KR20220143096A - 카메라 모듈 및 전자 디바이스 - Google Patents

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KR20220143096A
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camera module
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lens
variable
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KR1020227032194A
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쿠니 리
수성 펑
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후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드
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Abstract

카메라 모듈 및 전자 디바이스는 단말 디바이스 기술들의 분야에 적용될 수 있다. 카메라 모듈은 구체적으로 카메라 모터, 렌즈, 이미지 센서 어셈블리, 및 가변 조리개를 포함한다. 카메라 모터는 포커싱부를 포함하고, 포커싱부는 베이스, 캐리어, 및 구동기를 포함한다. 구동기는 베이스에 고정되고, 지정된 방향으로 베이스에 대해 이동하도록 캐리어를 구동하도록 구성된다. 캐리어는 지정된 방향으로 설치 구멍을 형성한다. 렌즈는 설치 구멍 내에 고정되고, 렌즈의 광학 축은 지정된 방향에 평행하다. 가변 조리개는 캐리어 상에 고정되고 렌즈의 광 입사 측에 위치된다. 이미지 센서 어셈블리는 가변 조리개로부터 떨어져 있는 베이스의 일 단부에 배치된다. 가변 조리개와 렌즈 양자 모두는 포커싱부의 캐리어 상에 배치된다. 따라서, 가변 조리개와 렌즈는 광축 방향으로 동시에 이동하여 정확한 주밍(zooming)을 구현할 수 있다. 가변 조리개는 렌즈에 독립적이어서, 카메라 모듈의 조립 어려움이 효과적으로 감소될 수 있고, 카메라 모듈의 소형화가 구현될 수 있고, 카메라 모듈은 소형 전자 디바이스에 적용될 수 있다.

Description

카메라 모듈 및 전자 디바이스
관련 출원들에 대한 교차-참조
본 출원은 2020년 2월 17일자로 중국 지적 재산권 관리국(China National Intellectual Property Administration)에 출원되고 발명의 명칭이 "CAMERA MODULE AND ELECTRONIC DEVICE"인 중국 특허 출원 제202020175513.7호에 대한 우선권을 주장하며, 그 전체가 본 명세서에 참고로 포함된다.
기술분야
본 출원은 단말 디바이스 기술 분야에 관한 것으로, 특히 카메라 모듈 및 전자 디바이스에 관한 것이다.
단일-렌즈 리플렉스 카메라(single-lens reflex camera)에서, 카메라에 들어가는 광의 양을 조정하기 위해 사용되는 가변 조리개는 복수의 레벨을 갖고, 카메라에 들어가는 광의 양은 상이한 조건들에서 카메라의 밝기 요건들을 충족시키기 위해 조정될 수 있다. 렌즈 내의 조리개의 설치는 고품질 이미지를 얻기 위해 매우 정밀할 필요가 있다.
과학 및 기술의 발전에 따라, 모바일폰 및 태블릿 컴퓨터와 같은 전자 디바이스들은 단일-렌즈 리플렉스 카메라의 이미지 촬영 효과에 가까운 이미지 촬영 효과를 달성하기 위해 이미지 촬영 기능에 대한 점점 더 높은 요건을 갖는다. 그러나, 현재, 조리개와 렌즈의 조립 방식은 어렵고, 이러한 소형 전자 디바이스들에 적용되기 어렵다.
본 출원은 소형 전자 디바이스의 고품질 이미징 요건을 충족시키기 위한 카메라 모듈 및 전자 디바이스를 제공한다.
본 출원은 모바일폰 또는 태블릿 컴퓨터와 같은 전자 디바이스에 적용될 수 있는 카메라 모듈을 개시한다. 카메라 모듈은 가변 조리개와 통합되고, 이러한 타입의 전자 디바이스의 더 높은 이미지 촬영 요건을 충족시킬 수 있다. 카메라 모듈은 구체적으로 카메라 모터, 렌즈, 이미지 센서 어셈블리, 및 가변 조리개를 포함한다. 카메라 모터는 포커싱부(focusing part)를 포함하고, 포커싱부는 광축 방향으로 이동하도록 렌즈를 구동하여 이미지 촬영의 포커싱 요건을 충족시키도록 구성된다. 구체적으로, 포커싱부는 베이스, 캐리어, 및 구동기를 포함한다. 베이스는 고정부와 동등하고 다른 구조에 대한 지지를 제공하며, 캐리어는 가동부와 동등하다. 구동기는 캐리어 상에 고정되고, 지정된 방향으로 베이스에 대해 이동하도록 캐리어를 구동하도록 구성되며, 지정된 방향은 렌즈의 광축 방향이다. 지정된 방향에서, 캐리어는 설치 구멍을 형성한다. 렌즈는 캐리어의 설치 구멍에 고정되고, 캐리어와 함께 광축 방향으로 이동하여 포커싱을 구현할 수 있다. 렌즈는 광 입사 측(light incoming side)을 갖고, 가변 조리개는 캐리어 상에 고정되고 렌즈의 광 입사 측에 위치된다. 가변 조리개는 광 입사 구멍을 갖고, 광 입사 구멍의 직경은 조정가능하다. 가변 조리개를 사용하여 조정된 후에 외부 광은 렌즈에 입사한다. 이미지 센서 어셈블리는 렌즈의 광 방출 측(light emission side)에 배치된다. 구체적으로, 이미지 센서 어셈블리는 베이스 상에 고정되고, 렌즈를 통과하는 광은 최종적으로 이미징을 위해 이미지 센서 어셈블리에 도달한다. 본 명세서에서의 이미지 센서 어셈블리는 이미지 센서, 다른 외부 접속 어셈블리, 및 지지 구조체를 포함할 수 있다.
