KR20210073420A

KR20210073420A - 카메라 모듈

Info

Publication number: KR20210073420A
Application number: KR1020200001061A
Authority: KR
Inventors: 이상종; 장수봉; 윤영복; 홍승희; 박남기; 윤희수
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2019-12-10
Filing date: 2020-01-03
Publication date: 2021-06-18
Also published as: KR102333089B1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈 모듈을 수용하는 하우징; 및 상기 렌즈 모듈에 장착된 제1 및 제2 가동요크와, 상기 제1 및 제2 가동요크에 마주보도록 배치되는 제1 및 제2 코일부를 포함하는 흔들림 보정부;를 포함하며, 상기 제1 코일부는 상기 제1 코일부에 전원이 인가됨에 따라 상기 제1 가동요크를 끌어당기도록 구성되고, 상기 제2 코일부는 상기 제2 코일부에 전원이 인가됨에 따라 상기 제2 가동요크를 끌어당기도록 구성될 수 있다.

Description

카메라 모듈{Camera module}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.

최근에는 스마트 폰을 비롯하여 태블릿 PC, 노트북 등의 이동통신 단말기에 카메라 모듈이 채용되고 있으며, 카메라 모듈에는 자동 초점 조정(AF) 기능 및 흔들림 보정(OIS) 기능이 탑재되고 있다.

AF 기능 및 OIS 기능을 구현하기 위하여 렌즈 모듈을 광축 방향 및 광축 방향에 수직한 방향으로 이동시키는 액츄에이터가 필요하며, 이러한 액츄에이터로는 마그네트와 코일에 의한 전자기력을 이용하는 VCM 액츄에이터가 사용된다.

한편, AF 액츄에이터의 경우 코일의 외측에 자속 누설을 방지하는 요크가 설치되며, 마그네트와 요크 사이에는 인력이 발생하게 된다. 마그네트와 코일 사이에는 AF 시 렌즈 모듈의 이동을 가이드하는 볼 부재가 배치되므로, 마그네트와 요크 사이의 인력에 의해 마그네트는 코일(요크)을 향해 가압력을 받게 되고 이에 따라 볼 부재와 밀착된 상태로 광축 방향으로 이동하여 AF가 구현된다.

그러나, OIS 액츄에이터의 경우 마그네트와 코일 사이의 간격(광축 방향에 수직한 방향으로의 간격)을 변화시켜 OIS 기능을 구현하므로, 코일의 외측에 요크를 배치하기 어렵다.

따라서, AF 액츄에이터와는 달리 OIS 액츄에이터의 경우 자속이 누설되는 문제가 있고, 이로 인해 카메라 모듈 주변의 전자부품과 간섭이 발생하는 문제가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 목적은 자속 누설을 방지할 수 있는 카메라 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈 모듈을 수용하는 캐리어; 상기 렌즈 모듈과 상기 캐리어를 수용하는 하우징; 상기 캐리어에 구비된 마그네트 및 상기 마그네트와 마주보도록 배치된 코일을 포함하는 초점 조정부; 및 상기 렌즈 모듈에 장착된 제1 및 제2 가동요크와, 상기 제1 및 제2 가동요크에 마주보도록 배치되는 제1 및 제2 코일부를 포함하는 흔들림 보정부;를 포함하며, 상기 제1 및 제2 가동요크는 상기 제1 및 제2 코일부의 자기장에 의해 자화되는 재질로 제공되고, 상기 제1 코일부와 상기 제2 코일부는 각각 광축에 수직한 방향을 따라 배치된 2개의 코일을 포함하며, 상기 제1 가동요크는 상기 제1 코일부의 자기장에 의해 상기 광축에 수직한 제1 축을 따라 양 방향 이동되고, 상기 제2 가동요크는 상기 제2 코일부의 자기장에 의해 상기 광축 및 상기 제1 축에 모두 수직한 제2 축을 따라 양 방향 이동될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 자속 누설을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 평면도이다.
도 4는 제1 및 제2 가동요크와 제1 및 제2 코일부의 배치관계를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 렌즈 모듈, 프레임 및 캐리어의 분해 사시도이다.

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.

또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로서, 이동 통신 단말기, 스마트 폰, 태블릿 PC 등의 휴대가능한 전자 기기에 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 평면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈 모듈(200), 렌즈 모듈(200)을 이동시키는 렌즈 구동 장치, 렌즈 모듈(200)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서 모듈(700), 렌즈 모듈(200)과 렌즈 구동 장치를 수용하는 하우징(110)을 포함한다.

렌즈 모듈(200)은 렌즈 배럴(210)과 렌즈 홀더(230)를 포함할 수 있다.

