KR20210013973A - 카메라 모듈 및 이를 포함하는 카메라 장치 - Google Patents

Abstract

실시 예에 따른 카메라 액추에이터는 하우징; 상기 하우징 내에 배치되는 프리즘 유닛; 및 상기 프리즘 유닛을 틸팅하는 구동부를 포함하고, 상기 프리즘 유닛 및 상기 하우징에는 서로 인력을 발생시키는 볼 베어링 및 풀링 마그네트가 배치되고, 상기 프리즘 유닛은 상기 볼 베어링 및 상기 풀링 마그네트 간의 인력에 의해 상기 하우징에 지지된다.

Description

카메라 모듈 및 이를 포함하는 카메라 장치{Camera module and Camera Apparatus including the same}

실시예는 카메라 모듈 및 이를 포함하는 카메라 장치에 관한 것이다.

카메라 모듈은 피사체를 촬영하여 이미지 또는 동영상으로 저장하는 기능을 수행하며, 휴대폰 등의 이동단말기, 노트북, 드론, 차량 등에 장착되고 있다.

한편, 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대용 디바이스에는 초소형 카메라 모듈이 내장되며, 이러한 카메라 모듈은 이미지 센서와 렌즈 사이의 간격을 자동 조절하여 렌즈의 초점거리를 정렬하는 오토포커스(autofocus, AF) 기능을 수행할 수 있다.

또한 최근 카메라 모듈은 줌 렌즈(zoom lens)를 통해 원거리의 피사체의 배율을 증가 또는 감소시켜 촬영하는 줌 업(zoom up) 또는 줌 아웃(zoom out)의 주밍(zooming) 기능을 수행할 수 있다.

또한 최근 카메라 모듈은 영상 흔들림 방지(image stabilization, IS)기술을 채용하여 불안정한 고정장치 혹은 사용자의 움직임에 기인한 카메라의 움직임으로 인한 영상의 흔들림을 보정하거나 방지하는 기술이 채용되고 있다.

이러한 영상 흔들림 방지(IS) 기술에는 광학적 영상 흔들림 방지(optical image stabilizer, OIS)기술과 이미지 센서를 이용한 영상 흔들림 방지기술 등이 있다.

OIS기술은 빛의 경로를 변화시킴으로써 움직임을 보정하는 기술이며, 이미지 센서를 이용한 영상 흔들림 방지기술은 기계적인 방식과 전자적인 방식으로 움직임을 보정하는 기술인데, OIS기술이 더 많이 채용되고 있다.

또한 차량용 카메라 모듈은 차량 주위나 차량 내부 영상을 디스플레이에 전송해 주기 위한 제품으로 주로 주차보조 및 주행보조 시스템에 사용될 수 있다.

또한 차량용 카메라 모듈은 차량 주위의 차선, 차량 등을 감지해 관련 데이터를 수집 및 전송함으로써, ECU에서 경고를 하거나 차량 제어가 가능하다.

한편, 카메라 모듈에서 주밍(zooming) 기능을 위해 줌 액츄에이터(actuator)를 이용하는데, 액츄에이터의 기구적 움직임에 의해 렌즈 이동 시 마찰 토크가 발생하고 있으며, 이러한 마찰 토크에 의해 구동력의 감소, 소비전력의 증가 또는 제어특성 저하 등의 기술적 문제점이 발생되고 있다.

특히 카메라 모듈에서 복수의 줌 렌즈 군(zoom lens group) 이용하여 최상의 광학적 특성을 내기 위해서는 복수의 렌즈군들 간의 얼라인(align)과 복수의 렌즈군들과 이미지 센서와의 얼라인이 잘 맞아야 하는데, 렌즈군간 구면 중심이 광축에서 이탈하는 디센터(decenter)나 렌즈 기울어짐 현상인 틸트(tilt), 렌즈군과 이미지센서의 중심축이 얼라인 되지 않는 현상 발생시 화각이 변하거나 초점이탈이 발생하여 화질이나 해상력에 악영향을 주게 된다.

한편, 카메라 모듈에서 주밍 기능을 위해 렌즈 이동 시 마찰 토크 저항을 감소시키기 위해 마찰이 발생되는 영역에서의 이격거리를 증가시키는 경우, 줌 이동 또는 줌 운동의 반전 시에 렌즈 디센터(decent)나 렌즈 틸트(tilt)가 심화되는 기술적 문제 모순이 발생하고 있다.

한편, 이미지센서는 고화소로 갈수록 해상도가 높아져 화소(Pixel)의 크기가 작아지는데, 화소가 작아지면 동일한 시간에 받아들이는 빛의 양이 감소하게 된다. 따라서 고화소 카메라일수록 어두운 환경에서는 셔터속도가 느려지면서 나타나는 손떨림에 의한 이미지의 흔들림이 더욱 심하게 나타난다.

이에 따라 어두운 야간이나 동영상에서 고화소 카메라를 이용하여 변형 없는 이미지를 촬영하기 위해 OIS 기능은 최근 필수적으로 채용되고 있다.

한편, OIS 기술은 카메라의 렌즈나 이미지센서를 움직여 광로(Optical path)를 수정함으로써 화질을 보정하는 방식인데, 특히 OIS 기술은 자이로 센서(gyro sensor)를 통해 카메라의 움직임을 감지하고 이를 바탕으로 렌즈나 이미지 센서가 움직여야 할 거리를 계산하게 된다.

예를 들어, OIS 보정 방식은 렌즈 이동 방식과 모듈 틸팅(Tilting) 방식이 있다. 렌즈 이동 방식은 이미지센서의 중심과 광축을 재정렬하기 위해 카메라모듈 내에 있는 렌즈만 이동시킨다. 반면, 모듈 틸팅 방식은 렌즈와 이미지센서를 포함한 전체 모듈을 움직이는 방식이다.

특히 모듈 틸팅 방식은 렌즈이동 방식에 비해 보정범위가 더 넓으며 렌즈와 이미지센서 사이의 초점거리가 고정되어 있기 때문에 이미지의 변형을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

한편, 렌즈 이동 방식의 경우 렌즈의 위치와 이동을 감지하기 위해 홀 센서(Hall sensor)를 사용한다. 반면, 모듈 틸팅방식에서는 모듈의 이동을 감지하기 위해 포토리플렉터(Photo reflector)를 사용한다. 그러나 두 방식 모두 카메라 사용자의 이동을 감지하기 위해서는 자이로 센서(gyro sensor)를 사용한다.

OIS 컨트롤러는 사용자의 이동을 보상하기 위해 렌즈 또는 모듈이 이동해야 할 위치를 예측하는데 자이로 센서가 인식한 데이터를 이용한다.

최근 기술추세에 따라 초슬림, 초소형의 카메라 모듈이 요구되는데, 초소형 카메라 모듈에서는 OIS 구동을 위한 공간제약이 있게 되어 일반적인 대형 카메라에서 적용되는 OIS 기능이 구현되기 어려운 문제가 있고, OIS 구동 적용시 초슬림, 초소형의 카메라 모듈을 구현하지 못하는 문제가 있다.

또한 종래 OIS 기술에서는 제한된 카메라 모듈의 사이즈 내에서, 고체 렌즈 어셈블리의 측면에 OIS 구동부가 배치됨에 따라 OIS 대상이 되는 렌즈의 사이즈 제한이 있어 광량 확보를 어렵게 하는 문제가 있다.

특히 카메라 모듈에서 최상의 광학적 특성을 내기 위해서는 렌즈이동이나 모듈의 틸팅을 통해 OIS 구현시 렌즈군들 간의 얼라인(align)이 잘 맞아야 하는데, 종래 OIS 기술에서는 렌즈군간 구면 중심이 광축에서 이탈하는 디센터(decent)나 렌즈 기울어짐 현상인 틸트(tilt) 발생시 화각이 변하거나 초점이탈이 발생하여 화질이나 해상력에 악영향을 주는 문제가 발생하고 있다.

또한 종래 OIS 기술에서는 OIS 구동과 동시에 AF 또는 Zoom 구현이 가능한데, 카메라 모듈의 공간상의 제약과 기존 OIS 기술의 구동부 위치로 인해 OIS용 마그넷과 AF 또는 Zoom용 마그넷이 근접하게 배치되어 자계 간섭을 일으켜 OIS 구동이 제대로 되지 않아 디센터(decent)나 틸트(tilt) 현상을 유발하는 문제가 있다.

또한 종래 OIS 기술은 렌즈이동이나 모듈의 틸팅을 위해 기계적 구동장치가 필요하기 때문에 구조가 복잡하며 소비전력이 높아지는 문제가 있다.

한편, 앞서 기술한 바와 같이 카메라 모듈은 레이더(Radar) 등과 함께 차량에 적용되어 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS: Advanced Driver Assistance Systems)에 사용될 수 있는데, 운전자의 편의뿐만 아니라 운전자나 보행자의 안전이나 생명에 큰 영향을 줄 수 있다.

예를 들어, 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS)으로는 충돌 위험시 운전자가 제동장치를 밟지 않아도 스스로 속도를 줄이거나 멈추는 자동 긴급제동 시스템(AEB: Autonomous Emergency Braking), 차선 이탈 시 주행 방향을 조절해 차선을 유지하는 주행 조향보조 시스템(LKAS: Lane Keep Assist System), 사전에 정해 놓은 속도로 달리면서도 앞차와 간격을 알아서 유지하는 어드밴스트 스마트 크루즈 컨트롤(ASCC: Advanced Smart Cruise Control), 사각지대 충돌 위험을 감지해 안전한 차로 변경을 돕는 후측방 충돌 회피 지원 시스템(ABSD: Active Blind Spot Detection), 차량 주변 상황을 시각적으로 보여주는 어라운드 뷰 모니터링 시스템(AVM: Around View Monitor) 등이 있다.

이러한 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS)에서 카메라 모듈은 레이더(Radar) 등과 함께 핵심 부품으로 기능을 하며 카메라 모듈이 적용되는 비중이 점차 넓어지고 있다.

예를 들어, 자동 긴급제동 시스템(AEB)의 경우 차량 전방 카메라 센서와 레이더 센서로 전방 차량이나 보행자를 감지, 운전자가 차량을 제어하지 않을 때 자동으로 긴급 제동해 줄 수 있다.

또는 주행 조향보조 시스템(LKAS)의 경우 카메라 센서를 통해 운전자가 방향지시 등 조작 없이 차로를 이탈하는지 감지하여 자동으로 핸들을 조향해 차로를 유지할 수 있도록 제어할 수 있다.

또한 어라운드 뷰 모니터링 시스템(AVM)의 경우 차량의 사방에 배치된 카메라 센서를 통해 차량 주변 상황을 시각적으로 보여줄 수 있다.

카메라 모듈이 차량의 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS)에 적용되는 경우, 차량의 진동으로 인해 OIS 기술이 더욱 중요하며, OIS 데이터의 정밀도는 운전자나 보행자의 안전이나 생명에 직결될 수 있다. 또한 AF 또는 Zoom 구현시 복수의 렌즈 어셈블리가 마그넷과 코일간의 전자기력에 의해 구동되는데, 각 렌즈 어셈블리에 장착된 마그넷 간의 자계 간섭이 발생하는 문제가 있다. 이러한 마그넷 간의 자계 간섭으로 인해 AF 또는 Zoom 구동이 제대로 되지 않아 추력이 저하되는 문제가 있다.

또한 마그넷 간의 자계 간섭으로 인해 디센터(decent)나 틸트(tilt) 현상을 유발하는 문제가 있다.

이러한 자계 간섭으로 카메라 제어의 정밀도에 이슈가 있거나 추력이 저하되는 경우 또는 디센터(decent)나 틸트(tilt) 현상이 유발되는 경우 사용자인 운전자나 보행자의 안전이나 생명에 직결될 수 있다.

또한 차량과 같이 진동이 심한 환경에서 카메라 모듈의 각 구성, 예를 들어 마그넷 등의 탈착이 발생하는 경우 기구적 신뢰성뿐만 아니라 추력, 정밀도, 제어 등의 큰 문제를 유발할 수 있다.

한편, 항목에 기술된 내용은 단순히 본 개시(present disclosure)에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 초슬림, 초소형의 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.

또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, OIS 구현시 광학계의 렌즈 어셈블리에서 렌즈의 사이즈 제한을 해소하여 충분한 광량 확보가 가능하도록 하는 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.

또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 선명한 화질을 위해 수광되는 빛의 양을 늘리기 위해 OIS 구동용 가변형 렌즈의 사이즈가 커져야 하나, 가변형 렌즈의 사이즈가 커지는 경우 카메라 모듈의 두께 제한에 걸리게 되는 기술적 모순을 해결할 수 있는 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.

또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, OIS 구현시 디센터(decent)나 틸트(tilt) 현상의 발생을 최소화하여 최상의 광학적 특성을 낼 수 있는 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.

또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, OIS 구현시, AF 또는 Zoom용 마그넷과의 자계 간섭을 방지할 수 있는 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.

또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, AF 또는 Zoom 구현시 복수의 렌즈 어셈블리가 마그넷과 코일간의 전자기력에 의해 구동될 때, 각 렌즈 어셈블리에 장착된 마그넷 간의 자계 간섭을 방지할 수 있는 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.

또한 실시예는 마그넷과 요크의 탈착을 방지할 수 있는 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.

또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 저소비전력으로 OIS 구현이 가능한 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.

또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 카메라 모듈에서 주밍(zooming)을 통한 렌즈 이동 시 마찰 토크 발생을 방지할 수 있는 카메라 액츄에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.

또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 카메라 모듈에서 주밍을 통한 렌즈 이동 시 렌즈 디센터(decenter)나 렌즈 틸트(tilt), 렌즈의 중심과 이미지 센서의 중심축이 일치하지 않는 현상의 발생을 방지할 수 있는 카메라 액츄에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.

또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 추력을 높이면서도 홀 센서의 감도를 동시에 높일 수 있는 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.

또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 프리즘 유닛을 다축으로 틸팅시키는 역할을 하는 볼 베어링을 자성체로 형성하여, 상기 볼 베어링이 상기 프리즘 유닛의 틸팅을 위한 축 역할도 하면서 상기 프리즘 유닛을 하우징에 고정시키는 고정역활도 할 수 있도록 한 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.

실시예의 기술적 과제는 본 항목에 기재된 것에 한정되지 않으며, 발명의 설명 전체로부터 파악될 수 있는 것을 포함한다.

실시 예에 따른 카메라 액추에이터는 하우징; 상기 하우징 내에 배치되는 프리즘 유닛; 및 상기 프리즘 유닛을 틸팅하는 구동부를 포함하고, 상기 프리즘 유닛 및 상기 하우징에는 서로 인력을 발생시키는 볼 베어링 및 풀링 마그네트가 배치되고, 상기 프리즘 유닛은 상기 볼 베어링 및 상기 풀링 마그네트 간의 인력에 의해 상기 하우징에 지지된다.

또한, 상기 볼 베어링은 자성체로 구성된다.

또한, 상기 프리즘 유닛은, 수용부를 구비하는 프리즘 무버; 및 상기 프리즘 무버의 상기 수용부 내에 배치되는 프리즘을 포함하고, 상기 볼 베어링은 상기 프리즘 무버에 배치된다.

또한, 상기 풀링 마그네트와 마주보는 상기 프리즘 유닛의 외측면에는 상기 볼 베어링이 배치되는 홈을 포함하고, 상기 홈에는, 상기 볼 베어링을 고정하는 접착 부재가 배치된다.

또한, 상기 볼 베어링과 마주보는 상기 하우징의 측부에는 하우징 홀이 형성되고, 상기 볼 베어링의 적어도 일부는, 상기 하우징 홀 내에 배치된다.

또한, 상기 하우징 홀은, 상기 하우징의 상기 측부의 내측면에 배치되는 제1 부분과, 상기 제1 부분과 연결되고, 상기 측부의 외측면에 배치되는 제2 부분을 포함하며, 상기 제1 부분에는, 상기 볼 베어링의 적어도 일부가 배치되고, 상기 제2 부분에는, 상기 풀링 마그네트가 배치된다.

또한, 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분은 서로 다른 크기를 가진다.

또한, 상기 풀링 마그네트는, 상기 하우징 홀의 상기 제2 부분 내에 고정 배치된다.

또한, 상기 하우징 상에 배치되는 커버 부재를 포함하고, 상기 풀링 마그네트는 상기 하우징 홀과 마주보는 상기 커버 부재의 내측면에 고정 배치된다.

상기 구동부는 구동부 회로 기판을 포함하고, 상기 구동부 회로 기판은, 상기 하우징 홀과 마주보는 영역에 배치되는 기판 영역을 포함하며, 상기 풀링 마그네트는 상기 기판 영역에 고정 배치된다.

또한, 상기 프리즘 유닛은, 상기 볼 베어링을 기준축으로 제1 방향 및 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향 중 적어도 하나의 방향으로 회전 운동이 가능하게 제공된다.

