KR20200093997A - 조리개 모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

조리개 모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 조리개 모듈은, 조합에 의해 다양한 크기의 입사공을 형성하는 복수의 블레이드; 구동코일에 대향하는 구동마그네트를 포함하는 마그네트부가 직선으로 왕복 운동 가능하게 구비되는 조리개구동부; 및 상기 조리개구동부에 연동되어 상기 마그네트부의 직선운동이 회전운동으로 전환되고 상기 복수의 블레이드에 연동되는 회전판;을 포함하고, 상기 입사공은 홀수 개의 변을 갖는 다각 형상이고, 상기 복수의 블레이드는 다각 형상의 상기 입사공의 형성에 1개의 변을 제공하는 1개의 블레이드와 각각 2개의 변을 제공하는 나머지 블레이드를 포함할 수 있다.

Description

조리개 모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈{APERTURE MODULE AND CAMERA MODULE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 조리개 모듈 및 이를 포함하는 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) 또는 손떨림 보정(Optical Image Stabilization) 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, 전류의 사용량을 저감하면서도 조리개 모듈의 입사공을 다양한 사이즈로 정확하게 조절할 수 있는 기능이 요구된다.
나아가, 입사공의 형상에 따라 카메라 모듈의 화질 성능 저감을 최소화할 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 전류의 사용을 저감하면서도 연속적으로 정확한 조리개의 구경을 구현할 수 있는 조리개 모듈을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 홀수 개의 변을 갖는 다각 형상의 입사공에 의해 회절된 빛이 겹치는 것을 최소화하여 화질이 저하되는 것을 방지하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조리개 모듈은, 조합에 의해 다양한 크기의 입사공을 형성하는 복수의 블레이드; 구동코일에 대향하는 구동마그네트를 포함하는 마그네트부가 직선으로 왕복 운동 가능하게 구비되는 조리개구동부; 및 상기 조리개구동부에 연동되어 상기 마그네트부의 직선운동이 회전운동으로 전환되고 상기 복수의 블레이드에 연동되는 회전판;을 포함하고, 상기 입사공은 홀수 개의 변을 갖는 다각 형상이고, 상기 복수의 블레이드는 다각 형상의 상기 입사공의 형성에 1개의 변을 제공하는 1개의 블레이드와 각각 2개의 변을 제공하는 나머지 블레이드를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 조리개 모듈은, 조합에 의해 다양한 크기의 입사공을 형성하는 복수의 블레이드; 구동코일에 대향하는 구동마그네트를 포함하는 마그네트부가 직선으로 왕복 운동 가능하게 구비되는 조리개구동부; 및 상기 조리개구동부에 연동되어 상기 마그네트부의 직선운동이 회전운동으로 전환되고 상기 복수의 블레이드에 연동되는 회전판;을 포함하고, 상기 복수의 블레이드는 적어도 2개가 동일 평면상에 나란하게 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 대략 사각 박스 형상의 하우징; 상기 하우징에 수용되는 렌즈모듈; 및 짝수 개의 블레이드에 의해 다양한 크기의 홀수 개의 변을 갖는 다각형의 입사공을 형성하는 조리개모듈;을 포함하고, 상기 하우징의 광축 방향과 나란한 4개의 면에는, 상기 렌즈모듈을 광축 방향에 수직하는 제1 방향으로 이동하도록 구동력을 제공하는 제1 OIS구동코일, 상기 렌즈모듈을 광축 방향 및 상기 제1 방향에 수직하는 제2 방향으로 이동하도록 구동력을 제공하는 제2 OIS구동코일, 상기 렌즈모듈을 광축 방향으로 이동하도록 구동력을 제공하는 AF구동코일, 및 상기 조리개모듈의 상기 복수의 블레이드를 구동하는 조리개구동코일이 구비될 수 있다.
