KR102457389B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 렌즈모듈을 수용하는 캐리어; 및 상기 렌즈모듈을 상기 캐리어 내에서 광축 방향에 수직하는 방향으로 이동시키도록 구성된 흔들림보정부;를 포함하고, 상기 흔들림보정부는, 상기 렌즈모듈이 광축 방향에 수직한 제1 방향과 광축 방향 및 상기 제1 방향에 수직하는 제2 방향으로 이동할 수 있는 구동력과, 상기 렌즈모듈이 광축과 대략 나란한 축을 기준으로 회전할 수 있는 구동력을 발생시킬 수 있다.

Description

카메라 모듈{Camera module}
본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.
최근에는 스마트 폰을 비롯하여 태블릿 PC, 노트북 등의 이동통신 단말기에 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 렌즈모듈을 광축에 수직한 방향으로 이동시킬 수 있다.
렌즈모듈은 흔들림 보정 과정에서 광축에 수직한 방향으로 연속적으로 이동되므로, 렌즈모듈의 위치가 계속 바뀌게 된다.
따라서, 렌즈모듈을 이동시키는 구동력에 편차가 발생할 수 있고, 이에 따라 렌즈모듈이 광축을 중심으로 회전될 우려가 있다. 이러한 렌즈모듈의 회전은 화질저하의 원인이 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은, 흔들림 보정을 위하여 렌즈모듈을 광축 방향에 수직한 방향으로 이동시키되, 렌즈모듈에 회전력을 부가하여 렌즈모듈의 회전운동을 억제할 수 있는 카메라 모듈을 제공하는 것이다.
또한 본 발명은, 손떨림을 보정을 위해 광축에 수직하는 최소한 2개의 방향으로 구동 가능해야하므로 복잡한 구성이 될 수밖에 없는 구동부의 구성을 간소화할 수 있는 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 렌즈모듈을 수용하는 캐리어; 및 상기 렌즈모듈을 상기 캐리어 내에서 광축 방향에 수직하는 방향으로 이동시키도록 구성된 흔들림보정부;를 포함하고,
상기 흔들림보정부는, 상기 렌즈모듈이 광축 방향에 수직한 제1 방향과 광축 방향 및 상기 제1 방향에 수직하는 제2 방향으로 이동할 수 있는 구동력과, 상기 렌즈모듈이 광축과 대략 나란한 축을 기준으로 회전할 수 있는 구동력을 발생시킬 수 있다.
더욱 상세하게, 상기 흔들림보정부는, 상기 렌즈모듈이 광축 방향에 수직하는 제1 방향으로 이동할 수 있는 구동력을 발생시킬 수 있는 제1 구동부; 상기 렌즈모듈이 광축 방향 및 상기 제1 방향에 수직하는 제2 방향으로 이동할 수 있는 구동력을 발생시킬 수 있는 제2 구동부; 및 상기 렌즈모듈이 광축과 대략 나란한 축을 기준으로 회전할 수 있는 구동력을 발생시킬 수 있는 제3 구동부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 흔들림 보정을 위하여 렌즈모듈을 광축 방향에 수직한 방향으로 이동시키되, 렌즈모듈이 회전되는 것은 억제 또는 보완할 수 있다.
또한, 본 발명은 손떨림을 보정을 위한 구동부가 간소화된 카메라 모듈을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략 분해사시도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 초점조정부를 나타낸 일부 분해사시도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 흔들림보정부를 나타낸 일부 분해사시도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 렌즈홀더와 캐리어의 분해사시도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 마그네트와 코일의 배치관계를 도시한 도면이고,
도 7 내지 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 마그네트와 코일의 배치관계를 도시한 도면이다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략 분해사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 렌즈모듈(200), 렌즈모듈(200)을 이동시키는 초점조정부(400) 및 흔들림보정부(500), 렌즈모듈(200)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서 모듈(800) 및 렌즈모듈(200)을 수용하는 하우징(110)과 케이스(130)를 포함한다.
렌즈모듈(200)은 피사체를 촬영하는 복수의 렌즈를 구비하는 렌즈배럴(210) 및 렌즈배럴(210)이 내삽되도록 결합하는 렌즈홀더(230)를 포함할 수 있다. 즉, 렌즈홀더(230)는 렌즈배럴(210)을 감싸는 형상으로 결합된다. 복수의 렌즈는 광축을 따라 렌즈배럴(210)의 내부에 배치된다.
초점조정부(400) 및 흔들림보정부(500)는 렌즈모듈(200)을 이동시키는 장치이다.
