KR102524224B1 - Camera module with optical image stabilization feature - Google Patents

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Abstract

제안된 발명은 흔들림 보정 기능을 구비한 카메라 모듈에 관한 것으로, 이미지 센서와 전기적으로 연결되는 연성회로기판(FPCB : Flexible Printed Circuit Board)을 전기적인 통로 역할을 하는 동시에 복수의 축 방향으로 탄성 복원력을 제공하는 역할을 수행하도록 구현함으로써 카메라 모듈을 더욱 소형 경량화할 수 있도록 한 것이다.The proposed invention relates to a camera module equipped with a shake correction function, and provides an elastic restoring force in a plurality of axial directions while serving as an electrical passage through a flexible printed circuit board (FPCB) electrically connected to an image sensor. By implementing it to perform the role of providing, the camera module can be made more compact and lightweight.

Description

광학 흔들림 보정 기능을 구비한 카메라 모듈{Camera module with optical image stabilization feature}Camera module with optical image stabilization feature}

제안된 발명은 카메라 모듈의 광학 흔들림 보정(optical image stabilization) 기술에 관한 것이다.The proposed invention relates to an optical image stabilization technology of a camera module.

전자기기에 탑재되는 카메라 모듈에서 광학 흔들림 보정(OIS : Optical Image Stabilization) 기능이 알려져 있다. 본 출원인에 의해 출원된 한국 특허공보 제10-1640565호(2016.07.12)는 렌즈 유닛이 상, 하측 스프링에 의해 캐리어에 대해 탄성력으로 지지되는 카메라 모듈을 개시하고 있다. 이러한 방식은 렌즈베럴이 이미지 센서에 대해 상대적으로 쉬프트하는 렌즈 쉬프트(lens shift) 방식의 일종으로 구조가 대체로 간단하다는 장점이 있지만 영상 왜곡이 발생하는 문제점이 있다. An optical image stabilization (OIS) function is known in a camera module mounted on an electronic device. Korean Patent Publication No. 10-1640565 (July 12, 2016) filed by the present applicant discloses a camera module in which a lens unit is elastically supported with respect to a carrier by upper and lower springs. This method is a kind of lens shift method in which the lens barrel is relatively shifted with respect to the image sensor, and has the advantage of being generally simple in structure, but has a problem in that image distortion occurs.

제안된 발명은 구조가 간단하면서도 영상 왜곡을 줄일 수 있는 카메라 모듈의 광학 흔들림 보정 기술을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.An object of the proposed invention is to present an optical shake correction technology of a camera module capable of reducing image distortion while having a simple structure.

나아가 제안된 발명은 간단한 구조와 적은 수의 부품을 가진 광학 흔들림 보정 구조를 제시하는 것을 목적으로 한다. Further, the proposed invention aims at presenting an optical shake compensation structure having a simple structure and a small number of parts.

일 양상에 따르면, 이미지 센서가 가운데 실장되는 연성회로기판에 캐리어의 하부와 하우징의 하부가 상대적으로 움직임 가능하게 고정된다. 이미지 센서의 전기적인 신호선들은 이 연성 회로기판을 통해 외부로 인출된다. 또 캐리어를 구동하는 액츄에이터는 이 연성 회로 기판을 통해 외부로부터 구동 신호를 공급받는다. According to one aspect, the lower portion of the carrier and the lower portion of the housing are relatively movably fixed to the flexible printed circuit board on which the image sensor is mounted in the center. The electrical signal lines of the image sensor are led out through this flexible circuit board. In addition, the actuator driving the carrier receives a driving signal from the outside through the flexible circuit board.

추가적인 양상에 따르면, 연성회로기판은 캐리어를 하우징에 대해 초기 위치로 복원시키는 탄성 복원력을 제공하는 재질로 제조될 수 있다. According to a further aspect, the flexible printed circuit board may be made of a material that provides an elastic restoring force to restore the carrier to an initial position relative to the housing.

추가적인 양상에 따르면, 연성회로기판은 고정 플레이트와, 내부 플레이트(Inner Plate)와, 이들을 연결하는 탄성 연결부를 포함할 수 있다. 고정 플레이트는 하우징 하부의 일측에 고정된다. 내부 플레이트에는 이미지 센서가 실장되고 캐리어의 하부가 이미지 센서 외곽에 고정된다. 탄성 연결부는 고정 플레이트와 내부 플레이트 사이의 공간상에 배치되어 고정 플레이트와 내부 플레이트간을 탄성 복원력을 제공하면서 전기적 및 기계적으로 연결하되, 지그 재그 형상을 가진다. According to an additional aspect, the flexible printed circuit board may include a fixed plate, an inner plate, and an elastic connector connecting them. The fixing plate is fixed to one side of the lower part of the housing. An image sensor is mounted on the inner plate, and the lower part of the carrier is fixed to the outside of the image sensor. The elastic connecting portion is disposed on the space between the fixed plate and the inner plate to electrically and mechanically connect the fixed plate and the inner plate while providing elastic restoring force, but has a zigzag shape.

추가적인 양상에 따르면, 연성회로기판의 탄성 연결부는 내부 플레이트를 기준으로 대향되는 방향에 적어도 2개의 회전 대칭 구조를 포함할 수 있다. According to an additional aspect, the flexible connection part of the flexible printed circuit board may include at least two rotationally symmetrical structures in opposite directions with respect to the inner plate.

추가적인 양상에 따르면, 연성회로기판의 탄성 연결부는 입체적인 굴곡을 가질 수 있다. According to an additional aspect, the elastic connecting portion of the flexible printed circuit board may have a three-dimensional curve.

추가적인 양상에 따르면, 연성회로기판의 탄성 연결부는 평면상에서 볼 때 지그재그 형태이고 그 평면에 수직인 방향으로 적어도 하나의 입체적인 굴곡을 가질 수 있다. According to an additional aspect, the elastic connecting portion of the flexible printed circuit board may have a zigzag shape when viewed from a plane and have at least one three-dimensional curve in a direction perpendicular to the plane.