렌즈 배럴(210)에는 피사체를 촬상하는 적어도 하나의 렌즈가 수용될 수 있다. 복수의 렌즈가 배치될 경우 복수의 렌즈는 광축을 따라 렌즈 배럴(210)의 내부에 장착된다. 렌즈 배럴(210)은 중공의 원통 형상일 수 있고, 렌즈 홀더(230)에 결합된다.

렌즈 구동 장치는 렌즈 모듈(200)을 이동시키는 장치이다.

일 예로, 렌즈 구동 장치는 렌즈 모듈(200)을 광축(Z축) 방향으로 이동시킴으로써 초점을 조정할 수 있고, 렌즈 모듈(200)을 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동시킴으로써 촬영 시의 흔들림을 보정할 수 있다.

렌즈 구동 장치는 초점을 조정하는 초점 조정부(400) 및 흔들림을 보정하는 흔들림 보정부(500)를 포함한다.

이미지 센서 모듈(700)은 렌즈 모듈(200)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 장치이다.

일 예로, 이미지 센서 모듈(700)은 이미지 센서(710) 및 이미지 센서(710)와 연결되는 인쇄회로기판(730)을 포함할 수 있고, 적외선 필터를 더 포함할 수 있다.

적외선 필터는 렌즈 모듈(200)을 통해 입사된 광 중에서 적외선 영역의 광을 차단하는 역할을 한다.

이미지 센서(710)는 렌즈 모듈(200)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환한다. 일 예로 이미지 센서는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)일 수 있다.

이미지 센서에 의해 변환된 전기 신호는 휴대가능한 전자기기의 디스플레이 유닛을 통해 영상으로 출력된다.

이미지 센서(710)는 인쇄회로기판(730)에 고정되며, 와이어 본딩에 의하여 인쇄회로기판(730)과 전기적으로 연결된다.

렌즈 모듈(200)은 하우징(110)에 수용된다. 일 예로, 하우징(110)은 상부와 하부가 개방된 형상이며, 하우징(110)의 내부 공간에 렌즈 모듈(200)이 수용된다.

하우징(110)의 하부에는 이미지 센서 모듈(700)이 배치된다.

케이스(130)는 하우징(110)의 외부면을 감싸도록 하우징(110)과 결합하며, 카메라 모듈의 내부 구성부품을 보호하는 기능을 한다.

도 2를 참조하여, 렌즈 구동 장치 중 초점 조정부(400)에 관하여 설명한다.

렌즈 구동 장치는 피사체에 초점을 맞추기 위하여 렌즈 모듈(200)을 이동시킨다.

일 예로, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈 모듈(200)을 광축(Z축) 방향으로 이동시키는 초점 조정부(400)를 구비한다.

초점 조정부(400)는, 렌즈 모듈(200)을 수용하는 캐리어(300) 및 렌즈 모듈(200)과 캐리어(300)를 광축(Z축) 방향으로 이동시키도록 구동력을 발생시키는 마그네트(410) 및 코일(430)을 포함한다. 마그네트(410)와 코일(430)은 광축(Z축)에 수직한 방향으로 마주보도록 배치된다.

마그네트(410)는 캐리어(300)에 장착된다. 일 예로 마그네트(410)는 캐리어(300)의 일 측면에 장착될 수 있다.

코일(430)은 기판(600)에 구비된다. 일 예로, 코일(430)은 기판(600)의 내측면에 구비될 수 있다. 기판(600)은 마그네트(410)와 코일(430)이 광축(Z축)에 수직한 방향으로 마주보도록 하우징(110)에 장착된다. 기판(600)은 'ㄷ' 형태의 평면 형상을 가질 수 있으며, 하우징(110)의 세 측면에 장착될 수 있다.

하우징(110)은 4개의 측면을 구비하고, 4개의 측면 중 세 측면에는 각각 개구부가 구비될 수 있다. 기판(600)은 개구부가 구비된 하우징(110)의 세 측면에 장착될 수 있다.

마그네트(410)는 캐리어(300)에 장착되어 캐리어(300)와 함께 광축(Z축) 방향으로 이동하는 이동부재이고, 코일(430)은 하우징(110)에 고정된 고정부재이다.

코일(430)에 전원이 인가되면, 마그네트(410)와 코일(430) 사이의 전자기적 영향력에 의하여 캐리어(300)를 광축(Z축) 방향으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 코일(430)에 전원이 인가되면, 마그네트(410)와 코일(430)에 의하여 광축(Z축) 방향으로 구동력이 발생한다.

캐리어(300)에는 렌즈 모듈(200)이 수용되므로, 캐리어(300)의 이동에 의해 렌즈 모듈(200)도 광축(Z축) 방향으로 이동된다. 캐리어(300)에는 프레임(310)과 렌즈 모듈(200)이 순차로 수용되어 있으므로, 캐리어(300)의 이동에 의해 프레임(310) 및 렌즈 모듈(200)도 광축(Z축) 방향으로 이동된다.

