KR20230080096A

KR20230080096A - 카메라 모듈

Info

Publication number: KR20230080096A
Application number: KR1020210167520A
Authority: KR
Inventors: 김수경; 박철진
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2021-11-29
Filing date: 2021-11-29
Publication date: 2023-06-07

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈배럴 및 상기 렌즈배럴을 수용하는 렌즈홀더를 포함하는 렌즈모듈; 상기 렌즈모듈을 수용하는 캐리어; 상기 캐리어를 수용하는 하우징; 및 상기 캐리어에 배치된 제1 마그네트와, 상기 제1 마그네트와 마주보게 배치된 제1 코일을 포함하는 초점 조정부;를 포함하며, 상기 렌즈모듈은 상기 캐리어와 함께 상기 하우징에 대하여 광축 방향으로 상대 이동 가능하고, 상기 렌즈배럴은 상기 렌즈홀더에 대하여 상기 광축 방향으로 상대 이동 가능할 수 있다.

Description

카메라 모듈{Camera module}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.

최근에는 스마트 폰을 비롯하여 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대용 전자기기에 카메라 모듈이 채용되고 있다.

이러한 카메라 모듈은 고해상도의 이미지 촬영을 위하여, 광학계를 구성하는 렌즈의 개수가 점차 증가하고 있으며, 초점 조정 및/또는 흔들림 보정을 위한 액추에이터도 구비되고 있다.

이와 같이 최근의 카메라 모듈은 성능 향상을 위한 여러 구성이 필요하기 때문에 크기를 줄이는데 어려움이 있는데 반하여, 카메라 모듈이 장착되는 휴대용 전자기기의 경우 두께가 점차 슬림해지는 추세에 있다.

이에 따라 휴대용 전자기기로부터 카메라 모듈이 돌출되게 장착되는 문제가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 목적은, 카메라 모듈의 사용 여부에 따라 렌즈배럴의 돌출량을 조정할 수 있는 카메라 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 카메라 모듈의 사용 여부에 따라 렌즈배럴의 돌출량을 조정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 변형예이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 가이드 프레임의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 제2 및 제3 마그네트, 제2 및 제3 코일, 제2 및 제3 위치 센싱부의 배치 형태를 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 변형예이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이다.
도 8은 렌즈모듈의 분해 사시도이다.
도 9는 렌즈홀더의 사시도이다.
도 10은 가이드부재의 사시도이다.
도 11은 가이드부재의 저면 사시도이다.
도 12는 렌즈홀더 및 가이드부재가 분해된 모습을 도시하는 저면 사시도이다.
도 13은 렌즈홀더 및 가이드부재가 결합된 상태를 도시하는 측면도이다.
도 14(a) 및 도 14(b)는 렌즈배럴의 위치가 이동되는 모습을 도시한 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니한다.

예를 들어, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 구성요소의 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여 본 발명의 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 발명은 카메라 모듈(1)에 관한 것으로서, 이동 통신 단말기, 스마트 폰, 태블릿 PC 등의 휴대가능한 전자 기기에 구비될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 분해 사시도이며, 도 3은 도 2의 변형예이다.

또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 가이드 프레임의 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1)은 렌즈모듈(200), 렌즈모듈(200)을 이동시키는 렌즈 구동 장치 및 렌즈모듈(200)과 렌즈 구동 장치를 수용하는 하우징(110)을 포함한다. 또한, 카메라 모듈(1)은 렌즈모듈(200)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서 모듈(600), 및 하우징(110)과 결합되는 케이스(130)를 더 포함할 수 있다.

렌즈모듈(200)은 렌즈배럴(210)과 렌즈홀더(230)를 포함할 수 있다.

렌즈배럴(210)은 중공의 원통 형상일 수 있고, 렌즈배럴(210)의 내부에는 피사체를 촬상하는 적어도 하나의 렌즈가 수용될 수 있다. 복수의 렌즈가 배치될 경우 복수의 렌즈는 광축(Z축)을 따라 렌즈배럴(210)의 내부에 장착된다.

렌즈배럴(210)은 광축(Z축) 방향으로 이동 가능하도록 렌즈홀더(230)에 결합된다. 즉, 렌즈배럴(210)은 렌즈홀더(230)에 대해 상대 이동이 가능하다. 이는 카메라 모듈(1)의 사용 여부에 따라 렌즈배럴(210)의 위치를 조정하기 위함이다. 이에 대하여는 도 6 내지 도 14를 참조로 후술하도록 한다.

렌즈 구동 장치는 렌즈모듈(200)을 이동시키는 장치이다.

일 예로, 렌즈 구동 장치는 렌즈모듈(200)을 광축(Z축) 방향으로 이동시킴으로써 초점을 조정할 수 있고, 렌즈모듈(200)을 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동시킴으로써 촬영 시의 흔들림을 보정할 수 있다.

렌즈 구동 장치는 초점을 조정하는 초점 조정부(400) 및 흔들림을 보정하는 흔들림 보정부(500)를 포함한다.

이미지 센서 모듈(600)은 렌즈모듈(200)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 장치이다.

일 예로, 이미지 센서 모듈(600)은 이미지 센서(610) 및 이미지 센서(610)와 연결되는 인쇄회로기판(630)을 포함할 수 있고, 적외선 필터를 더 포함할 수 있다.

적외선 필터는 렌즈모듈(200)을 통해 입사된 광 중에서 적외선 영역의 광을 차단하는 역할을 한다.

