KR20200004513A - 카메라 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로서, 렌즈모듈을 구비하는 하우징; 상기 렌즈모듈의 상부에 구비되는 복수의 블레이드에 의해 N개(N: 자연수)의 서로 다른 사이즈의 입사공을 형성하는 조리개모듈; 및 구동코일에 대향하는 자성부재(magnetic member)를 포함하는 자성부가 직선으로 왕복 운동 가능하게 구비되는 상기 조리개모듈에 구비되는 조리개구동부;를 포함하고, 상기 조리개구동부는 상기 자성부가 이동 경로를 따라 N개의 위치에서 고정될 수 있도록 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 공간의 한계로 조리개를 별도로 구비하기 어렵다.
일 예로, 조리개를 구동시키기 위한 여러 부품들로 인하여 카메라 모듈의 무게가 무거워져 자동 초점 조정(Auto Focus) 기능이 저하될 수 있다. 또한, 조리개 자체에 조리개 구동을 위한 코일 등 전원 연결부가 구비되는 경우에는 자동 초점 조정 시에 렌즈의 상하 이동에 따라 전원 연결부가 걸리는 등의 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 좁은 공간에 다양한 구경을 갖는 조리개모듈을 설치해야 하므로, 구동부의 위치를 정확하게 고정할 수 없어 정확한 구경을 구현할 수 없을 수 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 조리개모듈의 채용에 따른 무게 증가를 최소화하고, 구동부를 정확한 위치에 고정시키도록 하여 다양한 구경을 정확하게 구현할 수 있는 카메라 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로서, 렌즈모듈을 구비하는 하우징; 상기 렌즈모듈의 상부에 구비되는 복수의 블레이드에 의해 N개(N: 자연수)의 서로 다른 사이즈의 입사공을 형성하는 조리개모듈; 및 구동코일에 대향하는 자성부재(magnetic member)를 포함하는 자성부가 직선으로 왕복 운동 가능하게 구비되는 상기 조리개모듈에 구비되는 조리개구동부;를 포함하고, 상기 조리개구동부는 상기 자성부가 이동 경로를 따라 N개의 위치에서 고정될 수 있도록 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 조리개모듈을 장착하더라도 구동부의 무게 증가를 최소화하여 자동 초점 및 손떨림 보정 기능의 성능을 유지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 조리개모듈은 다양한 구경을 정확하게 구현할 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 조리개모듈의 분해 사시도이고,
도 5a 내지 도 5c는 입사공의 직경 변화를 위해 조리개모듈이 구동되는 모습을 도시한 평면도이고,
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개구동부의 구동 컨셉을 도시한 단면도이고,
도 7은 도 6a 내지 도 6c에 도시된 코일에 인가되는 전류에 따라 코일의 극성이 변화되는 예시를 보여주는 참고도이고,
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조리개구동부의 구동 컨셉을 도시한 단면도이고,
도 9는 도 8a 내지 도 8c에 도시된 코일에 인가되는 전류에 따라 코일의 극성이 변화되는 예시를 보여주는 참고도이고,
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조리개구동부의 구동 컨셉을 도시한 단면도이고,
도 11은 도 10a 내지 도 10c에 도시된 코일에 인가되는 전류에 따라 코일에 전원이 들어오는 예시를 보여주는 참고도이다.
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 사시도고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 일부를 도시한 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 수용된다.
렌즈모듈(200)은 초점 조정을 위해 광축 방향으로 이동가능하게 구성된다. 일 예로, 초점 조정부에 의해 렌즈모듈(200)은 캐리어(300)와 함께 광축 방향으로 이동될 수 있다.
초점 조정부는 광축 방향으로 구동력을 발생시키는 마그네트(710)와 코일(730) - AF구동코일 - 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 배치될 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, 흔들림 보정부는 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.
흔들림 보정부는 흔들림 보정을 위한 구동력을 발생시키는 복수의 마그네트(810a, 830a)와 복수의 코일(810b, 830b) - 제1 및 제2 OIS구동코일 - 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.
한편, 본 발명에는 가이드부(400) 및 렌즈모듈(200)을 지지하는 볼 부재(c)가 제공된다. 볼 부재(c)는 흔들림 보정 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 인쇄회로기판이 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 구현할 수 있다. 촬영 환경에 따라 복수의 입사공 중 어느 하나를 통해 빛이 입사될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개모듈의 분해 사시도이고, 도 5a 내지 도 5c는 입사공의 직경 변화를 위해 조리개모듈이 구동되는 모습을 도시한 평면도이다.
