KR20060039808A

KR20060039808A - 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치

Info

Publication number: KR20060039808A
Application number: KR1020040089033A
Authority: KR
Inventors: 신두식
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-11-03
Filing date: 2004-11-03
Publication date: 2006-05-09
Also published as: US20060092285A1; JP2006133740A; CN101320139A; KR100630040B1; CN1769995A

Abstract

본 발명은 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치에 있어서, 하우징; 상면에 이미지 센서가 설치되고, 상기 하우징과 이격된 상태로 상기 하우징 내에서 유동 가능하게 설치되는 보드; 상기 보드와 하우징 사이에 설치되어, 상기 보드가 상기 하우징의 내측면에 밀착되는 방향으로 작용하는 자기력을 제공하는 적어도 하나 이상의 자성체; 상기 보드와 상기 하우징의 내측면 사이에 개재되어 상기 보드를 상기 하우징으로부터 이격된 상태로 유지시키는 적어도 세 개 이상의 볼(ball); 및 사용자의 손떨림 양에 따라 상기 보드를 이동시켜 상기 이미지 센서의 위치를 보정하는 구동장치를 포함하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치를 개시한다. 상기와 같이 구성된 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치는 이미지 센서가 설치된 보드를 구동시키는 구동장치가 상기 보드와 거의 동일한 평면 상에 구성되어, 제품의 소형화와 신뢰성 향상에 기여하게 되었다.

카메라, 손떨림, 보정, 압전소자, 자성체, 자기력

Description

카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치{OPTICAL IMAGE STABILIZER FOR CAMERA LENS ASSEMBLY}

도 1은 종래 기술의 일 실시 예에 따른 카메라 렌즈 어셈블리의 일부 구성을 나타내는 분리 사시도,

도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 따른 손떨림 보정 장치를 구비하는 카메라 렌즈 어셈블리를 나타내는 사시도,

도 3은 도 2에 도시된 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치를 나타내는 분리 사시도,

도 4는 도 3에 도시된 손떨림 보정 장치를 나타내는 사시도,

도 5는 도 3에 도시된 손떨림 보정 장치의 보드 하면을 나타내는 사시도,

도 6은 도 3에 도시된 손떨림 보정 장치를 나타내는 측단면도,

도 7은 도 3에 도시된 손떨림 보정 장치를 나타내는 정면도,

도 8은 도 3에 도시된 손떨림 보정 장치의 동작을 설명하기 위한 도면,

도 9는 본 발명의 바람직한 제2 실시 예에 따른 손떨림 보정 장치를 구비하는 카메라 렌즈 어셈블리를 나타내는 분리 사시도,

도 10은 도 9에 도시된 손떨림 보정 장치를 나타내는 사시도,

도 11은 도 10에 도시된 손떨림 보정 장치의 제1 프레임, 제2 프레임 및 이미지 센서 패키지가 결합된 모습을 나타내는 측단면도,

도 12는 도 9에 도시된 손떨림 보정 장치의 프레임 하우징을 나타내는 사시도,

도 13은 도 12에 도시된 프레임 하우징의 저면을 나타내는 분리 사시도,

도 14는 도 9에 도시된 손떨림 보정 장치의 제1 프레임을 나타내는 사시도,

도 15는 도 14에 도시된 손떨림 보정 장치의 제1 프레임을 나타내는 저면 사시도.

<도면의 주요 부분의 부호에 대한 설명>

200 : 손떨림 보정 장치 211 : 보드

213 : 이미지 센서 217 : 자성체

218 : 철편 219 : 볼(ball)

202 : 제1 구동장치 203 : 제2 구동장치

225 : 제1 링크 227 : 제2 링크

본 발명은 카메라 장치에 관한 것으로서, 특히 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치에 관한 것이다.

CCD(Charge Coupled Device) 센서와 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 센서는 동영상 및 정지영상을 촬영하는 2차원 센서의 일종이며 전자식 카메라를 구성하는데 핵심적인 역할을 하고 있다. 특히 CCD센서는 화질면에서 CMOS 센서 보다 우수한 특성을 내나, 소모 전력 및 복잡한 구성의 단점 때문에 CMOS 영상센서가 그 시장의 점유율을 높여 가고 있으며 최근에 와서는 CMOS 센서도 화질면에서도 개선이 따르고 있다. 이러한 이미지 센서들이 발달하면서 디지털 카메라의 사용이 일반화되고, 셀룰러 폰(cellular phone)과 같은 휴대용 단말기에도 카메라 장치가 설치되기에 이르렀다.

상기한 이미지 센서들을 이용한 일반적인 동영상 촬영 카메라에 있어서 카메라의 외부적인 요소에 의한 떨림, 즉 손떨림 혹은 차량 탑재등에 의한 진동에 의하여 불안정하게 떨리는 영상이 촬영되는 경우가 많다. 이러한 불안정한 영상을 해소하기 위하여 그 움직임을 보상하는 장치 등이 제안되었다. 이러한 움직임 안정화 장치는 움직임 검출부와 움직임 보정 부분으로 나누어진다.

움직임 검출부는 자이로 센서(Gyro Sensor) 등에 의한 기구의 움직임을 예측하는 방법과 영상 신호처리에 의하여 영상의 움직임 부분을 매 프레임 검출하는 방법이 제안되고 사용된다. 또한, 검출된 움직임 정보를 굴절 가능한 렌즈(액티브 프리즘)를 사용하여 입사광을 임의로 굴절시키거나 이미지 센서의 입력 위치를 제어함으로써 불안정한 영상을 해소하고 선명한 영상을 얻게 된다.

