KR102597173B1 - 센서 시프트 모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

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Abstract

일 실시 예에 따른 센서 시프팅 모듈은, 고정체; 상기 고정체 내부에 이동가능하게 배치되는 제1 이동체; 상기 제1 이동체에 이동가능하게 배치되고, 제1 방향을 향하는 촬상면을 가지는 이미지 센서와 결합된 제2 이동체; 상기 제1 이동체를 상기 고정체에 대해 상기 제1 방향과 수직인 방향으로 움직이게 하는 제1 구동부; 상기 제1 이동체를 상기 고정체에 대해 상기 제1 방향과 나란한 축을 기준으로 회전시키는 제2 구동부; 및 상기 제2 이동체를 상기 제1 이동체에 대해 상기 제1 방향과 수직인 축을 기준으로 회전시키는 제3 구동부;를 포함할 수 있다.

Description

센서 시프트 모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈{sensor shifting module and camera module having the same}
본발명은 이미지 센서를 구동하여 광학적 이미지 안정화를 구현하는 방법에 관한 기술이다.
통신기술의 발전에 따라 스마트폰과 같은 모바일 장치가 널리 보급되고 있고, 이에 따라 모바일 장치에 들어가는 카메라의 기능에 대한 요구도 점차 높아지고 있다. 예를 들어, 모바일 장치에 들어가는 카메라는 작은 크기에도 불구하고 종래 DSLR 카메라에서 구현되던 고급 촬영기능들(예: 자동초점 기능, 흔들림 방지 기능 등)을 제공하도록 만들어진다.
광학적 영상 흔들림 방지 기능, 즉 손 떨림 보정 기능은 노출시간 동안 카메라가 흔들렸을 때 발생하는 화상의 흐려짐을 방지하는 기능으로 흔들림이 심하고 노출시간이 길어지는 저조도 환경에서의 촬영 때 필요하다. 손 떨림 보정은 크게 디지털 손 떨림 보정(Digital IS: DIS), 전자식 손 떨림 보정(Electronic IS: EIS), 광학식 손 떨림 보정(Optical IS: OIS)으로 나뉘는데, 이 중 OIS(Optical IS)는 렌즈나 이미지 센서를 광축에 수직한 방향으로 움직여 광로를 수정함으로써 흔들림에 의한 화상저하를 원천적으로 차단한다. 기계적 구동장치가 필요하기 때문에 장치구현이 복잡하며 가격이 비싼 대신에 가장 좋은 보정성능을 보여준다.
렌즈배럴은 내부에 광학계를 포함하기 때문에 이를 구동하는 데 비교적 많은 힘이 필요하다. 이미지 센서는 비교적 가볍기 때문에 적은 힘으로도 우수한 흔들림 방지 기능을 구현하는데 유리하다.
한편, 휴대기기에 채용되는 카메라는 주로 사진 촬영 시 광축에 수직인 방향의 흔들림만 방지하는 흔들림 보정 기능을 제공한다. 최근에는 휴대기기로 동영상 촬영을 하는 경우가 많고, 따라서 이미지 센서를 보다 다양한 방향으로 움직여서 더 역동적인 환경에서의 흔들림을 보정하는 것이 필요해지고 있다.
본발명은, 카메라가 적은 전력으로도 효과적인 광학적 이미지 안정화 기능을 제공할 수 있게 하는 것에 그 목적이 있다. 또, 본발명은 이미지 센서를 다양한 방향으로 구동하여 우수한 흔들림 보정 기능을 제공하는데 그 목적이 있다.
일 실시 예에 따른 센서 시프팅 모듈은, 고정체; 상기 고정체 내부에 이동가능하게 배치되는 제1 이동체; 상기 제1 이동체에 이동가능하게 배치되고, 제1 방향을 향하는 촬상면을 가지는 이미지 센서와 결합된 제2 이동체; 상기 제1 이동체를 상기 고정체에 대해 상기 제1 방향과 수직인 방향으로 움직이게 하는 제1 구동부; 상기 제1 이동체를 상기 고정체에 대해 상기 제1 방향과 나란한 축을 기준으로 회전시키는 제2 구동부; 및 상기 제2 이동체를 상기 제1 이동체에 대해 상기 제1 방향과 수직인 축을 기준으로 회전시키는 제3 구동부;를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 카메라 모듈은, 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈모듈; 및 센서 시프팅 모듈;을 포함하고, 상기 센서 시프팅 모듈은: 고정체; 상기 고정체 내부에 이동가능하게 배치되는 제1 이동체; 상기 제1 이동체에 이동가능하게 배치되고, 제1 방향을 향하는 촬상면을 가지는 이미지 센서와 결합된 제2 이동체; 상기 고정체와 상기 제1 이동체 사이에 배치된 서포팅 볼들(supporting balls); 및 상기 제1 이동체와 상기 제2 이동체 사이에 배치되고 상기 제2 이동체의 상기 제1 이동체에 대한 틸트 중심을 제공하는 틸트가이드볼;을 포함하고, 상기 제1 이동체는 상기 고정체에 대해 상기 서포팅 볼들에 의해 지지된 상태로 상기 제1 방향과 수직인 평면 상에서 움직이고, 상기 제2 이동체는 상기 제1 이동체에 대해 상기 틸트가이드볼에 의해 지지된 상태로 상기 제1 방향과 수직인 축을 기준으로 회전할 수 있다.
본문서의 일 실시 예에 따르면 카메라는 적은 전력으로도 효과적인 광학적 이미지 안정화 기능을 제공할 수 있다. 또는 본문서의 일 실시 예에 따르면 이미지 센서를 다양한 방향으로 구동함으로써 우수한 흔들림 보정 기능이 구현될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 카메라 모듈을 구성하는 구성요소들을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2a는 일 실시 예에 따른 센서 시프팅 모듈을 도시한 것이다.
도 2b는 일 실시 예에서 OIS 구동부를 구성하는 액추에이터들을 도시한 것이다.
도 2c는 일 실시 예에서 제1 이동체의 하부면을 도시한 것이다.
도 3은 일 실시 예에서 서포팅볼들의 배열을 도시한 것이다.
도 4a 및 도 4b는 일 실시 예에서 제1 OIS 구동부 및 제2 OIS 구동부의 배열을 도시한 것이다.
도 5a 및 도 5b는 제1 OIS 구동부로 인한 제2 이동체의 운동을 도시한 것이다.
도 6a 및 도 6b는 제2 OIS 구동부로 인한 제2 이동체의 롤링을 도시한 것이다.
도 7a 및 도 7b는 제3 OIS 구동부로 인한 제1 이동체의 틸팅을 도시한 것이다.
본 문서에서 사용되는 용어는 본 발명의 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 일반적인 용어들을 선택하였다. 하지만, 이러한 용어들은 당 분야에 종사하는 기술자의 의도나 법률적 또는 기술적 해석 및 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 일부 용어는 출원인이 임의로 선정한 용어일 수 있다. 이러한 용어에 대해서는 본 문서에서 정의된 의미로 해석될 수 있으며, 구체적인 용어 정의가 없으면 본 문서의 전반적인 내용 및 당해 기술 분야의 통상적인 기술 상식을 토대로 해석될 수도 있다.
