KR20200110036A - 카메라 모듈 및 이의 액츄에이터 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 액츄에이터는 렌즈 배럴의 일측에 마련되는 피검출부; 및 상기 피검출부와 마주하여 배치되는 제1 센싱 코일, 제2 센싱 코일, 및 상기 피검출부와 마주하는 영역의 외측에 배치되는 레퍼런스 코일을 포함하는 위치 검출부; 를 포함하고, 상기 위치 검출부는, 상기 제1 센싱 코일 및 상기 제2 센싱 코일의 인덕턴스의 연산 결과에 따라 상기 피검출부의 위치를 검출하고, 상기 제1 센싱 코일 및 상기 제2 센싱 코일의 인덕턴스의 연산 결과에 상기 레퍼런스 코일의 인덕턴스를 적용하여, 노이즈 성분을 제거할 수 있다.

Description

카메라 모듈 및 이의 액츄에이터{CAMERA MODULE AND ACTUATOR THEREOF}
본 발명은 카메라 모듈 및 이의 액츄에이터에 관한 것이다.
일반적으로 휴대폰, PDA, 휴대용 PC 등과 같은 휴대 통신단말기는 최근 문자 또는 음성 데이터를 전송하는 것뿐만 아니라 화상 데이터 전송까지 수행하는 것이 일반화되어 가고 있다. 이러한 추세에 부응하여 화상 데이터 전송이나 화상 채팅 등을 할 수 있기 위해서 최근에 휴대 통신단말기에 카메라 모듈이 기본적으로 설치되고 있다.
일반적으로, 카메라 모듈은 내부에 렌즈를 구비하는 렌즈 배럴과 렌즈 배럴을 내부에 수용하는 하우징을 구비하며, 피사체의 영상을 전기신호로 변환하는 이미지 센서를 포함한다. 카메라 모듈은 고정된 초점에 의해 사물을 촬영하는 단초점 방식의 카메라 모듈을 채용할 수 있으나, 최근에는 기술 개발에 따라 자동초점(AF: Autofocus) 조정이 가능한 액츄에이터를 포함한 카메라 모듈이 채용되고 있다. 아울러, 카메라 모듈은 손떨림에 따른 해상도 저하현상을 경감시키기 위해 손떨림 보정기능(OIS: Optical Image Stabilization)을 위한 액츄에이터를 채용하고 있다.
대한민국 공개특허공보 제2013-0077216호
본 발명의 과제는 홀 센서를 채용함 없이, 피검출부의 위치를 정밀하게 검출할 수 있는 카메라 모듈 및 이의 액츄에이터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 액츄에이터는 렌즈 배럴의 일측에 마련되는 피검출부; 및 상기 피검출부와 마주하여 배치되는 제1 센싱 코일, 제2 센싱 코일, 및 상기 피검출부와 마주하는 영역의 외측에 배치되는 레퍼런스 코일을 포함하는 위치 검출부; 를 포함하고, 상기 위치 검출부는, 상기 제1 센싱 코일 및 상기 제2 센싱 코일의 인덕턴스의 연산 결과에 따라 상기 피검출부의 위치를 검출하고, 상기 제1 센싱 코일 및 상기 제2 센싱 코일의 인덕턴스의 연산 결과에 상기 레퍼런스 코일의 인덕턴스를 적용하여, 노이즈 성분을 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈 및 이의 액츄에이터는 센싱 코일의 인덕턴스의 변화로부터 렌즈 배럴의 위치를 정밀하게 검출할 수 있다. 나아가, 별도의 홀 센서를 채용하지 않으므로, 카메라 모듈의 액츄에이터의 제조 비용을 절감할 수 있고 공간 효율성을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략 분해 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판에 배치되는 센싱 코일 및 구동 코일의 확대 사시도이고, 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판에 배치되는 센싱 코일 및 구동 코일의 전개도이다.
도 4a, 도 4b, 및 도 4c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 레퍼런스 코일을나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에 채용되는 액츄에이터의 주요부의 블록도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 검출부를 나타내는 블록도이다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 피검출부의 Z축 방향으로의 이동에 따른 복수의 발진 신호의 주파수를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 피검출부의 X축 방향으로의 이동에 따른 복수의 발진 신호의 주파수를 나타낸다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 피검출부의 Y축 방향으로의 이동에 따른 복수의 발진 신호의 주파수를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 일 예로, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다.
또한, 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략 분해 사시도이고, 도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판에 배치되는 센싱 코일 및 구동 코일의 확대 사시도이고, 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판에 배치되는 센싱 코일 및 구동 코일의 전개도이다. 또한, 도 4a, 도 4b, 및 도 4c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 레퍼런스 코일을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(100)은 렌즈 배럴(210), 및 렌즈 배럴(210)을 이동시키는 액츄에이터, 및 렌즈 배럴(210)과 액츄에이터를 수용하는 케이스(110)와 하우징(120)을 포함하고, 추가적으로, 렌즈 배럴(210)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서 모듈(700)을 포함한다.
렌즈 배럴(210)은 피사체를 촬상하는 복수의 렌즈가 내부에 수용될 수 있도록 중공의 원통 형상일 수 있으며, 복수의 렌즈는 광축을 따라 렌즈 배럴(210)에 장착된다. 복수의 렌즈는 렌즈 배럴(210)의 설계에 따라 필요한 수만큼 배치되고, 각각의 렌즈는 동일하거나 상이한 굴절률 등의 광학적 특성을 가진다.
액츄에이터는 렌즈 배럴(210)을 이동시킬 수 있다. 일 예로, 액츄에이터는 렌즈 배럴(210)을 광축(Z축) 방향으로 이동시킴으로써 초점을 조정할 수 있고, 렌즈 배럴(210)을 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동시킴으로써 촬영시의 흔들림을 보정할 수 있다. 액츄에이터는 초점을 조정하는 초점 조정부(400) 및 흔들림을 보정하는 흔들림 보정부(500)를 포함한다.
이미지 센서 모듈(700)은 렌즈 배럴(210)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환할 수 있다. 일 예로, 이미지 센서 모듈(700)은 이미지 센서(710) 및 이미지 센서(710)와 연결되는 인쇄회로기판(720)을 포함할 수 있고, 적외선 필터를 더 포함할 수 있다. 적외선 필터는 렌즈 배럴(210)을 통해 입사된 광 중에서 적외선 영역의 광을 차단한다. 이미지 센서(710)는 렌즈 배럴(210)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환한다. 일 예로, 이미지 센서(710)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)를 포함할 수 있다. 이미지 센서(710)에 의해 변환된 전기 신호는 휴대가능한 전자기기의 디스플레이 유닛을 통해 영상으로 출력된다. 이미지 센서(710)는 인쇄회로기판(720)에 고정되며, 와이어 본딩에 의하여 인쇄회로기판(720)과 전기적으로 연결될 수 있다.
렌즈 배럴(210)과 액츄에이터는 하우징(120)에 수용된다. 일 예로, 하우징(120)은 상부와 하부가 개방된 육면체 형상이며, 하우징(120)의 내부 공간에 렌즈 배럴(210)과 액츄에이터가 수용된다. 하우징(120)의 하부에는 이미지 센서 모듈(700)이 배치된다.
케이스(110)는 하우징(120)의 외부면을 감싸도록 하우징(120)과 결합하며, 카메라 모듈(100)의 내부 구성부품을 보호할 수 있다. 또한, 케이스(110)는 전자파를 차폐할 수 있다. 일 예로, 카메라 모듈에서 발생된 전자파가 휴대가능한 전자기기 내의 다른 전자부품에 영향을 미치지 않도록 케이스(110)가 전자파를 차폐할 수 있다. 또한, 휴대가능한 전자기기에는 카메라 모듈 이외에 여러 전자부품이 장착되므로, 이러한 전자부품에서 발생된 전자파가 카메라 모듈에 영향을 미치지 않도록 케이스(110)가 전자파를 차폐할 수 있다. 케이스(110)는 금속재질로 제공되어 인쇄회로기판(720)에 구비되는 접지패드에 접지될 수 있으며, 이에 따라 전자파를 차폐할 수 있다.
