WO2016133288A1 - 카메라 모듈 - Google Patents

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WO2016133288A1
WO2016133288A1 PCT/KR2016/000604 KR2016000604W WO2016133288A1 WO 2016133288 A1 WO2016133288 A1 WO 2016133288A1 KR 2016000604 W KR2016000604 W KR 2016000604W WO 2016133288 A1 WO2016133288 A1 WO 2016133288A1
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magnet
camera module
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김진국
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(주)엠디펄스
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Definitions

  • the present invention relates to a camera module that can simplify the structure and is easy to assemble and disassemble.
  • an autofocus control function (Autofocus; AF) is employed.
  • the auto focusing function makes it possible to obtain a clear image on the image plane of the image sensor by moving the lens positioned in front of the image sensor along the optical axis direction according to the distance to the subject.
  • OIS optical image stabilization
  • Image stabilization is a technology that compensates for shaking on a subject caused by vibrations of the human body, such as a user's hand shaking, while detecting vibrations applied to the device through a plurality of angular velocity sensors mounted on the electronic device. This is a technique of moving a lens or an image sensor according to the angular velocity and direction.
  • the present invention provides a camera module that can simplify the structure and is easy to disassemble and assemble.
  • the present invention provides a camera module in which the focusing assembly and the camera shake correction assembly are provided in independent assembly forms, and can be structurally separated.
  • the present invention provides a camera module that can improve the driving stability and reliability of the camera shake correction unit.
  • the camera module of the present invention is provided as a lens module, a focusing assembly (AF assembly) for adjusting the forward and backward movement along the optical axis direction of the lens unit, and an independent module structurally separated from the focusing assembly And a camera shake correction assembly (OIS assembly) for moving the focusing assembly along a direction perpendicular to the optical axis direction of the lens unit.
  • the focus adjustment assembly and the image stabilization assembly are provided detachably and assembled in a modular state independently of each other.
  • the focusing assembly and the camera shake correction assembly are modularized independently of each other, and the focusing assembly and the camera shake correction assembly are independently assembled and modularized without sharing specific parts with each other.
  • the focusing assembly may include an AF housing, a lens carrier mounted with the lens unit and accommodated in the AF housing so as to be movable along the optical axis direction of the lens unit, and an AF driver configured to provide driving force to move the lens carrier.
  • an AF housing a lens carrier mounted with the lens unit and accommodated in the AF housing so as to be movable along the optical axis direction of the lens unit
  • an AF driver configured to provide driving force to move the lens carrier.
  • the structure of the AF driver may be variously changed according to required conditions and design specifications.
  • the AF driver may be configured to include an AF magnet mounted to the lens carrier to be disposed vertically along the optical axis direction of the lens unit, and an AF coil mounted to the AF housing to be disposed parallel to the AF magnet.
  • the position control of the AF magnet can be variously changed according to the required conditions and design specifications.
  • an AF sensing unit for detecting the position of the AF magnet may be provided for controlling the position of the AF magnet, and the position control of the AF magnet may be performed using the signal detected by the AF sensing unit.
  • the image stabilizer assembly may be provided in various structures that can be provided as an independent module.
  • the image stabilization assembly may include a base frame, a movable frame provided to be movable along a direction perpendicular to the optical axis direction of the lens unit with respect to the base frame, and an OIS driving unit providing driving force to move the movable frame relative to the base frame. It can be configured to include.
  • the direction perpendicular to the optical axis (Z coordinate direction) of the lens unit may be understood as the X, Y coordinate direction horizontal to the upper surface of the base frame.
  • the OIS drive unit may be provided in a variety of structures that can provide a driving force to move the movable frame relative to the base frame.
  • the driving unit may include an OIS coil mounted horizontally on the base frame, and an OIS magnet disposed horizontally on the upper portion of the OIS coil and fixed to the movable frame.
  • the number and arrangement of the OIS coil and the OIS magnet may be changed in various ways according to the required conditions and design specifications. For example, four OIS coils and four OIS magnets may be provided, and each OIS coil and OIS magnet may be disposed along an outer side of the base frame. In some cases, it is also possible to configure the OIS coil and the OIS magnet to be disposed at the corner of the base frame.
  • the size and shape of the OIS magnet and OIS coil can be changed in various ways depending on the requirements and design specifications.