이미지 센서(610)는 렌즈모듈(200)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환한다. 일 예로 이미지 센서(610)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)일 수 있다.

이미지 센서(610)에 의해 변환된 전기 신호는 휴대가능한 전자기기의 디스플레이 유닛을 통해 영상으로 출력된다.

이미지 센서(610)는 인쇄회로기판(630)에 고정되며, 와이어 본딩에 의하여 인쇄회로기판(630)과 전기적으로 연결된다.

렌즈모듈(200)은 하우징(110)에 수용된다. 일 예로, 하우징(110)은 상부와 하부가 개방된 형상이며, 하우징(110)의 내부 공간에 렌즈모듈(200)이 수용된다.

하우징(110)의 하부에는 이미지 센서 모듈(600)이 배치된다.

케이스(130)는 하우징(110)의 외부면을 감싸도록 하우징(110)과 결합하며, 카메라 모듈(1)의 내부 구성부품을 보호하는 기능을 한다.

도 2를 참조하여, 렌즈 구동 장치 중 초점 조정부(400)에 관하여 설명한다.

렌즈 구동 장치는 피사체에 초점을 맞추기 위하여 렌즈모듈(200)을 이동시킨다.

일 예로, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈모듈(200)을 광축(Z축) 방향으로 이동시키는 초점 조정부(400)를 구비한다.

초점 조정부(400)는, 렌즈모듈(200)을 수용하는 캐리어(300), 및 렌즈모듈(200)과 캐리어(300)를 광축(Z축) 방향으로 이동시키도록 구동력을 발생시키는 제1 마그네트(410) 및 제1 코일(430)을 포함한다.

제1 마그네트(410)는 캐리어(300)에 장착된다. 일 예로 제1 마그네트(410)는 캐리어(300)의 일 측면에 장착될 수 있다.

제1 코일(430)은 기판(470)에 구비된다. 일 예로 제1 코일(430)은 기판(470)의 일면에 구비될 수 있다. 제1 마그네트(410)와 제1 코일(430)이 광축(Z축)에 수직한 방향으로 마주보도록 기판(470)은 하우징(110)의 측면에 장착된다.

하우징(110)에는 개구부가 구비되며, 기판(470)에 배치된 제1 코일(430)은 개구부를 통해 제1 마그네트(410)와 직접 마주볼 수 있다.

제1 마그네트(410)는 캐리어(300)에 장착되어 캐리어(300)와 함께 광축(Z축) 방향으로 이동하는 이동부재이고, 제1 코일(430)은 하우징(110)에 고정된 고정부재이다.

제1 코일(430)에 전원이 인가되면, 제1 마그네트(410)와 제1 코일(430) 사이의 전자기력에 의하여 캐리어(300)를 광축(Z축) 방향으로 이동시킬 수 있다.

캐리어(300)에는 렌즈모듈(200)이 수용되므로, 캐리어(300)의 이동에 의해 렌즈모듈(200)도 광축(Z축) 방향으로 이동된다. 도 2를 참조로 후술하는 바와 같이, 캐리어(300)에는 가이드 프레임(310)과 렌즈모듈(200)이 순차로 수용되어 있으므로, 캐리어(300)의 이동에 의해 가이드 프레임(310) 및 렌즈모듈(200)도 광축(Z축) 방향으로 이동된다.

캐리어(300)가 이동될 때, 캐리어(300)와 하우징(110) 사이의 마찰을 저감하도록 캐리어(300)와 하우징(110) 사이에 제1 볼 부재(B1)가 배치된다.

제1 볼 부재(B1)는 제1 마그네트(410)의 양 옆에 배치되는 복수의 볼 부재를 포함할 수 있다.

캐리어(300)와 하우징(110)이 서로 광축(Z축)에 수지한 방향으로 마주보는 면 중 적어도 하나에는 제1 볼 부재(B1)를 수용하는 제1 가이드홈부(111)가 형성된다. 제1 가이드홈부(111)는 제1 마그네트(410)의 양 옆에 배치된다.

제1 볼 부재(B1)는 제1 가이드홈부(111)에 수용되어 캐리어(300)와 하우징(110) 사이에 끼워진다.

요크(440)는 제1 마그네트(410)와 광축(Z축)에 수직한 방향으로 마주보도록 배치된다. 일 예로, 요크(440)는 기판(470)의 타면에 장착된다. 따라서, 요크(440)는 제1 코일(430)을 사이에 두고 제1 마그네트(410)와 마주보도록 배치된다.

요크(440)와 제1 마그네트(410) 사이에는 광축(Z축)에 수직한 방향으로 인력이 작용한다.

따라서, 요크(440)와 제1 마그네트(410) 사이의 인력에 의해 제1 볼 부재(B1)는 캐리어(300) 및 하우징(110)과 접촉 상태를 유지할 수 있다.

또한, 요크(440)는 제1 마그네트(410)의 자기력이 집속되도록 하는 기능도 한다. 이에 따라, 누설 자속이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

일 예로, 요크(440)와 제1 마그네트(410)는 자기 회로(Magnetic circuit)를 형성한다.

본 발명은 렌즈모듈(200)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 사용한다.

따라서, 폐루프 제어를 위하여 제1 위치 센싱부(450)가 제공된다. 제1 위치 센싱부(450)는 제1 마그네트(410)와 마주보도록 제1 코일(430)의 중앙에 형성된 중공부에 배치된다. 제1 위치 센싱부(450)는 제1 위치 센서를 포함할 수 있고, 제1 위치 센서는 홀 센서일 수 있다.

