KR20210147215A - 카메라 모듈 - Google Patents

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KR20210147215A
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서보성
윤영복
권용환
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 하우징; 상기 하우징 내에 배치되며, 광축 방향으로 각각 개별적으로 이동 가능한 제1 렌즈모듈과 제2 렌즈모듈; 이동 시에 각 렌즈모듈의 양측 중 어느 하나에는 구름 마찰이 발생하고, 나머지 하나에는 미끄럼 마찰이 발생하도록 구성될 수 있다.

Description

카메라 모듈{Camera module}
본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.
최근 스마트폰을 비롯한 휴대용 전자기기의 두께를 줄이기 위하여, 광의 경로를 변경하는 반사부재를 구비하고, 복수의 렌즈모듈을 휴대용 전자기기의 두께 방향이 아닌 길이 방향 또는 폭 방향으로 배치한 카메라 모듈이 제안되고 있다.
이러한 카메라 모듈은 복수의 렌즈모듈을 광축 방향(즉, 휴대용 전자기기의 길이 방향 또는 폭 방향)으로 이동시켜 자동 초점 기능 및 줌 기능을 구현할 수 있다.
복수의 렌즈모듈의 이동 시에, 복수의 렌즈모듈의 양 측부가 모두 볼 부재에 의해 지지되는 경우, 복수의 렌즈모듈의 양 측부에 볼 부재를 수용하기 위한 가이드홈이 구비되어야 하므로, 복수의 렌즈모듈(또는 카메라 모듈)의 사이즈를 줄이는데 한계가 있다.
또한, 복수의 렌즈모듈 간의 간격을 이동시켜 줌 기능을 구현할 경우, 각 렌즈모듈이 이동할 수 있는 공간을 확보해야 하므로, 카메라 모듈의 사이즈를 줄이기 어려운 문제도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은, 사이즈를 줄일 수 있는 카메라 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 하우징; 상기 하우징 내에 배치되며, 광축 방향으로 각각 개별적으로 이동 가능한 제1 렌즈모듈과 제2 렌즈모듈; 이동 시에 각 렌즈모듈의 양측 중 어느 하나에는 구름 마찰이 발생하고, 나머지 하나에는 미끄럼 마찰이 발생하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에 의하면, 카메라 모듈의 사이즈를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈이 장착된 휴대용 전자기기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 사시도이다.
도 3a는 도 2의 I-I'의 단면도이며, 도 3b는 도 2의 II-II'의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에 구비되는 렌즈의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 하우징, 가이드부재 및 반사모듈의 분해 사시도이다.
도 7a 내지 도 7c는 반사모듈이 제1 축(X축)을 회전축으로 하여 회전되는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8a 내지 도 8c는 반사모듈이 제2 축(Y축)을 회전축으로 하여 회전되는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 하우징, 제1 렌즈모듈 및 제2 렌즈모듈의 분해 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 하우징, 제1 렌즈모듈 및 제2 렌즈모듈의 결합 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 제1 렌즈모듈 및 제2 렌즈모듈의 저면 사시도이다.
도 12a 및 도 12b는 제1 렌즈모듈 및 제2 렌즈모듈의 저면도이다.
도 13a는 도 10의 III-III'의 단면도이다.
도 13b는 도 13a의 IV-IV'의 단면도이다.
도 14a는 도 10의 V-V'의 단면도이다.
도 14b는 도 14a의 VI-VI'의 단면도이다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈이 장착된 휴대용 전자기기의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 휴대용 전자기기(1)에 장착될 수 있다. 휴대용 전자기기(1)는 이동 통신 단말기, 스마트폰, 태블릿 PC 등의 휴대가능한 전자기기일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 휴대용 전자기기(1)에는 피사체를 촬영할 수 있도록 카메라 모듈(1000)이 장착된다.
본 실시예에서, 카메라 모듈(1000)은 복수의 렌즈를 포함한다. 복수의 렌즈의 광축(Z축)은 휴대용 전자기기(1)의 두께 방향(X축 방향, 휴대용 전자기기(1)의 전면(Front Surface)에서 후면(Rear Surface)을 향하는 방향 또는 그 반대 방향)에 수직한 방향을 향할 수 있다.
일 예로, 카메라 모듈(1000)에 구비된 복수의 렌즈의 광축(Z축)은 휴대용 전자기기(1)의 폭 방향 또는 길이 방향으로 형성될 수 있다.
따라서, 카메라 모듈(1000)이 자동 초점 조정(Auto Focusing, 이하 AF), 광학 줌(Optical Zoom, 이하 Zoom) 및 흔들림 보정(Optical Image Stabilizing, 이하 OIS) 등의 기능을 구비하더라도 휴대용 전자기기(1)의 두께가 증가하지 않도록 할 수 있다. 이에 따라, 휴대용 전자기기(1)의 박형화가 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 AF, Zoom 및 OIS 기능 중 적어도 하나를 구비할 수 있다.
AF, Zoom 및 OIS 기능 등을 구비하는 카메라 모듈(1000)은 다양한 부품이 구비되어야 하므로 일반적인 카메라 모듈에 비하여 카메라 모듈의 크기가 증가한다.
카메라 모듈(1000)의 크기가 증가하게 되면 카메라 모듈(1000)이 장착되는 휴대용 전자기기(1)의 소형화에 문제가 될 수 있다.
예를 들어, 카메라 모듈은 Zoom 기능을 위하여 복수의 렌즈 군을 포함하는데, 복수의 렌즈 군이 휴대용 전자기기의 두께 방향으로 배치되는 경우에는 렌즈 군의 수에 따라 휴대용 전자기기의 두께도 증가하게 된다. 이에 따라, 휴대용 전자기기의 두께를 증가시키지 않으면 렌즈 군의 수를 충분하게 확보할 수 없어 Zoom 성능이 약해지게 된다.
또한, AF, Zoom 및 OIS 기능 등을 구현하기 위하여는 복수의 렌즈 군을 광축 방향 또는 광축에 수직한 방향 등으로 이동시키는 액츄에이터를 설치하여야 하는데, 렌즈 군의 광축(Z축)이 휴대용 전자기기의 두께 방향으로 형성되는 경우에는 렌즈군을 이동시키기 위한 액츄에이터도 휴대용 전자기기의 두께 방향으로 설치되어야 한다. 따라서, 휴대용 전자기기의 두께가 증가하게 된다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 복수의 렌즈의 광축(Z축)이 휴대용 전자기기(1)의 두께 방향(X축 방향)에 수직하도록 배치되므로, AF, Zoom 및 OIS 기능을 구비한 카메라 모듈(1000)이 장착되더라도 휴대용 전자기기(1)를 박형화할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 사시도이고, 도 3a는 도 2의 I-I'의 단면도이며, 도 3b는 도 2의 II-II'의 단면도이다.
또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에 구비되는 렌즈의 평면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 카메라 모듈(1000)은 하우징(110), 반사모듈(300), 렌즈모듈(400), 이미지센서모듈(500) 및 케이스(130)를 포함한다.
하우징(110)의 내부에는 일측에서 타측을 향하여 반사모듈(300), 렌즈모듈(400) 및 이미지센서모듈(500)이 배치된다. 하우징(110)은 반사모듈(300), 렌즈모듈(400) 및 이미지센서모듈(500)을 수용할 수 있도록 내부공간을 구비한다. 다만, 이미지센서모듈(500)은 하우징(110)의 외부에 부착될 수도 있다.
하우징(110)은 상부가 개방된 박스 형상일 수 있다.
케이스(130)는 하우징(110)의 상부를 덮도록 하우징(110)과 결합된다. 케이스(130)는 광이 입사되도록 개구(131)를 구비한다. 케이스(130)의 개구(131)를 통해 입사된 광은 반사모듈(300)에 의해 진행 방향이 변경되어 렌즈모듈(400)로 입사된다.
