KR20220070924A - 카메라 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈은, 렌즈를 포함하고 하우징 내에서 움직이도록 배치된 렌즈 모듈; 렌즈 모듈의 움직임에 따라 움직이도록 렌즈 모듈에 배치되고, 렌즈 모듈에서 일방향 좌표에 따라 달라지는 폭을 가지는 제1 변위 식별층; 및 렌즈 모듈의 움직임에 따라 움직이도록 렌즈 모듈에 배치되고, 렌즈 모듈에서 일방향 좌표에 따라 달라지는 폭을 가지는 제2 변위 식별층; 을 포함하고, 제1 및 제2 변위 식별층은, 제1 변위 식별층의 최대폭에 대응되는 렌즈 모듈의 일방향 좌표와 제2 변위 식별층의 최대폭에 대응되는 렌즈 모듈의 일방향 좌표가 서로 다르도록 배치될 수 있다.

Description

카메라 모듈{Camera module}
본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.
일반적으로 휴대폰, PDA, 휴대용 PC 등과 같은 휴대 통신단말기는 최근 문자 또는 음성 데이터를 전송하는 것뿐만 아니라 화상 데이터 전송까지 수행하는 것이 일반화되어 가고 있다. 이러한 추세에 부응하여 화상 데이터 전송이나 화상 채팅 등을 할 수 있기 위해서 최근에 휴대 통신단말기에 카메라 모듈이 기본적으로 설치되고 있다.
일반적으로, 카메라 모듈은 내부에 렌즈를 구비하는 렌즈 배럴과 렌즈 배럴을 내부에 수용하는 하우징을 구비하며, 피사체의 영상을 전기신호로 변환하는 이미지 센서를 포함한다. 카메라 모듈은 고정된 초점에 의해 사물을 촬영하는 단초점 방식의 카메라 모듈을 채용할 수 있으나, 최근에는 기술 개발에 따라 자동초점(AF: Autofocus) 조정이 가능한 액츄에이터를 포함한 카메라 모듈이 채용되고 있다. 아울러, 카메라 모듈은 손떨림에 따른 해상도 저하현상을 경감시키기 위해 손떨림 보정기능(OIS: Optical Image Stabilization)을 위한 액츄에이터를 채용한다.
등록특허공보 제10-1717206호
본 발명은 카메라 모듈에 포함된 렌즈 모듈의 움직임을 감지할 수 있는 구조를 가지는 카메라 모듈을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈은, 렌즈를 포함하고 하우징 내에서 움직이도록 배치된 렌즈 모듈; 상기 렌즈 모듈의 움직임에 따라 움직이도록 상기 렌즈 모듈에 배치되고, 상기 렌즈 모듈에서 일방향 좌표에 따라 달라지는 폭을 가지는 제1 변위 식별층; 및 상기 렌즈 모듈의 움직임에 따라 움직이도록 상기 렌즈 모듈에 배치되고, 상기 렌즈 모듈에서 상기 일방향 좌표에 따라 달라지는 폭을 가지는 제2 변위 식별층; 을 포함하고, 상기 제1 및 제2 변위 식별층은, 상기 제1 변위 식별층의 최대폭에 대응되는 상기 렌즈 모듈의 일방향 좌표와 상기 제2 변위 식별층의 최대폭에 대응되는 상기 렌즈 모듈의 일방향 좌표가 서로 다르도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 렌즈 모듈의 움직임을 더욱 안정적 및/또는 정확하게 검출할 수 있고, 선형적 및/또는 효율적으로 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 결합 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 변위 식별층을 확대한 도면이다.
도 4b 및 도 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 렌즈 모듈의 움직임에 따른 변위 식별층과 센싱 코일 간의 위치관계 변화를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 렌즈 모듈의 일방향 움직임에 따른 센싱 코일의 인덕턴스를 나타낸 그래프이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 제1 및 제2 변위 식별층에 각각 대응되는 복수의 센싱 코일의 복수의 인덕턴스를 나타낸 그래프이다.
도 6b는 도 6a에 도시된 복수의 인덕턴스의 아크탄젠트(arctanent) 처리 값을 나타낸 그래프이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 결합 사시도이다.
도 1을 참조하면, 카메라 모듈(100)은 하우징 유닛(110) 및 렌즈 배럴(120)을 포함할 수 있고, 하우징 유닛(110)은 하우징(111) 및 쉴드 케이스(112)를 포함할 수 있다. 카메라 모듈(100)은 자동초점조절 기능과 손떨림보정 기능 중 적어도 하나를 구비할 수 있다. 일 예로, 카메라 모듈(100)이 자동초점조절 기능과 손떨림보정 기능을 수행하기 위하여, 렌즈 배럴(120)은 하우징 유닛(110)의 내부에서 광축 방향 및 광축의 수직 방향으로 각각 움직일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈(200)은 쉴드 케이스(210), 렌즈 모듈(220), 하우징(230), 스토퍼(240), 액츄에이터(250), 및 볼 베어링부(270)를 포함할 수 있다.
렌즈 모듈(220)은 렌즈 배럴(221)과 렌즈 배럴(221)을 내부에 수용하는 렌즈 홀더(223)를 포함할 수 있다.
렌즈 배럴(221)은 피사체를 촬상하는 복수의 렌즈가 내부에 수용될 수 있도록 중공의 원통 형상일 수 있으며, 복수의 렌즈는 광축 방향(1)을 따라 렌즈 배럴(221)에 구비될 수 있다. 복수의 렌즈는 렌즈 모듈(220)의 설계에 따라 필요한 수만큼 적층되고, 각각 동일하거나 상이한 굴절률 등의 광학적 특성을 가질 수 있다.
렌즈 배럴(221)은 렌즈 홀더(223)와 결합할 수 있다. 일 예로, 렌즈 배럴(221)은 렌즈 홀더(223)에 구비된 중공에 삽입되며, 렌즈 배럴(221)과 렌즈 홀더(223)는 나사결합 방식으로 결합되거나 접착제를 통해 결합될 수 있다. 렌즈 모듈(220)은 하우징(230)의 내부에 수용되어 자동 초점 조정을 위하여 광축 방향(1)으로 이동될 수 있다.
액츄에이터(250)는 렌즈 모듈(220)을 광축 방향(1)으로 구동할 수 있다. 렌즈 모듈(220)을 광축 방향(1)으로 이동시키기 위하여, 액츄에이터(250)는 렌즈 홀더(223)의 일측에 장착된 마그네트(251) 및 마그네트(251)와 마주보도록 배치된 구동 코일(253)을 포함할 수 있다. 구동 코일(253)은 기판(255)에 장착되며, 기판(255)은 구동 코일(253)이 마그네트(251)와 마주보도록 하우징(230)에 장착될 수 있다.