캐리어(300)가 이동될 때, 캐리어(300)와 하우징(110) 사이의 마찰을 저감하도록 캐리어(300)와 하우징(110) 사이에 구름부재(B1)가 배치된다. 구름부재(B1)는 볼 형태일 수 있다.

구름부재(B1)는 마그네트(410)의 양측에 배치된다.

요크(450)는 마그네트(410)와 광축(Z축)에 수직한 방향으로 마주보도록 배치된다. 요크(450)는 기판(600)의 외측면에 장착될 수 있다. 일 예로, 요크(450)는 코일(430)을 사이에 두고 마그네트(410)와 마주보도록 배치된다.

요크(450)와 마그네트(410) 사이에는 광축(Z축)에 수직한 방향으로 인력이 작용한다.

따라서, 요크(450)와 마그네트(410) 사이의 인력에 의해 구름부재(B1)는 캐리어(300) 및 하우징(110)과 접촉 상태를 유지할 수 있다.

또한, 요크(450)는 마그네트(410)의 자기력이 집속되도록 하는 기능도 한다. 이에 따라, 누설 자속이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

일 예로, 요크(450)와 마그네트(410)는 자기 회로(Magnetic circuit)를 형성한다.

본 발명은 렌즈 모듈(200)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 사용한다.

따라서, 폐루프 제어를 위하여 위치 센서(470)가 제공될 수 있다. 위치 센서(470)는 마그네트(410)와 마주보도록 코일(430)의 중앙에 형성된 중공부에 배치될 수 있다. 위치 센서(470)는 홀 센서일 수 있다.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 구동 장치 중 흔들림 보정부(500)에 관하여 설명한다.

흔들림 보정부(500)는 이미지 촬영 또는 동영상 촬영 시 사용자의 손떨림 등의 요인에 의해 이미지가 번지거나 동영상이 흔들리는 것을 보정하기 위해 사용된다.

예를 들어, 흔들림 보정부(500)는 사용자의 손떨림 등에 의해 영상 촬영 시 흔들림이 발생할 때, 흔들림에 대응하는 상대변위를 렌즈 모듈(200)에 부여함으로써 흔들림을 보상한다.

일 예로, 흔들림 보정부(500)는 렌즈 모듈(200)을 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동시켜 흔들림을 보정한다.

흔들림 보정부(500)는 렌즈 모듈(200)의 이동을 가이드하는 프레임(310) 및 광축(Z축)에 수직한 방향으로 구동력을 발생시키는 제1 가동요크(510a)와 제1 코일부(510b), 제2 가동요크(530a)와 제2 코일부(530b)를 포함한다.

제1 및 제2 가동요크(510a, 530a)는 렌즈 모듈(200)에 장착된다. 일 예로, 제1 가동요크(510a)는 렌즈 홀더(230)의 일 측면에 장착되고, 제2 가동요크(530a)는 렌즈 홀더(230)의 타 측면에 장착된다.

제1 가동요크(510a)와 제2 가동요크(530a)는 서로 수직하게 배치될 수 있다.

제1 및 제2 가동요크(510a, 530a)는 금속일 수 있다. 또한, 제1 및 제2 가동요크(510a, 530a)는 제1 및 제2 코일부(510b, 530b)의 자기장에 의해 자화되는 재질일 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 가동요크(510a, 530a)는 철, 니켈 및 코발트 중 적어도 하나를 포함하는 자성체일 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 가동요크(510a, 530a)는 마그네트(영구자석)가 아닌 자성체를 의미한다.

제1 및 제2 코일부(510b, 530b)는 각각 2개의 코일을 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 코일부(510b)는 광축(Z축)에 수직한 제1 축(X축)을 따라 배치된 제1 코일(510c) 및 제2 코일(510d)을 포함하고, 제2 코일부(530b)는 광축(Z축) 및 제1 축(X축)에 모두 수직한 제2 축(Y축)을 따라 배치된 제3 코일(530c) 및 제4 코일(530d)을 포함한다.

제1 및 제2 코일부(510b, 530b)는 기판(600)의 내측면에 구비될 수 있다. 기판(600)은 'ㄷ' 형태의 평면 형상을 가질 수 있으며, 3개의 내측면에 코일(430), 제1 코일부(510b) 및 제2 코일부(530b)가 배치될 수 있다.

제1 가동요크(510a)는 제1 코일부(510b)와 광축(Z축)에 수직한 제2 축(Y축) 방향으로 마주보도록 배치되고, 제2 가동요크(530a)는 제2 코일부(530b)와 광축(Z축)에 수직한 제1 축(X축) 방향으로 마주보도록 배치된다.