일 예로, 초점조정부(400)는 렌즈모듈(200)을 광축 방향(Z축 방향)으로 이동시킴으로써 초점을 조정할 수 있고(Auto Focus, AF), 흔들림보정부(500)는 렌즈모듈(200)을 광축 방향(Z축 방향)에 수직한 방향으로 이동시킴으로써 촬영 시의 흔들림을 보정할 수 있다(Optical Image Stabilization, OIS).
이미지 센서 모듈(800)은 렌즈모듈(200)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 장치이다.
일 예로, 이미지 센서 모듈(800)은 이미지 센서(810) 및 이미지 센서(810)와 연결되는 인쇄회로기판(830)을 포함할 수 있고, 적외선 필터를 더 포함할 수 있다.
적외선 필터는 렌즈모듈(200)을 통해 입사된 광 중에서 적외선 영역의 광을 차단하는 역할을 한다.
이미지 센서(810)는 렌즈모듈(200)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환한다. 일 예로 이미지 센서(810)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)일 수 있다.
이미지 센서(810)에 의해 변환된 전기 신호는 휴대가능한 전자기기의 디스플레이 유닛을 통해 영상으로 출력된다.
이미지 센서(810)는 인쇄회로기판(830)에 고정되며, 와이어 본딩, 플립칩 등에 의하여 인쇄회로기판(830)과 전기적으로 연결된다.
렌즈모듈(200)은 하우징(110)에 수용된다. 일 예로, 하우징(110)은 상부와 하부가 개방된 형상이며, 하우징(110)의 내부 공간에 렌즈모듈(200)이 수용된다. 물론, 렌즈모듈(200)은 캐리어(300)에 수용된 상태로 캐리어(300)가 하우징(110)에 수용될 수 있다. 렌즈모듈(200)은 캐리어(300)의 내부에서 광축 방향(Z축 방향)에 수직하는 제1 방향(X축 방향) 및 제2 방향(Y축 방향)으로 이동 가능하고(Optical Image Stabilization, OIS), 캐리어(300)는 하우징(110)의 내부에서 광축 방향(Z축 방향)으로 이동 가능하다(Auto Focus, AF).
하우징(110)의 하부에는 이미지 센서 모듈(800)이 배치된다.
케이스(130)는 하우징(110)의 외부면을 감싸도록 하우징(110)과 결합하며, 카메라 모듈(1000)의 내부 구성부품을 보호하는 기능을 한다. 또한, 케이스(130)는 전자파를 차폐하는 기능을 할 수 있다.
일 예로, 카메라 모듈에서 발생된 전자파가 휴대가능한 전자기기 내의 다른 전자부품에 영향을 미치지 않도록 케이스(130)가 전자파를 차폐할 수 있다.
또한, 휴대가능한 전자기기에는 카메라 모듈 이외에 여러 전자부품이 장착되므로, 이러한 전자부품에서 발생된 전자파가 카메라 모듈에 영향을 미치지 않도록 케이스(130)가 전자파를 차폐할 수 있다.
케이스(130)는 금속재질로 제공되어 인쇄회로기판(830)에 구비되는 접지패드에 접지될 수 있으며, 이에 따라 전자파를 차폐할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 초점조정부를 나타낸 일부 분해사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)에서 초점조정부(400)에 관하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 피사체에 초점을 맞추기 위하여 렌즈모듈(200)을 이동시킨다.
일 예로, 본 발명은 렌즈모듈(200)을 광축 방향(Z축 방향)으로 이동시키는 초점조정부(400)를 구비한다.
초점조정부(400)는, 렌즈모듈(200)을 수용하는 캐리어(300) 및 렌즈모듈(200)을 수용하는 캐리어(300)를 광축 방향(Z축 방향)으로 이동시키도록 구동력을 발생시키는 마그네트(410)와 코일(430)을 포함한다.
마그네트(410)는 캐리어(300)에 장착된다. 일 예로 마그네트(410)는 캐리어(300)의 일면에 장착될 수 있다.
코일(430)은 하우징(110)에 장착된다. 일 예로 코일(430)은 기판(600)을 매개로 하우징(110)에 장착될 수 있다. 코일(430)은 기판(600)에 고정되며, 기판(600)은 하우징(110)에 장착된다.
마그네트(410)는 캐리어(300)에 장착되어 캐리어(300)와 함께 광축 방향(Z축 방향)으로 이동하는 이동부재이고, 코일(430)은 하우징(110)에 고정된 고정부재이다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고 마그네트(410)와 코일(430)의 위치를 서로 바꾸는 것도 가능하다.
코일(430)에 전원이 인가되면, 마그네트(410)와 코일(430) 사이의 전자기적 영향력에 의하여 캐리어(300)를 광축 방향(Z축 방향)으로 이동시킬 수 있다.
