KR20140140329A

KR20140140329A - 카메라 모듈

Info

Publication number: KR20140140329A
Application number: KR1020130061035A
Authority: KR
Inventors: 여인재
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2013-05-29
Filing date: 2013-05-29
Publication date: 2014-12-09
Also published as: KR102128937B1

Abstract

실시예는, 상측은 렌즈가 노출되기 위한 중공부가 형성되고, 하측은 전부 개방된 개방면이 형성된 커버캔과, 상기 커버캔의 개방면에 체결되는 베이스와, 상기 커버캔의 내측면과 대응되는 형상으로 형성되며, 상기 커버캔의 내부를 상측공간과 하측공간으로 구획하는 하우징과, 상기 커버캔에 상측공간에 수용되기 위해 상기 하우징에 안착되며, 피사체를 촬영하는 렌즈배럴을 포함하는 보빈과, 상기 보빈을 광축방향인 z축 방향으로 이동시키기 위해 상기 보빈의 외측면과 상기 하우징의 내측면 사이에 구비되는 제1 액추에이터와, 상기 보빈을 x, y축 방향으로 이동시키기 위해 상기 보빈의 하측면과 상기 베이스의 상측면 사이에 구비되는 제2 액추에이터와, 상기 제1 액추에이터와 제2 액추에이터를 제어하기 위해 상기 제2 액추에이터의 하측면과 상기 베이스의 상측면 사이에 구비된 인쇄회로기판을 포함하는 카메라 모듈을 제공한다.

Description

카메라 모듈{CAMERA MODULE}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이며, 구체적으로 손떨림보정기능과 오토 포커싱기능을 고려하여 구조가 개선된 카메라 모듈에 관한 것이다.

촬영 장치를 손에 들고 촬영을 할 때는 불가피하게 손떨림을 겪게 된다. 이러한 손떨림으로 인해 촬영 장치까지 떨리게 된다. 이러한 손떨림으로 인하여 촬영된 이미지는 흐릿하게 보이게 되고, 대상물의 근거리 포커싱 시에는 초점을 맞추기 어렵게 된다.

이러한 손떨림에 의한 진동을 극복하기 위하여, 최근 촬영 장치는 사용자가 촬영 장치를 손으로 들고 촬영할 때, 손떨림에 의한 진동을 감소시키고자 손떨림 보정(OIS; Optical Image Stabilizer) 모듈이 구비된다. 이러한 OIS 모듈은 카메라 촬영시 손떨림 등을 보정하는 역할을 하는 이미지 안정화 모듈이다.

최근 들어 스마트폰, 태블릿 PC 등의 보급이 확대되면서, 자동초점(AF: Autofocus) 조정이 가능하고, 손떨림 보정이 가능한 모바일용 카메라 모듈이 개발되고 있다.

OIS 모듈은 통상 X, Y축으로 이동시키는 대상에 따라 렌즈를 수평방향으로 움직이는 렌즈 시프트 방식이 사용되고 있다.

그러나, 상기 렌즈 시프트 방식의 경우는 AF 모듈에 의해 Z축으로 이동하는 렌즈부를 추가적으로 X, Y축으로 흔드는 방식으로서, AF 모듈 내부에 렌즈부를 X, Y축으로 흔들 수 있는 공간이 필요하므로, 구조적 특성상 카메라 모듈의 폭이 넓어지게 되어 촬영 장치의 소형화, 박형화에 역행하는 문제가 있다.

또한, AF 모듈 내부에서 렌즈를 수평방향으로 흔들게 되므로 광학계의 광축이 흔들리는 단점을 지니고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 종래에 비해 AF 기능과 OIS 기능에 대해 신속하고 우수한 신뢰성을 갖는 카메라 모듈을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 제품 조립이 용이한 구조를 갖는 카메라 모듈을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서 실시예는, 상측은 렌즈가 노출되기 위한 중공부가 형성되고, 하측은 전부 개방된 개방면이 형성된 커버캔과, 상기 커버캔의 개방면에 체결되는 베이스와, 상기 커버캔의 내측면과 대응되는 형상으로 형성되며, 상기 커버캔의 내부를 상측공간과 하측공간으로 구획하는 하우징과, 상기 커버캔에 상측공간에 수용되기 위해 상기 하우징에 안착되며, 피사체를 촬영하는 렌즈배럴을 포함하는 보빈과, 상기 보빈을 광축방향인 z축 방향으로 이동시키기 위해 상기 보빈의 외측면과 상기 하우징의 내측면 사이에 구비되는 제1 액추에이터와, 상기 보빈을 x, y축 방향으로 이동시키기 위해 상기 보빈의 하측면과 상기 베이스의 상측면 사이에 구비되는 제2 액추에이터와, 상기 제1 액추에이터와 제2 액추에이터를 제어하기 위해 상기 제2 액추에이터의 하측면과 상기 베이스의 상측면 사이에 구비된 인쇄회로기판을 포함하는 카메라 모듈을 제공한다.