추가적인 양상에 따르면, 연성회로기판의 탄성 연결부는 평면상에서 볼 때 지그재그 형태인 복수의 지그재그 연결부와, 그 지그재그 연결부를 그 평면에 수직인 방향으로 입체적으로 굴곡시키면서 연결하는 수직 굴곡부를 포함할 수 있다. According to an additional aspect, the elastic connection part of the flexible printed circuit board may include a plurality of zigzag connection parts having a zigzag shape when viewed on a plane, and a vertical bent part connecting the zigzag connection part while three-dimensionally bending the zigzag connection part in a direction perpendicular to the plane.

추가적인 양상에 따르면, 연성회로기판의 탄성 연결부의 수직 굴곡부는 굴곡부의 굴곡을 제한하는 굴곡제한부(197)를 더 포함할 수 있다.According to an additional aspect, the vertical bending part of the elastic connection part of the flexible printed circuit board may further include a bending limiting part 197 for limiting the bending of the bending part.

추가적인 양상에 따르면, 카메라 모듈은 캐리어의 상부와 하우징의 상부가 고정되어 캐리어를 하우징에 대해 적어도 제1 방향으로 움직임 가능하게 결합시키며, 캐리어를 하우징에 대해 초기 위치로 복원시키는 탄성 복원력을 제공하는 복원 스프링을 더 포함할 수 있다. According to an additional aspect, the camera module has an upper portion of the carrier and an upper portion of the housing fixed to movably couple the carrier with respect to the housing in at least a first direction, and provide an elastic restoring force for restoring the carrier to an initial position with respect to the housing. More springs may be included.

제안된 발명에 따라 더욱 소형 경량화에 유리한 광학 흔들림 보정 구조가 제시되었다. 더욱이 간단한 구조에도 불구하고 영상 왜곡도 개선될 수 있다.According to the proposed invention, an optical shake compensation structure advantageous to further miniaturization and weight reduction has been proposed. Moreover, image distortion can be improved despite the simple structure.

도 1은 제안된 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성을 도시한 사시도이다.
도 2는 제안된 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 내부 구성을 도시한 평면 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 실시예에서 A-A'선으로 절단한 측면 단면도이다.
도 4는 제안된 발명의 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성을 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 제안된 발명의 일 실시예에 따른 연성회로기판의 구성을 도시한 평면도이다.
도 6은 제안된 발명의 또 다른 실시예에 따른 연성회로기판의 구성을 도시한 평면도이다.
도 7은 제안된 발명의 또 다른 실시예에 따른 연성회로기판의 구성을 도시한 평면도 및 측면도이다.
도 8은 제안된 발명의 또 다른 실시예에 따른 연성회로기판의 구성을 도시한 도면이다.
도 9는 제안된 발명의 또 다른 실시예에 따른 연성회로기판의 구성을 도시한 도면이다.1 is a perspective view showing the configuration of a camera module according to an embodiment of the proposed invention.
2 is a plan cross-sectional view showing an internal configuration of a camera module according to an embodiment of the proposed invention.
3 is a side cross-sectional view taken along line A-A' in the embodiment shown in FIG. 2;
4 is an exploded perspective view showing the configuration of a camera module according to another embodiment of the proposed invention.
5 is a plan view showing the configuration of a flexible printed circuit board according to an embodiment of the proposed invention.
6 is a plan view showing the structure of a flexible printed circuit board according to another embodiment of the proposed invention.
7 is a plan view and a side view showing the configuration of a flexible printed circuit board according to another embodiment of the proposed invention.
8 is a diagram showing the configuration of a flexible printed circuit board according to another embodiment of the proposed invention.
9 is a diagram showing the configuration of a flexible printed circuit board according to another embodiment of the proposed invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 제안된 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. 이러한 실시예들은 제안된 발명의 다양한 양상들을 설명하기 위한 예시적인 것이며, 발명을 한정하려는 것은 아니다. 본 명세서에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "결합되어" 있다는 표현은 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 결합되어 있는 경우 뿐 아니라, 중간에 다른 구성요소를 통해 연결되어 있거나 또는 결합되어 있는 경우까지 포함할 수 있는 것으로 이해되어져야 한다. Hereinafter, the proposed invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily understand and reproduce the proposed invention through preferred embodiments described with reference to the accompanying drawings. These embodiments are illustrative to illustrate various aspects of the proposed invention, and are not intended to limit the invention. In this specification, the expression that a certain component is "connected" or "coupled" to another component is not only directly connected or coupled to the other component, but also connected through another component in the middle. It should be understood that it can include even cases where it is or is combined.

도 1은 제안된 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성을 도시한 사시도이다. 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈 배럴(Lens Barrel)(120)과, 캐리어(carrier)(160)와, 하우징(housing)(150)과, 연성회로기판(FPCB : Flexible Printed Circuit Board)(180)을 포함한다. 렌즈 배럴(120)에는 하나 혹은 복수 매의 렌즈가 고정된다. 캐리어(160)는 렌즈베럴(120)을 이미지 센서에 광축 정렬되고 초점이 맞추어진 상태로 고정하거나 또는 자동초점 구조를 통해 렌즈베럴(120)에 결합된다. 연성회로기판(180)은 카메라 모듈으로의 전원선, 제어 신호선, 구동 신호선, 영상 신호선 등이 배치된다. 연성회로기판(180)의 도시되지 않은 일단 하부에는 이러한 전기 배선들을 외부에 연결하는 커넥터가 구비된다. 1 is a perspective view showing the configuration of a camera module according to an embodiment of the proposed invention. A camera module according to an embodiment includes a lens barrel 120, a carrier 160, a housing 150, and a flexible printed circuit board (FPCB) 180. ). One or a plurality of lenses are fixed to the lens barrel 120 . The carrier 160 fixes the lens barrel 120 in an optical axis-aligned and focused state to the image sensor, or is coupled to the lens barrel 120 through an autofocus structure. In the flexible circuit board 180, power lines, control signal lines, driving signal lines, video signal lines, and the like to the camera module are disposed. A connector for connecting these electric wires to the outside is provided at one lower end (not shown) of the flexible printed circuit board 180 .

