KR20190053037A - 카메라 모듈 - Google Patents

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KR20190053037A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 렌즈모듈을 수용하는 하우징; 및 상기 렌즈모듈의 상부에 결합하고, 상기 렌즈모듈에 입사되는 광량을 변경하도록 서로 다른 직경의 입사공을 갖는 플레이트를 복수개 구비하는 조리개모듈;을 포함하고, 상기 플레이트는, 상기 조리개모듈에 구비되는 구동자석과 상기 하우징에 구비되는 구동코일의 상호작용에 의해 구동되고, 상기 구동자석과 상기 구동코일은 광축 방향에 대략 수직한 방향으로 상호 마주보게 구비될 수 있다.

Description

카메라 모듈{Camera module}
본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.
최근에는 스마트 폰을 비롯하여 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대용 전자기기에 카메라 모듈이 기본적으로 채용되고 있다. 일반적인 디지털 카메라의 경우 촬영 환경에 따라 광의 입사량을 변화시키도록 기계식 조리개를 구비하고 있으나, 휴대용 전자기기와 같이 소형 제품에 이용되는 카메라 모듈의 경우에는 구조적인 특징 및 공간 확보 문제로 조리개를 별도로 구비하기 어렵다.
일 예로, 조리개를 구동시키기 위한 여러 부품들로 인하여 카메라 모듈의 무게가 무거워져 자동 초점조정(Auto Focus) 또는 손떨림 보정(Optical Image Stabilization) 기능이 저하될 수 있다. 또한, 조리개 자체에 조리개 구동을 위한 코일 등 전원 연결부가 구비되는 경우에는 자동 초점조정 시에 렌즈의 상하 이동에 따라 전원 연결부가 걸리는 등의 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은, 조리개 모듈을 통해 광의 입사량을 선택적으로 변경할 수 있도록 하고, 조리개 모듈을 장착하더라도 자동 초점조정 기능 또는 손떨림 보정 기능의 성능이 저하되지 않도록 하는 카메라 모듈을 제공하는 것이다.
또한, 조리개 모듈의 채용에 따른 무게 증가를 최소화할 수 있는 카메라 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 렌즈모듈을 수용하는 하우징; 및 상기 렌즈모듈의 상부에 결합하고, 상기 렌즈모듈에 입사되는 광량을 변경하도록 서로 다른 직경의 입사공을 갖는 플레이트를 복수개 구비하는 조리개모듈;을 포함하고, 상기 플레이트는, 상기 조리개모듈에 구비되는 구동자석과 상기 하우징에 구비되는 구동코일의 상호작용에 의해 구동되고, 상기 구동자석과 상기 구동코일은 광축 방향에 대략 수직한 방향으로 상호 마주보게 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 렌즈모듈을 수용하고 대략 사각 박스 형상인 하우징; 및 상기 렌즈모듈의 상부에 결합하고, 상기 렌즈모듈에 입사되는 광량을 변경하도록 서로 다른 직경의 입사공을 갖는 플레이트를 복수개 구비하는 조리개모듈;을 포함하고, 상기 하우징의 광축 방향에 나란한 4개의 면에는 손떨림 보정용(Optical Image Stabilization) 구동코일 2개, 자동초점조절용(Auto Focus) 구동코일 1개, 상기 플레이트 구동코일 1개가 각각 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 조리개 모듈을 장착하더라도 구동부의 무게 증가를 최소화하고 부품의 배치를 최적화하여 자동 초점 기능 및 손떨림 보정 기능의 성능을 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 일부 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개 모듈의 분해 사시도이고,
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개 모듈에 구비되는 제1 플레이트의 평면도이고,
도 5b은 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개 모듈에 구비되는 제2 플레이트의 평면도이고,
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 플레이트와 제1 플레이트 및 제2 플레이트가 겹치게 배치된 형상의 일 예를 도시한 참고도이고,
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 입사공의 직경 변화를 위해 조리개 모듈이 구동되는 모습을 도시한 상부 사시도이고,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개 모듈의 사시도이고,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개 모듈의 고정부와 구동부의 분해 사시도이고,
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 조리개 모듈의 단면도이고,
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 구동자석, 풀링요크 및 홀딩요크의 배치관계를 설명하는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니한다.
예를 들어, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 구성요소의 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여 본 발명의 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 이동 통신 단말기, 스마트 폰, 태블릿 PC 등의 휴대가능한 전자기기에 장착될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 일부 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 렌즈모듈(200), 캐리어(300), 가이드부(400), 조리개모듈(500), 하우징(110) 및 케이스(120)를 포함한다.
렌즈모듈(200)은 피사체를 촬영하는 복수의 렌즈를 구비하는 렌즈배럴(210) 및 렌즈배럴(210)을 수용하는 홀더(220)를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 광축을 따라 렌즈배럴(210)의 내부에 배치된다. 렌즈모듈(200)은 캐리어(300)에 광축(Z축)에 수직한 방향(X축 방향 및 광축 및 X축 방향에 수직한 Y축 방향)으로 이동 가능하게 수용된다.
렌즈모듈(200)은 초점조정(Auto Focus)을 위해 광축 방향으로 이동가능하게 구성된다. 일 예로, 초점조정부에 의해 렌즈모듈(200)은 캐리어(300)와 함께 광축 방향으로 이동될 수 있다.