반사모듈(300)은 광의 진행 방향을 변경하도록 구성된다. 일 예로, 하우징(110)의 내부로 입사된 광은 반사모듈(300)을 통해 렌즈모듈(400)을 향하도록 진행 방향이 바뀔 수 있다.
반사모듈(300)은 반사부재(310) 및 반사부재(310)가 장착되는 홀더(330)를 포함한다.
반사부재(310)는 광의 진행 방향을 변경할 수 있도록 구성된다. 일 예로, 반사부재(310)는 광을 반사시키는 미러(Mirror) 또는 프리즘(Prism)일 수 있다.
케이스(130)의 개구(131)를 통해 입사된 광은, 반사모듈(300)에 의해 렌즈모듈(400)을 향하도록 경로가 바뀌게 된다. 가령, 카메라 모듈(1000)의 두께 방향(X축 방향)으로 입사된 광은 반사모듈(300)에 의해 광축 방향(Z축 방향)과 대략 일치하도록 경로가 변경된다.
렌즈모듈(400)은 반사모듈(300)에 의해 진행 방향이 변경된 광이 통과되는 복수의 렌즈를 포함한다. 예컨대, 렌즈모듈(400)은 제1 렌즈모듈(410), 제2 렌즈모듈(430) 및 제3 렌즈모듈(450)을 포함할 수 있다. 도 4에서는 렌즈모듈(400)이 3개의 렌즈모듈, 즉 제1 내지 제3 렌즈모듈(410, 430, 450)을 포함하는 것으로 설명하나, 이에 한정되지 않으며 렌즈모듈(400)은 적어도 2개의 렌즈모듈을 포함할 수 있다.
제1 내지 제3 렌즈모듈(410, 430, 450) 중에서, 제3 렌즈모듈(450)이 반사모듈(300)에 가장 가깝게 배치되고, 제1 렌즈모듈(410)이 이미지센서모듈(500)에 가장 가깝게 배치될 수 있다. 제2 렌즈모듈(430)은 제1 렌즈모듈(410)과 제3 렌즈모듈(450) 사이에 배치될 수 있다.
제1 내지 제3 렌즈모듈(410, 430, 450)은 서로 간의 간격이 가변될 수 있도록 이동 가능하다. 예컨대, 제1 내지 제3 렌즈모듈(410, 430, 450)은 각각 광축 방향(Z축 방향)으로 이동될 수 있다.
제1 및 제2 렌즈모듈(410, 430) 중 어느 하나 또는 양자가 이동됨으로써 줌 기능을 구현할 수 있고, 제3 렌즈모듈(450)이 이동됨으로서 자동 초점 기능을 구현할 수 있다.
한편, 렌즈모듈(400)이 2개의 렌즈모듈을 포함하는 경우, 2개의 렌즈모듈 중 어느 하나 또는 양자가 광축 방향(Z축 방향)으로 이동되어 자동 초점 기능과 줌 기능을 구현할 수 있다.
하우징(110)은 반사모듈(300), 제1 렌즈모듈(410), 제2 렌즈모듈(430) 및 제3 렌즈모듈(450)이 배치되는 내부공간을 구비한다.
하우징(110)에는 제1 돌출벽(111)이 구비된다. 일 예로, 제1 돌출벽(111)은 하우징(110)의 양쪽 내측면에서 서로를 향해 돌출되는 형상일 수 있다.
제1 돌출벽(111)에 의해 하우징(110)의 내부공간은 반사모듈(300)이 배치되는 공간과 렌즈모듈(400)이 배치되는 공간으로 구별될 수 있다. 예컨대, 제1 돌출벽(111)을 기준으로 전방에는 반사모듈(300)이 배치되고, 후방에는 렌즈모듈(400)이 배치될 수 있다.
하우징(110)에는 제2 돌출벽(112)이 구비된다. 일 예로, 제2 돌출벽(112)은 하우징(110)의 양쪽 내측면에서 서로를 향해 돌출되는 형상일 수 있다.
제2 돌출벽(112)에 의해 하우징(110)의 내부공간은 제3 렌즈모듈(450)이 배치되는 공간과 제1 및 제2 렌즈모듈(410, 430)이 배치되는 공간으로 구별될 수 있다. 예컨대, 제2 돌출벽(112)을 기준으로 전방에는 제3 렌즈모듈(450)이 배치되고, 후방에는 제1 및 제2 렌즈모듈(410, 430)이 배치될 수 있다.
각 렌즈모듈에는 적어도 하나의 렌즈가 구비된다. 도 4에는 설명의 편의를 위하여 제3 렌즈모듈(450)에 구비된 렌즈(L1, 이하 제1 렌즈라고 함)가 도시되어 있다.
이미지센서모듈(500)은 이미지센서(510), 인쇄회로기판(530), 적외선 차단필터(550) 및 센서하우징(570)을 포함할 수 있다.
이미지센서(510)는 본딩 와이어에 의해 인쇄회로기판(530)에 연결되고, 인쇄회로기판(530)은 센서하우징(570)에 결합된다.
적외선 차단필터(550)는 렌즈모듈(400)을 통과한 광 중에서 적외선 영역의 광을 차단하는 역할을 하며, 센서하우징(570)에 결합될 수 있다.
렌즈모듈(400)을 기준으로, 렌즈모듈(400)의 전방(도 2를 기준으로 좌측)에 반사모듈(300)이 배치되고, 렌즈모듈(400)의 후방(도 2를 기준으로 우측)에 이미지센서모듈(500)이 배치된다.
각 렌즈모듈에 구비된 렌즈 중에서 적어도 하나의 렌즈는 비원형의 평면 형상을 갖는다. 예를 들어, 제1 렌즈(L1)는 광축 방향(Z축 방향)에서 바라볼 때 비원형이다. 한편, 각 렌즈모듈에 구비된 모든 렌즈가 비원형의 평면 형상을 갖는 것도 가능하다.
도 5를 참조하면, 광축(Z축)에 수직한 평면에서, 제1 렌즈(L1)는 광축(Z축)에 수직한 제1 축 방향(X축 방향)으로의 길이가 광축(Z축) 및 제1 축 방향(X축 방향)에 모두 수직한 제2 축 방향(Y축 방향)으로의 길이보다 더 짧다.
예를 들어, 제1 렌즈(L1)는 장축(Major axis)과 단축(Minor axis)을 갖는다. 광축(Z축)을 지나면서 제1 축 방향(X축 방향)으로 제1 렌즈(L1)의 양 측면을 연결하는 선분이 단축이고, 광축(Z축)을 지나면서 제2 축 방향(Y축 방향)으로 제1 렌즈(L1)의 양 측면을 연결하는 선분이 장축이다. 장축과 단축은 서로 수직하며, 장축의 길이는 단축의 길이보다 길다.
제1 렌즈(L1)는 광학부(10)와 플랜지부(30)를 포함한다.
광학부(10)는 제1 렌즈(L1)의 광학 성능이 발휘되는 부분일 수 있다. 일 예로, 피사체로부터 반사된 광이 광학부(10)를 통과하며 굴절될 수 있다.
광학부(10)는 굴절력을 갖고, 비구면 형상을 가질 수 있다.
플랜지부(30)는 제1 렌즈(L1)를 다른 구성, 일 예로, 렌즈모듈 또는 다른 렌즈에 고정하는 구성일 수 있다.
플랜지부(30)는 광학부(10)로부터 연장되며, 광학부(10)와 일체로 형성될 수 있다.