본 실시예에 따른 조리개모듈(500)은 적어도 2개의 블레이드를 겹치게 배치하여 이들에 구비되는 관통홀의 조합에 의해 사이즈가 서로 다른 적어도 2개의 입사공을 형성할 수 있다. 본 실시예에서는 일 예로 2개의 블레이드를 이용하여 3개의 입사공을 형성하는 구조를 참고하여 설명한다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 본 실시예는 가령, 대한민국 특허출원번호 제10-2018-0053688호에 개시된 3개 이상의 블레이드를 이용하여 3개 이상의 서로 다른 크기의 입사공을 구현할 수 있는 조리개모듈 등에도 적용이 가능하다.
조리개모듈(500)은 렌즈모듈(200)과 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, 초점 조정 및 흔들림 보정 시에 렌즈모듈(200)과 조리개모듈(500)이 함께 움직이도록 함으로써 이들 사이의 거리가 변하지 않게 된다.
도 4를 참조하면, 조리개모듈(500)은 베이스(510), 제1 블레이드(530), 제2 블레이드(540) 및 조리개 구동부(자성부(520) 및 코일(521b) 포함)를 포함한다. 또한, 베이스(510), 제1 블레이드(530) 및 제2 블레이드(540)를 커버하고 광이 입사하는 관통홀(551)을 구비하는 커버(550)를 포함할 수 있다
제1 블레이드(530)에는 제1 관통홀(531)이 구비되고, 제2 블레이드(540)에는 제2 관통홀(541)이 구비된다. 그리고, 제1 블레이드(530) 및 제2 블레이드(540)는 상호 접촉된 상태로 미끄럼 이동하게 되므로 마찰전기가 발생하지 않도록 대전방지 처리가 되어 있을 수 있다.
또한, 제1 블레이드(530)에는 제1 가이드홀(533) 및 제3 가이드홀(535)이 구비되고, 제2 블레이드(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 일방향으로 경사지게 구비될 수 있다. 그리고, 제3 가이드홀(535)과 제4 가이드홀(545)의 경사 방향은 자성부(520)의 이동 방향을 기준으로 서로 반대방향일 수 있다.
제1 블레이드(530)와 제2 블레이드(540)는 자성부(520)의 직선 운동이 회전 운동으로 전환되어 각각 회전축인 제1 돌기부(513)를 기준으로 회전한다.
제1 관통홀(531)과 제2 관통홀(541)은 직경이 다른 복수개(N개, N은 자연수)의 관통홀(531a, 531b, 531c)(541a, 541b, 541c)이 서로 연결된 형상일 수 있다 - 본 실시예에서는 3개의 입사공을 형성하는 것을 예시로 하여 설명한다 - . 제1 관통홀(531)과 제2 관통홀(541)은 상대적으로 직경이 큰 관통홀(531a, 541a), 상대적으로 직경이 작은 관통홀(531b, 541b), 이들의 중간 직경의 관통홀(531c, 541c)이 서로 연결된 형상일 수 있다. 일 예로, 제1 관통홀(531)은 전체적으로 구멍이 3개 연결된 모양일 수 있으며, 관통홀(5531a, 531b, 531c, 541a, 541b, 541c)은 둥근 형상 또는 다각 형상일 수 있다.
또한, 제1 관통홀(531)과 제2 관통홀(541)의 형상은 서로 반대일 수 있다. 즉, 제1 블레이드(530) 및 제2 블레이드(540)는 제1 가이드홀(533)과 제2 가이드홀(543)이 모두 제1 돌기부(513)에 끼워진 상태로 제1 돌기부(513)를 중심축으로 회전운동을 하게 되는데, 이를 고려할 때, 제1 관통홀(531)과 제2 관통홀(541)은 원주 방향으로 대략 대칭되는 형상으로 구비될 수 있다.
제1 블레이드(530)와 제2 블레이드(540)는 광축 방향으로 일 부분이 서로 중첩되도록 베이스(510)에 결합되며, 조리개 구동부에 의해 각각 이동 가능하게 구성된다. 일 예로, 제1 블레이드(530)와 제2 블레이드(540)는 서로 반대 방향으로 회전 이동 가능하게 구성될 수 있다.