초점 조정부(400)에서는 마그네트(410)와 코일(430)의 상호작용에 의해 구동력을 발생시키지만, 흔들림 보정부(500)에서는 마그네트와 코일의 상호작용이 아닌 제1 및 제2 코일부(510b, 530b)의 자기장에 의한 인력으로 구동력을 발생시킨다.

흔들림 보정부(500)의 구동력 발생 방식에 대해서는 도 4를 참조로 후술하도록 한다.

프레임(310)과 렌즈 홀더(230)는 캐리어(300) 내에 광축(Z축) 방향으로 순차로 배치되며, 렌즈 배럴(210)의 이동을 가이드하는 기능을 한다.

프레임(310)과 렌즈 홀더(230)는 렌즈 배럴(210)이 삽입될 수 있는 공간을 구비한다. 렌즈 배럴(210)은 렌즈 홀더(230)에 삽입 고정된다.

프레임(310) 및 렌즈 홀더(230)는 제1 및 제2 코일부(510b, 530b)의 자기장에 의한 인력으로 캐리어(300)에 대하여 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동된다.

제1 코일부(510b)의 자기장에 의한 인력으로 제1 가동요크(510a)가 제1 코일부(510b)를 향해 끌어당겨지고, 제2 코일부(530b)의 자기장에 의한 인력으로 제2 가동요크(530a)가 제2 코일부(530b)를 향해 끌어당겨진다.

일 예로, 제1 코일부(510b)의 자기장에 의한 인력으로 제1 가동요크(510a)가 광축(Z축)에 수직한 제1 축 방향(X축 방향)으로 이동되고, 제2 코일부(530b)의 자기장에 의한 인력으로 제2 가동요크(530a)가 제1 축 방향(X축 방향)에 수직한 제2 축 방향(Y축 방향)으로 이동된다.

즉, 제1 가동요크(510a)는 제1 코일부(510b)와 마주보는 방향에 수직한 방향으로 이동되고, 제2 가동요크(530a)는 제2 코일부(530b)와 마주보는 방향에 수직한 방향으로 이동된다.

여기서, 제2 축 방향(Y축 방향)은 광축(Z축) 방향과 제1 축(X축) 방향에 모두 수직한 방향을 의미한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에는 프레임(310) 및 렌즈 홀더(230)를 지지하는 복수의 볼 부재가 제공된다. 복수의 볼 부재는 흔들림 보정과정에서 프레임(310), 렌즈 홀더(230) 및 렌즈 배럴(210)의 이동을 가이드하는 기능을 한다. 또한, 캐리어(300), 프레임(310) 및 렌즈 홀더(230) 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(230) 및 렌즈 배럴(210)의 제1 축 방향(X축 방향)으로의 이동을 가이드하고, 제2 볼 부재(B3)는 렌즈 홀더(230) 및 렌즈 배럴(210)의 제2 방향(Y축 방향) 방향으로의 이동을 가이드한다.

일 예로, 제1 볼 부재(B2)는 제1 방향(X축 방향)으로의 구동력이 발생한 경우에 제1 방향(X축 방향)으로 구름운동한다. 이에 따라, 제1 볼 부재(B2)는 프레임(310), 렌즈 홀더(230) 및 렌즈 배럴(210)의 제1 방향(X축 방향)으로의 이동을 가이드한다.

제2 볼 부재(B3)는 제2 방향(Y축 방향)으로의 구동력이 발생한 경우에 제2 방향(Y축 방향)으로 구름운동한다. 이에 따라, 제2 볼 부재(B3)는 렌즈 홀더(230) 및 렌즈 배럴(210)의 제2 방향(Y축 방향)으로의 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(230) 사이에 배치되는 복수의 볼 부재를 포함한다.

캐리어(300)와 프레임(310)이 서로 광축(Z축) 방향으로 마주보는 면 중 적어도 하나에는 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(Y축) 방향으로의 이동이 제한되고, 제1 축(X축) 방향으로만 이동될 수 있다. 일 예로, 제1 볼 부재(B2)는 제1 축(X축) 방향으로만 구름운동 가능하다.

이를 위하여, 제1 가이드홈부(301)의 복수의 가이드홈 각각의 평면 형상은 제1 축(X축) 방향으로 길이를 갖는 직사각형일 수 있다.

프레임(310)과 렌즈 홀더(230)가 서로 광축(Z축) 방향으로 마주보는 면 중 적어도 하나에는 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(230) 사이에 끼워진다.

제2 볼 부재(B3)는 제2 가이드홈부(311)에 수용된 상태에서, 광축(Z축) 및 제1 축(X축) 방향으로의 이동이 제한되고, 제2 축(Y축) 방향으로만 이동될 수 있다. 일 예로, 제2 볼 부재(B3)는 제2 축(Y축) 방향으로만 구름운동 가능하다.

