KR20220090055A - 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈 Download PDF

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KR20220090055A
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이승학
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Abstract

실시예에 따른 카메라 액추에이터는 제1 하우징, 상기 제1 하우징 내에 배치되는 프리즘 유닛 및 상기 프리즘 유닛을 제1 축 또는 제2 축으로 틸팅하는 제1 구동부를 포함하고, 상기 제1 구동부는 상기 프리즘 유닛의 제1 외측면과 대응되는 영역에 배치되는 제1 마그넷 상기 프리즘 유닛의 제1 외측면과 반대되는 제2 외측면과 대응되는 영역에 배치되는 제2 마그넷 및 상기 프리즘 유닛의 제1 및 제2 외측면 사이에 배치된 제3 외측면과 대응되는 영역에 배치되는 제3 마그넷을 포함하고, 상기 제1 및 제2 마그넷은 제1 방향으로 이격하고, 상기 제3 마그넷의 상기 제1 방향 길이는, 상기 제1 및 제2 마그넷의 상기 제1 방향 간격의 50% 내지 98%일 수 있다.

Description

카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈{CAMERA ACTUATOR AND CAMERA MODULE INCLUDING THE SAME}
실시예는 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것이다.
카메라 모듈은 피사체를 촬영하여 이미지 또는 동영상으로 저장하는 기능을 수행하며, 휴대폰 등의 이동 단말기, 노트북, 드론, 차량 등 다양한 장치에 장착되고 있다.
일반적으로 상술한 장치에는 초소형 카메라 모듈이 장착되며, 상기 카메라 모듈은 이미지 센서와 렌즈 사이의 간격을 자동 조절하여 렌즈의 초점거리를 정렬하는 오토 포커스(autofocus, AF) 기능을 수행할 수 있다. 또한, 상기 카메라 모듈은 줌 렌즈(zoom lens)를 통해 원거리의 피사체의 배율을 증가 또는 감소시켜 촬영하는 줌 업(zoom up) 또는 줌 아웃(zoom out)의 줌(zooming) 기능을 수행할 수 있다.
한편, 카메라 모듈에서 줌(zooming) 기능을 위해 줌 액추에이터(actuator)를 이용한다. 그러나, 상기 액추에이터의 기구적 움직임에 의해 렌즈의 이동 시 마찰 토크가 발생하며, 이러한 마찰 토크에 의해 구동력 감소, 소비전력 증가, 제어 특성 저하 등의 문제가 발생하고 있다.
특히, 상기 카메라 모듈에서 복수의 줌 렌즈 군(zoom lens group)을 이용하여 최상의 광학적 특성을 도출하기 위해서는, 복수의 렌즈군들 간의 얼라인(align) 뿐만 아니라 복수의 렌즈군들과 이미지 센서와의 얼라인이 잘 맞아야 하는데, 렌즈군간 구면 중심이 광축에서 이탈하는 디센터(decenter)나 렌즈 기울어짐 현상인 틸트(tilt), 렌즈군과 이미지센서의 중심축이 얼라인 되지 않는 현상 발생시 화각이 변하거나 초점이탈이 발생하여 화질이나 해상력이 저하되는 문제가 있다.
또한, 카메라 모듈에서 줌 기능을 위해 렌즈 이동 시 마찰 토크 저항을 감소시키기 위해 마찰이 발생되는 영역에서의 이격거리를 증가시키는 경우, 줌 이동 또는 줌 운동의 반전 시에 렌즈 디센터(decent)나 렌즈 틸트(tilt)가 심화되는 기술적 문제가 있다.
또한 최근 카메라 모듈은 영상 흔들림 방지(image stabilization, IS)기술을 채용하여 불안정한 고정장치 혹은 사용자의 움직임에 기인한 카메라의 움직임으로 인한 영상의 흔들림을 보정하거나 방지하는 기술이 채용되고 있다.
이러한 영상 흔들림 방지(IS) 기술에는 광학적 영상 흔들림 방지(OIS; optical image stabilizer)기술과 이미지 센서를 이용한 영상 흔들림 방지기술 등이 있다. 여기서 OIS기술은 빛의 경로를 변화시킴으로써 움직임을 보정하는 기술이며, 이미지 센서를 이용한 영상 흔들림 방지기술은 기계적인 방식과 전자적인 방식으로 움직임을 보정하는 기술이고, 최근 OIS기술이 더 많이 채용되고 있다.
한편 카메라 모듈은 OIS 기능 구현을 위해 빛의 경로를 변화시킬 수 있는 반사 부재, 구동부 등을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 카메라 모듈은 상기 구동부에서 인가되는 구동력으로 상기 반사 부재의 위치를 제어하여 빛의 경로를 변화시킬 수 있다. 이러한 구동부로 코일, 마그넷 등을 포함하는 VCM(Voice Coil Motor) 방식의 구동부를 이용하여 반사 부재의 위치를 제어할 수 있다.
그러나, 상기 방식의 경우 상기 마그넷이 상호 간섭을 일으키는 문제가 있다. 예를 들어, 상기 VCM 방식의 구동부를 포함하는 복수의 카메라 모듈이 인접하게 배치될 경우 서로 인접하게 배치된 카메라 모듈의 마그넷들 사이에서 간섭을 일으켜 반사 부재의 위치 정확도가 감소하는 문제가 있다.
이를 방지하기 위해 서로 인접한 카메라 모듈에 포함된 마그넷의 크기를 줄여 상호 간섭되는 힘을 최소화하는 방법이 있으나, 이와 같을 경우 전자기력이 감소하여 소비 전력이 증가하는 문제가 있다. 또한, 카메라 모듈의 광학적 특성이 저하될 수 있고, OIS 동작에 따른 효과가 미미한 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 상술한 문제를 해결할 수 있는 새로운 구조가 요구된다.
실시예는 향상된 광학 특성을 가질 수 있는 카메라 액추에이터 및 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 누설 자속을 최소화할 수 있는 카메라 액추에이터 및 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 손떨림에 의해 발생하는 진동을 효과적으로 제어할 수 있는 카메라 액추에이터 및 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 작은 부피를 가져 소형으로 구현할 수 있는 카메라 액추에이터 및 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 향상된 오토 포커스, 고배율 줌 기능을 가지는 카메라 액추에이터 및 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 렌즈군 이동 시 발생하는 디센터, 틸트, 마찰 등의 문제를 방지할 수 있는 카메라 액추에이터 및 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 카메라 액추에이터는 제1 하우징, 상기 제1 하우징 내에 배치되는 프리즘 유닛 및 상기 프리즘 유닛을 제1 축 또는 제2 축으로 틸팅하는 제1 구동부를 포함하고, 상기 제1 구동부는 상기 프리즘 유닛의 제1 외측면과 대응되는 영역에 배치되는 제1 마그넷, 상기 프리즘 유닛의 제1 외측면과 반대되는 제2 외측면과 대응되는 영역에 배치되는 제2 마그넷 및 상기 프리즘 유닛의 제1 및 제2 외측면 사이에 배치된 제3 외측면과 대응되는 영역에 배치되는 제3 마그넷을 포함하고, 상기 제1 및 제2 마그넷은 제1 방향으로 이격하고, 상기 제3 마그넷의 상기 제1 방향 길이는, 상기 제1 및 제2 마그넷의 상기 제1 방향 간격의 50% 내지 98%일 수 있다.
또한, 상기 제1 내지 제3 마그넷은 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 연장하고, 상기 제1 및 제2 마그넷의 상기 제2 방향 길이는 동일할 수 있다.
또한, 상부에 보았을 때, 상기 제3 마그넷은 상기 제1 및 제2 마그넷과 상기 제1 방향으로 오버랩되고, 상기 제1 및 제2 마그넷과 오버랩되는 상기 제3 마그넷의 상기 제2 방향 길이는, 상기 제3 마그넷의 상기 제2 방향 전체 길이의 50% 내지 98%일 수 있다
또한, 상기 제3 마그넷의 상기 제2 방향 길이는 상기 제1 및 제2 마그넷의 상기 제2 방향 길이와 동일할 수 있다.
또한, 상기 제3 마그넷의 상기 제1 방향 길이는 상기 제3 마그넷의 상기 제2 방향 길이보다 길 수 있다.
또한, 상기 제1 하우징의 일측면 상에 배치되는 제1 하우징 홀더 및 상기 프리즘 유닛 및 상기 제1 하우징 홀더 사이에 배치되는 무빙 플레이트를 포함하고, 상기 무빙 플레이트는 상기 프리즘 유닛과 마주하는 일면 상에 배치되는 복수의 제1 이동부 및 상기 일면과 반대되며 상기 제1 하우징 홀더와 마주하는 타면 상에 배치되는 복수의 제2 이동부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 이동부는 일면 및 타면 각각에서 돌출된 형태를 가질 수 있다.
또한, 상기 복수의 제1 이동부는 상기 제1 방향으로 이격되고, 상기 복수의 제2 이동부는 상기 제1 방향과 수직인 제3 방향으로 이격될 수 있다.
또한, 상기 프리즘 유닛은 상기 제1 및 제2 외측면 사이에 배치되며 상기 무빙 플레이트와 마주하는 제5 외측면을 포함하고, 상기 제5 외측면은 상기 복수의 제1 이동부와 대응되는 영역에 배치되는 복수의 리세스를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 제1 이동부는 서로 동일한 형상을 가지고, 상기 복수의 리세스는 서로 다른 단면 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 프리즘 유닛은 상기 제1 방향으로 연장하는 가상의 직선을 회전축으로 상기 제3 방향으로 틸트 가능하게 제공되고, 상기 제1 이동부는 상기 프리즘 유닛이 상기 제3 방향으로 틸트할 경우 상기 프리즘 유닛을 가이드할 수 있다.
또한, 상기 프리즘 유닛은 상기 제3 방향으로 연장하는 가상의 직선을 회전축으로 상기 제1 방향으로 틸트 가능하게 제공되고, 상기 제2 이동부는 상기 프리즘 유닛이 상기 제1 방향으로 틸트할 경우 상기 프리즘 유닛을 가이드할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 카메라 액추에이터는 제1 하우징, 상기 제1 하우징 내에 배치되는 프리즘 유닛 및 상기 프리즘 유닛을 제1 축 또는 제2 축으로 틸팅하는 제1 구동부를 포함하고, 상기 제1 구동부는 상기 프리즘 유닛의 제1 외측면과 대응되는 영역에 배치되는 제1 마그넷, 상기 프리즘 유닛의 제1 외측면과 반대되는 제2 외측면과 대응되는 영역에 배치되는 제2 마그넷 및 상기 프리즘 유닛의 제1 및 제2 외측면 사이에 배치된 제3 외측면과 대응되는 영역에 배치되는 제3 마그넷을 포함하고, 상기 프리즘 유닛은 상기 제1 및 제2 외측면 사이에 배치되며 상기 제3 외측면과 연결되는 제5 외측면을 포함하고, 상기 제1 및 제2 마그넷은 제1 방향으로 이격하고, 상기 제1 방향을 기준으로 상기 제1 및 제2 마그넷의 중심은 동일 선상에 배치되고, 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향을 기준으로 상기 제3 마그넷의 중심은 상기 제1 및 제2 마그넷의 중심을 연결한 가상의 직선보다 상기 제5 외측면과 인접하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 방향을 기준으로 상기 제3 마그넷의 일끝단은 상기 제1 및 제2 마그넷의 일끝단보다 상기 제5 외측면과 인접하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 제3 마그넷의 상기 제1 방향 길이는, 상기 제1 및 제2 마그넷의 상기 제1 방향 간격의 50% 내지 98%일 수 있다.
또한, 실시예에 따른 카메라 모듈은 제1 카메라 액추에이터 및 제2 카메라 액추에이터를 포함하고, 상기 제1 카메라 액추에이터는 OIS(Optical Image Stabilizer) 기능을 제공하고, 상기 제2 카메라 액추에이터는 줌(Zoom) 또는 오토 포커스(Auto focusing) 또는 기능을 제공하고, 상기 제1 카메라 액추에이터는 상술한 카메라 액추에이터를 포함할 수 있다.
또한, 외부에서 상기 카메라 모듈에 입사한 광은 상기 제1 카메라 액추에이터를 통해 상기 제2 카메라 액추에이터에 입사될 수 있다.
실시예에 따른 카메라 액추에이터 및 카메라 모듈은 향상된 광학 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 카메라 액추에이터 및 카메라 모듈은 프리즘의 위치를 제어하는 구동부를 포함하며 상기 구동부에 의해 상기 프리즘의 위치를 정밀하게 제어할 수 있다. 따라서, 실시예는 손떨림에 의해 발생하는 진동을 효과적으로 제어할 수 있어 향상된 OIS 기능을 제공할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 카메라 액추에이터 및 카메라 모듈은 누설 자속을 최소화 또는 방지할 수 있다. 자세하게, 프리즘 유닛을 제어하기 위한 구동부는 복수의 마그넷을 포함하고, 상기 복수의 마그넷은 설정된 크기를 가지며 설정된 위치에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈과 인접한 위치에 다른 액추에이터 또는 다른 카메라 모듈이 나란히 배치되어도 상기 다른 액추에이터 또는 상기 다른 카메라 모듈에 의한 자력 간섭을 최소화할 수 있다. 따라서, 실시예는 상기 구동부를 이용하여 상기 프리즘 유닛을 정확하게 제어할 수 있고 손떨림에 의해 발생하는 진동을 효과적으로 제어할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 카메라 액추에이터 및 카메라 모듈은 주밍(zooming) 시 렌즈 디센터(decenter)나 기울어짐(tilt) 발생의 방지 또는 최소화할 수 있다. 따라서, 실시예는 복수의 렌즈군들 간의 얼라인(align) 특성을 향상시킬 수 있어 화각이 변하거나 초점이탈 발생을 방지할 수 있고, 이로 인해 향상된 화질 및 해상력을 가질 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1의 카메라 모듈에서 일부 구성이 생략된 사시도이다.
