KR20240062897A - 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

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KR20240062897A
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friction contact
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piezoelectric element
lens
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김주호
이동훈
신두섭
지상현
김도환
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삼성전기주식회사
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Abstract

개시된 렌즈 구동 장치는, 렌즈를 수용하는 제1 프레임, 상기 제1 프레임에 위치하는 제1 마찰 접촉부, 제1 방향을 따라 진동하는 제1 압전소자, 및 상기 제1 압전소자의 일단에 연결되며 상기 제1 마찰 접촉부와 접촉하여 상기 제1 프레임을 상기 제1 방향으로 이동시키는 제1 로드를 포함하는 제1 OIS(Optical Image Stabilization) 구동부, 그리고 상기 제1 프레임에 위치하는 제2 마찰 접촉부, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향을 따라 진동하는 제2 압전소자, 및 상기 제2 압전소자의 일단에 연결되며 상기 제2 마찰 접촉부와 접촉하여 상기 제1 프레임을 상기 제2 방향으로 이동시키는 제2 로드를 포함하는 제2 OIS 구동부를 포함할 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. 최근에는 스마트폰을 비롯하여 태블릿 PC, 랩탑 컴퓨터 등의 휴대용 전자기기에 카메라가 채용되고 있으며, 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.
이미지 안정화 기능 및 자동 초점 기능을 구현하기 위한 소형 구동 장치로는 VCM(Voice Coil Motor)가 주로 사용되고 있다. 그러나, 이러한 VCM은 렌즈의 무게와 크기가 증가함에 따라 소비 전력이 크게 증가할 수 있다.
실시예들의 일 측면은 렌즈 무게와 크기가 증가하는 경우에도 소비전력을 개선할 수 있고, 자계 간섭을 방지함으로써 자계 간섭에 기인하는 구동 불량을 방지할 수 있는 렌즈 구동 장치와 이를 포함한 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
그러나, 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 실시예들에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.
한 실시예에 따른 렌즈 구동 장치는, 렌즈를 수용하는 제1 프레임, 상기 제1 프레임에 위치하는 제1 마찰 접촉부, 제1 방향을 따라 진동하는 제1 압전소자, 및 상기 제1 압전소자의 일단에 연결되며 상기 제1 마찰 접촉부와 접촉하여 상기 제1 프레임을 상기 제1 방향으로 이동시키는 제1 로드를 포함하는 제1 OIS(Optical Image Stabilization) 구동부, 그리고 상기 제1 프레임에 위치하는 제2 마찰 접촉부, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향을 따라 진동하는 제2 압전소자, 및 상기 제2 압전소자의 일단에 연결되며 상기 제2 마찰 접촉부와 접촉하여 상기 제1 프레임을 상기 제2 방향으로 이동시키는 제2 로드를 포함하는 제2 OIS 구동부를 포함할 수 있다.
상기 제1 마찰 접촉부 및 상기 제2 마찰 접촉부는 상기 제1 프레임의 제1 접촉부면 및 제2 접촉부면에 각각 위치하며, 상기 제1 접촉부면 및 상기 제2 접촉부면은 서로 수직할 수 있다.
상기 제1 접촉부면은 상기 제1 방향과 평행하고, 상기 제2 접촉부면은 상기 제2 방향과 평행할 수 있다.
상기 제1 OIS 구동부는 일단이 상기 제1 압전소자의 타단에 연결되고 타단이 상기 제1 프레임을 수용하는 제2 프레임에 연결되는 제1 힌지 부재를 더 포함하고, 상기 제2 OIS 구동부는 일단이 상기 제2 압전소자의 타단에 연결되고 타단이 상기 제2 프레임에 연결되는 제2 힌지 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 렌즈 배럴을 수용하는 렌즈 홀더를 더 포함하고, 상기 제1 프레임은 상기 렌즈 홀더를 수용하는 캐리어일 수 있다.
상기 제2 프레임은 상기 캐리어를 수용하는 하우징일 수 있다.
상기 제1 마찰 접촉부 및 상기 제2 마찰 접촉부는 상기 캐리어의 모서리 부분에 위치하는 제1 수용부 및 제2 수용부와 각각 결합될 수 있다.
상기 제1 마찰 접촉부 및 제2 마찰 접촉부는 각각 마찰 클램프를 포함할 수 있다.
상기 제1 수용부 및 상기 제2 수용부는 각각 마찰 클램프를 수용하는 홈 형태를 가지며, 상기 제1 마찰 접촉부와 상기 제1 수용부는 상기 제1 방향으로, 상기 제2 마찰 접촉부와 상기 제2 수용부는 상기 제2 방향으로 결합할 수 있다.
상기 제1 힌지 부재는 상기 하우징의 상기 제1 방향과 평행한 부분과 결합되고, 상기 제2 힌지 부재는 상기 하우징의 상기 제2 방향과 평행한 부분과 결합될 수 있다.
상기 캐리어와 상기 하우징 사이에 위치하는 지지 프레임을 더 포함하며, 상기 제1 OIS 구동부의 상기 제1 방향으로의 이동을 가이드하는 제1 볼 부재, 상기 제2 OIS 구동부의 상기 제2 방향으로의 이동을 가이드하는 제2 볼 부재, 상기 캐리어와 상기 지지 프레임이 서로 마주보는 면에 위치하여 상기 제1 볼 부재를 수용하는 제1 가이드 홈부, 그리고 상기 지지 프레임과 상기 하우징이 서로 마주보는 면에 위치하여 상기 제2 볼 부재를 수용하는 제2 가이드 홈부를 더 포함할 수 있다.
상기 렌즈 홀더에 위치하는 제3 마찰 접촉부, 상기 제3 마찰 접촉부에 접촉하는 제3 로드, 그리고 상기 제3 로드에 일단이 연결되고 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에 수직인 방향을 따라 진동하는 제3 압전소자를 포함하는 AF 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 힌지 부재는 상기 타단이 상기 하우징의 상기 제2 방향과 평행한 면에 연결되고, 상기 제2 힌지 부재는 일단이 상기 타단이 상기 하우징의 상기 제1 방향과 평행한 면에 연결될 수 있다.
상기 제1 프레임은 상기 렌즈 배럴을 수용하는 렌즈 홀더이고, 상기 제2 프레임은 상기 렌즈 홀더를 수용하는 캐리어일 수 있다.
상기 캐리어에 위치하는 제3 마찰 접촉부, 상기 제3 마찰 접촉부와 접촉하는 제3 로드, 그리고 상기 제3 로드의 일단에 연결되고 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에 수직인 방향으로 진동하는 제3 압전소자를 포함하는 AF 구동부를 더 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른 카메라 모듈은, 렌즈, 상기 렌즈를 수용하는 렌즈 배럴, 상기 렌즈 배럴을 수용하는 제1 프레임, 상기 제1 프레임을 수용하는 제2 프레임, 상기 제1 프레임에 위치하는 제1 마찰 접촉부, 제1 방향을 따라 진동하는 제1 압전소자, 상기 제1 압전소자의 일단에 연결되며 상기 제1 마찰 접촉부와 접촉하여 상기 제1 프레임을 상기 제1 방향으로 이동시키는 제1 로드, 및 일단이 상기 제1 압전소자의 타단에 연결되고 타단이 상기 제2 프레임에 연결되는 제1 힌지 부재를 포함하는 제1 OIS 구동부, 상기 제1 프레임에 위치하는 제2 마찰 접촉부, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향을 따라 진동하는 제2 압전소자, 상기 제2 압전소자의 일단에 연결되며 상기 제2 마찰 접촉부와 접촉하여 상기 제1 프레임을 상기 제2 방향으로 이동시키는 제2 로드, 및 일단이 상기 제2 압전소자의 타단에 연결되고 타단이 상기 제2 프레임에 연결되는 제2 힌지 부재를 포함하는 제2 OIS 구동부를 포함할 수 있다.
