KR20230103595A - 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

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박재만
한상훈
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 개시에 따른 렌즈 구동 장치는, 렌즈 배럴, 상기 렌즈 배럴을 수용하는 캐리어, 상기 캐리어를 광축 방향으로 이동시키도록 구성된 초점 조정 유닛, 및 상기 캐리어 내에서 상기 렌즈 배럴을 상기 광축 방향에 수직한 방향으로 이동시키도록 구성된 흔들림 보정 유닛을 포함한다. 상기 흔들림 보정 유닛은, 상기 렌즈 배럴이 고정되는 렌즈 홀더, 및 상기 렌즈 배럴의 이동을 안내하도록 상기 렌즈 홀더를 지지하고, 외곽 테두리를 형성하는 변 부분을 갖는 몸체와 상기 몸체의 변 부분에 결합된 보강 부재를 포함하는 프레임을 포함할 수 있다. 상기 변 부분은 상기 프레임의 외곽 테두리를 따라 연장되며, 상기 보강 부재는 상기 변 부분의 연장 방향에 수직한 단면에서 단차진 단차부를 가질 수 있다.

Description

렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈{LENS DRIVING APPARATUS AND CAMERA MODULE INCLUDING THE SAME}
본 개시는 렌즈 구동 장치와 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것이다.
정보통신 기술과 반도체 기술 등의 눈부신 발전에 힘입어 전자기기의 보급과 이용이 급속도로 증가하고 있다. 이러한 전자기기들은 각자의 전통적인 고유 영역에 머무르지 않고 다양한 기능들을 컨버전스(convergence)하여 제공하는 추세에 있다.
최근에는 스마트폰을 비롯하여 태블릿 PC, 랩탑 컴퓨터 등의 휴대용 전자기기에 카메라가 기본적으로 채용되고 있으며, 이 휴대용 전자기기의 카메라에는 자동 초점(Auto Focus, AF) 기능, 이미지 안정화(Image Stabilizer, IS) 기능 및 줌(zoom) 기능 등이 부가되고 있다.
이미지 안정화 기능이란 카메라 떨림 보정 또는 손 떨림 보정 등을 모두 포함할 수 있으며, 카메라가 이동하는 상태 또는 고정된 상태에서 촬영자가 의도하지 않은 손 떨림 또는 카메라 떨림 등이 발생하여 촬영되는 피사체의 이미지가 진동하는 것을 방지할 수 있다.
자동 초점 기능은 피사체와의 거리에 따라 이미지 센서의 전방에 위치되는 렌즈를 광축 방향을 따라 이동시킴으로써 이미지 센서의 결상면에서 선명한 이미지를 획득할 수 있도록 하는 기능이다.
카메라 모듈이 탑재되는 전자 기기가 박형화됨에 따라 카메라 모듈의 두께도 얇아지는 추세에 있으며, 얇은 카메라 모듈의 구현을 위해 구성 부품의 두께가 얇아지는 것과 동시에 높은 강성이 함께 요구되고 있다.
개시된 실시예의 일 측면은 이미지 안정화 기능을 구비하면서도 박형으로 유지할 수 있고, 박형으로 구성하더라도 렌즈 이동을 위한 구동력과 구성 부품의 강성을 확보할 수 있는 렌즈 구동 장치와 이를 포함한 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
그러나, 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 개시에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.
일 실시예에 따른 렌즈 구동 장치는, 렌즈 배럴, 상기 렌즈 배럴을 수용하는 캐리어, 상기 캐리어를 광축 방향으로 이동시키도록 구성된 초점 조정 유닛, 및 상기 캐리어 내에서 상기 렌즈 배럴을 상기 광축 방향에 수직한 방향으로 이동시키도록 구성된 흔들림 보정 유닛을 포함한다. 상기 흔들림 보정 유닛은, 상기 렌즈 배럴이 고정되는 렌즈 홀더, 및 상기 렌즈 배럴의 이동을 안내하도록 상기 렌즈 홀더를 지지하고, 외곽 테두리를 형성하는 변 부분을 갖는 몸체와 상기 몸체의 변 부분에 결합된 보강 부재를 포함하는 프레임을 포함할 수 있다. 상기 변 부분은 상기 프레임의 외곽 테두리를 따라 연장되며, 상기 보강 부재는 상기 변 부분의 연장 방향에 수직한 단면에서 단차진 단차부를 가질 수 있다.
상기 단차부는 상기 프레임의 변 부분에서 상기 렌즈 홀더를 향한 일면에 형성될 수 있다.
상기 단차부는 상기 몸체와 상기 보강 부재가 서로 형합(型合)되어 형성될 수 있다.
상기 단차부에서 상기 보강 부재는 절곡된 플레이트 형상으로 이루어지고, 상기 몸체는 상기 절곡된 플레이트 형상을 따라 단차진 부분을 가질 수 있다.
상기 단차부는 상기 몸체의 연장 방향에 수직한 면으로 자른 단면에서 중앙부가 융기되어 형성될 수 있다.
상기 단차부에서 상기 보강 부재는 절곡되어 융기된 플레이트 형상으로 이루어지고, 상기 몸체는 상기 융기된 플레이트 형상을 따라 돌출될 수 있다.
상기 단차부는 상기 몸체의 연장 방향을 따라 상기 변 부분에서 길게 연장된 부분을 가질 수 있다.
상기 몸체는 수지재로 이루어지고, 상기 보강 부재는 비자성체인 금속재로 이루어질 수 있다.