카메라 모듈 내의 가변 조리개와 렌즈 양자 모두는 포커싱부의 캐리어 상에 배치되고, 가변 조리개와 렌즈는 광축 방향으로 동시에 이동하여 포커싱을 구현할 수 있고, 가변 조리개는 렌즈와 독립적이다. 이것은 카메라 모듈의 조립 어려움을 감소시키고 카메라 모듈의 소형화를 용이하게 한다. 이러한 방식으로, 카메라 모듈은 모바일폰과 같은 소형 전자 디바이스에 적용될 수 있다. 또한, 광 입사 구멍 상의 가변 조리개의 조정은 렌즈의 이동에 의해 영향을 받지 않을 수 있고, 더 높은 품질의 이미지 촬영 요건이 충족된다.
렌즈와 가변 조리개 양자 모두가 포커싱부의 캐리어 상에 고정되고, 가변 조리개가 또한 렌즈의 광 입사 측에 배치될 필요가 있기 때문에, 가변 조리개를 지지하기 위한 지지부가 캐리어 상에 배치되고, 가변 조리개는 지지부 상에 고정되어, 고정 및 설치를 용이하게 할 수 있다. 여기서 지지부는 카메라 모터로부터 돌출될 수 있다. 물론, 지지부는 렌즈 및 가변 조리개의 설치 요건을 충족시키기 위해 렌즈의 크기에 기초하여 조정될 필요가 있다.
가능한 구현에서, 카메라 모터는 상단 커버 및 안정화부를 추가로 포함할 수 있다. 상단 커버와 안정화부는 상하로 연동하여, 포커싱부를 수용하는데 사용되는 수용 공간을 형성한다. 포커싱부는 안정화부에 구체적으로 고정될 수 있다. 카메라 모듈이 사용될 때, 이미지 안정화부는 광축에 수직인 평면에서 이동하도록 렌즈를 구동할 수 있다. 따라서, 사용 중에 이미징 품질에 대한 카메라 모듈의 흔들림의 악영향이 감소된다. 물론, 광이 통과하기 위한 제1 광학 구멍이 상단 커버 상에서 개방될 필요가 있고, 제1 광학 구멍의 축이 광학 축과 동일 선상에 있다.
가능한 구현에서, 포커싱부 내의 구동기는 구동 코일 및 구동 자석을 포함할 수 있다. 구동 코일은 캐리어 상에 배치되고, 구동 자석은 베이스 상에 대응하여 배치된다. 이러한 방식으로, 구동 코일은 구동 자석에 대향하고, 구동 코일은 파워 온되고, 구동 코일은 전기장을 생성하고, 구동 자석은 전기장 내에 위치되고, 이동하도록 구동될 수 있다. 구동 자석의 이동은 구동 코일 내의 전류의 크기 및 방향을 변경함으로써 조정될 수 있다. 구동 자석이 베이스 상에 배치되고, 구동 코일이 베이스 상에 배치되어, 구동 자석과 구동 코일 사이의 상대적인 구동의 형태를 제한한다는 것을 이해할 수 있다. 다시 말해서, 구동 자석은 고정 단부와 동등하고, 구동 코일은 가동 단부와 동등하다. 따라서, 구동 자석은 대안적으로 다른 구조체, 예를 들어, 베이스에 대해 상대적으로 고정되는 상단 커버 상에 배치될 수 있다.
본 출원에 제공된 카메라 모듈에서, 가변 조리개는 렌즈와 독립적이고, 독립적으로 사용될 수 있다. 구체적으로, 가변 조리개는 구동 구조체 및 복수의 블레이드를 포함할 수 있다. 복수의 블레이드는 환형 방식으로 배치되어, 광이 렌즈를 통과하기 위한 광 입사 구멍을 형성한다. 구동 구조체는 복수의 블레이드가 이동하도록 구동하여 광 입사 구멍의 크기를 변경하도록 구성된다. 따라서, 렌즈를 통과하는 광의 양이 조정된다. 가변 조리개가 독립적으로 사용될 때, 구동 구조체에 전원이 추가되어, 구동 구조체는 블레이드들이 이동하도록 구동하여 광 입사 구멍의 크기를 변경할 수 있다.
포커싱부는 제어 장치로서 사용되는 제어 어셈블리를 추가로 포함할 수 있다. 제어 어셈블리는 베이스 상에 구체적으로 고정된다. 제어 어셈블리는 구동기에 전기적으로 접속되어, 구동기의 작동을 제어한다. 제어 어셈블리는 대안적으로 접속 어셈블리를 사용하여 가변 조리개의 구동 구조체에 전기적으로 접속되어, 구동 구조체를 제어해서 가변 조리개의 광 입사 구멍의 크기를 조정할 수 있다. 따라서, 본 명세서에서의 제어 어셈블리는 신호를 사용하여 가변 조리개의 구동 구조체에 접속되고, 접속 어셈블리는 가변 조리개와 제어 어셈블리 사이의 전기 신호 전도를 위한 구조체로서 사용될 수 있다.
가능한 구현에서, 접속 어셈블리는 제1 스프링의 형태로 구현될 수 있다. 제1 스프링은 가변 조리개에 대면하는 캐리어의 측에 배치된다. 제1 스프링은 구체적으로 구리 또는 구리 합금일 수 있는 금속 재료로 만들어진다. 제1 스프링은 가변 조리개의 구동 구조체와 제어 어셈블리에 전기적으로 접속되어, 제어 어셈블리는 가변 조리개의 전기 신호에 접속된다.
