KR20220031597A - 카메라 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 내부공간을 갖는 하우징; 및 상기 내부공간에 배치되고, 광축 방향을 따라 배치된 복수의 렌즈배럴을 포함하는 렌즈모듈;을 포함하고, 상기 복수의 렌즈배럴은 각각 복수의 볼 부재에 의해 상기 광축 방향으로 이동 가능하게 지지되며, 각 렌즈배럴의 일측을 지지하는 볼 부재의 수는 상기 각 렌즈배럴의 타측을 지지하는 볼 부재의 수와 다를 수 있다.

Description

카메라 모듈{Camera module}
본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.
최근에는 스마트폰을 비롯하여 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대용 전자기기에 카메라가 기본적으로 채용되고 있으며, 모바일 단말용 카메라에는 자동 초점 기능(AF), 손떨림 보정 기능(OIS) 및 줌 기능(Zoom) 등을 부가되고 있다.
그러나, 다양한 기능을 구현하기 위하여 카메라 모듈의 구조가 복잡해지고, 크기가 증가되어 결국 카메라 모듈이 탑재되는 휴대용 전자기기의 크기도 커지게 되는 문제가 있다.
또한, 손떨림 보정을 위하여 렌즈 또는 이미지 센서를 직접 움직이는 경우에는 렌즈 또는 이미지 센서 자체의 무게와, 렌즈 또는 이미지 센서가 부착되어 있는 다른 부재들의 무게를 모두 고려하여야 하므로, 일정 수준 이상의 구동력이 필요하게 되어, 전력 소모가 심해지는 문제가 있다.
아울러, 자동 초점 기능(AF) 및 줌 기능(Zoom)의 구현을 위해서는 광축 방향으로 렌즈가 이동할 수 있도록 소정 길이 이상의 거리가 확보되어야 하는데, 카메라 모듈의 박형화에 따라 이러한 구조의 구현이 어렵다는 문제가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은, 자동 초점 조정, 줌, 손떨림 보정 등의 기능을 구현하면서도 구조가 간단하고, 크기를 줄일 수 있는 카메라 모듈을 제공하는 것이다.
또한, 줌 기능의 구현을 위해 복수 군의 렌즈를 갖더라도 복수 군의 렌즈가 광축 방향으로 용이하게 정렬될 수 있는 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 내부공간을 갖는 하우징; 및 상기 내부공간에 배치되고, 광축 방향을 따라 배치된 복수의 렌즈배럴을 포함하는 렌즈모듈;을 포함하고, 상기 복수의 렌즈배럴은 각각 복수의 볼 부재에 의해 상기 광축 방향으로 이동 가능하게 지지되며, 각 렌즈배럴의 일측을 지지하는 볼 부재의 수는 상기 각 렌즈배럴의 타측을 지지하는 볼 부재의 수와 다를 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 자동 초점 조정, 줌, 손떨림 보정 등의 기능을 구현하면서도 구조가 간단하고, 크기를 줄일 수 있다. 또한, 전력 소모를 최소화할 수 있다.
나아가 본 발명은 줌 기능의 구현을 위해 복수의 렌즈군을 구비하더라도 광축 방향 정렬이 용이하게 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해사시도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 하우징의 사시도이고,
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 하우징에 반사모듈과 렌즈모듈이 결합된 사시도이고,
도 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 하우징에 반사모듈과 렌즈모듈이 결합된 사시도이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 하우징에 구동코일과 센서가 실장된 기판이 결합된 사시도이고,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 회전판과 회전홀더의 분해사시도이고,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에서 하우징과 회전홀더의 분해사시도이고,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징과 렌즈배럴의 분해사시도이고,
도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인기판과 이에 장착된 코일 및 부품을 도시한 사시도이고,
도 12은 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기(1)는 카메라 모듈(1000)이 장착된 이동 통신 단말기, 스마트 폰, 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 포함하고, 렌즈의 광축(Z축)이 휴대용 전자기기(1)의 두께 방향(Y축 방향, 휴대용 전자기기의 전면(Front Surface)에서 후면(Rear Surface)을 향하는 방향 또는 그 반대 방향)에 수직하는 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), 줌(Zoom) 및 손떨림 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 기능을 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 적층 렌즈의 수가 많아지게 되고, 다수의 적층 렌즈가 휴대용 전자기기의 두께 방향으로 형성되는 경우에는 적층되는 렌즈의 수에 따라 휴대용 전자기기의 두께도 증가하게 된다. 이에 따라, 휴대용 전자기기의 두께를 증가시키지 않으면 적층 렌즈의 수를 충분하게 확보할 수 없어 Zoom 성능이 약해지게 된다.
또한, AF, Zoom 및 OIS 기능을 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 방향에 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 사시도이고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해사시도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 하우징(1010)에 구비되는 반사모듈(1100), 렌즈모듈(1200) 및 이미지 센서모듈(1300)을 포함한다.
반사모듈(1100)은 광의 진행 방향을 변경하도록 구성된다. 일 예로, 카메라 모듈(1000)을 상부에서 덮어주는 덮개(1030)의 개구부(1031)를 통해 입사된 광은 반사모듈(1100)을 통해 렌즈모듈(1200)로 향하도록 진행 방향이 바뀔 수 있다. 이를 위해 반사모듈(1100)은 광을 반사하는 반사부재(1110)를 구비할 수 있다.
가령, 카메라 모듈(1000)의 두께 방향(Y축 방향)으로 입사된 광은 반사모듈(1100)에 의해 광축(Z축) 방향과 대략 일치하도록 경로가 변경된다.
렌즈모듈(1200)은 반사모듈(1100)에 의해 진행 방향이 변경된 광이 통과되는 복수의 렌즈를 포함한다. 그리고, 렌즈모듈(1200)은 적어도 3개의 렌즈배럴(1210, 1220, 1230)을 구비한다. 적어도 3개의 렌즈배럴(1210, 1220, 1230)의 광축 방향(Z축) 이동에 따라 오토포커스(AF) 및 줌 기능(Zoom)이 구현될 수 있다.
이미지센서모듈(1300)은 복수의 렌즈를 통과한 광을 전기신호로 변환하는 이미지센서(1310) 및 이미지센서(1310)가 실장되는 인쇄회로기판(1320)을 포함한다. 그리고, 이미지센서모듈(1300)은 렌즈모듈(1200)을 통과하여 입사되는 광을 필터링하는 광학필터(1340)를 포함할 수 있다. 광학필터(1340)는 적외선 차단 필터일 수 있다.
하우징(1010)의 내부공간에서, 렌즈모듈(1200)을 중심으로 이의 전방에 반사모듈(1100)이 구비되고, 렌즈모듈(1200)의 후방에 이미지센서모듈(1300)이 구비된다.
도 2 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 하우징(1010)에 구비되는 반사모듈(1100), 렌즈모듈(1200) 및 이미지 센서모듈(1300)을 포함한다.
하우징(1010)의 내부에는 일측에서 타측으로 순차적으로 반사모듈(1100), 렌즈모듈(1200) 및 이미지센서모듈(1300)이 구비된다. 물론, 하우징(1010)은 반사모듈(1100), 렌즈모듈(1200) 및 이미지센서모듈(1300)이 내삽되도록 내부공간을 구비한다(여기서, 이미지센서모듈(1300)을 구비하는 인쇄회로기판(1320)은 하우징(1010)의 외부에 부착될 수 있다).