상기 프레임은 상기 몸체와 상기 보강 부재가 인서트 사출 성형되어 일체로 결합될 수 있다.
상기 프레임의 변 부분은 서로 평행한 한 쌍의 가장자리와 교차하는 다른 한 쌍의 가장자리를 포함하고, 상기 단차부는 서로 교차하는 적어도 두 개의 상기 변 부분에 배치될 수 있다.
상기 프레임의 변 부분은 서로 교차하는 한 쌍의 가장자리를 포함하고, 상기 단차부는 상기 한 쌍의 가장자리에 배치될 수 있다.
다른 실시예에 따른 카메라 모듈은, 하우징, 및 상기 하우징 내에 장착되며, 렌즈 배럴을 수용하는 캐리어를 광축 방향으로 이동시키거나, 상기 캐리어 내에서 상기 렌즈 배럴을 상기 광축에 수직한 방향으로 이동시키도록 구성된 렌즈 구동 장치를 포함한다. 상기 렌즈 구동 장치는, 상기 렌즈 배럴이 고정되는 렌즈 홀더, 및 상기 렌즈 배럴의 이동을 안내하도록 상기 렌즈 홀더를 지지하고, 외곽 테두리를 형성하는 변 부분을 갖는 몸체와 상기 몸체의 변 부분에 결합된 보강 부재를 포함하는 프레임을 포함할 수 있다. 상기 변 부분은 상기 프레임의 외곽 테두리를 따라 연장되며, 상기 보강 부재는 상기 변 부분의 연장 방향에 수직한 단면에서 단차진 단차부를 가질 수 있다.
상기 단차부는 상기 프레임의 변 부분에서 상기 렌즈 홀더를 향한 일면에 형성될 수 있다.
상기 단차부에서 상기 보강 부재는 절곡된 플레이트 형상으로 이루어지고, 상기 몸체는 상기 절곡된 플레이트 형상을 따라 단차진 부분을 가질 수 있다.
상기 단차부는 상기 몸체의 연장 방향에 수직한 면으로 자른 단면에서 중앙부가 융기되어 형성될 수 있다.
상기 단차부는 상기 몸체의 연장 방향을 따라 상기 변 부분에서 길게 연장된 부분을 가질 수 있다.
실시예의 렌즈 구동 장치에 따르면, 이미지 안정화 기능을 구비하면서도 박형을 유지하고 동시에 렌즈 이동을 위한 구동력과 구성 부품의 강성을 확보할 수 있다.
또한 실시예의 카메라 모듈에 따르면, 높은 강성을 가지면서도 얇은 두께로 이루어진 렌즈 구동 장치를 구비함으로써 박형의 전자 기기에 탑재되더라도 돌출 부위를 최소화할 수 있다.
도 1은 한 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 카메라 모듈을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 카메라 모듈의 한 프레임을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 IV-IV 선을 따라서 취한 단면도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 한 프레임을 도시한 단면도이다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이다.
도 7은 도 6에 나타낸 카메라 모듈의 한 프레임을 도시한 사시도이다.
도 8은 도 7의 VIII-VIII' 선을 따라서 취한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다. 또한, 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
명세서 전체에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "연결된다"라고 할 때, 이는 둘 이상의 구성요소가 직접적으로 연결되는 것만을 의미하는 것이 아니고, 둘 이상의 구성요소가 다른 구성요소를 통하여 간접적으로 연결되는 것, 물리적으로 연결되는 것뿐만 아니라 전기적으로 연결되는 것, 또는 위치나 기능에 따라 상이한 명칭들로 지칭되었으나 일체인 것을 의미할 수 있다.
도 1은 한 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 카메라 모듈을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 카메라 모듈(100)은 렌즈 배럴(120), 렌즈 배럴(120)을 이동시키는 렌즈 구동 장치(150), 렌즈 배럴(120)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서 유닛(160) 및 렌즈 배럴(120)과 렌즈 구동 장치(150)를 수용하는 하우징(110)과 커버(113)를 포함한다.
렌즈 배럴(120)은 피사체를 촬상하는 복수의 렌즈가 내부에 수용될 수 있도록 중공의 원통 형상일 수 있으며, 복수의 렌즈는 광축을 따라 렌즈 배럴(120)에 장착된다. 복수의 렌즈는 렌즈 배럴(120)의 설계에 따라 필요한 수만큼 배치되고, 각각의 렌즈는 동일하거나 상이한 굴절률 등의 광학적 특성을 가질 수 있다.
렌즈 구동 장치(150)는 렌즈 배럴(120)을 이동시키는 장치로서 초점을 조정하는 초점 조정 유닛(130) 및 흔들림을 보정하는 흔들림 보정 유닛(140)을 포함한다. 일례로, 렌즈 구동 장치(150)는 초점 조정 유닛(130)을 이용하여 렌즈 배럴(120)을 광축 방향(도면의 z축 방향)으로 이동시킴으로써 초점을 조절할 수 있고, 흔들림 보정 유닛(140)을 이용하여 렌즈 배럴(120)을 광축 방향에 수직한 방향(도면의 x축 또는 y축 방향)으로 이동시킴으로써 촬영 시의 흔들림을 보정할 수 있다.
초점 조정 유닛(130)은, 렌즈 배럴(120)을 수용하는 캐리어(131) 및 렌즈 배럴(120)과 캐리어(131)를 광축 방향으로 이동시키도록 구동력을 발생시키는 초점 조정 구동부를 포함한다. 초점 조정 구동부는 마그넷(132)과 코일(133)을 포함한다.