광학부(10)는 비원형으로 형성된다. 예를 들어, 광학부(10)는 광축 방향(Z축 방향)에서 바라볼 때 비원형이다. 도 5를 참조하면, 광축(Z축)에 수직한 평면에서, 광학부(10)는 광축(Z축)에 수직한 제1 축 방향(X축 방향)으로의 길이가 광축(Z축) 및 제1 축 방향(X축 방향)에 모두 수직한 제2 축 방향(Y축 방향)으로의 길이보다 더 짧다.
광학부(10)는 제1 가장자리(11), 제2 가장자리(12), 제3 가장자리(13) 및 제4 가장자리(14)를 포함한다.
광축 방향(Z축 방향)에서 바라볼 때, 제1 가장자리(11)와 제2 가장자리(12)는 각각 원호(arc) 형상을 갖는다.
제2 가장자리(12)는 제1 가장자리(11)의 반대측에 구비된다. 또한, 제1 가장자리(11)와 제2 가장자리(12)는 광축(Z축)을 기준으로 서로 마주보게 위치한다.
제4 가장자리(14)는 제3 가장자리(13)의 반대측에 구비된다. 또한, 제3 가장자리(13)와 제4 가장자리(14)는 광축(Z축)을 기준으로 서로 마주보게 위치한다.
제3 가장자리(13)와 제4 가장자리(14)는 각각 제1 가장자리(11)와 제2 가장자리(12)를 연결한다. 제3 가장자리(13)와 제4 가장자리(14)는 광축(Z축)을 기준으로 대칭이며, 서로 평행하게 형성될 수 있다.
광축 방향(Z축 방향)에서 바라볼 때, 제1 가장자리(11)와 제2 가장자리(12)는 원호(arc) 형상을 포함하고, 제3 가장자리(13)와 제4 가장자리(14)는 대체로 직선 형상을 포함한다.
광학부(10)는 장축(a, Major axis)과 단축(b, Minor axis)을 갖는다. 광축(Z축)을 지나면서 제3 가장자리(13)와 제4 가장자리(14)를 최단거리로 연결하는 선분이 단축(b)이고, 광축(Z축)을 지나면서 제1 가장자리(11)와 제2 가장자리(12)를 연결하며 단축(b)에 수직한 선분이 장축(a)이다. 장축(a)의 길이는 단축(b)의 길이보다 길다.
플랜지부(30)는 광학부(10)의 일부의 둘레를 따라 제2 축 방향(Y축 방향)으로 연장된다. 플랜지부(30)는 적어도 일부가 렌즈모듈의 내부면에 접촉된다.
플랜지부(30)는 제1 플랜지부(31) 및 제2 플랜지부(32)를 포함한다. 제1 플랜지부(31)는 광학부(10)의 제1 가장자리(11)에서 연장되며, 제2 플랜지부(32)는 광학부(10)의 제2 가장자리(12)에서 연장된다.
광학부(10)의 제1 가장자리(11)는 제1 플랜지부(31)와 인접한 부분을 의미할 수 있고, 광학부(10)의 제2 가장자리(12)는 제2 플랜지부(32)와 인접한 부분을 의미할 수 있다.
광학부(10)의 제3 가장자리(13)는 플랜지부(30)가 형성되지 않은 광학부(10)의 일 측면을 의미할 수 있고, 광학부(10)의 제4 가장자리(14)는 플랜지부(30)가 형성되지 않은 광학부(10)의 타 측면을 의미할 수 있다.
한편, 도 4를 참조하면, 제1 렌즈(L1)는 제1 축 방향(X축 방향)을 향하는 측면들 중 하나가 하우징(110)의 바닥면을 향하도록 배치되고, 제2 축 방향(Y축 방향)을 향하는 측면들이 각각 하우징(110)의 내측면을 향하도록 배치된다.
즉, 제1 렌즈(L1)는 제1 축 방향(X축 방향)을 향하는 측면들이 하우징(110)의 두께 방향(X축 방향)을 향하도록 배치되고, 제2 축 방향(Y축 방향)을 향하는 측면들이 하우징(110)의 폭 방향(Y축 방향)을 향하도록 배치된다.
제1 렌즈(L1)는 제1 축 방향(X축 방향)으로의 길이가 제2 축 방향(Y축 방향)으로의 길이보다 더 짧게 형성되므로, 하우징(110)의 두께를 줄일 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 하우징, 가이드부재 및 반사모듈의 분해 사시도이고, 도 7a 내지 도 7c는 반사모듈이 제1 축(X축)을 회전축으로 하여 회전되는 모습을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 8a 내지 도 8c는 반사모듈이 제2 축(Y축)을 회전축으로 하여 회전되는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
반사모듈(300)은 하우징(110)의 내부공간에 배치되며, 하우징(110)을 향해 당겨질 수 있다. 예컨대, 반사모듈(300)은 광축 방향(Z축 방향)으로 하우징(110)의 내측면을 향해 당겨질 수 있다.
이를 위하여, 하우징(110)에는 풀링요크(170)가 배치되고, 반사모듈(300)에는 풀링마그네트(180)가 배치된다. 풀링요크(170)와 풀링마그네트(180)는 광축 방향(Z축 방향)으로 마주보게 배치된다. 풀링요크(170)는 자성체일 수 있다.
따라서, 풀링요크(170)와 풀링마그네트(180)는 광축 방향(Z축 방향)으로 인력을 발생시키며, 이에 따라 반사모듈(300)이 하우징(110)을 향해 가압될 수 있다.
풀링요크(170)와 풀링마그네트(180)의 장착 위치는 서로 바뀔 수 있다. 다른 실시예로, 하우징(110)과 반사모듈(300)에 각각 풀링마그네트(180)가 장착되는 것도 가능하다.
반사모듈(300)의 전방에는 가이드부재(200)가 배치된다. 가이드부재(200)는 하우징(110)의 내측면과 반사모듈(300) 사이에 배치된다. 일 예로, 가이드부재(200)는 풀링요크(170)가 배치되는 하우징(110)의 내측면과 풀링마그네트(180)가 배치되는 반사모듈(300) 사이에 배치된다.
가이드부재(200)는 판 형상일 수 있고, 풀링요크(170)와 풀링마그네트(180)가 직접 마주볼 수 있도록 관통홀(210)을 구비할 수 있다.
풀링요크(170)와 풀링마그네트(180)가 직접 마주보도록 배치되므로, 반사모듈(300)을 당기는 힘을 극대화할 수 있다. 또한, 광축 방향(Z축 방향)으로 카메라 모듈(1000)을 소형화시킬 수 있다.
풀링요크(170)와 풀링마그네트(180) 사이에는 광축 방향(Z축 방향)으로 인력이 작용하므로, 이에 따라 반사모듈(300)과 가이드부재(200)가 하우징(110)을 향해 광축 방향(Z축 방향)으로 가압될 수 있다.
가이드부재(200)와 반사모듈(300) 사이에는 제1 볼 부재(B1)가 배치되고, 하우징(110)과 가이드부재(200) 사이에는 제2 볼 부재(B2)가 배치된다.
제1 볼 부재(B1)는 제1 축(X축)을 따라 이격 배치된 복수의 볼 부재를 포함하고, 제2 볼 부재(B2)는 제2 축(Y축)을 따라 이격 배치된 복수의 볼 부재를 포함한다.
풀링요크(170)와 풀링마그네트(180) 사이의 인력에 의해 제1 볼 부재(B1)는 가이드부재(200) 및 반사모듈(300)과 접촉하고, 제2 볼 부재(B2)는 하우징(110) 및 가이드부재(200)와 접촉한다.
가이드부재(200)와 반사모듈(300)이 서로 마주보는 면에는 각각 제1 볼 부재(B1)가 수용되는 수용홈이 구비된다. 일 예로, 가이드부재(200)와 반사모듈(300)이 서로 광축 방향(Z축 방향)으로 마주보는 면에는 제1 수용홈(231) 및 제2 수용홈(232)이 구비되고, 제1 볼 부재(B1)는 제1 수용홈(231)과 제2 수용홈(232) 사이에 배치된다.
