KR20230168948A - 이미지 안정화 모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

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박남기
윤영복
김재경
이홍주
천지범
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Abstract

개시된 이미지 안정화 모듈은, 내부 공간을 갖는 하우징, 외부로부터 입사된 광을 수신하고 경로를 변경하여 광축 방향을 따라 전송하도록 구성된 반사 부재가 장착되며, 상기 내부 공간에 수용되는 무빙 홀더, 상기 하우징의 내측벽과 상기 무빙 홀더 사이에 개재되는 피벗 플레이트와, 상기 피벗 플레이트로부터 돌출되어 상기 광축 방향을 따라 연장된 지지 암을 포함하는 가이드 부재, 및 상기 지지 암의 일단에 배치되는 구름 부재를 포함한다.

Description

이미지 안정화 모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈{IMAGE STABILIZATION MODULE AND CAMERAL MODULE INCLUDING THE SAME}
본 개시는 이미지 안정화 모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것이다.
최근 정보통신 기술과 반도체 기술 등의 발전으로 인해 전자기기의 보급과 이용이 급속도로 증가하고 있다. 이러한 전자기기들은 이전과는 달리 각자의 전통적인 고유 영역에 머무르지 않고, 다양한 기능들을 컨버전스(convergence)하여 제공하고 있다.
스마트폰을 비롯하여 태블릿 PC, 랩탑 컴퓨터 등의 휴대용 전자기기에는 이제 기본적으로 카메라가 탑재되어 있으며, 자동 초점(Auto Focus, AF) 기능, 이미지 안정화(Image Stabilizer, IS) 기능 및 줌(zoom) 기능 등이 추가되고 있다.
요즘에는 폴디드 줌(Folded zoom) 카메라나 초고화소 카메라와 같이 고배율 줌이 탑재된 카메라가 모바일 기기에 적용되거나, 또는 하나의 모바일 기기에 다수의 카메라 모듈이 적용되는 추세이다. 이러한 추세는 고가의 고급형 모바일 기기에서부터 중저가의 제품에 이르기까지 점차 적용 범위가 확대되고 있다.
그러나 고배율 줌이 탑재된 카메라나 다수의 카메라를 사용하는 경우, 이로 인해 카메라의 전력 소모량이 증가하는 문제가 발생하고 있다. 이에 따라 고객들은 전력 소모를 최소화하는 카메라 모듈에 대한 요구가 높아지고 있다.
개시된 실시예의 일 측면은 부품의 무게에 의해 발생하는 회전 모멘트를 최소화하고 구동력을 감소시켜 전력소모를 저감할 수 있는 이미지 안정화 모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.
일 실시예에 따른 이미지 안정화 모듈은, 내부 공간을 갖는 하우징, 외부로부터 입사된 광을 수신하고 경로를 변경하여 광축 방향을 따라 전송하도록 구성된 반사 부재가 장착되며, 상기 내부 공간에 수용되는 무빙 홀더, 상기 하우징의 내측벽과 상기 무빙 홀더 사이에 개재되는 피벗 플레이트와, 상기 피벗 플레이트로부터 돌출되어 상기 광축 방향을 따라 연장된 지지 암을 포함하는 가이드 부재, 및 상기 지지 암의 일단에 배치되는 구름 부재를 포함한다.
상기 무빙 홀더는 상기 반사 부재의 반사면과 대응하도록 상기 반사 부재가 안착되는 지지면을 포함하고, 상기 지지 암은 상기 지지면의 아래에 위치하도록 연장될 수 있다.
상기 지지 암은 한 쌍의 지지 암을 포함하고, 상기 한 쌍의 지지 암은, 상기 광축 방향에 수직하고 상기 광의 입사 방향에 수직한 제1 축을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 구름 부재는 한 쌍의 구름 부재를 포함하고, 상기 한 쌍의 구름 부재는 상기 반사 부재의 상기 제1 축 방향에 따른 양쪽에 배치될 수 있다.
상기 무빙 홀더는 내부가 비어 상기 지지 암을 수용하는 수용 공간을 가지고, 상기 수용 공간을 형성하는 내벽은 상기 구름 부재가 적어도 부분적으로 수용되며 상기 제1 축을 따라 서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 안착 홈을 가질 수 있다.
상기 무빙 홀더의 상기 한 쌍의 안착 홈들의 중심 간 거리는 상기 반사 부재의 상기 제1 축 방향에 따른 폭의 크기보다 더 작을 수 있다.
상기 무빙 홀더의 상기 한 쌍의 안착 홈들의 중심 간 거리는 상기 반사 부재의 상기 제1 축 방향에 따른 폭의 크기보다 더 클 수 있다.
상기 이미지 안정화 모듈은 상기 수용 공간 내에서 상기 한 쌍의 지지 암의 사이에 배치되어 상기 무빙 홀더에 고정되는 질량 블록을 더 포함할 수 있다.
상기 한 쌍의 지지 암의 일단에 배치되는 상기 구름 부재는 상기 제1 축을 따라 정렬되는 복수의 볼 유닛을 포함할 수 있다.