도시된 실시예에서, 캐리어(160)는 하우징(150)에 대해 X 축 및 Y 축을 중심으로 틸팅(tilting) 가능하게 결합된다. 그러나 제안된 발명은 이에 한정되지 않으며, 캐리어(160)는 하우징(150)에 대해 X 축 및 Y 축 방향으로 쉬프트(shift)하는 렌즈 쉬프트(lens shift) 방식으로 구현될 수도 있다. 도시된 실시예에서, X 축 및 Y 축은 하우징의 대각선 방향에 존재한다. 또 다른 실시예에서 X 축 및 Y 축은 하우징의 각 변의 중앙부를 관통하도록 존재할 수도 있다.In the illustrated embodiment, the carrier 160 is coupled to the housing 150 so as to be capable of tilting around the X and Y axes. However, the proposed invention is not limited thereto, and the carrier 160 may be implemented in a lens shift method in which the carrier 160 shifts in the X-axis and Y-axis directions with respect to the housing 150 . In the illustrated embodiment, the X and Y axes are in a diagonal direction of the housing. In another embodiment, the X axis and the Y axis may exist to pass through the center of each side of the housing.

도 2는 제안된 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 내부 구성을 도시한 평면 단면도이다. 도 3은 도 2에 도시된 실시예에서 A-A'선으로 절단한 측면 단면도이다. 도 2와 도 3을 참조하여, 도시된 실시예의 틸팅 구조를 설명한다. 도시한 바와 같이, 일 실시예에 따른 카메라 모듈(100)은 렌즈 배럴(120)과, 캐리어(160)와, 하우징(150)과, 이미지 센서(130)와, 연성 회로 기판(180) 및 구동부(140)를 포함한다.2 is a plan cross-sectional view showing an internal configuration of a camera module according to an embodiment of the proposed invention. 3 is a side cross-sectional view taken along line A-A' in the embodiment shown in FIG. 2; Referring to Figures 2 and 3, the tilting structure of the illustrated embodiment will be described. As shown, the camera module 100 according to an embodiment includes a lens barrel 120, a carrier 160, a housing 150, an image sensor 130, a flexible circuit board 180, and a driving unit. (140).

렌즈 배럴(Lens Barrel)(120)은 내부에 적어도 하나의 렌즈(121)가 수용되어 고정된다. 캐리어(carrier)(160)는 내부에 렌즈 베럴(120)을 수용한다. 캐리어(160)는 영구자석(142)과 상호 작용하여 렌즈 베럴(120)을 승강시켜 초점을 조절하는 포커싱 코일(145)을 더 포함할 수 있다. At least one lens 121 is accommodated and fixed in the lens barrel 120 . A carrier 160 accommodates the lens barrel 120 therein. The carrier 160 may further include a focusing coil 145 that interacts with the permanent magnet 142 to raise and lower the lens barrel 120 to adjust the focus.

일 양상에 따르면, 카메라 모듈은 중간 프레임(110)을 더 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 중간 프레임(110)은 제1 힌지축(111)을 통해 캐리어(160)에 틸팅 가능하게 결합되고, 제2 힌지축(113)을 통해 하우징(150)에 틸팅 가능하게 결합된다. 이에 따라 캐리어(160)는 하우징(150)의 X축 및 Y 축에 대해 틸팅 가능하게 결합된다. 제시된 실시예에 있어서, 캐리어(160)는 하우징(150)에 대해 X축 및 Y축을 중심으로 틸팅함으로써 손떨림을 보상하고 있지만, 제안된 발명은 캐리어가 하우징에 대해 X축 및 Y축 방향으로 쉬프트함으로써 손떨림을 보상하는 구조에도 적용될 수 있다. 이때 중간 프레임은 캐리어에 대해 X축 방향으로 쉬프트 가능하게 결합되고, 하우징에 대해 Y축 방향으로 쉬프트 가능하게 결합될 수 있다.According to one aspect, the camera module may further include an intermediate frame 110 . In the illustrated embodiment, the intermediate frame 110 is tiltably coupled to the carrier 160 through a first hinge axis 111 and tiltably coupled to the housing 150 through a second hinge axis 113 do. Accordingly, the carrier 160 is coupled to be tiltable with respect to the X axis and the Y axis of the housing 150 . In the presented embodiment, the carrier 160 compensates for hand shake by tilting about the X and Y axes with respect to the housing 150, but the proposed invention shifts the carrier in the X and Y directions with respect to the housing. It can also be applied to a structure that compensates for hand shake. In this case, the intermediate frame may be shiftably coupled to the carrier in the X-axis direction and shiftably coupled to the housing in the Y-axis direction.

하우징 (150)은 부품을 내부에 수납하여 보호한다. 하우징(150)의 내측 면에는 구동부(140)의 일부를 구성하는 다수의 틸팅 코일(143)이 고정 설치된다. 캐리어(160)의 외벽에는 틸팅 코일(143)과 대응되는 위치에 영구자석(142)이 설치된다. 틸팅 코일(143)과 영구자석(142) 간의 자기력에 의해 캐리어(160)의 하우징(150)에 대한 틸팅이 구동된다. 이들 사이에 개재되기 때문에 중간 프레임(110)은 되도록 얇게 설계되는 편이 유리하다. The housing 150 receives and protects the parts therein. A plurality of tilting coils 143 constituting a part of the driving unit 140 are fixedly installed on the inner surface of the housing 150 . A permanent magnet 142 is installed at a position corresponding to the tilting coil 143 on the outer wall of the carrier 160 . Tilting of the housing 150 of the carrier 160 is driven by the magnetic force between the tilting coil 143 and the permanent magnet 142 . Since it is interposed between them, it is advantageous that the intermediate frame 110 is designed as thin as possible.