도 1은 종래 기술의 일 실시 예에 따른 카메라 렌즈 어셈블리의 일부 구성을 나타내는 분리 사시도로서, 이미지 센서(101)의 화상 입력 위치를 제어함으로써 불 안정한 영상을 해소하는 구성의 손떨림 보정 장치(100)를 도시하고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치(100)는 이미지 센서(101)의 입력 위치를 제어하기 위하여 이미지 센서(101)의 전, 후면에 각각 제1 방향(X), 제2 방향(Y)으로 이미지 센서(101)를 구동시키는 스테이지(stage)들(102, 103)을 구비한다.

상기 스테이지들(102, 103)은 고정성 스테이지(102)와 이동성 스테이지(103)로 구성된다.

상기 고정성 스테이지(102)는 양측에 각각 서로 마주보고 제1 방향(X)으로 평행하게 연장된 한 쌍의 제1 가이드(121)를 구비하고, 상기 이동성 스테이지(103)는 상기 제1 가이드(121) 상에 직선이동 가능하게 결합되어 상기 제1 방향(X)으로 직선왕복 운동하게 된다.

상기 이동성 스테이지(103)는 양측에 각각 서로 마주보고 제2 방향(Y)으로 평행하게 연장된 제2 가이드(131)를 구비한다. 상기 제2 방향(Y)은 상기 제1 방향(X)과 수직을 이루는 방향으로 연장된다. 상기 이미지 센서(101)는 상기 제2 가이드(131) 상에 직선이동 가능하게 결합되어 상기 제2 방향(Y)으로 직선왕복 운동하게 된다.

결과적으로 상기 이동성 스테이지(103)가 상기 제1 방향(X)으로 이동함에 따라 상기 이미지 센서(101)도 제1 방향(X)으로 이동하고, 동시에 상기 이미지 센서(101)는 상기 이동성 스테이지(103) 상에서 제2 방향(Y)으로 이동 가능한 것이다.

즉, 상기 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치(100)는 한 쌍의 스테이 지(102, 103)를 이미지 센서(101)의 양면에 설치하여 사용자의 손떨림에 따라 이미지 센서(101)의 위치를 두 방향으로 이동시키게 구성된 것이다.

그러나, 종래의 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치는 이미지 센서의 양면에 각각 스테이지를 설치함으로써 카메라 렌즈 어셈블리의 소형화에 장애가 되고 있다. 이는 휴대용 단말기와 같이 부품 실장 공간을 확보하기 어려운 제품에 카메라 렌즈 어셈블리를 설치하는데 장애가 되고 있으며, 단순히 그 크기만을 줄여 제품에 설치할 수 있는 정도로 소형화시킬 경우 낙하 등에 의한 충격에 대한 신뢰성을 확보하기 어려운 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 제품의 소형화가 용이한 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 제품의 소형화가 용이하면서 동시에 견고성, 신뢰성을 확보할 수 있는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치에 있어서,

하우징;

상면에 이미지 센서가 설치되고, 상기 하우징과 이격된 상태로 상기 하우징 내에서 유동 가능하게 설치되는 보드;

상기 보드와 하우징 사이에 설치되어, 상기 보드가 상기 하우징의 내측면에 밀착되는 방향으로 작용하는 자기력을 제공하는 적어도 하나 이상의 자성체;

상기 보드와 상기 하우징의 내측면 사이에 개재되어 상기 보드를 상기 하우징으로부터 이격된 상태로 유지시키는 적어도 세 개 이상의 볼(ball); 및

사용자의 손떨림 양에 따라 상기 보드를 이동시켜 상기 이미지 센서의 위치를 보정하는 구동장치를 포함하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치를 개시한다.

또한, 본 발명은 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치에 있어서,

프레임 하우징;

상기 커버 하우징 내에서 제1 방향으로 수평이동 가능하게 결합된 제1 프레임;

상기 제1 프레임 내에 상기 제1 방향에 수직하는 제2 방향으로 수평이동 가능하게 결합된 제2 프레임; 및

상기 제2 프레임 내에 수용되는 이미지 센서 패키지를 포함하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치를 개시한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 따른 손떨림 보정 장치를 구비하는 카메라 렌즈 어셈블리(20)를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 카메라 렌즈 어셈블리(20)의 손떨림 보정 장치(200)를 나타내는 분리 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 손떨림 보정 장치(200)를 나타내는 사시도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 따른 카메라 렌즈 어셈블리(20)의 손떨림 보정 장치(200)는 카메라 렌즈 어셈블리(20)의 하우징(21), 구체적으로 카메라 렌즈 어셈블리(20)의 하부 하우징(21b) 내에 구성되며, 사용자의 손떨림에 따라 이미지 센서(213)의 위치를 보정함으로써 손떨림을 보상하게 된다.

상기 카메라 렌즈 어셈블리(20)는 상부 하우징(21a)과 하부 하우징(21b)으로 구성된 하우징(21), 적어도 하나 이상의 렌즈(미도시)가 수용된 경통부(22)를 구비한다. 상기 경통부(22)는 상기 상부 하우징(21a)으로부터 연장되며 그의 단부 면에는 노출용 창(23)이 형성된다. 상기 하부 하우징(21b) 내에는 이미지 센서(213) 등이 포함된 손떨림 보정 장치(200)가 내장된다.

상기 카메라 렌즈 어셈블리(20)의 손떨림 보정 장치(200)는 상기 하우징(21), 구체적으로 하부 하우징(21b) 내에 설치되고, 보드(211), 이미지 센서(213), 자성체(217) 및 구동장치(202, 203)를 포함한다.