캐리어(300)에는 렌즈모듈(200)이 수용되므로, 캐리어(300)의 이동에 의해 렌즈배럴(200)도 캐리어(300)와 함께 광축 방향(Z축 방향)으로 이동된다.
캐리어(300)가 이동될 때, 캐리어(300)와 하우징(110) 사이의 마찰을 저감하도록 캐리어(300)와 하우징(110) 사이에 구름부재(460)가 배치된다. 구름부재(460)는 볼 형태일 수 있다.
구름부재(460)는 적어도 2개소에 배치될 수 있다. 가령, 마그네트(410)를 중심으로 양측에 배치될 수 있다.
하우징(110)에는 제1 요크(440)가 배치될 수 있다. 일 예로, 제1 요크(440)는 코일(430)을 사이에 두고 마그네트(410)와 마주보도록 배치된다.
제1 요크(440)와 마그네트(410) 사이에는 광축 방향(Z축 방향)에 수직한 방향으로 인력이 작용한다.
따라서, 제1 요크(440)와 마그네트(410) 사이의 인력에 의해 구름부재(460)는 캐리어(300) 및 하우징(110)과 접촉 상태를 유지할 수 있다.
또한, 제1 요크(440)는 마그네트(410)의 자기력이 집속되도록 하는 기능도 한다. 이에 따라, 누설 자속이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
일 예로, 제1 요크(440)와 마그네트(410)는 자기 회로(Magnetic circuit)를 형성한다.
이때, 제1 요크(440)의 광축 방향(Z축 방향) 길이는 마그네트(410)의 광축 방향(Z축 방향) 길이보다 긴 것이 바람직하다.
제1 요크(440)의 광축 방향(Z축 방향) 길이가 마그네트(410)의 광축 방향(Z축 방향) 길이보다 짧으면, 마그네트(410)가 광축 방향(Z축 방향)으로 움직일 때, 마그네트(410)의 중심이 제1 요크(440)의 중심을 향하도록 작용하는 인력이 커지게 된다.
이에 따라, 마그네트(410)가 원래의 위치로 돌아가려고 하는 복귀력이 보다 강하게 작용하게 되므로, 마그네트(410)를 움직이기 위해 필요한 전류의 양이 증가하게 되고, 소비 전력이 증가하게 된다.
그러나, 제1 요크(440)의 광축 방향(Z축 방향) 길이가 마그네트(410)의 광축 방향(Z축 방향) 길이보다 길면, 마그네트(410)의 중심이 제1 요크(440)의 중심을 향하도록 작용하는 인력이 상대적으로 작아지므로, 소비 전력을 상대적으로 줄일 수 있다.
한편, 캐리어(300)와 마그네트(410) 사이에는 제2 요크(420)가 배치될 수 있다.
제2 요크(420)는 마그네트(410)의 자기력이 집속되도록 하는 기능을 한다. 이에 따라, 누설 자속이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
일 예로, 제2 요크(420)와 마그네트(410)는 자기 회로(Magnetic circuit)를 형성한다.
본 발명은 렌즈모듈(200)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 사용한다.
따라서, 폐루프 제어를 위하여 위치 센서(450)가 구비될 수 있다. 위치 센서(450)는 홀 센서일 수 있다. 위치 센서(450)는 코일(430)의 내측 또는 외측에 배치되며, 코일(430)이 장착되는 기판(600)에 장착될 수 있다. 또한, 위치 센서(450)는 초점조정부(400)에 구동 신호를 제공하는 회로소자와 일체로 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 위치 센서(450)와 회로소자가 별개의 부품으로 각각 제공되는 것도 가능하다.
카메라 모듈의 전원이 켜지면, 위치 센서(450)에 의해 렌즈모듈(200)의 초기 위치가 감지된다. 그리고, 렌즈모듈(200)은 감지된 초기 위치로부터 초기 설정위치로 이동된다. 여기서, 초기 위치는 카메라 모듈의 전원이 켜졌을 때 렌즈모듈(200)의 광축 방향(Z축 방향)으로의 위치를 의미할 수 있고, 초기 설정위치는 렌즈모듈(200)의 초점이 무한대가 되는 위치를 의미할 수 있다.
회로소자의 구동신호에 의해 렌즈모듈(200)이 초기 설정위치로부터 목표 위치까지 이동됨으로써 초점이 조정될 수 있다.
초점 조정 과정에서 렌즈모듈(200)은 광축 방향(Z축 방향)으로 전진 및 후진이 가능하다(즉, 양방향 이동이 가능하다).