다음으로, 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 구동 장치 중 흔들림 보정부(500)에 관하여 설명한다.

흔들림 보정부(500)는 이미지 촬영 또는 동영상 촬영 시 사용자의 손떨림 등의 요인에 의해 이미지가 번지거나 동영상이 흔들리는 것을 보정하기 위해 사용된다.

예를 들어, 흔들림 보정부(500)는 사용자의 손떨림 등에 의해 영상 촬영 시 흔들림이 발생할 때, 흔들림에 대응하는 상대변위를 렌즈모듈(200)에 부여함으로써 흔들림을 보상한다.

일 예로, 흔들림 보정부(500)는 렌즈모듈(200)을 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동시켜 흔들림을 보정한다.

흔들림 보정부(500)는 렌즈모듈(200)의 이동을 가이드하는 가이드 프레임(310) 및 광축(Z축)에 수직한 방향으로 구동력을 발생시키는 제2 마그네트(510a)와 제2 코일(510b), 제3 마그네트(530a)와 제3 코일(530b)을 포함한다.

가이드 프레임(310)과 렌즈홀더(230)는 캐리어(300) 내에 광축(Z축) 방향으로 순차로 배치되며, 렌즈배럴(210)의 이동을 가이드하는 기능을 한다.

가이드 프레임(310)과 렌즈홀더(230)는 렌즈배럴(210)이 삽입될 수 있는 공간을 구비한다. 렌즈배럴(210)은 렌즈홀더(230)와 함께 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동 가능하도록 배치된다.

가이드 프레임(310)은 캐리어(300)와 렌즈홀더(230) 사이에 배치되므로, 카메라 모듈의 광축(Z축) 방향으로의 높이를 줄이기 위해서는 가이드 프레임(310)의 두께를 줄일 필요가 있다. 그러나, 프레임(310)의 두께를 줄일 경우 가이드 프레임(310)의 강성이 약화되어 외부 충격 등에 대한 신뢰성이 저하될 우려가 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1)의 가이드 프레임(310)에는 강성 보강을 위하여 보강판(330)이 구비될 수 있다.

일 예로, 보강판(330)은 인서트 사출에 의해 가이드 프레임(310)에 일체로 결합될 수 있다. 이 경우, 금형 내에 보강판(330)을 고정한 상태로 금형 내에 수지재를 주입함으로써 보강판(330)이 가이드 프레임(310)에 일체화되도록 제조할 수 있다.

보강판(330)은 가이드 프레임(310)의 내부에 배치되며, 보강판(330)의 일부는 가이드 프레임(310)의 외부로 노출된다.

일 예로, 보강판(330)의 상부면(331)은 가이드 프레임(310)의 상부면으로부터 노출되도록 가이드 프레임(310)에 결합될 수 있다. 보강판(330)의 측면에는 가이드 프레임(310)의 측면으로부터 노출되는 돌출부(335)가 마련될 수 있다.

이와 같이, 보강판(330)을 가이드 프레임(310)의 내부에 일체로 형성하면서도, 보강판(330)의 일부를 가이드 프레임(310)의 다양한 부분으로 노출시킴으로써, 보강판(330)과 가이드 프레임(310)의 결합력을 향상시킬 수 있고, 보강판(330)이 가이드 프레임(310)으로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다.

가이드 프레임(310)은 중공을 갖는 사각 플레이트 형상일 수 있다.

한편, 가이드 프레임(310)과 가까운 위치에는 제2 및 제3 마그네트(510a, 530a)가 배치된다. 따라서, 흔들림 보정 시 제2 및 제3 마그네트(510a, 530a)의 이동이 방해받는 것을 방지하도록 보강판(330)은 비자성 금속일 수 있다.

가이드 프레임(310) 및 렌즈홀더(230)는, 제2 및 제3 마그네트(510a, 530a)와 제2 및 제3 코일(510b, 530b)에 의해 발생된 구동력으로 캐리어(300)에 대하여 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동된다.

제2 마그네트(510a)와 제2 코일(510b)은 광축(Z축)에 수직한 제1 축(X축) 방향으로 구동력을 발생시키고, 제3 마그네트(530a)와 제3 코일(530b)은 제1 축(X축)에 수직한 제2 축(Y축) 방향으로 구동력을 발생시킨다. 즉, 제2 마그네트(510a)와 제2 코일(510b)은 서로 마주보는 방향으로 구동력을 발생시키고, 제3 마그네트(530a)와 제3 코일(530b)도 서로 마주보는 방향으로 구동력을 발생시킨다.

여기서, 제2 축(Y축)은 광축(Z축)과 제1 축(X축)에 모두 수직한 축을 의미한다.

제2 및 제3 마그네트(510a, 530a)는 광축(Z축)에 수직한 평면에서 서로 직교하도록 배치되고, 제2 및 제3 코일(510b, 530b)도 광축(Z축)에 수직한 평면에서 서로 직교하도록 배치된다.

제2 및 제3 마그네트(510a, 530a)는 렌즈홀더(230)에 장착된다. 일 예로, 제2 및 제3 마그네트(510a, 530a)는 각각 렌즈홀더(230)의 측면에 장착된다.

렌즈홀더(230)의 측면은 서로 수직한 제1 면과 제2 면을 포함하고, 제2 마그네트(510a)는 렌즈홀더(230)의 제1 면에 배치되고, 제3 마그네트(530b)는 렌즈홀더(230)의 제2 면에 배치된다.