초점조정부는 광축 방향으로 구동력을 발생시키는 마그네트(710)와 코일(730)을 포함한다. 아울러, 렌즈모듈(200), 즉, 캐리어(300)의 광축 방향 위치를 센싱하기 위해 위치센서(750), 가령, 홀 센서를 구비할 수 있다.
마그네트(710)는 캐리어(300)에 장착된다. 일 예로, 마그네트(710)는 캐리어(300)의 일면에 장착될 수 있다.
코일(730)과 위치센서(750)는 하우징(110)에 장착된다. 일 예로, 코일(730)과 위치센서(750)는 마그네트(710)와 마주보도록 하우징(110)에 고정될 수 있다. 코일(730)과 위치센서(750)는 기판(900)에 구비될 수 있으며, 기판(900)은 하우징(110)에 장착될 수 있다.
마그네트(710)는 캐리어(300)에 장착되어 캐리어(300)와 함께 광축 방향으로 이동하는 이동부재이고, 코일(730)과 위치센서(750)는 하우징(110)에 고정된 고정부재이다.
코일(730)에 전원이 인가되면, 마그네트(710)와 코일(730) 사이의 전자기적 영향력에 의하여 캐리어(300)를 광축 방향으로 이동시킬 수 있다. 그리고, 위치센서(750)는 캐리어(300)의 광축 방향 위치를 센싱할 수 있다.
캐리어(300)에는 렌즈모듈(200)이 수용되므로, 캐리어(300)의 이동에 의해 렌즈모듈(200)도 캐리어(300)와 함께 광축 방향으로 이동된다.
캐리어(300)가 이동될 때, 캐리어(300)와 하우징(110) 사이의 마찰을 저감하도록 캐리어(300)와 하우징(110) 사이에 구름부재(B)가 배치된다. 구름부재(B)는 볼 형태일 수 있다.
구름부재(B)는 마그네트(710)(또는 코일(730))의 양측에 배치된다.
기판(900)에는 요크가 장착될 수 있다. 일 예로, 요크는 코일(730)을 사이에 두고 마그네트(710)와 마주보도록 배치되게 구비될 수 있다.
요크와 마그네트(710) 사이에는 광축 방향에 수직한 방향으로 인력이 작용한다. 따라서, 요크와 마그네트(710) 사이의 인력에 의해 구름부재(B)는 캐리어(300) 및 하우징(110)과 접촉 상태를 유지할 수 있다.
또한, 요크는 마그네트(710)의 자기력이 집속되도록 하는 기능도 한다. 이에 따라, 누설 자속이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
일 예로, 요크와 마그네트(710)는 자기 회로(Magnetic circuit)를 형성한다.
한편, 사용자의 손떨림 등의 요인에 의한 이미지의 흔들림을 보정하기 위하여, 렌즈모듈(200)은 광축에 수직한 제1 방향과, 광축 및 제1 방향에 수직하는 제2 방향으로 이동될 수 있다.
예를 들어, 손떨림보정부(Optical Image Stabilization)는 사용자의 손떨림 등에 의해 영상 촬영 시 흔들림이 발생할 때, 흔들림에 대응하는 상대변위를 렌즈모듈(200)에 부여함으로써 흔들림을 보상한다.
캐리어(300)에는 가이드부(400)가 광축방향 상부에 올려지도록 수용된다. 그리고, 가이드부(400)의 상부에는 홀더(220)가 올려진다. 그리고, 캐리어(300)와 가이드부(400)의 광축 방향 사이 및 가이드부(400)와 홀더(220)의 광축 방향 사이에는 구름 베어링 역할을 하는 볼 부재(C)가 구비될 수 있다.
렌즈모듈(200)이 광축에 수직한 제1 방향 및 제2 방향으로 이동될 때, 가이드부(400)가 렌즈모듈(200)을 가이드하도록 구성된다.
일 예로, 렌즈모듈(200)은 가이드부(400)에 대하여 제1 방향으로 상대이동하고, 가이드부(400)와 렌즈모듈(200)은 캐리어(300) 내에서 제2 방향으로 함께 이동되도록 구성될 수 있다.
손떨림보정부는 손떨림보정을 위한 구동력을 발생시키는 복수의 마그네트(810a, 830a)와 복수의 코일(810b, 830b)을 포함한다. 그리고, 렌즈모듈(200)의 제1 방향 및 제2 방향의 위치를 센싱하도록 복수의 위치센서(810c, 830c), 가령, 홀 센서를 구비할 수 있다.
복수의 마그네트(810a, 830a)와 복수의 코일(810b, 830b) 중에서, 일부의 마그네트(810a)와 일부의 코일(810b)은 제1 방향으로 마주보도록 배치되어 제1 방향으로의 구동력을 발생시키고, 나머지 마그네트(830a)와 나머지 코일(830b)은 제2 방향으로 마주보도록 배치되어 제2 방향으로의 구동력을 발생시킨다.
복수의 마그네트(810a, 830a)는 렌즈모듈(200)에 장착되고, 복수의 마그네트(810a, 830a)와 마주보는 복수의 코일(810b, 830b) 및 복수의 위치센서(810c, 830c)는 하우징(110)에 고정된다. 일 예로, 복수의 코일(810b, 830b) 및 복수의 위치센서(810c, 830c)는 기판(900)에 구비되며, 기판(900)은 하우징(110)에 장착된다.
복수의 마그네트(810a, 830a)는 렌즈모듈(200)과 함께 제1 방향 및 제2 방향으로 이동되는 이동부재이고, 복수의 코일(810b, 830b) 및 복수의 위치센서(810c, 830c)는 하우징(110)에 고정된 고정부재이다.