제1 수용홈(231)과 제2 수용홈(232)은 각각 제1 축(X축)을 따라 이격 배치된 복수의 수용홈을 포함한다.
하우징(110)과 가이드부재(200)가 서로 마주보는 면에는 각각 제2 볼 부재(B2)가 수용되는 수용홈이 구비된다. 일 예로, 하우징(110)과 가이드부재(200)가 서로 광축 방향(Z축 방향)으로 마주보는 면에는 제3 수용홈(233) 및 제4 수용홈(234)이 구비되고, 제2 볼 부재(B2)는 제3 수용홈(233)과 제4 수용홈(234) 사이에 배치된다.
제3 수용홈(233)과 제4 수용홈(234)은 각각 제2 축(Y축)을 따라 이격 배치된 복수의 수용홈을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 반사모듈(300)을 회전시켜 촬영 시의 흔들림을 보정할 수 있다.
예컨대, 촬영 시에 흔들림이 발생하는 경우, 흔들림에 대응하는 상대변위를 반사모듈(300)에 부여하여 흔들림을 보정할 수 있다.
반사모듈(300)은 제1 축(X축) 및 제2 축(Y축)을 기준으로 회전될 수 있다. 예컨대, 반사모듈(300)은 제1 축(X축)을 회전축으로 하여 가이드부재(200)에 대해 상대 회전될 수 있다. 또한, 반사모듈(300)은 제2 축(Y축)을 회전축으로 하여 가이드부재(200)와 함께 하우징(110)에 대해 상대 회전될 수 있다.
가이드부재(200)와 반사모듈(300) 사이에는 제1 볼 부재(B1)가 배치되고, 제1 볼 부재(B1)는 제1 축(X축)을 따라 배치된 복수의 볼 부재를 포함한다. 따라서, 반사모듈(300)은 제1 볼 부재(B1)에 지지된 상태로 제1 축(X축)을 회전축으로 하여 회전될 수 있다(도 7a 내지 7c 참조).
제1 볼 부재(B1)가 제1 축(X축)을 따라 배치된 복수의 볼 부재를 포함하므로, 반사모듈(300)은 제1 축(X축)을 회전축으로 하여 가이드부재(200)에 대해 상대 회전될 수 있다. 한편, 반사모듈(300)은 제2 축(Y축)을 회전축으로 하여 가이드부재(200)에 대해 상대 회전되는 것이 제한된다.
하우징(110)과 가이드부재(200) 사이에는 제2 볼 부재(B2)가 배치되고, 제2 볼 부재(B2)는 제2 축(Y축)을 따라 배치된 복수의 볼 부재를 포함한다. 따라서, 가이드부재(200)는 제2 볼 부재(B2)에 지지된 상태로 제2 축(Y축)을 회전축으로 하여 회전될 수 있다(도 8a 내지 8c 참조).
제2 볼 부재(B2)가 제2 축(Y축)을 따라 배치된 복수의 볼 부재를 포함하므로, 가이드부재(200)는 제2 축(Y축)을 회전축으로 하여 하우징(110)에 대해 상대 회전될 수 있다. 한편, 가이드부재(200)는 제1 축(X축)을 회전축으로 하여 하우징(110)에 대해 상대 회전되는 것이 제한된다.
여기서, 반사모듈(300)은 가이드부재(200)와 함께 하우징(110)에 대해 제2 축(Y축)을 회전축으로 하여 상대 회전될 수 있다.
반사모듈(300)을 회전시키기 위하여 구동부가 제공될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 반사모듈(300)을 제1 축(X축)을 회전축으로 하여 회전시키는 제1 구동부(610) 및 반사모듈(300)을 제2 축(Y축)을 회전축으로 하여 회전시키는 제2 구동부(630)를 포함할 수 있다(도 4 참조).
제1 구동부(610)는 제1 마그네트(611)와 제1 코일(613)을 포함한다.
제1 마그네트(611)는 반사모듈(300)에 장착된다. 일 예로, 제1 마그네트(611)는 홀더(330)의 측면에 배치된다.
제1 코일(613)은 제1 마그네트(611)와 광축 방향(Z축 방향)에 수직한 방향으로 마주보도록 배치된다. 일 예로, 하우징(110)에는 제1 코일(613)이 배치되는 관통홀(113)이 구비되고, 제1 코일(613)은 관통홀(113)에 배치되어 제1 마그네트(611)와 제2 축 방향(Y축 방향)으로 마주보도록 배치된다. 제1 코일(613)은 하우징(110)에 결합되는 기판(160)에 구비될 수 있다(도 4 참조).
제1 마그네트(611)는 홀더(330)의 양 측면에 배치되는 복수의 마그네트를 포함할 수 있고, 제1 코일(613)도 제1 마그네트(611)와 대응되게 복수의 코일을 포함할 수 있다.
제1 마그네트(611)와 제1 코일(613)은 서로 마주보는 방향으로 구동력을 발생시킨다. 예컨대, 제1 마그네트(611)와 제1 코일(613)은 제2 축 방향(Y축 방향)으로 구동력을 발생시킨다.
따라서, 제1 마그네트(611)와 제1 코일(613)의 구동력에 의해, 반사모듈(300)은 제1 축(X축)을 회전축으로 하여 회전될 수 있다.
제2 구동부(630)는 제2 마그네트(631)와 제2 코일(633)을 포함한다.
제2 마그네트(631)는 반사모듈(300)에 장착된다. 일 예로, 제2 마그네트(631)는 홀더(330)의 하부면에 배치된다.
제2 코일(633)은 제2 마그네트(631)와 광축 방향(Z축 방향)에 수직한 방향으로 마주보도록 배치된다. 일 예로, 하우징(110)의 바닥면에는 제2 코일(633)이 배치되는 관통홀이 구비되고, 제2 코일(633)은 관통홀에 배치되어 제2 마그네트(631)와 제1 축 방향(X축 방향)으로 마주보도록 배치된다. 제2 코일(633)은 하우징(110)에 결합되는 기판(160)에 구비될 수 있다(도 4 참조).
제2 마그네트(631)와 제2 코일(633)은 서로 마주보는 방향으로 구동력을 발생시킨다. 예컨대, 제2 마그네트(631)와 제2 코일(633)은 제1 축 방향(X축 방향)으로 구동력을 발생시킨다.
따라서, 제2 마그네트(631)와 제2 코일(633)의 구동력에 의해, 반사모듈(300)은 가이드부재(200)와 함께 제2 축(Y축)을 회전축으로 하여 회전될 수 있다.
한편, 제1 구동부(610)와 제2 구동부(630)는 서로 수직한 방향으로 구동력을 발생시킨다.
반사모듈(300)은 제1 축(X축)을 회전축으로 하여 회전될 수 있고(도 7a, 7b 및 7c 참조), 반사모듈(300)과 가이드부재(200)는 제2 축(Y축)을 회전축으로 하여 함께 회전될 수 있다(도 8a, 8b 및 8c 참조)
여기서, 도 4, 도 7a 내지 도 8c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 하우징(110)의 제1 돌출벽(111)에 끼워지는 스토퍼(150)를 포함할 수 있다.
스토퍼(150)는 후크 형상으로 구비되어 후크 부분이 제1 돌출벽(111)의 상부에 걸린 상태로 배치될 수 있다.
스토퍼(150)는 반사모듈(300)의 회전범위를 제한할 수 있다.