도 3은 실시예에 따른 카메라 모듈에 포함된 제1 카메라 액추에이터의 사시도이다.
도 4는 실시예에 따른 제1 카메라 액추에이터의 분해 사시도이다.
도 5는 실시예에 따른 제1 카메라 액추에이터의 구동부에 대한 사시도이다.
도 6은 실시예에 따른 제1 카메라 액추에이터의 제1 하우징에 대한 사시도이다.
도 7 및 도 8은 실시예에 따른 제1 카메라 액추에이터의 프리즘 유닛, 무빙 플레이트 및 하우징 홀더의 배치 관계에 대한 도면이다.
도 9 및 도 10은 실시예에 따른 제1 카메라 액추에이터의 프리즘 무버에 대한 사시도이다.
도 11 및 도 12는 실시예에 따른 제1 카메라 액추에이터의 마그넷의 배치 관계에 대한 도면이다.
도 13은 도 3의 A-A' 단면을 도시한 단면도이다.
도 14는 도 3의 B-B' 단면을 도시한 단면도이다.
도 15 및 도 16은 실시예 및 비교예에 따른 제1 카메라 액추에이터에서 마그넷의 자력 분포에 대한 시뮬레이션 데이터이다.
도 17은 실시예에 따른 카메라 모듈에 포함된 제2 카메라 액추에이터의 사시도이다.
도 18은 실시예에 따른 제2 카메라 액추에이터에서 일부 구성이 생략된 사시도이다.
도 19는 실시예에 따른 제2 카메라 액추에이터에서 일부 구성이 생략된 분해 사시도이다.
도 20은 실시예에 따른 제2 카메라 액추에이터에서 제1 가이드부 및 제2 가이드부에 대한 사시도이다.
도 21 및 도 22는 도 20에 도시된 제1 가이드부에 대한 추가적인 사시도이다.
도 23은 실시예에 따른 제2 카메라 액추에이터에서 제1 구동부의 사시도이다.
도 24는 실시예에 따른 제2 카메라 액추에이터에서 구동 예시도이다.
도 25는 도 17에 C-C' 단면을 도시한 단면도이다.
도 26 및 도 27은 도 25의 S 영역을 확대 도시한 확대도이다
도 28은 실시예와 비교예에 따른 제2 카메라 액추에이터에서 마그넷과 위치 검출 센서의 이격 거리에 따른 자속(magnet flux) 데이터이다.
도 29 및 도 30은 비교예 및 실시예에 따른 제2 카메라 액추에이터의 자속밀도 분포 데이터이다.
도 31은 다른 실시예에 따른 카메라 모듈에서 일체형 바디의 예시도이다.
도 32는 실시예에 따른 카메라 모듈이 적용된 이동 단말기의 사시도이다.
도 33은 실시예에 따른 카메라 모듈이 적용된 차량의 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 발명의 실시예에 대한 설명을 하기 앞서 제1 방향은 도면에 도시된 x축 방향을 의미할 수 있고, 제2 방향은 상기 제1 방향과 다른 방향일 수 있다. 일례로, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향과 수직인 방향으로 도면에 도시된 y축 방향을 의미할 수 있다. 또한, 수평 방향은 제1 및 제2 방향을 의미할 수 있고, 수직 방향은 상기 제1 및 제2 방향 중 적어도 한 방향과 수직인 방향을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 수평 방향은 도면의 x축 및 y축 방향을 의미할 수 있고, 수직 방향은 도면의 z축 방향으로 상기 x축 및 y축 방향과 수직인 방향일 수 있다.
또한, 도면에 도시된 x축, y축, z축 방향에서 y축 방향은 광축(optic axis) 방향 또는 이와 평행한 방향을 의미할 수 있고, xy평면은 지면을 나타내며 x축은 상기 지면에서 y축과 수직인 방향을 의미할 수 있고, z축은 상기 지면과 수직인 방향을 의미할 수 있다.
<카메라 모듈(10)>
도 1은 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고, 도 2는 도 1의 카메라 모듈에서 일부 구성이 생략된 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면 실시예에 따른 카메라 모듈(10)은 하나 또는 복수의 카메라 액추에이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 카메라 모듈(10)은 제1 카메라 액추에이터(1000) 및 제2 카메라 액추에이터(2000)를 포함할 수 있다. 상기 카메라 모듈(10)은 상기 제1 카메라 액추에이터(1000) 및 상기 제2 카메라 액추에이터(2000)를 수용하는 보호 케이스(15)를 포함할 수 있다.
상기 제1 카메라 액추에이터(1000)는 OIS(Optical Image Stabilizer) 액추에이터일 수 있다. 이 경우, 외부에서 상기 카메라 모듈(10)에 입사된 광은 상기 제1 카메라 액추에이터(1000)에 먼저 입사될 수 있다. 또한, 상기 제1 카메라 액추에이터(1000)에 입사된 광은 광의 경로가 변화되어 상기 제2 카메라 액추에이터(2000)에 입사될 수 있다. 이어서, 상기 제2 카메라 액추에이터(2000)를 통과한 광은 이미지 센서(2180)에 입사될 수 있다.
상기 제2 카메라 액추에이터(2000)는 줌(zoom) 및/또는 오토 포커스(Auto Fucus) 액추에이터일 수 있다. 상기 제2 카메라 액추에이터(2000)는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2 카메라 액추에이터(2000)는 제어부의 제어 신호에 의해 적어도 하나의 렌즈를 광축 방향으로 이동시켜 줌 또는 오토 포커스 기능을 수행할 수 있다.
<제1 카메라 액추에이터(1000)>
도 4는 실시예에 따른 제1 카메라 액추에이터의 분해 사시도이고, 도 5는 실시예에 따른 제1 카메라 액추에이터의 구동부에 대한 사시도이다. 또한, 도 6은 실시예에 따른 제1 카메라 액추에이터의 제1 하우징에 대한 사시도이고, 도 7 및 도 8은 실시예에 따른 제1 카메라 액추에이터의 프리즘 유닛, 무빙 플레이트 및 하우징 홀더의 배치 관계에 대한 도면이다. 또한, 도 9 및 도 10은 실시예에 따른 제1 카메라 액추에이터의 프리즘 무버에 대한 사시도이다.
도 4 내지 도 10을 참조하여 실시예에 따른 제1 카메라 액추에이터(1000)를 보다 상세히 설명한다.
상기 제1 카메라 액추에이터(1000)는 OIS(Optical Image Stabilizer) 액추에이터일 수 있다. 상기 제1 카메라 액추에이터(1000)는 카메라 모듈(10)에 입사된 광의 경로를 변화시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 제1 카메라 액추에이터(1000)는 커버 부재(100), 제1 하우징(200), 제1 구동부(300), 프리즘 유닛(400), 제1 하우징 홀더(230), 무빙 플레이트(450)를 포함할 수 있다.
상기 커버 부재(100)는 내부에 수용 공간을 포함하며 적어도 하나의 측면이 오픈될 수 있다. 일례로, 상기 커버 부재(100)는 상면 및 일측면이 오픈되는 구조를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 커버 부재(100)는 외부로부터 광이 입사되는 상면과 상기 제1 카메라 액추에이터(1000)와 대응되는 일측면이 오픈되는 구조를 가질 수 있고, 상기 프리즘 유닛(400)에 광 이동 경로를 제공할 수 있다. 또한, 상기 커버 부재(100)는 상기 상면과 반대되는 하면이 더 오픈되는 형태를 가질 수 있다.
상기 커버 부재(100)는 리지드(rigid)한 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 커버 부재(100)는 소정의 신뢰성을 가지는 수지, 금속, 세라믹 등의 재질을 포함할 수 있고, 상기 수용 공간 내에 배치되는 제1 하우징(200)을 지지할 수 있다. 예를 들어, 상기 커버 부재(100)는 상기 제1 하우징(200), 상기 프리즘 유닛(400), 상기 제1 구동부(300) 등의 구성들을 지지할 수 있다.
상기 제1 구동부(300)는 제1 회로기판(310), 코일부(330) 및 마그넷(350)을 포함할 수 있다.
상기 제1 회로기판(310)은 전원부(미도시)와 연결되어 상기 코일부(330)에 전원을 인가할 수 있다. 상기 제1 회로기판(310)은 경성 인쇄회로기판(Rigid PCB), 연성 인쇄회로기판(Flexible PCB), 경연성 인쇄회로기판(Rigid Flexible PCB) 등 전기적으로 연결될 수 있는 배선패턴이 있는 회로기판을 포함할 수 있다.
상기 코일부(330)는 상기 제1 회로기판(310)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 코일부(330)는 하나 또는 복수의 코일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 코일부(330)는 제1 코일부(331), 제2 코일부(332) 및 제3 코일부(333)를 포함할 수 있다.
상기 제1 코일부(331), 상기 제2 코일부(332) 및 상기 제3 코일부(333)는 서로 이격될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 회로기판(310)은 'ㄷ'자 형태를 가질 수 있고, 상기 제1 코일부(331) 및 상기 제2 코일부(332)는 제1 방향으로 서로 마주하는 상기 제1 회로기판(310)의 제1 및 제2 면 상에 각각 배치될 수 있다. 또한, 상기 제3 코일부(333)는 상기 제1 회로기판(310)의 제1 및 제2 면 사이를 연결하는 제3 면 상에 배치될 수 있다.
상기 마그넷(350)은 하나 또는 복수의 마그넷을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 마그넷(350)은 상기 코일부(330)와 대응되는 영역에 배치되는 제1 마그넷(351), 제2 마그넷(352) 및 제3 마그넷(353)을 포함할 수 있다.
자세하게, 상기 제1 마그넷(351)은 상기 제1 회로기판(310)의 제1 면 상에서 배치될 수 있다. 상기 제1 마그넷(351)은 상기 제1 코일부(331)와 대응되는 영역 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 마그넷(351)은 후술할 프리즘 유닛(400)의 제1 외측면과 대응되는 영역 상에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 마그넷(352)은 상기 제1 회로기판(310)의 제2 면 상에 배치될 수 있다. 상기 제2 마그넷(352)은 상기 제2 코일부(332)와 대응되는 영역 상에 배치될 수 있다. 상기 제2 마그넷(352)은 상기 프리즘 유닛(400)의 제2 외측면과 대응되는 영역 상에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제3 마그넷(353)은 상기 제1 회로기판(310)의 제3 면 상에 배치될 수 있다. 상기 제3 마그넷(353)은 상기 제3 코일부(333)와 대응되는 영역 상에 배치될 수 있다. 상기 제3 마그넷(353)은 상기 프리즘 유닛(400)의 제3 외측면과 대응되는 영역 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 내지 제3 마그넷(351, 352, 353)에 대한 설명은 후술할 도 11 및 도 12를 통해 보다 상세히 설명하기로 한다.
상기 제1 구동부(300)는 요크부(370)를 더 포함할 수 있다. 상기 요크부(370)는 하나 또는 복수의 요크(York)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 요크부(370)는 상기 코일부(330) 및 상기 마그넷(350)과 대응되는 영역에 배치되는 제1 요크(371), 제2 요크(372) 및 제3 요크(373)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 요크들(371, 372, 373)은 각각 대응되는 영역에 배치된 마그넷(350)에 대한 자속 차폐 기능을 제공할 수 있다.
자세하게, 상기 제1 요크(371)는 상기 제1 코일부(331) 및 상기 제1 마그넷(351)과 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 상기 제1 요크(371)와 상기 제1 코일부(331) 사이에 상기 제1 마그넷(351)이 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 요크(372)는 상기 제2 코일부(332) 및 상기 제2 마그넷(352)과 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 상기 제2 요크(372)와 상기 제2 코일부(332) 사이에 상기 제2 마그넷(352)이 배치될 수 있다. 또한, 상기 제3 요크(373)는 상기 제3 코일부(333) 및 상기 제3 마그넷(353)과 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 상기 제3 요크(373)와 상기 제3 코일부(333) 사이에 상기 제3 마그넷(353)이 배치될 수 있다.
상기 제1 구동부(300)는 감지부를 더 포함할 수 있다. 상기 감지부는 위치를 감지할 수 있는 위치 감지 센서를 포함할 수 있다. 상기 감지부는 적어도 하나의 홀센서, 자이로 센서 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 감지부는 상기 제1 코일부(331)와 인접하게 배치되는 제1 홀센서(HS1), 상기 제2 코일부(332)와 인접하게 배치되는 제2 홀센서(HS2)를 포함할 수 있다. 상기 제1 홀센서(HS1) 및 상기 제2 홀센서(HS2) 각각은 상기 제1 마그넷(351) 및 상기 제2 마그넷(352)의 위치를 감지할 수 있다. 또한, 상기 감지부는 상기 제3 코일부(333)와 인접하게 배치되는 제3 홀센서(HS3) 및 제4 홀센서(HS4)를 포함할 수 있다. 상기 제3 홀센서(HS3) 및 상기 제4 홀센서(HS4)는 상기 제3 마그넷(353)의 위치를 감지할 수 있다.