일례로 마그넷(132)은 캐리어(131)의 일면에 장착될 수 있으며, 코일(133)은 기판(115)을 매개로 하우징(110)에 장착될 수 있다. 여기서 마그넷(132)은 캐리어(131)에 장착되어 캐리어(131)와 함께 광축 방향으로 이동하는 이동 부재이고, 코일(133)은 하우징(110)에 고정된 고정 부재이다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고 마그넷(132)과 코일(133)의 위치를 서로 바꾸는 것도 가능하다.
코일(133)에 전원이 인가되면, 마그넷(132)과 코일(133) 사이의 전자기적 영향력에 의하여 캐리어(131)를 광축 방향으로 이동시킬 수 있다. 캐리어(131)에는 렌즈 배럴(120)이 수용되므로, 캐리어(131)의 이동에 의해 렌즈 배럴(120)도 광축 방향으로 이동된다.
캐리어(131)가 이동될 때, 캐리어(131)와 하우징(110) 사이의 마찰을 저감하도록 캐리어(131)와 하우징(110) 사이에 구름 부재(170)가 배치된다. 구름 부재(170)는 볼 형태일 수 있으며, 마그넷(132)의 양측에 배치될 수 있다. 캐리어(131)에는 구름 부재(170)가 수용되어 광축 방향으로 안내될 수 있도록 가이드 홈(131a)이 형성될 수 있다.
초점 조정 구동부는 렌즈 배럴(120)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 사용할 수 있다. 이러한 폐루프 제어를 위하여 위치 센서(136)가 필요하며, 위치 센서(136)는 홀 센서일 수 있다. 위치 센서(136)는 코일(133)의 내측 또는 외측에 배치되며, 코일(133)이 장착되는 기판(115)에 장착될 수 있다.
흔들림 보정 유닛(140)은 이미지 촬영 또는 동영상 촬영 시 사용자의 손 떨림 등의 요인에 의해 이미지가 번지거나 동영상이 흔들리는 것을 보정하기 위해 사용된다. 예를 들어, 흔들림 보정 유닛(140)은 사용자의 손 떨림 등에 의해 영상 촬영 시 흔들림이 발생할 때, 흔들림에 대응하는 상대변위를 렌즈 배럴(120)에 부여함으로써 흔들림을 보상한다. 일례로, 흔들림 보정 유닛(140)은 렌즈 배럴(120)을 광축 방향에 수직한 x축 및 y축 방향으로 이동시켜 흔들림을 보정한다.
흔들림 보정 유닛(140)은 렌즈 배럴(120)의 이동을 가이드하는 가이드 부재 및 가이드 부재를 광축 방향에 수직한 방향으로 이동시키도록 구동력을 발생시키는 흔들림 보정 구동부를 포함한다.
가이드 부재는 프레임(141) 및 렌즈 홀더(142)를 포함한다. 프레임(141)과 렌즈 홀더(142)는 캐리어(131) 내에 삽입되어 광축 방향으로 배치되며, 렌즈 배럴(120)의 이동을 가이드하는 역할을 한다.
프레임(141)과 렌즈 홀더(142)는 렌즈 배럴(120)이 삽입될 수 있는 공간을 구비하며, 렌즈 배럴(120)은 렌즈 홀더(142)에 고정된다. 렌즈 홀더(142)는 대략 사각 틀 형상으로 구비되고, 프레임(141)도 이에 대응하는 사각 틀 형상으로 구비될 수 있다. 렌즈 홀더(142)의 인접하는 3개의 측면에는 손떨림 보정용 마그넷(144a, 145a)이 각각 구비될 수 있다.
흔들림 보정 구동부는 제1 흔들림 보정 구동부(144)와 제2 흔들림 보정 구동부(145)를 포함하고, 제1 및 제2 흔들림 보정 구동부(144, 145)는 마그넷(144a, 145a)과 코일(144b, 145b)을 포함한다.
제1 흔들림 보정 구동부(144)는 광축 방향에 수직한 제1 축 방향(도면의 x축 방향)으로 구동력을 발생시키고, 제2 흔들림 보정 구동부(145)는 제1 축 방향에 수직한 제2 축 방향(도면의 y축 방향)으로 구동력을 발생시킨다. 여기서, 상기 제2 축(y축)은 광축(z축)과 제1 축(x축)에 모두 수직한 축을 의미한다. 제1 흔들림 보정 구동부(144)와 제2 흔들림 보정 구동부(145)는 광축에 수직한 평면에서 서로 직교하도록 배치될 수 있다.
제1 및 제2 흔들림 보정 구동부(144, 145)의 마그넷들(144a, 145a)은 렌즈 홀더(142)에 장착되고, 마그넷들(144a, 145a)과 각각 마주보는 코일들(144b, 145b)은 기판(114)을 매개로 하우징(110)에 고정 장착된다.
마그넷들(144a, 145a)은 렌즈 홀더(142)와 함께 광축 방향에 수직한 방향으로 이동되는 이동 부재이고, 코일들(144b, 145b)은 하우징(110)에 고정된 고정 부재이다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 마그넷들(144a, 145a)과 코일들(144b, 145b)의 위치를 서로 바꾸는 것도 가능하다.
한편, 본 실시예에는 흔들림 보정 유닛(140)을 지지하는 복수의 볼 부재가 제공된다. 복수의 볼 부재는 흔들림 보정과정에서 프레임(141) 및 렌즈 홀더(142)를 가이드하는 기능을 한다. 또한, 캐리어(131), 프레임(141) 및 렌즈 홀더(142) 간의 간격을 유지시키는 기능도 한다.