한편, 스토퍼(150)에는 완충 부재가 부착될 수 있다. 완충 부재는 탄성력을 갖는 재질일 수 있다. 따라서, 반사모듈(300)이 스토퍼(150)와 충돌할 경우 충격 및 소음이 저감될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 반사모듈(300)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 사용한다.
따라서, 반사모듈(300)의 위치를 감지하도록 제1 위치센서(615) 및 제2 위치센서(635)가 제공된다.
제1 위치센서(615)는 제1 마그네트(611)와 마주보도록 제1 코일(613)의 내측 중공부에 배치될 수 있고, 제2 위치센서(635)는 제2 마그네트(631)와 마주보도록 제2 코일(633)의 내측 중공부에 배치될 수 있다.
제1 위치센서(615)와 제2 위치센서(635)는 홀 센서일 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 하우징, 제1 렌즈모듈 및 제2 렌즈모듈의 분해 사시도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 하우징, 제1 렌즈모듈 및 제2 렌즈모듈의 결합 사시도이며, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 제1 렌즈모듈 및 제2 렌즈모듈의 저면 사시도이다.
또한, 도 12a 및 도 12b는 제1 렌즈모듈 및 제2 렌즈모듈의 저면도이고, 도 13a는 도 10의 III-III'의 단면도이며, 도 13b는 도 13a의 IV-IV'의 단면도이다.
또한, 도 14a는 도 10의 V-V'의 단면도이고, 도 14b는 도 14a의 VI-VI'의 단면도이다.
먼저, 도 9 내지 도 11을 참조하면, 하우징(110)에는 제1 렌즈모듈(410)과 제2 렌즈모듈(430)이 배치된다. 제1 렌즈모듈(410)과 제2 렌즈모듈(430)은 각각 광축 방향(Z축 방향)으로 이동 가능하게 구비된다. 즉, 제1 렌즈모듈(410)과 제2 렌즈모듈(430)은 개별적으로 광축 방향(Z축 방향)으로 이동 가능하다.
제1 렌즈모듈(410) 및 제2 렌즈모듈(430) 중 어느 하나 또는 양자가 이동됨으로써, 제1 렌즈모듈(410) 및 제2 렌즈모듈(430) 사이의 상대적인 간격이 가변될 수 있으므로 줌 기능을 구현할 수 있다.
제1 렌즈모듈(410)을 광축 방향(Z축 방향)으로 이동시키기 위하여 제3 구동부(700)가 제공될 수 있다.
제3 구동부(700)는 제3 마그네트(710)와 제3 코일(730)을 포함하며, 제1 렌즈모듈(410)의 일측에 배치될 수 있다.
제3 마그네트(710)는 제1 렌즈모듈(410)에 장착된다. 일 예로, 제3 마그네트(710)는 제1 렌즈모듈(410)의 일 측면에 배치된다.
제3 코일(730)은 제3 마그네트(710)와 광축 방향(Z축 방향)에 수직한 방향으로 마주보도록 배치된다. 일 예로, 하우징(110)에는 제3 코일(730)이 배치되는 관통홀(115)이 구비되고, 제3 코일(730)은 관통홀(115)에 배치되어 제3 마그네트(710)와 제2 축 방향(Y축 방향)으로 마주보도록 배치된다. 제3 코일(730)은 하우징(110)에 결합되는 기판(160)에 구비될 수 있다.
제3 마그네트(710)와 제3 코일(730)은 서로 마주보는 방향에 수직한 방향으로 구동력을 발생시킨다. 예컨대, 제3 마그네트(710)와 제3 코일(730)은 광축 방향(Z축 방향)으로 구동력을 발생시킨다.
따라서, 제3 마그네트(710)와 제3 코일(730)의 구동력에 의해, 제1 렌즈모듈(410)은 광축 방향(Z축 방향)으로 이동될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 제1 렌즈모듈(410)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 사용한다.
따라서, 제1 렌즈모듈(410)의 위치를 감지하도록 제3 위치센서(750)가 제공된다.
제3 위치센서(750)는 제3 코일(730)의 중앙에 형성된 중공부에 배치될 수 있다. 제3 위치센서(750)는 홀 센서일 수 있다.
제1 렌즈모듈(410)과 하우징(110) 사이에는 제3 볼 부재(B3)가 배치되며, 제1 렌즈모듈(410)은 제3 볼 부재(B3)에 의해 안내되어 광축 방향(Z축 방향)으로 이동될 수 있다. 제3 볼 부재(B3)는 광축 방향(Z축 방향)을 따라 이격 배치된 복수의 볼 부재를 포함한다.
제1 렌즈모듈(410)의 저면(하우징(110)의 바닥면과 마주보는 면)에는 제1 가이드홈(419)이 구비된다. 제1 가이드홈(419)은 광축 방향(Z축 방향)을 따라 이격 배치된 복수의 가이드홈을 포함하며, 각 가이드홈은 광축 방향(Z축 방향)으로 길이를 갖는 형상이다. 예컨대, 제1 가이드홈(419)의 광축 방향(Z축 방향)으로의 길이는 제3 볼 부재(B3)의 직경보다 크다. 따라서, 제3 볼 부재(B3)는 제1 가이드홈(419)을 따라 구름 운동 가능하다.
하우징(110)의 바닥면에는 제4 가이드홈(116)이 구비된다. 제4 가이드홈(116)은 광축 방향(Z축 방향)으로 길게 형성될 수 있다.
제3 볼 부재(B3)는 제1 가이드홈(419)과 제4 가이드홈(116) 사이에 배치되며, 제1 가이드홈(419)과 제4 가이드홈(116)을 따라 구름운동 가능하다.
따라서, 광축 방향(Z축 방향)으로 구동력이 발생하는 경우 제1 렌즈모듈(410)은 제3 볼 부재(B3)에 의해 안내되어 광축 방향(Z축 방향)으로 이동될 수 있다.
제2 렌즈모듈(430)을 광축 방향(Z축 방향)으로 이동시키기 위하여 제4 구동부(800)가 제공될 수 있다.
제4 구동부(800)는 제4 마그네트(810)와 제4 코일(830)을 포함하며, 제2 렌즈모듈(430)의 타측(예컨대, 제2 렌즈모듈(430)의 일측의 반대편)에 배치될 수 있다.
제4 마그네트(810)는 제2 렌즈모듈(430)에 장착된다. 일 예로, 제4 마그네트(810)는 제2 렌즈모듈(430)의 타 측면(예컨대, 제2 렌즈모듈(430)의 일 측면의 반대면)에 배치된다.
제4 코일(830)은 제4 마그네트(810)와 광축 방향(Z축 방향)에 수직한 방향으로 마주보도록 배치된다. 일 예로, 하우징(110)에는 제4 코일(830)이 배치되는 관통홀(115)이 구비되고, 제4 코일(830)은 관통홀(115)에 배치되어 제4 마그네트(810)와 제2 축 방향(Y축 방향)으로 마주보도록 배치된다. 제4 코일(830)은 하우징(110)에 결합되는 기판(160)에 구비될 수 있다.
제4 마그네트(810)와 제4 코일(830)은 서로 마주보는 방향에 수직한 방향으로 구동력을 발생시킨다. 예컨대, 제4 마그네트(810)와 제4 코일(830)은 광축 방향(Z축 방향)으로 구동력을 발생시킨다.
따라서, 제4 마그네트(810)와 제4 코일(830)의 구동력에 의해, 제2 렌즈모듈(430)은 광축 방향(Z축 방향)으로 이동될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 제2 렌즈모듈(430)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 사용한다.
따라서, 제2 렌즈모듈(430)의 위치를 감지하도록 제4 위치센서(850)가 제공된다.
제4 위치센서(850)는 제4 코일(830)의 중앙에 형성된 중공부에 배치될 수 있다. 제4 위치센서(850)는 홀 센서일 수 있다.