상기 피벗 플레이트와 상기 하우징의 내측면 사이에 다른 구름 부재가 배치되고, 상기 다른 구름 부재는 상기 광의 입사 방향으로 나란한 제2 축을 따라 정렬된 복수의 볼 유닛을 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른 카메라 모듈은, 내부 공간을 갖는 하우징, 외부로부터 입사된 광을 수신하고 경로를 변경하여 광축 방향을 따라 전송하도록 구성된 반사 부재가 장착되며, 상기 내부 공간에 수용되어 유동 가능하게 상기 하우징의 내측벽에 지지되는 무빙 홀더를 포함하는 이미지 안정화 모듈, 및 상기 반사 부재에서 반사된 광이 통과하도록 상기 광축 방향으로 정렬된 복수의 렌즈를 구비하는 렌즈 배럴을 포함하는 렌즈 모듈을 포함한다. 상기 이미지 안정화 모듈은, 상기 하우징의 내측벽과 상기 무빙 홀더 사이에 개재되는 피벗 플레이트와, 상기 피벗 플레이트로부터 돌출되어 상기 광축 방향을 따라 연장된 지지 암을 포함하는 가이드 부재, 및 상기 지지 암의 일단에 배치되는 구름 부재를 포함할 수 있다.
상기 무빙 홀더는 상기 반사 부재의 반사면과 대응하도록 상기 반사 부재가 안착되는 지지면을 포함하고, 상기 지지 암은 상기 지지면의 아래에 위치하도록 연장될 수 있다.
상기 지지 암은 한 쌍의 지지 암을 포함하고, 상기 한 쌍의 지지 암은, 상기 광축 방향에 수직하고 상기 광의 입사 방향에 수직한 제1 축을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 구름 부재는 한 쌍의 구름 부재를 포함하고, 상기 한 쌍의 구름 부재는 상기 반사 부재의 상기 제1 축 방향에 따른 양쪽에 배치될 수 있다.
상기 무빙 홀더는 내부가 비어 상기 지지 암을 수용하는 수용 공간을 가지고, 상기 수용 공간을 형성하는 내벽은 상기 구름 부재가 적어도 부분적으로 수용되며 상기 제1 축을 따라 서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 안착 홈을 가질 수 있다.
상기 카메라 모듈은 상기 수용 공간 내에서 상기 한 쌍의 지지 암의 사이에 배치되어 상기 무빙 홀더에 고정되는 질량 블록을 더 포함할 수 있다.
실시예에 따른 이미지 안정화 모듈과 카메라 모듈에 의하면, 부품의 무게에 의해 발생하는 회전 모멘트를 최소화하고 구동력을 감소시켜 전력소모를 저감할 수 있다.
즉, 폴디드 모듈의 이미지 안정화 모듈 내에서 반사 부재가 장착된 무빙 홀더의 회전축 위치를 무게 중심에 가깝게 위치시킴으로써 중력에 의한 회전 모멘트를 최소화할 수 있다.
아울러 회전 구동력의 발생 위치가 되는 마그넷과 코일의 위치를 회전축으로부터 이격시킴에 따라 동일한 회전 모멘트를 발생시키는데 필요한 구동력을 감소시킬 수 있고 따라서 구동에 소모되는 전력도 저감할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 카메라 모듈을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 카메라 모듈을 분해하여 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 이미지 안정화 모듈에서 하우징을 제외한 폴디드 모듈을 도시한 부분 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 IV-IV' 선을 따라 취한 단면도이다.
도 5는 도 1의 V-V' 선을 따라 취한 단면도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 이미지 안정화 모듈을 하우징을 제외하고 도시한 부분 분해 사시도이다.
도 7은 도 6에 나타낸 이미지 안정화 모듈을 도 4에서와 같은 방식으로 취한 단면도이다.
도 8은 도 6에 나타낸 이미지 안정화 모듈을 도 5에서와 같은 방식으로 취한 단면도이다.
도 9는 다른 실시예에 따른 이미지 안정화 모듈을 하우징을 제외하고 도시한 부분 분해 사시도이다.
도 10은 도 9에 나타낸 이미지 안정화 모듈을 도 5에서와 같은 방식으로 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 일 실시예에 따른 카메라 모듈을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 카메라 모듈을 분해하여 도시한 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 카메라 모듈(100)은 폴디드 모듈(110), 렌즈 모듈(120)을 포함할 수 있다. 폴디드 모듈(110) 및 렌즈 모듈(120)은 하우징(101) 내부 공간에 수용된다. 커버(103)가 하우징(101) 상부와 측면을 일부 둘러싸면서 카메라 모듈(100)의 외관을 일부 구성한다.
폴디드 모듈(110)은 외부로부터 입사되는 광의 경로를 변경하도록 구성될 수 있다. 커버(103)의 개구부(103a)를 통해 카메라 내부로 들어온 광은 폴디드 모듈(110)에 의해 렌즈 모듈(120)을 향해 반사될 수 있다.
폴디드 모듈(110)은 반사 부재(112)가 장착된 무빙 홀더(115)를 포함할 수 있으며, 반사 부재(112)는 가령 프리즘(prism)이나 미러(mirror) 형태로 제공될 수 있다. 무빙 홀더(115)는 하우징(101)의 내벽면에 구비된 풀링 요크와 무빙 홀더(115)에 구비되는 풀링 마그넷(1153)의 인력에 의해 하우징(101)의 내벽면에 밀착 지지될 수 있다.
