KR20230086130A - 카메라 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치 - Google Patents
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Abstract
일 실시 예에 따른 카메라 모듈은, 카메라 하우징; 상기 카메라 하우징 내부에 배치되는 이미지 안정화(OIS) 구동부; 적어도 일부가 상기 OIS 구동부에 결합되는 자동 초점(AF) 구동부; 및 하나 이상의 렌즈를 포함하고, 상기 AF 구동부에 결합되는 렌즈 어셈블리;를 포함하고, 상기 AF 구동부는, 상기 렌즈 어셈블리가 결합되는 제1 캐리어 및 상기 제1 캐리어를 상기 렌즈의 광 축 방향으로 이동시키기 위한 구동력을 제공하는 제1 압전 모터를 포함하고, 상기 OIS 구동부는, 상기 AF 구동부가 결합되는 제2 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 상기 광 축에 수직한 하나 이상의 방향으로 이동시키기 위한 구동력을 제공하는 복수의 제2 압전 모터를 포함할 수 있다. 이 외에도 명세서를 통해 파악되는 다양한 실시 예가 가능하다.
Description
본 문서에서 개시되는 다양한 실시 예들은, 카메라 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
스마트 폰과 같은 모바일 전자 장치는 카메라 모듈을 포함할 수 있다. 카메라 모듈은 렌즈들, 렌즈들을 둘러싸는 렌즈 배럴, 및 이미지 센서를 포함할 수 있다. 카메라 모듈은 다양한 기능을 지원할 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈은 이미지 안정화(예: OIS(optical image stabilization), DIS(digital image stabilization), EIS(electrical image stabilization)) 및 자동 초점 조절(예: AF(auto focus))과 관련된 기능을 지원할 수 있다.
카메라 모듈은 렌즈를 이미지 센서에 대해 상대적으로 이동시킴으로써 이미지 안정화 기능 및 자동 초점 기능을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈은 이미지 안정화 기능과 관련하여 이미지 센서를 기준으로 렌즈를 광 축에 수직한 방향으로 이동시키도록 구성되거나, 자동 초점 기능과 관련하여 이미지 센서를 기준으로 렌즈를 광 축 방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다.
카메라 모듈은 렌즈의 이동을 구현하기 위한 다양한 종류의 액추에이터(actuator)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 액추에이터는 스텝 모터(STM), 보이스 코일 모터(VCM), 형상기억합금(SMA) 및 압전 모터(piezoelectric motor)를 이용하여 제공될 수 있다.
카메라 모듈은 코일과 마그넷을 포함하는 보이스 코일 모터를 이용하여 렌즈를 이동시키도록 구성될 수 있다. 보이스 코일 모터 타입의 액추에이터는 마그넷과 코일의 무게에 의해 카메라 모듈의 무게를 증가시킬 수 있고, 자기 간섭이 발생할 수 있다.
또한, 카메라 모듈은 스텝 모터를 이용하여 렌즈를 이동시키도록 구성될 수 있다. 스텝 모터 타입의 액추에이터는 크기가 커서 카메라 모듈의 소형화에 제한이 있을 수 있고, 모터의 작동에 의해 소음이 발생할 수 있다.
본 문서에 개시되는 다양한 실시 예들에 따르면, 자동 초점 조절 및 이미지 안정화 기능과 관련하여, 압전 모터를 이용하여 렌즈의 이동을 구현하는 카메라 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에서 이루고자 하는 기술적 과제는, 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈은, 카메라 하우징; 상기 카메라 하우징 내부에 배치되는 이미지 안정화(OIS) 구동부; 적어도 일부가 상기 OIS 구동부에 결합되는 자동 초점(AF) 구동부; 및 하나 이상의 렌즈를 포함하고, 상기 AF 구동부에 결합되는 렌즈 어셈블리;를 포함하고, 상기 AF 구동부는, 상기 렌즈 어셈블리가 결합되는 제1 캐리어 및 상기 제1 캐리어를 상기 렌즈의 광 축 방향으로 이동시키기 위한 구동력을 제공하는 제1 압전 모터를 포함하고, 상기 OIS 구동부는, 상기 AF 구동부가 결합되는 제2 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 상기 광 축에 수직한 하나 이상의 방향으로 이동시키기 위한 구동력을 제공하는 복수의 제2 압전 모터를 포함할 수 있다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈은, 카메라 하우징; 렌즈를 포함하고, 적어도 일부가 상기 카메라 하우징 내부에 배치되는 렌즈 어셈블리; 상기 렌즈 어셈블리가 결합되고, 상기 렌즈 어셈블리를 상기 렌즈의 광 축 방향으로 이동시키도록 구성되는 자동 초점(AF) 모듈; 및 상기 카메라 하우징 내부에 결합되고, 상기 AF 모듈을 지지하는 이미지 안정화(OIS) 모듈, 상기 OIS 모듈은 상기 AF 모듈 및 상기 렌즈 어셈블리를 상기 광 축에 수직한 방향으로 이동시키도록 구성됨;을 포함하고, 상기 OIS 모듈 및 상기 AF 모듈 각각은, 인가되는 전압에 기반하여 수축 또는 팽창되는 압전 소자를 이용하여 구동력을 제공하도록 구성되며, 상기 AF 모듈은, 상기 렌즈 어셈블리가 결합되는 AF 캐리어 및 상기 AF 캐리어를 둘러싸는 AF 압전 모터를 포함하고, 상기 AF 압전 모터는, 상기 AF 캐리어가 끼움 결합되도록 개구가 형성되는 금속 플레이트 및 상기 광 축 방향을 향하는 상기 금속 플레이트의 양 면 중 적어도 하나의 면에 배치되는 제1 압전 소자를 포함하고, 상기 금속 플레이트는 상기 개구를 형성하는 내측 단부가 상기 AF 캐리어와 밀착되고, 외측 단부가 상기 OIS 모듈에 고정될 수 있다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈은, 카메라 하우징; 렌즈를 포함하고, 적어도 일부가 상기 카메라 하우징 내부에 배치되는 렌즈 어셈블리; 상기 렌즈 어셈블리가 결합되고, 상기 렌즈 어셈블리를 상기 렌즈의 광 축 방향으로 이동시키도록 구성되는 자동 초점(AF) 모듈; 및 상기 카메라 하우징 내부에 결합되고, 상기 AF 모듈을 지지하는 이미지 안정화(OIS) 모듈, 상기 OIS 모듈은 상기 AF 모듈 및 상기 렌즈 어셈블리를 상기 광 축에 수직한 방향으로 이동시키도록 구성됨;을 포함하고, 상기 OIS 모듈 및 상기 AF 모듈 각각은, 인가되는 전압에 기반하여 수축 또는 팽창되는 압전 소자를 이용하여 구동력을 제공하도록 구성되며, 상기 OIS 모듈은, 상기 AF 모듈이 결합되는 OIS 캐리어 및 상기 OIS 캐리어의 복수의 측면에 배치되는 복수의 OIS 압전 모터를 포함하고, 상기 복수의 OIS 압전 모터 각각은, 상기 광 축에 수직한 방향으로 연장되는 제2 압전 소자, 상기 제2 압전 소자의 제1 단부에 결합되고, 상기 제2 압전 소자의 길이 방향으로 일정 길이로 연장되며, 상기 OIS 캐리어에 연결되는 로드 및 상기 제2 압전 소자의 상기 제1 단부의 반대인 제2 단부에 결합되고, 상기 카메라 하우징 및 상기 OIS 캐리어와 분리된 카운터 매스를 포함하고, 상기 제2 압전 소자는 상기 제2 단부가 상기 카운터 매스에 의해 지지된 상태에서 상기 제1 단부가 상기 제2 단부와 가까워지거나 멀어지는 형태로 수축 또는 팽창되고, 상기 로드는 상기 제2 압전 소자의 팽창 또는 수축에 의해 상기 로드의 길이 방향으로 이동하도록 구성되고, 상기 OIS 캐리어에 상기 로드의 상기 길이 방향에 수직한 방향으로 이동 가능하게 연결될 수 있다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 하우징; 및 상기 하우징 내부에 배치되고, 상기 하우징의 일부 영역을 통해 광을 수신하도록 구성되는 카메라 모듈;을 포함하고, 상기 카메라 모듈은, 카메라 하우징; 상기 카메라 하우징 내부에 배치되는 이미지 안정화(OIS) 구동부; 상기 OIS 구동부의 상부에 안착되는 자동 초점(AF) 구동부; 및 하나 이상의 렌즈를 포함하고, 상기 AF 구동부에 결합되는 렌즈 어셈블리;를 포함하고, 상기 AF 구동부는, 상기 렌즈 어셈블리가 결합되는 제1 캐리어 및 상기 제1 캐리어를 상기 렌즈의 광 축 방향으로 이동시키기도록 구성되는 제1 압전 모터를 포함하고, 상기 OIS 구동부는, 상기 AF 구동부가 결합되는 제2 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 상기 광 축에 수직한 하나 이상의 시프트 축 방향으로 이동시키도록 구성되는 복수의 제2 압전 모터를 포함하고, 상기 제1 캐리어는, 이미지 안정화(OIS) 기능의 수행 시에, 상기 제2 캐리어와 함께 상기 카메라 하우징에 대해 상대적으로 상기 시프트 축 방향으로 이동하도록 구성되고, 자동 초점(AF) 기능의 수행 시에, 상기 제2 캐리어 및 상기 카메라 하우징에 대해 상대적으로 상기 광 축 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다.
본 문서에 개시되는 다양한 실시 예들에 따른 카메라 모듈은 압전 소자를 이용한 모터를 적용하여 렌즈를 이동시킴으로써. 이미지 안정화 기능/자동 초점 기능의 수행 시에, 소음 저감, 자기 간섭 방지 또는 정밀한 제어가 가능할 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 다양한 실시 예들에 따른 카메라 모듈은, 2축 OIS 구동을 위한 복수의 OIS 압전 모터를 OIS 캐리어의 실질적으로 수직한 측면에 배치하여 2개의 구동축이 동일 평면 상에 놓임으로써, 카메라 모듈의 높이/사이즈를 줄일 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 다양한 실시 예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 다양한 실시 예들에 따른 카메라 모듈을 예시하는 블록도이다.
도 3a는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 전면 사시도이다.
도 3b는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 후면 사시도이다.
도 3c는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 분해 사시도이다.
도 4a는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 정면도이다.
도 4b는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 평면도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 자동 초점(AF) 구동부의 사시도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 자동 초점(AF) 구동부의 분해 사시도이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 자동 초점(AF) 구동부의 제1 압전 모터의 일부를 도시한다.
도 9a는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 자동 초점(AF) 구동부의 동작을 도시한다.
도 9b는 일 실시 예에 따른 자동 초점(AF) 구동부의 제1 압전 모터의 동작을 도시한다.
도 10a는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 자동 초점(AF) 구동부의 분해 사시도이다.
도 10b는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 자동 초점(AF) 구동부의 단면도이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 이미지 안정화(OIS) 구동부의 사시도이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 이미지 안정화(OIS) 구동부의 분해 사시도이다.
도 13은 일 실시 예에 따른 이미지 안정화(OIS) 구동부의 제2 압전 모터를 도시한다.
도 14는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 이미지 안정화(OIS) 구동부를 도시한다.
도 15는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 이미지 안정화(OIS) 구동부의 동작을 도시한다.
도 16은 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 자동 초점(AF) 구동부 및 이미지 안정화(OIS) 구동부를 도시한다.
도 17은 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 카메라 하우징, 자동 초점(AF) 구동부 및 이미지 안정화(OIS) 구동부를 도시한다.
도 18a는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 센싱 마그넷 및 센서 모듈을 도시한다.
도 18b는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 센싱 마그넷 및 센서 모듈을 도시한다.
도 19a는 일 실시 예에 따른 제1 압전 모터의 출력 단자의 연결 구조를 도시한다.
도 19b는 일 실시 예에 따른 제1 압전 모터의 제어 동작을 도시한다.
도 19c는 일 실시 예에 따른 제1 압전 모터의 제어 동작을 도시한다.
도 20a는 일 실시 예에 따른 제2 압전 모터의 출력 단자의 연결 구조를 도시한다.
도 20b는 일 실시 예에 따른 제2 압전 모터의 제어 동작을 도시한다.
도 20c는 일 실시 예에 따른 제2 압전 모터의 제어 동작을 도시한다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 2는 다양한 실시 예들에 따른 카메라 모듈을 예시하는 블록도이다.
도 3a는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 전면 사시도이다.
도 3b는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 후면 사시도이다.
도 3c는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 분해 사시도이다.
도 4a는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 정면도이다.
도 4b는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 평면도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 자동 초점(AF) 구동부의 사시도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 자동 초점(AF) 구동부의 분해 사시도이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 자동 초점(AF) 구동부의 제1 압전 모터의 일부를 도시한다.
도 9a는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 자동 초점(AF) 구동부의 동작을 도시한다.
도 9b는 일 실시 예에 따른 자동 초점(AF) 구동부의 제1 압전 모터의 동작을 도시한다.
도 10a는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 자동 초점(AF) 구동부의 분해 사시도이다.
도 10b는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 자동 초점(AF) 구동부의 단면도이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 이미지 안정화(OIS) 구동부의 사시도이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 이미지 안정화(OIS) 구동부의 분해 사시도이다.
도 13은 일 실시 예에 따른 이미지 안정화(OIS) 구동부의 제2 압전 모터를 도시한다.
도 14는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 이미지 안정화(OIS) 구동부를 도시한다.
도 15는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 이미지 안정화(OIS) 구동부의 동작을 도시한다.
도 16은 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 자동 초점(AF) 구동부 및 이미지 안정화(OIS) 구동부를 도시한다.
도 17은 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 카메라 하우징, 자동 초점(AF) 구동부 및 이미지 안정화(OIS) 구동부를 도시한다.
도 18a는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 센싱 마그넷 및 센서 모듈을 도시한다.
도 18b는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 센싱 마그넷 및 센서 모듈을 도시한다.
도 19a는 일 실시 예에 따른 제1 압전 모터의 출력 단자의 연결 구조를 도시한다.
도 19b는 일 실시 예에 따른 제1 압전 모터의 제어 동작을 도시한다.
도 19c는 일 실시 예에 따른 제1 압전 모터의 제어 동작을 도시한다.
도 20a는 일 실시 예에 따른 제2 압전 모터의 출력 단자의 연결 구조를 도시한다.
도 20b는 일 실시 예에 따른 제2 압전 모터의 제어 동작을 도시한다.
도 20c는 일 실시 예에 따른 제2 압전 모터의 제어 동작을 도시한다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하, 본 문서의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 문서를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 다양한 실시 예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시 예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제 2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
도 2는 다양한 실시 예들에 따른 카메라 모듈을 예시하는 블록도이다.
도 2의 블록도(200)를 참조하면, 카메라 모듈(180)은 렌즈 어셈블리(210), 플래쉬(220), 이미지 센서(230), 이미지 스태빌라이저(240), 메모리(250)(예: 버퍼 메모리), 또는 이미지 시그널 프로세서(260)를 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(210)는 이미지 촬영의 대상인 피사체로부터 방출되는 빛을 수집할 수 있다. 렌즈 어셈블리(210)는 하나 또는 그 이상의 렌즈들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 복수의 렌즈 어셈블리(210)들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 카메라 모듈(180)은, 예를 들면, 듀얼 카메라, 360도 카메라, 또는 구형 카메라(spherical camera)를 형성할 수 있다. 복수의 렌즈 어셈블리(210)들 중 일부는 동일한 렌즈 속성(예: 화각, 초점 거리, 자동 초점, f 넘버(f number), 또는 광학 줌)을 갖거나, 또는 적어도 하나의 렌즈 어셈블리는 다른 렌즈 어셈블리의 렌즈 속성들과 다른 하나 이상의 렌즈 속성들을 가질 수 있다. 렌즈 어셈블리(210)는, 예를 들면, 광각 렌즈 또는 망원 렌즈를 포함할 수 있다.
플래쉬(220)는 피사체로부터 방출 또는 반사되는 빛을 강화하기 위하여 사용되는 빛을 방출할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 플래쉬(220)는 하나 이상의 발광 다이오드들(예: RGB(red-green-blue) LED, white LED, infrared LED, 또는 ultraviolet LED), 또는 xenon lamp를 포함할 수 있다. 이미지 센서(230)는 피사체로부터 방출 또는 반사되어 렌즈 어셈블리(210)를 통해 전달된 빛을 전기적인 신호로 변환함으로써, 상기 피사체에 대응하는 이미지를 획득할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 이미지 센서(230)는, 예를 들면, RGB 센서, BW(black and white) 센서, IR 센서, 또는 UV 센서와 같이 속성이 다른 이미지 센서들 중 선택된 하나의 이미지 센서, 동일한 속성을 갖는 복수의 이미지 센서들, 또는 다른 속성을 갖는 복수의 이미지 센서들을 포함할 수 있다. 이미지 센서(230)에 포함된 각각의 이미지 센서는, 예를 들면, CCD(charged coupled device) 센서 또는 CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 센서를 이용하여 구현될 수 있다.
이미지 스태빌라이저(240)는 카메라 모듈(180) 또는 이를 포함하는 전자 장치(101)의 움직임에 반응하여, 렌즈 어셈블리(210)에 포함된 적어도 하나의 렌즈 또는 이미지 센서(230)를 특정한 방향으로 움직이거나 이미지 센서(230)의 동작 특성을 제어(예: 리드 아웃(read-out) 타이밍을 조정 등)할 수 있다. 이는 촬영되는 이미지에 대한 상기 움직임에 의한 부정적인 영향의 적어도 일부를 보상하게 해 준다. 일 실시 예에 따르면, 이미지 스태빌라이저(240)은 카메라 모듈(180)의 내부 또는 외부에 배치된 자이로 센서(미도시) 또는 가속도 센서(미도시)를 이용하여 카메라 모듈(180) 또는 전자 장치(101)의 그런 움직임을 감지할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 이미지 스태빌라이저(240)는, 예를 들면, 광학식 이미지 스태빌라이저로 구현될 수 있다. 메모리(250)는 이미지 센서(230)을 통하여 획득된 이미지의 적어도 일부를 다음 이미지 처리 작업을 위하여 적어도 일시 저장할 수 있다. 예를 들어, 셔터에 따른 이미지 획득이 지연되거나, 또는 복수의 이미지들이 고속으로 획득되는 경우, 획득된 원본 이미지(예: Bayer-patterned 이미지 또는 높은 해상도의 이미지)는 메모리(250)에 저장이 되고, 그에 대응하는 사본 이미지(예: 낮은 해상도의 이미지)는 디스플레이 모듈(160)을 통하여 프리뷰될 수 있다. 이후, 지정된 조건이 만족되면(예: 사용자 입력 또는 시스템 명령) 메모리(250)에 저장되었던 원본 이미지의 적어도 일부가, 예를 들면, 이미지 시그널 프로세서(260)에 의해 획득되어 처리될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 메모리(250)는 메모리(130)의 적어도 일부로, 또는 이와는 독립적으로 운영되는 별도의 메모리로 구성될 수 있다.
이미지 시그널 프로세서(260)는 이미지 센서(230)을 통하여 획득된 이미지 또는 메모리(250)에 저장된 이미지에 대하여 하나 이상의 이미지 처리들을 수행할 수 있다. 상기 하나 이상의 이미지 처리들은, 예를 들면, 깊이 지도(depth map) 생성, 3차원 모델링, 파노라마 생성, 특징점 추출, 이미지 합성, 또는 이미지 보상(예: 노이즈 감소, 해상도 조정, 밝기 조정, 블러링(blurring), 샤프닝(sharpening), 또는 소프트닝(softening)을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 이미지 시그널 프로세서(260)는 카메라 모듈(180)에 포함된 구성 요소들 중 적어도 하나(예: 이미지 센서(230))에 대한 제어(예: 노출 시간 제어, 또는 리드 아웃 타이밍 제어 등)를 수행할 수 있다. 이미지 시그널 프로세서(260)에 의해 처리된 이미지는 추가 처리를 위하여 메모리(250)에 다시 저장 되거나 카메라 모듈(180)의 외부 구성 요소(예: 메모리(130), 디스플레이 모듈(160), 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))로 제공될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 이미지 시그널 프로세서(260)는 프로세서(120)의 적어도 일부로 구성되거나, 프로세서(120)와 독립적으로 운영되는 별도의 프로세서로 구성될 수 있다. 이미지 시그널 프로세서(260)이 프로세서(120)과 별도의 프로세서로 구성된 경우, 이미지 시그널 프로세서(260)에 의해 처리된 적어도 하나의 이미지는 프로세서(120)에 의하여 그대로 또는 추가의 이미지 처리를 거친 후 디스플레이 모듈(160)를 통해 표시될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 각각 다른 속성 또는 기능을 가진 복수의 카메라 모듈(180)들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 예를 들면, 상기 복수의 카메라 모듈(180)들 중 적어도 하나는 광각 카메라이고, 적어도 다른 하나는 망원 카메라일 수 있다. 유사하게, 상기 복수의 카메라 모듈(180)들 중 적어도 하나는 전면 카메라이고, 적어도 다른 하나는 후면 카메라일 수 있다.
도 3a는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 전면 사시도이다. 도 3b는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 후면 사시도이다. 도 3c는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 분해 사시도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 일 실시 예에 따른 전자 장치(300)(예: 도 1의 전자 장치(101))는, 제1 면(또는, 전면)(310A), 제2 면(또는, 후면)(310B), 및 제1 면(310A) 및 제2 면(310B) 사이의 공간을 둘러싸는 제3 면(또는, 측면)(310C)을 포함하는 하우징(310)을 포함할 수 있다.
다른 실시 예에서, 하우징(310)은, 제1 면(310A), 제2 면(310B) 및 제3 면(310C)들 중 일부를 형성하는 구조를 지칭할 수도 있다.
일 실시 예에서, 제1 면(310A)은 적어도 일부분이 실질적으로 투명한 전면 플레이트(302)(예: 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트, 또는 폴리머 플레이트)에 의하여 형성될 수 있다. 제2 면(310B)은 실질적으로 불투명한 후면 플레이트(311)에 의하여 형성될 수 있다. 상기 후면 플레이트(311)는, 예를 들어, 코팅 또는 착색된 유리, 세라믹, 폴리머, 금속(예: 알루미늄, 스테인레스 스틸(STS), 또는 마그네슘), 또는 상기 물질들 중 적어도 둘의 조합에 의하여 형성될 수 있다. 제3 면(310C)은 전면 플레이트(302) 및 후면 플레이트(311)와 결합하며, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 측면 베젤 구조(또는, 측면 부재)(318)에 의하여 형성될 수 있다.
다른 실시 예에서, 후면 플레이트(311) 및 측면 베젤 구조(318)는 일체로 형성될 수 있고, 동일한 물질(예: 알루미늄과 같은 금속 물질)을 포함할 수 있다.
도시된 실시 예에서, 전면 플레이트(302)는, 제1 면(310A)의 일부 영역으로부터 후면 플레이트(311) 방향으로 휘어져 심리스하게(seamless) 연장된 2개의 제1 영역(310D)들을 포함할 수 있다. 제1 영역(310D)들은 전면 플레이트(302)의 긴 엣지(long edge) 양단에 위치할 수 있다.
도시된 실시 예에서, 후면 플레이트(311)는, 제2 면(310B)의 일부 영역으로부터 전면 플레이트(302) 방향으로 휘어져 심리스하게 연장된 2개의 제2 영역(310E)들을 포함할 수 있다. 제2 영역(310E)들은 후면 플레이트(311)의 긴 엣지 양단에 포함할 수 있다.
다른 실시 예에서, 전면 플레이트(302)(또는 후면 플레이트(311))는 제1 영역(310D)들(또는 제2 영역(310E)들) 중 하나 만을 포함할 수 있다. 또한, 다른 실시 예에서, 전면 플레이트(302)(또는 후면 플레이트(311))는 제1 영역(310D)들(또는 제2 영역(310E)들) 중 일부를 포함하지 않을 수 있다.