본 발명, 전류의 사용을 저감하면서도 연속적으로 정확한 조리개의 구경을 구현할 수 있는 조리개 모듈을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 회절된 빛이 겹치는 현상을 최소화하여 화질이 저하되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이고,
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 일부 사시도이고,
도 3b는 도 3a의 측면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개모듈의 커버를 제거한 결합사시도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개모듈의 커버를 제거한 분해사시도이고,
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개모듈에 구비되는 블레이드의 일 실시예이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개모듈이 구현하는 입사공의 효과를 설명하기 위한 참고도이고,
도 8은 일 실시예에 따른 조리개모듈에 구비되는 복수의 블레이드의 회전축의 위치관계를 설명하기 위한 참고도이고,
도 9a 내지 도 9c는 입사공의 크기 변화를 위해 조리개모듈이 구동되는 모습을 도시한 평면도이다.
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 사시도이다. 또한, 도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 일부를 도시한 사시도이고, 도 3b는 도 3a의 측면도이다.
도 1 내지 도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 렌즈모듈(200), 캐리어(300), 가이드부(400), 조리개모듈(500), 하우징(110) 및 케이스(120)를 포함할 수 있다.
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 이동 가능하게 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)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) - AF구동코일 - 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.
또한, 렌즈모듈(200)의 상부에 장착되는 조리개모듈(500)도 렌즈모듈(200)과 함께 광축 방향으로 이동한다.
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, 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 OIS구동코일, 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 대략 사각 박스 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)은 복수의 블레이드에 의해 서로 다른 사이즈의 입사공을 연속적으로 구현할 수 있다. 촬영 환경에 따라 다양한 사이즈의 입사공 중 어느 하나를 통해 빛이 입사될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개모듈의 분해 사시도이고, 도 5는 조리개모듈에 구비되는 블레이드들 및 회전판의 분해사시도이다.
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 4 및 도 5를 참조하면, 조리개모듈(500)은 베이스(510), 복수의 블레이드(540, 550, 560, 570) 및 조리개구동부(구동마그네트(521a) 포함하는 이동부(520) 및 구동코일(521b) 포함)를 포함한다. 또한, 이동부(520)의 위치를 정확하게 파악하여 폐루프 제어가 가능하도록 위치센서(홀센서, 521c)를 포함할 수 있다. 또한, 베이스(510), 복수의 블레이드(540, 550, 560, 570)를 커버하고 광이 입사하는 관통홀(591)을 구비하는 커버(590)를 포함할 수 있다.
본 실시예의 조리개모듈(500)은 가령, 복수의 블레이드(540, 550, 560, 570)를 포함한다. 한편, 도면의 도시에서는 4개의 블레이드를 포함하는 구조로 설명하나, 본 실시예는 이에 한정하지 않으며 3개 이상의 블레이드가 구비되는 경우에는 모두 적용 가능하다.
제1 내지 제4 블레이드(540, 550, 560, 570)는 대략 부메랑 형상으로 구비될 수 있고, 입사공(580)을 형성하는 내측부가 직선(ㅡ) 또는 꺽인선(V) 형상일 수 있다. 가령, 도면의 도시와 같이 제1 블레이드(540)는 내측부가 직선(ㅡ)이고 - 전체적인 내측 형상은 'V'형으로 볼 수 있으나, 입사공(580)의 형성에 기여하는 부분은 직선(ㅡ)임 - , 제2 내지 제4 블레이드(550, 560, 570)은 내측부가 꺽인선(V)형 일 수 있다.
여기서, 복수의 블레이드 중 어느 하나는 나머지와 형상이 상이하게 구비될 수 있고, 제조의 편의를 위해 나머지는 모두 동일한 형상일 수 있다.