다른 가능한 구현에서, 접속 어셈블리는 캐리어 상의 제1 스프링들의 조합에 의해 형성된 접속 회로를 사용하여 구현될 수 있다. 접속 회로는 캐리어 상에 직접 케이블링함으로써 형성될 수 있거나, 또는 가요성 회로 보드를 캐리어에 부착함으로써 형성될 수 있다. 가변 조리개의 구동 구조체는 접속 회로에 전기적으로 접속된다. 본 명세서에서의 제1 스프링은 전술한 제1 스프링과 유사하고, 가변 조리개에 대면하는 캐리어 베이스의 측에 배치된다. 본 명세서에서의 제1 스프링이 제어 어셈블리에 전기적으로 접속되고, 캐리어 상의 접속 회로에 전기적으로 접속된다는 점에 차이가 있다. 따라서, 이러한 방식으로, 가변 조리개의 구동 구조체와 제어 어셈블리 사이의 전기 신호는 캐리어 상의 접속 회로 및 제1 스프링을 사용함으로써 공동으로 구현된다.
전술한 2개의 구현에서, 제1 스프링은 제어 어셈블리와 가변 조리개의 구동 구조체 사이에 전기 신호의 적어도 일부를 송신하기 위한 캐리어로서 역할을 한다. 전기 신호 전달 효과를 향상시키기 위해, 제1 스프링은 제1 스프링의 특정 구조에 기초하여 동일한 층 상에 배치된 복수의 서브-스프링(sub-spring)으로 분할될 수 있다. 예를 들어, 복수의 서브-스프링은 중심으로서 광학 축을 사용함으로써 광학 축을 중심으로 환형으로 분포될 수 있다.
전기 신호 캐리어로서 사용되는 것에 더하여, 제1 스프링은 대안적으로 캐리어와 카메라 모듈의 고정부(예를 들어, 베이스, 이미지 안정화부, 또는 상단 커버) 사이의 커넥터로서 사용될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 여기서, 제1 스프링은 캐리어와 상단 커버 사이에 접속될 수 있다. 제1 스프링에 대응하여, 이미지 센서 어셈블리에 대면하는 캐리어의 측에 제2 스프링이 추가로 배치될 수 있고, 제2 스프링은 캐리어 및 베이스에 접속할 수 있다. 제1 스프링과 제2 스프링은 캐리어의 양측에 각각 위치되기 때문에, 제1 스프링과 제2 스프링은 2개의 반대 방향으로부터 캐리어에 반대 방향으로 기능을 발휘한다. 이러한 방식으로, 캐리어는 비교적 안정한 상태에 있는 것과 동등하다. 물론, 제1 스프링 및 제2 스프링의 탄성 특성들 때문에, 캐리어는 베이스에 대해 이동하도록 구동기에 의해 여전히 구동될 수 있다.
전술한 2개의 구현에서, 제1 스프링은 전기 신호의 적어도 일부를 송신하기 위한 캐리어로서 역할을 하기 때문에, 제1 스프링은 전기 접속 구조에 속한다. 또 다른 전기 디바이스(예를 들어, 구동기에 포함된 구동 코일 및 구동 자석)가 본 출원에 제공된 카메라 모듈 상에 더 배치된다는 것을 고려해야 한다. 제1 스프링과 이러한 타입의 전기 디바이스 사이의 상호 간섭을 방지하기 위해, 절연 격리 구조체(insulation isolation structure)가 제1 스프링과 이러한 타입의 구조체 사이에 개재될 수 있다. 구체적으로, 스페이서가 제1 스프링과 구동 자석 사이에 개재될 수 있고, 캐리어는 제1 스프링과 구동 코일 사이의 절연 격리 구조체로서 역할을 할 수 있다. 물론, 스페이서의 구조는 제한되지 않으며, 평판 또는 배플판(baffle plate)일 수 있다. 물론, 제1 스프링에 대해 절연 격리 구조체가 배치되는 위치는 다른 전기 디바이스들의 상대 위치들에 기초하여 결정될 수 있다. 이것은 여기서 제한되지 않는다.
구조적 무결성을 고려하여, 포커싱부는 하우징을 추가로 포함할 수 있고, 하우징은 베이스와 상하로 연동하여, 캐리어 및 구동기를 수용하기 위한 수용 공간을 형성한다. 물론, 제1 스프링 및 제2 스프링이 또한 수용되고, 이격 프레임이 하우징과 제1 스프링 사이에 더 개재되어 격리 기능을 구현할 수 있다.
전술한 기술적 해결책들에 기초하여, 본 출원은 전자 디바이스를 추가로 개시한다. 전자 디바이스는 모바일폰 또는 태블릿 컴퓨터일 수 있다. 구체적으로, 카메라 모듈이 디바이스 본체 상에 설치되어, 이미지 촬영 기능을 구현한다. 카메라 모듈에는 복수의 레벨로 조정될 수 있는 조리개가 있어, 더 높은 이미지 촬영 요건을 충족시킬 수 있다.
도 1은 본 출원에 따른 카메라 모듈의 구조의 개략도이다.
도 2는 본 출원에 따른 카메라 모듈에서의 카메라 모터의 구조의 개략도이다.
도 3은 본 출원에 따른 카메라 모듈에서의 포커싱부의 구조의 개략도이다.
도 4는 본 출원에 따른 카메라 모듈에서의 포커싱부의 단면 구조의 개략도이다.
도 5는 본 출원에 따른 카메라 모듈에서의 포커싱부의 하우징의 구조의 개략도이다.
도 6은 본 출원에 따른 카메라 모듈에서의 포커싱부의 베이스의 구조의 개략도이다.