이를 위하여, 제2 가이드홈부(311)의 복수의 가이드홈 각각의 평면 형상은 제2 축(Y축) 방향으로 길이를 갖는 직사각형일 수 있다.

제1 축(X축) 방향으로 구동력이 발생하면, 프레임(310), 렌즈 홀더(230) 및 렌즈 배럴(210)이 함께 제1 축(X축) 방향으로 움직인다.

여기서, 제1 볼 부재(B2)는 제1 축(X축)을 따라 구름 운동한다. 이때, 제2 볼 부재(B3)의 움직임은 제한된다.

또한, 제2 축(Y축) 방향으로 구동력이 발생하면, 렌즈 홀더(230) 및 렌즈 배럴(210)이 제2 축(Y축) 방향으로 움직인다.

여기서, 제2 볼 부재(B3)는 제2 축(Y축)을 따라 구름 운동한다. 이때, 제1 볼 부재(B2)의 움직임은 제한된다.

도 4는 제1 및 제2 가동요크와 제1 및 제2 코일부의 배치관계를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 제1 및 제2 가동요크(510a, 530a)는 렌즈 홀더(230)에 장착된다. 제1 가동요크(510a)와 제2 가동요크(530a)는 서로 수직하게 배치된다.

제1 코일부(510b)는 제1 가동요크(510a)와 마주보도록 배치되고, 제2 코일부(530b)는 제2 가동요크(530a)와 마주보도록 배치된다.

제1 코일부(510b)는 제1 축(X축)을 따라 배치된 제1 코일(510c)과 제2 코일(510d)을 포함한다. 제1 가동요크(510a)의 길이(제1 축 방향)는 제1 코일부(510b)의 길이(제1 축 방향)보다 작다. 일 예로, 제1 코일(510c)과 제2 코일(510d)은 각각 일부가 제1 가동요크(510a)와 마주본다. 제1 코일부(510b)에 전원이 인가되지 않은 상태에서, 제1 가동요크(510a)의 중심은 제1 코일(510c)과 제2 코일(510d) 사이에 위치하고, 제1 코일(510c)과 제2 코일(510d)은 각각 일 부분이 제1 가동요크(510a)와 마주보게 배치될 수 있다.

제2 코일부(530b)는 제2 축(Y축)을 따라 배치된 제3 코일(530c)과 제4 코일(530d)을 포함한다. 제2 가동요크(530a)의 길이(제2 축 방향)는 제2 코일부(530b)의 길이(제2 축 방향)보다 작다. 일 예로, 제3 코일(530c)과 제4 코일(530d)은 각각 일부가 제2 가동요크(530a)와 마주본다. 제2 코일부(530b)에 전원이 인가되지 않은 상태에서, 제2 가동요크(530a)의 중심은 제3 코일(530c)과 제4 코일(530d) 사이에 위치하고, 제3 코일(530c)과 제4 코일(530d)은 각각 일 부분이 제2 가동요크(530a)와 마주보게 배치될 수 있다.

제1 가동요크(510a)는 마그네트(영구자석)가 아닌 자성체이므로, 제1 코일부(510b)에 전원이 인가되지 않을 경우 제1 코일부(510b)는 제1 가동요크(510a)를 끌어당기지 않는다. 그러나, 제1 코일부(510b)에 전원이 인가되면 제1 코일부(510b)의 주위에 자기장이 형성되며, 이에 따라 제1 코일부(510b)는 제1 가동요크(510a)를 끌어당기게 된다.

제1 가동요크(510a)의 길이(제1 축 방향)는 제1 코일부(510b)의 길이(제1 축 방향)보다 작다. 따라서, 제1 코일(510c)에 전원이 인가될 경우 제1 코일(510c)의 자기장에 의해 제1 가동요크(510a)가 제1 코일(510c)을 향해 끌어당겨지고, 제2 코일(510d)에 전원이 인가될 경우 제2 코일(510d)의 자기장에 의해 제1 가동요크(510a)가 제2 코일(510d)을 향해 끌어당겨진다.

다시 말해, 제1 코일부(510b)에 전원이 인가될 경우 제1 코일부(510b)의 자기장에 의해 제1 가동요크(510a)가 제1 축 방향(X축 방향)으로 이동된다. 제1 코일부(510b)는 제1 축(X축)을 따라 배치된 제1 코일(510c) 및 제2 코일(510d)을 포함하므로, 제1 가동요크(510a)는 제1 축(X축)을 따라 양 방향으로 이동될 수 있다.