물론, 복수의 블레이드 중 적어도 어느 하나의 내측부가 직선(ㅡ)이고 - 전체적인 내측 형상은 'V'형으로 볼 수 있으나, 입사공(580)의 형성에 기여하는 부분은 직선(ㅡ)임 - , 나머지 블레이드의 내측부가 꺽인선(V)형을 포함한다면, 각 블레이드의 형상은 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 가령, 본 실시예에 첨부된 제1 내지 제4 블레이드(540, 550, 560, 570)의 경우, 3개 종류로 구비되며 제2 블레이드(550)와 제3 블레이드(570)가 동일한 형상으로 구비된다. 이는 이하 설명하겠지만, 동일한 층에 구비되는 블레이드 상호간에 서로 스토퍼 역할을 수행하도록 하기 위함이며, 본 실시예에서는, 도 9c에 도시된 바와 같이 같은 층에 구비되는 제2 블레이드(550)에 제4 블레이드(570)가 걸림되면서 스토퍼 역할이 수행될 수 있다.
그리고, 제1 내지 제4 블레이드(540, 550, 560, 570)의 내측부 조합에 의해 홀수 개의 변을 갖는 다각 형상의 입사공(580)을 구현할 수 있다. 그리고, 입사공(580)은 홀수 개의 변을 갖는 정다각형일 수 있다.
다시 말해, 본 실시예에 다른 조리개모듈(500)은 짝수 개의 블레이드의 조합에 의해 홀수 개의 변을 갖는 다각형(또는, 정다각형) 모양의 입사공(580)을 다양한 사이즈가 연속적으로 또는 단속적으로 구현되게 구비할 수 있다.
특히, 본 실시예에서는 복수의 블레이드 중 어느 하나는 입사공(580)의 형성에 기여하는 내측부(547)가 직선(ㅡ)이고(도 6a 참고), 나머지 블레이드들은 입사공(580)의 형성에 기여하는 내측부(557, 567, 577)가 꺽인선(V)형 일 수 있다(도 6b 참고).
그리고, 제1 내지 제4 블레이드(540, 550, 560, 570)의 직선형내측부(547)와 꺽인선형 내측부(557, 567, 577)가 상호 조합에 의해 7각형(또는 정칠각형)의 입사공(580)의 입사공을 구현할 수 있다. 아울러, 입사공(580)의 크기가 연속적으로(또는 단속적으로) 변경되도록 구현하면서도 7각형(또는 정칠각형)이 유지되도록 할 수 있다.
물론, 입사공(580)의 형상은 이에 한정하는 것은 아니며, 3개의 블레이드에 의한 5각형 구현, 5개의 블레이드에 의한 9각형 구현 등, 블레이드가 3개 이상으로 구비되고 이들의 조합에 의해 홀수 개의 변을 갖는 입사공을 다양하게 구현할 수 있다.
다시 말해, 도시는 생략하지만, 복수의 블레이드는 입사공(580)의 형성에 N(여기서, N은 자연수)개의 변을 제공하는 블레이드와 N+1 개의 변을 제공하는 블레이드를 포함하고, 복수의 블레이드가 형성하는 입사공(580)은 홀수 개의 변을 갖는 다각 형상인 것을 모두 포함한다. 여기서, N이 '1' 인 경우가 도면에 도시된 경우이며, N이 '2' 이상인 경우의 구조도 본 실시예에 모두 포함된다. 그리고, N이 '2' 이상인 경우에는, 각 블레이드가 2번 이상 꺽인 형상으로 입사공(580)의 형성에 3개 이상의 변을 제공하는 실시예도 가능하다.
제1 내지 제4 블레이드(540, 550, 560, 570)는 상호 일부가 접촉된 상태로 미끄럼 이동하게 되므로 마찰전기가 발생하지 않도록 대전방지 처리가 되어 있을 수 있다.
제1 내지 제4 블레이드(540, 550, 560, 570)는 2개씩 짝을 지어 동일 평면상에 나란하게 배치될 수 있다. 가령, 제1 및 제3 블레이드(540, 560)가 아래층에 구비되고, 제2 및 제4 블레이드(550, 570)가 윗층에 구비될 수 있다(도 4 참고). 이 경우, 동일한 층에 구비되는 블레이드 상호간에는 서로 스토퍼 역할을 할 수 있으며(도 9c에서 제2 블레이드(550)에 제4 블레이드(570)가 걸림된 도면 참고), 복수 개의 블레이드가 순차적으로 적층구조를 형성하지 않고 복수개가 동일한 층에 구비되므로 블레이드의 전체 두께가 저감되므로 조리개 모듈의 두께 저감을 구현할 수 있다.