본 발명에는 가이드부(400) 및 렌즈모듈(200)을 지지하는 볼 부재(C)가 제공된다. 볼 부재(C)는 손떨림보정 과정에서 가이드부(400) 및 렌즈모듈(200)을 가이드하는 기능을 한다.
볼 부재(C)는 캐리어(300)와 가이드부(400) 사이, 캐리어(300)와 렌즈모듈(200) 사이 및 가이드부(400)와 렌즈모듈(200) 사이에 구비될 수 있다.
제1 방향으로의 구동력이 발생한 경우에, 캐리어(300)와 가이드부(400) 사이 및, 캐리어(300)와 렌즈모듈(200) 사이에 배치된 볼 부재(C)가 제1 방향으로 구름운동한다. 이에 따라, 볼 부재(C)는 가이드부(400)와 렌즈모듈(200)의 제1 방향으로의 이동을 가이드한다.
또한, 제2 방향으로의 구동력이 발생한 경우에, 가이드부(400)와 렌즈모듈(200) 사이 및, 캐리어(300)와 렌즈모듈(200) 사이에 배치된 볼 부재(C)가 제2 방향으로 구름운동한다. 이에 따라, 볼 부재(C)는 렌즈모듈(200)의 제2 방향으로의 이동을 가이드한다.
렌즈모듈(200)과 캐리어(300)는 하우징(110)에 수용된다. 일 예로, 하우징(110)은 상부와 하부가 개방된 형상이며, 하우징(110)의 내부 공간에 렌즈모듈(200)과 캐리어(300)가 수용된다.
하우징(110)의 하부에는 이미지 센서가 탑재된 인쇄회로기판(미도시)이 배치될 수 있다.
케이스(120)는 하우징(110)의 외부면을 감싸도록 하우징(110)과 결합하며, 카메라 모듈의 내부 구성부품을 보호하는 기능을 한다. 또한, 케이스(120)는 전자파를 차폐하는 기능을 할 수 있다.
일 예로, 카메라 모듈에서 발생된 전자파가 휴대가능한 전자기기 내의 다른 전자부품에 영향을 미치지 않도록 케이스(120)가 전자파를 차폐할 수 있다.
또한, 휴대가능한 전자기기에는 카메라 모듈 이외에 여러 전자부품이 장착되므로, 이러한 전자부품에서 발생된 전자파가 카메라 모듈에 영향을 미치지 않도록 케이스(120)가 전자파를 차폐할 수 있다.
케이스(120)는 금속재질로 제공되어 인쇄회로기판에 구비되는 접지패드에 접지될 수 있으며, 이에 따라 전자파를 차폐할 수 있다.
조리개모듈(500)은 렌즈모듈(200)에 입사되는 광의 입사량을 선택적으로 변경하도록 구성된 장치이다.
일 예로, 조리개모듈(500)에는 서로 다른 사이즈를 갖는 복수의 입사공을 갖는 플레이트(530, 540)가 복수개(적어도 2개) 구비될 수 있다. 촬영 환경에 따라 플레이트(530, 540)에 의해 형성되는 다양한 크기의 복수의 입사공 중 어느 하나를 통해 빛이 입사될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 다른 카메라 모듈(1000)은 렌즈모듈(200)을 수용하고 대략 사각 박스 형상인 하우징(110)을 포함한다. 그리고, 렌즈모듈(200)의 상부에 결합하고, 렌즈모듈(200)에 입사되는 광량을 변경하도록 서로 다른 직경의 입사공을 갖는 플레이트(530, 540)를 복수개 구비하는 조리개모듈(500)을 구비한다.
이에 따라, 하우징(110)의 광축 방향과 나란한 4개의 면에는 손떨림 보정용(Optical Image Stabilization) 구동코일 2개(810b, 830b), 자동초점조절용(Auto Focus) 구동코일 1개(730), 조리개모듈(200)의 구동부(520) 구동코일 1개(521b)가 각각 구비될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개 모듈의 분해 사시도이고, 도 5a는 조리개 모듈에 구비되는 제1 플레이트의 평면도이고, 도 5b는 조리개 모듈에 구비되는 제2 플레이트의 평면도이고, 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 플레이트와 제1 플레이트 및 제2 플레이트가 겹치게 배치된 형상의 일 예를 도시한 참고도이고, 도 7a 및 도 7b는 입사공의 직경 변화를 위해 조리개 모듈이 구동되는 모습을 도시한 상부 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개 모듈의 사시도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개 모듈의 고정부와 구동부의 분해 사시도이다.
조리개모듈(500)은 렌즈모듈(200)의 상부에 결합하며, 렌즈모듈(200)에 입사되는 광의 입사량을 선택적으로 변경할 수 있도록 구성된다.
고조도 환경에서는 상대적으로 적은 양의 빛이 렌즈모듈(200)에 입사되도록 할 수 있고, 저조도 환경에서는 상대적으로 많은 양의 빛이 렌즈모듈(200)에 입사되도록 할 수 있으므로, 다양한 조도 조건에서도 이미지의 품질을 일정하게 유지할 수 있다.
조리개모듈(500)은 렌즈모듈(200)과 결합하여 렌즈모듈(200)과 함께 광축 방향, 제1 방향 및 제2 방향으로 이동 가능하도록 구성된다. 즉, 초점조정 및 손떨림보정 시에 렌즈모듈(200)과 조리개모듈(500)이 함께 움직이도록 함으로써 이들 사이의 거리가 변하지 않게 된다.