상기 제1 구동부(300)는 상기 프리즘 유닛(400)을 틸팅할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 구동부(300)는 인가되는 전원에 의해 상기 프리즘 유닛(400)을 제1 축 또는 제2 축으로 틸팅 제어할 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 제1 하우징(200)은 상기 프리즘 유닛(400)을 수용할 수용 공간을 포함할 수 있다. 상기 제1 하우징(200)은 복수의 내측면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 하우징(200)은 상기 제1 회로기판(310)의 제1 면과 대응되는 제1 내측면, 상기 제1 회로기판(310)의 제2 면과 대응되는 제2 내측면 및 상기 제1 회로기판(310)의 제3 면과 대응되는 제3 내측면을 포함할 수 있다.
자세하게, 상기 제1 하우징(200)은 상기 제1 코일부(331)와 대응되는 제1 내측면 및 상기 제2 코일부(332)와 대응되는 제2 내측면을 포함할 수 있다. 상기 제1 내측면 및 상기 제2 내측면은 제1 방향(x축 방향)으로 마주하며 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 하우징(200)은 제3 내측면, 제4 내측면 및 제5 내측면을 더 포함할 수 있다. 상기 제3 내측면은 상기 제3 코일부(333)와 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 상기 제3 내측면은 상기 제1 및 제2 내측면 사이에 배치되어 두 내측면을 연결할 수 있다. 상기 제3 내측면은 제1 방향(x축 방향)으로 연장하는 형태를 가질 수 있다. 상기 제4 내측면은 상기 제1 및 제2 내측면 사이에 배치될 수 있다. 상기 제4 내측면은 상기 제2 카메라 액추에이터(2000)와 마주할 수 있다. 상기 제4 내측면은 프리즘(410)과 대응되는 영역에 형성되는 개구부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제5 내측면은 상기 제1 및 제2 내측면 사이에 배치될 수 있다. 상기 제5 내측면은 상기 제4 내측면과 제2 방향(y축 방향)으로 마주하는 면일 수 있다. 상기 제5 내측면은 오픈될 수 있고, 오픈된 영역 상에는 후술할 제1 하우징 홀더(230)가 배치될 수 있다.
상기 제1 하우징(200)은 복수의 하우징 홀을 포함할 수 있다. 상기 하우징 홀은 상기 제1 하우징(200)의 외측면과 내측면을 관통하는 홀일 수 있다. 상기 복수의 하우징 홀은 제1 하우징 홀(H1), 제2 하우징 홀(H2) 및 제3 하우징 홀(H3)을 포함할 수 있다.
상기 제1 하우징 홀(H1)은 상기 제1 내측면과 대응되는 외측면을 관통하는 관통홀일 수 있다. 상기 제1 하우징 홀(H1)은 상기 제1 코일부(331)와 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 하우징 홀(H1)은 상기 제1 코일부(331)와 대응되는 크기 및 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 코일부(331)는 상기 제1 하우징 홀(H1) 내에 일부 또는 전체가 삽입되어 배치될 수 있다.
상기 제2 하우징 홀(H2)은 상기 제2 내측면과 대응되는 외측면을 관통하는 관통홀일 수 있다. 상기 제1 하우징 홀(H1)은 상기 제1 하우징 홀(H1)과 제1 방향으로 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 상기 제2 하우징 홀(H2)은 상기 제2 코일부(332)와 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 하우징 홀(H2)은 상기 제2 코일부(332)와 대응되는 크기 및 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 코일부(332)는 상기 제2 하우징 홀(H2) 내에 일부 또는 전체가 삽입되어 배치될 수 있다. 상기 제1 하우징 홀(H1)은 상기 제2 하우징 홀(H2)과 동일한 크기 및 형태를 가질 수 있다.
상기 제3 하우징 홀(H3)은 상기 제3 내측면과 대응되는 외측면을 관통하는 관통홀일 수 있다. 상기 제3 하우징 홀(H3)은 상기 제3 코일부(333)와 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제3 하우징 홀(H3)은 상기 제3 코일부(333)와 대응되는 크기 및 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 제3 코일부(333)는 상기 제3 하우징 홀(H3) 내에 일부 또는 전체가 삽입되어 배치될 수 있다. 상기 제3 하우징 홀(H3)은 상기 제1 하우징 홀(H1) 및 상기 제2 하우징 홀(H2)과 상이한 크기 및 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 하우징 홀(H3)의 크기는 상기 제1 하우징 홀(H1) 및 상기 제2 하우징 홀(H2)의 크기보다 클 수 있다.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 상기 프리즘 유닛(400)은 상기 제1 하우징(200) 내에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 프리즘 유닛(400)은 상기 제1 하우징(200)의 수용 공간 내에 배치될 수 있다.
상기 프리즘 유닛(400)은 프리즘(410) 및 상기 프리즘(410)을 지지하는 프리즘 무버(430)를 포함할 수 있다. 상기 프리즘(410)은 직각 프리즘일 수 있다. 상기 프리즘(410)은 외부에서 입사된 광의 방향을 반사할 수 있다. 즉, 상기 프리즘(410)은 외부로부터 상기 제1 카메라 액추에이터(1000)에 입사된 광의 경로를 상기 제1 카메라 액추에이터(1000) 방향으로 변경할 수 있다.
상기 프리즘 무버(430)는 상기 프리즘(410)을 지지할 수 있다. 상기 프리즘(410)은 상기 프리즘 무버(430) 상에 배치될 수 있다. 상기 프리즘 무버(430)는 상기 프리즘(410)을 감싸며 배치될 수 있다. 상기 프리즘 무버(430)는 적어도 하나의 측면이 오픈될 수 있고, 내부에 수용 공간을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 프리즘 무버(430)는 서로 연결된 복수의 외측면이 오픈되는 구조를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 프리즘 무버(430)는 상기 프리즘(410)과 대응되는 외측면이 오픈된 구조를 가지며 내부에 제1 공간(435)으로 정의하는 수용 공간을 포함할 수 있다. 상기 제1 공간(435)은 상기 프리즘(410)과 대응되는 형상을 가질 수 있다. 상기 프리즘(410)은 상기 프리즘 무버(430)의 제1 공간(435)에 배치되어 고정될 수 있다.
상기 프리즘 유닛(400)은 복수의 외측면을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 프리즘 무버(430)는 복수의 외측면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 프리즘 무버(430)는 상기 제1 하우징(200)의 제1 내측면과 대응되는 제1 외측면 및 상기 제2 내측면과 대응되는 제2 외측면을 포함할 수 있다. 또한, 상기 프리즘 무버(430)는 상기 제1 하우징(200)의 제3 내측면과 대응되는 제3 외측면을 포함할 수 있다. 상기 제3 외측면은 상기 제1 및 제2 외측면 사이에서 두 외측면을 연결하는 면일 수 있다. 상기 제3 외측면은 상기 프리즘 무버(430)의 바닥면일 수 있다. 또한, 상기 프리즘 무버(430)는 상기 제5 내측면과 대응되는 제5 외측면을 포함할 수 있다. 상기 제5 외측면은 상기 제1 및 제2 외측면 사이에서 두 외측면을 연결하는 면일 수 있고, 상기 제3 외측면과 연결되는 면일 수 있다.
상기 프리즘 무버(430)는 복수의 리세스를 포함할 수 있다. 상기 복수의 리세스 각각은 상기 프리즘 무버(430)의 외측면 상에서 상기 프리즘 무버(430)의 중심 방향으로 오목한 형태를 가질 수 있다.
상기 복수의 리세스는 제1 리세스(430R1), 제2 리세스(430R2) 및 제3 리세스(430R3)를 포함할 수 있다. 상기 제1 리세스(430R1)는 상기 제1 외측면 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 리세스(430R1)는 상기 제1 하우징 홀(H1)과 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 리세스(430R2)는 상기 제2 외측면 상에 배치될 수 있다. 상기 제2 리세스(430R2)는 상기 제2 하우징 홀(H2)과 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 상기 제2 리세스(430R2)는 상기 제1 리세스(430R1)와 제1 방향(x축 방향)으로 마주하며 배치될 수 있다. 또한, 상기 제3 리세스(430R3)는 상기 제3 외측면 상에 배치될 수 있다. 상기 제3 리세스(430R3)는 상기 제3 하우징 홀(H3)과 대응되는 영역에 배치될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 리세스(430R1, 430R2, 430R3) 내에는 상기 마그넷(350) 및 상기 요크부(370)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 마그넷(351) 및 상기 제1 요크(371)는 상기 제1 리세스(430R1) 내에, 상기 제2 마그넷(352) 및 상기 제2 요크(372)는 상기 제2 리세스(430R2) 내에, 상기 제3 마그넷(353) 및 상기 제3 요크(373)는 상기 제3 리세스(430R3) 내에 각각 배치되어 상기 마그넷(350)은 서로 이격될 수 있다.
또한, 복수의 리세스는 제4 리세스(430R4), 제5 리세스(430R5) 및 제6 리세스(430R6)를 더 포함할 수 있다. 상기 제4 리세스(430R4), 상기 제5 리세스(430R5) 및 상기 제6 리세스(430R6)는 상기 프리즘 무버(430)의 제5 외측면 상에 배치될 수 있다. 상기 제4 리세스(430R4) 및 상기 제5 리세스(430R5)는 제1 방향(x축 방향)으로 이격될 수 있다. 상기 제4 리세스(430R4) 및 상기 제5 리세스(430R5)는 후술할 무빙 플레이트(450)의 제1 이동부(451)와 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 상기 제4 리세스(430R4) 및 상기 제5 리세스(430R5)는 상기 제1 이동부(451)의 일부 또는 전체가 삽입되는 공간을 제공할 수 있다. 상기 제4 리세스(430R4) 및 상기 제5 리세스(430R5)는 서로 동일하거나 상이한 형상을 가질 수 있다. 일례로, 상기 제4 리세스(430R4) 및 상기 제5 리세스(430R5)는 서로 다른 단면 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 제4 리세스(430R4) 및 상기 제5 리세스(430R5)는 상기 제1 이동부(451)에 의한 틸트 구동 시 스토퍼(stopper) 기능을 제공할 수 있다. 상기 제6 리세스(430R6)는 상기 제4 리세스(430R4) 및 상기 제5 리세스(430R5) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제6 리세스(430R6) 내에는 제4 마그넷(471)이 배치될 수 있다.
상기 제1 하우징 홀더(230)는 상기 제1 하우징(200)의 일측면 상에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제1 하우징 홀더(230)는 상기 제1 하우징(200)의 제5 내측면 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 하우징 홀더(230)는 상기 제1 하우징(200)과 연결되며 오픈된 상기 제1 하우징(200)의 제5 내측면을 커버할 수 있다.
상기 제1 하우징 홀더(230)는 적어도 하나의 홈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 하우징 홀더(230)는 상기 프리즘 무버(430)와 마주하는 일면 상에 형성되는 제1 홈(230h1) 및 제2 홈(230h2)을 포함할 수 있다. 상기 제1 홈(230h1) 및 상기 제2 홈(230h2)은 상기 제1 하우징 홀더(230)의 일면에서 상기 일면과 반대되는 타면 방향으로 오목한 형태를 가질 수 있다. 상기 제1 홈(230h1) 및 상기 제2 홈(230h2)은 제3 방향(z축 방향)으로 이격될 수 있다.
상기 제1 홈(230h1) 및 상기 제2 홈(230h2)은 후술할 제2 이동부(452)와 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 상기 제1 홈(230h1) 및 상기 제2 홈(230h2)은 상기 제2 이동부(452)의 일부 또는 전체가 삽입되는 공간을 제공할 수 있다. 상기 제1 홈(230h1) 및 상기 제2 홈(230h2)은 서로 동일하거나 상이한 형상을 가질 수 있다. 일례로, 상기 제1 홈(230h1) 및 상기 제2 홈(230h2)은 서로 다른 단면 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 홈(230h1) 및 상기 제2 홈(230h2)은 상기 제2 이동부(452)에 의한 틸트 구동 시 스토퍼(stopper) 기능을 제공할 수 있다.
또한, 상기 제1 하우징 홀더(230)는 제3 홈(230h3)을 더 포함할 수 있다. 상기 제3 홈(230h3)은 상기 제1 하우징 홀더(230)의 타면 상에 형성될 수 있다. 상기 제3 홈(230h3)은 상기 제1 하우징 홀더(230)의 타면에서 일면 방향으로 오목한 형태를 가질 수 있다. 상기 제3 홈(230h3)은 상기 프리즘 유닛(400)의 제6 리세스(430R6)와 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제3 홈(230h3)은 상기 제6 리세스(430R6)와 제2 방향(y축 방향)으로 중첩되는 영역에 배치될 수 있다. 상기 제3 홈(230h3) 내에는 제5 마그넷(472)이 배치될 수 있다. 상기 제5 마그넷(472)은 상기 제4 마그넷(471)과 대응되는 영역에 배치되며, 두 마그넷 사이에는 인력이 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 프리즘 유닛(400)은 상기 제4 마그넷(471) 및 상기 제5 마그넷(472)의 인력에 의해 설정된 위치에 배치될 수 있다.
상기 무빙 플레이트(450)는 상기 프리즘 유닛(400) 및 상기 제1 하우징 홀더(230) 사이에 배치될 수 있다. 상기 무빙 플레이트(450)는 상기 제5 외측면과 마주할 수 있다. 상기 무빙 플레이트(450)는 표면으로부터 돌출된 형태를 가지는 제1 이동부(451) 및 제2 이동부(452)를 포함할 수 있다.