또한, 상기 볼 베어링은, 상기 풀링 마그네트와 점접촉한다.

또한, 상기 구동부는 상기 프리즘 유닛을 상기 제1 방향으로 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 제1 구동부; 및 상기 프리즘 유닛을 상기 제2 방향으로 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 제2 구동부를 포함하고, 상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부는, 상기 프리즘 유닛의 제1 외측면 및 상기 제1 외측면과 마주보는 제2 외측면에 각각 배치된다.

또한, 상기 프리즘 유닛의 상기 제1 외측면에는, 상기 제1 구동부를 구성하는 제1-1 마그네트가 배치되는 제1 리세스; 및 상기 제2 구동부를 구성하는 제2-1 마그네트가 배치되는 제2 리세스를 포함하고, 상기 프리즘 유닛의 상기 제2 외측면에는, 상기 제1 구동부를 구성하는 제1-2 마그네트가 배치되는 제3 리세스; 및 상기 제4 구동부를 구성하는 제2-2 마그네트가 배치되는 제4 리세스를 포함한다.

또한, 상기 하우징은, 상기 제1 구동부를 구성하는 제1-1 마그네트와 마주보는 제1-1 코일이 배치되는 제1-1 하우징 홀; 상기 제2 구동부를 구성하는 제2-1 마그네트와 마주보는 제2-1 코일이 배치되는 제1-2 하우징 홀; 상기 제1 구동부를 구성하는 제1-2 마그네트와 마주보는 제1-2 코일이 배치되는 제1-3 하우징 홀; 및 상기 제2 구동부를 구성하는 제2-2 마그네트와 마주보는 제2-2 코일이 배치되는 제1-4 하우징 홀을 포함한다.

한편, 실시 예에 따른 카메라 액추에이터는 하우징; 상기 하우징 내에 배치되는 프리즘 유닛; 상기 프리즘 유닛을 틸팅하는 구동부; 및 볼 베어링을 포함하고, 상기 프리즘 유닛은 상기 볼 베어링을 수용하는 리세스를 포함하고, 상기 하우징은 상기 볼 베어링과 전자기적 인력을 발생시키는 풀링 부재를 포함하고, 상기 프리즘 유닛은 상기 볼 베어링을 기준으로 틸팅된다.

또한, 상기 볼 베어링은 자성체로 구성되고, 상기 풀링 부재는 마그네트로 구성된다.

또한, 상기 볼 베어링은 마그네트로 구성되고, 상기 풀링 부재는 자성체로 구성된다.

실시예에 의하면 초슬림, 초소형의 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공할 수 있는 기술적 효과가 있다.

예를 들어, 실시예에 의하면 구동부를 프리즘 유닛 하측의 공간을 활용하고 상호 중첩되도록 배치함으로써 초슬림, 초소형의 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공할 수 있는 기술적 효과가 있다.

예를 들어, 실시예에 의하면, 볼 베어링이 배치된 상태에서 프리즘 유닛이 구동부의 구동력인 전자기력에 의해 제1 축 또는 제2 축으로 틸팅제어함으로써 OIS 구현시 디센터(decent)나 틸트(tilt) 현상의 발생을 최소화하여 최상의 광학적 특성을 낼 수 있으며 초슬림, 초소형의 카메라 액추에이터를 구현할 수 있는 기술적 효과가 있다.

또한 실시예에 의하면 OIS 구현시 광학계의 렌즈 어셈블리에서 렌즈의 사이즈 제한을 해소하여 충분한 광량 확보가 가능한 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공할 수 있는 기술적 효과가 있다.

예를 들어, 실시예에 의하면 프리즘 유닛의 양측에 프리즘 유닛을 2축 이상으로 틸팅시키기 위한 구동부(320)을 모두 배치함으로써 OIS 구현시 광학계의 렌즈 어셈블리에서 렌즈의 사이즈 제한을 해소하여 충분한 광량 확보가 가능한 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공할 수 있는 기술적 효과가 있다.

또한 실시예에 의하면, 상기 프리즘 무버(334)에 배치되는 제1 마그넷부 및 제2 마그넷부와, 구동부 회로 기판 상에 배치되는 제1 코일부 및 제2 코일부간의 전자기력에 의해 상기 프리즘 유닛(330)을 제1 축 또는 제2 축으로 틸팅제어함으로써 OIS 구현시 디센터(decent)나 틸트(tilt) 현상의 발생을 최소화하여 최상의 광학적 특성을 낼 수 있는 기술적 효과가 있다.

또한 실시예에 의하면, 프리즘 유닛을 다축으로 틸팅시키는 역할을 하는 볼 베어링을 자성체로 형성하여, 상기 볼 베어링이 상기 프리즘 유닛의 틸팅을 위한 축 역할도 하면서 상기 프리즘 유닛을 하우징에 고정시키는 고정 역활도 할 수 있도록 하며, 이에 따른 부품 수 감소 및 부품 단가를 절감할 수 있는 기술적 효과가 있다.

또한 실시예에 의하면 OIS 구현시 디센터(decent)나 틸트(tilt) 현상의 발생을 최소화하여 최상의 광학적 특성을 낼 수 있는 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공할 수 있는 기술적 효과가 있다.

예를 들어, 실시예에 의하면 하우징(310) 상에 안정적으로 배치되는 구동부(320)을 구비하여 프리즘 유닛(330)을 제1 축 또는 제2 축으로 틸팅제어함으로써 OIS 구현시 디센터(decent)나 틸트(tilt) 현상의 발생을 최소화하여 최상의 광학적 특성을 낼 수 있는 기술적 효과가 있다.

또한 실시예에 의하면 저소비전력으로 OIS 구현이 가능한 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공할 수 있는 기술적 효과가 있다.

예를 들어, 실시예에 의하면 기존의 복수의 고체 렌즈를 이동시키는 것과 달리 구동부(320)을 구비하여 프리즘 유닛(330)을 제1 축 또는 제2 축으로 틸팅제어하여 OIS 구현함으로써 저소비전력으로 OIS 구현이 가능한 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공할 수 있는 기술적 효과가 있다.

실시예에 따른 카메라 액츄에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 의하면, 주밍(zooming) 시 마찰 토크 발생의 문제를 해결할 수 있는 기술적 효과가 있다.

예를 들어, 실시예에 의하면, 베이스 내에 정밀하게 수치제어된 제1 가이드부와 제2 가이드부가 결합된 상태에서 렌즈 어셈블리가 구동됨에 따라 마찰 토크를 감소시켜 마찰 저항을 저감함으로써 주밍(zooming) 시 구동력의 향상, 소비전력의 감소 및 제어특성 향상 등의 기술적 효과가 있다.

종래기술에서는 베이스 자체에 가이드레일 배치되는 경우 사출 방향에 따라 구배 발생하므로 치수관리의 어려움이 있고, 제대로 사출되지 않는 경우 마찰 토크가 증대하여 구동력이 저하되는 기술적 문제가 있었다.

반면, 실시예에 의하면, 베이스 자체에 가이드레일 배치하지 않고, 베이스와 별도 형성되어 조립되는 제1 가이드부, 제2 가이드부 별도로 채용함에 따라 사출 방향에 따라 구배 발생을 방지할 수 있는 특별한 기술적 효과가 있다.

또한 실시예에 따른 카메라 액츄에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈은, 추력을 높이면서도 홀 센서의 감도를 동시에 높일 수 있는 기술적 효과가 있다.

또한 실시예에 의하면 OIS 구현시, AF 또는 Zoom용 마그넷과의 자계 간섭을 방지할 수 있는 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공할 수 있는 기술적 효과가 있다.

또한 실시예에 의하면 AF 또는 Zoom 구현시 복수의 렌즈 어셈블리가 마그넷과 코일간의 전자기력에 의해 구동될 때, 각 렌즈 어셈블리에 장착된 마그넷 간의 자계 간섭을 방지할 수 있는 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공할 수 있는 기술적 효과가 있다.

또한 실시예는 마그넷과 요크의 탈착을 방지할 수 있는 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공할 수 있는 기술적 효과가 있다.

실시예의 기술적 효과는 본 항목에 기재된 것에 한정되지 않으며, 발명의 설명 전체로부터 파악될 수 있는 것을 포함한다.

도 1은 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이다.
도 2a는 도 1에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈에서 케이스가 생략된 사시도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈의 분리 사시도이다.
도 3a는 도 2b에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈에서 제2 카메라 액추에이터의 사시도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 제2 카메라 액추에이터의 분해 사시도이다.
도 4a는 도 3b에 도시된 실시 예의 제2 카메라 액추에이터의 구동부의 사시도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 제2 카메라 액추에이터의 구동부의 분해 사시도이다.
도 5a는 도 3b에 도시된 실시예의 제2 카메라 액추에이터에서 프리즘 유닛의 사시도이다.
도 5b는 도 5a에 도시된 프리즘 유닛의 분해 사시도이다.
도 5c는 도 5b에 도시된 프리즘 유닛의 분해 사시 저면도이다.
도 6a는 제2 카메라 액추에이터의 하우징에 대한 전면 사시도이다
도 6b는 제2 카메라 액추에이터의 하우징에 대한 배면 사시도이다.
도 7은 제2 카메라 액추에이터에서 일부 구성이 제거된 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 실시예에서 제2 카메라 액추에이터의 A-A'선을 따른 수직 단면도이다.
도 9a 및 도 9b는 실시 예에 따른 풀링 마그넷의 배치 위치에 대한 변형 예를 나타낸 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 실시예에 따른 제2 카메라 액추에이터 작동에 대한 예시도이다.
도 11은 실시예에 따른 제1 카메라 액추에이터의 사시도이다.
도 12는 도 11에 도시된 실시예에 따른 카메라 액추에이터에서 일부 구성이 생략된 사시도이다.
도 13은 도 11에 도시된 실시예에 따른 카메라 액추에이터에서 일부 구성이 생략된 분해 사시도이다.
도 14는 도 13에 도시된 실시예에 따른 카메라 액추에이터에서 제1 가이드부와 제2 가이드부에 대한 사시도이다.
도 15a는 도 13에 도시된 실시예에 따른 카메라 액추에이터에서 제1 렌즈 어셈블리의 사시도이다.
도 15b는 도 15a에 도시된 제1 렌즈 어셈블리에서 일부 구성이 제거된 사시도이다.
도 16는 실시예에 따른 카메라 액추에이터에서 구동 예시도이다.
도 17는 도 11에 도시된 실시예에 따른 카메라 액추에이터에서 C1-C2 선을 따른 단면도이다.
도 18a는 도 17에 도시된 S 영역에 대한 확대도이다.
도 18b는 도 17에 도시된 S 영역에 대한 상세도이다.
도 18c는 실시예와 비교예에서 마그넷과 위치검출센서의 이격 거리에 따른 자속(magnet flux) 데이터이다.
도 19a는 실시예에 따른 카메라 액추에이터에서 제1 구동부(116)의 사시도이다.
도 19b는 비교예에서의 자속밀도 분포 데이터이다.
도 19c는 실시예에서의 자속밀도 분포 데이터이다.
도 20은 다른 실시예에 따른 카메라 모듈에서 일체형 바디의 예시도이다.
도 21은 실시예에 따른 카메라 모듈이 적용된 이동 단말기의 사시도이다.
도 22는 실시예에 따른 카메라 모듈이 적용된 차량의 사시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 실시예를 상세히 설명한다. 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 실시예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

"제1", "제2" 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 또한, 실시예의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 실시예의 범위를 한정하는 것이 아니다.

실시예의 설명에 있어서, 각 element의 "상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)”로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

또한, 이하에서 이용되는 "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서 이용될 수도 있다.

(실시예)

도 1은 실시예에 따른 카메라 모듈(1000A)의 사시도이며, 도 2a는 도 1에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈(1000A)에서 케이스(100C)가 생략된 사시도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈(1000A)의 분리 사시도이다.

도 1, 도 2a 및 도 2a를 참조하면, 실시예의 카메라 모듈(1000A)은 단일 또는 복수의 카메라 액추에이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 실시예의 카메라 모듈(1000A)은 제1 카메라 액추에이터(100)와 제2 카메라 액추에이터(300)를 포함할 수 있다. 실시예는 제1 카메라 액추에이터(100)와 제2 카메라 액추에이터(300)를 보호하는 케이스(100C)를 구비할 수 있다.

상기 제1 카메라 액추에이터(100)는 제1 회로기판(410)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 제2 카메라 액추에이터(300)는 제2 회로기판(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 회로기판(410)과 상기 제2 회로기판도 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 제1 카메라 액추에이터(100)는 하나 또는 복수의 렌즈를 지지하며 소정의 제어부의 제어신호에 렌즈를 상하로 움직여 오토 포커싱 기능 또는 줌 기능을 수행할 수 있다. 또한 상기 제2 카메라 액추에이터(300)는 OIS(Optical Image Stabilizer) 액추에이터일 수 있다. 이 경우, 외부에서 입사된 광은 상기 제2 카메라 액추에이터(300)로 입사될 수 있다. 또한, 상기 제2 카메라 액추에이터(300)에 입사된 광은 광의 경로가 변화되어 상기 제1 카메라 액추에이터(100)로 입사될 수 있고, 상기 제1 카메라 액추에이터(100)를 통과한 광은 광학 센서(미도시)로 입사될 수 있다.

이하 제2 카메라 액추에이터(300)인 OIS 액추에이터를 중심으로 설명하기로 한다. 그 이후에 제1 카메라 액추에이터(100)에 대해 설명하기로 한다.

도 3a는 도 2b에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈에서 제2 카메라 액추에이터(300)의 사시도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 제2 카메라 액추에이터(300)의 분해 사시도이다.

도 3을 참조하면, 실시예에 따른 제2 카메라 액추에이터(300)는 하우징(310), 상기 하우징(310) 상에 배치되는 구동부(320), 상기 영상 흔들림 제어유닛(320) 상에 배치되는 프리즘 유닛(330)을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2 카메라 액추에이터(300)는 커버 부재(301)를 더 포함할 수 있다. 상기 커버 부재(301)는 내부에 수용 공간을 포함하며 적어도 하나의 측면이 오픈될 수 있다. 일례로, 상기 커버 부재(301)는 서로 연결된 복수의 측면이 오픈되는 구조를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 커버 부재(301)는 외부로부터 광이 입사되는 전면과 상기 제1 카메라 액추에이터(100)와 대응되는 하면 및 상기 전면과 반대되는 후면이 오픈된 구조를 가질 수 있으며, 후술할 프리즘 유닛(330)의 광 이동 경로를 제공할 수 있다.

상기 커버 부재(301)는 리지드(rigid)한 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 커버 부재(301)는 수지, 금속 등의 재질을 포함할 수 있고, 상기 수용 공간 내에 배치되는 하우징(310)을 지지할 수 있다. 예를 들어, 상기 커버 부재(301)는 상기 하우징(310), 상기 구동부(320) 및 상기 프리즘 유닛(330) 등을 감싸며 배치되며 상기 구성들을 지지할 수 있다.

자세하게, 후술할 상기 프리즘 유닛(330)은 상기 구동부(320)에 의해 제1 방향 및/또는 제2 방향으로 이동할 수 있다. 이때, 상기 커버 부재(301)는 상기 하우징 및 상기 구동부(320)을 설정된 위치에 고정시킬 수 있어 보다 정확한 광 이동 경로를 제공할 수 있다. 또한, 상기 커버 부재(301)는 볼 베어링(350)과 풀링 마그넷(360) 사이에 작용하는 인력에 의해 상기 하우징(310)이 상기 제2 카메라 액추에이터(300)의 외부로 벗어나는 것을 방지할 수 있다. 상기 커버 부재(301)는 상기 하우징(310), 상기 구동부(320) 및 상기 프리즘 유닛(330)의 배치 관계에 따라 생략될 수 있다.

한편, 실시 예에서는 상기 풀링 마그넷(360)은 풀링 부재일 수 있다. 이때, 풀링 부재는 상기 설명한 바와 같이 마그네트로 구성될 수 있다. 이때, 상기 풀링 부재가 마그네트로 구성되는 경우, 상기 볼 베어링(350)은 자성체로 구성될 수 있다. 이와 다르게, 상기 풀링 부재는 자성체로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 풀링 부재가 자성체로 구성되는 경우, 상기 볼 베어링(350)은 마그네트로 구성될 수 있다. 즉, 실시 예에서 상기 볼 베어링(350)과 인력을 발생시키는 부재인 풀링 부재는 상기 설명한 바와 같이 풀링 마그넷(360)일 수 있고, 이와 다르게 풀링 자성체(도시하지 않음)일 수 있다.

도 4와 관련된 도면은 제2 카메라 액추에이터의 각 구성에 대한 사시도이다.