상기 렌즈 배럴을 수용하는 렌즈 홀더를 포함하고, 상기 제1 프레임은 상기 렌즈 홀더를 수용하는 캐리어이고, 상기 제2 프레임은 상기 캐리어를 수용하는 하우징일 수 있다.
상기 제1 마찰 접촉부 및 상기 제2 마찰 접촉부는 각각 상기 캐리어의 상기 제1 방향과 평행한 면 및 상기 제2 방향과 평행한 면에 연결되고, 상기 제1 힌지 부재 및 상기 제2 힌지 부재는 각각 상기 하우징의 상기 제1 방향과 평행한 면 및 상기 제2 방향과 평행한 면에 연결될 수 있다.
상기 제1 마찰 접촉부 및 상기 제2 마찰 접촉부는 각각 상기 캐리어의 상기 제1 방향과 평행한 면 및 상기 제2 방향과 평행한 면에 연결되고, 상기 제1 힌지 부재 및 상기 제2 힌지 부재는 각각 상기 하우징의 상기 제2 방향과 평행한 면 및 상기 제1 방향과 평행한 면에 연결될 수 있다.
상기 제1 프레임은 상기 렌즈 배럴을 수용하는 렌즈 홀더이고, 상기 제2 프레임은 상기 렌즈 홀더를 수용하는 캐리어일 수 있다.
실시예의 렌즈 구동 장치에 의하면, 압전소자를 카메라 모듈용 렌즈 구동 장치로 사용함으로써 렌즈 무게와 크기가 증가하는 경우에도 소비전력을 개선할 수 있고, 자계 간섭을 방지함으로써 자계 간섭에 기인하는 구동 불량을 방지할 수 있다.
그러나, 실시예들의 효과가 상술한 효과에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있음이 자명하다.
도 1은 한 실시예에 따른 카메라 모듈의 외관을 도시한 것으로 커버를 분리하여 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 카메라 모듈을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 나타난 카메라 모듈의 OIS 구동부를 설명하기 위하여 도시한 개념도이다.
도 4는 도 2에 나타낸 카메라 모듈의 제1 및 제2 OIS 구동부를 도시한 부분 분해도이다.
도 5는 도 2에 나타낸 카메라 모듈의 하우징과 OIS 구동부가 결합된 부분을 도시한 사시도이다.
도 6는 도 2에 나타낸 카메라 모듈의 캐리어와 OIS 구동부가 결합된 부분을 도시한 사시도이다.
도 7은 도 2에 나타낸 카메라 모듈의 하우징 및 캐리어와 OIS 구동부가 결합된 부분을 도시한 사시도이다.
도 8은 도 2에 나타낸 카메라 모듈의 렌즈 홀더 및 캐리어와 AF 구동부가 결합된 부분을 사시도이다.
도 9는 다른 실시예에 따른 카메라 모듈을 설명하기 위해 렌즈 홀더, 캐리어, 및 AF 구동부를 도시한 부분 분해 사시도이다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 11는 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
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.
이하에서는 도면을 참조하여 다양한 실시예와 변형예들을 상세하게 설명한다.
도 1은 한 실시예에 따른 카메라 모듈의 외관을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 카메라 모듈을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 카메라 모듈(10)은 렌즈 배럴(11), 렌즈 배럴(11)을 이동시키는 렌즈 구동장치(13), 렌즈 배럴(11)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서 유닛(17), 및 커버(15)를 포함한다.
렌즈 배럴(11)은 피사체를 촬상하는 복수의 렌즈가 내부에 수용될 수 있도록 중공의 원통 형상일 수 있으며, 복수의 렌즈는 광축을 따라 렌즈 배럴(11)에 장착된다. 복수의 렌즈는 렌즈 배럴(11)의 설계에 따라 필요한 수만큼 배치되고, 각각의 렌즈는 동일하거나 상이한 굴절률 등의 광학적 특성을 가질 수 있다.
광축은 렌즈 배럴(11)에 수용된 렌즈의 중심축으로 설정될 수 있고, 광축 방향은 이러한 중심축에 나란한 방향을 의미한다. 도면에서 광축은 z축으로 설정되며, 광축에 수직한 방향으로 제1 방향과 제2 방향이 설정된다. 이 때, 제1 방향과 제2 방향은 서로 수직한다. 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 제1 방향을 도면의 x축으로 제2 방향을 도면의 y축으로 정의하기로 한다. x축과 y축은 서로 수직하며, x축과 y축에 의해 형성되는 x-y 평면은 광축에 수직한 평면이 된다.
렌즈 배럴(11)은 렌즈 홀더(141)에 수용되고, 렌즈 홀더(141)는 캐리어(143)에 수용될 수 있다. 렌즈 홀더(141)는 렌즈 배럴(11)이 삽입될 수 있는 중심 개구를 구비하며, 렌즈 배럴(11)은 중심 개구를 통해 렌즈 홀더(141)에 결합되어 고정된다. 렌즈 홀더(141)와 캐리어(143)는 함께 하우징(145)에 수용될 수 있다. 예를 들어, 렌즈 홀더(141)는 네 모서리를 갖는 틀 형상으로 구비될 수 있다. 하우징(145)은 중심 개구를 가지며 네 모서리를 갖는 틀 형상으로 구비될 수 있다. 렌즈 홀더(141)의 중심 개구와 하우징(145)의 중심 개구는 광축 방향을 따라 정렬될 수 있다.
일 예로, 렌즈 홀더(141)는 캐리어(143)에 대하여 광축 방향(z축 방향) 또는 제1 방향(x축 방향)으로 상대 이동이 가능하도록 구성될 수 있다. 또한, 캐리어(143)는 하우징(145)에 대하여 제2 방향(y축 방향)으로 상대 이동이 가능하도록 구성될 수 있다. 렌즈 구동 장치(13)는 렌즈 배럴(11)을 수용하는 제1 프레임(14), 제1 프레임(14)에 연결되어 제1 프레임(14)을 제1 방향(x축 방향)으로 이동시키는 제1 OIS(Optical Image Stabilization) 구동부(132), 및 제1 프레임(14)에 연결되어 제1 프레임(14)을 제2 방향(y축 방향)으로 이동시키는 제2 OIS 구동부(134)를 포함할 수 있다. 도 2에서는 제1 프레임(14)으로 캐리어(143)를 도시하고 있으나, 제1 프레임(14)은 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 제1 프레임(14)은 렌즈 홀더(141)일 수도 있으며, 이 또한 본 개시의 범위에 속하는 것이다.
또한, 렌즈 구동 장치(13)는 렌즈 배럴(11)과 직접 또는 간접적으로 연결되어 렌즈 배럴(11)을 광축 방향(z축 방향)으로 이동시키는 AF 구동부(136)를 포함할 수 있다.
제1 OIS 구동부(132)는 제1 프레임(14)을 광축 방향(z축 방향)에 수직한 제1 방향(x축 방향)으로 이동시키도록 구동력을 제공하고, 제2 OIS 구동부(134)는 제1 프레임(14)을 광축 방향(z축 방향)에 수직하고 제1 방향(x축 방향)에 수직한 제2 방향(y축 방향)으로 이동시키도록 구동력을 제공할 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 OIS 구동부(132, 134)는 제1 프레임(14)을 구동함으로써 렌즈 배럴(11)을 광축에 수직한 방향(x축 방향 및 y축 방향)으로 움직여 손 떨림 또는 흔들림을 보정할 수 있다.
본 실시예의 렌즈 구동장치(13)는 캐리어(143)와 하우징(145) 사이에 위치하는 지지 프레임(144)을 포함할 수 있다. 또한, 캐리어(143), 지지 프레임(144), 및 하우징(145)을 지지하는 복수의 볼 부재가 제공될 수 있다.
지지 프레임(144)은 렌즈 배럴(11)이 삽입될 수 있는 공간을 구비할 수 있다. 지지 프레임(144)은 네 모서리를 갖는 틀 형상으로 제공되는 하우징(145)에 대응하는 사각 틀 구조를 가질 수 있다.