바람직하게, 상기 제1 액추에이터의 제1 마그넷부와, 상기 제2 액추에이터의 제2 마그넷부는 일직선상에 구비되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 보빈은 외주면에 수직형성되는 플랜지부를 포함하며, 상기 바디는 측면의 내측으로 수직 형성되어 상기 플랜지부가 안착되는 안착부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 하우징은 상기 제1 마그넷부와 제2 마그넷부를 소정간격 이격시키기 위해 내측으로 돌출 형성된 차단리브가 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 제2 마그넷부는 극성을 띄지 않는 중립부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 제2 코일부는 패턴 코일인 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 인쇄회로기판에 구비되며 상기 제2 마그넷부의 이동을 감지하기 위한 홀센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 홀센서부는 상기 제2 마그넷부와 일직선상에 구비되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 홀센서부는 상기 인쇄회로기판의 모서리 중 두 개의 모서리에 각각 구비된 두 개의 홀센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 보빈의 오토 포커싱에 대한 복귀력과 손떨림에 대한 진동 감쇄를 위해 구비된 탄성유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 탄성유닛은 상기 보빈의 상측을 지지하고 오토 포커싱에 대한 복귀력을 제공하기 위해 상기 하우징의 상단부에 구비된 상측 스프링과, 상기 보빈의 하측을 지지하기 위해 상기 하우징의 하단부에 구비된 하측 스프링과, 상기 보빈의 진동 감쇄를 위해 상기 하우징의 측면에 일측이 체결되고 상기 베이스의 측면에 타측이 체결되는 측면 스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 상측 스프링과 하측 스프링은 중공부가 형성된 판 스프링으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 측면 스프링은 상기 하우징의 일측면에 체결되는 제1 체결부와, 상기 베이스의 일측면에 체결되는 제2 체결부와, 상기 제1 체결부와 제2 체결부에 수직하게 형성되며, 적어도 하나의 벤딩부가 형성된 탄성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 탄성부는 상호 대향되는 형상으로 두 개가 형성된 것을 특징으로 한다.

실시예는 오토 포커싱을 위해 구비되는 제1 액추에이터와, 손떨림방지기능을 위해 구비되는 제2 액추에이터를 개별적으로 구비하여 오토 포커싱 기능과 손떨림방지기능에 대해 신속하고 우수한 신뢰성을 갖는 효과가 있다.

또한, 실시예는 측면 스프링을 구비하여 내충격성 및 손떨림방지기능에 우수한 효과가 있다.

또한, 실시예는 상기 제1 액추에이터와 제2 액추에이터의 마그넷이 일직선상에 위치하여, 상호 인력에 의해 제품 조립이 용이한 효과가 있다.

도 1은 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도.
도 2는 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 하우징의 사시도.
도 4는 도 2에 도시된 측면 스프링을 도시한 도면.
도 5는 도 1에 도시된 카메라 모듈의 A 방향 측단면도.
도 6은 도 1에 도시된 카메라 모듈의 B 방향 측단면도.
도 7은 실시예에 따른 제1 액추에이터(500) 및 제2 액추에이터(600)를 개략적으로 도시한 도면.
도 8은 실시예에 따른 제1 액추에이터(500) 및 제2 액추에이터(600)의 자기방향을 도시한 도면.
도 9는 실시예에 대한 이해를 돕기 위한 측면 스프링의 변형 사시도.
도 10은 다른 실시예에 따른 측면 스프링을 개략적으로 도시한 도면.

특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 당업자가 이해하는 용어의 일반적인 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에서 사용된 용어가 당해 용어의 일반적인 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.

다만, 이하에 기술될 발명은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것을 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

실시예는 오토 포커싱(AF) 기능과 손떨림보정(OIS) 기능에 대해 신속하고 우수한 신뢰성을 갖으며, 내구성이 향상된 카메라 모듈을 구현하며, 이러한 기술적 특징은 이하 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도, 도 2는 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도, 도 3은 도 2에 도시된 하우징의 사시도, 도 4는 도 2에 도시된 측면 스프링을 도시한 도면이다.

또한, 도 5는 도 1에 도시된 카메라 모듈의 A 방향 측단면도이며, 도 6은 도 1에 도시된 카메라 모듈의 B 방향 측단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 명세서에서 z축은 광축 방향을 의미하며, x축은 상기 z축 방향과 직교된 일방향, y축은 상기 z축과 x축에 각각 직교된 방향을 의미한다.

도 2를 참조하면, 실시예는 크게 커버캔(100), 베이스(200), 보빈(300), 하우징(400), 제1 액추에이터(500), 제2 액추에이터(600), 인쇄회로기판(700) 및 탄성유닛(800)을 포함한다.

구체적으로, 상기 커버캔(100)은 상측에 렌즈가 노출되기 위한 중공부(120)가 형성되고 하측이 개방면(150)을 갖는다. 이러한 커버캔(100)의 측면 하단부에는 후술할 베이스(200)가 개방면(150)에 체결될 수 있도록 하나 이상의 체결홀(110)이 형성될 수 있다. 한편, 실시예에서, 상기 커버캔(100)은 육면체로 도시되어 있으나, 이러한 형상에 한정되는 것은 아니다.

상기 베이스(200)는 상기 커버캔(100)의 개방면(150)과 대응되는 형상으로 형성된다. 이러한 베이스(200)는 상기 커버캔(100)의 개방면(150)에 체결되어 이하 설명할 상기 커버캔(100) 내부에 수용되는 구성요소들을 하측에서 지지한다.