상기 제1 이동부(451)는 상기 프리즘 유닛(400)과 마주하는 상기 무빙 플레이트(450)의 일면 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 이동부(451)는 제1 방향(x축 방향)으로 이격되며 서로 동일한 형상을 가지는 제1-1 이동부(451a) 및 제1-2 이동부(451b)를 포함할 수 있다. 상기 제1-1 이동부(451a)는 상기 프리즘 무버(430)의 제4 리세스(430R4)와 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 상기 제1-1 이동부(451a)는 상기 제4 리세스(430R4)와 제2 방향(y축 방향)으로 중첩될 수 있다. 또한, 상기 제1-2 이동부(451b)는 상기 프리즘 무버(430)의 제5 리세스(430R5)와 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 상기 제1-2 이동부(451b)는 상기 제5 리세스(430R5)와 제2 방향(y축 방향)으로 중첩될 수 있다.
상기 제1 이동부(451)는 상기 프리즘 유닛(400) 틸트 시 상기 프리즘 유닛(400)의 틸트를 가이드하는 기능을 제공할 수 있다. 자세하게, 상기 프리즘 유닛(400)은 제1 방향(x축 방향)을 회전축으로 제3 방향(z축 방향, 상하 방향)으로 틸트할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 이동부(451)는 상기 프리즘 유닛(400)이 설정된 각도로 제3 방향으로 틸트하도록 가이드할 수 있다.
상기 제2 이동부(452)는 상기 무빙 플레이트(450)의 일면과 반대되며 상기 제1 하우징 홀더(230)와 마주하는 상기 무빙 플레이트(450)의 타면 상에 배치될 수 있다. 상기 제2 이동부(452)는 제3 방향(z축 방향)으로 이격되며 서로 동일한 형상을 가지는 제2-1 이동부(452a) 및 제2-2 이동부(452b)를 포함할 수 있다. 상기 제2-1 이동부(452a) 및 상기 제2-2 이동부(452b)는 상기 제1-1 이동부(451a) 및 상기 제1-2 이동부(451b) 사이 영역과 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 상기 제2-1 이동부(452a)는 상기 제1 하우징 홀더(230)의 제1 홈(230h1)과 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 상기 제2-1 이동부(452a)는 상기 제1 홈(230h1)과 제2 방향(y축 방향)으로 중첩될 수 있다. 또한, 상기 제2-2 이동부(452b)는 상기 제1 하우징 홀더(230)의 제2 홈(230h2)과 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 상기 제2-2 이동부(452b)는 상기 제2 홈(230h2)과 제2 방향(y축 방향)으로 중첩될 수 있다.
상기 제2 이동부(452)는 상기 프리즘 유닛(400) 틸트 시 상기 프리즘 유닛(400)의 틸트를 가이드하는 기능을 제공할 수 있다. 자세하게, 상기 프리즘 유닛(400)은 제3 방향(z축 방향)을 회전축으로 제1 방향(x축 방향, 좌우 방향)으로 틸트할 수 있다. 이 경우, 상기 제2 이동부(452)는 상기 프리즘 유닛(400)이 설정된 각도로 제1 방향으로 틸트하도록 가이드할 수 있다.
도 11 및 도 12는 실시예에 따른 제1 카메라 액추에이터의 마그넷의 배치 관계에 대한 도면이다. 실시예에 따른 마그넷(350)은 설정된 크기를 가지며 설정된 위치에 배치될 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 마그넷(350)은 제1 마그넷(351), 제2 마그넷(352) 및 제3 마그넷(353)을 포함할 수 있다.
상기 제1 마그넷(351)은 상기 프리즘 유닛(400)의 제1 외측면 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 마그넷(351)은 상기 프리즘 유닛(400)의 제1 리세스(430R1) 내에 배치될 수 있다. 상기 제1 마그넷(351)은 상기 제1 리세스(430R1)와 대응되는 크기, 형태를 가질 수 있다. 일례로, 상기 제1 마그넷(351)은 상기 제1 리세스(430R1)와 동일한 형태를 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 마그넷(351)은 상기 제1 리세스(430R1)와 동일하거나 상기 제1 리세스(430R1)보다 작은 크기를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 마그넷(351)은 상기 제1 리세스(430R1) 내에 삽입되어 고정될 수 있고, 설정된 위치에 배치될 수 있다.
상기 제2 마그넷(352)은 상기 프리즘 유닛(400)의 제2 외측면 상에 배치될 수 있다. 상기 제2 마그넷(352)은 상기 프리즘 유닛(400)의 제2 리세스(430R2) 내에 배치될 수 있다. 상기 제2 마그넷(352)은 상기 제2 리세스(430R2)와 대응되는 크기, 형태를 가질 수 있다. 일례로, 상기 제2 마그넷(352)은 상기 제2 리세스(430R2)와 동일한 형태를 가질 수 있다. 또한, 상기 제2 마그넷(352)은 상기 제2 리세스(430R2)와 동일하거나 상기 제2 리세스(430R2)보다 작은 크기를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 마그넷(352)은 상기 제2 리세스(430R2) 내에 삽입되어 고정될 수 있고, 설정된 위치에 배치될 수 있다.
상기 제2 마그넷(352)은 상기 제1 마그넷(351)과 이격될 수 있다. 자세하게, 상기 제2 마그넷(352)은 상기 제1 마그넷(351)과 제1 방향(x축 방향)으로 이격될 수 있다. 상기 제2 마그넷(352)은 상기 제1 마그넷(351)과 제1 방향으로 마주하며 배치될 수 있다. 상기 제2 마그넷(352)은 상기 제1 마그넷(351)과 제1 방향으로 중첩될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 마그넷(352)의 중심은 상기 제1 마그넷(351)의 중심과 제1 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 제2 마그넷(352)은 상기 제1 마그넷(351)과 대응되는 크기, 형태를 가질 수 있다. 일례로, 상기 제2 마그넷(352)은 상기 제1 마그넷(351)과 동일한 형태를 가지며 동일한 크기로 제공될 수 있다.
상기 제3 마그넷(353)은 상기 프리즘 유닛(400)의 제3 외측면 상에 배치될 수 있다. 상기 제3 마그넷(353)은 상기 프리즘 유닛(400)의 제3 리세스(430R3) 내에 배치될 수 있다. 상기 제3 마그넷(353)은 상기 제3 리세스(430R3)와 대응되는 크기, 형태를 가질 수 있다. 일례로, 상기 제3 마그넷(353)은 상기 제3 리세스(430R3)와 동일한 형태를 가질 수 있다. 또한, 상기 제3 마그넷(353)은 상기 제3 리세스(430R3)와 동일하거나 상기 제3 리세스(430R3)보다 작은 크기를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 제3 마그넷(353)은 상기 제3 리세스(430R3) 내에 삽입되어 고정될 수 있고, 설정된 위치에 배치될 수 있다.
상기 제3 마그넷(353)을 상부(z축 방향)에서 보았을 때, 상기 제3 마그넷(353)은 상기 제1 및 제2 마그넷(351, 352)보다 제2 방향(y축 방향)을 기준으로 상부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 마그넷(353)의 일끝단은 상기 제1 및 제2 마그넷(351, 352) 각각의 일끝단보다 상기 프리즘 무버(430)의 제5 외측면과 인접하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 제3 마그넷(353)의 중심은 상기 제1 마그넷(351) 및 상기 제2 마그넷(352)의 중심과 동일 선상에 배치되지 않을 수 있다. 자세하게, 상기 제1 마그넷(351) 및 상기 제2 마그넷(352)의 중심은 제1 방향(x축 방향)을 기준으로 동일 선상에 배치될 수 있다. 그러나, 상기 제3 마그넷(353)의 중심은 상기 제1 및 제2 마그넷(351, 352)의 중심을 연결한 가상의 선보다 제2 방향(y축 방향)을 기준으로 상부에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제3 마그넷(353)의 중심은 제2 방향을 기준으로 상기 제1 및 제2 마그넷(351, 352)의 중심보다 상기 프리즘 무버(430)의 제5 외측면과 인접할 수 있다.
상기 제1 내지 제3 마그넷(351, 352, 353) 각각은 설정된 크기를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제1 마그넷(351)은 제2 방향(y축 방향)으로 연장하며 제2 방향 길이로 정의하는 제1 길이(d1)를 가질 수 있다. 상기 제2 마그넷(352)은 제2 방향으로 연장하며 제2 방향 길이로 정의하는 제2 길이(d2)를 가질 수 있다. 이때, 상기 제1 길이(d1) 및 상기 제2 길이(d2)는 동일할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 마그넷(351) 및 상기 제2 마그넷(352)은 상술한 바와 같이 서로 동일한 형태 및 크기를 가질 수 있기에 상기 제2 방향 길이는 서로 동일할 수 있다.
또한, 상기 제3 마그넷(353)은 제1 방향(x축 방향) 및 제2 방향(y축 방향)으로 연장하는 형태를 가지며, 제1 방향(x축 방향) 길이로 정의하는 제3 길이(d3) 및 제2 방향(y축 방향) 길이로 정의하는 제4 길이(d4)를 포함할 수 있다.
상기 제3 길이(d3)는 상기 제4 길이(d4)보다 클 수 있다. 상기 제3 길이(d3)는 상기 프리즘(410)의 제1 방향 길이보다 길 수 있고, 상기 제3 길이(d3)는 상기 프리즘 무버(430)의 제1 방향 길이보다 짧을 수 있다. 또한, 상기 제3 길이(d3)는 상기 제1 마그넷(351) 및 상기 제2 마그넷(352)의 제1 방향(x축 방향) 간격(g1)보다 짧을 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 길이(d3)는 상기 간격(g1)의 약 50% 내지 약 98%일 수 있다. 자세하게, 상기 제3 길이(d3)는 상기 간격(g1)의 약 60% 내지 약 98%일 수 있다.
상기 제3 길이(d3)가 상기 간격(g1)의 약 50% 미만인 경우, 상기 제3 마그넷(353)이 상기 제1 마그넷(351) 및 상기 제2 마그넷(352)과 인접하게 배치되지 않아 상기 마그넷(350)의 누설 자속이 증가할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 카메라 액추에이터(1000)는 상기 제1 카메라 액추에이터(1000)와 인접하게 배치된 다른 액추에이터 또는 다른 카메라 모듈과 간섭을 일으킬 수 있고, 이로 인해 상기 제1 카메라 액추에이터(1000)의 OIS 동작에 대한 정확도가 감소하거나 OIS 효과가 미미한 문제가 발생할 수 있다. 그리고, 상기 제3 마그넷(353)의 전자기력이 감소하여 소비 전력이 증가하는 문제가 있다.
또한, 상기 제3 길이(d3)가 상기 간격(g1)의 약 98%를 초과할 경우, 상기 제3 마그넷(353)이 상기 제1 마그넷(351) 및 상기 제2 마그넷(352)과 상기 제3 방향(z축 방향)으로 일부가 오버랩될 수 있다. 이에 따라, 상기 마그넷(350)의 누설 자속이 증가할 수 있다.
상기 제4 길이(d4)는 상기 제1 길이(d1) 및 상기 제2 길이(d2)와 같거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 제4 길이(d4)는 상기 제1 길이(d1) 및 상기 제2 길이(d2)와 동일할 수 있다.
또한, 상기 제3 마그넷(353)은 상기 제1 마그넷(351) 및 상기 제2 마그넷(352)과 제1 방향(x축 방향)으로 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상부(z축 방향)에서 상기 제1 내지 제3 마그넷(351, 352, 353)을 보았을 때 상기 제3 마그넷(353)은 상기 제1 및 제2 마그넷(351, 352)과 상기 제1 방향으로 오버랩될 수 있다. 자세하게, 상기 제3 마그넷(353)의 일부는 상기 제1 및 제2 마그넷(351, 352)과 오버랩될 수 있다. 더 자세하게, 제1 마그넷(351)과 오버랩되는 상기 제3 마그넷(353)의 제2 방향 길이(OL1)는 상기 제3 마그넷(353)의 제2 방향 길이(제4 길이(d4))의 약 50% 내지 98%일 수 있다. 제2 마그넷(352)과 오버랩되는 상기 제3 마그넷(353)의 제2 방향 길이(OL2)는 상기 제3 마그넷(353)의 제2 방향 길이(제4 길이(d4))의 약 50% 내지 98%일 수 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 마그넷(351, 352)과 각각 오버랩되는 상기 제3 마그넷(353)의 제2 방향 길이(OL1, OL2)는 서로 동일할 수 있다. 더 자세하게, 상기 제1 및 제2 마그넷(351, 352)과 오버랩되는 상기 제3 마그넷(353)의 상기 제2 방향(y축 방향) 길이(OL1, OL2)는 상기 제4 길이(d4)의 약 60% 내지 약 98%일 수 있다.
상기 길이(OL1, OL2)가 상기 제4 길이(d4)의 약 50% 미만인 경우, 상기 제3 마그넷(353)이 상기 제1 마그넷(351) 및 상기 제2 마그넷(352)과 인접하게 배치되지 않을 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 마그넷(351, 352)의 중심을 연결한 가상의 직선과 상기 제3 마그넷(353)의 중심이 사이의 제2 방향 간격이 증가할 수 있어 누설 자속을 감소시키는 효과가 미미할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 카메라 액추에이터(1000)는 상기 제1 카메라 액추에이터(1000)와 인접하게 배치된 다른 액추에이터 또는 다른 카메라 모듈과 간섭을 일으킬 수 있고, 이로 인해 상기 제1 카메라 액추에이터(1000)의 OIS 동작에 대한 정확도가 감소하거나 OIS 효과가 미미한 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 길이(OL1, OL2)가 상기 제4 길이(d4)의 약 98%를 초과할 경우, 상기 제3 마그넷(353)이 상기 제1 마그넷(351) 및 상기 제2 마그넷(352)과 인접하게 배치되어 누설 자속을 감소시킬 수 있는 효과가 있으나, 상기 제3 마그넷(353)이 상기 프리즘(410)과 인접하게 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 제3 마그넷(353)이 상기 프리즘(410)과 간섭되지 않기 위해 상기 프리즘 무버(430)의 제3 방향(z축 방향) 높이가 증가하여 상기 프리즘 유닛(400)의 크기가 증가하는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 상기 제3 마그넷(353)이 상기 프리즘(410)과 간섭되지 않기 위해 상기 제3 마그넷(353)의 두께를 얇게 할 수 있으나, 이 경우 상기 제3 마그넷(353)의 전자기력이 감소하여 소비 전력이 증가하는 문제가 있다. 따라서, 상기 제4 길이(d4)에 대한 상기 길이(OL1, OL2)는 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다.