도 4와 관련된 도면을 참조하면, 상기 제2 카메라 액추에이터(300)는 상기 하우징(310), 상기 구동부(320), 상기 프리즘 유닛(330)을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 구동부(320)은 구동부 회로기판(321), 제1 구동부(322), 제2 구동부(323)를 포함할 수 있고, 상기 프리즘 유닛(330)은 프리즘(331) 및 상기 프리즘 무버(333)를 포함할 수 있다.

실시예에 의하면 상기 하우징(310) 상에 배치되는 구동부(320)을 구비함으로써 초슬림, 초소형의 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공할 수 있는 기술적 효과가 있다.

또한, 실시예에 의하면 상기 프리즘 유닛(330) 하측에 구동부(320)을 배치함으로써 OIS 구현시 광학계의 렌즈 어셈블리에서 렌즈의 사이즈 제한을 해소하여 충분한 광량 확보가 가능한 기술적 효과가 있다.

또한, 실시예에 의하면 상기 하우징(310) 상에 안정적으로 배치되는 구동부(320)을 구비하여 프리즘 유닛(330)을 제1 축 또는 제2 축으로 틸팅제어함으로써 OIS 구현시 디센터(decent)나 틸트(tilt) 현상의 발생을 최소화하여 최상의 광학적 특성을 낼 수 있는 기술적 효과가 있다.

또한, 실시예에 의하면 기존의 복수의 고체 렌즈를 이동시키는 것과 달리 구동부(320)을 구비하여 프리즘 유닛(330)을 제1 축 또는 제2 축으로 틸팅제어하여 OIS 구현함으로써 저소비전력으로 OIS 구현이 가능한 기술적 효과가 있다.

이하, 도 4와 관련된 도면들을 참조하여, 상기 제2 카메라 액추에이터(300)의 각 구성에 대해 상세히 설명하도록 한다.

<구동부>

도 4a는 도 3b에 도시된 실시 예의 제2 카메라 액추에이터(300)의 구동부(320)의 사시도이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 제2 카메라 액추에이터(300)의 구동부(320)의 분해 사시도이다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 상기 구동부(320)은 구동부 회로기판(321), 제1 구동부(322), 제2 구동부(323) 및 홀 센서(324)를 포함할 수 있다. 그리고, 제1 구동부(322)는 제1-1 코일(322C1), 제1-2 코일(322C2), 제1-1 마그넷(322M1) 및 제1-2 마그넷(322M2)을 포함할 수 있다. 또한, 제2 구동부(323)는 제2-1 코일(323C1), 제2-2 코일(323C2), 제2-1 마그넷(323M1) 및 제2-2 마그넷(323M2)을 포함할 수 있다.

또한, 홀 센서(324)는 제1 홀 센서(324H1) 및 제2 홀 센서(324H2)를 포함할 수 있다.

상기 구동부 회로기판(321)은 소정의 전원부(미도시)와 연결되어 상기 제1-1 코일(322C1), 제1-2 코일(322C2), 제2-1 코일(323C1), 제2-2 코일(323C2)에 전원을 인가할 수 있다. 상기 구동부 회로기판(321)은 경성 인쇄회로기판(Rigid PCB), 연성 인쇄회로기판(Flexible PCB), 경연성 인쇄회로기판(Rigid Flexible PCB) 등 전기적으로 연결될 수 있는 배선패턴이 있는 회로기판을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 구동부 회로 기판(321)은 연성 인쇄회로기판(Flexible PCB)일 수 있다. 그리고, 구동부 회로 기판(321)은 적어도 일 지점이 벤딩되어 프리즘 유닛(330)의 복수의 면 상에 배치될 수 있다.

이에 따라, 구동부 회로 기판(321)은 제1 기판 영역(321S1), 상기 제1 기판 영역(321S1)의 일단으로부터 벤딩되는 제2 기판 영역(321S2) 및 상기 제1 기판 영역(321S1)의 타단으로부터 벤딩되는 제3 기판 영역(321S3)을 포함할 수 있다. 즉, 구동부 회로 기판(321)은 'ㄷ'자 형상을 가질 수 있다.

제1 구동부(322) 및 제2 구동부(323)는 각각 코일부 및 마그넷부를 포함할 수 있다.

제1 구동부(322) 및 제2 구동부(323)의 코일부는 상기 제1-1 코일(322C1), 제1-2 코일(322C2), 제2-1 코일(323C1), 제2-2 코일(323C2)을 포함할 수 있다.

그리고, 제1 구동부(322) 및 제2 구동부(323)의 마그넷부는 제1-1 마그넷(322M1), 제1-2 마그넷(322M2), 제2-1 마그넷(323M1), 제2-2 마그넷(323M2)을 포함할 수 있다.

상기 코일부를 구성하는 제1-1 코일(322C1), 제1-2 코일(322C2), 제2-1 코일(323C1), 제2-2 코일(323C2)은 상기 구동부 회로기판(321)과 전기적으로 연결될 수 있다.

제1-1 코일(322C1) 및 제1-2 코일(322C2)은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 제2-1 코일(323C1) 및 제2-2 코일(323C2)은 서로 이격되어 배치될 수 있다.

상기 제1-1 코일(322C1) 및 제1-2 코일(322C2)은 상기 구동부 회로 기판(321)의 복수의 기판 영역 중 서로 마주보는 기판 영역에 각각 배치될 수 있다. 즉, 상기 제1-1 코일(322C1)은 상기 구동부 회로 기판(321)의 제2 기판 영역(321S2)에 배치될 수 있다. 그리고, 제1-2 코일(322C2)은 상기 제2 기판 영역(321S2)과 마주보는 상기 제3 기판 영역(322C2)에 배치될 수 있다.

또한, 상기 제2-1 코일(323C1) 및 제2-2 코일(323C2)은 상기 구동부 회로 기판(321)의 복수의 기판 영역 중 서로 마주보는 기판 영역에 각각 배치될 수 있다. 즉, 상기 제2-1 코일(323C1)은 상기 구동부 회로 기판(321)의 제3 기판 영역(321S2)에 배치될 수 있다. 그리고, 제2-2 코일(323C2)은 상기 제2 기판 영역(321S2)과 마주보는 상기 제3 기판 영역(322C2)에 배치될 수 있다.

상기 제1 구동부(322)를 구성하는 제1-1 코일(322C1) 및 제1-2 코일(322C2)은 상기 구동부 회로 기판(321) 상에 수평 방향으로 권선되어 배치될 수 있다. 즉, 제1 구동부(322)를 구성하는 제1-1 코일(322C1) 및 제1-2 코일(322C2)은 상기 구동부 회로 기판(321) 상에 수평 방향의 폭이 수직 방향의 폭보다 더 클 수 있다.

상기 제2 구동부(323)를 구성하는 제2-1 코일(323C1) 및 제2-2 코일(323C2)은 상기 구동부 회로 기판(321) 상에 수직 방향으로 권선되어 배치될 수 있다. 즉, 제2 구동부(323)를 구성하는 제2-1 코일(323C1) 및 제2-2 코일(323C2)은 상기 구동부 회로 기판(321) 상에 수직 방향의 폭이 수평 방향의 폭보다 더 클 수 있다.

제1 구동부(322) 및 제2 구동부(323)의 마그넷부는 제1-1 마그넷(322M1), 제1-2 마그넷(322M2), 제2-1 마그넷(323M1), 제2-2 마그넷(323M2)을 포함할 수 있다.

즉, 상기 마그넷부는 제1-1 코일(322C1)에 대응하는 영역에 배치되는 제1-1 마그넷(322M1), 상기 제1-2 코일(322C2)에 대응하는 영역에 배치되는 제1-2 마그넷(322M2), 제2-1 코일(323C1)에 대응하는 영역에 배치되는 제2-1 마그넷(323M1), 그리고 제2-2 코일(323C2)에 대응하는 영역에 배치되는 제2-2 마그넷(323M2)을 포함할 수 있다.

제1-1 마그넷(322M1), 제1-2 마그넷(322M2), 제2-1 마그넷(323M1), 제2-2 마그넷(323M2)은 프리즘 유닛(330)에 배치된다. 이때, 프리즘 유닛(330)은 복수의 면을 포함한다. 그리고, 상기 프리즘 유닛(330)의 복수의 면은 상기 제2 기판 영역(321S2)과 마주보는 제1 면(추후 설명)과, 상기 제1 면의 반대에 배치되고 상기 제3 기판 영역(321S3)과 마주보는 제2 면(추후 설명)을 포함한다. 그리고, 제1-1 마그넷(322M1) 및 제1-2 마그넷(322M2)은 상기 프리즘 유닛(330)의 상기 제1면 상에 배치될 수 있고, 상기 제2-1 마그넷(323M1) 및 제2-2 마그넷(323M2)은 상기 프리즘 유닛(330)의 상기 제2 면 상에 배치될 수 있다.

상기 제1-1 마그넷(322M1), 제1-2 마그넷(322M2), 제2-1 마그넷(323M1), 제2-2 마그넷(323M2)은 서로 다른 착자 방식을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1-1 마그넷(322M1) 및 제1-2 마그넷(322M2)은 수직 착자 방식일 수 있다. 그리고, 제2-1 마그넷(323M1) 및 제2-2 마그넷(323M2)은 수평 착자 방식일 수 있다. 제1-1 마그넷(322M1) 및 제1-2 마그넷(322M2)의 N극과 S극은 각각 제1-1 코일(322C1) 및 제1-2 코일(322C2)과 마주보도록 수직 착자될 수 있다. 또한, 제2-1 마그넷(323M1) 및 제2-2 마그넷(323M2)의 N극과 S극은 각각 제2-1 코일(323C1) 및 제2-2 코일(323C2)과 마주보도록 수평 착자될 수 있다.

한편, 상기 제1 구동부(322)는 상기 프리즘 유닛(330)을 지면과 수직한 Y축 방향으로 틸팅시키기 위한 구동력을 제공한다. 또한, 제2 구동부(323)는 상기 프리즘 유닛(330)을 지면과 평행한 X축 방향으로 틸팅시키기 위한 구동력을 제공한다.

이때, 일반적인 2축 구동 방식에서의 제1 구동부(322) 및 제2 구동부(323)는 구동부 회로 기판(321)의 서로 다른 영역에 각각 배치되었다. 예를 들어, 종래에서의 제1 구동부(322)는 구동부 회로 기판(321)의 제1 기판 영역(321S1)에 배치되고, 제2 구동부(323)는 구동부 회로 기판(321)의 제2 기판 영역(321S2) 및 제3 기판 영역(321S3)에 배치되었다. 이에 따라, 종래에서는 상기 제1 구동부(322) 및 제2 구동부(323)가 카메라모듈의 수평 방향뿐 아니라 수직 방향에 대해서도 일정 부피를 차지하였다. 이에 반하여, 실시 예에서의 제1 구동부(322) 및 제2 구동부(323)는 모두 상기 구동부 회로 기판(321)의 양측부인 제2 기판 영역(321S2) 및 제3 기판 영역(321S3)에 배치된다. 이에 따르면, 실시 예에서의 제1 구동부(322) 및 제2 구동부(323)는 종래의 카메라 모듈 대비 수평 방향에 대한 부피를 유지시킨 상태에서 수직 방향이 부피를 줄일 수 있다.

상기 구동부(320)은 홀 센서(324)를 더 포함할 수 있다. 일례로, 상기 홀 센서(324)는 제1 구동부(322)를 구성하는 제1-1 코일(322C1) 및 제1-2 코일(322C2) 중 어느 하나의 코일의 내측에 배치되는 제1 홀 센서(324H1)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 홀 센서(324)는 제2 구동부(323)를 구성하는 제2-1 코일(323C1) 및 제2-2 코일(323C2) 중 어느 하나의 코일의 내측에 배치되는 제2 홀 센서(324H2)를 포함할 수 있다.

실시 예에 의하면 제1 구동부(322) 및 제2 구동부(323)를 구성하는 제1-1 코일(322C1), 제1-2 코일(322C2), 제2-1 코일(323C1) 및 제2-2 코일(323C2)과, 제1-1 마그넷(322M1), 제1-2 마그넷(322M2), 제2-1 마그넷(323M1) 및 제2-2 마그넷(323M2)간의 전자기력에 의해 상기 프리즘 유닛(330)을 제1 축 또는 제2 축으로 틸팅제어함으로써 OIS 구현시 디센터(decent)나 틸트(tilt) 현상의 발생을 최소화하여 최상의 광학적 특성을 낼 수 있는 기술적 효과가 있다.

<프리즘 유닛>

도 5a는 도 3b에 도시된 실시예의 제2 카메라 액추에이터에서 프리즘 유닛(330)의 사시도이며, 도 5b는 도 5a에 도시된 프리즘 유닛(330)의 분해 사시도이고, 도 5c는 도 5b에 도시된 프리즘 유닛(330)의 분해 사시 저면도이다.

도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 실시예의 제2 카메라 액추에이터에서 프리즘 유닛(330)은 수용부(333A)를 구비하는 프리즘 무버(333)와, 상기 프리즘 무버(333)의 수용부(333A) 상에 배치되는 프리즘(331)을 포함할 수 있다.

즉, 프리즘 유닛(330)은 프리즘(331) 및 상기 프리즘(331) 상에 배치되는 프리즘 무버(333)를 포함할 수 있다.

상기 프리즘(331)은 직각 프리즘일 수 있다. 상기 프리즘(331)은 외부에서 입사된 광의 방향을 반사시킬 수 있다. 즉, 상기 프리즘(331)은 외부로부터 상기 제2 카메라 엑추에이터(300)에 입사된 광의 경로를 상기 제1 카메라 액추에이터(100) 방향으로 변경할 수 있다.

상기 프리즘 무버(333)는 상기 프리즘(331) 상에 배치될 수 있다. 상기 프리즘 무버(333)는 상기 프리즘(331)을 감싸며 배치될 수 있다. 상기 프리즘 무버(333)는 적어도 하나의 측면이 오픈될 수 있고, 내부에 수용 공간을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 프리즘 무버(333)는 서로 연결된 복수의 외측면이 오픈되는 구조를 가질 수 있다. 일례로, 상기 프리즘 무버(333)는 상기 프리즘(331)과 대응되는 외측면이 오픈된 구조를 가질 수 있고, 내부에 제1 공간(335)으로 정의되는 수용부(333A)를 포함할 수 있다.

상기 프리즘 무버(333)는 내측면(335S)을 포함할 수 있다. 상기 내측면(335S)는 상기 제1 공간(335)을 구성하는 내측면일 수 있다. 상기 제1 공간(335)은 상기 프리즘(331)과 대응되는 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 공간(335)의 내측면(335S)은 상기 프리즘(331)과 직접 접촉할 수 있다.

상기 프리즘 무버(333)는 단턱(326)을 포함할 수 있다. 상기 단턱(326)은 상기 제1 공간(335) 내에 배치될 수 있다. 상기 단턱(326)은 상기 프리즘(331)을 가이드 및/또는 안착부의 기능을 할 수 있다. 자세하게, 상기 프리즘(331)의 외측에는 상기 단턱(326)과 대응되는 돌출부를 형성될 수 있다. 상기 프리즘(331)은 상기 돌출부가 상기 프리즘 무버(333)의 단턱(326)에 가이드되어 상기 제1 공간(335) 내에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 프리즘 무버(333)는 상기 프리즘(331)을 효과적으로 지지할 수 있다. 또한, 상기 프리즘(331)은 설정된 위치에 안착될 수 있고, 상기 프리즘 무버(333) 내에서의 향상된 얼라인 특성을 가질 수 있다.

상기 프리즘 유닛(330)은 복수의 외측면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 프리즘 유닛(330)의 프리즘 무버(333)는 복수의 외측면을 포함할 수 있다. 상기 프리즘 무버(333)는 하우징(310)의 복수의 내측면에 대응하는 복수의 외측면을 포함할 수 있다.

예를 들어, 프리즘 무버(333)는 하우징(310)의 제1 내측면(310S1, 도 6a 참조)과 대응되는 제1 외측면(330S1), 하우징(310)의 제2 내측면(310S2)과 대응되는 제2 외측면(330S2, 도 6a 참조)), 하우징(310)의 제3 내측면(310S3)과 대응되는 제3 외측면(330S3, 도 6a 참조)) 및 하우징(310)의 제4 내측면(310S4)과 대응되는 제4 외측면(330S4, 도 6a 참조))을 포함할 수 있다.

상기 프리즘 무버(333)는 적어도 하나의 홈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 프리즘 무버(333)의 적어도 하나의 외측면 상에는 홈이 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 홈은 상기 프리즘 무버(333)의 제4 외측면(330S4) 상에 배치될 수 있다. 상기 홈은 상기 제4 외측면(330S4) 상에서 상기 제1 공간(335) 방향(z축 방향)으로 오목한 형태를 가질 수 있다.

상기 프리즘 무버(333)의 홈은 제5 홈(333R5)를 포함할 수 있다.