  • the OIS magnet may be formed in a square shape. In some cases it is possible for the OIS magnet to be formed in any other polygonal shape, such as a trapezoidal shape.
  • the OIS magnet may be formed to have a longer length or a shorter length than the OIS coil.
  • the OIS driving unit may include an OIS yoke disposed under the OIS coil so that mutual attraction force with the OIS magnet is applied.
  • the OIS yoke allows the OIS magnets to interact with each other, thereby allowing the moving frame to tilt and move relative to the base frame along the optical axis direction (Z coordinate direction).
  • the position control of the OIS magnet can be changed in various ways according to the required conditions and design specifications.
  • an OIS sensing unit for detecting the position of the OIS magnet may be provided, and the position control of the OIS magnet may be performed using a signal detected by the OIS sensing unit.
  • an elastic member may be provided at a boundary between the focusing assembly and the image stabilization assembly, and the elastic member may provide an elastic force to the movable frame along a horizontal direction that is perpendicular to the optical axis. Since the movable frame is moved in the horizontal direction with respect to the base frame during the OIS operation, the elastic member of the present invention may be required to movably support the movable frame with respect to the base frame.
  • the elastic member may be configured to press the movable frame in the optical axis direction to pre-load the movable frame to an initial position in the optical axis direction relative to the base frame.
  • the elastic member may provide an elastic force so that the movable frame may return to an initial position aligned with respect to the base frame in the optical axis direction.
  • the elastic member can elastically support the movable frame in the horizontal direction and at the same time elastically support the movable frame in the optical axis direction. Therefore, only the elastic member can serve as both an OIS suspension function and an optical axis direction preload function.
  • the elastic member may be formed in various structures capable of returning the movable frame to the initial position in the optical axis direction or providing an elastic force capable of elastically supporting the horizontal frame in the horizontal direction.
  • the elastic member may include a first connection part rotatably connected to the base frame, a second connection part rotatably connected to the movable frame, and an elastic flexure unit integrally connecting the first connection part and the second connection part.
  • the first connection part, the second connection part and the elastic bending part may be formed in a single body to form a single layer.
  • the shape of the elastic flexure may be appropriately changed depending on the required conditions and design specifications.
  • the elastic bending portion may be formed in a zigzag form that is elastically deformable along a moving direction along a horizontal direction of the movable frame or a moving axis along an optical axis direction with respect to the base frame.
  • at least one reinforcement bend may be formed in the elastic bend.
  • first connection portion and the second connection portion in the optical axis direction so as to have a height difference, and connecting them to the elastic bending portion, it can be used as a means for elastically preloading the movable frame in the optical axis direction.
  • a preloading means for allowing the movable frame to be in the initial position in the optical axis direction with respect to the base frame various embodiments are possible in which only an elastic member is used, only an OIS yoke is used, or an elastic member and an OIS are used together.
  • the number and arrangement of the elastic members can be variously changed according to the required conditions.
  • one end of the elastic member is connected to the corner portion of the base frame, the other end may be connected to the corner portion of the movable frame.
  • the focus control assembly and the camera shake correction assembly may be electrically connected to each other via the elastic member.
  • the elastic member may be formed of a conventional conductive material such as metal.
  • the elastic member may be connected to each terminal of the AF connecting member and the OIS connecting member using a conductive resin.
  • the image stabilizer assembly may be provided with guide means for smoothly moving the movable frame relative to the base frame.
  • the structure of the guide means can be variously changed according to the required conditions and design specifications.
  • the guide means may include a guide ball provided to be movable in the cloud between the base frame and the movable frame, at least one of the base frame and the movable frame can be formed with a ball receiving portion for accommodating the guide ball have.
  • the camera module according to the present invention it is possible to simplify the structure and to provide ease of disassembly and assembly.
  • the focusing assembly and the image stabilization assembly can be structurally separated into independent assembly forms, the overall structure can be simplified, and the process of assembling or disassembling the focusing assembly and the image stabilization assembly can be simplified. It can be simplified more.
  • the OIS components constituting the image stabilization assembly are mounted together on the AF components constituting the focusing assembly, in order to replace the characteristic elements among the OIS components, it is inevitable to separate the AF components. There is a hassle.