스토퍼(330)는 외부 충격 등에 의하여 제1 내지 제3 볼 부재(B2, B3, B4), 프레임(310) 및 렌즈 홀더(320)가 캐리어(300)의 외부로 이탈되는 것을 방지하도록 제공된다. 스토퍼(330)는 렌즈 홀더(320)의 상면 중 적어도 일부를 커버하도록 캐리어(300)에 결합된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액츄에이터는 피사체에 초점을 맞추기 위하여 렌즈 배럴(210)을 이동시킨다. 일 예로, 액츄에이터는 렌즈 배럴(210)을 광축(Z축) 방향으로 이동시키는 초점 조정부(400)를 포함한다.
초점 조정부(400)는 렌즈 배럴(210) 및 렌즈 배럴(210)을 수용하는 캐리어(300)를 광축(Z축) 방향으로 이동시키도록 구동력을 발생시키는 마그네트(410) 및 구동 코일(430)을 포함한다.
마그네트(410)는 캐리어(300)에 장착된다. 일 예로, 마그네트(410)는 캐리어(300)의 일면에 장착될 수 있다. 구동 코일(430)은 하우징(120)에 장착되어, 마그네트(410)와 대향 배치될 수 있다. 일 예로, 구동 코일(430)은 기판(600)의 일면에 배치되고, 기판(600)은 하우징(120)에 장착될 수 있다.
마그네트(410)는 캐리어(300)에 장착되어 캐리어(300)와 함께 광축(Z축) 방향으로 이동할 수 있고, 구동 코일(430)은 하우징(120)에 고정될 수 있다. 다만, 실시예에 따라, 마그네트(410)와 구동 코일(430)의 위치는 서로 변경될 수 있다.
구동 코일(430)에 구동 신호가 인가되면, 마그네트(410)와 구동 코일(430) 사이의 전자기적 상호작용에 의하여 캐리어(300)는 광축(Z축) 방향으로 이동할 수 있다.
렌즈 배럴(210)은 캐리어(300)에 수용되어, 캐리어(300)의 이동에 의해 렌즈 배럴(210)도 광축(Z축) 방향으로 이동된다. 또한, 프레임(310) 및 렌즈 홀더(320)도 캐리어(300)에 수용되어, 캐리어(300)의 이동에 의해 프레임(310), 렌즈 홀더(320) 및 렌즈 배럴(210)도 함께, 광축(Z축) 방향으로 이동된다.
캐리어(300)가 이동될 때, 캐리어(300)와 하우징(120) 사이의 마찰을 저감하도록 캐리어(300)와 하우징(120) 사이에 구름부재(B1)가 배치된다. 구름부재(B1)는 볼 형태일 수 있다. 구름부재(B1)는 마그네트(410)의 양측에 배치된다.
본 발명은 초점 조정 과정에서 렌즈 배럴(210)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 사용한다. 따라서, 초점 조정부(400)는 폐루프 제어를 위하여 위치 검출부를 포함할 수 있다. 위치 검출부는 AF 센싱 코일(470a, 470b)을 포함할 수 있고, AF 센싱 코일(470a, 470b)은 광축(Z축) 방향을 따라 기판(600)에 형성되어, 하우징(120)에 장착된다.
AF 센싱 코일(470a, 470b)의 인덕턴스는 AF 센싱 코일(470a, 470b)과 마주하는 마그네트(410)의 이동에 따라 변화한다. 위치 검출부는 마그네트(410)의 광축(Z축) 방향으로의 이동에 따른 AF 센싱 코일(470a, 470b)의 인덕턴스 변화로부터 렌즈 배럴(210)의 위치를 검출할 수 있다. 실시예에 따라, 초점 조정부(400)는 마그네트(410)의 일 측에서, AF 센싱 코일(470a, 470b)과 마주하도록 배치되는 제1 센싱 요크(460)를 더 포함할 수 있다. 제1 센싱 요크(460)는 캐리어(300)에 장착되어 캐리어(300)와 함께 광축(Z축) 방향으로 이동할 수 있다. 제1 센싱 요크(460)는 도체 및 자성체 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 제1 센싱 요크(460)가 마련되는 경우, 위치 검출부는 제1 센싱 요크(460)의 광축(Z축) 방향으로의 이동에 따른 AF 센싱 코일(470a, 470b)의 인덕턴스 변화로부터 렌즈 배럴(210)의 위치를 검출할 수 있다. 즉, AF 센싱 코일(470a, 470b)의 인덕턴스는 마그네트(410) 또는 제1 센싱 요크(460)의 변위에 따라 변경될 수 있다. 마그네트(410) 또는 제1 센싱 요크가 광축(Z축) 방향으로 이동하는 경우, AF 센싱 코일(470a, 470b)과 중첩되는 마그네트(410) 또는 제1 센싱 요크(460)의 면적이 변화하고, 이에 따라 AF 센싱 코일(470a, 470b)의 인덕턴스가 변경될 수 있다.
초점 조정부(400)의 위치 검출부는 적어도 하나의 AF 센싱 코일(470a, 470b)의 인덕턴스의 변화로부터 렌즈 배럴(210)의 변위를 판단하기 위하여, 적어도 하나의 커패시터를 추가적으로 구비할 수 있다. 적어도 하나의 커패시터와 AF 센싱 코일(470a, 470b)은 소정의 발진 회로를 형성할 수 있다. 일 예로, 적어도 하나의 커패시터는 AF 센싱 코일(470a, 470b)의 개수에 대응되게 마련되어, 하나의 커패시터와 하나의 센싱 코일은 소정의 LC 발진기와 같은 형태로 구성될 수 있고, 이외에도 널리 알려진 콜피츠 발진기와 같은 형태로 구성될 수 있다.
초점 조정부(400)의 위치 검출부는 발진 회로에서 생성되는 발진 신호의 주파수 변화로부터 렌즈 배럴(210)의 변위를 판단할 수 있다. 구체적으로, 발진 회로를 형성하는 AF 센싱 코일(470a, 470b)의 인덕턴스가 변경되는 경우, 발진 회로에서 생성되는 발진 신호의 주파수가 변경되므로, 발진 신호의 주파수의 변화에 기초하여 렌즈 배럴(210)의 변위 검출이 가능할 수 있다.
흔들림 보정부(500)는 이미지 촬영 또는 동영상 촬영시 사용자의 손떨림 등의 요인에 의해 이미지가 번지거나 동영상이 흔들리는 것을 보정하기 위해 사용된다. 예를 들어, 흔들림 보정부(500)는 사용자의 손떨림 등에 의해 흔들림이 발생할 때, 흔들림에 대응하는 상대 변위를 렌즈 배럴(210)에 부여하여, 흔들림을 보상한다. 일 예로, 흔들림 보정부(500)는 렌즈 배럴(210)을 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동시켜 흔들림을 보정한다.
흔들림 보정부(500)는 가이드부재를 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동시키도록 구동력을 발생시키는 복수의 마그네트(510a, 520a)와 복수의 구동 코일(510b, 520b)을 포함한다. 프레임(310)과 렌즈 홀더(320)는 캐리어(300) 내에 삽입되어 광축(Z축) 방향으로 배치되며, 렌즈 배럴(210)의 이동을 가이드 할 수 있다. 프레임(310)과 렌즈 홀더(320)는 렌즈 배럴(210)이 삽입될 수 있는 공간을 구비한다. 렌즈 배럴(210)은 렌즈 홀더(320)에 삽입 고정된다.
복수의 마그네트(510a, 520a)와 복수의 구동 코일(510b, 520b) 간의 전자기적 상호작용에 따라 발생된 구동력에 의해, 프레임(310) 및 렌즈 홀더(320)는 캐리어(300)에 대하여 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동된다. 복수의 마그네트(510a, 520a)와 복수의 구동 코일(510b, 520b) 중에서, 제1 마그네트(510a)와 제1 구동 코일(510b)은 광축(Z축)에 수직한 제1 축(Y축) 방향으로 구동력을 발생시키고, 제2 마그네트(520a)와 제2 구동 코일(520b)은 제1 축(Y축)에 수직한 제2 축(X축) 방향으로 구동력을 발생시킨다. 여기서, 제2 축(X축)은 광축(Z축)과 제1 축(Y축)에 모두 수직한 축을 의미한다. 복수의 마그네트(510a, 520a)는 광축(Z축)에 수직한 평면에서 서로 직교하도록 배치된다.