일 실시 예에서, 측면 베젤 구조(318)는, 전자 장치(300)의 측면에서 볼 때, 상기와 같은 제1 영역(310D)들 또는 제2 영역(310E)들이 포함되지 않는 측면 방향(예: 단변)에서는 제1 두께(또는 폭)을 가지고, 상기 제1 영역(310D)들 또는 제2 영역(310E)들을 포함한 측면 방향(예: 장변)에서는 상기 제1 두께보다 얇은 제2 두께를 가질 수 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(300)는 디스플레이(301)(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160)), 오디오 모듈(303, 304, 307)(예: 도 1의 오디오 모듈(170)), 센서 모듈(미도시)(예: 도 1의 센서 모듈(176)), 카메라 모듈(305, 312, 313)(예: 도 1의 카메라 모듈(180)), 키 입력 장치(317)(예: 도 1의 입력 장치(150)), 발광 소자(미도시), 및 커넥터 홀(308)(예: 도 1의 연결 단자(178)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서, 전자 장치(300)는, 상기 구성요소들 중 적어도 하나(예: 키 입력 장치(317) 또는 발광 소자(미도시))를 생략하거나, 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 디스플레이(301)는 전면 플레이트(302)의 상당 부분을 통하여 시각적으로 노출될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(301)의 적어도 일부는 제1 면(310A), 및 제3 면(310C)의 제1 영역(310D)들을 포함하는 전면 플레이트(302)를 통하여 시각적으로 노출될 수 있다. 디스플레이(301)는 전면 플레이트(302)의 배면에 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 디스플레이(301)의 모서리는 전면 플레이트(302)의 인접한 외곽 형상과 대체로 동일하게 형성될 수 있다. 다른 실시 예에서, 디스플레이(301)가 시각적으로 노출되는 면적을 확장하기 위하여, 디스플레이(301)의 외곽과 전면 플레이트(302)의 외곽 간의 간격은 대체로 동일하게 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 하우징(310)의 표면(또는 전면 플레이트(302))은 디스플레이(301)가 시각적으로 노출됨에 따라 형성되는 화면 표시 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 화면 표시 영역은, 제1 면(310A), 및 측면의 제1 영역(310D)들을 포함할 수 있다.
다른 실시 예에서, 화면 표시 영역(310A, 310D)은 사용자의 생체 정보를 획득하도록 구성된 센싱 영역(미도시)을 포함할 수 있다. 여기서, "화면 표시 영역(310A, 310D)이 센싱 영역을 포함함"의 의미는 센싱 영역의 적어도 일부가 화면 표시 영역(310A, 310D)에 겹쳐질 수 있는 것(overlapped)으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 상기 센싱 영역(미도시)은 화면 표시 영역(310A, 310D)의 다른 영역과 마찬가지로 디스플레이(301)에 의해 시각 정보를 표시할 수 있고, 추가적으로 사용자의 생체 정보(예: 지문)를 획득할 수 있는 영역을 의미할 수 있다.
일 실시 예에서, 디스플레이(301)의 화면 표시 영역(310A, 310D)은 제1 카메라 모듈(305)(예: 펀치 홀 카메라)이 시각적으로 노출될 있는 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 카메라 모듈(305)이 시각적으로 노출된 영역은 가장자리의 적어도 일부가 화면 표시 영역(310A, 310D)에 의해 둘러싸일 수 있다. 다양한 실시 예에서, 상기 제1 카메라 모듈(305)은 복수의 카메라 모듈(예: 도 1의 카메라 모듈(180))들을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에서, 디스플레이(301)는, 화면 표시 영역(310A, 310D)의 배면에 오디오 모듈(미도시), 센서 모듈(미도시), 카메라 모듈(예: 제1 카메라 모듈(305)), 및 발광 소자(미도시) 중 적어도 하나가 배치되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(300)는 제1 면(310A)(예: 전면) 및/또는 측면(310C)(예: 제1 영역(310D) 중 적어도 하나의 면)의 배면(예: -z축 방향을 향하는 면)에, 제1 카메라 모듈(305)(예: 언더 디스플레이 카메라(UDC; under display camera))이 제1 면(310A) 및/또는 측면(310C)를 향하도록 배치되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 카메라 모듈(305)은 디스플레이(301)의 아래에 배치될 수 있고, 화면 표시 영역(310A, 310D)으로 시각적으로 노출되지 않을 수 있다.
다양한 실시 예에서, 제1 카메라 모듈(305)이 언더 디스플레이 카메라로 구성되는 경우, 디스플레이(301)는 제1 카메라 모듈(305)과 대면하는 영역이 콘텐츠를 표시하는 표시 영역의 일부로서, 지정된 투과율을 갖는 투과 영역으로 형성될 수도 있다. 예를 들면, 투과 영역은 약 5% 내지 약 50% 범위의 투과율을 갖도록 형성될 수 있다. 이러한 투과 영역은 이미지 센서(예: 도 2의 이미지 센서(230))로 결상되어 화상을 생성하기 위한 광이 통과하는, 제1 카메라 모듈(305)의 유효 영역(예: 화각(FOV) 영역)과 중첩되는 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(301)의 투과 영역은 주변보다 픽셀의 밀도 및/또는 배선 밀도가 낮은 영역을 포함할 수 있다.
다른 실시 예(미도시)에서, 디스플레이(301)는, 터치 감지 회로, 터치의 세기(압력)를 측정할 수 있는 압력 센서, 및/또는 자기장 방식의 스타일러스 펜을 검출하는 디지타이저와 결합되거나 인접하여 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 오디오 모듈(303, 304, 307)은 마이크 홀(303, 304) 및 스피커 홀(307)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 마이크 홀(303, 304)은 제3 면(310C)의 일부 영역에 형성된 제1 마이크 홀(303) 및 제2 면(310B)의 일부 영역에 형성된 제2 마이크 홀(304)을 포함할 수 있다. 마이크 홀(303, 304)의 내부에는 외부의 소리를 획득하기 위한 마이크(미도시)가 배치될 수 있다. 마이크는 소리의 방향을 감지할 수 있도록 복수개의 마이크를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 면(310B)의 일부 영역에 형성된 제2 마이크 홀(304)은, 카메라 모듈(305, 312, 313)에 인접하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 마이크 홀(304)은 카메라 모듈(305, 312, 313) 실행 시 소리를 획득하거나, 또는 다른 기능 실행 시 소리를 획득할 수 있다.
일 실시 예에서, 스피커 홀(307)은, 외부 스피커 홀(307) 및 통화용 리시버 홀(미도시)을 포함할 수 있다. 외부 스피커 홀(307)은 전자 장치(300)의 제3 면(310C)의 일부에 형성될 수 있다. 다른 실시 예에서, 외부 스피커 홀(307)은 마이크 홀(303)과 하나의 홀로 구현될 수 있다. 도시되지 않았으나, 통화용 리시버 홀(미도시)은 제3 면(310C)의 다른 일부에 형성될 수 있다. 예를 들어, 통화용 리시버 홀은 외부 스피커 홀(307)이 형성된 제3 면(310C)의 일부(예: -y축 방향을 향하는 부분)와 마주보는 제3 면(310C)의 다른 일부(예: +y축 방향을 향하는 부분)에 형성될 수 있다. 다양한 실시 예에 따라서, 통화용 리시버 홀은 제3 면(310C)의 일부에 형성되지 않고, 전면 플레이트(302)(또는, 디스플레이(301))와 측면 베젤 구조(318) 사이의 이격 공간에 의해 형성될 수도 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(300)는 외부 스피커 홀(307) 또는 통화용 리시버 홀(미도시)을 통해 하우징(310)의 외부로 소리를 출력하도록 구성되는 적어도 하나의 스피커(미도시)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따라서, 스피커는 스피커 홀(307)이 생략된 피에조 스피커를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 센서 모듈(미도시)은, 전자 장치(300)의 내부의 작동 상태, 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈은, 근접 센서, HRM 센서, 지문 센서, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 카메라 모듈(305, 312, 313)은, 전자 장치(300)의 제1 면(310A)으로 노출되는 제1 카메라 모듈(305)(예: 펀치 홀 카메라), 제2 면(310B)으로 노출되는 제2 카메라 모듈(312), 및/또는 플래시(313)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 카메라 모듈(305)은 디스플레이(301)의 화면 표시 영역(310A, 110D)의 일부를 통해 시각적으로 노출될 수 있다. 예를 들어, 제1 카메라 모듈(305)은 디스플레이(301)의 일부에 형성된 개구(미도시)를 통해 화면 표시 영역(310A, 310D)의 일부 영역으로 시각적으로 노출될 수 있다. 다른 예를 들어, 제1 카메라 모듈(305)(예: 언더 디스플레이 카메라)은 디스플레이(301)의 배면에 배치될 수 있고, 화면 표시 영역(310A, 310D)에 시각적으로 노출되지 않을 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 카메라 모듈(312)은 복수의 카메라들(예: 듀얼 카메라, 트리플 카메라 또는 쿼드 카메라)를 포함할 수 있다. 다만, 제2 카메라 모듈(312)이 반드시 복수의 카메라들을 포함하는 것으로 한정되는 것은 아니며, 하나의 카메라를 포함할 수도 있다.
일 실시 예에서, 제1 카메라 모듈(305) 및 제2 카메라 모듈(312)은, 하나 또는 복수의 렌즈들, 이미지 센서, 및/또는 이미지 시그널 프로세서를 포함할 수 있다. 플래시(313)는, 예를 들어, 발광 다이오드 또는 제논 램프(xenon lamp)를 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서, 2개 이상의 렌즈들(적외선 카메라, 광각 및 망원 렌즈) 및 이미지 센서들이 전자 장치(300)의 한 면에 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 키 입력 장치(317)는 하우징(310)의 제3 면(310C))(예: 제1 영역(310D)들 및/또는 상기 제2 영역(310E)들)에 배치될 수 있다. 다른 실시 예에서, 전자 장치(300)는 키 입력 장치(317) 중 일부 또는 전부를 포함하지 않을 수 있고, 포함되지 않은 키 입력 장치(317)는 디스플레이(301) 상에 소프트 키와 같은 다른 형태로 구현될 수 있다. 다른 실시 예에서, 키 입력 장치는 화면 표시 영역(310A, 310D)에 포함된 센싱 영역(미도시)을 형성하는 센서 모듈(미도시)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 커넥터 홀(308)은 커넥터를 수용할 수 있다. 커넥터 홀(308)은 하우징(310)의 제3 면(310C)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 커넥터 홀(308)은 오디오 모듈(예: 마이크 홀(303) 및 스피커 홀(307))의 적어도 일부와 인접하도록 제3 면(310C)에 배치될 수 있다. 다른 실시 예에서, 전자 장치(300)는 외부 전자 장치와 전력 및/또는 데이터를 송/수신 하기 위한 커넥터(예: USB 커넥터)를 수용할 수 있는 제1 커넥터 홀(308) 및/또는 외부 전자 장치와 오디오 신호를 송/수신하기 위한 커넥터(예: 이어폰 잭)를 수용할 수 있는 제2 커넥터 홀(미도시)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(300)는 발광 소자(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 소자(미도시)는 하우징(310)의 제1 면(310A)에 배치될 수 있다. 상기 발광 소자(미도시)는 전자 장치(300)의 상태 정보를 광 형태로 제공할 수 있다. 다른 실시 예에서, 상기 발광 소자(미도시)는 제1 카메라 모듈(305)의 동작과 연동되는 광원을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 소자(미도시)는, LED, IR LED 및/또는 제논 램프를 포함할 수 있다.
도 3c를 참조하면, 일 실시 예에 따른 전자 장치(300)는, 전면 플레이트(320)(예: 도 3a의 전면 플레이트(302)), 디스플레이(330)(예: 도 3a의 디스플레이(301)), 측면 부재(340)(예: 도 3a의 측면 베젤 구조(318)), 인쇄 회로 기판(350), 리어 케이스(360), 배터리(370), 후면 플레이트(380)(예: 도 3b의 후면 플레이트(311)) 및 안테나(미도시)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에서, 전자 장치(300)는 상기 구성요소들 중 적어도(예: 리어 케이스(360))를 생략하거나, 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수도 있다. 도 3c에 도시된 전자 장치(300)의 구성요소 중 일부는, 도 3a 및 도 3b에 도시된 전자 장치((300)의 구성요소 중 일부와 동일 또는 유사할 수 있으며, 이하, 중복되는 설명은 생략한다.
일 실시 예에서, 전면 플레이트(320) 및 디스플레이(330)는 측면 부재(340)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 도 3c를 기준으로 전면 플레이트(320) 및 디스플레이(330)는 측면 부재(340)의 아래에 배치될 수 있다. 전면 플레이트(320) 및 디스플레이(330)는 측면 부재(340)로부터 +z축 방향에 위치할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(330)는 측면 부재(340)의 아래에 결합되고, 전면 플레이트(320)는 디스플레이(330)의 아래에 결합될 수 있다. 전면 플레이트(320)는 전자 장치(300)의 외면(또는 외관)의 일부를 형성할 수 있다. 디스플레이(330)는 전자 장치(300)의 내부에 위치하도록 전면 플레이트(320)와 측면 부재(340) 사이에 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 측면 부재(340)는 디스플레이(330) 및 후면 플레이트(380) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 측면 부재(340)는 후면 플레이트(380)와 디스플레이(330) 사이의 공간을 둘러싸도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에서, 측면 부재(340)는 전자 장치(300)의 측면(예: 도 3a의 제3 면(310C))의 일부를 형성하는 프레임 구조(341) 및 프레임 구조(341)로부터 내측으로 연장되는 플레이트 구조(342)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 플레이트 구조(342)는 프레임 구조(341)에 의해 둘러싸이도록 프레임 구조(341)의 내부에 배치될 수 있다. 플레이트 구조(342)는 프레임 구조(341)와 연결되거나, 또는 프레임 구조(341)와 일체로 형성될 수 있다. 플레이트 구조(342)는 금속 재질 및/또는 비금속 (예: 폴리머) 재질로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 플레이트 구조(342)는 전자 장치(300)에 포함된 다른 구성요소들을 지지할 수 있다. 예를 들어, 플레이트 구조(342)에는 디스플레이(330), 인쇄 회로 기판(350), 리어 케이스(360) 및 배터리(370) 중 적어도 하나가 배치될 수 있다. 예를 들어, 플레이트 구조(342)는 일 면(예: +z축 방향을 향하는 면)에 디스플레이(330)가 결합되고, 일 면의 반대를 향하는 면(예: -z축 방향을 향하는 면)에 인쇄 회로 기판(350)이 결합될 수 있다.
일 실시 예에서, 리어 케이스(360)는 후면 플레이트(380)와 플레이트 구조(342) 사이에 배치될 수 있다. 리어 케이스(360)는 인쇄 회로 기판(350)의 적어도 일부와 중첩되도록 측면 부재(340)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 리어 케이스(360)는 인쇄 회로 기판(350)을 사이에 두고 플레이트 구조(342)와 마주볼 수 있다.
일 실시 예에서, 인쇄 회로 기판(350)에는, 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120)), 메모리(예: 도 1의 메모리(130)), 및/또는 인터페이스(예: 도 1의 인터페이스(177))가 장착될 수 있다. 프로세서는, 예를 들어, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 메모리는, 예를 들어, 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 인터페이스는, 예를 들어, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 및/또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스는 전자 장치(300)를 외부 전자 장치와 전기적 또는 물리적으로 연결시킬 수 있으며, USB 커넥터, SD 카드/MMC 커넥터, 또는 오디오 커넥터를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 배터리(370)(예: 도 1의 배터리(189))는 전자 장치(300)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 예를 들면, 배터리(370)는 재충전 불가능한 1차 전지, 또는 재충전 가능한 2차 전지, 또는 연료 전지를 포함할 수 있다. 배터리(370)의 적어도 일부는 인쇄 회로 기판(350)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배터리(370)는 전자 장치(300) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(300)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.
일 실시 예에서, 안테나(미도시)(예: 도 1의 안테나 모듈(197))는, 후면 플레이트(380)와 배터리(370) 사이에 배치될 수 있다. 안테나(미도시)는, 예를 들어, NFC(near field communication) 안테나, 무선 충전 안테나, 및/또는 MST(magnetic secure transmission) 안테나를 포함할 수 있다. 안테나(미도시)는, 예를 들어, 외부 장치와 근거리 통신을 하거나, 충전에 필요한 전력을 무선으로 송수신 할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 카메라 모듈(305)은 렌즈가 전면 플레이트(320)(예: 도 3a의 전면(310A))의 일부 영역을 통해 외부 광을 수신할 수 있도록 측면 부재(340)의 적어도 일부(예: 플레이트 구조(342))에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 카메라 모듈(305)의 렌즈는 전면 플레이트(320)의 일부 영역으로 시각적으로 노출될 수 있다. 디스플레이(330)에는 제1 카메라 모듈(305)에 대응되는 카메라 영역(337)(예: 개구 영역 또는 투광 영역)이 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 카메라 모듈(312)은 렌즈가 전자 장치(300)의 후면 플레이트(380)(예: 도 3b의 후면(310B))의 카메라 영역(384)을 통해 외부 광을 수신할 수 있도록 인쇄 회로 기판(350)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 카메라 모듈(312)의 렌즈는 카메라 영역(384)으로 시각적으로 노출될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 카메라 모듈(312)은 전자 장치(300)의 하우징(예: 도 3a 및 도 3b의 하우징(310))에 형성된 내부 공간의 적어도 일부에 배치될 수 있고, 연결 부재(예: 커넥터)를 통해 인쇄 회로 기판(350)에 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 카메라 영역(384)은 후면 플레이트(380)의 표면(예: 도 3b의 후면(310B))에 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 카메라 영역(384)은 제2 카메라 모듈(312)의 렌즈로 외부의 광이 입사되도록 적어도 부분적으로 투명하게 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 카메라 영역(384)의 적어도 일부는 후면 플레이트(380)의 상기 표면으로부터 소정의 높이로 돌출될 수 있다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 카메라 영역(384)은 후면 플레이트(380)의 표면과 실질적으로 동일한 평면을 형성할 수도 있다.
도 4a는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 정면도이다. 도 4b는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 평면도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 일 실시 예에 따른 카메라 모듈(400)(예: 도 3a 및 도 3c의 제1 카메라 모듈(305), 도 3b 및 도 3c의 제2 카메라 모듈(312))은 카메라 하우징(410), 렌즈 어셈블리(420)(예: 도 2의 렌즈 어셈블리(210)) 및 가동부(430)(예: 도 2의 이미지 스태빌라이저(240))를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 카메라 하우징(410)은 커버(411) 및 베이스(413)를 포함할 수 있다. 커버(411) 및 베이스(413)는 서로 결합되어 카메라 모듈(400)의 다른 부품들이 수용될 수 있는 소정의 공간을 형성할 수 있다. 베이스(413)는 렌즈 어셈블리(420) 및 가동부(430)를 지지할 수 있고, 커버(411)는 렌즈 어셈블리(420) 및 가동부(430)의 적어도 일부를 덮도록 베이스(413)에 결합될 수 있다. 커버(411)에는 렌즈 어셈블리(420) 및 가동부(430)의 적어도 일부가 수용되는 개구(4112)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 렌즈 어셈블리(420) 및 가동부(430)는 개구(4112)를 통과하여, 적어도 일부가 카메라 하우징(410) 외부로 노출될 수 있다.
일 실시 예에서, 카메라 하우징(410)은 가로 폭(예: x축 방향 길이)과 세로 폭(예: y축 방향 길이)이 서로 동일하고, 높이(예: z축 방향 길이)가 가로 폭 및 세로 폭보다 작을 수 있다. 예를 들어, 카메라 하우징(410)의 가로 폭 및 세로 폭은 약 17.8mm 이고, 높이는 약 4.3mm 내지 4.45mm일 수 있다. 다만, 카메라 하우징(410)의 사이즈는 상술된 수치에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.
도시되지 않았으나, 카메라 모듈(400)은 이미지 센서(미도시)(예: 도 2의 이미지 센서(230) 또는 도 5의 이미지 센서(493))를 더 포함할 수 있다. 이미지 센서는 카메라 하우징(410)의 적어도 일부에 고정될 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(493)는 베이스(413)에 고정 배치될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 이미지 센서는 렌즈 어셈블리(420)와 광 축(OA) 방향으로 중첩되도록 베이스(413)의 저면(예: -z축 방향을 향하는 면)에 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 렌즈 어셈블리(420)는 렌즈(421) 및 렌즈(421)가 수용되는 렌즈 배럴(423)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 렌즈 배럴(423)은 하나 이상의 렌즈(421)를 둘러쌀 수 있다, 렌즈 배럴(423)은 렌즈(421)를 지지하고, 외부 충격으로부터 렌즈(421)를 보호하는 기능을 제공할 수 있다. 렌즈 어셈블리(420)는 적어도 일부가 커버(411)의 개구(4112)를 통해 카메라 하우징(410)의 외부로 노출될 수 있고, 이에 따라, 외부 광이 렌즈(421)로 입사될 수 있다.
도시된 실시 예에 따르면, 렌즈 어셈블리(420)는 개구(4112)를 통과하여 커버(411)로부터 소정의 높이로 돌출될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 다양한 실시 예에 따라서, 렌즈 어셈블리(420)는 카메라 하우징(410) 내부에 완전히 수용되고, 개구(4112) 또는 투명한 글래스를 포함하는 수광 영역을 통해 외부 광이 입사되도록 구성될 수도 있다.
일 실시 예에서, 렌즈 어셈블리(420)는 가동부(430)에 결합된 상태로 카메라 하우징(410) 내부에 수용될 수 있다. 예를 들어, 렌즈 어셈블리(420)는 가동부(430)의 적어도 일부에 결합(또는 마운트)될 수 있고, 가동부(430)와 함께 카메라 하우징(410)에 대해 상대적으로 하나 이상의 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에서, 가동부(430)는 렌즈 어셈블리(420)를 카메라 하우징(410)(또는, 카메라 하우징(410)에 고정된 이미지 센서)에 대해 상대적으로 이동시킬 수 있다. 가동부(430)는 렌즈 어셈블리(420)와 결합될 수 있고, 적어도 일부가 카메라 하우징(410)에 대해 광 축(OA) 방향 또는 광 축(OA)에 실질적으로 수직한 방향으로 이동 가능하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 가동부(430)는 부분적으로 카메라 하우징(410) 내부에 수용된 상태에서, 전체 및/또는 일부가 광 축(OA) 방향(예: z축 방향) 및/또는 광 축(OA)에 실질적으로 수직한 방향(예: x축 방향 및/또는 y축 방향)으로 이동할 수 있고, 렌즈 어셈블리(420)는 가동부(430)와 함께 이동할 수 있다.
본 문서에 개시된 실시 예들에 따른 카메라 모듈(400)은 가동부(430)의 이동을 제어함으로써 자동 초점 기능(AF; auto focus) 및 광학식 이미지 안정화 기능(OIS; optical image stabilization)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(400)은 가동부(430)의 일부를 광 축(OA) 방향으로 이동시킴에 따라 자동 초점 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 카메라 모듈(400)은 가동부(430)의 일부를 광 축(OA)에 실질적으로 수직한 방향으로 이동시킴에 따라 이미지 안정화 기능(예: 손떨림 보정 기능)을 제공할 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이다.
도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따른 카메라 모듈(400)은, 카메라 하우징(410), 렌즈 어셈블리(420), 가동부(430), 이미지 센서 어셈블리(491) 및 기판 부재(494)를 포함할 수 있다.
도 5에 도시된 카메라 모듈(400)의 구성요소들 중 적어도 일부는 도 4a 및 도4b에 도시된 카메라 모듈(400)의 구성요소들과 동일 또는 유사할 수 있으며, 이하 중복되는 설명은 생략한다.
일 실시 예에서, 카메라 하우징(410)은 가동부(430)가 안착되는 베이스(413) 및 베이스(413)와 결합되는 커버(411)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 커버(411) 및 베이스(413)는 내부 공간을 형성할 수 있다. 일 실시 예에서, 내부 공간에는 렌즈 어셈블리(420), 가동부(430) 및 기판 부재(494)가 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 커버(411)에는 렌즈 어셈블리(420) 및 가동부(430)의 적어도 일부가 수용되는 개구(4112)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 개구(4112)는 렌즈 어셈블리(420) 및 가동부(430)와 광 축(OA) 방향으로 중첩될 수 있다. 커버(411)는 전자 방해 잡음(EMI; electro magnetic interference)을 차단하는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 커버(411)는 금속 재질로 형성될 수 있고, 쉴드 캔(또는 EMI 쉴드 캔)으로 참조될 수 있다.