액츄에이터(250)는 구동 코일(253)에 구동 신호를 인가할 수 있다. 액츄에이터(250)는 양방향 구동이 가능한 H 브리지(Bridge) 회로를 내부에 구비하여 보이스 구동 코일 모터(Voice coil motor) 방식으로 구동 코일(253)에 구동 신호를 인가할 수 있다.
액츄에이터(250)는 구동 신호를 구동 코일(253)에 인가하여, 렌즈 모듈(220)을 광축 방향(1)으로 이동시킬 수 있다. 구체적으로, 액츄에이터(250)는 구동 코일(253)에 구동 신호를 인가하여 마그네트(251)에 구동력을 제공할 수 있고, 마그네트(251)의 구동력에 의해 렌즈 모듈(220)은 광축 방향(1)으로 이동할 수 있다. 구동 신호가 구동 코일(253)에 제공되는 경우, 구동 코일(253)에서 자속이 발생하고, 구동 코일(253)의 자속은 마그네트(251)의 자기장과 상호 작용하여, 플레밍의 왼손 법칙에 따라 렌즈 모듈(220)을 광축 방향(1)으로 이동시키는 구동력이 발생될 수 있다.
마그네트(251)는 제1 자성체 및 제2 자성체를 포함할 수 있다. 제1 마그네트와 제2 마그네트는 마그네트(251)가 분극되어 형성될 수 있으며, 이에 따라 렌즈 모듈(220)의 이동이 용이할 수 있다. 한편, 마그네트(251)는 액츄에이터(250)가 렌즈 모듈(220)의 위치를 검출하는데 이용될 수 있다.
액츄에이터(250)는 변위 식별층(259)에 대향하여 기판(255)에 장착되는 센싱 코일(257)을 포함할 수 있다. 센싱 코일(257)은 구동 코일(253)의 외측에 배치될 수 있고, 도 2에 도시된 바와 같이, 센싱 코일(257)은 적어도 하나의 코일로 구성될 수 있다.
센싱 코일(257)의 인덕턴스는 변위 식별층(259)의 위치 변화에 따라 변경될 수 있다. 구체적으로, 변위 식별층(259)이 일 방향으로 이동하는 경우, 센싱 코일(257)의 인덕턴스에 영향을 미치는 변위 식별층(259)의 와전류(eddy current)의 크기가 변화하고, 와전류에 따른 자기장의 세기가 변화하고, 이에 따라 센싱 코일(257)의 인덕턴스가 변경될 수 있다.
액츄에이터(250)는 센싱 코일(257)의 인덕턴스의 변화로부터 렌즈 모듈(220)의 변위를 판단할 수 있다. 일 예로, 액츄에이터(250)는 적어도 하나의 커패시터를 추가적으로 구비할 수 있고, 적어도 하나의 커패시터와 센싱 코일(257)은 소정의 발진 회로를 형성할 수 있다. 일 예로, 상기 적어도 하나의 커패시터는 상기 센싱 코일(257)의 개수에 대응되게 마련되어, 하나의 커패시터와 하나의 센싱 코일(257)은 소정의 LC 발진기와 같은 형태로 구성될 수 있고, 이외에도 적어도 하나의 커패시터와 상기 센싱 코일(257)은 널리 알려진 콜피츠 발진기와 같은 형태로 구성될 수 있다.
액츄에이터(250)는 발진 회로에서 생성되는 발진 신호의 주파수 변화로부터 렌즈 모듈(220)의 변위를 판단할 수 있다. 구체적으로, 발진 회로를 형성하는 센싱 코일(257)의 인덕턴스가 변경되는 경우, 발진 회로에서 생성되는 발진 신호의 주파수가 변경되므로 주파수의 변화에 기초하여 렌즈 모듈(220)의 변위 검출이 가능할 수 있다.
렌즈 모듈(220)이 하우징(230) 내에서 광축 방향(1)으로 이동될 때, 렌즈 모듈(220)의 이동을 가이드하는 가이드 수단으로서, 볼 베어링부(270)가 제공될 수 있다. 볼 베어링부(270)는 하나 이상의 볼 베어링을 포함하며, 복수의 볼 베어링이 제공될 경우에는 상기 복수의 볼 베어링은 상기 광축 방향(1)을 따라 배치될 수 있다. 볼 베어링부(270)는 렌즈 홀더(223)의 외부면 및 하우징(230)의 내부면과 접촉하여 렌즈 모듈(220)의 광축 방향(1)으로의 이동을 안내할 수 있다. 즉, 볼 베어링부(270)는 렌즈 홀더(223)와 하우징(230) 사이에 배치되며, 구름 운동을 통해 렌즈 모듈(220)의 광축 방향으로의 이동을 안내할 수 있다.
하우징(230)에는 스토퍼(240)가 장착되어 렌즈 모듈(220)의 이동 거리를 제한할 수 있다. 일 예로, 스토퍼(240)는 하우징(230)의 상부에 장착되며, 스토퍼(240)와 렌즈 모듈(220)은 상기 구동 코일(253)에 전원이 인가되지 않은 경우에 상기 광축 방향으로 이격되게 배치될 수 있다. 따라서, 구동 코일(253)에 전원이 인가되어 렌즈 모듈(220)이 광축 방향으로 이동될 때, 스토퍼(240)에 의하여 렌즈 모듈(220)의 이동 거리가 제한되므로, 렌즈 모듈(220)은 스토퍼(240)와의 간격 범위 내에서 이동될 수 있다. 스토퍼(240)와 렌즈 모듈(220)이 서로 충돌할 경우 충격을 완화시키도록 스토퍼(240)는 탄성력을 가진 재질로 제공될 수 있다.
쉴드 케이스(210)는 하우징(230)의 외부면을 감싸도록 하우징(230)과 결합하며, 카메라 모듈의 구동 중에 발생되는 전자파를 차폐하는 기능을 할 수 있다.
카메라 모듈은 구동시에 전자파가 발생되고, 이와 같은 전자파가 외부로 방출되는 경우에는 다른 전자부품에 영향을 미쳐 통신 장애나 오작동을 유발시킬 수 있다. 이를 방지하기 위해, 쉴드 케이스(210)는 금속재질로 제공되어 하우징(230)의 하부에 장착되는 기판의 접지패드에 접지될 수 있으며, 이에 따라 전자파를 차폐할 수 있다. 이와 달리, 쉴드 케이스(210)가 플라스틱 사출물로 제공될 경우에는 쉴드 케이스(210)의 내부면에 전도성 도료가 도포되어 전자파를 차폐할 수 있다. 상기 전도성 도료로는 전도성 에폭시가 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 전도성을 가진 다양한 재료가 사용될 수 있고, 전도성 필름 또는 전도성 테이프를 쉴드 케이스(210)의 내부면에 부착하는 방식도 가능할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈(300)은 하우징 유닛(310), 액츄에이터부(320), 및 렌즈 모듈(330)을 포함할 수 있다.
