KR102581965B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈은, 하우징; 상기 하우징 내부에 구비되고, 광의 방향을 광축 방향으로 변환하도록 구비된 반사부재; 상기 반사부재를 운반하고, 상기 하우징에 대해 제1 축을 기준으로 회전가능하게 구비된 캐리어; 및 상기 하우징과 상기 캐리어 사이에 배치되는 제1 볼그룹;를 포함하고, 상기 제1 볼그룹은, 상기 캐리어의 상기 제1 축을 제공하는 메인 볼부재, 및 상기 제1 축에서 떨어진 위치에 배치된 보조 볼부재를 포함하고, 상기 하우징 또는 상기 캐리어는 상기 보조 볼부재를 일부 수용하고, 상기 제1 축의 원주방향으로 연장하는 보조 가이드홈을 포함할 수 있다.

Description

카메라 모듈{camera module}
본 발명은 카메라 모듈에 관한 기술이다. 보다 상세하게는 광경로를 전환시키는 반사부재를 포함하는 카메라 모듈에 관한 기술이다.
최근에는 스마트폰을 비롯하여 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대용 전자기기에 카메라가 기본적으로 채용되고 있으며, 모바일 단말용 카메라에는 자동초점조절 기능(auto focus, AF), 흔들림 보정 기능(optical image stabilization, OIS) 및 줌 기능(Zoom) 등이 부가되고 있다.
또한, 카메라 모듈에는 흔들림 보정을 위하여 렌즈모듈을 직접 이동시키거나 간접적으로 반사부재를 포함하는 반사모듈을 이동시키는 액추에이터가 구비되고 있다. 그리고, 액추에이터는 통상적으로 마그네트와 코일에 의한 구동력으로 렌즈 모듈 또는 반사모듈을 광축에 교차하는 방향으로 이동시킬 수 있다.
한편, 최근에는 동영상 촬영에 대한 수요가 급증하고 있으며, 종래 기술로는 동영상 촬영과 같이 지속적으로 흔들림이 발생하는 경우 흔들림을 정밀하게 보정하기 어려운 문제가 있다.
또한, 동영상 촬영 시에 촬영 대상이 되는 피사체가 이동하는 경우 사용자가 이동통신 단말기를 직접 이동하여 카메라 모듈의 촬영 방향을 이동하는 피사체에 맞추어야 하는 불편함이 있으며, 정확한 동영상 촬영이 어렵다는 문제도 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 발명의 목적은, 고정된 피사체를 촬영하는 사진촬영뿐만 아니라 움직이는 피사체를 촬영하는 동영상 촬영에서도 흔들림을 용이하게 조절할 수 있는 폴디드 모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
나아가, 본 실시 예의 다른 목적은, 이동하는 피사체를 트래킹할 수 있고, 흔들림을 보정할 수 있는 폴디드 모듈 및 이를 포함하는 휴대용 전자기기를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈은, 하우징; 상기 하우징 내부에 구비되고, 광의 방향을 광축 방향으로 변환하도록 구비된 반사부재; 상기 반사부재를 운반하고, 상기 하우징에 대해 제1 축을 기준으로 회전가능하게 구비된 캐리어; 및 상기 하우징과 상기 캐리어 사이에 배치되는 제1 볼그룹;를 포함하고, 상기 제1 볼그룹은, 상기 캐리어의 상기 제1 축을 제공하는 메인 볼부재, 및 상기 제1 축에서 떨어진 위치에 배치된 보조 볼부재를 포함하고, 상기 하우징 또는 상기 캐리어는 상기 보조 볼부재를 일부 수용하고, 상기 제1 축의 원주방향으로 연장하는 보조 가이드홈을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈은, 하우징; 상기 하우징 내부에 구비되고, 광의 방향을 광축 방향으로 변환하도록 구비된 반사부재; 상기 반사부재를 운반하고, 상기 하우징에 대해 제1 축을 기준으로 회전가능하게 구비된 캐리어; 및 상기 하우징과 상기 캐리어 사이에 배치되는 제1 볼그룹;를 포함하고, 상기 제1 볼그룹은, 상기 캐리어의 상기 제1 축을 제공하는 메인 볼부재, 및 상기 제1 축에서 떨어진 위치에 배치된 보조 볼부재를 포함하고, 상기 캐리어는 상기 보조 볼부재를 일부 수용하는 제1 보조 가이드홈을 포함하고, 상기 하우징은 상기 보조 볼부재를 일부 수용하는 제2 보조 가이드홈을 포함하고, 상기 제2 보조 가이드홈의 길이는 상기 제1 보조 가이드홈의 길이의 2배 이상일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 일 효과는, 고정된 피사체를 촬영하는 사진뿐만 아니라 움직이는 피사체를 촬영하는 동영상에서도 흔들림을 용이하게 보정할 수 있다.
또한, 본 실시 예의 다른 효과는, 이동하는 피사체를 트래킹할 수 있는 폴디드 모듈(카메라 모듈) 및 이를 포함하는 휴대용 전자기기를 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 사시도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분해사시도이다.
도 3은 도 2와 다른 방향에서 바라본 카메라 모듈의 분해사시도이다.
도 4는 일 실시 예에서 폴디드 모듈의 OIS 구동을 도시한 것이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 촬영 범위을 도시한 것이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 폴디드 모듈의 OIS 구동부를 도시한 것이다.
도 7은 일 실시 예에서 제1 타입의 캐리어의 하부면을 도시한 것이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 캐리어를 지지하는 하우징의 바닥면을 도시한 것이다.
도 9는 일 실시 예에서 제1 타입의 캐리어와 하우징 사이의 지지구조를 도시한 것이다.
도 10은 일 실시 예에서 제2 타입의 캐리어의 하부면을 도시한 것이다.
도 11은 일 실시 예에서 제2 타입의 캐리어와 하우징 사이의 지지구조를 도시한 것이다.
도 12는 일 실시 예에서 제3 타입의 캐리어의 하부면을 도시한 것이다.
도 13은 일 실시 예에서 제3 타입의 캐리어와 하우징 사이의 지지구조를 도시한 것이다.
도 14는 볼부재 양쪽의 가이드홈들이 같은 길이로 제공된 경우 볼부재와 가이드홈 사이의 간섭을 도시한 것이다.
도 15는 일 실시 예에서 볼부재 양쪽의 가이드홈들이 다른 길이로 제공된 경우 볼부재와 가이드홈 사이의 간섭을 도시한 것이다.
도 16a는 제1 실시 예에서 반사부재의 요잉 구동부를 도시한 것이다.
도 16b는 제2 실시 예에서 반사부재의 요잉 구동부를 도시한 것이다.
도 16c는 제3 실시 예에서 반사부재의 요잉 구동부를 도시한 것이다.
도 17은 일 실시 예에서 풀링력과 지지 볼부재들 사이의 관계를 도시한 것이다.
도 18은 일 실시 예에서 캐리어에 수용된 회전홀더를 측면에서 바라본 것이다.
도 19는 일 실시 예에서 회전홀더가 피칭범위의 한계까지 회전한 상태를 도시한 것이다.
도 20a는 일 실시 예에 따른 제1 타입의 피칭 구동부를 도시한 것이다.
도 20b는 일 실시 예에 따른 제2 타입의 피칭 구동부를 도시한 것이다.
도 20c는 일 실시 예에 따른 제3 타입의 피칭 구동부를 도시한 것이다.
도 21는 일 실시 예에서 피칭 구동용 마그네트의 곡률 중심이 요잉축 상에 배치된 경우에 피칭 구동부를 도시한 것이다.
도 22는 일 실시 예에서 피칭 구동용 마그네트의 곡률 중심이 요잉축과 이격 위치된 경우에 피칭 구동부를 도시한 것이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니한다.
예를 들어, 본 발명의 사상을 이해하는 통상의 기술자는 구성요소의 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여 본 발명의 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시 예를 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 일 실시 예에 따른 카메라 모듈(1)의 사시도이다. 도 2는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈(1)의 분해사시도이다. 도 3은 도 2와 다른 방향에서 바라본 카메라 모듈(1)의 분해사시도이다. 도 4는 일 실시 예에서 폴디드 모듈의 OIS 구동을 도시한 것이다.