복수의 볼 부재는 흔들림 보정 과정에서 지지 프레임(144) 및 캐리어(143)을 가이드하는 기능을 한다. 또한, 하우징(145), 지지 프레임(144), 및 캐리어(143) 간의 간격을 유지하는 기능도 한다.
복수의 볼 부재는 제1 볼 부재(162) 및 제2 볼 부재(164)를 포함한다. 제1 볼 부재(162)는 제1 OIS 구동부(132)의 제1 방향(x축 방향)으로의 이동을 가이드하고, 제2 볼 부재(164)는 제2 OIS 구동부(134)의 제2 방향(y축 방향)으로의 이동을 가이드한다. 제1 볼 부재(162)는 캐리어(143)와 지지 프레임(144) 사이에 배치되는 복수의 볼 부재를 포함하고, 제2 볼 부재(164)는 지지 프레임(144)과 하우징(145) 사이에 배치되는 복수의 볼 부재를 포함한다.
캐리어(143)와 지지 프레임(144)이 광축 방향(z축 방향)으로 서로 마주보는 면에는 각각 제1 볼 부재(162)를 수용하는 제1 가이드 홈부(1442)가 형성된다. 제1 가이드 홈부(1442)는 복수의 가이드 홈을 포함한다. 제1 볼 부재(162)는 제1 가이드 홈부(1442)에 수용되어 캐리어(143)와 지지 프레임(144) 사이에 끼워진다. 제1 볼 부재(162)는 제1 가이드 홈부(1442)에 수용된 상태에서, 광축 방향(z축 방향) 및 제2 방향(y축 방향)으로의 이동이 제한되고, 제1 방향(x축 방향)으로만 이동될 수 있다.
지지 프레임(144)과 하우징(145)이 광축 방향(z축 방향)으로 서로 마주보는 면에는 각각 제2 볼 부재(164)를 수용하는 제2 가이드 홈부(1452)가 형성된다. 제2 가이드 홈부(1452)는 복수의 가이드 홈을 포함한다. 제2 볼 부재(164)는 제2 가이드 홈부(1452)에 수용되어 지지 프레임(144)과 하우징(145) 사이에 끼워진다. 제2 볼 부재(164)는 제2 가이드 홈부(1452)에 수용된 상태에서, 광축 방향(z축 방향) 및 제1 방향(x축 방향)으로의 이동이 제한되고, 제2 방향(y축 방향)으로만 이동될 수 있다.
이미지 센서 유닛(17)은 렌즈 배럴(11)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환할 수 있다. 일 예로, 이미지 센서 유닛(17)은 이미지 센서(171) 및 이와 연결되는 제1 회로 기판(173)을 포함할 수 있고, 적외선 필터를 더 포함할 수 있다. 제1 회로 기판(173)은 경성 인쇄 회로 기판(Rigid PCB), 연성 인쇄 회로 기판(Flexible PCB), 경연성 인쇄 회로 기판(Rigid Flexible PCB) 등 전기적으로 연결될 수 있는 배선 패턴이 있는 회로 기판을 포함할 수 있다. 상기 적외선 필터는 렌즈 배럴(11)을 통해 입사된 광 중에서 적외선 영역의 광을 차단하는 역할을 할 수 있다.
도 3은 도 2에 나타난 카메라 모듈의 OIS 구동부를 설명하기 위하여 도시한 개념도이다. 도 3의 제1 프레임(14) 및 제2 프레임(16)은 제1 및 제2 OIS 구동부(132, 134)가 연결될 수 있으며, 제1 프레임(14)은 제2 프레임(16)에 수용될 수 있다. 도 3에서는 제2 프레임(16)의 일부를 도시하고 있다. 제1 OIS 구동부(132)는 제1 마찰 접촉부(1321), 제1 마찰 접촉부(1321)와 접촉하는 제1 로드(1323), 제1 로드(1323)에 일단이 연결되는 제1 압전소자(1325), 제1 압전소자(1325)의 타단에 연결되는 제1 힌지 부재(1327)를 포함할 수 있다. 제2 OIS 구동부(134)는 제2 마찰 접촉부(1341), 제2 마찰 접촉부(1341)와 접촉하는 제2 로드(1343), 제2 로드(1343)에 일단이 연결되는 제2 압전소자(1345), 제2 압전소자(1345)의 타단에 연결되는 제2 힌지 부재(1347)를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 마찰 접촉부(1321, 1341)는 제1 프레임(14)에 위치할 수 있다. 제1 마찰 접촉부(1321)와 제2 마찰 접촉부(1341)는 서로 다른 방향의 마찰력을 제공하도록 위치할 수 있다. 제1 마찰 접촉부(1321)와 제2 마찰 접촉부(1341)가 제공하는 마찰력의 방향은 서로 수직할 수 있다. 제1 마찰 접촉부(1321)와 제2 마찰 접촉부(1341)는 서로 수직하도록 위치할 수 있다. 일 예로, 제1 마찰 접촉부(1321)는 제1 로드(1323)가 이동하는 반대 방향의 마찰력을 제1 방향(x축 방향)으로 제공할 수 있다. 또한. 제2 마찰 접촉부(1341)는 제2 로드(1343)가 이동하는 반대 방향의 마찰력을 제2 방향(y축 방향)으로 제공할 수 있다.
제1 및 제2 압전소자(1325, 1345)는 광축에 수직인 방향을 따라 수축 및 팽창할 수 있다. 제1 및 제2 압전소자(1325, 1345)는 인가되는 전압에 의해 기계적 변형을 일으키는 재질을 포함할 수 있다. 일 예로, 인가되는 전압에 의해, 제1 압전소자(1325)는 제1 방향(x축 방향)으로 기계적 변형을 일으키며 진동을 발생시킬 수 있고, 제2 압전소자(1345)는 제2 방향(y축 방향)으로 기계적 변형을 일으키며 진동을 발생시킬 수 있다.
제1 및 제2 압전소자(1325, 1345)는 일 방향으로 길게 연장되는 형태를 가질 수 있다. 제1 압전소자(1325)와 제2 압전소자(1345)는 서로 수직하도록 위치할 수 있고, 상기와 같이 서로 수직하게 위치하는지 여부는 제1 압전소자(1325)와 제2 압전소자(1345)의 길이가 긴 방향을 기준으로 판단할 수 있다. 일 예로, 제1 압전소자(1325)는 제1 방향(x축 방향)을 따라 길게 연장되고, 제2 압전소자(1345)는 제2 방향(y축 방향)을 따라 길게 연장될 수 있다.
제1 로드(1323)는 제1 압전소자(1325)의 일단과 연결될 수 있다. 또한, 제1 로드(1323)는 제1 프레임(14)과 연결될 수 있다. 제1 로드(1323)는 제1 마찰 접촉부(1321)와 접촉되어 제1 프레임(14)과 연결될 수 있다. 제1 로드(1323)는 제1 압전소자(1325)에서 발생한 진동을 제1 프레임(14)에 전달할 수 있다.
제2 로드(1343)는 제2 압전소자(1345)의 일단과 연결될 수 있다. 또한, 제2 로드(1343)는 제1 프레임(14)과 연결될 수 있다. 제2 로드(1343)는 제2 마찰 접촉부(1341)와 접촉되어 제1 프레임(14)과 연결될 수 있다. 제2 로드(1343)는 제2 압전소자(1345)에서 발생한 진동을 제1 프레임(14)에 전달할 수 있다.
제1 및 제2 로드(1323, 1343)의 진동 방향에 따라 제1 프레임(14)이 제1 방향(x축 방향)과 제2 방향(y축 방향)으로 이동할 수 있다. 이를 통해, 렌즈 배럴(11)이 제1 방향(x축 방향)과 제2 방향(y축 방향)으로 이동할 수 있고, 렌즈 배럴(11)에 수용된 렌즈도 이동하여 손 떨림 또는 흔들림을 보정하는 기능을 수행할 수 있다.