가령, 도면에 도시된 바와 같이, 하우징(1010)은 내부공간에 반사모듈(1100) 및 렌즈모듈(1200)이 모두 내삽되도록 일체로 구비될 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 가령, 반사모듈(1100)과 렌즈모듈(1200)을 각각 내삽하는 별도의 하우징이 상호 연결된 것일 수도 있다.
그리고, 하우징(1010)은 덮개(1030)에 의해 내부공간이 보이지 않도록 덮여진다.
덮개(1030)는 광이 입사하도록 개구부(1031)를 구비하며, 개구부(1031)를 통해 입사된 광은 반사모듈(1100)에 의해 진행 방향이 변경되어 렌즈모듈(1200)로 입사한다. 덮개(1030)는 하우징(1010)의 전체를 덮도록 일체로 구비되거나, 반사모듈(1100)과 렌즈모듈(1200)을 각각 덮는 별개의 부재로 나누어져 구비될 수 있다.
반사모듈(1100)은 광을 반사하는 반사부재(1110)를 구비한다. 그리고, 렌즈모듈(1200)로 입사된 광은 복수의 렌즈군(적어도 3개의 렌즈배럴(1210, 1220. 1230))을 통과한 후 이미지센서(1310)에 의해 전기신호로 변환되어 저장된다.
하우징(1010)은 내부공간에 반사모듈(1100) 및 렌즈모듈(1200)을 구비한다. 이에, 하우징(1010)의 내부공간은 반사모듈(1100)이 배치되는 공간과 렌즈모듈(1200)이 배치되는 공간이 돌출벽(1007)에 의해 상호 구별될 수 있다. 그리고, 돌출벽(1007)을 기준으로 전방측에는 반사모듈(1100)이 구비되고 후방측에는 렌즈모듈(1200)이 구비될 수 있다. 돌출벽(1007)은 하우징(1010)의 측벽에서 내부공간으로 양쪽에서 돌출되는 형상으로 구비될 수 있다.
전방측에 구비되는 반사모듈(1100)의 경우, 하우징(1010)의 내벽면에 구비되는 풀링요크(1153)와 회전홀더(1120)에 구비되는 풀링마그네트(1151)의 인력에 의해 회전홀더(1120)가 하우징(1010)의 내벽면에 밀착 지지된다. 여기서, 도면의 도시는 생략하지만, 하우징(1010)에 풀링마그네트가 구비되고 회전폴더(1120)에 풀링요크가 구비될 수도 있으며, 이하에서는 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 구조로 설명한다.
하우징(1010)의 내벽면과 회전홀더(1120)의 사이에는 제1 볼베어링(1131), 회전판(1130) 및 제2 볼베어링(1133)이 구비된다.
그리고, 이하 상술하겠지만 제1 볼베어링(1131)과 제2 볼베어링(1133)은 가이드홈(1132, 1133, 1021, 1121)에 일부가 삽입되면서 밀착되므로 회전홀더(1120) 및 회전판(1130)을 하우징(1010)의 내부공간에 삽입하는 경우에는 회전홀더(1120)와 돌출벽(1007) 사이에 약간의 공간이 필요하고, 회전홀더(1120)가 하우징(1010)에 장착되고 난 후에는 풀링요크와 풀링마그네트의 인력에 의해 회전홀더(1120)가 하우징(1010)의 내벽면에 밀착되므로 회전홀더(1120)와 돌출벽(1007) 사이에 약간의 공간이 남게 된다.
이에, 본 실시예에서는 회전홀더(1120)를 지지하면서 돌출벽(1007)에 끼워지는 후크 형상의 스토퍼(1050)를 구비할 수 있다(물론, 스토퍼(1050)가 없더라도 풀링마그네트(1151)와 풀링요크(1153)에 의한 인력에 의해 고정 가능하다). 스토퍼(1050)는 후크 형상으로 구비되어 후크 부분이 돌출벽(1007)의 상부에 걸림된 상태로 회전홀더(1120)와 대향하게 구비될 수 있다.
스토퍼(1050)는 반사모듈(1100)이 구동되지 않는 경우에는 회전홀더(1120)를 지지하는 브라켓의 역할을 수행할 수 있고, 반사모듈(1100)이 구동되는 경우에는 추가로 회전홀더(1120)의 움직임을 조절하는 스토퍼(1050) 역할을 할 수 있다. 스토퍼(1050)는 양쪽에서 돌출되는 돌출벽(1007)에 각각 구비될 수 있다. 물론, 회전홀더(1120)의 회전이 원활하도록 스토퍼(1050)와 회전홀더(1120)의 사이에는 공간이 구비될 수 있다. 또는, 스토퍼(1050)를 탄성재질로 구비하여 회전홀더(1120)가 스토퍼(1050)에 지지된 상태로 원활하게 움직일 수 있도록 할 수도 있다.
또한, 하우징(1010)에는 반사모듈(1100)과 렌즈모듈(1200)을 각각 구동하기 위한 제1 구동부(1140)와 제2 구동부(1240)가 구비된다. 제1 구동부(1140)는 반사모듈(1100)의 구동을 위한 복수의 코일(1141b, 1143b, 1145b)을 포함하고, 제2 구동부(1240)는 렌즈모듈(1200) - 복수 개로 구비되며, 제1 렌즈배럴(1210), 제2 렌즈배럴(1220) 및 제3 렌즈배럴(1230)을 포함 - 의 구동을 위한 복수의 코일(1241b, 1243b, 1245b)을 포함한다.
그리고, 복수의 코일(1141b, 1143b, 1145b, 1241b, 1243b, 1245b)은 메인기판(1070)에 실장된 상태로 하우징(1010)에 구비되므로, 하우징(1010)에는 복수의 코일(1141b, 1143b, 1145b, 1241b, 1243b, 1245b)이 하우징(1010)의 내부공간으로 노출되도록 복수의 관통홀(1010a, 1010b, 1010c, 1010d, 1010e, 1010f, 1010g)이 구비될 수 있다.
여기서, 복수의 코일(1141b, 1143b, 1145b, 1241b, 1243b, 1245b)이 실장되는 메인기판(1070)은 도면에 도시되는 것과 같이 전체적으로 연결되어 일체로 구비될 수 있다. 이 경우에는 단자가 1개로 구비되므로 외부전원 및 신호 연결이 용이할 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며 메인기판(1070)은, 가령, 반사모듈(1100)용 코일이 실장되는 기판과 렌즈모듈(1200)용 코일이 실장되는 기판을 분리하는 등에 의해 복수 개의 기판으로 구비될 수도 있다.
반사모듈(1100)은 개구부(1031)를 통해 입사되는 광의 경로를 변경할 수 있다. 이미지 또는 동영상 촬영 시 사용자의 손떨림 등에 의해 이미지가 번지거나 동영상이 흔들릴 수 있으며, 이 경우 반사모듈(1100)은 반사부재(1110)가 장착된 회전홀더(1120)를 움직여 사용자의 손떨림 등을 보정할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 손떨림 등에 의해 이미지 촬영 또는 동영상 촬영 시 흔들림이 발생할 때, 흔들림에 대응하는 상대변위를 회전홀더(1120)에 부여함으로써 흔들림을 보상한다.