제2 가동요크(530a)는 마그네트(영구자석)가 아닌 자성체이므로, 제2 코일부(530b)에 전원이 인가되지 않을 경우 제2 코일부(530b)는 제2 가동요크(530a)를 끌어당기지 않는다. 그러나, 제2 코일부(530b)에 전원이 인가되면 제2 코일부(530b)의 주위에 자기장이 형성되며, 이에 따라 제2 코일부(530b)는 제2 가동요크(530a)를 끌어당기게 된다.

한편, 제2 가동요크(530a)의 길이(제2 축 방향)는 제2 코일부(530b)의 길이(제2 축 방향)보다 작다. 따라서, 제3 코일(530c)에 전원이 인가될 경우 제3 코일(530c)의 자기장에 의해 제2 가동요크(530a)가 제3 코일(530c)을 향해 끌어당겨지고, 제4 코일(530d)에 전원이 인가될 경우 제4 코일(530d)의 자기장에 의해 제2 가동요크(530a)가 제4 코일(530d)을 향해 끌어당겨진다.

다시 말해, 제2 코일부(530b)에 전원이 인가될 경우 제2 코일부(530b)의 자기장에 의해 제2 가동요크(530a)가 제2 축 방향(Y축 방향)으로 이동된다. 제2 코일부(530b)는 제2 축(Y축)을 따라 배치된 제3 코일(530c) 및 제4 코일(530d)을 포함하므로, 제2 가동요크(530a)는 제2 축(Y축)을 따라 양방향으로 이동될 수 있다.

한편, 복수의 요크(510e, 510f, 530e, 530f)는 제1 및 제2 코일부(510b, 530b)의 외측에 배치될 수 있다. 일 예로, 복수의 요크(510e, 510f, 530e, 530f)는 기판(600)의 외측면에 장착될 수 있다. 복수의 요크(510e, 510f, 530e, 530f)는 제1 코일부(510b)와 대응되는 2개의 요크 및 제2 코일부(530b)와 대응되는 2개의 요크를 포함할 수 있다.

복수의 요크(510e, 510f, 530e, 530f)는 제1 및 제2 가동요크(510a, 530a)와 광축(Z축)에 수직한 방향으로 마주보도록 배치된다. 일 예로, 복수의 요크(510e, 510f, 530e, 530f)는 제1 및 제2 코일부(510b, 530b)를 사이에 두고 제1 및 제2 가동요크(510a, 530a)와 마주보도록 배치된다.

복수의 요크(510e, 510f, 530e, 530f)는 제1 및 제2 코일부(510b, 530b)의 자속이 누설되는 것을 방지할 수 있다.

초점 조정부(400)에서와는 달리, 제1 및 제2 가동요크(510a, 530a)와 복수의 요크(510e, 510f, 530e, 530f) 사이에는 인력이 작용하지 않는다. 따라서, 제1 및 제2 가동요크(510a, 530a)의 이동이 복수의 요크(510e, 510f, 530e, 530f)에 의해 방해받지 않을 수 있다.

또한, 흔들림 보정을 위한 액츄에이터의 구성으로 마그네트를 사용하지 않고 제1 및 제2 가동요크(510a, 530a)를 사용하며, 제1 및 제2 코일부(510b, 530b)의 외측에 복수의 요크(510e, 510f, 530e, 530f)를 배치함으로써, 자속이 누설되는 문제를 원천적으로 방지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 렌즈 모듈, 프레임 및 캐리어의 분해 사시도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에는 흔들림 보정부(500)와 제1 및 제2 볼 부재(B2, B3)가 접촉 상태를 유지하도록 풀링요크(830) 및 풀링 마그네트(810)가 제공될 수 있다.

캐리어(300)와 렌즈 모듈(200) 중 어느 하나에는 풀링요크(830)이 장착되고, 다른 하나에는 풀링 마그네트(810)가 장착된다.

예를 들어, 풀링요크(830)는 캐리어(300)에 고정되고, 렌즈 모듈(200)에는 풀링요크(830)와 광축 방향으로 마주보는 풀링 마그네트(810)가 배치될 수 있다.

따라서, 풀링요크(830)와 풀링 마그네트(810) 사이에는 광축(Z축) 방향으로 자기 인력이 발생한다.

풀링요크(830)와 풀링 마그네트(810)에 의해 제1 및 제2 코일부(510b, 530b)에 전원이 인가되지 않은 상태에서도 흔들림 보정부(500)와 제1 및 제2 볼 부재(B2, B3)가 접촉 상태를 유지하도록 할 수 있고, 렌즈 모듈(200)이 기설정된 초기 위치에 위치하도록 할 수 있다.