상기 제5 홈(333R5)은 상기 제4 외측면(330S4)의 중심 영역에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제5 홈(333R5)은 상기 제4 외측면(330S4)의 중심과 z축 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 제5 홈(333R5)은 추후 설명되는 제2 홀(313H, , 도 6a 참조)과 마주하며 배치될 수 있다. 다시 말해서, 상기 제5 홈(333R5)의 중심은 추후 설명되는 제2 하우징 홀(313H, , 도 6a 참조)의 중심과 z축 방향으로 정렬될 수 있다.

또한, 상기 제5 홈(333R5)은 상기 프리즘 유닛(330)의 중심과 z축 방향으로 중첩되는 영역에 배치될 수 있다.

상기 제5 홈(333R5)은 볼 베어링(350)이 배치되는 공간을 제공할 수 있다. 이때, 제5 홈(333R5)은 상기 볼 베어링(350)의 직경보다 작은 깊이를 가지고 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제5 홈(333R5)에 볼 베어링(350)에 배치된 경우, 상기 볼 베어링(350)이 일부는 상기 제5 홈(333R5) 내에 삽입될 수 있고, 나머지 일부는 상기 프리즘 무버(333)의 외부로 돌출될 수 있다.

이때, 상기 제5 홈(333R5)은 상기 제4 외측면(333S4)에서 내부로 갈수폭 폭이 점차 감소하는 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제5 홈(333R5)의 측면은 상기 제5 홈(333R5)의 바닥면에서 멀어질수록 폭이 점차 증가하는 경사면을 가질 수 있다.

이에 따라, 상기 제5 홈(333R5)은 상기 볼 베어링(350)을 중심으로 상기 프리즘 유닛(330)의 x축 또는 y축으로의 틸팅을 가이드할 수 있다.

상기 프리즘 무버(333)는 복수의 리세스를 포함할 수 있다. 상기 리세스는 상기 프리즘 무버(333)의 외측면 상에서 상기 제1 공간(335) 방향으로 오목한 형태를 가지는 홈일 수 있다. 상기 복수의 리세스는 제1 리세스(333R1), 제2 리세스(333R2), 제3 리세스(333R3) 및 제4 리세스(333R4)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 리세스(333R1)는 프리즘 무버(333)의 제1 외측면(333S1) 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 리세스(333R1)는 하우징(310)에 배치되는 상기 제1-1 하우징 홀(311H1)과 대응되는 영역에 배치될 수 있다.

또한, 상기 제2 리세스(333R2)는 프리즘 무버(333)의 제1 외측면(333S1) 상에 배치될 수 있다. 상기 제2 리세스(333R2)는 상기 제1 외측면(333S1) 상에서 상기 제1 리세스(333R1)와 일정 간격 이격된 위치에 배치될 수 있다. 상기 제2 리세스(333R2)는 하우징(310)에 배치되는 상기 제1-2 하우징 홀(311H2)과 대응되는 영역에 배치될 수 있다.

상기 제3 리세스(333R3)는 프리즘 무버(333)의 제2 외측면(333S2) 상에 배치될 수 있다. 상기 제3 리세스(333R3)는 하우징(310)에 배치되는 상기 제1-3 하우징 홀(311H3)과 대응되는 영역에 배치될 수 있다.

상기 제4 리세스(333R4)는 프리즘 무버(333)의 제2 외측면(333S2) 상에 배치될 수 있다. 상기 제4 리세스(333R4)는 상기 제2 외측면(333S2) 상에서 상기 제3 리세스(333R3)와 일정간격 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제4 리세스(333R3)는 하우징(310)에 배치되는 상기 제1-4 하우징 홀(311H4)과 대응되는 영역에 배치될 수 있다.

즉, 제1 리세스(333R1)는 제1 구동부(322)의 제1-1 코일(322C1)에 대응될 수 있고, 제2 리세스(333R2)는 제2 구동부(323)의 제2-1 코일(323C1)에 대응될 수 있고, 제3 리세스(333R3)는 제1 구동부(322)의 제1-2 코일(322C2)에 대응될 수 있고, 제4 리세스(333R4)는 상기 제2 구동부(323)의 제2-2 코일(323C2)에 대응될 수 있다.

상기 제1 리세스(333R1), 제2 리세스(333R2), 제3 리세스(333R3) 및 제4 리세스(333R4) 내에는 마그넷이 각각 배치될 수 있다.

즉, 제1 리세스(333R1)에는 제1-1 마그넷(322M1)이 배치될 수 있다. 그리고, 제2 리세스(333R2)에는 제2-1 마그넷(323M1)이 배치될 수 있다. 또한, 제3 리세스(333R3)에는 제1-2 마그넷(322M2)이 배치될 수 있다. 그리고, 제4 리세스(333R4)에는 제2-2 마그넷(323M2)이 배치될 수 있다.

상기와 같이, 제1 리세스(333R1), 제2 리세스(333R2), 제3 리세스(333R3) 및 제4 리세스(333R4)는 프리즘 무버(333)의 제1 외측면(333S1) 및 제2 외측면(333S2)에만 배치되며, 이에 따라 종래 대비 마그넷이 배치되기 위한 x축 방향으로의 두께를 그대로 유지하면서, y축 방향으로의 두께를 획기적으로 감소시킬 수 있다.

한편, 상기 제5 홈(333R5)에는 볼 베어링(350)이 배치된다. 상기 볼 베어링(350)은 프리즘 유닛(330)의 틸팅을 위한 틸팅 축이 될 수 있다. 이를 위해, 상기 제5에는 상기 볼 베어링(350)의 고정을 위한 접착 부재(도시하지 않음)이 배치될 수 있다. 그리고, 상기 볼 베어링(350)은 상기 접착 부재를 통해 상기 제5 홈(333R5) 내에 고정되어 배치될 수 있다. 상기 접착 부재는 일 예로 에폭시가 사용될 수 있다. 상기 볼 베어링(350)은 자성체일 수 있다. 바람직하게 상기 볼 베어링(350)은 추후 설명할 풀링 마그넷(360)과 서로 인력을 발생시킬 수 있다. 즉, 상기 볼 베어링(350)과 상기 풀링 마그넷(360) 사이에는 인력이 작용한다. 따라서, 상기 프리즘 유닛(330)은 상기 볼 베어링(350)에 의해 상기 하우징(310)에 접촉한 상태에서 상기 구동부(320)의 구동력에 의해 제1축(x축) 및/또는 제2 축(y축)을 기준으로 회전할 수 있다. 한편, 상기 볼 베어링(350)과 상기 풀링 마그넷(360)은 서로 일정 간격 이격된 위치에서 상호 인력을 발생시킬 수 있다. 또한, 이와 다르게 상기 볼 베어링(350)과 상기 풀링 마그넷(360)은 상기 발생한 인력에 의해 서로 점접촉할 수 있다. 그리고, 상기 볼 베어링(350)은 상기 풀링 마그넷(360)에 점접촉한 상태에서 상기 구동부(320)에 의해 발생하는 구동력에 의해 제1축 및/또는 제2축으로 회전할 수 있다.

실시 예는 상기와 같이 볼 베어링(350)을 자성체로 구성하여, 상기 볼 베어링(350)과 풀링 마그넷(360) 사이에서 인력이 발생하도록 하며, 그에 따라 상기 볼 베어링(350)이 안정적으로 상기 하우징(310)에 지지된 상태에서 프리즘 유닛(330)의 다축으로 회전되도록 한다. 또한, 실시 예에서는 상기 프리즘 유닛(330)의 회전축이 되면서 회전을 가이드하는 볼 베어링(350) 자체를 자성체로 구성함에 따라, 상기 프리즘 유닛(330)을 상기 하우징(310)에 부착시키기 위한 추가적인 풀링 요크와 같은 구성요소를 제거할 수 있으며, 이에 따른 부품수 감소 및 부품 단가 절감을 달성할 수 있다.

<하우징>

도 6a는 제2 카메라 액추에이터(300)의 하우징(310)에 대한 전면 사시도이고, 도 6b는 제2 카메라 액추에이터(300)의 하우징(310)에 대한 배면 사시도이다.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 상기 하우징(310)은 상기 프리즘 유닛(330)을 수용할 수용 공간을 포함할 수 있다. 상기 하우징(310)은 복수의 내측면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 하우징(310)은 상기 구동부 회로기판(321)의 제2 기판 영역(321S2)에 대응되는 제1 내측면(310S1), 상기 구동부 회로기판(321)의 제3 기판 영역(321S3)에 대응되는 제2 내측면(310S2) 및 상기 구동부 회로기판(321)의 제1 기판 영역(321S1)에 대응되는 제3 내측면(310S3)을 포함할 수 있다.

자세하게, 상기 하우징(310)은 제1-1 코일(322C1) 및 제2-1 코일(323C1)에 대응되는 제1 내측면(310S1), 상기 제1-2 코일(322C2) 및 제2-2 코일(323C2)에 대응되는 제2 내측면(310S2)을 포함할 수 있다.

또한, 상기 하우징(310)은 상기 제1 내측면(310S1) 및 상기 제2 내측면(310S2)과 연결되며, 상기 제3 내측면(310S3)과 연결되는 제4 내측면(310S4)을 포함할 수 있다.

상기 하우징(310)은 복수의 제1 하우징 홀(311H)을 포함할 수 있다. 상기 제1 하우징 홀(311H)은 상기 하우징(310)의 외측면과 내측면을 관통하는 관통홀일 수 있다. 상기 복수의 제1하우징 홀(311H)은 제1-1 내지 제1-4 하우징 홀(311H1, 311H2, 311H3, 311H4)을 포함할 수 있다. 상기 제1-1 하우징 홀(311H1) 및 상기 제1-2 하우징 홀(311H2)은 상기 제1 내측면(310S1)과 상기 제1 내측면(310S1)과 대응되는 외측면을 관통하는 관통홀일 수 있다. 상기 제1-3 하우징 홀(311H3) 및 제1-4 하우징 홀(311H4)은 상기 제2 내측면(310S2)과 상기 제2 내측면(310S2)과 대응되는 외측면을 관통하는 관통홀일 수 있다.

상기 제1-1 하우징 홀(311H1)은 상기 제1-1 코일(322C1)에 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1-1 하우징 홀(311H1)은 상기 제1-1 코일(322C1)에 대응되는 크기 및 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 제1-1 코일(322C1)은 상기 제1-1 하우징 홀(311H1) 내에 일부 또는 전체가 삽입되어 배치될 수 있다.

상기 제1-2 하우징 홀(311H2)은 상기 제2-1 코일(323C1)에 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1-2 하우징 홀(311H2)은 상기 제2-1 코일(323C1)에 대응되는 크기 및 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 제2-1 코일(323C1)은 상기 제1-2 하우징 홀(311H2) 내에 일부 또는 전체가 삽입되어 배치될 수 있다.

상기 제1-3 하우징 홀(311H3)은 상기 제1-2 코일(322C2)에 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1-3 하우징 홀(311H3)은 상기 제1-2 코일(322C2)에 대응되는 크기 및 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 제1-2 코일(322C2)은 상기 제1-3 하우징 홀(311H3) 내에 일부 또는 전체가 삽입되어 배치될 수 있다.

상기 제1-4 하우징 홀(311H4)은 상기 제2-2 코일(323C2)에 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1-4 하우징 홀(311H4)은 상기 제2-2 코일(323C2)에 대응되는 크기 및 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 제2-2 코일(323C2)은 상기 제1-4 하우징 홀(311H4) 내에 일부 또는 전체가 삽입되어 배치될 수 있다.

상기 하우징(310)은 적어도 하나의 제2 하우징 홀을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 하우징 홀(313H)은 상기 하우징(310)의 외측면과 내측면을 관통하는 관통홀일 수 있다. 예를 들어, 상기 하우징(310)의 적어도 내측면 상에는 홀이 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제2 하우징 홀(313H)은 제4 내측면(310S4) 상에 배치될 수 있다. 상기 제2 하우징 홀(313H)은 상기 제4 내측면(310S4) 상에서 상기 하우징(310)의 외측면 방향(z축 방향)으로 관통하는 형상을 가질 수 있다.

상기 제2 하우징 홀(313H)은 복수의 홈이 연통되어 형성될 수 있다. 바람직하게, 상기 제4 내측면(310S4)에는 상기 제2 하우징 홀(313H)의 제1 부분(313H1)이 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제4 내측면(310S4)에 반대되는 외측면 상에는 상기제1 부분(313H1)과 연통하는 제2 부분(313H2)이 배치될 수 있다.

상기 제1 부분(313H1) 및 상기 제2 부분(313H2)은 서로 다른 형상 또는 크기를 가질 수 있다. 상기 제1 부분(313H1)은 상기 볼 베어링(350)에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 부분(313H1)은 상기 하우징(310)의 제4 내측면(310S4)에 배치되어, 상기 프리즘 유닛(330)에 배치된 볼 베어링(350)과 z축 방향으로 정렬될 수 있다. 바람직하게, 상기 제1 부분(313H1)의 중심은 상기 볼 베어링(350)의 중심과 z축 방향으로 오버랩될 수 있다. 상기 제1 부분(313H1) 내에는 상기 볼 베어링(350)의 적어도 일부가 삽입될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 부분(313H1)은 상기 볼 베어링(350)이 삽입되는 볼 베어링 삽입부라고도 할 수 있다.

상기 제4 내측면(310S4)에 대응되는 외측면에는 상기 제2 하우징 홀(313H)의 제1 부분(313H1)과 연통하는 상기 제2 하우징 홀(313H)의 제2 부분(313H2)이 배치될 수 있다. 상기 제2 부분(313H2)은 상기 제1 부분(313H1)과 다른 크기를 가질 수 있다. 바람직하게, 상기 제2 부분(313H2)은 상기 풀링 마그넷(360)에 대응하는 형상 및 크기를 가질 수 있다.

상기 제1 부분(313H1)의 중심은 상기 제2 부분(313H2)의 중심과 z축 방향에서 정렬될 수 있다. 즉, 상기 제1 부분(313H1)의 중심은 상기 제2 부분(313H2)의 중심과 z축 방향으로 오버랩될 수 있다.

상기 제2 부분(313H2)에는 상기 풀링 마그넷(360)이 배치될 수 있다.

그리고, 상기 제1 부분(313H1)에는 상기 볼 베어링(350)의 일부가 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 볼 베어링(350)과 상기 풀링 마그넷(360)은 상기 제2 하우징 홀(313H)을 통해 서로 마주보며 배치될 수 있다. 바람직하게, 상기 볼 베어링(350)은 상기 제2 하우징 홀(313H)의 상기 제1 부분(313H1) 내에 삽입될 수 있고, 상기 풀링 마그넷(360)은 상기 제2 하우징 홀(313H)의 상기 제2 부분(313H2) 내에 삽입될 수 있다. 따라서, 상기 볼 베어링(350)과 상기 풀링 마그넷(360)은 상기 제2 하우징 홀(313H)을 통해 서로 직접 접촉할 수 있다. 예를 들어, 상기 볼 베어링(350)은 상기 제2 하우징 홀(313H)을 통해 상기 풀링 마그넷(360)에 점접촉할 수 있다. 이때, 상기 풀링 마그넷(360)은 상기 하우징(310)의 상기 제2 하우징 홀(313H)의 상기 제2 부분(313H2)에 부착되어 고정될 수 있다. 그리고, 상기 볼 베어링(350)은 상기 프리즘 유닛(330)에 부착되어 고정될 수 있다. 이때, 상기 볼 베어링(350)과 상기 풀링 마그넷(360)은 z축 방향으로 서로 오버랩되어 배치된다. ㅇ이에 따라, 상기 볼 베어링(350)은 상기 풀링 마그넷(360)과 서로 인력을 발생시킬 수 있다.

즉, 상기 볼 베어링(350)과 상기 풀링 마그넷(360) 사이에는 인력이 작용한다. 따라서, 상기 프리즘 유닛(330)은 상기 볼 베어링(350)과 상기 풀링 마그넷(360) 사이의 인력에 의해 상기 하우징(310)에 고정될 수 있다. 그리고, 상기 프리즘 유닛(330)은 상기 볼 베어링(350)과 상기 풀링 마그넷(360) 사이의 인력에 의해 고정된 상태에서, 상기 영상 흔들림 제어유닛(320)의 구동력에 의해 상기 볼 베어링(350)을 축으로 제1축(x축) 방향 및/또는 제2 축(y축) 방향으로 회전할 수 있다.

도 7은 제2 카메라 액추에이터(300)에서 일부 구성이 제거된 사시도이다.

바람직하게, 도 7은 커버 부재(301) 및 구동부 회로 기판(321)이 제거된 상태에서의 제2 카메라 액추에이터(300)를 보여주는 사시도이다.