하우징(101)의 내벽면과 무빙 홀더(115)의 사이에는 가이드 부재(113)가 배치될 수 있다. 가이드 부재(113)와 무빙 홀더(115) 사이에는 제1 구름 부재(1151)가 개재되고, 하우징(101)과 가이드 부재(113) 사이에는 제2 구름 부재(1131)가 개재될 수 있다. 제1 구름 부재(1151), 가이드 부재(113), 및 제2 구름 부재(1131)는 무빙 홀더(115)가 하우징(101) 내부에서 움직일 때 피벗 축을 중심으로 지지될 수 있다.
렌즈 모듈(120)은 하우징(101)의 내부 공간에 광축 방향으로 이동 가능하게 구비될 수 있다. 렌즈 모듈(120)은 내부에 적어도 하나의 렌즈를 구비하는 렌즈 배럴(122)이 렌즈 홀더(125)에 결합되어 구성될 수 있다. 폴디드 모듈(110)에서 반사된 광은 렌즈 배럴(122)을 통과하면서 굴절된다. 렌즈 배럴(122)이 복수의 렌즈들을 포함하는 경우, 복수의 렌즈들은 광축 방향으로 배열될 수 있다.
렌즈 배럴(122)을 통과한 광은 렌즈 모듈(120)의 후방에 위치한 이미지 센서 모듈(미도시)에 전달되어 전기적 이미지 신호로 변환될 수 있다. 이미지 센서 모듈은 이미지 센서가 실장된 회로 기판을 포함할 수 있다. 이미지 센서의 결상면에 상이 맺히게 되며, 이에 응답하여 이미지 센서는 맺힌 상에 대한 이미지 신호를 생성하고, 이미지 신호는 회로 기판을 통해 외부 회로로 전달될 수 있다. 이미지 센서 모듈은 렌즈 모듈(120)에서 입사되는 적외선을 필터링하는 적외선 차단 필터를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 카메라 모듈(100)은 자동 초점 조절 (Auto Focus, AF) 기능과 광학적 이미지 안정화 (Optical Image Stabilization, OIS) 기능을 제공할 수 있다.
렌즈 모듈(120)은 광축을 따라 왕복운동 하면서 초점거리가 조정될 수 있다. 렌즈 모듈(120)의 측부에는 AF 구동부가 배치될 수 있다. 렌즈 모듈(120)에는 AF 구동 마그넷(1263)이 장착되고, AF 구동 마그넷(1263)에 대향하는 위치에 AF 구동 코일(1264)이 배치될 수 있다. AF 구동 코일(1264)과 AF 구동 마그넷(1263) 사이의 전자기적 상호작용에 의해 렌즈 모듈(120)은 광축을 따라 움직일 수 있다. AF 구동 코일(1264)은 하우징(101)에 부착되는 회로 기판(105)에 실장되고, 하우징(101)은 AF 구동 코일(1264)과 AF 구동 마그넷(1263)이 서로 마주볼 수 있게 개구부를 가질 수 있다. 기판(105)은 연성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)을 포함할 수 있다.
매끄러운 구동을 위해 렌즈 모듈(120)과 하우징(101)의 내부 바닥면 사이에 볼 부재들(1251)이 배치될 수 있다. 렌즈 모듈(120)과 하우징(101) 내부 바닥면은 볼 부재들(1251)을 일부 수용하는 가이드 홈들(1014)을 포함할 수 있다. 가이드 홈들(1014)은 광축과 나란한 방향으로 연장하며, 볼 부재들(1251)의 운동방향은 가이드 홈(1014)의 연장방향(즉, 광축 방향)으로 제한된다.
폴디드 모듈(110)이 하우징(101) 내에서 광축에 수직인 축을 기준으로 회전함으로써 광학 이미지 안정화(OIS) 기능, 즉 흔들림 보정 기능이 구현될 수 있다. 따라서 폴디드 모듈(110)은 하우징(101) 내에 장착되어 이미지 안정화 모듈을 구성할 수 있다.
폴디드 모듈(110)은 반사 부재(112)를 하우징(101)에 대해 광축에 수직인 축을 기준으로 회전시키도록 구성된 OIS 구동부를 포함할 수 있다. OIS 구동부는 반사 부재(112)를 광축에 수직인 제1 축을 기준으로 회전시키도록 구성된 제1 OIS 구동부, 및 광축에 수직하고 제1 축과 교차하는 제2 축을 기준으로 회전시키도록 구성된 제2 OIS 구동부를 포함할 수 있다. 이때 제1 축은 광축에 수직하고 외부로부터 입사되는 광의 입사 방향에 수직한 축이고, 제2 축은 상기 광의 입사 방향에 나란한 축이다. 따라서, 광축은 도면의 z축과 나란하고, 제1 축은 도면의 x축과 나란하며, 제2 축은 도면의 y축에 나란할 수 있다.
OIS 구동부가 반사 부재(112)를 제1 축 및/또는 제2 축을 기준으로 회전시킴으로써, 카메라 모듈(100)의 흔들림에 의해 이미지 센서에 맺히는 상이 흔들리는 것을 광학적으로 보정할 수 있다. 이를 위해 OIS 구동부는 무빙 홀더(115)가 2개의 축을 기준으로 회전 가능하도록 구동력을 발생시킬 수 있다.