일 실시 예에서 카메라 모듈(1)은 하우징(100) 및 하우징(100) 내부에 배치된 광학요소들을 포함한다. 광학요소들은 폴디드 모듈(200), 렌즈모듈(300)을 포함할 수 있다. 하우징(100)은 내부에 수용된 광학요소들을 보호하거나 지지하도록 구성된다. 일 실시 예에서 카메라 모듈(1)은 이미지 센서 모듈(400)을 포함한다. 이미지 센서 모듈(400)은 센서 기판(410) 및 센서 기판(410) 상에 배치된 이미지 센서를 포함하고, 렌즈모듈(300)을 통과한 광은 최종적으로 이미지 센서의 결상면에 도달한다. 도면에 도시되지 않았으나, 이미지 센서는 그 결상면이 렌즈모듈을 향하도록 배치된다. 결상면에 맺힌 상은 이미지 센서를 구성하는 소자들에 의해 전기적 신호로 변환되고, 이 신호는 커넥터(420)를 통해 카메라 모듈(1) 외부로 전송될 수 있다.
일 실시 예에서 카메라 모듈(1)은 하우징(100)을 일부 감싸는 커버(500)를 포함할 수 있다. 커버(500)는 하우징(100) 내부에 수용된 광학요소들이 하우징(100) 외부로 탈거되지 못하게 방지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 하우징(100)은 상부가 열린 박스 형태로 제공되고, 커버(500)는 하우징(100)의 상부를 닫는 형태로 제공되고, 하우징(100)과 커버(500)에 의해 둘러싸인 공간에 광학요소들이 배치된다.
또, 커버(500)는 전자기파를 차폐할 수 있는 소재를 포함할 수 있다. 이경우 커버(500)는 카메라 내부에서 생기는 전자기파가 카메라 모듈(1) 외부로 빠져나가거나 카메라 모듈(1) 외부의 전자기파가 카메라 모듈(1) 내부로 들어오는 것을 막거나 최소화할 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(1)이 흔들림 보정이나 자동초점조절을 위한 보이스 코일 모터(voice coil motor, VCM)를 포함하는 경우, 커버(500)는 보이스 코일 모터에서 생기는 전자기파가 카메라 모듈(1) 외부의 전자부품에 영향을 미치는 것을 막을 수 있다. 또, 커버(500)는 카메라 모듈(1) 외부의 전자부품에서 생긴 전자기파가 보이스 코일 모터의 작용(예를 들어, 코일과 마그네트 사이의 전자기적 상호작용)에 영향을 주는 것을 방지하거나 최소화할 수 있다. 커버(500)는 인청동, 스테인리스 스틸 또는 황동 따위의 메탈 소재로 만들어져 전자기파를 차폐할 수 있다.
일 실시 예에서 폴디드 모듈(200)은 커버(500)의 개구(510)를 통해 들어온 광을 렌즈모듈(300)을 향해 반사하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 폴디드 모듈(200)은 반사부재(210)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사부재(210)는 프리즘이나 거울을 포함할 수 있다.
폴디드 모듈(200)을 통해 반사된 광은 렌즈모듈(300)을 통과하면서 굴절되고, 마지막으로 이미지 센서 모듈(400)에 도달한다. 렌즈모듈(300)은 배럴 및 배럴 내부에 수용된 적어도 하나의 렌즈를 포함한다.
일 실시 예에서 카메라 모듈(1)은 AF 기능을 제공할 수 있다. 일 실시 예에서 렌즈모듈(300)은 하우징(100)에 대해 광축을 따라 이동하고, 이에 따라 렌즈모듈(300)과 이미지 센서 사이의 거리가 변할 수 있다. 즉, 렌즈모듈(300)의 광축방향 이동에 따라 초점이 조절될 수 있다. 카메라 모듈(1)은 렌즈모듈(300)의 광축방향 이동을 위한 AF 구동부를 포함할 수 있다. AF 구동부는 렌즈모듈(300)에 구비된 AF 마그네트(311), 및 하우징(100)에 구비된 AF 코일(312)을 포함할 수 있다. AF 코일(312)에 전류가 흐르면 AF 마그네트(311)와 AF 코일(312) 사이의 전자기적 상호작용에 따라 렌즈모듈(300)이 광축 방향(즉, Z축과 나란한 방향)으로 왕복운동할 수 있다. AF 구동부는 렌즈모듈(300)의 광축 방향 위치를 측정하도록 구성된 AF 위치센서(313)를 포함할 수 있다. AF 위치센서(313)는 하우징(100)에 고정적으로 구비되며, 렌즈모듈(300)이 하우징(100)에 대해 광축방향으로 이동함에 따라 렌즈모듈(300)에 구비된 AF 마그네트(311)에 의한 자기장의 세기나 방향의 변화를 감지할 수 있고, 이러한 변화에 기반하여 렌즈모듈(300)이 하우징(100)에 대해 광축 방향으로 어떤 위치에 있는지 측정될 수 있다. AF 위치센서(313)는 AF 코일(312) 내측 또는 외측에 배치될 수 있다. AF 위치센서(313)는 홀센서 또는 자기저항센서 등과 같은 자기센서일 수 있다.
카메라가 의도하지 않게 흔들리는 경우(예를 들어, 손떨림) 이미지 센서에 맺히는 상이 광축에 수직인 방향으로 흔들릴 수 있는데, 일 실시 예에 따른 카메라 모듈(1)은 이러한 상의 흔들림을 보정하는 기능(즉, 광학적 이미지 안정화(optical image stablization), 이하 'OIS')을 제공한다. 일 실시 예에서 카메라 모듈(1)은 폴디드 모듈(200)을 구동시켜 OIS를 제공할 수 있다.
일 실시 예에서 폴디드 모듈(200)이 광축에 수직인 축을 기준으로 회전함으로써 OIS 기능이 구현될 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(1)이 흔들리는 경우 폴디드 모듈(200)은 광축에 수직인 축을 기준으로 소정의 범위에서 틸트되어 이미지의 흔들림을 광학적으로 보정할 수 있다. 이때 폴디드 모듈(200)의 틸트축은 1개 이상일 수 있다. 예를 들어, 광축이 Z축에 나란할 때, 폴디드 모듈(200)은 Y축에 나란한 요(yaw)축 및 X축에 나란한 피치(pitch)축을 기준으로 회전할 수 있다. 예를 들어, 폴디드 모듈(200)에서 렌즈모듈(300)을 향해 바라볼 때, 폴디드 모듈(200)이 좌우로 틸트되는 움직임이 요잉(yawing), 상하로 틸트되는 움직임이 피칭(pitching)이다.
본 개시에서 폴디드 모듈(200)이 Y축을 기준으로 회전(또는 피벗, 틸트)하는 것은 폴디드 모듈(200)의 요잉을 의미할 수 있다. 반대로 폴디드 모듈(200)의 요잉은 폴디드 모듈(200)이 Y축을 기준으로 회전(또는 피벗, 틸트)하는 것을 의미할 수 있다. 또, 폴디드 모듈(200)이 X축을 기준으로 회전(또는 피벗, 틸트)하는 것은 폴디드 모듈(200)의 피칭을 의미할 수 있다. 반대로 폴디드 모듈(200)의 피칭은 폴디드 모듈(200)이 X축을 기준으로 회전(또는 피벗, 틸트)하는 것을 의미할 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참고하면, 폴디드 모듈(200)은 캐리어(220) 및 캐리어(220)에 수용된 회전홀더(250)를 포함한다. 캐리어(220)는 반사부재(210)를 운반한다. 예를 들어, 캐리어(220)는 반사부재(210)를 광축에 수직인 제1 축(A1)을 기준으로 회전시킨다. 캐리어(220)는 하우징(100)의 바닥면(110)과 사이에 개재된 제1 볼그룹(230)에 의해 지지되어 Y축과 나란한 제1 축(A1)을 기준으로 회전할 수 있고, 회전홀더(250)는 캐리어(220)와 사이에 개재된 제2 볼그룹(260)에 의해 지지되어 X축과 나란한 제2 축(A2)을 기준으로 회전할 수 있다. 본 개시에서 제1 축(A1)과 제2 축(A2)은 각각 요축과 피치축을 의미한다.
도 5는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈(1)의 촬영 범위을 도시한 것이다.