또한, 본 문서에 첨부된 각 도면에 기재된 동일한 참조 번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다. 설명 및 이해의 편의를 위해서 서로 다른 실시 예들에서도 동일한 참조번호 또는 부호를 사용하여 설명하도록 한다. 즉, 복수의 도면에서 동일한 참조 번호를 가지는 구성 요소를 모두 도시하고 있다고 하더라도, 복수의 도면들이 하나의 실시 예를 의미하는 것은 아니다.
또한, 본 문서에서는 구성요소들 간의 구별을 위하여 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어가 사용될 수 있다. 이러한 서수는 동일 또는 유사한 구성 요소들을 서로 구별하기 위하여 사용하는 것이며, 이러한 서수 사용으로 인하여 용어의 의미가 한정 해석되어서는 안될 것이다. 일 예로, 이러한 서수와 결합된 구성 요소는 그 숫자에 의해 사용 순서나 배치 순서 등이 제한 해석되어서는 안된다. 필요에 따라서는, 각 서수들은 서로 교체되어 사용될 수도 있다. 예를 들어, 본 문서에서 제1 부재로 설명된 구성요소는 제2 부재라는 용어로 지칭되고. 제2 부재로 설명된 구성요소는 제1 부재로 지칭될 수 있다.
본 문서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다름을 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 즉, 본 문서에서 어떤 구성요소가 단수로 표현되더라도, 다른 설명이 없는 한, 해당 구성요서가 복수개로 마련되는 것을 배제하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 예를 들어, 어떤 실시 예에서 제1 부재가 프레임 상에 배치된다고 상정할 때, 다른 설명이 없는 한, 해당 실시 예가 프레임 상에 1개의 제1 부재만 배치된 것으로 한정되지는 않고, 2개 이상의 제1 부재들이 프레임에 배치되는 것도 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 문서에서, "포함하다" 또는 "구성하다" 등의 용어는 본 문서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 문서에서, X 방향, Y 방향, 및 Z 방향은 각각 도면에 도시된 X축과 나란한 방향, Y축과 나란한 방향, 및 Z축과 나란한 방향을 의미한다. 또, 다른 설명이 없는 한, X 방향이라고 하면 +X축 방향 및 -X축 방향을 모두 포함하는 개념이며, 이는 Y 방향이나 Z 방향에도 마찬가지로 적용된다.
본 문서에서 두개의 방향들(또는 축들)이 서로 평행하다거나 서로 수직하다는 것은, 두개 방향들(또는 축들)이 대체로 평행하거나 대체로 나란한 경우도 포함한다. 예를 들어, 제1 축과 제2 축이 상호 수직하다는 것은 제1 축과 제2 축이 90도 또는 90도에 가까운 각도를 이루는 것을 의미한다.
본 문서에서 "일 실시 예에서"로 시작하는 단락들이 반드시 같은 실시 예들을 의미하는 것은 아니다. 특정 특징들, 구조들, 또는 특성들은 본 개시와 일치하는 어떠한 적절한 방식으로 결합될 수 있다.
본 문서에서 "~하도록 구성된다(configured to)"라는 것은 어떤 컴포넌트가 어떤 기능이 구현되는데 필요한 구조를 포함하는 것을 의미한다.
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.
1. 카메라 모듈
도 1은 일 실시 예에 따른 카메라 모듈(1)을 구성하는 구성요소들을 개략적으로 도시한 것이다.
일 실시 예에서 카메라 모듈(1)은 적어도 하나의 렌즈(21) 및 적어도 하나의 렌즈(21)를 수용하는 렌즈배럴(22)을 포함하는 렌즈모듈(20), 및 이미지 센서(11)를 포함한다. 광(L)은 렌즈모듈(20)을 통과하여 이미지 센서(11)의 촬상면에 닿는다. 카메라 모듈(1)은 초점거리를 조절하기 위해 렌즈모듈(20)을 광축 방향으로 움직이게 하는 AF 구동부(23)를 포함할 수 있다. AF 구동부(23)는 예를 들어, 서로 대향하는 코일 및 마그네트를 포함할 수 있다. 코일이 렌즈모듈(20)에 고정적으로 결합되고, 마그네트가 하우징과 같은 고정체에 결합되고, 코일과 마그네트의 전자기적 상호작용이 렌즈모듈(20)을 광축 방향으로 움직이게 할 수 있다.
일 실시 예에서 카메라 모듈(1)은 광학적 이미지 안정화(optical image stabilization)(이하, 'OIS') 기능을 제공할 수 있다. 카메라 모듈(1)은 이미지 센서(11)를 구동하여 OIS 기능을 제공할 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(1)은 이미지 센서(11)를 광축에 수직인 방향으로 움직이게 하거나, 광축과 나란한 축을 기준으로 회전시키거나 광축과 수직인 축을 기준으로 회전시키는 OIS 구동부(12)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서 카메라 모듈(1)은 센서시프팅 모듈(10)을 포함할 수 있다. 센서시프팅 모듈(10)은 이미지 센서(11)를 구동하여 OIS 기능을 구현하는데 필요한 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서시프팅 모듈(10)은 이미지 센서(11) 및 이미지 센서(11)를 구동하는 OIS 구동부(12)를 포함할 수 있다. 다른 예를 들어, 센서시프팅 모듈(10)은 이미지 센서(11)를 제외한 OIS 구동부(12)만 의미할 수 있다.
일 실시 예에서 카메라 모듈(1)은 렌즈모듈(20), 이미지 센서(11) 이외에 광학요소를 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 카메라 모듈(1)은 2개 이상의 렌즈모듈들을 포함할 있다. 예를 들어, 제1 광학요소(30) 및/또는 제2 광학요소(40)는 렌즈모듈(20)과 구분되는 렌즈모듈일 수 있다.
일 실시 예에서 카메라 모듈(1)은 렌즈모듈(20) 전방에 배치된 광로변환요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 광학요소(30)는 프리즘이나 미러(mirror)일 수 있다. 또 다른 실시 예에서 광로변환요소는 이미지 센서(11)와 렌즈모듈(20) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 광학요소(40)는 프리즘이나 미러일 수 있다.
이하 도 2a 내지 도 7b에서 설명되는 센서 시프팅 모듈(100)은 도 1의 카메라 모듈(1)에 적용될 수 있다.
2. 센서시프트
도 2a는 일 실시 예에 따른 센서 시프팅 모듈(100)을 도시한 것이다. 도 2b는 일 실시 예에서 OIS 구동부를 구성하는 액추에이터들을 도시한 것이다. 도 2c는 일 실시 예에서 제1 이동체와 고정체 사이의 풀링수단을 도시한 것이다.
센서 시프팅 모듈(100)은 OIS 구동부를 포함할 수 있다. OIS 구동부는 후술하는 제1 OIS 구동부, 제2 OIS 구동부, 또는 제3 OIS 구동부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 OIS 구동부는 이미지 센서(111)를 광축에 수직인 방향으로 이동시키고, 제2 OIS 구동부는 이미지 센서(111)를 광축에 나란한 축을 기준으로 회전시키고, 제3 OIS 구동부는 이미지 센서(111)를 광축에 수직인 축을 기준으로 회전시킬 수 있다.