상기 보드(211)는 상기 하부 하우징(21b)의 내측면에 이격된 상태로 대면하게 설치된다. 상기 보드(211)는 평판 형태로 제작되며, 상기 자성체(217)가 상기 보드(211)의 네 모서리에 각각 설치된다. 상기 하부 하우징(21b)의 내측면에는 상 기 자성체(217)와 대면하는 위치에 각각 철편(218)이 부착된다. 상기 자성체(217)의 자기력은 상기 보드(211)가 상기 하부 하우징(21b)에 밀착되는 방향으로 작용한다. 이때, 상기 보드(211)가 상기 하부 하우징(21b)의 내측면으로부터 이격된 상태를 유지시키기 위하여 상기 보드(211)와 하부 하우징(21b) 사이에는 적어도 세 개 이상의 볼(ball)(219)이 개재된다. 도 3에서 상기 볼(219)은 네 개가 일정 간격을 두고 각각 위치된 예를 도시하고 있다. 도 5와 도 6을 참조하면, 상기 볼(219)이 상기 보드(211)와 하부 하우징(21b)을 이격시키면서 상기 보드(211)와 하부 하우징(21b) 사이에서 지나치게 유동하는 것을 방지하기 위하여, 상기 보드(211)의 하부면에는 수용홈(249)이 형성된다. 상기 수용홈(249)의 깊이는 상기 볼(219)의 직경보다 더 작게 형성됨으로써 상기 볼(219)에 의해 상기 보드(211)와 하부 하우징(21b)의 내측면이 이격된 상태를 유지할 수 있다. 상기 보드(211)는 상기 자성체(217)의 자기력과 상기 볼(219)에 의해 상기 하부 하우징(21b)의 내측면과 이격된 상태를 유지하면서, 상기 하부 하우징(21b) 내에서 유동하는 것이 가능하다.

한편, 상기 자성체(217)는 상기 보드(211)가 상기 하부 하우징(21b)에 밀착되는 방향으로 작용하는 자기력만 제공하면 되기 때문에, 반드시 상기 보드(211)의 네 모서리에 모두 설치될 필요는 없으며, 자기력 세기와 설치되는 위치에 따라 상기 보드(211) 상에 설치되는 자성체의 수는 조정될 수 있다.

상기 이미지 센서(213)는 상기 보드(211) 상에 직접 설치되거나, 이미지 센서 패키지(215) 상에 설치된 모듈 형태로 제작된 후 상기 보드(211) 상에 설치될 수 있다. 상기 이미지 센서(213)는 상기 노출용 창(23)을 통해 입사되는 화상 정보 를 전기적 신호로 전환하는 소자로서, CCD 또는 CMOS 소자 등으로 제작된다.

상기 이미지 센서(213)는 상기 보드(211)로부터 연장되는 가요성 인쇄회로(299)를 통해 카메라 또는 휴대용 단말기의 메인 회로 장치들과 접속된다.

상기 노출용 창(23)과 상기 이미지 센서(213) 사이에는 적외선 차단 필터(216)가 설치될 수 있다. 상기 적외선 차단 필터(216)는 상기 노출용 창(23)을 통해 입사되는 적외선 광을 차단함으로써 상기 이미지 센서(213)로부터 검출되는 화상의 품질을 향상시키게 된다.

상기 구동장치(20, 203)는 사용자의 손떨림 양에 따라 상기 보드(211)를 이동시켜 상기 이미지 센서(213)의 위치를 보정하게 된다. 도 6과 도 7을 더 참조하면, 상기 구동장치(202, 203)는 상기 보드(211)를 제1 방향(X)으로 이동시키기 위한 제1 구동장치(202)와, 상기 보드(211)를 제2 방향(Y)으로 이동시키기 위한 제2 구동장치(203)로 구성된다. 상기 제1 및 제2 구동장치(202, 203)는 동일하게 구성되고, 동작 방향만 다르게 설치된다. 상기 제1 방향(X)은 상기 보드(211)의 일면과 평행하게 연장되는 일방향을 의미하고, 상기 제2 방향(Y)은 상기 보드(211)의 일면과 평행하게 연장되면서 상기 제1 방향(X)과 수직하는 방향을 의미한다.

상기 제1 및 제2 구동장치(202, 203)는 각각 구동소자(221), 제1 및 제2 지지대(223, 229), 제1 및 제2 링크(225, 227)를 구비한다. 상기 제1 및 제2 구동장치(202, 203)의 구성은 동일하게 이루어지므로, 이하에서는 상기 제1 구동장치(202)의 구성 및 작용에 대한 것들만 구체적으로 설명하고, 필요에 따라 상기 제1 구동장치(202)와 제2 구동장치(203)의 상호 작용에 관한 부분에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.

상기 구동소자(221)는 사용자의 손떨림 양에 따라 진동하는 소자로서, 초음파 모터, 압전소자, 스텝 모터 등을 이용할 수 있다. 상기 구동소자(221)는 상기 보드(211) 상에 부착되어 상기 보드(211)를 이동시키는 구동력을 발생시키게 된다. 즉, 상기 제1 구동장치(202)의 구동소자(221)가 동작하면 상기 보드(211)는 상기 제1 방향(X)으로 이동하게 되고, 상기 제2 구동장치(203)의 구동소자가 동작하면 상기 보드(211)는 상기 제2 방향(Y)으로 이동하게 되는 것이다.

상기 제1 지지대(223)는 상기 구동소자(221)의 진동에 따라 상기 보드(211) 상에서 상기 보드(211)의 수평방향으로 직선이동 가능하게 설치된다. 상기 제1 지지대(223)는 상기 구동소자(221)로부터 상기 제1 방향(X)으로 연장된다. 즉, 상기 보드(211)와 제1 지지대(223)는 상호 간에 제1 방향(X)을 따라 상대적으로 직선왕복 운동하게 되는 것이며, 상기 제1 지지대(223)는 상기 보드(211)의 직선왕복 운동을 안내하게 되는 것이다.