도 7은 본 출원에 따른 카메라 모듈에서의 포커싱부의 캐리어의 구조의 개략도이다.
도 8은 도 7에서의 캐리어 상에 구동 코일이 배치되는 구조의 개략도이다.
도 9는 본 출원에 따른 카메라 모듈에서 제어 어셈블리와 베이스가 접속되는 구조의 개략도이다.
도 10은 본 출원에 따른 카메라 모듈에서의 가변 조리개의 구조의 개략도이다.
도 11은 본 출원에 따른 카메라 모듈에서의 제1 스프링, 캐리어, 제어 어셈블리, 및 베이스의 구조의 개략도이다.
도 12는 본 출원에 따른 카메라 모듈에서 제어 어셈블리와 제1 스프링이 접속되는 구조의 개략도이다.
도 13은 본 출원에 따른 카메라 모듈에서 제1 스프링을 사용하여 가변 조리개가 제어 어셈블리에 전기적으로 접속되는 구조의 개략도이다.
도 14는 본 출원에 따른 카메라 모듈에서 제1 스프링 및 접속 회로를 사용하여 가변 조리개가 제어 어셈블리에 전기적으로 접속되는 구조의 개략도이다.
도 15는 본 출원에 따른 카메라 모듈에서의 제1 스프링의 구조의 개략도이다.
도 16은 본 출원에 따른 카메라 모듈에서 제1 스프링과 구동 자석 사이에 스페이서가 개재되는 구조의 개략도이다.
도 17은 본 출원에 따른 카메라 모듈에서 제1 스프링과 제2 스프링이 각각 캐리어의 양측에 배치되는 구조의 개략도이다.
도 18은 본 출원에 따른 카메라 모듈의 분해도이다.
도 19는 본 출원에 따른 전자 디바이스의 구조의 개략도이다.
참조 번호들: 10: 카메라 모듈; 1: 카메라 모터; 11: 포커싱부; 111: 하우징; 1111: 제2 광학 구멍; 112: 베이스; 1121: 제3 광학 구멍; 113: 캐리어; 1131: 설치 구멍; 114: 구동기; 1141: 구동 코일; 1142: 구동 자석; 115: 제어 어셈블리; 116: 제1 스프링; 1161: 서브 스프링; 117: 접속 회로; 118: 스페이서; 119: 제2 스프링; 12: 상단 커버; 121: 제1 광학 구멍; 13: 이미지 안정화부; 14: 이격 프레임; 2: 렌즈; 3: 가변 조리개; 31: 쉘; 32: 구동 구조체; 33: 블레이드; 4: 이미지 센서 어셈블리; 20: 모바일폰 본체; 및 100: 모바일폰.
단일-렌즈 리플렉스 카메라에서, 가변 조리개는 카메라를 통과하는 광의 양을 조정하기 위해 셔터와 함께 사용될 수 있는 구조체이다. 현재, 단일-렌즈 리플렉스 카메라에 적용되는 가변 조리개는 일반적으로 렌즈에 설치된다. 이것은 카메라 모듈의 조립에 매우 어려운 요건을 부과한다. 따라서, 가변 조리개를 갖는 카메라 모듈은 모바일폰 및 태블릿 컴퓨터와 같은 전자 디바이스들에서 직접 사용될 수 없다. 따라서, 본 출원은 렌즈가 포커스 조정에서 가변 조리개와 동기하여 이동할 때 렌즈의 구조가 가변 조리개의 구조와 독립적이도록 카메라 모듈을 제공한다. 따라서, 카메라 모듈의 조립 어려움이 감소된다. 이 구조에 기초하여, 더 가볍고 더 얇은 카메라 모듈이 더 쉽게 설계될 수 있다. 따라서, 카메라 모듈은 소형 전자 디바이스에 의해 요구되는 점점 더 개선된 이미징 품질을 충족시키기 위해 소형 전자 디바이스에 적용될 수 있다. 본 명세서에서의 전자 디바이스는 모바일폰, 태블릿 컴퓨터, 차량-장착형 모니터링 시스템 등일 수 있다는 점이 이해될 수 있다.
본 출원의 실시예들에서의 기술적 해결책들을 보다 명확하게 설명하기 위해, 이하에서는 첨부 도면들을 참조하여 본 출원에서 제공되는 카메라 모듈을 상세히 추가로 설명한다. 이하에서 "제1" 및 "제2"와 같은 용어들은 단지 구별 및 설명을 위해 사용되는 것일 뿐이고, 상대적 중요성의 지시 또는 암시 또는 순서의 지시 또는 암시로서 이해될 수 없다는 점이 이해되어야 한다.
본 출원의 실시예는 카메라 모듈(10)을 제공한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 카메라 모듈(10)은 카메라 모터(1), 렌즈(2), 가변 조리개(3), 및 이미지 센서 어셈블리(4)를 포함한다. 카메라 모터(1)는 카메라 모듈(10)의 전원과 동등하고, 카메라가 동작 중일 때 렌즈(2) 및 가변 조리개(3)가 이동하도록 구동하여, 이미징 요건을 충족시키도록 구성된다. 도 1은 가변 조리개(3)에 의해 형성된 광 입사 구멍(J)을 더 도시한다. 카메라가 동작 중일 때, 외부 광은 가변 조리개(3)의 광 입사 구멍(J)을 통해 렌즈(2)에 들어가고, 렌즈(2)를 통과하고, 이미징을 위해 이미지 센서 어셈블리(4) 상에 투사된다. 렌즈(2)는 도 1에 도시된 방식으로 카메라 모터(1)에 설치되므로, 렌즈(2)를 통과하는 광은 이미징을 위해 가변 조리개(3)로부터 떨어져 있는 카메라 모터(1)의 단부에서 이미지 센서 어셈블리(4)에 도달할 수 있다. 가변 조리개(3)는 카메라 모터(1)로부터 돌출된 지지부(A)를 사용하여 카메라 모터(1)에 고정될 수 있어, 가변 조리개(3)와 렌즈(2) 양자 모두가 카메라 모터(1)에 의해 구동될 수 있다. 본 명세서에서의 이미지 센서 어셈블리(4)는 이미지 센서, 다른 외부 접속 어셈블리, 및 지지 구조체를 포함한다.