물론, 복수의 블레이드가 짝수 개인 경우에는 2개씩 나누어서 한층에 구비되고, 복수의 블레이드가 홀수 개인 경우에는 어느 하나는 단독으로 층을 형성하여 구비될 수 있다.
한편, 도 7을 참고하면, 복수의 블레이드가 조합되어 형성하는 입사공(580)이 홀수 개의 변을 갖는 다각형인 경우에는 짝수 개의 변을 갖는 다각형보다 카메라 모듈의 화질 성능에 있어서 현저한 효과가 있을 수 있다.
도 7의 (a)에서 보듯이, 홀수개의 변을 갖는 입사공의 경우에는 각 변이 상호 마주보지 않고 엇갈려 있으므로, 입사공의 변에서 회절되는 빛이 상호 겹치지 않아 화질 저하에 큰 영향을 미치지 않는다.
하지만, 도 7의 (b)에서 보듯이, 짝수개의 변을 갖는 입사공의 경우에는 각 변이 상호 마주하게 되므로, 입사공의 변 중 상호 마주보는 변에서 빛이 동시에 회절되는 경우에는 이들이 겹쳐져서 화질에 악영향을 미칠 수 있다.
그러므로, 본 실시예에서와 같이 홀수 개의 변을 갖는 입사공을 구현하게 되면 조리개 모듈에 의한 화질 저하를 최소화 할 수 있다.
제1 내지 제4 블레이드(540, 550, 560, 570)는 회전판(530)에 연동되어 구동된다. 다만, 이는 일 실시예에 불과하며, 도면의 도시는 생략하지만, 제1 내지 제4 블레이드(540, 550, 560, 570)는 구동부인 이동부(520)에 직접 연결되어 구동될 수도 있다. 종합하면, 제1 내지 제4 블레이드(540, 550, 560, 570)는 구동부인 이동부(520)에 직접 또는 회전판(530)을 매개로 간접적으로 연동될 수 있다.
회전판(530)은 광축방향에 수직하는 방향으로 직선 왕복운동하는 이동부(520)에 연동되고, 이동부(520)의 직선운동을 회전운동으로 전환하여 대략 광축을 중심으로 회전운동한다. 회전판(530)의 중심에는 광이 통과되도록 관통홀(531)이 구비되고, 관통홀(531)은 제1 내지 제4 블레이드(540, 550, 560, 570)가 형성하는 최대 크기의 입사공과 사이즈가 같거나 크거나 작을 수 있다. 또한 회전판(530)은 제1 내지 제4 블레이드(540, 550, 560, 570)와 접촉하므로 마찰전기가 발생하지 않도록 대전방지 처리가 되어 있을 수 있다.
이에 따라, 베이스(510)에는 회전판(530)의 회전운동을 안내하도록 안내홈(511)이 구비될 수 있고, 안내홈(511)에 회전판(530)이 삽입되어 가이드되면서 회전될 수 있다. 회전판(530)은 테두리가 둥근 형상으로 구비되며 - 물론, 인접 부재인 고정축(513a, 513b, 513c, 513d) 등과의 간섭을 피하기 위해 테두리에 소정의 홈 형상(535, 회피홈) 등이 구비될 수 있다 - , 안내홈(511)도 회전판(530)에 상응하게 테두리가 둥근 형상으로 구비될 수 있다 - 물론, 테두리에 내측으로 약간 인입하여 고정축(513a, 513b, 513c, 513d) 등이 구비될 수 있다 - .
물론, 안내홈(511)이 구비되지 않더라도 4개의 블레이드(540, 550, 560, 570)에 회전판(530)의 구동축(533a, 533b, 533c, 533d)이 각각 끼워지게 되므로 자연스럽게 회전이 유도될 수 있다.