또한, 제1 관통홀(531)과 제2 관통홀(541)의 일부는 광축 방향으로 서로 중첩되도록 구성될 수 있다. 제1 관통홀(531)과 제2 관통홀(541)의 일부가 광축 방향으로 서로 중첩되어 빛이 통과하는 입사공을 형성할 수 있다.
제1 관통홀(531)과 제2 관통홀(541)은 일부가 중첩되어 서로 다른 직경을 갖는 복수의 입사공을 형성할 수 있다. 일 예로, 제1 관통홀(531)과 제2 관통홀(541)의 일부가 중첩되어 상대적으로 직경이 큰 입사공(531a, 541a), 상대적으로 직경이 작은 입사공(531b, 541b) 및 이들의 중간 사이즈 직경의 입사공(531c, 541c)을 형성할 수 있다(입사공은 제1 관통홀(531) 및 제2 관통홀(541)의 형상에 따라 둥근 형상 또는 다각 형상을 이룰 수 있다).
따라서, 촬영 환경에 따라 복수의 입사공 중 어느 하나를 통해 빛이 입사되도록 할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 입사공의 크기가 가장 큰 경우를 갭스페이서(546)에 의해 조절할 수 있다. 갭스페이서(546)는 조리개모듈(500)의 블레이드(530,540)와 인접하게 구비되며, 블레이드(530,540)가 형성하는 가장 큰 입사공보다는 크기가 작고 중간 크기의 입사공보다는 크기가 큰 관통홀(546a)을 구비할 수 있다. 그리고, 관통홀(546a)은 블레이드(530,540)가 형성하는 입사공과 광축 방향으로 중심이 정렬될 수 있다.
설명의 편의를 위해 갭스페이서(546)가 물체측에 가까운 상측의 블레이드(540)의 상면에 구비되는 실시예를 참고하여 설명하나, 이에 한정하는 것은 아니며, 갭스페이서(546)는 물체측에 가까운 상측의 블레이드(540)의 상면, 이미지측에 가까운 하측의 블레이드(530)의 하면, 또는 그 중간(530과 540의 사이)에 구비될 수 있다.
이에 따라, 조리개모듈(500)에 의해 구현되는 가장 큰 입사공은 갭스페이서(546)의 관통홀(546a) 크기일 수 있다. 갭스페이서(546)를 이용한 최대 크기가 입사공 구현은 블레이드(530,540)가 겹쳐서 형성하는 입사공의 형상이 공차 등에 의해 의도한 형상을 유지하지 못하는 상황에 대처하기 위한 것이다.
도 5a를 참조하면, 조리개 구동부에 의해 자성부(520)가 이동가이드부(512)의 대략 중간 부분에 위치할 때는 제1 블레이드(530)와 제2 블레이드(540)가 제1 돌기부(513)를 축으로 하여 회전 이동되며, 제1 관통홀(531)과 제2 관통홀(541)의 일부가 서로 중첩되어 상대적으로 직경이 가장 큰 입사공(531a, 541a)을 형성할 수 있다. 한편, 본 실시예는 제1 블레이드(530)와 제2 블레이드(540)가 형성하는 가장 큰 입사공(531a, 541a)보다 크기가 작은 관통홀(546a)을 갖는 갭스페이서(546)를 구비할 수 있으며, 이 경우에는 가장 큰 입사공은 갭스페이서(546)의 관통홀(546a)이 구현할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 조리개 구동부에 의해 자성부(520)가 이동가이드부(512)의 어느 일측에 위치할 때는 제1 블레이드(530)와 제2 블레이드(540)가 제1 돌기부(513)를 축으로 하여 회전 이동되며, 제1 관통홀(531)과 제2 관통홀(541)의 일부가 서로 중첩되어 상대적으로 직경이 가장 작은 입사공(531b, 541b)을 형성할 수 있다.
또한, 도 5c를 참조하면, 조리개 구동부에 의해 자성부(520)가 이동가이드부(512)의 어느 일측의 반대측인 타측에 위치할 때는 제1 블레이드(530)와 제2 블레이드(540)가 제1 돌기부(513)를 축으로 하여 회전 이동되며, 제1 관통홀(531)과 제2 관통홀(541)의 일부가 서로 중첩되어 상대적으로 직경이 중간 정도인 입사공(531c, 541c)을 형성할 수 있다.