그리고, 본 실시예는 렌즈 등을 포함하지 않아 상대적으로 무게가 가벼운 회전홀더(1120)의 이동에 의해 OIS 기능이 구현되므로, 전력 소모를 최소화할 수 있다.
즉, 본 실시예에서는, 손떨림 보정(OIS, Optical Image Stabilizer) 기능을 구현하기 위하여 복수의 렌즈가 구비되는 렌즈배럴 또는 이미지센서를 이동시키지 않고, 반사부재(1110)가 구비되는 회전홀더(1120)를 이동하여 광의 진행 방향을 변경하여, 손떨림 등이 보정된 광이 렌즈모듈(1200)에 입사되도록 한다.
반사모듈(1100)은 하우징(1010)에 지지되게 구비되는 회전홀더(1020), 회전홀더(1020)에 장착되는 반사부재(1110), 및 회전홀더(1120)를 이동시키는 제1 구동부(1140)를 포함한다.
반사부재(1110)는 광의 진행 방향을 변경할 수 있다. 가령, 반사부재(1110)는 광을 반사시키는 미러(Mirror) 또는 프리즘(Prism)일 수 있다(설명의 편의를 위해, 일 실시예와 관련한 도면의 도시에서는 반사부재(1110)를 프리즘으로 도시한다).
반사부재(1110)는 회전홀더(1120)에 고정된다. 회전홀더(1120)에는 반사 부재(1110)가 장착되는 장착면(1123)이 구비된다.
회전홀더(1120)의 장착면(1123)은 광의 경로가 변경되도록 경사진 면으로 구성될 수 있다. 가령, 장착면(1123)은 복수의 렌즈의 광축(Z축)에 대하여 30~60도 기울어진 경사면일 수 있다. 그리고, 회전홀더(1120)의 경사면은 광이 입사되는 덮개(1030)의 개구부(1031)를 향할 수 있다.
반사부재(1110)가 장착된 회전홀더(1120)는 하우징(1010)의 내부공간에 움직임이 가능하게 수용된다. 가령, 회전홀더(1120)는 하우징(1010) 내에서 제1축(X축) 및 제2축(Y축)을 기준으로 회전 운동 가능하게 수용될 수 있다. 여기서, 제1축(X축) 및 제2축(Y축)은 광축(Z축)에 수직한 축을 의미할 수 있고, 제1축(X축)과 제2축(Y축)은 상호 수직한 축일 수 있다.
회전홀더(1120)는 제1축(X축) 및 제2축(Y축)을 기준으로 회전 운동이 원활하도록 제1축(X축)을 따라 정렬된 제1 볼베어링(1131)과 제2축(Y축)을 따라 정렬된 제2 볼베어링(1133)에 의해 하우징(1010)에 지지된다. 도면의 도시에서는, 일 예로 제1축(X축)을 따라 정렬되는 2개의 제1 볼베어링(1131)과 제2축(Y축)을 따라 정렬되는 2개의 제2 볼베어링(1133)을 개시한다. 그리고, 이하 설명하는 제1 구동부(1140)에 의해 제1축(X축) 및 제2축(Y축)을 기준으로 회전 운동할 수 있다.
여기서, 일 실시예는 제1축(X축) 및 제2축(Y축)을 각각 담당하는 볼베어링이 구비되므로, 제1축(X축)을 따라 정렬되는 2개의 제1 볼베어링(1131)은 제1축(X축)으로 연장된 원기둥 형상으로 구비될 수 있고, 제2축(Y축)을 따라 정렬되는 2개의 제2 볼베어링(1133)은 제2축(Y축)을 따라 연장된 원기둥 형상으로 구비될 수 있다. 이 경우라면 가이드홈(1021, 1121, 1132, 1134)의 형상도 제1 및 제2 볼베어링의 형상에 상응하도록 반원기둥 형상으로 구비될 수 있다.
또한, 제1 볼베어링(1131)과 제2 볼베어링(1133)은 각각 회전판(1130)의 전면과 후면에 구비되며(또는 제1 볼베어링(1131)과 제2 볼베어링(1133)이 반대로 회전판(1130)의 후면과 전면에 위치를 바꿔 구비되는 것도 가능, 즉, 제1 볼베어링(1131)이 제2축(Y축), 제2 볼베어링(1133)이 제1축(X축)을 따라 정렬될 수 있음, 이하에서는, 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 구조로 설명함), 회전판(1130)은 회전홀더(1120)와 하우징(1010)의 내측면 사이에 구비될 수 있다.
그리고, 회전홀더(1120)에 구비되는 풀링마그네트(1151) - 또는 풀링요크 - 와 하우징(1010)에 구비되는 풀링요크(1153) - 또는 풀링마그네트 - 의 인력에 의해 회전홀더(1120)가 회전판(1130)을 매개로 하우징(1010)에 지지될 수 있다(물론, 제1 볼베어링(1131)과 제2 볼베어링(1133)도 회전홀더(1120)와 하우징(1010)의 사이에 구비되어 있음).
회전판(1130)의 전면과 후면에는 제1 볼베어링(1131)과 제2 볼베어링(1133)이 삽입되도록 가이드홈(1132, 1134)이 구비될 수 있으며, 가이드홈(1132, 1134)은 제1 볼베어링(1131)이 일부 삽입되는 제1 가이드홈(1132)과 제2 볼베어링(1133)이 일부 삽입되는 제2 가이드홈(1134)을 포함할 수 있다.
또한, 하우징(1010)에는 제1 볼베어링(1131)이 일부 삽입되도록 제3 가이드홈(1021)이 구비될 수 있고, 회전홀더(1120)에는 제2 볼베어링(1133)이 일부 삽입되도록 제4 가이드홈(1121)이 구비될 수 있다.
이상 설명한 제1 가이드홈(1132), 제2 가이드홈(1134), 제3 가이드홈(1021), 및 제4 가이드홈(1121)은 제1 볼베어링(1131)과 제2 볼베어링(1133)의 회전이 용이하도록 반구 또는 다각(다각 기둥 또는 다각 뿔)의 홈 형상으로 구비될 수 있다.
제1 볼베어링(1131)과 제2 볼베어링(1133)은 제1 가이드홈(1132), 제2 가이드홈(1134), 제3 가이드홈(1021), 및 제4 가이드홈(1121)에서 구름 이동하거나 미끄럼 이동하면서 베어링 역할을 수행할 수 있다.
한편, 제1 볼베어링(1131)과 제2 볼베어링(1133)은 하우징(1010), 회전판(1130) 및 회전홀더(1120) 중 적어도 어느 하나에 고정 구비되는 구조일 수 있다. 가령, 제1 볼베어링(1131)은 하우징(1010) 또는 회전판(1130)에 고정 구비되고, 제2 볼베어링(1133)은 회전판(1130) 또는 회전홀더(1120)에 고정 구비될 수 있다.
이 경우에는 제1 볼베어링(1131) 또는 제2 볼베어링(1133)이 고정 구비되는 부재와 대향하는 부재에만 가이드홈이 구비될 수 있으며, 이 경우에는 볼베어링의 회전이 아닌 미끄럼 이동에 의한 마찰 베어링 역할을 수행할 수 있다.