복수의 마그네트(510a, 520a)는 렌즈 홀더(320)에 장착되고, 복수의 마그네트(510a, 520a)와 마주보는 복수의 구동 코일(510b, 520b)은 제2축(X축) 방향으로 따라 기판(600)에 형성되어, 하우징(120)에 장착된다.
복수의 마그네트(510a, 520a)는 렌즈 홀더(320)와 함께 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동할 수 있고, 복수의 구동 코일(510b, 520b)은 하우징(120)에 고정될 수 있다. 다만, 실시예에 따라, 복수의 마그네트(510a, 520a)와 복수의 구동 코일(510b, 520b)의 위치는 서로 변경될 수 있다.
본 발명은 흔들림 보정 과정에서 렌즈 배럴(210)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 사용한다. 따라서, 흔들림 보정부(500)는 폐루프 제어를 위한 위치 검출부를 포함할 수 있고, 흔들림 보정부(500)의 피검출 대상이 되는 제2 센싱 요크(530a)를 포함할 수 있다. 위치 검출부는 X축을 따라 배치되는 OIS 센싱 코일(530b, 530c)을 포함할 수 있다. 제2 센싱 요크(530a)는 렌즈 홀더(320)에 부착되고, OIS 센싱 코일(530b, 530c)은 기판(600)에 형성되어, 하우징(120)에 장착된다. 제2 센싱 요크(530a)와 OIS 센싱 코일(530b, 530c)은 광축(Z축)에 서로 마주볼 수 있다.
OIS 센싱 코일(530b, 530c)의 인덕턴스는 OIS 센싱 코일(530b, 530c)과 마주하는 제2 센싱 요크(530a)의 이동에 따라 변화한다. 위치 검출부는 제2 센싱 요크의 광축과 수직한 두 개의 방향(X축 방향, Y축 방향)으로의 이동에 따른 OIS 센싱 코일(530b, 530c)의 인덕턴스 변화로부터 렌즈 배럴(210)의 위치를 검출할 수 있다.
제2 센싱 요크(530a)가 X축 방향으로 이동하는 경우, OIS 센싱 코일(530b, 530c)과 중첩되는 제2 센싱 요크(530a)의 면적이 변화하여, OIS 센싱 코일(530b, 530c)의 인덕턴스가 변경될 수 있다. 제2 센싱 요크(530a)가 Y축 방향으로 이동하는 경우, OIS 센싱 코일(530b, 530c)과 제2 센싱 요크(530a) 간의 거리가 변화하여, OIS 센싱 코일(530b, 530c)의 인덕턴스가 변경될 수 있다.
흔들림 보정부(500)의 위치 검출부는 OIS 센싱 코일(530b, 530c)의 인덕턴스의 변화로부터 렌즈 배럴(210)의 변위를 판단하기 위하여, 적어도 하나의 커패시터를 추가적으로 구비할 수 있다. 적어도 하나의 커패시터와 OIS 센싱 코일(530b, 530c)은 소정의 발진 회로를 형성할 수 있다. 일 예로, 상기 적어도 하나의 커패시터는 상기 OIS 센싱 코일(530b, 530c)의 개수에 대응되게 마련되어, 하나의 커패시터와 하나의 센싱 코일은 소정의 LC 발진기와 같은 형태로 구성될 수 있고, 이외에도 널리 알려진 콜피츠 발진기와 같은 형태로 구성될 수 있다.
흔들림 보정부(500)의 위치 검출부는 발진 회로에서 생성되는 발진 신호의 주파수 변화로부터 렌즈 배럴(210)의 변위를 판단할 수 있다. 구체적으로, 발진 회로를 형성하는 OIS 센싱 코일(530b, 530c)의 인덕턴스가 변경되는 경우, 발진 회로에서 생성되는 발진 신호의 주파수가 변경되므로 주파수의 변화에 기초하여 렌즈 배럴(210)의 변위 검출이 가능할 수 있다.
한편, 흔들림 보정부(500)의 위치 검출부는 OIS 센싱 코일(530b, 530c)의 일 측에 마련되는 레퍼런스 코일(530d)을 더 포함할 수 있다.
레퍼런스 코일(530d)의 인덕턴스는 렌즈 배럴(210)의 이동에 대하여, 일정하게 유지될 수 있다. 여기서, 인덕턴스가 일정하게 유지된다는 의미는, 인덕턴스가 기 설정된 범위 내에서 유지되는 것으로 이해될 수 있다.
레퍼런스 코일(530d)은 마그네트(410), 마그네트(510a, 520a), 제1 센싱 요크(460), 제2 센싱 요크(530a) 각각이 마주하는 영역의 외측 영역에 배치될 수 있다. 레퍼런스 코일(530d)은 렌즈 배럴(210)의 이동 가능 범위 내에서, 마그네트(410), 마그네트(510a, 520a), 제1 센싱 요크(460), 제2 센싱 요크(530a) 각각이 마주하는 영역의 외측 영역에 배치될 수 있다.
여기서, 렌즈 배럴(210)의 이동 가능 범위는, 렌즈 배럴(210)에 구동력이 제공되지 않는 경우에 초기에 설정된 중립 위치, 및 렌즈 배럴(210)에 구동력이 제공되어 렌즈 배럴(210)이 배치될 수 있는 특정 위치를 모두 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.
일 예로, 레퍼런스 코일(530d)은 하우징(120)의 모서리 영역에 장착되도록, 기판(600)에 형성될 수 있다. 이로써, 레퍼런스 코일(530d)은 마그네트(410), 마그네트(510a, 520a), 제1 센싱 요크(460), 제2 센싱 요크(530a) 각각이 마주하는 영역의 외측 영역에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판(600)은 연성회로기판으로 형성될 수 있다. 레퍼런스 코일(530d)은 연성회로기판으로 형성되는 기판(600)이 절곡되는 영역에 마련되어, 하우징(120)의 모서리 영역에 장착될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 레퍼런스 코일(530d)은 구동 코일(520b)과 OIS 센싱 코일(530c) 사이의 하우징(120)의 모서리 영역에 배치될 수 있다. 또한, 도 3c를 참조하면, 레퍼런스 코일은 두 개 마련되어, 두 개의 레퍼런스 코일(530d1, 530d2) 중 하나의 레퍼런스 코일(530d1)은 구동 코일(520b)과 OIS 센싱 코일(530c) 사이의 하우징(120)의 모서리 영역에 장착될 수 있고, 다른 하나의 레퍼런스 코일(530d2)은 구동 코일(510b)과 구동 코일(520b) 사이의 하우징(120)의 모서리 영역에 장착될 수 있다.
레퍼런스 코일(530d)은 마그네트(410), 마그네트(510a, 520a), 제1 센싱 요크(460), 제2 센싱 요크(530a) 각각이 마주하는 영역의 외측 영역에 배치되므로, 렌즈 배럴(210)이 이동하는 경우에도, 레퍼런스 코일(530d)의 인덕턴스는 변경되지 않을 수 있다.
흔들림 보정부(500)의 위치 검출부는 레퍼런스 코일(530d)의 인덕턴스에 대응하는 발진 신호를 생성하고, 생성된 발진 신호의 주파수로부터 카메라 모듈에 유입되는 노이즈 성분을 산출할 수 있다. 흔들림 보정부(500)의 위치 검출부는 OIS 센싱 코일(530b, 530c)으로부터 산출되는 발진 신호의 주파수에서, 노이즈 성분을 제거하여, 렌즈 배럴(210)의 변위 검출의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 상술한 설명에서, 레퍼런스 코일(530d)이 흔들림 보정부(500)의 일 구성요소로 기술되었으나, 레퍼런스 코일(530d)은 초점 조정부(400)의 위치 검출 동작에서도 이용될 수 있으므로, 레퍼런스 코일(530d)은 초점 조정부(400)의 일 구성요소로도 이해될 수 있다.