폴디드 모듈(200)(또는 반사부재(210))가 중립 상태에 있을 때, 카메라 모듈(1)의 촬영 영역은 제1 영역(F1)에 해당한다. 반사부재(210)가 요잉 또는 피칭됨에 따라 카메라 모듈(1)의 촬영 영역은 이동할 수 있다. 예를 들어, 제1 영역(F1)을 촬영하는 중 반사부재(210)가 요축을 기준으로 회전하면 제4 영역(F4) 또는 제8 영역(F8)이 쵤영될 수 있다. 다른 예를 들어, 반사부재(210)가 피치축을 기준으로 일방향으로 회전하면 제2 영역(F2)이 촬영될 수 있다. 제2 영역(F2)을 촬영하는 중 반사부재(210)가 요축을 기준으로 회전하면 제3 영역(F3) 또는 제9 영역(F9)이 쵤영될 수 있다. 또 다른 예를 들어, 반사부재(210)가 피치축을 기준으로 타방향으로 회전하면 제6 영역(F6)이 촬영될 수 있다. 제6 영역(F6)을 촬영하는 중 반사부재(210)가 요축을 기준으로 회전하면 제5 영역(F5) 또는 제7 영역(F7)이 쵤영될 수 있다.
카메라 모듈(1)은 제1 영역(F1) 내지 제8 영역(F8)에서 획득된 이미지를 모두 이용하여 상대적으로 넓은 영역의 피사체를 촬영할 수 있다. 또 카메라 모듈(1)은 반사부재(210)를 회전시킴으로써 움직이는 피사체를 추적하면서 피사체를 촬영할 수 있다. 이때, 반사부재(210)가 중립 상태에 있을 때를 제외하고는 촬영된 이미지가 왜곡될 수 있다. 왜곡된 이미지는 소프트웨어를 통해 보정(예: 크롭(crop), 렉티피케이션(rectification) 등)될 수 있다.
일 실시 예에서 반사부재(210)는 하우징(100)에 대해 제1 축(A1)을 기준으로 회전하도록 구성된다. 일 실시 예에서 폴디드 모듈(200)은 하우징(100)에 제1 축(A1)을 기준으로 회전가능하게 조립될 수 있다. 일 실시 예에서 폴디드 모듈(200)은 하우징(100)에 대해 제1 축(A1)을 기준으로 회전하는 캐리어(220)를 포함하고, 반사부재(210)는 캐리어(220)에 구비되어 캐리어(220)와 함께 회전할 수 있다.
일 실시 예에서 캐리어(220)는 하우징(100)의 바닥면(110) 상에 배치된다. 하우징(100)과 캐리어(220) 사이에는 제1 볼그룹(230)이 배치된다. 제1 볼그룹(230)은 캐리어(220)를 지지하면서 캐리어(220)와 하우징(100)의 바닥면(110) 사이의 간격을 일정하게 유지시킨다.
일 실시 예에서 제1 볼그룹(230)은 메인 볼부재(231)(또는 제1 볼부재) 및 보조 볼부재(232)(또는 제2 볼부재)를 포함할 수 있다. 메인 볼부재(231)는 캐리어(220)의 회전축(즉, 제1 축(A1))을 제공한다. 보조 볼부재(232)는 캐리어(220)의 회전축이 기울어지지 않도록 캐리어(220)를 지지할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 메인 볼부재(231)는 하우징(100)과 캐리어(220)에 제공된 메인 가이드홈(241, 242)에 일부 수용될 수 있다. 메인 가이드홈(241, 242)은 캐리어(220)의 하부면(221)에 제공된 제1 메인 가이드홈(241) 및 하우징(100)의 바닥면(110)에 제공된 제2 메인 가이드홈(242)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서 메인 볼부재(231)는 제1 메인 가이드홈(241) 및 제2 메인 가이드홈(242)에 각각 3점 지지되어 회전운동만 하고, 병진운동 하지 않게 구비된다. 이에 따라 캐리어(220)가 제1 축(A1)을 기준으로 회전하는 동안 메인 볼부재(231)는 하우징(100) 및 캐리어(220)에 대해 고정된 위치를 유지할 수 있다. 다시 말해, 메인 볼부재(231)가 캐리어(220)의 요축(즉, 제1 축(A1))을 제공하므로, 메인 볼부재(231)가 하우징(100)과 캐리어(220) 각각에 대해 3점 지지됨으로써 요축은 움직이지 않는다.
일 실시 예에서 제1 메인 가이드홈(241)과 제2 메인 가이드홈(242)은 3개 이상의 경사면들을 포함하고, 메인 볼부재(231)는 하나의 경사면과 1개 지점에서 접촉한다. 예를 들어, 메인 가이드홈(241, 242)은 삼각뿔대 형태로 구비될 수 있다.
일 실시 예에서 보조 볼부재(232)는 하우징(100)과 캐리어(220)에 제공된 보조 가이드홈(243, 244)에 일부 수용될 수 있다. 보조 가이드홈(243, 244)은 캐리어(220)의 하부면(221)에 구비된 제1 보조 가이드홈(243), 및 하우징(100)의 바닥면(110)에 구비된 제2 보조 가이드홈(244)을 포함할 수 있다. 캐리어(220)의 제1 축(A1) 기준 회전에 따라 보조 볼부재(232)는 보조 가이드홈(243, 244)을 따라 움직일 수 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 폴디드 모듈의 OIS 구동부를 도시한 것이다. 도 7은 일 실시 예에서 제1 타입의 캐리어의 하부면(221)을 도시한 것이다. 도 8은 일 실시 예에 따른 캐리어를 지지하는 하우징의 바닥면을 도시한 것이다.
도 7 및 도 8을 참고하면, 일 실시 예에서 보조 가이드홈(243, 244)은 곡선으로 연장할 수 있다. 일 실시 예에서 보조 가이드홈(243, 244)는 제1 축(A1)의 원주방향으로 연장할 수 있다. 일 실시 예에서 보조 가이드홈(243, 244)은 제1 축(A1)을 중심으로 원호 형태로 연장할 수 있다. 예를 들어, 보조 가이드홈(243, 244)의 길이방향 중심선(L)은 제1 축(A1)을 중심으로 반경 R을 가지는 원호형태로 제공될 수 있다. 즉, 보조 가이드홈(243, 244)의 곡률 중심은 제1 축(A1) 상에 위치될 수 있다.
보조 가이드홈(243, 244)이 곡선 형태로 제공되는 경우 캐리어(220)의 요잉이 더욱 안정적으로 구현될 수 있다. 가이드홈이 직선형으로 제공되는 경우 보조 볼부재(232)가 가이드홈을 따라 구를 때 가이드홈과 충돌하거나 가이드홈과의 접촉점에서 슬립이 생기기 쉽다. 예를 들어, 직선형 가이드홈의 단면이 'V'자 형태인 경우 보조 볼부재(232)가 가이드 홈과 2개의 접촉점에서 지지되는데, 보조 볼부재(232)가 제1 축을 기준으로 하는 원호형 궤적을 따라 움직이려고 할 때 접촉점에서 보조 볼부재(232)와 가이드홈 사이의 슬립이 생길 수 있다. 다른 예를 들어, 직선형 가이드홈의 단면이 'U'자 형의 평면인 경우, 보조 볼부재(232)와 가이드홈의 접촉점은 1개이고, 보조 볼부재(232)가 제1 축을 기준으로 하는 원호형 궤적을 따라 움직이려고 할 때 슬립현상이 일어날 가능성은 낮다. 그러나 보조 볼부재(232)의 움직임을 일정하게 구속하는 구조가 없으므로 구르는 동안 가이드홈의 측벽(wall)과의 충돌이 생길 수 있고, 이는 카메라로 획득되는 이미지가 흔들릴 수 있다. 즉, 가이드홈이 직선형으로 제공되는 경우 요잉 구동에 필요한 구동력이 증가하거나, 볼부재와 가이드홈 사이의 충돌으로 인해 카메라로 획득되는 이미지의 품질이 저하될 수 있다.
도 9는 일 실시 예에서 제1 타입의 캐리어(220)와 하우징(100) 사이의 지지구조를 도시한 것이다. 도 9는 하우징(100), 및 캐리어(220)를 보조 볼부재(232)와 메인 볼부재(231)의 중심을 통과하고 제1 축에 나란한 평면으로 절단한 단면도이다.
도 9를 참고하면, 보조 볼부재(232)와 메인 볼부재(231)는 서로 다른 직경을 가질 수 있다. 일 실시 예에서 보조 볼부재(232)는 메인 볼부재(231)보다 작은 직경을 가질 수 있다.