또한, 상기 베이스(200)에는 상기 커버캔(100)에 형성된 체결홀(110)에 대응되는 체결돌기(210)가 형성될 수 있으며, 반대로 상기 커버캔(100)에 측면 내측으로 체결돌기(210)가 형성되고 상기 베이스(200)에 체결홀(110)이 형성될 수 있을 수 있다.

또한, 상기 베이스(200)는 후술할 측면 스프링(830)의 제2 체결부(831)와 체결되며, 후술할 하우징(400)의 지지체(440)를 고정한다.

상기 보빈(300)은 상기 커버캔(100)에 수용되며, 피사체를 촬영하는 렌즈배럴(미도시)을 포함한다. 상기 렌즈배럴은 하나 이상의 렌즈(미도시)를 고정하는 원통 형상의 케이스로 형성될 수 있으며, 상기 보빈(300)의 내측에 나사산 결합 등으로 체결될 수 있다.

이러한 보빈(300)은 후술할 제1 액추에이터(500)에 의해 z축 방향으로 움직이며, 후술할 제2 액추에이터(600)에 의해 x, y축 방향으로 움직인다.

한편, 상기 보빈(300)은 외주면에 형성된 플랜지부(310)를 포함한다. 상기 플랜지부(310)는 후술할 하우징(400)의 안착부(410)에 안착되며, 이러한 구조는 상기 보빈(300)의 하측 이동을 제한한다.

한편, 상기 하우징(400)은 상기 베이스(200)에 체결되어 상기 보빈(300)을 지지하며, 상기 커버캔(100)의 내부를 상측공간과 하측공간으로 구획하는 역할을 한다.

구체적으로, 도 3을 참조하면 상기 하우징(400)은 상기 커버캔(100)의 내부를 상측공간과 하측공간으로 구획하는 바디(430)와, 상기 베이스에 체결되어 상기 바디(430)를 베이스의 상측으로 이격시키기 위해 상기 바디(430)에서 하측으로 형성되는 적어도 두 개 이상의 지지체(440)를 포함한다.

상기 바디(430)는 상기 커버캔(100)의 내측면에 대응되는 형상으로 형성될 수 있으며, 실시예에서는 상기 커버캔(100) 및 바디(430)가 사각형으로 형성되었으나, 이러한 형상에 한정되는 것은 아니다.

상기 바디(430)의 외측면에는 후술할 측면 스프링(830)의 제1 체결부(831)를 체결하기 위한 측면 체결돌기(433)가 각각의 측면마다 돌출 형성되어 있을 수 있으며, 후술할 측면 스프링(830)의 제1 체결부(831)에는 상기 측면 체결돌기(433)에 대응되는 제1 체결홀(838)이 형성되어 있을 수 있다.

또한, 상기 바디(430)의 상측면에는 후술할 상측 스프링(810)을 체결하기 위한 상면 체결돌기(431)가 각각의 상면마다 돌출 형성되어 있으며, 상기 상측 스프링(810)에는 상기 상측 체결돌기에 대응되는 제2 체결홀(818)이 형성되어 있다.

또한, 상기 바디(430)에는 측면의 내측으로 수직 형성된 안착부(410)가 형성되어 있으며, 상기 안착부(410)에 상기 보빈(300)의 플랜지부(310)가 안착되어 결과적으로 상기 보빈(300)의 하측 이동을 제한한다. 상기 안착부(410)는 림 형상으로 상기 바디(430)의 내측면에 연속적으로 돌출 형성될 수도 있으나, 후술할 차단리브(420)의 형성을 위해, 일정 간격으로 형성될 수 있다.

이러한 하우징(400)으로써 구획되는 상기 커버캔(100)의 상측공간에는 상기 보빈(300), 후술할 제1 액추에이터(500) 및 상측 스프링(810) 등이 위치하며, 상기 커버캔(100)의 하측공간에는 제2 액추에이터(600), 인쇄회로기판(700), 하측 스프링(820) 및 측면 스프링(830) 등이 위치한다.

또한, 상기 바디(430)에는 제1 액추에이터(500) 및 제2 액추에이터(600)를 상호 차단하기 위해, 구체적으로, 후술할 제1 마그넷부(510)와 제2 마그넷부(610)를 상호 차단시키기 위해 각 모서리 내측에 돌출 형성된 차단리브(420)가 형성된다. 이러한 차단리브(420)는 상기 일정 간격으로 형성된 안착부(410)의 사이에 형성될 수 있다.

한편, 상기 지지체(440)는 안정적인 지지를 위해 90°로 이격되어 형성된 네 개의 지지체(440)로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 지지체(440)의 하단은 외측이 상기 커버캔(100)의 내측면에 의해, 내측이 상기 베이스(200)에 형성된 고정돌기(220)에 의해 x, y축 이동이 제한된다.

다시 도 2 및 도 5를 참조하면, 상기 제1 액추에이터(500)는 상기 보빈(300)을 상, 하 방향으로 이동시키 위해, 상기 보빈(300)의 측면과 상기 커버캔(100) 사이에 구비된다.

구체적으로, 상기 제1 액추에이터(500)는 상기 보빈(300)의 외주면과 대응되는 형상으로 형성되어 상기 보빈(300)의 외주면에 구비되며 상기 인쇄회로기판(700)과 전기적으로 연결된 제1 코일부(520)와, 상기 제1 코일부(520)에 대응되도록 상기 하우징(400) 바디(430)의 내측면에 구비된 제1 마그넷부(510)를 포함한다.