도 4를 참조하면, 조리개모듈(500)은 렌즈모듈(200)의 상부에 고정되는 베이스(511)와 베이스(511)에서 렌즈모듈(200)의 외측을 따라 광축 방향으로 연장되는 돌출부(516)를 포함하는 고정부(510)와, 돌출부(516)에서 광축 방향에 수직하는 방향으로 이동 가능하게 구비되는 구동부(520)를 포함한다. 즉, 렌즈모듈(200)의 상부에 고정되는 고정부(510)와 고정부(510)에 이동 가능하게 지지되는 구동부(520)를 포함한다.
또한, 구동부(520)의 이동에 의해 입사공(531, 541)의 사이즈가 조절되도록 제1 플레이트(530), 제2 플레이트(540) 및 조리개 구동부(구동자석(520) 및 구동코일(521b))를 포함한다. 또한, 구동부(520)의 위치를 센싱하는 위치센서(521c, 홀 센서)가 하우징(110), 더욱 상세하게는 하우징(110)에 결합되는 기판(900)에 구비될 수 있다.
그리고, 고정부(510), 제1 플레이트(530) 및 제2 플레이트(540)를 커버하고 광이 입사하는 관통공(551)을 구비하는 커버(550)를 포함할 수 있다.
복수의 플레이트(530, 540)와 커버(550)의 사이에는 조리개모듈(500), 더욱 상세히는 고정부(510)의 베이스(511)에 고정 결합되는 제3 플레이트(555)가 구비될 있다. 제3 플레이트(555)는 복수의 플레이트(530, 540)가 끼움되는 회전축 또는 베이스(511)의 홈, 베이스(511)의 상부면 등에 고정결합될 수 있다.
제3 플레이트(555)에 의해 플레이트(530, 540)와 커버(550)는 간격이 유지되며 정전기 등의 발생이 방지될 수 있다. 제3 플레이트(555)는 판형으로 구비될 수 있고, 대전방지 처리가 되어 있을 수 있다. 일반적으로 복수의 플레이트(530, 540)는 모두 대전방지 처리가 되어 대전 방지 부재로 사용될 수 있으며, 제3 플레이트(555)는 플레이트(530, 540)와 같은 재질로 구비될 수 있다. 그리고 제3 플레이트(555)는 플레이트(530, 540)가 이동하는 경우에 상부에 있는 제2 플레이트(540)와 접촉할 수 있다.
그리고, 제3 플레이트(555)에는 광이 통과하는 통과홀(555a)이 구비되고, 커버(550)의 관통공(551)을 통하여 입사되는 광이 통과될 수 있다.
한편, 다른 실시예에 따른 조리개모듈(500)에는 제3 플레이트(555)가 별도로 구비되지 않을 수 있다. 이 경우라면 플레이트(530, 540)와 커버(550)의 간격을 유지하는 별도의 수단이 구비되거나, 커버(550)의 내측면이 대전방지 처리될 수 있다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 제1 플레이트(530)에는 제1 입사공(531)이 구비되고, 제2 플레이트(540)에는 제2 입사공(541)이 구비된다.
또한, 제1 플레이트(530)에는 제1 가이드홀(533) 및 제3 가이드홀(535)이 구비되고, 제2 플레이트(540)에는 제2 가이드홀(543) 및 제4 가이드홀(545)이 구비된다.
제1 가이드홀(533)과 제2 가이드홀(543)은 둥근 형상으로 구비되고, 제3 가이드홀(535)과 제4 가이드홀(545)은 일방향으로 길이가 긴 형상으로 상호 경사지게 구비될 수 있다. 그리고, 제3 가이드홀(535)과 제4 가이드홀(545)의 경사 방향은 서로 반대일 수 있다.
제1 입사공(531)과 제2 입사공(541)은 직경이 다른 복수의 관통공(531a, 531b)(541a, 541b)이 서로 연결된 형상일 수 있다. 제1 입사공(531)과 제2 입사공(541)은 상대적으로 직경이 큰 관통공(531a, 541a)과 상대적으로 직경이 작은 관통공(531b, 541b)이 서로 연결된 형상일 수 있다. 일 예로, 제1 입사공(531)은 전체적으로 호리병(또는 오뚜기) 모양일 수 있으며, 관통공(531a, 531b, 541a, 541b)은 둥근 형상, 찌그러진 둥근 형상 또는 다각 형상일 수 있다.
또한, 제1 입사공(531)과 제2 입사공(541)의 형상은 서로 반대일 수 있다. 즉, 제1 플레이트(530) 및 제2 플레이트(540)는 제1 가이드홀(533)과 제2 가이드홀(543)이 모두 제1 돌기부(513)에 끼워진 상태로 제1 돌기부(513)을 중심축으로 회전운동을 하게 되는데, 이를 고려할 때, 제1 입사공(531)과 제2 입사공(541)은 원주 방향으로 대략 대칭되는 형상으로 구비될 수 있다.
제1 플레이트(530)와 제2 플레이트(540)는 광축 방향으로 일 부분이 서로 중첩되도록 베이스(511)에 결합되며, 조리개 구동부에 의해 각각 이동 가능하게 구성된다. 일 예로, 제1 플레이트(530)와 제2 플레이트(540)는 구동부(520)의 이동에 따라 서로 반대 방향으로 회전 이동 가능하게 구성될 수 있다.