제1 및 제2 로드(1323, 1343)는 각각 제1 및 제2 마찰 접촉부(1321, 1341)와 접촉하여 제1 프레임(14)과 연결될 수 있다. 제1 및 제2 로드(1323, 1343)는, 제1 프레임(14)이 이동하는 경우에도, 각각 제1 및 제2 마찰 접촉부(1321, 1341)와의 접촉을 항상 유지할 수 있다. 예를 들어, 제1 프레임(14)이 제1 방향(x축 방향)으로 이동하는 경우에도 제2 로드(1343)는 제2 마찰 접촉부(1341)와의 접촉을 유지할 수 있고, 제1 프레임(14)이 제2 방향(y축 방향)으로 이동하는 경우에도 제1 로드(1323)는 제1 마찰 접촉부(1321)와의 접촉을 유지할 수 있다.
제1 및 제2 압전소자(1325, 1345)는 인가되는 고주파 펄스 전압에 따라 빠르게 또는 느리게 신장과 수축을 반복하면서 진동할 수 있다. 일 예로, 제1 및 제2 압전소자(1325, 1345)에 연결된 제1 및 제2 로드(1323, 1343)가 빠르게 신장하고 느리게 수축하면, 제1 및 제2 마찰 접촉부(1321, 1341)와 제1 프레임(14)이 수축하는 방향으로 이동한다. 제1 및 제2 로드(1323, 1343)가 빠르게 신장할 때에는 정지 관성이 제1 및 제2 마찰 접촉부(1321, 1341)와 제1 및 제2 로드(1323, 1343) 사이의 마찰력보다 커서 제1 및 제2 마찰 접촉부(1321, 1341)가 이동하지 않는다. 제1 및 제2 로드(1323, 1343)가 느리게 수축할 때에는 제1 및 제2 마찰 접촉부(1321, 1341)와 제1 및 제2 로드(1323, 1343) 사이의 마찰력이 정지 관성보다 커서 제1 및 제2 마찰 접촉부(1321, 1341)가 제1 및 제2 로드(1323, 1343)의 수축 방향으로 움직인다. 이 때, 제1 및 제2 마찰 접촉부(1321, 1341)에 연결된 제1 프레임(14)도 함께 움직인다.
마찬가지로, 제1 및 제2 압전소자(1325, 1345)에 연결된 제1 및 제2 로드(1323, 1343)가 빠르게 수축하고 느리게 신장하면, 제1 및 제2 마찰 접촉부(1321, 1341)와 제1 프레임(14)이 신장하는 방향으로 이동할 수 있다.
도 4는 도 2에 나타낸 카메라 모듈의 제1 및 제2 OIS 구동부를 도시한 부분 분해도이다.
도 4를 참조하면, 제1 및 제2 마찰 접촉부(1321, 1341)는 마찰 클램프를 포함할 수 있다. 상기 마찰 클램프를 포함하는 제1 및 제2 마찰 접촉부(1321, 1341)는 제1 프레임(14)이 이동하는 경우에도 제1 및 제2 마찰 접촉부(1321, 1341)와 제1 및 제2 로드(1323, 1343)의 접촉을 유지할 수 있도록 제1 및 제2 로드(1323, 1343)에 압력을 제공할 수 있다. 상기 마찰 클램프는 조임부(fs)를 포함할 수 있다.
제1 힌지 부재(1327)는 일단이 제1 압전소자(1325)의 타단에 연결될 수 있다. 제1 힌지 부재(1327)는 타단이 제1 프레임(14)을 수용하는 제2 프레임(16)에 연결될 수 있다. 제1 힌지 부재(1327)는 제2 프레임(16)에 고정되어, 제2 OIS 구동부(134)가 제2 방향(y축 방향)으로 구동력을 제공할 때, 제1 로드(1323)와 제1 마찰 접촉부(1321)가 접촉을 유지하도록 회전력을 제공할 수 있다.
제2 힌지 부재(1347)는 일단이 제2 압전소자(1345)의 타단에 연결될 수 있다. 제2 힌지 부재(1347)는 타단이 제1 프레임(14)을 수용하는 제2 프레임(16)에 연결될 수 있다. 제2 힌지 부재(1347)는 제2 프레임(16)에 고정되어, 제1 OIS 구동부(132)가 제1 방향(x축 방향)으로 구동력을 제공할 때, 제2 로드(1343)와 제2 마찰 접촉부(1341)가 접촉을 유지하도록 회전력을 제공할 수 있다.
제1 및 제2 힌지 부재(1327, 1347)는 변형이 용이하도록 하나 이상의 와이어로 구성될 수 있고, 와이어 또는 금속판이 포함된 사출물로 제작될 수 있다. 제1 및 제2 힌지(1327, 1347)는 강성이 높은 금속계 재질을 포함할 수 있다. 또한, 회전이 용이하도록 제1 프레임(14)에 피봇 방식으로 조립될 수 있다. 일 예로, 제1 및 제2 힌지 부재(1327, 1347)는 1개 이상의 와이어로 구성될 수 있고, 제1 및 제2 힌지 부재(1327, 1347)가 제공하는 회전력은 상기 와이어의 변형에 의한 것일 수 있다.
도 5는 도 2에 나타낸 카메라 모듈의 하우징과 OIS 구동부가 결합된 부분을 도시한 사시도이고, 도 6는 도 2에 나타낸 카메라 모듈의 캐리어와 OIS 구동부가 결합된 부분을 도시한 사시도이고, 도 7은 도 2에 나타낸 카메라 모듈의 하우징 및 캐리어와 OIS 구동부가 결합된 부분을 도시한 사시도이다.
일 예로, 도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 실시예에서 제1 프레임(14)은 렌즈 홀더(141)를 수용하는 캐리어(143)이고, 제2 프레임(16)은 캐리어(143)를 수용하는 하우징(145)일 수 있다.
제1 및 제2 마찰 접촉부(1321, 1341)는 캐리어(143)에 연결될 수 있다. 제1 및 제2 마찰 접촉부(1321, 1341)는 캐리어(143)에 위치하는 제1 및 제2 수용부(1431, 1432)와 결합할 수 있다. 제1 및 제2 마찰 접촉부(1321, 1341)는 제1 및 제2 수용부(1431, 1432)에 고정되고, 제1 및 제2 로드(1323, 1343)와 각각 접촉하여 마찰력을 제공할 수 있다. 제1 및 제2 마찰 접촉부(1321, 1341)는 캐리어(143)의 모서리 부분에 위치할 수 있고, 캐리어(143)의 모서리 부분에 위치하는 제1 및 제2 수용부(1431, 1432)와 결합할 수 있다.
일 예로, 제1 및 제2 마찰 접촉부(1321, 1341)는 제1 및 제2 로드(1323, 1343) 각각에 양 방향으로 압력을 가하는 클램프일 수 있다. 제1 및 제2 수용부(1431, 1432)는 클램프를 수용하는 홈 형태일 수 있다. 제1 마찰 접촉부(1321)를 수용하는 제1 수용부(1431)의 홈은 제1 방향(x축 방향)과 평행할 수 있고, 제2 마찰 접촉부(1341)를 수용하는 제2 수용부(1431)의 홈은 제2 방향(y축 방향)과 평행할 수 있다. 제1 마찰 접촉부(1321)와 제1 수용부(1431)는 제1 방향(x축 방향)으로, 제2 마찰 접촉부(1341)와 제2 수용부(1432)는 제2 방향(y축 방향)으로 결합할 수 있다.
제1 마찰 접촉부(1321)는 제1 로드(1323)에 제2 방향(y축 방향)의 양 측으로 압력을 가하여 제1 로드(1323)와의 접촉을 유지할 수 있다. 제1 마찰 접촉부(1321)는 제1 로드(1323)에 제1 방향(x축 방향)의 마찰력을 제공할 수 있다. 제1 마찰 접촉부(1321)는 제1 로드(1323)에 제2 방향(y축 방향)의 양 측으로 압력을 가하여 제1 로드(1323)와의 접촉을 유지할 수 있다. 제1 마찰 접촉부(1321)는 제1 로드(1323)에 제1 방향(x축 방향)의 마찰력을 제공할 수 있다.