보조 볼부재(232)의 크기가 작아짐에 따라 폴디드 모듈(200)의 설계 자유도가 향상될 수 있다. 예를 들어, 캐리어(220)에서 보조 볼부재(232)에 의해 지지되는 부분의 상부면(222)은 보조 볼부재(232)의 크기가 작아질수록 바닥면(110)에 가까이 위치될 수 있다. 상부면(222)이 낮아질수록 후술하는 회전홀더(250)의 피칭 범위가 늘어날 수 있고, 이는 흔들림을 보정할 수 있는 범위 또는 카메라의 촬영 범위를 넓힐 수 있다.
일 실시 예에서 보조 가이드홈(243, 244)은 보조 볼부재(232)가 제1 축(A1)과 수직인 방향으로만 움직이도록 보조 볼부재(232)의 운동방향을 제한할 수 있다. 캐리어(220)의 회전축(즉, 제1 축(A1))은 메인 볼부재(231) 및 메인 가이드홈(241, 242)에 의해 제공되고, 보조 가이드홈(243, 244)과 보조 볼부재(232)는 캐리어(220)의 회전축이 기울어지지 않도록 캐리어(220)를 지지한다.
일 실시 예에서 보조 볼부재(232)는 보조 가이드홈(243 또는 244)에 1점 지지될 수 있다. 즉, 보조 볼부재(232)는 제1 보조 가이드홈(243)과 1개 지점에서 접촉하고, 제2 보조 가이드홈(244)과 1개 지점에서 접촉할 수 있다. 예를 들어, 보조 볼부재(232)의 중심을 지나고 Y축과 나란한 가상의 직선이 있을 때, 이 직선은 보조 볼부재(232)의 표면과 두개의 점들에서 만나고, 이 두개의 점들이 각각 제1 보조 가이드홈(243) 및 제2 보조 가이드홈(244)에 접촉할 수 있다. 이 경우 보조 볼부재(232)가 제1 보조 가이드홈(243) 및 제2 보조 가이드홈(244)과 접촉하는 지점들 사이의 거리는 보조 볼부재(232)의 직경과 일치한다.
일 실시 예에서 보조 가이드홈(243, 244)은 보조 볼부재(232)가 보조 가이드홈(243, 244) 내부에서 제1 축(A1)의 반경 방향으로 유동가능하게 마련될 수 있다.
도 9를 참고하면, 제1 보조 가이드홈(243)은 바닥면(243a) 및 바닥면(243a)에서 양측으로 연장하는 경사면(또는 벽면)(243b)에 의해 정의될 수 있다. 경사면(243b)은 보조 볼부재(232)의 이동 경로를 느슨하게 제한할 뿐, 보조 볼부재(232)가 제1 보조 가이드홈(243)으로부터 제1 축(A1)을 기준으로 하는 반경방향으로 움직이는 것을 일정 범위 허용한다.
제2 보조 가이드홈(244)은 바닥면(244a) 및 바닥면(244a)에서 양측으로 연장하는 벽면(244b)에 의해 정의될 수 있다. 벽면(244b)은 보조 볼부재(232)의 이동 경로를 느슨하게 제한할 뿐, 보조 볼부재(232)가 제2 보조 가이드홈(244)으로부터 제1 축(A1)을 기준으로 하는 반경방향으로 움직이는 것을 일정 범위 허용한다.
일 실시 예에서 제1 보조 가이드홈(243)은, 보조 볼부재(232)가 경사면(243b)과 이격되거나, 1개 점에서 접촉하도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 보조 볼부재(232)가 제1 보조 가이드홈(243)에 수용됐을 때, 보조 볼부재(232)는 양측의 경사면(243b)과 이격되거나 하나의 점에서만 접촉할 수 있다. 즉, 보조 볼부재(232)는 바닥면(243a)과의 접촉점에서 캐리어(220)를 지지할 뿐이고, 경사면(243b)과의 접촉점에서 캐리어(220)를 지지하지 않는다.
일 실시 예에서 보조 가이드홈(243)의 경사면(243b)은 보조 볼부재(232)가 이상적인 위치(즉, 보조 가이드홈(243)의 중심)에 있을 때 접촉되지 않는다. 캐리어(220)가 제1 축(A1)을 기준으로 회전함에 따라 보조 볼부재(232)도 동일하게 제1 축(A1)을 기준으로 하는 원형 궤적을 따라 구름운동을 하게 된다. 외력 또는 마찰 불균형에 의해 보조 볼부재(232)의 위치가 이상적인 위치에서 벗어날 수 있는데, 경사면(243b)이 보조 볼부재(232)의 이탈 범위를 제한할 수 있고, 이는 보조 볼부재(232)가 캐리어의 제1 축(A1) 기준 회전을 안정적으로 지지하는데 기여한다. 경사면(243b)의 각도와 형상은 보조 볼부재(232)와 접촉할 때 생기는 마찰이 최소화되도록 구성될 수 있다.
도 10은 일 실시 예에서 제2 타입의 캐리어(220')의 하부면(221)을 도시한 것이다. 도 11은 일 실시 예에서 제2 타입의 캐리어(220'')와 하우징(100) 사이의 지지구조를 도시한 것이다. 도 11은 하우징(100), 및 캐리어(220')를 보조 볼부재(232)와 메인 볼부재(231)의 중심을 통과하고 제1 축(A1)에 나란한 평면으로 절단한 단면도이다.
도 10 및 도 11을 참고하면, 제1 보조 가이드홈(243')은 원호형태의 단면을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 보조 가이드홈(243')은 파이프의 내주면와 같은 형태로 제공될 수 있다. 이때, 보조 볼부재(232)는 제1 보조 가이드홈(243')과 1개 점에서 접촉할 수 있다. 예를 들어, 제1 보조 가이드홈(243')의 단면은 제1 반경을 가지고, 보조 볼부재(232)는 제1 반경보다 작은 반경을 가질 수 있다. 보조 볼부재(232)가 제1 보조 가이드홈(243')의 가장 깊은 부분과 접촉한다. 원호형태의 제1 보조 가이드홈(243')은 보조 볼부재(232)가 보조 가이드홈(243'의 중심에 위치되도록 가이드할 수 있다.
도 12는 일 실시 예에서 제3 타입의 캐리어(220'')의 하부면(221)을 도시한 것이다. 도 13은 일 실시 예에서 제3 타입의 캐리어(220'')와 하우징(100) 사이의 지지구조를 도시한 것이다.
도 12 및 도 13을 참고하면, 제1 보조 가이드홈(243'')은 평면 바닥면(243a'') 및 바닥면(243a'')의 양쪽으로 연장하는 원호 형태의 곡면(243b'')으로 정의될 수 있다. 즉, 제1 타입 캐리어(220)에서의 제1 보조 가이드홈(243)의 경사면(243b)이 곡면으로 대체된 것으로 이해될 수 있다.
본 개시에서 제1 타입 캐리어(220), 제2 타입 캐리어(220'), 및 제3 타입 캐리어(220'')는 하부면(221)에 구비된 제1 보조 가이드홈(243, 243', 243'')의 단면이 서로 다름에 따라 구분되고, 나머지 구조는 동일하다. 설명의 편의를 위해서 제1 타입 캐리어(220)를 '캐리어'라고 지칭하나 본 개시에서 캐리어로 지칭되는 구성은 나머지 2가지 타입의 캐리어들(220', 220'')을 모두 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 즉 본 개시에서 220로 참조되는 구성은 도 10 내지 도 13에 도시된 제2 타입 캐리어(220') 또는 제3 타입 캐리어(220'')일 수 있다. 마찬가지로, 243으로 참조되는 구성은 제1 타입의 캐리어(220)에서의 제1 보조 가이드홈(243) 뿐만 아니라, 제2 타입의 캐리어(220')에서의 제1 보조 가이드홈(243') 또는 제3 타입의 캐리어(220'')에서의 제1 보조 가이드홈(243'')을 의미할 수 있다.
한편, 제1 보조 가이드홈(243)은 2개 이상의 가이드홈들로 구성될 수 있는데, 이경우 가이드 홈들의 단면 형태가 모두 동일할 필요는 없고, 서로 다른 단면 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 일측 보조 가이드홈은 도 11에 도시된 원형의 단면을 가지고, 타측의 보조 가이드홈은 도 9에 도시된 경사면을 가질 수 있다.
도 7 및 도 8을 참고하면, 제2 보조 가이드홈(244)은 제1 보조 가이드홈(243)보다 길게 마련될 수 있다.