상기 제2 지지대(229)는 상기 하부 하우징(21b) 상에 고정 설치된다. 상기 하부 하우징(21b)의 내측면에는 한 쌍의 지지리브(230)가 서로 마주보게 연장되어 상기 제2 지지대(229)의 양단을 각각 지지하게 된다.

상기 제1 링크(225)는 그의 일단이 상기 제1 지지대(223)에 회전 가능하게 결합되고, 상기 제2 링크(227)의 일단이 상기 제1 링크(225)의 타단에 회전 가능하게 결합됨과 동시에 상기 제2 링크(227)의 타단은 상기 제2 지지대(229)에 회전 가능하게 결합된다.

상기 제1 링크(225)와 제2 링크(227)가 상기 제1 지지대(223)와 제2 지지대(229)를 연결시킴에 따라, 상기 보드(211)가 상기 제1 방향(X)의 수직방향, 즉 상기 제2 방향(Y)으로 수평이동하는 것이 가능하게 된다. 즉, 상기 제1 구동장치(202)의 제1 및 제2 링크(225, 227)는 상기 보드(211)가 제2 방향(Y)으로 수평이동하는 것을 원활하게 해 주는 것이다.

상기와 같이 구성된 구동장치(202, 203)의 동작에 따라, 상기 보드(211)가 이동하는 것을 살펴보기로 한다. 우선, 상기 보드(211)가 상기 제1 방향(X)으로 이동하는 것은 상기 제1 구동장치(202)의 구동소자(221)가 진동함으로써 동작하게 된다. 상기 제1 구동장치(202)의 구동소자(221)가 진동하면, 상기 제1 지지대(223)에 대하여 상대적으로 상기 보드(211)가 제1 방향(X)을 따라 수평이동하게 된다. 이때, 상기 제1 구동장치(202)의 제1 지지대(223)는 상기 보드(211)를 상기 제1 방향(X)으로 수평이동시키는 안내 역할을 수행하게 된다. 한편, 상기 제2 구동장치(203)의 제1 및 제2 링크(225, 227)는 상기 보드(211)가 제1 방향(X)으로 수평이동함에 따라, 서로 가까워지거나 멀어지는 방향으로 회전하면서 상기 보드(211)가 제1 방향(X)으로 수평이동하는 것을 원활하게 한다.

마찬가지로, 상기 보드(211)가 제2 방향(Y)으로 이동하는 것은 상기 제2 구동장치(203)의 구동소자(221)가 진동함에 따라 상기 보드(211)가 상기 제2 구동장치(203)의 제1 지지대(223)에 대하여 상대적으로 직선왕복운동함으로써 동작하게 된다. 이때, 상기 제1 구동장치(202)의 제1 및 제2 링크(225, 227)가 회전함으로써 상기 보드(211)가 제2 방향(Y)으로 수평이동하는 것을 원활하게 한다.

한편, 상기와 같이 구성된 손떨림 보정 장치(200)는 사용자의 손떨림, 상기 보드(211)의 상대적인 위치변화 등을 검출하기 위한 장치들을 구비한다.

도 5와 도 8을 참조하면, 상기 손떨림 보정 장치(200)는 사용자의 손떨림을 검출하기 위한 각속도 센서(205)와, 상기 보드(211)의 상대적인 위치변화를 검출하기 위한 위치 검출기(204)를 구비한다.

상기 각속도 센서(205)는 상기 하우징(21) 또는 카메라의 몸체 등에 설치되어 사용자의 손떨림을 검출하게 된다.

상기 위치 검출기(204)는 발광 다이오드(light emitting diode)(241, 243)와 포토 다이오드(photo diode)(245)로 구성되며 상기 보드(211)와 하부 하우징(21b) 상에 설치되어 상기 보드(211)의 상대적인 위치 변화를 검출하게 된다. 상기 발광 다이오드(241, 243)는 상기 보드(211)의 하부면에 한 쌍이 부착되어 상기 하부 하우징(21b)의 내측면과 대면하고, 상기 포토 다이오드(245)는 상기 하부 하우징(21b) 내측면에 부착되어 상기 발광 다이오드(241, 243)와 상응하게 위치된다. 즉, 상기 발광 다이오드(241, 243)로부터 출사된 빛은 상기 포토 다이오드(245)에 의해 검출되는 것이다. 이때, 상기 보드(211)가 제1 방향(X) 또는 제2 방향(Y)으로 수평이동하면, 상기 포토 다이오드(245)에 의해 검출되는 빛의 양에 따라 상기 보드(211)의 상대적인 위치변화가 검출되는 것이다.

상기 각속도 센서(205)와 위치 검출기(204)로부터 검출된 손떨림 양, 상기 보드(211)의 상대적인 위치 변화 등을 측정한 데이터(data)는 제어 장치(206)에 제공되어 상기 구동장치(202, 203)를 동작시키는 신호를 발생시키는데 이용된다. 즉, 상기 각속도 센서(205)와 위치 검출기(204)로부터 검출된 데이터는 마이크로 컨트롤러(micro controller)(261)에 제공되고, 마이크로 컨트롤러(206)는 상기 각속도 센서(205)와 위치 검출기(204)로부터 검출된 데이타를 근거로 상기 보드(211)를 이동시켜야 하는 크기를 연산하여 상기 구동소자(202, 203)를 구동시키는 구동회로(263)에 제공하여 상기 구동소자(202, 203)를 동작시키게 된다.