일 실시 예에서, 베이스(413)는 가동부(430), 이미지 센서 어셈블리(491) 및 기판 부재(494)를 지지할 수 있다. 베이스(413)는 커버(411)와 마주보는 제1 면(414)(예: +z축 방향을 향하는 면) 및 제1 면(414)의 반대를 향하는 제2 면(415)(예: -z축 방향을 향하는 면)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 베이스(413)의 제1 면(414)에는 가동부(430) 및 기판 부재(494)가 배치될 수 있고, 제2 면(415)에는 이미지 센서 어셈블리(491)가 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 베이스(413)는 커버(411)와 결합 시, 부분적으로 커버(411)의 내측면(4114)과 접촉되는 복수의 연장 부분(416)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 연장 부분(416)은 커버(411)와의 결합을 가이드하는 기능을 제공할 수 있다. 복수의 연장 부분(416)은 베이스(413)의 제1 면(414)의 일부 영역으로부터 실질적으로 수직한 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 복수의 연장 부분(416)은 제1 면(414)의 모서리 부분에 형성될 수 있다. 도시된 실시 예에 따르면, 베이스(413)는 실질적으로 사각형 형상으로 형성되고, 제1 면(414)의 모서리 부분에 4개의 연장 부분(416)이 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 복수의 연장 부분(416) 중 적어도 일부는 기판 부재(494)의 일부를 지지할 수 있다. 예를 들어, 복수의 연장 부분(416) 중 적어도 일부는 기판 부재(494)의 제2 서브 기판(494b)에 의해 둘러싸일 수 있다.
일 실시 예에서, 베이스(413)는 가동부(430)가 결합되는 결합 부분(418)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 결합 부분(418)은 베이스(413)의 제1 면(414)으로부터 실질적으로 수직한 방향으로 연장될 수 있다. 결합 부분(418)에는 가동부(430)의 일 부분이 결합될 수 있고, 가동부(430)는 결합 부분(418)에 의해 지지된 상태에서 적어도 일부가 베이스(413)에 대해 상대적으로 이동하도록 구성될 수 있다. 가동부(430)와 베이스(413)의 결합 구조는 이하, 도 17을 참조하여 후술한다.
일 실시 예에서, 베이스(413)는 렌즈 어셈블리(420) 및 이미지 센서 어셈블리(491)가 서로 마주볼 수 있도록 적어도 일부에 제2 개구(417)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 개구(417)는 제1 면(414) 및 제2 면(415)을 관통할 수 있다. 제2 개구(417)는 렌즈 어셈블리(420) 및 이미지 센서(493)와 광 축(OA)을 중심으로 정렬될 수 있다. 예를 들어, 제2 개구(417)는 커버(411)의 개구(4112), 가동부(430)의 수용홀(445)과 광 축(OA) 방향으로 중첩될 수 있다. 렌즈 어셈블리(420)를 통과한 외부 광은 제2 개구(417)를 통해 이미지 센서(493)에 입사될 수 있다.
일 실시 예에서, 렌즈 어셈블리(420)는 가동부(430)와 함께 움직이도록 가동부(430)(예: 자동 초점(AF) 구동부(430-1))에 결합될 수 있다. 예를 들어, 렌즈 어셈블리(420)는 적어도 일부가 가동부(430)의 수용홀(445) 내부에 수용될 수 있고, 수용홀(445)에 끼움 결합될 수 있다. 렌즈 어셈블리(420)는 적어도 하나의 렌즈(421) 및 렌즈(421)가 수용되는 렌즈 배럴(423)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 렌즈 배럴(423)은 가동부(430)의 수용홀(445)에 끼움 결합될 수 있다.
일 실시 예에서, 렌즈 어셈블리(420)는 가동부(430)의 이동에 대응하여, 카메라 하우징(410) 및 이미지 센서 어셈블리(491)에 대해 상대적으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 렌즈 어셈블리(420)는 광 축(OA) 방향(예: z축 방향)으로 이동함에 따라 렌즈(421)와 이미지 센서(493) 사이의 광 축(OA) 방향 거리가 변경될 수 있다(예: AF 기능). 예를 들어, 렌즈 어셈블리(420)는 광 축(OA)에 실질적으로 수직한 방향(예: x축 및/또는 y축 방향)으로 이동함에 따라 광 축(OA)이 이미지 센서(493)의 중심과 어긋나도록 위치될 수 있다(예: OIS 기능).
일 실시 예에서, 가동부(430)는 카메라 하우징(410) 내부에서 부분적으로 광 축(OA) 방향 및 광 축(OA)에 실질적으로 수직한 하나 이상의 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다. 가동부(430)는 렌즈 어셈블리(420)를 카메라 하우징(410) 및 이미지 센서(493)에 대해 상대적으로 이동시키기 위한 구성으로서, 가동부(430)가 움직일 때, 렌즈 어셈블리(420)가 함께 움직이도록 가동부(430)의 일부(예: 자동 초점(AF) 구동부(430-1))에 렌즈 어셈블리(420)가 결합될 수 있다. 가동부(430)는 렌즈 어셈블리(420)의 적어도 일부가 수용되어 끼움 결합되는 수용홀(445)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 가동부(430)는 자동 초점 구동부(이하, AF 구동부)(430-1) 및 이미지 안정화 구동부(이하, OIS 구동부)(430-2)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에서, OIS 구동부(430-2)는 손떨림 보정 구동부로 지칭될 수도 있다. 또한, AF 구동부(430-1)는 AF 구동 모듈로 지칭될 수 있고, OIS 구동부(430-2)는 OIS 구동 모듈로 지칭될 수 있다. AF 구동부(430-1)는 렌즈 어셈블리(420)를 광 축(OA) 방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다. OIS 구동부(430-2)는 렌즈 어셈블리(420)를 광 축(OA)에 실질적으로 수직한 방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, OIS 구동부(430-2)는 적어도 일부가 AF 구동부(430-1) 및 렌즈 어셈블리(420)와 함께 광 축(OA)에 실질적으로 수직한 방향으로 이동할 수 있다. 예를 들어, AF 구동부(430-1)는 적어도 일부가 렌즈 어셈블리(420)와 함께 OIS 구동부(430-2)를 기준으로 광 축(OA) 방향으로 이동할 수 있다.
일 실시 예에서, 가동부(430)는 AF 구동부(430-1)에 렌즈 어셈블리(420)가 결합되고, OIS 구동부(430-2)에 AF 구동부(430-1)가 결합되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, AF 구동부(430-1)에는 렌즈 어셈블리(420)가 결합되는 수용홀(445)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 렌즈 어셈블리(420)는 AF 구동부(430-1)가 이동할 때, AF 구동부(430-1)와 함께 이동할 수 있다. 예를 들어, AF 구동부(430-1)는 OIS 구동부(430-2)의 상부에 안착될 수 있다. 이에 따라, AF 구동부(430-1)는 OIS 구동부(430-2)가 이동할 때, OIS 구동부(430-2)와 함께 이동할 수 있다.
일 실시 예에서, AF 구동부(430-1)는 적어도 일부가 OIS 구동부(430-2) 및 카메라 하우징(410)에 대해 상대적으로 광 축(OA) 방향(예: z축 방향)으로 이동하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, AF 구동부(430-1)는 렌즈 어셈블리(420)가 결합되는 제1 캐리어(440) 및 제1 캐리어(440)를 광 축(OA) 방향으로 이동시키기 위한 구동력을 제공하는 제1 압전 모터(450)를 포함할 수 있다. 제1 압전 모터(450)는 적어도 일부가 OIS 구동부(430-2)에 고정될 수 있고, 제1 캐리어(440)는 제1 압전 모터(450)로부터 발생된 구동력에 의해 OIS 구동부(430-2) 및 카메라 하우징(410)에 대해 상대적으로 광 축(OA) 방향으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 제1 캐리어(440)는 AF 캐리어로 참조될 수 있고, 제1 압전 모터(450)는 AF 압전 모터로 참조될 수 있다.
일 실시 예에서, OIS 구동부(430-2)는 적어도 일부가 카메라 하우징(410)(특히, 베이스(413))에 대해 상대적으로 광 축(OA)에 실질적으로 수직한 방향(예: x축 방향 및 y축 방향)으로 이동하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, OIS 구동부(430-2)는 AF 구동부(430-1)가 안착되는 제2 캐리어(460) 및 제2 캐리어(460)를 광 축(OA)에 실질적으로 수직한 방향으로 이동시키기 위한 구동력을 제공하는 제2 압전 모터(470)를 포함할 수 있다. 제2 압전 모터(470)는 제2 캐리어(460) 및 베이스(413)에 연결될 수 있고, 제2 캐리어(460)는 제2 압전 모터(470)로부터 발생된 구동력에 의해 카메라 하우징(410)에 대해 상대적으로 광 축(OA)에 실질적으로 수직한 방향으로 이동할 수 있다. 제2 캐리어(460)가 이동할 때, 제2 캐리어(460)에 안착된 AF 구동부(430-1)도 제2 캐리어(460)와 함께 이동할 수 있다. 예를 들어, 제2 캐리어(460)는 OIS 캐리어로 참조될 수 있고, 제2 압전 모터(470)는 OIS 압전 모터로 참조될 수 있다.
일 실시 예에서, OIS 구동부(430-2)의 제2 캐리어(460)는 광 축(OA) 방향 이동이 제한될 수 있다. 예를 들어, OIS 구동부(430-2)는 제2 캐리어(460)의 x축 방향 및 y축 방향 이동이 가능하고, 제2 캐리어(460)의 z축 방향 이동이 제한되도록 베이스(413)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 가동부(430)는 제1 캐리어(440)가 제2 캐리어(460)를 기준으로 z축 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 렌즈 어셈블리(420)는 제1 캐리어(440) 및 제2 캐리어(460)의 이동에 대응하여 이미지 센서(493)에 대해 상대적으로 이동하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 렌즈 어셈블리(420)는 제2 캐리어(460)가 제1 캐리어(440)와 함께 베이스(413)에 대해 x축 방향 및 y축 방향으로 이동할 때, 제2 캐리어(460)와 함께 이동할 수 있다. 예를 들어, 렌즈 어셈블리(420)는 제1 캐리어(440)가 OIS 구동부(430-2)에 대해 z축 방향으로 이동할 때, 제1 캐리어(440)와 함께 이동할 수 있다. AF 구동부(430-1) 및 OIS 구동부(430-2)의 구성요소들 및 구동 동작은 이하에서 보다 자세히 설명된다.
일 실시 예에서, 이미지 센서 어셈블리(491)는 카메라 하우징(410)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서 어셈블리(491)는 베이스(413)의 제2 면(415)에 고정 배치될 수 있다. 이미지 센서 어셈블리(491)는 렌즈 어셈블리(420)의 이동 시에 카메라 하우징(410)에 고정될 상태일 수 있고, 렌즈 어셈블리(420)를 기준으로 상대적인 위치가 변할 수 있다.
일 실시 예에서, 이미지 센서 어셈블리(491)는 베이스(413)에 고정 배치되는 회로 기판(492) 및 렌즈 어셈블리(420)와 마주보도록 회로 기판(492)의 일 면(예: +z축 방향을 향하는 면)에 배치되는 이미지 센서(493)를 포함할 수 있다. 도시되지 않았으나, 다양한 실시 예에 따라서, 이미지 센서 어셈블리(491)는 이미지 센서(493)를 덮도록 배치되는 광학 필터(예: 적외선 필터)를 더 포함할 수도 있다.
일 실시 예에서, 회로 기판(492)은 베이스(413)의 제2 면(415)에 다양한 방식을 통해 고정 배치될 수 있다. 예를 들어, 회로 기판(492)은 베이스(413)의 제2 면(415)에 부착 또는 솔더링(soldering)될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다양한 실시 예에 따라서, 회로 기판(492)은 연결 부재(미도시)를 통해 전자 장치(예: 도 3a 내지 도 3c의 전자 장치(300))의 메인 기판(예: 도 3c의 인쇄 회로 기판(350))에 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 이미지 센서(493)는 광 축(OA)에 부분적으로 정렬되도록 회로 기판(492)의 일 면(예: +z축 방향을 향하는 면)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(493)는 베이스(413)의 제2 개구(417)와 중첩될 수 있고, 제2 개구(417)를 통해 렌즈 어셈블리(420)와 마주볼 수 있다. 이미지 센서(493)는 회로 기판(492)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(493)는 회로 기판(492)의 일 면에 SMT(surface mount technology) 방식으로 실장될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이미지 센서(493)는 렌즈 어셈블리(420)의 렌즈(421)를 통과한 광을 수신할 수 있고, 수신된 광 신호에 기반하여 전기 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에서, 이미지 센서(493)는 카메라 하우징(410)에 고정됨에 따라 렌즈 어셈블리(420)의 이동에 대응하여 렌즈 어셈블리(420)에 대한 상대적인 위치가 변할 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(493)는 자동 초점 기능의 수행 시에, 렌즈 어셈블리(420)에 대해 광 축(OA) 방향으로 상대적인 위치 변화가 발생할 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(493)는 이미지 안정화 기능의 수행 시에, 렌즈 어셈블리(420)에 대해 광 축(OA)에 실질적으로 수직한 방향으로 상대적인 위치 변화가 발생할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 이미지 안정화 기능이 수행될 때, 렌즈 어셈블리(420)가 이동하지 않은 기본 상태(또는 초기 상태)에서 렌즈(421)의 광 축(OA)은 이미지 센서(493)의 중심을 통과할 수 있고, 렌즈 어셈블리(420)가 광 축(OA)에 실질적으로 수직한 방향으로 이동함에 따라 렌즈(421)의 광 축(OA)은 이미지 센서(493)의 중심과 어긋나도록 위치할 수 있다.
일 실시 예에서, 기판 부재(494)는 베이스(413)에 의해 지지될 수 있다. 기판 부재(494)는 가동부(430)의 제1 압전 모터(450) 및/또는 제2 압전 모터(470)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 기판 부재(494)는 연결 부재(미도시)를 통해 제1 압전 모터(450) 및/또는 제2 압전 모터(470)와 전기적으로 연결될 수 있다. 기판 부재(494)는 전자 장치(300)의 인쇄 회로 기판(350)(예: 메인 기판)과 전기적으로 연결될 수 있고, 제1 압전 모터(450) 및 제2 압전 모터(470)에 전기적 신호를 전달하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 기판 부재(494)는 연결 부재(미도시)를 통해 인쇄 회로 기판(350)과 전기적으로 연결되거나, 또는 이미지 센서 어셈블리(491)의 회로 기판(492)에 연결됨에 따라 회로 기판(492)을 통해 인쇄 회로 기판(350)과 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 기판 부재(494)는 기판 부재(494)는 제1 서브 기판(494a) 및 제2 서브 기판(494b)을 포함할 수 있다. 예를 들어 제1 서브 기판(494a)은 제2 압전 모터(470)와 전기적으로 연결될 수 있고, 제2 서브 기판(494b)은 제1 압전 모터(450)와 전기적으로 연결될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다양한 실시 예에 따라서, 제1 서브 기판(494a) 및 제2 서브 기판(494b)은 인쇄 회로 기판(PCB), 연성 인쇄 회로 기판(FPCB) 또는 경연성 인쇄 회로 기판(RFPCB)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 서브 기판(494a)은 베이스(413)의 제1 면(414)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 기판(494a)은 가동부(430)와 마주보도록 제1 면(414)에 부착될 수 있다. 제1 서브 기판(494a)에는 베이스(413)의 제2 개구(417)에 대응되는 개구 영역(미도시)이 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 서브 기판(494b)은 베이스(413)의 연장 부분(416)의 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 제2 서브 기판(494b)은 부분적으로 제1 서브 기판(494a)과 실질적으로 수직을 이루도록 배치될 수 있다.
도 5에 도시된 기판 부재(494)의 개수, 형상 또는 위치는 예시적인 것으로서, 도시된 실시 예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 기판 부재(494)는 제1 서브 기판(494a) 및 제2 서브 기판(494b)이 서로 연결되거나, 일체로 형성된 형태로 제공될 수도 있다. 또한, 예를 들어, 기판 부재(494)는 제1 서브 기판(494a) 및 제2 서브 기판(494b) 중 적어도 하나가 생략되거나, 다른 서브 기판을 더 포함할 수도 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 자동 초점(AF) 구동부의 사시도이다. 도 7은 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 자동 초점(AF) 구동부의 분해 사시도이다. 도 8은 일 실시 예에 따른 자동 초점(AF) 구동부의 제1 압전 모터의 일부를 도시한다.
도 8은 제1 압전 모터의 압전 소자 조립체의 사시도 및 단면도를 각각 도시한다. 예를 들어, 도 8의 단면도는 압전 소자 조립체의 사시도를 기준으로 B-B' 단면을 나타낸다.
도 6, 도 7 및 도 8을 참조하면, 일 실시 예에 따른 카메라 모듈(예: 도 4a, 4b 및 도 5의 카메라 모듈(400))의 AF 구동부(430-1)는 제1 캐리어(440) 및 제1 압전 모터(450)를 포함할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 제1 캐리어(440)은 수용홀(445)에 렌즈 어셈블리(예: 도 5의 렌즈 어셈블리(420))가 결합될 수 있고, 제1 압전 모터(450)는 제1 캐리어(440)를 광 축(OA) 방향으로 이동시키기 위한 구동력을 발생시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 캐리어(440)는 적어도 일부가 제1 압전 모터(450) 내에 수용될 수 있다. 예를 들어, 제1 캐리어(440)는 제1 압전 모터(450)에 끼움 결합됨에 따라, 외주면의 적어도 일부가 제1 압전 모터(450)에 의해 둘러싸일 수 있다. 제1 캐리어(440)는 제1 압전 모터(450)로부터 제공된 구동력에 의해 광 축(OA) 방향으로 움직일 수 있다. 예를 들어, 제1 캐리어(440)는 제1 캐리어(440)의 이동에 대해 상대적으로 고정된 제1 압전 모터(450)의 일 부분을 기준으로 광 축(OA) 방향으로 이동할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 캐리어(440)는 제1 프레임(441), 결합 링(442) 및 탄성 부재(443)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 프레임(441)은 렌즈 어셈블리(420)가 결합되는 구성으로서, 중심 부분에 렌즈 어셈블리(420)가 수용되는 제1 개구 영역(4411)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 프레임(441)의 제1 개구 영역(4411)은 결합 링(442)의 제2 개구 영역(4421)과 함께 렌즈 어셈블리(420)가 끼움 결합되는 수용홀(445)을 형성할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 프레임(441)은 측벽(447)이 제1 압전 모터(450)의 일부와 밀착하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 프레임(441)은 제1 압전 모터(450)에 의해 둘러싸이고, 제1 압전 모터(450)의 금속 플레이트(452)와 밀접하게 접촉될 수 있다. 제1 프레임(441)은 금속 플레이트(452)와 접촉된 상태에서, 금속 플레이트(452)의 벤딩 변형에 의해 광 축(OA) 방향으로 이동(예: 도 9a 및 도 9b 참조)하도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 프레임(441)은 제1 부분(441a)과 제2 부분(441b)으로 분할된 구조로 형성될 수 있고, 제1 부분(441a)과 제2 부분(441b) 사이에 탄성 부재(443)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 프레임(441)의 제1 부분(441a)과 제2 부분(441b) 사이에는 탄성 부재(443)가 배치되는 리세스(446)가 형성될 수 있다. 제1 프레임(441)은 제1 부분(441a)과 제2 부분(441b) 사이에 내장된 탄성 부재(443)에 의해 제1 부분(441a)과 제2 부분(441b)이 서로 멀어지는 방향으로 탄성력을 인가받을 수 있다. 예를 들어, 제1 프레임(441)은 탄성 부재(443)에 의해 소정의 예압(pre-load)이 가해진 상태를 유지함에 따라, 측벽(447)이 제1 압전 모터(450)의 금속 플레이트(452)에 균일하게 밀착되는 구조로 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 결합 링(442)은 제1 프레임(441)의 하측(예: -z축 방향) 단부에 결합될 수 있다. 예를 들어, 결합 링(442)은 제1 프레임(441)의 제1 부분(441a) 및 제2 부분(441b)에 걸쳐 결합됨에 따라, 제1 프레임(441)이 소정의 예압을 받는 상태를 유지하도록 할 수 있다. 결합 링(442)은 제1 프레임(441)의 하측 단부에 부착될 수 있다. 결합 링(442)에는 렌즈 어셈블리(420)가 수용되는 제2 개구 영역(4421)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 개구 영역(4421)은 제1 프레임(441)의 제1 개구 영역(4411)과 함께 수용홀(445)을 형성할 수 있다.
일 실시 예에서, 결합 링(442)은 제1 캐리어(440)가 제1 압전 모터(450)로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 결합 링(442)은 제1 프레임(441)이 제1 압전 모터(450) 내부에 수용된 상태에서, 제1 압전 모터(450)의 하부(예: -z축 방향)에 위치하도록 제1 프레임(441)에 결합될 수 있다. 결합 링(442)은 제1 프레임(441)의 이동에 대응하여, 테두리부(449)가 제1 압전 모터(450)의 홀더(455)에 접촉됨으로써, 제1 프레임(441)이 제1 압전 모터(450)로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 결합 링(442)은 제1 프레임(441)이 +z축 방향으로 지정된 거리만큼 이동하면 홀더(455)에 접촉하여 스토퍼 기능을 제공할 수 있다. 결합 링(442)의 테두리부(449)는 홀더(455)에 형성된 개구(4551)보다 크게 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 결합 링(442)은 제1 캐리어(440)의 이동을 센싱하기 위한 센싱 마그넷(미도시)이 배치되는 마그넷 수용부(448)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 마그넷 수용부(448)는 테두리부(449)의 일 측으로부터 연장될 수 있다.
일 실시 예에서, 탄성 부재(443)는 제1 프레임(441)와 제1 압전 모터(450)가 기구적으로 균일하게 접촉되도록 제1 프레임(441)에 탄성력을 인가할 수 있다. 탄성 부재(443)는 제1 프레임(441)의 제1 부분(441a)과 제2 부분(441b) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 탄성 부재(443)는 제1 부분(441a)과 제2 부분(441b) 사이의 리세스(446)에 결합될 수 있고, 제1 부분(441a)과 제2 부분(441b)이 서로 멀어지는 방향으로 탄성력을 발생시킬 수 있다. 탄성 부재(443)는 리세스(446)에 끼움 결합될 때, 소정의 변위만큼 압축될 수 있고, 압축된 상태의 탄성 부재(443)에 의해 제1 부분(441a)과 제2 부분(441b)에 탄성력이 인가될 수 있다. 예를 들어, 탄성 부재(443)는 제1 프레임(441)과 금속 플레이트(452) 사이에 유격 또는 틈새를 없애기 위해 제1 부분(441a)과 제2 부분(441b)이 광 축(OA)으로부터 멀어지는 방향으로 예압이 가해진 상태를 유지하도록 탄성력을 발생시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 탄성 부재(443)는 압축 또는 인장되는 스프링일 수 있다. 다만, 탄성 부재(443)는 스프링에 한정되지 않고, 제1 부분(441a)과 제2 부분(441b)에 탄성력을 인가할 수 있는 다양한 소재를 이용하여 구현될 수 있다. 다양한 실시 예에 따라서, 탄성 부재(443)는 고무, 엘라스토머 또는 폴리우레탄을 포함하는 탄성체(elastic body)일 수도 있다. 예를 들어, 상기 탄성체는 리세스(446)에 끼워질 수 있도록 리세스(446)에 대응되는 외형으로 형성될 수 있고, 리세스(446)에 끼워질 때, 외력에 의해 외형이 변하면서 탄성력을 발생시킬 수 있다.
도시된 실시 예에 따르면, 탄성 부재(443)는 제1 부분(441a)과 제2 부분(441b) 사이에 2개가 배치될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 이에 한정되지 않는다. 다양한 실시 예에 따라서(미도시), 제1 프레임(441)은 제1 부분(441a), 제2 부분(441b) 및 제3 부분으로 분할된 구조일 수 있고, 탄성 부재(443)는 제1 부분(441a)과 제2 부분(441b) 사이, 제2 부분(441b)과 제3 부분 사이 및 제3 부분과 제1 부분(441a) 사이에 3개가 배치될 수도 있다. 또한, 탄성 부재(443)의 형상 또는 종류는 도시된 실시 예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도시된 실시 예에 따른 탄성 부재(443)는 플레이트 스프링 또는 클립 스프링 형태일 수 있으나, 다양한 실시 예에 따라서, 탄성 부재(443)는 코일 스프링 형태(예: 도 10a 참조)일 수도 있다.