하우징 유닛(310)은 하우징(311)과 쉴드 케이스(312)를 포함할 수 있다. 하우징(311)은 성형이 용이한 재질로 이루어질 수 있다. 일 예로, 하우징(311)은 플라스틱 재질로 제작될 수 있다. 하우징(311)에는 하나 이상의 액츄에이터부(320)가 장착될 수 있다. 일 예로, 하우징(311)의 제1 측면에는 제1 액츄에이터(321)의 일부가 장착되고, 하우징(311)의 제2 내지 제4 측면에는 제2 액츄에이터(322)의 일부가 장착될 수 있다. 하우징(311)은 내부에 렌즈 모듈(330)을 수용하도록 구성된다. 일 예로, 하우징(311)의 내부에는 렌즈 모듈(330)이 완전히 또는 부분적으로 수용될 수 있는 공간이 형성된다.
하우징(311)은 6면이 개방된 형태일 수 있다. 일 예로, 하우징(311)의 저면은 이미지 센서가 장착되기 위한 홀이 형성되고, 하우징(311)의 상면은 렌즈 모듈(330)이 장착되기 위한 홀이 형성될 수 있다. 아울러, 하우징(311)의 제1 측면에는 제1 액츄에이터(321)의 제1 구동 코일(321a)이 삽입될 수 있는 구멍이 형성되고, 하우징(311)의 제2 내지 제4 측면에는 제2 액츄에이터(322)의 제2 구동 코일(322a)이 삽입될 수 있는 구멍이 형성될 수 있다.
쉴드 케이스(312)는 하우징(311)의 일 부분을 덮도록 구성될 수 있다. 일 예로, 쉴드 케이스(312)는 하우징(311)의 상면 및 4개 측면을 덮도록 구성될 수 있다. 또한, 이와 달리, 쉴드 케이스(312)는 하우징(311)의 4개 측면만을 덮도록 구성거나, 쉴드 케이스(312)는 하우징(311)의 상면 및 4개 측면을 부분적으로 덮도록 구성될 수 있다.
액츄에이터부(320)는 복수의 액츄에이터를 포함할 수 있다. 일 예로, 액츄에이터부(320)는 렌즈 모듈(330)을 Z축 방향으로 이동시키도록 구성되는 제1 액츄에이터(321), 및 렌즈 모듈(330) X축 방향과 Y축 방향으로 이동시키도록 구성되는 제2 액츄에이터(322)를 포함할 수 있다.
제1 액츄에이터(321)는 하우징(311) 및 렌즈 모듈(330)의 제1 프레임(331)에 장착될 수 있다. 일 예로, 제1 액츄에이터(321)의 일부는 하우징(311)의 제1 측면에 장착되고, 제1 액츄에이터(321)의 나머지 부분은 제1 프레임(331)의 제1 측면에 장착될 수 있다. 제1 액츄에이터(321)는 렌즈 모듈(330)을 광축 방향(도 3의 Z축 방향)으로 이동시킬 수 있다. 일 예로, 제1 액츄에이터(321)는 제1 구동 코일(321a), 제1 마그네트(321b), 제1 기판(321c), 및 적어도 하나의 센싱 코일(321d)을 포함할 수 있다. 제1 구동 코일(321a) 및 적어도 하나의 센싱 코일(321d)은 제1 기판(321c)에 형성될 수 있다. 제1 기판(321c)은 하우징(311)의 제1 측면에 장착되고, 제1 마그네트(321b)는 제1 기판(321c)과 마주하는 제1 프레임(331)의 제1 측면에 장착될 수 있다.
제1 액츄에이터(321)는 제1 구동 코일(321a)에 구동 신호를 인가할 수 있다. 제1 액츄에이터(321)는 양방향 구동이 가능한 H 브리지(Bridge) 회로를 내부에 구비하여 보이스 구동 코일 모터(Voice coil motor) 방식으로 제1 구동 코일(321a)에 구동 신호를 인가할 수 있다. 구동 신호가 제1 구동 코일(321a)에 인가되는 경우, 제1 구동 코일(321a)에서 자속이 발생하고, 제1 구동 코일(321a)의 자속은 제1 마그네트(321b)의 자기장과 상호 작용하여, 하우징(311)에 대한 제1 프레임(331) 및 렌즈 배럴(334)의 상대적인 이동을 가능케 하는 구동력이 발생될 수 있다. 제1 액츄에이터(321)는, 도 2의 액츄에이터(250)와 유사하게, 적어도 하나의 센싱 코일(321d)의 인덕턴스의 변화로부터 렌즈 배럴(334) 및 제1 프레임(331)의 변위를 판단할 수 있다. 제1 마그네트(321b)는 도시된 바와 같이, 제1 프레임(331)의 일 면(331c)에 배치될 수 있으며, 이와 달리, 제1 프레임(331)의 모서리(331d)들 중 하나에 배치될 수도 있다.
제2 액츄에이터(322)는 하우징(311) 및 렌즈 모듈(330)의 제3 프레임(333)에 장착될 수 있다. 일 예로, 제2 액츄에이터(322)의 일부는 하우징(311)의 제2 내지 제4 측면에 장착되고, 제2 액츄에이터(322)의 나머지 일부는 제3 프레임(333)의 제2 내지 제4 측면에 장착될 수 있다. 이와 달리, 제2 액츄에이터(322)는 하우징(311) 및 제3 프레임(333)의 제1 내지 제4 측면이 접하는 제2 내지 제4 모서리에 장착될 수도 있다. 전술한 설명에서, 제2 액츄에이터(322)가 제2 내지 제4 측면 또는 제2 내지 제4 모서리에 모두 형성되는 것으로 기술되었으나, 각 측면 또는 각 모서리에 형성되는 액츄에이터가 독립적으로 렌즈 모듈(330)에 구동력을 제공할 수 있으므로, 제2 액츄에이터(322)는 실시예에 따라, 제2 내지 제4 측면 중 일부에 형성될 수 있다. 이하, 설명의 편의상, 제2 측면에 형성되는 액츄에이터를 제2 액츄에이터(322)로 가정하여 설명하도록 한다. 다만, 이하의 설명이 다른 측면 또는 다른 모서리에 형성되는 액츄에이터에 적용될 수 있음은 물론이다.
제2 액츄에이터(322)는 렌즈 모듈(330)을 광축의 수직 방향으로 이동시킬 수 있다. 일 예로, 제2 액츄에이터(322)는 제2 구동 코일(322a), 제2 마그네트(322b), 제2 기판(322c), 및 적어도 하나의 센싱 코일(322d)을 포함할 수 있다. 제2 구동 코일(322a) 및 적어도 하나의 센싱 코일(322d)은 제2 기판(322c)에 형성된다. 제2 기판(322c)은 대체로 ㄷ자 형태로 형성되며, 하우징(311)의 제2 내지 제4 측면을 둘러싸는 형태로 장착된다. 제2 마그네트(322b)는 제2 기판(322c)과 마주하도록 제3 프레임(333)의 제2 측면에 장착될 수 있다.