상기 제1 코일부(520)는 후술할 인쇄회로기판(700)에 의해 제어되며, 권선된 코일에 인가되는 전류로써 전자기장을 형성하여 상기 제1 마그넷부(510)의 자기장과 상호 작용하여 상기 보빈(300)을 상, 하로 이동시킨다.

상기 제1 코일부에 인가되는 전원은 상기 인쇄회로기판(700), 상기 인쇄회로기판(700)과 전기적으로 연결된 한 쌍의 대향되는 측면 스프링(830), 상기 한 쌍의 대향되는 측면 스프링(830)과 전기적으로 연결된 상측 스프링(810)을 순차적으로 지나 코일에 인가될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 전기적 결합관계는 후술한다.

한편, 상기 제2 액추에이터(600)는 상기 보빈(300)을 x, y 축으로 이동시키기 위해 상기 보빈(300)의 하측면과 상기 베이스(200)의 상측면 사이에 구비된다.

구체적으로, 상기 제2 액추에이터(600)는 상기 인쇄회로기판(700) 상에 실장되어 상기 인쇄회로기판(700)과 전기적으로 연결된 제2 코일부(620)와, 상기 제2 코일부(620)에 대응되도록 상기 하우징(400)의 내측면에 구비된 제2 마그넷부(610)를 포함한다.

상기 제2 코일부(620)는 상기 환형의 제1 코일부(520)와는 달리 인쇄회로기판(700)에 90°의 각도로 네 개가 구비될 수 있으며, 이러한 네 개의 제2 코일부(620)는 후술할 인쇄회로기판(700)에 의해 각각 개별적으로 제어될 수 있다.

상기 인쇄회로기판(700)을 통하여 인가된 전류는 상기 제2 코일부의 권선된 코일에 흘러 전자기장을 형성하며, 상기 제2 마그넷부(610)의 자기장과 상호 작용하여 상기 보빈(300)을 x, y축으로 이동시킨다.

한편, 카메라 모듈의 소형화, 구체적으로, 광축 방향인 z축 방향으로의 높이를 낮게 하는 것을 고려할 때, 상기 제2 코일부(620)는 패턴 코일(patterned coil)로 형성될 수도 있다.

한편, 도 2 및 4를 참조하면, 상기 탄성유닛(800)은 상측 스프링(810), 하측 스프링(820) 및 측면 스프링(830)을 포함한다.

상기 상측 스프링(810)은 상기 보빈(300)의 상측을 지지하며, 상기 보빈(300)의 상방 이동에 대한 복귀력을 제공하기 위해 상기 하우징(400)의 상단부에 구비된다.

구체적으로, 상기 상측 스프링(810)은 상기 하우징(400)의 바디(430) 상면에 돌출 형성된 상면 체결돌기(431)에 대응되어 형성된 제2 체결홀과, 상기 제1 코일부에 권선된 코일의 일단과 타단에 솔더링됨으로써 각각 전기적으로 연결되도록 돌출 형성된 솔더링 돌기(811)를 포함한다. 또한, 후술할 측면 스프링(830)과의 전기적 접촉은 어느 한 점을 측면 스프링(830)의 제1 체결부(831)의 한 점과 솔더링함으로써 연결하면 족하다.

상기 하측 스프링(820)은 상기 보빈(300)의 하측을 지지하기 위해 상기 하우징(400)의 하단부에 구비된다.

상기 상측 스프링(810), 하측 스프링(820) 및 측면 스프링(830)은 하우징(400)의 각각의 면에 배치되며, 일반적인 코일 스프링으로 이루어질 수도 있지만, 생산의 효율성을 위하여 단일의 판재가 절곡 및 절단된 형상으로 이루어진 판 스프링으로 형성되는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 상측 스프링(810)과 하측 스프링(820)은 링 형상을 이루게 되며, 내주는 상기 보빈(300)의 형상에 대응되도록 원형으로 이루어지고, 외주는 상기 하우징(400) 및 베이스(200)의 형상에 지지될 수 있도록 사각 형상으로 이루어진다.

상기 측면 스프링(830)은 상기 보빈(300)의 진동 감쇄를 위해 상기 하우징(400)의 측면에 일측이 체결되고 상기 베이스(200)의 측면에 타측이 체결된다.

구체적으로, 상기 측면 스프링(830)은 상기 하우징(400)의 일측면에 체결되는 제1 체결부(831)와, 상기 베이스(200)의 일측면에 체결되는 제2 체결부(832)와, 상기 제1 체결부(831)와 제2 체결부(832)에 수직하게 형성된 탄성부(833)를 포함한다.

상기 탄성부(833)는 적어도 하나의 벤딩부가 형성되며, 상기 탄성부(833)는 하나의 측면 스프링(830)에 상호 대향되는 형상으로 두 개가 형성될 수 있다.

상기 측면 스프링(830)의 제1 체결부(831)에는 상기 하우징(400)의 바디(430)에 형성된 측면 체결돌기(433)에 대응되는 제1 체결홀(838)이 형성되어 있다.

마찬가지로, 상기 제2 체결부(832)는 상기 제1 체결부(831)와 같은 방식으로 상기 베이스(200)에 체결되거나, 베이스에 상기 제2 체결부의 폭과 동일한 슬릿을 형성하여 상기 제2 체결부를 슬라이드 결합하여 체결할 수도 있다.