구동 코일(430), AF 센싱 코일(470a, 470b), 구동 코일(510b, 520b), 및 OIS 센싱 코일(530b, 530c)은 충분한 구동력 확보 및 센싱 감도 향상을 위하여, 다층 코일로 형성된다. 이를 위하여, 기판(600)에서, 구동 코일(430), AF 센싱 코일(470a, 470b), 구동 코일(510b, 520b), OIS 센싱 코일(530b, 530c)이 마련되는 영역은 다층 기판으로 형성되고, 다층 기판의 다수의 층에 마련되는 회로 패턴에 의해 구동 코일(430), AF 센싱 코일(470a, 470b), 구동 코일(510b, 520b), 및 OIS 센싱 코일(530b, 530c)은 다층 코일로 구현될 수 있다.
레퍼런스 코일(530d)은 카메라 모듈에 유입되는 노이즈 성분을 산출하기 위한 목적으로 이용되므로, 레퍼런스 코일(530d)의 인덕턴스는 과도하게 클 필요가 없다. 따라서, 레퍼런스 코일(530d)은 단층 기판에 형성될 수 있다. 레퍼런스 코일(530d)은 단층 기판의 일면 또는 양면에 형성될 수 있다. 레퍼런스 코일(530d)이 마련되는 영역은, 기판(600)이 절곡되는 영역에 해당하므로, 절곡되는 기판(600)의 영역을 단층으로 구현하여, 기판(600)은 보다 용이하게 절곡될 수 있다.
다층 기판에 형성되는 구동 코일(430), AF 센싱 코일(470a, 470b), 구동 코일(510b, 520b), 및 OIS 센싱 코일(530b, 530c)의 인덕턴스는 단층 기판에 형성되는 레퍼런스 코일(530d)의 인덕턴스 보다 클 수 있다.
도 4a를 참조하면, 레퍼런스 코일(530d)은 기판(600)의 일면 및 타면에 형성될 수 있다. 기판(600)의 일면에 마련되는 레퍼런스 코일(530d)은 제1 단자(T1)와 연결되고, 기판(600)의 타면에 마련되는 레퍼런스 코일(530d)은 제2 단자(T2)와 연결되어, 제1 단자(T1)에서 제2 단자(T2)로 이르는 신호 경로가 형성될 수 있다. 기판(600)의 양면에 레퍼런스 코일(530d)을 마련하여, 노이즈 성분을 산출하는데 필요한 인덕턴스를 확보할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 레퍼런스 코일(530d)은 기판(600)의 일면에 형성될 수 있다. 기판(600)의 일면에 마련되는 레퍼런스 코일(530d)은 제1 단자(T1) 및 제2 단자(T2)와 연결된다. 기판(600)의 일면에 형성되는 레퍼런스 코일(530d)의 패턴을 제1 가장자리와 중앙부 및 제2 가장자리와 중앙부를 교대로 오가는 지그재그 형태로 형성함으로써, 기판(600)의 단면에 레퍼런스 코일(530d)을 형성하는 경우에도, 노이즈 성분을 산출하는데 필요한 인덕턴스를 확보할 수 있다.
도 4c를 참조하면, 레퍼런스 코일(530d)은 기판(600)의 일면에 형성될 수 있다. 기판(600)의 일면에 마련되는 레퍼런스 코일(530d)은 제1 단자(T1) 및 제2 단자(T2)와 연결된다. 기판(600)의 일면에 형성되는 레퍼런스 코일(530d)의 패턴에 의해 복수의 신호 경로가 형성될 수 있다. 복수의 신호 경로에서, 신호 방향은 모두 동일할 수 있다. 복수의 신호 경로 간의 신호 방향이 모두 동일하여, 상호 인덕턴스가 증대될 수 있고, 따라서, 기판(600)의 단면에 레퍼런스 코일(530d)을 형성하는 경우에도, 노이즈 성분을 산출하는데 필요한 인덕턴스를 확보할 수 있다.
한편, 카메라 모듈(100)은 흔들림 보정부(500)를 지지하는 복수의 볼 부재를 포함한다. 복수의 볼 부재는 흔들림 보정 과정에서 프레임(310), 렌즈 홀더(320) 및 렌즈 배럴(210)의 이동을 가이드하는 기능을 한다. 또한, 캐리어(300), 프레임(310) 및 렌즈 홀더(320) 간의 간격을 유지시키는 기능도 한다.
복수의 볼 부재는 제1 볼 부재(B2) 및 제2 볼 부재(B3)를 포함한다. 제1 볼 부재(B2)는 프레임(310), 렌즈 홀더(320) 및 렌즈 배럴(210)의 제1 축(Y축) 방향으로의 이동을 가이드하고, 제2 볼 부재(B3)는 렌즈 홀더(320) 및 렌즈 배럴(210)의 제2 축(X축) 방향으로의 이동을 가이드한다.
일 예로, 제1 볼 부재(B2)는 제1 축(Y축) 방향으로의 구동력이 발생한 경우, 제1 축(Y축) 방향으로 구름 운동한다. 이에 따라, 제1 볼 부재(B2)는 프레임(310), 렌즈 홀더(320) 및 렌즈 배럴(210)의 제1 축(Y축) 방향으로의 이동을 가이드한다. 또한, 제2 볼 부재(B3)는 제2 축(X축) 방향으로의 구동력이 발생한 경우에 제2 축(X축) 방향으로 구름 운동한다. 이에 따라, 제2 볼 부재(B3)는 렌즈 홀더(320) 및 렌즈 배럴(210)의 제2 축(X축) 방향으로의 이동을 가이드한다.
제1 볼 부재(B2)는 캐리어(300)와 프레임(310) 사이에 배치되는 복수의 볼 부재를 포함하고, 제2 볼 부재(B3)는 프레임(310)과 렌즈 홀더(320) 사이에 배치되는 복수의 볼 부재를 포함한다.
캐리어(300)와 프레임(310)이 서로 광축(Z축) 방향으로 마주보는 면에는 각각 제1 볼 부재(B2)를 수용하는 제1 가이드홈부(301)가 형성된다. 제1 가이드홈부(301)는 제1 볼 부재(B2)의 복수의 볼 부재에 대응되는 복수의 가이드홈을 포함한다. 제1 볼 부재(B2)는 제1 가이드홈부(301)에 수용되어 캐리어(300)와 프레임(310) 사이에 끼워진다. 제1 볼 부재(B2)는 제1 가이드홈부(301)에 수용된 상태에서, 광축(Z축) 및 제2 축(X축) 방향으로의 이동이 제한되고, 제1 축(Y축) 방향으로만 이동될 수 있다. 일 예로, 제1 볼 부재(B2)는 제1 축(Y축) 방향으로만 구름운동 가능하다. 이를 위하여, 제1 가이드홈부(301)의 복수의 가이드홈 각각의 평면 형상은 제1 축(Y축) 방향으로 길이를 갖는 직사각형일 수 있다.
프레임(310)과 렌즈 홀더(320)가 서로 광축(Z축) 방향으로 마주보는 면에는 각각 제2 볼 부재(B3)를 수용하는 제2 가이드홈부(311)가 형성된다. 제2 가이드홈부(311)는 제2 볼 부재(B3)의 복수의 볼 부재에 대응되는 복수의 가이드홈을 포함한다.
제2 볼 부재(B3)는 제2 가이드홈부(311)에 수용되어 프레임(310)과 렌즈 홀더(320) 사이에 끼워진다. 제2 볼 부재(B3)는 제2 가이드홈부(311)에 수용된 상태에서, 광축(Z축) 및 제1 축(Y축) 방향으로의 이동이 제한되고, 제2 축(X축) 방향으로만 이동될 수 있다. 일 예로, 제2 볼 부재(B3)는 제2 축(X축) 방향으로만 구름운동 가능하다. 이를 위하여, 제2 가이드홈부(311)의 복수의 가이드홈 각각의 평면 형상은 제2 축(X축) 방향으로 길이를 갖는 직사각형일 수 있다.