또한, 제1 입사공(531)과 제2 입사공(541)의 일부는 광축 방향으로 서로 중첩되도록 구성될 수 있다. 제1 입사공(531)과 제2 입사공(541)의 일부가 광축 방향으로 서로 중첩되어 빛이 통과하는 입사공을 형성할 수 있다.
제1 입사공(531)과 제2 입사공(541)은 일부가 중첩되어 서로 다른 직경을 갖는 복수의 입사공을 형성할 수 있다. 일 예로, 제1 입사공(531)과 제2 입사공(541) 호리병(오뚜기) 모양으로 형성된 것을 고려하면, 제1 입사공(531)과 제2 입사공(541)의 직경이 더욱 큰 쪽의 것들이 중첩되어 상대적으로 직경이 큰 입사공을 형성할 수 있고(도 7a 참고), 제1 입사공(531)과 제2 입사공(541)의 직경이 상대적으로 작은것들이 중첩되어 상대적으로 직경이 작은 입사공을 형성할 수 있다(도 7b 참고)(입사공은 제1 입사공(531) 및 제2 입사공(541)의 형상에 따라 둥근 형상 또는 다각 형상을 이룰 수 있다).
따라서, 촬영 환경에 따라 서로 다른 사이즈의 복수의 입사공 중 어느 하나를 통해 빛이 입사되도록 할 수 있다.
한편, 제1 플레이트(530) 및 제2 플레이트(540)의 상부에는 베이스(511)에 고정되어 회전하지 않는 제3 플레이트(555)가 구비된다. 그리고, 제3 플레이트(555)에는 통과홀(555a)이 구비된다.
제3 플레이트(555)에 형성되는 통과홀(555a)은 제1 플레이트(530) 및 제2 플레이트(540)의 입사공(531, 541) 중 직경이 더 작은 관통공들(531b, 541b)이 중첩되어 형성하는 구멍보다는 크고(D>d2), 직경이 더 큰 관통공들(531a, 541a)이 중첩되어 형성하는 구멍보다는 작게 형성(D<d1)될 수 있다(도 6a, 도 6b, 도 7a 및 도 7b 참고).
이에 따라, 제1 플레이트(530) 및 제2 플레이트(540)가 이동하여 직경이 더 작은 관통공들(531b, 541b)이 중첩되어 구멍을 형성하는 경우에는 통과홀(555a)의 사이즈가 더 크므로 제1 플레이트(530) 및 제2 플레이트(540)가 중첩되어 형성하는 구멍(531b, 541b)이 광을 통과시키는 최대 직경을 형성할 수 있고, 제1 플레이트(530) 및 제2 플레이트(540)가 이동하여 직경이 더 큰 관통공들(531a, 541a)이 중첩되어 구멍을 형성하는 경우에는 통과홀(555a)의 사이즈가 더 작으므로 제3 플레이트(555)의 통과홀(555a)이 광을 통과시키는 최대 직경을 형성할 수 있다. 후자의 경우에는 통과홀(555a)이 조리개 역할을 수행할 수 있다(도 6b 및 도 7b 참고).
도 7a를 참조하면, 구동부(520)가 고정부(510)에 일방향으로 상대이동하여 제1 플레이트(530)와 제2 플레이트(540)가 제1 돌기부(513)를 축으로 하여 회전 이동되며, 제1 입사공(531)과 제2 입사공(541)의 일부, 즉, 직경이 더 큰 관통공(531a, 541a)이 서로 중첩되어 상대적으로 직경이 큰 입사공을 형성할 수 있다. 그리고, 제1 플레이트(530)와 제2 플레이트(540)의 상부에 구비되는 제3 플레이트(555)의 통과홀(555a)의 사이즈가 제1 플레이트(530)와 제2 플레이트(540)가 중첩하여 형성하는 구멍의 사이즈보다 더 작으므로, 이 경우에는 제3 플레이트(555)의 통과홀(555a)이 조리개 역할을 수행할 수 있다.
도 7b를 참조하면, 구동부(520)가 고정부(510)에 일방향의 반대방향으로 상대이동하여 제1 플레이트(530)와 제2 플레이트(540)가 제1 돌기부(513)를 축으로 하여 회전 이동되며, 제1 입사공(531)과 제2 입사공(541)의 일부, 즉, 직겨잉 더 작은 관통공(531b, 541b)가 서로 중첩되어 상대적으로 직경이 작은 입사공을 형성할 수 있다.
도 8 내지 도 10a, 도 11a를 참조하면, 조리개 구동부는 일 축을 따라 이동 가능하도록 고정부(510), 더욱 상세히는 돌출부(516)에 광축 방향에 수직한 방향으로 이동 가능하게 지지되고 구동자석(521a)을 구비하는 구동부(520) 및 구동자석(521a)에 대향하도록 하우징(110)에 구비된 구동코일(521b)를 포함한다. 그리고, 구동자석(521a)과 구동코일(521b)의 전자기적 상호작용에 의해 구동자석(521a)이 고정 장착되는 구동부(520)가 광축 방향에 수직한 방향으로 이동할 수 있다.
구동코일(521b)은 기판(900)에 구비되며, 기판(900)은 하우징(110)에 고정된다. 기판(900)은 카메라 모듈(1000)의 바닥에 부착되는 인쇄회로기판(미도시)과 전기적으로 연결될 수 있다.
구동부(520)는 고정부(510)와 함께 광축 방향, 제1 방향 및 제2 방향으로 이동하는 이동부재이고, 구동코일(521b)은 하우징(110)에 고정된 고정부재이다.