캐리어(220)가 요잉하는 동안 보조 볼부재(232)는 양측의 보조 가이드홈(243, 244)에 대해 구름운동한다. 만약 캐리어(220)가 제1 축(A1)을 기준으로 회전했을 때 보조 볼부재(232)가 제2 보조 가이드홈(244)의 길이방향 단부에 위치되면, 캐리어(220)가 시계방향으로 더 회전하는 경우 보조 볼부재(232)와 보조 가이드홈(243, 244) 사이에 슬립이 생기고, 이에 따라 보조 볼부재(232)와 보조 가이드홈(243, 244) 사이의 마찰력이 커진다. 이는 구동력의 손실을 초래하며 OIS 성능에 부정적인 영향을 준다.
일 실시 예에서 제2 보조 가이드홈(244)이 제1 보조 가이드홈(243)보다 길게 마련되면, 캐리어(220)의 요잉에 따른 보조 볼부재(232)와 보조 가이드홈(243, 244)과의 간섭을 최소화할 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 보조 가이드홈(244)은 제1 보조 가이드홈(243)보다 2배 이상 길게 마련될 수 있다. 제2 보조 가이드홈(244)은 보조 볼부재(232)가 제2 보조 가이드홈(244)에서 이탈되지 않도록 구성되면 족하고, 길이의 상한은 캐리어(220)의 형상에 의해 제한된다.
본 개시에서 보조 가이드홈(243, 244)은 곡선형태로 제공되나, 이는 예시에 지나지 않고, 다른 실시 예에서 보조 가이드홈(243, 244)은 직선형태로 제공될 수 있다. 이 경우에도 제2 보조 가이드홈(244)은 제1 보조 가이드홈(243)보다 2배 이상 길게 마련될 수 있다.
예를 들어, 보조 볼부재(232)가 제1 보조 가이드홈(243)을 따라 이동할 때 보조 볼부재(232)의 중심이 이동하는 궤적의 길이가 b이고, 제2 보조 가이드홈(244)을 따라 이동할 때 보조 볼부재(232)의 중심이 이동하는 궤적의 길이가 c인 경우, c는 2b 이상일 수 있다.
본 개시에서 보조 볼부재(232)가 보조 가이드홈(243, 244)의 중심에 있을 때, 그리고, 제1 보조 가이드홈(243)과 제2 보조 가이드홈(244)의 중심이 일치하는 상태를 중립상태로 정의한다. 중립상태의 보조 볼부재(232)는 제1 보조 가이드홈(243)을 따라 시계방향 또는 반시계방향으로 b/2만큼 이동할 수 있다. 일 실시 예에서 제2 보조 가이드홈(244)은 보조 볼부재(232)가 제2 보조 가이드홈(244)의 중심으로부터 양쪽방향(즉, 시계방향 및 반시계방향)으로 b만큼 이동할 수 있도록 구성될 수 있다.
도 14는 볼부재 양쪽의 가이드홈들이 같은 길이로 제공된 경우 볼부재와 가이드홈 사이의 간섭을 도시한 것이다. 도 15는 일 실시 예에서 볼부재 양쪽의 가이드홈들이 다른 길이로 제공된 경우 볼부재와 가이드홈 사이의 간섭을 도시한 것이다.
이상적으로는 중립상태에서 보조 볼부재(232)가 제1 보조 가이드홈(243)과 제2 보조 가이드홈(244)의 중심선(CL) 상에 위치되고, 캐리어(220)가 하우징(100)에 대해 일방향으로 한계까지 회전하는 동안 보조 볼부재(232)는 보조 가이드홈(243, 244)의 단부에 닿지 않고 구름운동할 수 있다. 그런데, 보조 볼부재(232)가 중심에서 벗어난 위치에 있는 경우 캐리어(220)가 하우징(100)에 대해 일방향으로 한계까지 회전할 때 보조 볼부재(232)는 제1 보조 가이드홈(243) 또는 제2 보조 가이드홈(244)의 단부에 닿을 수 있다.
도 14를 참고하면, 보조 볼부재(232)가 중심선(CL)으로부터 좌측으로 이격 위치된 경우 캐리어(220)가 우측 한계까지 이동하기 전에 보조 볼부재(232)가 제1 보조 가이드홈(243)의 좌측 단부에 닿는다. 다른 예를 들어, 보조 볼부재(232)가 중심선(CL)으로부터 우측으로 이격 위치된 경우 캐리어(220)가 우측 한계까지 이동하기 전에 보조 볼부재(232)가 제2 보조 가이드홈(244)의 우측 단부에 닿는다.
제2 보조 가이드홈(244)이 제1 보조 가이드홈(243)보다 길게 마련되면, 보조 볼부재(232)가 중립상태에서 보조 가이드홈(243, 244)의 중심선(CL)에 위치되지 않더라도 캐리어(220)가 하우징(100)에 대해 일방향으로 한계까지 회전하는 동안 보조 볼부재(232)가 보조 가이드홈(243, 244)의 단부에 닿지 않거나 닿더라도 슬립하는 구간이 최소화 될 수 있다.
예를 들어, 도 15를 참고하면, 보조 볼부재(232)가 중심선(CL)으로부터 좌측으로 이격 위치된 경우 캐리어(220)가 우측 한계까지 이동하기 전에 보조 볼부재(232)가 제1 보조 가이드홈(243)의 좌측 단부에 닿기는 하나, 이후의 구동에서는 보조 볼부재(232)가 보조 가이드홈에 닿지 않게 움직일 수 있다. 그 까닭은 구동이 반복될수록 보조 볼부재(232)가 이상적인 위치 또는 이상적인 위치에 가깝게 위치되기 때문이다. 또, 보조 볼부재(232)가 중심선(CL)으로부터 우측으로 이격 위치된 경우 캐리어(220)가 우측 한계까지 이동하는 동안 보조 볼부재(232)가 제2 보조 가이드홈(244)의 단부에 닿지 않고 지속적으로 구름운동할 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참고하면, 일 실시 예에서 카메라 모듈(1)은 폴디드 모듈(200)을 제1 축(A1)을 기준으로 회전시키는 제1 OIS 구동부를 포함할 수 있다. 제1 OIS 구동부는 캐리어(220)에 구비된 제1 OIS 마그네트(271) 및 하우징(100)에 구비된 제1 OIS 코일(272)을 포함할 수 있다. 제1 OIS 코일(272)은 하우징(100)을 바깥쪽에서 감싸는 기판(600)에 구비되고, 하우징(100)은 제1 OIS 코일(272)을 제1 OIS 마그네트(271)를 향해 노출시키는 개구부(120)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서 제1 OIS 마그네트(271)와 제1 OIS 코일(272)은 상호 대향하도록 배치된다. 제1 OIS 마그네트(271)와 제1 OIS 코일(272) 사이의 전자기적 상호작용에 의해 폴디드 모듈(200) 또는 캐리어(220)는 제1 축(A1)을 기준으로 회전할 수 있다.
제1 OIS 구동부는 제1 OIS 위치센서(273)를 포함할 수 있다. 제1 OIS 위치센서(273)는 제1 OIS 코일(272)과 함께 하우징(100)에 고정적으로 구비되며, 캐리어(220)가 하우징(100)에 대해 제1 축(A1)을 기준으로 회전함에 따라 캐리어(220)에 구비된 제1 OIS 마그네트(271)에 의한 자기장의 세기나 방향의 변화를 감지할 수 있고, 이러한 변화에 기반하여 캐리어(220)가 하우징(100)에 대해 제1 축(A1)을 기준으로 얼마나 회전했는지 측정될 수 있다. 제1 OIS 위치센서(273)는 제1 OIS 코일(272) 내측 또는 외측에 배치될 수 있다. 제1 OIS 위치센서(273)는 홀센서 또는 자기저항센서 등과 같은 자기센서일 수 있다.
도 16a는 제1 실시 예에서 반사부재의 요잉 구동부를 도시한 것이다. 도 16b는 제2 실시 예에서 반사부재의 요잉 구동부를 도시한 것이다. 도 16c는 제3 실시 예에서 반사부재의 요잉 구동부를 도시한 것이다.
도 16a 내지 도 16c를 참고하면, 일 실시 예에서 제1 OIS 마그네트(271)는 곡형으로 연장할 수 있다. 예를 들어, 제1 OIS 마그네트(271)는 제1 축(A1)을 중심으로 하는 도넛(donut) 형태를 가질 수 있다.