제2 렌즈모듈(430)과 하우징(110) 사이에는 제4 볼 부재(B4)가 배치되며, 제2 렌즈모듈(430)은 제4 볼 부재(B4)에 의해 안내되어 광축 방향(Z축 방향)으로 이동될 수 있다. 제4 볼 부재(B4)는 광축 방향(Z축 방향)을 따라 이격 배치된 복수의 볼 부재를 포함한다.
제2 렌즈모듈(430)의 저면(하우징(110)의 바닥면과 마주보는 면)에는 제2 가이드홈(439)이 구비된다. 제2 가이드홈(439)은 광축 방향(Z축 방향)을 따라 이격 배치된 복수의 가이드홈을 포함하며, 각 가이드홈은 광축 방향(Z축 방향)으로 길이를 갖는 형상이다. 예컨대, 제2 가이드홈(439)의 광축 방향(Z축 방향)으로의 길이는 제4 볼 부재(B4)의 직경보다 크다. 따라서, 제4 볼 부재(B4)는 제2 가이드홈(439)을 따라 구름 운동 가능하다.
제4 볼 부재(B4)는 제2 가이드홈(439)과 제4 가이드홈(116) 사이에 배치되며, 제2 가이드홈(439)과 제4 가이드홈(116)을 따라 구름운동 가능하다.
따라서, 광축 방향(Z축 방향)으로 구동력이 발생하는 경우 제2 렌즈모듈(430)은 제4 볼 부재(B4)에 의해 안내되어 광축 방향(Z축 방향)으로 이동될 수 있다.
제3 볼 부재(B3)가 제1 렌즈모듈(410) 및 하우징(110)과 접촉상태를 유지할 수 있도록 제1 렌즈모듈(410)은 하우징(110)을 향해 가압된다. 또한, 제4 볼 부재(B4)가 제2 렌즈모듈(430) 및 하우징(110)과 접촉상태를 유지할 수 있도록 제2 렌즈모듈(430)은 하우징(110)을 향해 가압된다.
이를 위하여, 제1 렌즈모듈(410)의 저면과 제2 렌즈모듈(430)의 저면에는 각각 풀링마그네트(417, 437)가 구비되고, 하우징(110)의 바닥면에는 풀링마그네트(417, 437)와 마주보는 요크부재(140)가 구비된다. 요크부재(140)는 얇은 판 형상일 수 있고, 자성체일 수 있다.
따라서, 풀링마그네트(417, 437)와 요크부재(140)는 제1 축 방향(X축 방향)으로 인력을 발생시키며, 이에 따라 제1 렌즈모듈(410) 및 제2 렌즈모듈(430)이 하우징(110)을 향해 가압될 수 있다.
제1 렌즈모듈(410)은 일측과 타측의 길이가 다르게 형성된다. 예컨대, 제1 렌즈모듈(410)은 일측의 길이가 일측의 반대편인 타측의 길이보다 더 길게 형성된다. 여기서, 길이는 광축 방향(Z축 방향)으로의 길이를 의미한다. 즉, 제1 렌즈모듈(410)은 광축을 기준으로 일측과 타측이 서로 비대칭한 형상을 갖는다.
제1 렌즈모듈(410)은 제1 몸체부(411), 제1 연장부(413) 및 제1 지지부(415)를 포함한다.
제1 몸체부(411)에는 적어도 하나의 렌즈가 구비된다. 제1 연장부(413)는 제1 몸체부(411)의 일측에서 광축 방향(Z축 방향)으로 연장되며, 제1 지지부(415)는 제1 몸체부(411)의 타측에 구비된다.
제2 렌즈모듈(430)은 일측과 타측의 길이가 다르게 형성된다. 예컨대, 제2 렌즈모듈(430)은 타측의 길이가 타측의 반대편인 일측의 길이보다 더 길게 형성된다. 여기서, 길이는 광축 방향(Z축 방향)으로의 길이를 의미한다. 즉, 제2 렌즈모듈(430)은 광축을 기준으로 일측과 타측이 서로 비대칭한 형상을 갖는다.
제2 렌즈모듈(430)은 제2 몸체부(431), 제2 연장부(433) 및 제2 지지부(435)를 포함한다.
제2 몸체부(431)에는 적어도 하나의 렌즈가 구비된다. 제2 지지부(435)는 제2 몸체부(431)의 일측에 구비되고, 제2 연장부(433)는 제2 몸체부(431)의 타측에서 광축 방향(Z축 방향)으로 연장된다.
제1 렌즈모듈(410)의 제1 연장부(413)가 연장되는 방향과 제2 렌즈모듈(430)의 제2 연장부(433)가 연장되는 방향은 서로 반대이다. 따라서, 제1 렌즈모듈(410)과 제2 렌즈모듈(430)은 광축을 기준으로 서로 반대되는 형상일 수 있다.
제1 렌즈모듈(410)의 제1 연장부(413)는 제2 렌즈모듈(430)의 일측 - 광축 방향(Z축 방향)으로의 길이가 더 짧은 쪽 - 을 향하여 연장되고, 제2 렌즈모듈(430)의 제2 연장부(433)는 제1 렌즈모듈(410)의 타측 - 광축 방향(Z축 방향)으로의 길이가 더 짧은 쪽 - 을 향하여 연장된다.
한편, 카메라 모듈의 소형화를 위하여, 각 렌즈모듈에서 렌즈가 구비되는 부분(즉, 제1 및 제2 몸체부(411, 431))의 사이즈를 줄이더라도 안정적인 구동력 확보를 위하여 마그네트의 사이즈는 줄이기 어려우며 이에 따라 각 렌즈모듈에서 마그네트가 장착되는 부분의 사이즈는 줄이기 어렵다.
각 렌즈모듈에서 마그네트가 장착되는 부분의 사이즈를 줄이기 어려우므로, 결국 제1 몸체부(411)와 제2 몸체부(431)가 필요이상으로 멀리 떨어지게 되어 카메라 모듈을 소형화하기 어려운 문제가 있다.
그러나, 본 실시예에서는 제1 및 제2 렌즈모듈(410, 430)이 광축 방향(Z축 방향)을 기준으로 서로 반대되는 형상을 갖도록 하고, 제1 렌즈모듈(410)의 제1 연장부(413)가 연장되는 방향과 제2 렌즈모듈(430)의 제2 연장부(433)가 연장되는 방향을 서로 반대 방향으로 구성함으로써, 제1 및 제2 몸체부(411, 431) 사이의 간격을 줄일 수 있다. 따라서, 카메라 모듈(1000)을 소형화시킬 수 있다.
제1 렌즈모듈(410)은 제1 연장부(413)에 제3 마그네트(710)를 구비하고, 제2 렌즈모듈(430)은 제2 연장부(433)에 제4 마그네트(810)를 구비할 수 있다.
따라서, 제1 및 제2 렌즈모듈(410, 430)의 측면 중에서 길이가 더 긴 측면에 제3 및 제4 마그네트(810)가 배치되므로, 한정된 공간에서 제3 및 제4 마그네트(810)의 크기를 증가시킬 수 있다. 따라서, 카메라 모듈(1000)을 소형화시키더라도 구동력의 크기를 향상시킬 수 있다.
한편, 제1 렌즈모듈(410)의 양 측부 및 제2 렌즈모듈(430)의 양 측부가 모두 볼 부재에 의해 지지될 경우, 제1 및 제2 렌즈모듈(430)의 양 측부에 볼 부재를 수용하기 위한 가이드홈이 구비되어야 하므로, 제1 및 제2 렌즈모듈(430)의 사이즈를 줄이는데 한계가 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 제1 및 제2 렌즈모듈(410, 430)에서 구동부가 배치되는 부분은 볼 부재에 의해 지지되도록 하고, 구동부가 배치되지 않는 부분은 하우징(110)에 의해 지지되도록 하여 제1 및 제2 렌즈모듈(410, 430)의 사이즈를 줄일 수 있다.