풀링요크(830)와 풀링 마그네트(810) 사이의 자기 인력에 의하여 렌즈 홀더(230) 및 프레임(310)이 풀링요크(301)를 향하는 방향으로 가압되므로, 프레임(310) 및 렌즈 홀더(230)는 제1 및 제2 볼 부재(B2, B3)와 접촉 상태를 유지할 수 있다.

본 발명은 흔들림 보정 과정에서 렌즈 배럴(210)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 사용한다.

따라서, 폐루프 제어를 위하여 위치 센서가 제공될 수 있고, 위치 센서는 홀 센서일 수 있다. 위치 센서는 풀링 마그네트(810)와 광축 방향으로 마주보도록 캐리어에 배치될 수 있다.

이와는 달리, 별도의 위치 센서가 제공되지 않을 수 있으며, 이 경우 제1 코일부(510b) 및 제2 코일부(530b)의 인덕턴스 변화를 통해 제1 및 제2 가동요크(510a, 530a)의 위치를 검출할 수 있다.

예를 들어, 제1 및 제2 가동요크(510a, 530a)가 이동됨에 따라 제1 및 제2 코일부(510b, 530b)의 인덕턴스가 변화하게 된다. 따라서, 제1 및 제2 코일부(510b, 530b)의 인덕턴스 변화를 통해 제1 및 제2 가동요크(510a, 530a)의 위치를 검출할 수 있다.

제1 및 제2 가동요크(510a, 530a)는 렌즈 모듈(200)에 장착되어 렌즈 모듈(200)과 함께 이동되므로, 결국 제1 및 제2 코일부(510b, 530b)의 인덕턴스 변화를 통해 렌즈 모듈(200)의 위치를 검출할 수 있다.

제1 코일부(510b)는 제1 축(X축)을 따라 배치된 제1 코일(510c) 및 제2 코일(510d)을 포함한다. 제1 가동요크(510a)가 제1 축(X축)을 따라 이동될 경우, 제1 코일(510c)의 인덕턴스 값과 제2 코일(510d)의 인덕턴스 값은 증감 방향이 반대일 수 있다.

따라서, 제1 코일(510c)의 인덕턴스 값과 제2 코일(510d)의 인덕턴스 값을 차분하여 주변환경의 온도 변화 등으로 인한 외란의 영향을 제거할 수 있고, 렌즈 모듈(200)의 위치를 정밀하게 검출할 수 있다.

제2 코일부(530b)는 제2 축(Y축)을 따라 배치된 제3 코일(530c) 및 제4 코일(530d)을 포함한다. 제2 가동요크(530a)가 제2 축(Y축)을 따라 이동될 경우, 제3 코일(530c)의 인덕턴스 값과 제4 코일(530d)의 인덕턴스 값은 증감 방향이 반대일 수 있다.

따라서, 제3 코일(530c)의 인덕턴스 값과 제4 코일(530d)의 인덕턴스 값을 차분하여 주변환경의 온도 변화 등으로 인한 외란의 영향을 제거할 수 있고, 렌즈 모듈(200)의 위치를 정밀하게 검출할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 외부 충격 등에 의하여 제1 및 제2 볼 부재(B2, B3), 프레임(310) 및 렌즈 모듈(200)이 캐리어(300)의 외부로 이탈되는 것을 방지하도록 스토퍼(330)가 제공된다.

스토퍼(330)는 렌즈 홀더(230)의 상부면 중 적어도 일부를 커버하도록 캐리어(300)에 결합된다.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 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 200: 렌즈 모듈
210: 렌즈 배럴 230: 렌즈 홀더
300: 캐리어 310: 프레임
400: 초점 조정부 500: 흔들림 보정부