도 16a 및 도 16c를 참고하면, 일 실시 예에서 제1 OIS 마그네트(271)가 도넛 형태로 제공될 때, 바깥쪽 원호의 일부가 잘린 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 제1 OIS 마그네트(271)의 바깥 가장자리는 제1 축으로부터 반경 R의 원호 형태로 제공될 수 있는데, 제1 OIS 마그네트(271)에서 제1 축(A1)을 지나는 수평선(HL)으로부터 반경 R 보다 작은 d 보다 멀리 떨어진 부분은 제거될 수 있다.
도 16a 내지 도 16c를 참고하면, 일 실시 예에서 제1 OIS 코일(272)은 원호형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 OIS 코일(272)은 절개된 도넛 형태로 제공되고, 내측 원호부와 외측 원호부를 연결하는 직선부는 제1 축을 중심으로 대체로 반경 방향으로 연장할 수 있다.
제1 OIS 위치센서(273)는 제1 OIS 코일(272) 내측 또는 외측에 배치될 수 있다. 도 16a 및 도 16c를 참고하면, 일 실시 예에서 제1 OIS 위치센서(273)는 제1 OIS 코일(272) 외측에 배치될 수 있다. 제1 OIS 위치센서(273)가 자기센서인 경우, 제1 OIS 코일(272) 외측에 배치되는 경우 OIS 코일에 의해 생기는 자기장이 제1 OIS 위치센서(273)에 미치는 영향을 최소화할 수 있다. 이는 폴디드 모듈(200)의 요잉 각도를 정확하게 측정하는데 기여할 수 있다.
도 17은 일 실시 예에서 풀링력과 지지 볼부재들 사이의 관계를 도시한 것이다.
일 실시 예에서 카메라 모듈(1)은 캐리어(220)를 하우징(100) 바닥면(110)으로 당기는 제1 풀링수단을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 제1 풀링수단은 캐리어(220)에 구비된 제1 자성부재와 하우징(100)에 구비된 제2 자성부재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 자성부재는 제1 OIS 마그네트(271)이고, 제2 자성부재는 제1 풀링요크(274)일 수 있다. 도 2를 참고하면 제1 풀링요크(274)는 기판(600)에 부착되되, 제1 OIS 코일(272)과 반대편에 배치될 수 있다.
일 실시 예에서 캐리어(220)는 제1 OIS 마그네트(271)와 제1 풀링요크(274) 사이의 자기적 인력(이하, 풀링력)에 의해 하우징(100)의 바닥면(110)으로 당겨진다. 이에 따라 제1 볼그룹(230)은 하우징(100)과 캐리어(220)에 밀착된 상태를 유지할 수 있고, 캐리어(220)의 움직임은 제1 축(A1)을 기준하는 회전운동으로 제한될 수 있다.
풀링력이 폴디드 모듈(200)을 하우징(100)의 바닥면(110)으로 당길 때 제1 볼그룹(230)을 구성하는 3개 볼부재들(231, 232)이 캐리어(220)를 지지한다. 만약 풀링력의 중심(F)이 3개 볼부재들(231, 232)로 둘러싸인 삼각형 영역(T) 외부에 위치된다면 캐리어(220)가 제1 축(A1)을 기준으로 하는 회전 외의 방향으로 운동할 수 있다. 예를 들어, 제1 볼그룹(230)을 구성하는 볼부재(231 또는 232)와 캐리어(220)(또는 하우징(100)) 사이의 접촉이 해제되어 캐리어(220)가 예상치 못한 방향으로 움직일 수 있다.
일 실시 예에서 제1 풀링수단은 풀링력의 중심(F)이 제1 볼그룹(230)이 형성하는 영역(T) 내부에 위치되도록 구성될 수 있다. 일 실시 예에서 제1 OIS 마그네트(271) 또는 제1 풀링요크(274)는, 풀링력이 메인 볼부재(231) 및 보조 볼부재(232)를 연결한 영역 내부를 통과하도록 구비될 수 있다. 예를 들어, 풀링력의 합력의 작용선이 3개 볼부재들(231, 232)을 이은 삼각형 영역(T) 내부를 통과할 수 있다.
보조 볼부재(232)들은 캐리어(220)의 요잉에 따라 위치가 달라지므로, 캐리어(220)의 요잉에 따라 삼각형 지지영역(T)의 형태는 달라진다. 보조 볼부재(232)는 제1 보조 가이드홈(243)의 길이방향 양단 사이를 움직일 수 있는데, 보조 볼부재(232)가 메인 볼부재(231)에 가까운 단부에 위치할 때 지지 영역(T)은 가장 작은 면적을 가진다. 일 실시 예에서 제1 풀링수단은 이 경우에도 풀링력의 중심(F)이 지지영역(T) 내부에 위치되도록 구성될 수 있다.
도 16c를 함께 참고하면, 일 실시 예에서 제1 OIS 마그네트(271)는 절개된 도넛 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 제1 OIS 마그네트(271)는 제1 축(A1)(또는 메인 볼부재(231))을 중심으로하는 도넛 형태로 제공될 수 있다.
일 실시 예에서 제1 OIS 마그네트(271)는 도넛 형태로 제공될 수 있다. 이때, 제1 OIS 마그네트(271)는 단면 중심이 지지영역(T) 내부에 위치되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 OIS 마그네트(271)는, 풀링력의 중심(F)이 지지영역(T) 내부에 위치되도록, 반-도넛(hal-donut) 형태에서 일부가 추가되거나 제거된 형태를 가질 수 있다.
일 실시 예에서 제1 OIS 마그네트(271)는, 제1 축(A1)의 원주방향으로 연장하는 도넛 형태를 가지고, 제1 OIS 마그네트(271)의 바깥 가장자리의 일부(271a)는 제1 축(A1)과 교차하고 광축(즉, Z축)과 수직인 수평선(HL)과 나란할 수 있다.
일 실시 예에서 제1 OIS 마그네트(271)는 도넛 형태로 제공되되, 바깥 가장자리의 일부가 잘린 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 제1 OIS 마그네트(271)의 바깥 가장자리는 제1 축으로부터 반경 R의 원호 형태로 제공될 수 있는데, 제1 OIS 마그네트(271)에서 제1 축(A1)을 지나는 수평선(HL)으로부터 반경 R 보다 작은 d 보다 멀리 떨어진 부분은 제거될 수 있다. 제1 OIS 마그네트(271) 중 지지영역에서 멀리 떨어진 부분이 일부 제거되면 풀링력의 중심(F)이 메인 볼부재(231)쪽으로 이동할 수 있고, 풀링력의 중심(F)이 지지영역(T) 내부에 위치될 수 있다.
일 실시 예에서 제1 OIS 마그네트(271)의 양단은 메인 볼부재(231)를 기준으로 +Z방향으로 더 연장할 수 있고, 이는 풀링력의 중심(F)을 메인 볼부재(231) 쪽으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 OIS 마그네트(271)는 제1 축(A1)을 기준으로 일단에서 타단까지 180도가 넘는 각도로 원주방향으로 연장할 수 있다. 예를 들어, 제1 OIS 마그네트(271)는 메인 볼부재(231)를 기준으로 하측으로 더 연장하는 부분을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 OIS 마그네트(271)의 양단은 제1 축(A1)을 지나는 수평선(HL)을 기준으로 아래쪽으로 소정의 각도(θ)만큼 더 연장(예를 들어, 도 16c에서 빗금 표시된 부분)할 수 있다.
일 실시 예에서 제1 OIS 마그네트(271)는, 제1 축(A1)과 교차하고 광축(즉, Z축)과 나란한 중심선(CL)을 기준으로 제1 축(A1)의 원주방향으로 90도 이상 각도(θ1)로 연장하는 도넛 형태를 가질 수 있다. 이때, 제1 OIS 마그네트(271)는 중심선(CL)을 기준으로 대칭적인 형태를 가질 수 있다.
일 실시 예에서 제1 보조 가이드홈(243)의 형태는 풀링력의 중심(F)이 지지영역(T) 내부에 위치되도록 구성될 수 있다. 즉, 제1 보조 가이드홈(243)은 보조 볼부재(232)가 제1 보조 가이드홈(243)의 가장 아래쪽에 위치된 경우에도 풀링력의 중심(F)이 지지영역(T) 내부에 위치되도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에서 폴디드 모듈(200)은 캐리어(220) 내부에 배치된 회전홀더(250)를 포함할 수 있다. 반사부재(210)는 회전홀더(250)에 구비되며 회전홀더(250)와 함께 캐리어(220)에 대해 움직일 수 있다
일 실시 예에서 회전홀더(250)는 캐리어(220)에 대해 제2 축(A2)을 기준으로 회전하도록 구성될 수 있다.