OIS 구동부는 복수의 OIS 구동 마그넷(1163, 1173) 및 이와 마주보도록 배치되는 복수의 OIS 구동 코일(1164, 1174)을 포함한다. 복수의 OIS 구동 코일(1164, 1174)에 전원을 인가하면, 복수의 OIS 구동 마그넷(1163, 1173)과 복수의 OIS 구동 코일(1164, 1174) 사이의 전자기적 상호작용에 의해 복수의 OIS 구동 마그넷(1163, 1173)이 장착된 무빙 홀더(115)를 제1 축 및/또는 제2 축을 기준으로 회전시킬 수 있다.
예를 들어, 제1 OIS 구동부는 제1 OIS 구동 마그넷(1163)과 제1 OIS 구동 코일(1164)을 포함하여 무빙 홀더(115)를 상기 제1 축을 기준으로 회전시킬 수 있다. 제1 OIS 구동 코일(1164)에 전류가 인가되면 대응하는 제1 OIS 구동 마그넷(1163)의 자기장에 의해 로렌츠 힘이 작용하여 제1 구름 부재(1151)를 피벗 중심으로 회전 모멘트가 발생할 수 있다. 제2 OIS 구동부는 제2 OIS 구동 마그넷(1173)과 제2 OIS 구동 코일(1174)을 포함하여 무빙 홀더(115)를 상기 제2 축을 기준으로 회전시킬 수 있다. 제2 OIS 구동 코일(1174)에 전류가 인가되면 대응하는 제2 OIS 구동 마그넷(1173)의 자기장에 의해 로렌츠 힘이 작용하여 제2 구름 부재(1131)를 피벗 중심으로 회전 모멘트가 발생할 수 있다.
복수의 OIS 구동 마그넷(1163, 1173)은 무빙 홀더(115)의 양 측면에 장착될 수 있다. 이때 제1 OIS 구동 마그넷(1163)은 제2 OIS 구동 마그넷(1173)보다 가이드 부재(113)에 더 가까이 위치할 수 있다. 즉, 제1 OIS 구동 마그넷(1163)은 가이드 부재(113)가 고정되는 하우징(101)의 측벽에 제2 OIS 구동 마그넷(1173)보다 더 가까이 위치할 수 있다.
복수의 OIS 구동 코일(1164, 1174)은 하우징(101)에 장착된다. 일 예로, 복수의 OIS 구동 코일(1164, 1174)은 회로 기판(105)을 매개로 하우징(101)에 장착될 수 있다. 즉, 복수의 OIS 구동 코일(1164, 1174)은 회로 기판(105)에 구비되며, 회로 기판(105)은 하우징(101)에 장착된다. 여기서, 도면의 도시에서 회로 기판(105)은 폴디드 모듈(110)용 코일과 렌즈 모듈(120)용 코일이 모두 실장되도록 전체적으로 일체형으로 구비되는 예시를 도시하고 있으나, 회로 기판(105)은 폴디드 모듈(110)용 코일과 렌즈 모듈(120)용 코일이 각각 실장되도록 2개 이상의 회로 기판으로 분리되어 구비될 수도 있다.
하우징(101)의 내부 공간은 폴디드 모듈(110)이 배치되는 공간과 렌즈 모듈(120)이 배치되는 공간이 측벽 돌기(107)에 의해 서로 구분될 수 있다. 즉, 측벽 돌기(107)를 기준으로 전방 측에는 폴디드 모듈(110)이 구비되고 후방 측에는 렌즈 모듈(120)이 구비될 수 있다. 이러한 측벽 돌기(107)는 하우징(101)의 양쪽 내벽에서 내부 공간으로 부분적으로 돌출되는 형상으로 구비될 수 있다.
도 3은 도 1에 나타낸 이미지 안정화 모듈에서 하우징을 제외한 폴디드 모듈을 도시한 부분 분해 사시도이고, 도 4는 도 3의 IV-IV' 선을 따라 취한 단면도이며, 도 5는 도 1의 V-V' 선을 따라 취한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 이미지 안정화 모듈을 구성하는 폴디드 모듈(110)은 반사 부재(112)가 장착되는 무빙 홀더(115)와, 이 무빙 홀더(115)가 하우징(101; 도 1 참조)의 내측벽에 대하여 움직일 수 있도록 지지하는 가이드 부재(113)를 포함한다. 무빙 홀더(115)와 가이드 부재(113)의 사이, 그리고 가이드 부재(113)와 하우징(101)의 내측벽 사이에는 각각 구름 부재(1151, 1131)가 배치될 수 있다.
가이드 부재(113)는 피벗 플레이트(1132)와 이로부터 돌출된 지지 암(1135, 1136)을 포함할 수 있다. 피벗 플레이트(1132)는 하우징(101)의 내측벽과 무빙 홀더(115) 사이에 개재되고, 대향하는 한 쌍의 넓은 면을 갖는 플레이트 형상을 가질 수 있다. 지지 암(1135, 1136)은 피벗 플레이트(1132)의 넓은 면 중 한 쪽 면으로부터 무빙 홀더(115)를 향해 연장될 수 있다. 피벗 플레이트(1132)의 광의 입사 방향에 따른 높이를 기준할 때, 지지 암(1135, 1136)은 피벗 플레이트(1132)의 높이 방향 중간 지점으로부터 돌출되어 광축 방향을 따라 연장될 수 있다.