연성회로기판(180)은 이미지 센서(130)가 가운데 실장되고, 캐리어(160)의 하부와 하우징(150)의 하부가 고정되어 캐리어(160)를 하우징(150)에 대해 적어도 제1 방향, 예를 들면 피치(pitch) 방향으로 움직임 가능하게 결합시킨다. 본 명세서에서 '움직임'이란 광학 흔들림 보정(OIS : Optical Image Stabilization)을 위한 움직임으로 쉬프트 또는 축을 중심으로 틸팅하는 것을 포함하지만 이들에 한정되지 않는다. In the flexible printed circuit board 180, the image sensor 130 is mounted in the center, and the lower portion of the carrier 160 and the lower portion of the housing 150 are fixed so as to move the carrier 160 relative to the housing 150 in at least a first direction, for example, For example, it is movably coupled in the pitch direction. In this specification, 'movement' is a movement for optical image stabilization (OIS) and includes, but is not limited to, shifting or tilting around an axis.

도시된 실시예에서, 하우징(150)의 일측으로 연장된 형상으로 상부 베이스(153a)와 하부 베이스(153b)가 구비된다. 상부 베이스(153a)의 일측단과 하부 베이스(153b)의 일측단은 연성회로기판(180)의 외곽 프레임(181)의 일부를 사이에 두고 맞물려 연성회로기판(180)을 고정한다. In the illustrated embodiment, an upper base 153a and a lower base 153b are provided in a shape extending to one side of the housing 150 . One end of the upper base 153a and one end of the lower base 153b are engaged with a part of the outer frame 181 of the flexible circuit board 180 therebetween to fix the flexible circuit board 180 .

일 양상에 따르면, 연성회로기판(180)은 캐리어(160)를 하우징(150)에 대해 초기 위치로 복원시키는 탄성 복원력을 제공하는 재질로 제조될 수 있다. 예를 들어 연성회로기판(180)은 탄성을 가지는 플라스틱으로 제조될 수 있다. 또 다른 예로, 금속 회로 패턴을 두껍게 패터닝하여 탄성 복원력을 제공할 수 있다. 일 양상에 따르면, 연성회로기판(180)은 복수의 축에 수직인 방향으로의 이동 또는 복수의 축 중심으로 회전하는 방향으로 탄성 복원력을 제공할 수 있다. 예컨대, 캐리어(160)는 하우징(150)에 대해 요(Yaw) 및 피치(Pitch) 방향으로 틸팅 가능하도록 구성될 수 있다. 연성회로기판(180)의 구성에 대해서는 이후에 실시예들을 통해 상세히 설명한다. According to one aspect, the flexible printed circuit board 180 may be made of a material that provides elastic restoring force for restoring the carrier 160 to an initial position with respect to the housing 150 . For example, the flexible printed circuit board 180 may be made of plastic having elasticity. As another example, an elastic restoring force may be provided by thickly patterning the metal circuit pattern. According to one aspect, the flexible printed circuit board 180 may provide elastic restoring force in a direction of movement perpendicular to a plurality of axes or rotation around a plurality of axes. For example, the carrier 160 may be configured to tilt with respect to the housing 150 in yaw and pitch directions. The configuration of the flexible printed circuit board 180 will be described in detail later through embodiments.

구동부(Actuator)(140)는 렌즈 배럴(120)이 고정된 캐리어(160)를 하우징(150)에 대해 상대적으로 구동하여 광학 흔들림 보정(OIS : Optical Image Stabilization) 기능을 수행한다. 도시된 실시예에서, 구동부(140)는 캐리어(160)의 외곽 4면에 고정 설치된 4개의 영구자석(Permanent Magnet)(142)과, 하우징(150)의 내측 4면에 각각의 영구자석에 대응하는 위치에 고정되어 구동을 위한 인력 또는 척력을 제공하는 4개의 틸팅 코일(143)을 포함한다. 도시된 실시예에서 틸팅 코일(143)은 하우징(150)의 내측 면에, 영구자석(142)은 캐리어(160)의 외벽에 고정되고 있지만, 제안된 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 이들 중 X축 방향 구동 구조는 예를 들면 틸팅 코일(143)은 하우징(150)의 내측면에, 영구자석(142)은 중간 프레임의 외벽에 고정되도록 구성될 수도 있다. 또 다른 예로, 영구자석(142)과 틸팅 코일(143)의 위치가 반대로 될 수 있다. The actuator 140 relatively drives the carrier 160 to which the lens barrel 120 is fixed with respect to the housing 150 to perform an Optical Image Stabilization (OIS) function. In the illustrated embodiment, the driving unit 140 corresponds to four permanent magnets 142 fixedly installed on four outer surfaces of the carrier 160 and each permanent magnet on four inner surfaces of the housing 150. It includes four tilting coils 143 that are fixed in a position to provide attractive or repulsive force for driving. In the illustrated embodiment, the tilting coil 143 is fixed to the inner surface of the housing 150 and the permanent magnet 142 is fixed to the outer wall of the carrier 160, but the proposed invention is not limited thereto. Among them, the driving structure in the X-axis direction may be configured such that the tilting coil 143 is fixed to the inner surface of the housing 150 and the permanent magnet 142 is fixed to the outer wall of the intermediate frame. As another example, positions of the permanent magnet 142 and the tilting coil 143 may be reversed.

추가적으로, 틸팅 코일(143)과 영구자석(142)은 홀센서 설치 등의 공간 확보나 다른 이유로 4개가 아니라 3개, 2개 또는 1개일 수도 있다. 또 이들은 반드시 동일한 크기일 필요가 없으며, 둘 혹은 각각이 다른 크기로 설계될 수도 있다. 이들의 개수, 크기 및 배치는 구동 전류의 형태나 크기와 맞물려 설계될 수 있다. Additionally, the number of tilting coils 143 and permanent magnets 142 may be 3, 2, or 1 instead of 4 for securing space such as installing a Hall sensor or for other reasons. In addition, they do not necessarily have to be the same size, and two or each may be designed with different sizes. Their number, size and arrangement may be designed in conjunction with the shape or size of the driving current.