한편, 본 발명에는 캐리어(300)와 렌즈 홀더(320) 사이에서 렌즈 홀더(320)의 이동을 지지하는 제3 볼 부재(B4)가 제공된다. 제3 볼 부재(B4)는 렌즈 홀더(320)의 제1 축(Y축) 방향으로의 이동 및 제2 축(X축) 방향으로의 이동을 모두 가이드한다.
일 예로, 제3 볼 부재(B4)는 제1 축(Y축) 방향으로의 구동력이 발생한 경우에 제1 축(Y축) 방향으로 구름운동한다. 이에 따라, 제3 볼 부재(B4)는 렌즈 홀더(320)의 제1 축(Y축) 방향으로의 이동을 가이드한다.
또한, 제3 볼 부재(B4)는 제2 축(X축) 방향으로의 구동력이 발생한 경우에 제2 축(X축) 방향으로 구름운동한다. 이에 따라, 제3 볼 부재(B4)는 렌즈 홀더(320)의 제2 축(X축) 방향으로의 이동을 가이드한다. 한편, 제2 볼 부재(B3)와 제3 볼 부재(B4)는 렌즈 홀더(320)를 접촉 지지한다.
캐리어(300)와 렌즈 홀더(320)가 서로 광축(Z축) 방향으로 마주보는 면에는 각각 제3 볼 부재(B4)를 수용하는 제3 가이드홈부(302)가 형성된다. 제3 볼 부재(B4)는 제3 가이드홈부(302)에 수용되어 캐리어(300)와 렌즈 홀더(320) 사이에 끼워진다. 제3 볼 부재(B4)는 제3 가이드홈부(302)에 수용된 상태에서, 광축(Z축) 방향으로의 이동이 제한되고, 제1 축(Y축) 및 제2 축(X축) 방향으로 구름운동할 수 있다. 이를 위하여, 제3 가이드홈부(302)의 평면 형상은 원형일 수 있다. 따라서, 제3 가이드홈부(302)와 제1 가이드홈부(301) 및 제2 가이드홈부(311)는 서로 다른 평면 형상을 가질 수 있다.
제1 볼 부재(B2)는 제1 축(Y축) 방향으로 구름 운동 가능하고, 제2 볼 부재(B3)는 제2 축(X축) 방향으로 구름 운동 가능하며, 제3 볼 부재(B4)는 제1 축(Y축) 및 제2 축(X축) 방향으로 구름 운동 가능하다.
제1 축(Y축) 방향으로 구동력이 발생하면, 프레임(310), 렌즈 홀더(320) 및 렌즈 배럴(210)이 함께 제1 축(Y축) 방향으로 움직인다. 여기서, 제1 볼 부재(B2)와 제3 볼 부재(B4)는 제1 축(Y축)을 따라 구름 운동한다. 이때, 제2 볼 부재(B3)의 움직임은 제한된다.
또한, 제2 축(X축) 방향으로 구동력이 발생하면, 렌즈 홀더(320) 및 렌즈 배럴(210)이 제2 축(X축) 방향으로 움직인다. 여기서, 제2 볼 부재(B3)와 제3 볼 부재(B4)는 제2 축(X축)을 따라 구름 운동한다. 이때, 제1 볼 부재(B2)의 움직임은 제한된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에 채용되는 액츄에이터의 주요부의 블록도이다. 도 5의 실시예에 따른 액츄에이터(1000)는 도 2의 초점 조정부(400) 및 흔들림 보정부(500)에 대응될 수 있다.
도 5의 액츄에이터(1000)가 도 2의 초점 조정부(400)에 대응되는 경우, 카메라 모듈의 자동 초점(AF: Auto Focusing) 기능을 수행하기 위해 렌즈 배럴을 광축 방향으로 이동시킬 수 있다. 따라서, 도 5의 액츄에이터(1000)가 자동 초점 기능을 수행하는 경우, 구동부(1100)는 구동 코일(1200)에 구동 신호를 인가하여 렌즈 배럴에 광축 방향으로의 구동력을 제공할 수 있다.
도 5의 액츄에이터(1000)가 도 2의 흔들림 보정부(500)에 대응되는 경우, 카메라 모듈의 광학식 흔들림 보정(OIS: Optical Image Stabilization) 기능을 수행하기 위해 렌즈 배럴을 광축과 수직한 방향으로 이동시킬 수 있다. 따라서, 도 5의 액츄에이터(1000)가 광학식 흔들림 보정 기능을 수행하는 경우, 구동부(1100)는 구동 코일(1200)에 구동 신호를 인가하여 피검출부(1300)에 광축과 수직한 방향으로의 구동력을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액츄에이터(1000)는 구동부(1100), 구동 코일(1200), 피검출부(1300) 및 위치 검출부(1400)를 포함할 수 있다.
구동부(1100)는 외부로부터 인가되는 입력 신호(Sin)와 위치 검출부(1400)로부터 생성되는 피드백 신호(Sf)에 따라 구동 신호(Sdr)를 생성하고, 생성된 구동 신호(Sdr)를 구동 코일(1200)에 제공할 수 있다.
구동 코일(1200)에 구동부(1100)으로부터 제공되는 구동 신호(Sdr)가 인가되는 경우, 구동 코일(1200)과 마그네트 간의 전자기적 상호작용에 의해 렌즈 배럴은 광축 방향 및 광축에 수직한 방향으로 이동할 수 있다.
위치 검출부(1400)는 구동 코일(1200)과 마그네트의 전자기적 상호 작용에 의해 이동하는 렌즈 배럴의 위치를 피검출부(1300)를 통해 검출하여 피드백 신호(Sf)를 생성하고, 피드백 신호(Sf)를 구동부(1100)에 제공할 수 있다.
피검출부(1300)는 렌즈 배럴의 이동 방향과 동일 방향으로 이동하도록, 렌즈 배럴의 일 측에 마련될 수 있다. 렌즈 배럴의 일측에 마련되는 피검출부(1300)는 위치 검출부(1400)의 센싱 코일과 대향할 수 있다. 실시예에 따라, 피검출부(1300)는 렌즈 배럴 외에, 렌즈 배럴과 결합하는 복수의 프레임에 마련될 수 있다. 피검출부(1300)는 자성체, 및 도체 중 하나로 구성될 수 있다. 일 예로, 피검출부(1300)는 도 2의 마그네트(410), 제1 센싱 요크(460), 및 제2 센싱 요크(530a)에 대응할 수 있다.
위치 검출부(1400)는 센싱 코일을 포함하고, 피검출부(1300)의 이동에 따라 변화하는 센싱 코일의 인덕턴스를 주파수로 변환하여 피검출부(1300)의 위치를 검출할 수 있다. 이 때, 위치 검출부(1400)에 구비되는 센싱 코일은 도 2의 초점 조정부(400) 및 흔들림 보정부(500)에 포함되는 센싱 코일에 대응될 수 있다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 검출부를 나타내는 블록도이다. 이하, 도 2, 도 5 및 도 6를 참조하여, 위치 검출부(1400)에 의한 피검출부(1300)의 위치 검출 동작에 대하여 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위치 검출부(1400)는 제1 센싱 코일(L1) 및 제2 센싱 코일(L2)의 인덕턴스의 연산 결과에 따라 피검출부(1300)의 위치를 검출하고, 제1 센싱 코일(L1) 및 상기 제2 센싱 코일(L2)의 인덕턴스의 연산 결과에 레퍼런스 코일(L3)의 인덕턴스를 적용하여, 노이즈 성분을 제거할 수 있다.
위치 검출부(1400)는 발진부(1410), 주파수 산출부(1430), 및 판단부(1450)를 포함할 수 있다.