피벗 플레이트(1132)로부터 돌출되는 지지 암(1135, 1136)은 한 쌍으로 이루어질 수 있다. 한 쌍의 지지 암(1135, 1136)은 광축 방향에 수직하고 광의 입사 방향에 수직한 제1 축(도면의 x축)을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 한 쌍의 지지 암(1135, 1136)의 일단에 배치되는 제1 구름 부재(1151)는 제1 축을 따라 정렬되는 복수의 볼 유닛을 포함할 수 있다. 피벗 플레이트(1132)와 하우징(101)의 내측면 사이에 배치되는 제2 구름 부재(1131)는 광의 입사 방향으로 나란한 제2 축(도면의 y축)을 따라 정렬된 복수의 볼 유닛을 포함할 수 있다.
제1 구름 부재(1151)는 피벗 플레이트(1132)에 대하여 무빙 홀더(115)를 지지하며 무빙 홀더(115)의 제1 축(도면의 x축)을 중심으로 한 피벗팅(pivoting)이 가능하게 할 수 있다. 상기 제1 축을 중심으로 한 피벗팅은 제1 OIS 구동 마그넷(1163)과 제1 OIS 구동 코일(1164; 도 2 참조)의 상호작용으로 구동될 수 있다. 제2 구름 부재(1131)는 하우징(101)에 대하여 피벗 플레이트(1132)를 지지하며 피벗 플레이트(1132)를 무빙 홀더(115)와 함께 제2 축(도면의 y축)을 중심으로 한 피벗팅(pivoting)이 가능하게 할 수 있다. 상기 제2 축을 중심으로 한 피벗팅은 제2 OIS 구동 마그넷(1173)과 제2 OIS 구동 코일(1174; 도 2 참조)의 상호작용으로 구동될 수 있다.
도 4를 참조하면, 무빙 홀더(115)는 반사 부재(112)가 안착되는 지지면(115a)을 포함할 수 있다. 지지면(115a)은 반사 부재(112)의 반사면(112a)과 대응하는 면이 되며, 광의 입사 방향에 대하여 기 설정된 각도로 경사지게 배치될 수 있다.
무빙 홀더(115)는 지지면(115a)의 아래에 내부가 비어 지지 암(1135, 1136)을 수용하는 수용 공간(115b)을 가질 수 있다. 지지 암(1135, 1136)은 지지면(115a)의 아래에 위치하도록 연장되어 무빙 홀더(115)의 수용 공간(115b)에 수용될 수 있다. 따라서 지지 암(1135, 1136)은 광의 입사 방향을 따라 무빙 홀더(115)와 중첩하는 부분을 가질 수 있다.
지지 암(1135, 1136)의 자유 단에 해당하는 일단에는 제1 구름 부재(1151)가 배치될 수 있다. 지지 암(1135, 1136)은 상기 일단에서 광축 방향으로 함몰된 안착 홈(1135a, 1136a)을 가질 수 있다. 제1 구름 부재(1151)는 지지 암(1135, 1136)의 안착 홈(1135a, 1136a)에 적어도 부분적으로 수용될 수 있다. 무빙 홀더(115)의 수용 공간(115b)을 형성하는 내벽에도 광축 방향으로 함몰된 한 쌍의 안착 홈(115c)이 위치할 수 있으며, 제1 구름 부재(1151)는 무빙 홀더(115)의 안착 홈(115c)에도 적어도 부분적으로 수용될 수 있다. 따라서 제1 구름 부재(1151)는 광의 입사 방향을 따라 무빙 홀더(115)의 아래에 위치할 수 있다.
본 실시예에 따른 폴디드 모듈(110)에서 제1 구름 부재(1151)는 반사 부재(112)의 하단에 위치함에 따라 무빙 홀더(115)의 무게 중심(CG)에 가깝게 배치될 수 있다. 즉, 무빙 홀더(115)가 피벗 플레이트(1132)의 표면 상에서 피벗팅되는 경우의 피벗 중심(무빙 홀더와 피벗 플레이트 사이 간격의 중심)으로부터 무게 중심(CG)까지의 거리(lo)보다 지지 암(1135)의 일단의 피벗 중심(제1 구름 부재의 중심)으로부터 무게 중심(CG)까지의 거리(l1)가 더 짧을 수 있다.
따라서 추가적인 OIS 구동부의 크기 증가없이 무빙 홀더(115)와 반사 부재(112)의 무게에 의해 발생하는 회전 모멘트 크기를 감소시킬 수 있다. 또한 제1 OIS 구동 마그넷(1163)을 제1 축에 평행한 피벗 중심으로부터 이격 배치할 경우 제1 축을 중심 회전에 필요한 구동력을 감소시킬 수 있으며, 따라서 OIS 센터링에 필요한 소모 전력을 개선할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에서 무빙 홀더(115)의 한 쌍의 안착 홈들(115c)의 중심 간 거리(d1)는 반사 부재(112)의 제1 축 방향(도면의 x축 방향)에 따른 폭(w1)의 크기보다 더 작을 수 있다. 따라서 한 쌍의 제2 구름 부재들(1151)은 광 입사 방향을 따라 반사 부재(112)의 아래에 배치될 수 있다.