일 실시 예에서, 제1 압전 모터(450)는 압전 소자 조립체(451) 및 홀더(455)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 압전 소자 조립체(451)는 홀더(455)에 배치될 수 있다. 압전 소자 조립체(451)는 일부가 홀더(455)에 고정되어 지지될 수 있고, 나머지 일부가 고정된 부분을 기준으로 광 축(OA) 방향으로 벤딩되면서 진동 변위를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 압전 소자 조립체(451)는 제1 압전 소자(453, 454)에 전압을 인가하면 제1 압전 소자(453, 454)가 팽창 또는 수축됨에 따라 부분적으로 벤딩 변형될 수 있다.
일 실시 예에서, 압전 소자 조립체(451)는 금속 플레이트(452) 및 제1 압전 소자(453, 454)를 포함할 수 있다. 제1 압전 소자(453, 454)는 제1 서브 압전 소자(453) 및 제2 서브 압전 소자(454)를 포함할 수 있다. 압전 소자 조립체(451)는 제1 캐리어(440)에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 도시된 실시 예에 따르면, 압전 소자 조립체(451)는 제1 캐리어(440)에 대응하여 원형 고리의 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 금속 플레이트(452), 제1 압전 소자(453, 454)는 원환형으로 형성될 수 있다. 다만, 압전 소자 조립체(451)의 형상은 도시된 실시 예에 한정되지 않으며, 다양하게 변형될 수 있다. 다른 예를 들어, 제1 압전 소자(453, 454)는 제1 서브 압전 소자(453) 및 제2 서브 압전 소자(454) 중 하나로 구성될 수도 있다.
일 실시 예에서, 금속 플레이트(452)는 제1 프레임(441)의 측벽(447)을 둘러싸면서 측벽(447)에 밀착될 수 있다. 예를 들어, 금속 플레이트(452)에는 제1 프레임(441)의 측벽(447)이 삽입되는 개구(4521)가 형성될 수 있다. 개구(4521)는 금속 플레이트(452)의 중심 영역을 관통하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 금속 플레이트(452)는 개구(4521) 내부에 제1 프레임(441)의 측벽(447)이 끼워져 결합되도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 금속 플레이트(452)에 진동 변위가 발생할 때, 제1 프레임(441)이 진동 변위에 대응하여 광 축(OA) 방향으로 이동될 수 있다.
일 실시 예에서, 금속 플레이트(452)는 소정의 탄성을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 금속 플레이트(452)는 제1 압전 소자(453, 454)의 변형에 의해 부분적으로 벤딩될 수 있는 금속 탄성체로 형성될 수 있다. 금속 플레이트(452)의 양 면에는 제1 서브 압전 소자(453) 및 제2 서브 압전 소자(454)가 결합될 수 있다. 예를 들어, 금속 플레이트(452)는 제1 광 축 방향(①)을 향하는 면에 제1 서브 압전 소자(453)가 부착되고, 제2 광 축 방향(②)을 향하는 면에 제2 서브 압전 소자(454)가 부착되도록 구성될 수 있다. 다양한 실시 예에 따라서, 금속 플레이트(452)에는 제1 서브 압전 소자(453) 및 제2 서브 압전 소자(454) 중 하나만 부착될 수도 있다.
일 실시 예에서, 금속 플레이트(452)는 적어도 일부가 홀더(455)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 금속 플레이트(452)의 외측 단부(452a)는 홀더(455)의 단차부(458)에 고정될 수 있다. 금속 플레이트(452)는 외측 단부(452a)가 홀더(455)에 고정된 고정단이 되고, 내측 단부(452b)가 외측 단부(452a)를 기준으로 진동 변위가 발생되는 자유단이 되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 금속 플레이트(452)는 홀더(455)에 고정되는 고정단 부분을 확보하기 위해 금속 플레이트(452)의 단면 폭(W1)이 제1 압전 소자(453, 454)의 단면 폭(W2)보다 크게 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 압전 소자(453, 454)는 전압이 인가되면, 전계(electric field)의 방향 및 제1 압전 소자(453, 454)의 분극 방향에 따라서 팽창 또는 수축의 기계적 변위가 발생될 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 압전 소자(453) 및 제2 서브 압전 소자(454)는 전압이 인가되면 형상이 변형될 수 있다. 제1 서브 압전 소자(453) 및 제2 서브 압전 소자(454)는 압전 세라믹(Piezo-ceramic), 압전 폴리머(Piezo-polymer) 또는 압전 복합체(Piezo-composite)를 포함하는 다양한 압전체를 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 압전 소자(453) 및 제2 서브 압전 소자(454)는 티탄산 지르콘산 연(PZT) 계열의 압전 세라믹일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
일 실시 예에서, 제1 서브 압전 소자(453) 및 제2 서브 압전 소자(454)는 금속 플레이트(452)의 양 면에 각각 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 압전 소자(453) 및 제2 서브 압전 소자(454)는 상부면(예: 제1 광 축 방향(①)을 향하는 면) 및 하부면(예: 제2 광 축 방향(②)을 향하는 면) 중 하나의 면만 금속 플레이트(452)에 부착될 수 있다. 제1 서브 압전 소자(453)는 제2 광 축 방향(②)을 향하고 금속 플레이트(452)에 부착되는 제1 부착면(attached surface)(453a) 및 제1 부착면(453a)의 반대를 향하는 제1 미부착면(non-attached surface)(453b)을 포함할 수 있다. 제2 서브 압전 소자(454)는 제1 광 축 방향(①)을 향하고 금속 플레이트(452)에 부착되는 제2 부착면(454a) 및 제2 부착면(454a)의 반대를 향하는 제2 미부착면(454b)을 포함할 수 있다. 본 문서에 개시된 실시 예들에 따르면, 제1 압전 소자(453, 454)에 전압이 인가되면 제1 압전 소자(453, 454)에 팽창 또는 수축이 발생될 수 있고, 이러한 팽창 또는 수축의 변형은 제1 압전 소자(453, 454)의 부착면(453a, 454a)과 미부착면(453b. 454b) 사이의 강성 차이에 의해 벤딩 변형을 발생시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 홀더(455)는 압전 소자 조립체(451)를 지지하는 구성으로서, 적어도 일부에 압전 소자 조립체(451)의 일부가 고정될 수 있다. 홀더(455)는 제1 캐리어(440)를 둘러싸는 개구(4551)가 형성되는 플레이트부(457) 및 플레이트부(457)의 둘레를 따라 제1 광 축 방향(①)으로 연장되는 단차부(458)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 단차부(458)는 압전 소자 조립체(451)를 향하는 플레이트부(457)의 일 면으로부터 돌출될 수 있다. 이에 따라, 단차부(458)와 플레이트부(457) 사이에 높이 차이가 발생될 수 있다. 단차부(458)에는 금속 플레이트(452)의 일부가 고정될 수 있다. 예를 들어, 단차부(458)에는 금속 플레이트(452)의 외측 단부(452a)가 다양한 방식을 통해 고정될 수 있다.
일 실시 예에서, 홀더(455)는 OIS 구동부(예: 도 5의 OIS 구동부(430-2)의 제2 캐리어(460))에 안착될 수 있다. 예를 들어, 홀더(455)는 OIS 구동부(430-2)의 상부에 안착됨에 따라, AF 구동부(430-1)를 OIS 구동부(430-2)에 결합시킬 수 있다. 본 문서에 개시된 실시 예들에 따르면, 제1 압전 모터(450)는 홀더(455)를 통해 OIS 구동부(430-2)에 지지되고, 제1 캐리어(440)는 OIS 구동부(430-2)에 대해 움직일 수 있도록 OIS 구동부(430-2)와 분리된 상태일 수 있다. AF 구동부(430-1)와 OIS 구동부(430-2)의 결합 구조는 이하, 도 16을 참조하여 후술한다.
이하에서, 도 9a 및 도 9b를 참조하여 제1 압전 모터(450)의 구동력에 의해 제1 캐리어(440)가 광 축(OA) 방향으로 이동하는 동작을 설명한다.
도 9a는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 자동 초점(AF) 구동부의 동작을 도시한다. 도 9b는 일 실시 예에 따른 자동 초점(AF) 구동부의 제1 압전 모터의 동작을 도시한다.
도 9a는 도 6에 도시된 AF 구동부(430-1)의 A-A' 단면을 도시한다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 일 실시 예에 따른 AF 구동부(430-1)는 제1 캐리어(440) 및 제1 압전 모터(450)를 포함할 수 있다. 제1 압전 모터(450)는 금속 플레이트(452), 제1 서브 압전 소자(453), 제2 서브 압전 소자(454) 및 홀더(455)를 포함할 수 있다.
도 9a 및 도 9b에 도시된 AF 구동부(430-1)의 구성요소들은 도 6 내지 도 8에 도시된 AF 구동부(430-1)의 구성요소들과 동일 또는 유사하며, 이하 중복되는 설명은 생략한다.
일 실시 예에서, 제1 캐리어(440)는 금속 플레이트(452)의 내부에 수용될 수 있다. 도 9a 및 도 9b에 도시된 제1 캐리어(440)는 제1 프레임(441)으로 참조될 수 있다. 예를 들어, 제1 프레임(441)은 금속 플레이트(452)에 밀착되도록 금속 플레이트(452)의 개구(예: 도 7 및 도 8의 개구(4521))에 결합될 수 있다. 제1 프레임(441)은, 제1 프레임(441)의 제1 부분(예: 도 7의 제1 부분(441a))과 제2 부분(예: 도 7의 제2 부분(441b)) 사이에 배치된 탄성 부재(예: 도 6 및 도 7의 탄성 부재(443))에 의해 예압(P)이 가해짐에 따라 금속 플레이트(452)의 내측 단부(452b)와 균일하게 가압 접촉된 상태를 유지할 수 있다. 예를 들어, 상기 예압(P)은 제1 프레임(441)을 금속 플레이트(452)의 내측 단부(452b)를 향해 밀어내는 방향으로 작용할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 캐리어(440)는 금속 플레이트(452)의 내측 단부(452b)와 접촉된 상태에서, 금속 플레이트(452)가 고정단인 외측 단부(452a)를 기준으로 제1 광 축 방향(①) 또는 제2 광 축 방향(②)으로 벤딩 변위(901)를 일으킴에 따라, 내측 단부(452b)와 함께 제1 광 축(OA) 방향 또는 제2 광 축 방향(②)으로 이동(902)할 수 있다. 제1 캐리어(440)는 홀더(455)에 대해 광 축(OA) 방향으로 상대적인 이동이 가능하도록 측벽(447)이 홀더(455)와 이격하도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 압전 모터(450)는 제1 압전 소자(453, 454)의 팽창 또는 수축이 금속 플레이트(452)의 벤딩 변형(901)으로 전환됨으로써, 제1 캐리어(440)를 광 축(OA) 방향으로 이동시키기 위한 구동력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 압전 소자(453) 및 제2 서브 압전 소자(454)는 인가되는 전압에 기반하여 광 축(OA)에 수직한 방향으로 팽창 또는 수축될 수 있다. 금속 플레이트(452)는 제1 압전 소자(453, 454)의 팽창 또는 수축에 의해 제1 광 축 방향(①) 및 제2 광 축 방향(②)으로 벤딩됨으로써 가압 접촉 상태의 제1 캐리어(440)를 이동(902)시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 금속 플레이트(452)는 외측 단부(452a)가 홀더(455)에 고정되고, 내측 단부(452b)가 제1 프레임(441)에 밀착되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 금속 플레이트(452)의 외측 단부(452a)는 홀더(455)의 단차부(458)에 고정될 수 있고, 내측 단부(452b)는 외측 단부(452a)를 기준으로 광 축(OA) 방향으로 이동하면서 금속 플레이트(452)에 벤딩 변위를 발생시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 서브 압전 소자(454)는 홀더(455)의 플레이트부(457)와 일정 간격(G1)으로 이격될 수 있다. 예를 들어, 제2 서브 압전 소자(454)는 금속 플레이트(452)가 단차부(458)에 고정된 상태에서 플레이트부(457)로부터 일정 간격(G1) 이격되도록 단차부(458)의 높이보다 낮은 높이로 형성될 수 있다. 상기 높이는 광 축(OA) 방향 길이를 의미할 수 있다. 제2 서브 압전 소자(454)와 플레이트부(457)가 이격됨에 따라, 금속 플레이트(452)가 제2 광 축 방향(②)으로 벤딩될 수 있는 공간이 확보될 수 있다.
이하, 도 9b를 참조하여, 제1 압전 소자(453, 454)의 팽창 또는 수축에 의해 제1 압전 소자(453, 454)와 금속 플레이트(452)에 벤딩 변형이 발생되는 동작을 설명한다.
도 9b에 도시된 바와 같이, 제1 압전 소자(453, 454)와 금속 플레이트(452)가 결합되는 경우, 제1 압전 소자(453, 454)와 금속 플레이트(452)의 탄성률 차에 의해 제1 압전 소자(453, 454)의 팽창 또는 수축의 변형(903)이 벤딩 변위(901)로 바뀔 수 있다.
일 실시 예에서, 압전 소자 조립체(451)는 제1 서브 압전 소자(453)가 광 축(OA)에 수직한 방향으로 수축되고, 제2 서브 압전 소자(454)가 광 축(OA)에 수직한 방향으로 팽창됨에 따라 제1 광 축 방향(①)으로 벤딩될 수 있다(예: 도 9b의 가운데 그림에서 좌측 그림으로 변형). 예를 들어, 압전 소자 조립체(451)는 제1 서브 압전 소자(453)가 수축되기 위한 전압 및 제2 서브 압전 소자(454)가 팽창되기 위한 전압이 인가됨에 따라, 제1 캐리어(440)를 제1 광 축 방향(①)으로 이동시키기 위한 구동력을 발생시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 서브 압전 소자(453)는, 제1 서브 압전 소자(453)가 수축될 때, 제1 부착면(453a)과 제1 미부착면(453b)의 강성 차이에 의해 제1 부착면(453a)에 인접한 부분이 제1 미부착면(453b)에 인접한 부분에 비해 수축되는 정도가 상대적으로 작도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 제1 서브 압전 소자(453)는 제1 미부착면(453b) 방향으로 휘어질 수 있고, 금속 플레이트(452)는 제1 서브 압전 소자(453)와 함께 홀더(455)에 고정된 외측 단부(452a)를 기준으로 제1 광 축 방향(①)으로 휘어질 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 서브 압전 소자(454)는, 제2 서브 압전 소자(454)가 팽창될 때, 제2 부착면(454a)과 제2 미부착면(454b)의 강성 차이에 의해 제2 부착면(454a)에 인접한 부분이 제2 미부착면(454b)에 인접한 부분에 비해 팽창되는 정도가 상대적으로 작도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 제2 서브 압전 소자(454)는 제2 부착면(454a) 방향으로 휘어질 수 있고, 금속 플레이트(452)는 제2 서브 압전 소자(454)와 함께 홀더(455)에 고정된 외측 단부(452a)를 기준으로 제1 광 축 방향(①)으로 휘어질 수 있다.
일 실시 예에서, 압전 소자 조립체(451)는 제1 서브 압전 소자(453)가 광 축(OA)에 수직한 방향으로 팽창되고, 제2 서브 압전 소자(454)가 광 축(OA)에 수직한 방향으로 수축됨에 따라 제2 광 축 방향(②)으로 벤딩될 수 있다(예: 도 9b의 가운데 그림에서 우측 그림으로 변형). 예를 들어, 압전 소자 조립체(451)는 제1 서브 압전 소자(453)가 팽창되기 위한 전압 및 제2 서브 압전 소자(454)가 수축되기 위한 전압이 인가됨에 따라, 제1 캐리어(440)를 제2 광 축 방향(②)으로 이동시키기 위한 구동력을 발생시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 서브 압전 소자(453)는, 제1 서브 압전 소자(453)가 팽창될 때, 제1 부착면(453a)과 제1 미부착면(453b)의 강성 차이에 의해 제1 부착면(453a)에 인접한 부분이 제1 미부착면(453b)에 인접한 부분에 비해 팽창되는 정도가 상대적으로 작도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 제1 서브 압전 소자(453)는 제1 부착면(453a) 방향으로 휘어질 수 있고, 금속 플레이트(452)는 제1 서브 압전 소자(453)와 함께 홀더(455)에 고정된 외측 단부(452a)를 기준으로 제2 광 축 방향(②)으로 휘어질 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 서브 압전 소자(454)는, 제2 서브 압전 소자(454)가 수축될 때, 제2 부착면(454a)과 제2 미부착면(454b)의 강성 차이에 의해 제2 부착면(454a)에 인접한 부분이 제2 미부착면(454b)에 인접한 부분에 비해 수축되는 정도가 상대적으로 작도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 제2 서브 압전 소자(454)는 제2 미부착면(454b) 방향으로 휘어질 수 있고, 금속 플레이트(452)는 제2 서브 압전 소자(454)와 함께 홀더(455)에 고정된 외측 단부(452a)를 기준으로 제2 광 축 방향(②)으로 휘어질 수 있다.
도 10a는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 자동 초점(AF) 구동부의 분해 사시도이다. 도 10b는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 자동 초점(AF) 구동부의 단면도이다.
도 10a 및 도 10b는 다른 실시 예에 따른 AF 구동부(430-1')를 도시하는 도면으로서, 도 10a 및 도 10b에 도시된 AF 구동부(430-1')의 구성요소 중 일부는 도 6 내지 도 8에 도시된 AF 구동부(430-1)의 구성요소와 다른 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 10a 및 도 10b의 AF 구동부(430-1')는 도 6 내지 도 8의 AF 구동부(430-1)와 비교할 때, 일부 구성의 형상이 부분적으로 다르고, 동작 및 기능은 실질적으로 동일 또는 유사할 수 있다. 이하, 중복되는 설명은 생략하고, 변경된 부분을 중심으로 설명한다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 일 실시 예에 따른 카메라 모듈(400)의 AF 구동부(430-1')(예: 도 6 및 도 7의 AF 구동부(430-1))는 제1 캐리어(440')(예: 도 6 및 도 7의 제1 캐리어(440)) 및 제1 압전 모터(450')(예: 도 6 및 도 7의 제1 압전 모터(450))를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 캐리어(440')는 제1 프레임(441')(예: 도 6 및 도 7의 제1 프레임(441)), 결합 링(442')(예: 도 6 및 도 7의 결합 링(442)) 및 탄성 부재(443')(예: 도 6 및 도 7의 탄성 부재(443))를 포함할 수 있다. 제1 프레임(441')은 제1 부분(441a')과 제2 부분(441b')으로 분할된 구조로 형성될 수 있고, 제1 부분(441a')과 제2 부분(441b') 사이에 탄성 부재(443')가 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 프레임(441')의 제1 부분(441a')과 제2 부분(441b') 사이에는 탄성 부재(443')가 배치되는 리세스(446')가 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 탄성 부재(443')는 제1 부분(441a')과 제2 부분(441b') 사이에 형성된 리세스(446')에 배치될 수 있고, 제1 부분(441a')과 제2 부분(441b')이 서로 멀어지는 방향으로 탄성력을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 탄성 부재(443')는 코일 스프링 형태로 형성될 수 있다. 탄성 부재(443')는 양 단부가 서로 마주보는 리세스(446')의 내측벽에 의해 지지될 수 있다. 탄성 부재(443')는 리세스(446')에 결합될 때, 소정의 변위만큼 압축될 수 있고, 압축된 상태의 탄성 부재(443')에 의해 제1 부분(441a')과 제2 부분(441b')에 탄성력이 인가될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 압전 모터(450')는 압전 소자 조립체(451')(예: 도 6 및 도 7의 압전 소자 조립체(451)) 및 홀더(455')(예: 도 6 및 도 7의 홀더(455))를 포함할 수 있다. 압전 소자 조립체(451')는 금속 플레이트(452')(예: 도 7 및 도 8의 금속 플레이트(452)), 제1 서브 압전 소자(453')(예: 도 7 및 도 8의 제1 서브 압전 소자(453)) 및 제2 서브 압전 소자(454')(예: 도 7 및 도 8의 제2 서브 압전 소자(454))를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 금속 플레이트(452')는 홀더(455')에 고정되는 외측 단부(452a')가 구부러진 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 금속 플레이트(452')는 외측 단부(452a')가 중심 부분(452c')으로부터 실질적으로 수직하게 연장되는 형상일 수 있다.
일 실시 예에서, 금속 플레이트(452')의 외측 단부(452a')는 홀더(455')의 지지홈(458') 또는 지지벽(459')에 고정될 수 있다. 금속 플레이트(452')는 외측 단부(452a')가 중심 부분(452c')으로부터 제2 광 축 방향(②)으로 일정 길이만큼 연장됨에 따라, 외측 단부(452a')가 홀더(455')에 고정되면 제2 서브 압전 소자(454')가 홀더(455')의 플레이트부(457')로부터 이격될 수 있다. 제2 서브 압전 소자(454')와 플레이트부(457')가 이격됨에 따라, 금속 플레이트(452')가 제2 광 축 방향(②)으로 벤딩될 수 있는 공간이 확보될 수 있다.
일 실시 예에서, 금속 플레이트(452')의 내측 단부(452b')는 제1 프레임(441')에 내장된 탄성 부재(443')의 탄성력 의해 제1 프레임(441')의 측벽(447')과 밀착될 수 있다. 금속 플레이트(452')의 내측 단부(452b')는 외측 단부(452a')를 기준으로 광 축(OA) 방향으로 이동하면서 금속 플레이트(452')에 벤딩 변위를 발생시킬 수 있다. 금속 플레이트(452')의 내측 단부(452b')는 제1 프레임(441')의 측벽(447')과 접촉하여 마찰을 유지함에 따라 제1 프레임(441')의 제1 광 축 방향(①) 또는 제2 광 축 방향(②) 이동이 구현될 수 있다.
일 실시 예에서, 홀더(455')는 플레이트부(457'), 플레이트부(457')로부터 제1 광 축 방향(①)으로 연장되는 지지벽(459') 및 플레이트부(457')로부터 제2 광 축 방향(②)으로 함몰되는 지지홈(458')을 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지벽(459')은 플레이트부(457')의 가장자리를 따라 연장될 수 있고, 지지홈(458')은 지지벽(459')과 플레이트부(457') 사이에 위치하도록 지지벽(459')의 내측면을 따라 함몰될 수 있다. 지지홈(458')에는 금속 플레이트(452')의 외측 단부(452a')의 일 부분이 삽입될 수 있고, 지지벽(459')에는 금속 플레이트(452')의 외측 단부(452a')의 일 면이 접촉될 수 있다. 예를 들어, 지지홈(458') 및 지지벽(459')은 금속 플레이트(452')의 외측 단부(452a')가 고정되도록 외측 단부(452a')와 결합 또는 부착될 수 있다.
도 11은 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 이미지 안정화(OIS) 구동부의 사시도이다. 도 12는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 이미지 안정화(OIS) 구동부의 분해 사시도이다. 도 13은 일 실시 예에 따른 이미지 안정화(OIS) 구동부의 제2 압전 모터를 도시한다.