일 예로, 제1 및 제2 마찰 접촉부(1321, 1341)는 클램프 형태의 마찰 클램프일 수 있고, 제1 및 제2 수용부(1431, 1432)는 클램프 형태의 제1 및 제2 마찰 접촉부(1321, 1341)가 적어도 일부 수용될 수 있는 홈 형태일 수 있다.
제1 마찰 접촉부(1321)와 제2 마찰 접촉부(1341)은 서로 수직하도록 배치될 수 있다. 제1 마찰 접촉부(1321)와 제2 마찰 접촉부(1341)는 제1 프레임(14)의 제1 접촉부면(1401)과 제2 접촉부면(1402)에 각각 위치하며, 제1 접촉부면(1401)과 제2 접촉부면(1402)은 서로 수직일 수 있다. 또한, 제1 면(1401)과 제2 면(1402)은 각각 광축 방향(z축 방향)에 수직할 수 있다. 일 예로, 제1 마찰 접촉부(1321)는 길이 방향이 제1 방향(x축 방향)과 평행하고, 제2 마찰 접촉부(1341)는 길이 방향이 제2 방향(y축 방향)과 평행하도록 배치될 수 있다. 이 때, 제1 접촉부면(1401)은 제1 방향(x축 방향)과 평행하고, 제2 접촉부면(1402)는 제2 방향(y축 방향)과 평행할 수 있다.
제1 로드(1323)는 제1 압전소자(1325)의 일단에 연결되어 제1 압전소자(1325)의 진동을 캐리어(143)에 전달할 수 있다. 제1 로드(1323)는 제1 마찰 접촉부(1321)와 접촉할 수 있다. 제1 로드(1323)는 캐리어(143)가 이동하는 경우에도 제1 마찰 접촉부(1321)와 접촉을 유지할 수 있다. 일 예로, 캐리어(143)가 제2 방향(y축 방향)으로 이동하는 경우에도 제1 로드(1323)는 제1 마찰 접촉부(1321)와 접촉을 유지할 수 있다.
일 예로, 제1 로드(1323)는 제2 방향(y축 방향)으로 서로 대향하는 양 방향의 압력을 클램프 형태의 제1 마찰 접촉부(1321)로부터 받을 수 있다. 제1 로드(1323)는 제1 마찰 접촉부(1321)와 접촉되어 제1 수용부(1431)에 적어도 일부가 수용될 수 있다.
제2 로드(1343)는 제2 압전소자(1345)의 일단에 연결되어 제2 압전소자(1345)의 진동을 캐리어(143)에 전달할 수 있다. 제2 로드(1343)는 제2 마찰 접촉부(1341)와 접촉할 수 있다. 제2 로드(1343)는 캐리어(143)가 이동하는 경우에도 제2 마찰 접촉부(1341)와 접촉을 유지할 수 있다. 일 예로, 캐리어(143)가 제1 방향(x축 방향)으로 이동하는 경우에도 제2 로드(1343)는 제2 마찰 접촉부(1341)와 접촉을 유지할 수 있다.
일 예로, 제2 로드(1343)는 제1 방향(x축 방향)으로 서로 대향하는 양 방향의 압력을 클램프 형태의 제2 마찰 접촉부(1341)로부터 받을 수 있다. 제2 로드(1343)는 제2 마찰 접촉부(1341)와 접촉되어 제2 수용부(1432)에 적어도 일부가 수용될 수 있다.
제1 로드(1323)와 제2 로드(1343)는 서로 수직하도록 배치될 수 있다. 일 예로, 제1 로드(1323)는 길이 방향이 제1 방향(x축 방향)과 평행하고, 제2 로드(1343)는 길이 방향이 제2 방향(y축 방향)과 평행하도록 배치될 수 있다. 제1 로드(1323)와 제2 로드(1343)는 긴 막대형 구조일 수 있고, 원 기둥 또는 사각 기둥 형태일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 압전소자(1325)는 인가되는 전압에 의해 기계적 변형을 일으켜 제1 방향(x축 방향)을 따라 수축 또는 팽창할 수 있다. 제1 압전소자(1325)의 일단에는 제1 로드(1323)가 고정되어 제1 압전소자(1325)가 제1 방향(x축 방향)을 따라 수축 또는 팽창하는 진동을 캐리어(143)에 전달할 수 있다. 제1 압전소자(1325)가 제1 방향(x축 방향)으로 진동함에 따라 제1 로드(1323)도 제1 방향(x축 방향)으로 진동한다. 제1 로드(1323)의 진동으로 제1 마찰 접촉부(1321)가 제1 방향(x축 방향)을 따라 이동한다. 제1 마찰 접촉부(1321)의 이동에 의해 캐리어(143)가 제1 방향(x축 방향)으로 움직이게 되고, 캐리어(143)에 수용된 렌즈 배럴(11)도 제1 방향(x축 방향)으로 움직인다.
제2 압전소자(1345)는 인가되는 전압에 의해 기계적 변형을 일으켜 제2 방향(y축 방향)을 따라 수축 또는 팽창할 수 있다. 제2 압전소자(1345)의 일단에는 제2 로드(1343)가 고정되어 제2 압전소자(1345)가 제2 방향(y축 방향)을 따라 수축 또는 팽창하는 진동을 캐리어(143)에 전달할 수 있다. 제2 압전소자(1345)가 제2 방향(y축 방향)으로 진동함에 따라 제2 로드(1343)도 제2 방향(y축 방향)으로 진동한다. 제2 로드(1343)의 진동으로 제2 마찰 접촉부(1341)가 제2 방향(y축 방향)을 따라 이동한다. 제2 마찰 접촉부(1341)의 이동에 의해 캐리어(143)가 제2 방향(y축 방향)으로 움직이게 되고, 캐리어(143)에 수용된 렌즈 배럴(11)도 제2 방향(y축 방향)으로 움직인다.
제1 힌지 부재(1327)는 일 단부가 제1 압전소자(1325)의 타단에 연결될 수 있다. 제1 힌지 부재(1327)의 타 단부는 하우징(145)에 연결될 수 있다. 제1 힌지 부재(1327)는 제1 압전소자(1325)의 타단에서 제1 방향(x축 방향)을 따라 연장될 수 있다. 제1 힌지 부재(1327)는 상기 연장되는 방향에서 수직하도록 굴곡되어 하우징(145)에 연결될 수 있다. 제1 힌지 부재(1327)는 하우징(145)의 제1 방향(x축 방향)과 평행한 부분과 결합될 수 있다. 제1 힌지 부재(1327)는 굽힘 변형되거나, 제2 방향(y축 방향)을 축으로 하는 회전력을 제공할 수 있다. 캐리어(143)가 제2 방향(y축 방향)으로 이동하여 캐리어(143)와 하우징(145)의 거리가 변하는 경우, 제1 힌지 부재(1327)가 굽힘 변형되거나 회전력을 제공함으로써 제1 마찰 접촉부(1321)와 제1 로드(1323)의 접촉이 유지되도록 할 수 있다.
제2 힌지 부재(1347)는 일 단부가 제2 압전소자(1345)의 타단에 연결될 수 있다. 제2 힌지 부재(1347)의 타 단부는 하우징(145)에 연결될 수 있다. 제2 힌지 부재(1347)는 제2 압전소자(1345)의 타단에서 제2 방향(y축 방향)을 따라 연장될 수 있다. 제2 힌지 부재(1347)는 상기 연장되는 방향에서 수직하도록 굴곡되어 하우징(145)에 연결될 수 있다. 제2 힌지 부재(1347)는 하우징(145)에서 제2 방향(y축 방향)과 평행한 부분과 결합될 수 있다. 제2 힌지 부재(1347)는 굽힘 변형되거나, 제1 방향(x축 방향)을 축으로 하는 회전력을 제공할 수 있다. 캐리어(143)가 제1 방향(x축 방향)으로 이동하여 캐리어(143)와 하우징(145)의 거리가 변하는 경우에도, 제2 힌지 부재(1347)가 굽힘 변형되거나 회전력을 제공함으로써 제2 마찰 접촉부(1341)와 제2 로드(1343)의 접촉이 유지되도록 할 수 있다.