도 6은 다른 실시예에 따른 이미지 안정화 모듈을 하우징을 제외하고 도시한 부분 분해 사시도이고, 도 7은 도 6에 나타낸 이미지 안정화 모듈을 도 4에서와 같은 방식으로 취한 단면도이며, 도 8은 도 6에 나타낸 이미지 안정화 모듈을 도 5에서와 같은 방식으로 취한 단면도이다.
도 6 내지 도 8에 나타낸 이미지 안정화 모듈의 폴디드 모듈(210)은 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한 실시예의 폴디드 모듈(110)과 대체로 유사한 구성을 포함하고 있다. 다만 가이드 부재(213)를 구성하는 지지 암(2135, 2136)과 이에 대응하는 무빙 홀더(215)의 일부 구성에서 차이가 있다. 따라서 이하에서는 동일한 구성의 중복된 설명은 생략하고 차이가 있는 구성과 그에 따른 작용 효과에 대하여 설명한다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 이미지 안정화 모듈을 구성하는 폴디드 모듈(210)은 반사 부재(112)가 장착되는 무빙 홀더(215)와, 이 무빙 홀더(215)가 하우징(101; 도 1 참조)의 내측벽에 대하여 움직일 수 있도록 지지하는 가이드 부재(213)를 포함한다. 무빙 홀더(215)와 가이드 부재(213)의 사이, 그리고 가이드 부재(213)와 하우징(101)의 내측벽 사이에는 각각 구름 부재(1151, 1131)가 배치될 수 있다.
가이드 부재(213)는 피벗 플레이트(2132)와 이로부터 돌출된 지지 암(2135, 2136)을 포함할 수 있다. 피벗 플레이트(2132)로부터 돌출되는 지지 암(2135, 2136)은 한 쌍으로 이루어질 수 있다. 한 쌍의 지지 암(2135, 2136)은 광축 방향에 수직하고 광의 입사 방향에 수직한 제1 축(도면의 x축)을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다.
도 7을 참조하면, 무빙 홀더(215)는 반사 부재(112)가 안착되는 지지면(215a)을 포함할 수 있다. 지지면(215a)은 반사 부재(112)의 반사면(112a)과 대응하는 면이 되며, 광의 입사 방향에 대하여 기 설정된 각도로 경사지게 배치될 수 있다.
무빙 홀더(215)는 지지면(215a)의 좌우에 내부가 비어 있어 지지 암(2135, 2136)을 수용하는 수용 공간(215b)을 가질 수 있다. 지지 암(2135, 2136)은 지지면(215a)의 좌우에 위치하도록 연장되어 무빙 홀더(215)의 수용 공간(215b)에 수용될 수 있다. 따라서 지지 암(2135, 2136)은 광의 입사 방향을 따라 무빙 홀더(115)와 중첩하는 부분을 가질 수 있다.
지지 암(2135, 2136)의 자유 단에 해당하는 일단에는 제1 구름 부재(1151)가 배치될 수 있다. 지지 암(2135, 2136)은 상기 일단에서 광축 방향으로 함몰된 안착 홈(2135a, 2136a)을 가질 수 있다. 제1 구름 부재(1151)는 지지 암(2135, 2136)의 안착 홈(2135a, 2136a)에 적어도 부분적으로 수용될 수 있다. 무빙 홀더(215)의 수용 공간(215b)을 형성하는 내벽에도 광축 방향으로 함몰된 한 쌍의 안착 홈(215c)이 위치할 수 있으며, 제1 구름 부재(1151)는 무빙 홀더(215)의 안착 홈(215c)에도 적어도 부분적으로 수용될 수 있다. 따라서 제1 구름 부재(1151)는 광의 입사 방향을 따라 무빙 홀더(115)의 아래에 위치할 수 있다.
도 8을 참조하면, 무빙 홀더(215)의 한 쌍의 안착 홈들(215c)의 중심 간 거리(d2)는 반사 부재(112)의 제1 축 방향에 따른 폭(w1)의 크기보다 더 클 수 있다. 따라서 한 쌍의 지지 암(2135, 2136)과 한 쌍의 제2 구름 부재들(1151)은 반사 부재(112)의 제1 축 방향에 따른 양쪽에 배치될 수 있다.
본 실시예에 따른 폴디드 모듈(210)에서 제1 구름 부재(1151)는 광의 입사 방향을 따라 무빙 홀더(115)의 아래에서 반사 부재(112)의 좌우에 위치함에 따라 무빙 홀더(215)의 무게 중심(CG)에 배치될 수 있다(도 7 참조). 따라서 추가적인 OIS 구동부의 크기 증가없이 무빙 홀더(215)와 반사 부재(112)의 무게에 의해 발생하는 회전 모멘트 크기를 감소시킬 수 있다. 또한 제1 OIS 구동 마그넷(1163)을 제1 축에 평행한 피벗 중심으로부터 이격 배치할 경우 제1 축 중심 회전에 필요한 구동력을 감소시킬 수 있으며, 따라서 OIS 센터링에 필요한 소모 전력을 개선할 수 있다.