도 1의 카메라 모듈(1)의 OIS 구동부(12)는 제1 OIS 구동부, 제2 OIS 구동부, 또는 제3 OIS 구동부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
2.1. 병진 + 롤링 OIS
2.1.1. 구조
센서 시프팅 모듈(100)은 이미지 센서(111)를 구동시키는 제1 OIS 구동부를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 센서 시프팅 모듈(100)은 이미지 센서(111)를 포함하는 제2 이동체(110) 및 제2 이동체(110)를 운반하는(carry) 제1 이동체(130)를 포함한다. 제2 이동체(110)는 제1 이동체(130) 내부에서 이동가능하게 배치될 수 있다. 제2 이동체(110)는 이미지 센서(111)와 함께 움직이는 구성요소이다. 예를 들어, 제2 이동체(110)는 이미지 센서(111)가 실장된(mounted) 센서기판(112) 및 센서기판(112)에 결합된 센서홀더(113)를 포함할 수 있다. 제2 이동체(110)는 제1 OIS 구동부에 의해 제1 이동체(130)에 대해 광축에 수직인 방향으로 움직일 수 있다.
도 2b를 참고하면, 이미지 센서(111)의 신호는 센서기판(112) 및 커넥터(190)를 통해 다른 전자부품(예: 이미지 시그널 프로세서(ISP))로 전달될 수 있다.
일 실시 예에서 센서 시프팅 모듈(100)은 이미지 센서(111)를 광축(O)에 수직인 방향으로 움직이게 하는 제1 OIS 구동부를 포함할 수 있다. 제1 OIS 구동부를 통해 제2 이동체(110)는 제1 이동체(130)에 대해 이미지 센서(111)의 촬상면(111a)이 향하는 방향과 수직인(orthogonal) 방향으로 움직일 수 있다. 일 실시 예에서 제1 OIS 구동부는 이미지 센서(111)를 탑재한 카메라 모듈(1) 또는 전자장치가 광축(O)에 수직인 방향으로 흔들리는 것을 보정할 수 있다. 일 실시 예에서 제1 OIS 구동부는 이미지 센서(111)를 광축(O)에 수직인 제1 방향 및 제2 방향으로 움직이게 할 수 있다. 제1 방향과 제2 방향은 서로 교차할 수 있다. 예를 들어, 제1 OIS 구동부는 제2 이동체(110)를 Z축에 수직인 X 방향 및/또는 Y 방향으로 움직이게 할 수 있고, 이에 따라 X 방향 흔들림 및/또는 Y 방향 흔들림을 보정할 수 있다.
본문서에서 이미지 센서(111)의 촬상면(111a)이 향하는 방향은 광축(O) 방향으로 지칭될 수 있다. 즉, 제2 이동체(110)는 제1 이동체(130)에 대해 광축(O)에 수직인 방향으로 움직일 수 있다. 본개시의 도면들에서 광축(O)은 Z축에 나란하게 도시되었으며, 따라서 Z 방향은 광축(O)과 나란한 방향을 의미한다. 또 X 방향 또는 Y 방향은 광축(O)에 수직인 방향을 의미한다. 예를 들어, 본개시에서 제2 이동체(110)가 X 방향으로 움직인다는 것은 제2 이동체(110)가 광축(O)에 수직인 방향으로 움직인다는 것으로 이해될 수 있다. 다른 예를 들어, 제1 구동마그네트(121)와 제1 구동코일(122)이 X 방향으로 서로 대향한다는 것은 제1 구동마그네트(121)와 제1 구동코일(122)이 광축(O)에 수직인 방향으로 서로 대향한다는 것으로 이해될 수 있다. 또, X 방향 또는 Y 방향은 광축에 수직하고 서로 교차하는 두개 방향의 예시로써, 본개시에서 X 방향과 Y 방향은 광축(O)에 수직하고 서로 교차하는 두개 방향으로 이해될 수 있다.
일 실시 예에서 센서 시프팅 모듈(100)은 이미지 센서(111)를 광축(O)에 나란한 축을 기준으로 회전시키는 제2 OIS 구동부를 포함할 수 있다. 제2 OIS 구동부를 통해 제2 이동체(110)는 고정체(170)에 대해 이미지 센서(111)의 촬상면(111a)이 향하는 방향과 나란한 축을 기준으로 회전할 수 있다. 일 실시 예에서 제2 OIS 구동부는 이미지 센서(111)를 탑재한 카메라 모듈(1) 또는 전자장치가 광축(O)에 나란한 축을 기준으로 회전하는 것을 보정할 수 있다.
2.1.2 제1 액추에이터(병진)
도 2a 및 도 2b를 참고하면, 일 실시 예에서 제1 OIS 구동부는 고정체(170)와 제2 이동체(110) 사이에 배치되는 제1 액추에이터(120)를 포함한다. 일 실시 예에서 제1 액추에이터(120)는 제2 이동체(110)에 결합된 제1 구동마그네트(121), 및 고정체(170)에 결합된 제1 구동코일(122)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2a를 참고하면, 일 실시 예에서 제1 구동코일(122)과 제1 구동마그네트(121)는 각각 고정체(170)의 내측면과 제2 이동체(110)의 일측면에 결합된다. 제1 구동마그네트(121)와 제1 구동코일(122)은 서로 광축(O)에 수직인 방향(예: X 방향 또는 Y 방향)으로 대향한다. 제1 구동마그네트(121)와 제1 구동코일(122)의 전자기적 상호작용이 제2 이동체(110)를 제1 이동체(130)에 대해 광축(O)에 수직인 방향으로 움직이게 한다.
제1 OIS 구동부는 복수의 제1 액추에이터들(120)을 포함하고, 제1 액추에이터들(120) 각각은 제1 구동마그네트(121)와 제1 구동코일(122)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 OIS 구동부는 제2 이동체(110)의 제1 측면(110a-1)에 배치된 제1-1 액추에이터(120-1) 및 제2 이동체(110)의 제2 측면(110a-2)에 배치된 제1-2 액추에이터(120-2)를 포함할 수 있다. 도 2b를 참고하면, 제1-1 액추에이터(120-1)는 제1-1 구동마그네트(121-1)와 제1-1 구동코일(122-1)을 포함한다. 제1-2 액추에이터(120-2)는 제1-2 구동마그네트(121-2)와 제1-2 구동코일(122-2)을 포함한다.
일 실시 예에서 제1 OIS 구동부는 제1 구동마그네트(121) 및/또는 제1 구동코일(122)의 일측에 배치된 요크(123)를 더 포함할 수 있다. 제1 구동코일(122)의 일측에 부착된 요크(123)는 제1 구동코일(122)에서 발생한 자기장이 제1 구동마그네트(121)를 향하는 방향으로 집중되도록 해준다. 요크(123)가 제1 구동코일(122)의 일측에 배치됨으로써, 제1 구동코일(122)에 의해 발생한 자기장이 다른 전자부품에 영향을 주는 것을 막거나 최소화할 수 있다. 제1 구동마그네트(121)의 일측에 부착된 요크(123)는 제1 구동마그네트(121)에서 발생한 자기장이 제1 구동코일(122)를 향하는 방향으로 집중되도록 해준다.
본문서에서 제1 구동코일(122)과 제1 구동마그네트(121)는 각각 고정체(170)와 제2 이동체(110)에 결합되는 것으로 설명되나, 이는 설명의 편의를 위한 것이고, 다른 실시 예에서 제1 구동코일(122)과 제1 구동마그네트(121)는 각각 제2 이동체(110)와 고정체(170)에 결합될 수 있다.