구체적으로, 도 2에 도시된 카메라 모터(1)의 구조에서, 카메라 모터(1)는 포커싱부(11), 상단 커버(12), 및 이미지 안정화부(13)를 포함한다. 상단 커버(12)와 이미지 안정화부(13)는 상하로 연동하여 포커싱부(11)를 수용하는데 사용되는 수용 공간을 형성하고, 포커싱부(11)는 이미지 안정화부(13)에 구체적으로 고정된다. 렌즈(2) 및 가변 조리개(3)는 포커싱부(11)에 고정된다. 포커싱부(11)는 광축 방향(즉, 도 2에 도시된 Z 방향)으로 이동하도록 렌즈(2) 및 가변 조리개(3)를 구동하여, 포커싱을 구현할 수 있다. 이미지 안정화부(13)는 광축 방향에 수직인 표면 상에서 이동하도록 포커싱부(11)를 구동하여, 렌즈(2)의 이미지 안정화 효과를 구현할 수 있다. 물론, 가변 조리개(3)를 지지 및 고정하도록 구성되는 지지부(A)는 포커싱부(11) 상에 배치되고, 카메라 모터(1)의 외부로 연장된다. 상단 커버(12) 상에, 광이 통과하기 위한 제1 광학 구멍(121)이 형성되고, 제1 광학 구멍(121)의 축이 광학 축과 동일 선상에 있다.
포커싱부(11)의 구조에 대해서는, 도 3을 참조한다. 도 3은 포커싱부(11)의 3차원 구조를 도시한다. 포커싱부(11)는 구체적으로 하우징(111), 베이스(112), 캐리어(113), 및 구동기(114)를 포함한다. 하우징(111)은 베이스(112)와 연동하여 캐리어(113) 및 구동기(114)를 수용하기 위한 수용 공간을 형성한다. 하우징(111)이 구동기(114)를 차단하기 때문에, 구동기(114)의 구조는 도 3에 도시되지 않는다.
도 2 및 도 3의 구조들을 참조하여, 도 4에 도시된 카메라 모터(1)의 단면 구조의 개략도를 참조한다. 포커싱부(11)에서의 구동기(114)는 구동 코일(1141) 및 구동 자석(1142)의 형태로 구현된다. 구동 코일(1141)은 캐리어(113) 상에 배치되고, 구동 자석(1142)은 베이스(112) 상에 고정될 수 있다. 카메라 모터(1)가 동작 중일 때, 베이스(112)는 고정부와 동등하고, 캐리어(113)는 가동부와 동등하고, 구동기(114)는 광축 방향으로 베이스(112)에 대해 이동하도록 캐리어(113)를 구동하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 구동 코일(1141)은 구동 자석(1142)에 대향한다. 구동 코일(1141)이 파워 온될 때, 구동 코일(1141)은 전기장을 생성하고, 전기장에 위치한 구동 자석(1142)은 이동하도록 구동될 수 있다. 구동 자석(1142)의 이동은 구동 코일(1141) 내의 전류의 크기 및 방향을 변경함으로써 조정될 수 있다. 물론, 구동기(114)는 대안적으로 다른 형태로 구현될 수 있다. 이것은 여기서 제한되지 않는다. 또한, 이 구현에서, 구동 코일(1141)은 캐리어(113) 상에 배치되고 구동기(114)의 가동 단부와 동등하며, 구동 자석(1142)은 베이스(112) 상에 고정되고 구동기(114)의 고정 단부와 동등하여, 상대 구동 모션(relative drive motion)을 구현한다. 따라서, 구동 자석(1142)은 대안적으로 베이스(112)에 대해 고정되는 다른 구조체 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 구동 자석(1142)은 대안적으로 상단 커버(12) 상에 고정될 수 있고, 구동 자석(1142)에 의해 구동 코일(1141)을 구동하는 효과가 여전히 달성될 수 있다.
카메라 모듈(10) 내의 가변 조리개(3)와 렌즈(2) 양자 모두는 포커싱부(11)의 캐리어(113) 상에 배치되고, 가변 조리개(3)와 렌즈(2)는 광축 방향으로 동시에 이동하여 정확한 포커싱을 구현할 수 있고, 가변 조리개(3)는 렌즈(2)와 독립적이다. 이것은 카메라 모듈(10)의 조립 어려움을 감소시키는 것과 동등하고, 카메라 모듈(10)의 소형화를 용이하게 한다. 이러한 방식으로, 카메라 모듈(10)은 모바일폰과 같은 소형 전자 디바이스에 적용될 수 있다. 또한, 광 입사 구멍 상의 가변 조리개(3)의 조정은 렌즈(2)의 이동에 의해 영향을 받지 않을 수 있고, 더 높은 품질의 이미지 촬영 요건이 충족된다. 하우징(111)의 구조에 대해서는, 도 5를 참조한다. 광이 통과하는 제2 광학 구멍(1111)이 하우징(111) 상에 형성된다. 제2 광학 구멍(1111)의 특정 형상은 본 명세서에서 제한되지 않으며, 도 5에서의 형상은 단지 예시일 뿐이다. 베이스(112)의 구조에 대해서는, 도 6을 참조한다. 광이 통과하는 제3 광학 구멍(1121)이 베이스(112) 상에 형성된다. 카메라 모터(1)와 렌즈(2)가 조립될 때, 제2 광학 구멍(1111)과 제3 광학 구멍(1121) 양자 모두의 축들은 렌즈(2)의 광학 축과 동일 선상에 있다는 점이 이해될 수 있다.