제2 액츄에이터(322)는 제2 구동 코일(322a)과 제2 마그네트(322b) 사이에서 생성되는 자기력의 크기 및 방향을 변화시켜 제1 프레임(331)에 대한 제2 프레임(332) 또는 제3 프레임(333)의 상대적인 이동을 가능하게 할 수 있다. 렌즈 배럴(334)은 제2 프레임(332) 또는 제3 프레임(333)의 이동에 의해 제2 프레임(332) 또는 제3 프레임(333)과 동일방향으로 이동할 수 있다.
제2 액츄에이터(322)는, 도 2의 액츄에이터(250)와 유사하게, 적어도 하나의 센싱 코일(322d)의 인덕턴스 변화로부터 제2 프레임(332) 또는 제3 프레임(333)의 위치를 검출할 수 있다.
렌즈 모듈(330)은 하우징 유닛(310)에 장착된다. 일 예로, 렌즈 모듈(330)은 하우징(311)과 쉴드 케이스(312)에 의해 형성되는 수납 공간에 적어도 3축 방향으로 이동할 수 있도록 수용될 수 있다.
렌즈 모듈(330)은 복수의 프레임을 포함할 수 있다. 일 예로, 렌즈 모듈(330)은 제1 프레임(331), 제2 프레임(332), 제3 프레임(333)을 포함할 수 있다. 제1 프레임(331)은 하우징(311)에 대한 이동이 가능할 수 있다. 일 예로, 제1 프레임(331)은 전술된 제1 액츄에이터(321)에 의해 하우징(311)의 광축 방향(Z축 방향)으로 이동할 수 있다. 제1 프레임(331)에는 복수의 안내 홈(331a, 331b)이 형성될 수 있다. 일 예로, 제1 프레임(331)의 제1 측면에는 광축 방향(Z축 방향)으로 길게 연장되는 제1 안내 홈(331a)이 형성되고, 제1 프레임(331)의 안쪽 바닥면의 4개 모서리에는 광축의 제1 수직 방향(Y축 방향)으로 길게 연장되는 제2 안내 홈(331b)이 각각 형성될 수 있다. 제1 프레임(331)은 적어도 3개의 측면이 개방된 형태로 제작될 수 있다. 일 예로, 제1 프레임(331)의 제2 내지 제4 측면은 제3 프레임(333)의 제2 마그네트(322b)와 하우징(311)의 제2 구동 코일(322a)이 마주할 수 있도록 개방되어 있다.
제2 프레임(332)은 제1 프레임(331)에 장착될 수 있다. 일 예로, 제2 프레임(332)은 제1 프레임(331)의 내부 공간에 장착될 수 있다. 제2 프레임(332)은 제1 프레임(331)에 대해 광축의 제1 수직 방향(Y축 방향)으로 이동할 수 있다. 일 예로, 제2 프레임(332)은 제1 프레임(331)의 제2 안내 홈(331b)을 따라 광축의 제1 수직 방향(Y축 방향)으로 이동할 수 있다. 제2 프레임(332)에는 복수의 안내 홈(332a)이 형성될 수 있다. 일 예로, 제2 프레임(332)의 모서리에는 광축의 제2 수직 방향(X축 방향)으로 길게 연장되는 4개의 제3 안내 홈(332a)이 형성될 수 있다.
제3 프레임(333)은 제2 프레임(332)에 장착될 수 있다. 일 예로, 제3 프레임(333)은 제2 프레임(332)의 상면에 장착될 수 있다. 제3 프레임(333)은 제2 프레임(332)에 대해 광축의 제2 수직 방향(X축 방향)으로 이동하도록 구성될 수 있다. 일 예로, 제3 프레임(333)은 제2 프레임(332)의 제3 안내 홈(332a)을 따라 광축의 제2 수직 방향(X축 방향)으로 이동할 수 있다. 제3 프레임(333)에는 복수의 제2 마그네트(322b)가 장착될 수 있다. 일 예로, 제3 프레임(333)의 제2 내지 제4 측면에는 적어도 2개의 제2 마그네트(322b)가 각각 장착될 수 있고, 또한 일 예로, 제3 프레임(333)의 제2 내지 제4 측면에는 3개의 제2 마그네트(322b)가 각각 장착될 수 있다.
한편, 상술한 제3 프레임(333)은 제2 프레임(332)과 일체로 형성될 수 있다. 이러한 경우 제3 프레임(333)은 생략될 수 있고, 제2 프레임(332)은 광축의 제1 수직 방향(Y축 방향) 및 제2 수직 방향(X축 방향)으로 이동할 수 있다
렌즈 모듈(330)은 렌즈 배럴(334)을 포함할 수 있다. 일 예로, 렌즈 모듈(330)은 하나 이상의 렌즈를 포함하는 렌즈 배럴(334)을 포함할 수 있다. 렌즈 배럴(334)은 제3 프레임(333)에 장착될 수 있다. 일 예로, 렌즈 배럴(334)은 제3 프레임(333)에 끼워져 제3 프레임(333)과 일체로 움직일 수 있다. 렌즈 배럴(334)은 광축 방향(Z축 방향) 및 광축의 수직 방향(X축 및 Y축 방향)으로 이동할 수 있다. 일 예로, 렌즈 배럴(334)은 제1 액츄에이터(321)에 의해 광축 방향(Z축 방향)으로 이동하고, 제2 액츄에이터(322)에 의해 광축의 수직 방향(X축 및 Y축 방향)으로 이동할 수 있다.
볼 베어링부(340)는 렌즈 모듈(330)의 이동을 안내할 수 있다. 일 예로, 볼 베어링부(340)는 렌즈 모듈(330)이 광축 방향 및 광축의 수직 방향으로 원활하게 이동하도록 구성된다. 볼 베어링부(340)는 제1 볼 베어링(341), 제2 볼 베어링(342), 제3 볼 베어링(343)을 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 볼 베어링(341)은 제1 프레임(331)의 제1 안내 홈(331a)에 배치되어, 제1 프레임(331)이 광축 방향으로 원활하게 움직이게 할 수 있다. 다른 예로, 제2 볼 베어링(342)은 제1 프레임(331)의 제2 안내 홈(331b)에 배치되어, 제2 프레임(332)이 광축의 제1 수직 방향으로 원활하게 움직이게 할 수 있다. 또 다른 예로, 제3 볼 베어링(343)은 제2 프레임(332)의 제3 안내 홈(332a)에 배치되어, 제3 프레임(333)이 광축의 제2 수직 방향으로 원활하게 움직이게 할 수 있다.