제2 및 제3 코일(510b, 530b)은 기판(470)에 구비될 수 있다. 일 예로, 제2 및 제3 코일(510b, 530b)은 제2 및 제3 마그네트(510a, 530a)와 마주보도록 기판(470)의 일면에 구비될 수 있다.

기판(470)은 하우징(110)의 측면에 장착되며, 하우징(110)에 구비된 개구부를 통해 제2 및 제3 코일(510b, 530b)은 제2 및 제3 마그네트(510a, 530a)와 직접 마주볼 수 있다.

흔들림 보정 시에, 제2 및 제3 마그네트(510a, 530a)는 렌즈홀더(230)와 함께 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동되는 이동부재이고, 제2 및 제3 코일(510b, 530b)은 하우징(110)에 고정된 고정부재이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1)에는 가이드 프레임(310) 및 렌즈홀더(230)를 지지하는 복수의 볼 부재가 제공된다. 복수의 볼 부재는 흔들림 보정과정에서 가이드 프레임(310), 렌즈홀더(230) 및 렌즈배럴(210)의 이동을 가이드하는 기능을 한다. 또한, 캐리어(300), 가이드 프레임(310) 및 렌즈홀더(230) 간의 간격을 유지시키는 기능도 한다.

복수의 볼 부재는 제2 볼 부재(B2) 및 제3 볼 부재(B3)를 포함한다.

제2 볼 부재(B2)는 가이드 프레임(310), 렌즈홀더(230) 및 렌즈배럴(210)의 제1 축(X축) 방향으로의 이동을 가이드하고, 제3 볼 부재(B3)는 렌즈홀더(230) 및 렌즈배럴(210)의 제2 축(Y축) 방향으로의 이동을 가이드한다.

일 예로, 제2 볼 부재(B2)는 제1 축(X축) 방향으로의 구동력이 발생한 경우에 제1 축(X축) 방향으로 구름운동한다. 이에 따라, 제2 볼 부재(B2)는 가이드 프레임(310), 렌즈홀더(230) 및 렌즈배럴(210)의 제1 축(X축) 방향으로의 이동을 가이드한다.

제3 볼 부재(B3)는 제2 축(Y축) 방향으로의 구동력이 발생한 경우에 제2 축(Y축) 방향으로 구름운동한다. 이에 따라, 제3 볼 부재(B3)는 렌즈홀더(230) 및 렌즈배럴(210)의 제2 축(Y축) 방향으로의 이동을 가이드한다.

제2 볼 부재(B2)는 캐리어(300)와 가이드 프레임(310) 사이에 배치되는 복수의 볼 부재를 포함하고, 제3 볼 부재(B3)는 가이드 프레임(310)과 렌즈홀더(230) 사이에 배치되는 복수의 볼 부재를 포함한다.

예컨대, 도 2를 참조하면, 제2 볼 부재(B2)와 제3 볼 부재(B3)는 각각 4개의 볼 부재를 포함할 수 있다.

캐리어(300)와 가이드 프레임(310)이 서로 광축(Z축) 방향으로 마주보는 면 중 적어도 하나에는 제2 볼 부재(B2)를 수용하는 제2 가이드홈부(301)가 형성된다. 제2 가이드홈부(301)는 제2 볼 부재(B2)의 복수의 볼 부재에 대응되는 복수의 가이드홈을 포함한다.

제2 볼 부재(B2)는 제2 가이드홈부(301)에 수용되어 캐리어(300)와 가이드 프레임(310) 사이에 끼워진다.

제2 볼 부재(B2)는 제2 가이드홈부(301)에 수용된 상태에서, 광축(Z축) 및 제2 축(Y축) 방향으로의 이동이 제한되고, 제1 축(X축) 방향으로만 이동될 수 있다. 일 예로, 제2 볼 부재(B2)는 제1 축(X축) 방향으로만 구름운동 가능하다.

이를 위하여, 제2 가이드홈부(301)의 복수의 가이드홈 각각의 평면 형상은 제1 축(X축) 방향으로 길이를 갖는 직사각형일 수 있다.

가이드 프레임(310)과 렌즈홀더(230)가 서로 광축(Z축) 방향으로 마주보는 면 중 적어도 하나에는 제3 볼 부재(B3)를 수용하는 제3 가이드홈부(311)가 형성된다. 제3 가이드홈부(311)는 제3 볼 부재(B3)의 복수의 볼 부재에 대응되는 복수의 가이드홈을 포함한다.

제3 볼 부재(B3)는 제3 가이드홈부(311)에 수용되어 가이드 프레임(310)과 렌즈홀더(230) 사이에 끼워진다.

제3 볼 부재(B3)는 제3 가이드홈부(311)에 수용된 상태에서, 광축(Z축) 및 제1 축(X축) 방향으로의 이동이 제한되고, 제2 축(Y축) 방향으로만 이동될 수 있다. 일 예로, 제3 볼 부재(B3)는 제2 축(Y축) 방향으로만 구름운동 가능하다.

이를 위하여, 제3 가이드홈부(311)의 복수의 가이드홈 각각의 평면 형상은 제2 축(Y축) 방향으로 길이를 갖는 직사각형일 수 있다.

제1 축(X축) 방향으로 구동력이 발생하면, 가이드 프레임(310), 렌즈홀더(230) 및 렌즈배럴(210)이 함께 제1 축(X축) 방향으로 움직인다.

여기서, 제2 볼 부재(B2)는 제1 축(X축)을 따라 구름 운동한다. 이때, 제3 볼 부재(B3)의 움직임은 제한된다.