도 2 내지 도 4을 참고하면, 일 실시 예에서 캐리어(220)는 베이스(223)의 양측에서 상향 연장하는 측벽(224)을 포함할 수 있다. 측벽(224)의 단부(224a)에 제2 볼그룹(260)이 배치되고, 제2 볼그룹(260) 위에 회전홀더(250)의 일부가 안착될 수 있다. 회전홀더(250)는 양쪽으로 연장하는 돌출부(251)를 포함하고, 돌출부(251)의 하부면(251a)은 제2 볼그룹(260)을 수용하는 제1 가이드홈(245)을 포함할 수 있다. 측벽(224)의 단부(224a)에 제2 볼그룹(260)을 수용하는 제2 가이드홈(246)이 제공될 수 있다. 제2 볼그룹(260)은 회전홀더(250)가 캐리어(220)에 대해 피치축(즉, 제2 축(A2))을 중심으로 회전할 수 있도록 회전홀더(250)를 지지한다.
도 2 내지 도 4를 참고하면, 일 실시 예에서 폴디드 모듈(200)은 회전홀더(250)를 제2 축(A2)을 기준으로 회전시키도록 구성된 제2 OIS 구동부를 포함할 수 있다. 제2 OIS 구동부는 회전홀더(250)에 구비된 제2 OIS 마그네트(281) 및 하우징(100)에 구비된 제2 OIS 코일(282)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 제2 OIS 코일(282)과 제2 OIS 마그네트(281) 사이의 전자기적 상호작용에 의해 회전홀더(250)가 캐리어(220)에 대해 제2 축(A2)을 기준으로 회전할 수 있다.
제2 OIS 구동부는 제2 OIS 위치센서(283)를 포함할 수 있다. 제3 OIS 위치센서(283)는 제2 OIS 코일(282)과 함께 하우징(100)에 고정적으로 구비되며, 회전홀더(250)가 캐리어(220)에 대해 제2 축(A2)을 기준으로 회전함에 따라 회전홀더(250)에 구비된 제2 OIS 마그네트(281)에 의한 자기장의 세기나 방향의 변화를 감지할 수 있고, 이러한 변화에 기반하여 회전홀더(250)가 캐리어(220)에 대해 제2 축(A2)을 기준으로 얼마나 회전했는지 측정될 수 있다. 제2 OIS 위치센서(283)는 제2 OIS 코일(282) 내측 또는 외측에 배치될 수 있다. 제2 OIS 위치센서(283)는 홀센서 또는 자기저항센서 등과 같은 자기센서일 수 있다.
일 실시 예에서 폴디드 모듈(200)은 회전홀더(250)를 캐리어(220)의 바닥면(110)으로 당기는 제2 풀링수단을 포함할 수 있다. 제2 풀링수단은 회전홀더(250)에 구비된 자성부재와 캐리어(220)의 바닥면(110)에 구비된 다른 자성부재를 포함할 수 있다. 자성부재들 사이에 생기는 자기적 인력이 풀링력으로 기능할 수 있다. 예를 들어, 캐리어(220)의 상부면(222)에 구비된 풀링 마그네트(284)와 회전홀더(250)에 구비된 제2 풀링요크(285) 사이의 자기적 인력이 회전홀더(250)를 캐리어(220)로 당긴다.
일 실시 예에서 풀링 마그네트(284)와 제2 풀링요크(285)가 제공하는 풀링력으로 인해 회전홀더(250)가 캐리어(220)에 대해 피칭하는 동안 제2 볼그룹(260)과 가이드홈(245, 246) 사이의 접촉이 유지될 수 있다. 이에 따라 회전홀더(250)의 캐리어(220)에 대한 움직임이 제2 축(A2)을 기준으로 하는 회전운동으로 제한될 수 있다.
일 실시 예에서 제2 OIS 구동부는 제2 OIS 마그네트(281)와 회전홀더(250) 사이에 배치된 백요크(286)를 더 포함할 수 있다. 백요크(286)는 제2 OIS 마그네트(281)의 자속을 제2 OIS 코일(282) 방향으로 집중시켜, 제2 OIS 구동부의 구동력을 증대시킬 수 있다.
일 실시 예에서 백요크(286)는 제2 풀링요크(285)와 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 풀링요크(285)는 제2 OIS 마그네트(281)의 일면에 대향하도록 연장하는 부분을 포함할 수 있고, 해당 부분이 제2 OIS 마그네트(281)를 위한 백요크(286)로 기능할 수 있다.
일 실시 예에서 폴디드 모듈(200)은 회전홀더(250)가 캐리어(220)로부터 이탈하는 것을 방지하도록 구성된 스토퍼(290)를 포함할 수 있다. 스토퍼(290)는 측벽(224)의 단부(224a)에 회전홀더(250)의 돌출부(251)가 안착된 후 캐리어(220)에 끼워진다. 일 실시 예에서 스토퍼(290)는 완충부재(291)를 포함하고, 완충부재(291)는 외부충격으로 회전홀더(250)가 스토퍼(190)에 부딪히더라도 충격이나 소음을 완화할 수 있다. 완충부재(291)는 예를 들어, 우레탄, 고무, 실리콘 등으로 만들어질 수 있다.
도 18은 일 실시 예에서 캐리어에 수용된 회전홀더(250)를 측면에서 바라본 것이다. 도 19는 일 실시 예에서 회전홀더(250)가 피칭범위의 한계까지 회전한 상태를 도시한 것이다.
도 18을 참고하면, 일 실시 예에서 캐리어(220)는 측벽의 단부에서 연장하는 포스트(225)를 포함할 수 있다. 포스트(225)는 회전홀더(250)의 돌출부(251)의 양쪽에 위치될 수 있다. 이에 따라 돌출부(251)는 측벽(224)의 상단부(224a), 포스트(225), 및 스토퍼(290)에 의해 둘러싸인다.
돌출부(251) 및 돌출부(251)를 둘러싸는 구조(즉, 측벽(224)의 단부(224a), 포스트(225), 및 스토퍼(290))는 회전홀더(250)의 피치 범위를 제한하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 회전홀더(250)가 캐리어(220)에 대해 제2 축(A2)을 기준으로 회전함에 따라 돌출부(251)의 일부가 포스트(225) 또는 측벽(224)의 상단부(224a)에 부딪치고, 이는 회전홀더(250)의 회전범위를 제한한다.
피치 구동 중에 회전홀더(250)가 캐리어(220)에 부딪치면 그 충격으로 인해 회전홀더(250)에 예상치 못한 움직임이 생길 수 있다. 예를 들어, 충격에 의해 제2 볼그룹(260)과 가이드홈(245, 246) 사이의 접촉이 해제될 수 있고, 이에 따라 회전홀더(250)가 제2 축(A2)을 기준으로 하는 회전 이외의 방향으로 움직일 수 있다.
일 실시 예에서 회전홀더(250)가 캐리어(220)에 닿을 때 회전홀더(250)에 작용하는 반력(G2)은 제2 OIS 구동부에 의한 구동력(G1)의 방향과 대략 수직하거나 대략 180도 각도를 이룰 수 있다. 이 경우 회전홀더(250)가 캐리어(220)에 충돌하더라도 제2 볼그룹(260)과 가이드홈(245, 246) 사이의 접촉은 유지될 수 있다.
도 19를 참고하면, 구동력(G1)이 아래쪽으로 작용할 때, 돌출부(251)가 포스트(225)에 충돌하는 순간 회전홀더(250)에 제2 축(A2)을 중심으로 원주방향으로 반력(G2)이 생긴다. 이때 구동력(G1)과 반력(G2)의 방향은 대략 90도를 이루므로 제2 볼그룹(260)과 가이드홈(245, 246) 사이의 접촉은 유지될 수 있다.
도 20a는 일 실시 예에 따른 제1 타입의 피칭 구동부를 도시한 것이다. 도 20b는 일 실시 예에 따른 제2 타입의 피칭 구동부를 도시한 것이다. 도 20c는 일 실시 예에 따른 제3 타입의 피칭 구동부를 도시한 것이다.