  • the focusing assembly and the image stabilization assembly can be provided independently and modularly provided, there is no need to separate the AF component to replace the OIS component. It is possible to separate only the components. In addition, it is possible to simply assemble two modular modules at the time of assembly.
  • the focusing assembly and the image stabilization assembly can be provided in the form of a ready-made module, respectively, misassembly can be prevented and assembly and disassembly time can be further shortened.
  • the OIS driving unit and the elastic member can be mounted at the edge of the base frame, it is possible to improve the space utilization and design freedom of the product.
  • the OIS yoke that interacts with the OIS magnets in the lower portion of the OIS coil it is possible to prevent abnormal flow and tilt of the lens unit along the optical axis direction.
  • This function can also be achieved by the geometry of the elastic member.
  • the geometric shape of the elastic member may be an example of arranging the first connection part and the second connection part to have a height difference in the optical axis direction, and connecting them to the elastic bending part.
  • the elastic member is formed to form a single layer and can be disposed at the boundary between the focusing assembly and the image stabilization assembly, it can contribute to miniaturization and thinning of the product while ensuring sufficient spring force. have. Furthermore, since the elastic member is made of a conductive material to electrically connect the focusing assembly and the image stabilization assembly, the electrical connection structure of each assembly can be further simplified.
  • the elastic member of the present invention simultaneously performs an OIS suspension function for supporting the movable frame in the horizontal direction during the OIS operation, a preload function for aligning the movable frame to an initial position in the optical axis direction, and an electrical connection function for electrically connecting a coil or a hall sensor. can do.
  • connection between the elastic member and the connecting member may be made of a conductive resin instead of the conventional soldering, the structure and the manufacturing process may be simplified as compared with the existing connecting structure.
  • FIG 1 and 2 are views illustrating a camera module according to the present invention.
  • FIG 3 is a view illustrating a focusing assembly as a camera module according to the present invention.
  • FIG. 4 is a camera module according to the present invention for explaining a camera shake correction assembly.
  • FIG 5 and 6 are views for explaining the internal structure of the camera module according to the present invention.
  • FIG. 7 and 8 are views for explaining a camera module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 and 2 is a view showing a camera module according to the present invention
  • Figure 3 is a camera module according to the present invention, a view for explaining a focusing assembly.
  • Figure 4 is a camera module according to the present invention, a view for explaining the image stabilization assembly
  • Figures 5 and 6 are views for explaining the internal structure of the camera module according to the present invention.
  • the camera module 100 includes a lens unit 200, an AF assembly 300, and an image stabilization assembly (OIS assembly) 400.
  • OIS assembly image stabilization assembly
  • the lens unit 200 includes a lens housing and a single or a plurality of lenses mounted on the lens housing.
  • a conventional lens unit 200 may be used, and the present invention is not limited or limited by the type and characteristics of the lens unit 200.
  • An image sensor for storing the light focused through the lens unit 200 as an image may be provided below the lens unit 200.
  • the image sensor may be mounted on a flexible printed circuit board and connected to an electronic device equipped with the camera module 100, for example, an image processing device such as a digital camera, a mobile communication terminal, a tablet PC, or the like.
  • the focus adjusting assembly 300 is provided to move the lens unit 200 located in front of the image sensor along the optical axis direction according to the distance to the subject, and the focus adjusting assembly 300 and the image stabilization assembly to be described later. 400 is provided detachably and assembled in a modular state independently of each other.
  • the focusing assembly 300 and the camera shake correction assembly 400 are independently modularized with each other, so that the focusing assembly 300 and the camera shake correction assembly 400 are independent of each other without sharing a specific part. It can be understood as assembled and modularized state.
  • the AF is inevitably required to replace a characteristic element among the OIS components.
  • the image stabilization assembly may be simply performed without removing the AF component to replace the OIS component. It is possible to separate only the specific components that need to be replaced at 400. In addition, it is possible to simply assemble two modular modules at the time of assembly.
  • the focus control assembly 300 may include an AF housing 310, a lens carrier 320, and an AF driver 330.
  • the AF housing 310 is provided to have a predetermined accommodation space therein, and the lens carrier 320 is movable along the optical axis direction of the lens unit 200 while being coupled with the lens unit 200. It may be accommodated inside the 310.
  • the AF driver 330 various drivers capable of providing a driving force for moving the lens carrier 320 may be used.