도 7을 참조하면, 일 실시 예에서의 풀링 마그넷(360)은 상기 하우징(310)의 제2 하우징 홀(313H)에 삽입될 수 있다. 바람직하게, 상기 하우징(310)의 일 측부에는 상기 설명한 바와 같이, 제2 하우징 홀(313H)이 형성된다.

이때, 상기 제2 하우징 홀(313H)은 복수의 홈의 조합에 의해 형성될 수 있다. 즉, 상기 하우징(310)의 일 측부의 내측면, 바람직하게 프리즘 무버(333)의 상기 제4 외측면(333S4)과 마주보는 면일 수 있다.

그리고, 상기 제2 하우징 홀(313H)은 상기 프리즘 무버(333)의 제5 홈(333R5)과 z축 방향으로 오버랩되어 배치될 수 있다. 즉, 상기 프리즘 무버(333)의 상기 제5 홈(333R5)은 상기 프리즘 무버(333)의 제4 외측면(333S4)의 중심 영역에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제5 홈(333R5)은 상기 제4 외측면(330S4)의 중심과 z축 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 제5 홈(333R5)은 추후 설명되는 제2 홀(313H, , 도 6a 참조)과 마주하며 배치될 수 있다. 다시 말해서, 상기 제5 홈(333R5)의 중심은 설명되는 제2 하우징 홀(313H)의 중심과 z축 방향으로 정렬될 수 있다.

이에 따라, 상기 볼 베어링(350)의 일부는 상기 제5 홈(333R5) 내에 삽입되고, 나머지 일부는 상기 프리즘 무버(333)의 외부로 돌출될 수 있다.

그리고, 상기 볼 베어링(350)이 돌출된 영역에는 상기 제2 하우징 홀(313H)이 위치한다. 명확하게, 상기 볼 베어링(350)이 돌출된 영역에는 상기 제2 하우징 홀(313H)의 제1 부분(313H1)이 위치한다. 이에 따라, 상기 볼 베어링(350)의 상기돌출된 부분은 상기 제2 하우징 홀(313H)의 상기 제1 부분(313H1) 내에 삽입될 수 있다.

또한, 상기 제2 하우징 홀(313H)은 상기 제1 부분(313H1)과 연통하는 제2 부분(313H2)을 포함한다. 즉, 상기 제2 하우징 홀(313H)은 내측면에 형성되는 제1 부분(313H1)과 외측면에 형성되는 제2 부분(313H2)을 포함하고, 상기 제1 부분(313H1) 및 제2 부분(313H2)은 서로 연결 또는 연통될 수 있다. 바람직하게, 상기 제2 하우징 홀(313H)은 내측면에 형성되는 제1 홈과, 외측면에 형성되고 상기 제1 홈과 연통하는 제2 홈의 조합으로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 제2 부분(313H2)에는 상기 풀링 마그넷(360)가 배치된다.

이때, 상기 제2 부분(313H2)은 상기 제1 부분(313H1)과 연통하며, 이에 따라 상기 풀링 마그넷(360)와 상기 볼 베어링(350)은 서로 직접 접촉하며 상기 제2 하우징 홀(313H) 내에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 볼 베어링(350)은 상기 풀링 마그넷(360)과 함께 발생한 인력에 의해 상기 프리즘 유닛(330)을 상기 하우징(310)에 고정시킬 수 있다. 또한, 상기 볼 베어링(350)은 상기 풀링 마그넷(360)에 점접촉한 상태에서 구동부(320)의 구동력에 의해 제1 축 또는 제2 축으로 틸팅제어함으로써 OIS 구현시 디센터(decent)나 틸트(tilt) 현상의 발생을 최소화하여 최상의 광학적 특성을 낼 수 있으며 초슬림, 초소형의 카메라 액추에이터를 구현할 수 있는 기술적 효과가 있다.

도 8은 도 7에 도시된 실시예에서 제2 카메라 액추에이터의 A-A'선을 따른 수직 단면도이다.

도 8을 참조하면, 상기 볼 베어링(350)은 프리즘 유닛(330)에 부착된다. 명확하게, 상기 볼 베어링(350)은 상기 프리즘 유닛(330)을 구성하는 프리즘 무버(333)의 제5 홈(333R5) 내에 부착될 수 있다.

그리고, 상기 볼 베어링(350)은 상기 제5 홈(333R5) 내에 일부가 삽입되고, 나머지 일부가 상기 프리즘 유닛(330)의 z축 방향으로의 후방에 위치한 하우징(310)으로 돌출될 수 있다.

그리고 상기 볼 베어링(350)에 배치된 위치에서, z축 방향으로 오버랩된 위치에는 하우징(310)의 제2 하우징 홀(313H)이 배치된다.

이때, 상기 제2 하우징 홀(313H)은 상기 설명한 바와 같이 상기 볼 베어링(350)과 마주보는 영역에 형성되는 제2 하우징 홀(313H)의 제1 부분(313H1)을 포함한다. 그리고, 상기 볼 베어링(350)의 나머지 일부는 상기 프리즘 유닛(330)으로부터 돌출되어 상기 제2 하우징 홀(313H)의 상기 제1 부분(313H1)에 삽입될 수 있다.

또한, 상기 제2 하우징 홀(313H)의 상기 제1 부분(313H1)은 제2 부분(313H2)과 연결된다. 즉, 상기 제2 하우징 홀(313H)은 홈 형상을 가지는 상기 제1 부분(313H1) 및 제2 부분(313H2)이 서로 연결됨에 따라 하나의 홀 형상을 가질 수 있다.

그리고, 상기 제2 부분(313H2)에는 상기 풀링 마그넷(360)가 부착될 수 있다. 이에 따라 상기 풀링 마그넷(360)와 상기 볼 베어링(350)은 상기 제2 하우징 홀(313H) 내에 각각 배치됨에 따라 상호 점접촉을 할 수 있다.

즉, 상기 풀링 마그넷(360)의 일면은 상기 볼 베어링(350)과 마주보며 배치되고, 그에 따라 상기 볼 베어링(350)과 점접촉 할 수 있다. 그리고, 상기 풀링 마그넷(360)의 타면은 상기 하우징(310)의 주위를 둘러싸며 배치되는 커버 부재(301)에 의해 보호될 수 있다. 즉, 상기 풀링 마그넷(360)은 상기 제2 하우징 홀(313H)의 상기 제2 부분(313H2)에 고정되어 배치될 수 있다. 다만, 카메라 모듈의 사용 환경에서 상기 풀링 마그넷(360)이 상기 제2 하우징 홀(313H)로부터 이탈될 수 있으며, 이에 따라 상기 풀링 마그넷(360)의 이탈을 방지하게 위해 상기 커버 부재(301)가 상기 풀링 마그넷(360)을 둘러싸며 배치되도록 할 수 있다.

한편, 상기 볼 베어링(350)과 상기 풀링 마그넷(360)이 서로 접촉하는 부분에는 마찰력 최소화 및 마찰에 의한 이물 포집을 위해 구리스와 같은 윤활 부재가 도포될 수 있다.

도 9a 및 도 9b는 실시 예에 따른 풀링 마그넷의 배치 위치에 대한 변형 예를 나타낸 도면이다.

도 8에서는 상기 풀링 마그넷(360)가 상기 하우징(310)에 배치되었다. 바람직하게, 상기 풀링 마그넷(360)은 상기 하우징(310)의 상기 제2 하우징 홀(313H)의 상기 제2 부분(313H2)에 삽입되어 고정되었다.

이와 다르게, 도 9a를 참조하면 상기 풀링 마그넷(360)은 상기 커버 부재(301)에 배치될 수 있다.

바람직하게, 상기 하우징(310)에는 상기 설명한 바와 같이 제2 하우징 홀(313H)이 형성될 수 있다. 다만, 상기 풀링 마그넷(360)은 상기 제2 하우징 홀(313H)에 직접 부착되는 것이 아니라, 상기 커버 부재(301)에 부착된 상태에서 상기 하우징(310)의 상기 제2 하우징 홀(313H)의 상기 제2 부분(313H2) 내에 삽입될 수 있다.

이에 따르면, 상기 볼 베어링(350)은 상기 풀링 마그넷(360)과 직접 접촉하지 않을 수 있다. 즉, 상기 볼 베어링(350)은 상기 제2 하우징 홀(313H)의 상기 제1 부분(313H1)에 삽입된 상태에서 상기 하우징(310)과 접촉할 수 있다.

그리고, 상기 제1 부분(313H1)에 대응하는 제2 부분(313H2)는 상기 커버 부재(301)에 부착된 풀링 마그넷(360)가 삽입될 수 있고, 이에 따라 상기 볼 베어링(350)과 상기 풀링 마그넷(360)은 서로 일정 간격 이격된 상태에서 서로 인력을 발생시킬 수 있다.

또한, 도 9b를 참조하면, 상기 풀링 마그넷(360)은 하우징(310) 및 커버 부재(301)가 아닌 구동부 회로 기판(321)에 배치될 수 있다.

잠시, 도 4b를 참조하면, 상기 구동부 회로 기판(321)은 제1 기판 영역(321S1), 상기 제1 기판 영역(321S1)의 일단으로부터 벤딩되는 제2 기판 영역(321S2) 및 상기 제1 기판 영역(321S1)의 타단으로부터 벤딩되는 제3 기판 영역(321S3)을 포함할 수 있다. 즉, 구동부 회로 기판(321)은 'ㄷ'자 형상을 가질 수 있다.

이때의 상기 구동부 회로 기판(321)은 전면, 배면 및 상면이 개방된 형태를 가질 수 있다.

이와 다르게, 상기 구동부 회로 기판(321)은 상기 제2 기판 영역(321S2) 및 상기 제3 기판 영역(321S3) 사이의 제4 기판 영역(321S4)을 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 제4 기판 영역(321S4)은 상기 하우징(310)과 상기 커버 부재(301) 사이에 배치될 수 있다.

그리고, 상기 제4 기판 영역(321S4)에 상기 풀링 마그넷(360)가 부착될 수 있다.

바람직하게, 상기 하우징(310)에는 상기 설명한 바와 같이 제2 하우징 홀(313H)이 형성될 수 있다. 다만, 상기 풀링 마그넷(360)은 상기 제2 하우징 홀(313H)에 직접 부착되는 것이 아니라, 상기 구동부 회로 기판(321)의 상기 제4 기판 영역(321S4)에 부착된 상태에서 상기 하우징(310)의 상기 제2 하우징 홀(313H)의 상기 제2 부분(313H2) 내에 삽입될 수 있다.

이때, 상기 볼 베어링(350)은 상기 하우징(310)의 상기 제2 하우징 홀(313H)을 관통하며 배치될 수 있다. 즉, 상기 볼 베어링(350)은 일부가 상기 프리즘 무버의 제5 홈 내에 배치되고, 다른 일부가 상기 제2 하우징 홀(313H) 내에 배치되고, 나머지 일부가 상기 제2 하우징(310)의 외부로 돌출될 수 있다.

이때, 상기 제2 하우징 홀(313H)에 대응하는 상기 구동부 회로 기판(321)의 제4 기판 영역(321S4)에는 풀링 마그넷(360)가 배치될 수 있고, 그에 따라 상기 볼 베어링(350)은 상기 풀링 마그넷(360)과 점접촉을 할 수 있다.

즉, 상기 풀링 마그넷(360)의 일면은 상기 볼 베어링(350)과 마주보며 배치되고, 그에 따라 상기 볼 베어링(350)과 점접촉 할 수 있다.

도 10a 및 도 10b는 실시예에 따른 제2 카메라 액추에이터 작동에 대한 예시도이다.

도 10을 참조하면, 실시예에 따른 프리즘 유닛(330)은 상기 구동부(320)의 구동력에 의해 제1 축 또는 제2 축으로 틸팅 제어할 수 있다.

먼저 도 10a를 참조하면, 상기 프리즘 유닛(330)은 상기 볼 베어링(350)이 형성되는 가상의 제1 선(L1)을 기준축으로 제1 방향으로 회전 운동이 가능하게 제공될 수 있다. 자세하게, 상기 구동부(320)은 상기 프리즘 유닛(330)을 상하 방향으로 회전 운동시킬 수 있다.

이를 위해, 상기 프리즘 유닛(330)은 제1 구동부(322)를 통해 구동력을 제공받을 수 있다.

구체적으로, 제1 구동부(322)의 제1-1 코일(322C1) 및 제1-2 코일(322C2)에는 정방향(예를 들어, 시계 방향) 또는 역방향(예를 들어, 역시계 방향)으로 전류가 인가될 수 있다. 예를 들어, 제1-1 코일(322C1)에는 x축 방향으로 전류가 인가될 수 있고, 제1-1 마그넷(322M1)은 N극에서 z축 방향에 대응하는 방향으로 자력이 가해(자력의 방향은 양의 방향 또는 음의 방향을 포함할 수 있음)질 수 있다. 그리고, 상기와 같은 전력 및 전류가 제공되는 상태에서는 플레밍의 왼손 법칙에 따라 y축 방향으로 전자기력이 작용하게 된다. 이때, 상기 제1-1 코일(322C1) 및 제1-2 코일(322C2)에 인가되는 전류의 방향에 따라 상기 전자기력이 인가되는 방향은 양의 y축 방향(상 방향) 및 음의 y축 방향(하 방향)일 수 있다.

이에 따라, 상기 프리즘 유닛(330)은 상기 제1 선(L1)을 기준축으로 상하 방향으로 틸트될 수 있다. 즉, 상기 제1 선(L1)을 기준으로 상기 프리즘 유닛(330)은 상하 방향으로 소정의 각도가 틸트될 수 있다. 이에 따라, 상기 프리즘 유닛(330)에 입사된 광의 이동 경로를 제어할 수 있다.

도 10a를 참조하면, 상기 프리즘 유닛(330)은 상기 볼 베어링(350)이 형성되는 가상의 제2 선(L2)을 기준축으로 제2 방향으로 회전 운동이 가능하게 제공될 수 있다. 자세하게, 상기 구동부(320)은 상기 프리즘 유닛(330)을 좌우 방향으로 회전 운동시킬 수 있다.

이를 위해, 상기 프리즘 유닛(330)은 제2 구동부(323)를 통해 구동력을 제공받을 수 있다.

예를 들어, 제2 구동부(323) 중 상기 제2-1 코일(323C1)과 상기 2-1 마그넷(323M1) 사이에는 척력이 발생할 수 있다. 또한, 상기 제2 구동부(323) 중 상기 제2-2 코일(323C2)과 상기 제2-2 마그넷(323M2) 사이에는 인력이 발생할 수 있다.

또한, 이와 반대로 제2 구동부(323) 중 상기 제2-1 코일(323C1)과 상기 2-1 마그넷(323M1) 사이에는 인력이 발생할 수 있다. 또한, 상기 제2 구동부(323) 중 상기 제2-2 코일(323C2)과 상기 제2-2 마그넷(323M2) 사이에는 척력이 발생할 수 있다.

이에 따라, 상기 프리즘 유닛(330)은 상기 제2 선(L2)을 기준축으로 좌우 방향으로 틸트될 수 있다. 즉, 상기 제2 선(L2)을 기준으로 상기 프리즘 유닛(330)은 좌우 방향으로 소정의 각도가 틸트될 수 있다. 이에 따라, 상기 프리즘 유닛(330)에 입사된 광의 이동 경로를 제어할 수 있다.

<제1 카메라 액추에이터(100)>

이하, 제1 카메라 액추에이터(100)에 대해 설명하기로 한다.

도 11은 실시예에 따른 제1 카메라 액추에이터(100)의 사시도이며, 도 12는 도 11에 도시된 실시예에 따른 카메라 액추에이터에서 일부 구성이 생략된 사시도이고, 도 13은 도 11에 도시된 실시예에 따른 카메라 액추에이터에서 일부 구성이 생략된 분해 사시도이다.

도 11을 참조하면, 실시예에 따른 제1 카메라 액추에이터(100)는 베이스(20)와, 베이스(20) 외측에 배치되는 회로기판(410)과 제4 구동부(142) 및 제3 렌즈 어셈블리(130)를 포함할 수 있다.

도 12는 도 11에서 베이스(20)와 회로기판(410)이 생략된 사시도이며, 도 12를 참조하면, 실시예에 따른 제1 카메라 액추에이터(100)은 제1 가이드부(210), 제2 가이드부(220), 제1 렌즈 어셈블리(110), 제2 렌즈 어셈블리(120), 제3 구동부(141), 제4 구동부(142)를 포함할 수 있다.

상기 제3 구동부(141)와 상기 제4 구동부(142)는 코일 또는 마그넷을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제3 구동부(141)와 상기 제4 구동부(142)가 코일을 포함하는 경우, 상기 제3 구동부(141)는 제1 코일부(141b)와 제3 요크(141a)를 포함할 수 있고, 상기 제4 구동부(142)는 제2 코일부(142b)와 제4 요크(142a)를 포함할 수 있다.