제1 및 제2 볼 베어링(341, 342) 각각은 적어도 3개의 볼을 구비할 수 있으며, 각 볼 베어링의 상기 적어도 3개의 볼은 제1 또는 제2 안내 홈(331a, 331b)에 각각 배치될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 볼 베어링(341, 342) 각각은 4개의 볼을 구비할 수 있으며, 각 볼 베어링의 상기 4개의 볼은 제1 또는 제2 안내 홈(331a, 331b)에 각각 배치될 수 있다.
볼 베어링부(340)가 배치되는 모든 부위에는 마찰 및 소음저감을 위한 윤활 물질이 충전될 수 있다. 일 예로, 각각의 안내 홈(331a, 331b, 332a)에는 점성 유체가 주입될 수 있다. 점성 유체로는 점성 및 윤활 특성이 우수한 그리스(grease)가 사용될 수 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 변위 식별층을 확대한 도면이고, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 렌즈 모듈의 움직임에 따른 변위 식별층과 센싱 코일 간의 위치관계 변화를 나타낸 도면이다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈은, 제1 변위 식별층(322f-1) 및 제2 변위 식별층(322f-2)을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2) 각각은 렌즈 모듈의 움직임(Lens movement)에 따라 움직이도록 배치되고, 렌즈 모듈에서 일방향(예: x방향) 좌표에 따라 달라지는 폭을 가질 수 있다.
제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2) 각각에 형성될 수 있는 와전류는 제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2)에서 센싱 코일(322d)의 중심에 y방향으로 오버랩(overlap)되는 부분을 둘러싸는 방향으로 흐를 수 있다. 제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2) 각각은 각각의 상기 와전류에 기인한 자속(magnetic flux)을 출력할 수 있다. 와전류의 크기와 자속의 크기는 서로 종속적일 수 있다.
제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2) 각각에 형성될 수 있는 와전류의 크기는 제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2)에서 센싱 코일(322d)의 중심에 y방향으로 오버랩(overlap)되는 부분의 폭에 종속적일 수 있다. 제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2)의 관점에서 센싱 코일(322d)의 중심이 x방향으로 움직일 수 있으므로, 제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2) 각각에 형성될 수 있는 와전류의 크기는 센싱 코일(322d)의 x방향 상대적 움직임이나 렌즈 모듈의 움직임(Lens movement)에 종속적일 수 있다.
센싱 코일(322d)의 인덕턴스는 상기 자속에 기인한 상호 인덕턴스와 센싱 코일(322d)의 셀프(self) 인덕턴스의 합 또는 차일 수 있으므로, 상기 와전류에 기인한 자속의 크기에 따라 달라질 수 있다. 렌즈 모듈의 움직임(Lens movement)은 센싱 코일(322d)의 인덕턴스에 기반하여 감지될 수 있다.
렌즈 모듈의 움직임(Lens movement) 변위에 따른 제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2) 각각의 와전류의 크기 변화가 선형적일수록, 렌즈 모듈의 움직임(Lens movement)은 더욱 정밀하게 감지될 수 있다.
제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2)은, 제1 변위 식별층(322f-1)의 최대폭에 대응되는 렌즈 모듈의 일방향(예: x방향) 좌표와 제2 변위 식별층(322f-2)의 최대폭에 대응되는 렌즈 모듈의 일방향(예: x방향) 좌표가 서로 다르도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 변위 식별층(322f-1)의 최소폭(W1)에 대응되는 x방향 좌표와, 제2 변위 식별층(322f-2)의 최소폭에 대응되는 x방향 좌표는 서로 다를 수 있으며, 제1 변위 식별층(322f-1)의 최대폭(W2)에 대응되는 x방향 좌표와, 제2 변위 식별층(322f-2)의 최대폭에 대응되는 x방향 좌표는 서로 다를 수 있다.
이에 따라, 제1 변위 식별층(322f-1)의 상대적 움직임에 따른 제1 변위 식별층(322f-1)의 와전류의 크기 변화 패턴(pattern)에서 제1 변위 식별층(322f-1)의 일방향 변위에 따른 영향과, 제2 변위 식별층(322f-2)의 상대적 움직임에 따른 제2 변위 식별층(322f-2)의 와전류의 크기 변화 패턴에서 제2 변위 식별층(322f-2)의 일방향 변위에 따른 영향은 서로 상호보완적일 수 있다.
따라서, 센싱 코일(322d)의 인덕턴스는 제1 변위 식별층(322f-1)의 와전류의 크기 변화에 따른 인덕턴스 변화 요인과 제2 변위 식별층(322f-2)의 와전류의 크기 변화에 따른 인덕턴스 변화 요인의 통합에 따라 더욱 안정적으로 변할 수 있으며, 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈은 렌즈 모듈의 움직임(Lens movement)을 더욱 안정적 및/또는 정확하게 검출할 수 있고, 선형적 및/또는 효율적으로 검출할 수 있다.
설계에 따라, 센싱 코일(322d)은 제1 변위 식별층(322f-1)의 와전류의 크기 변화에 따른 인덕턴스 변화 요인과 제2 변위 식별층(322f-2)의 와전류의 크기 변화에 따른 인덕턴스 변화 요인이 각각 적용되는 복수의 센싱 코일로 구성될 수 있다.
상기 복수의 센싱 코일 각각의 인덕턴스가 렌즈 모듈의 움직임(Lens movement)의 정보의 생성에 함께 사용됨으로써, 제1 변위 식별층(322f-1)의 와전류의 크기 변화에 따른 인덕턴스 변화 요인과 제2 변위 식별층(322f-2)의 와전류의 크기 변화에 따른 인덕턴스 변화 요인은 통합적으로 사용될 수 있고, 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈은 렌즈 모듈의 움직임(Lens movement)을 더욱 선형적으로 감지할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈은 홀(hall) 센서를 사용하여 렌즈 모듈의 움직임을 검출하는 구조에 비해 더욱 렌즈 모듈의 움직임(Lens movement)을 더욱 선형적으로 검출할 수 있으며, 더욱 긴 일방향 선형적 검출 범위를 가질 수 있다.
예를 들어, 제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2) 중 하나는 서로 다른 일방향 좌표에 대응되는 복수의 최대폭(W2)을 가질 수 있다. 제1 변위 식별층(322f-1)의 최대폭에 대응되는 렌즈 모듈의 일방향(예: x방향) 좌표와 제2 변위 식별층(322f-2)의 최대폭에 대응되는 렌즈 모듈의 일방향(예: x방향) 좌표 간의 차이는, 제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2) 중 하나의 복수의 최대폭에 대응되는 일방향 좌표 간의 차이(예: 제1 및 제2 변위 식별층 중 하나의 폭의 x방향 주기)의 1/8배 초과 3/8배 미만일 수 있다. 제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2) 중 하나의 폭의 x방향 주기는 360도 위상에 대응될 경우, 제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2) 간의 위상차는 45도 초과 135도 미만일 수 있다.