제1 내지 제4 블레이드(540, 550, 560, 570)는 회전하는 회전판(530)에 연동되어 구동된다.
제1 내지 제4 블레이드(540, 550, 560, 570)는 각각 회전축홀(543, 553, 563, 573)과 구동축홀(545, 555, 565, 575)을 구비하고, 각각의 회전축홀(543, 553, 563, 573)은 베이스(510)에 구비되는 고정축(513a, 513b, 513c, 513d)에 회전가능하게 끼움되고, 각각의 구동축홀(545, 555, 565, 575)은 회전판(530)의 구동축(533a, 533b, 533c, 533d)이 회전 및 이동가능하게 끼움된다.
이하에서, 돌기 형상의 고정축(513a, 513b, 513c, 513d), 구동축(533a, 533b, 533c, 533d), 구동돌기(523)가 끼워져 힘을 전달하거나 회전축을 형성하도록 구비되는 회전축홀(543, 553, 563, 573), 구동축홀(545, 555, 565, 575), 가이드홀(532) 등은 편의상 구성명칭에 '홀'을 포함하여 지칭하나 이는 구멍 또는 홈 형상일 수 있다. 아울러, 이들은 상세한 설명 또는 청구항에서 고정축삽입부(543, 553, 563, 573), 구동축삽입부(545, 555, 565, 575), 구동돌기삽입부(532)라는 명칭을 혼용하여 사용한다.
제1 내지 제4 블레이드(540, 550, 560, 570)의 회전축홀(543, 553, 563, 573)은 원형으로 구비되어 고정축(513a, 513b, 513c, 513d)에 끼워진 상태에서 회전만 가능하다.
그리고, 구동축홀(545, 555, 565, 575)은 길게 구비되어 구동축(533a, 533b, 533c, 533d)에 끼워진 상태에서 구동축(533a, 533b, 533c, 533d)이 이동될 수 있다. 그리고 구동축홀(545, 555, 565, 575)은 회전판(530)의 회전 방향에 경사지게 구비될 수 있다. 나아가, 제1 내지 제4 블레이드(540, 550, 560, 570) 중 입사공(580)의 형성에 1개의 변만을 제공하는 제1 블레이드의 구동축홀(545)는 다른 블레이드들의 구동축 홀과 회전판(530)의 회전 방향에 경사진 경사도가 차별될 수 있다.
회전판(530)의 회전에 따라 구동축(533a, 533b, 533c, 533d)이 회전하고, 제1 내지 제4 블레이드(540, 550, 560, 570)의 구동축홀(545, 555, 565, 575)에 끼워진 구동축(533a, 533b, 533c, 533d)이 이동하면서 제1 내지 제4 블레이드(540, 550, 560, 570)가 내측으로 오무려지거나 외측으로 확장되면서 다단으로 또는 연속적으로 다양한 크기의 입사공(580)을 구현할 수 있다.
한편, 본 실시예는 제1 내지 제4 블레이드(540, 550, 560, 570)가 회전판(530)과 연동되어 있으며, 구동마그네트(521a)와 구동코일(521b) 사이의 전자기적 영향력에 의하여 이동부(520)가 직선 운동하면 이와 연동된 회전판(530)이 회전하게 되고 이에 따라 제1 내지 제4 블레이드(540, 550, 560, 570)가 움직여서 조리개의 구경을 변경할 수 있는 구조이다.
베이스(510)의 고정축(513a, 513b, 513c, 513d)은 블레이드(540, 550, 560, 570)의 개수에 상응하게 구비될 수 있다. 그리고, 입사공(580)의 구현에 관여하는 변의 수가 다른 1개의 블레이드와 나머지 블레이드를 포함하므로, 고정축(513a, 513b, 513c, 513d)을 순차적으로 연결하면 정다각형이 이루어지지 않도록 배치될 수 있다(도 8 참고). 본 실시예에서는 4개의 블레이드를 이용하므로 각 블레이드의 회전축을 연결하면 정사각형이 아닌 사각형 형상일 수 있다.