또는 이와 반대로 상기 제3 구동부(141)와 상기 제4 구동부(142)가 마그넷을 포함할 수도 있다.

도 13에 도시된 x-y-z 축 방향에서, z축은 광축(optic axis) 방향 또는 이와 평행방향을 의미하며, xz평면은 지면을 나타내며, x축은 지면(xz평면)에서 z축과 수직인 방향을 의미하고, y축은 지면과 수직방향을 의미할 수 있다.

도 13을 참조하면, 실시예에 따른 제1 카메라 액추에이터(100)은 베이스(20), 제1 가이드부(210), 제2 가이드부(220), 제1 렌즈 어셈블리(110), 제2 렌즈 어셈블리(120), 제3 렌즈 어셈블리(130)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 실시예에 따른 제1 카메라 액추에이터(100)은 베이스(20)와, 상기 베이스(20)의 일측에 배치되는 제1 가이드부(210)와, 상기 베이스(20)의 타측에 배치되는 제2 가이드부(220)와, 상기 제1 가이드부(210)와 대응되는 제1 렌즈 어셈블리(110)와, 상기 제2 가이드부(220)와 대응되는 제2 렌즈 어셈블리(120)와, 상기 제1 가이드부(210)와 상기 제1 렌즈 어셈블리(110) 사이에 배치되는 제1 볼 베어링(117)(도 15a 참조) 및 상기 제2 가이드부(220)와 상기 제2 렌즈 어셈블리(120) 사이에 배치되는 제2 볼 베어링(미도시)을 포함할 수 있다.

또한 실시예는 광축 방향으로 상기 제1 렌즈 어셈블리(110) 앞에 배치되는 제3 렌즈 어셈블리(130)를 포함할 수 있다.

이하 도면을 참조하여 실시예에 따른 카메라 장치의 구체적인 특징을 상술하기로 한다.

<가이드부>

도 12와 도 13을 참조하면, 실시예는 상기 베이스(20)의 상기 제1 측벽(21a)에 인접하게 배치되는 제1 가이드부(210)와, 상기 베이스(20)의 상기 제2 측벽(21b)에 인접하게 배치되는 제2 가이드부(220)를 포함할 수 있다.

상기 제1 가이드부(210)는 상기 제1 렌즈 어셈블리(110)와 상기 베이스(20)의 상기 제1 측벽 사이에 배치될 수 있다.

상기 제2 가이드부(220)는 상기 제2 렌즈 어셈블리(120)와 상기 베이스(20)의 상기 제2 측벽(21b) 사이에 배치될 수 있다. 상기 베이스의 제1 측벽(21a)과 제2 측벽(21b)은 서로 마주보도록 배치될 수 있다

실시예에 의하면, 베이스 내에 정밀하게 수치제어된 제1 가이드부(210)와 제2 가이드부(220)가 결합된 상태에서 렌즈 어셈블리가 구동됨에 따라 마찰 토크를 감소시켜 마찰 저항을 저감함으로써 주밍(zooming) 시 구동력의 향상, 소비전력의 감소 및 제어특성 향상 등의 기술적 효과가 있다.

이에 따라 실시예에 의하면 주밍(zooming) 시, 마찰 토크를 최소화하면서도 렌즈의 디센터(decent)나 렌즈 틸트(tilt), 렌즈군과 이미지센서의 중심축이 얼라인 되지 않는 현상 발생을 방지하여 화질이나 해상력을 현저히 향상시킬 수 있는 복합적 기술적 효과가 있다.

종래기술에서는 베이스 자체에 가이드레일 배치되는 경우 사출 방향에 따라 구배 발생하므로 치수관리의 어려움이 있고, 제대로 사출되지 않는 경우 마찰 토크가 증대하여 구동력이 저하되는 기술적 문제가 있었다.

반면, 실시예에 의하면, 베이스 자체에 가이드레일을 배치하지 않고, 베이스(20)와 별도 형성되어 조립되는 제1 가이드부(210), 제2 가이드부(220)를 별도로 채용함에 따라 사출 방향에 따라 구배 발생을 방지할 수 있는 특별한 기술적 효과가 있다.

상기 베이스(20)는 Z축 방향으로 사출될 수 있다. 종래기술에서 베이스에 레일이 일체로 구성되는 경우 레일이 Z축 방향으로 사출되면서 구배가 발생하여 레일의 직선이 틀어지는 문제가 있다.

실시예에 의하면, 제1 가이드부(210), 제2 가이드부(220)가 베이스(20)와 별도로 사출됨으로써 종래기술에 비해 현저히 구배 발생을 방지할 수 있어 정밀 사출가능하며 사출에 따른 구배 발생을 방지할 수 있는 특별한 기술적 효과가 있다.

실시예에서 제1 가이드부(210), 제2 가이드부(220)는 X축으로 사출되어 사출되는 길이가 베이스(20)보다 짧을 수 있으며, 이경우 제1 가이드부(210), 제2 가이드부(220)에 레일(212, 222)이 배치된 경우 사출 시 구배 발생을 최소화할 수 있으며, 레일의 직선이 틀어질 가능성이 낮은 기술적 효과가 있다.

도 14는 실시예에 따른 카메라 액추에이터에서 제1 가이드부(210)와 제2 가이드부(220)에 대한 확대 사시도이다.

도 14를 참조하면, 실시예에서 상기 제1 가이드부(210)는 단일 또는 복수의 제1 레일(212)을 포함할 수 있다. 또한 상기 제2 가이드부(220)는 단일 또는 복수의 제2 레일(222)을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 가이드부(210)의 제1 레일(212)은 제1-1 레일(212a)과 제1-2 레일(212b)을 포함할 수 있다. 상기 제1 가이드부(210)는 상기 제1-1 레일(212a)과 상기 제1-2 레일(212b) 사이에 제1 지지부(213)를 포함할 수 있다.

실시예에 의하면, 렌즈 어셈블리 당 두 개의 레일을 구비함으로써, 어느 하나의 레일이 틀어져도 나머지 하나로 정확도 확보할 수 있는 기술적 효과가 있다.

또한 실시예에 의하면, 렌즈 어셈블리 당 두 개의 레일을 구비함으로써, 어느 하나의 레일에서 이후 설명되는 볼의 마찰력의 이슈가 있더라도 나머지 부분에서 구름 구동이 원활히 진행됨에 따라 구동력을 확보할 수 있는 기술적 효과가 있다.

상기 제1 레일(212)은 상기 제1 가이드부(210)의 일면부터 타면까지 연결될 수 있다.

실시예에 따른 카메라 액츄에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈은, 주밍 시 렌즈 디센터(decenter)나 기울어짐(tilt) 발생의 문제를 해결하여 복수의 렌즈군들 간의 얼라인(align) 및 간격이 잘 맞추어 화각이 변하거나 초점이탈 발생을 방지하여 화질이나 해상력에 현저히 향상시키는 기술적 효과가 있다.

예를 들어, 실시예에 의하면, 제1 가이드부(210)가 제1-1 레일(212a)과 제1-2 레일(212a)을 구비함으로써, 제1-1 레일(212a)과 제1-2 레일(212a)이 제1 렌즈 어셈블리(110)를 가이드함으로써 얼라인 정확도를 높일 수 있는 기술적 효과가 있다.

또한 실시예에 의하면, 렌즈 어셈블리 당 두 개의 레일을 구비함으로써, 이후 설명되는 볼 간의 간격을 넓게 확보할 수 있고, 이를 통해 구동력을 향상시킬 수 있으며, 자계 간섭을 방지하고 렌즈 어셈블리의 정지 또는 이동 상태에서 틸트를 방지할 수 있는 기술적 효과가 있다.

또한 상기 제1 가이드부(210)는 상기 제1 레일(212) 연장되는 방향에 수직한 측면 방향으로 연장되는 제1 가이드 돌출부(215)를 포함할 수 있다.

제1 가이드 돌출부(215) 상에는 제1 돌기(214p)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 돌기(214p)는 제1-1 돌기(214p1)와 제1-2 돌기(214p2)를 포함할 수 있다.

또한 도 14를 참조하면, 실시예에서 상기 제2 가이드부(220)는 단일 또는 복수의 제2 레일(222)을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 가이드부(220)의 제2 레일(222)은 제2-1 레일(222a)과 제2-2 레일(222b)을 포함할 수 있다. 상기 제2 가이드부(220)는 상기 제2-1 레일(222a)과 상기 제2-2 레일(222b) 사이에 제2 지지부(223)를 포함할 수 있다.

상기 제2 레일(222)은 상기 제2 가이드부(220)의 일면부터 타면까지 연결될 수 있다.

또한 상기 제2 가이드부(220)는 상기 제2 레일(222) 연장되는 방향에 수직한 측면 방향으로 연장되는 제2 가이드 돌출부(225)를 포함할 수 있다.

제2 가이드 돌출부(225) 상에는 제2-1 돌기(224p1)와 제2-2 돌기(224p2)를 포함하는 제2 돌기(224p)를 포함할 수 있다.

상기 제1 가이드부(210)의 제1-1 돌기(214p1), 제1-2 돌기(214p2)와 상기 제2 가이드부(220)의 제2-1 돌기(224p1), 제2-2 돌기(224p2)는 이후 설명되는 제3 렌즈 어셈블리(130)의 제3 하우징(21)에 결합될 수 있다.

실시예에 의하면, 제1 가이드부(210)가 제1-1 레일(212a)과 제1-2 레일(212b)을 구비함으로써, 제1-1 레일(212a)과 제1-2 레일(212b)이 제1 렌즈 어셈블리(110)를 가이드 함으로써 얼라인 정확도를 높일 수 있는 기술적 효과가 있다.

또한 실시예에 의하면, 제2 가이드부(220)가 제2-1 레일(222a)과 제2-2 레일(222b)을 구비함으로써, 제2-1 레일(222a)과 제2-2 레일(222b)이 제2 렌즈 어셈블리(120)를 가이드 함으로써 얼라인 정확도를 높일 수 있는 기술적 효과가 있다.

또한 렌즈 어셈블리 당 두 개의 레일을 구비함으로써, 어느 하나의 레일이 틀어져도 나머지 하나로 정확도 확보할 수 있는 기술적 효과가 있다.

또한 실시예에 의하면, 렌즈 어셈블리 당 두 개의 레일을 구비함으로써, 이후 설명되는 볼 간의 간격을 넓게 확보할 수 있고, 이를 통해 구동력을 향상시킬 수 있으며, 자계 간섭을 방지하고 렌즈 어셈블리의 정지 또는 이동 상태에서 틸트를 방지 할 수 있는 기술적 효과가 있다.

또한 실시예에 의하면, 렌즈 어셈블리 당 두 개의 레일을 구비함으로써, 어느 하나의 레일에서 이후 설명되는 볼의 마찰력의 이슈가 있더라도 나머지 부분에서 구름 구동이 원활히 진행됨에 따라 구동력을 확보할 수 있는 기술적 효과가 있다.

또한 실시예에 의하면, 베이스 자체에 가이드레일 배치하지 않고, 베이스(20)와 별도 형성되어 조립되는 제1 가이드부(210), 제2 가이드부(220) 별도로 채용함에 따라 사출 방향에 따라 구배 발생을 방지할 수 있는 특별한 기술적 효과가 있다.

종래기술에서는 베이스 자체에 가이드레일 배치되는 경우 사출 방향에 따라 구배 발생하므로 치수관리의 어려움이 있고, 제대로 사출되지 않는 경우 마찰 토크가 증대하여 구동력이 저하되는 기술적 문제가 있었다.

다음으로 도 15a는 도 13에 도시된 실시예에 따른 카메라 액추에이터에서 제1 렌즈 어셈블리(110)의 사시도이며, 도 15b은 도 15a에 도시된 제1 렌즈 어셈블리(110)에서 일부 구성이 제거된 사시도이다.

잠시 도 13을 참조하면, 실시예는 상기 제1 가이드부(210)를 따라 이동하는 제1 렌즈 어셈블리(110)와, 상기 제2 가이드부(220)를 따라 이동하는 제2 렌즈 어셈블리(120)를 포함할 수 있다.

다시 도 15a를 참조하면, 제1 렌즈 어셈블리(110)는 제1 렌즈(113)가 배치되는 제1 렌즈 배럴(112a)과 제1 구동부(116)가 배치되는 제1 구동부 하우징(112b)을 포함할 수 있다. 제1 렌즈 배럴(112a)과 제1 구동부 하우징(112b)은 제1하우징일 수 있고, 제1하우징은 배럴 또는 경통 형상일 수 있다. 상기 제1 구동부(116)는 마그넷 구동부 일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니고, 경우에 따라 코일이 배치될 수도 있다.

또한 제2 렌즈 어셈블리(120)는 제2 렌즈(미도시)가 배치되는 제2 렌즈 배럴(미도시)과 제2 구동부(미도시)가 배치되는 제2 구동부 하우징(미도시)을 포함할 수 있다. 제2 렌즈 배럴(미도시)과 제2 구동부 하우징(미도시)은 제2하우징일 수 있고, 제2하우징은 배럴 또는 경통 형상일 수 있다. 상기 제2 구동부는 마그넷 구동부 일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니고, 경우에 따라 코일이 배치될 수도 있다.

상기 제1 구동부(116)는 상기 두 개의 제1 레일(212)과 대응하고, 상기 제2 구동부는 상기 두 개의 제2 레일(222)과 대응할 수 있다.

실시예는 단일 또는 복수의 볼을 이용하여 구동할 수 있다. 예를 들어, 실시예는 상기 제1 가이드부(210)와 상기 제1 렌즈 어셈블리(110) 사이에 배치되는 제1 볼 베어링(117) 및 상기 제2 가이드부(220)와 상기 제2 렌즈 어셈블리(120) 사이에 배치되는 제2 볼 베어링(미도시)을 포함할 수 있다.

예를 들어, 실시예는 제1 볼 베어링(117)은 제1 구동부 하우징(112b)의 상측에 배치되는 단일 또는 복수의 제1-1 볼 베어링(117a)과 상기 제1 구동부 하우징(112b)의 하측에 배치되는 단일 또는 복수의 제1-2 볼 베어링(117b)을 포함할 수 있다.

실시예에서 상기 제1 볼 베어링(117) 중 제1-1 볼 베어링(117a)은 제1 레일(212) 중 하나인 제1-1 레일(212a)을 따라 이동하고, 상기 제1 볼 베어링(117) 중 제1-2 볼 베어링(117b)은 제1 레일(212) 중 다른 하나인 제1-2 레일(212b)을 따라 이동할 수 있다.

실시예에 따른 카메라 액츄에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈은, 주밍 시 렌즈 디센터(decenter)나 기울어짐(tilt) 발생의 문제를 해결하여 복수의 렌즈군들 간의 얼라인(align)이 잘 맞추어 화각이 변하거나 초점이탈 발생을 방지하여 화질이나 해상력에 현저히 향상시키는 기술적 효과가 있다.

예를 들어, 실시예에 의하면, 제1 가이드부가 제1-1 레일과 제1-2 레일을 구비함으로써, 제1-1 레일과 제1-2 레일이 제1 렌즈 어셈블리(110)를 가이드함으로써 제1 렌즈 어셈블리(110)가 이동 시 제2 렌즈 어셈블리(110)와 광축 얼라인의 정확도를 높일 수 있는 기술적 효과가 있다.

도 15b를 참조하면, 실시예에서 상기 제1 렌즈 어셈블리(110)는 상기 제1 볼 베어링(117)이 배치되는 제1 어셈블리 홈(112b1)을 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈 어셈블리(120)는 상기 제2 볼이 배치되는 제2 어셈블리 홈(미도시)을 포함할 수 있다.

상기 제1 렌즈 어셈블리(110)의 제1 어셈블리 홈(112b1)은 복수 개일 수 있다. 이때 광축방향을 기준으로 상기 복수 개의 제1 어셈블리 홈(112b1) 중 두 개의 제1 어셈블리 홈(112b1) 사이의 거리는 상기 제1 렌즈 배럴(112a)의 두께보다 길 수 있다.

실시예에서 상기 제1 렌즈 어셈블리(110)의 상기 제1 어셈블리 홈(112b1)은 V형상일 수 있다. 또한 상기 제2 렌즈 어셈블리(120)의 상기 제2 어셈블리 홈(미도시)은 V형상일 수 있다. 상기 제1 렌즈 어셈블리(110)의 상기 제1 어셈블리 홈(112b1)은 V형상 외에 U형상 또는 제1 볼 베어링(117)과 2점 또는 3점에서 접촉하는 형상 일 수 있다. 또한 상기 제2 렌즈 어셈블리(120)의 상기 제2 어셈블리 홈(미도시)은 V형상 외에 U형상 또는 제1 볼 베어링(117)과 2점 또는 3점에서 접촉하는 형상 일 수 있다.