도 11, 도 12 및 도 13을 참조하면, 일 실시 예에 따른 OIS 구동부(430-2)는, 제2 캐리어(460) 및 복수의 제2 압전 모터(470)를 포함할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 제2 캐리어(460)는 AF 구동부(예: 도 5 내지 도 7의 AF 구동부(430-1))와 함께 움직이도록 AF 구동부(430-1)의 홀더(예: 도 6 및 도 7의 홀더(455))와 결합될 수 있고, 제2 압전 모터(470)는 제2 캐리어(460)를 광 축(OA)에 실질적으로 수직한 적어도 하나의 방향으로 이동시키기 위한 구동력을 발생시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 캐리어(460)는 광 축(OA)에 실질적으로 수직한 측면에 복수의 제2 압전 모터(470)가 결합될 수 있다. 제2 캐리어(460)는 제2 압전 모터(470)로부터 제공된 구동력에 의해 광 축(OA)에 실질적으로 수직한 제1 시프트 축(S1) 및 제2 시프트 축(S2) 중 적어도 하나의 방향으로 움직일 수 있다. 예를 들어, 제2 캐리어(460)는 제2 압전 모터(470)에 구동에 의해 카메라 하우징(예: 도 4a, 도 4b 및 도 5의 카메라 하우징(410) 또는 베이스(413))를 기준으로 제1 시프트 축(S1) 및/또는 제2 시프트 축(S2) 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 시프트 축(S1) 및 제2 시프트 축(S2) 각각은 광 축(OA)에 실질적으로 수직할 수 있고, 제1 시프트 축(S1)과 제2 시프트 축(S2)은 서로에 대해 실질적으로 수직할 수 있다. 도 11 및 도 12를 기준으로 광 축(OA)은 z축에 실질적으로 평행하고, 제1 시프트 축(S1)은 x축에 실질적으로 평행하고, 제2 시프트 축(S2)은 y축에 실질적으로 평행할 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 캐리어(460)는 제2 프레임(461) 및 지지 플레이트(462)를 포함할 수 있다. 제2 프레임(461) 및 지지 플레이트(462)는 일체로 움직이도록 서로 결합될 수 있다. 예를 들어, 제2 프레임(461)과 지지 플레이트(462)는 서로 결합됨으로써 제2 캐리어(460)를 형성할 수 있다. 지지 플레이트(462)는 다양한 방식을 통해 제2 프레임(461)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 지지 플레이트(462)는 접착 부채를 통해 제2 프레임(461)에 부착되거나, 인서트 몰딩(insert molding) 방식으로 제2 프레임(461)에 조립될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 도시된 실시 예에 따르면, 제2 캐리어(460)는 제2 프레임(461)과 지지 플레이트(462)가 별도의 부품으로 제조된 후 서로 결합(조립)되는 구조일 수 있으나, 다양한 실시 예에 따라서, 제2 캐리어(460)는 제2 프레임(461)과 지지 플레이트(462)가 일체로 제조되도록 구성될 수도 있다.
일 실시 예에서, 제2 프레임(461)은 AF 구동부(430-1)가 안착되는 구성으로서, 중심 부분에 AF 구동부(430-1)에 결합된 렌즈 어셈블리(420)의 적어도 일부가 수용되는 개구(4611)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 프레임(461)은 AF 구동부(430-1)가 안착되는 복수의 안착 부분(465)을 포함할 수 있다. 복수의 안착 부분(465)은 제2 프레임(461)의 상부면(예: +z축 방향을 향하는 면)으로부터 돌출될 수 있다. 예를 들어, 복수의 안착 부분(465)은 사각형 형상을 갖는 제2 프레임(461)의 모서리 부분에 4개가 형성될 수 있다. 다만, 도시된 실시 예는 예시적인 것이며, 이제 한정되지 않는다.
일 실시 예에서, 제2 프레임(461)은 광 축(OA)에 수직한 방향을 향하는 복수의 측면들(464)을 포함할 수 있다. 제2 프레임(461)은 제1 측면(464a), 제1 측면(464a)에 실질적으로 수직한 제2 측면(464b), 제2 측면(464b)에 실질적으로 수직하고 제1 측면(464a)에 실질적으로 평행한 제3 측면(464c) 및 제3 측면(464c)에 실질적으로 수직하고 제2 측면(464b)에 실질적으로 평행한 제4 측면(464d)을 포함할 수 있다. 도 11 및 도 12를 기준으로, 제2 프레임(461)은 사각형 형상일 수 있고, 제1 측면(464a)은 -y축 방향을 향하고, 제2 측면(464b)은 +x축 방향을 향하고, 제3 측면(464c)은 +y축 방향을 향하고, 제4 측면(464d)은 -x축 방향을 향할 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 프레임(461)은 복수의 측면들(464)에 복수의 제2 압전 모터(470)가 배치될 수 있다. 제2 프레임(461)의 제1 측면(464a) 및 제3 측면(464c)에는 복수의 제2 압전 모터(470) 중 제2 캐리어(460)를 제1 시프트 축(S1) 방향으로 이동시키기 위한 서브 압전 모터(470-1)가 배치될 수 있고, 제2 프레임(461)의 제2 측면(464b) 및 제4 측면(464d)에는 복수의 제2 압전 모터(470) 중 제2 캐리어(460)를 제2 시프트 축(S2) 방향으로 이동시키기 위한 서브 압전 모터(470-2)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 프레임(461)의 제1 측면(464a) 및 제3 측면(464c)에는 한 쌍의 제1 서브 압전 모터(470-1)가 결합되는 지지 플레이트(462)의 제1 지지부(467a) 및 제3 지지부(467c)가 배치될 수 있고, 제2 프레임(461)의 제2 측면(464b) 및 제4 측면(464d)에는 한 쌍의 제2 서브 압전 모터(470-2)가 결합되는 지지 플레이트(462)의 제2 지지부(467b) 및 제4 지지부(467d)가 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 지지 플레이트(462)는 복수의 제2 압전 모터(470)를 지지하는 구성으로서, 제2 프레임(461)에 고정 배치될 수 있다. 예를 들어, 지지 플레이트(462)는 복수의 제2 압전 모터(470)를 제2 프레임(461)에 기계적으로 연결시킬 수 있다. 지지 플레이트(462)는 일 측(예: 복수의 지지부(467))에 복수의 제2 압전 모터(470)가 결합되되, 복수의 제2 압전 모터(470)가 구동될 때, 제2 압전 모터(470)의 일 부분(예: 로드(473))과 함께 이동하거나, 또는 상기 일 부분의 이동으로부터 분리되도록 구성될 수 있다. 지지 플레이트(462)는 제2 프레임(461)과 함께 움직이도록 제2 프레임(461)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 지지 플레이트(462)는 복수의 제2 압전 모터(470)의 구동에 의해 이동할 때, 제2 프레임(461)과 함께 이동함으로써, 제2 프레임(461)에 안착된 AF 구동부(430-1) 및 렌즈 어셈블리(예: 도 4a, 도 4b 및 도 5의 렌즈 어셈블리(420))를 이동시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 지지 플레이트(462)는 제2 프레임(461)에 고정되는 고정부(466) 및 고정부(466)로부터 연장되는 복수의 지지부(467)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 고정부(466)는 제2 프레임(461)의 개구(4611)에 대응하여 중심 영역이 개방된 형태일 수 있고, 제2 프레임(461)의 일부 영역에 고정될 수 있다. 고정부(466)는 제2 프레임(461)에 대응되는 형상으로 형성될 수 있고, 제2 프레임(461)의 하부면(예: -z축 방향을 향하는 면)에 접촉되어 고정될 수 있다. 다만, 도시된 실시 예는 예시적인 것으로서, 다양한 실시 예에 따라서, 고정부(466)는 제2 프레임(461)의 상부면(예: +z축 방향을 향하는 면)에 배치될 수도 있다.
일 실시 예에서, 복수의 지지부(467)는 복수의 제2 압전 모터(470)가 결합되는 부분으로서, 제2 프레임(461)의 복수의 측면들(464)에 배치될 수 있다. 복수의 지지부(467)는 적어도 일부가 복수의 측면들(464)과 마주보게 위치하도록 고정부(466)의 테두리로부터 연장될 수 있다. 예를 들어, 복수의 지지부(467)는 고정부(466)가 제2 프레임(461)에 고정됨에 따라 제2 프레임(461)의 복수의 측면들(464)에 배치될 수 있다. 복수의 지지부(467)는 제1 측면(464a)에 배치되는 제1 지지부(467a), 제2 측면(464b)에 배치되는 제2 지지부(467b), 제3 측면(464c)에 배치되는 제3 지지부(467c) 및 제4 측면(464d)에 배치되는 제4 지지부(467d)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 지지부(467a) 및 제3 지지부(467c)에는 한 쌍의 제1 서브 압전 모터(470-1)가 결합될 수 있고, 제2 지지부(467b) 및 제4 지지부(467d)에는 한 쌍의 제2 서브 압전 모터(470-2)가 결합될 수 있다.
일 실시 예에서, 복수의 지지부(467)는 각각 복수의 제2 압전 모터(470)의 적어도 일부가 삽입되는 홀(468)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 지지부(467) 각각의 홀(468)에는 복수의 제2 압전 모터(470)의 로드(473)가 삽입될 수 있다. 복수의 지지부(467)는 부분적으로 벤딩됨으로써, 중심부에 홀(468)이 형성되도록 구성될 수 있다. 복수의 지지부(467)는 홀(468)에 삽입된 로드(473)를 홀(468) 내부 방향으로 가압하면서 접촉될 수 있다(예: 도 14 참조). 복수의 지지부(467)는 로드(473)가 홀(468)에 삽입될 때, 복수의 지지부(467)(또는 홀(468)의 크기)가 부분적으로 변형될 수 있고, 홀(468) 내부에 삽입된 로드(473)와 소정의 예압을 유지하면서 접촉될 수 있다. 예를 들어, 복수의 지지부(467)는 스프링의 특성을 갖도록 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 복수의 지지부(467)는 복수의 제2 압전 모터(470)의 구동력이 전달되는 부분일 수 있다. 복수의 지지부(467)는 복수의 제2 압전 모터(470)의 로드(473)가 광 축(OA)에 실질적으로 수직한 방향으로 이동할 때, 로드(473)가 이동하는 속도에 기초하여, 로드(473)와 함께 이동하거나, 로드(473)와 함께 이동하지 않고 상대적으로 고정되도록 구성될 수 있다(예: 스틱-슬립 동작(stick-slip motion). 예를 들어, 복수의 지지부(467)는 로드(473)가 소정의 속도보다 낮은 속도로 천천히 이동하는 경우, 로드(473)와 함께 움직일 수 있다(예: 스틱(stick)). 반대로, 복수의 지지부(467)는 로드(473)가 소정의 속도보다 높은 속도로 빠르게 이동하는 경우, 로드(473)와 함께 움직이지 않을 수 있다(예: 슬립(slip)). 복수의 제2 압전 모터(470)에 의해 제2 캐리어(460)가 이동하는 동작은 이하, 도 14 및 도 15를 참조하여 후술한다.
다양한 실시 예에 따라서, 지지 플레이트(462)는 고정부(466)가 생략되고, 복수의 지지부(467)가 제2 프레임(461)에 직접 결합되도록 구성될 수도 있다. 또한, 다른 예를 들어, 복수의 지지부(467)는 제2 프레임(461)으로부터 연장됨으로써 제2 프레임(461)과 일체로 형성될 수도 있다.
일 실시 예에서, 복수의 제2 압전 모터(470)는 제2 압전 소자(471), 로드(473) 및 카운터 매스(counter mass)(475)를 포함할 수 있다. 복수의 제2 압전 모터(470)는 제2 압전 소자(471)의 양 단부에 로드(473) 및 카운터 매스(475)가 결합되는 구조로 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 압전 소자(471)는 전압이 인가되면 수축 또는 팽창의 기계적 변형이 발생할 수 있다. 예를 들어, 제2 압전 소자(471)는 광 축(OA)에 실질적으로 수직한 방향으로 길게 연장된 형상일 수 있고, 전계(electric field)의 방향 및 제2 압전 소자의 분극 방향에 따라서 제2 압전 소자(471)의 길이 방향으로 수축 또는 팽창될 수 있다. 여기서, 제2 압전 소자(471)의 길이 방향은 광 축(OA)에 실질적으로 수직한 제1 시프트 축(S1)(예: x축) 또는 제2 시프트 축(S2)(예: y축) 방향일 수 있다. 도시된 실시 예에 따르면, 제2 압전 소자(471)는 광 축(OA)에 실질적으로 수직한 방향으로 길게 연장된 직육면체 형태로 형성될 수 있고, 제2 압전 소자(471)의 길이 방향은 직육면체의 모서리 중 가장 긴 모서리와 평행한 방향을 의미할 수 있다. 다만, 제2 압전 소자(471)의 형상은 도시된 실시 예에 한정되지 않고, 제2 압전 소자(471)는 원기둥을 포함하는 다양한 형상으로 형성될 수도 있다.
일 실시 예에서, 제2 압전 소자(471)는 압전 세라믹(Piezo-ceramic), 압전 폴리머(Piezo-polymer) 또는 압전 복합체(Piezo-composite)를 포함하는 다양한 압전체를 이용하여 형성될 수 있다. 제2 압전 소자(471)는 적층형(milti-layer type) 압전 소자일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 단일 압전 소자일 수도 있다.
일 실시 예에서, 제2 압전 소자(471)는 양 단부에 로드(473) 및 카운터 매스(475)가 결합될 수 있다. 예를 들어, 제2 압전 소자(471)의 길이 방향 일 측면에는 로드(473)가 부착될 수 있고, 제2 압전 소자(471)의 길이 방향 타 측면에는 카운터 매스(475)가 부착될 수 있다.
일 실시 예에서, 로드(473)는 제2 압전 소자(471)의 일 단부에 결합될 수 있다. 로드(473)는 제2 압전 소자(471)가 카운터 매스(475)를 기준으로 광 축(OA)에 실질적으로 수직한 방향으로 수축 또는 팽창함에 따라 이동할 수 있다. 로드(473)는 제2 압전 소자(471)의 길이 방향에 평행한 방향으로 길게 연장될 수 있다. 예를 들어, 로드(473)는 원기둥 형태로 형성될 수 있고, 길이가 일정하게 유지될 수 있다. 로드(473)는 카본(carbon) 계열 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 로드(473)는 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP; carbon fiber reinforced plastic) 재질로 형성될 수 있다. 다만, 로드(473)의 형상 또는 재질은 상술한 내용에 한정되지 않는다.
일 실시 예에서, 로드(473)는 제2 압전 소자(471)의 수축 또는 팽창에 따른 기계적 변위를 지지 플레이트(462)에 전달하여 제2 캐리어(460)의 이동을 제공할 수 있다. 로드(473)는 제2 압전 소자(471)의 일 단부에 결합된 상태로 지지 플레이트(462)의 복수의 지지부(467)에 삽입될 수 있다. 로드(473)는 이동 속도에 따라서 지지 플레이트(462)와 함께 이동하거나, 지지 플레이트(462)에 대해 상대적으로 이동하도록 구성될 수 있다. 로드(473)의 이동 속도는 제2 압전 소자(471)가 수축 또는 팽창되는 속도를 제어하여 조절될 수 있다.
일 실시 예에서, 카운터 매스(475)는 제2 압전 소자(471)의 타 단부에 결합될 수 있다. 카운터 매스(475)는 제2 압전 소자(471)의 수축 또는 팽창이 로드(473)의 선형 운동을 원활하게 전환되도록 제2 압전 소자(471)의 타 단부를 지지하는 역할을 수행할 수 있다. 카운터 매스(475)는 제2 압전 소자(471)의 수축 또는 팽창의 기준이 될 수 있다. 예를 들어, 카운터 매스(475)는 제2 압전 소자(471)의 타 단부가 고정단이 되도록 지지할 수 있다. 카운터 매스(475)는 지정된 질량을 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 카운터 매스(475)는 금속 재질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
일 실시 예에서, 복수의 제2 압전 모터(470)는 제2 캐리어(460)를 제1 시프트 축(S1) 방향으로 이동시키도록 구성되는 제1 서브 압전 모터(470-1) 및 제2 캐리어(460)를 제2 시프트 축(S2) 방향으로 이동시키도록 구성되는 제2 서브 압전 모터(470-2)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 압전 모터(470-1)는 제2 캐리어(460)의 복수의 측면 중 제1 시프트 축(S1)에 평행한 측면(예: 제1 측면(464a) 또는 제3 측면(464c))에 배치될 수 있고, 제2 서브 압전 모터(470-2)는 제2 캐리어(460)의 복수의 측면 중 제2 시프트 축(S2)에 평행한 측면(예: 제2 측면(464b) 또는 제4 측면(464d))에 배치될 수 있다. 제1 서브 압전 모터(470-1)의 제2 압전 소자(471)는 제1 시프트 축(S1) 방향으로 수축 또는 팽창하도록 구성될 수 있고, 제2 서브 압전 모터(470-2)의 제2 압전 소자(471)는 제2 시프트 축(S2) 방향으로 수축 또는 팽창하도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 서브 압전 모터(470-1) 및 제2 서브 압전 모터(470-2)는 한 쌍을 이루도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 제1 서브 압전 모터(470-1)는 제2 캐리어(460)의 제1 측면(464a)에 배치되는 제1 측 서브 모터(470-1a) 및 제2 캐리어(460)의 제3 측면(464c)에 위치하는 제3 측 서브 모터(470-1b)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 제2 서브 압전 모터(470-2)는 제2 캐리어(460)의 제2 측면(464b)에 배치되는 제2 측 서브 모터(470-2a) 및 제2 캐리어(460)의 제4 측면(464d)에 배치되는 제4 측 서브 모터(470-2b)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 측 서브 모터(470-1a)는 지지 플레이트(462)의 제1 지지부(467a)에 결합될 수 있다. 제2 측 서브 모터(470-2a)는 지지 플레이트(462)의 제2 지지부(467b)에 결합될 수 있다. 제3 측 서브 모터(470-1b)는 지지 플레이트(462)의 제3 지지부(467c)에 결합될 수 있다. 제4 측 서브 모터(470-2b)는 지지 플레이트(462)의 제4 지지부(467d)에 결합될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 측 서브 모터(470-1a)는 제1 로드(473a), 제3 서브 압전 소자(471a) 및 제1 카운터 매스(475a)를 포함할 수 있다. 제2 측 서브 모터(470-2a)는 제2 로드(473b), 제4 서브 압전 소자(471b) 및 제2 카운터 매스(475b)를 포함할 수 있다. 제3 측 서브 모터(470-1b)는 제3 로드(473c), 제5 서브 압전 소자(471c) 및 제3 카운터 매스(475c)를 포함할 수 있다. 제4 측 서브 모터(470-2b)는 제4 로드(473d), 제6 서브 압전 소자(471d) 및 제4 카운터 매스(475d)를 포함할 수 있다.
이하, 도 13을 참조하여, 제2 압전 모터(470)의 동작을 설명한다.
도 13에 도시된 바와 같이, 제2 압전 모터(470)는 제2 압전 소자(471)의 팽창 또는 수축의 변형(1301)이 로드(473)의 직선 운동(1303)으로 전환됨으로써, 제2 캐리어(460)를 광 축(OA)에 실질적으로 수직한 시프트 축(S)(예: 제1 시프트 축(S1) 및 제2 시프트 축(S2)) 방향으로 이동시키기 위한 구동력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 제2 압전 소자(471)는 인가되는 전압에 기반하여 시프트 축(S) 방향으로 팽창 또는 수축될 수 있다. 로드(473)는 제2 압전 소자(471)의 팽창 또는 수축에 의해 시프트 축(S) 방향으로 이동할 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 압전 소자(471)는 수축 또는 팽창 시에, 제2 압전 소자(471)의 제2 단부(4712)가 카운터 매스(475)에 의해 지지됨에 따라 제2 압전 소자(471)의 제1 단부(4711)가 제2 단부(4712)를 기준으로 멀어지거나 가까워지도록 변형될 수 있다. 예를 들어, 제2 압전 소자(471)에 제2 압전 소자(471)를 길이 방향(예: 시프트 축 방향(+S/-S))으로 팽창시키기 위한 전압이 인가되면, 제2 압전 소자(471)는, 제2 단부(4712)가 카운터 매스(475)에 의해 지지되고, 제1 단부(4711)가 제2 단부(4712) 또는 카운터 매스(475)를 기준으로 일 방향(예: -S 방향)으로 이동하면서 팽창될 수 있다. 반대로, 제2 압전 소자(471)에 제2 압전 소자(471)를 길이 방향(예: 시프트 축 방향(+S/-S))으로 수축시키기 위한 전압이 인가되면, 제2 압전 소자(471)는, 제2 단부(4712)가 카운터 매스(475)에 의해 지지되고, 제1 단부(4711)가 제2 단부(4712) 또는 카운터 매스(475)를 기준으로 상기 일 방향의 반대 방향(예: +S 방향)으로 이동하면서 수축될 수 있다.
일 실시 예에서, 로드(473)는 제2 압전 소자(471)의 제1 단부(4711)에 결합되어, 제1 단부(4711)와 함께 이동할 수 있다. 로드(473)는 일정한 길이를 유지할 수 있고, 제2 압전 소자(471)가 팽창/수축함(1301)에 따라 제2 단부(4712) 또는 카운터 매스(475)를 기준으로 시프트 축(S) 방향으로 선형 운동(1303)할 수 있다. 예를 들어, 제2 압전 소자(471)에 전압이 인가되지 않은 기본 상태에서 로드(473)의 일 단부(4731)는 카운터 매스(475) 또는 제2 압전 소자(471)의 제2 단부(4712)로부터 제1 거리(d1)에 위치할 수 있다. 제2 압전 소자(471)가 시프트 축(S) 방향으로 팽창하면, 로드(473)가 일 방향(-S 방향)으로 이동하고, 로드(473)의 일 단부(4731)는 카운터 매스(475) 또는 제2 압전 소자(471)의 제2 단부(4712)로부터 제1 거리(d1)보다 큰 제2 거리(d2)에 위치(P2)할 수 있다. 제2 압전 소자(471)가 수축하면, 로드(473)가 상기 일 방향의 반대 방향(+S 방향)으로 이동하고, 로드(473)의 일 단부(4731)는 카운터 매스(475) 또는 제2 압전 소자(471)의 제2 단부(4712)로부터 제1 거리(d1)보다 작은 제3 거리(d3)에 위치(P1)할 수 있다.
도 14는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 이미지 안정화(OIS) 구동부를 도시한다. 도 15는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 이미지 안정화(OIS) 구동부의 동작을 도시한다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 일 실시 예에 따른 OIS 구동부(430-2)는 제2 캐리어(460) 및 복수의 제2 압전 모터(470)를 포함할 수 있다. 제2 캐리어(460)는 제2 프레임(461) 및 지지 플레이트(462)를 포함할 수 있다. 복수의 제2 압전 모터(470) 각각은 제2 압전 소자(471), 로드(473) 및 카운터 매스(475)를 포함할 수 있다.
도 14 및 도 15에 도시된 OIS 구동부(430-2)의 구성요소들은 도 11 내지 도 13에 도시된 OIS 구동부(430-2)의 구성요소들과 동일 또는 유사하며, 이하, 중복되는 설명은 생략한다.
일 실시 예에서, 지지 플레이트(462)는 고정부(466) 및 고정부(466)로부터 연장되는 복수의 지지부(467)를 포함할 수 있다. 복수의 지지부(467)는 홀(468) 내부에 삽입된 로드(473)를 탄성 가압하여 접촉될 수 있다. 예를 들어, 복수의 지지부(467)는 고정부(466)로부터 실질적으로 수직하게 연장되는 제1 부분(4671), 제1 부분(4671)으로부터 실질적으로 수직하게 연장되는 제2 부분(4672), 제2 부분(4672)으로부터 실질적으로 수직하게 연장되는 제3 부분(4673) 및 제3 부분(4673)으로부터 실질적으로 수직하게 연장되는 제4 부분(4674)을 포함할 수 있다. 도 14의 C-C' 단면은 복수의 지지부(467) 중 제1 지지부(467a)의 단면이나, 상술한 내용은 제2 지지부(467b), 제3 지지부(467c) 및 제4 지지부(467d)에도 동일하게 적용될 수 있다.
일 실시 예에서, 복수의 지지부(467)는 제2 부분(4672)과 제4 부분(4674)이 로드(473)와 접촉되고, 제1 부분(4671)과 제3 부분(4673)은 로드(473)와 이격되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 지지부(467)는 제1 부분(4671)과 로드(473) 사이 및 제3 부분(4673)과 로드(473) 사이에 공간을 확보하여 로드(473)가 홀(478) 내부에서 로드(473)의 길이 방향에 수직한 방향으로 이동이 가능하게 형성될 수 있다. OIS 동작에 의해 제2 캐리어(460)가 이동할 때, 제2 캐리어(460)의 이동 방향에 수직하게 배치된 로드(473)는 복수의 지지부(467)에 대해 제2 캐리어(460)의 이동 방향으로 함께 이동할 수 있다.