2.1.3 제2 액추에이터(롤링)
도 2a 및 도 2b를 참고하면, 일 실시 예에서 제2 OIS 구동부는 고정체(170)와 제2 이동체(110) 사이에 배치되는 제2 액추에이터(150)를 포함한다. 일 실시 예에서 제2 액추에이터(150)는 제2 이동체(110)에 결합된 제2 구동마그네트(151), 및 고정체(170)에 결합된 제2 구동코일(152)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2a를 참고하면, 일 실시 예에서 제2 구동코일(152)과 제2 구동마그네트(151)는 각각 고정체(170)의 내측면와 제2 이동체(110)의 일측면에 결합된다. 제2 구동마그네트(151)와 제2 구동코일(152)은 서로 광축(O)에 수직인 방향으로 대향한다. 제2 구동마그네트(151)와 제2 구동코일(152)의 전자기적 상호작용이 제2 이동체(110)를 제1 이동체(130)에 대해 광축(O)에 나란한 축을 기준으로 회전시킬 수 있다.
제2 OIS 구동부는 복수의 제2 액추에이터들(150)을 포함하고, 제2 액추에이터들(150) 각각은 제2 구동마그네트(151)와 제2 구동코일(152)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 OIS 구동부는 제2 이동체(110)의 제3 측면(110-3)에 배치된 제2-1 액추에이터(150-1) 및 제2 이동체(110)의 제4 측면(110-4)에 배치된 제2-2 액추에이터(150-2)를 포함할 수 있다. 도 2b를 참고하면, 제2-1 액추에이터(150-1)는 제2-1 구동마그네트(151-1)와 제2-1 구동코일(152-1)을 포함한다. 제2-2 액추에이터(150-2)는 제2-2 구동마그네트(151-2)와 제2-2 구동코일(152-2)을 포함한다.
일 실시 예에서 제2 OIS 구동부는 제2 구동마그네트(151) 및/또는 제2 구동코일(152)의 일측에 배치된 요크(153)를 더 포함할 수 있다. 제2 구동코일(152)의 일측에 부착된 요크(153)는 제2 구동코일(152)에서 발생한 자기장이 제2 구동마그네트(151)를 향하는 방향으로 집중되도록 해준다. 요크(153)가 제2 구동코일(152)의 일측에 배치됨으로써, 제2 구동코일(152)에 의해 발생한 자기장이 다른 전자부품에 영향을 주는 것을 막거나 최소화할 수 있다. 제2 구동마그네트(151)의 일측에 부착된 요크(153)는 제2 구동마그네트(151)에서 발생한 자기장이 제2 구동코일(152)을 향하는 방향으로 집중되도록 해준다.
본문서에서 제2 구동코일(152)과 제2 구동마그네트(151)는 각각 고정체(170)와 제2 이동체(110)에 결합되는 것으로 설명되나, 이는 설명의 편의를 위한 것이고, 다른 실시 예에서 제2 구동코일(152)과 제2 구동마그네트(151)는 각각 제2 이동체(110)와 고정체(170)에 결합될 수 있다.
2.1.4. 볼 가이드/지지
제1 이동체(130)(또는 제2 이동체(110))는 제1 OIS 구동부 또는 제2 OIS 구동부에 의해 광축(O)에 수직인 평면상에서 움직일 수 있다. 제1 이동체(130)의 이러한 움직임은 서포팅볼들(141)에 의해 지지될 수 있다. 서포팅볼들(141)은 제1 OIS 구동부 또는 제2 OIS 구동부를 일부 구성할 수 있다.
제2 이동체(110)는 제3 OIS 구동부에 의해 광축(O)에 수직인 축을 기준으로 회전할 수 있다. 제2 이동체(110)의 이러한 움직임은 틸트가이드볼(164)에 의해 지지될 수 있다.
제2 이동체(110)는 제1 이동체(130)와 고정체(170) 사이에 배치된다. 예를 들어, 제1 이동체(130)는 제2 이동체(110)의 하부면(110d)과 고정체(170)의 바닥면(171) 사이에 배치될 수 있다. 제2 이동체(110)는 제1 이동체(130)의 움직임을 가이드하거나 지지할 수 있다. 제1 이동체(130)는 제2 이동체(110) 상에 안착된 틸트가이드볼(164)에 의해 회전지지된다. 제2 이동체(110)는 고정체(170)의 바닥면(171) 상에 배치되고, 광축(O)에 수직인 평면상에서 움직일 수 있고, 이에 따라 제1 이동체(130)가 고정체(170)에 대해 광축(O)에 수직인 평면상에서 움직일 수 있다.
도 3은 일 실시 예에서 서포팅볼들(141)의 배열을 도시한 것이다. 제1 이동체(130)의 하부면(131)과 고정체(170)의 바닥면(171) 사이에 서포팅볼들(141)이 배치된다. 예를 들어, 도 3을 참고하면, 3개의 서포팅볼들(141)이 고정체(170)의 바닥면(171) 상에 배치될 수 있다. 제2 이동체(110)와 고정체(170)는 서포팅볼들(141)을 일부 수용하는 홈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 고정체(170)와 제1 이동체(130)에 각각 제1 홈(142) 및 제2 홈(143)이 배치될 수 있다.
제1 홈(142) 또는 제2 홈(143) 중 적어도 하나는 서포팅볼(141)이 고정체(170) 또는 제1 이동체(130)에 대해 광축(O)에 수직인 방향으로 소정의 범위에서 움직일 수 있게 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 홈(143)은 서포팅볼(141)과 1점 접촉하도록 형성되고, 서포팅볼(141)은 제2 홈(143) 내부에서 소정의 범위에서 구르거나 미끄러질 수 있다. 이에 따라 제1 OIS 구동부 또는 제2 OIS 구동부에 의해 제1 이동체(130) 또는 제2 이동체(110)가 고정체(170)에 대해 광축(O)에 수직인 평면상에서 움직일 수 있다.
일 실시 예에서 제1 OIS 구동부는 제2 이동체(110)가 광축(O)에 수직인 방향으로 얼마나 움직였는지 측정할 수 있는 제1 위치센서를 포함할 수 있다. 제1 위치센서는 홀센서 또는 자기저항센서일 수 있다. 일 실시 예에서 제1 위치센서는 제1 구동마그네트(121)와 대향하도록 제1 구동코일(122)의 내부에 배치될 수 있다. 코일의 내부는 코일의 권취 중심에 대응하는 빈공간을 의미한다.
다른 실시 예에서 제1 OIS 구동부는 제1 구동마그네트(121)와 구분되는 센싱마그네트를 포함하고, 제1 위치센서는 센싱마그네트와 대향하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 위치센서와 센싱마그네트는 각각 고정체(170) 또는 제1 이동체(130)에 광축 방향으로(즉, Z 방향으로) 대향하도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에서 제1 OIS 구동부는 제2 이동체(110)가 광축(O)에 나란한 축으로 얼마나 회전하였는지 측정할 수 있는 제2 위치센서를 포함할 수 있다. 제2 위치센서는 홀센서 또는 자기저항센서일 수 있다. 일 실시 예에서 제2 위치센서는 제2 구동마그네트(151)와 대향하도록 제2 구동코일(152)의 내부에 배치될 수 있다.