한편, 캐리어(300)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 이용하더라도 위치센서(가령, 홀센서)가 구비되지 않을 수 있다. 이 경우에는 코일(430)과 이에 대향하는 마그네트(410) 또는 제2 요크(420)과의 위치 관계 변화에 따른 인덕턴스 변화를 감지하여 캐리어(300)의 위치를 센싱할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 흔들림보정부를 나타낸 일부 분해사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 렌즈 홀더와 캐리어의 분해사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 마그네트와 코일의 배치관계를 도시한 도면이다.
흔들림보정부(500)는 이미지 촬영 또는 동영상 촬영 시 사용자의 손떨림 등의 요인에 의해 이미지가 번지거나 동영상이 흔들리는 것을 보정하기 위해 사용된다.
예를 들어, 흔들림보정부(500)는 사용자의 손떨림 등에 의해 영상 촬영 시 흔들림이 발생할 때, 흔들림에 대응하는 상대변위를 렌즈모듈(200)에 부여함으로써 흔들림을 보상한다.
일 예로, 흔들림보정부(500)는 렌즈모듈(200)을 광축 방향(Z축 방향)에 수직한 방향으로 이동시켜 흔들림을 보정한다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 흔들림보정부(500)는 렌즈모듈(200)을 광축 방향(Z축 방향)에 수직한 방향으로 이동시키도록 구동력을 발생시키는 복수의 마그네트(511-511a,511b, 531-531a,531b)와 복수의 코일(513-513a,513b, 533-533a,533b)을 포함한다. 도면의 도시에서는 각각의 면에 2개의 마그네트와 코일이 구비되는 구조로 도시하나, 본 발명은 각각의 면에 3개 이상의 마그네트와 코일이 구비되는 구조도 포함한다. 이하에서는 이해의 편의를 위해 도면에 도시된 것을 참고하여 설명한다.
복수의 마그네트(511-511a,511b, 531-531a,531b)와 복수의 코일(513-513a,513b, 533-533a,533b)에 의해 발생된 구동력에 의하여 렌즈모듈(200)은 캐리어(300) 내에서 광축 방향(Z축 방향)에 수직한 방향으로 이동된다. 그리고, 렌즈모듈(200)은 캐리어(300) 내에서 광축 방향에 수직하는 제1 방향(X축 방향) 및 제2 방향(Y축 방향)으로 모두 이동할 수 있으므로, 2단 구조로 구비되지 않아도 무방하며, 이에 따라 구동부의 구조가 간소화될 수 있다.
복수의 마그네트(511-511a,511b, 531-531a,531b)와 복수의 코일(513-513a,513b, 533-533a,533b) 중 일부는 광축 방향(Z축 방향)에 수직한 제1 방향(X축 방향)으로 구동력을 발생시키고, 나머지는 광축 방향(Z축 방향)에 수직한 제2 방향(Y축 방향)으로 구동력을 발생시킨다. 여기서, 제1 방향(X축 방향)과 제2 방향(Y축 방향)은 서로 수직한 방향을 의미할 수 있다.
가령, 제1 방향(X축 방향)으로 구동력을 발생시키기 위해서는 제2 방향(Y축 방향)과 나란한 면에 구비되는 복수의 제1 마그네트(511-511a,511b)와 복수의 제1 코일(513-513a,513b)의 상호 작용에 의해 구동력이 발생될 수 있다. 그리고, 제2 방향(Y축 방향)으로 구동력을 발생시키기 위해서는 제1 방향(X축 방향)과 나란한 면에 구비되는 복수의 제2 마그네트(531-531a,531b)와 복수의 제2 코일(533-533a,533b)의 상호 작용에 의해 구동력이 발생될 수 있다. 물론, 제1 마그네트(511-511a,511b)와 제1 코일(513-513a,513b) 및 제2 마그네트(531-531a,531b)와 제2 코일(533-533a,533b)이 복합적으로 작용하여 캐리어(300) 내에서 제1 방향(X축 방향) 또는 제2 방향(Y축 방향)으로 렌즈모듈(200)이 이동할 수 있다.
여기서, 제1 방향(X축 방향) 또는 제2 방향(Y축 방향)으로 구동력을 발생시키는 과정에서 의도치 않은 불균등한 힘의 작용에 의해 렌즈모듈(200)에 회전력이 발생할 수 있다. 이 경우, 제1 방향(X축 방향) 또는 제2 방향(Y축 방향)과 나란한 면에 각각 구비되는 2개의 마그네트와 코일이 복합적으로 상호작용하여 이를 상쇄하는 회전력을 발생시키거나 또는 미리 회전모멘트가 발생하도록 할 수 있다.