본 문서에 개시된 실시 예들에 따르면, 제2 캐리어(460)가 제1 서브 압전 모터(470-1)의 구동에 의해 제1 시프트 축(S1) 방향으로 이동할 때, 제2 서브 압전 모터(470-2)의 제2 로드(473b) 및 제4 로드(473d)는 각각 제2 지지부(467b) 및 제4 지지부(467d)의 홀 내부에서 제1 시프트 축(S1) 방향으로 이동할 수 있다. 반대로 제2 캐리어(460)가 제2 서브 압전 모터(470-2)의 구동에 의해 제2 시프트 축(S2) 방향으로 이동할 때, 제1 서브 압전 모터(470-1)의 제1 로드(473a) 및 제3 로드(473c)는 각각 제1 지지부(467a) 및 제3 지지부(467c)의 홀 내부에서 제2 시프트 축(S2) 방향으로 이동할 수 있다. 이에 따라, OIS 동작에서 제1 서브 압전 모터(470-1) 및 제2 서브 압전 모터(470-2) 각각의 구동 시에 기구적 구속에 의한 동작 방해 또는 제한이 발생하지 않을 수 있고, 동일 평면 상에서 2축 OIS 구동을 구현할 수 있다.
일 실시 예에서, 복수의 제2 압전 모터(470)는 SIDM(smooth impact drive mechanism)을 이용하여 동작할 수 있다. 예를 들어, 일반적인 SIDM의 구동 원리는 관성력과 마찰력을 기반으로 하며, 스틱-슬립(stick-slip) 동작으로 이해될 수 있다. 로드(473)는 제2 압전 소자(471)가 천천히 수축 또는 팽창되면 느린 속도로 이동하여 복수의 지지부(467)와 함께 이동할 수 있고, 반대로, 제2 압전 소자(471)가 빠르게 수축 또는 팽창되면 빠른 속도로 이동하여 복수의 지지부(467)와 함께 이동하지 않고, 복수의 지지부(467)에 대해 상대적으로 움직일 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 제2 압전 모터(470)는 두 단계의 동작으로 구동됨에 따라 제2 캐리어(460)의 이동을 구현할 수 있다. 제2 압전 소자(471)를 천천히 팽창시키면, 복수의 지지부(467)와 로드(473)가 가압 접촉 상태를 유지함에 따라, 이들 사이의 마찰력에 의해 복수의 지지부(467)(예: 제2 캐리어(460))가 로드(473)와 함께 움직이는 제1 동작(M1)이 수행될 수 있다. 이어서, 제2 압전 소자(471)를 빨리 수축시키면, 복수의 지지부(467)의 관성력에 의해 복수의 지지부(467)가 로드(473)와 함께 움직이지 않고 로드(473)로부터 미끄러지면서 제1 동작(M1)에 의해 이동된 위치를 유지하는 제2 동작(M2)이 수행될 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 압전 모터(470)는 제1 동작(M1)과 제2 동작(M2)을 반복함으로써 제2 캐리어(460)를 원하는 거리만큼 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 동작(M1) 및 제2 동작(M2)이 한번씩 수행되면, 제2 캐리어(460)는 제2 압전 소자(471) 또는 카운터 매스(475)와 멀어지는 방향으로 일정 거리(d)만큼 이동할 수 있고, 제2 압전 모터(470)를 제1 동작(M1) 및 제2 동작(M2)을 반복하여 제2 캐리어(460)를 일정 거리 이상 이동시킬 수 있다. 도 15의 그래프는 시간에 따른 제2 압전 소자(471)와 제2 캐리어(460)의 위치 변화를 나타내는 것으로서, 도 15의 그래프에서 실선(1501)은 제2 압전 소자(471)의 수축 또는 팽창에 따른 변위이고, 점선(1503)은 제2 캐리어(460)의 이동에 따른 변위를 의미할 수 있다. 예를 들어, 실선(1501)의 기울기는 제1 동작(M1)이 되는 구간보다 제2 동작(M2)이 수행되는 구간에서 더 클 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 동작(M1)은 로드(473)와 복수의 지지부(467) 사이의 마찰력이 복수의 지지부(467)의 관성력보다 크기 때문에 수행될 수 있고, 스틱 동작(sticking motion)으로 이해될 수 있다. 제2 동작(M2)은 복수의 지지부(467)의 관성력이 로드(473)와 복수의 지지부(467) 사이의 마찰력보다 크기 때문에 수행될 수 있고, 슬립 동작(slipping motion)으로 이해될 수 있다.
도 15는 복수의 지지부(467)를 로드(473) 상에서 전진시키기 위한 제2 압전 모터(470)의 구동을 예시적으로 도시한 것으로서, 제1 동작(M1)과 제2 동작(M2)에서 제2 압전 소자(471)가 변형되는 방향에 따라서 복수의 지지부(467)의 이동 방향이 변경될 수 있다. 예를 들어, 제2 압전 모터(470)는 제1 동작(M1)에서 제2 압전 소자(471)가 천천히 수축되고, 제2 동작(M2)에서 제2 압전 소자(471)가 빠르게 팽창됨으로써, 제2 캐리어(460)를 제2 압전 소자(471) 또는 카운터 매스(475)와 가까워지는 방향으로 일정 거리(d)만큼 이동시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 복수의 제2 압전 모터(470)는 제2 캐리어(460)를 이동시키기 위한 동작에서, 한 쌍의 제1 서브 압전 모터(470-1)가 서로 반대로 구동하고, 한 쌍의 제2 서브 압전 모터(470-2)가 서로 반대로 구동하도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 캐리어(460)를 제1 시프트 축(S1) 방향으로 이동시킬 때, 제1 측 서브 모터(470-1a)와 제3 측 서브 모터(470-1b)는 서로 반대로 동작할 수 있다. 제2 캐리어(460)를 제1 시프트 축(S1) 방향으로 이동시킬 때, 제3 서브 압전 소자(471a)와 제5 서브 압전 소자(471c)는 서로 반대로 변형되고, 제1 로드(473a)와 제3 로드(473c)는 서로 반대 방향으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 제2 캐리어(460)를 +S1 방향으로 이동시키는 경우, 제1 측 서브 모터(470-1a)는 제3 서브 압전 소자(471a)가 제1 동작(M1)에서 천천히 수축하고, 제2 동작(M2)에서 빠르게 팽창되도록 동작할 수 있고, 제3 측 서브 모터(470-1b)는 제5 서브 압전 소자(471c)가 제1 동작(M1)에서 천천히 팽창되고, 제2 동작(M2)에서 빠르게 수축되도록 동작할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 다양한 실시 예에 따라서, 제1 측 서브 모터(470-1a)와 제3 측 서브 모터(470-1b)가 제1 시프트 축(S1)을 중심으로 대칭을 이루게 배치되면, 동일하게 구동하도록 구성될 수도 있다.
일 실시 예에서, 제2 캐리어(460)를 제2 시프트 축(S2) 방향으로 이동시킬 때, 제2 측 서브 모터(470-2a)와 제4 측 서브 모터(470-2b)는 서로 반대로 동작할 수 있다. 제2 캐리어(460)를 제2 시프트 축(S2) 방향으로 이동시킬 때, 제4 서브 압전 소자(471b)와 제6 서브 압전 소자(471d)는 서로 반대로 변형되고, 제2 로드(473b)와 제4 로드(473d)는 서로 반대 방향으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 제2 캐리어(460)를 +S2 방향으로 이동시키는 경우, 제2 측 서브 모터(470-2a)는 제4 서브 압전 소자(471b)가 제1 동작(M1)에서 천천히 수축하고, 제2 동작(M2)에서 빠르게 팽창되도록 동작할 수 있고, 제4 측 서브 모터(470-2b)는 제6 서브 압전 소자(471d)가 제1 동작(M1)에서 천천히 팽창되고, 제2 동작(M2)에서 빠르게 수축되도록 동작할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 다양한 실시 예에 따라서, 제2 측 서브 모터(470-2a)와 제4 측 서브 모터(470-2b)가 제2 시프트 축(S2)을 중심으로 대칭을 이루게 배치되면, 동일하게 구동하도록 구성될 수도 있다.
일 실시 예에서, OIS 구동부(430-2)는 제2 압전 모터(470)가 카메라 하우징(예: 도 4a, 도 4b 및 도 5의 카메라 하우징(410) 또는 베이스(413))에 안착되고, 제2 캐리어(460)가 제2 압전 모터(470)의 구동에 의해 카메라 하우징(410)에 대해 광 축(OA)에 실질적으로 수직한 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다(예: 도 17 참조). 예를 들어, OIS 구동부(430-2)는 복수의 제2 압전 모터(470)가 베이스(413) 상의 지정된 위치에 고정된 상태에서, 제2 캐리어(460)가 복수의 제2 압전 모터(470)에 대해 상대적으로 이동하도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 캐리어(460)는 제1 서브 압전 모터(470-1)의 구동에 의해 제1 시프트 축(S1) 방향으로 이동할 때, 제2 지지부(467b) 및 제4 지지부(467d)가 제2 로드(473b) 및 제4 로드(473d)에 대해 상대적으로 이동하면서 제2 측 서브 모터(470-2a) 또는 제4 측 서브 모터(470-2b)와 가까워지거나 멀어질 수 있다. 제2 캐리어(460)는 제2 서브 압전 모터(470-2)의 구동에 의해 제2 시프트 축(S2) 방향으로 이동할 때, 제1 지지부(467a) 및 제3 지지부(467c)가 제1 로드(473a) 및 제3 로드(473c)에 대해 상대적으로 이동하면서 제1 측 서브 모터(470-1a) 또는 제3 측 서브 모터(470-1b)와 가까워지거나 멀어질 수 있다.
도 16은 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 자동 초점(AF) 구동부 및 이미지 안정화(OIS) 구동부를 도시한다. 도 17은 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 카메라 하우징, 자동 초점(AF) 구동부 및 이미지 안정화(OIS) 구동부를 도시한다.
도 16은 AF 구동부(430-1)와 OIS 구동부(430-2)의 결합 구조를 도시하는 도면이다. 도 17은 카메라 하우징(410)의 베이스(413)와 OIS 구동부(430-2)의 결합 구조를 도시하는 도면이다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 일 실시 예에 따른 카메라 모듈(400)은 카메라 하우징(410), AF 구동부(430-1) 및 OIS 구동부(430-2)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 17에 도시된 카메라 하우징(410)은 베이스(413)(예: 도 5의 베이스(413))로 참조될 수 있다.
일 실시 예에서, AF 구동부(430-1)는 제1 캐리어(440) 및 제1 압전 모터(450)를 포함할 수 있다. 제1 압전 모터(450)는 홀더(455) 및 압전 소자 조립체(451)를 포함할 수 있다. 압전 소자 조립체(451)는 금속 플레이트(452) 및 제1 압전 소자(453, 454)를 포함할 수 있다. OIS 구동부(430-2)는 제2 캐리어(460) 및 복수의 제2 압전 모터(470)를 포함할 수 있다. 제2 캐리어(460)는 제2 프레임(461) 및 지지 플레이트(462)를 포함할 수 있다. 복수의 제2 압전 모터(470) 각각은 제2 압전 소자(471), 로드(473) 및 카운터 매스(475)를 포함할 수 있다. 도 16 및 도 17에 도시된 AF 구동부(430-1) 및 OIS 구동부(430-2)의 구성요소들은 앞서, 도 5 내지 도 15를 참조하여 설명한 AF 구동부(430-1) 및 OIS 구동부(430-2)의 구성요소들과 동일 또는 유사할 수 있으며, 이하, 중복되는 설명은 생략한다.
일 실시 예에서, AF 구동부(430-1)는 OIS 구동부(430-2)의 제2 캐리어(460)와 함께 움직일 수 있도록 제2 캐리어(460)의 상부에 안착될 수 있다. AF 구동부(430-1)의 제1 압전 모터(450)는 제2 캐리어(460)의 제2 프레임(461)에 안착될 수 있다. 예를 들어, 제1 압전 모터(450)의 홀더(455)는 제2 프레임(461)에 형성된 안착 부분(465)에 안착될 수 있다. 홀더(455)에는 제2 프레임(461)을 향해 돌출되는 안착 돌기(4553)가 형성될 수 있고, 제2 프레임(461)의 안착 부분(465)에는 안착 돌기(4553)가 수용되는 안착 홈(4651)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 홀더(455)는 안착 돌기(4553)가 안착 홈(4651)에 삽입됨에 따라 제2 프레임(461)에 안정적으로 고정될 수 있다.
도시된 실시 예에 따르면, 제1 압전 모터(450)는 홀더(455)가 제2 캐리어(460)에 고정됨에 따라 OIS 구동부(430-2)에 안착될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다양한 실시 예에 따라서, 제1 압전 모터(450)는 홀더(455)가 생략될 수도 있다. 예를 들어, 홀더(455)는 제1 압전 모터(450)는 압전 소자 조립체(451)만으로 구성되고, 금속 플레이트(452)의 일 단부가 제2 캐리어(460)에 직접 고정될 수도 있다.
일 실시 예에서, AF 구동부(430-1)와 OIS 구동부(430-2)가 조립된 상태에서, AF 구동부(430-1)는 제1 압전 모터(450)가 제2 캐리어(460)에 고정됨에 따라 제2 캐리어(460)가 제2 압전 모터(470)의 구동에 의해 제1 시프트 축(S1) 방향 및/또는 제2 시프트 축(S2) 방향으로 이동할 때, 제2 캐리어(460)와 함께 움직일 수 있다. 제1 캐리어(440)는 제1 압전 모터(450)에 의해 지지되고, 제2 캐리어(460)와 분리됨에 따라, 제1 압전 모터(450)의 구동에 의해 OIS 구동부(430-2)를 기준으로 광 축(OA) 방향으로 이동할 수 있다.
일 실시 예에서, OIS 구동부(430-2)는 카메라 하우징(410)에 연결될 수 있다. OIS 구동부(430-2)는 카메라 하우징(410)의 베이스(413) 상에 안착될 수 있다. 예를 들어, OIS 구동부(430-2)는 복수의 제2 압전 모터(470)가 베이스(413)에 결합됨으로써 베이스(413) 상에 안착될 수 있다. 베이스(413)는 OIS 구동부(430-2)가 결합되는 결합 부분(418)을 포함할 수 있다. 예를 들어, OIS 구동부(430-2)는 복수의 제2 압전 모터(470)의 로드(473)가 결합 부분(418)에 결합됨으로써 베이스(413)에 안착될 수 있다. OIS 구동부(430-2)는 로드(473)와 결합 부분(418)의 결합을 통해 베이스(413)로부터 광 축(OA) 방향으로 이탈되지 않고, 제2 캐리어(460)의 이동을 제공할 수 있다. 결합 부분(418)은 복수의 제2 압전 모터(470)에 대응되는 위치 및/또는 개수로 형성될 수 있다. 예를 들어, 결합 부분(418)은 제1 서브 압전 모터(470-1) 및 제2 서브 압전 모터(470-2)에 각각 대응하여 복수 개로 형성될 수 있다(예: 도 5 참조).
일 실시 예에서, 복수의 제2 압전 모터(470)는 로드(473)가 결합 부분(418)에 결합된 상태로 구동함으로써, 제2 캐리어(460)를 베이스(413)에 대해 상대적으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 복수의 제2 압전 모터(470)는 로드(473)가 베이스(413)에 결합됨으로써, 제2 캐리어(460)를 이동시킴과 동시에, 제2 캐리어(460)의 이동을 지지할 수 있다. 로드(473)는 제2 압전 소자(471)가 제1 시프트 축(S1) 또는 제2 시프트 축(S2) 방향으로 수축 또는 팽창될 때, 결합 부분(418)에 대해 제1 시프트 축(S1) 또는 제2 시프트 축(S2) 방향으로 이동하도록 결합 부분(418)에 결합될 수 있다.
일 실시 예에서, 복수의 결합 부분(418)은 제1 결합 돌기(418a) 및 제2 결합 돌기(418b)를 포함할 수 있다. 제1 결합 돌기(418a)에는 로드(473)가 끼움 결합되는 제1 결합 홈(4181)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 로드(473)는 제1 결합 돌기(418a)의 제1 결합 홈(4181)에 끼워짐에 따라, 제1 결합 홈(4181)의 내부에서 로드(473)의 길이 방향으로 이동이 가능하고, 길이 방향에 수직한 방향으로는 이동이 제한될 수 있다. 제1 결합 돌기(418a)는 로드(473)가 끼워질 수 있도록 탄성을 갖는 탄성편일 수 있다. 제2 결합 돌기(418b)에는 로드(473)가 안착되는 제2 결합 홈(4183)이 형성될 수 있다. 로드(473)는 제2 결합 홈(4183)에 안착되어 안정적으로 지지될 수 있다. 제1 결합 돌기(418a) 및 제2 결합 돌기(418b)의 형상은 도시된 실시 예에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 캐리어(460)가 제1 시프트 축(S1) 방향으로 이동하는 경우, 제1 서브 압전 모터(470-1)는 제1 로드(473a)를 제1 시프트 축(S1) 방향으로 움직여서 제2 캐리어(460)를 이동시킬 수 있고, 제2 서브 압전 모터(470-2)는 제2 로드(473b)가 결합 부분(418)에 의해 지지됨으로써 제1 시프트 축(S1) 방향으로 움직이지 않고, 제2 캐리어(460)의 이동에 대해 상대적으로 고정된 위치를 유지할 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 캐리어(460)가 제2 시프트 축(S2) 방향으로 이동하는 경우, 제2 서브 압전 모터(470-2)는 제2 로드(473b)를 제2 시프트 축(S2) 방향으로 움직여서 제2 캐리어(460)를 이동시킬 수 있고, 제1 서브 압전 모터(470-1)는 제1 로드(473a)가 결합 부분(418)에 의해 지지됨으로써 제2 시프트 축(S2) 방향으로 움직이지 않고, 제2 캐리어(460)의 이동에 대해 상대적으로 고정된 위치를 유지할 수 있다.
도 18a는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 센싱 마그넷 및 센서 모듈을 도시한다. 도 18b는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 센싱 마그넷 및 센서 모듈을 도시한다.
도 18a는 OIS 구동부가 생략된 도면일 수 있고, 도 18b는 AF 구동부가 생략된 도면일 수 있다.
도 18a 및 도 18b를 참조하면, 일 실시 예에 따른 카메라 모듈(400)은, 베이스(413)(예: 카메라 하우징(410)), AF 구동부(430-1), OIS 구동부(430-2), 복수의 센싱 마그넷(481, 483) 및 복수의 센서 모듈(482, 484)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, AF 구동부(430-1)는 렌즈 어셈블리(예: 도 4a, 도 4b 및 도 5의 렌즈 어셈블리(420))가 결합되는 제1 캐리어(440) 및 제1 캐리어(440)를 광 축(OA) 방향으로 이동시키기 위한 구동력을 제공하는 제1 압전 모터(450)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, OIS 구동부(430-2)는 AF 구동부(430-1)가 결합되는 제2 캐리어(460) 및 제2 캐리어(460)를 광 축(OA)에 실질적으로 수직한 제1 시프트 축(S1) 방향 또는 제2 시프트 축(S2) 방향으로 이동시키기 위한 구동력을 제공하는 제2 압전 모터(470)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 복수의 센싱 마그넷(481, 483) 및 복수의 센서 모듈(482, 484)은 렌즈 어셈블리(420)의 위치 정보를 검출하기 위한 것으로서, 예를 들어, 복수의 센싱 마그넷(481, 483) 및 복수의 센서 모듈(482, 484)은 AF 동작 또는 OIS 동작과 관련하여 렌즈 어셈블리(420)의 현재 위치 또는 베이스(413)와 렌즈 어셈블리(420) 사이의 상대적인 위치를 감지하도록 제공될 수 있다. 복수의 센서 모듈(482, 484)은 복수의 센싱 마그넷(481, 483)의 자기장의 크기 및/또는 방향을 감지하는 자기 센서(magnetic sensor)(예: hall sensor)일 수 있다.
일 실시 예에서, 복수의 센싱 마그넷(481, 483) 및 복수의 센서 모듈(482, 484)은 제1 캐리어(440)의 위치를 감지하기 위한 제1 센싱 마그넷(481) 및 제1 센서 모듈(482)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 센싱 마그넷(481)은 제1 캐리어(440)에 배치될 수 있고, 제1 센서 모듈(482)은 베이스(413)에 배치될 수 있다. 제1 센싱 마그넷(481)은 제1 캐리어(440)의 하부에 베이스(413)의 제1 면(414)과 마주보도록 결합될 수 있다. 예를 들어, 제1 센싱 마그넷(481)은 결합 링(442)의 마그넷 수용부(448)(예: 도 7의 마그넷 수용부(448))에 결합됨으로써, 제1 캐리어(440)와 베이스(413) 사이의 공간에 위치할 수 있다. 제1 센서 모듈(482)은 베이스(413)의 제1 면(414)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 센서 모듈(482)은 베이스(413)의 제1 면(414)에 고정된 제1 서브 기판(494a) 상에 전기적으로 연결되도록 배치(또는 실장)될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 센싱 마그넷(481)은 광 축(OA) 방향으로 분극된 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 센싱 마그넷(481)은 제1 센서 모듈(482)과 마주보는 면이 하나의 극성을 갖는 면일 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서 이에 한정되지 않는다.
일 실시 예에서, 제1 센서 모듈(482)은 제1 센싱 마그넷(481)의 자기장의 세기 및 방향 중 적어도 하나를 감지하거나, 특정한 지점에서의 자기장의 변화를 감지할 수 있다. 예를 들어, 제1 캐리어(440)가 제1 압전 모터(450)의 구동에 의해 베이스(413)에 대해 상대적으로 광 축(OA) 방향으로 이동하면, 제1 센서 모듈(482)과 제1 센싱 마그넷(481) 사이의 광 축(OA) 방향 거리가 변할 수 있고, 제1 센서 모듈(482)은 상기 거리 변화에 대응하여 제1 센싱 마그넷(481)의 자기장의 세기 및/또는 방향의 변화를 감지할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(300) 또는 카메라 모듈(400)은 제1 센서 모듈(482)에 의해 감지된 제1 센싱 마그넷(481)의 자기장의 세기 및/또는 방향에 기반하여 렌즈 어셈블리(420)의 위치 정보를 검출할 수 있다. 예를 들어, 상기 위치 정보는 렌즈 어셈블리(420)가 베이스(413)에 배치된 이미지 센서(예: 도 5의 이미지 센서(493))와 광 축(OA) 방향으로 이루는 거리를 의미할 수 있다.
일 실시 예에서, 복수의 센싱 마그넷(481, 483) 및 복수의 센서 모듈(482, 484)은 제2 캐리어(460)의 위치를 감지하기 위한 제2 센싱 마그넷(483) 및 제2 센서 모듈(484)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 센싱 마그넷(483)은 제2 캐리어(460)에 배치될 수 있고, 제2 센서 모듈(484)은 베이스(413)에 배치될 수 있다. 제2 센싱 마그넷(483)은 제2 캐리어(460)의 하부에 베이스(413)의 제1 면(414)과 마주보도록 결합될 수 있다. 예를 들어, 제2 센싱 마그넷(483)은 베이스(413)의 제1 면(414)과 마주보는 제2 프레임(461)의 하부면에 결합됨으로써, 제2 캐리어(460)와 베이스(413) 사이의 공간에 위치할 수 있다. 제2 센서 모듈(484)은 베이스(413)의 제1 면(414)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 센서 모듈(484)은 베이스(413)의 제1 면(414)에 고정된 제1 서브 기판(494a) 상에 전기적으로 연결되도록 배치(또는 실장)될 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 센싱 마그넷(483)은 광 축(OA)에 실질적으로 수직한 방향으로 분극된 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 센싱 마그넷(483)은 제2 센서 모듈(484)과 마주보는 대향면이 2개 이상의 극성을 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 센싱 마그넷(483)의 대향면은 제1 극성(예: N극) 갖는 제1 영역과 제2 극성(예: S극)을 갖는 제2 영역이 베이스(413)의 제1 면(414)에 평행한 방향으로 배열된 형태일 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서 이에 한정되지 않는다.