다른 실시 예에서 제2 OIS 구동부는 제2 구동마그네트(151)와 구분되는 센싱마그네트를 포함하고, 제2 위치센서는 센싱마그네트와 대향하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 위치센서와 센싱마그네트는 각각 고정체(170) 또는 제1 이동체(130)에 광축 방향으로(즉, Z 방향으로) 대향하도록 배치될 수 있다.
제2 위치센서는 제1 위치센서와 동일한 부품일 수 있다. 즉, 하나의 위치센서가 제2 이동체의 병진운동(즉, 제1 OIS 구동부에 의한 운동) 및 회전운동(즉, 제2 OIS 구동부에 의한 운동)을 모두 측정하는데 이용될 수 있다.
2.1.4. 액추에이터 배치
도 4a 및 도 4b는 일 실시 예에서 제1 OIS 구동부 및 제2 OIS 구동부의 배열을 도시한 것이다.
도 2b, 도 4a, 또는 도 4b를 참고하면, 제2 이동체(110)는 사각형을 형성하는 4개의 측면들(110a-1, 110a-2, 110a-3, 110a-4)을 포함할 수 있고, 4개의 측면들(110a-1, 110a-2, 110a-3, 110a-4) 중 서로 이웃하는 두개의 측면들이 하나의 코너를 형성한다.
제2 이동체(110)는 시계방향으로 제1 측면(110a-1), 제2 측면(110a-2), 제3 측면(110a-3), 및 제4 측면(110a-4)을 포함할 수 있다. 제1 측면(110a-1)과 제2 측면(110a-2)의 경계에서 제1 코너(110b-1)가 형성되고, 제2 측면(110a-2)과 제3 측면(110a-3)의 경계에서 제2 코너(110b-2)가 형성되고, 제3 측면(110a-3)과 제4 측면(110a-4) 사이에서 제3 코너(110b-2)가 형성되고, 제4 측면(110a-4)과 제1 측면(110a-1) 사이에서 제4 코너(110b-4)가 형성된다. 제2 이동체(110)의 측면(110a)은 센서홀더(113)의 측면일 수 있다.
일 실시 예에서 4개의 측면들(110a-1, 110a-2, 110a-3, 110a-4)은 이미지 센서(111)의 가로변(111b) 또는 세로변(111c)에 나란하며, 4개의 코너들(110b)은 이미지 센서의 대각방향(D1, D2)에 위치될 수 있다.
제1 액추에이터(120)와 제2 액추에이터(150)는 4개의 측면들(110a-1, 110a-2, 110a-3, 110a-4) 중 서로 구분되는 측면들에 각각 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1-1 액추에이터(120-1), 제1-2 액추에이터(120-2), 제2-1 액추에이터(150-1), 및 제2-2 액추에이터(150-2)는 각각 제1 측면(110a-1), 제2 측면(110a-2), 제3 측면(110a-3), 및 제4 측면(110a-4)에(disposed at) 배치된다.
도 4a 및 도 4b를 참고하면, 제2 OIS 구동부를 구성하는 제2 액추에이터(150)는 제2 이동체(110)의 코너(110b)에 가깝게 위치될 수 있다. 제2 액추에이터(150)가 코너(110b)에 가깝게 배치됨으로써 제2 이동체(110)가 효율적으로 회전할 수 있다.
도 4a를 참고하면, 제1 OIS 구동부를 구성하는 제1-1 액추에이터(120-1)와 제1-2 액추에이터(120-2)는 제1 측면(110-1)과 제2 측면(110-2)의 중앙부분에 위치된다. 제2 OIS 구동부를 구성하는 제2-1 액추에이터(150-1)와 제2-2 액추에이터(150-2)는 각각 제3 측면(110-3)과 제4 측면(110-4)에 배치된다. 제2-1 액추에이터(150-1)와 제2-2 액추에이터(150-2)는 각각 제2 코너(110b-2)와 제3 코너(110b-3)에 인접하게 배치될 수 있다.
도 4b를 참고하면, 제2 OIS 구동부를 구성하는 제2-1 액추에이터(150-1)와 제2-2 액추에이터(150-2)는 각각 제3 측면(110-3)과 제4 측면(110-4)에 배치된다. 제2-1 액추에이터(150-1)와 제2-2 액추에이터(150-2)는 각각 제3 코너(110b-3)와 제4 코너(110b-4)에 인접하게 배치될 수 있다.
2.2. 틸팅 OIS
2.2.1. 구조
도 2a를 참고하면, 센서 시프팅 모듈(100)은 제3 OIS 구동부를 포함할 수 있다. 센서 시프팅 모듈(100)은 제1 이동체(130)를 고정체(170)에 대해 움직이게 하는 제3 OIS 구동부를 포함할 수 있다. 제3 OIS 구동부는 제1 이동체(130)를 광축(O)에 수직인 축(예: 도 2b의 제1 축(A1) 또는 제2 축(A2))을 기준으로 고정체(170)에 대해 회전시킬 수 있다. 흔들림 보정은 이미지 센서(111)를 광축(O)에 수직인 방향으로 병진이동시킴으로써 구현될 수 있지만, 모바일 카메라는 그 크기가 매우 작기 때문에 병진운동 범위가 매우 작고 이에 따라 흔들림의 정도가 큰 경우에는 보정량이 흔들림에 미치지 못할 수 있다. 제3 OIS 구동부는 이미지 센서(111)를 틸트하여 흔들림을 보정할 수 있고, 비교적 큰 흔들림에 대해서도 우수한 품질의 흔들림 보정 기능을 제공할 수 있다.
제1 이동체(130)는 고정체(170) 내부에 이동가능하게 배치된다. 제1 이동체(130)는 제3 OIS 구동부에 의해 고정체(170)에 대해 움직일 수 있다. 이미지 센서(111)는 제1 이동체(130)에 결합될 수 있다. 이미지 센서(111)는 제1 이동체(130)에 이동가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(111)는 제2 이동체(110)에 결합되고, 제2 이동체(110)는 제1 이동체(130)에 이동 가능하게 결합될 수 있다. 제2 이동체(110)는 제1 OIS 구동부 또는 제2 OIS 구동부에 의해 제1 이동체(130)에 대해 움직일 수 있다.
2.2.2. 제3 액추에이터(틸팅)
도 2a 및 도 2b를 참고하면, 제3 OIS 구동부는 고정체(170)와 제2 이동체(110) 사이에 배치되는 제3 액추에이터(160)를 포함한다. 제3 액추에이터(160)는 제1 이동체(130)에 결합된 제3 구동마그네트(161) 및 고정체(170)에 제3 구동마그네트(161)와 대향하게 결합된 제3 구동코일(162)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서 제3 액추에이터(160)는 요크(163)를 더 포함할 수 있다. 요크(163)는 제3 구동마그네트(161) 및/또는 제3 구동코일(162)의 일측에 배치될 수 있다.