이하에서는, 도 9 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 바람직한 제2 실시 예에 따른 손떨림 보정 장치를 설명하기로 한다.

도 9 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제2 실시 예에 따른 손떨림 보정 장치는 프레임 하우징(301), 제1 프레임(302), 제2 프레임(303) 및 이미지 센서 패키지(304)를 포함하고, 상기 프레임 하우징(301)이 렌즈 조립체(32)를 포함하는 하우징(31)에 결합되어 카메라 렌즈 어셈블리(300)를 구성한다.

상기 제1 프레임(302)은 상기 프레임 하우징(301) 내에서 제1 방향(X)으로 유동 가능하게 설치되고, 상기 제2 프레임(303)은 상기 제1 프레임(302) 상에서 제2 방향(Y)으로 유동 가능하게 설치된다. 상기 제2 방향(Y)은 상기 제1 방향(X)에 수직하게 구성되며, 상기 제1 방향(X)과 함께 상기 프레임 하우징(301)의 일면과 평행한 하나의 평면 상에 위치된다. 이때, 상기 이미지 패키지(304)는 상기 제2 프레임(303) 내에, 상기 제2 프레임(303)은 상기 제1 프레임(302) 내에, 상기 제1 프레임(302)은 상기 프레임 하우징(301) 내에 각각 수용되며, 상기 제1, 제2 프레임(302, 303) 및 이미지 센서 패키지(304)는 상기 프레임 하우징(301)의 두께 범위 이내에 위치된다.

상기 프레임 하우징(301)은 상기 제1 프레임(302), 제2 프레임(303) 및 이미지 센서 패키지(304)를 수용한다. 도 12와 도 13을 참조하면, 상기 프레임 하우징(301)은 일면이 함몰된 형상이며 그 가장자리를 따라 안착면(319)이 형성되며, 내부의 일측에는 제1 방향(X)으로 연장된 제1 압전소자축(311)이 결합된다.

상기 제1 압전소자축(311)은 상기 제1 프레임(302)의 제1 측단(302a)에 고정되며, 그의 일단은 상기 프레임 하우징(301) 상에 슬라이딩 이동 가능하게 결합된다. 상기 제1 압전소자축(311)의 타단에는 제1 압전소자(313)가 고정된다. 또한, 상기 제1 압전소자(313)는 상기 프레임 하우징(301) 상에 고정되어, 상기 제1 압전소자축(311)을 상기 제1 방향(X)으로 유동시키게 된다. 상기 제1 압전소자축(311)은 상기 제1 프레임(302) 상에 고정된 상태이므로, 상기 제1 압전소자축(311)이 상기 제1 방향(X)으로 유동하면, 상기 제1 프레임(302)도 상기 프레임 하우징(301)에 대하여 상기 제1 방향(X)으로 유동하게 된다.

상기 제1 압전소자축(311)은 상기 프레임 하우징(301)의 저면으로부터 결합되어, 상기 프레임 하우징(301)의 내부에 노출되며, 상기 프레임 하우징(301)의 저면에는 커버 플레이트(316)가 부착되어 상기 제1 압전소자축(311)을 보호하게 된다.

상기 프레임 하우징(301)의 내부 타측에는 자성체(315)와 금속체 볼(ball)(318)이 설치된다. 상기 제1 압전소자축(311)과 마찬가지로, 상기 자성체(315)는 상기 프레임 하우징(301)의 저면으로부터 결합되어 상기 프레임 하우징(301)의 내부로 노출되며, 또 다른 커버 플레이트(316)가 상기 프레임 하우징(301) 의 저면에 부착되어 상기 자성체(315)를 보호하게 된다.

상기 금속체 볼(318)은 상기 자성체(315)의 양측에 각각 위치되며, 상기 프레임 하우징(301)의 내부에는 상기 제1 방향(X)을 따라 슬라이딩 홈(317)이 형성되어 상기 금속체 볼(318)의 이동 공간을 제공하게 된다.

상기 제1 프레임(302)은 상기 프레임 하우징(301) 내에서 상기 제1 방향(X)을 따라 슬라이딩 이동 가능하게 수용된다.

도 14와 도 15를 참조하면, 상기 제1 프레임(302)의 제1 측단(302a) 저면에는 상기 제1 압전소자축(311)에 상응하는 형상의 제1 가이드 홈(329)이 형성되고, 자성체(323)가 설치된다. 상기 제1 압전소자축(311)은 자기력에 의해 인력의 작용을 받는 금속성 재질로 제작되어 상기 자성체(323)의 인력에 의해 상기 제1 가이드 홈(329) 상에 고정된다. 따라서, 상기 제1 압전소자축(311)이 제1 방향(X)으로 진동 급속운동 또는 완속운동함에 따라 상기 제1 프레임(302)도 상기 프레임 하우징(301) 상에서 유동하게 되는 것이다.

상기 제1 압전소자축(311)과 제1 프레임(302)의 자성체(323) 사이의 인력은 상기 제1 압전소자축(311)과 자성체(323) 사이에 일정한 세기의 마찰력을 발생시키게 된다. 이 마찰력의 세기는 상기 제1 압전소자축(311)이 완속운동할 때 상기 제1 압전소자축(311)과 자성체(323)의 정지 마찰력보다 크고, 상기 제1 압전소자축(311)이 급속운동할 때 상기 제1 프레임(302)의 관성력보다 작아야 한다. 따라서, 상기 제1 압전소자(311)가 완만한 속도의 운동을 할 때 상기 제1 압전소자축(311)과 제1 프레임(302)은 함께 이동하고, 상기 제1 압전소자(311)가 진동하여 급속운 동을 할 때 상기 제1 압전소자축(311)만 이동하고 상기 제1 프레임(302)은 정지상태를 유지하게 된다.