복수의 볼 부재는 제1 볼 부재(172) 및 제2 볼 부재(174)를 포함한다. 제1 볼 부재(172)는 흔들림 보정 유닛(140)의 제1 축 방향(x축 방향)으로의 이동을 가이드하고, 제2 볼 부재(174)는 흔들림 보정 유닛(140)의 제2 축 방향(y축 방향)으로의 이동을 가이드한다.
예를 들어, 제1 볼 부재(172)는 제1 축 방향(x축 방향)으로의 구동력이 발생한 경우에 제1 축 방향(x축 방향)으로 구름운동 한다. 이에 따라, 제1 볼 부재(172)는 프레임(141)과 렌즈 홀더(142)의 제1 축 방향(x축 방향)으로의 이동을 가이드한다.
또한, 제2 볼 부재(174)는 제2 축 방향(y축 방향)으로의 구동력이 발생한 경우에 제2 축 방향(y축 방향)으로 구름운동 한다. 이에 따라, 제2 볼 부재(174)는 렌즈 홀더(142)의 제2 축 방향(y축 방향)으로의 이동을 가이드한다.
제1 볼 부재(172)는 캐리어(131)와 프레임(141) 사이에 배치되는 복수의 볼 부재를 포함하고, 제2 볼 부재(174)는 프레임(141)과 렌즈 홀더(142) 사이에 배치되는 복수의 볼 부재를 포함한다.
캐리어(131)와 프레임(141)이 서로 광축 방향(z축 방향)으로 마주보는 면에는 각각 제1 볼 부재(172)를 수용하는 제1 가이드 홈부(181)가 형성된다. 제1 가이드 홈부(181)는 복수의 가이드 홈을 포함한다.
제1 볼 부재(172)는 제1 가이드 홈부(181)에 수용되어 캐리어(131)와 프레임(141) 사이에 끼워진다. 제1 볼 부재(172)는 제1 가이드 홈부(181)에 수용된 상태에서, 광축 방향(z축 방향) 및 제2 축 방향(y축 방향)으로의 이동이 제한되고, 제1 축 방향(x축 방향)으로만 이동될 수 있다.
프레임(141)과 렌즈 홀더(142)가 서로 광축 방향(z축 방향)으로 마주보는 면에는 각각 제2 볼 부재(174)를 수용하는 제2 가이드 홈부(182)가 형성된다. 제2 가이드 홈부(182)는 복수의 가이드 홈을 포함한다.
제2 볼 부재(174)는 제2 가이드 홈부(182)에 수용되어 프레임(141)과 렌즈 홀더(142) 사이에 끼워진다. 제2 볼 부재(174)는 제2 가이드 홈부(182)에 수용된 상태에서, 광축 방향(z축 방향) 및 제1 축 방향(x축 방향)으로의 이동이 제한되고, 제2 축 방향(y축 방향)으로만 이동될 수 있다. 이를 위하여, 제2 가이드 홈부(182)의 복수의 가이드 홈 각각의 평면 형상은 제1 축 방향(x축 방향)으로의 폭보다 제2 축 방향(y축 방향)으로의 길이가 더 긴 직사각형일 수 있다.
이미지 센서 유닛(160)은 렌즈 배럴(120)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 장치이다. 일례로, 이미지 센서 유닛(160)은 이미지 센서(161) 및 이미지 센서(161)와 연결되는 인쇄 회로 기판(163)을 포함할 수 있고, 적외선 필터를 더 포함할 수 있다. 적외선 필터는 렌즈 배럴(120)을 통해 입사된 광 중에서 적외선 영역의 광을 차단하는 역할을 한다.
이미지 센서(161)는 렌즈 배럴(120)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환한다. 일례로 이미지 센서(161)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)일 수 있다. 이미지 센서(161)에 의해 변환된 전기 신호는 휴대 가능한 전자 기기의 디스플레이 유닛을 통해 영상으로 출력된다. 이미지 센서(161)는 인쇄 회로 기판(163)에 고정되며, 인쇄 회로 기판(163)과 전기적으로 연결될 수 있다.
렌즈 배럴(120)과 렌즈 구동 장치(150)는 하우징(110) 내부 공간에 수용되며, 일례로, 하우징(110)은 상부와 하부가 개방된 상자 형상일 수 있다. 하우징(110)의 하부에는 이미지 센서 유닛(160)이 배치된다.
한편, 렌즈 배럴(120)의 상부에는 캐리어(131)의 내부 공간으로부터 프레임(141)과 렌즈 홀더(142)의 이탈을 방지하도록 스토퍼(122)가 더 배치될 수 있으며, 스토퍼(122)는 캐리어(131)와 결합될 수 있다. 또한 캐리어(131)에는 볼 스토퍼(124)가 장착되어 캐리어(131)의 가이드 홈(131a)을 가리도록 배치될 수 있다. 볼 스토퍼(124)에 의해 캐리어(131)의 가이드 홈(131a)에 수용되어 움직이는 구름 부재(170)의 이탈이 차단될 수 있다.
커버(113)는 하우징(110)의 외부면을 감싸도록 하우징(110)과 결합하며, 카메라 모듈의 내부 구성부품을 보호하는 기능을 한다. 또한, 커버(113)는 전자파를 차폐하는 기능을 할 수 있다. 일례로, 카메라 모듈에서 발생된 전자파가 휴대가능한 전자 기기 내의 다른 전자부품에 영향을 미치지 않도록 커버(113)가 전자파를 차폐할 수 있다.