도 13은 도 3의 A-A' 단면을 도시한 단면도이고, 도 14는 도 3의 B-B' 단면을 도시한 단면도이다. 도 13 및 도 14를 참조하여, 실시예에 따른 제1 카메라 액추에이터의 작동에 대해 설명한다.
상기 프리즘 유닛(400)은 상기 제1 구동부(300)에 의해 제1 축 또는 제2 축으로 틸팅 제어될 수 있다. 여기서, 제1 축 틸팅은 도면에 도시된 x축 방향(제1 방향)을 회전축으로 하여 z축 방향(제3 방향, 상하 방향)으로 틸팅되는 것을 의미할 수 있고, 제2 축 틸팅은 도면에 도시된 z축 방향(제3 방향)을 회전축으로 하여 x축 방향(제1 방향, 좌우 방향)으로 틸팅되는 것을 의미할 수 있다.
상기 프리즘 유닛(400)은 상기 제3 코일부(333) 및 상기 제3 마그넷(353)이 제3 방향(z축 방향)으로 형성하는 가상의 제1 직선을 축으로 하여 회전 이동 가능하게 제공될 수 있다. 자세하게, 도 13을 참조하면 상기 제3 코일부(333) 및 상기 제3 마그넷(353) 사이에는 인력 및 척력이 발생할 수 있고, 상기 인력 및 척력에 의해 상기 프리즘 유닛(400)은 제1 방향(좌우 방향)으로 틸팅될 수 있다. 이때, 상기 제2 이동부(452)는 상기 프리즘 유닛(400)이 설정된 방향, 설정된 각도로 틸트할 수 있도록 가이드할 수 있다. 또한, 상기 프리즘 유닛(400)은 상기 제2 이동부(452)에 의해 설정된 범위의 각도를 초과하여 틸트되지 않도록 스토퍼(stopper) 기능을 제공할 수 있다. 여기서 가상의 제1 직선은 제3 방향으로 연장하는 직선일 수 있고, 상기 구성들(333, 353)의 중심을 연결하는 직선일 수 있다.
또한, 상기 프리즘 유닛(400)은 상기 제1 코일부(331), 상기 제2 코일부(332), 상기 제1 마그넷(351) 및 상기 제2 마그넷(352)이 제1 방향(x축 방향)으로 형성하는 가상의 제2 직선을 축으로 하여 회전 이동 가능하게 제공될 수 있다. 자세하게, 도 14를 참조하면 상기 제1 코일부(331) 및 상기 제1 마그넷(351) 사이에는 인력 및 척력이 발생할 수 있고, 상기 제2 코일부(332) 및 상기 제2 마그넷(352) 사이에는 인력 및 척력이 발생할 수 있다. 그리고, 각각의 코일부(331, 332)와 각각의 마그넷(351, 352) 사이의 인력 및 척력에 의해 상기 프리즘 유닛(400)은 제3 방향(상하 방향)으로 틸팅될 수 있다. 이때, 상기 제1 이동부(451)는 상기 프리즘 유닛(400)이 설정된 방향, 설정된 각도로 틸트할 수 있도록 가이드할 수 있다. 또한, 상기 프리즘 유닛(400)은 상기 제1 이동부(451)에 의해 설정된 범위의 각도를 초과하여 틸트되지 않도록 스토퍼(stopper) 기능을 제공할 수 있다. 여기서 가상의 제2 직선은 제1 방향으로 연장하는 직선일 수 있고, 상기 구성들(331, 332, 351, 352)의 중심을 연결하는 직선일 수 있다.
즉, 실시예에 따른 제1 카메라 액추에이터(1000)는 VCM(Voice Coil Motor) 방식의 제1 구동부(300)를 포함하고, 상기 제1 구동부(300)에 의해 입사된 광의 이동 경로를 제1 축 및/또는 제2 축으로 제어하여 OIS(optical image stabilizer)를 구현할 수 있다. 이때, 상기 제1 카메라 액추에이터(1000)는 OIS 구현 시 디센터(decent), 틸트(tilt) 현상의 발생을 최소화하여 향상된 광학적 특성을 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 카메라 액추에이터(1000)의 제1 구동부(300)는 마그넷(350)을 포함하고, 상기 마그넷(350)은 설정된 위치에 배치되며 설정된 크기를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 카메라 액추에이터(1000)는 누설 자속을 최소화 또는 방지할 수 있어, 인접하게 배치된 다른 액추에이터 또는 다른 카메라 모듈와 간섭을 일으키는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 제1 카메라 액추에이터(1000)는 상기 다른 액추에이터 또는 다른 카메라 모듈에 의해 OIS 동작에 대한 정확도가 감소하는 것을 방지할 수 있다.
도 15 및 도 16은 실시예 및 비교예에 따른 제1 카메라 액추에이터의 자력 분포에 대한 시뮬레이션 데이터이다.
이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명의 작용 및 효과를 보다 상세하게 설명한다.
실시예
커버 부재, 제1 하우징, 제1 구동부, 프리즘 유닛, 제1 하우징 홀더, 무빙 플레이트를 포함하는 제1 카메라 액추에이터를 제조하였다.
또한, 상기 제1 구동부는 제1 내지 제3 마그넷을 포함하고, 프리즘이 배치된 프리즘 무버의 제1 외측면 상에는 상기 제1 마그넷을 배치하고, 상기 제1 외측면과 제1 방향(x축 방향)으로 마주하는 제2 외측면 상에 제2 마그넷을 배치하고, 상기 프리즘 유닛의 바닥면 상에 제3 마그넷을 배치하였다.
이때, 상기 제3 마그넷은 제1 방향 길이가 상기 제1 및 제2 마그넷 사이의 제1 방향 간격의 90% 이상을 가지도록 제조하였다. 또한, 상기 제3 마그넷을 상기 제1 및 제2 마그넷과 오버랩되는 상기 제3 마그넷의 제2 방향(y축 방향) 길이가 상기 제3 마그넷의 상기 제2 방향 전체 길이의 50% 이상인 위치에 배치하였다.
이후 상기 제1 카메라 액추에이터와 제2 카메라 액추에이터를 연결하여 제1 카메라 모듈을 제조하였으며, 상기 제1 카메라 모듈과 인접한 위치에 제2 카메라 모듈을 나란히 배치한 후 자력 분포를 측정하였다.
비교예
커버 부재, 제1 하우징, 제1 구동부, 프리즘 유닛, 제1 하우징 홀더, 무빙 플레이트를 포함하는 제1 카메라 액추에이터를 제조하였다.
또한, 상기 제1 구동부는 제1 내지 제3 마그넷을 포함하고, 프리즘이 배치된 프리즘 무버의 제1 외측면 상에는 상기 제1 마그넷을 배치하고, 상기 제1 외측면과 제1 방향(x축 방향)으로 마주하는 제2 외측면 상에 제2 마그넷을 배치하고, 상기 프리즘 유닛의 바닥면 상에 제3 마그넷을 배치하였다.
이때, 상기 제3 마그넷은 제1 방향 길이가 상기 제1 및 제2 마그넷 사이의 제1 방향 간격의 50% 미만을 가지도록 제조하였다. 또한, 상기 제3 마그넷을 상기 제1 및 제2 마그넷과 오버랩되는 상기 제3 마그넷의 제2 방향(y축 방향) 길이가 상기 제3 마그넷의 상기 제2 방향 전체 길이의 50% 이상인 위치에 배치하였다.
이후 상기 제1 카메라 액추에이터와 제2 카메라 액추에이터를 연결하여 제1 카메라 모듈을 제조하였으며, 상기 제1 카메라 모듈과 인접한 위치에 제2 카메라 모듈을 나란히 배치한 후 자력 분포를 측정하였다.
제1 및 제2 카메라 모듈 사이의 간격 (mm) 실시예 비교예
Virtual Force (mN) Virtual Force (mN)
X Y Z X Y Z
제1 카메라 모듈 Only 결과 -0.175 0.129 0.229 -0.173 0.462 0.225
1.275 mm 결과 -0.188 -0.423 0.287 -0.302 -1.708 0.363
변화량 -0.013 -0.552 0.058 -0.129 -1.246 0.139
2 mm 결과 -0.088 -0.274 0.288 -0.281 -1.449 0.349
변화량 0.087 -0.403 0.058 -0.108 -0.986 0.125
3 mm 결과 -0.055 -0.123 0.272 -0.276 -1.230 0.335
변화량 0.120 -0.252 0.043 -0.103 -0.768 0.110
4 mm 결과 -0.053 -0.037 0.267 -0.253 -1.047 0.287
변화량 0.122 -0.166 0.038 -0.080 -0.585 0.062
5 mm 결과 -0.067 0.022 0.258 -0.213 -0.894 0.286
변화량 0.107 -0.107 0.029 -0.040 -0.431 0.062
6 mm 결과 -0.094 0.070 0.253 -0.082 -0.806 0.277
변화량 0.081 -0.059 0.023 0.091 -0.344 0.053
7 mm 결과 -0.100 0.093 0.264 -0.089 -0.730 0.252
변화량 0.075 -0.096 0.035 0.084 -0.268 0.027
8 mm 결과 -0.096 0.113 0.247 -0.083 -0.651 0.246
변화량 0.079 -0.016 0.018 0.090 -0.189 0.022
표 1은 실시예 및 비교예에 따른 제1 카메라 모듈에 제2 카메라 모듈의 유무, 상기 제2 카메라 모듈과의 간격에 따라 가해지는 힘의 크기(mN)에 대한 실험값이다. 자세하게, 표 1은 상기 제1 카메라 모듈만 존재할 경우 제1 내지 제3 방향(x, y, z축 방향)으로 가해지는 힘의 크기, 상기 제1 카메라 모듈과 상기 제2 카메라 모듈이 1.275mm 내지 8mm 간격으로 이격될 경우 제1 내지 제3 방향(x, y, z축 방향)으로 가해지는 힘의 크기에 대한 실험값이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 제2 카메라 모듈이 실시예 및 비교예에 따른 제1 카메라 모듈 각각과 인접하게 배치될 경우, 실시예에 따른 제1 카메라 모듈의 마그넷(350) 주위에 형성된 누설 자속 영역 (도 15의 A1)은 비교예에 따른 제1 카메라 모듈의 마그넷(350) 주위에 형성된 누설 자속 영역(도 16의 A2)보다 밀집도가 낮은 것을 알 수 있다.
또한, 표 1을 참조하면 제2 카메라 모듈이 실시예에 따른 제1 카메라 모듈과 인접하게 배치될 경우, 상기 제2 카메라 모듈과의 간격에 따라 제1 내지 제3 방향(x, y, z축 방향) 각각으로 가해지는 힘의 크기가 변화하는 것을 알 수 있다.
자세하게, 상기 제2 카메라 모듈과의 간격에 따라 변화하는 힘의 크기(표 1의 변화량)는 실시예에 따른 제1 카메라 모듈이 비교예에 따른 제1 카메라 모듈보다 작은 것을 알 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 및 제2 카메라 모듈 사이의 간격이 약 2mm 이하 및 약 6mm 이상일 경우 제1 방향(x축 방향)으로 가해지는 힘의 크기의 변화량은 실시예가 비교예보다 작은 것을 알 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 카메라 모듈 사이의 간격이 약 1.275mm 이상인 경우 제2 방향(y축 방향)으로 가해지는 힘의 크기의 변화량은 실시예가 비교예보다 작은 것을 알 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 카메라 모듈 사이의 간격이 약 7mm인 경우를 제외한 약 1.275mm 내지 약 8mm인 경우 제3 방향(z축 방향)으로 가해지는 힘의 크기의 변화량은 실시예가 비교예보다 작은 것을 알 수 있다.
즉, 실시예에 따른 카메라 모듈(10)의 제1 카메라 액추에이터(1000)는 설정된 크기, 설정된 위치에 배치된 마그넷(350)을 포함하는 제1 구동부(300)를 포함하여 누설 자속을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈(10)과 인접한 위치에 다른 액추에이터 또는 다른 카메라 모듈이 나란히 배치되어도 상기 다른 액추에이터 또는 상기 다른 카메라 모듈에 의한 자력 간섭을 최소화할 수 있다. 따라서 실시예는 상기 제1 카메라 액추에이터(1000)를 이용하여 손떨림에 의해 발생하는 진동을 효과적으로 제어할 수 있는 OIS 기능을 제공할 수 있다.
<제2 카메라 액추에이터(2000)>
도 17은 실시예에 따른 카메라 모듈에 포함된 제2 카메라 액추에이터의 사시도이고, 도 18은 실시예에 따른 제2 카메라 액추에이터에서 일부 구성이 생략된 사시도이다. 또한, 도 19는 실시예에 따른 제2 카메라 액추에이터에서 일부 구성이 생략된 분해 사시도이다.