도 8은 도 2에 나타낸 카메라 모듈의 렌즈 홀더 및 캐리어와 AF 구동부가 결합된 부분을 사시도이다.
도 8을 참조하면, AF 구동부(136)는 렌즈 홀더(141)를 광축 방향(z축 방향)으로 이동시키도록 구동력을 제공할 수 있다. AF 구동부(136)는 렌즈 홀더(141)를 구동함으로써 렌즈 배럴(11)을 광축 방향(z축 방향)으로 이동시킴으로써 초점을 조절할 수 있다. AF 구동부(136)는 제3 마찰 접촉부(1361), 제3 로드(1363), 및 제3 압전소자(1365)를 포함할 수 있다.
제3 마찰 접촉부(1361)는 렌즈 홀더(141)에 위치할 수 있고, 렌즈 홀더(141)의 외면에 부착될 수 있다. 제3 마찰 접촉부(1361)는 광축 방향(z축 방향)의 마찰력을 제공하도록 위치할 수 있다.
제3 압전소자(1365)는 캐리어(143)에 연결될 수 있다. 제3 압전소자(1365)는 광축 방향으로 길게 연장되는 형태를 가질 수 있다. 제3 압전소자(1365)는 인가되는 전압에 의해 기계적 변형을 일으켜 광축 방향(z축 방향)을 따라 수축 또는 팽창하며 진동을 발생시킬 수 있다. 제3 압전소자(1365)는 일단이 캐리어(143)에 연결되고 타단이 제3 로드(1363)에 연결될 수 있다.
제3 로드(1363)는 일단이 제3 압전소자(1365)에 연결되고 제3 마찰 접촉부(1365)와 접촉한다. 제3 로드(1363)는 제3 압전소자(1365)가 광축 방향(z축 방향)을 따라 신장 및 수축하는 진동을 렌즈 홀더(141)에 전달할 수 있다. 제3 압전소자(1365)가 광축 방향(z축 방향)으로 진동함에 따라 제3 로드(1363)도 광축 방향(z축 방향)으로 진동한다. 제3 로드(1363)의 진동으로 제3 마찰 접촉부(1361)가 광축 방향(z축 방향)을 따라 이동한다. 제3 마찰 접촉부(1361)의 이동에 의해 렌즈 홀더(141)가 광축 방향(z축 방향)으로 움직이게 되고, 렌즈 홀더(141)에 수용된 렌즈 배럴(11)도 광축 방향(z축 방향)으로 움직인다.
제3 압전소자(1365)는 인가되는 고주파 펄스 전압에 따라 빠르게 또는 느리게 신장과 수축을 반복하면서 진동할 수 있다. 일 예로, 제3 압전소자(1365)에 연결된 제3 로드(1363)가 빠르게 신장하고 느리게 수축하면, 제3 마찰 접촉부(1361)와 렌즈 홀더(141)가 수축하는 방향으로 이동한다. 제3 로드(1363)가 빠르게 신장할 때에는 정지 관성이 제3 마찰 접촉부(1361)와 제3 로드(1363) 사이의 마찰력보다 커서 제3 마찰 접촉부(1361)가 이동하지 않는다. 제3 로드(1363)가 느리게 수축할 때에는 제3 마찰 접촉부(1361)와 제3 로드(1363) 사이의 마찰력이 정지 관성보다 커서 제3 마찰 접촉부(1361)가 제3 로드(1363)의 수축 방향으로 움직인다. 이 때, 제3 마찰 접촉부(1361)에 연결된 렌즈 홀더(141)도 함께 움직인다.
도시되지 않았으나, 제1 OIS 구동부(132), 제2 OIS 구동부(134), 및 AF 구동부(136)는 각각 공진주파수를 조절하는 웨이트 부재를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에는 제2 회로 기판(19)을 포함할 수 있다. 제2 회로 기판(19)은 제1 내지 제3 압전소자(1325, 1345, 1365)에 전압을 인가할 수 있다. 제2 회로 기판(19)은 제1 프레임(14)이나 제1 내지 제3 압전소자(1325, 1345, 1365)가 이동할 때에도 전원 공급을 유지할 수 있다. 제2 회로 기판(19)은 연성 인쇄 회로 기판, 경연성 인쇄 회로 기판 등 전기적으로 연결될 수 있는 배선 패턴이 있는 회로 기판을 포함할 수 있다.
또한, 제2 회로 기판(19)은 센서부와 연결되어 상기 센서부에 전원을 인가할 수 있다. 상기 센서부는 제2 회로 기판(19)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일 예로, 제2 회로 기판(19)은 이중으로 굽어진 형태를 가질 수 있다. 상기 센서부는 광축 방향(z축 방향), 제1 방향(x축 방향), 및 제2 방향(y축 방향)으로 렌즈 배럴(11)의 위치를 감지할 수 있다.
커버(15)는 하우징(145)의 외부면을 감싸도록 하우징(145)과 결합하며, 카메라 모듈(10)의 내부 구성 부품을 보호한다. 또한, 커버(15)는 전자파를 차폐하는 기능을 할 수 있다. 일례로, 카메라 모듈(10)에서 발생된 전자파가 전자기기 내의 다른 전자 부품에 영향을 미치지 않도록 커버(15)가 전자파를 차폐할 수 있다. 일 예로, 커버(15)는 금속의 실드 캔(shield can)으로 구성될 수 있다.
도 9는 다른 실시예에 따른 카메라 모듈을 설명하기 위해 렌즈 홀더, 캐리어, 및 AF 구동부를 도시한 부분 분해 사시도이다. 도 9에 도시된 실시예는 도 1 내지 도 8에서 도시된 실시예와 비교하여 AF 구동부를 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 카메라 모듈(10)의 AF 구동부(137)는 서로 대향하여 배치된 AF 구동 코일(1372)과 AF 구동 마그넷(1374)를 포함할 수 있다. AF 구동 마그넷(1374)는 렌즈 홀더(141)의 일 측면에 고정될 수 있다. AF 구동 코일(1372)은 코일 기판(1432)을 매개로 캐리어(143)에 고정될 수 있다
AF 구동 코일(1372)에 전원이 인가되면, AF 구동 마그넷(1374)과 AF 구동 코일(1372) 사이의 전자기적 영향력에 의하여 렌즈 홀더(141)를 광축 방향(z축 방향)으로 이동시킬 수 있다. 렌즈 홀더(141)에는 렌즈 배럴(11)이 수용되므로, 렌즈 홀더(141)의 이동에 의해 렌즈 배럴(11)도 광축 방향(z축 방향)으로 이동되면서 초점이 조정될 수 있다.
AF 구동 마그넷(1374)은 렌즈 홀더(141)에 장착되어 렌즈 홀더(141)와 함께 광축 방향(z축 방향)으로 이동하는 이동 부재이고, AF 구동 코일(1372)는 캐리어에 고정된 고정 부재이다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고 AF 구동 코일(1372)과 AF 구동 마그넷(1374)의 위치를 서로 바꾸어 배치하는 것도 가능할 것이며, 이 또한 본 개시의 범위에 속하는 것이다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈을 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도 10에 도시된 실시예는 도 1 내지 도 9에 나타낸 실시예와 렌즈 구동장치를 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 카메라 모듈의 렌즈 구동 장치(23)는 제1 프레임(14), 제1 프레임(14)을 제1 방향(x축 방향)으로 이동시키는 제1 OIS 구동부(232), 제1 프레임(14)을 제2 방향(y축 방향)으로 이동시키는 제2 OIS 구동부(234) 를 포함할 수 있다.
제1 OIS 구동부(232)는 제1 마찰 접촉부(2321), 제1 마찰 접촉부(2321)와 접촉하는 제1 로드(2323), 제1 로드(2323)에 일단이 연결되는 제1 압전소자(2325), 및 일단이 제1 압전소자(2325)의 타단에 연결되고 타단이 제1 프레임(14)을 수용하는 제2 프레임(16)에 연결되는 제1 힌지 부재(2327)를 포함할 수 있다.