여기서, 제1 볼베어링(1131)과 제2 볼베어링(1133)이 하우징(1010), 회전판(1130) 및 회전홀더(1120) 중 어느 하나에 고정 구비되는 구조일 경우에는 제1 볼베어링(1131)과 제2 볼베어링(1133)은 구형, 반구형, 둥근 돌기 형상 등으로 구비될 수 있다.
그리고, 제1 볼베어링(1131)과 제2 볼베어링(1133)은 별도로 제조된 것을 하우징(1010), 회전판(1130) 및 회전홀더(1120) 중 어느 하나에 부착할 수 있다. 또는, 제1 볼베어링(1131)과 제2 볼베어링(1133)을 하우징(1010), 회전판(1130) 및 회전홀더(1120)의 제조시에 일체로 구비될 수도 있다.
제1 구동부(1140)는 회전홀더(1120)가 2개의 축을 기준으로 회전 가능하도록 구동력을 발생시킨다.
일 예로, 제1 구동부(1140)는 복수의 마그네트(1141a, 1143a, 1145a) 및 복수의 마그네트(1141a, 1143a, 1145a)와 마주보도록 배치되는 복수의 코일(1141b, 1143b, 1145b)을 포함할 수 있다.
복수의 코일(1141b, 1143b, 1145b)에 전원을 인가하면, 복수의 마그네트(1141a, 1143a, 1145a)와 복수의 코일(1141b, 1143b, 1145b) 사이의 전자기적 영향력에 의하여 복수의 마그네트(1141a, 1143a, 1145a)가 장착된 회전홀더(1120)를 제1축(X축) 및 제2축(Y축)을 기준으로 회전시킬 수 있다.
복수의 마그네트(1141a, 1143a, 1145a)는 회전홀더(1120)에 장착된다. 일 예로, 복수의 마그네트(1141a, 1143a, 1145a) 중 일부(1141a)는 회전홀더(1120)의 하부면에 장착되고, 나머지(1143a, 1145a)는 회전홀더(1120)의 측면에 장착될 수 있다.
복수의 코일(1141b, 1143b, 1145b)은 하우징(1010)에 장착된다. 일 예로, 복수의 코일(1141b, 1143b, 1145b)은 메인기판(1070)을 매개로 하우징(1010)에 장착될 수 있다. 즉, 복수의 코일(1141b, 1143b, 1145b)은 메인기판(1070)에 구비되며, 메인기판(1070)은 하우징(1010)에 장착된다.
여기서, 도면에서는 메인기판(1070)은 반사모듈(1100)용 코일과 렌즈모듈(1200)용 코일이 모두 실장되도록 전체적으로 일체형으로 구비되는 예시를 도시하나, 메인기판(1070)은 반사모듈(1100)용 코일과 렌즈모듈(1200)용 코일이 각각 실장되도록 2개 이상의 기판으로 분리되어 구비될 수도 있다.
본 실시예에서는 회전홀더(1120)를 회전시킬 때, 회전홀더(1120)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 사용한다.
따라서, 폐루프 제어를 위하여 위치 센서(1141c, 1143c)가 필요하다. 위치 센서(1141c, 1143c)는 홀 센서일 수 있다.
위치 센서(1141c, 1143c)는 각 코일(1141b, 1143b)의 내측 또는 외측에 배치되며, 각 코일(1141b, 1143b)이 장착되는 메인기판(1070)에 위치 센서(1141c, 1143c)가 장착될 수 있다.
한편, 메인기판(1070)에는 사용자의 손떨림 등과 같은 흔들림 요인을 감지하는 자이로 센서(미도시)가 구비될 수 있고, 복수의 코일(1141b, 1143b, 1145b)에 구동 신호를 제공하는 구동 회로소자(Driver IC, 미도시)가 구비될 수 있다.
회전홀더(1120)가 제1축(X축)을 기준으로 회전하는 경우에는 제1축(X축)을 따라 볼베어링이 배열된 제1 볼베어링(1131)을 타고 회전판(1130)이 회전하면서 회전홀더(1120)는 덩달아 회전하게 된다(이 경우 회전홀더(1120)는 회전판(1130)에 상대이동하지 않음).
또한, 회전홀더(1120)가 제2축(Y축)을 기준으로 회전하는 경우에는 제2축(Y축)을 따라 볼베어링이 배열된 제2 볼베어링(1133)을 타고 회전홀더(1120)가 회전하게 된다(이 경우 회전판(1130)은 회전하지 않으므로, 회전홀더(1120)가 회전판(1130)에 상대이동하게 됨).
즉, 제1축(X축)을 기준으로 회전하는 경우에는 제1 볼베어링(1131)이 작용하고, 제2축(Y축)을 기준으로 회전하는 경우에는 제2 볼베어링(1133)이 작용한다. 이는 도면에 도시된 바와 같이, 제1축(X축)을 기준으로 회전하는 경우에는 제2축(Y축)을 기준으로 정렬된 제2 볼베어링(1133)은 가이드홈에 끼워진 상태로 움직일 수 없는 구조이고, 제2축(Y축)을 기준으로 회전하는 경우에는 제1축(X축)을 기준으로 정렬된 제1 볼베어링(1131)이 가이드홈에 끼워진 상태로 움직일 수 없는 구조이기 때문이다.
렌즈모듈(1200)에는 반사모듈(1100)에서 반사되는 광이 입사될 수 있다. 그리고, 입사되는 광은 렌즈모듈(1200)에 구비되는 적어도 3개의 렌즈배럴(1210, 1220, 1230)의 광축 방향(Z축) 이동에 의해 오토포커스(AF) 또는 줌(Zoom) 기능이 구현될 수 있다.
도 6a에 도시된 실시예를 참고하면, 뒤쪽의 2개의 렌즈배럴(1210, 1220)은 줌 기능을 담당하고, 그 앞쪽의 1개의 렌즈배럴(1230)은 오토포커스 기능을 담당할 수 있다. 나아가, 3개의 렌즈배럴(1210, 1220, 1230)이 다양한 조합에 의해 줌 기능과 오토포커스 기능을 나누어 또는 중복하여 담당할 수 있다.
물론, 이외에도 다양한 변형 제어가 가능하다. 가령, 도 6b에 도시된 실시예를 참고하면, 뒤쪽의 2개의 렌즈배럴(1210, 1220)이 각각 나누어 또는 중복하여 줌 기능 또는 오토포커스 기능을 담당 - 예를 들어, 2개의 렌즈배럴(1210, 1220)이 조합하여 줌 기능을 담당하고, 가장 뒤쪽의 렌즈배럴(1210)은 추가로 오토포커스 기능을 담당 - 하고, 그 앞쪽의 1개의 렌즈배럴(1230)은 하우징(1010)에 고정된 상태를 유지할 수 있다. 나아가, 도시는 생략하지만, 3개의 렌즈배럴(1210, 1220, 1230) 중 어느 하나는 하우징(1010)에 고정된 상태를 유지하고, 나머지 2개의 렌즈배럴이 각각 나누어 또는 중복하여 줌 기능 또는 오토포커스 기능을 담당할 수 있다. 이 경우, 하우징(1010)에 고정되는 렌즈배럴(가령, 1230)은 구동용 마그네트 또는 이에 대향하는 코일과 하우징(1010)과의 사이에 개재되는 볼 베어링 등이 불필요하다.