또한, 휴대 가능한 전자 기기에는 카메라 모듈 이외에 여러 전자부품이 장착되므로, 이러한 전자부품에서 발생된 전자파가 카메라 모듈에 영향을 미치지 않도록 커버(113)가 전자파를 차폐할 수 있다. 커버(113)는 금속 재질로 제공되어 인쇄 회로 기판(163)에 구비되는 접지패드에 접지될 수 있으며, 이에 따라 전자파를 차폐할 수 있다.
도 3은 도 1에 나타낸 카메라 모듈의 한 프레임을 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 IV-IV' 선을 따라서 취한 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 프레임(141)은 중앙에 대략 원형인 관통 구멍이 형성되고 대략 사각형인 외곽 테두리 형상을 가지며, 상기한 바와 같이, 렌즈 배럴(120)의 광축에 수직한 방향의 이동을 안내하도록 제2 볼 부재(174)를 사이에 두고 렌즈 홀더(142)를 지지하는 구성이다.
본 실시예에 따른 프레임(141)은 제1 강도의 몸체(1411)와 상기 제1 강도보다 더 큰 제2 강도의 보강 부재(1413)를 포함한다.
몸체(1411)는 프레임(141)의 기본적인 외관을 이루도록 수지재로 사출 성형되어 이루어질 수 있다. 따라서 프레임(141)은 사각형의 각 모서리에 위치하여 제2 가이드 홈부(182)를 형성하는 모서리 부분(141a)과 이들을 프레임(141)의 네 변을 따라 연결하며 외곽 테두리를 형성하는 변 부분(141b)을 포함하는데, 몸체(1411)는 모서리 부분(141a)과 변 부분(141b)을 구성할 수 있다.
보강 부재(1413)는 프레임(141)의 변 부분(141b)에서 몸체(1411)와 밀착되어 성형될 수 있으며, 일례로 인서트 몰드 방식으로 가공될 수 있다. 몸체(1411)는 프레임(141)의 변 부분(141b)에서 길게 연장된 형태로 이루어지며, 보강 부재(1413)는 이들 변 부분(141b) 중 적어도 일부에서 변 부분(141b)을 따라 길게 연장되며 몸체(1411)와 결합될 수 있다. 이 때, 보강 부재(1413)의 강도는 몸체(1411)의 강도보다 더 크고, 일례로 보강 부재(1413)는 금속재로 이루어질 수 있으며, 상기 금속재는 비자성체일 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 프레임(141)을 구성하는 몸체(1411)는 변 부분(141b)의 연장 방향에 수직한 단면에서 볼 때 폭 방향 중심부에 표면으로부터 내측으로 함몰된 홈(1411a)을 포함할 수 있다. 보강 부재(1413)는 몸체(1411)의 이 홈(1411a)에 수용되면서 몸체(1411)와 결합될 수 있다.
본 실시예에서 프레임(141)을 구성하는 몸체(1411)와 보강 부재(1413)는 변 부분(141b)에서 렌즈 홀더(142)를 향한 일면에 단차부(1413a)를 형성할 수 있다. 이 단차부(1413a)는 몸체(1411)와 보강 부재(1413)가 서로 형합(型合, form-fitting)되어 형성될 수 있다. 즉, 프레임(141)의 몸체(1411)는 변 부분(141b)의 연장 방향에 수직한 면으로 자른 단면에서 단차를 갖도록 형성될 수 있고, 보강 부재(1413)는 몸체(1411)의 단차를 따라 함께 절곡되면서 단차부(1413a)를 형성하게 된다. 이러한 단차부(1413a)는 각진 모서리를 갖는 단차를 가질 수 있다.
몸체(1411)의 홈(1411a)에 보강 부재(1413)가 수용되는 경우에, 홈(1411a) 내부의 바닥면에 단차가 형성되고 보강 부재(1413)가 상기 바닥면의 단차와 형합하도록 절곡되면서 단차부(1413a)를 형성할 수 있다. 이렇게 형성된 단차부(1413a)는 몸체(1411)의 표면으로부터 부분적으로 돌출될 수 있다.
단차부(1413a)는 프레임(141)의 변 부분(141b)을 따라서 길게 연장될 수 있다. 따라서 단차부(1413a)에서 보강 부재(1413)는 절곡된 플레이트 형상으로 이루어질 수 있다. 또한 단차부(1413a)는 보강 부재(1413)가 배치되는 부분에 위치하게 되는데, 프레임(141)을 구성하는 4개의 변 부분(141b) 중에서 선택적으로 단수 또는 복수로 형성될 수 있다. 본 실시예에서 프레임(141)은 서로 평행한 한 쌍의 가장자리와 교차하는 다른 한 쌍의 가장자리를 포함하고, 보강 부재(1413)는 서로 교차하는 적어도 두 개의 가장자리에 각각 배치될 수 있다. 따라서 단차부(1413a)는 서로 모서리를 공유하며 인접한 두 개의 변 부분(141b)에 각각 형성될 수 있다. 이 때 상대적으로 두께가 얇은 변 부분(141b)에 보강 부재(1413)와 단차부(1413a)가 형성될 수 있다.
이와 같이 프레임(141)의 변 부분(141b)에 단차부(1413a)를 갖는 보강 부재(1413)가 형성됨에 따라 프레임(141)의 변형을 방지할 수 있다. 즉, 보강 부재(1413)의 단차부(1413a)는 프레임(141)의 예상되는 변형 방향과 반대되는 방향으로 비드(bead)를 추가한 형태로 변형에 대한 강성을 확보할 수 있다. 이로써 프레임(141)이 일 구성요소로 포함된 흔들림 보정 유닛(140)의 성능 확보에도 유리하다.