  • the AF driver 330 may be disposed in parallel with the AF magnet 332 mounted on the lens carrier 320 and the AF magnet 332 to be disposed vertically along the optical axis direction of the lens unit 200. It may be configured to include an AF coil 334 mounted to the housing 310. In some cases, it is also possible to mount the AF coil on the lens carrier and the AF magnet on the AF housing.
  • AF magnet 332 For reference, in the present invention, an example using a magnet having a two-pole structure on one surface as the AF magnet 332 will be described. In some cases, it is also possible to use magnets magnetized in other structures as AF magnets.
  • the AF magnet 332 is moved along the optical axis direction by the mutual electromagnetic action between the AF magnet 332 and the AF coil 334, so that the lens carrier 320 Can provide the driving force necessary to move.
  • the position control of the AF magnet 332 can be changed in various ways depending on the required conditions and design specifications.
  • an AF sensing unit (not shown) for detecting the position of the AF magnet 332 may be provided to control the position of the AF magnet 332, by using a signal detected by the AF sensing unit.
  • Position control of the AF magnet 332 may be performed.
  • the AF sensing unit a conventional hall sensor may be used, and other sensors may be used in some cases.
  • an AF guide unit 340 may be provided between the AF housing 310 and the lens carrier 320 to guide the movement along the optical axis direction of the lens carrier 320.
  • a guide device using a conventional rod, ball, or the like may be used, and the present invention is not limited or limited by the type and characteristic of the AF guide means 340.
  • the camera shake correction assembly 400 is provided to compensate for shaking on a subject due to vibration of a human body, such as a user's hand shake, while the camera shake correction assembly 400 is a single module separately from the focus adjustment assembly 300. It may be provided in a modular state.
  • the image stabilizer assembly 400 may be provided in various structures that can be provided as an independent module.
  • the image stabilizer assembly 400 may include a base frame, a movable frame 420, and an OIS driver 430.
  • the base frame may be provided in a substantially rectangular plate structure, and the movable frame 420 is provided on an upper surface of the base frame to be movable in a horizontal direction that is perpendicular to the optical axis of the lens unit 200.
  • the horizontal direction which is a direction perpendicular to the optical axis (Z coordinate direction) of the lens unit 200, may be understood as the X, Y coordinate direction horizontal to the upper surface of the base frame.
  • the OIS driver 430 may be provided in various structures capable of providing a driving force to move the movable frame 420 relative to the base frame.
  • the OIS driver 430 may be horizontally mounted on the OIS coil 434 mounted on the base frame horizontally (X, Y coordinate direction), and on the movable frame 420. It may be configured to include a fixed OIS magnet 432.
  • the direction in which the current is applied to the OIS coil 434 the direction in which the OIS magnet 432 is perpendicular to the optical axis by the mutual electromagnetic action between the OIS magnet 432 and the OIS coil 434 (X, Y coordinate direction By moving along, it is possible to provide the driving force necessary for the movable frame 420 to move.
  • the number and arrangement of the OIS coil 434 and the OIS magnet 432 may be changed in various ways according to the required conditions and design specifications.
  • four OIS coils 434 and four OIS magnets 432 may be provided.
  • Each of the OIS coils 434 and the OIS magnets 432 may be disposed along an outer side of the base frame. Can be.
  • the two OIS coils 434 and the OIS magnets 432 disposed on opposite sides of the four OIS coils 434 and the OIS magnets 432 may provide driving force along the X coordinate direction, and four OIS coils.
  • Two OIS coils 434 and OIS magnets 432 disposed on different sides of the coil 434 and the OIS magnet 432 facing each other may provide a driving force along the Y coordinate direction.
  • the size and shape of the OIS magnet 432 and OIS coil 434 can be variously changed according to the requirements and design specifications.
  • the OIS magnet 432 is formed in a rectangular shape and will be described with an example formed to have a length longer than that of the OIS coil 434.
  • the OIS magnet 432 has a length longer than the OIS coil 434 (for example, the length along the outer edge of the base frame), the both ends of the OIS coil 434 in the plane projection OIS magnet 432 It can be understood that disposed inside both ends of the).
  • the OIS magnet may be formed to have a shorter length than the OIS coil.