도 17을 참조하면, 실시예에 따른 제2 카메라 액추에이터(2000)는 베이스(2020), 상기 베이스(2020) 외측에 배치되는 회로기판(2410), 제4 구동부(2142) 및 제3 렌즈 어셈블리(2130)를 포함할 수 있다.
도 18은 도 17에서 상기 베이스(2020)와 상기 회로기판(2410)이 생략된 사시도이며, 도 18을 참조하면 실시예에 따른 제2 카메라 액추에이터(2000)은 제1 가이드부(2210), 제2 가이드부(2220), 제1 렌즈 어셈블리(2110), 제2 렌즈 어셈블리(2120), 제3 구동부(2141) 및 제4 구동부(2142)를 포함할 수 있다.
상기 제3 구동부(2141)와 상기 제4 구동부(2142)는 코일 또는 마그넷을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 구동부(2141)와 상기 제4 구동부(2142)가 코일을 포함하는 경우, 상기 제3 구동부(2141)는 제1 코일부(2141b)와 제3 요크(2141a)를 포함할 수 있고, 상기 제4 구동부(2142)는 제2 코일부(2142b)와 제4 요크(2142a)를 포함할 수 있다. 또는 이와 반대로 상기 제3 구동부(2141)와 상기 제4 구동부(2142)가 마그넷을 포함할 수도 있다.
도 19를 참조하면, 실시예에 따른 제2 카메라 액추에이터(2000)은 베이스(2020), 제1 가이드부(2210), 제2 가이드부(2220), 제1 렌즈 어셈블리(2110), 제2 렌즈 어셈블리(2120), 제3 렌즈 어셈블리(2130)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 카메라 액추에이터(2000)은 베이스(2020), 상기 베이스(2020)의 일측에 배치되는 제1 가이드부(2210), 상기 베이스(2020)의 타측에 배치되는 제2 가이드부(2220), 상기 제1 가이드부(2210)와 대응되는 제1 렌즈 어셈블리(2110), 상기 제2 가이드부(2220)와 대응되는 제2 렌즈 어셈블리(2120), 상기 제1 가이드부(2210) 상기 제1 렌즈 어셈블리(2110) 사이에 배치되는 제1 볼 베어링(2117)(도 21 참조) 및 상기 제2 가이드부(2220)와 상기 제2 렌즈 어셈블리(2120) 사이에 배치되는 제2 볼 베어링(미도시)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 카메라 액추에이터(2000)는 광축 방향을 기준으로 상기 제1 렌즈 어셈블리(2110) 앞에 배치되는 제3 렌즈 어셈블리(2130)를 포함할 수 있다.
이하 도면을 참조하여 실시예에 따른 제2 카메라 액추에이터의 특징을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 18 및 도 19를 참조하면, 실시예는 상기 베이스(2020)의 제1 측벽에 인접하게 배치되는 제1 가이드부(2210)와, 상기 베이스(2020)의 제2 측벽에 인접하게 배치되는 제2 가이드부(2220)를 포함할 수 있다.
상기 제1 가이드부(2210)는 상기 제1 렌즈 어셈블리(2110)와 상기 베이스(2020)의 상기 제1 측벽 사이에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 가이드부(2220)는 상기 제2 렌즈 어셈블리(2120)와 상기 베이스(2020)의 제2 측벽 사이에 배치될 수 있다. 여기서 상기 베이스(2020)의 제1 측벽 및 제2 측벽은 서로 마주보도록 배치될 수 있다
상기 제1 가이드부(2210) 및 상기 제2 가이드부(2220)는 상기 베이스(2020)와 별도로 일체로 구성되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 가이드부(2210) 및 상기 제2 가이드부(2220)는 상기 베이스(2020)와 별도로 사출될 수 있고, 이로 인해 상기 제1 및 제2 가이드부(2210, 2220)은 보다 정밀하게 사출 가능하며, 사출에 따른 구배 발생을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제1 가이드부(2210) 및 상기 제2 가이드부(2220)의 제1 방향(x축 방향) 길이는 상기 베이스부(2020)의 제1 방향 길이보다 짧을 수 있다. 또한, 상기 제1 가이드부(2210) 및 상기 제2 가이드부(2220)의 제2 방향(y축 방향) 길이는 상기 베이스부(2020)의 제2 방향 길이보다 짧을 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 가이드부(2210) 및 상기 제2 가이드부(2220) 각각에 레일(2212, 2222)이 배치될 경우 사출 시 구배 발생을 최소화할 수 있고, 상기 레일의 직선이 틀어지는 것을 방지할 수 있다.
도 20은 실시예에 따른 제2 카메라 액추에이터에서 제1 가이드부 및 제2 가이드부에 대한 사시도이다.
상기 제1 가이드부(2210) 및 상기 제2 가이드부(2220)는 상기 제1 렌즈 어셈블리(2110) 및 상기 제2 렌즈 어셈블리(2120)를 가이드할 수 있다. 즉, 상기 제1 렌즈 어셈블리(2110) 및 상기 제2 렌즈 어셈블리(2120)는 상기 제1 및 제2 가이드부(2210, 2220)을 따라 제2 방향(y축 방향)으로 이동할 수 있다.
도 20을 참조하면, 상기 제1 가이드부(2210)는 단일 또는 복수의 제1 레일(2212)을 포함할 수 있다. 또한 상기 제2 가이드부(2220)는 단일 또는 복수의 제2 레일(2222)을 포함할 수 있다.
상기 제1 레일(2212)은 상기 제1 가이드부(2210)의 일면부터 타면까지 연결될 수 있다. 상기 제1 레일(2212)은 제1-1 레일(2212a)과 제1-2 레일(2212b)을 포함할 수 있다. 상기 제1-1 레일(2212a) 및 상기 제1-2 레일(2212b)은 동일한 방향으로 연장할 수 있다. 일례로, 상기 제1-1 레일(2212a) 및 상기 제1-2 레일(2212b)은 제2 방향(y축 방향)으로 연장할 수 있다.
또한, 상기 제1 가이드부(2210)는 제1 지지부(2213) 및 제1 가이드 돌출부(2215)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 지지부(2213)는 상기 제1-1 레일(2212a)과 상기 제1-2 레일(2212b) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 가이드 돌출부(2215)는 상기 제1 레일(2212) 연장되는 방향에 수직한 측면 방향으로 연장할 수 있다. 상기 제1 가이드 돌출부(2215) 상에는 제1 돌기(2214p)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 돌기(2214p)는 제1-1 돌기(2214p1)와 제1-2 돌기(2214p2)를 포함할 수 있다.
상기 제2 레일(2222)은 상기 제2 가이드부(2220)의 일면부터 타면까지 연결될 수 있다. 제2 레일(2222)은 제2-1 레일(2222a)과 제2-2 레일(2222b)을 포함할 수 있다. 상기 제2-1 레일(2222a) 및 상기 제2-2 레일(2222b)은 동일한 방향으로 연장할 수 있다. 일례로, 상기 제2-1 레일(2222a) 및 상기 제2-2 레일(2222b)은 제2 방향(y축 방향)으로 연장할 수 있다.
또한, 상기 제2 가이드부(2220)는 제2 지지부(2223) 및 제2 가이드 돌출부(2225)를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 지지부(2223)는 상기 제2-1 레일(222a)과 상기 제2-2 레일(222b) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 가이드 돌출부(2225)는 상기 제2 레일(2222) 연장되는 방향에 수직한 측면 방향으로 연장할 수 있다. 상기 제2 가이드 돌출부(2225) 상에는 제2 돌기(2224p)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 돌기(2224p)는 제2-1 돌기(2224p1)와 제2-2 돌기(2224p2)를 포함할 수 있다.
상기 제1 가이드부(2210)의 제1-1 돌기(2214p1), 제1-2 돌기(2214p2)와 상기 제2 가이드부(2220)의 제2-1 돌기(2224p1), 제2-2 돌기(2224p2)는 이후 설명되는 제3 렌즈 어셈블리(2130)의 제3 하우징에 결합될 수 있다.
즉, 실시예는 복수의 가이드부(2210, 2220)을 포함하고, 상기 복수의 가이드부(2210, 2220) 각각은 복수의 레일들을 포함할 수 있다. 이에 따라, 어느 하나의 레일이 손상되어도 나머지 하나로 정확도를 확보할 수 있는 효과가 있다. 또한, 상기 복수의 가이드부(2210, 2220) 각각이 복수의 레일을 포함함에 따라 어느 하나의 레일에서 볼의 마찰력의 이슈가 있더라도 나머지 레일을 통해 볼이 구름 구동을 할 수 있어 효과적으로 구동할 수 있다.
또한, 복수의 가이드부(2210, 2220) 각각이 복수의 레일을 포함함에 따라 복수의 렌즈 어셈블리(2110, 2120)의 얼라인(align) 및 간격을 효과적으로 제어할 수 있으며, 화각이 변하거나 초점이탈 발생을 방지할 수 있는 효과가 있습니다. 이에 따라, 실시예는 향상된 화질 및 해상력을 가질 수 있는 특징이 있습니다.
도 21 및 도 22는 도 20에 도시된 제1 가이드부에 대한 추가적인 사시도이고, 도23은 실시예에 따른 제2 카메라 액추에이터에서 제1 구동부의 사시도이다. 또한, 도 24는 실시예에 따른 제2 카메라 액추에이터에서 구동 예시도이다.
도 21을 참조하면, 상기 제1 렌즈 어셈블리(2110)는 제1 렌즈(2113)가 배치되는 제1 렌즈 배럴(2112a), 제1 구동부(2116)가 배치되는 제1 구동부 하우징(2112b)을 포함할 수 있다.
상기 제1 렌즈 배럴(2112a)과 제1 구동부 하우징(2112b)은 제1 하우징으로 정의할 수 있고, 상기 제1 하우징은 배럴 또는 경통 형상일 수 있다. 상기 제1 구동부(2116)는 상기 제1 레일(2212)과 대응될 수 있다. 또한, 상기 제1 구동부(2116)는 마그넷 구동부 일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니고, 경우에 따라 코일이 배치될 수도 있다.
또한, 상기 제2 렌즈 어셈블리(2120)는 제2 렌즈(미도시)가 배치되는 제2 렌즈 배럴(미도시)과 제2 구동부(미도시)가 배치되는 제2 구동부 하우징(미도시)을 포함할 수 있다.
상기 제2 렌즈 배럴(미도시)과 제2 구동부 하우징(미도시)은 제2 하우징으로 정의할 수 있고, 상기 제2 하우징은 배럴 또는 경통 형상일 수 있다. 상기 제2 구동부는 상기 제2 레일(2222)과 대응될 수 있다. 또한, 상기 제2 구동부는 마그넷 구동부 일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니고, 경우에 따라 코일이 배치될 수도 있다.
실시예는 단일 또는 복수의 볼을 이용하여 구동할 수 있다. 예를 들어, 실시예는 상기 제1 가이드부(2210)와 상기 제1 렌즈 어셈블리(2110) 사이에 배치되는 제1 볼 베어링(2117) 및 상기 제2 가이드부(2220)와 상기 제2 렌즈 어셈블리(2120) 사이에 배치되는 제2 볼 베어링(미도시)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 실시예는 제1 볼 베어링(2117)은 제1 구동부 하우징(2112b)의 상측에 배치되는 단일 또는 복수의 제1-1 볼 베어링(2117a)과 상기 제1 구동부 하우징(2112b)의 하측에 배치되는 단일 또는 복수의 제1-2 볼 베어링(2117b)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 볼 베어링(2117) 중 제1-1 볼 베어링(2117a)은 제1 레일(2212) 중 하나인 제1-1 레일(2212a)을 따라 이동하고, 상기 제1 볼 베어링(2117) 중 제1-2 볼 베어링(2117b)은 제1 레일(2212) 중 다른 하나인 제1-2 레일(2212b)을 따라 이동할 수 있다.
또한, 도 22를 참조하면 상기 제1 렌즈 어셈블리(2110)는 상기 제1 볼 베어링(2117)이 배치되는 제1 어셈블리 홈(2112b1)을 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈 어셈블리(2120)는 상기 제2 볼이 배치되는 제2 어셈블리 홈(미도시)을 포함할 수 있다.
상기 제1 렌즈 어셈블리(2110)의 제1 어셈블리 홈(2112b1)은 복수 개일 수 있다. 이때 광축방향을 기준으로 상기 복수 개의 제1 어셈블리 홈(2112b1) 중 두 개의 제1 어셈블리 홈(2112b1) 사이의 거리는 상기 제1 렌즈 배럴(2112a)의 두께보다 길 수 있다.
실시예에서 상기 제1 렌즈 어셈블리(2110)의 상기 제1 어셈블리 홈(2112b1)은 V형상일 수 있다. 또한 상기 제2 렌즈 어셈블리(2120)의 상기 제2 어셈블리 홈(미도시)은 V형상일 수 있다. 상기 제1 렌즈 어셈블리(2110)의 상기 제1 어셈블리 홈(2112b1)은 V형상 외에 U형상 또는 제1 볼 베어링(2117)과 2점 또는 3점에서 접촉하는 형상 일 수 있다. 또한 상기 제2 렌즈 어셈블리(2120)의 상기 제2 어셈블리 홈(미도시)은 V형상 외에 U형상 또는 제1 볼 베어링(2117)과 2점 또는 3점에서 접촉하는 형상 일 수 있다.