상기 측면 스프링(830)은 적어도 두 개 이상이 대향되도록 상기 하우징(400)과 베이스(200) 측면에 구비되며, 효율적인 진동 감쇄를 위해 상기 하우징(400)의 네 개의 변에 각각 구비될 수 있다.

도 9는 실시예에 대한 이해를 돕기 위한 측면 스프링의 변형 사시도이다.

도 9를 기준으로 볼 때, 측면 스프링은 좌측 방향으로 힘을 받고 있다. 여기서, 양 측의 측면 스프링(830a)은 f_x 방향으로 힘을 받고 있고, 앞, 뒤의 측면 스프링(830b)은 f_y 방향으로 힘을 받고 있다.

모든 측면 스프링(830)의 각각의 탄성부(833)의 일단과 타단은 수평하게 형성된 상기 제1 체결부(831) 및 제2 체결부(832)에 대해 수직선상에 위치하기만 하면 되고, 중간에 적어도 하나 이상의 벤딩 부분이 형성되면 되나, 하기 조건식을 만족하는 것이 바람직하다.

<조건식>

K_x = 0.5~2.0K_y

K_z = 5~100K_x

여기서, K는 스프링 상수를 나타낸다.

요컨대, x축 방향의 스프링 상수와 y축 방향의 스프링 상수는 대략적으로 동일한 것이 바람직하고, z축 방향의 스프링 상수는 상기 x축 또는 y축 방향의 스프링 상수에 비해 5배 내지 100배의 스프링 상수를 갖는 것이 바람직하다.

이러한 조건식을 만족하면 바람직한 이유는, f=Kx의 공식에서 비롯된다. 여기서 f는 마그넷, 코일의 힘이고, x는 이동거리이다. 즉, K값이 작아야 f 값에 의해 보빈이 이동될 수 있으며, 이러한 K 값인 스프링 상수는 x, y, z, 방향에서 고려되어야 한다.

x, y 축 이동에 대한 복귀력을 제공하기 위한 측면 스프링(830)에 z 축 이동을 고려한 이유는, 렌즈가 수용된 보빈(300) 자체의 무게를 고려하기 위함이며, 또한, 카메라 촬영 방향이 지면 또는 하늘을 향할 수 있기 때문이다.

이러한 측면 스프링의 다른 실시예는 도 10에 도시되어 있으며, 도 10은 다른 실시예에 따른 측면 스프링을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 10에 도시된 다른 실시예에 따른 측면 스프링(1830)은 실시예에 따른 측면 스프링(830)에 비해 구조가 단순화되어 있으나, 상기 조건식을 만족하는 구조로서 형성된 것이며, 상기 조건식을 만족하기만 하면 판스프링의 벤딩 형상, 위치 등은 다양하게 변형될 수 있다.

한편, 상기 인쇄회로기판(700)은 상기 베이스(200)의 상측에 체결되어, 상기 제1 액추에이터(500)와 제2 액추에이터(600)를 제어하기 위해 상기 제2 액추에이터(600)와 베이스(200) 사이에 구비된다. 이러한 인쇄회로기판(700)에는 렌즈를 통해 유입된 광신호를 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서(미도시) 및 각종 소자(미도시)들이 실장된다.

또한, 상기 인쇄회로기판(700)은 상기 제1 코일부(520)에 전원을 인가하기 위해, 측면 스프링(830)과 전기적으로 접속할 수 있도록 두 군데에 솔더링 포인트(710)를 두고 있다. 전술한 것과 같이, 상기 솔더링부인트(710)는 상기 측면 스프링(830)의 제2 체결부(832)에 형성된 솔더링부(832a)와 솔더링되어 전기적으로 결합한다.

실시예는 상기 두 개의 액추에이터(500, 600), 즉, 광축 방향인 z축 방향으로 보빈(300)을 이동시키는 제1 액추에이터(500)와, x축 또는 y축 방향으로 보빈(300)을 이동시키는 제2 액추에이터(600)를 개별적으로 구동함으로써 우수하면서 신속한 오토포커싱 기능과 손떨림 방지기능을 구현 가능하게 하는 이점이 있다.

여기서, z축으로 보빈을 상, 하 이동시키기 위한 제1 액추에이터(500)와, x, y 축으로 보빈을 이동시키기 위한 제2 액추에이터(600)의 구조 및 결합관계에 대하여 자세히 설명하자면 다음과 같다.

도 7은 실시예에 따른 제1 액추에이터(500) 및 제2 액추에이터(600)를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 8은 실시예에 따른 제1 액추에이터(500) 및 제2 액추에이터(600)의 자기방향을 도시한 도면이다.

도 2 및 도 5 내지 도 8을 참조하면, 실시예에 따른 제1 액추에이터(500)와 제2 액추에이터(600)는 광축 방향인 z축을 기준으로 상호 수평하게 위치한다.

전술한 것과 같이 상기 하우징(400) 및 베이스(200)는 상기 커버캔의 내측면의 형상에 대응되게 형성되므로, 상기 커버캔(100)의 내측면이 사각형상으로 형성된다면 상기 하우징(400) 및 베이스(200) 또한 사각형상으로 형성된다.