도 9는 다른 실시예에 따른 이미지 안정화 모듈을 하우징을 제외하고 도시한 부분 분해 사시도이고, 도 10은 도 9에 나타낸 이미지 안정화 모듈을 도 5에서와 같은 방식으로 취한 단면도이다.
도 9 및 도 10에 나타낸 이미지 안정화 모듈의 폴디드 모듈(210')은 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명한 실시예의 폴디드 모듈(210)과 대체로 유사한 구성을 포함하고 있다. 따라서 이하에서는 동일한 구성의 중복된 설명은 생략하고 차이가 있는 구성과 그에 따른 작용 효과에 대하여 설명한다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 이미지 안정화 모듈을 구성하는 폴디드 모듈(210')은 반사 부재(112)가 장착되는 무빙 홀더(215')와, 이 무빙 홀더(215')가 하우징(101; 도 1 참조)의 내측벽에 대하여 움직일 수 있도록 지지하는 가이드 부재(213)를 포함한다. 무빙 홀더(215')와 가이드 부재(213)의 사이, 그리고 가이드 부재(213)와 하우징(101)의 내측벽 사이에는 각각 구름 부재(1151, 1131)가 배치될 수 있다.
가이드 부재(213)는 피벗 플레이트(2132)와 이로부터 돌출된 지지 암(2135, 2136)을 포함할 수 있다. 피벗 플레이트(2132)로부터 돌출되는 지지 암(2135, 2136)은 한 쌍으로 이루어질 수 있다.
무빙 홀더(215')는 반사 부재(112)의 좌우에 내부가 비어 있어 지지 암(2135, 2136)을 수용하는 수용 공간(215'b)을 가질 수 있다. 지지 암(2135, 2136)은 반사 부재(112)의 좌우에 위치하도록 연장되어 무빙 홀더(215')의 수용 공간(215'b)에 수용될 수 있다. 따라서 지지 암(2135, 2136)은 광의 입사 방향을 따라 무빙 홀더(215')와 중첩하는 부분을 가질 수 있다.
본 실시예에서 무빙 홀더(215')의 수용 공간(215'b) 내에는 무빙 홀더(215')에 고정되는 한 쌍의 질량 블록(2154)이 배치될 수 있다. 한 쌍의 질량 블록(2154)은 한 쌍의 지지 암(2135, 2136)의 사이에 서로 이격되어 배치될 수 있다. 질량 블록(2154)은 반사 부재(112)를 장착한 무빙 홀더(215')의 무게 중심(CG)을 가이드 부재(213) 쪽으로 이동시킬 수 있다. 따라서 무빙 홀더(215')에 적정한 무게의 질량 블록(2154)을 고정함으로써 무게 중심(CG)의 위치를 조정할 수 있다.
반사 부재(112)를 장착한 무빙 홀더(215')의 초기 무게 중심(CG0)을 가이드 부재(213) 쪽으로 이동시키기 위한 질량 블록(2154)은 다음과 같은 조건을 만족할 수 있다.
[수학식 1]
여기서, m0: 반사 부재를 장착한 무빙 홀더의 초기 질량,
m1: 질량 블록을 추가한 후 반사 부재를 장착한 무빙 홀더의 질량,
R0: 반사 부재를 장착한 무빙 홀더의 초기 무게 중심(CG0)과 제2 OIS 구동부 피벗 중심간 거리,
R1: 질량 블록을 추가한 후 반사 부재를 장착한 무빙 홀더의 무게 중심(CG1)과 제2 OIS 구동부 피벗 중심간 거리,
△m: 반사 부재를 장착한 무빙 홀더의 질량 증가량, 그리고
△R: 무게 중심 이동량이다.
본 실시예에 따른 폴디드 모듈(210')에 의하면, 제1 OIS 구동 마그넷(1163)을 제1 축에 평행한 제1 OIS 구동부의 피벗 중심으로부터 이격 배치할 경우 제1 축 중심 회전에 필요한 구동력을 감소시킬 수 있으며, 따라서 OIS 센터링에 필요한 소모 전력을 개선할 수 있다. 또한 질량 블록(2154)을 추가함으로써 제2 축(도면의 y축)에 평행한 제2 OIS 구동부의 피벗 중심으로부터 무게 중심(CG1)과의 거리를 줄여 중력에 의한 회전 모멘트를 줄여서 OIS 센터링에 필요한 소모 전력을 개선할 수 있다. 이때 무게 중심 변경 후의 회전 모멘트량이 감소하도록 질량 증가량을 조정할 수 있다.