일 실시 예에서, 제2 센서 모듈(484)은 제2 센싱 마그넷(483)의 자기장의 세기 및 방향 중 적어도 하나를 감지하거나, 특정한 지점에서의 자기장의 변화를 감지할 수 있다. 예를 들어, 제2 캐리어(460)가 제2 압전 모터(470)의 구동에 의해 베이스(413)에 대해 상대적으로 제1 시프트 축(S1) 또는 제2 시프트 축(S2) 방향으로 이동하면, 제2 센서 모듈(484)과 제2 센싱 마그넷(483) 사이에 상대적인 위치 변화가 발생될 수 있고, 제2 센서 모듈(484)은 상기 위치 변화에 대응하여 제2 센싱 마그넷(483)의 자기장의 세기 및/또는 방향의 변화를 감지할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(300) 또는 카메라 모듈(400)은 제2 센서 모듈(484)에 의해 감지된 제2 센싱 마그넷(483)의 자기장의 세기 및/또는 방향에 기반하여 렌즈 어셈블리(420)의 위치 정보를 검출할 수 있다. 예를 들어, 상기 위치 정보는 렌즈 어셈블리(420)가 베이스(413)에 배치된 이미지 센서(493)의 중심으로부터 제1 시프트 축(S1) 및/또는 제2 시프트 축(S2) 방향으로 이동한 거리(또는, 렌즈의 광 축(OA)과 이미지 센서(493)의 중심점 사이의 거리)를 의미할 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 센싱 마그넷(483)은 제2 캐리어(460)의 대각 방향 모서리에 각각 위치하는 제1 서브 마그넷(483a) 및 제2 서브 마그넷(483b)을 포함할 수 있다. 제2 센서 모듈(484)은 제1 서브 마그넷(483a)과 마주보는 제1 서브 센서(484a) 및 제2 서브 마그넷(483b)과 마주보는 제2 서브 센서(484b)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따라서, 제1 서브 센서(484a)에 의해 감지된 값과 제2 서브 센서(484b)에 의해 감지된 값은 정확한 제어 및 제어 에러를 보상하기 위해 합산될 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 센서(484a)에 의해 감지된 제1 서브 마그넷(483a)의 자속 밀도와 제2 서브 센서(484b)에 의해 감지된 제2 서브 마그넷의 자속 밀도의 합을 기반으로 제2 캐리어(460)의 위치 정보를 검출함으로써 오차의 발생을 줄일 수 있다. 다만, 제2 센싱 마그넷(483) 및 제2 센서 모듈(484)의 개수 및 위치는 도시된 실시 예에 한정되지 않는다.
도 19a는 일 실시 예에 따른 제1 압전 모터의 출력 단자의 연결 구조를 도시한다. 도 19b는 일 실시 예에 따른 제1 압전 모터의 제어 동작을 도시한다. 도 19c는 일 실시 예에 따른 제1 압전 모터의 제어 동작을 도시한다.
도 19a, 도 19b 및 도 19c를 참조하면, 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 AF 구동부(예: 도 5, 도 6 및 도 7의 AF 구동부(430-1))는 제1 압전 모터(450)를 포함할 수 있다. 제1 압전 모터(450)는 금속 플레이트(452), 금속 플레이트(452)의 제1 광 축 방향(①)을 향하는 면에 부착된 제1 서브 압전 소자(453) 및 금속 플레이트(452)의 제2 광 축 방향(②)을 향하는 면에 부착된 제2 서브 압전 소자(454)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 압전 모터(450)는 제1 서브 압전 소자(453)에 제1 출력 단자(OUT1)가 연결되고, 제2 서브 압전 소자(454)에 제3 출력 단자(OUT3)가 연결되고, 금속 플레이트(452)에 제2 출력 단자(OUT2) 및 제4 출력 단자(OUT4)가 연결되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 압전 소자(453)는 제1 출력 단자(OUT1) 및 제2 출력 단자(OUT2)를 통해 구동 전압을 제공받을 수 있고, 제2 서브 압전 소자(454)는 제3 출력 단자(OUT3) 및 제4 출력 단자(OUT4)를 통해 구동 전압을 제공받을 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 서브 압전 소자(453)의 상부면(예: 제1 광 축 방향(①)을 향하는 면 또는 미부착면)에는 제1 출력 단자(OUT1)가 연결되는 외부 전극(또는 제1 구동 전극(driving electrode))이 형성(또는 코팅)되고, 제2 서브 압전 소자(454)의 하부면(예: 제2 광 축 방향(②)을 향하는 면 또는 미부착면)에는 제3 출력 단자(OUT3)가 연결되는 외부 전극(또는 제2 구동 전극)이 형성(또는 코팅)될 수 있다. 금속 플레이트(452)는 제2 출력 단자(OUT2) 및 제4 출력 단자(OUT4)가 각각 연결됨으로써, 제1 서브 압전 소자(453) 및 제2 서브 압전 소자(454)에 대해 공통의 내부 전극(또는 공통 전극(common electrode))으로 기능할 수 있다. 다만, 제1 압전 모터(450)의 출력 단자 설계는 도시된 예에 한정되지 않는다. 다른 예를 들어, 금속 플레이트(452)는 전기가 통하지 않는 재질로 변경될 수 있고, 이와 같은 경우 제1 서브 압전 소자(453)와 제2 서브 압전 소자(454)의 앙 면에는 각각 외부 전극과 내부 전극이 형성되고, 이들 외부 전극과 내부 전극 각각에 출력 단자들이 연결될 수도 있다.
도 19b 및 도 19c를 참조하면, 제1 압전 모터(450)는 출력 단자 전압의 교번을 통해 제1 서브 압전 소자(453)와 제2 서브 압전 소자(454)의 팽창 및/또는 수축이 제어되고, 금속 플레이트(452)가 굴곡되는 방향이 전환될 수 있다. 예를 들어, 제1 압전 모터(450)는 펄스 폭 변조(PWM;pulse width modulation) 제어 방식으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 제1 압전 모터(450)는 듀티 비(duty ratio) 또는 듀티 사이클(duty cycle)의 조정을 통해 제1 광 축 방향(①) 및 제2 광 축 방향(②)으로 굴곡이 전환되는 구동을 구현할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 압전 모터(450)는 제1 출력 단자(OUT1)와 제2 출력 단자(OUT2) 간의 전위차 및 제3 출력 단자(OUT3)와 제4 출력 단자(OUT4) 간의 전위차를 통해 금속 플레이트(452)의 내측 단부(452b)가 제1 광 축 방향(①) 또는 제2 광 축 방향(②)으로 휘어지도록 동작할 수 있다. 제1 서브 압전 소자(453)와 제2 서브 압전 소자(454)는 분극 방향과 동일한 방향으로 전계가 형성되는 경우, 분극 방향으로 팽창이 발생되고, 푸아송 비(Poisson's ratio)에 의해서 폭 방향으로 수축이 발생될 수 있다. 반대로, 제1 서브 압전 소자(453)와 제2 서브 압전 소자(454)는 분극 방향과 반대 방향으로 전계가 형성되는 경우, 분극 방향으로 수축이 발생되고, 폭 방향으로 팽창이 발생될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 서브 압전 소자(453)와 제2 서브 압전 소자(454)는 서로 반대로 변형될 수 있다. 예를 들어, 금속 플레이트(452)는 제1 서브 압전 소자(453)가 제1 분극 방향(P1)으로 수축하고, 제2 서브 압전 소자(454)가 제2 분극 방향(P2)으로 팽창함에 따라 제2 광 축 방향(②)으로 구부러질 수 있다. 반대로, 금속 플레이트(452)는 제1 서브 압전 소자(453)가 제1 분극 방향(P1)으로 팽창하고, 제2 서브 압전 소자(454)가 제2 분극 방향(P2)으로 수축함에 따라 제1 광 축 방향(①)으로 구부러질 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 서브 압전 소자(453)와 제2 서브 압전 소자(454)는 분극 방향이 동일할 수 있다. 제1 서브 압전 소자(453)의 제1 분극 방향(P1)과 제2 서브 압전 소자(454)의 제2 분극 방향(P2)이 서로 동일한 경우, 제1 서브 압전 소자(453)에 대해 형성되는 전계의 방향과 제2 서브 압전 소자(454)에 대해 형성되는 전계의 방향은 서로 반대일 수 있고, 이에 따라, 제1 서브 압전 소자(453)와 제2 서브 압전 소자(454)는 서로 반대로 변형될 수 있다.
이하에서, 도 19b를 기준으로, 제1 서브 압전 소자(453)와 제2 서브 압전 소자(454)의 분극 방향이 서로 동일한 경우, 제1 서브 압전 소자(453)와 제2 서브 압전 소자(454)가 서로 반대로 수축 및 팽창되는 동작에 대해 설명한다. 다만, 도시된 실시 예는 예시적인 것이며, 제1 서브 압전 소자(453)와 제2 서브 압전 소자(454)의 분극 방향은 서로 반대로 형성될 수도 있다.
도 19b의 <1901>을 참조하면, 금속 플레이트(452)를 제2 광 축 방향(②)으로 구부리기 위한 동작에서, 제1 출력 단자(OUT1)의 전위가 제2 출력 단자(OUT2)의 전위보다 높고, 제3 출력 단자(OUT3)의 전위가 제4 출력 단자(OUT4)의 전위보다 높을 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 압전 소자(453)에 대해 제1 분극 방향(P1)과 반대 방향을 향하는 전계가 형성될 수 있고, 제2 서브 압전 소자(454)에 대해 제2 분극 방향(P2)과 동일한 방향을 향하는 전계가 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 서브 압전 소자(453)는 높이 방향으로 수축, 폭 방향으로 팽창되고, 제2 서브 압전 소자(454)는 높이 방향으로 팽창, 폭 방향으로 수축될 수 있다. 이에 따라, 금속 플레이트(452)가 아래로(예: 제2 광 축 방향(②))으로 구부러질 수 있다.
도 19b의 <1902>을 참조하면, 금속 플레이트(452)를 제1 광 축 방향(①)으로 구부리기 위한 동작에서, 제2 출력 단자(OUT2)의 전위가 제1 출력 단자(OUT1)의 전위보다 높고, 제4 출력 단자(OUT4)의 전위가 제3 출력 단자(OUT3)의 전위보다 높을 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 압전 소자(453)에 대해 제1 분극 방향(P1)과 동일한 방향을 향하는 전계가 형성될 수 있고, 제2 서브 압전 소자(454)에 대해 제2 분극 방향(P2)과 반대 방향을 향하는 전계가 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 서브 압전 소자(453)는 높이 방향으로 팽창, 폭 방향으로 수축되고, 제2 서브 압전 소자(454)는 높이 방향으로 수축, 폭 방향으로 팽창될 수 있다. 이에 따라, 금속 플레이트(452)가 위로(예: 제1 광 축 방향(①))으로 구부러질 수 있다.
도 20a는 일 실시 예에 따른 제2 압전 모터의 출력 단자의 연결 구조를 도시한다. 도 20b는 일 실시 예에 따른 제2 압전 모터의 제어 동작을 도시한다. 도 20c는 일 실시 예에 따른 제2 압전 모터의 제어 동작을 도시한다.
도 20a, 도 20b 및 도 20c를 참조하면, 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 OIS 구동부(예: 도 5, 도 11 및 도 12의 OIS 구동부(430-2))는 제2 압전 모터(470)를 포함할 수 있다. 제2 압전 모터(470)는 제2 압전 소자(471), 제2 압전 소자(471)의 일 단부에 결합(부착)되는 로드(473) 및 제2 압전 소자(471)의 타 단부에 결합(부착)되는 카운터 매스(475)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 압전 모터(470)는 제2 압전 소자(471)에 두 개의 출력 단자가 연결되도록 구성될 수 있다. 제2 압전 소자(471)의 일 면(예: 상부면)에는 제1 출력 단자(OUT1)가 연결되고, 제2 압전 소자(471)의 상기 일 면에 대향하는 타 면(예: 하부면)에는 제2 출력 단자(OUT2)가 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 측 서브 모터(470-1a)의 제2 압전 소자(471)는 제1 출력 단자(OUT1) 및 제2 출력 단자(OUT2)를 통해 구동 전압을 제공받을 수 있다. 도 20c를 기준으로, 제2 측 서브 모터(470-2a)의 제2 압전 소자(471)에 연결된 출력 단자들은 제3 출력 단자(OUT3) 및 제4 출력 단자(OUT4)로 참조되고, 제3 측 서브 모터(470-1b)의 제2 압전 소자(471)에 연결된 출력 단자들은 제5 출력 단자(OUT5) 및 제6 출력 단자(OUT6)로 참조되고, 제4 측 서브 모터(470-2b)의 제2 압전 소자(471)에 연결된 출력 단자들은 제7 출력 단자(OUT7) 및 제8 출력 단자(OUT8)로 참조될 수 있다.일 실시 예에서, 제2 압전 소자(471)는 제2 압전 소자(471)의 분극 방향(P3)에 실질적으로 수직하고 서로 대향하는 앙 면에 출력 단자가 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 출력 단자(OUT1)는 분극 방향(P3)을 향하는 제2 압전 소자(471)의 일 면에 형성(또는 코팅)된 전극에 연결될 수 있고, 제2 출력 단자(OUT2)는 상기 일 면의 반대를 향하는 타 면에 형성(또는 코팅)된 전극 연결될 수 있다.
도 20b 및 도 20c를 참조하면, 제2 압전 모터(470)는 출력 단자 전압의 교번을 통해 제2 압전 소자(471)의 팽창 및/또는 수축이 제어되고, 로드(473)의 직선 이동 방향이 전환될 수 있다. 예를 들어, 제2 압전 모터(470)는 펄스 폭 변조(PWM;pulse width modulation) 제어 방식으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 제2 압전 모터(470)는 듀티 비(duty ratio) 또는 듀티 사이클(duty cycle)의 조정을 통해 제1 시프트 축(S1) 방향 및 제2 시프트 축(S2) 방향으로 이동이 전환되는 구동을 구현할 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 압전 소자(471)는 제1 출력 단자(OUT1)와 제2 출력 단자(OUT2) 간의 전위차를 통해 시프트 축(S) 방향으로 압축 또는 팽창될 수 있다. 제2 압전 소자(471)는 분극 방향(P3)과 동일한 방향으로 전계가 형성되는 경우, 분극 방향(P3)으로 팽창이 발생되고, 푸아송 비(Poisson's ratio)에 의해서 시프트 축(S) 방향으로 수축이 발생될 수 있다. 반대로, 제2 압전 소자(471)는 분극 방향(P3)과 반대 방향으로 전계가 형성되는 경우, 분극 방향(P3)으로 수축이 발생되고, 시프트 축(S) 방향으로 팽창이 발생될 수 있다.
이하에서, 도 20b의 제2 압전 모터(470)(특히, 제1 측 서브 모터(470-1a))를 기준으로, 제2 압전 소자(471)의 분극 방향(P3)이 제2 출력 단자(OUT2)가 연결된 면에서 제1 출력 단자(OUT1)가 연결된 면을 향하는 방향으로 형성된 경우, 제2 압전 소자(471)가 수축 및 팽창되는 동작에 대해 설명한다. 다만, 도시된 실시 예는 예시적인 것이며, 제2 압전 소자(471)는 분극 방향(P3)이 다르게 형성될 수 있으며, 이에 대응하여 출력 단자가 연결되는 방향도 변경될 수 있다.
도 20b의 <2001>을 참조하면, 로드(473)를 -S 방향으로 이동시키기 위한 동작에서, 제1 출력 단자(OUT1)의 전위가 제2 출력 단자(OUT2)의 전위보다 높을 수 있다. 예를 들어, 제2 압전 소자(471)에 대해 분극 방향(P3)과 반대 방향을 향하는 전계가 형성될 수 있다. 이 경우, 제2 압전 소자(471)는 높이 방향(예: 분극 방향(P3))으로 수축, 폭 방향(예: 시프트 축(S) 방향)으로 팽창될 수 있다. 이에 따라, 로드(473)가 -S 방향으로 이동될 수 있다.
도 20b의 <2002>를 참조하면, 로드(473)를 +S 방향으로 이동시키기 위한 동작에서, 제2 출력 단자(OUT2)의 전위가 제1 출력 단자(OUT1)의 전위보다 높을 수 있다. 예를 들어, 제2 압전 소자(471)에 대해 분극 방향(P3)과 동일한 방향을 향하는 전계가 형성될 수 있다. 이 경우, 제2 압전 소자(471)는 높이 방향(예: 분극 방향(P3))으로 팽창, 폭 방향(예: 시프트 축(S) 방향)으로 수축될 수 있다. 이에 따라, 로드(473)가 +S 방향으로 이동될 수 있다.
도 20c는 도 14에 도시된 배치 구조를 갖는 제2 압전 모터(470)의 서브 모터들(예: 도 14의 470-1a, 470-1b, 470-2a, 470-2b)을 이용하여 OIS 동작을 수행하기 위한 구동 전압을 나타낼 수 있다. 도 14와 함께 도 20c를 참조하면, 제2 압전 모터(470)는 제2 캐리어(460)를 제1 시프트 축(S1) 이동시킬 때, 제1 측 서브 모터(470-1a)와 제3 측 서브 모터(470-1b)가 서로 반대로 동작하도록 각각의 제2 압전 소자(471a, 471c)에 구동 전압이 제공될 수 있다. 또한, 제2 압전 모터(470)는 제2 캐리어(460)를 제2 시프트 축(S2) 이동시킬 때, 제2 측 서브 모터(470-2a)와 제4 측 서브 모터(470-2b)는 서로 반대로 동작하도록 각각의 제2 압전 소자(471b, 471d)에 구동 전압이 제공될 수 있다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈(400)은, 카메라 하우징(410); 상기 카메라 하우징 내부에 배치되는 이미지 안정화(OIS) 구동부(430-2); 적어도 일부가 상기 OIS 구동부에 결합되는 자동 초점(AF) 구동부(430-1); 및 하나 이상의 렌즈(421)를 포함하고, 상기 AF 구동부에 결합되는 렌즈 어셈블리(420);를 포함하고, 상기 AF 구동부는, 상기 렌즈 어셈블리가 결합되는 제1 캐리어(440) 및 상기 제1 캐리어를 상기 렌즈의 광 축(OA) 방향으로 이동시키기 위한 구동력을 제공하는 제1 압전 모터(450)를 포함하고, 상기 OIS 구동부는, 상기 AF 구동부가 결합되는 제2 캐리어(460) 및 상기 제2 캐리어를 상기 광 축에 수직한 하나 이상의 방향으로 이동시키기 위한 구동력을 제공하는 복수의 제2 압전 모터(470)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 AF 구동부는, 상기 제2 캐리어의 이동 시, 상기 제2 캐리어와 함께 이동하도록 상기 제2 캐리어의 상부에 안착될 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 렌즈 어셈블리는 상기 제1 캐리어와 함께 이동하고, 상기 제1 캐리어는, 이미지 안정화(OIS) 기능의 수행 시에, 상기 제2 캐리어와 함께 상기 카메라 하우징에 대해 상대적으로 상기 광 축에 수직한 하나 이상의 방향으로 이동하도록 구성되고, 자동 초점(AF) 기능의 수행 시에, 상기 제2 캐리어 및 상기 카메라 하우징에 대해 상대적으로 상기 광 축 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 카메라 하우징에 고정되는 이미지 센서(493);를 더 포함하고, 상기 렌즈 어셈블리는, 상기 제1 캐리어의 이동에 의해 상기 이미지 센서를 기준으로 상기 광 축 방향으로 이동되고, 상기 제2 캐리어의 이동에 의해 상기 이미지 센서를 기준으로 상기 광 축에 수직한 하나 이상의 방향으로 이동되도록 구성될 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 제1 압전 모터는 적어도 일부가 상기 제2 캐리어에 결합되고, 상기 제1 캐리어는 상기 제1 압전 모터에 의해 둘러싸이도록 적어도 일부가 상기 제1 압전 모터의 개구(4521, 4551) 내부에 수용될 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 제1 캐리어는, 상기 제1 압전 모터와 접촉되고, 상기 제1 압전 모터의 적어도 일부에 발생되는 벤딩 운동에 의해 상기 제2 캐리어에 대해 상대적으로 상기 광 축 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 제1 압전 모터는, 내측 단부(452b)가 상기 제1 캐리어와 밀착되고, 외측 단부(452a)가 상기 제2 캐리어에 상대적으로 고정되는 금속 플레이트(452) 및 상기 금속 플레이트의 양 면 중 적어도 하나에 배치되는 제1 압전 소자(453, 454)를 포함하고, 상기 제1 캐리어는 상기 금속 플레이트의 개구(4521)에 끼워지고, 상기 제1 압전 소자는 인가되는 전압에 기반하여 수축 또는 팽창되도록 구성될 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 금속 플레이트는, 상기 제1 압전 소자의 수축 또는 팽창에 의해 상기 내측 단부가 상기 외측 단부를 기준으로 제1 광 축 방향(①) 또는 상기 제1 광 축 방향의 반대인 제2 광 축 방향(②)으로 벤딩되도록 구성되고, 상기 제1 캐리어는 상기 내측 단부와의 마찰력에 의해 상기 제1 광 축 방향 또는 상기 제2 광 축 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 제1 압전 소자는, 상기 금속 플레이트의 양 면에 각각 부착되는 제1 서브 압전 소자(453) 및 제2 서브 압전 소자(454)를 포함하고, 상기 제1 캐리어는, 상기 제1 서브 압전 소자의 수축 및 상기 제2 서브 압전 소자의 팽창에 의해 제1 광 축 방향(①)으로 이동하거나, 상기 제1 서브 압전 소자의 팽창 및 상기 제2 서브 압전 소자의 수축에 의해 상기 제1 광 축 방향의 반대 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 제1 압전 모터는 상기 금속 플레이트의 상기 외측 단부가 결합되는 홀더(455)를 더 포함하고, 상기 홀더는 상기 제2 캐리어에 안착될 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 제1 압전 모터는 원환형으로 형성되고, 상기 제1 캐리어는 상기 제1 압전 모터의 형상에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 제1 캐리어는, 측벽(447)이 상기 금속 플레이트에 밀착되고, 제1 부분(441a) 및 제2 부분(441b)으로 분할된 구조를 갖는 제1 프레임(441) 및 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분 사이에 배치되고, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분이 서로 멀어지는 방향으로 탄성력을 발생시키는 탄성 부재(443)를 포함하고, 상기 제1 프레임은 상기 탄성 부재에 의해 소정의 예압(pre-load)이 가해진 상태로 상기 제1 압전 모터와 접촉되도록 구성될 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 