이러한 상태에서, 상기 하우징(400) 내에 위치하는 원형의 보빈(300)을 고려할 때, 상기 제1 액추에이터(500)의 제1 마그넷부(510)는 상기 하우징(400)의 빈 공간인 모서리에 각각 구비되는 것이 상기 커버캔(100)의 내부 공간을 효율적으로 활용할 수 있으므로 바람직하다. 따라서, 제2 액추에이터(600)의 제2 마그넷부(610)는 상기 제1 마그넷부(510)와 z축 방향으로 수평한 일직선상에 위치할 수 있다.

즉, 상기 제1 마그넷부(510)는 상기 하우징(400)의 내측면에 90°의 각도로 일정 간격 구비된 네 개의 마그넷(511, 512, 513, 514)을 포함하고, 상기 제2 마그넷부(610) 또한 90°의 각도로 일정 간격 구비된 네 개의 마그넷(611, 612, 613, 614)을 포함할 수 있다.

한편, 도 8을 참조하면, 제1 마그넷부(510)는 외측에서 S극의 극성을 띄고 광축 방향에서 N극의 극성을 띄게되고, 제2 마그넷부(610)는 외측에서 N극의 극성을 띄고 광축 방향에서 S극의 극성을 띈다. 물론 상기 극성은 반대로 띌 수 있게 구비될 수 있다.

여기서, 상기 제2 마그넷부(610)의 각각의 마그넷(611, 612, 613, 614)은 하측에 위치한 제2 코일부(620)에 의해 손떨림보정 기능을 구현하는 방향으로 자기장을 형성해야 하므로, 극성을 띄지 않는 중립부(611a, 612a, 613a, 614a)를 포함한다.

이러한 극성을 가진 상태에서 상기 제1 마그넷부(510)와 제2 마그넷부(610)가 일직선상에 위치하게 되므로, 카메라 모듈 조립시 상호 인력이 작용하여 조립이 용이한 이점이 있다.

한편, 상기 제1 마그넷부(510)는 제2 코일부(620)의 자기장에 의한 영향을 받지 않아야 하며, 제2 마그넷부(610)는 제1 코일부(520)의 자기장에 의한 영향을 받지 않는 것이 바람직하므로, 도 2 및 도 3에 도시된 것과 같이 상기 하우징(400) 내측으로 돌출 형성된 차단리브(420)가 형성되어 상기 제1 마그넷부(510)와 제2 마그넷부(610)를 상호 차단시킬 수 있다.

한편, 도 5를 참조하면, 본 발명은 상기 인쇄회로기판(700)에 구비되며 상기 제2 마그넷부(610)의 이동을 감지하기 위한 홀센서부(900)를 더 포함할 수 있다. 상기 홀센서부(900)는 인가되는 전압과 코일에 흐르는 전류의 세기 및 위상을 센싱하며, 인쇄회로기판(700)과 상호 작용하여 상기 제2 액추에이터(600)를 정밀하게 제어하기 위해 구비된다.

상기 홀센서부(900)는 상기 제2 마그넷부(610)와 일직선상에 구비되며, x축 및 y축의 변위를 감지하여야 하므로, 상기 홀센서부(900)는 상기 인쇄회로기판(700)의 모서리 중 인접한 두 개의 모서리에 각각 구비된 두 개의 홀센서를 포함하는 것이 바람직하다.

이러한 홀센서부(900)는 제2 마그넷부(610) 보다 제2 코일부(620)에 인접하게 구비되나, 마그넷에서 형성되는 자기장의 세기가 코일에서 형성되는 전자기장의 세기보다 몇 백배 큰 것을 감안하면, 제2 마그넷부(610)의 이동 감지에 있어 제2 코일부(620)의 영향은 고려 대상이 되지 않는다.

상기 인쇄회로기판(700)의 상측면에는 이미지센서, 각종 소자 및 제2 코일부(620)가 실장되므로, 상기 홀센서부(900)는 인쇄회로기판(700)의 하측면에 실장되는 것이 바람직하다.

이상, 상기 설명에 의해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이며, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위 및 그와 균등한 범위에 의하여 정해져야 한다.

100: 커버캔 110: 체결홀
120: 중공부 200: 베이스
210: 체결돌기 300: 보빈
310: 플랜지부 400: 하우징
410: 안착부 420: 차단리브
500: 제1 액추에이터 510: 제1 마그넷부
520: 제1 코일부 600: 제2 액추에이터
610: 제2 마그넷부 620: 제2 코일부
700: 인쇄회로기판 800: 탄성유닛
810: 상측 스프링 820: 하측 스프링
830: 측면 스프링 831: 제1 체결부
832: 제2 체결부 833: 탄성부
900: 홀센서부