조리개모듈(500)에 구동력을 제공하는 구동코일(521b)이 조리개모듈(500)의 외측, 즉 카메라 모듈의 하우징(110)에 배치되므로, 전체적인 조리개모듈(500)의 무게를 줄일 수 있다.
다시 말해, 조리개모듈(500)에 구동력을 제공하는 구동코일(521b)이 고정부재로 제공되므로, 자동초점 조정 또는 손떨림보정 구동 시에 구동코일(521b)은 움직이지 않게 되고, 이에 따라 조리개모듈(500)의 채용에 따른 렌즈모듈(200)의 무게 증가를 최소화할 수 있다.
또한, 조리개모듈(500)에 구동력을 제공하는 구동코일(521b)이 고정부재인 하우징(110)에 배치되므로, 자동초점 조정 및 손떨림보정 시에 렌즈모듈(200)과 조리개모듈(500)이 움직이더라도 조리개 구동부의 구동코일(521b)에 영향을 미치지 않게 된다. 따라서, 자동 초점 조정 기능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
고정부(510)에는 구동부(520)가 배치되는 돌출부(512)가 구비된다. 돌출부(512)는 렌즈모듈(200)의 상부에 고정되는 베이스(511)로부터 광축 방향으로 연장된 형상일 수 있다.
구동부(520)는 구동코일(521b)과 마주보게 배치된 구동자석(521a) 및 구동자석(521a)이 부착된 홀더(522)를 포함한다. 구동부(520)는 고정부(510)의 돌출부(512)에 밀착 지지된다.
그리고, 렌즈모듈(200), 더욱 상세히는 홀더(220)에는 구동부(520)에 대향하는 위치에 풀링요크(225)가 구비될 수 있다. 풀링요크(225)와 구동자석(521a) 사이의 인력에 의해 구동부(520)가 돌출부(512)에 밀착된 상태를 유지하면서 미끄럼 이동할 수 있다. 한편, 도시는 생략하지만, 풀링요크(225)는 고정부(510)에 구비될 수도 있다. 가령, 고정부(510)의 베이스(511) 또는 돌출부(512)에 구비될 수 있다.
또한, 도 2에서 보듯이, 풀링요크(225)는 양쪽 단부가 중간 부분보다 면적이 더 크게 구비될 수 있다(풀링요크(225)는 광축 방향에 수직한 방향으로 일정간격 이격하여 2개의 별도 부재로 나뉘어 구비될 수도 있다).
그리고, 도 7a와 같이 구동부(520)가 좌측으로 이동하는 경우에 구동자석(521a)와 풀링요크(225)의 좌측 사이에 작용하는 인력이 풀링요크(225)의 우측과 작용하는 인력보다 크게 되어 구동부(520)가 좌측에 고정될 수 있다.
또한, 도 7b와 같이 구동부(520)가 우측으로 이동하는 경우에 구동자석(521a)과 풀링요크(225)의 우측 사이에 작용하는 인력이 풀링요크(225)의 좌측 사이에 작용하는 인력보다 크게 되어 마그네트부(520)가 우측에 고정될 수 있다.
한편, 구동부(520)의 이동이 용이하도록 돌출부(516)와 구동부(520)의 사이에는 볼베어링(571, 573)이 구비될 수 있다. 제1, 제2 볼베어링(571, 573)은 광축 방향으로 이격하여 상하에 적어도 2개 부분에 각각 적어도 1개가 구비될 수 있다. 일 예로, 제1, 제2 볼베어링(571, 573)은 광축 방향 상부에 2개(571), 광축 방향 하부에 2개(573)가 각각 구비될 수 있다.
그리고, 돌출부(516) 및 구동부(520)에는 제1, 제2 볼베어링(571, 573)이 삽입되는 제1 내지 제4 가이드홈이 구비될 수 있다. 더욱 상세하게는, 돌출부(516)에는, 광축 방향 상부의 제1 볼베어링(571)이 삽입되도록 좌우에 각각 제1 가이드홈(516a)이, 광축 방향 하부의 제2 볼베어링(573)이 삽입되도록 좌우에 각각 제2 가이드홈(516b)이 구비될 수 있다. 또한, 구동부(520)의 홀더(522)에는, 광축 방향 상부의 제1 볼베어링(571)이 삽입되도록 좌우에 각각 제1 가이드홈(522a)이, 광축 방향 하부의 제2 볼베어링(573)이 삽입되도록 좌우에 각각 제2 가이드홈(522b)이 구비될 수 있다. 여기서, 제1 내지 제4 가이드홈(516a, 516b, 522a, 522b)은 부재에서 인입 형상으로 구비되는 홈일 수 있고, 다만, 볼베어링이 구름이동 가능하게 구속하는 공간이라면 홈 형상이 아닐 수도 있다.
한편, 구동부(520), 더욱 상세히는 홀더(522)가 돌출부(516)에 풀링요크(225)에 의해 밀착 지지되더라도 외력 등에 의해 상호 간에 간격이 벌어질 수 있어 볼베어링(571, 573), 특히 하부의 제2 볼베어링(573)이 이탈될 수 있다는 문제점이 있다.