조리개 구동부는 광축 방향에 수직한 방향으로 이동 가능하게 베이스(510)에 배치된 자성부(520) 및 자성부(520)와 대향하도록 하우징(110)에 고정된 코일(521b) - 조리개구동코일 - 을 포함한다. 코일(521b)은 기판(900)에 구비되며, 기판(900)은 하우징(110)에 고정된다. 기판(900)은 카메라 모듈(1000)의 바닥에 부착되는 인쇄회로기판과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 실시예는 자성부(520)를 직선운동시킬 때, 자성부(520)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프(Closed) 제어 방식을 사용할 수 있다. 따라서, 폐루프 제어를 위하여 위치센서(미도시)가 구비될 수 있다. 위치센서(미도시)는 자성부재(521a)와 대향하게 코일(521b)의 중심 또는 측면에 인접하여 설치될 수 있다. 위치센서(미도시)는 기판(900)에 설치될 수 있다.
자성부(520)는 베이스(510)와 함께 광축 방향, 제1 방향 및 제2 방향으로 이동하는 이동부재이고, 코일(521b)은 하우징(110)에 고정된 고정부재이다.
조리개모듈(500)에 구동력을 제공하는 코일(521b)이 조리개모듈(500)의 외측, 즉 카메라 모듈의 하우징(110)에 배치되므로, 조리개모듈(500)의 무게를 줄일 수 있다.
다시 말해, 조리개모듈(500)에 구동력을 제공하는 코일(521b)이 고정부재로 제공되므로, 자동 초점 조정 또는 손떨림 보정 구동 시에 코일(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 코일(521b)이 고정부재인 하우징(110)에 배치되어 인쇄회로기판(600)과 전기적으로 연결되므로, 자동 초점 조정 및 흔들림 보정 시에 렌즈모듈(200)과 조리개모듈(500)이 움직이더라도 조리개 구동부의 코일(521b)에 영향을 미치지 않게 된다.
따라서, 자동 초점 조정 기능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
베이스(510)에는 자성부(520)가 배치되는 이동가이드부(512)가 구비된다. 이동가이드부(512)는 베이스(510)로부터 광축 방향으로 돌출된 형상일 수 있다. 그리고, 이동가이드부(512)는 자성부(520)가 안착되기 용이하도록 사각의 프레임 형상으로 구비될 수 있다.
자성부(520)는 코일(521b)과 마주보게 배치된 자성부재(521a) 및 자성부재(521a)가 부착된 홀더(522)를 포함한다. 자성부재(521a, magnetic member)는 광축에 수직하는 방향으로 착자된 영구자석으로 구비되는 마그네트(Permanent magnet)이거나 또는 착자되지 않은 자성부재인 요크(yoke) 일 수 있다. 자성부재(521a)는 코일(521b)과 광축 방향에 수직한 방향으로 대향하도록 구비된다.
자성부(520)는 베이스(510)의 이동가이드부(512)에 배치된다. 그리고, 자성부(520)의 미끄럼 이동이 용이하도록 베이스(510)에는 자성부(520)를 지지하는 로드부재(516)가 구비될 수 있다. 아울러, 자성부(520)에는 로드부재(516)가 끼워지도록 삽입홈(525)이 구비될 수 있다.
로드부재(516)는 미끄럼 이동이 용이하도록 둥근 막대 또는 플레이트 형상일 수 있고, 삽입홈(525)은 마찰력 저감을 위해 로드부재(516)와 선접촉하도록 로드부재(516)보다 직경이 작은 원주형으로 구비되거나, 도시는 생략하지만 다각 형상으로 구비될 수 있다.
또한, 로드부재(516)만 자성부(520)와 접촉하는 경우에는 자성부(520)의 고정이 불안정하여 틸팅(기울임)이 발생할 수 있다는 점에서, 추가로 로드부재(516)와 이격되는 부분에 지지부가 구비될 수 있다. 가령, 이동가이드부(512)의 단부에는 로드부재(516)와 대략 나란하게 가이드 블레이드(517)가 구비될 수 있다.
베이스(510)에는 제1 블레이드(530)의 제1 가이드홀(533)과 제2 블레이드(540)의 제2 가이드홀(543)을 동시에 관통하는 제1 돌기부(513)가 구비된다. 그리고, 제1 블레이드(530)와 제2 블레이드(540)는 제1 돌기부(513)를 축으로 회전운동한다.
그리고, 홀더(522)에는 제1 블레이드(530)와 제2 블레이드(540)를 관통하는 제2 돌기부(523)가 구비된다.