Claims

상측은 렌즈가 노출되기 위한 중공부가 형성되고, 하측은 전부 개방된 개방면이 형성된 커버캔;
상기 커버캔의 개방면에 체결되는 베이스;
상기 커버캔의 내측면과 대응되는 형상으로 형성되며, 상기 커버캔의 내부를 상측공간과 하측공간으로 구획하는 하우징;
상기 커버캔에 상측공간에 수용되기 위해 상기 하우징에 안착되며, 피사체를 촬영하는 렌즈배럴을 포함하는 보빈;
상기 보빈을 광축방향인 z축 방향으로 이동시키기 위해 상기 보빈의 외측면과 상기 하우징의 내측면 사이에 구비되는 제1 액추에이터;
상기 보빈을 x, y축 방향으로 이동시키기 위해 상기 보빈의 하측면과 상기 베이스의 상측면 사이에 구비되는 제2 액추에이터; 및
상기 제1 액추에이터와 제2 액추에이터를 제어하기 위해 상기 제2 액추에이터의 하측면과 상기 베이스의 상측면 사이에 구비된 인쇄회로기판;을 포함하는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 액추에이터는 상기 보빈의 외주면에 구비된 제1 코일부와, 상기 제1 코일부에 대응되도록 상기 하우징의 내측면에 구비된 제1 마그넷부를 포함하며,
상기 제2 액추에이터는 상기 인쇄회로기판 상에 구비된 제2 코일부와, 상기 제2 코일부에 대응되도록 상기 하우징의 내측면에 구비된 제2 마그넷부를 포함하는 카메라 모듈.
제2항에 있어서,
상기 제1 마그넷부는 상기 하우징의 내측면에 90°의 각도로 일정 간격 형성된 네 개의 마그넷을 포함하고,
상기 제2 마그넷부는 상기 하우징의 내측면에 90°의 각도로 일정 간격 형성된 네 개의 마그넷을 포함하는 카메라 모듈.
제2항에 있어서,
상기 제1 마그넷부와 제2 마그넷부는 z축을 기준으로 일직선상에 구비되는 카메라 모듈.
제2항에 있어서,
상기 제2 마그넷부는 극성을 띄지 않는 중립부를 포함하는 카메라 모듈.
제2항에 있어서,
상기 제2 코일부는 패턴 코일인 카메라 모듈.
제2항에 있어서,
상기 제1 코일부는 상기 보빈의 외주면에 구비되기 위한 환형의 형상으로 형성되고,
상기 제2 코일부는 상기 인쇄회로기판에 의해 각각 개별적으로 제어될 수 있도록 상기 인쇄회로기판에 90°의 각도로 네 개가 구비되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 하우징은,
상기 커버캔의 내측면과 대응되는 형상으로 형성되며, 상기 커버캔의 내부를 상측공간과 하측공간으로 구획하는 바디; 및
상기 베이스에 체결되어 상기 바디를 베이스의 상측으로 이격시키기 위해 상기 바디에서 하측으로 형성되는 적어도 두 개 이상의 지지체;를 포함하는 카메라 모듈.
제8항에 있어서,
상기 보빈은 외주면에 수직형성되는 플랜지부를 포함하며,
상기 바디는 측면의 내측으로 수직 형성되어 상기 플랜지부가 안착되는 안착부를 포함하는 카메라 모듈.
제8항에 있어서,
상기 바디는 상기 제1 액추에이터 및 제2 액추에이터를 상호 차단시키기 위해 측면의 내측으로 돌출 형성된 차단리브를 포함하는 카메라 모듈.
제8항에 있어서,
상기 보빈은 외주면에 수직형성되는 플랜지부를 포함하며,
상기 바디는 측면의 내측으로 일정 간격으로 형성되어 상기 플랜지부가 안착되는 안착부와, 상기 제1 액추에이터 및 제2 액추에이터를 상호 차단시키기 위해 상기 안착부 사이에 돌출 형성된 차단리브를 포함하는 카메라 모듈.
제8항에 있어서,
상기 지지체는 90°로 이격되어 형성된 네 개의 지지체로 형성되며,
상기 베이스에는 상기 지지체의 x, y 축 방향 이동을 제한하기 위해 돌출 형성된 고정돌기를 포함하는 카메라 모듈.
상측은 렌즈가 노출되기 위한 중공부가 형성되고, 하측은 전부 개방된 개방면이 형성된 커버캔;
상기 커버캔의 개방면에 체결되는 베이스;
상기 커버캔의 내측면과 대응되는 형상으로 형성되며, 상기 커버캔의 내부를 상측공간과 하측공간으로 구획하는 하우징;
상기 커버캔에 상측공간에 수용되기 위해 상기 하우징에 안착되며, 피사체를 촬영하는 렌즈배럴을 포함하는 보빈;
상기 보빈을 광축방향인 z축 방향으로 이동시키기 위해 상기 보빈의 외측면과 상기 하우징의 내측면 사이에 구비되는 제1 액추에이터;
상기 보빈을 x, y축 방향으로 이동시키기 위해 상기 보빈의 하측면과 상기 베이스의 상측면 사이에 구비되는 제2 액추에이터;
상기 제1 액추에이터와 제2 액추에이터를 제어하기 위해 상기 제2 액추에이터의 하측면과 상기 베이스의 상측면 사이에 구비된 인쇄회로기판; 및
상기 제1 액추에이터에 상기 인쇄회로기판에 의해 인가된 전원을 전달하며, 상기 보빈의 x, y, z 축의 이동을 제한하는 탄성유닛;을 포함하는 카메라 모듈.
제13항에 있어서,
상기 탄성유닛은,
상기 하우징의 상단부에 구비되는 상측 스프링;
상기 하우징의 하단부에 구비되는 하측 스프링; 및