발진부(1410)는 복수의 발진 회로를 구비하여 복수의 발진 신호(Sosc)를 생성할 수 있다. 복수의 발진 회로는 제1 발진 회로(1410a), 제2 발진 회로(1410b), 및 제3 발진 회로(1410c)를 포함할 수 있고, 제1 발진 회로(1410a), 제2 발진 회로(1410b), 및 제3 발진 회로(1410c) 각각은 센싱 코일 및 커패시터를 포함하여, 소정의 LC 발진기를 구성할 수 있다. 제1 발진 회로(1410a)는 제1 센싱 코일(L1) 및 제1 커패시터(C1)를 포함할 수 있고, 제2 발진 회로(1410b)는 제2 센싱 코일(L2) 및 제2 커패시터(C2)를 포함할 수 있고, 제3 발진 회로(1410c)는 레퍼런스 코일(L3) 및 제3 커패시터(C3)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 발진 회로(1410a) 및 제2 발진 회로(1410b)에 구비되는 제1 센싱 코일(L1) 및 제2 센싱 코일(L2)은 도 2의 초점 조정부(400)에 포함되는 AF 센싱 코일(470a, 470b)에 대응되거나, 도 2의 흔들림 보정부(500)에 포함되는 OIS 센싱 코일(530b, 530c)에 대응될 수 있다. 또한, 제3 발진 회로(1410c)에 구비되는 레퍼런스 코일(L3)은 도 2의 레퍼런스 코일(530d)에 대응될 수 있다. 제1 센싱 코일(L1) 및 제2 센싱 코일(L2)은 제1 센싱 코일(L1) 및 제2 센싱 코일(L2)과 대향하는 피검출부(1300)의 변위를 검출할 수 있다. 제1 센싱 코일(L1) 및 제2 센싱 코일(L2)은 제1 센싱 코일(L1) 및 제2 센싱 코일(L2)이 배치되는 면과 수직한 방향으로의 피검출부(1300)의 변위를 검출할 수 있다. 제1 센싱 코일(L1) 및 제2 센싱 코일(L2)은 동일 면상에 배치되므로, 제1 센싱 코일(L1) 및 제2 센싱 코일(L2)의 인덕턴스는 제1 센싱 코일(L1) 및 제2 센싱 코일(L2)이 배치되는 면과 수직한 방향으로의 피검출부(1300)의 이동에 따라 동일한 방향으로 변화할 수 있다. 도 2를 참조하여 설명하면, 제1 센싱 코일(L1) 및 제2 센싱 코일(L2)이 도 2의 흔들림 보정부(500)에 포함되는 적어도 하나의 OIS 센싱 코일(530b, 530c)에 대응되는 경우, OIS 센싱 코일(530b, 530c)은 OIS 센싱 코일(530b, 530c)과 대향하여 배치되는 센싱 요크(530a)의 Y축 방향으로의 변위를 검출할 수 있다.
또한, 제1 센싱 코일(L1) 및 제2 센싱 코일(L2)은, 제1 센싱 코일(L1) 및 제2 센싱 코일(L2)이 배치되는 방향으로의 피검출부(1300)의 변위를 검출할 수 있다. 제1 센싱 코일(L1) 및 제2 센싱 코일(L2)이 배치되는 방향을 따라 피검출부(1300)가 이동하는 경우, 제1 센싱 코일(L1) 및 제2 센싱 코일(L2)의 인덕턴스는 서로 다른 방향으로 변화할 수 있다. 도 2를 참조하여 설명하면, 제1 센싱 코일(L1) 및 제2 센싱 코일(L2)이 도 2의 흔들림 보정부(500)에 포함되는 적어도 하나의 OIS 센싱 코일(530b, 530c)에 대응되는 경우, OIS 센싱 코일(530b, 530c)은, OIS 센싱 코일(530b, 530c)과 대향하여 배치되는 제2 센싱 요크(530a)의 X축 방향으로의 변위를 검출할 수 있다. 또한, 제1 센싱 코일(L1) 및 제2 센싱 코일(L2)이 도 2의 초점 조정부(400)에 포함되는 AF 센싱 코일(470a, 470b)에 대응되는 경우, AF 센싱 코일(470a, 470b)은 AF 센싱 코일(470a, 470b)과 대향하여 배치되는 제1 센싱 요크의 Z축 방향으로의 변위를 검출할 수 있다.
도 6의 제1 발진 회로(1410a), 제2 발진 회로(1410b), 및 제3 발진 회로(1410c)는 개략적으로 도시된 것으로, 제1 발진 회로(1410a), 제2 발진 회로(1410b), 및 제3 발진 회로(1410c)는 널리 알려진 다양한 형태의 발진기의 형태로 구성될 수 있다.
제1 발진 회로(1410a), 제2 발진 회로(1410b), 및 제3 발진 회로(1410c)의 발진 신호의 주파수는 제1 센싱 코일(L1)의 인덕턴스, 제2 센싱 코일(L2)의 인덕턴스, 레퍼런스 코일(L3)의 인덕턴스, 제1 커패시터(C1)의 커패시턴스, 제2 커패시터(C2)의 커패시턴스, 제3 커패시터(C3)의 커패시턴스에 의해 결정될 수 있다. 발진 회로가 센싱 코일과 커패시터로 구성되는 LC 발진기로 구현되는 경우, 발진 신호(Sosc)의 주파수(f)는 하기의 수학식 1로 나타낼 수 있다. 수학식 1에서 l은 제1 센싱 코일(L1), 제2 센싱 코일(L2), 및 레퍼런스 코일(L3)의 인덕턴스를 나타내고, c는 제1 커패시터(C1), 제2 커패시터(C2), 제3 커패시터(C3)의 커패시턴스를 나타낸다.
Figure pat00001
피검출부(1300)가 렌즈 배럴과 함께 이동하는 경우, 발진부(1410)의 제1 센싱 코일(L1) 및 제2 센싱 코일(L2)의 인덕턴스에 영향을 미치는 피검출부(1300)의 자기장의 세기가 변화하므로, 제1 센싱 코일(L1) 및 제2 센싱 코일(L2)의 인덕턴스가 변경될 수 있다. 따라서, 제1 발진 회로(1410a) 및 제2 발진 회로(1410b)에서 출력되는 제1 발진 신호(Sosc1) 및 제2 발진 신호(Sosc2)의 주파수는 피검출부(1300)의 이동에 따라 변동될 수 있다. 레퍼런스 코일(L3)의 인덕턴스는 렌즈 배럴과 함께 피검출부(1300)가 이동하는 경우에도, 일정하게 유지될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 피검출부(1300)의 위치 이동에 따른 제1 센싱 코일(L1) 및 제2 센싱 코일(L2)의 인덕턴스의 변화율을 높이기 위하여, 피검출부(1300)와 발진부(1410) 사이에 투자율이 높은 자성 물질이 배치될 수 있다.
제1 발진 회로(1410a), 및 제2 발진 회로(1410b), 는 동일한 주파수 영역 대의 발진 신호를 생성할 수 있다. 이를 위하여, 제1 발진 회로(1410a) 및 제2 발진 회로(1410b)의 인덕턴스 및 커패시턴스는 동일할 수 있다.
주파수 산출부(1430)는 제1 발진 회로(1410a) 및 제2 발진 회로(1410b)로부터 출력되는 제1 발진 신호(Sosc1)의 주파수(f_Sosc1), 제2 발진 신호(Sosc2)의 주파수(f_Sosc2), 및 제3 발진 신호(Sosc3)의 주파수(f_Sosc3)를 산출할 수 있다. 일 예로, 주파수 산출부(1430)는 기준 클럭(CLK)을 이용하여 제1 발진 신호(Sosc1)의 주파수(f_Sosc1), 제2 발진 신호(Sosc2)의 주파수(f_Sosc2), 및 제3 발진 신호(Sosc3)의 주파수(f_Sosc3)를 연산할 수 있다. 구체적으로, 주파수 산출부(1430)는 제1 발진 신호(Sosc1), 제2 발진 신호(Sosc2) 및 제3 발진 신호(Sosc3)를 기준 클럭(CLK)을 이용하여 카운트할 수 있다. 기준 클럭(CLK)은 극히 높은 주파수를 가지는 클럭 신호로써, 기준 구간 동안, 일 예로, 한 주기의 제1 발진 신호(Sosc1), 제2 발진 신호(Sosc2), 및 제3 발진 신호(Sosc3)를 기준 클럭(CLK)으로 카운트하는 경우, 한 주기의 제1 발진 신호(Sosc1), 제2 발진 신호(Sosc2), 및 제3 발진 신호(Sosc3)에 대응되는 기준 클럭(CLK)의 카운트 값이 산출될 수 있다. 주파수 산출부(1430)는 기준 클럭(CLK)의 카운트 값과, 기준 클럭(CLK)의 주파수를 이용하여, 제1 발진 신호(Sosc1)의 주파수(f_Sosc1), 제2 발진 신호(Sosc2)의 주파수(f_Sosc2), 및 제3 발진 신호(Sosc3)의 주파수(f_Sosc3)를 산출할 수 있다.