아울러, 본 실시예와 관련한 도면에서는 앞쪽의 1개의 렌즈배럴(1230)과 뒤쪽의 2개의 렌즈배럴(1210, 1220)이 구비되는 공간이 구획된 형상이나, 이에 한정하지 않으며 3개의 렌즈배럴(1210, 1220, 1230)은 모두 같은 공간에 구비되거나 또는 구획된 다른 공간에 구비될 수 있다.
렌즈모듈(1200)에 구비되는 복수의 적층 렌즈군은 각각 적어도 3개의 렌즈배럴(1210, 1220, 1230)에 나뉘어 구비될 수 있다. 그리고, 복수의 적층 렌즈군은 적어도 3개의 렌즈배럴(1210, 1220, 1230)에 나뉘어 구비되더라도 광축이 반사모듈(1100)에서 광이 출사되는 방향인 Z축으로 정렬된다.
렌즈모듈(1200)은 오토포커스(AF) 및 줌(Zoom) 기능의 구현을 위해 제2 구동부(1240)를 구비한다.
렌즈모듈(1200)은 하우징(1010)의 내부공간에 광축(Z축) 방향으로 이동 가능하게 구비되는 적어도 3개의 렌즈배럴 - 제1 렌즈배럴(1210), 제2 렌즈배럴(1220) 및 제3 렌즈배럴(1230) - 을 구비한다. 그리고, 3개의 렌즈배럴(1210, 1220, 1230)을 하우징(1010)에 대해 광축(Z축) 방향으로 이동시키는 제2 구동부(1240)를 포함한다.
제1 내지 제3 렌즈배럴(1210, 1220, 1230)은 오토포커스(AF) 또는 줌(zoom) 기능의 구현을 위해 대략 광축(Z축) 방향으로 이동되도록 구성된다.
이에, 제2 구동부(1240)는 제1 내지 제3 렌즈배럴(1210, 1220, 1230)이 광축(Z축) 방향으로 각각 이동 가능하도록 구동력을 발생시킨다. 즉, 제2 구동부(1240)는 제1 내지 제3 렌즈배럴(1210, 1220, 1230)을 각각 광축(Z축) 방향으로 개별 이동하여 오토포커스(AF) 또는 줌(zoom) 기능이 구현되게 한다.
제1 내지 제3 렌즈모듈(1210, 1220, 1230)은 하우징(1010)의 바닥면에 지지되게 구비될 수 있다. 가령, 제1 내지 제3 렌즈배럴(1210, 1220, 1230) 모두 하우징(1010)의 바닥면에 볼 베어링을 매개로 개별 지지될 수 있다. 이하에서는, 제1 내지 제3 렌즈배럴(1210, 1220, 1230)이 하우징(1010)의 바닥면에 각각 볼 베어링을 매개로 지지되는 실시예를 중심으로 설명한다.
일 예로, 제2 구동부(1240)는 복수의 마그네트(1241a, 1243a, 1245a) 및 복수의 마그네트(1241a, 1243a, 1245a)와 마주보도록 배치되는 복수의 코일(1241b, 1243b, 1245b)을 포함한다.
복수의 코일(1241b, 1243b, 1245b)에 전원을 인가하면, 복수의 마그네트(1241a, 1243a, 1245a)와 복수의 코일(1241b, 1243b, 1245b) 사이의 전자기적 영향력에 의하여 복수의 마그네트(1241a, 1243a, 1245a)가 나뉘어서 장착된 제1 내지 제3 렌즈배럴(1210, 1220, 1230)을 각각 광축(Z축) 방향으로 이동시킬 수 있다.
복수의 마그네트(1241a, 1243a, 1245a)는 제1 내지 제3 렌즈배럴(1210, 1220, 1230)에 나뉘어 장착된다. 일 예로, 제1 마그네트(1241a)는 제1 렌즈배럴(1210)의 측면에, 제2 마그네트(1243a)는 제2 렌즈배럴(1220)의 측면에, 제3 마그네트(1245a)는 제3 렌즈배럴(1210)의 측면에 장착될 수 있다.
복수의 코일(1241b, 1243b, 1245b)은 복수의 마그네트(1241a, 1243a, 1245a)와 각각 대향하도록 하우징(1010)에 장착된다. 여기서, 제1 내지 제3 렌즈배럴(1210, 1220, 1230)에 구비되는 복수의 마그네트(1241a, 1243a, 1245a)는 각각 양쪽 측면으로 나뉘어서 구비되므로, 복수의 코일(1241b, 1243b, 1245b)도 각각 대향하도록 하우징(1010)의 양쪽 측벽에 나뉘어 구비될 수 있다.
일 예로, 복수의 코일(1241b, 1243b, 1245b)은 메인기판(1070)에 실장된 상태로, 메인기판(1070)이 하우징(1010)에 장착될 수 있다.
본 실시예에서는 제1 내지 제3 렌즈배럴(1210, 1220, 1230)를 이동시킬 때, 제1 내지 제3 렌즈배럴(1210, 1220, 1230)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 사용한다. 따라서, 폐루프 제어를 위하여 위치 센서(1241c, 1243c, 1245c)가 필요하다. 위치 센서(1241c, 1243c, 1245c)는 홀 센서일 수 있다.
위치 센서(1241c, 1243c, 1245c)는 코일(1241b, 1243b, 1245b)의 내측 또는 외측에 배치되며, 코일(1241b, 1243b, 1245b)이 장착되는 메인기판(1070)에 위치 센서(1241c, 1243c, 1245c)가 장착될 수 있다.
한편, 도면의 도시에서 제1 렌즈배럴(1210)과 제2 렌즈배럴(1220)은 한 쌍의 코일과 마그네트에 의해 구동되게 도시되며, 이 경우 어느 일 측에 코일과 마그네트가 구비될 수 있다. 이때에는 구동력 강화를 위해 코일과 마그네트의 크기를 다소 크게 할 수 있으며, 이러한 경우라면 위치 센싱을 정확하게 하기 위해 복수의 위치센서(1241c, 1243c)가 구비될 수 있다. 도면의 도시에서 제1 렌즈배럴(1210)과 제2 렌즈배럴(1220)을 구동하는 코일(1241b, 1243b)의 내부에는 각각 3개의 위치센서(1241c, 1243c)가 구비된 것을 예시로 제시한다.
제1 렌즈배럴(1210)은 광축(Z축) 방향으로 이동 가능하도록 하우징(1010)에 구비된다. 일 예로, 제1 렌즈배럴(1210)과 하우징(1010)의 바닥면 사이에는 복수의 제3 볼베어링(1215)이 배치된다.
복수의 제3 볼베어링(1215)은 오토포커스(AF) 및 줌(Zoom) 기능의 구현 과정에서 제1 렌즈배럴(1210)의 이동을 가이드하는 베어링의 역할을 한다.