  • the lens carrier 320 in order for the lens carrier 320 to move along the optical axis direction, a predetermined height along the optical axis direction must be guaranteed, and in the case of the AF magnet 332 and the AF coil 334, the image height is already guaranteed.
  • the height increase by the AF magnet 332 and the AF coil 334 does not occur because it is disposed in the.
  • the image stabilization assembly 400 including the OIS coil 434 and the OIS magnet 432 is mounted below the focus adjustment assembly 300 separately from the focus adjustment assembly 300, the OIS coil 434 and As the height occupied by the OIS magnet 432 increases, the overall height of the product increases. Therefore, in the present invention, by mounting the OIS coil 434 and OIS magnet 432 horizontally it is possible to minimize the height by the OIS coil 434 and OIS magnet 432.
  • the OIS driver 430 may include an OIS yoke 450 disposed below the OIS coil 434 such that mutual attraction force with the OIS magnet 432 may work.
  • the OIS yoke 450 allows the OIS magnet 432 to interact with each other so as to grasp the flow and tilt of the movable frame 420 with respect to the base frame along the optical axis direction (Z coordinate direction). As a result, abnormal flow and tilt of the lens unit 200 along the optical axis direction can be prevented.
  • This preload function may also be achieved by the elastic member 460.
  • the attraction force between the OIS yoke 450 and the OIS magnet 432 should be smaller than the electromagnetic force between the OIS coil 434 and the OIS magnet 432 described above, and the electromagnetic force between the OIS coil 434 and the OIS magnet 432. In response to the attraction between the OIS yoke 450 and the OIS magnet 432 can be adjusted.
  • OIS yoke 450 a conventional metal material such as steel use stainless steel (SUS) may be used, and the material and properties of the OIS yoke 450 may be appropriately changed according to required conditions and design specifications.
  • SUS steel use stainless steel
  • the position control of the OIS magnet 432 can be variously changed according to the required conditions and design specifications.
  • an OIS sensing unit 480 for detecting the position of the OIS magnet 432 may be provided, the signal detected by the OIS sensing unit 480 By using the position control of the OIS magnet 432 can be performed.
  • the OIS sensing unit 480 a conventional hall sensor may be used, and in some cases, other sensors may be used.
  • an elastic member 460 may be provided at a boundary between the focus control assembly 300 and the camera shake correction assembly 400.
  • the elastic member 460 may achieve a preload function to provide an elastic force so that the movable frame 420 may be returned to an initial position aligned with the base frame along the optical axis direction of the lens unit 200.
  • the movable frame 420 may function as an OIS suspension for elastically supporting the horizontal direction.
  • the elastic member 460 may be formed in various structures capable of providing an elastic force for returning the movable frame 420 to an initial position.
  • the elastic member 460 may include a first connector 462 rotatably connected to the base frame, a second connector 464 rotatably connected to the movable frame 420, and the first connector ( It may include an elastic bent portion 466 to integrally connect the 462 and the second connecting portion 464, the first connecting portion 462, the second connecting portion 464 and the elastic bending portion 466 to form a single layer. It can be formed in one piece.
  • the shape of the elastic bending portion 466 may be appropriately changed according to the required conditions and design specifications.
  • the elastic bending portion 466 may be formed in a zigzag form that is elastically deformable along the moving direction of the movable frame 420 with respect to the base frame.
  • the elastic member 460 may be configured in a single layer to minimize the height (thickness), and may have sufficient spring force by providing the elastic bending portion 466 bent in a zigzag.
  • At least one reinforcement bend 468 may be formed in the elastic bend 466.
  • the reinforcement bends 468 may have a zigzag shape, and a plurality of reinforcement bends 468 may be provided at predetermined intervals so as to have a relatively smaller size than the elastic bends 466.
  • Such a structure allows elastic deformation through the elastic bend 466 and the reinforcement bend 468 to make the elastic force by the elastic member 460 more smooth and stable.
  • the number and arrangement of the elastic members 460 may be changed in various ways according to the required conditions.
  • four elastic members 460 may be connected to one corner of the base frame and the other end of the four elastic members 460 to the corner of the movable frame 420.
  • Such a structure can minimize the space in which the elastic member 460 is mounted and ensure the maximum elastic deformation space of the elastic member 460.
  • the elastic member may be disposed at a side or other position other than the corner portion of the base frame, and it is also possible to use three or less or five or more elastic members.