제2 돌기부(523)는 제1 블레이드(530)의 제3 가이드홀(535)과 제2 블레이드(540)의 제4 가이드홀(545)을 통과하도록 구성될 수 있다.
한편, 제3 가이드홀(535)과 제4 가이드홀(545)은 자성부(520)의 이동 방향에 대해 경사지게 길게 형성될 수 있으며, 제3 가이드홀(535)과 제4 가이드홀(545)의 경사진 방향은 자성부(520)의 이동 방향을 기준으로 서로 반대방향으로 경사질 수 있다.
따라서, 자성부(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 블레이드(530) 및 제2 블레이드(540)가 자성부(520)를 향하여 이동되거나 자성부(520)로부터 멀어지게 이동될 수 있다(도 5a 내지 도 5c 참조).
이동가이드부(512)에는 자성부재(521a)의 양쪽 측면에 대향하는 위치에 홀딩요크(519)가 구비될 수 있다.
렌즈모듈(200)(더욱 상세히는 홀더(220))은 자성부재(521a)와 대향하는 위치에 요크(225)를 구비할 수 있다. 요크(225)는, 자성부재(521a)가 착자된 마그네트(영구자석)인 경우에는 자성을 띄는 금속부재 등일 수 있고, 자성부재(521a)가 착자되지 않은 요크(yoke)인 경우에는 영구자석(Permanent)으로 구비될 수 있다.
또한, 요크(225)는 렌즈모듈(200)에 구비되는 것만 도시하나, 이에 한정하는 것은 아니며, 조리개모듈(500)의 이동가이드부(512)에 구비될 수 있다. 더욱 상세히는 요크(225)는 이동가이드부(512)에 자성부(520)보다 광축에 가까운 위치에 고정 구비되어 자성부(520)와의 인력에 의해 자성부(520)의 이탈을 방지할 수 있다. 요크(225)와 자성부재(521a) 사이의 인력에 의해 자성부(520)가 이동가이드부(512)에 밀착된 상태를 유지하면서 미끄럼 이동할 수 있다.
그리고, 본 실시예에 따른 자성부(520)는 광축 방향에 수직한 방향으로 이동할 수 있으며, 자성부(520)의 이동에 따라 제1 및 제2 블레이드(530, 540)가 회전하여 입사공의 사이즈를 3단(대, 중, 소)으로 변경시킬 수 있다. 이에, 자성부(520)가 광축 방향에 수직하는 방향으로 이동가이드부(512)의 일측 단부로 이동하면 입사공의 사이즈가 대, 중, 소로 3개(또는, N개, N은 자연수) 종류로 변경되며, 이 상태로 자성부(520)가 이동가이드부(512)의 양쪽 단부 및 중간 부분의 3개(N개) 위치에 고정된 상태가 유지될 수 있다.
즉, 자성부(520)가 이동가이드부(512)를 따라 광축 방향에 수직하는 방향으로 이동할 때 조리개구동부 - 자성부재(521a), 구동코일(521b)을 포함 - 는 자성부(520)를 3개(N개) 위치에 고정된 상태가 유지되도록 할 수 있다. 즉, 코일(521b)에 인가되는 전원에 따라 자성부(520)가 정해진 위치에 고정되어 대, 중, 소 중 어느 하나의 입사공을 형성할 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개구동부의 구동 컨셉을 도시한 단면도이고, 도 7은 도 6a 내지 도 6c에 도시된 코일에 인가되는 전류에 따라 코일의 극성이 변화되는 예시를 보여주는 참고도이다.
도 6a 내지 도 6c를 참고하면, N개(3개)의 코일에 인가되는 전원에 따라 자성부(520)가 정해진 위치로 이동하며, 이에 따라 도 5a 내지 도 5c를 참고하여 설명한 바와 같이 조리개모듈(500)의 입사공의 크기가 변경될 수 있다.
조리개모듈(500)의 구동부는 자성부재(521a) - 영구자석으로 착자된 1개의 구동마그네트(521a-1) - 인 구동마그네트(521a-1)의 이동 경로를 따라 이와 대향하게 구비되는 N개의 구동코일(521b-1,2,3)을 포함한다. 나아가, 조리개구동부는 구동마그네트(521a-1)를 구비하는 자성부(520)의 이동 경로를 제한하도록 자성부(520)의 이동경로의 양쪽 단부에 각각 구비되는 스토퍼(512a)를 포함할 수 있다. 그리고, 구동마그네트(521a-1)의 뒷면에는 요크(521d)가 구비될 수 있다.