제2 OIS 구동부(234)는 제2 마찰 접촉부(2341), 제2 마찰 접촉부(2341)와 접촉하는 제2 로드(2343), 제2 로드(2343)에 일단이 연결되는 제2 압전소자(2345), 및 일단이 제2 압전소자(2345)의 타단에 연결되고 연결되고 타단이 제2 프레임(16)에 연결되는 제2 힌지 부재(2347)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 제1 프레임(14)은 렌즈 홀더(141)를 수용하는 캐리어(143)이고, 제2 프레임(16)은 캐리어(143)를 수용하는 하우징(145)일 수 있다.
제1 마찰 접촉부(2321)와 제2 마찰 접촉부(2341)는 캐리어(143)의 서로 다른 일면에 각각 연결될 수 있다. 제1 마찰 접촉부(2321)와 제2 마찰 접촉부(2341)는 서로 수직하도록 배치될 수 있다. 일 예로, 제1 마찰 접촉부(2321)는 캐리어(143)에서 제1 방향(x축 방향)과 수평한 일면에 부착될 수 있고, 제2 마찰 접촉부(2341)은 캐리어(143)에서 제2 방향(z축 방향)과 수평한 일면에 부착될 수 있다. 제1 마찰 접촉부(2321) 및 제2 마찰 접촉부(2341)는 각각 제1 로드(2323) 및 제2 로드(2343)와 접촉되며, 캐리어(143)와 하우징(145)의 거리가 변하는 경우에도 이 접촉을 유지할 수 있다.
제1 힌지 부재(2327) 및 제2 힌지 부재(2347)는 각각 일단이 제1 압전소자(2325) 및 제2 압전소자(2345)에 연결되고 타단이 하우징(145)에 연결될 수 있다. 제1 힌지 부재(2327) 및 제2 힌지 부재(2347)는 서로 수직하도록 배치될 수 있다. 일 예로, 제1 힌지 부재(2327)는 하우징(145)의 제2 방향(y축 방향)과 평행한 면에 연결되고, 제2 힌지 부재(2347)는 하우징(145)의 제1 방향(x축 방향)과 평행한 면에 연결될 수 있다. 제1 힌지 부재(2327)는 굽힘 변형되거나 제1 방향(x축 방향)을 축으로 하는 회전력을 제공하여, 제1 마찰 접촉부(2321)와 제1 로드(2323)의 접촉이 유지되도록 할 수 있다. 제2 힌지 부재(2347)는 굽힘 변형되거나 제2 방향(y축 방향)을 축으로 하는 회전력을 제공하여, 제2 마찰 접촉부(2341)와 제2 로드(2343)의 접촉이 유지되도록 할 수 있다.
도 11는 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈을 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도 11에 도시된 실시예는 도 1 내지 도 10에 나타낸 실시예와 렌즈 구동장치를 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 카메라 모듈의 렌즈 구동장치(33)는 제1 프레임(14), 제1 프레임을(14)을 제1 방향(x축 방향)으로 이동시키는 제1 OIS 구동부(332), 제1 프레임을(14)을 제2 방향(y축 방향)으로 이동시키는 제2 OIS 구동부(334)를 포함할 수 있다.
제1 OIS 구동부(332)는 제1 마찰 접촉부(3321), 제1 마찰 접촉부(3321)와 접촉하는 제1 로드(3323), 제1 로드(3323)에 일단이 연결되는 제1 압전소자(3325), 및 일단이 제1 압전소자(3325)의 타단에 연결되고 타단이 제1 프레임(14)을 수용하는 제2 프레임(16)에 연결되는 제1 힌지 부재(3327)를 포함할 수 있다. 제2 OIS 구동부(334)는 제2 마찰 접촉부(3341), 제2 마찰 접촉부(3341)와 접촉하는 제2 로드(3343), 제2 로드(3343)에 일단이 연결되는 제2 압전소자(3345), 및 일단이 제2 압전소자(3345)의 타단에 연결되고 타단이 제2 프레임(16)에 연결되는 제2 힌지 부재(3347)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 제1 프레임(14)은 렌즈 홀더(141)이고, 제2 프레임(16)은 렌즈 홀더(141)를 수용하는 캐리어(143)일 수 있다.
제1 마찰 접촉부(3321)와 제2 마찰 접촉부(3341)는 렌즈 홀더(141)의 서로 다른 일면에 각각 연결될 수 있다. 제1 마찰 접촉부(3321)와 제2 마찰 접촉부(3341)는 서로 수직하도록 배치될 수 있다. 일 예로, 제1 마찰 접촉부(3321)는 렌즈 홀더(141)에서 제1 방향(x축 방향)과 수평한 일면에 부착될 수 있고, 제2 마찰 접촉부(3341)은 렌즈 홀더(141)에서 제2 방향(z축 방향)과 수평한 일면에 부착될 수 있다. 제1 마찰 접촉부(3321) 및 제2 마찰 접촉부(3341)는 각각 제1 로드(3323) 및 제2 로드(3343)와 접촉되며, 렌즈 홀더(141)와 캐리어(143) 거리가 변하는 경우에도 이 접촉을 유지할 수 있다.
제1 힌지 부재(3327) 및 제2 힌지 부재(3347)는 각각 일단이 제1 압전소자(2325) 및 제2 압전소자(2345)에 연결되고 타단이 캐리어(143)에 연결될 수 있다. 제1 힌지 부재(3327) 및 제2 힌지 부재(3347)는 서로 수직하도록 배치될 수 있다. 일 예로, 제1 힌지 부재(3327)는 캐리어(143)의 제2 방향(y축 방향)과 평행한 면에 연결되고, 제2 힌지 부재(3347)는 캐리어(143)의 제1 방향(x축 방향)과 평행한 면에 연결될 수 있다. 제1 힌지 부재(3327)는 굽힘 변형되거나 제1 방향(x축 방향)을 축으로 하는 회전력을 제공하여, 제1 마찰 접촉부(3321)와 제1 로드(3323)의 접촉이 유지되도록 할 수 있다. 제2 힌지 부재(3347)는 굽힘 변형되거나 제2 방향(y축 방향)을 축으로 하는 회전력을 제공하여, 제2 마찰 접촉부(3341)와 제2 로드(3343)의 접촉이 유지되도록 할 수 있다.
AF 구동부(336)는 캐리어(143)에 위치하는 제3 마찰 접촉부, 광축 방향(z축 방향)으로 진동하는 제3 압전소자, 상기 제3 압전소자에 일단이 연결되고 상기 제3 마찰 접촉부와 접촉하는 제3 로드, 및 일단이 상기 제3 압전소자의 타단에 연결되고 타단이 캐리어(143)를 수용하는 하우징(145)에 연결되는 제3 힌지 부재를 포함할 수 있다. 상기 제3 마찰 접촉부는 캐리어(143)의 외면에 부착될 수 있다. 상기 제3 압전소자는 타단이 하우징(145)에 연결될 수 있다.
다른 예로, AF 구동부(336)는 서로 대향하여 배치된 AF 구동 코일과 AF 구동 마그넷을 포함할 수 있다. 상기 AF 구동 코일 및 상기 AF 구동 마그넷은 각각 캐리어(143) 및 하우징(145)에 고정되거나, 하우징(145) 및 캐리어(143)에 고정될 수 있다.
이상에서 살펴본 실시예에 의하면, 압전소자를 카메라 모듈용 렌즈 구동 장치로 사용함으로써 렌즈 무게와 크기가 증가하는 경우에도 소비전력을 개선할 수 있고, 자계 간섭을 방지함으로써 자계 간섭에 기인하는 구동 불량을 방지할 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.