다음으로 도 16은 실시예에 따른 카메라 액추에이터에서 구동 예시도이다.

도 16을 참조하여 실시예에 따른 카메라 액추에이터에서 마그넷 구동부인 제1 구동부(116)와 제1 코일부(141b)간의 전자기력(DEM)이 발행되는 상호 작용을 설명하기로 한다.

도 16과 같이, 실시예에 따른 카메라 액추에이터에서 제1 구동부(116)에서의 마그넷의 착자 방식은 수직 착자 방식일 수 있다. 예를 들어, 실시예에서 마그넷의 N극(116N)과 S극(116S)은 모두 제1 코일부(141b)와 마주보도록 착자될 수 있다. 이에 따라 제1 코일부(141b)에서 전류가 지면에 수직한 y축 방향으로 흐르는 영역에 대응하도록 마그넷의 N극(116N)과 S극(116S)이 각각 배치될 수 있다.

도 16을 참조하면, 실시예에서 제1 구동부(116)의 N극(116N)에서 x축에 반대 방향으로 자력(DM)이 가해지고(자력의 방향은 도시된 방향의 양의 방향 또는 음의 방향일 수 있음), N극(116N)에 대응하는 제1 코일부(141b) 영역에서 y축에 방향으로 전류(DE)가 흐르면 플레밍의 왼손법칙에 따라 z축 방향으로 전자기력(DEM)이 작용하게 된다.

또한 실시예에서 제1 구동부(116)의 S극(116S)에서 x축 방향으로 자력(DM)이 가해지고, S극(116S)에 대응하는 제1 코일부(141b)에서 지면에 수직한 y축 반대방향으로 전류(DE)가 흐르면 플레밍의 왼손법칙에 따라 z축 방향으로 전자기력(DEM)이 작용하게 된다(전자기력의 방향은 도시된 방향의 양의 방향 또는 음의 방향일 수 있음).

이때 제1 코일부(141b)를 포함하는 제3 구동부(141)는 고정된 상태이므로, 제1 구동부(116)가 배치된 무버인 제1 렌즈 어셈블리(110)가 전류 방향에 따라 전자기력(DEM)에 의해 z축의 방향에 평행한 방향으로 제1 가이드부(210)의 레일을 따라 전후 이동될 수 있다. 전자기력(DEM)은 제1 코일부(141b)에 가해지는 전류(DE)에 비례하여 제어될 수 있다.

마찬가지로 실시예에 따른 카메라 액추에이터에서 제2 마그넷(미도시)과 제2 코일부(142b)간의 전자기력(DEM)이 발생하여 제2 렌즈 어셈블리(120)가 광 축에 수평하게 제2 가이드부(220)의 레일을 따라 이동할 수 있다.

앞서 기술한 바와 같이, 종래기술에서 AF 또는 Zoom 구현시 복수의 렌즈 어셈블리가 마그넷과 코일간의 전자기력에 의해 구동되는데, 렌즈 어셈블리의 위치정보를 얻기 위해, 코일의 권선 내측에 홀 센서를 배치하고 있다. 홀 센서가 배치되는 코일의 권선 내측은 코일의 중공일 수 있다. 홀 센서는 렌즈 어셈블리에 배치된 마그넷의 자속 변화를 홀 센서가 감지함으로써 렌즈 어셈블리의 위치 정보를 얻을 수 있다. 그런데, 코일 내부에 홀 센서가 위치하는 경우 코일의 높이에 의해 홀 센서와 마그넷 간의 간격이 결정되게 된다.

그런데 종래기술에서 렌즈 어셈블리의 이동을 위해 요구되는 추력이 있으며, 이러한 추력을 확보하기 위해 코일의 높이는 소정의 이상의 높이가 필요하게 된다.

그러나 이렇게 코일의 높이가 높아지게 되면 높아진 코일에 의해 홀 센서와 마그넷의 거리가 멀어지게 된다. 이로 인해 마그넷의 자속(flux)이 차단되므로 코일 내부에 배치된 홀 센서가 감지하는 자속의 감도가 약해지는 기술적 모순이 있다. 반대로 코일의 높이를 감소시키는 경우 마그넷과 코일간의 전자기력이 약해져서 AF 또는 Zoom 구동을 위한 추력이 저하되는 문제가 있다.

출원인의 비공개 내부 기술에 의하면, 이러한 문제를 해결하기 위해 적정 높이의 코일에 의해 홀 센서의 감도와 추력의 최적점을 설정하고 있는 실정이 이다. 또한 추력이 저하되거나 홀 센서의 감도가 약해지는 것은 모두 카메라 제어의 정밀도에 이슈를 유발하고, 카메라 모듈의 디센터(decent)나 틸트(tilt) 현상이 유발하여 사용자인 운전자나 보행자의 안전이나 생명에 직결될 수 있다.

이에 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 추력을 높이면서도 홀 센서의 감도를 동시에 높일 수 있는 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.

도 17은 도 11에 도시된 실시예에 따른 카메라 액추에이터에서 C1-C2 선을 따른 단면도이다.

도 17을 참조하면, 실시예에 따른 제1 카메라 액추에이터(100)은 베이스(20)와, 베이스(20)에 배치되는 렌즈 어셈블리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 베이스(20)에 제3 렌즈 어셈블리(130), 제1 렌즈 어셈블리(110), 제2 렌즈 어셈블리(120)가 광 입사 방향을 기준으로 순차적으로 배치될 수 있으며, 이미지 센서(180)가 제2 렌즈 어셈블리(120) 후측에 배치될 수 있다.

실시예에 따른 제1 카메라 액추에이터(100)은 앞서 설명된 바와 같이, 소정의 마그넷과 코일부의 전자기력에 의해 구동될 수 있다.

예를 들어, 도 17을 참조하면, 실시예에 따른 카메라 액추에이터에서 제1 렌즈 어셈블리(110)는 제1 구동부(116)와 제3 구동부(141)를 포함할 수 있으며, 상기 제2 렌즈 어셈블리(120)는 제2 구동부(126)와 제4 구동부(142)를 포함할 수 있다.

상기 제1 구동부(116)와 상기 제2 구동부(126)는 마그넷 구동부일 수 있고, 상기 제3 구동부(141)와 상기 제4 구동부(142)는 코일 구동부일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

이하 상기 제1 구동부(116)와 상기 제2 구동부(126)는 각각 마그넷 구동부인 경우로, 상기 제3 구동부(141)와 상기 제4 구동부(142)는 각각 코일 구동부인 경우로 설명하기로 한다.

실시예에 따른 카메라 액추에이터에서 제1 렌즈 어셈블리(110)에서 상기 제1 구동부(116)는 제1 마그넷(116b)과 제1 요크(116a)를 포함할 수 있으며, 상기 제3 구동부(141)는 제1 코일부(141b)와 제3 요크(141a)를 포함할 수 있다. 상기 제3 구동부(141)는 상기 제1 코일부(141b)와 상기 제3 요크(141a) 사이에 제1 회로 기판(41a)을 포함할 수 있다.

또한 실시예는 베이스(20)에 배치되는 제1 스페이서(141c) 및 상기 제1 스페이서(141c) 상에 배치되는 제1 위치검출센서(71)를 포함할 수 있다. 상기 제1 스페이서(141c)는 PC(Polycarbonate), PETG(Polyethylene Terephthalate Glycol), PE(polyethylene) 또는 PP(polypropylene) 중의 어느 하나 이상으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 제1 위치검출센서(71)는 자기 센서(magnetic sensor)일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 위치검출센서(71)는 홀 센서와 같은 고체 자기 센서, 코일형 자기 센서 또는 공명형 자기 센서 등 중의 어느 하나 일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

또한 실시예에 따른 카메라 액추에이터에서 제2 렌즈 어셈블리(120)에서 상기 제2 구동부(126)는 제2 마그넷(126b)과 제2 요크(126a)를 포함할 수 있으며, 상기 제4 구동부(142)는 제2 코일부(142b)와 제4 요크(142a)를 포함할 수 있다. 상기 상기 제4 구동부(142)는 상기 제2 코일부(142b)와 상기 제4 요크(142a) 사이에 제2 회로기판(41b)을 포함할 수 있다.

또한 실시예는 베이스(20)에 배치되는 제2 스페이서(142c) 및 상기 제2 스페이서(142c) 상에 배치되는 제2 위치검출센서(72)를 포함할 수 있다. 상기 제2 스페이서(142c)는 PC(Polycarbonate), PETG(Polyethylene Terephthalate Glycol), PE(polyethylene) 또는 PP(polypropylene) 중의 어느 하나 이상으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 제2 위치검출센서(72)는 코일형 자기 센서, 홀 센서와 같은 고체 자기 센서 또는 공명형 자기 센서 등 중의 어느 하나의 자기 센서(magnetic sensor)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

이하 도 17 및 도 18a 내지 도 18c를 기초로 실시예에서의 위치 센서 배치구조의 기술적 특징을 상술하기로 한다.

도 18a는 도 17에 도시된 S 영역에 대한 확대도이며, 도 18b는 도 18a에 도시된 S 영역에 대한 상세도이다.

우선 도 17과 도 18a를 참조하면, 실시예는 베이스(20), 상기 베이스(20) 내에 배치되는 제1렌즈 어셈블리(110), 상기 베이스(20)에 배치되는 코일 구동부인 상기 제3 구동부(141), 상기 베이스(20)에 배치되는 제1 스페이서(141c) 및 상기 제1 스페이서(141c) 상에 배치되는 제1 위치검출센서(71)를 포함할 수 있다.

상기 제3 구동부(141)는 상기 제1 코일부(141b)와 상기 제3 요크(141a) 사이에 배치되는 제1 회로 기판(41a)을 포함할 수 있다.

상기 제1 코일부(141b)와 상기 제1 위치감지센서(71)는 상기 제1 회로기판(41a)에 전기적으로 연결될 수 있다.

다음으로 도 18b를 참조하면, 상기 제1 스페이서(141c)는 제1 지지부(141c1)와 상기 제1 지지부(141c1)에서 돌출된 제1 돌출부(141c3)를 포함하고, 상기 제1 위치검출센서(71)는 상기 제1 돌출부(141c3) 상에 배치되고, 상기 제1 돌출부(141c3)는 코일 구동부인 제1 코일부(141b)의 중공에 배치될 수 있다.

이때 실시예는 상기 제1 돌출부(141c3)와 상기 제1 지지부(141c1)을 연결하는 제1 연결부(141c2)를 구비할 수 있다.

또한 도 18b를 참조하면, 상기 제1 회로기판(41a)은, 상기 제1 스페이서(141c) 상에 배치되는 제1 기판영역(41a1)과, 상기 제1 기판영역(41a1)에서 이격되어 배치된 제2 기판영역(41a3)을 포함할 수 있다. 상기 제1 회로기판(41a)은 상기 제1 기판영역(41a1)과 상기 제2 기판영역(41a3)을 연결하는 제2-2 기판영역(41a2)을 포함할 수 있다. 상기 제1 위치검출센서(71)는 상기 제2 기판영역(41a3) 상에 배치되고, 상기 제2 기판영역(41a3)은 코일 구동부인 제1 코일부(141b)의 중공에 배치될 수 있다.

또한 도 17을 참조하면, 실시예는 베이스(20), 상기 베이스(20) 내에 배치되는 제2렌즈 어셈블리(120), 상기 베이스(20)에 배치되는 코일 구동부인 상기 제4 구동부(142), 상기 베이스(20)에 배치되는 제2 스페이서(142c) 및 상기 제2 스페이서(142c) 상에 배치되는 제2 위치검출센서(72)를 포함할 수 있다.

또한 상기 제2 스페이서(142c)도 제1 스페이서(141c)의 기술적 특징을 채용할 수 있다. 예를 들어, 도 17을 참조하면 제2 스페이서(142c)는 제2 지지부(미도시)에서 돌출된 제2 돌출부(미도시)를 포함하고, 상기 제2 위치검출센서(72)는 상기 제2 돌출부 상에 배치되고, 상기 제2 돌출부는 코일 구동부인 제4 구동부(142)의 중공에 배치될 수 있다.

상기 제2 돌출부는 제2 안착부(미도시)는 구비할 수 있고, 상기 제2 안착부 상에 상기 제2 위치감지센서(72)가 배치될 수 있다.

또한 도 17을 참조하면, 상기 제2 회로기판(41b)은, 상기 제2 스페이서(142c) 상에 배치되는 제3 기판영역(미도시)과, 상기 제3 기판영역에서 이격되어 배치된 제4 기판영역(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 제2 회로기판(41b)은 상기 제3 기판영역과 상기 제4 기판영역을 연결하는 제4-2 기판영역을 포함할 수 있다.

상기 제2 위치검출센서(72)는 상기 제4-2 기판영역 상에 배치되고, 상기 제4-2 기판영역은 코일 구동부인 제4 구동부(142)의 중공에 배치될 수 있다.

다시 도 18b를 참조하면, 제1 렌즈 어셈블리(110)는 상기 제1 구동부(116)의 제1 마그넷(116b)과 제3 구동부(141)의 제1 코일부(141b)간의 전자기력(DEM)에 의해 광축 방향으로 구동될 수 있다.

이때 전자기력(DEM)은 제1 마그넷(116b)과 제1 코일부(141b)간의 거리(DCM)에 의해 영향을 받게 된다.

홀 센서와 마그넷 간의 이격거리에 따라 홀 센서에서 감지하는 마그넷의 자속(Magnet Flux)이 변화하여 홀 센서의 위치 감지 성능이 영향을 받는다.

예를 들어, 도 18c는 실시예와 비교예에서 마그넷과 제1 위치검출센서(71)의 이격 거리에 따른 자속(magnet flux) 데이터이다.

종래 내부 기술에서는 추력 확보를 위해 코일부의 높이를 보장해야하며, 종래에는 홀 센서가 코일부 하단의 PCB 상에 배치됨에 따라 코일부의 높이가 높이질수록 마그넷과 홀 센서 간의 이격거리가 늘어나서, 마그넷과 홀 센서 간의 이격된 제1 거리(DH1)는 최소한 800㎛ 이상 확보해야하는 기술적 한계가 있었다.

이에 따라 종래 내부기술(비교예)에서는 홀 센서에서 감지하는 마그넷의 자속(Magnet Flux)은 50 (mT) 정도수준 정도 확보하는 수준이었다.

또한 종래 내부기술에서는 코일의 높이가 높아지게 되면 코일의 중공부에 배치된 홀센서로 유입될 수 있는 마그넷의 자속(flux)이 일부 차단되므로 홀 센서의 감도는 낮아지는 문제도 있었다.

반면, 실시예에 의하면 제1 스페이서(141c)가 제1 지지부(141c1)에서 돌출된 제1 돌출부(141c3)를 포함하고, 제1 위치검출센서(71)는 상기 제1 돌출부(141c3) 상에 배치됨에 따라 제1 마그넷(116b)과 제1 위치검출센서(71)간의 제2 거리(DH2)를 현저히 줄임에 따라 제1 위치검출센서(71)에서 감지하는 제1 마그넷(116b)의 자속(Magnet Flux)dl 현저히 향상되는 기술적 효과가 있다.

예를 들어, 실시예 의하면 제1 위치검출센서(71)가 제1 돌출부(141c3) 상에 배치됨에 따라 제1 마그넷(116b)과 제1 위치검출센서(71)간의 제2 거리(DH2)를 400㎛ 이하로 비교예에 비해 2배 이상 짧게 확보할 수 있으며, 이에 따라 비교예에 비해 제1 마그넷(116b)과 제1 위치검출센서(71)간의 자속을 150 (mT) 정도까지 비교예에 비해 약 3배 가까이 높게 확보할 수 있는 특유의 기술적 효과가 있다.

또한 실시예에 의하면, 제1 위치검출센서(71)가 제1 돌출부(141c3) 상에 배치됨에 따라 제1 위치검출센서(71)는 제1 코일부(141b)의 중공에 배치되도라도 제1 마그넷(116b)에 거의 노출되므로 제1 코일부(141b)에 의한 자속 차단이 현저히 감소하는 특별한 기술적 효과가 있다.

이에 따라 실시예에 따른 카메라 액츄에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈은, 추력을 높이면서도 홀 센서의 감도를 동시에 높일 수 있는 특유의 기술적 효과가 있다.

다음으로 실시예의 기술적 과제 중의 하나는 AF 또는 Zoom 구현시 복수의 렌즈 어셈블리가 마그넷과 코일간의 전자기력에 의해 구동될 때, 각 렌즈 어셈블리에 장착된 마그넷 간의 자계 간섭을 방지할 수 있는 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.

또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는 마그넷과 요크의 탈착을 방지할 수 있는 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.

이하 도 19a 내지 도 19c를 참조하여 실시예의 자계간섭 방지구조를 설명하기로 한다.

다음으로 도 19a는 실시예에 따른 카메라 액추에이터에서 제1 구동부(116)의 사시도이다.