그리고, 구동마그네트(521a-1)는 구동코일(521b-1,2,3)과 대향하는 일면이 N극 또는 S극으로 착자될 수 있다. 또한, N개(3개)의 구동코일(521b-1,2,3)은 각각 구동마그네트(521a-1)와 대향하는 면이 N극 또는 S극으로 착자될 수 있게 권선 방향이 배치될 수 있다.
도 6a 내지 도 6c에 도시된 조리개모듈(500)은 자성부(520)가 도면 기준으로 가장 좌측, 중간, 가장 우측으로 각각 이동되어 있고(Case 1-1, 1-2, 1-3), 구동마그네트(521a-1)의 구동코일(521b-1,2,3)과 대향하는 일면이 S극으로 착자된 경우이며, 각각의 경우에 구동코일(521b-1,2,3)에는 도 7에 도시된 바와 같이 구동코일(521b-1,2,3)이 착자되도록 전원이 인가될 수 있다. 나아가, 도 6a 내지 도 6c 및 도 7에 도시된 마그네트와 코일은 극성이 반대로 착자된 경우도 동일한 구조의 구동이 발생할 수 있다(즉, 모든 N극은 S극으로, 모든 S극은 N극으로 바꿔도 동일한 구조의 구동이 발생됨).
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조리개구동부의 구동 컨셉을 도시한 단면도이고, 도 9는 도 8a 내지 도 8c에 도시된 코일에 인가되는 전류에 따라 코일의 극성이 변화되는 예시를 보여주는 참고도이다.
도 8a 내지 도 8c를 참고하면, 2개의 코일에 인가되는 전원에 따라 자성부(520)가 정해진 위치로 이동하며, 이에 따라 도 5a 내지 도 5c를 참고하여 설명한 바와 같이 조리개모듈(500)의 입사공의 크기가 변경될 수 있다.
조리개모듈(500)의 구동부는 자성부재(521a)- 영구자석으로 착자된 2개의 구동마그네트(521a-2,3), 1개의 부재로 구비되고 구동코일과 대향하는 면이 자성부(520)의 이동경로를 따라 N극과 S극으로 착자되는 경우와, 2개의 부재로 나뉘어 구비되는 경우 모두 포함 - 와 구동마그네트(521a-2,3)의 이동 경로를 따라 이와 대향하게 구비되는 2개의 구동코일(521b-4,5)을 포함한다. 나아가, 조리개구동부는 구동마그네트(521a-2,3)를 구비하는 자성부(520)의 이동 경로를 제한하도록 자성부(520)의 이동경로의 양쪽 단부에 각각 구비되는 스토퍼(512a)를 포함할 수 있다. 그리고, 구동마그네트(521a-2,3)의 뒷면에는 요크(521d)가 구비될 수 있다.
그리고, 구동마그네트(521a-2,3)는 구동코일(521b-4,5)과 대향하는 일면이 자성부(520)의 구동 방향으로 순차적으로 각각 N극 및 S극(또는 S극 및 N극)으로 착자될 수 있다. 또한, 2개의 구동코일(521b-4,5)은 각각 구동마그네트(521a-2,3)와 대향하는 면이 N극 또는 S극으로 착자될 수 있게 권선 방향이 배치될 수 있다.
도 8a 내지 도 8c에 도시된 조리개모듈(500)은 자성부(520)가 도면 기준으로 가장 좌측, 중간, 가장 우측으로 각각 이동되어 있고(Case 2-1, 2-2, 2-3), 구동마그네트(521a-2,3)의 구동코일(521b-4,5)과 대향하는 일면이 좌측에서 우측으로 순차적으로 S극 및 N극으로 착자된 경우이며, 각각의 경우에 구동코일(521b-4,5)에는 도 9에 도시된 바와 같이 구동코일(521b-4,5)이 착자되도록 전원이 인가될 수 있다. 나아가, 도 8a 내지 도 8c 및 도 9에 도시된 마그네트와 코일의 극성은 반대로 착자된 경우도 동일한 구조의 구동이 발생할 수 있다(즉, 모든 N극은 S극으로, 모든 S극은 N극으로 바꿔도 동일한 구조의 구동이 발생됨).