예컨대, 제1 렌즈모듈(410)에서 제3 마그네트(710)가 배치되는 제1 연장부(413)는 제3 볼 부재(B3)에 의해 지지되고, 제3 마그네트(710)가 배치되지 않는 제1 지지부(415)는 하우징(110)에 의해 지지될 수 있다. 제2 렌즈모듈(430)에서 제4 마그네트(810)가 배치되는 제2 연장부(433)는 제4 볼 부재(B4)에 의해 지지되고, 제4 마그네트(810)가 배치되지 않는 제2 지지부(435)는 하우징(110)에 의해 지지될 수 있다.
제1 렌즈모듈(410)의 이동 시에, 제1 렌즈모듈(410)의 일측에는 구름 마찰이 발생하고, 타측에는 미끄럼 마찰이 발생한다.
예컨대, 제1 연장부(413)는 제3 볼 부재(B3)에 의해 지지되고, 제1 지지부(415)는 하우징(110)에 의해 지지될 수 있다.
즉, 제1 가이드홈(419)은 제1 연장부(413)의 저면에 구비되고, 제1 연장부(413)의 저면과 하우징(110)의 바닥면 사이에 제3 볼 부재(B3)가 배치된다.
하우징(110)의 내측면에는 제1 단턱부(118)가 구비되고, 제1 지지부(415)는 제1 단턱부(118)에 접촉 지지된다. 제1 지지부(415)와 제1 단턱부(118)는 제1 축 방향(X축 방향)으로 접촉될 수 있다.
여기서, 제1 지지부(415)와 제1 단턱부(118)는 선접촉할 수 있다. 예컨대, 제1 지지부(415)와 제1 단턱부(118) 중 어느 하나는 곡면을 포함할 수 있다(도 13b 참조). 따라서, 제1 지지부(415)와 제1 단턱부(118) 사이에 발생하는 마찰력을 최소화할 수 있다.
제2 렌즈모듈(430)의 이동 시에, 제2 렌즈모듈(430)의 일측에는 미끄럼 마찰이 발생하고, 타측에는 구름 마찰이 발생한다.
예컨대, 제2 연장부(433)는 제4 볼 부재(B4)에 의해 지지되고, 제2 지지부(435)는 하우징(110)에 의해 지지될 수 있다.
즉, 제2 가이드홈(439)은 제2 연장부(433)의 저면에 구비되고, 제2 연장부(433)의 저면과 하우징(110)의 바닥면 사이에 제4 볼 부재(B4)가 배치된다.
하우징(110)의 내측면에는 제2 단턱부(119)가 구비되고, 제2 지지부(435)는 제2 단턱부(119)에 접촉 지지된다. 제2 지지부(435)와 제2 단턱부(119)는 제1 축 방향(X축 방향)으로 접촉될 수 있다.
여기서, 제2 지지부(435)와 제2 단턱부(119)는 선접촉할 수 있다. 예컨대, 제2 지지부(435)와 제2 단턱부(119) 중 어느 하나는 곡면을 포함할 수 있다(도 14b 참조). 따라서, 제12지지부(435)와 제2 단턱부(119) 사이에 발생하는 마찰력을 최소화할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 제1 렌즈모듈(410) 및 제2 렌즈모듈(430) 중 어느 하나 또는 양자가 광축 방향(Z축 방향)으로 이동되어 줌 기능을 구현한다. 여기서, 줌 기능을 구현하기 위하여 제1 렌즈모듈(410) 및 제2 렌즈모듈(430)의 이동공간을 충분히 확보할 필요가 있으며, 이에 따라 카메라 모듈의 사이즈를 줄이기 어려운 문제가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 제1 렌즈모듈(410)과 제2 렌즈모듈(430)이 광축 방향(Z축 방향)에 수직한 방향(예컨대, 제1 축 방향(X축 방향))으로 겹쳐지게 이동시킴으로써, 카메라 모듈(1000)의 사이즈를 줄이면서도 제1 렌즈모듈(410)과 제2 렌즈모듈(430)의 이동공간을 충분히 확보할 수 있다.
제1 렌즈모듈(410)과 하우징(110) 사이에는 제1 수용공간(121)이 구비된다(도 13a 참조). 예컨대, 제1 지지부(415)의 저면과 하우징(110)의 바닥면 사이에 제1 수용공간(121)이 구비될 수 있다.
제2 렌즈모듈(430)과 하우징(110) 사이에는 제2 수용공간(123)이 구비된다(도 14a 참조). 예컨대, 제2 지지부(435)의 저면과 하우징(110)의 바닥면 사이에 제2 수용공간(123)이 구비될 수 있다.
제1 렌즈모듈(410)과 제2 렌즈모듈(430) 중 어느 하나 또는 양자가 광축 방향(Z축 방향)으로 이동 될 경우, 제1 렌즈모듈(410)의 제1 연장부(413)가 제2 수용공간(123) 내에 배치될 수 있고, 제2 렌즈모듈(430)의 제2 연장부(433)가 제1 수용공간(121) 내에 배치될 수 있다.
따라서, 제1 렌즈모듈(410)과 제2 렌즈모듈(430) 중 어느 하나 또는 양자가 광축 방향(Z축 방향)으로 이동 될 경우, 제1 렌즈모듈(410)과 제2 렌즈모듈(430)은 광축 방향(Z축 방향)에 수직한 방향(예컨대, 제1 축 방향(X축 방향))으로 겹쳐질 수 있다.
따라서, 카메라 모듈(1000)의 사이즈를 줄이면서도 제1 렌즈모듈(410)과 제2 렌즈모듈(430)의 이동공간을 충분히 확보할 수 있다.
한편, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 제3 렌즈모듈(450)을 더 포함할 수 있다.
제3 렌즈모듈(450)은 제1 돌출벽(111)과 제2 돌출벽(112) 사이의 하우징(110)의 내부공간에 배치될 수 있다.
제3 렌즈모듈(450)은 광축 방향(Z축 방향)으로 이동 가능하게 구비된다.
제3 렌즈모듈(450)을 광축 방향(Z축 방향)으로 이동시키기 위하여 제5 구동부(900)가 제공될 수 있다.
제5 구동부(900)는 제5 마그네트(910)와 제5 코일(930)을 포함한다.
제5 마그네트(910)는 제3 렌즈모듈(450)에 장착된다. 일 예로, 제5 마그네트(910)는 제3 렌즈모듈(450)의 측면에 배치된다.
제5 코일(930)은 제5 마그네트(910)와 광축 방향(Z축 방향)에 수직한 방향으로 마주보도록 배치된다. 일 예로, 하우징(110)에는 제5 코일(930)이 배치되는 관통홀(114)이 구비되고, 제5 코일(930)은 관통홀(114)에 배치되어 제5 마그네트(910)와 제2 축 방향(Y축 방향)으로 마주보도록 배치된다. 제5 코일(930)은 하우징(110)에 결합되는 기판(160)에 구비될 수 있다.
제5 마그네트(910)는 제3 렌즈모듈(450)의 양 측면에 배치되는 복수의 마그네트를 포함할 수 있고, 제5 코일(930)도 제5 마그네트(910)와 대응되게 복수의 코일을 포함할 수 있다.
제5 마그네트(910)와 제5 코일(930)은 서로 마주보는 방향에 수직한 방향으로 구동력을 발생시킨다. 예컨대, 제5 마그네트(910)와 제5 코일(930)은 광축 방향(Z축 방향)으로 구동력을 발생시킨다.