다시 말해, 제1 마그네트(511)와 제1 코일(513)이 상호작용하여 제1 방향(X축 방향)으로 구동력을 발생시키거나, 제2 마그네트(531)와 제2 코일(533)이 상호작용하여 제2 방향(Y축 방향)으로 구동력을 발생시키는 과정에서 의도치 않은 불균등한 힘의 작용에 의해 렌즈모듈(200)에 회전력이 발생할 수 있다. 그리고, 제1 마그네트(511)와 제1 코일(513), 제2 마그네트(531)와 제2 코일(533)이 각각 1개씩만 구비되는 경우에는 이러한 회전력이 발생하더라도 이를 보상할 수 있는 구동력이 발생될 수 없다.
이에, 본 실시예에서는 제1 마그네트(511)와 제1 코일(513)을 각각 2개씩 구비하여 제2 방향(Y축 방향)과 나란한 면에 구비하거나, 제2 마그네트(531)와 제2 코일(533)을 각각 2개씩 구비하여 제1 방향(X축 방향)과 나란한 면에 구비하므로, 각각의 면에 구비되는 복수의 마그네트와 코일이 상호작용하여 회전모멘트 또는 회전력을 의도적으로 발생시킬 수 있다. 이에 따라, 렌즈모듈(200)에 회전력이 발생하는 것을 미리 방지하거나 회전력을 상쇄할 수 있다.
나아가, 제1 방향(X축 방향)과 나란한 면 및 제2 방향(Y축 방향)과 나란한 면에 구비되는 복수의 마그네트 및 코일을 복합적으로 선택하여 발생되는 합력으로 회전모멘트 또는 회전력을 의도적으로 발생시킬 수 있다. 물론, 렌즈모듈(200)이 제1 방향(X축 방향) 또는 제2 방향(Y축 방향)으로 이동하는 경우에도, 제1 방향(X축 방향)과 나란한 면 및 제2 방향(Y축 방향)과 나란한 면에 구비되는 복수의 마그네트 및 코일을 복합적으로 선택하여 발생되는 합력으로 구동력을 발생시킬 수 있다.
다시 말해, 흔들림보정부(500)는, 렌즈모듈(200)이 광축 방향에 수직하는 제1 방향으로 이동할 수 있는 구동력을 발생시키는 제1 구동부와, 렌즈모듈(200)이 광축 방향 및 제1 방향에 수직하는 제2 방향으로 이동할 수 있는 구동력을 발생시키는 제2 구동부, 및 렌즈모듈이 광축과 대략 나란한 축을 기준으로 회전할 수 있는 구동력을 발생시키는 제3 구동부를 포함할 수 있다. 그리고, 제1 구동부, 제2 구동부 및 제3 구동부는 복수의 마그네트와 복수의 코일의 전자기적 상호작용에 의해 구동력을 발생시킬 수 있다. 그리고, 제1 구동부, 제2 구동부 및 제3 구동부 중 적어도 어느 하나는, 제1 방향 또는 제2 방향의 구분 없이 렌즈배럴(200)과 캐리어(300)에 구비되는 흔들림보정부(500)의 복수의 마그네트(511-511a,511b, 531-531a,531b)와 복수의 코일(513-513a,513b, 533-533a,533b)의 선택적 조합에 의해 구동부를 구성할 수 있다.
한편, 카메라 모듈(1000)이 사각 형상인 경우에는 렌즈모듈(200)과 캐리어(300)도 사각형상으로 구비될 수 있고, 제1 방향 또는 제2 방향과 나란한 면은 양쪽에 2개씩 구비되며, 이러한 구조에서 제1 방향 또는 제2 방향과 나란한 면에 2개의 마그네트 및 코일이 구비되는 경우에는 상호 다른 면에 마그네트 및 코일이 각각 1개씩 구비될 수 있고, 이 경우 적어도 어느 하나는 제1 방향 또는 제2 방향과 나란한 면의 중심에서 편심되게 구비될 수 있다. 물론, 제1 방향 또는 제2 방향과 나란한 2개의 면에 복수개(적어도 3개)의 마그네트 및 코일이 나뉘어 구비될 수 있으며, 이 경우에는 어느 일면에 적어도 2개의 마그네트 및 코일이 구비되므로 편심 여부는 고려하지 않을 수 있다.
그리고, 제1 코일(513-513a,513b) 및 제2 코일(533-533a,533b)에 입력되는 전류는 모두 별개로 제어되며, 제어부는 의도적으로 발생시킬 회전모멘트를 산정하여 각각의 코일에 전류를 입력하거나, 의도치 않게 렌즈모듈(200)에 발생한 회전력을 상쇄하는 회전력이 발생되도록 각각의 코일에 전류를 입력할 수 있다.
본 실시예에서 복수의 마그네트(511, 531)는 광축(Z축)에 수직한 평면에서 서로 직교하도록 배치될 수 있다.