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조리개구동부의 구동 컨셉을 도시한 단면도이고, 도 11은 도 10a 내지 도 10c에 도시된 코일에 인가되는 전류에 따라 코일에 전원이 들어오는 예시를 보여주는 참고도이다.
도 10a 내지 도 10c를 참고하면, N개(3개)의 코일에 인가되는 전원에 따라 자성부(520)가 정해진 위치로 이동하며, 이에 따라 도 5a 내지 도 5c를 참고하여 설명한 바와 같이 조리개모듈(500)의 입사공의 크기가 변경될 수 있다.
조리개모듈(500)의 구동부는 자성부재(521a) - 착자되지 않은 1개의 구동요크(521e) - 인 구동요크(521e)의 이동 경로를 따라 이와 대향하게 구비되는 N개(3개)의 구동코일(521b-6,7,8)을 포함한다. 나아가, 조리개구동부는 구동요크(521e)를 구비하는 자성부(520)의 이동 경로를 제한하도록 자성부(520)의 이동경로의 양쪽 단부에 각각 구비되는 스토퍼(512a)를 포함할 수 있다.
그리고, N개(3개)의 구동코일(521b-4,5,6)은 각각 구동요크(521e)와 대향하는 면이 N극 또는 S극으로 착자될 수 있게 권선 방향이 배치될 수 있다.
도 10a 내지 도 10c에 도시된 조리개모듈(500)은 자성부(520)가 도면 기준으로 가장 좌측, 중간, 가장 우측으로 각각 이동되어 있고(Case 3-1, 3-2, 3-3), 각각의 경우에 구동코일(521b-1,2,3)에는 도 11에 도시된 바와 같이 구동코일(521b-1,2,3)에 전원이 인가될 수 있다. 구동요크(521e)는 극성을 갖지 않으므로 구동코일(521b-1,2,3)의 착자 방향은 고려하지 않아도 무방하나, 효율성 증대를 위해 상기 N개(3개)의 구동코일(521b-1,2,3)은 각각 구동요크(521e)와 대향하는 면이 N극 또는 S극으로 착자될 수 있게 배치될 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
1000: 카메라 모듈

Claims (16)

  1. 렌즈모듈을 구비하는 하우징;
    상기 렌즈모듈의 상부에 구비되는 복수의 블레이드에 의해 N개(N: 자연수)의 서로 다른 사이즈의 입사공을 형성하는 조리개모듈; 및
    구동코일에 대향하는 자성부재(magnetic member)를 포함하는 자성부가 직선으로 왕복 운동 가능하게 구비되는 상기 조리개모듈에 구비되는 조리개구동부;를 포함하고,
    상기 조리개구동부는 상기 자성부가 이동 경로를 따라 N개의 위치에 고정될 수 있도록 구비되는 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자성부재는 영구자석으로 착자된 구동마그네트인 카메라 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구동마그네트는 1개, 상기 구동코일은 N개로 구비되는 카메라 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 구동마그네트는 상기 구동코일과 대향하는 일면이 N극 또는 S극으로 착자되는 카메라 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 N개의 구동코일은 각각 상기 구동마그네트와 대향하는 면이 N극 또는 S극으로 착자될 수 있게 배치되는 카메라 모듈.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 구동코일은 3개로 구비되는 카메라 모듈.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 N개는 3개인 카메라 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 구동마그네트는 2개, 상기 구동코일은 2개로 구비되는 카메라 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 2개의 구동마그네트는, 상기 구동코일과 대향하는 일면이 어느 하나는 N극, 다른 하나는 S극으로 착자되는 카메라 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 N개의 구동코일은 각각 상기 구동마그네트와 대향하는 면이 N극 또는 S극으로 착자될 수 있게 배치되는 카메라 모듈.
  11. 제1항 있어서,
    상기 자성부재는 착자되지 않은 구동요크인 카메라 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 구동요크는 1개, 상기 구동코일은 N개로 구비되는 카메라 모듈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 N개의 구동코일은 각각 상기 구동요크와 대향하는 면이 N극 또는 S극으로 착자될 수 있게 배치되는 카메라 모듈.
  14. 제12항 있어서,
    상기 구동코일은 3개로 구비되는 카메라 모듈.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 조리개구동부는 상기 자성부의 이동경로의 양쪽 단부에 각각 구비되어 상기 자성부의 이동을 제한하는 스토퍼를 포함하는 카메라 모듈.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 구동코일은 상기 하우징에 구비되는 카메라 모듈.
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