복수의 제3 볼베어링(1213)은 제1 렌즈배럴(1210)을 광축(Z축) 방향으로 이동하는 구동력이 발생한 경우에 광축(Z축) 방향으로 구름운동하도록 구성된다. 이에 따라, 복수의 제3 볼베어링(1215)은 제1 렌즈배럴(1210)의 광축(Z축) 방향으로의 이동을 가이드한다.
제1 렌즈배럴(1210)과 마주보는 하우징(1010)의 바닥면에는 각각 제3 볼베어링(1215)을 수용하는 복수의 가이드홈(1214, 1013)이 형성되며, 이들 중 일부는 광축(Z축) 방향으로 길게 구비될 수 있다.
복수의 제3 볼베어링(1215)은 가이드홈(1214, 1013)에 수용되어 제1 렌즈배럴(1210)과 하우징(1010) 사이에 끼워진다.
복수의 가이드홈(1213, 1013) 중 일부 또는 전부는 광축(Z축) 방향으로 길게 형성될 수 있다. 그리고, 복수의 가이드홈(1214, 1013)의 단면은 둥근형상, 다각형상 등 다양한 형상일 수 있다.
여기서, 복수의 제3 볼베어링(1215)이 제1 렌즈배럴(1210) 및 하우징(1010)과 접촉 상태를 유지할 수 있도록 제1 렌즈배럴(1210)은 하우징(1010)의 바닥을 향해 가압된다. 이를 위하여, 하우징(1010)의 바닥면에는 제1 렌즈배럴(1210)의 하부면에 장착된 풀링마그네트(1216)와 마주보도록 풀링요크(1016)가 장착될 수 있다. 풀링요크(1016)는 자성체일 수 있다. 물론, 하우징(1010)의 바닥면에 풀링마그네트가 장착되고, 제1 렌즈배럴(1210)의 하부면에 풀링요크가 장착될 수도 있다.
한편, 제1 렌즈배럴(1210)을 구동하는 코일(1241b)은 하우징(1010)의 양쪽 측면 중 일측면에 구비되며, 이 경우 제1 렌즈배럴(1210)에는 전자기력이 일측면 쪽에 작용하게 되므로 제1 렌즈배럴(1210)의 구동의 용이를 위해 풀링마그네트(1216)와 풀링요크(1016)는 하우징(1010)의 중심에서 일측면 쪽으로 치우치게 구비될 수 있다. 그리고, 제1 렌즈배럴(1210)은 구동력의 향상을 위해 마그네트(1241a)의 사이즈를 키우고자 마그네트가 장착되는 부분이 광축 방향으로 제2 렌즈배럴(1220)의 측면까지 연장되게 구비될 수 있다. 나아가, 제2 렌즈배럴(1220)도 구동력의 향상을 위해 마그네트(1243a)의 사이즈를 키우고자 마그네트가 장착되는 부분이 광축 방향으로 제1 렌즈배럴(1210)의 측면까지 연장되게 구비될 수 있다.
또한, 반대로 제2 렌즈배럴(1220)을 구동하는 코일(1243b)은 하우징(1010)의 양쪽 측면 중 일측면의 반대쪽인 타측면에 구비되며, 이 경우 제2 렌즈배럴(1220)에는 전자기력이 타측면 쪽에 작용하게 되므로 제2 렌즈배럴(1220)의 구동의 용이를 위해 풀링마그네트(1226)와 풀링요크(1017)는 하우징(1010)의 중심에서 타측면 쪽으로 치우치게 구비될 수 있다.
나아가 제3 렌즈배럴(1230)을 구동하는 코일(1245b)도 하우징(1010)의 양측면 또는 일측면에 구비될 수 있으며, 일측면에만 구비되는 경우에는 제1 및 제2 렌즈배럴(1210, 1220)과 동일하게 제3 렌즈배럴(1230)의 구동의 용이를 위해 풀링마그네트(1236)와 풀링요크(1017)는 하우징(1010)의 중심에서 일측면 쪽으로 치우치게 구비될 수 있다. 다만, 렌즈배럴(1210, 1220, 1230)을 구동하는 코일이 일측면 및 타측면 중 어느 한측면에만 구비되는 경우이고, 코일이 양쪽 측면에 모두 구비되는 경우에는 대략 중앙부분에 풀링마그네트와 풀링요크가 구비될 수 있다.
제2 렌즈배럴(1220)은 광축(Z축) 방향으로 이동 가능하도록 하우징(1010)에 구비된다. 일 예로, 제2 렌즈배럴(1220)은 제1 렌즈배럴(1210)의 전방에 제1 렌즈배럴(1210)과 광축 방향으로 나란하게 배치될 수 있다.
제2 렌즈배럴(1220)과 하우징(1010)의 바닥면 사이에는 복수의 제4 볼베어링(1225)이 구비되고, 제2 렌즈배럴(1220)은 제4 볼베어링(1225)에 의해 하우징(1010)에 대해 미끄럼 또는 구름이동 할 수 있다.
복수의 제4 볼베어링(1225)은 제2 렌즈배럴(1220)이 광축(Z축) 방향으로 이동하도록 구동력이 발생한 경우에 제2 렌즈배럴(1220)의 광축(Z축) 방향 구름운동 또는 미끄럼 운동을 보조하도록 구성된다.
제2 렌즈배럴(1220)과 하우징(1010)이 서로 마주보는 바닥면에는 각각 제4 볼베어링(1250)을 수용하는 복수의 가이드홈(1224, 1014)이 형성되며, 이들 중 일부는 광축(Z축) 방향으로 길게 구비될 수 있다.
복수의 제4 볼베어링(1225)은 가이드홈(1224, 1014)에 수용되어 제2 렌즈배럴(1220)과 하우징(1010) 사이에 끼워진다.
복수의 가이드홈(1224, 1014) 각각은 광축(Z축) 방향으로 길게 형성될 수 있다. 그리고, 복수의 가이드홈(1224, 1014)의 단면은 둥근형상, 다각형상 등 다양한 형상일 수 있다.
여기서, 복수의 제4 볼베어링(1225)이 제2 렌즈배럴(1220) 및 하우징(1010)과 접촉 상태를 유지할 수 있도록 제2 렌즈배럴(1220)은 하우징(1010)의 바닥면을 향해 가압된다.
이를 위하여, 하우징(1010)의 바닥면에는 제2 렌즈배럴(1220)에 장착된 풀링마그네트(1226)와 마주보도록 풀링요크(1017)가 장착될 수 있다. 풀링요크(1016)는 자성체일 수 있다. 물론, 하우징(1010)의 바닥면에 풀링마그네트가 장착되고, 제2 렌즈배럴(1220)의 하부면에 풀링요크가 장착될 수도 있다.
제1 및 제2 렌즈배럴(1210, 1220)은 광축 방향으로 대략 길이가 동일하게 구비될 수 있다. 그리고, 제1 및 제2 렌즈배럴(1210, 1220)은 각각 렌즈 어레이가 구비되는 제1 및 제2 렌즈안착부(1210a, 1220a)와 제1 및 제2 렌즈안착부(1210a, 1220a)에서 광축방향으로 연장되는 제1 및 제2 연장부(1210b, 1220b)를 포함할 수 있다.