복수의 마그네트(511, 531)는 렌즈모듈(200)에 장착되고, 복수의 마그네트(511, 531)와 마주보는 복수의 코일(513, 533)은 기판(600)을 매개로 하우징(110)에 장착된다(도 3 참조).
복수의 마그네트(511, 531)는 렌즈모듈(200)과 함께 광축 방향(Z축 방향)에 수직한 방향으로 이동되는 이동부재이고, 복수의 코일(513, 533)은 하우징(110)에 고정된 고정부재이다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 복수의 마그네트(511, 531)와 복수의 코일(513, 533)의 위치를 서로 바꾸는 것도 가능하다.
한편, 본 발명의 카메라 모듈(1000)은 흔들림 보정 과정에서 렌즈모듈(200)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 사용한다.
따라서, 폐루프 제어를 위한 위치 센서(515-515a,515b, 535-535a,535b)가 제공되며, 위치 센서(515-515a,515b, 535-535a,535b)는 복수의 코일(513-513a,513b, 533-533a,533b)의 내측 또는 외측에 배치될 수 있다.
위치 센서(515, 535)는 홀 센서일 수 있으며, 위치 센서(515-515a,515b, 535-535a,535b)는 복수의 마그네트(511-511a,511b, 531-531a,531b)를 통해 렌즈모듈(200)의 상세 위치 및 회전 여부를 감지할 수 있다.
한편, 본 발명에는 캐리어(300)와 렌즈모듈(200)의 광축 방향 면 사이에는 복수의 볼 부재(900)가 제공된다. 복수의 볼 부재(900)는 흔들림 보정 과정에서 캐리어(300)의 내부에서 렌즈모듈(200)이 광축 방향에 수직하는 방향으로의 이동을 가이드하는 역할을 한다.
일 예로, 복수의 볼 부재(900)는 렌즈모듈(200)의 제1 방향(X축 방향) 및 제2 방향(Y축 방향)으로의 이동을 가이드한다.
복수의 볼 부재(900)는 제1 방향(X축 방향)으로의 구동력이 발생한 경우에 제1 방향(X축 방향)으로 구름운동한다. 이에 따라, 복수의 볼 부재(900)는 렌즈모듈(200)의 제1 방향(X축 방향)으로의 이동을 가이드한다.
또한, 복수의 볼 부재(900)는 제2 방향(Y축 방향)으로의 구동력이 발생한 경우에 제2 방향(Y축 방향)으로 구름운동한다. 이에 따라, 복수의 볼 부재(900)는 렌즈모듈(200)의 제2 방향(Y축 방향)으로의 이동을 가이드한다.
즉, 복수의 볼 부재(900)는 캐리어(300)의 내부에서 렌즈모듈(200)의 제1 방향(X축 방향) 및 제2 방향(Y축 방향)으로의 이동을 모두 가이드한다.
본 실시예에서는 복수의 볼 부재(900)가 4개의 볼 베어링을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 볼 부재(900)는 적어도 3개의 볼 베어링을 포함하도록 구성될 수 있다.
캐리어(300)와 렌즈모듈(200)이 서로 광축 방향(Z축 방향)으로 마주보는 면에는 각각 복수의 볼 부재(900)를 수용하는 복수의 가이드홈(231, 310)이 형성된다.
복수의 볼 부재(900)는 복수의 가이드홈(231, 310)에 수용되어 캐리어(300)와 렌즈모듈(200) 사이에 끼워진다.
복수의 볼 부재(900)는 복수의 가이드홈(231, 310)에 수용된 상태에서, 제1 방향(X축 방향) 및 제2 방향(Y축 방향)으로 이동될 수 있다. 일 예로, 제1 볼 부재(800)는 제1 방향(X축 방향) 및 제2 방향(Y축 방향)으로 구름운동 가능하다.
이를 위하여, 복수의 가이드홈(231, 310)의 단면이 원형, 다각형, 코너부가 뭉툭하거나 둥근 다각형 등일 수 있다. 또한, 가이드홈(231, 310)은 볼 부재(900)가 내부에서 구름운동 가능하도록 직경이 충분히 크게 구비될 수 있다.
한편, 캐리어(300)에 수용되어 광축 방향에 수직방향으로 움직이는 렌즈모듈(200)은 캐리어(300)에 밀착된 상태가 유지되어야 한다. 이에, 본 실시예에서는 캐리어(300)의 바닥면에 풀링요크(350)를 적어도 1개 구비한다. 풀링요크(350)는 렌즈모듈(200)에 구비되는 마그네트(511, 531)과 광축 방향으로 대향하는 위치에 구비될 수 있다. 가령, 풀링요크(350)는 렌즈홀더(230)의 제1 마그네트(511) 및 제2 마그네트(531)가 장착되는 부분과 대향하도록 캐리어(300)의 바닥면에 2개가 구비될 수 있다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 마그네트와 코일의 배치관계를 도시한 도면이다.