따라서, 제5 마그네트(910)와 제5 코일(930)의 구동력에 의해, 제3 렌즈모듈(450)은 광축 방향(Z축 방향)으로 이동될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 제3 렌즈모듈(450)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 사용한다.
따라서, 제3 렌즈모듈(450)의 위치를 감지하도록 제5 위치센서(950)가 제공된다.
제5 위치센서(950)는 제5 코일(930)의 중앙에 형성된 중공부에 배치될 수 있다. 제5 위치센서(950)는 홀 센서일 수 있다.
제3 렌즈모듈(450)과 하우징(110) 사이에는 제5 볼 부재(B5)가 배치되며, 제3 렌즈모듈(450)은 제5 볼 부재(B5)에 의해 안내되어 광축 방향(Z축 방향)으로 이동될 수 있다. 제5 볼 부재(B5)는 복수의 볼 부재를 포함한다. 제3 렌즈모듈(450)의 일측은 광축 방향(Z축 방향)을 따라 이격된 복수의 볼 부재에 의해 지지되고, 제3 렌즈모듈(450)의 타측은 적어도 하나의 볼 부재에 의해 지지될 수 있다.
제3 렌즈모듈(450)의 저면(하우징(110)의 바닥면과 마주보는 면)에는 제3 가이드홈이 구비된다. 제3 가이드홈은 제5 볼 부재(B5)와 대응되는 위치에 구비된 복수의 가이드홈을 포함하며, 각 가이드홈은 광축 방향(Z축 방향)으로 길이를 갖는 형상이다. 예컨대, 제3 가이드홈의 광축 방향(Z축 방향)으로의 길이는 제5 볼 부재(B5)의 직경보다 크다. 따라서, 제5 볼 부재(B5)는 제3 가이드홈을 따라 구름 운동 가능하다.
하우징(110)의 바닥면에는 제3 가이드홈(453)과 대응되는 위치에 제5 가이드홈(117)이 구비된다. 제5 가이드홈(117)은 광축 방향(Z축 방향)으로 길이를 갖는 형상이다. 예컨대, 제5 가이드홈(117)의 광축 방향(Z축 방향)으로의 길이는 제5 볼 부재(B5)의 직경보다 크다. 따라서, 제5 볼 부재(B5)는 제5 가이드홈(117)을 따라 구름 운동 가능하다.
제5 볼 부재(B5)는 제3 가이드홈과 제5 가이드홈(117) 사이에 배치되며, 제3 가이드홈과 제5 가이드홈(117)을 따라 구름운동 가능하다.
따라서, 광축 방향(Z축 방향)으로 구동력이 발생하는 경우 제3 렌즈모듈(450)은 제5 볼 부재(B5)에 의해 안내되어 광축 방향(Z축 방향)으로 이동될 수 있다.
제5 볼 부재(B5)가 제3 렌즈모듈(450) 및 하우징(110)과 접촉상태를 유지할 수 있도록 제3 렌즈모듈(450)은 하우징(110)을 향해 가압된다.
이를 위하여, 제3 렌즈모듈(450)의 저면에는 하우징(110)의 바닥면에 구비된 요크부재(140)와 마주보는 풀링마그네트가 구비된다.
따라서, 풀링마그네트와 요크부재(140)는 제1 축 방향(X축 방향)으로 인력을 발생시키며, 이에 따라 제3 렌즈모듈(450)이 하우징(110)을 향해 가압될 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
1: 휴대용 전자기기
110: 하우징
130: 케이스
200: 가이드부재
300: 반사모듈
400: 렌즈모듈
500: 이미지센서모듈
1000: 카메라 모듈

Claims (15)

  1. 하우징;
    상기 하우징 내에 배치되며, 광축 방향으로 각각 개별적으로 이동 가능한 제1 렌즈모듈과 제2 렌즈모듈;
    이동 시에 각 렌즈모듈의 양측 중 어느 하나에는 구름 마찰이 발생하고, 나머지 하나에는 미끄럼 마찰이 발생하도록 구성된 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈모듈 및 상기 제2 렌즈모듈은 각각 일측과 타측의 상기 광축 방향으로의 길이가 다른 카메라 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광축 방향으로의 길이가 더 긴 측은 볼 부재에 의해 지지되고, 상기 광축 방향으로의 길이가 더 짧은 측은 상기 하우징에 의해 지지되는 카메라 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 광축 방향으로의 길이가 더 짧은 측과 상기 하우징은 선접촉되는 카메라 모듈.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 렌즈모듈은 상기 제1 렌즈모듈의 상기 광축 방향으로의 길이가 더 긴 측이,
    상기 제2 렌즈모듈의 상기 광축 방향으로의 길이가 더 짧은 측과 상기 하우징의 바닥면 사이의 공간에 배치되도록 이동 가능한 카메라 모듈.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제2 렌즈모듈은 상기 제2 렌즈모듈의 상기 광축 방향으로의 길이가 더 긴 측이,
    상기 제1 렌즈모듈의 상기 광축 방향으로의 길이가 더 짧은 측과 상기 하우징의 바닥면 사이의 공간에 배치되도록 이동 가능한 카메라 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈모듈은 렌즈가 구비되는 제1 몸체부, 상기 제1 몸체부의 일측에서 상기 광축 방향으로 연장된 제1 연장부 및 상기 제1 몸체부의 타측에 구비되는 제1 지지부를 포함하고,
    상기 제2 렌즈모듈은 렌즈가 구비되는 제2 몸체부, 상기 제2 몸체부의 일측에 구비되는 제2 지지부 및 상기 제2 몸체부의 타측에서 상기 광축 방향으로 연장된 제2 연장부를 포함하며,
    상기 제1 연장부는 상기 제1 지지부보다 상기 광축 방향으로의 길이가 더 길고,
    상기 제2 연장부는 상기 제2 지지부보다 상기 광축 방향으로의 길이가 더 긴 카메라 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 연장부와 상기 하우징의 바닥면 사이에는 제1 볼 부재가 배치되고, 상기 제1 지지부의 일부가 상기 하우징에 접촉 지지되며,
    상기 제2 연장부와 상기 하우징의 바닥면 사이에는 제2 볼 부재가 배치되고, 상기 제2 지지부의 일부가 상기 하우징에 접촉 지지되는 카메라 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 하우징의 내측면에는 상기 제1 지지부와 접촉되는 제1 단턱부 및 상기 제2 지지부와 접촉되는 제2 단턱부가 구비되는 카메라 모듈.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 하우징에 접촉되는 상기 제1 지지부의 일부와 상기 제2 지지부의 일부는 각각 곡면을 포함하는 카메라 모듈.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제1 지지부와 상기 하우징의 바닥면 사이에는 제1 수용공간이 구비되고, 상기 제2 지지부와 상기 하우징의 바닥면 사이에는 제2 수용공간이 구비되는 카메라 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 렌즈모듈은 상기 제1 연장부가 상기 제2 수용공간에 배치되도록 이동 가능하고,
    상기 제2 렌즈모듈은 상기 제2 연장부가 상기 제1 수용공간에 배치되도록 이동 가능한 카메라 모듈.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 제1 연장부에는 제1 마그네트가 배치되고, 제1 코일이 상기 제1 마그네트와 마주보도록 배치되며,
    상기 제2 연장부에는 제2 마그네트가 배치되고, 제2 코일이 상기 제2 마그네트와 마주보도록 배치되는 카메라 모듈.
  14. 제1항에 있어서,
    광이 상기 제1 및 제2 렌즈모듈을 향하도록 상기 광의 경로를 변경하는 반사모듈이 상기 하우징 내에 배치되는 카메라 모듈.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 반사모듈은, 상기 광축 방향에 수직하고 서로 수직한 2개의 축을 기준으로 회전 가능한 카메라 모듈.
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