캐리어(113)의 구조에 대해서는, 도 7을 참조한다. 설치 구멍(1131)이 캐리어(113) 상에 형성된다. 설치 구멍(1131)이 렌즈(2)와 조립되어 연동할 때, 렌즈(2)는 설치 구멍(1131) 내에 고정된다. 물론, 설치 구멍(1131)의 축은 렌즈(2)의 광학 축과 동일 선상에 있어, 이미징 효과(imaging effect)를 보장한다. 가변 조리개(3)를 고정하기 위한 지지부(A)가 캐리어(113) 상에 형성된다.
도 4에 도시된 구동기(114)의 구조에서, 구동 코일(1141)은 캐리어(113) 상에 배치된다. 가능한 구현에서, 도 7에 도시된 캐리어(113)의 구조를 참조하면, 캐리어(113)의 주변부 상에 설치 홈(M)이 형성되고, 구동 코일(1141)이 설치 홈(M) 내에 배치되어, 도 8에 도시된 구조를 획득한다.
구동기(114)를 제어하기 위해, 포커싱부(11)는 제어 어셈블리(115)를 추가로 포함한다. 구체적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 제어 어셈블리(115)는 베이스(112) 상에 배치될 수 있다. 본 명세서에서의 제어 어셈블리(115)는 구동기(114)를 제어할 수 있고, 외부 주 제어 구조체와 정보를 더 교환할 수 있다. 도 9에 도시된 구조에서, 제어 어셈블리(115)는 제어 어셈블리(115)의 한 단부가 베이스(112) 상에 고정되는 방식으로 베이스(112) 상에 배치된다. 제어 어셈블리(115)는 대안적으로 부착의 형태로 베이스(112) 상에 통합될 수 있거나, 또는 다른 구조 형태로 베이스(112) 상에 배치될 수 있다. 이것은 여기서 제한되지 않는다. 물론, 제어 어셈블리(115)는 이 실시예에서 카메라 모듈(10)의 일부이다. 물론, 제어 어셈블리(115)는 대안적으로 제어 어셈블리(115)의 기능 구현에 영향을 미치지 않는 다른 구조로 배치될 수 있다.
본 출원에 제공된 카메라 모듈(10)에서, 가변 조리개(3)는 구조상 렌즈(2)와 비교적 독립적일 뿐만 아니라, 렌즈(2)와 독립적으로 작용할 수도 있다는 점에 유의해야 한다. 도 10에 도시된 구조는 가변 조리개(3)에 대한 참조로 사용될 수 있다. 가변 조리개(3)는 하우징(31), 하우징(31) 내에 배치된 구동 구조체(32), 및 복수의 블레이드(33)를 포함한다. 복수의 블레이드(33)는 환형으로 배치되어 광 입사 구멍(J)을 형성한다. 물론, 본 명세서에서의 광 입사 구멍(J)의 축은 렌즈(2)의 축과 동일 선상에 있다. 복수의 블레이드(33)는 구동 구조체(32)의 구동 하에 회전하여, 광 입사 구멍(J)의 크기를 변경하고 광 입사 구멍(J)을 통과하는 광의 양을 변경할 수 있다. 가변 조리개(3)가 독립적으로 사용될 때, 구동 구조체(32)에 전원이 인가되는 한, 구동 구조체(32)가 기동되어, 블레이드들(33)이 회전하도록 구동하여 광 입사 구멍(J)의 크기를 변경할 수 있다.
가능한 구현에서, 가변 조리개(3)의 동작은 구동 어셈블리(115)에 의해 추가로 제어될 수 있다. 제어 어셈블리(115)에 의해 가변 조리개(3)를 제어하기 위해, 제어 어셈블리(115)와 가변 조리개(3)의 구동 구조체(32) 사이에 전기 신호를 송신할 수 있는 구조체가 형성될 필요가 있다.
가능한 구현에서, 도 11에 도시된 바와 같이, 가변 조리개(3)에 대면하는 캐리어(113)의 측에 제1 스프링(116)이 배치되고, 제1 스프링(116)은 (도 12에 도시된 바와 같이) 베이스(112) 상에 고정된 제어 어셈블리(115)에 전기적으로 접속된다. 구체적으로, 제1 스프링(116)은 구체적으로 구리, 구리 합금, 또는 양호한 전도성을 갖는 다른 금속일 수 있는 금속 재료로 만들어진다. 물론, 제1 스프링(116)은 가변 조리개(3)와 제어 어셈블리(115) 사이에 전기 신호를 송신하기 위한 캐리어로서 역할을 한다. 따라서, 제어 어셈블리(115), 제1 스프링(116), 및 가변 조리개(3)의 구동 구조체(32)가 접속되는 구조가 도 13에 도시될 수 있다.