이에, 도 10a를 참고하면, 본 실시예에서는 구동부(520)가 돌출부(516)에서 이탈되지 않도록, 구동부(520)와 돌출부(516)의 지속적인 밀착을 유지할 수 있는 수단을 구비한다. 즉, 돌출부(516)의 하단부에는 광축 방향 상부로 돌출되는 돌출턱(516c)이 구비되고, 구동부(520)의 하단부에는 돌출턱(516c)의 내측에 걸림되게 광축 방향 하부로 돌출되는 걸림돌기(522c)를 구비한다. 이러한 구조에 의하면, 걸림돌기(522c)가 돌출턱(516c)에 걸려서 외측으로 간격이 벌어질 수 없으므로 돌출부(516)와 구동부(520)가 밀착 상태를 유지할 수 있어, 볼베어링(571, 573)이 외부로 이탈할 수 없다.
그리고, 돌출턱(516c) 및 걸림돌기(522c)는 구동부(520)가 이동하는 방향인 광축 방향에 수직하는 방향으로 연장되게 구비되어, 구동부(520)의 이동을 가이드하는 역할을 할 수도 있다.
고정부(510), 더욱 상세히는 베이스(511)에는 제1 플레이트(530)의 제1 가이드홀(533)과 제2 플레이트(540)의 제2 가이드홀(543)을 동시에 관통하는 제1 돌기부(513)가 구비된다. 그리고, 제1 플레이트(530)와 제2 플레이트(540)는 제1 돌기부(513)를 축으로 회전운동한다.
그리고, 홀더(522)에는 제1 플레이트(530)와 제2 플레이트(540)를 동시에 관통하는 제2 돌기부(523)가 구비된다.
제2 돌기부(523)는 제1 플레이트(530)의 제3 가이드홀(535)과 제2 플레이트(540)의 제4 가이드홀(545)을 통과하도록 구성될 수 있다.
한편, 제3 가이드홀(535)과 제4 가이드홀(545)은 마그네트부(520)의 이동 방향에 대해 경사지게 길게 형성될 수 있으며, 제3 가이드홀(535)과 제4 가이드홀(545)의 경사진 방향은 서로 반대일 수 있다.
따라서, 구동부(520)가 일 축을 따라 이동될 때, 제2 돌기부(523)는 제3 가이드홀(535) 및 제4 가이드홀(545) 내에서 이동될 수 있으며, 제2 돌기부(523)의 이동에 따라 제1 플레이트(530) 및 제2 플레이트(540)가 제1 돌기부(513)를 축으로 회전하여 구동부(520)를 향하여 이동되거나 구동부(520)로부터 멀어지게 이동될 수 있다(도 7a 및 도 7b 참조).
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 조리개 모듈의 단면도이다.
전술한 바와 같이, 도 10a에 도시된 본 실시예에 따르면, 구동자석(521a)과 풀링요크(225)의 인력에 의해 구동부(520)는 고정부(510), 더욱 상세히는 돌출부(516)에 밀착될 수 있다. 또한, 본 실시예는 풀링요크(225) 이외에도, 볼베어링(571, 573)의 이탈을 방지하기 위해 고정부(510)의 돌출턱(516c)과 이의 내측에 걸림되는 구동부(520)의 걸림돌기(522c)를 구비한다. 이에 따라, 본 실시예에서는 구동부(520)가 돌출부(516)에 밀착 결합될 수 있는 구조를 이중으로 구비한다.
이에, 본 실시예는, 도 10a에 개시된 바와 같이, 구동부(520)와 돌출부(516)의 밀착 결합이 고정부(510)의 돌출턱(516c)과 이의 내측에 걸림되는 구동부(520)의 걸림돌기(522c)에 의해서만 구현되는 구조도 포함한다. 이 경우에는 풀링요크(225)는 구비되지 않을 수 있다.
나아가, 본 실시예는, 도 10b에 개시된 바와 같이, 구동부(520)와 돌출부(516)의 밀착 결합이 구동자석(521a)과 풀링요크(225)의 인력에 의해 단독으로 구현되는 구조도 포함한다. 이 경우에는 돌출턱(516c)과 걸림돌기(522c)는 구비되지 않을 수 있다.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 구동자석, 풀링요크 및 홀딩요크의 배치관계를 설명하는 도면이다.
전술한 바와 같이, 도 11a에 도시된 본 실시예에 따르면, 구동자석(521a)과 풀링요크(225)의 인력 및 고정부(510)의 돌출턱(516c)과 이의 내측에 걸림되는 구동부(520)의 걸림돌기(522c)에 의해 구동부(520)는 고정부(510), 더욱 상세히는 돌출부(516)에 이중으로 밀착될 수 있다.
또한, 본 실시예는 도 11a에 도시된 바와 같이, 풀링요크(225)는 구동부(520)의 이동 방향으로 구동자석(521a)보다 길이가 더 길게 형성되고 양쪽 단부가 중간 부분보다 면적이 더 크게 구비된다. 그리고, 돌출부(516)는 구동부(520)의 이동 방향으로 구동자석(521a)의 양쪽 단부 쪽에 홀딩요크(519)를 각각 구비한다. 이에 따라, 구동부(520)가 좌측 또는 우측으로 이동한 후 고정되는 구조는 풀링요크(225) 및 홀딩요크(519)에 의해 이중으로 구비될 수 있다.
이에, 본 실시예는 도 11b에 개시된 바와 같이, 구동부(520)가 좌측 또는 우측으로 이동한 후 고정되는 구조가 풀링요크(225)에 의해서만 구현되는 구조도 포함한다. 이 경우, 홀딩요크(519)는 구비하지 않을 수 있다.