이하 도 7 내지 도 9를 참고하여 설명하는 다른 실시예의 카메라 모듈은 도 1 내지 도 6을 참고하여 설명한 일 실시예의 카메라 모듈(1000)과 대비할 때, 마그네트와 코일의 배치관계만 상이하거나 위치센서의 구비 여부에만 차이가 있고 나머지 구성은 모두 동일하므로, 동일한 구성에 대해서는 상세 설명을 생략한다.
도 7을 참고하면, 다른 실시예에 다른 카메라 모듈은 제1 방향(X축 방향)으로 구동력을 발생시키기 위해 제2 방향(Y축 방향)과 나란한 면에 구비되는 제1 마그네트(511) 및 제1 코일(531)과 제2 방향(Y축 방향)으로 구동력을 발생시키기 위해서는 제1 방향(X축 방향)과 나란한 면에 구비되는 제2 마그네트(531) 및 제2 코일(533)을 포함한다.
그리고, 제1 마그네트(511) 및 제2 마그네트(531) 중 어느 하나는 복수개, 그리고 다른 하나는 1개가 구비된다.
가령, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 마그네트(511-511a,511b)는 2개가 구비되고, 제2 마그네트(531)는 1개가 구비될 수 있다. 이에 따라, 제1 마그네트(511-511a,511b)와 제2 마그네트(531)에 대향하게 구비되는 코일의 개수도 동일하게 구비된다. 즉, 제1 코일513-513a,513b)은 2개가 구비되고 제2 코일(533)은 1개가 구비된다.
도 8a 및 도 8b를 참고하면, 다른 실시예에 다른 카메라 모듈은 제1 방향(X축 방향)으로 구동력을 발생시키기 위해 제2 방향(Y축 방향)과 나란한 면에 구비되는 제1 마그네트(511) 및 제1 코일(531)과 제2 방향(Y축 방향)으로 구동력을 발생시키기 위해서는 제1 방향(X축 방향)과 나란한 면에 구비되는 제2 마그네트(531) 및 제2 코일(533)을 포함한다.
그리고, 제1 코일(513) 또는 제2 코일(533)은 복수개로 구비되고, 복수개로 구비되는 코일에 대향하는 마그네트는 그보다 작은 개수로 구비될 수 있다.
가령, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 제1 코일(513-513a,513b) 및 제2 코일(533-533a,533b)는 각각 2개씩 구비되고, 이들에 대향하는 제1 마그네트(511) 및 제2 마그네트(531)는 각각 1개가 구비될 수 있다. 이 경우, 제1 마그네트(511) 및 제2 마그네트(531)는 각각 코일에서 렌즈모듈(200)을 향하는 방향으로 N/S극 및 S/N극으로 나란하게 하나의 마그네트에 분극되게 구비되어 각각 개별 코일에 대향하게 배치되거나(도 8a 참고), 제1 마그네트(511) 및 제2 마그네트(531)는 각각 코일에서 렌즈모듈(200)을 향하는 방향으로 N/S극 또는 S/N극으로 분극되어 2개의 코일이 하나의 마그네트의 N극 또는 S극에 대향하게 구비될 수 있다(도 8b 참고).
도 9를 참고하면, 다른 실시예에 다른 카메라 모듈은 제1 방향(X축 방향)으로 구동력을 발생시키기 위해 제2 방향(Y축 방향)과 나란한 면에 구비되는 제1 마그네트(511) 및 제1 코일(531)과 제2 방향(Y축 방향)으로 구동력을 발생시키기 위해서는 제1 방향(X축 방향)과 나란한 면에 구비되는 제2 마그네트(531) 및 제2 코일(533)을 포함한다. 그리고, 도 1 내지 도 8을 참고하여 설명한 일 실시예의 카메라 모듈(1000)과는 달리 별도로 위치센서(가령, 홀센서)를 구비하지 않을 수 있다.
그리고, 렌즈모듈(200)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 이용하기 위해 복수의 마그네트(511-511a,511b, 531-531a,531b)와 복수의 코일(513-513a,513b, 533-533a,533b)과의 위치 관계 변화에 따른 인덕턴스 변화를 감지하여 렌즈모듈(200)의 위치를 센싱할 수 있다.
한편, 도 9에 개시된 실시예는 설명의 편의를 위해 도 6에 개시된 마그네트와 코일의 배치관계를 참고하여 설명한 것이며, 도 7 및 도 8에 개시된 마그네트와 코일의 배치관계에도 별도의 위치센서(홀센서) 없이 복수의 마그네트와 코일의 위치 관계 변화에 따른 인덕턴스 변화를 감지하여 렌즈모듈(200)의 위치를 센싱할 수 있다.