다른 가능한 구현에서는, 도 13에 도시된 구조와 유사하게, 제1 스프링(116)이 전기적 접속을 구현하기 위해 가변 조리개(3)의 구동 구조체(32)와 직접 접촉하지 않는다는 점에서 차이가 있다. 대신에, 도 14에 도시된 바와 같이, 가변 조리개(3)의 구동 구조체(32)에 전기적으로 접속된 접속 회로(117)가 캐리어(113)의 지지부(A) 상에 형성될 수 있고, 접속 회로(117)는 제1 스프링(116)에 전기적으로 접속된다. 이러한 방식으로, 가변 조리개(3)의 구동 구조체(32)와 제어 어셈블리(115) 사이의 전기 신호 송신이 접속 회로(117) 및 제1 스프링(116)을 사용하여 구현된다. 여기서, 캐리어(113) 상에 형성된 접속 회로(117)는 캐리어(113) 상에 직접 케이블링함으로써 형성될 수 있거나, 또는 접속 회로(117)는 캐리어(113) 내에 가요성 회로를 통합함으로써 형성될 수 있다.
전술한 2개의 구현에서, 제1 스프링(116)은 제어 어셈블리(115)와 가변 조리개(3)의 구동 구조체(32) 사이에 전기 신호의 적어도 일부를 송신하기 위한 캐리어로서 역할을 한다. 전기 신호 전달 효과를 향상시키기 위해, 제1 스프링(116)은 제1 스프링(116)의 특정 구조에 기초하여 동일한 층 상에 배치된 복수의 서브-스프링(1161)으로 분할될 수 있다. 도 15에 도시된 제1 스프링(116)의 구조에서, 복수의 서브-스프링(1161)은 중심으로서 광학 축을 사용함으로써 광학 축을 중심으로 환형으로 분포될 수 있다.
또한, 전술한 2개의 구현에서, 제1 스프링(116)은 전기 신호의 적어도 일부를 송신하기 위한 캐리어로서 역할을 하기 때문에, 제1 스프링(116)은 전기 접속 구조에 속한다. 또 다른 전기 디바이스(예를 들어, 구동기(114)에 포함된 구동 코일(1141) 및 구동 자석(1142))가 이 실시예에서 제공된 카메라 모듈(10) 상에 더 배치될 수 있다는 것을 고려해야 한다. 제1 스프링(116)과 이러한 타입의 전기 디바이스 사이의 상호 간섭을 방지하기 위해, 절연 격리 구조체가 제1 스프링(116)과 이러한 타입의 전기 디바이스 사이에 개재될 수 있다. 예를 들어, 도 16에 도시된 바와 같이, 스페이서(118)가 제1 스프링(116)과 구동 자석(1142) 사이에 개재될 수 있다. 도 8에 도시된 구조에 기초하여, 구동 코일(1141)은 캐리어(113)의 홈 내에 배치되고, 캐리어(113)는 제1 스프링(116)과 구동 코일(1141) 사이의 절연 격리 구조체로서 역할을 한다. 물론, 스페이서(118)의 구조는 제한되지 않으며, 평판 또는 배플판일 수 있다. 또한, 제1 스프링(116)에 대해 스페이서(118)가 배치되는 위치도 다른 전기 디바이스들의 상대 위치들에 기초하여 결정될 수 있다. 이것은 여기서 제한되지 않는다.
전기 신호 캐리어로서 사용되는 것에 더하여, 제1 스프링(116)은 대안적으로 캐리어(113)와 카메라 모듈(10)의 고정부(예를 들어, 베이스(112) 또는 하우징(111)) 사이의 커넥터로서 사용될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 여기서, 제1 스프링(116)은 캐리어(113)와 하우징(111) 사이에 접속될 수 있다. 제1 스프링(116)에 대응하여, 도 17에 도시된 바와 같이, 이미지 센서 어셈블리(4)에 대면하는 캐리어(113)의 측에 제2 스프링(119)이 추가로 배치될 수 있고, 제2 스프링(119)은 캐리어(113) 및 베이스(112)에 접속될 수 있다. 제1 스프링(116)과 제2 스프링(119)은 캐리어(113)의 양측(도 17에 도시된 상부측과 하부측)에 각각 위치되기 때문에, 제1 스프링(116)과 제2 스프링(119)은 2개의 반대 방향으로부터 캐리어(113)에 반대 방향으로 작용력을 인가하므로, 캐리어(113)가 비교적 안정한 상태에 있게 된다. 물론, 제1 스프링(116) 및 제2 스프링(119)의 탄성 특성들로 인해, 캐리어(113)는 베이스(112)에 대해 이동하도록 구동기(114)에 의해 여전히 구동될 수 있다.
본 출원에서 제공되는 카메라 모듈(10)의 구조의 전술한 설명에 기초하여, 도 18에 도시된 카메라 모듈(10)의 구조의 분해도를 참조한다. 도 18에 도시된 바와 같이, 카메라 모듈(10)에서, 구동기(114)는 구동 자석(1142)과 연동하여 구동 코일(1141)을 사용함으로써 구현되고, 구동 코일(1141)은 캐리어(113)의 주변부를 둘러싸고, 구동 자석(1142)은 구동 코일(1141)과 연동하도록 2개의 대칭 스트립 자석을 사용함으로써 구현된다. 제1 스프링(116)은 2개의 긴 스트립 형상의 스페이서(118)를 사용하여 구동 자석(1142)으로부터 분리된다. 제1 스프링(116)이 하우징(111)과 접촉하는 것을 방지하기 위해 하우징(111)과 제1 스프링(116) 사이에 직사각형 이격 프레임(rectangular spacing frame)(14)이 더 개재될 수 있다. 물론, 이격 프레임(14)은 대안적으로 다른 형상으로 구현될 수 있다. 이것은 여기서 제한되지 않는다. 다른 구조들이 위에 설명되고, 상세들은 여기서 다시 설명되지 않는다. 물론, 도 18은 단지 예를 사용하여 카메라 모듈(10)의 구조를 제공한다. 이것은 본 출원에서 보호될 필요가 있는 카메라 모듈(10)의 구조를 제한하지 않는다.