이는, 입사공(580)을 형성하는 4개의 블레이드 중 적어도 1개는 형상이 상이하다는 점에서, 입사공(580)의 구현에 관여하는 변의 수(형상)가 다른 1개의 블레이드와 나머지 블레이드는 블레이드의 회전각이 상호 차별되게 연동될 수 있다.
조리개구동부는 일 축을 따라 이동 가능하도록 베이스(510)에 배치되고 마그네트(521a)를 구비하는 이동부(520) 및 마그네트(521a)와 대향하도록 하우징(110)에 고정 구비되는 구동코일(521b)를 포함한다.
구동코일(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.
이동부(520)는 베이스(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, 조리개모듈(500)의 무게를 줄일 수 있다.
다시 말해, 조리개모듈(500)에 구동력을 제공하는 구동코일(521b)이 고정부재로 제공되므로, 자동 초점 조정 또는 손떨림 보정 구동 시에 코일(950)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 배치되어 인쇄회로기판(600)과 전기적으로 연결되므로, 자동 초점 조정 및 흔들림 보정 시에 렌즈모듈(200)과 조리개모듈(500)이 움직이더라도 조리개구동부의 코일(950)에 영향을 미치지 않게 된다.
따라서, 자동 초점 조정 기능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시예는 연속적으로 조리개의 입사공(580) 크기를 변경할 수 있으므로, 입사공의 크기를 정확하게 구현하기 위해 이동부(520)의 위치를 정확하게 센싱할 필요가 있다. 이에, 본 실시예는 이동부(520)의 구동마그네트(521a)와 대향하게 배치되어 구동마그네트(521a)의 위치를 판단하는 위치센서(521c)를 구비할 수 있다. 위치센서(521c)는 홀센서일 수 있고, 하우징(110)에 고정된 구동코일(521b)의 중심 또는 인접한 옆에 설치될 수 있다. 가령, 위치센서(521c)는 구동코일(52b)이 구비되는 기판(900)에 함께 구비될 수 있다.
본 실시예는 이동부(520)를 직선운동시킬 때, 이동부(520)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프(Closed) 제어 방식을 사용한다. 따라서, 폐루프 제어를 위하여 위치센서(521c)가 필요한 것이다.
한편, 기판(900)에는 사용자의 손떨림 등과 같은 흔들림 요인을 감지하는 자이로 센서(미도시)와, 복수의 코일(810b, 830b, 730, 521b)에 구동 신호를 제공하는 구동 회로소자(Driver IC, 미도시)가 구비될 수 있다.
베이스(510)에는 이동부(520)가 배치되는 이동가이드(512)가 구비된다. 이동가이드(512)는 베이스(510)로부터 광축 방향으로 연장된 형상일 수 있다.
이동부(520)는 구동코일(52b)과 마주보게 배치된 구동마그네트(521a) 및 구동마그네트(521a)가 결합된 마그네트 홀더(522)를 포함한다. 구동마그네트(521a)는 구동코일(521b)과 광축 방향에 수직한 방향으로 대향하도록 구비된다.
이동부(520)는 베이스(510)의 이동가이드(512)에 밀착된 상태로 이동한다. 이에 따라, 이동부(520)의 구동마그네트(521a)와의 인력에 의해 이동부(520)가 이동가이드(512)에 밀착되도록 이동가이드(512)에는 요크(515)가 구비될 수 있다. 물론, 렌즈모듈(200)의 이동부(520)에 대향하는 위치에 요크(225)가 구비될 수도 있다. 요크(515, 225)와 구동마그네트(521a) 사이의 인력에 의해 이동부(520)가 이동가이드(512)에 밀착된 상태를 유지하면서 미끄럼 이동할 수 있다.