일 실시예에 따른 카메라 모듈(100)이 탑재되는 스마트폰이나, 드론 등과 같은 전자 기기의 위치 센서, 예를 들면 자이로 센서에 의해 사용자의 손떨림이나 기기 진동이 센싱되면, 전자기기의 제어부(도면 도시 생략)가 구동부(140)로 손떨림 보정 신호를 전송한다. 그러나 카메라 모듈(100) 자체에 이러한 센서 및/또는 제어부가 구비될 수도 있다. 이 손떨림 보정 신호에 따라, 구동부(140)의 틸팅 코일(143)에 전류가 흘러 전자기력이 발생한다. 각 틸팅 코일(143)에 흐르는 전류의 세기에 의해 캐리어(160)의 틸팅 각도가 결정되고, 전류의 방향에 의해 캐리어(160)의 틸팅 방향이 결정된다. 이에 따라 캐리어(160)가 하우징에 대해 요(Yaw) 및 피치(Pitch) 축 방향으로 틸팅된다. When a user's hand shake or device vibration is sensed by a position sensor of an electronic device such as a smartphone or a drone in which the camera module 100 is mounted according to an embodiment, for example, a gyro sensor, the controller of the electronic device (shown in the drawing) omitted) transmits a hand shake correction signal to the driving unit 140 . However, the camera module 100 itself may include such a sensor and/or controller. According to this hand shake correction signal, current flows through the tilting coil 143 of the driving unit 140, and electromagnetic force is generated. The tilting angle of the carrier 160 is determined by the intensity of the current flowing through each tilting coil 143, and the tilting direction of the carrier 160 is determined by the direction of the current. Accordingly, the carrier 160 is tilted in the yaw and pitch axis directions with respect to the housing.

구동부(140)는 자동 초점(AF : Auto Focusing) 구동을 위한 포커싱 코일(145)을 더 포함할 수 있다. 렌즈 베럴(120)은 캐리어(160)에 대해 승강 가능하게 결합된다. 예를 들어 렌즈베럴(120)은 캐리어(160)에 볼을 개재하여 결합되거나 그 상부들 판스프링을 통해 연결될 수 있다. 렌즈 베럴(120)의 주위에 포커싱 코일(145)이 권선된다. 제안된 발명의 추가적인 양상에 따라, 포커싱 코일(145)은 틸팅 코일(143)과 영구자석(142)을 공유한다. 즉, 영구자석(142)은 포커싱 코일(145)과 작용하여 렌즈베럴(120)을 자동 초점 구동하고, 또 틸팅 코일(143)과 작용하여 캐리어(160)를 하우징(150)에 대해 틸팅 구동한다. The driving unit 140 may further include a focusing coil 145 for driving auto focusing (AF). The lens barrel 120 is movably coupled to the carrier 160 . For example, the lens barrel 120 may be coupled to the carrier 160 through a ball or connected through upper portions of the plate spring. A focusing coil 145 is wound around the lens barrel 120 . According to a further aspect of the proposed invention, focusing coil 145 shares tilting coil 143 and permanent magnet 142 . That is, the permanent magnet 142 works with the focusing coil 145 to drive the lens barrel 120 for auto focus, and also works with the tilting coil 143 to tilt the carrier 160 relative to the housing 150. .

도 4는 제안된 발명의 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성을 도시한 분해 사시도이다. 도시된 바와 같이, 이 실시예에 따른 카메라 모듈(100)은 하우징(152, 153)과, 캐리어(160)와, 중간 프레임(110)과, 연성 회로 기판(180) 및 구동부(140)를 포함한다. 하우징(150)은 내부 인클로져(inner enclosure)(151)와, 모듈 덮개(module cover)(152)를 포함한다. 도시된 실시에에서, 내부 인클로져(151)의 3면에는 틸팅 코일들(143)이 부착 고정된다. 내부 인클로져(151)는 상부 베이스(153a)의 중공부의 모서리에 정렬되어 고정된다. 또 다른 예로, 내부 인클로져(151)는 상부 베이스(153a)와 그 중공부의 모서리를 따라 연장된 형태로 일체로 몰딩되어 형성될 수도 있다. 내부 인클로져(151)는 모듈 덮개(152)에 끼움 결합된다. 4 is an exploded perspective view showing the configuration of a camera module according to another embodiment of the proposed invention. As shown, the camera module 100 according to this embodiment includes housings 152 and 153, a carrier 160, an intermediate frame 110, a flexible circuit board 180, and a driving unit 140. do. The housing 150 includes an inner enclosure 151 and a module cover 152 . In the illustrated embodiment, tilting coils 143 are attached and fixed to three surfaces of the inner enclosure 151 . The inner enclosure 151 is aligned and fixed to the edge of the hollow portion of the upper base 153a. As another example, the inner enclosure 151 may be formed by integrally molding the upper base 153a and the upper base 153a in a form extending along the edge of the hollow part. The inner enclosure 151 is fitted into the module cover 152.

또 다른 실시예에서, 모듈 덮개(152)가 상부 베이스(153a)의 중공부의 모서리에 정렬되어 고정되거나, 그 중공부의 모서리를 따라 연장된 형태로 일체로 몰딩되어 형성될 수도 있다. 상부 베이스(153a)는 하부 베이스(153b)와 체결되어 고정된다. 카메라 모듈이 다른 기판이나 하우징에 실장되는 경우, 하부 베이스(153b)는 생략될 수 있다. In another embodiment, the module cover 152 may be aligned and fixed to the edge of the hollow part of the upper base 153a, or integrally molded and formed in a form extending along the edge of the hollow part. The upper base 153a is fastened and fixed to the lower base 153b. When the camera module is mounted on another substrate or housing, the lower base 153b may be omitted.