카메라 모듈(10)의 구조가 소형화될 수 있기 때문에, 카메라 모듈(10)은 소형 전자 디바이스에 적용될 수 있다. 따라서, 카메라 모듈(10)에 기초하여, 본 출원은 전자 디바이스를 추가로 제공한다. 전자 디바이스는 구체적으로 모바일폰, 태블릿 컴퓨터, 또는 차량-장착형 감시 디바이스일 수 있고, 높은 휴대성을 갖는 소형 디바이스이다. 카메라 모듈(10)은 디바이스 본체 상에 설치되어, 이러한 전자 디바이스들의 이미지 촬영 기능을 구현한다. 도 19에 도시된 모바일폰(100)이 예로서 사용된다. 모바일폰(100)은 모바일폰 본체(20)를 갖는다. 카메라 모듈(10)은 모바일폰 본체(20)의 후면에 설치되고, 모바일폰(10)의 후방 카메라 구조와 동등하고, 후방 이미지 촬영 기능을 구현하도록 구성된다.
본 기술분야의 통상의 기술자는 본 출원의 실시예들의 범위에서 벗어남이 없이 본 출원의 실시예들에 대한 다양한 수정들 및 변형들을 만들 수 있다는 것이 명확하다. 이 경우, 본 출원은 본 출원의 실시예들의 이러한 수정들 및 변형들이 다음의 청구항들 및 이들과 등가인 기술들에 의해 정의되는 보호의 범위 내에 있는 한 이러한 수정들 및 변형들을 커버하도록 의도된다.

Claims (11)

  1. 카메라 모듈로서,
    카메라 모터 - 상기 카메라 모터는 포커싱부(focusing part)를 포함하고, 상기 포커싱부는 베이스, 캐리어, 및 구동기를 포함하고; 상기 구동기는 상기 베이스에 고정되고, 지정된 방향으로 상기 베이스에 대해 이동하도록 상기 캐리어를 구동하도록 구성되고; 상기 지정된 방향에서, 상기 캐리어 상에 설치 구멍이 형성됨 - ;
    렌즈 - 상기 렌즈는 상기 설치 구멍 내에 고정되고, 상기 렌즈의 광학 축은 상기 지정된 방향에 평행함 - ;
    가변 조리개 - 상기 가변 조리개는 상기 캐리어 상에 고정되고 상기 렌즈의 광 입사 측에 위치됨 - ; 및
    이미지 센서 어셈블리 - 상기 이미지 센서 어셈블리는 상기 가변 조리개로부터 떨어져 있는 상기 베이스의 일 단부에 배치됨 -
    를 포함하는, 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 포커싱부는 제어 어셈블리를 추가로 포함하고, 상기 제어 어셈블리는 상기 구동기에 전기적으로 접속되고, 상기 제어 어셈블리는 접속 어셈블리를 사용하여 상기 가변 조리개에 전기적으로 접속되는, 카메라 모듈.
  3. 제2항에 있어서, 상기 접속 어셈블리는 제1 스프링을 포함하고, 상기 제1 스프링은 상기 가변 조리개에 대면하는 상기 캐리어의 측에 배치되고, 상기 제1 스프링은 상기 가변 조리개 및 상기 제어 어셈블리에 별개로 전기적으로 접속되는, 카메라 모듈.
  4. 제2항에 있어서, 상기 접속 어셈블리는 제1 스프링 및 상기 캐리어 상에 형성된 접속 회로를 포함하고, 상기 접속 회로는 상기 가변 조리개에 전기적으로 접속되고;
    상기 제1 스프링은 상기 가변 조리개에 대면하는 상기 캐리어의 측에 배치되고, 상기 제1 스프링은 상기 접속 회로 및 상기 제어 어셈블리에 별개로 전기적으로 접속되는, 카메라 모듈.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 스프링과 상기 구동기 사이에 절연 격리 구조체(insulation isolation structure)가 개재되는, 카메라 모듈.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 스프링은 동일한 층에 배치된 복수의 서브-스프링(sub-spring)을 포함하는, 카메라 모듈.
  7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포커싱부는 제2 스프링을 추가로 포함하고, 상기 제2 스프링은 상기 이미지 센서 어셈블리에 대면하는 상기 캐리어의 측에 배치되는, 카메라 모듈.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동기는 구동 코일 및 구동 자석을 포함하고,
    상기 구동 코일은 상기 캐리어 상에 배치되고, 상기 구동 자석은 상기 베이스 상에 배치되고, 상기 구동 코일은 상기 구동 자석에 대응하는, 카메라 모듈.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카메라 모터는 상단 커버 및 이미지 안정화부를 추가로 포함하고;
    상기 상단 커버는 상기 이미지 안정화부와 연동하여 상기 포커싱부를 수용하는데 사용되는 수용 공간을 형성하고, 상기 포커싱부는 상기 이미지 안정화부에 고정되는, 카메라 모듈.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가변 조리개는 구동 구조체 및 복수의 블레이드를 포함하고, 상기 복수의 블레이드는 환형으로 분포되어, 광이 통과하기 위한 광 입사 구멍을 형성하고, 상기 구동 구조체는 상기 블레이드들이 회전하도록 구동하여 상기 광 입사 구멍의 크기를 변경하도록 구성되는, 카메라 모듈.
  11. 전자 디바이스로서, 디바이스 본체 및 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 카메라 모듈을 포함하는, 전자 디바이스.
KR1020227032194A 2020-02-17 2021-01-28 카메라 모듈 및 전자 디바이스 KR20220143096A (ko)

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