도 5는 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 한 프레임을 도시한 단면도이다.
도 5에 도시된 프레임(141')은 도 4에 도시된 프레임(141)과 비교할 때 보강 부재(1415)와 단차부(1415a)의 형상이 다르고, 이에 따라 몸체(1412)에 형성된 홈(1412a)의 형상이 보강 부재(1415)의 형상에 부합하도록 형성된다. 이하 다른 부분에 대해서만 설명하며, 설명되지 않은 부분은 도 3 및 도 4에 도시된 프레임(141)과 동일한 구조로 이루어질 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에서 단차부(1415a)는 몸체(1412)의 연장 방향에 수직한 면으로 자른 단면에서 중앙부가 융기되어 형성될 수 있다. 즉, 몸체(1412)의 홈(1412a)에 보강 부재(1415)가 수용되는 경우에, 홈(1412a) 내부의 바닥면 중앙에 위로 솟은 돌기가 형성되고 보강 부재(1415)가 상기 바닥면의 돌기와 형합하도록 절곡되면서 단차부(1415a)를 형성할 수 있다. 이렇게 형성된 단차부(1415a)는 몸체(1412)의 표면으로부터 부분적으로 돌출될 수 있다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 카메라 모듈(200)은 렌즈 배럴(220), 렌즈 배럴(220)을 이동시키는 렌즈 구동 장치(250), 렌즈 배럴(220)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서 유닛(260) 및 렌즈 배럴(220)과 렌즈 구동 장치(250)를 수용하는 하우징(210)과 커버(213)를 포함한다.
렌즈 구동 장치(250)는 렌즈 배럴(220)을 이동시키는 장치로서 초점을 조정하는 초점 조정 유닛(230) 및 흔들림을 보정하는 흔들림 보정 유닛(240)을 포함한다.
초점 조정 유닛(230)은, 렌즈 배럴(220)을 수용하는 캐리어(231) 및 렌즈 배럴(220)과 캐리어(231)를 광축 방향으로 이동시키도록 구동력을 발생시키는 초점 조정 구동부를 포함한다. 초점 조정 구동부는 마그넷(232)과 코일(233)을 포함한다. 일례로 마그넷(232)은 캐리어(231)의 일면에 장착될 수 있으며, 코일(233)은 기판(214)을 매개로 하우징(210)에 장착될 수 있다.
흔들림 보정 유닛(240)은 렌즈 배럴(220)의 이동을 가이드하는 가이드 부재 및 가이드 부재를 광축 방향에 수직한 방향으로 이동시키도록 구동력을 발생시키는 흔들림 보정 구동부를 포함한다. 가이드 부재는 프레임(241) 및 렌즈 홀더(242)를 포함한다. 프레임(241)과 렌즈 홀더(242)는 캐리어(231) 내에 삽입되어 광축 방향으로 배치되며, 렌즈 배럴(220)의 이동을 가이드하는 역할을 한다.
렌즈 홀더(242)는 대략 사각 틀 형상으로 구비되고, 프레임(241)은 사각 틀의 대각선 방향 절반이 제거된 L자 형상으로 구비될 수 있다. 렌즈 홀더(242)의 인접하는 2개의 측면에는 손떨림 보정용 마그넷(244a, 245a)이 각각 구비될 수 있다. 렌즈 배럴(220)의 상부에는 캐리어(231)의 내부 공간으로부터 프레임(241)과 렌즈 홀더(242)의 이탈을 방지하도록 스토퍼(222)가 더 배치될 수 있으며, 스토퍼(222)는 캐리어(231)와 결합될 수 있다.
흔들림 보정 구동부는 제1 흔들림 보정 구동부(244)와 제2 흔들림 보정 구동부(245)를 포함하고, 제1 및 제2 흔들림 보정 구동부(244, 245)는 마그넷(244a, 245a)과 코일(244b, 245b)을 포함한다. 제1 및 제2 흔들림 보정 구동부(244, 245)의 마그넷들(244a, 245a)은 렌즈 홀더(242)에 장착되고, 마그넷들(244a, 245a)과 각각 마주보는 코일들(244b, 245b)은 기판(214)을 매개로 하우징(210)에 고정 장착된다.
한편, 본 실시예에는 흔들림 보정 유닛(240)을 지지하도록 복수의 볼 부재가 제공된다. 복수의 볼 부재는 흔들림 보정과정에서 프레임(241) 및 렌즈 홀더(242)를 가이드하는 기능을 한다. 또한, 캐리어(231), 프레임(241) 및 렌즈 홀더(242) 간의 간격을 유지시키는 기능도 한다.
복수의 볼 부재는 제1 볼 부재(272) 및 제2 볼 부재(274)를 포함한다. 제1 볼 부재(272)는 흔들림 보정 유닛(240)의 제1 축 방향(x축 방향)으로의 이동을 가이드하도록 캐리어(231)와 프레임(241) 사이에 배치되는 복수의 볼 부재를 포함하고, 제2 볼 부재(274)는 흔들림 보정 유닛(240)의 제2 축 방향(y축 방향)으로의 이동을 가이드하도록 프레임(241)과 렌즈 홀더(242) 사이에 배치되는 복수의 볼 부재를 포함한다.
캐리어(231)와 프레임(241)이 서로 광축 방향(z축 방향)으로 마주보는 면에는 각각 제1 볼 부재(272)를 수용하는 제1 가이드 홈부(281)가 형성된다. 프레임(241)과 렌즈 홀더(242)가 서로 광축 방향(z축 방향)으로 마주보는 면에는 각각 제2 볼 부재(274)를 수용하는 제2 가이드 홈부(282)가 형성된다.