또한, 제2 축(Y축) 방향으로 구동력이 발생하면, 렌즈홀더(230) 및 렌즈배럴(210)이 제2 축(Y축) 방향으로 움직인다.

여기서, 제3 볼 부재(B3)는 제2 축(Y축)을 따라 구름 운동한다. 이때, 제2 볼 부재(B2)의 움직임은 제한된다.

한편, 도 3을 참조하면, 도 2에 도시된 실시예와 대비할 때 가이드 프레임(310)의 형상에 있어서 차이가 있다.

예컨대, 가이드 프레임(310)은 광축(Z축) 방향에서 바라볼 때, 사각 플레이트의 두 변이 제거된 형상일 수 있다. 따라서, 가이드 프레임(310)은 광축(Z축) 방향에서 바라볼 때 'ㄱ' 또는 'ㄴ' 형상일 수 있다.

이 경우, 제2 볼 부재(B2)와 제3 볼 부재(B3)는 각각 3개의 볼 부재를 포함할 수 있다.

본 발명은 흔들림 보정 과정에서 렌즈배럴(210)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 사용한다.

따라서, 폐루프 제어를 위하여 제2 위치 센싱부(550) 및 제3 위치 센싱부(570)가 제공된다(도 5 참조). 제2 및 제3 위치 센싱부(550, 570)는 제2 및 제3 마그네트(510a, 530a)와 마주보도록 제2 및 제3 코일(510b, 530b)의 중앙에 형성된 중공부에 배치된다. 제2 및 제3 위치 센싱부(550, 570)는 각각 적어도 하나의 홀 센서를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명에는 흔들림 보정부(500)와 제2 및 제3 볼 부재(B2, B3)가 접촉 상태를 유지하도록 제1 요크 및 제2 요크(710, 730)가 제공된다.

제1 및 제2 요크(710, 730)는 캐리어(300)에 고정되고, 제2 및 제3 마그네트(510a, 530a)와 광축(Z축) 방향으로 마주보도록 배치된다.

따라서, 제1 및 제2 요크(710, 730)와 제2 및 제3 마그네트(510a, 530a) 사이에는 광축(Z축) 방향으로 인력이 발생한다.

제1 및 제2 요크(710, 730)와 제2 및 제3 마그네트(510a, 530a) 사이의 인력에 의하여 렌즈홀더(230) 및 가이드 프레임(310)이 제1 및 제2 요크(710, 730)를 향하는 방향으로 가압되므로, 가이드 프레임(310) 및 렌즈홀더(230)는 제2 및 제3 볼 부재(B2, B3)와 접촉 상태를 유지할 수 있다.

제1 및 제2 요크(710, 730)는 제2 및 제3 마그네트(510a, 530a)와의 사이에서 인력을 발생시킬 수 있는 재질이다. 일 예로, 제1 및 제2 요크(710, 730)는 자성체일 수 있다.

한편, 스토퍼(320)는 렌즈홀더(230)의 상면 중 적어도 일부를 커버하도록 캐리어(300)에 결합된다.

스토퍼(320)는 외부 충격 등에 의하여 프레임(310) 및 렌즈홀더(230)가 캐리어(300)의 외부로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

렌즈홀더(230)의 상부면(예컨대, 스토퍼(320)와 광축(Z축) 방향으로 마주보는 면)에는 제1 완충 부재(231)가 배치될 수 있다. 따라서, 렌즈홀더(230)가 광축(Z축) 방향으로 이동될 때, 스토퍼(320)와의 충돌에 의해 발생되는 충격 및 소음을 저감시킬 수 있다.

또한, 렌즈홀더(230)의 측면(예컨대, 캐리어(300)의 내측면과 광축(Z축)에 수직한 방향으로 마주보는 면)에는 제2 완충 부재(233)가 배치될 수 있다. 따라서, 렌즈홀더(230)가 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동될 때, 캐리어(300)와의 충돌에 의해 발생되는 충격 및 소음을 저감시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 제2 및 제3 마그네트, 제2 및 제3 코일, 제2 및 제3 위치 센싱부의 배치 형태를 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 변형예이다.

먼저, 도 5를 참조하면, 제2 마그네트(510a)의 일면은 제2 마그네트(510a)의 길이 방향을 따라 N극과 S극을 갖도록 착자된다. 그리고, 제2 마그네트(510a)의 타면(일면의 반대면)은 일면과 반대극을 갖도록 착자될 수 있다.

제2 마그네트(510a)의 일면과 마주보는 위치에는 제2 코일(510b)이 배치된다. 여기서, 제2 코일(510b)은 제2 마그네트(510a)의 N극과 마주보는 제1 서브 코일(510c)과, 제2 마그네트(510a)의 S극과 마주보는 제2 서브 코일(510d)을 포함한다. 예컨대, 제2 코일(510a)은 2개의 코일을 포함한다.

또한, 제2 위치 센싱부(550)는 제1 서브 코일(510c)의 중공에 배치되는 제2 위치 센서(551), 제2 서브 코일(510d)의 중공에 배치되는 제3 위치 센서(553)를 포함할 수 있다.

제2 위치 센서(551)는 제2 마그네트(510a)의 N극과 마주보게 배치되고, 제3 위치 센서(553)는 제2 마그네트(510a)의 S극과 마주보게 배치된다.

이러한 구조에 의하여, 렌즈모듈(200)이 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동될 때 발생할 수 있는 회전력을 상쇄시킬 수 있다.