복수의 제2 압전 모터(470) 각각은, 상기 광 축에 수직한 방향으로 길게 연장되고, 인가되는 전압에 기반하여 길이 방향으로 수축 또는 팽창되도록 구성되는 제2 압전 소자(471) 및 상기 제2 압전 소자의 제1 단부(4711)에 결합되고, 상기 제2 압전 소자의 길이 방향으로 일정 길이로 길게 연장되는 로드(473)를 포함하고, 상기 로드는 상기 제2 압전 소자의 팽창 또는 수축에 의해 상기 로드의 길이 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 카메라 하우징은 상기 OIS 구동부가 안착되는 베이스(413)를 포함하고, 상기 복수의 제2 압전 모터의 상기 로드는 상기 베이스에 상기 로드의 길이 방향으로 이동 가능하게 결합되고, 상기 제2 캐리어는, 상기 로드에 결합되되, 상기 로드의 이동 속도에 기초하여 상기 로드와 함께 이동하거나, 또는 상기 로드의 이동으로부터 분리되도록 구성될 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 제2 캐리어는, 상기 로드가 삽입되어 상기 로드와 접촉되고, 상기 로드를 탄력적으로 가압하는 복수의 지지부(467)를 포함하고, 상기 로드는, 지정된 속도보다 느리게 이동하는 경우 상기 복수의 지지부와의 마찰력에 의해 상기 제2 캐리어와 함께 이동(M1)하고, 지정된 속도보다 빠르게 이동하는 경우 상기 제2 캐리어의 관성력에 의해 상기 제2 캐리어에 대해 상대적으로 이동(M2)하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 복수의 제2 압전 모터 각각은, 상기 제2 압전 소자의 상기 제1 단부의 반대를 향하는 제2 단부(4712)에 결합되는 카운터 매스(mass)(475)를 더 포함하고, 상기 제2 압전 소자는, 상기 카운터 매스에 의해 상기 제2 단부가 상대적으로 고정된 상태에서 상기 제1 단부가 상기 제2 단부와 가까워지거나 멀어지는 형태로 수축 또는 팽창되도록 구성될 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 복수의 제2 압전 모터는, 상기 제2 캐리어를 상기 광 축에 수직한 제1 시프트 축(S1) 방향으로 이동시키도록 구성되는 제1 서브 압전 모터(470-1) 및 상기 제2 캐리어를 상기 광 축 및 상기 제1 시프트 축에 수직한 제2 시프트 축(S2) 방향으로 이동시키도록 구성되는 제2 서브 압전 모터(470-2)를 포함하고, 상기 제1 서브 압전 모터는 상기 제2 캐리어의 측면들 중 상기 제2 시프트 축 방향을 향하는 측면에 배치되고, 상기 제2 서브 압전 모터는 상기 제2 캐리어의 상기 측면들 중 상기 제1 시프트 축 방향을 향하는 측면에 배치될 수 있다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈(400)은, 카메라 하우징(410); 렌즈(421)를 포함하고, 적어도 일부가 상기 카메라 하우징 내부에 배치되는 렌즈 어셈블리(420); 상기 렌즈 어셈블리가 결합되고, 상기 렌즈 어셈블리를 상기 렌즈의 광 축(OA) 방향으로 이동시키도록 구성되는 자동 초점(AF) 모듈(430-1); 및 상기 카메라 하우징 내부에 결합되고, 상기 AF 모듈을 지지하는 이미지 안정화(OIS) 모듈(430-2), 상기 OIS 모듈은 상기 AF 모듈 및 상기 렌즈 어셈블리를 상기 광 축에 수직한 방향으로 이동시키도록 구성됨;을 포함하고, 상기 OIS 모듈 및 상기 AF 모듈 각각은, 인가되는 전압에 기반하여 수축 또는 팽창되는 압전 소자를 이용하여 구동력을 제공하도록 구성되며, 상기 AF 모듈은, 상기 렌즈 어셈블리가 결합되는 AF 캐리어(440) 및 상기 AF 캐리어를 둘러싸는 AF 압전 모터(450)를 포함하고, 상기 AF 압전 모터는, 상기 AF 캐리어가 끼움 결합되도록 개구가 형성되는 금속 플레이트(452) 및 상기 광 축 방향을 향하는 상기 금속 플레이트의 양 면 중 적어도 하나의 면에 배치되는 제1 압전 소자(453, 454)를 포함하고, 상기 금속 플레이트는 상기 개구를 형성하는 내측 단부(452b)가 상기 AF 캐리어와 밀착되고, 외측 단부(452a)가 상기 OIS 모듈에 고정될 수 있다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈(400)은, 카메라 하우징(410); 렌즈(421)를 포함하고, 적어도 일부가 상기 카메라 하우징 내부에 배치되는 렌즈 어셈블리(420); 상기 렌즈 어셈블리가 결합되고, 상기 렌즈 어셈블리를 상기 렌즈의 광 축(OA) 방향으로 이동시키도록 구성되는 자동 초점(AF) 모듈(430-1); 및 상기 카메라 하우징 내부에 결합되고, 상기 AF 모듈을 지지하는 이미지 안정화(OIS) 모듈(430-2), 상기 OIS 모듈은 상기 AF 모듈 및 상기 렌즈 어셈블리를 상기 광 축에 수직한 방향으로 이동시키도록 구성됨;을 포함하고, 상기 OIS 모듈 및 상기 AF 모듈 각각은, 인가되는 전압에 기반하여 수축 또는 팽창되는 압전 소자를 이용하여 구동력을 제공하도록 구성되며, 상기 OIS 모듈은, 상기 AF 모듈이 결합되는 OIS 캐리어(460) 및 상기 OIS 캐리어의 복수의 측면에 배치되는 복수의 OIS 압전 모터(470)를 포함하고, 상기 복수의 OIS 압전 모터 각각은, 상기 광 축에 수직한 방향으로 연장되는 제2 압전 소자(471), 상기 제2 압전 소자의 제1 단부(4711)에 결합되고, 상기 제2 압전 소자의 길이 방향으로 일정 길이로 연장되며, 상기 OIS 캐리어에 연결되는 로드(473) 및 상기 제2 압전 소자의 상기 제1 단부의 반대인 제2 단부(4712)에 결합되고, 상기 카메라 하우징 및 상기 OIS 캐리어와 분리된 카운터 매스(475)를 포함하고, 상기 제2 압전 소자는 상기 제2 단부가 상기 카운터 매스에 의해 지지된 상태에서 상기 제1 단부가 상기 제2 단부와 가까워지거나 멀어지는 형태로 수축 또는 팽창되고, 상기 로드는 상기 제2 압전 소자의 팽창 또는 수축에 의해 상기 로드의 길이 방향으로 이동하도록 구성되고, 상기 OIS 캐리어에 상기 로드의 상기 길이 방향에 수직한 방향으로 이동 가능하게 연결될 수 있다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치(300)는, 하우징(310); 및 상기 하우징 내부에 배치되고, 상기 하우징의 일부 영역을 통해 광을 수신하도록 구성되는 카메라 모듈(305, 312, 400);을 포함하고, 상기 카메라 모듈은, 카메라 하우징(410); 상기 카메라 하우징 내부에 배치되는 이미지 안정화(OIS) 구동부(430-2); 상기 OIS 구동부의 상부에 안착되는 자동 초점(AF) 구동부(430-1); 및 하나 이상의 렌즈(421)를 포함하고, 상기 AF 구동부에 결합되는 렌즈 어셈블리(420);를 포함하고, 상기 AF 구동부는, 상기 렌즈 어셈블리가 결합되는 제1 캐리어(440) 및 상기 제1 캐리어를 상기 렌즈의 광 축(OA) 방향으로 이동시키기도록 구성되는 제1 압전 모터(450)를 포함하고, 상기 OIS 구동부는, 상기 AF 구동부가 결합되는 제2 캐리어(460) 및 상기 제2 캐리어를 상기 광 축에 수직한 하나 이상의 시프트 축(S1, S2) 방향으로 이동시키도록 구성되는 복수의 제2 압전 모터(470)를 포함하고, 상기 제1 캐리어는, 이미지 안정화(OIS) 기능의 수행 시에, 상기 제2 캐리어와 함께 상기 카메라 하우징에 대해 상대적으로 상기 시프트 축 방향으로 이동하도록 구성되고, 자동 초점(AF) 기능의 수행 시에, 상기 제2 캐리어 및 상기 카메라 하우징에 대해 상대적으로 상기 광 축 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 제1 압전 모터는, 상기 제2 캐리어에 결합되는 홀더(455), 상기 제1 캐리어가 끼워지도록 중심 영역에 개구(4521)가 형성되는 금속 플레이트(452) 및 상기 금속 플레이트의 일 면에 부착되고, 인가되는 전압에 기반하여 수축 또는 팽창되는 제1 압전 소자(453, 454)를 포함하고, 상기 금속 플레이트는, 상기 제1 압전 소자의 수축 또는 팽창에 의해 상기 제1 캐리어에 밀착된 내측 단부(452b)가 상기 홀더에 결합된 외측 단부(452a)를 기준으로 상기 광 축 방향으로 벤딩 변위를 일으키도록 구성되고, 상기 제1 캐리어는, 상기 내측 단부와의 마찰력에 의해 상기 내측 단부와 함께 상기 광 축 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 복수의 제2 압전 모터 각각은, 상기 적어도 하나의 시프트 축 방향으로 길게 연장되고, 인가되는 전압에 기반하여 길이 방향으로 수축 또는 팽창되는 제2 압전 소자(471), 상기 제2 압전 소자의 제1 단부(4711)에 결합되고, 상기 제2 압전 소자의 길이 방향으로 일정 길이로 길게 연장되는 로드(473) 및 상기 제2 압전 소자의 상기 제1 단부의 반대를 향하는 제2 단부(4712)에 결합되는 카운터 매스(mass)(475)를 포함하고, 상기 로드는 상기 제2 압전 소자의 팽창 또는 수축에 의해 상기 제2 압전 소자의 상기 제2 단부를 기준으로 상기 로드의 길이 방향으로 이동하도록 구성되고, 상기 제2 캐리어는, 상기 로드에 결합되되, 상기 로드의 이동 속도에 기초하여 상기 로드와 함께 상기 시프트 축 방향으로 이동하거나, 또는 상기 로드의 이동으로부터 분리되도록 구성될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시 예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시 예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시 예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어™)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
Claims (22)
- 카메라 모듈에 있어서,
카메라 하우징;
상기 카메라 하우징 내부에 배치되는 이미지 안정화(OIS) 구동부;
적어도 일부가 상기 OIS 구동부에 결합되는 자동 초점(AF) 구동부; 및
하나 이상의 렌즈를 포함하고, 상기 AF 구동부에 결합되는 렌즈 어셈블리;를 포함하고,
상기 AF 구동부는,
상기 렌즈 어셈블리가 결합되는 제1 캐리어 및 상기 제1 캐리어를 상기 렌즈의 광 축 방향으로 이동시키기 위한 구동력을 제공하는 제1 압전 모터를 포함하고,
상기 OIS 구동부는,
상기 AF 구동부가 결합되는 제2 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 상기 광 축에 수직한 하나 이상의 방향으로 이동시키기 위한 구동력을 제공하는 복수의 제2 압전 모터를 포함하는, 카메라 모듈. - 청구항 1에 있어서,
상기 AF 구동부는,
상기 제2 캐리어의 이동 시, 상기 제2 캐리어와 함께 이동하도록 상기 제2 캐리어의 상부에 안착되는, 카메라 모듈. - 청구항 1에 있어서,
상기 렌즈 어셈블리는 상기 제1 캐리어와 함께 이동하고,
상기 제1 캐리어는,
이미지 안정화(OIS) 기능의 수행 시에, 상기 제2 캐리어와 함께 상기 카메라 하우징에 대해 상대적으로 상기 광 축에 수직한 하나 이상의 방향으로 이동하도록 구성되고,
자동 초점(AF) 기능의 수행 시에, 상기 제2 캐리어 및 상기 카메라 하우징에 대해 상대적으로 상기 광 축 방향으로 이동하도록 구성되는, 카메라 모듈. - 청구항 3에 있어서,
상기 카메라 하우징에 고정되는 이미지 센서;를 더 포함하고,
상기 렌즈 어셈블리는,
상기 제1 캐리어의 이동에 의해 상기 이미지 센서를 기준으로 상기 광 축 방향으로 이동되고, 상기 제2 캐리어의 이동에 의해 상기 이미지 센서를 기준으로 상기 광 축에 수직한 하나 이상의 방향으로 이동되도록 구성되는, 카메라 모듈. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1 압전 모터는 적어도 일부가 상기 제2 캐리어에 결합되고,
상기 제1 캐리어는 상기 제1 압전 모터에 의해 둘러싸이도록 적어도 일부가 상기 제1 압전 모터의 개구 내부에 수용되는, 카메라 모듈. - 청구항 5에 있어서,
상기 제1 캐리어는,
상기 제1 압전 모터와 접촉되고, 상기 제1 압전 모터의 적어도 일부에 발생되는 벤딩 운동에 의해 상기 제2 캐리어에 대해 상대적으로 상기 광 축 방향으로 이동하도록 구성되는, 카메라 모듈. - 청구항 5에 있어서,
상기 제1 압전 모터는,
내측 단부가 상기 제1 캐리어와 밀착되고, 외측 단부가 상기 제2 캐리어에 상대적으로 고정되는 금속 플레이트 및
상기 금속 플레이트의 양 면 중 적어도 하나에 배치되는 제1 압전 소자를 포함하고,
상기 제1 캐리어는 상기 금속 플레이트의 개구에 끼워지고,
상기 제1 압전 소자는 인가되는 전압에 기반하여 수축 또는 팽창되도록 구성되는, 카메라 모듈. - 청구항 7에 있어서,
상기 금속 플레이트는,
상기 제1 압전 소자의 수축 또는 팽창에 의해 상기 내측 단부가 상기 외측 단부를 기준으로 제1 광 축 방향 또는 상기 제1 광 축 방향의 반대인 제2 광 축 방향으로 벤딩되도록 구성되고,
상기 제1 캐리어는 상기 내측 단부와의 마찰력에 의해 상기 제1 광 축 방향 또는 상기 제2 광 축 방향으로 이동하도록 구성되는, 카메라 모듈. - 청구항 7에 있어서,
상기 제1 압전 소자는,
상기 금속 플레이트의 양 면에 각각 부착되는 제1 서브 압전 소자 및 제2 서브 압전 소자를 포함하고,
상기 제1 캐리어는,
상기 제1 서브 압전 소자의 수축 및 상기 제2 서브 압전 소자의 팽창에 의해 제1 광 축 방향으로 이동하거나, 상기 제1 서브 압전 소자의 팽창 및 상기 제2 서브 압전 소자의 수축에 의해 상기 제1 광 축 방향의 반대 방향으로 이동하도록 구성되는, 카메라 모듈. - 청구항 7에 있어서,
상기 제1 압전 모터는 상기 금속 플레이트의 상기 외측 단부가 결합되는 홀더를 더 포함하고,
상기 홀더는 상기 제2 캐리어에 안착되는, 카메라 모듈. - 청구항 5에 있어서,
상기 제1 압전 모터는 원환형으로 형성되고,
상기 제1 캐리어는 상기 제1 압전 모터의 형상에 대응되는 형상으로 형성되는, 카메라 모듈. - 청구항 7에 있어서,
상기 제1 캐리어는,
측벽이 상기 금속 플레이트에 밀착되고, 제1 부분 및 제2 부분으로 분할된 구조를 갖는 제1 프레임 및
상기 제1 부분 및 상기 제2 부분 사이에 배치되고, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분이 서로 멀어지는 방향으로 탄성력을 발생시키는 탄성 부재를 포함하고,
상기 제1 프레임은 상기 탄성 부재에 의해 소정의 예압(pre-load)이 가해진 상태로 상기 제1 압전 모터와 접촉되도록 구성되는, 카메라 모듈. - 청구항 1에 있어서,
상기 복수의 제2 압전 모터 각각은,
상기 광 축에 수직한 방향으로 길게 연장되고, 인가되는 전압에 기반하여 길이 방향으로 수축 또는 팽창되도록 구성되는 제2 압전 소자 및
상기 제2 압전 소자의 제1 단부에 결합되고, 상기 제2 압전 소자의 길이 방향으로 일정 길이로 길게 연장되는 로드를 포함하고,
상기 로드는 상기 제2 압전 소자의 팽창 또는 수축에 의해 상기 로드의 길이 방향으로 이동하도록 구성되는, 카메라 모듈. - 청구항 13에 있어서,
상기 카메라 하우징은 상기 OIS 구동부가 안착되는 베이스를 포함하고,
상기 복수의 제2 압전 모터의 상기 로드는 상기 베이스에 상기 로드의 길이 방향으로 이동 가능하게 결합되고,
상기 제2 캐리어는,
상기 로드에 결합되되, 상기 로드의 이동 속도에 기초하여 상기 로드와 함께 이동하거나, 또는 상기 로드의 이동으로부터 분리되도록 구성되는, 카메라 모듈. - 청구항 14에 있어서,
상기 제2 캐리어는,
상기 로드가 삽입되어 상기 로드와 접촉되고, 상기 로드를 탄력적으로 가압하는 복수의 지지부를 포함하고,
상기 로드는,
지정된 속도보다 느리게 이동하는 경우 상기 복수의 지지부와의 마찰력에 의해 상기 제2 캐리어와 함께 이동하고, 지정된 속도보다 빠르게 이동하는 경우 상기 제2 캐리어의 관성력에 의해 상기 제2 캐리어에 대해 상대적으로 이동하도록 구성되는, 카메라 모듈. - 청구항 13에 있어서,
상기 복수의 제2 압전 모터 각각은, 상기 제2 압전 소자의 상기 제1 단부의 반대를 향하는 제2 단부에 결합되는 카운터 매스(mass)를 더 포함하고,
상기 제2 압전 소자는,
상기 카운터 매스에 의해 상기 제2 단부가 상대적으로 고정된 상태에서 상기 제1 단부가 상기 제2 단부와 가까워지거나 멀어지는 형태로 수축 또는 팽창되도록 구성되는, 카메라 모듈. - 청구항 1에 있어서,
상기 복수의 제2 압전 모터는,
상기 제2 캐리어를 상기 광 축에 수직한 제1 시프트 축 방향으로 이동시키도록 구성되는 제1 서브 압전 모터 및
상기 제2 캐리어를 상기 광 축 및 상기 제1 시프트 축에 수직한 제2 시프트 축 방향으로 이동시키도록 구성되는 제2 서브 압전 모터를 포함하고,
상기 제1 서브 압전 모터는 상기 제2 캐리어의 측면들 중 상기 제2 시프트 축 방향을 향하는 측면에 배치되고,
상기 제2 서브 압전 모터는 상기 제2 캐리어의 상기 측면들 중 상기 제1 시프트 축 방향을 향하는 측면에 배치되는, 카메라 모듈. - 카메라 모듈에 있어서,
카메라 하우징;
렌즈를 포함하고, 적어도 일부가 상기 카메라 하우징 내부에 배치되는 렌즈 어셈블리;
상기 렌즈 어셈블리가 결합되고, 상기 렌즈 어셈블리를 상기 렌즈의 광 축 방향으로 이동시키도록 구성되는 자동 초점(AF) 모듈; 및
상기 카메라 하우징 내부에 결합되고, 상기 AF 모듈을 지지하는 이미지 안정화(OIS) 모듈, 상기 OIS 모듈은 상기 AF 모듈 및 상기 렌즈 어셈블리를 상기 광 축에 수직한 방향으로 이동시키도록 구성됨;을 포함하고,
상기 OIS 모듈 및 상기 AF 모듈 각각은, 인가되는 전압에 기반하여 수축 또는 팽창되는 압전 소자를 이용하여 구동력을 제공하도록 구성되며,
상기 AF 모듈은, 상기 렌즈 어셈블리가 결합되는 AF 캐리어 및 상기 AF 캐리어를 둘러싸는 AF 압전 모터를 포함하고,
상기 AF 압전 모터는,
상기 AF 캐리어가 끼움 결합되도록 개구가 형성되는 금속 플레이트 및 상기 광 축 방향을 향하는 상기 금속 플레이트의 양 면 중 적어도 하나의 면에 배치되는 제1 압전 소자를 포함하고,
상기 금속 플레이트는 상기 개구를 형성하는 내측 단부가 상기 AF 캐리어와 밀착되고, 외측 단부가 상기 OIS 모듈에 고정되는, 카메라 모듈. - 카메라 모듈에 있어서,
카메라 하우징;
렌즈를 포함하고, 적어도 일부가 상기 카메라 하우징 내부에 배치되는 렌즈 어셈블리;
상기 렌즈 어셈블리가 결합되고, 상기 렌즈 어셈블리를 상기 렌즈의 광 축 방향으로 이동시키도록 구성되는 자동 초점(AF) 모듈; 및
상기 카메라 하우징 내부에 결합되고, 상기 AF 모듈을 지지하는 이미지 안정화(OIS) 모듈, 상기 OIS 모듈은 상기 AF 모듈 및 상기 렌즈 어셈블리를 상기 광 축에 수직한 방향으로 이동시키도록 구성됨;을 포함하고,
상기 OIS 모듈 및 상기 AF 모듈 각각은, 인가되는 전압에 기반하여 수축 또는 팽창되는 압전 소자를 이용하여 구동력을 제공하도록 구성되며,
상기 OIS 모듈은, 상기 AF 모듈이 결합되는 OIS 캐리어 및 상기 OIS 캐리어의 복수의 측면에 배치되는 복수의 OIS 압전 모터를 포함하고,
상기 복수의 OIS 압전 모터 각각은,
상기 광 축에 수직한 방향으로 연장되는 제2 압전 소자,
상기 제2 압전 소자의 제1 단부에 결합되고, 상기 제2 압전 소자의 길이 방향으로 일정 길이로 연장되며, 상기 OIS 캐리어에 연결되는 로드 및
상기 제2 압전 소자의 상기 제1 단부의 반대인 제2 단부에 결합되고, 상기 카메라 하우징 및 상기 OIS 캐리어와 분리된 카운터 매스를 포함하고,
상기 제2 압전 소자는 상기 제2 단부가 상기 카운터 매스에 의해 지지된 상태에서 상기 제1 단부가 상기 제2 단부와 가까워지거나 멀어지는 형태로 수축 또는 팽창되고,
상기 로드는 상기 제2 압전 소자의 팽창 또는 수축에 의해 상기 로드의 길이 방향으로 이동하도록 구성되고, 상기 OIS 캐리어에 상기 로드의 상기 길이 방향에 수직한 방향으로 이동 가능하게 연결되는, 카메라 모듈. - 전자 장치에 있어서,
하우징; 및
상기 하우징 내부에 배치되고, 상기 하우징의 일부 영역을 통해 광을 수신하도록 구성되는 카메라 모듈;을 포함하고,
상기 카메라 모듈은,
카메라 하우징;
상기 카메라 하우징 내부에 배치되는 이미지 안정화(OIS) 구동부;
상기 OIS 구동부의 상부에 안착되는 자동 초점(AF) 구동부; 및
하나 이상의 렌즈를 포함하고, 상기 AF 구동부에 결합되는 렌즈 어셈블리;를 포함하고,
상기 AF 구동부는,
상기 렌즈 어셈블리가 결합되는 제1 캐리어 및 상기 제1 캐리어를 상기 렌즈의 광 축 방향으로 이동시키기도록 구성되는 제1 압전 모터를 포함하고,
상기 OIS 구동부는,
상기 AF 구동부가 결합되는 제2 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 상기 광 축에 수직한 하나 이상의 시프트 축 방향으로 이동시키도록 구성되는 복수의 제2 압전 모터를 포함하고,
상기 제1 캐리어는,
이미지 안정화(OIS) 기능의 수행 시에, 상기 제2 캐리어와 함께 상기 카메라 하우징에 대해 상대적으로 상기 시프트 축 방향으로 이동하도록 구성되고,
자동 초점(AF) 기능의 수행 시에, 상기 제2 캐리어 및 상기 카메라 하우징에 대해 상대적으로 상기 광 축 방향으로 이동하도록 구성되는, 전자 장치. - 청구항 20에 있어서,
상기 제1 압전 모터는,
상기 제2 캐리어에 결합되는 홀더,
상기 제1 캐리어가 끼워지도록 중심 영역에 개구가 형성되는 금속 플레이트 및
상기 금속 플레이트의 일 면에 부착되고, 인가되는 전압에 기반하여 수축 또는 팽창되는 제1 압전 소자를 포함하고,
상기 금속 플레이트는,
상기 제1 압전 소자의 수축 또는 팽창에 의해 상기 제1 캐리어에 밀착된 내측 단부가 상기 홀더에 결합된 외측 단부를 기준으로 상기 광 축 방향으로 벤딩 변위를 일으키도록 구성되고,
상기 제1 캐리어는,
상기 내측 단부와의 마찰력에 의해 상기 내측 단부와 함께 상기 광 축 방향으로 이동하도록 구성되는, 전자 장치. - 청구항 20에 있어서,
상기 복수의 제2 압전 모터 각각은,
상기 적어도 하나의 시프트 축 방향으로 길게 연장되고, 인가되는 전압에 기반하여 길이 방향으로 수축 또는 팽창되는 제2 압전 소자,
상기 제2 압전 소자의 제1 단부에 결합되고, 상기 제2 압전 소자의 길이 방향으로 일정 길이로 길게 연장되는 로드 및
상기 제2 압전 소자의 상기 제1 단부의 반대를 향하는 제2 단부에 결합되는 카운터 매스(mass)를 포함하고,
상기 로드는 상기 제2 압전 소자의 팽창 또는 수축에 의해 상기 제2 압전 소자의 상기 제2 단부를 기준으로 상기 로드의 길이 방향으로 이동하도록 구성되고,
상기 제2 캐리어는,
상기 로드에 결합되되, 상기 로드의 이동 속도에 기초하여 상기 로드와 함께 상기 시프트 축 방향으로 이동하거나, 또는 상기 로드의 이동으로부터 분리되도록 구성되는, 전자 장치.
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