이는 상기 자성체(323)의 자력의 세기로 조절 가능하며, 종래에 스프링 등을 이용하여 이러한 마찰력을 일정하게 유지하는 방식보다 간단하게 구현된다.

상기 제1 프레임(302)의 제1 측단(302a)에 대향하는 상기 제1 프레임(302)의 제2 측단(302b)에는 상기 프레임 하우징(301) 상에 설치된 자성체(315)와 대면하는 또 다른 자성체(323)가 설치된다. 따라서, 상기 제1 프레임(302)의 제2 측단(302b)에 결합된 자성체(323)와 상기 프레임 하우징(301) 상에 설치된 자성체(315)의 인력에 의해 상기 제1 프레임(302)의 제2 측단(302b)이 상기 프레임 하우징(301) 상에 구속된다. 즉, 상기 제1 및 제2 방향(X, Y)에 수직하는 제3 방향(Z)을 정의하면, 상기 제1 압전소자축(311) 및 자성체들(315, 323)의 구성에 의해 상기 제1 프레임(302)이 제3 방향(Z)으로 유동하는 것이 제한된다.

한편, 상기 제1 프레임(302)은 상기 프레임 하우징(301) 내에서 제1 방향(X)을 따라 유동 가능하게 설치되어야 하므로, 상기 프레임 하우징(301)에 설치된 자성체(315)와 상기 제1 프레임(302)의 제2 측단(302b)에 설치된 자성체(323) 상호간의 인력에 의해 밀착되어서는 안된다. 즉, 상기 프레임 하우징(301)과 상기 제1 프레임(302)은 이격된 상태를 유지해야 하는데, 이는 상기 금속체 볼(318)이 상기 프레임 하우징(301)과 제1 프레임(302) 사이에 개재됨으로써 가능하게 된다. 또한, 상기 금속체 볼(318)은 상기 슬라이딩 홈(317) 내에 위치되므로, 상기 제1 프레임(302)이 제1 방향(X)으로 유동하는 것을 원활하게 유지해 준다.

이때, 상기 프레임 하우징(301) 및 제1 프레임(302)에 설치된 자성체들(323)의 인력에 의해 상기 제1 프레임(302)이 상기 제3 방향(Z)으로 유동하는 것이 제한되고 있으나, 중력 또는 외부의 충격이 상기 자성체들(315, 323)의 인력보다 더 클 경우 상기 제1 프레임(302)이 제3 방향(Z)으로 유동하게나 상기 프레임 하우징(301)으로부터 이탈될 수 있다. 상기 제1 프레임(302)이 제3 방향(Z)으로 유동하거나 상기 프레임 하우징(301)으로부터 일정 거리 이상 이탈되는 것을 방지하기 위하여, 상기 프레임 하우징(301)의 안착면(319)에 프레임 커버(305)가 장착된다. 상기 프레임 커버(305)는 상기 제1 프레임(302)의 일면 가장자리를 지지함으로써 상기 제1 프레임(302)이 상기 프레임 하우징(301) 내에서 제3 방향(Z)으로 유동하는 것을 억제하게 된다.

상기 제2 프레임(303)은 상기 제1 프레임(302) 내에서 상기 제2 방향(Y)으로 유동 가능하게 설치된다. 상기 제2 방향(Y)으로 연장된 상기 제1 프레임(302)의 제3 측단(302c) 내측에는 제2 가이드 축(321)이 고정되고, 상기 제2 방향(Y)으로 연장된 상기 제2 프레임(303)의 제1 측단(303a)에는 상기 제2 가이드 축(321)에 슬라이딩 이동 가능하게 맞물리는 제2 가이드 홈(339)이 형성된다. 상기 제2 프레임(303)의 제1 측단(303a)에 대향하는 상기 제2 프레임(303)의 제2 측단(303b)에는 상기 제2 방향(Y)으로 연장되는 제3 압전소자축(331)이 고정 결합된다. 상기 제3 압전소자축(331)은 그의 일단이 상기 제1 프레임(302)의 제3 측단(302c)에 대향되는 상기 제1 프레임(302)의 제4 측단(302d)에 슬라이딩 이동 가능하게 결합된다. 상기 제3 압전소자축(331)의 타단에는 제2 압전소자(333)가 고정되고, 상기 제2 압 전소자(333)는 상기 제1 프레임(302) 상에 고정되어 상기 제3 압전소자축(331)을 상기 제2 방향(Y)으로 유동시키게 된다. 결국, 상기 제2 압전소자(333)가 구동함에 따라 상기 제3 압전소자축(331)과 함께 상기 제2 프레임(303)이 제2 방향(Y)으로 유동하게 된다.

상기 제3 압전소자축(331)을 결합시키기 위하여, 상기 제2 프레임(303)의 제2 측단(303b)에는 제3 가이드 홈(335)이 형성된다. 상기 제3 압전소자축(331)은 그의 외주면 일부분이 상기 제3 가이드 홈(335)에 감싸지며, 상기 제3 가이드 홈(335) 상에 판 스프링(336; 도 11에 도시됨) 등이 결합되어 상기 제3 압전소자축(331)의 외주면 일부분을 더 감싸므로써 상기 제3 압전소자축(331)이 상기 제3 가이드 홈(335) 상에 일정한 힘으로 밀착된다. 이러한 일정한 힘은 상기 제3 압전소자축(311)과 제3 가이드 홈(335) 사이에 일정한 마찰력을 제공하게 된다.