10: 카메라 모듈
11: 렌즈 배럴
13: 렌즈 구동 장치
132: 제1 OIS 구동부
1321: 제1 마찰 접촉부
1323: 제1 로드
1325: 제1 압전소자
1327: 제1 힌지 부재
134: 제2 OIS 구동부
1341: 제2 마찰 접촉부
1343: 제2 로드
1345: 제2 압전소자
1347: 제2 힌지 부재
136: AF 구동부
14: 제1 프레임
141: 렌즈 홀더
143: 캐리어
144: 지지 프레임
145: 하우징
16: 제2 프레임
17: 이미지 센서 유닛

Claims (20)

  1. 렌즈를 수용하는 제1 프레임,
    상기 제1 프레임에 위치하는 제1 마찰 접촉부, 제1 방향을 따라 진동하는 제1 압전소자, 및 상기 제1 압전소자의 일단에 연결되며 상기 제1 마찰 접촉부와 접촉하여 상기 제1 프레임을 상기 제1 방향으로 이동시키는 제1 로드를 포함하는 제1 OIS(Optical Image Stabilization) 구동부, 그리고
    상기 제1 프레임에 위치하는 제2 마찰 접촉부, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향을 따라 진동하는 제2 압전소자, 및 상기 제2 압전소자의 일단에 연결되며 상기 제2 마찰 접촉부와 접촉하여 상기 제1 프레임을 상기 제2 방향으로 이동시키는 제2 로드를 포함하는 제2 OIS 구동부
    를 포함하는 렌즈 구동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 마찰 접촉부 및 상기 제2 마찰 접촉부는 상기 제1 프레임의 제1 접촉부면 및 제2 접촉부면에 각각 위치하며,
    상기 제1 접촉부면 및 상기 제2 접촉부면은 서로 수직한, 렌즈 구동 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 접촉부면은 상기 제1 방향과 평행하고, 상기 제2 접촉부면은 상기 제2 방향과 평행한, 렌즈 구동 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 OIS 구동부는 일단이 상기 제1 압전소자의 타단에 연결되고 타단이 상기 제1 프레임을 수용하는 제2 프레임에 연결되는 제1 힌지 부재를 더 포함하고,
    상기 제2 OIS 구동부는 일단이 상기 제2 압전소자의 타단에 연결되고 타단이 상기 제2 프레임에 연결되는 제2 힌지 부재를 더 포함하는, 렌즈 구동 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 렌즈 배럴을 수용하는 렌즈 홀더를 더 포함하고, 상기 제1 프레임은 상기 렌즈 홀더를 수용하는 캐리어인, 렌즈 구동 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2 프레임은 상기 캐리어를 수용하는 하우징인, 렌즈 구동 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 마찰 접촉부 및 상기 제2 마찰 접촉부는 상기 캐리어의 모서리 부분에 위치하는 제1 수용부 및 제2 수용부와 각각 결합되는, 렌즈 구동 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 마찰 접촉부 및 제2 마찰 접촉부는 각각 마찰 클램프를 포함하는, 렌즈 구동 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 수용부 및 상기 제2 수용부는 각각 마찰 클램프를 수용하는 홈 형태를 가지며,
    상기 제1 마찰 접촉부와 상기 제1 수용부는 상기 제1 방향으로, 상기 제2 마찰 접촉부와 상기 제2 수용부는 상기 제2 방향으로 결합하는, 렌즈 구동 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 힌지 부재는 상기 하우징의 상기 제1 방향과 평행한 부분과 결합되고,
    상기 제2 힌지 부재는 상기 하우징의 상기 제2 방향과 평행한 부분과 결합되는, 렌즈 구동 장치.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 캐리어와 상기 하우징 사이에 위치하는 지지 프레임을 더 포함하며,
    상기 제1 OIS 구동부의 상기 제1 방향으로의 이동을 가이드하는 제1 볼 부재,
    상기 제2 OIS 구동부의 상기 제2 방향으로의 이동을 가이드하는 제2 볼 부재,
    상기 캐리어와 상기 지지 프레임이 서로 마주보는 면에 위치하여 상기 제1 볼 부재를 수용하는 제1 가이드 홈부, 그리고
    상기 지지 프레임과 상기 하우징이 서로 마주보는 면에 위치하여 상기 제2 볼 부재를 수용하는 제2 가이드 홈부를 더 포함하는, 렌즈 구동 장치.
  12. 제 5 항에 있어서,
    상기 렌즈 홀더에 위치하는 제3 마찰 접촉부,
    상기 제3 마찰 접촉부에 접촉하는 제3 로드, 그리고
    상기 제3 로드에 일단이 연결되고 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에 수직인 방향을 따라 진동하는 제3 압전소자를 포함하는
    AF 구동부를 더 포함하는 렌즈 구동 장치.
  13. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 힌지 부재는 상기 타단이 상기 하우징의 상기 제2 방향과 평행한 면에 연결되고,
    상기 제2 힌지 부재는 상기 타단이 상기 하우징의 상기 제1 방향과 평행한 면에 연결되는, 렌즈 구동 장치.
  14. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 프레임은 상기 렌즈 배럴을 수용하는 렌즈 홀더이고,
    상기 제2 프레임은 상기 렌즈 홀더를 수용하는 캐리어인, 렌즈 구동 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 캐리어에 위치하는 제3 마찰 접촉부,
    상기 제3 마찰 접촉부와 접촉하는 제3 로드, 그리고
    상기 제3 로드의 일단에 연결되고 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에 수직인 방향으로 진동하는 제3 압전소자를 포함하는
    AF 구동부를 더 포함하는 렌즈 구동장치.
  16. 렌즈,
    상기 렌즈를 수용하는 렌즈 배럴,
    상기 렌즈 배럴을 수용하는 제1 프레임,
    상기 제1 프레임을 수용하는 제2 프레임,
    상기 제1 프레임에 위치하는 제1 마찰 접촉부, 제1 방향을 따라 진동하는 제1 압전소자, 상기 제1 압전소자의 일단에 연결되며 상기 제1 마찰 접촉부와 접촉하여 상기 제1 프레임을 상기 제1 방향으로 이동시키는 제1 로드, 및 일단이 상기 제1 압전소자의 타단에 연결되고 타단이 상기 제2 프레임에 연결되는 제1 힌지 부재를 포함하는 제1 OIS 구동부,
    상기 제1 프레임에 위치하는 제2 마찰 접촉부, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향을 따라 진동하는 제2 압전소자, 상기 제2 압전소자의 일단에 연결되며 상기 제2 마찰 접촉부와 접촉하여 상기 제1 프레임을 상기 제2 방향으로 이동시키는 제2 로드, 및 일단이 상기 제2 압전소자의 타단에 연결되고 타단이 상기 제2 프레임에 연결되는 제2 힌지 부재를 포함하는 제2 OIS 구동부를 포함하는 카메라 모듈.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 렌즈 배럴을 수용하는 렌즈 홀더를 포함하고,
    상기 제1 프레임은 상기 렌즈 홀더를 수용하는 캐리어이고,
    상기 제2 프레임은 상기 캐리어를 수용하는 하우징인, 카메라 모듈.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제1 마찰 접촉부 및 상기 제2 마찰 접촉부는 각각 상기 캐리어의 상기 제1 방향과 평행한 면 및 상기 제2 방향과 평행한 면에 연결되고,
    상기 제1 힌지 부재 및 상기 제2 힌지 부재는 각각 상기 하우징의 상기 제1 방향과 평행한 면 및 상기 제2 방향과 평행한 면에 연결되는, 카메라 모듈.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 제1 마찰 접촉부 및 상기 제2 마찰 접촉부는 각각 상기 캐리어의 상기 제1 방향과 평행한 면 및 상기 제2 방향과 평행한 면에 연결되고,
    상기 제1 힌지 부재 및 상기 제2 힌지 부재는 각각 상기 하우징의 상기 제2 방향과 평행한 면 및 상기 제1 방향과 평행한 면에 연결되는, 카메라 모듈.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 프레임은 상기 렌즈 배럴을 수용하는 렌즈 홀더이고,
    상기 제2 프레임은 상기 렌즈 홀더를 수용하는 캐리어인, 카메라 모듈.
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