판단부(1450)는 주파수 산출부(1430)로부터 제1 발진 신호(Sosc1)의 주파수(f_Sosc1), 제2 발진 신호(Sosc2)의 주파수(f_Sosc2), 및 제3 발진 신호(Sosc3)의 주파수(f_Sosc3)를 전달받고, 제1 발진 신호(Sosc1)의 주파수(f_Sosc1), 및 제2 발진 신호(Sosc2)의 주파수(f_Sosc2)의 연산 결과에 따라 피검출부(1300)의 위치를 판단하고, 제1 발진 신호(Sosc1)의 주파수(f_Sosc1), 및 제2 발진 신호(Sosc2)의 주파수(f_Sosc2)의 연산 결과에 제3 발진 신호(Sosc3)의 주파수(f_Sosc3)를 적용하여, 노이즈 성분을 제거할 수 있다.
판단부(1450)는 메모리를 구비할 수 있고, 메모리에는 제1 발진 신호(Sosc1)의 주파수(f_Sosc1), 제2 발진 신호(Sosc2)의 주파수(f_Sosc2), 및 제3 발진 신호(Sosc3)의 주파수(f_Sosc3)의 연산 결과에 대응하는 피검출부(1300)의 위치 정보가 저장될 수 있다. 메모리는 플래쉬 메모리(Flash Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) 및 FeRAM(Ferroelectric RAM) 중 하나를 포함하는 비휘발성 메모리로 구현될 수 있다.
판단부(1450)는 제1 발진 신호(Sosc1)의 주파수(f_Sosc1), 제2 발진 신호(Sosc2)의 주파수(f_Sosc2), 및 제3 발진 신호(Sosc3)의 주파수(f_Sosc3)의 연산 결과를, 메모리에 기 저장된 피검출부(1300)의 위치 정보와 비교하여, 피검출부(1300)의 위치를 판단할 수 있다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 피검출부의 Z축 방향으로의 이동에 따른 복수의 발진 신호의 주파수를 나타낸다.
본 실시예에서, 제1 센싱 코일(L1) 및 제2 센싱 코일(L2)은 도 2의 초점 조정부(400)에 포함되는 AF 센싱 코일(470a, 470b)에 대응되는 것으로 가정한다. 피검출부(1300)가 Z축 방향으로 이동하는 경우, 제1 센싱 코일(L1) 및 제2 센싱 코일(L2)의 인덕턴스는 서로 다른 방향으로 증가 또는 감소한다. 따라서, 피검출부(1300)가 Z축 방향으로 이동하는 경우, 제1 센싱 코일(L1) 및 제2 센싱 코일(L2)에 의해 생성되는 제1 발진 신호(Sosc1) 및 제2 발진 신호(Sosc2)의 주파수의 변화 방향은 서로 다를 수 있다. 판단부(1450)는 제1 발진 신호(Sosc1)의 주파수(f_Sosc1) 및 제2 발진 신호(Sosc2)의 주파수(f_Sosc2)의 차분값에 따라, 피검출부(1300)의 Z축 방향의 위치를 판단할 수 있다.
레퍼런스 코일(L3)의 인덕턴스는 피검출부(1300)가 Z축 방향으로 이동하는 경우에도, 일정하게 유지될 수 있다. 따라서, 레퍼런스 코일(L3)에 의해 생성되는 제3 발진 신호(Sosc3)의 주파수(f_Sosc3)는 일정하게 유지될 수 있다.
한편, 제1 발진 신호(Sosc1)의 주파수(f_Sosc1), 제2 발진 신호(Sosc2)의 주파수(f_Sosc2), 및 제3 발진 신호(Sosc3)의 주파수(f_Sosc3)는 카메라 모듈로 유입되는 노이즈 성분에 따라 변동될 수 있다. 판단부(1450)는 제1 발진 신호(Sosc1)의 주파수(f_Sosc1) 및 제2 발진 신호(Sosc2)의 주파수(f_Sosc2)의 차분값에 제3 발진 신호(Sosc3)의 주파수(f_Sosc3)를 적용하여, 노이즈 성분이 제거된 피검출부(1300)의 Z축 방향의 위치를 판단할 수 있다. 일 예로, 판단부(145)는 제1 발진 신호(Sosc1)의 주파수(f_Sosc1) 및 제2 발진 신호(Sosc2)의 주파수(f_Sosc2)의 차분값과 제3 발진 신호(Sosc3)의 주파수(f_Sosc3)를 차분하여, 피검출부(1300)의 Z축 방향의 위치를 판단할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 피검출부의 X축 방향으로의 이동에 따른 복수의 발진 신호의 주파수를 나타낸다.
본 실시예에서, 제1 센싱 코일(L1) 및 제2 센싱 코일(L2)은 도 2의 흔들림 보정부(500)에 포함되는 적어도 하나의 OIS 센싱 코일(530b, 530c)에 대응되는 것으로 가정한다. 피검출부(1300)가 X축 방향으로 이동하는 경우, 제1 센싱 코일(L1) 및 제2 센싱 코일(L2)의 인덕턴스는 서로 다른 방향으로 증가 또는 감소한다. 따라서, 피검출부(1300)가 X축 방향으로 이동하는 경우, 제1 센싱 코일(L1) 및 제2 센싱 코일(L2)에 의해 생성되는 제1 발진 신호(Sosc1) 및 제2 발진 신호(Sosc2)의 주파수의 변화 방향은 서로 다를 수 있다.
판단부(1450)는 제1 발진 신호(Sosc1)의 주파수(f_Sosc1) 및 제2 발진 신호(Sosc2)의 주파수(f_Sosc2)의 차분값에 따라, 피검출부(1300)의 X축 방향의 위치를 판단할 수 있다.
레퍼런스 코일(L3)의 인덕턴스는 피검출부(1300)가 X축 방향으로 이동하는 경우에도, 일정하게 유지될 수 있다. 따라서, 레퍼런스 코일(L3)에 의해 생성되는 제3 발진 신호(Sosc3)의 주파수(f_Sosc3)는 일정하게 유지될 수 있다.
한편, 제1 발진 신호(Sosc1)의 주파수(f_Sosc1), 제2 발진 신호(Sosc2)의 주파수(f_Sosc2), 및 제3 발진 신호(Sosc3)의 주파수(f_Sosc3)는 카메라 모듈로 유입되는 노이즈 성분에 따라 변동될 수 있다.
판단부(1450)는 제1 발진 신호(Sosc1)의 주파수(f_Sosc1) 및 제2 발진 신호(Sosc2)의 주파수(f_Sosc2)의 차분값에 제3 발진 신호(Sosc3)의 주파수(f_Sosc3)를 적용하여, 노이즈 성분이 제거된 피검출부(1300)의 X축 방향의 위치를 판단할 수 있다. 일 예로, 판단부(145)는 제1 발진 신호(Sosc1)의 주파수(f_Sosc1) 및 제2 발진 신호(Sosc2)의 주파수(f_Sosc2)의 차분값과 제3 발진 신호(Sosc3)의 주파수(f_Sosc3)를 차분하여, 피검출부(1300)의 X축 방향의 위치를 판단할 수 있다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 피검출부의 Y축 방향으로의 이동에 따른 복수의 발진 신호의 주파수를 나타낸다.