Claims

렌즈 모듈을 수용하는 하우징; 및
상기 렌즈 모듈에 장착된 제1 및 제2 가동요크와, 상기 제1 및 제2 가동요크에 마주보도록 배치되는 제1 및 제2 코일부를 포함하는 흔들림 보정부;를 포함하며,
상기 제1 코일부는 상기 제1 코일부에 전원이 인가됨에 따라 상기 제1 가동요크를 끌어당기도록 구성되고,
상기 제2 코일부는 상기 제2 코일부에 전원이 인가됨에 따라 상기 제2 가동요크를 끌어당기도록 구성되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 가동요크는,
상기 제1 및 제2 코일부의 자기장에 의해 자화되는 재질인 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 코일부와 상기 제2 코일부는 각각 광축에 수직한 방향을 따라 배치된 2개의 코일을 포함하는 카메라 모듈.
제3항에 있어서,
상기 제1 코일부와 상기 제2 코일부에 각각 개별적으로 전원이 인가됨에 따라 상기 제1 가동요크와 상기 제2 가동요크는 상기 광축에 수직한 방향을 따라 이동되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 코일부는 광축에 수직한 제1 축을 따라 배치된 제1 코일 및 제2 코일을 포함하고, 상기 제2 코일부는 상기 광축 및 상기 제1 축에 모두 수직한 제2 축을 따라 배치된 제3 코일 및 제4 코일을 포함하는 카메라 모듈.
제5항에 있어서,
상기 제1 코일 및 상기 제2 코일은 각각 일 부분이 상기 제1 가동요크와 마주보도록 배치되고,
상기 제3 코일 및 상기 제4 코일은 각각 일 부분이 상기 제2 가동요크와 마주보도록 배치된 카메라 모듈.
제5항에 있어서,
상기 제1 코일부의 외측에는 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일에 대응되는 위치에 복수의 요크가 배치되고,
상기 제2 코일부의 외측에는 상기 제3 코일 및 상기 제4 코일에 대응되는 위치에 복수의 요크가 배치된 카메라 모듈.
제5항에 있어서,
상기 제1 및 제2 가동요크의 이동에 따른 상기 제1 및 제2 코일부의 인덕턴스 변화를 통해 상기 렌즈 모듈의 위치를 검출하도록 구성된 카메라 모듈.
제8항에 있어서,
상기 제1 가동요크의 이동에 따라, 상기 제1 코일의 인덕턴스 값과 상기 제2 코일의 인덕턴스 값은 반대 방향으로 증감되고,
상기 제2 가동요크의 이동에 따라, 상기 제3 코일의 인덕턴스 값과 상기 제4 코일의 인덕턴스 값은 반대 방향으로 증감되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 하우징에 수용되는 캐리어;를 더 포함하고,
상기 캐리어에는 상기 렌즈 모듈 및 상기 렌즈 모듈의 이동을 가이드하는 프레임이 수용되는 카메라 모듈.
제10항에 있어서,
상기 캐리어와 상기 프레임 사이에는 제1 볼 부재가 배치되고, 상기 프레임과 상기 렌즈 모듈 사이에는 제2 볼 부재가 배치되며,
상기 제1 볼 부재는 상기 프레임 및 상기 렌즈 모듈의 제1 축 방향으로의 이동을 가이드하도록 상기 제1 축 방향으로 구름운동 가능하게 배치되고,
상기 제2 볼 부재는 상기 렌즈 모듈의 제2 축 방향으로의 이동을 가이드하도록 상기 제2 축 방향으로 구름운동 가능하게 배치되며,
상기 제1 축 방향은 광축에 수직한 방향이고, 상기 제2 축 방향은 상기 광축 및 상기 제1 축에 모두 수직한 방향인 카메라 모듈.
제10항에 있어서,
상기 캐리어와 상기 렌즈 모듈 중 어느 하나에는 풀링 마그네트가 구비되고, 다른 하나에는 풀링요크가 구비되며,
상기 풀링 마그네트와 상기 풀링요크 사이에는 광축 방향으로 자기 인력이 작용하는 카메라 모듈.
렌즈 모듈을 수용하는 캐리어;
상기 렌즈 모듈과 상기 캐리어를 수용하는 하우징;
상기 캐리어에 구비된 마그네트 및 상기 마그네트와 마주보도록 배치된 코일을 포함하는 초점 조정부; 및
상기 렌즈 모듈에 장착된 제1 및 제2 가동요크와, 상기 제1 및 제2 가동요크에 마주보도록 배치되는 제1 및 제2 코일부를 포함하는 흔들림 보정부;를 포함하며,
상기 제1 및 제2 가동요크는 상기 제1 및 제2 코일부의 자기장에 의해 자화되는 재질로 제공되고,
상기 제1 코일부와 상기 제2 코일부는 각각 광축에 수직한 방향을 따라 배치된 2개의 코일을 포함하며,
상기 제1 가동요크는 상기 제1 코일부의 자기장에 의해 상기 광축에 수직한 제1 축을 따라 양 방향 이동되고,
상기 제2 가동요크는 상기 제2 코일부의 자기장에 의해 상기 광축 및 상기 제1 축에 모두 수직한 제2 축을 따라 양 방향 이동되는 카메라 모듈.
제13항에 있어서,
상기 제1 코일부의 2개의 코일은 각각 일 부분이 상기 제1 가동요크와 마주보도록 배치되고,
상기 제2 코일부의 2개의 코일은 각각 일 부분이 상기 제2 가동요크와 마주보도록 배치된 카메라 모듈.
제13항에 있어서,
상기 제1 코일부의 외측에는 상기 제1 코일부의 2개의 코일에 대응되는 위치에 복수의 요크가 배치되고,
상기 제2 코일부의 외측에는 상기 제2 코일부의 2개의 코일에 대응되는 위치에 복수의 요크가 배치된 카메라 모듈.