도 7은 도 6에 나타낸 카메라 모듈의 한 프레임을 도시한 사시도이고, 도 8은 도 7의 VIII-VIII' 선을 따라서 취한 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 프레임(241)은 대략 L자 형상의 외곽 테두리를 가지고, 렌즈 배럴(220)의 위치에 대응하는 내측은 원의 일부인 대략 호상의 라운드 부분을 갖도록 형성될 수 있다. 상기한 바와 같이, 프레임(241)은 렌즈 배럴(220)의 광축에 수직한 방향의 이동을 안내하도록 제2 볼 부재(274)를 사이에 두고 렌즈 홀더(242)를 지지하는 구성이다.
본 실시예에 따른 프레임(241)은 제1 강도의 몸체(2411)와 상기 제1 강도보다 더 큰 제2 강도의 보강 부재(2413)를 포함한다.
몸체(2411)는 프레임(241)의 기본적인 외관을 이루도록 수지재로 사출 성형되어 이루어질 수 있다. 따라서 프레임(241)은 사각형의 세 모서리에 위치하여 제2 가이드 홈부(282)를 형성하는 세 모서리 부분(241a)과 이들을 서로 연결하며 외곽 테두리를 형성하는 두 변 부분(241b)을 포함하는데, 몸체(2411)는 모서리 부분(241a)과 변 부분(241b)을 구성할 수 있다. 즉, L자 형상으로 이루어진 프레임(241)은 서로 직교하는 두 변 부분(241b)과, 두 변 부분(241b)이 만나서 이루는 교차점 및 두 변 부분(241b)의 자유단 끝에 각각 위치하는 세 모서리 부분(241a)을 포함할 수 있다.
보강 부재(2413)는 프레임(241)의 변 부분(241b)에서 몸체(2411)와 밀착되어 성형될 수 있으며, 일례로 인서트 사출 방식으로 가공될 수 있다. 몸체(2411)는 프레임(241)의 변 부분(241b)에서 길게 연장된 형태로 이루어지며, 보강 부재(2413)는 이들 변 부분(241b) 중 적어도 일부에서 변 부분(241b)을 따라 길게 연장되며 몸체(2411)와 결합될 수 있다. 이 때, 보강 부재(2413)의 강도는 몸체(2411)의 강도보다 더 크며, 일례로 보강 부재(2413)는 금속재로 이루어질 수 있고, 상기 금속재는 비자성체일 수 있다.
본 실시예에서 프레임(241)을 구성하는 몸체(2411)와 보강 부재(2413)는 변 부분(241b)에서 렌즈 홀더(242)를 향한 일면에 단차부(2413a)를 형성할 수 있다. 이 단차부(2413a)는 몸체(2411)와 보강 부재(2413)가 서로 형합되어 형성될 수 있다. 즉, 프레임(241)의 몸체(2411)는 변 부분(241b)의 연장 방향에 수직한 면으로 자른 단면에서 단차를 갖도록 형성될 수 있고, 보강 부재(2413)는 몸체(2411)의 단차를 따라 함께 절곡되면서 단차부(2413a)를 형성하게 된다. 이러한 단차부(2413a)는 각진 모서리를 갖는 단차를 가질 수 있다.
단차부(2413a)는 프레임(241)의 변 부분(241b)을 따라서 길게 연장될 수 있다. 따라서 단차부(2413a)에서 보강 부재(2413)는 절곡되어 융기된 플레이트 형상으로 이루어질 수 있다. 또한 단차부(2413a)는 보강 부재(2413)가 배치되는 부분에 위치하게 되는데, 프레임(241)을 구성하는 2개의 변 부분(241b) 중에서 선택적으로 단수 또는 복수로 형성될 수 있다.
본 실시예에서 프레임(241)은 서로 교차하는 한 쌍의 가장자리를 포함하고, 보강 부재(2413)는 이들 한 쌍의 가장자리에 각각 배치될 수 있다. 따라서 단차부(2413a)는 서로 모서리를 공유하며 인접한 두 개의 변 부분(241b)에 각각 형성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 몸체(2411)는 폭 방향 중심부에 표면으로부터 내측으로 함몰된 홈(2411a)을 포함할 수 있고, 보강 부재(2413)는 몸체(2411)의 이 홈(2411a)에 수용되면서 몸체(2411)와 결합될 수 있다. 몸체(2411)의 홈(2411a)에 보강 부재(2413)가 수용되는 경우에, 홈(2411a) 내부의 바닥면에 단차가 형성되고 보강 부재(2413)가 상기 바닥면의 단차와 형합하도록 절곡되면서 단차부(2413a)를 형성할 수 있다. 이렇게 형성된 단차부(2413a)는 몸체(2411)의 표면으로부터 부분적으로 돌출될 수 있다.
또한, 도 5를 참조하여 설명한 바와 마찬가지로, 다른 예로 단차부는 몸체의 연장 방향에 수직한 면으로 자른 단면에서 중앙부가 융기되어 형성될 수 있다. 즉, 몸체의 홈에 보강 부재가 수용되는 경우에, 홈 내부의 바닥면 중앙에 위로 솟은 돌기가 형성되고 보강 부재가 상기 바닥면의 돌기와 형합하도록 절곡되면서 단차부를 형성할 수 있다.