이에 따라, 상기 복수의 센싱 코일 각각의 인덕턴스가 각각 분모와 분자로서 아크탄젠트(arctangent) 함수에 적용될 수 있으며, 아크탄젠트 함수의 출력값은 렌즈 모듈의 움직임(Lens movement)에 대해 더욱 선형적(실질적으로 일정한 변화율)으로 변할 수 있다.
예를 들어, 제1 변위 식별층(322f-1)의 x방향 길이는 제1 변위 식별층(322f-1)의 폭의 주기의 1주기 이상일 수 있고, 제2 변위 식별층(322f-2)의 x방향 길이는 제2 변위 식별층(322f-2)의 폭의 주기의 1주기 이상일 수 있다. 제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2) 각각의 폭은 1주기마다 반복될 수 있다. 제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2) 각각의 폭의 주기의 x방향 길이는 렌즈 모듈의 움직임(Lens movement) 감지 범위에 따라 달라질 수 있다.
예를 들어, 제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2) 각각의 형태는 서로 동일할 수 있으며, 제1 변위 식별층(322f-1)의 최대폭에 대응되는 렌즈 모듈의 일방향(예: x방향) 좌표와 상기 제2 변위 식별층(322f-2)의 최대폭에 대응되는 렌즈 모듈의 일방향(예: x방향) 좌표 간의 차이는, 제1 변위 식별층(322f-1)의 폭의 주기의 1/4배(90도 위상차에 대응)일 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 센싱 코일 각각의 인덕턴스가 각각 분모와 분자로서 적용된 아크탄젠트(arctangent) 함수의 출력값의 변화는 렌즈 모듈의 움직임(Lens movement)에 대해 가장 선형적일 수 있다.
예를 들어, 제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2) 각각의 일방향(예: x방향) 좌표에 따른 폭의 변화율은 렌즈 모듈에서 일방향(예: x방향) 좌표에 따라 달라질 수 있다. 제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2) 각각의 경계선은 곡선일 수 있다. 이에 따라, 제1 변위 식별층(322f-1)의 와전류의 크기 변화에 따른 인덕턴스 변화 요인과 제2 변위 식별층(322f-2)의 와전류의 크기 변화에 따른 인덕턴스 변화 요인은 더욱 효율적으로 및/또는 조화롭게 통합될 수 있으므로, 렌즈 모듈의 움직임(Lens movement)은 더욱 선형적으로 감지될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2) 각각은 정현파(sinusoidal wave) 형태의 경계선을 가질 수 있다.
예를 들어, 제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2) 각각은 구리, 은, 금, 알루미늄 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구리, 은, 금, 알루미늄은 상대적으로 높은 전도도를 가지므로, 센싱 코일(322d)의 자속에 따라 제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2)에서 형성되는 와전류의 전반적인 크기는 커질 수 있으며, 렌즈 모듈의 움직임(Lens movement) 감지 감도는 더욱 향상될 수 있다.
예를 들어, 제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2)은 식별층 지지 부재(322e)의 일면(예: 상면, 하면, 내층)에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2)은 렌즈 모듈에 대해 별도로 제조된 후에 렌즈 모듈에 조립될 수 있으므로, 제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2)은 보다 자유로운 방식으로 구현될 수 있으며, 제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2) 각각의 폭은 더욱 정확하게 구현될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2)은 식별층 지지 부재(322e)의 일면 상에 도금되거나, 식별층 지지 부재(322e)에 대해 미리 판 형태로 제조된 상태에서 식별층 지지 부재(322e)에 접착 부재(예: 접착성 폴리머)를 통해 접착될 수 있다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈(200, 300)은 변위 식별층(259, 322f)을 포함할 수 있고, 식별층 지지 부재(258, 322e) 및 센싱 코일(257, 322d) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
식별층 지지 부재(258, 322e)는 렌즈 모듈(220, 330)의 움직임에 따라 움직이도록 배치되고, 변위 식별층(259, 322f)이 배치되는 일면을 가질 수 있다. 예를 들어, 식별층 지지 부재(258, 322e)는 절연물질(예: 플라스틱)로 구성될 수 있다.
변위 식별층(259, 322f)에 포함된 제1 변위 식별층(259-1, 322f-1)과 제2 변위 식별층(259-2, 322f-2)은 렌즈 모듈(220, 330)의 움직임에 따라 움직이도록 렌즈 모듈(220, 330)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 변위 식별층(259-1, 259-2)은 렌즈 모듈(220)의 수직방향 움직임에 따라 수직방향으로 움직일 수 있으며, 제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2)은 렌즈 모듈(330)의 수평방향 움직임에 따라 수평방향으로 움직일 수 있다.
센싱 코일(257)은 하우징(230)에서 제1 및 제2 변위 식별층(259-1, 259-2)의 z방향 움직임에 따라 인덕턴스가 달라지도록 배치될 수 있고, 센싱 코일(322d)은 하우징(311)에서 제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2)의 x방향 움직임에 따라 인덕턴스가 달라지도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 센싱 코일(257)의 적어도 일부분은 제1 및 제2 변위 식별층(259-1, 259-2)의 일면의 법선방향(예: 수평방향)으로 제1 및 제2 변위 식별층(259-1, 259-2) 각각의 적어도 일부분을 오버랩하도록 배치될 수 있으며, 센싱 코일(322d)의 적어도 일부분은 제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2)의 일면의 법선방향(예: y방향)으로 제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2) 각각의 적어도 일부분을 오버랩하도록 배치될 수 있다.
제1 및 제2 변위 식별층(259-1, 259-2)에서 센싱 코일(257)의 중심에 수평방향으로 오버랩되는 부분의 폭은 제1 및 제2 변위 식별층(259-1, 259-2)의 수직방향 움직임에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 센싱 코일(257)의 인덕턴스는 렌즈 모듈(220)의 수직방향 움직임에 따라 달라질 수 있으며, 렌즈 모듈(220)의 수직방향 움직임은 감지될 수 있다.
제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2)에서 센싱 코일(322d)의 중심에 y방향으로 오버랩되는 부분의 폭은 제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2)의 x방향 움직임에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 센싱 코일(322d)의 인덕턴스는 렌즈 모듈(330)의 x방향 움직임에 따라 달라질 수 있으며, 렌즈 모듈(330)의 x방향 움직임은 감지될 수 있다.
예를 들어, 센싱 코일(257)의 개수는 복수일 수 있고, 센싱 코일(322d)의 개수는 1개일 수 있으나, 센싱 코일(257, 322d)의 개수나 복수의 센싱 코일의 배열 방향은 특별히 한정되지 않는다.