이상의 실시예를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 흔들림 보정을 위하여 렌즈모듈(200)을 광축 방향에 수직한 방향으로 이동시키되, 렌즈모듈(200)이 회전되는 것은 억제 또는 보완할 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속한다.
110: 하우징 130: 케이스
200: 렌즈모듈 210: 렌즈배럴
230: 렌즈홀더
300: 캐리어
400: 초점조정부
500: 흔들림보정부
600: 기판
800: 이미지 센서 모듈 810: 이미지 센서
830: 인쇄회로기판
900: 볼 부재

Claims (16)

  1. 캐리어를 수용하는 하우징;
    렌즈모듈을 수용하는 캐리어; 및
    상기 렌즈모듈을 상기 캐리어 내에서 광축 방향에 수직하는 방향으로 이동시키도록 구성된 흔들림보정부;를 포함하고,
    상기 흔들림보정부는, 상기 렌즈모듈의 상기 광축 방향에 수직한 제1 방향과 나란한 면에 구비되는 적어도 1개의 제1 마그네트와 상기 제1 마그네트와 대향하게 상기 하우징에 구비되는 적어도 1개의 제1 코일; 및
    상기 렌즈모듈의 상기 광축 방향 및 제1 방향에 수직한 제2 방향과 나란한 면에 구비되는 적어도 1개의 제2 마그네트와 상기 제2 마그네트와 대향하게 상기 하우징에 구비되는 적어도 1개의 제2 코일을 포함하고,
    상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 합하여 적어도 3개가 구비되며, 상기 적어도 3개의 코일은 모두 개별적으로 입력전류가 제어되는 카메라 모듈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방향과 나란한 면과 상기 제2 방향과 나란한 면에는 각각 2개의 코일이 구비되는 카메라 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방향과 나란한 면과 상기 제2 방향과 나란한 면 중 어느 하나에는 1개의 코일이 구비되고, 다른 하나에는 2개의 코일이 구비되는 카메라 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 코일과 상기 제2 코일을 포함하는 적어도 3개의 상기 코일의 내부 또는 측면에는 각각 동일한 개수의 위치센서가 구비되는 카메라 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 코일과 상기 제2 코일을 포함하는 적어도 3개의 상기 코일과 각각 대향하는 복수의 상기 마그네트와의 위치 관계 변화에 따른 인덕턴스 변화를 감지하여 상기 렌즈모듈의 위치를 센싱하는 카메라 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향과 나란한 면에 2개의 코일이 나란하게 구비되고,
    나란하게 구비되는 2개의 상기 코일은 2개의 상기 코일과 대향하게 길게 형성된 1개의 마그네트를 공유하는 카메라 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈모듈과 상기 캐리어의 광축 방향 대향면의 사이에는 복수의 볼 부재가 구비되는 카메라 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    복수의 상기 볼 부재는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 모두 구름이동가능한 카메라 모듈.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 렌즈모듈의 광축 방향 하부면에는 상기 볼 부재가 삽입되는 가이드홈이 구비되는 카메라 모듈.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 캐리어의 광축 방향 상부면에는 상기 볼 부재가 삽입되는 가이드홈이 구비되는 카메라 모듈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 가이드홈은 단면이 원형 또는 다각형인 카메라 모듈.
  14. 렌즈모듈을 수용하는 캐리어; 및
    상기 렌즈모듈을 상기 캐리어 내에서 광축 방향에 수직하는 방향으로 이동시키도록 구성된 흔들림보정부;를 포함하고,
    상기 흔들림보정부는,
    상기 렌즈모듈이 광축 방향에 수직하는 제1 방향으로 이동할 수 있는 구동력을 발생시킬 수 있는 제1 구동부; 상기 렌즈모듈이 광축 방향 및 상기 제1 방향에 수직하는 제2 방향으로 이동할 수 있는 구동력을 발생시킬 수 있는 제2 구동부; 및 상기 렌즈모듈이 광축과 나란한 축을 기준으로 회전할 수 있는 구동력을 발생시킬 수 있는 제3 구동부;를 포함하며,
    상기 제1 구동부, 상기 제2 구동부 및 상기 제3 구동부는 복수의 마그네트와 코일의 전자기적 상호작용에 의해 구동력을 발생시킬 수 있는 카메라 모듈.
  15. 삭제
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1 구동부, 상기 제2 구동부 및 상기 제3 구동부 중 적어도 어느 하나는 복수의 상기 마그네트와 코일의 중복되는 조합을 포함하는 카메라 모듈.
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