일 실시 예에서 제3 구동마그네트(161)는 제1 OIS 구동부의 제1 구동마그네트(121) 또는 제2 OIS 구동부의 제2 구동마그네트(151)일 수 있다. 즉, 제1 구동마그네트(121) 또는 제2 구동마그네트(151)가 제3 OIS 구동부를 일부 구성할 수 있다. 예를 들어, 제1-1 구동마그네트(121-1), 제1-2 구동마그네트(121-2), 제2-1 구동마그네트(151-1), 또는 제2-2 구동마그네트(151-2) 중 적어도 하나가 제3 구동마그네트(161)로 기능할 수 있다. 따라서 본문서에서 제3 구동마그네트(161)로 설명되는 컴포넌트는 제1 구동마그네트(121) 또는 제2 구동마그네트(151)로 이해될 수 있다.
제3 OIS 구동부는 복수의 제3 액추에이터들(160)을 포함하고, 제3 액추에이터들(160) 각각은 제3 구동마그네트(161)와 제3 구동코일(162)을 포함한다. 예를 들어, 도 2b를 참고하면, 제3 OIS 구동부는 제1-1 액추에이터(120-1), 제1-2 액추에이터(120-2), 제2-1 액추에이터(150-1), 및 제2-2 액추에이터(150-2)와 각각 대응하는 4개의 제3 액추에이터들을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서 제3 액추에이터(160)는 제3-1 액추에이터(160-1), 제3-2 액추에이터(160-2), 제3-3 액추에이터(160-3), 및 제3-4 액추에이터(160-4)를 포함할 수 있다.
도 2b를 참고하면, 제3-1 액추에이터(160-1)는 제3-1 구동마그네트(161-1)와 제3-1 구동코일(162-1)을 포함한다. 제3-2 액추에이터(160-2)는 제3-2 구동마그네트(161-2)와 제3-2 구동코일(162-2)을 포함한다. 제3-3 액추에이터(160-3)는 제3-3 구동마그네트(161-3)와 제3-3 구동코일(162-3)을 포함한다. 제3-4 액추에이터(160-4)는 제3-4 구동마그네트(161-4)와 제3-4 구동코일(162-4)을 포함한다.
제1-1 구동마그네트(121-1), 제1-2 구동마그네트(121-2), 제2-1 구동마그네트(151-1), 및 제2-2 구동마그네트(151-2)가 각각 제3-1 액추에이터(160-1), 제3-2 액추에이터(160-2), 제3-3 액추에이터(160-3), 및 제3-4 액추에이터(160-4)의 구동마그네트들(161-1, 161-2, 161-3, 161-4)로 기능할 수 있다. 제3-1 구동코일(162-1), 제3-2 구동코일(162-2), 제3-3 구동코일(162-3), 및 제3-4 구동코일(162-4)은 제1-1 구동마그네트(121-1), 제1-2 구동마그네트(121-2), 제2-1 구동마그네트(151-1), 및 제2-2 구동마그네트(151-2)와 각각 대향하게 배치될 수 있다.
제3 OIS 구동부는 제2 이동체(110)를 제1 축(A1) 및 제2 축(A2)을 기준으로 회전시킬 수 있다. 제1 축(A1)과 제2 축(A2)은 광축에 수직하며 서로 교차할 수 있다. 예를 들어, 제1 축(A1)은 Y축에 나란하고 제2 축(A2)은 X축에 나란할 수 있다.
제3-1 액추에이터(160-1) 또는 제3-3 액추에이터(160-3)는 제2 이동체(110)에 제1 축(A1) 방향의 모멘트를 제공할 수 있다. 제3-1 구동코일(162-1)에 전류가 인가되면, 제3-1 구동코일(162-1)과 제1-1 구동마그네트(121-1) 사이에 인력 또는 척력이 생기고, 이는 제2 이동체(110)를 고정체(170)(또는 제1 이동체(130))에 대해 광축에 수직인 제1 축(A1)을 기준으로 기울일 수 있다. 제3-3 구동코일(162-3)에 전류가 인가되면, 제3-3 구동코일(162-3)과 제2-1 구동마그네트(151-1) 사이에 인력 또는 척력이 생기고, 이는 제2 이동체(110)를 고정체(170)(또는 제1 이동체(130))에 대해 광축에 수직인 제1 축(A1)을 기준으로 기울일 수 있다.
제3-2 액추에이터(160-2)와 제3-4 액추에이터(160-4)는 제2 이동체(110)에 제2 축(A2) 방향의 모멘트를 제공할 수 있다. 제3-2 구동코일(162-2)에 전류가 인가되면, 제3-2 구동코일(162-2)과 제1-2 구동마그네트(121-2) 사이에 인력 또는 척력이 생기고, 이는 제2 이동체(110)를 고정체(170)(또는 제1 이동체(130))에 대해 광축에 수직인 제2 축(A2)을 기준으로 기울일 수 있다. 제3-4 구동코일(162-4)에 전류가 인가되면, 제3-4 구동코일(162-4)과 제2-2 구동마그네트(151-2) 사이에 인력 또는 척력이 생기고, 이는 제2 이동체(110)를 고정체(170)(또는 제1 이동체(130))에 대해 광축에 수직인 제2 축(A2)을 기준으로 기울일 수 있다.
일 실시 예에서 제3-1 구동코일(162-1), 제3-2 구동코일(162-2), 제3-3 구동코일(162-3), 또는 제3-4 구동코일(162-4) 중 일부는 생략될 수 있다. 일 실시 예에서 Y 방향 모멘트를 제공하는 제3-1 액추에이터(160-1)와 제3-3 액추에이터(160-3) 중 어느 하나가 생략될 수 있다. 일 실시 예에서 X 방향 모멘트를 제공하는 제3-2 액추에이터(160-2)와 제3-4 액추에이터(160-4) 중 어느 하나가 생략될 수 있다. 예를 들어, 제3 OIS 구동부는 제3-1 액추에이터(160-1)와 제3-2 액추에이터(160-2)만 포함할 수 있다. 다른 예를 들어, 제3 OIS 구동부는 제3-3 액추에이터(160-3)와 제3-4 액추에이터(160-4)만 포함할 수 있다.
2.2.3. 볼가이드
일 실시 예에서 제3 OIS 구동부는, 제2 이동체(110)와 제1 이동체(130) 사이에 배치되는 틸트가이드볼(164)을 포함할 수 있다. 틸트가이드볼(164)은 제2 이동체(110)의 제1 이동체(130)에 대한 틸트 중심을 제공할 수 있다. 예를 들어, 제2 이동체(110)는 틸트가이드볼(164)을 중심으로 틸트할 수 있다. 도 2a를 참고하면, 제2 이동체(110)의 하부면(110d)과 제1 이동체(130)의 상부면(132)은 서로 광축(O) 방향으로 대향하고, 제2 이동체(110)의 하부면(110d)과 제1 이동체(130)의 상부면(132)에 각각 틸트가이드볼(164)을 일부 수용하는 홈이 형성될 수 있다.
2.2.4. 풀링
도 2c는 일 실시 예에서 제1 이동체의 하부면을 도시한 것이다.
도 2a 및 도 2c를 참고하면, 일 실시 예에서 제3 OIS 구동부는 제2 이동체(110)와 제1 이동체(130)에 각각 배치되고 광축(O)에 나란한 방향으로 서로 대향하는 풀링수단을 포함할 수 있다. 풀링수단은 제1 자성부재(165) 및 제2 자성부재(166)를 포함할 수 있다. 제1 자성부재(165)와 제2 자성부재(166) 사이에 자기적 인력이 생기고, 이는 제2 이동체(110)를 제1 이동체(130)의 상부면(132)으로 당겨준다. 이에 따라 틸트가이드볼(164)이 제1 이동체(130) 및 제2 이동체(110)와의 접촉을 유지할 수 있고, 이는 제2 이동체(110)가 제1 이동체(130)에 대해 매끄럽게 틸팅하도록 도와준다.