예컨대, 제1 축(X축) 방향 또는 제2 축(Y축) 방향으로 구동력을 발생시키는 과정에서 구동력에 편차가 발생하거나, 의도하지 않은 다른 요인으로 인해 렌즈모듈에 회전력이 작용할 우려가 있다.

제2 및 제3 볼 부재(B2, B3)가 배치되는 제2 및 제3 가이드홈부(301, 311)의 구성에 의해 렌즈모듈(200)이 회전되는 것을 방지할 수는 있으나, 기구물의 제조 과정에서 발생하는 공차의 영향으로 인해 렌즈모듈(200)이 미세하게 회전될 수 있다.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1)은 제2 마그네트(510a)의 각 극성과 마주보는 복수의 위치 센서를 포함하므로, 렌즈모듈(200)이 회전되는지 여부를 감지할 수 있다. 또한, 제2 마그네트(510a)의 각 극성과 마주보는 복수의 코일을 포함하므로, 렌즈모듈(200)에 작용하는 회전력을 상쇄시킬 수 있는 구동력을 발생시킬 수 있다.

한편, 도 5를 참조하면, 제2 마그네트(510a)는 하나의 마그네트로 제공되나, 이에 한정되는 것은 아니고, 도 6과 같이 제2 마그네트(510a)가 서로 분리된 2개의 마그네트로 제공되는 것도 가능하다. 이 경우, 각 마그네트는 코일과 마주보는 일면이 하나의 극성을 갖도록 구성될 수 있다.

또한, 도 5를 참조하면, 제3 마그네트(530a), 제3 코일(530b) 및 제3 위치 센싱부(570)의 구성은 제2 마그네트(510a), 제2 코일(510b) 및 제2 위치 센싱부(550)의 구성과 동일할 수 있다.

예컨대, 제3 코일(530b)은 제3 서브 코일(530c) 및 제4 서브 코일(530d)을 포함할 수 있다. 또한, 제3 위치 센싱부(551)는 제4 위치 센서(571) 및 제5 위치 센서(573)을 포함할 수 있다.

다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 도 6과 같이 제3 코일(530b)은 하나의 코일을 포함하는 것도 가능하다. 이 경우, 제3 코일(530b)과 마주보는 제3 마그네트(530a)의 일면은 하나의 극성을 갖도록 구성되고, 제3 위치 센싱부(570)는 하나의 위치 센서를 포함한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이고, 도 8은 렌즈모듈의 분해 사시도이다.

또한, 도 9는 렌즈홀더의 사시도이고, 도 10은 가이드부재의 사시도이며, 도 11은 가이드부재의 저면 사시도이다.

또한, 도 12는 렌즈홀더 및 가이드부재가 분해된 모습을 도시하는 저면 사시도이고, 도 13은 렌즈홀더 및 가이드부재가 결합된 상태를 도시하는 측면도이다.

도 14(a) 및 도 14(b)는 렌즈배럴의 위치가 이동되는 모습을 도시한 도면이다.

여기서, 렌즈배럴(210)은 광축(Z축) 방향으로 이동 가능하도록 렌즈홀더(230)에 결합될 수 있다. 즉, 렌즈배럴(210)은 렌즈홀더(230)에 대해 상대 이동이 가능하다. 이는 카메라 모듈(1)의 사용 여부에 따라 렌즈배럴(210)의 위치를 조정하기 위함이다.

예컨대, 도 14(a) 및 도 14(b)를 참조하면, 카메라 모듈(1)을 사용하지 않을 때는 렌즈배럴(210)이 렌즈홀더(230)에 대해 광축(Z축) 방향 아래쪽(이미지 센서(610)를 향하는 방향)으로 이동되어 카메라 모듈(1)의 외측으로 렌즈배럴(210)이 돌출되는 양을 최소화할 수 있다.

또한, 카메라 모듈(1)을 사용할 때는 렌즈배럴(210)이 렌즈홀더(230)에 대해 광축(Z축) 방향 위쪽(피사체를 향하는 방향)으로 이동될 수 있다.

최근의 카메라 모듈의 경우 성능 향상을 위한 여러 구성이 필요하기 때문에 크기를 줄이는데 어려움이 있으며, 이에 따라 휴대용 전자기기로부터 카메라 모듈이 돌출되게 장착되는 문제가 있다.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1)은 카메라 모듈(1)의 사용 여부에 따라 렌즈배럴(210)의 위치를 이동시킴으로써, 카메라 모듈(1)이 휴대용 전자기기로부터 항상 돌출되어 있는 문제를 해소할 수 있다

도 7 및 도 8을 참조하면, 렌즈모듈(200)은 렌즈배럴(210), 렌즈홀더(230), 가이드부재(250), 탄성부재(270) 및 커버(290)를 포함한다.

가이드부재(250)는 렌즈배럴(210)과 렌즈홀더(230) 사이에 배치된다.

렌즈배럴(210)은 가이드부재(250)에 고정되며, 광축(Z축) 방향으로 이동 시에 렌즈배럴(210)과 가이드부재(250)가 함께 이동된다.

렌즈배럴(210) 및 가이드부재(250)는 렌즈홀더(230)에 수용되도록 배치된다.

커버(290)는 렌즈홀더(230)에 결합되며, 가이드부재(250)와 커버(290) 사이에는 탄성부재(270)가 배치된다.

따라서, 가이드부재(250)는 탄성부재(270)에 의해 탄성 지지된 상태로 렌즈홀더(230)에 대하여 상대 이동될 수 있다.