또한, 본 실시예는 도 11c에 개시된 바와 같이, 구동부(520)가 좌측 또는 우측으로 이동한 후 고정되는 구조가 홀딩요크(519)에 의해서만 구현되는 구조를 포함한다. 이 경우, 풀링요크(225)는 구비되지 않거나, 풀링요크(225)를 구비하더라도 풀링요크(225)는 구동자석(521a)과의 인력에 의해 구동부(520)를 돌출부(516)에 밀착시키는 역할을 주로 수행할 수 있다.
이상의 실시예를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 조리개모듈을 통해 광의 입사량을 선택적으로 변경할 수 있고, 조리개모듈을 장착하더라도 자동 초점 조정 기능의 성능이 저하되지 않도록 할 수 있으며, 조리개모듈의 채용에 따른 무게 증가를 최소화할 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 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 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
110: 하우징
120: 케이스
200: 렌즈모듈
300: 캐리어
400: 가이드부
500: 조리개모듈

Claims (16)

  1. 렌즈모듈을 수용하는 하우징; 및
    상기 렌즈모듈의 상부에 결합하고, 상기 렌즈모듈에 입사되는 광량을 변경하도록 입사공을 갖는 플레이트를 복수개 구비하는 조리개모듈;을 포함하고,
    상기 플레이트는, 상기 조리개모듈에 구비되는 구동자석과 상기 하우징에 구비되는 구동코일의 상호작용에 의해 구동되고,
    상기 구동자석과 상기 구동코일은 광축 방향에 대략 수직한 방향으로 상호 마주보게 구비되는 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조리개모듈은,
    상기 렌즈모듈의 상부에 고정되는 베이스와 상기 베이스에서 상기 렌즈모듈의 외측을 따라 광축 방향으로 연장되는 돌출부를 포함하는 고정부; 및
    상기 돌출부에서 광축 방향에 수직하는 방향으로 이동 가능하게 구비되는 구동부;를 포함하는 카메라 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구동자석은 상기 구동부에 구비되는 카메라 모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 고정부와 상기 구동부의 사이에는 볼베어링이 구비되는 카메라 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 볼베어링은 광축 방향으로 이격하여 상하에 적어도 2개 부분에 각각 적어도 1개가 구비되는 카메라 모듈.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 돌출부의 하단부에는 광축 방향 상부로 돌출되는 돌출턱이 구비되고,
    상기 구동부의 하단부에는 상기 돌출턱의 내측에 걸림되게 광축 방향 하부로 돌출되는 걸림돌기가 구비되는 카메라 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 돌출턱 및 상기 걸림돌기는 상기 구동부가 이동하는 방향인 광축 방향에 수직하는 방향으로 연장되게 구비되는 카메라 모듈.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 렌즈모듈의 외측면에는 상기 구동자석과 광축 방향에 대략 수직한 방향으로 마주보는 부분에 풀링요크가 구비되는 카메라 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 풀링요크는, 상기 구동부의 이동 방향으로 상기 구동자석보다 길이가 더 길게 형성되고,
    상기 풀링요크는, 양쪽 단부가 중간 부분보다 면적이 더 크게 구비되는 카메라 모듈.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 돌출부는, 상기 구동부의 이동 방향으로 상기 구동자석의 양쪽 단부 쪽에 홀딩요크를 각각 구비하는 카메라 모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 조리개 모듈은 상부에 결합되는 커버를 포함하고,
    복수의 상기 플레이트와 상기 커버의 사이에는 상기 조리개 모듈에 고정 결합되는 추가 플레이트가 구비되는 카메라 모듈.
  12. 제12항에 있어서,
    상기 추가 플레이트에는 광이 통과하는 통과홀이 구비되고,
    상기 통과홀은, 복수의 상기 플레이트가 중첩하여 형성하는 상대적으로 직경이 큰 구멍보다는 직경이 작고, 복수의 상기 플레이트가 중첩하여 형성하는 상대적으로 직경이 작은 구멍보다는 직경이 큰 카메라 모듈.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 추가 플레이트는 판형으로 구비되고, 대전방지 처리가 되어 있는 카메라 모듈.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 베이스는 광축 방향으로 돌출되는 제1 돌기부를 구비하고, 상기 제1 돌기부에 복수의 상기 플레이트가 상기 제1 돌기부를 축으로 회전 가능하게 동시에 끼움되고,
    상기 구동부는 광축 방향으로 돌출되는 제2 돌기부를 구비하고, 상기 제2 돌기부에 복수의 상기 플레이트에 구비되는 일방향으로 긴 구멍 형상의 가이드홀에 동시에 끼움되는 카메라 모듈.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 돌기부가 끼움되게 복수의 상기 플레이트에 구비되는 제1 및 제2 가이드홀은 상기 구동부의 이동 방향에 경사진 장홀로 구비되고,
    상기 제1 및 제2 가이드홀은 상호 경사지게 구비되는 카메라 모듈.
  16. 렌즈모듈을 수용하고 대략 사각 박스 형상인 하우징; 및
    상기 렌즈모듈의 상부에 결합하고, 상기 렌즈모듈에 입사되는 광량을 변경하도록 입사공을 갖는 플레이트를 복수개 구비하는 조리개모듈;을 포함하고,
    상기 하우징의 광축 방향과 나란한 4개의 면에는 손떨림보정용(Optical Image Stabilization) 구동코일 2개, 자동초점조절용(Auto Focus) 구동코일 1개, 상기 플레이트 구동코일 1개가 각각 구비되는 카메라 모듈.
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