상기 하우징과 상기 베이스 사이에 구비되는 측면 스프링;을 포함하는 카메라 모듈.
제14항에 있어서,
상기 측면 스프링은 상기 하우징의 네 개의 변에 각각 구비된 카메라 모듈.
제14항에 있어서,
상기 측면 스프링은,
상기 하우징의 일측면에 체결되는 제1 체결부;
상기 베이스의 일측면에 체결되는 제2 체결부; 및
상기 제1 체결부와 제2 체결부에 수직하게 형성되며, 적어도 하나의 벤딩부가 형성된 탄성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제16항에 있어서,
상기 탄성부는 상기 제1 체결부와 제2 체결부 사이에서 상호 대향되게 형성된 두 개의 벤딩부를 포함하는 카메라 모듈.
제14항에 있어서,
상기 측면 스프링은 다음의 조건식을 만족하는 카메라 모듈.
<조건식>
K_x = 0.5~2.0K_y
K_z = 5~100K_x
여기서, K는 스프링 상수를 나타내며, K_z는 광축 방향 성분의 스프링 상수, K_x및K_y는 x, y축방향 성분의 스프링 상수를 나타낸다.
제16항에 있어서,
상기 하우징 바디의 외측면에는 상기 제1 체결부를 체결하기 위하여 돌출 형성된 측면 체결돌기를 포함하고,
상기 제1 체결부에는 상기 측면 체결돌기에 대응되게 형성된 제1 체결홀을 포함하는 카메라 모듈.
제16항에 있어서,
상기 하우징 바디의 상측면에는 상기 상측 스프링을 체결하기 위하여 돌출형성된 상면 체결돌기를 포함하고,
상기 상측 스프링에는 상기 상측 체결돌기에 대응되게 형성된 제2 체결홀을 포함하는 카메라 모듈.
제16항에 있어서,
상기 인쇄회로기판은 상기 측면 스프링과 전기적으로 접속하기 위해 형성된 두 개의 솔더링 포인트를 포함하고,
상기 측면 스프링은 상기 하우징의 네 개의 변에 각각 구비되며, 대향하는 두 개의 측면 스프링의 제2 체결부는 상기 각각의 솔더링 포인트에 솔더링되기 위한 솔더링부가 각각 형성되며,
상기 상측 스프링은 상기 대향하는 두 개의 측면 스프링의 제1 체결부와 전기적으로 연결되고, 상기 제1 액추에이터와 전기적으로 연결되기 위한 솔더링 돌기가 형성된 카메라 모듈.
상측은 렌즈가 노출되기 위한 중공부가 형성되고, 하측은 전부 개방된 개방면이 형성된 커버캔;
상기 커버캔의 개방면에 체결되는 베이스;
상기 커버캔의 내측면과 대응되는 형상으로 형성되며, 상기 커버캔의 내부를 상측공간과 하측공간으로 구획하는 하우징;
상기 커버캔에 상측공간에 수용되기 위해 상기 하우징에 안착되며, 피사체를 촬영하는 렌즈배럴을 포함하는 보빈;
상기 보빈을 광축방향인 z축 방향으로 이동시키기 위해 상기 보빈의 외측면과 상기 하우징의 내측면 사이에 구비되는 제1 액추에이터;
상기 보빈을 x, y축 방향으로 이동시키기 위해 상기 보빈의 하측면과 상기 베이스의 상측면 사이에 구비되는 제2 액추에이터;
상기 제1 액추에이터와 제2 액추에이터를 제어하기 위해 상기 제2 액추에이터의 하측면과 상기 베이스의 상측면 사이에 구비된 인쇄회로기판; 및
상기 인쇄회로기판에 실장되어 상기 제2 액추에이터의 이동을 감지하기 위한 홀센서부;를 포함하는 카메라 모듈.
제22항에 있어서,
상기 제1 액추에이터는 상기 보빈의 외주면에 구비된 제1 코일부와, 상기 제1 코일부에 대응되도록 상기 하우징의 내측면에 구비된 제1 마그넷부를 포함하며,
상기 제2 액추에이터는 상기 인쇄회로기판 상에 구비된 제2 코일부와, 상기 제2 코일부에 대응되도록 상기 하우징의 내측면에 구비된 제2 마그넷부를 포함하는 카메라 모듈.
제23항에 있어서,
상기 제1 마그넷부는 상기 하우징의 내측면에 90°의 각도로 일정 간격 형성된 네 개의 마그넷을 포함하고,
상기 제2 마그넷부는 상기 하우징의 내측면에 90°의 각도로 일정 간격 형성된 네 개의 마그넷을 포함하며,
상기 제1 마그넷부와 제2 마그넷부는 z축을 기준으로 일직선상에 구비되는 카메라 모듈.
제23항에 있어서,
상기 홀센서부는 상기 제2 마그넷부와 z축을 기준으로 일직선상에 구비되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제24항에 있어서,
상기 홀센서부는 상기 제2 마그넷부 중 두 개의 마그넷에 대해 z축을 기준으로 각각 구비된 두 개의 홀센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제26항에 있어서,
상기 두 개의 홀센서는 상호 인접한 마그넷에 대해 구비되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제22항에 있어서,
상기 홀센서부는 상기 인쇄회로기판의 하측면에 실장되며,
상기 하우징은 상기 제1 액추에이터 및 제2 액추에이터를 상호 차단시키기 위해 측면의 내측으로 돌출 형성된 차단리브를 포함하는 카메라 모듈.