도 19a를 참조하면, 실시예에서 제1 구동부(116)는 제1 마그넷(116b)과 제1 요크(116a)를 포함하고, 상기 제1 요크(116a)는 제1 지지부(116a1), 상기 제1 지지부(116a1)에서 상기 제1 마그넷(116b) 측면으로 연장되는 제1 측면 돌출부(116a2)를 포함할 수 있다.

상기 제1 측면 돌출부(116a2)는 상기 제1 마그넷(116b)의 양측면에 배치될 수 있다.

또한 상기 제1 요크(116a)는 상기 제1 측면 돌출부(116a2)와 다른 방향, 예를 들어 반대방향으로 연장되는 제1 고정 돌출부(116a3)를 포함할 수 있다.

상기 제1 고정 돌출부(116a3)는 상기 제1 지지부(116a1)의 중간정도 위치에 배치될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

마찬가지로 실시예에서 제2 구동부(126)는 제2 마그넷(126b)과 제2 요크(126a)를 포함하고, 상기 제2 요크(126a)는 제2 지지부(미도시), 상기 제2 지지부에서 상기 제2 마그넷(126b) 측면으로 연장되는 제2 측면 돌출부를 포함할 수 있다(이상 도 17의 제2 요크 126a 구조 참조).

상기 제2 측면 돌출부는 상기 제2 마그넷(126b)의 양측면에 배치될 수 있다. 또한 상기 제2 요크(126a)는 상기 제2 측면 돌출부와 다른 방향, 예를 들어 반대방향으로 연장되는 제2 고정 돌출부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 제2 고정 돌출부는 상기 제2 지지부의 중간정도 위치에 배치될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

종래 기술에서 또한 AF 또는 Zoom 구현시 복수의 렌즈 어셈블리가 마그넷과 코일간의 전자기력에 의해 구동되는데, 각 렌즈 어셈블리에 장착된 마그넷 간의 자계 간섭이 발생하는 문제가 있다. 이러한 마그넷 간의 자계 간섭으로 인해 AF 또는 Zoom 구동이 제대로 되지 않아 추력이 저하되는 문제가 있다.

또한 마그넷 간의 자계 간섭으로 인해 디센터(decent)나 틸트(tilt) 현상을 유발하는 문제가 있다.

이러한 자계 간섭으로 카메라 제어의 정밀도에 이슈가 있거나 추력이 저하되는 경우 또는 디센터(decent)나 틸트(tilt) 현상이 유발되는 경우 사용자인 운전자나 보행자의 안전이나 생명에 직결될 수 있다.

예를 들어, 도 19b는 비교예에서의 자속밀도 분포 데이터이다.

도 19b의 비교예는 출원인의 비공개 내부기술로서 마그넷에 대한 백요크를 배치하여 자속 차폐 기능을 하도록 적용된 구조이다. 이러한 마그넷에 대한 백요크 기술의 적용에 의해 자속 차폐 성능이 개선된 점은 있으나, 아래와 같이 기술적 문제점이 있는 상태였다.

예를 들어, 도 19b를 참조하면, 제1 렌즈 어셈블리와 제2 렌즈 어셈블리에 장착된 각각의 마그넷 간의 자속밀도 데이터인바, 각 마그넷 간의 자계 간섭(IF)이 발생되고 있으며, 또한 각 마그넷에서 발생된 자속이 누설(LE)됨에 따라 추력의 손실도 발생되는 문제가 있다.

특히 현재 적용되는 고배율 Zoom Actuator의 경우, 무빙 렌즈인 제1 렌즈 어셈블리와 제2 렌즈 어셈블리의 영구자석 사이에서 자계 간섭이 발생할 뿐만 아니라, OIS Actuator의 마그넷과의 자계간섭(IF)까지도 발생하는 문제가 있다.

이러한 자계 간섭(IF)으로 인해, 각 군의 움직임에 방해가 되며, 결과적으로 입력전류(Input Current)까지도 상승하게 되는 문제가 있다.

실시예에 의하면 제1 렌즈 어셈블리(110) 또는 제2 렌즈 어셈블리(120)의 마그넷 구동부에의 요크가 마그넷 측면으로 연장되는 측면 돌출부를 포함함으로써 AF 또는 Zoom 구현시 복수의 렌즈 어셈블리가 마그넷과 코일간의 전자기력에 의해 구동될 때, 각 렌즈 어셈블리에 장착된 마그넷 간의 자계 간섭을 방지할 수 있는 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공할 수 있는 특별한 기술적 효과가 있다.

예를 들어, 도 19c는 실시예에서의 자속밀도 분포 데이터이다.

도 19c를 참조하면, 실시예예 따른 제1 렌즈 어셈블리와 제2 렌즈 어셈블리에 장착된 각각의 마그넷 간의 자속밀도 데이터인바, 제1 렌즈 어셈블리(110)와 제2 렌즈 어셈블리(120)의 마그넷 구동부에의 요크가 마그넷 측면으로 연장되는 측면 돌출부를 포함함으로써 마그넷 간의 자계 간섭(IF)이 방지되어 카메라 제어의 정밀도가 현저히 향상되었다.

또한 실시예에 의하면 제1 렌즈 어셈블리(110)와 제2 렌즈 어셈블리(120)의 마그넷 구동부에의 요크가 마그넷 측면으로 연장되는 측면 돌출부를 포함함으로써 마그넷에서 발생된 자속의 누설(Leakage Flux)을 방지함과 아울러, 자속 밀도(Magnet flux density)가 높은 영역에 측면 돌출부를 배치함에 따라 자속이 집중(FC)됨으로써 됨에 따라 Flux Line과 코일(Coil) 사이의 밀도를 높여 Lorentz Force가 증가하여 추력이 현저히 향상되는 기술적 효과가 있다.

다음으로 도 20은 다른 실시예에 따른 카메라 모듈에서 일체형 바디(315)의 예시도이다.

다른 실시예에 따른 카메라 모듈에서 일체형 바디(315)의 제1 바디 영역(315a)에는 제1 카메라 액추에이터(100)가 배치될 수 있고, 제2 바디 영역(315b)에는 제2 카메라 액추에이터(300)가 배치될 수 있다.

다음으로 도 21은 실시예에 따른 카메라 모듈이 적용된 이동 단말기(1500)이다.

도 21에 도시된 바와 같이, 실시예의 이동 단말기(1500)는 후면에 제공된 카메라 모듈(1000), 플래쉬 모듈(1530), 자동 초점 장치(1510)를 포함할 수 있다.

상기 카메라 모듈(1000)은 이미지 촬영 기능 및 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 예컨대 상기 카메라 모듈(1000)은 이미지를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다.

상기 카메라 모듈(1000)은 촬영 모드 또는 화상통화 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 소정의 디스플레이부에 표시될 수 있으며, 메모리에 저장될 수 있다. 상기 이동 단말기 바디의 전면에도 카메라(미도시)가 배치될 수 있다.

예를 들어, 상기 카메라 모듈(1000)은 제1 카메라 모듈(1000A)과 제2 카메라 모듈(1000B)를 포함할 수 있고, 상기 제1 카메라 모듈(1000A)에 의해 AF 또는 줌 기능과 함께 OIS 구현이 가능할 수 있다.

상기 플래쉬 모듈(1530)은 그 내부에 광을 발광하는 발광소자를 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(1530)은 이동 단말기의 카메라 작동 또는 사용자의 제어에 의해 작동될 수 있다.

상기 자동 초점 장치(1510)는 발광부로서 표면 광방출 레이저 소자의 패키지 중의 하나를 포함할 수 있다.

상기 자동 초점 장치(1510)는 레이저를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(1510)는 상기 카메라 모듈(1000)의 이미지를 이용한 자동 초점 기능이 저하되는 조건, 예컨대 10m 이하의 근접 또는 어두운 환경에서 주로 사용될 수 있다. 상기 자동 초점 장치(1510)는 수직 캐비티 표면 방출 레이저(VCSEL) 반도체 소자를 포함하는 발광부와, 포토 다이오드와 같은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 수광부를 포함할 수 있다.

다음으로 도 22는 실시예에 따른 카메라 모듈이 적용된 차량(700)의 사시도이다.

예를 들어, 도 22는 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)이 적용된 차량운전 보조장치를 구비하는 차량의 외관도이다.

도 22를 참조하면, 실시예의 차량(700)은, 동력원에 의해 회전하는 바퀴(13FL, 13FR), 소정의 센서를 구비할 수 있다. 상기 센서는 카메라 센서(2000)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 카메라(2000)는 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)이 적용된 카메라 센서일 수 있다.

실시예의 차량(700)은, 전방 영상 또는 주변 영상을 촬영하는 카메라 센서(2000)를 통해 영상 정보를 획득할 수 있고, 영상 정보를 이용하여 차선 미식별 상황을 판단하고 미식별시 가상 차선을 생성할 수 있다.

예를 들어, 카메라 센서(2000)는 차량(700)의 전방을 촬영하여 전방 영상을 획득하고, 프로세서(미도시)는 이러한 전방 영상에 포함된 오브젝트를 분석하여 영상 정보를 획득할 수 있다.

예를 들어, 카메라 센서(2000)가 촬영한 영상에 차선, 인접차량, 주행 방해물, 및 간접도로 표시물에 해당하는 중앙 분리대, 연석, 가로수 등의 오브젝트가 촬영된 경우, 프로세서는 이러한 오브젝트를 검출하여 영상 정보에 포함시킬 수 있다.

이때, 프로세서는 카메라 센서(2000)를 통해 검출된 오브젝트와의 거리 정보를 획득하여, 영상 정보를 더 보완할 수 있다. 영상 정보는 영상에 촬영된 오브젝트에 관한 정보일 수 있다.

이러한 카메라 센서(2000)는 이미지 센서와 영상 처리 모듈을 포함할 수 있다. 카메라 센서(2000)는 이미지 센서(예를 들면, CMOS 또는 CCD)에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상을 처리할 수 있다. 영상 처리모듈은 이미지 센서를 통해 획득된 정지영상 또는 동영상을 가공하여, 필요한 정보를 추출하고, 추출된 정보를 프로세서에 전달할 수 있다.

이때, 카메라 센서(2000)는 오브젝트의 측정정확도를 향상시키고, 차량(700)과 오브젝트와의 거리 등의 정보를 더 확보할 수 있도록 스테레오 카메라를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

1. 하우징;
   상기 하우징 내에 배치되는 프리즘 유닛; 및
   상기 프리즘 유닛을 틸팅하는 구동부를 포함하고,
   상기 프리즘 유닛 및 상기 하우징에는 서로 인력을 발생시키는 볼 베어링 및 풀링 마그네트가 배치되고,
   상기 프리즘 유닛은 상기 볼 베어링 및 상기 풀링 마그네트 간의 인력에 의해 상기 하우징에 지지되는
   카메라 액추에이터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 볼 베어링은 자성체로 구성되는
   카메라 액추에이터.
3. 제1항에 있어서,
   상기 프리즘 유닛은,
   수용부를 구비하는 프리즘 무버; 및
   상기 프리즘 무버의 상기 수용부 내에 배치되는 프리즘을 포함하고,
   상기 볼 베어링은 상기 프리즘 무버에 배치되는
   카메라 액추에이터.
4. 제1항에 있어서,
   상기 풀링 마그네트와 마주보는 상기 프리즘 유닛의 외측면에는 상기 볼 베어링이 배치되는 홈을 포함하고,
   상기 홈에는, 상기 볼 베어링을 고정하는 접착 부재가 배치되는
   카메라 액추에이터.
5. 제4항에 있어서,
   상기 볼 베어링과 마주보는 상기 하우징의 측부에는 하우징 홀이 형성되고,
   상기 볼 베어링의 적어도 일부는,
   상기 하우징 홀 내에 배치되는
   카메라 액추에이터.
6. 제5항에 있어서,
   상기 하우징 홀은,
   상기 하우징의 상기 측부의 내측면에 배치되는 제1 부분과,
   상기 제1 부분과 연결되고, 상기 측부의 외측면에 배치되는 제2 부분을 포함하며,
   상기 제1 부분에는,
   상기 볼 베어링의 적어도 일부가 배치되고,
   상기 제2 부분에는,
   상기 풀링 마그네트가 배치되는
   카메라 액추에이터.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 부분 및 상기 제2 부분은 서로 다른 크기를 가지는
   카메라 액추에이터.
8. 제6항에 있어서,
   상기 풀링 마그네트는,
   상기 하우징 홀의 상기 제2 부분 내에 고정 배치되는
   카메라 액추에이터.
9. 제6항에 있어서,
   상기 하우징 상에 배치되는 커버 부재를 포함하고,
   상기 풀링 마그네트는 상기 하우징 홀과 마주보는 상기 커버 부재의 내측면에 고정 배치되는
   카메라 액추에이터.
10. 제6항에 있어서,
    상기 구동부는
    구동부 회로 기판을 포함하고,
    상기 구동부 회로 기판은,
    상기 하우징 홀과 마주보는 영역에 배치되는 기판 영역을 포함하며,
    상기 풀링 마그네트는
    상기 기판 영역에 고정 배치되는
    카메라 액추에이터.
11. 제1항에 있어서,
    상기 프리즘 유닛은,
    상기 볼 베어링을 기준축으로 제1 방향 및 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향 중 적어도 하나의 방향으로 회전 운동이 가능하게 제공되는
    카메라 액추에이터.
12. 제1항에 있어서,
    상기 볼 베어링은,
    상기 풀링 마그네트와 점접촉하는
    카메라 액추에이터.
13. 제11항에 있어서,
    상기 구동부는
    상기 프리즘 유닛을 상기 제1 방향으로 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 제1 구동부; 및
    상기 프리즘 유닛을 상기 제2 방향으로 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 제2 구동부를 포함하고,
    상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부는,
    상기 프리즘 유닛의 제1 외측면 및 상기 제1 외측면과 마주보는 제2 외측면에 각각 배치되는
    카메라 액추에이터.
14. 제13항에 있어서,
    상기 프리즘 유닛의 상기 제1 외측면에는,
    상기 제1 구동부를 구성하는 제1-1 마그네트가 배치되는 제1 리세스; 및
    상기 제2 구동부를 구성하는 제2-1 마그네트가 배치되는 제2 리세스를 포함하고,
    상기 프리즘 유닛의 상기 제2 외측면에는,
    상기 제1 구동부를 구성하는 제1-2 마그네트가 배치되는 제3 리세스; 및
    상기 제4 구동부를 구성하는 제2-2 마그네트가 배치되는 제4 리세스를 포함하는
    카메라 액추에이터.
15. 제14항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 제1 구동부를 구성하는 제1-1 마그네트와 마주보는 제1-1 코일이 배치되는 제1-1 하우징 홀;
    상기 제2 구동부를 구성하는 제2-1 마그네트와 마주보는 제2-1 코일이 배치되는 제1-2 하우징 홀;
    상기 제1 구동부를 구성하는 제1-2 마그네트와 마주보는 제1-2 코일이 배치되는 제1-3 하우징 홀; 및
    상기 제2 구동부를 구성하는 제2-2 마그네트와 마주보는 제2-2 코일이 배치되는 제1-4 하우징 홀을 포함하는
    카메라 액추에이터.
16. 하우징;
    상기 하우징 내에 배치되는 프리즘 유닛;
    상기 프리즘 유닛을 틸팅하는 구동부; 및
    볼 베어링을 포함하고,
    상기 프리즘 유닛은 상기 볼 베어링을 수용하는 리세스를 포함하고,
    상기 하우징은 상기 볼 베어링과 전자기적 인력을 발생시키는 풀링 부재를 포함하고,
    상기 프리즘 유닛은 상기 볼 베어링을 기준으로 틸팅되는
    카메라 액추에이터.
17. 제16항에 있어서,
    상기 볼 베어링은 자성체로 구성되고,
    상기 풀링 부재는 마그네트로 구성되는
    카메라 액추에이터.
18. 제16항에 있어서,
    상기 볼 베어링은 마그네트로 구성되고,
    상기 풀링 부재는 자성체로 구성되는
    카메라 액추에이터.
19. 제1 카메라 액추에이터; 및
    제2 카메라 액추에이터를 포함하고,
    상기 제1 카메라 액추에이터는 오토 포커싱(Auto focusing) 또는 줌(Zoom) 기능을 수행하고,
    상기 제2 카메라 액추에이터는 OIS(Optical Image Stabilizer) 기능을 수행하고,
    상기 제2 카메라 액추에이터는 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 카메라 액추에이터를 포함하는
    카메라 모듈.
20. 제19항에 있어서,
    외부로부터 상기 카메라 모듈에 입사된 광은,
    상기 제2 카메라 액추에이터에 의해 광의 경로가 변화되어 상기 제1 카메라 액추에이터에 입사되는
    카메라 모듈.
    
    
    
    

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