한편, 이동부(520)의 미끄럼 이동이 용이하도록 베이스(510)에 베어링이 구비될 수 있다. 가령, 도 5에서 보듯이, 이동부(520)와 이동가이드(512)의 사이에는 볼베어링(516)이 구비될 수 있고, 이동부(510)와 이동가이드(512)에는 선택적으로 볼베어링(516)이 안착되는 안착홈(516a, 516b)을 구비할 수 있다. 물론, 베어링은 볼베어링에 한정하는 것은 아니며, 가령, 미끄럼 이동이 용이한 막대 또는 플레이트 형상일 수 있다.
구동코일(521b)에 전원이 인가되면, 구동마그네트(521a)와 구동코일(521b) 사이의 전자기적 영향력에 의하여 이동부(520)가 광축 방향에 수직하는 방향으로 이동할 수 있다.
베이스(510)에는 회전판(530)의 회전운동을 안내하도록 안내홈(511)이 구비되고, 안내홈(511)에 회전판(530)이 삽입되어 가이드되면서 회전될 수 있다.
그리고, 회전판(530)에는 일방향으로 길게 형성된 가이드홀(532)이 구비될 수 있다. 가이드홀(532)은 이동부(520)이 이동 방향에 경사지게 길게 구비될 수 있다. 가이드홀(532)은 구멍 또는 홈 형상일 수 있다. 참고로, 도면에서는 가이드홀(532)이 일측이 열린 홈 형상으로고 도시한다.
따라서, 이동부(520)가 일 축을 따라 이동될 때, 이동부(520)에 구비되는 구동돌기(523)는 가이드홀(532) 내에서 이동될 수 있으며, 구동돌기(523)의 이동에 따라 회전판(530)이 안내홈(511)의 내부에서 회전하고, 회전판(530)에 연동된 제1 내지 제4 블레이드(540, 550, 560, 570)가 오무려지거나 확장되면서 입사공(580)의 사이즈가 다단으로 또는 연속적으로 변경될 수 있다(도 9a 내지 도 9c 참조).
도 9a 내지 도 9c는 입사공의 크기가 다단으로 또는 연속적으로 변하면서 조리개모듈이 구동되는 모습을 도시한 평면도이다.
도 9a를 참조하면, 이동부(520)가 일측 단부에 있을 때에는 제1 내지 제4 블레이드(540, 550, 560, 570)에 의해 크기가 가장 큰 입사공(581)이 구현될 수 있다.
그리고, 도 9b를 참조하면, 이동부(520)가 일측 단부에서 타측 쪽으로 일정거리 이동하면(대략 중간 정도의 위치로 이동한 경우), 제1 내지 제4 블레이드(540, 550, 560, 570)가 회전하여 크기가 중간 정도의 입사공(582)이 구현될 수 있다.
또한, 도 9c를 참조하면, 조리개구동부의 구동에 의해 이동부(520)가 일측의 반대쪽인 타측 단부로 이동하면, 제1 내지 제4 블레이드(540, 550, 560, 570)가 회전하여 크기가 가장 작은 입사공(583)이 구현될 수 있다.
이상, 도 9a 내지 도 9c를 참조하여 설명한 바와 같이, 이동부(520)가 일측 단부에서 타측 단부 방향으로 이동한 후 다시 일측 단부로 돌아오는 경우에는 제1 내지 제4 블레이드(540, 550, 560, 570)에 의해 크기가 작은 입사공(582, 583)에서 크기가 가장 큰 입사공(581)으로 사이즈가 변경될 수 있다.