예를 들어, 센싱 코일(257)의 배열 방향은 90도 회전될 수 있다. 이에 따라, 센싱 코일(257)은 제1 및 제2 변위 식별층(259-1, 259-2) 중 대응되는 변위 식별층의 수직방향 움직임에 따라 인덕턴스가 달라지도록 배치된 복수의 센싱 코일으로 구성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈(200)의 기판(255)은 하우징(230)에 배치되고 센싱 코일(257)의 배치공간을 제공할 수 있으며, 마그네트(251)는 렌즈 모듈(220)의 움직임에 따라 움직이도록 배치될 수 있으며, 구동 코일(253)은 하우징(230)에서 마그네트(251)를 구동하는 자속을 출력하고 기판(255)에서 센싱 코일(257)이 배치된 부분과 다른 부분에 배치될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 센싱 코일(257) 중 하나의 크기는 구동 코일(253)의 크기보다 작을 수 있다.
예를 들어, 기판(255)은 인쇄회로기판(PCB) 또는 연성(Flexible) 인쇄회로기판일 수 있으며, 센싱 코일(257)에 전기적으로 연결되는 배선을 포함할 수 있고, 상기 배선은 기판(255)에 배치될 수 있는 집적회로에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 집적회로는 센싱 코일(257)의 인덕턴스에 기반하여 아날로그 및/또는 디지털 처리하여 렌즈 모듈(220)의 움직임의 정보를 생성할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈(300)은, 제1 기판(321c), 제2 기판(322c), 제1 마그네트(321b), 제2 마그네트(322b), 제1 구동 코일(321a), 제2 구동 코일(322a), 제3 변위 식별층(322f-3), 제4 변위 식별층(322f-4), 제5 변위 식별층(321f-1) 및 제6 변위 식별층(321f-2) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
제1 및 제2 기판(321c, 322c)는 도 2에 도시된 기판(255)에 대응될 수 있고, 제1 및 제2 마그네트(321b, 322b)는 도 2에 도시된 마그네트(251)에 대응될 수 있고, 제1 및 제2 구동 코일(321a, 322a)은 도 2에 도시된 구동 코일(253)에 대응될 수 있다.
제3 및 제4 변위 식별층(322f-3, 322f-4) 각각은 렌즈 모듈(330)의 움직임에 따라 움직이도록 배치되고, 렌즈 모듈(330)에서 제2 방향(예: z방향) 좌표에 따라 달라지는 폭을 가질 수 있다.
제3 및 제4 변위 식별층(322f-3, 322f-4)은, 제3 변위 식별층(322f-3)의 최대폭에 대응되는 제2 방향(예: z방향) 좌표와 제4 변위 식별층(322f-4)의 최대폭에 대응되는 제2 방향(예: z방향) 좌표가 서로 다르도록 배치될 수 있다.
제1 및 제2 변위 식별층(322f-1, 322f-2)은, 서로 간의 이격 거리가 제3 및 제4 변위 식별층(322f-3, 322f-4)에 대한 이격 거리보다 짧도록 배치될 수 있다.
제5 및 제6 변위 식별층(321f-1, 321f-2) 각각은 렌즈 모듈의 움직임에 따라 움직이도록 배치되고, 렌즈 모듈(330)에서 제1 및 제2 방향(예: x방향 및 z방향)과 다른 제3 방향(예: y방향) 좌표에 따라 달라지는 폭을 가질 수 있다.
제5 및 제6 변위 식별층(321f)은, 제5 변위 식별층(321f-1)의 최대폭에 대응되는 제3 방향(예: y방향) 좌표와 제6 변위 식별층(321f-2)의 최대폭에 대응되는 제3 방향(예: y방향) 좌표가 서로 다르도록 배치될 수 있다.
예를 들어, 제1, 제2 및 제3 방향(예: x방향, z방향 및 y방향) 중 하나는 렌즈 모듈(330)의 광축 방향과 동일하고, 나머지는 상기 광축 방향에 수직이고 서로 수직일 수 있다. 즉, 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 변위 식별층(322f-1, 322f-2, 322f-3, 322f-4, 321f-1, 321f-2) 중 둘에 기반한 인덕턴스는 자동 초점(Auto Focus) 제어에 사용될 수 있으며, 나머지에 기반한 인덕턴스는 광학적 이미지 안정화(Optical Image Stabilization) 제어에 사용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 렌즈 모듈의 일방향 움직임에 따른 센싱 코일의 인덕턴스를 나타낸 그래프이다.
도 5를 참조하면, 변위 식별층(259a, 259b, 259c, 259d)의 폭의 주기는 360도 위상에 대응될 수 있으며, 센싱 코일의 중심에 오버랩되는 부분(CCa, CCc)이 최소폭에 대응되는 변위 식별층(259a, 259c)의 정규화 인덕턴스(normalized inductance)는 최대값일 수 있으며, 센싱 코일의 중심에 오버랩되는 부분(CCb, CCd)이 최대폭에 대응되는 변위 식별층(259b, 259d)의 정규화 인덕턴스(normalized inductance)는 최소값일 수 있다. 여기서, 정규화는 변위 식별층(259a, 259b, 259c, 259d) 각각의 인덕턴스에 특정 가중치가 적용된 값일 수 있다.
도 6a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 제1 및 제2 변위 식별층에 각각 대응되는 복수의 센싱 코일의 복수의 인덕턴스를 나타낸 그래프이다.
도 6a를 참조하면, 복수의 센싱 코일 중 제1 변위 식별층에 대응되는 센싱 코일의 제1 상대 인덕턴스(L1)와 복수의 센싱 코일 중 제2 변위 식별층에 대응되는 센싱 코일의 제2 상대 인덕턴스(L2) 간의 위상차는 90도일 수 있다. 여기서, 상대 인덕턴스는 정규화 인덕턴스에서 평균값이 0이 되도록 특정 값이 감산된 값일 수 있다.
도 6b는 도 6a에 도시된 복수의 인덕턴스의 아크탄젠트(arctanent) 처리 값을 나타낸 그래프이다.
도 6b를 참조하면, 아크탄젠트(arctanent) 처리 값은 위상의 변화에 대해 선형적으로 변할 수 있다.
복수의 센싱 코일의 제1 및 제2 인덕턴스가 서로 90도의 위상차를 이룰 경우, 제1 및 제2 인덕턴스 중 하나는 {sin(위상)}에 대응되고 다른 하나는 {cos(위상)}에 대응될 수 있다.
삼각함수 모델에서, 원점부터 원(circle)의 일 지점을 향하는 각도는 변위 식별층의 1주기의 위상에 대응될 수 있으며, 원점부터 원의 일 지점까지의 거리는 r이고, 원점부터 원의 일 지점까지의 x방향 벡터값과 y방향 벡터값은 각각 x 및 y일 수 있다.
{sin(위상)}는 (y/r)이고, {cos(위상)}는 (x/r)이다. {tan(위상)}는 (y/x)이고, {sin(위상)}/{cos(위상)}이며, (제2 인덕턴스)/(제1 인덕턴스)이다.