캐리어(160)에는 틸팅 코일(143)에 대응하는 위치에 영구자석(142)이 배치되어 고정된다. 캐리어(160)에는 렌즈 베럴(120)이 결합된다. 렌즈 베럴(120)은 오토포커싱 구동 구조를 통해 캐리어(160)에 수용될 수 있지만, 도시된 도면에서는 도시 생략되었다. 캐리어(160)는 하우징(152,153)에 대해 그 대각 방향의 X 축 및 Y 축에 대해 틸팅 가능하게 결합된다. A permanent magnet 142 is disposed and fixed to the carrier 160 at a position corresponding to the tilting coil 143 . The lens barrel 120 is coupled to the carrier 160 . The lens barrel 120 may be accommodated in the carrier 160 through an auto-focusing driving structure, but is omitted from the drawings. The carrier 160 is coupled to the housings 152 and 153 so as to be tiltable about the X and Y axes of the diagonal directions thereof.

중간 프레임(110)은 내부로는 캐리어(160)와 제 1 힌지축(111)을 통해 틸팅 가능하게 결합되고, 외부로는 하우징의 내부 인클로져(151)와 제2 힌지축(113)을 통해 틸팅 가능하게 결합된다. 도시된 실시예에서, 각각의 힌지축은 볼과, 볼을 수용하도록 형성된 캐리어(160)의 모서리의 바깥쪽 및 인클로져(151)의 모서리의 안쪽에 형성된 원형 요홈들로 구성된다. 그러나 제안된 발명은 이에 한정되지 않으며, 회전운동을 안내하는 다양한 구조 중 하나가 이를 대체할 수 있다. The intermediate frame 110 is tiltably coupled internally through the carrier 160 and the first hinge axis 111, and externally tilted through the inner enclosure 151 of the housing and the second hinge axis 113 possibly combined In the illustrated embodiment, each hinge shaft consists of a ball and circular grooves formed outside the edge of the carrier 160 and inside the edge of the enclosure 151 formed to receive the ball. However, the proposed invention is not limited thereto, and one of various structures for guiding rotational motion may replace it.

일 실시예에서, 연성회로기판(180)은 고정 플레이트(181)와, 내부 플레이트(Inner Plate)(183)와, 탄성 연결부(185)를 포함한다. 고정 플레이트(181)는 하우징 하부의 일측에 고정된다. 도시된 실시예에서, 고정 플레이트(181)는 하우징의 상부 베이스(153a)의 일측단과 하부 베이스(153)의 일측단 사이에 맞물려 고정된다. 내부 플레이트(183)에는 이미지 센서(130)와, 도시되지 않은 신호처리회로가 실장되며, 그 둘레를 따라 캐리어(160)의 하부가 고정 결합된다. 예를 들어 캐리어(160)의 하부는 내부 플레이트(183)에 에폭시로 고정될 수 있다. 탄성 연결부(185)는 고정 플레이트(181)와 내부 플레이트(183) 사이의 공간상에 배치되어 고정 플레이트(181)와 내부 플레이트(183) 간을 탄성 복원력을 제공하면서 전기적 및 기계적으로 연결하되, 지그 재그 형상을 가진다. 연성회로기판(180)의 이와 같은 구조에 의해, 캐리어(160)는 하우징(150)에 대해 움직임 가능한 상태, 도시된 실시예에서는 틸팅 가능한 상태로 고정 결합된다. 일 양상에 따라, 이미지 센서(130)가 연성회로기판(180)의 내부 플레이트(183)에 부착되어 캐리어(160)와 함께 움직이므로, 움직임 보상에도 불구하고 광축이 항상 이미지 센서(130)에 대해 일정하게 유지되어 영상 왜곡이 최소화된다. In one embodiment, the flexible printed circuit board 180 includes a fixed plate 181, an inner plate 183, and an elastic connector 185. The fixing plate 181 is fixed to one side of the lower part of the housing. In the illustrated embodiment, the fixing plate 181 is engaged and fixed between one end of the upper base 153a and one end of the lower base 153 of the housing. An image sensor 130 and a signal processing circuit (not shown) are mounted on the inner plate 183, and a lower portion of the carrier 160 is fixedly coupled along the circumference thereof. For example, the lower portion of the carrier 160 may be fixed to the inner plate 183 with epoxy. The elastic connection part 185 is disposed on the space between the fixed plate 181 and the inner plate 183 to electrically and mechanically connect the fixed plate 181 and the inner plate 183 while providing elastic restoring force, but the jig It has a zag shape. Due to this structure of the flexible printed circuit board 180, the carrier 160 is fixedly coupled to the housing 150 in a movable state, in a tiltable state in the illustrated embodiment. According to one aspect, since the image sensor 130 is attached to the inner plate 183 of the flexible circuit board 180 and moves with the carrier 160, the optical axis is always relative to the image sensor 130 despite motion compensation. It is kept constant so that image distortion is minimized.

고정 플레이트(181)와, 내부 플레이트(Inner Plate)(183)와, 탄성 연결부(185)는 금속 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어 연성회로기판(180)의 고정 플레이트(181)와, 내부 플레이트(Inner Plate)(183)와, 탄성 연결부(185)에는 설계된 탄성계수에 맞춘 금속 재질이 패터닝될 수 있다. The fixing plate 181, the inner plate 183, and the elastic connection part 185 may include a metal material. For example, the fixed plate 181, the inner plate 183, and the elastic connector 185 of the flexible printed circuit board 180 may be patterned with a metal material suitable for the designed elastic modulus.

구동부(140)는 하우징(150)에 대한 캐리어(160)의 움직임을 구동한다. 구동부 (140)는 렌즈 배럴(120)이 고정된 캐리어(160)를 하우징(150)에 대해 상대적으로 구동하여 광학 흔들림 보정(OIS : Optical Image Stabilization) 기능을 수행한다. 도시된 실시예에서, 구동부(140)는 캐리어(160)의 외곽 3면에 고정 설치된 3개의 영구자석 (142)과, 하우징(150)의 내측 3면에 각각의 영구자석에 대응하는 위치에 고정되어 구동을 위한 인력 또는 척력을 제공하는 3개의 틸팅 코일(143)을 포함한다. The driving unit 140 drives the movement of the carrier 160 relative to the housing 150 . The driver 140 relatively drives the carrier 160 to which the lens barrel 120 is fixed with respect to the housing 150 to perform an Optical Image Stabilization (OIS) function. In the illustrated embodiment, the driving unit 140 is fixed to three permanent magnets 142 fixedly installed on three outer surfaces of the carrier 160 and at positions corresponding to the respective permanent magnets on three inner surfaces of the housing 150. It includes three tilting coils 143 that provide attraction or repulsive force for driving.