이와 같이 프레임(241)의 변 부분(241b)에 단차부(2413a)를 갖는 보강 부재(2413)가 형성됨에 따라 프레임(241)의 변형을 방지할 수 있다. 즉, 보강 부재(2413)의 단차부(2413a)는 프레임(241)의 예상되는 변형 방향과 반대되는 방향으로 비드(bead)를 추가한 형태로 변형에 대한 강성을 확보할 수 있다. 이로써 프레임(241)이 일 구성요소로 포함된 흔들림 보정 유닛(240)의 성능 확보에도 유리하다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100, 200: 카메라 모듈
110, 210: 하우징
113, 213: 커버
114, 115, 214: 기판
120, 220: 렌즈 배럴
130, 230: 초점 조정 유닛
140, 240: 흔들림 보정 유닛
141, 141', 241: 프레임
1411, 1412, 2411: 몸체
1413, 1415, 2413: 보강 부재
1413a, 1415a, 2413a: 단차부
141a, 241a: 모서리 부분
141b, 241b: 변 부분
142, 242: 렌즈 홀더
144, 145, 244, 245: 흔들림 보정 구동부
150, 250: 렌즈 구동 장치

Claims (16)

  1. 렌즈 배럴;
    상기 렌즈 배럴을 수용하는 캐리어;
    상기 캐리어를 광축 방향으로 이동시키도록 구성된 초점 조정 유닛; 및
    상기 캐리어 내에서 상기 렌즈 배럴을 상기 광축 방향에 수직한 방향으로 이동시키도록 구성된 흔들림 보정 유닛을 포함하고,
    상기 흔들림 보정 유닛은,
    상기 렌즈 배럴이 고정되는 렌즈 홀더; 및
    상기 렌즈 배럴의 이동을 안내하도록 상기 렌즈 홀더를 지지하고, 외곽 테두리를 형성하는 변 부분을 갖는 몸체와 상기 몸체의 변 부분에 결합된 보강 부재를 포함하는 프레임
    을 포함하고,
    상기 변 부분은 상기 프레임의 외곽 테두리를 따라 연장되며, 상기 보강 부재는 상기 변 부분의 연장 방향에 수직한 단면에서 단차진 단차부를 갖는, 렌즈 구동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단차부는 상기 프레임의 변 부분에서 상기 렌즈 홀더를 향한 일면에 형성되는, 렌즈 구동 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단차부는 상기 몸체와 상기 보강 부재가 서로 형합(型合)되어 형성되는, 렌즈 구동 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 단차부에서 상기 보강 부재는 절곡된 플레이트 형상으로 이루어지고, 상기 몸체는 상기 절곡된 플레이트 형상을 따라 단차진 부분을 갖는, 렌즈 구동 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 단차부는 상기 몸체의 연장 방향에 수직한 면으로 자른 단면에서 중앙부가 융기되어 형성된, 렌즈 구동 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 단차부에서 상기 보강 부재는 절곡되어 융기된 플레이트 형상으로 이루어지고, 상기 몸체는 상기 융기된 플레이트 형상을 따라 돌출된, 렌즈 구동 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 단차부는 상기 몸체의 연장 방향을 따라 상기 변 부분에서 길게 연장된 부분을 갖는, 렌즈 구동 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체는 수지재로 이루어지고,
    상기 보강 부재는 비자성체인 금속재로 이루어지는, 렌즈 구동 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 몸체와 상기 보강 부재가 인서트 사출 성형되어 일체로 결합된, 렌즈 구동 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임의 변 부분은 서로 평행한 한 쌍의 가장자리와 교차하는 다른 한 쌍의 가장자리를 포함하고,
    상기 단차부는 서로 교차하는 적어도 두 개의 상기 변 부분에 배치된, 렌즈 구동 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임의 변 부분은 서로 교차하는 한 쌍의 가장자리를 포함하고,
    상기 단차부는 상기 한 쌍의 가장자리에 배치된, 렌즈 구동 장치.
  12. 하우징; 및
    상기 하우징 내에 장착되며, 렌즈 배럴을 수용하는 캐리어를 광축 방향으로 이동시키거나, 상기 캐리어 내에서 상기 렌즈 배럴을 상기 광축에 수직한 방향으로 이동시키도록 구성된 렌즈 구동 장치를 포함하고,
    상기 렌즈 구동 장치는,
    상기 렌즈 배럴이 고정되는 렌즈 홀더; 및
    상기 렌즈 배럴의 이동을 안내하도록 상기 렌즈 홀더를 지지하고, 외곽 테두리를 형성하는 변 부분을 갖는 몸체와 상기 몸체의 변 부분에 결합된 보강 부재를 포함하는 프레임을 포함하고,
    상기 변 부분은 상기 프레임의 외곽 테두리를 따라 연장되며, 상기 보강 부재는 상기 변 부분의 연장 방향에 수직한 단면에서 단차진 단차부를 갖는, 카메라 모듈.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 단차부는 상기 프레임의 변 부분에서 상기 렌즈 홀더를 향한 일면에 형성되는, 카메라 모듈.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 단차부에서 상기 보강 부재는 절곡된 플레이트 형상으로 이루어지고, 상기 몸체는 상기 절곡된 플레이트 형상을 따라 단차진 부분을 갖는, 카메라 모듈.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 단차부는 상기 몸체의 연장 방향에 수직한 면으로 자른 단면에서 중앙부가 융기되어 형성된, 카메라 모듈.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 단차부는 상기 몸체의 연장 방향을 따라 상기 변 부분에서 길게 연장된 부분을 갖는, 카메라 모듈.
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