도 23을 참조하면 상기 제1 구동부(2116)는 제1 마그넷(2116b) 및 제1 요크(2116a)를 포함하고, 상기 제1 요크(2116a)는 제1 지지부(2116a1) 및 제1 측면 돌출부(2116a2)를 포함할 수 있다. 상기 제1 측면 돌출부(2116a2)는 상기 제1 지지부(2116a1)에서 상기 제1 마그넷(2116b) 측면으로 연장할 수 있다. 상기 제1 측면 돌출부(2116a2)는 상기 제1 마그넷(2116b)의 양측면에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 요크(2116a)는 상기 제1 측면 돌출부(2116a2)와 다른 방향, 예를 들어 반대 방향으로 연장되는 제1 고정 돌출부(2116a3)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 고정 돌출부(2116a3)는 상기 제1 지지부(2116a1)의 중간정도 위치에 배치될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 구동부(2126)는 제2 마그넷(2126b) 및 제2 요크(2126a)를 포함하고, 상기 제2 요크(2126a)는 제2 지지부(미도시) 및 제2 측면 돌출부(미도시)를 포함할 수 있다(도 25의 제2 요크(2126a) 참조). 상기 제2 측면 돌출부는 상기 제2 지지부에서 상기 제2 마그넷(2126b) 측면으로 연장할 수 있다. 상기 제2 측면 돌출부는 상기 제2 마그넷(2126b)의 양측면에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 요크(2126a)는 상기 제2 측면 돌출부와 다른 방향, 예를 들어 반대 방향으로 연장되는 제2 고정 돌출부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 고정 돌출부는 상기 제2 지지부의 중간정도 위치에 배치될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 24를 참조하면 상기 제1 구동부(2116)에서의 마그넷의 착자 방식은 수직 착자 방식일 수 있다. 예를 들어, 실시예에서 마그넷의 N극(2116N)과 S극(2116S)은 모두 제1 코일부(2141b)와 마주보도록 착자될 수 있다. 이에 따라 제1 코일부(2141b)에서 전류가 지면에 수직한 y축 방향으로 흐르는 영역에 대응하도록 마그넷의 N극(2116N)과 S극(2116S)이 각각 배치될 수 있다.
여기서, 상기 제1 구동부(2116)의 N극(2116N)에서 x축에 반대 방향으로 자력(DM)이 가해지고(자력의 방향은 도시된 방향의 양의 방향 또는 음의 방향일 수 있음), N극(2116N)에 대응하는 제1 코일부(2141b) 영역에서 y축에 방향으로 전류(DE)가 흐르면 플레밍의 왼손법칙에 따라 z축 방향으로 전자기력(DEM)이 작용할 수 있다.
또한 상기 제1 구동부(2116)의 S극(2116S)에서 x축 방향으로 자력(DM)이 가해지고, S극(2116S)에 대응하는 제1 코일부(2141b)에서 지면에 수직한 y축 반대방향으로 전류(DE)가 흐르면 플레밍의 왼손법칙에 따라 z축 방향으로 전자기력(DEM)이 작용(전자기력의 방향은 도시된 방향의 양의 방향 또는 음의 방향일 수 있음)할 수 있다.
이때, 상기 제1 코일부(2141b)를 포함하는 제3 구동부(2141)는 고정된 상태이므로, 제1 구동부(2116)가 배치된 무버인 제1 렌즈 어셈블리(2110)가 전류 방향에 따라 전자기력(DEM)에 의해 z축의 방향에 평행한 방향으로 제1 가이드부(2210)의 레일을 따라 전후 이동될 수 있다. 여기서 상기 전자기력(DEM)은 상기 제1 코일부(2141b)에 가해지는 전류(DE)에 비례하여 제어될 수 있다. 마찬가지로 상기 제2 마그넷(미도시)과 상기 제2 코일부(2142b)간의 전자기력(DEM)이 발생하여 상기 제2 렌즈 어셈블리(2120)가 광축에 수평하게 제2 가이드부(2220)의 레일을 따라 이동할 수 있다.
이에 따라, 실시예에 따른 제2 카메라 액추에이터(2000)는 주밍 시 렌즈 디센터(decenter)나 기울어짐(tilt) 발생의 방지 또는 최소화할 수 있다. 따라서, 복수의 렌즈군들 간의 얼라인(align) 특성을 향상시킬 수 있어 화각이 변하거나 초점이탈 발생을 방지할 수 있고, 이로 인해 향상된 화질 및 해상력을 가질 수 있다.
도 25는 도 17에 C-C' 단면을 도시한 단면도이고, 도 26 및 도 27은 도 25의 S 영역을 확대 도시한 확대도이다.
도 25 내지 도 27을 참조하면, 실시예에 따른 제2 카메라 액추에이터(2000)은 베이스(2020)와, 베이스(2020)에 배치되는 렌즈 어셈블리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 베이스(2020)에 제3 렌즈 어셈블리(2130), 제1 렌즈 어셈블리(2110), 제2 렌즈 어셈블리(2120)가 광 입사 방향을 기준으로 순차적으로 배치될 수 있으며, 이미지 센서(2180)가 상기 제2 렌즈 어셈블리(2120) 후측에 배치될 수 있다.
상기 제2 카메라 액추에이터(2000)는 상술한 바와 같이 마그넷 및 코일부의 전자기력에 의해 구동할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 카메라 액추에이터(2000)에서 상기 제1 렌즈 어셈블리(2110)는 상기 제1 구동부(2116) 및 상기 제3 구동부(2141)를 포함할 수 있고, 상기 제1 구동부(2116) 및 상기 제3 구동부(2141)에 의해 구동할 수 있다. 또한, 상기 제2 렌즈 어셈블리(2120)는 상기 제2 구동부(2126)와 상기 제4 구동부(2142)를 포함할 수 있고, 상기 제2 구동부(2126) 및 상기 제4 구동부(2142)에 의해 구동할 수 있다.
상기 제1 렌즈 어셈블리(2110)에서 상기 제1 구동부(2116)는 제1 마그넷(2116b)과 제1 요크(2116a)를 포함할 수 있고, 상기 제3 구동부(2141)는 제1 코일부(2141b)와 제3 요크(2141a)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제3 구동부(2141)는 상기 제1 코일부(2141b)와 상기 제3 요크(2141a) 사이에 제1 회로 기판(2041a)을 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 제2 카메라 액추에이터(2000)는 상기 베이스(2020) 상에 배치되는 제1 스페이서(2141c) 및 제1 위치검출센서(2071)를 포함할 수 있다. 상기 제1 코일부(2141b) 및 상기 제1 위치검출센서(2071)는 상기 제1 회로기판(2041a)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 스페이서(2141c)는 PC(Polycarbonate), PETG(Polyethylene Terephthalate Glycol), PE(polyethylene) 또는 PP(polypropylene) 중의 어느 하나 이상으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 스페이서(2141c)는 제1 지지부(2141c1)와 상기 제1 지지부(2141c1)에서 돌출된 제1 돌출부(2141c3)를 포함하고, 상기 제1 위치검출센서(2071)는 상기 제1 돌출부(2141c3) 상에 배치되고, 상기 제1 돌출부(2141c3)는 코일 구동부인 제1 코일부(2141b)의 중공에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 스페이서(2141c)는 상기 제1 돌출부(2141c3)와 상기 제1 지지부(2141c1)를 연결하는 제1 연결부(2141c2)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 회로기판(2041a)은, 상기 제1 스페이서(2141c) 상에 배치되는 제1 기판영역(2041a1) 및 상기 제1 기판영역(2041a1)에서 이격되어 배치된 제2 기판영역(2041a3)을 포함할 수 있다. 상기 제1 회로기판(2041a)은 상기 제1 기판영역(2041a1) 상기 제2 기판영역(2041a3)을 연결하는 제2-2 기판영역(2041a2)을 포함할 수 있다. 상기 제2 기판영역(2041a3)은 코일 구동부인 제1 코일부(2141b)의 중공에 배치될 수 있다.
상기 제1 위치검출센서(2071)는 상기 제1 스페이서(2141c) 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 위치검출센서(2071)는 상기 제2 기판영역(2041a3) 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 위치검출센서(2071)는 자기 센서(magnetic sensor)일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 위치검출센서(2071)는 홀센서와 같은 고체 자기 센서, 코일형 자기 센서 또는 공명형 자기 센서 등 중의 어느 하나 일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 렌즈 어셈블리(2120)에서 상기 제2 구동부(2126)는 제2 마그넷(2126b)과 제2 요크(2126a)를 포함할 수 있고, 상기 제4 구동부(2142)는 제2 코일부(2142b)와 제4 요크(2142a)를 포함할 수 있다. 상기 제4 구동부(2142)는 상기 제2 코일부(2142b)와 상기 제4 요크(2142a) 사이에 제2 회로기판(2041b)을 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 제2 카메라 액추에이터(2000)는 상기 베이스(2020)에 배치되는 제2 스페이서(2142c) 및 제2 위치검출센서(2072)를 포함할 수 있다. 상기 제2 코일부(2142b) 및 상기 제2 위치검출센서(2072)는 상기 제2 회로기판(2041b)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제2 스페이서(2142c)는 PC(Polycarbonate), PETG(Polyethylene Terephthalate Glycol), PE(polyethylene) 또는 PP(polypropylene) 중의 어느 하나 이상으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 스페이서(2142c)는 상기 제1 스페이서(2141c)의 기술적 특징을 채용할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 스페이서(2142c)는 제2 지지부(미도시)에서 돌출된 제2 돌출부(미도시)를 포함하고, 상기 제2 위치검출센서(2072)는 상기 제2 돌출부 상에 배치되고, 상기 제2 돌출부는 코일 구동부인 제4 구동부(2142)의 중공에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 스페이서(2142c)는 상기 제2 돌출부와 상기 제2 지지부를 연결하는 제2 연결부(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 회로기판(2041b)은, 상기 제2 스페이서(2142c) 상에 배치되는 제3 기판영역(미도시) 및 상기 제3 기판영역에서 이격되어 배치된 제4 기판영역(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 제2 회로기판(2041b)은 상기 제3 기판영역과 상기 제4 기판영역을 연결하는 제4-2 기판영역을 포함할 수 있다. 상기 제4-2 기판영역은 코일 구동부인 제4 구동부(2142)의 중공에 배치될 수 있다.
상기 제2 위치검출센서(2072)는 상기 제2 스페이서(2142c) 상에 배치될 수 있다. 상기 제2 위치검출센서(2072)는 상기 제4-2 기판영역 상에 배치될 수 있다. 상기 제2 위치검출센서(2072)는 코일형 자기 센서, 홀센서와 같은 고체 자기 센서 또는 공명형 자기 센서 등 중의 어느 하나의 자기 센서(magnetic sensor)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 27을 참조하면, 상기 1 렌즈 어셈블리(2110)는 상기 제1 구동부(2116)의 제1 마그넷(2116b) 및 제3 구동부(2141)의 제1 코일부(2141b)간의 전자기력(DEM)에 의해 광축 방향으로 구동할 수 있다. 이때 상기 전자기력(DEM)은 상기 제1 마그넷(2116b) 및 상기 제1 코일부(2141b)간의 거리(DCM)에 의해 영향을 받을 수 있다. 또한, 위치검출센서와 마그넷 간의 이격거리에 따라 위치검출센서에서 감지하는 마그넷의 자속(Magnet Flux)이 변화하여 위치검출센서의 위치 감지 성능이 영향을 받는다.
예를 들어, 도 28은 실시예와 비교예에 따른 제2 카메라 액추에이터(2000)에서 마그넷과 제1 위치검출센서(2071)의 이격 거리에 따른 자속(magnet flux) 데이터이다.
종래에는 렌즈 어셈블리의 추력 확보를 위해 코일부의 높이를 확보해야 하는 문제가 있다. 예를 들어, 종래에는 위치검출센서가 상기 코일부 하단의 기판 상에 배치됨에 따라 상기 코일부의 높이가 높아질수록 마그넷과 상기 위치검출센서 사이의 간격이 증가해 상기 마그넷과 상기 위치검출센서 간의 이격된 제1 거리(DH1)는 최소 800㎛ 이상 확보 해야하는 한계가 있었다. 이에 따라, 종래(비교예)에는 상기 위치검출센서가 감지하는 상기 마그넷의 자속(Magnet Flux)은 약 50mT 정도 확보하는 수준이었다.
그러나, 실시예는 상기 제1 스페이서(2141c)가 상기 제1 지지부(2141c1)에서 돌출된 제1 돌출부(2141c3)를 포함하고, 상기 제1 위치검출센서(2071)는 상기 제1 돌출부(2141c3) 상에 배치됨에 따라 상기 제1 마그넷(2116b) 및 상기 제1 위치검출센서(2071)간의 제2 거리(DH2)를 현저히 줄일 수 있다. 이에 따라, 실시예는 상기 제1 위치검출센서(2071)에서 감지하는 제1 마그넷(2116b)의 자속(Magnet Flux)이 현저히 향상될 수 있다.
자세하게, 실시예는 상기 제1 위치검출센서(2071)가 상기 제1 돌출부(2141c3) 상에 배치됨에 따라 상기 제2 거리(DH2)를 약 400㎛ 이하로 종래(비교예)보다 약 2배 이상 짧게 확보할 수 있다. 또한, 실시예는 상기 제1 마그넷(2116b)과 제1 위치검출센서(2071)간의 자속을 비교예보다 약 3배 가까이 높은 약 150mT 이상 확보할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 제2 카메라 액추에이터(2000)는 추력을 보다 향상시킬 수 있고, 이와 동시에 위치검출센서의 감도를 동시에 높일 수 있어 보다 향상된 특성을 가질 수 있다.
도 29 및 도 30은 비교예 및 실시예에 따른 제2 카메라 액추에이터의 자속밀도 분포 데이터이다.