자이로 센서와 같은 센서에 의해 카메라의 떨림이 감지되면, 제어요소는 그 움직임을 상쇄하는 정도의 보정량을 계산하여 손떨림 보정 신호를 출력한다. 이 손떨림 보정 신호에 따라, 구동부(140)의 틸팅 코일(143)에 전류가 흘러 대응하는 영구 자석(142)과의 사이에 전자기력이 발생하고 캐리어(160)가 하우징에 대해 요(Yaw) 및/또는 피치(Pitch) 축 방향으로 틸팅된다. When camera shake is detected by a sensor such as a gyro sensor, the control element calculates a correction amount to offset the movement and outputs a hand shake correction signal. In accordance with this hand-shake correction signal, current flows through the tilting coil 143 of the driving unit 140, and an electromagnetic force is generated between the corresponding permanent magnet 142 and the carrier 160 yaws and/or Alternatively, it is tilted in the direction of the pitch axis.

구동부(140)는 자동 초점(AF : Auto Focusing) 구동 구조를 더 포함할 수 있으나, 도 2,3의 실시예와 유사한 구조를 가지므로 상세한 설명은 생략한다. The driving unit 140 may further include an auto focusing (AF) driving structure, but since it has a structure similar to that of the exemplary embodiment of FIGS. 2 and 3, a detailed description thereof will be omitted.

도 5는 제안된 발명의 일 실시예에 따른 연성회로기판의 구성을 도시한 평면도이다. 도시된 실시예에서 일점 쇄선은 회전축을 도시한다. 도시된 실시예는 외곽 프레임이 사각형에서 한 개의 변 쪽에만 존재하며, 외곽 프레임에서 내부 플레이트의 양 대각 지점으로 탄성 연결체가 지그재그 패턴을 통해 부착되어 있다. 이러한 구조는 두 개의 틸팅 축에 대해 비대칭적인 탄성 복원력을 제공한다. 5 is a plan view showing the configuration of a flexible printed circuit board according to an embodiment of the proposed invention. In the illustrated embodiment, the dotted line represents the axis of rotation. In the illustrated embodiment, the outer frame exists only on one side of the rectangle, and elastic connectors are attached to both diagonal points of the inner plate from the outer frame through a zigzag pattern. This structure provides an asymmetrical elastic restoring force with respect to the two tilting axes.

도 6은 제안된 발명의 또 다른 실시예에 따른 연성회로기판의 구성을 도시한 평면도이다. 도시된 실시예는 마찬가지로 외곽 프레임이 사각형에서 한 개의 변 쪽에만 존재하며, 외곽 프레임에서 내부 플레이트의 양 대각 지점으로 탄성 연결체가 지그재그 패턴을 통해 부착되어 있다. 도 5의 구조와 달리 본 실시예의 구조는 두 개의 틸팅 축에 대해 대칭적인 탄성 복원력을 제공하도록 설계되었다.6 is a plan view showing the structure of a flexible printed circuit board according to another embodiment of the proposed invention. Similarly, in the illustrated embodiment, the outer frame exists only on one side of the rectangle, and elastic connectors are attached to both diagonal points of the inner plate from the outer frame through a zigzag pattern. Unlike the structure of FIG. 5 , the structure of this embodiment is designed to provide symmetrical elastic restoring force with respect to two tilting axes.

도 7(a)는 제안된 발명의 또 다른 실시예에 따른 연성회로기판의 구성을 도시한 평면도 및 측면도이며, 도 7(b)는 그 사시도이다. 도시된 바와 같이, 도시된 실시예에서 탄성 연결부(185)는 평면상에서 볼 때 지그재그 형태이고 그 평면에 수직인 방향으로 하나의 입체적인 굴곡을 가진다. 고정 플레이트(181)가 하우징의 일측면에 고정되고, 하우징(150)에 대해 틸팅축에 의해 운동이 제한된 캐리어(160)가 내부 플레이트(183)에 고정된 상태에서, 캐리어(160)의 틸팅 동작은 구동부(140)의 능동적인 구동력과, 더불어 이 평면 상에서 볼 때 지그재그 형태이고 그 평면에 수직인 방향으로 입체적인 굴곡을 가진 탄성 연결부(185)에 의한 복원력에 구속된다. Figure 7 (a) is a plan view and a side view showing the configuration of a flexible printed circuit board according to another embodiment of the proposed invention, Figure 7 (b) is a perspective view thereof. As shown, in the illustrated embodiment, the elastic connector 185 has a zigzag shape when viewed from a plane and has a three-dimensional curve in a direction perpendicular to the plane. Tilting operation of the carrier 160 in a state in which the fixed plate 181 is fixed to one side of the housing and the carrier 160 whose motion is limited by the tilt axis with respect to the housing 150 is fixed to the inner plate 183 is constrained by the active driving force of the driving unit 140 and the restoring force by the elastic connection unit 185 having a zigzag shape when viewed on the plane and three-dimensionally curved in a direction perpendicular to the plane.

도 8(a)는 제안된 발명의 또 다른 실시예에 따른 연성회로기판의 구성을 도시한 평면도, 정면도 및 측면도이며, 도 8(b)는 그 전개도이고 도 8(c)는 그 사시도이다. 도시된 바와 같이, 도시된 실시예에서 탄성 연결부(185)는 평면상에서 볼 때 두 개의 지그재그 형태의 판스프링이 그 평면에 수직인 방향으로 하나의 입체적인 굴곡을 통해 연결되는 구조를 가진다. 입체적인 굴곡부의 안쪽에 예를 들면 그 사이를 메우는 블록이나 고정편의 형태를 가진 굴곡 제한부의 구성을 통해 움직임을 제한할 수 있다. 도 8(c)는 그러한 굴곡 제한부의 구성의 일 예를 도시한다. 8(a) is a plan view, a front view, and a side view showing the structure of a flexible printed circuit board according to another embodiment of the proposed invention, FIG. 8(b) is a development view thereof, and FIG. 8(c) is a perspective view thereof. . As shown, the elastic connector 185 in the illustrated embodiment has a structure in which two zigzag leaf springs are connected through one three-dimensional bend in a direction perpendicular to the plane when viewed from a plane. It is possible to restrict movement through the configuration of the bending limiting part having the form of a block or fixing piece filling the space inside the three-dimensional bending part, for example. 8(c) shows an example of the configuration of such a bending limiting unit.

