자석(permanent magnet)과;
    하우징 내측에 권선되되, AF 영구 자석에 의해 발생되는 자력과 상호 작용하여 AF 캐리어를 수직 방향으로 이동시키는 구동력을 발생시키는 AF 코일(coil)을;
    더 포함하는 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 2 항에 있어서,
    AF 구동부가:
    AF 캐리어의 하우징을 향한 외측 일면과 그 대향하는 하우징의 내측 일면 간에 장착되어 AF 캐리어의 수직 방향 이동시 마찰력을 저감시키는 복수의 AF 볼들을;
    더 포함하는 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항 또는 제 6 항에 있어서,
    OIS 구동부가:
    렌즈 모듈과 결합되어 렌즈 모듈을 수평 방향으로 이동시키는 OIS 캐리어(carrier)와;
    OIS 캐리어의 하우징을 향한 외측에 장착되어, 자력을 발생시키는 OIS 영구 자석(permanent magnet)과;
    하우징 내측에 권선되되, OIS 영구 자석에 의해 발생되는 자력과 상호 작용하여 OIS 캐리어를 수평 방향으로 이동시키는 구동력을 발생시키는 OIS 코일(coil)을;
    포함하는 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라.
  8. 제 7 항에 있어서,
    OIS 영구 자석이:
    OIS 캐리어의 외측 일면에 장착되는 x축 OIS 영구 자석과;
    x축 OIS 영구 자석이 장착되는 OIS 캐리어의 외측 일면과 수직하게 인접하는 OIS 캐리어의 외측 인접면에 x축 OIS 영구 자석과 수직하게 장착되는 y축 OIS 영구 자석을;
    포함하는 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라.
  9. 제 8 항에 있어서,
    OIS 코일이:
    x축 OIS 영구 자석이 장착되는 OIS 캐리어의 외측 일면과 대향하는 하우징 내측에 권선되는 x축 OIS 코일과;
    y축 OIS 영구 자석이 장착되는 OIS 캐리어의 외측 인접면과 대향하는 하우징 내측에 권선되는 y축 OIS 코일을;
    포함하는 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라.
  10. 제 9 항에 있어서,
    OIS 구동부가:
    OIS 캐리어를 x축 방향 및 y축 방향으로 이동하도록 가이드 하는 미들 가이드(middle guide)와;
    하우징 내측 중간 부위에서 돌출되는 단턱부와 미들 가이드 저부 간에 장착되어, OIS 캐리어의 x축 방향 이동시 마찰력을 저감시키는 복수의 x축 OIS 볼들과;
    미들 가이드 상부와 렌즈 모듈 저면 간에 장착되어, OIS 캐리어의 y축 방향 이동시 마찰력을 저감시키는 복수의 y축 OIS 볼들을;
    더 포함하는 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라.
KR1020200126126A 2020-09-28 2020-09-28 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라 KR102435752B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200126126A KR102435752B1 (ko) 2020-09-28 2020-09-28 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200126126A KR102435752B1 (ko) 2020-09-28 2020-09-28 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220042828A KR20220042828A (ko) 2022-04-05
KR102435752B1 true KR102435752B1 (ko) 2022-08-24

Family

ID=81182240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200126126A KR102435752B1 (ko) 2020-09-28 2020-09-28 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102435752B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006235278A (ja) 2005-02-25 2006-09-07 Konica Minolta Photo Imaging Inc 撮像装置
JP2010230960A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Casio Computer Co Ltd 撮像装置
JP6677586B2 (ja) * 2016-06-22 2020-04-08 日本電産サンキョー株式会社 コイルユニットおよび撮影用光学装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130092914A (ko) 2012-02-13 2013-08-21 삼성전기주식회사 카메라 모듈
KR102400516B1 (ko) * 2017-06-12 2022-05-23 마이크로엑츄에이터(주) 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 렌즈모듈
KR102527720B1 (ko) * 2017-09-12 2023-05-02 삼성전기주식회사 카메라 모듈

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006235278A (ja) 2005-02-25 2006-09-07 Konica Minolta Photo Imaging Inc 撮像装置
JP2010230960A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Casio Computer Co Ltd 撮像装置
JP6677586B2 (ja) * 2016-06-22 2020-04-08 日本電産サンキョー株式会社 コイルユニットおよび撮影用光学装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220042828A (ko) 2022-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107885010B (zh) 透镜驱动装置和包括该透镜驱动装置的相机模块
KR101792328B1 (ko) 카메라 모듈
US11483459B2 (en) Camera module that drives image sensor
KR101504024B1 (ko) 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR20210083154A (ko) 자동 초점 조정 기능을 구비한 카메라
JP5003008B2 (ja) 手振れ補正装置、レンズユニットおよび撮像装置
KR102071953B1 (ko) 렌즈 구동 장치, 카메라 장치 및 전자 기기
KR20140144126A (ko) 카메라 렌즈 어셈블리
KR102152863B1 (ko) 카메라 모듈
KR20150022641A (ko) 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈
KR102561934B1 (ko) 카메라 모듈의 액츄에이터
GB2591699A (en) Shape memory alloy actuation apparatus
US20050110873A1 (en) Image pickup apparatus
CN216013790U (zh) 光学机构
WO2019243846A1 (en) Shape memory alloy actuation apparatus
US20230341653A1 (en) Optical system
GB2569668A (en) Shape memory alloy actuation apparatus
KR102435752B1 (ko) 자동 초점 조정 및 흔들림 방지 기능을 구비한 카메라
CN111142310B (zh) Sma线光学防抖透镜驱动装置、相机装置及电子设备
CN115552306A (zh) 镜头组件
JP7019209B2 (ja) レンズ駆動装置、カメラ装置及び電子機器
KR20190031804A (ko) 카메라 모듈
GB2570358A (en) Shape memory alloy actuation apparatus
JP6736182B2 (ja) レンズ駆動装置、カメラ装置及び電子機器
CN113272731B (zh) 致动器控制装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right