그리고, 조리개구동부의 구동에 의해 이동부(520)가 일측 단부와 타측 단부의 사이로 이동하면 제1 내지 제4 블레이드(540, 550, 560, 570)에 의해 크기가 가장 큰 입사공(581)과 크기가 작은 입사공(583)의 사이의 크기를 갖는 임의 크기의 입사공(582)이 다양하게 구현될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예의 조리개모듈(500)은 이동부(520)의 직선 왕복운동에 의해 다양한 사이즈의 입사공을 연속적으로 구현할 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. 나아가, 조리개 모듈의 두께를 저감할 수 있고, 빛의 회절에 따른 화질 저감을 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. 조합에 의해 다양한 크기의 입사공을 형성하는 복수의 블레이드;
    구동코일에 대향하는 구동마그네트를 포함하는 마그네트부가 직선으로 왕복 운동 가능하게 구비되는 조리개구동부; 및
    상기 조리개구동부에 연동되어 상기 마그네트부의 직선운동이 회전운동으로 전환되고 상기 복수의 블레이드에 연동되는 회전판;을 포함하고,
    상기 복수의 블레이드는 상기 입사공의 형성에 N(여기서, N은 자연수)개의 변을 제공하는 블레이드와 N+1 개의 변을 제공하는 블레이드를 포함하고,
    상기 복수의 블레이드가 형성하는 상기 입사공은 홀수 개의 변을 갖는 다각 형상인 조리개 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 블레이드는 3개 이상인 조리개 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 블레이드 중 어느 하나는 나머지 블레이드와 형상이 상이한 조리개 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 블레이드 중 형상이 상이한 하나의 블레이드를 제외한 나머지 블레이드는 형상이 동일한 조리개 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 입사공은 정다각형을 형성하도록 구현되는 조리개 모듈.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 블레이드는 적어도 2개가 짝을 지어 동일한 평면상에 구비되는 조리개 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 블레이드는 각각 짝을 지어 복수의 층에 각각 2장씩 나뉘어 구비되는 구조를 포함하는 조리개 모듈.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 블레이드는 동일한 평면상에 구비되는 블리이드들 상호 간에 스토퍼 역할을 수행할 수 있는 조리개 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 조리개구동부는 상기 구동마그네트와 대향하게 구비되는 위치센서를 포함하는 조리개 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 블레이드의 회전축을 상호 연결하면 정다각형을 형성하지 않는 조리개 모듈.
  11. 조합에 의해 다양한 크기의 입사공을 형성하는 복수의 블레이드;
    구동코일에 대향하는 구동마그네트를 포함하는 마그네트부가 직선으로 왕복 운동 가능하게 구비되는 조리개구동부; 및
    상기 조리개구동부에 연동되어 상기 마그네트부의 직선운동이 회전운동으로 전환되고 상기 복수의 블레이드에 연동되는 회전판;을 포함하고,
    상기 복수의 블레이드는 적어도 2개가 동일 평면상에 나란하게 구비되는 조리개 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 블레이드는 3개 이상으로 구비되는 조리개 모듈.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 블레이드는 각각 짝을 지어 복수의 층에 각각 2장씩 나뉘어 구비되는 구조를 포함하는 조리개 모듈.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 입사공은 홀수 개의 변을 갖는 정다각형을 형성하도록 구현되는 조리개 모듈.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 블레이드는 동일한 평면상에 구비되는 블리이드들 상호 간에 스토퍼 역할을 수행할 수 있는 조리개 모듈.
  16. 대략 사각 박스 형상의 하우징;
    상기 하우징에 수용되는 렌즈모듈; 및
    짝수 개의 블레이드에 의해 다양한 크기의 홀수 개의 변을 갖는 다각형의 입사공을 형성하는 조리개모듈;을 포함하고,
    상기 하우징의 광축 방향과 나란한 4개의 면에는, 상기 렌즈모듈을 광축 방향에 수직하는 제1 방향으로 이동하도록 구동력을 제공하는 제1 OIS구동코일, 상기 렌즈모듈을 광축 방향 및 상기 제1 방향에 수직하는 제2 방향으로 이동하도록 구동력을 제공하는 제2 OIS구동코일, 상기 렌즈모듈을 광축 방향으로 이동하도록 구동력을 제공하는 AF구동코일, 및 상기 조리개모듈의 상기 복수의 블레이드를 구동하는 조리개구동코일이 구비되는 카메라 모듈.
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