제1 자성부재(165) 또는 제2 자성부재(166) 중 하나는 마그네트이고, 나머지 하나는 마그네트 또는 요크일 수 있다. 예를 들어, 제1 자성부재(165)는 마그네트이고 제2 자성부재(166)는 요크이다.
도 2c를 참고하면, 틸트가이드볼(164)의 주변에 복수의 제2 자성부재들(166)이 배열될 수 있다. 복수의 제2 자성부재들(166)에 대응하는 복수의 제1 자성부재들(165)이 제1 이동체(130)의 상부면(132)에 배열될 수 있다.
일 실시 예에서 제3 OIS 구동부는 제2 이동체(110)의 틸팅량을 측정하도록 구성된 제3 위치센서를 포함할 수 있다. 제3 위치센서는 홀센서 또는 자기저항센서일 수 있다.
일 실시 예에서 제3 위치센서는 제3 구동코일(162)의 내측에 배치되고, 제1 구동마그네트(121) 또는 제2 구동마그네트(151)와 대향할 수 있다.
일 실시 예에서 제3 OIS 구동부는 제3 위치센서와 대향하는 센싱마그네트를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 제1 자성부재(165)와 제2 자성부재(166) 중 하나가 마그네트이고 나머지 하나가 요크일 수 있고, 마그네트인 자성부재가 센싱마그네트로 기능할 수 있다. 예를 들어, 도 2a를 참고하면, 제1 자성부재(165)는 마그네트이고 제2 자성부재(166)는 요크이고, 제2 자성부재(165)는 내측에 관통부를 포함하고, 관통부에 제3 위치센서가 배치될 수 있다.
2.3. 운동
2.3.1. 병진 운동
도 5a 및 도 5b는 제1 OIS 구동부로 인한 제2 이동체의 운동을 도시한 것이다.
도 5a를 참고하면, 제1-1 액추에이터(120-1)는 제2 이동체(110)를 고정체(170)에 대해 X 방향으로 이동시킬 수 있다. 제1-1 구동코일(122-1)에 전류가 인가되면 제1-1 구동코일(122-1)과 제1-1 구동마그네트(121-1) 사이에 X 방향의 인력 또는 척력이 생길 수 있고, 이는 제2 이동체(110)(또는 이미지 센서(111))를 -X 방향 또는 +X 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 5b를 참고하면, 제1-2 액추에이터(120-2)는 제2 이동체(110)를 고정체(170)에 대해 Y 방향으로 이동시킬 수 있다. 제1-2 구동코일(122-2)에 전류가 인가되면 제1-2 구동코일(122-2)과 제1-2 구동마그네트(121-2) 사이에 Y 방향의 인력 또는 척력이 생길 수 있고, 이는 제2 이동체(110)(또는 이미지 센서(111))를 -Y 방향 또는 +Y 방향으로 이동시킬 수 있다.
2.3.2. 롤링 운동
도 6a 및 도 6b는 제2 이동체(110)의 롤링을 도시한 것이다.
도 6a를 참고하면, 제2-1 액추에이터(150-1)와 제2-2 액추에이터(150-2)가 제2 이동체(110)를 고정체(170)에 대해 반시계 방향으로 회전시킬 수 있다. 제2-1 액추에이터(150-1)와 제2-2 액추에이터(150-2)는 제2 이동체(110)에 반시계방향의 모멘트를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제2-1 구동마그네트(151-1)와 제2-1 구동코일(152-1) 사이에 로렌츠힘이 생기고, 이에 따라 제2-1 구동마그네트(151-1)에 힘 F1이 작용할 수 있다. 제2-2 구동마그네트(151-2)와 제2-2 구동코일(152-2) 사이에 로렌츠힘이 생기고, 이에 따라 제2-1 구동마그네트(151-1)에 힘 F2가 작용할 수 있다. F1과 F2는 제2 이동체(110)를 반시계방향으로 회전시킬 수 있다.
도 6a를 참고하면, 제2-1 액추에이터(150-1)와 제2-2 액추에이터(150-2)가 제2 이동체(110)를 고정체(170)에 대해 시계 방향으로 회전시킬 수 있다. 제2-1 액추에이터(150-1)와 제2-2 액추에이터(150-2)는 제2 이동체(110)에 시계방향의 모멘트를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제2-1 구동마그네트(151-1)와 제2-1 구동코일(152-1) 사이에 로렌츠힘이 생기고, 이에 따라 제2-1 구동마그네트(151-1)에 힘 F3이 작용할 수 있다. 제2-2 구동마그네트(151-2)와 제2-2 구동코일(152-2) 사이에 로렌츠힘이 생기고, 이에 따라 제2-1 구동마그네트(151-1)에 힘 F4가 작용할 수 있다. F3과 F4는 제2 이동체(110)를 시계방향으로 회전시킬 수 있다.
2.3.3. 틸팅 운동
도 7a 및 도 7b는 제1 이동체(130)의 틸팅을 도시한 것이다.
도 7a 및 도 7b를 참고하면, 제3 OIS 구동부는 이미지 센서를 광축에 수직인 축을 기준으로 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 제3 OIS 구동부는 제2 이동체(110)를 틸트가이드볼(164)을 중심으로 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전시킬 수 있다.
도 7a 및 도 7b에 제1 이동체(130)의 제1 축(A1) 방향(또는 Y축 방향)의 회전을 담당하는 제3-1 액추에이터(160-1)와 제3-3 액추에이터(160-3)가 도시된다. 도시되지 않았으나, 제2 이동체(110)는 제3-1 액추에이터(160-1) 또는 제3-3 액추에이터(160-3)를 포함하는 복수의 제3 액추에이터들에 의해 광축에 수직인 다양한 축들(예: 도 2b의 제1 축(A1) 또는 제2 축(A2))을 기준으로 회전할 수 있다.
도 7a를 참고하면, 제3-1 구동코일(162-1)에 전류가 인가됨에 따라 제3-1 구동마그네트(161-1)와 제3-1 구동코일(162-1) 사이에 척력(repulsion)이 생기고 이는 제2 이동체(110)를 반시계 방향으로 회전시킬 수 있다. 추가적 또는 대안적으로, 제3-3 구동코일(162-3)에 전류가 인가됨에 따라 제3-3 구동마그네트와 제3-3 구동코일(162-3) 사이에 인력(attraction)이 생기고 이는 제2 이동체(110)를 고정체(170)(또는 제1 이동체(130))에 대해 반시계 방향으로 회전시킬 수 있다.
도 7b를 참고하면, 제3-1 구동코일(162-1)에 전류가 인가됨에 따라 제3-1 구동마그네트(161-1)와 제3-1 구동코일(162-1) 사이에 인력(attraction)이 생기고 이는 제2 이동체(110)를 시계 방향으로 회전시킬 수 있다. 추가적 또는 대안적으로, 제3-3 구동코일(162-3)에 전류가 인가됨에 따라 제3-3 구동마그네트와 제3-3 구동코일(162-3) 사이에 척력(repulsion)이 생기고 이는 제2 이동체(110)를 고정체(170)(또는 제1 이동체(130))에 대해 시계 방향으로 회전시킬 수 있다.