따라서, arctan{(제2 인덕턴스)/(제1 인덕턴스)}는 변위 식별층의 1주기의 위상에 대응될 수 있으며, arctan 처리 값일 수 있다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
100, 200, 300: 카메라 모듈
220, 330: 렌즈 모듈
230, 311: 하우징(housing)
251: 마그네트(magnet)
321b, 322b: 제1 및 제2 마그네트
253: 구동 코일
321a, 322a: 제1 및 제2 구동 코일
255: 기판
321c, 322c: 제1 및 제2 기판
257, 321d, 322d: 센싱 코일
258, 322e: 식별층 지지 부재
259, 322f: 변위 식별층
322f-1: 제1 변위 식별층
322f-2: 제2 변위 식별층
322f-3: 제3 변위 식별층
322f-4: 제4 변위 식별층
321f-1: 제5 변위 식별층
321f-2: 제6 변위 식별층
W1: 최소폭
W2: 최대폭

Claims (16)

  1. 렌즈를 포함하고 하우징 내에서 움직이도록 배치된 렌즈 모듈;
    상기 렌즈 모듈의 움직임에 따라 움직이도록 상기 렌즈 모듈에 배치되고, 상기 렌즈 모듈에서 일방향 좌표에 따라 달라지는 폭을 가지는 제1 변위 식별층; 및
    상기 렌즈 모듈의 움직임에 따라 움직이도록 상기 렌즈 모듈에 배치되고, 상기 렌즈 모듈에서 상기 일방향 좌표에 따라 달라지는 폭을 가지는 제2 변위 식별층; 을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 변위 식별층은, 상기 제1 변위 식별층의 최대폭에 대응되는 상기 렌즈 모듈의 일방향 좌표와 상기 제2 변위 식별층의 최대폭에 대응되는 상기 렌즈 모듈의 일방향 좌표가 서로 다르도록 배치된 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 변위 식별층 중 하나는 서로 다른 일방향 좌표에 대응되는 복수의 최대폭을 가지고,
    상기 제1 변위 식별층의 최대폭에 대응되는 상기 렌즈 모듈의 일방향 좌표와 상기 제2 변위 식별층의 최대폭에 대응되는 상기 렌즈 모듈의 일방향 좌표 간의 차이는, 상기 제1 및 제2 변위 식별층 중 하나의 복수의 최대폭에 대응되는 일방향 좌표 간의 차이의 1/8배 초과 3/8배 미만인 카메라 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 변위 식별층의 길이는 상기 제1 변위 식별층의 폭의 주기의 1주기 이상이고,
    상기 제2 변위 식별층의 길이는 상기 제2 변위 식별층의 폭의 주기의 1주기 이상인 카메라 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 변위 식별층 각각의 형태는 서로 동일하고,
    상기 제1 변위 식별층의 최대폭에 대응되는 상기 렌즈 모듈의 일방향 좌표와 상기 제2 변위 식별층의 최대폭에 대응되는 상기 렌즈 모듈의 일방향 좌표 간의 차이는, 상기 제1 변위 식별층의 폭의 주기의 1/4배인 카메라 모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 변위 식별층 각각은 정현파(sinusoidal wave) 형태의 경계선을 가지는 카메라 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 변위 식별층 각각의 일방향 좌표에 따른 폭의 변화율은 상기 렌즈 모듈에서 일방향 좌표에 따라 달라지는 카메라 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 변위 식별층 각각은 구리, 은, 금, 알루미늄 중 적어도 하나를 포함하는 카메라 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈 모듈의 움직임에 따라 움직이도록 배치되고, 상기 제1 및 제2 변위 식별층이 배치되는 일면을 가지는 식별층 지지 부재를 더 포함하는 카메라 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 변위 식별층 중 대응되는 변위 식별층의 일방향 움직임에 따라 인덕턴스가 달라지도록 배치된 복수의 센싱 코일을 더 포함하는 카메라 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 하우징에서 상기 제1 및 제2 변위 식별층의 일방향 움직임에 따라 인덕턴스가 달라지도록 배치된 적어도 하나의 센싱 코일을 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 센싱 코일의 적어도 일부분은 상기 제1 및 제2 변위 식별층의 일면의 법선방향으로 상기 제1 및 제2 변위 식별층 각각의 적어도 일부분을 오버랩하도록 배치된 카메라 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 하우징에 배치되고 상기 적어도 하나의 센싱 코일이 배치되는 기판;
    상기 렌즈 모듈의 움직임에 따라 움직이도록 배치되는 마그네트; 및
    상기 하우징에서 상기 마그네트를 구동하는 자속을 출력하고, 상기 기판에서 상기 적어도 하나의 센싱 코일이 배치된 부분과 다른 부분에 배치된 구동 코일; 을 더 포함하는 카메라 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 센싱 코일 중 하나의 크기는 상기 구동 코일의 크기보다 작은 카메라 모듈.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈 모듈의 움직임에 따라 움직이도록 상기 렌즈 모듈에 배치되고, 상기 렌즈 모듈에서 제2 방향 좌표에 따라 달라지는 폭을 가지는 제3 변위 식별층; 및
    상기 렌즈 모듈의 움직임에 따라 움직이도록 상기 렌즈 모듈에 배치되고, 상기 렌즈 모듈에서 상기 제2 방향 좌표에 따라 달라지는 폭을 가지는 제4 변위 식별층; 을 더 포함하고,
    상기 제3 및 제4 변위 식별층은, 상기 제3 변위 식별층의 최대폭에 대응되는 상기 제2 방향 좌표와 상기 제4 변위 식별층의 최대폭에 대응되는 상기 제2 방향 좌표가 서로 다르도록 배치되고,
    상기 제1 및 제2 변위 식별층은 상기 렌즈 모듈에서 상기 제2 방향과 다른 제1 방향 좌표에 따라 달라지는 폭을 가지는 카메라 모듈.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 렌즈 모듈의 움직임에 따라 움직이도록 상기 렌즈 모듈에 배치되고, 상기 렌즈 모듈에서 상기 제1 및 제2 방향과 다른 제3 방향 좌표에 따라 달라지는 폭을 가지는 제5 변위 식별층; 및
    상기 렌즈 모듈의 움직임에 따라 움직이도록 상기 렌즈 모듈에 배치되고, 상기 렌즈 모듈에서 상기 제3 방향 좌표에 따라 달라지는 폭을 가지는 제6 변위 식별층; 을 더 포함하고,
    상기 제5 및 제6 변위 식별층은, 상기 제5 변위 식별층의 최대폭에 대응되는 상기 제3 방향 좌표와 상기 제6 변위 식별층의 최대폭에 대응되는 상기 제3 방향 좌표가 서로 다르도록 배치되는 카메라 모듈.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 방향 중 하나는 상기 렌즈 모듈의 광축 방향과 동일하고, 나머지는 상기 광축 방향에 수직이고 서로 수직인 카메라 모듈.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 변위 식별층은, 서로 간의 이격 거리가 상기 제3 및 제4 변위 식별층에 대한 이격 거리보다 짧도록 배치된 카메라 모듈.
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