  • the AF control member 360 for example, FPCB
  • the camera shake correction assembly 400 OIS connecting member 470 for the electrical connection Can be connected to the bar
  • the focus control assembly 300 and the image stabilization assembly 400 may be electrically connected via the elastic member 460.
  • the elastic member 460 may be formed of a conventional conductive material such as metal.
  • the elastic member 460 may be connected to each terminal of the AF connecting member 360 and the OIS connecting member 470 by using a conductive resin.
  • the elastic member 460 may be connected to each terminal of the AF connecting member 360 and the OIS connecting member 470 by using a conductive epoxy.
  • the connection structure using the conductive resin has an advantage of simplifying the structure and manufacturing process compared to the existing connection structure using the soldering.
  • the camera shake correction assembly 400 may be provided with guide means for smoothly moving the movable frame 420 with respect to the base frame.
  • the guide means may include a guide ball 440 that is provided to be movable in the cloud between the base frame and the movable frame 420, at least one of the base frame and the movable frame 420 A ball accommodating part for accommodating the ball 440 may be formed.
  • a ball accommodation portion for partially receiving the guide ball 440 is formed on the base frame.
  • guide balls 440 and the ball receiving portion in the area adjacent to the edge of the base frame.
  • the number and arrangement of the guide ball 440 and the ball accommodating part may be appropriately changed according to required conditions and design specifications.
  • the ball accommodating part may maintain the arrangement state of the guide ball 440 and at the same time prevent the separation of the guide ball 440 due to an impact.
  • the ball accommodating portion is described as an example in the form of a groove, but in some cases, it is also possible to form a ball accommodating portion in the form of a rib.
  • the cover housing 110 may be coupled to cover them.
  • FIG. 7 and 8 are diagrams for describing the camera module 100 according to another embodiment of the present invention.
  • the same or equivalent reference numerals are given to the same or equivalent components as those described above, and detailed description thereof will be omitted.
  • the OIS coil 434 and the OIS magnet 432 constituting the image stabilization assembly 400 are described as examples along the sides of the base frame. It is possible for the 434 and the OIS magnet 432 to be arranged in other structures.
  • the camera module 100 includes a lens unit 200, a focus adjustment assembly 300 and a camera shake correction assembly 400 that are independently modularizable.
  • the image stabilization assembly 400 includes a base frame, a movable frame 420, and an OIS driver 430, but includes an OIS coil 434 and an OIS magnet 432 constituting the OIS driver 430. May be disposed at an edge portion of the baseframe.
  • the OIS magnet may be formed in another polygonal shape.
  • the OIS magnet 432 may be formed in a substantially trapezoidal shape.

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Abstract

구조를 간소화할 수 있으며, 조립 및 분해가 용이한 카메라 모듈이 개시된다. 카메라 모듈은, 렌즈 유닛, 렌즈 유닛의 광축 방향을 따른 진퇴 운동을 조절하는 초점 조절 어셈블리(AF assembly), 및 초점 조절 어셈블리와 구조적으로 분리 가능한 독립적인 모듈로 제공되며 렌즈 유닛의 광축 방향에 수직한 방향을 따라 초점 조절 어셈블리를 이동시키는 손떨림 보정 어셈블리(OIS assembly)를 포함하되, 초점 조절 어셈블리 및 손떨림 보정 어셈블리는 서로 독립적으로 모듈화된 상태로 분리 및 조립 가능하게 제공된다.

Description

카메라 모듈
본 발명은 구조를 간소화할 수 있으며, 조립 및 분해가 용이한 카메라 모듈에 관한 것이다.
소형, 경량화된 초소형 카메라 모듈을 장착한 휴대기기가 점차 증가하고 있다.
최근에는 고화소 카메라에 대한 니즈에 따라, 자동 초점 조절 기능(Autofocus; AF)이 채용된다. 자동 초점 조절 기능은, 피사체와의 거리에 따라 이미지 센서의 전방에 위치되는 렌즈를 광축 방향을 따라 이동시킴으로써 이미지 센서의 결상면에서 선명한 이미지를 획득할 수 있게 한다.