그리고, 제1 및 제2 렌즈배럴(1210, 1220)은 제1 및 제2 연장부(1210b, 1220b)에 제1 및 제2 마그네트(1241a, 1243a)를 구비할 수 있다.
제3 렌즈배럴(1230)은 광축(Z축) 방향으로 이동 가능하도록 하우징(1010)에 구비된다. 일 예로, 제3 렌즈배럴(1230)은 제2 렌즈배럴(1220)의 전방에 제2 렌즈배럴(1220)과 광축 방향으로 나란하게 배치될 수 있다.
제3 렌즈배럴(1230)과 하우징(1010)의 바닥면 사이에는 복수의 제5 볼베어링(1235)이 구비되고, 제3 렌즈배럴(1230)은 제5 볼베어링(1235)에 의해 하우징(1010)에 대해 미끄럼 또는 구름이동 할 수 있다.
복수의 제5 볼베어링(1235)은 제3 렌즈배럴(1230)이 광축(Z축) 방향으로 이동하도록 구동력이 발생한 경우에 제3 렌즈배럴(1230)의 광축(Z축) 방향 구름운동 또는 미끄럼 운동을 보조하도록 구성된다.
제3 렌즈배럴(1230)과 하우징(1010)이 서로 마주보는 바닥면에는 각각 제5 볼베어링(1235)을 수용하는 복수의 가이드홈(1234, 1018)이 형성되며, 이들 중 일부는 광축(Z축) 방향으로 길게 구비될 수 있다.
복수의 제5 볼베어링(1235)은 가이드홈(1234, 1018)에 수용되어 제3 렌즈배럴(1230)과 하우징(1010) 사이에 끼워진다.
복수의 가이드홈(1234, 1015) 각각은 광축(Z축) 방향으로 길게 형성될 수 있다. 그리고, 복수의 가이드홈(1234, 1015)의 단면은 둥근형상, 다각형상 등 다양한 형상일 수 있다.
여기서, 복수의 제5 볼베어링(1235)이 제3 렌즈배럴(1230) 및 하우징(1010)과 접촉 상태를 유지할 수 있도록 제3 렌즈배럴(1230)은 하우징(1010)의 바닥면을 향해 가압된다.
이를 위하여, 하우징(1010)의 바닥면에는 제3 렌즈배럴(1230)에 장착된 풀링마그네트(1236)와 마주보도록 풀링요크(1018)가 장착될 수 있다. 풀링요크(1018)는 자성체일 수 있다. 물론, 하우징(1010)의 바닥면에 풀링마그네트가 장착되고, 제3 렌즈배럴(1230)의 하부면에 풀링요크가 장착될 수도 있다.
한편, 하우징(1010)에 구비되어 제3 내지 제5 볼베어링(1215, 1225, 1235)의 이동을 가이드하는 가이드홈(1016, 1017, 1018)은 각각 광축 방향으로 연장된 긴 홈 형상이거나, 적어도 이중 2개가 상호 연결된 가이드홈일 수 있다. 3개의 가이드홈(1016, 1017, 1018) 중 적어도 2개가 상호 하나로 연결된 형상인 경우에는 제1 내지 제3 렌즈배럴(1210, 1220, 1230)이 광축 방향으로 용이하게 정렬될 수 있다.
도면의 도시에서는 제1 및 제2 렌즈배럴(1210, 1220)의 이동 경로에 구비되는 가이드홈(1013, 1014)이 상호 하나로 연결된 가이드홈으로 구비되고, 제3 렌즈배럴(1230)은 별개로 구비되는 실시예로 제시된다. 물론 이에 한정하는 것은 아니며 가이드홈은 제2 및 제3 렌즈배럴(1210, 1220)의 이동에 사용되는 가이드홈(1014, 1015) 만이 상호 하나로 연결되거나 모든 가이드홈(1013, 1014, 1015)이 전체적으로 연결된 형상으로 구비될 수도 있다.
한편, 본 실싱예에 따른 제1 내지 제3 렌즈배럴(1210, 1220, 1230)은 광축 방향으로 순차적으로 구비되며, 제1 및 제2 렌즈배럴(1210, 1220)은 각각 일측 또는 타측에 코일(1241b, 1243b) 및 마그네트(1241a, 1243a)가 구비된다. 그리고, 제3 렌즈배럴(1230)은 도면의 도시에서는 양쪽에 코일(1245b) 및 마그네트(1245a)가 구비될 수 있다.
다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 제1 렌즈배럴(1210)의 구동부(1241b, 1241a)가 장착되는 일측에만 코일(1245b) 및 마그네트(1245a)가 구비될 수 있다. 이는 제3 렌즈배럴(1230)에 구비되는 구동부(1245b, 1245a)가 인접하는 제2 렌즈배럴(1220)의 구동부(1243b, 1243a)의 영향을 받지 않게 최대한 멀게 배치하기 하기 위한 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 메인기판과 이에 장착된 코일 및 부품을 도시한 사시도이다.
도 11을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 메인기판(1070)에는 제1 구동부(1140)의 반사모듈(1100)의 구동을 위한 코일(1141b, 1143b, 1145b)과, 제2 구동부(1240)의 렌즈모듈(1200)의 구동을 위한 복수의 코일(1241b, 1243b, 1245b)이 내면에 실장될 수 있다. 그리고, 외면에는 각종 수동소자, 능동소자 등의 부품(1078), 자이로(Gyro) 센서(1079) 등이 실장될 수 있다. 이에, 메인기판(1070)은 양면기판일 수 있다.
구체적으로, 대략 평행하게 배치되는 제1측면기판(1071)과 제2측면기판(1072), 제1측면기판(1071)과 제2측면기판(1072)을 상호 연결하는 바닥기판(1073)을 포함하고, 제1측면기판(1071), 제2측면기판(1072) 및 바닥기판(1073) 중 어느 하나에는 외부 전원 및 신호 연결을 위한 단자부(1074)가 연결될 수 있다.
제1측면기판(1071)에는 반사모듈(1100)의 구동을 위한 제1 구동부(1140)의 복수의 코일 중 일부(도면의 도시에서는 1143b)와 센서(1143c), 그리고, 렌즈모듈(1200)의 구동을 위한 제2 구동부(1240)의 복수의 코일 중 일부(도면의 도시에서는 1241b)와 센서(1241c)가 실장될 수 있다.
제2측면기판(1072)에는 반사모듈(1100)의 구동을 위한 제1 구동부(1140)의 복수의 코일 중 일부(도면의 도시에서는 1145b)와, 렌즈모듈(1200)의 구동을 위한 제2 구동부(1240)의 복수의 코일 중 일부(도면의 도시에서는 1243b, 1245b)와 센서(1243c, 1245c)가 실장될 수 있다.
바닥기판(1073)에는 제1 구동부(1140)의 반사모듈(1100)의 구동을 위한 코일(1141b)과 반사모듈(1100)의 위치를 센싱하는 센서(1141c)가 실장될 수 있다.
도면의 도시에서는 제1측면기판(1071)에 각종 수동소자, 능동소자 등의 부품(1078), 자이로(Gyro) 센서(1079) 등이 실장되는 것으로 도시했으나, 이들은 제2측면기판(1072)에 실장되거나, 제1측면기판(1071)과 제2측면기판(1072)에 적절히 나누어서 실장될 수 있다.