도 20a 내지 도 20c를 참고하면, 일 실시 예에서 제2 OIS 마그네트(281)는 곡형으로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서 제2 OIS 마그네트(281)는 원호 형태를 가질 수 있고, 그 곡률 중심은 제2 OIS 코일(282)과 반대편에 위치된다. 예를 들어, 제2 OIS 마그네트(281)의 곡률 중심은 제1 축(A1) 상에 또는 제1 축(A1)에 가까이 위치될 수 있다.
일 실시 예에서 제2 OIS 마그네트(281)는 두개의 마그네트들을 포함할 수 있다. 도 20c를 참고하면, 제1 서브 마그네트와 제2 서브 마그네트가 각각 제2 OIS 코일(282)에 대향하도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에서 제2 OIS 코일(282)은 제2 OIS 마그네트(281)와 대향하도록 위치될 수 있다. 도 20c를 참고하면, 일 실시 예에서 제2 OIS 코일(282)은 두개의 코일들로 구성될 수 있다. 도 20b를 참고하면, 일 실시 예에서 제2 OIS 코일(282)은 단일 코일로 구성될 수 있다. 이경우 단일 코일은 도 20c의 코일보다 크게 마련될 수 있다.
도 21는 일 실시 예에서 피칭 구동용 마그네트의 곡률 중심이 요잉축 상에 배치된 경우에 피칭 구동부를 도시한 것이다. 도 22는 일 실시 예에서 피칭 구동용 마그네트의 곡률 중심이 요잉축과 이격 위치된 경우에 피칭 구동부를 도시한 것이다.
일 실시 예에서 제2 OIS 마그네트(281)의 곡률 중심은 제1 축(A1) 상에 위치될 수 있다. 이경우 제2 OIS 마그네트(281)의 곡률 반경은 제1 축(A1)과 제2 OIS 마그네트(281) 사이의 거리로 정의되고, 캐리어(220)가 회전하는 동안 제2 OIS 마그네트(281)와 제2 OIS 코일(282) 사이의 간격은 일정하다.
일 실시 예에서 제2 OIS 마그네트(281)는 제1 축(A1)과 나란하게 이격된 중심축(C)을 가지는 원통면(281a)을 포함할 수 있다. 중심축(C)은 제1 축(A1)보다 원통면(281a)으로부터 더 멀리 떨어진 위치에 있다.
일 실시 예에서 제2 OIS 마그네트(281)의 곡률 중심은 제2 OIS 마그네트(281)로부터 제1 축(A1)보다 멀리 위치될 수 있다. 예를 들어, 도를 참고하면, 중립상태에서 제2 OIS 마그네트(281)의 곡률 중심은 제1 축(A1)으로부터 +Z 방향으로 d만큼 떨어져 있을 수 있다. 캐리어(220)가 메인 볼부재(231)(또는 제1 축(A1))를 중심으로 반시계 방향으로 회전하는 경우 제2 OIS 마그네트(281) 중 제2 OIS 코일(282)과 대향하는 부분의 면적은 줄어들지만, 제2 OIS 마그네트(281)의 우측 부분이 제2 OIS 코일(282)과 거리가 가까워지고, 이에 따라 충분한 피칭 구동력이 확보될 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시 예를 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 통상의 기술자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
1: 카메라 모듈
100: 하우징
200: 폴디드 모듈
210: 반사부재
220: 캐리어
230: 제1 볼그룹
250: 회전홀더
260: 제2 볼그룹
271: 제1 OIS 마그네트
272: 제1 OIS 코일
281: 제2 OIS 마그네트
282: 제2 OIS 코일
290: 스토퍼
300: 렌즈모듈
400: 이미지 센서 모듈
500: 커버
600: 기판

Claims (17)

  1. 하우징;
    상기 하우징 내부에 구비되고, 광의 방향을 광축 방향으로 변환하도록 구비된 반사부재;
    상기 반사부재를 운반하고, 상기 하우징에 대해 제1 축을 기준으로 회전가능하게 구비된 캐리어; 및
    상기 하우징과 상기 캐리어 사이에 배치되는 제1 볼그룹;를 포함하고,
    상기 제1 볼그룹은, 상기 캐리어의 상기 제1 축을 제공하는 메인 볼부재, 및 상기 제1 축에서 떨어진 위치에 배치된 보조 볼부재를 포함하고,
    상기 하우징 또는 상기 캐리어는 상기 보조 볼부재를 일부 수용하고, 상기 제1 축의 원주방향으로 연장하는 보조 가이드홈을 포함하는, 카메라 모듈.
  2. 제1항에서,
    상기 보조 가이드홈은 상기 캐리어에 마련된 제1 보조 가이드홈, 및 상기 하우징에 마련된 제2 보조 가이드홈을 포함하는, 카메라 모듈.
  3. 제1항에서,
    상기 보조 가이드홈은 상기 보조 볼부재와 1점 지지되도록 마련되는, 카메라 모듈.
  4. 제3항에서,
    상기 보조 가이드홈은, 상기 보조 볼부재가 상기 보조 가이드홈 내부에서 상기 제1 축의 반경 방향으로 유동가능하게 마련되는, 카메라 모듈.
  5. 제4항에서,
    상기 보조 가이드홈은 바닥면 및 상기 바닥면의 양측에서 연장하는 벽면을 포함하고, 상기 보조 볼부재가 상기 벽면과 이격되거나, 1개 점에서 접촉하도록 마련되는, 카메라 모듈.
  6. 제5항에서,
    상기 벽면은 곡면을 포함하는, 카메라 모듈.
  7. 제1항에서,
    상기 보조 가이드홈은 원호 형태의 단면을 가지는, 카메라 모듈.
  8. 제7항에서,
    상기 단면의 곡률반경은 상기 보조 볼부재의 반경보다 큰, 카메라 모듈.
  9. 제1항에서,
    상기 메인 볼부재의 직경은 상기 보조 볼부재의 직경과 다른, 카메라 모듈.
  10. 제9항에서,
    상기 메인 볼부재의 직경은 상기 보조 볼부재의 직경보다 큰, 카메라 모듈.
  11. 제2항에서,
    상기 제2 보조 가이드홈의 길이는 상기 제1 보조 가이드홈의 길이의 2배 이상인, 카메라 모듈.
  12. 제1항에서,
    상기 캐리어에 구비된 마그네트; 및
    상기 마그네트에 대향하도록 상기 하우징에 구비된 요크;를 더 포함하는, 카메라 모듈.
  13. 제12항에서,
    상기 마그네트는, 상기 마그네트와 상기 요크 사이의 자기적 인력이 상기 메인 볼부재 및 상기 보조 볼부재를 연결한 영역 내부를 통과하도록 구비되는, 카메라 모듈.
  14. 제13항에서,
    상기 마그네트는, 상기 제1 축의 원주방향으로 연장하는 도넛 형태를 가지고, 상기 마그네트의 바깥 가장자리의 일부는 상기 제1 축과 교차하고 상기 광축과 수직인 선과 나란한, 카메라 모듈.
  15. 제13항에서,
    상기 마그네트는, 상기 제1 축과 교차하고 광축과 나란한 선을 기준으로 상기 제1 축의 원주방향으로 90도 이상 연장하는 도넛 형태를 가지는, 카메라 모듈.
  16. 제1항에서,
    상기 캐리어에 마련된 제2 마그네트;를 더 포함하고,
    상기 제2 마그네트는 상기 제1 축과 나란하게 이격된 중심축을 가지는 원통면을 포함하는, 카메라 모듈.
  17. 하우징;
    상기 하우징 내부에 구비되고, 광의 방향을 광축 방향으로 변환하도록 구비된 반사부재;
    상기 반사부재를 운반하고, 상기 하우징에 대해 제1 축을 기준으로 회전가능하게 구비된 캐리어; 및
    상기 하우징과 상기 캐리어 사이에 배치되는 제1 볼그룹;을 포함하고,
    상기 제1 볼그룹은, 상기 캐리어의 상기 제1 축을 제공하는 메인 볼부재, 및 상기 제1 축에서 떨어진 위치에 배치된 보조 볼부재를 포함하고,
    상기 캐리어는 상기 보조 볼부재를 일부 수용하는 제1 보조 가이드홈을 포함하고, 상기 하우징은 상기 보조 볼부재를 일부 수용하는 제2 보조 가이드홈을 포함하고, 상기 제2 보조 가이드홈의 길이는 상기 제1 보조 가이드홈의 길이의 2배 이상인, 카메라 모듈.

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