카메라의 성능 향상을 위한 기술 중 다른 하나로서, 손떨림 보정 기능(Optical Image Stabilization; OIS)이 있다. 손떨림 보정 기능은 촬영중, 사용자의 손떨림과 같은 인체의 진동 등에 따른 피사체 상의 흔들림을 보상하는 기술로서, 전자기기에 탑재된 다수의 각속도 센서 등을 통해 기기에 가해지는 진동을 검출하고, 검출되는 진동의 각속도 및 방향에 따라 렌즈 또는 이미지 센서를 이동시키는 기술이다.
그런데, AF 유닛 및 OIS 유닛을 동시 채용하면, 카메라 모듈의 구조가 복잡해지고 조립 및 분해가 어려운 문제점이 있다. 특히, 기존에는 카메라 모듈의 소형화 및 슬림화를 위해 AF 유닛 및 OIS 유닛이 각 유닛별로 구조적인 구분없이 대략 하나의 어셈블리 형태로 제작됨에 따라, 조립 및 분해가 번거롭고 불편한 문제점이 있다. 또한, 기존에는 AF 유닛 및 OIS 유닛 중 어느 하나를 교체할 시에는 불가피하게 나머지 다른 하나까지 함께 분해해야 하는 불편한 문제점이 있다.
본 발명은 구조를 간소화할 수 있으며, 분해 및 조립이 용이한 카메라 모듈을 제공한다.
특히, 본 발명은 초점 조절 어셈블리와 손떨림 보정 어셈블리가 각각 독립적인 어셈블리 형태로 마련되며, 구조적으로 분리될 수 있는 카메라 모듈을 제공한다.
또한, 본 발명은 손떨림 보정 유닛의 구동 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 카메라 모듈을 제공한다.
일 실시예로서, 본 발명의 카메라 모듈은, 렌즈 유닛, 렌즈 유닛의 광축 방향을 따른 진퇴 운동을 조절하는 초점 조절 어셈블리(AF assembly), 및 초점 조절 어셈블리와 구조적으로 분리 가능한 독립적인 모듈로 제공되며 렌즈 유닛의 광축 방향에 수직한 방향을 따라 초점 조절 어셈블리를 이동시키는 손떨림 보정 어셈블리(OIS assembly)를 포함한다. 초점 조절 어셈블리 및 손떨림 보정 어셈블리는 서로 독립적으로 모듈화된 상태로 분리 및 조립 가능하게 제공된다.
본 발명에서 초점 조절 어셈블리 및 손떨림 보정 어셈블리가 서로 독립적으로 모듈화된다는 것은, 초점 조절 어셈블리 및 손떨림 보정 어셈블리가 특정 부품을 서로 공유하지 않고 독립적으로 조립되어 모듈화된 상태로 이해될 수 있다.
초점 조절 어셈블리로서 렌즈 유닛을 광축 방향을 따라 이동시킬 수 있는 다양한 구조가 사용될 수 있다. 일 예로, 초점 조절 어셈블리는 AF 하우징, 렌즈 유닛이 장착되며 렌즈 유닛의 광축 방향을 따라 이동 가능하게 AF 하우징의 내부에 수용되는 렌즈캐리어, 및 렌즈캐리어가 이동하도록 구동력을 제공하는 AF 구동부를 포함할 수 있다.
AF 구동부의 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, AF 구동부는 렌즈 유닛의 광축 방향을 따라 수직하게 배치되도록 렌즈캐리어에 장착되는 AF 마그네트, 및 AF 마그네트와 나란하게 배치되도록 AF 하우징에 장착되는 AF 코일을 포함하여 구성될 수 있다. 경우에 따라서는 렌즈캐리어에 AF 코일을 장착하고, AF 하우징에 AF 마그네트를 장착하는 것도 가능하다.
아울러, AF 마그네트의 위치 제어는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, AF 마그네트의 위치 제어를 위해, AF 마그네트의 위치를 감지하기 위한 AF 센싱부가 제공될 수 있으며, AF 센싱부에서 감지된 신호를 이용하여 AF 마그네트의 위치 제어를 수행할 수 있다. 경우에 따라서는, AF 마그네트의 위치 제어를 위해, 홀센서와 같은 별도의 AF 센싱부를 사용하지 않고, AF 코일에 인가되는 전압을 조절함으로써 AF 마그네트의 위치를 제어하는 것이 가능하다.