또한, 제1측면기판(1071), 제2측면기판(1072) 및 바닥기판(1073)에 실장되는 복수의 코일(1141b, 1143b, 1145b, 1241b, 1243b, 1245b)과 위치 센싱 센서(1141c, 1143c, 1241c, 1243c, 1245c)는 카메라 모듈의 설계에 따라 각 기판에 다양하게 분배되어 실장될 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 사시도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대용 전자기기(2)는 복수의 카메라 모듈(500, 1000)이 장착된 이동 통신 단말기, 스마트 폰, 태블릿 PC 등의 휴대가능한 전자기기일 수 있다.
본 실시예에서는 휴대용 전자기기(2)에 복수의 카메라 모듈(500, 1000)이 장착될 수 있다.
복수의 카메라 모듈(500, 1000) 중 적어도 어느 하나의 카메라 모듈은, 도 2 내지 도 10을 참조로 설명한 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)일 수 있다.
즉, 듀얼 카메라 모듈을 구비하는 휴대용 전자기기의 경우, 2개의 카메라 모듈 중 적어도 어느 하나를 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)로 구비할 수 있다.
이러한 실시예를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈 및 이를 포함하는 휴대용 전자기기는 자동 초점 조정, 줌, 손떨림 보정 등의 기능을 구현하면서도 구조가 간단하고, 크기를 줄일 수 있다. 또한, 전력 소모를 최소화할 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
1, 2: 휴대용 전자기기
1000: 카메라 모듈
1010: 하우징
1100: 반사모듈
1110: 반사부재
1120: 회전홀더
1140: 제1 구동부
1200: 렌즈모듈
1210: 제1 렌즈배럴
1220: 제2 렌즈배럴
1230: 제3 렌즈배럴
1240: 제2 구동부
1300: 이미지 센서 모듈

Claims (18)

  1. 내부공간을 갖는 하우징; 및
    상기 내부공간에 배치되고, 광축 방향을 따라 배치된 복수의 렌즈배럴을 포함하는 렌즈모듈;을 포함하고,
    상기 복수의 렌즈배럴은 각각 복수의 볼 부재에 의해 상기 광축 방향으로 이동 가능하게 지지되며,
    각 렌즈배럴의 일측을 지지하는 볼 부재의 수는 상기 각 렌즈배럴의 타측을 지지하는 볼 부재의 수와 다른 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 렌즈배럴은 제1 렌즈배럴 및 제2 렌즈배럴을 포함하고,
    상기 제1 렌즈배럴의 일측을 지지하는 상기 볼 부재의 수는 상기 제2 렌즈배럴의 일측을 지지하는 상기 볼 부재의 수와 다른 카메라 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 렌즈배럴의 일측은 두 개 이상의 볼 부재에 의해 지지되고, 상기 제1 렌즈배럴의 타측은 하나의 볼 부재에 의해 지지되며,
    상기 제2 렌즈배럴의 일측은 하나의 볼 부재에 의해 지지되고, 상기 제2 렌즈배럴의 타측은 두 개 이상의 볼 부재에 의해 지지되는 카메라 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 렌즈배럴은 복수의 렌즈가 수용되는 제1 렌즈안착부와, 상기 제1 렌즈안착부의 일측으로부터 상기 광축 방향으로 연장되는 제1 연장부를 포함하고,
    상기 제1 렌즈배럴의 일측을 지지하는 상기 두 개 이상의 볼 부재는, 상기 하우징의 바닥면과 상기 제1 연장부의 하부면 사이에 배치되는 카메라 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 렌즈배럴은 복수의 렌즈가 수용되는 제2 렌즈안착부와, 상기 제2 렌즈안착부의 일측과 반대되는 타측에서 상기 광축 방향으로 연장되는 제2 연장부를 포함하고,
    상기 제2 렌즈배럴의 타측을 지지하는 상기 두 개 이상의 볼 부재는, 상기 하우징의 상기 바닥면과 상기 제2 연장부의 하부면 사이에 배치되는 카메라 모듈.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1 렌즈배럴의 일면에는 제1 마그네트가 배치되고,
    상기 제1 마그네트는 상기 제1 렌즈배럴을 지지하는 상기 복수의 볼 부재 중 상기 하나의 볼 부재보다 상기 두 개의 볼 부재에 더 가깝게 배치되는 카메라 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하우징의 바닥면 및 상기 제1 렌즈배럴의 하부면 중 어느 하나에는 자성체가 배치되고, 다른 하나에는 풀링 마그네트가 배치되는 카메라 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 자성체 및 상기 풀링 마그네트 중 적어도 하나는 광축에 대해 상기 제1 마그네트 쪽으로 편향되게 배치되는 카메라 모듈.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 제2 렌즈배럴의 일면에는 제2 마그네트가 배치되고,
    상기 제2 마그네트는 상기 제2 렌즈배럴을 지지하는 상기 복수의 볼 부재 중 상기 하나의 볼 부재보다 상기 두 개의 볼 부재에 더 가깝게 배치되는 카메라 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 하우징의 바닥면 및 상기 제2 렌즈배럴의 하부면 중 어느 하나에는 자성체가 배치되고, 다른 하나에는 풀링 마그네트가 배치되는 카메라 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 자성체 및 상기 풀링 마그네트 중 적어도 하나는 광축에 대해 상기 제2 마그네트 쪽으로 편향되게 배치되는 카메라 모듈.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈모듈은 상기 복수의 렌즈배럴과 상기 광축 방향으로 이격되게 배치된 제3 렌즈배럴;을 더 포함하고,
    상기 복수의 렌즈배럴은 제1 렌즈배럴 및 제2 렌즈배럴을 포함하는 카메라 모듈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 렌즈배럴 및 상기 제2 렌즈배럴은 상기 광축 방향으로 이동 가능하게 배치되고,
    상기 제3 렌즈배럴은 상기 하우징에 대해 고정된 카메라 모듈.
  14. 제13항에 있어서,
    광의 진행 방향을 변경하는 반사부재를 구비하는 반사모듈;을 더 포함하고,
    상기 제3 렌즈배럴은 상기 제1 렌즈배럴 내지 상기 제3 렌즈배럴 중에서 상기 반사모듈에 가장 가깝게 배치된 카메라 모듈.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 하우징은 제1 돌출벽을 포함하고,
    상기 제1 돌출벽은 상기 반사모듈이 배치되는 공간과 상기 렌즈모듈이 배치되는 공간을 구획하는 카메라 모듈.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 하우징은 제2 돌출벽을 포함하고,
    상기 제2 돌출벽은 상기 제1 렌즈배럴 및 상기 제2 렌즈배럴이 배치되는 공간과, 상기 제3 렌즈배럴이 배치되는 공간을 구획하는 카메라 모듈.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제1 렌즈배럴 및 상기 제2 렌즈배럴은 줌(Zoom) 또는 자동초점조정(AF) 기능을 개별적으로 또는 공통으로 수행하도록 구성된 카메라 모듈.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈배럴 및 상기 제2 렌즈배럴은 줌(Zoom) 또는 자동초점조정(AF) 기능을 개별적으로 또는 공통으로 수행하도록 구성된 카메라 모듈.
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