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: 카메라 모듈
101: 하우징
110, 210, 210': 폴디드 모듈
112: 반사 부재
113, 213: 가이드 부재
1151: 제1 구름 부재
1131: 제2 구름 부재
1132, 2132: 피벗 플레이트
1135, 1136: 지지 암
115, 215, 215': 무빙 홀더
115a, 215a: 지지면
115b, 215b, 215'b: 수용 공간
115c, 215c: 안착 홈

Claims (16)

  1. 내부 공간을 갖는 하우징;
    외부로부터 입사된 광을 수신하고 경로를 변경하여 광축 방향을 따라 전송하도록 구성된 반사 부재가 장착되며, 상기 내부 공간에 수용되는 무빙 홀더;
    상기 하우징의 내측벽과 상기 무빙 홀더 사이에 개재되는 피벗 플레이트와, 상기 피벗 플레이트로부터 돌출되어 상기 광축 방향을 따라 연장된 지지 암을 포함하는 가이드 부재; 및
    상기 지지 암의 일단에 배치되는 구름 부재
    를 포함하는 이미지 안정화 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 무빙 홀더는 상기 반사 부재의 반사면과 대응하도록 상기 반사 부재가 안착되는 지지면을 포함하고,
    상기 지지 암은 상기 지지면의 아래에 위치하도록 연장되는, 이미지 안정화 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 암은 한 쌍의 지지 암을 포함하고,
    상기 한 쌍의 지지 암은, 상기 광축 방향에 수직하고 상기 광의 입사 방향에 수직한 제1 축을 따라 서로 이격되어 배치되는, 이미지 안정화 모듈.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 구름 부재는 한 쌍의 구름 부재를 포함하고,
    상기 한 쌍의 구름 부재는 상기 반사 부재의 상기 제1 축 방향에 따른 양쪽에 배치되는, 이미지 안정화 모듈.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 무빙 홀더는 내부가 비어 상기 지지 암을 수용하는 수용 공간을 가지고,
    상기 수용 공간을 형성하는 내벽은 상기 구름 부재가 적어도 부분적으로 수용되며 상기 제1 축을 따라 서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 안착 홈을 갖는, 이미지 안정화 모듈.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 무빙 홀더의 상기 한 쌍의 안착 홈들의 중심 간 거리는 상기 반사 부재의 상기 제1 축 방향에 따른 폭의 크기보다 더 작은, 이미지 안정화 모듈.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 무빙 홀더의 상기 한 쌍의 안착 홈들의 중심 간 거리는 상기 반사 부재의 상기 제1 축 방향에 따른 폭의 크기보다 더 큰, 이미지 안정화 모듈.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 수용 공간 내에서 상기 한 쌍의 지지 암의 사이에 배치되어 상기 무빙 홀더에 고정되는 질량 블록을 더 포함하는 이미지 안정화 모듈.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 지지 암의 일단에 배치되는 상기 구름 부재는 상기 제1 축을 따라 정렬되는 복수의 볼 유닛을 포함하는, 이미지 안정화 모듈.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 피벗 플레이트와 상기 하우징의 내측면 사이에 다른 구름 부재가 배치되고,
    상기 다른 구름 부재는 상기 광의 입사 방향으로 나란한 제2 축을 따라 정렬된 복수의 볼 유닛을 포함하는, 이미지 안정화 모듈.
  11. 내부 공간을 갖는 하우징;
    외부로부터 입사된 광을 수신하고 경로를 변경하여 광축 방향을 따라 전송하도록 구성된 반사 부재가 장착되며, 상기 내부 공간에 수용되어 유동 가능하게 상기 하우징의 내측벽에 지지되는 무빙 홀더를 포함하는 이미지 안정화 모듈; 및
    상기 반사 부재에서 반사된 광이 통과하도록 상기 광축 방향으로 정렬된 복수의 렌즈를 구비하는 렌즈 배럴을 포함하는 렌즈 모듈
    을 포함하고,
    상기 이미지 안정화 모듈은,
    상기 하우징의 내측벽과 상기 무빙 홀더 사이에 개재되는 피벗 플레이트와, 상기 피벗 플레이트로부터 돌출되어 상기 광축 방향을 따라 연장된 지지 암을 포함하는 가이드 부재; 및
    상기 지지 암의 일단에 배치되는 구름 부재
    를 포함하는, 카메라 모듈.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 무빙 홀더는 상기 반사 부재의 반사면과 대응하도록 상기 반사 부재가 안착되는 지지면을 포함하고,
    상기 지지 암은 상기 지지면의 아래에 위치하도록 연장되는, 카메라 모듈.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 지지 암은 한 쌍의 지지 암을 포함하고,
    상기 한 쌍의 지지 암은, 상기 광축 방향에 수직하고 상기 광의 입사 방향에 수직한 제1 축을 따라 서로 이격되어 배치되는, 카메라 모듈.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 구름 부재는 한 쌍의 구름 부재를 포함하고,
    상기 한 쌍의 구름 부재는 상기 반사 부재의 상기 제1 축 방향에 따른 양쪽에 배치되는, 카메라 모듈.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 무빙 홀더는 내부가 비어 상기 지지 암을 수용하는 수용 공간을 가지고,
    상기 수용 공간을 형성하는 내벽은 상기 구름 부재가 적어도 부분적으로 수용되며 상기 제1 축을 따라 서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 안착 홈을 갖는, 카메라 모듈.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 수용 공간 내에서 상기 한 쌍의 지지 암의 사이에 배치되어 상기 무빙 홀더에 고정되는 질량 블록을 더 포함하는 카메라 모듈.

KR1020230037239A 2022-06-08 2023-03-22 이미지 안정화 모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 KR20230168948A (ko)

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