상기 제1 프레임(302)이 제1 방향(X)으로 유동하고, 상기 제2 프레임(303)은 상기 제1 프레임(302) 상에서 제2 방향(Y)으로 유동하므로, 결국 상기 제2 프레임(303)은 상기 프레임 하우징(301) 상에서 제1 및 제2 방향(X, Y)으로 각각 유동할 수 있게 구성된다.

상기 이미지 센서 패키지(304)는 상기 제1 프레임(302) 상에 고정된다. 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 이미지 센터 패키지(304)의 내부에는 CMOS 소자 또는 CCD 소자와 같은 이미지 센서(341)가 설치되고, 외측면에는 적외선 필터(343)가 설치된다. 상기 이미지 센서 패키지(304)는 가요성 인쇄회로(349) 등을 통해 카메라 또는 휴대용 단말기 본체의 회로 장치들과 접속된다.

상기와 같이 구성된 카메라 렌즈 어셈블리(300)의 손떨림 보정 장치는 카메라 또는 휴대용 단말기의 움직임을 검출하여 그 움직임 양과 속도에 따라 상기 제1 및 제2 압전소자(313, 333)를 구동시켜 상기 이미지 센서(341)의 위치를 조정하게 된다. 이는 선행 실시 예를 통해 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

한편, 도시되지는 않지만, 상기 이미지 센서(341)의 위치 변동을 감시하기 위하여 상술한 손떨림 보정 장치는 레이저 다이오드와 포토 다이오드로 구성된 위치 검출 장치를 구비할 수 있다. 상기 이미지 센서(341)의 위치 검출을 위한 레이저 다이오드는 상기 제2 프레임(303) 또는 이미지 센서 패키지(304)에 부착되고, 포토 다이오드는 상기 프레임 하우징(301) 상에 부착되어, 상기 프레임 하우징(301)에 대한 상기 센서 패키지(304)의 상대적인 위치 변동을 검출하게 된다. 이 또한 선행 실시 예를 통해 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치는 이미지 센서가 설치된 보드 또는 이미지 센서 패키지를 구동시키는 구동장치가 상기 보드와 거의 동일한 평면 상에 구성되어, 카메라 렌즈 어셈블리의 소형화에 기여하게 되었다. 따라서, 카메라 렌즈 어셈블리가 소형화됨에 따라 카메라 또 는 휴대용 단말기 등에 실장하기 용이하게 되었으며, 또한, 카메라 또는 휴대용 단말기 등의 디자인을 다양화하는데 기여하게 되었다. 더욱이, 본 발명에 따른 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치는 그 구조가 간단하여 제품의 견고성과 신뢰성을 향상시키게 되었다.

Claims

카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치에 있어서,

하우징;

상면에 이미지 센서가 설치되고, 상기 하우징과 이격된 상태로 상기 하우징 내에서 유동 가능하게 설치되는 보드;

상기 보드와 하우징 사이에 설치되어, 상기 보드가 상기 하우징의 내측면에 밀착되는 방향으로 작용하는 자기력을 제공하는 적어도 하나 이상의 자성체;

상기 보드와 상기 하우징의 내측면 사이에 개재되어 상기 보드를 상기 하우징으로부터 이격된 상태로 유지시키는 적어도 세 개 이상의 볼(ball); 및

사용자의 손떨림 양에 따라 상기 보드를 이동시켜 상기 이미지 센서의 위치를 보정하는 구동장치를 포함함을 특징으로 하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치.
제1 항에 있어서, 상기 보드의 하부면에 형성되어 상기 볼이 수용되는 수용홈을 더 구비하고, 상기 수용홈의 깊이는 상기 볼의 직경보다 더 작음을 특징으로 하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치.
제1 항에 있어서, 상기 자성체는 상기 보드의 네 모서리에 각각 부착되고,

상기 하우징의 내측면에 부착되어 상기 자성체의 자기력과 상호작용하는 철편을 더 구비함을 특징으로 하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치.
제1 항에 있어서, 상기 하우징의 노출용 창과 상기 이미지 센서 사이에 위치되어 상기 이미지 센서로 입사되는 적외선 광을 차단하는 적외선 차단 필터를 더 구비함을 특징으로 하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치.
제1 항에 있어서, 상기 구동장치는,

상기 하우징에 대하여 상기 보드를 제1 방향으로 직선왕복 운동시키는 제1 구동장치와, 상기 하우징에 대하여 상기 보드를 제2 방향으로 직선왕복 운동시키는 제2 구동장치로 구성됨을 특징으로 하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치.
제5 항에 있어서,

상기 보드는 평판 형상이고,

상기 제1 방향은 상기 보드의 일면에 수평하게 연장되고, 상기 제2 방향은 상기 보드의 일면과 수평함과 동시에 상기 제1 방향의 수직하게 연장됨을 특징으로 하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치.
제5 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 구동장치는 각각,

사용자의 손떨림 양에 따라 진동하고, 상기 보드 상에 부착되는 구동소자;

상기 구동소자로부터 연장되어 상기 보드 상에서 상기 보드의 수평방향으로 직선왕복 운동하는 제1 지지대;

상기 하우징 상에 상기 제1 지지대와 수평하게 설치되는 제2 지지대;

상기 제1 지지대에 회전 가능하게 결합되는 제1 링크; 및

일단이 상기 제1 링크에 회전 가능하게 결합되고, 타단이 상기 제2 지지대에 회전 가능하게 결합되는 제2 링크를 포함함을 특징으로 하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치.
제5 항에 있어서,

상기 카메라 렌즈 어셈블리가 설치된 카메라 상에 설치되어 제1 및 제2 방향 각각의 각속도 변화를 측정하여 사용자의 손떨림 양을 검출하는 각속도 센서;