도 9(a)는 제안된 발명의 또 다른 실시예에 따른 연성회로기판의 구성을 도시한 평면도 및 측면도이며, 도 9(b)는 그 전개도이고 도 9(c)는 그 사시도이다. 도시된 바와 같이, 도시된 실시예에서 탄성 연결부(185)는 평면상에서 볼 때 3 개의 지그재그 형태의 판스프링이 그 평면에 수직인 방향으로 두 개의 입체적인 굴곡을 통해 연결되는 구조를 가진다. 입체적인 굴곡부의 안쪽에 예를 들면 그 사이를 메우는 블록이나 고정편의 형태를 가진 굴곡 제한부의 구성을 통해 움직임을 제한할 수 있다. Figure 9 (a) is a plan view and a side view showing the configuration of a flexible printed circuit board according to another embodiment of the proposed invention, Figure 9 (b) is a development view and Figure 9 (c) is a perspective view thereof. As shown, the elastic connector 185 in the illustrated embodiment has a structure in which three zigzag leaf springs are connected through two three-dimensional bends in a direction perpendicular to the plane when viewed from a plane. It is possible to restrict movement through the configuration of the bending limiting part having the form of a block or fixing piece filling the space inside the three-dimensional bending part, for example.

본 명세서 및 도면에 개시된 다양한 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 제안된 발명의 다양한 실시예들의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서, 제안된 발명의 다양한 실시예들의 범위는 여기에서 설명된 실시예들 이외에도 제안된 발명의 다양한 실시예들의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 제안된 발명의 다양한 실시예들의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Various embodiments disclosed in this specification and drawings are only presented as specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of various embodiments of the proposed invention. Therefore, the scope of the various embodiments of the proposed invention, in addition to the embodiments described herein, is that all changes or modified forms derived from the technical spirit of the various embodiments of the proposed invention are within the scope of the various embodiments of the proposed invention. should be construed as being within the scope.

100 : 카메라 모듈
110 : 중간 프레임
111 : 제1 힌지축 113 : 제2 힌지축
120 : 렌즈 배럴
130 : 이미지 센서
140 : 구동부
142 : 영구자석
143 : 틸팅 코일
145 : 포커싱 코일
150 : 하우징
151 : 내부 인클로져 152 : 모듈 덮개
153 : 하우징 베이스
170 : 커넥터
180 : 연성회로기판
181 : 고정 플레이트 183 : 내부 플레이트
185 : 탄성 연결부
190 : 복원 스프링
191 : 고정 플레이트
193 : 내부 플레이트
195 : 탄성 연결부100: camera module
110: middle frame
111: first hinge axis 113: second hinge axis
120: lens barrel
130: image sensor
140: driving unit
142: permanent magnet
143: tilting coil
145: focusing coil
150: housing
151: inner enclosure 152: module cover
153: housing base
170: connector
180: flexible circuit board
181: fixed plate 183: inner plate
185: elastic connection
190: restoration spring
191: fixed plate
193: inner plate
195: elastic connection

Claims (1)

렌즈 배럴(Lens Barrel)과;
렌즈 배럴을 내부에 수용하는 캐리어(carrier)와;
캐리어가 내부에 수용되는 카메라 모듈 하우징과;
이미지 센서(Image Sensor)와;
이미지 센서가 실장되고, 캐리어의 하부와 하우징의 하부가 고정되어 캐리어를 하우징에 대해 적어도 쉬프트 또는 축을 중심으로 틸팅하는 광학 흔들림 보정 움직임 가능하게 결합시키는 연성회로기판(FPCB : Flexible Printed Circuit Board)과;
하우징에 대한 캐리어의 움직임을 구동하는 구동부;를 포함하되, 상기 연성회로기판이 :
하우징 하부의 일측에 만 그 일단이 고정되는 고정 플레이트와,
이미지 센서가 실장되고 캐리어의 하부가 그 일단에 고정되는 내부 플레이트(Inner Plate)와,
고정 플레이트의 타단에서 내부 플레이트의 타단으로 연장되고 그 사이의 공간상에 배치되어 고정 플레이트와 내부 플레이트간에 탄성 복원력을 제공하면서 전기적 및 기계적으로 연결하되, 지그 재그 형상을 가진 탄성 연결부를 포함하고,
탄성 연결부는 평면상에서 볼 때 지그재그 형태이고 그 평면에 수직인 방향으로 적어도 하나의 입체적인 굴곡을 가지는,
카메라 모듈.a lens barrel;
a carrier accommodating the lens barrel therein;
a camera module housing in which a carrier is accommodated;
an image sensor;
An image sensor is mounted, and the lower portion of the carrier and the lower portion of the housing are fixed so that the optical shake compensation movement of at least shifting or tilting the carrier with respect to the housing is possible. A flexible printed circuit board (FPCB);
A driving unit for driving the movement of the carrier with respect to the housing; including, wherein the flexible printed circuit board:
A fixing plate having one end fixed only to one side of the lower part of the housing;
An inner plate on which the image sensor is mounted and the lower part of the carrier is fixed to one end thereof;
It extends from the other end of the fixed plate to the other end of the inner plate and is disposed in the space between them to electrically and mechanically connect the fixed plate and the inner plate while providing elastic restoring force, including an elastic connection having a zigzag shape,
The elastic connecting portion has a zigzag shape when viewed on a plane and has at least one three-dimensional curvature in a direction perpendicular to the plane .
camera module.
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