탄성부재(270)는 광축(Z축) 방향으로 탄성력을 제공할 수 있는 형상으로 구비된다. 본 실시예에서는 3개의 탄성부재(270)가 제공되며, 3개의 탄성부재(270)가 120° 간격으로 이격되게 배치되어 있으나, 탄성부재(270)의 개수에 본 발명의 사상이 제한되는 것은 아니다.

가이드부재(250)와 커버(290)가 서로 마주보는 면에는 각각 결합돌기(251, 291)가 광축(Z축) 방향으로 돌출되게 배치된다.

탄성부재(270)의 일단은 가이드부재(250)의 결합돌기(251)에 결합되고, 탄성부재(270)의 타단은 커버(290)의 결합돌기(291)에 결합될 수 있다.

가이드부재(250)와 렌즈홀더(230) 사이에는 가이드부재(250)가 광축(Z축) 방향으로 평행하게 이동될 수 있도록 하는 가이드 구조가 구비된다.

예컨대, 가이드부재(250)와 렌즈홀더(230) 중 어느 하나에는 가이드돌기(255)가 배치되고, 나머지 하나에는 가이드홈(239)이 배치된다.

본 실시예에서는 가이드돌기(255)가 가이드부재(250)에 배치되고, 가이드홈(239)이 렌즈홀더(230)에 배치되는 것으로 설명하나, 가이드돌기(255)와 가이드홈(239)의 위치는 서로 바뀔 수 있다.

가이드부재(250)의 측면에는 광축(Z축)에 수직한 방향으로 돌출되는 가이드돌기(255)가 배치되고, 가이드돌기(255)와 마주보는 위치의 렌즈홀더(230)의 내측면에는 가이드홈(239)이 배치된다.

가이드돌기(255)는 적어도 3개가 제공되고, 가이드부재(250)의 원주 방향을 따라 이격되게(예컨대, 120° 간격) 배치된다.

가이드홈(239)은 광축(Z축) 방향을 따라 길이를 갖도록 연장된다. 가이드돌기(255)와 가이드홈(239)의 개수는 서로 대응된다.

가이드돌기(255)는 가이드홈(239)에 배치되어 가이드홈(239)을 따라 슬라이딩 이동될 수 있다.

가이드홈(239)에는 가이드돌기(255)와의 마찰을 저감하도록 윤활제가 도포될 수 있다.

각 가이드돌기(255)는 상측 단부가 볼록한 곡면을 갖도록 구성되거나, 상측 단부가 광축(Z축)에 수직한 방향으로 길이를 갖는 반원기둥 형상으로 구성될 수 있다. 가이드홈(239)의 상측 단부는 복수의 경사면(예컨대, 2개)을 갖도록 구성될 수 있다.

따라서, 카메라 모듈(1)의 사용을 위해 렌즈배럴(210)이 광축(Z축) 방향 위쪽으로 이동되면, 가이드돌기(255)가 가이드홈(239)에 대하여 광축(Z축) 방향으로 적어도 두 지점에서 점 접촉 또는 선 접촉되도록 함으로써 렌즈배럴(210)이 정확한 위치에 놓이도록 할 수 있다.

가이드부재(250)는 탄성부재(270)가 결합되는 지점으로부터 광축(Z축) 방향으로 연장되는 연장부(253)를 포함할 수 있다.

즉, 가이드부재(250)는 탄성부재(270)가 결합되는 위치의 광축(Z축) 방향으로의 두께가 다른 부분의 광축(Z축) 방향으로의 두께보다 두꺼울 수 있다. 이에 따라, 탄성력이 가해지는 부분의 강성을 향상시킬 수 있다.

또한, 가이드부재(250)의 연장부(253)는 광축(Z축) 방향 아래쪽으로의 구동력을 전달받는 기능을 할 수 있다.

예컨대, 렌즈배럴(210)이 광축(Z축) 방향으로 이동된 상태에서 가이드부재(250)의 연장부(253)는 카메라 모듈(1)의 외부로 돌출되어 있으며, 별도의 구동부에 의해 연장부(253)에 구동력이 가해지면 가이드부재(250)가 렌즈배럴(210)과 함께 광축(Z축) 방향 아래쪽으로 이동될 수 있다.

따라서, 카메라 모듈(1)을 사용하지 않을 때는 렌즈배럴(210)의 위치를 광축(Z축) 방향 아래쪽으로 이동시킬 수 있다. 이 상태에서 렌즈배럴(210)을 광축(Z축) 방향 위쪽으로 이동시키기 위하여 탄성부재(270)의 탄성력을 이용할 수 있다.

즉, 렌즈배럴(210)이 광축(Z축) 방향 아래쪽에 위치할 때는 탄성부재(270)가 압축되어 가이드부재(250)를 지지하고 있으며, 가이드부재(250)의 연장부(253)에 가해지는 구동력이 제거되면 탄성부재(270)의 탄성력에 의해 가이드부재(250)와 렌즈배럴(210)이 함께 광축(Z축) 방향 위쪽으로 이동될 수 있다.

가이드부재(250)의 연장부(253)의 상부면은 렌즈배럴(210)의 위치에 관계없이 렌즈홀더(230)의 상부면보다 광축(Z축) 방향 위쪽에 놓이도록 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1)은 렌즈배럴(210)을 광축(Z축) 방향 아래쪽으로 이동시키도록 구동력을 제공하는 구동부를 더 포함할 수 있다.

구동부는 카메라 모듈(1)의 일 구성으로 제공되는 것도 가능하고, 카메라 모듈(1)의 일 구성이 아닌 별개 부품으로 제공되는 것도 가능하다.