본 실시예에서, 제1 센싱 코일(L1) 및 제2 센싱 코일(L2)은 도 2의 흔들림 보정부(500)에 포함되는 적어도 하나의 OIS 센싱 코일(530b, 530c)에 대응되는 것으로 가정한다. 피검출부(1300)가 Y축 방향으로 이동하는 경우, 제1 센싱 코일(L1) 및 제2 센싱 코일(L2)의 인덕턴스는 동일한 방향으로 증가 또는 감소한다. 따라서, 피검출부(1300)가 Y축 방향으로 이동하는 경우, 제1 센싱 코일(L1) 및 제2 센싱 코일(L2)에 의해 생성되는 제1 발진 신호(Sosc1) 및 제2 발진 신호(Sosc2)의 주파수의 변화 방향은 서로 동일할 수 있다.
판단부(1450)는 제1 발진 신호(Sosc1)의 주파수(f_Sosc1) 및 제2 발진 신호(Sosc2)의 주파수(f_Sosc2)의 합산값에 따라, 피검출부(1300)의 Y축 방향의 위치를 판단할 수 있다.
레퍼런스 코일(L3)의 인덕턴스는 피검출부(1300)가 Y축 방향으로 이동하는 경우에도, 일정하게 유지될 수 있다. 따라서, 레퍼런스 코일(L3)에 의해 생성되는 제3 발진 신호(Sosc3)의 주파수(f_Sosc3)는 일정하게 유지될 수 있다.
한편, 제1 발진 신호(Sosc1)의 주파수(f_Sosc1), 제2 발진 신호(Sosc2)의 주파수(f_Sosc2), 및 제3 발진 신호(Sosc3)의 주파수(f_Sosc3)는 카메라 모듈로 유입되는 노이즈 성분에 따라 변동될 수 있다.
판단부(1450)는 제1 발진 신호(Sosc1)의 주파수(f_Sosc1) 및 제2 발진 신호(Sosc2)의 주파수(f_Sosc2)의 합산값에 제3 발진 신호(Sosc3)의 주파수(f_Sosc3)를 적용하여, 노이즈 성분이 제거된 피검출부(1300)의 Y축 방향의 위치를 판단할 수 있다. 일 예로, 판단부(145)는 제1 발진 신호(Sosc1)의 주파수(f_Sosc1) 및 제2 발진 신호(Sosc2)의 주파수(f_Sosc2)의 합산값과 제3 발진 신호(Sosc3)의 주파수(f_Sosc3)를 차분하여, 피검출부(1300)의 Z축 방향의 위치를 판단할 수 있다.
상술한 설명에서, 센싱 코일이 두 개 구비되는 것을 가정하여, 피검출부의 위치를 판단하는 동작에 대해 서술하였으나, 센싱 코일은 적어도 두 개 구비될 수 있고, 적어도 두 개 구비되는 센싱 코일에 대하여, 상술한 방식이 적용될 수 있음은 물론이다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
110: 케이스
120: 하우징
210: 렌즈 배럴
300: 캐리어
310: 프레임
320: 렌즈 홀더
400: 초점 조정부
500: 흔들림 보정부
600: 기판
700: 이미지 센서 모듈
1000: 액츄에이터
1100: 구동부구동부
1200: 구동 코일
1300: 마그네트
1400: 위치 검출부
1410: 발진부
1410a: 제1 발진 회로
1410b: 제2 발진 회로
1410c: 제3 발진 회로
1430: 주파수 산출부
1450: 판단부

Claims (16)

  1. 렌즈 배럴의 일측에 마련되는 피검출부; 및
    상기 피검출부와 마주하여 배치되는 제1 센싱 코일, 제2 센싱 코일, 및 상기 피검출부와 마주하는 영역의 외측에 배치되는 레퍼런스 코일을 포함하는 위치 검출부; 를 포함하고,
    상기 위치 검출부는, 상기 제1 센싱 코일 및 상기 제2 센싱 코일의 인덕턴스의 연산 결과에 따라 상기 피검출부의 위치를 검출하고, 상기 제1 센싱 코일 및 상기 제2 센싱 코일의 인덕턴스의 연산 결과에 상기 레퍼런스 코일의 인덕턴스를 적용하여, 노이즈 성분을 제거하는 카메라 모듈의 액츄에이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 센싱 코일 및 상기 제2 센싱 코일은 다층 기판에 형성되고, 상기 레퍼런스 코일은 단층 기판에 형성되는 카메라 모듈의 액츄에이터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 레퍼런스 코일은 상기 단층 기판의 일면 또는 양면에 형성되는 카메라 모듈의 액츄에이터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 센싱 코일 및 상기 제2 센싱 코일의 인덕턴스는, 상기 레퍼런스 코일의 인덕턴스 보다 큰 카메라 모듈의 액츄에이터.
  5. 제1항에 있어서, 상기 레퍼런스 코일은,
    상기 피검출부와 마주하는 영역의 외측에 적어도 두 개 마련되는 카메라 모듈의 액츄에이터.
  6. 제1항에 있어서, 상기 위치 검출부는,
    상기 제1 센싱 코일 및 상기 제2 센싱 코일이 배치되는 면과 수직한 방향으로의 상기 피검출부의 변위를 검출하는 카메라 모듈의 액츄에이터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 센싱 코일 및 상기 제2 센싱 코일의 인덕턴스는 상기 피검출부의 이동에 따라 서로 동일한 방향으로 증감하는 카메라 모듈의 액츄에이터.
  8. 제1항에 있어서, 상기 위치 검출부는,
    상기 제1 센싱 코일 및 상기 제2 센싱 코일의 배치 방향으로의 상기 피검출부의 변위를 검출하는 카메라 모듈의 액츄에이터.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 제1 센싱 코일 및 상기 제2 센싱 코일의 인덕턴스는 상기 피검출부의 이동에 따라 서로 다른 방향으로 증감하는 카메라 모듈의 액츄에이터.
  10. 렌즈 배럴;
    상기 렌즈 배럴을 수용하고, 상부와 하부가 개방된 육면체 형상으로 형성되는 하우징;
    상기 렌즈 배럴의 일 측에 마련되는 피검출부; 및
    상기 피검출부와 대향 배치되는 제1 센싱 코일을 구비하는 제1 발진 회로, 상기 피검출부와 대향 배치되는 제2 센싱 코일을 구비하는 제2 발진 회로, 상기 하우징의 모서리 영역에 배치되는 레퍼런스 코일을 구비하는 제3 발진 회로를 포함하는 위치 검출부; 을 포함하고,
    상기 레퍼런스 코일의 인덕턴스는 상기 렌즈 배럴의 이동에 대하여, 기 설정된 범위 내에서 유지되는 카메라 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 레퍼런스 코일은 상기 피검출부와 마주하는 영역의 외측에 배치되는 카메라 모듈.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 센싱 코일 및 상기 제2 센싱 코일은 다층 기판에 형성되고, 상기 레퍼런스 코일은 단층 기판에 형성되는 카메라 모듈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 레퍼런스 코일은 상기 단층 기판의 일면 또는 양면에 형성되는 카메라 모듈.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제1 센싱 코일 및 상기 제2 센싱 코일의 인덕턴스는, 상기 레퍼런스 코일의 인덕턴스 보다 큰 카메라 모듈.
  15. 제10항에 있어서, 상기 레퍼런스 코일은,
    상기 하우징의 서로 다른 모서리 영역에 적어도 두 개 마련되는 카메라 모듈.
  16. 제10항에 있어서, 상기 위치 검출부는,
    상기 제1 발진 회로로부터 출력되는 제1 발진 신호의 주파수 및 상기 제2 발진 회로로부터 출력되는 제2 발진 신호의 주파수의 연산 결과에서, 상기 제3 발진 회로로부터 출력되는 제3 발진 신호의 주파수를 차분하는 카메라 모듈.
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