상기 하우징 상에 설치되는 포토 다이오드와, 상기 보드 상에서 상기 포토 다이오드에 상응하는 위치에 설치되는 발광 다이오드로 구성되어 상기 하우징에 대 한 상기 보드의 상대적인 위치를 검출하는 위치 검출기; 및

상기 각속도 센서로부터 검출된 손떨림 양과 위치 검출기로부터 검출된 상기 하우징에 대한 상기 보드의 상대적인 위치에 따라 상기 구동장치를 작동시키는 제어장치를 더 구비함을 특징으로 하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치.
제7 항에 있어서, 상기 구동소자는 초음파 모터임을 특징으로 하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치.
제7 항에 있어서, 상기 구동소자는 압전소자임을 특징으로 하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치.
제7 항에 있어서, 상기 구동소자는 스텝 모터임을 특징으로 하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치.
카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치에 있어서,

프레임 하우징;

상기 커버 하우징 내에서 제1 방향으로 수평이동 가능하게 결합된 제1 프레임;

상기 제1 프레임 내에 상기 제1 방향에 수직하는 제2 방향으로 수평이동 가능하게 결합된 제2 프레임; 및

상기 제2 프레임 내에 수용되는 이미지 센서 패키지를 포함함을 특징으로 하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치.
제12 항에 있어서,

상기 제1 방향을 따라 상기 제1 프레임의 제1 측단에 길이방향으로 고정되고, 일단이 상기 프레임 하우징에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 제1 압전소자축; 및

상기 제1 압전소자축의 일단에 고정되고, 상기 프레임 하우징에 고정되어 상기 프레임 하우징에 대하여 상기 제1 압전소자축을 유동시키는 제1 압전소자를 더 구비함을 특징으로 하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치.
제12 항에 있어서,

상기 제1 프레임의 제1 측단 및 상기 제1 측단에 대향하는 제2 측단에 각각 제공되는 자성체들;

상기 프레임 하우징 상에 제공되어 상기 제1 프레임의 제2 측단에 제공된 자성체와 대면하는 또 다른 자성체를 더 구비하고,

상기 제1 프레임 하우징의 제1 측단에 제공된 자성체와 상기 제1 압전소자축 사이에 작용하는 인력 및 상기 제1 프레임 하우징의 제2 측단에 제공된 자성체와 상기 프레임 하우징 상에 제공된 또 다른 자성체 사이에 작용하는 인력에 의해 상기 제1 프레임은 상기 프레임 하우징 상에 구속됨을 특징으로 하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치.
제12 항에 있어서, 상기 프레임 하우징의 일면에 결합되어 상기 제1 프레임이 상기 프레임 하우징으로부터 이탈하는 것을 방지하는 프레임 커버를 더 구비함을 특징으로 하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치.
제13 항에 있어서, 상기 제1 프레임의 제1 측단 하부면에 형성되어 상기 제1 압전소자축과 맞물리는 제1 가이드 홈을 더 구비함을 특징으로 하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치.
제12 항에 있어서, 상기 프레임 하우징과 상기 제1 프레임 사이에 개재되어 상기 제1 프레임의 수평이동을 원활하게 하는 적어도 하나 이상의 금속체 볼(ball)을 더 구비함을 특징으로 하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치.
제12 항에 있어서,

상기 제2 방향을 따라 상기 제1 프레임의 제3 측단 내측에 결합되는 제2 가이드 축; 및

상기 제2 프레임의 제1 측단에 길이방향으로 형성되어 상기 제2 가이드 축과 맞물리는 제2 가이드 홈을 더 구비하고,

상기 제2 가이드 축과 제2 가이드 홈이 서로 맞물림으로써, 상기 제2 프레임의 제1 측단은 상기 제2 방향을 따라 슬라이딩 이동 가능함과 동시에 상기 제1 및 제2 방향에 각각 수직하는 제3 방향에 대하여 유동하는 것이 제한됨을 특징으로 하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치.
제12 항에 있어서,

상기 제2 방향을 따라 상기 제2 프레임의 제2 측단에 길이방향으로 고정되고, 일단이 상기 제1 프레임의 제3 측단과 대향되는 상기 제1 프레임의 제4 측단에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 제3 압전소자축; 및

상기 제3 압전소자축의 일단에 고정되고, 상기 제1 프레임에 고정되어 상기 제1 프레임에 대하여 상기 제3 압전소자축을 유동시키는 제2 압전소자를 더 구비함을 특징으로 하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치.
제19 항에 있어서,

상기 제2 프레임의 제2 측단에 형상되어 상기 제3 압전소자축이 맞물리는 제3 가이드 홈; 및

상기 제3 가이드 홈 상에 결합되어 일정한 마찰력을 제공함으로써 상기 제3 압전소자축을 상기 제3 가이드 홈에 고정시키는 적어도 하나 이상의 판 스프링을 더 구비함을 특징으로 하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치.
제12 항에 있어서, 상기 이미지 센서 패키지는 그 내부에 이미지 센서가 내장되고, 외측면에 적외선 필터가 부착됨을 특징으로 하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치.
제12 항에 있어서,상기 제1, 제2 프레임 및 이미지 센서 패키지는 상기 프레임 하우징 내에 수용되어 상기 프레임 하우징의 두께 범위 이내에 위치됨을 특징으로 하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치.
제14 항에 있어서, 상기 제1 프레임 하우징의 제1 측단에 제공된 자성체와 상기 제1 압전소자축 사이에 작용하는 인력은 상기 자성체와 제1 압전소자축 사이에 마찰력을 유지시킴을 특징으로 하는 카메라 렌즈 어셈블리의 손떨림 보정 장치.