한편, 도 9를 참조하면, 렌즈홀더(230)의 상부면에는 광축(Z축)에 수직한 방향으로 돌출되는 복수의 돌출부(235)가 배치되고, 복수의 돌출부(235)들 사이에는 안내홀(237)이 형성될 수 있다.

렌즈홀더(230)의 복수의 돌출부(235)와 가이드부재(250)의 상부면은 광축(Z축) 방향으로 서로 마주보게 배치된다. 한편, 렌즈홀더(230)의 복수의 돌출부(235)와 가이드부재(250)의 상부면 사이에는 렌즈배럴(210)의 위치에 관계없이 광축(Z축) 방향으로 공간이 형성된다.

가이드부재(250)의 연장부(253)는 안내홀(237)에 배치된다. 예컨대, 연장부(253)는 안내홀(237)을 광축(Z축) 방향으로 통과하도록 배치된다. 따라서, 렌즈배럴(210)의 이동 시에 가이드부재(250)는 렌즈홀더(230)의 상부면에 제한되지 않고 이동될 수 있다.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.

1: 카메라 모듈
110: 하우징
130: 케이스
200: 렌즈모듈
210: 렌즈배럴
230: 렌즈홀더
250: 가이드부재
270: 탄성부재
290: 커버
300: 캐리어
310: 가이드 프레임
400: 초점 조정부
500: 흔들림 보정부
600: 이미지 센서 모듈

Claims

적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈배럴 및 상기 렌즈배럴을 수용하는 렌즈홀더를 포함하는 렌즈모듈;
상기 렌즈모듈을 수용하는 캐리어;
상기 캐리어를 수용하는 하우징; 및
상기 캐리어에 배치된 제1 마그네트와, 상기 제1 마그네트와 마주보게 배치된 제1 코일을 포함하는 초점 조정부;를 포함하며,
상기 렌즈모듈은 상기 캐리어와 함께 상기 하우징에 대하여 광축 방향으로 상대 이동 가능하고,
상기 렌즈배럴은 상기 렌즈홀더에 대하여 상기 광축 방향으로 상대 이동 가능한 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 렌즈배럴과 상기 렌즈홀더 사이에 배치되는 가이드부재;를 더 포함하며,
상기 렌즈배럴은 상기 가이드부재에 고정되어 상기 가이드부재와 함께 이동 가능한 카메라 모듈.
제2항에 있어서,
상기 가이드부재를 탄성 지지하는 탄성부재;를 더 포함하는 카메라 모듈.
제3항에 있어서,
상기 하우징에 결합되는 커버;를 더 포함하고,
상기 탄성부재는 상기 가이드부재와 상기 커버 사이에 배치되는 카메라 모듈.
제3항에 있어서,
상기 가이드부재는 상기 탄성부재가 결합되는 위치로부터 상기 광축 방향으로 연장되는 연장부를 포함하며,
상기 렌즈홀더는 상기 연장부가 통과되는 안내홀을 갖는 카메라 모듈.
제5항에 있어서,
상기 연장부의 상측 단부는 상기 렌즈홀더의 상부면보다 상기 광축 방향 위쪽에 배치되는 카메라 모듈.
제2항에 있어서,
상기 가이드부재와 상기 하우징이 서로 마주보는 면 중 어느 하나에는 가이드돌기가 배치되고, 나머지 하나에는 가이드홈이 배치되는 카메라 모듈.
제7항에 있어서,
상기 가이드돌기는 적어도 3개가 제공되고, 상기 적어도 3개의 가이드돌기는 상기 가이드부재의 원주 방향을 따라 이격되게 배치되는 카메라 모듈.
제7항에 있어서,
상기 가이드돌기의 상측 단부는 곡면을 포함하고, 상기 가이드홈의 상측 단부는 복수의 경사면을 포함하는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 렌즈모듈을 상기 광축 방향에 수직한 방향으로 이동시키는 흔들림 보정부; 및
상기 렌즈모듈과 상기 캐리어 사이에 배치되는 복수의 볼 부재;를 더 포함하고,
상기 흔들림 보정부는,
상기 렌즈홀더에 배치되는 제2 마그네트와 제3 마그네트; 및
상기 제2 마그네트와 마주보는 제2 코일과 상기 제3 마그네트와 마주보는 제3 코일;을 포함하며,
상기 제2 마그네트와 상기 제2 코일에 의한 구동력의 방향과, 상기 제3 마그네트와 상기 제3 코일에 의한 구동력의 방향은 서로 수직한 카메라 모듈.
제10항에 있어서,
상기 흔들림 보정부는 상기 렌즈모듈과 상기 캐리어에 사이에 배치되는 가이드 프레임;을 더 포함하고,
상기 복수의 볼 부재는 상기 가이드 프레임과 상기 캐리어 사이, 및 상기 렌즈모듈과 상기 가이드 프레임 사이에 각각 배치되는 카메라 모듈.
제10항에 있어서,
상기 제2 코일과 마주보는 상기 제2 마그네트의 일면은 상기 광축 방향에 수직한 방향으로 N극과 S극을 갖도록 착자되고,
상기 제2 코일은 상기 N극과 마주보는 제1 서브 코일 및 상기 S극과 마주보는 제2 서브 코일을 포함하는 카메라 모듈.
제12항에 있어서,
상기 N극과 마주보는 제1 위치 센서 및 상기 S극과 마주보는 제2 위치 센서;를 더 포함하는 카메라 모듈.