일 실시 예에서 제3 OIS 구동부에서 제3-1 액추에이터(160-1) 또는 제3-3 액추에이터(160-3) 중 하나는 생략될 수 있다. 이는 제3-1 액추에이터(160-1)와 제3-3 액추에이터(160-3)는 각각 제2 이동체(110)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시킬 수 있기 때문이다.
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 청구범위에 속함을 밝혀둔다.
1: 카메라 모듈 10, 100: 센서 시프팅 모듈
110: 이동체 11, 111: 이미지 센서
112: 센서기판 113: 센서홀더
12: OIS 구동부 120: 제1 액추에이터
121: 구동요크 122: 구동코일
130: 제1 이동체 140: 기판
141: 유동부 142: 고정부
143: 지지부 144: 브릿지 요소
150: 제2 액추에이터 160: 제3 액추에이터
170: 고정체

Claims (15)

  1. 고정체;
    상기 고정체 내부에 이동가능하게 배치되는 제1 이동체;
    상기 제1 이동체에 이동가능하게 배치되고, 제1 방향을 향하는 촬상면을 가지는 이미지 센서와 결합된 제2 이동체;
    상기 제1 이동체를 상기 고정체에 대해 상기 제1 방향과 수직인 방향으로 움직이게 하는 제1 구동부;
    상기 제1 이동체를 상기 고정체에 대해 상기 제1 방향과 나란한 축을 기준으로 회전시키는 제2 구동부; 및
    상기 제2 이동체를 상기 제1 이동체에 대해 상기 제1 방향과 수직인 축을 기준으로 회전시키는 제3 구동부;를 포함하는,
    센서 시프팅 모듈.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 구동부 또는 상기 제2 구동부는, 상기 고정체와 상기 제1 이동체 사이에 배치된 서포팅볼들(supporting balls)을 포함하는,
    센서 시프팅 모듈.
  3. 제1항에서,
    상기 제3 구동부는, 상기 제1 이동체와 상기 제2 이동체 사이에 배치되고 상기 제2 이동체의 상기 제1 이동체에 대한 틸트 중심을 제공하는 틸트가이드볼을 포함하는,
    센서 시프팅 모듈.
  4. 제1항에서,
    상기 제1 이동체는 상기 제2 이동체의 하부면과 상기 고정체의 바닥면 사이에 배치되는,
    센서 시프팅 모듈.
  5. 제1항에서,
    상기 제1 구동부는 제1 액추에이터를 포함하고, 상기 제1 액추에이터는 상기 제2 이동체에 배치된 제1 구동마그네트, 및 상기 고정체에 상기 제1 구동마그네트와 상기 제1 방향과 수직인 방향으로 대향하도록 배치된 제1 구동코일을 포함하는,
    센서 시프팅 모듈.
  6. 제5항에서,
    상기 제2 구동부는 제2 액추에이터를 포함하고, 상기 제2 액추에이터는 상기 제2 이동체에 배치된 제2 구동마그네트, 및 상기 고정체에 상기 제2 구동마그네트와 상기 제1 방향과 수직인 방향으로 대향하도록 배치된 제2 구동코일을 포함하는,
    센서 시프팅 모듈.
  7. 제6항에서,
    상기 제2 이동체는 사각형을 이루는 4개의 측면들을 포함하고, 상기 제1 구동마그네트와 상기 제2 구동마그네트는 상기 4개의 측면들 중 서로 다른 측면들에 각각 배치되는,
    센서 시프팅 모듈.
  8. 제7항에서,
    상기 제2 이동체는 코너를 형성하는 제1 측면 및 제2 측면을 포함하고, 상기 제2 구동마그네트는 상기 제1 측면 또는 상기 제2 측면에 배치되되 상기 코너에 가깝게 위치되는,
    센서 시프팅 모듈.
  9. 제6항에서,
    상기 제3 구동부는 제3 액추에이터를 포함하고, 상기 제3 액추에이터는 상기 제2 이동체에 배치된 제3 구동마그네트, 및 상기 고정체에 상기 제3 구동마그네트와 상기 제1 방향으로 대향하도록 배치된 제3 구동코일을 포함하는,
    센서 시프팅 모듈.
  10. 제9항에서,
    상기 제3 구동마그네트는 상기 제1 구동마그네트 또는 상기 제2 구동마그네트인,
    센서 시프팅 모듈.
  11. 제10항에서,
    상기 제3 구동부는 상기 제1 이동체와 상기 제2 이동체에 각각 배치되고 상기 제1 방향으로 서로 대향하는 제1 자성부재 및 제2 자성부재를 포함하는,
    센서 시프팅 모듈.
  12. 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈모듈; 및
    센서 시프팅 모듈;을 포함하고,
    상기 센서 시프팅 모듈은:
    고정체;
    상기 고정체 내부에 이동가능하게 배치되는 제1 이동체;
    상기 제1 이동체에 이동가능하게 배치되고, 제1 방향을 향하는 촬상면을 가지는 이미지 센서와 결합된 제2 이동체;
    상기 고정체와 상기 제1 이동체 사이에 배치된 서포팅 볼들(supporting balls); 및
    상기 제1 이동체와 상기 제2 이동체 사이에 배치되고 상기 제2 이동체의 상기 제1 이동체에 대한 틸트 중심을 제공하는 틸트가이드볼;을 포함하고,
    상기 제1 이동체는 상기 고정체에 대해 상기 서포팅 볼들에 의해 지지된 상태로 상기 제1 방향과 수직인 평면 상에서 움직이고,
    상기 제2 이동체는 상기 제1 이동체에 대해 상기 틸트가이드볼에 의해 지지된 상태로 상기 제1 방향과 수직인 축을 기준으로 회전하는,
    카메라 모듈.
  13. 제12항에서,
    상기 센서 시프팅 모듈은, 상기 제1 이동체를 상기 고정체에 대해 상기 제1 방향과 수직인 방향으로 움직이게 하는 제1 구동부; 상기 제1 이동체를 상기 고정체에 대해 상기 제1 방향과 나란한 축을 기준으로 회전시키는 제2 구동부; 및 상기 제2 이동체를 상기 제1 이동체에 대해 상기 제1 방향과 수직인 축을 기준으로 회전시키는 제3 구동부;를 포함하는,
    카메라 모듈.
  14. 제13항에서,
    제3 구동부는, 상기 제1 이동체와 상기 고정체 사이에 배치되는 제3 액추에이터를 포함하고, 상기 제3 액추에이터는 상기 제2 이동체에 배치된 제3 구동마그네트, 및 상기 고정체에 상기 제3 구동마그네트와 상기 제1 방향으로 대향하도록 배치된 제3 구동코일을 포함하는,
    카메라 모듈.
  15. 제14항에서,
    상기 제1 구동부 또는 상기 제2 구동부는 상기 제1 방향과 수직인 방향으로 대향하는 구동코일 및 구동마그네트를 포함하고,
    상기 구동마그네트는 상기 제3 구동마그네트인,
    카메라 모듈.


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