종래에 AF 또는 줌 기능 구현 시 복수의 렌즈 어셈블리가 마그넷과 코일부 간의 전자기력에 의해 구동되었으며, 이 경우 각 렌즈 어셈블리에 장착된 마그넷 사이에 자계 간섭이 발생하는 문제가 있다. 이러한 자계 간섭으로 인해 AF 또는 줌 기능에 대한 정확도가 낮아지거나, 추력이 저하되는 문제가 있으며, 디센터(decent)나 틸트(tilt) 현상이 발생하는 문제가 있다.
이와 같은 문제에 의해 종래(비교예)에는 자속 차폐 기능을 제공하는 백요크를 마그넷과 인접하게 배치하여 도 29와 같은 자속밀도 분포 데이터를 획득할 수 있었다. 그러나, 마그넷에 대한 백요크 적용에 의해 자속 차폐 성능이 개선되는 점은 있으나, 제1 렌즈 어셈블리 및 제2 렌즈 어셈블리 각각에 장착된 마그넷 간의 자속밀도 데이터인바, 각 마그넷 간의 자계 간섭(IF)이 발생되고 있으며, 또한 각 마그넷에서 발생된 자속이 누설(LE)됨에 따라 추력의 손실도 발생되는 문제가 있다.
그러나, 실시예에서 상기 제1 렌즈 어셈블리(2110) 또는 상기 제2 렌즈 어셈블리(2120)의 구동부의 요크는 마그넷 측면으로 연장되는 측면 돌출부를 포함할 수 있다. 이에 따라, 실시예는 도 30과 같은 자속밀도 분포 데이터를 획득할 수 있다. 즉, 실시예는 상기 측면 돌출부를 포함하여 마그넷 간의 자계 간섭(IF)을 방지할 수 있으며, 이로 인해 카메라 제어의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 실시예에 따른 요크가 상기 측면 돌출부를 포함함에 따라 상기 마그넷에서 발생하는 자속의 누설(Leakage Flux)을 방지할 수 있다. 그리고, 상기 측면 돌출부가 자속 밀도(Magnet flux density)가 높은 영역에 배치됨에 따라 자속을 집중(FC)시킬 수 있고, 이로 인해 Flux Line과 코일(Coil) 사이의 밀도를 높여 Lorentz Force가 증가시켜 추력을 향상시킬 수 있다.
도 31은 다른 실시예에 따른 카메라 모듈에서 일체형 바디의 예시도이다.
다른 실시예에 따른 카메라 모듈에서 일체형 바디(2315)는 제1 바디 영역(2315a) 및 제2 바디 영역(2315b)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 바디 영역(2315a)에는 상기 제2 카메라 액추에이터(2000)가 배치될 수 있고, 상기 제2 바디 영역(2315b)에는 상기 제1 카메라 액추에이터(1000)가 배치될 수 있다.
도 32는 실시예에 따른 카메라 모듈이 적용된 이동 단말기의 사시도이다.
도 32를 참조하면, 실시예에 따른 이동 단말기(3000)는 후면에 제공되는 카메라 모듈(10)을 포함할 수 있다.
상기 카메라 모듈(10)은 이미지 촬영 기능을 포함할 수 있다. 또한, 상기 카메라 모듈(10)은 자동 초점(Auto focus), 줌(zoom) 기능 및 OIS 기능 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 카메라 모듈(10)은 촬영 모드 또는 화상 통화 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지 영상 이미지 또는 동영상의 화상 프레임을 처리할 수 있다. 처리된 화상 프레임은 상기 이동 단말기(3000)의 디스플레이부(미도시)에 표시될 수 있으며 메모리(미도시)에 저장될 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만 상기 이동 단말기(3000)의 전면에도 상기 카메라 모듈이 더 배치될 수 있다.
상기 카메라 모듈(10)은 제1 카메라 모듈(10A) 및 제2 카메라 모듈(10B)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 카메라 모듈(10A) 및 상기 제2 카메라 모듈(10B) 중 적어도 하나는 상술한 제1 카메라 액추에이터(1000) 및 제2 카메라 액추에이터(2000)를 포함하는 카메라 모듈을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈은 AF 또는 줌 기능과 함께 OIS 기능을 제공할 수 있다.
또한, 상기 이동 단말기(3000)는 자동 초점 장치(3010)를 더 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(3010)는 레이저를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(3010)는 상기 카메라 모듈(10)의 이미지를 이용한 자동 초점 기능이 저하되는 조건, 예컨대 10m 이하의 근접 또는 어두운 환경에서 주로 사용될 수 있다. 상기 자동 초점 장치(3010)는 수직 캐비티 표면 방출 레이저(VCSEL) 반도체 소자를 포함하는 발광부와, 포토 다이오드와 같은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 수광부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이동 단말기(3000)는 플래쉬 모듈(3030)을 더 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(3030)은 내부에 광을 발광하는 발광소자를 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(3030)은 이동 단말기의 카메라 작동 또는 사용자의 제어에 의해 작동될 수 있다.
도 33은 실시예에 따른 카메라 모듈이 적용된 차량의 사시도이다. 예를 들어, 도 33은 실시예에 따른 카메라 모듈(10)이 적용된 차량운전 보조장치를 구비하는 차량의 외관도이다.
도 33을 참조하면, 실시예에 따른 차량(4000)은 동력원에 의해 회전하는 바퀴(4210, 4230) 및 카메라 모듈(4100)을 포함할 수 있다. 상기 카메라 모듈(4100)은 상기 차량의 전면, 후면, 측면, 상면 및 하면 중 적어도 하나의 방향을 향해 배치되어 정지 영상 이미지 또는 동영상의 화상 프레임을 처리할 수 있다. 이때, 상기 카메라 모듈(4100)은 상술한 제1 카메라 액추에이터(1000) 및 제2 카메라 액추에이터(2000)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈은 AF 또는 줌 기능과 함께 OIS 기능을 제공할 수 있다.
이러한 상기 카메라 모듈(4100)은 상기 차량(4000)에 배치되어 다양한 정보를 제공할 수 있다. 일례로, 상기 카메라 모듈(4100)은 차량(4000)의 전방 영상 또는 주변 영상을 촬영할 수 있고 카메라 센서를 통해 영상 정보를 획득할 수 있다. 상기 카메라 모듈(4100)은 획득한 상기 영상 정보를 이용하여 차선 미식별 상황을 판단하고 미식별시 가상 차선에 대한 정보를 제공할 수 있다.
또한, 상기 카메라 모듈(4100)은 상기 차량(4000)의 전방 영상을 획득할 수 있고, 프로세서(미도시)는 이러한 전방 영상에 포함된 오브젝트를 분석하여 영상 정보 제공할 수 있다.
또한, 상기 카메라 모듈(4100)이 촬영한 영상에 차선, 인접차량, 주행 방해물 및 간접도로 표시물에 해당하는 중앙 분리대, 연석, 가로수 등의 오브젝트가 포함될 경우, 프로세서는 이러한 오브젝트를 검출하여 영상 정보를 제공할 수 있다. 이때, 프로세서는 상기 카메라 모듈(4100)을 통해 검출된 오브젝트와의 거리 정보를 획득하여, 영상 정보를 더 보완할 수 있다. 영상 정보는 영상에 촬영된 오브젝트에 관한 정보일 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 카메라 모듈
1000: 제1 카메라 액추에이터 2000: 제2 카메라 액추에이터
100: 커버 부재 200: 제1 하우징
300: 제1 구동부 400: 프리즘 유닛
330: 코일부 350: 마그넷

Claims (17)

  1. 제1 하우징;
    상기 제1 하우징 내에 배치되는 프리즘 유닛; 및
    상기 프리즘 유닛을 제1 축 또는 제2 축으로 틸팅하는 제1 구동부를 포함하고,
    상기 제1 구동부는,
    상기 프리즘 유닛의 제1 외측면과 대응되는 영역에 배치되는 제1 마그넷;
    상기 프리즘 유닛의 제1 외측면과 반대되는 제2 외측면과 대응되는 영역에 배치되는 제2 마그넷; 및
    상기 프리즘 유닛의 제1 및 제2 외측면 사이에 배치된 제3 외측면과 대응되는 영역에 배치되는 제3 마그넷을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 마그넷은 제1 방향으로 이격하고,
    상기 제3 마그넷의 상기 제1 방향 길이는, 상기 제1 및 제2 마그넷의 상기 제1 방향 간격의 50% 내지 98%인 카메라 액추에이터.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 마그넷은 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 연장하고,
    상기 제1 및 제2 마그넷의 상기 제2 방향 길이는 동일한 카메라 액추에이터.
  3. 제2 항에 있어서,
    상부에 보았을 때, 상기 제3 마그넷은 상기 제1 및 제2 마그넷과 상기 제1 방향으로 오버랩되고,
    상기 제1 및 제2 마그넷과 오버랩되는 상기 제3 마그넷의 상기 제2 방향 길이는, 상기 제3 마그넷의 상기 제2 방향 전체 길이의 50% 내지 98%인 카메라 액추에이터.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제3 마그넷의 상기 제2 방향 길이는 상기 제1 및 제2 마그넷의 상기 제2 방향 길이와 동일한 카메라 액추에이터.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 제3 마그넷의 상기 제1 방향 길이는 상기 제3 마그넷의 상기 제2 방향 길이보다 긴 카메라 액추에이터.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 하우징의 일측면 상에 배치되는 제1 하우징 홀더; 및
    상기 프리즘 유닛 및 상기 제1 하우징 홀더 사이에 배치되는 무빙 플레이트를 포함하고,
    상기 무빙 플레이트는,
    상기 프리즘 유닛과 마주하는 일면 상에 배치되는 복수의 제1 이동부; 및
    상기 일면과 반대되며 상기 제1 하우징 홀더와 마주하는 타면 상에 배치되는 복수의 제2 이동부를 포함하는 카메라 액추에이터.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 이동부는 일면 및 타면 각각에서 돌출된 형태를 가지는 카메라 액추에이터.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 이동부는 상기 제1 방향으로 이격되고,
    상기 복수의 제2 이동부는 상기 제1 방향과 수직인 제3 방향으로 이격되는 카메라 액추에이터.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 프리즘 유닛은 상기 제1 및 제2 외측면 사이에 배치되며 상기 무빙 플레이트와 마주하는 제5 외측면을 포함하고,
    상기 제5 외측면은 상기 복수의 제1 이동부와 대응되는 영역에 배치되는 복수의 리세스를 포함하는 카메라 액추에이터.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 이동부는 서로 동일한 형상을 가지고,
    상기 복수의 리세스는 서로 다른 단면 형상을 가지는 카메라 액추에이터.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 프리즘 유닛은 상기 제1 방향으로 연장하는 가상의 직선을 회전축으로 상기 제3 방향으로 틸트 가능하게 제공되고,
    상기 제1 이동부는 상기 프리즘 유닛이 상기 제3 방향으로 틸트할 경우 상기 프리즘 유닛을 가이드하는 카메라 액추에이터.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 프리즘 유닛은 상기 제3 방향으로 연장하는 가상의 직선을 회전축으로 상기 제1 방향으로 틸트 가능하게 제공되고,
    상기 제2 이동부는 상기 프리즘 유닛이 상기 제1 방향으로 틸트할 경우 상기 프리즘 유닛을 가이드하는 카메라 액추에이터.
  13. 제1 하우징;
    상기 제1 하우징 내에 배치되는 프리즘 유닛; 및
    상기 프리즘 유닛을 제1 축 또는 제2 축으로 틸팅하는 제1 구동부를 포함하고,
    상기 제1 구동부는,
    상기 프리즘 유닛의 제1 외측면과 대응되는 영역에 배치되는 제1 마그넷;
    상기 프리즘 유닛의 제1 외측면과 반대되는 제2 외측면과 대응되는 영역에 배치되는 제2 마그넷; 및
    상기 프리즘 유닛의 제1 및 제2 외측면 사이에 배치된 제3 외측면과 대응되는 영역에 배치되는 제3 마그넷을 포함하고,
    상기 프리즘 유닛은 상기 제1 및 제2 외측면 사이에 배치되며 상기 제3 외측면과 연결되는 제5 외측면을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 마그넷은 제1 방향으로 이격하고,
    상기 제1 방향을 기준으로 상기 제1 및 제2 마그넷의 중심은 동일 선상에 배치되고,
    상기 제1 방향과 수직인 제2 방향을 기준으로 상기 제3 마그넷의 중심은 상기 제1 및 제2 마그넷의 중심을 연결한 가상의 직선보다 상기 제5 외측면과 인접하게 배치되는 카메라 액추에이터.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제2 방향을 기준으로 상기 제3 마그넷의 일끝단은 상기 제1 및 제2 마그넷의 일끝단보다 상기 제5 외측면과 인접하게 배치되는 카메라 액추에이터.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제3 마그넷의 상기 제1 방향 길이는, 상기 제1 및 제2 마그넷의 상기 제1 방향 간격의 50% 내지 98%인 카메라 액추에이터.
  16. 제1 카메라 액추에이터; 및
    제2 카메라 액추에이터를 포함하고,
    상기 제1 카메라 액추에이터는 OIS(Optical Image Stabilizer) 기능을 제공하고,
    상기 제2 카메라 액추에이터는 줌(Zoom) 또는 오토 포커스(Auto focusing) 또는 기능을 제공하고,
    상기 제1 카메라 액추에이터는 제1 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 따른 카메라 액추에이터를 포함하는 카메라 모듈.
  17. 제16 항에 있어서,
    외부에서 상기 카메라 모듈에 입사한 광은 상기 제1 카메라 액추에이터를 통해 상기 제2 카메라 액추에이터에 입사되는 카메라 모듈.
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