손떨림 보정 어셈블리는 독립적인 모듈로 제공 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 손떨림 보정 어셈블리는 베이스프레임, 베이스프레임에 대해 렌즈 유닛의 광축 방향에 수직한 방향을 따라 이동 가능하게 제공되는 가동프레임, 및 베이스프레임에 대해 가동프레임이 이동하도록 구동력을 제공하는 OIS 구동부를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 렌즈 유닛의 광축(Z 좌표 방향)에 수직한 방향이라 함은, 상기 베이스프레임의 상면에 수평한 X, Y 좌표 방향으로 이해될 수 있다.
OIS 구동부는 베이스프레임에 대해 가동프레임이 이동하도록 구동력을 제공할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 구동부는 베이스프레임에 수평하게 장착되는 OIS 코일, 및 OIS 코일의 상부에 수평하게 배치되며 가동프레임에 고정되는 OIS 마그네트를 포함하여 구성될 수 있다.
아울러, OIS 코일 및 OIS 마그네트의 개수 및 배치 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, OIS 코일 및 OIS 마그네트는 각각 4개가 제공될 수 있는 바, 각각의 OIS 코일 및 OIS 마그네트는 베이스프레임의 외각 변(side)을 따라 배치될 수 있다. 경우에 따라서는 OIS 코일 및 OIS 마그네트가 베이스프레임의 모서리 부위에 배치되도록 구성하는 것도 가능하다.
또한, OIS 마그네트 및 OIS 코일의 크기 및 형상은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경할 수 있다. 일 예로, OIS 마그네트가 사각형 형태로 형성될 수 있다. 경우에 따라서는 OIS 마그네트가 사다리꼴 형태와 같은 여타 다른 다각형 형태로 형성되는 것이 가능하다. 또한, OIS 마그네트는 OIS 코일보다 긴 길이 또는 짧은 길이를 갖도록 형성되는 것이 가능하다.
또한, OIS 구동부는 OIS 마그네트와 상호 인력이 작용하도록 OIS 코일의 하부에 배치되는 OIS 요크를 포함할 수 있다. OIS 요크는 OIS 마그네트와 상호 인력이 작용하게 함으로써, 광축 방향(Z 좌표 방향)을 따른 베이스프레임에 대한 가동프레임의 유동 및 기울임(tilt)을 잡아줄 수 있게 한다.
OIS 마그네트의 위치 제어는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, OIS 마그네트의 위치 제어를 위해, OIS 마그네트의 위치를 감지하기 위한 OIS 센싱부가 제공될 수 있으며, OIS 센싱부에서 감지된 신호를 이용하여 OIS 마그네트의 위치 제어를 수행할 수 있다. 다르게는, OIS 마그네트의 위치 제어를 위해, 홀센서와 같은 별도의 OIS 센싱부를 사용하지 않고, OIS 코일에 인가되는 전압을 조절함으로써 OIS 마그네트의 위치를 제어하는 것이 가능하다.
또한, 초점 조절 어셈블리 및 손떨림 보정 어셈블리의 사이 경계에는 탄성부재가 제공될 수 있으며, 탄성부재는 광축에 수직한 방향인 수평 방향을 따라 가동프레임에 탄성력을 제공할 수 있다. OIS 동작시 가동프레임은 베이스프레임에 대하여 수평 방향으로 이동되므로 베이스프레임에 대하여 가동프레임을 이동 가능하게 지지하려면 본 발명의 탄성부재가 필요할 수 있다. 수평 방향 지지 기능에 한정되지 않고, 탄성부재는 가동프레임을 광축 방향으로 가압하여 가동프레임이 베이스프레임에 대한 광축 방향 초기 위치에 있도록 예압(Pre-load)하는 기능을 할 수 있다. 탄성부재는 가동프레임이 광축 방향으로 베이스프레임에 대해 정렬되는 초기 위치로 복귀할 수 있도록 탄성력을 제공할 수 있다. 바람직한 경우에 탄성부재는 가동프레임을 수평방향으로 탄성 지지함과 동시에 가동프레임을 광축 방향으로 탄성지지할 수 있다. 따라서, 탄성부재만으로, OIS 서스펜션 기능과 광축 방향 예압 기능을 겸하는 수단이 될 수 있다.
탄성부재는 가동프레임을 광축 방향 초기 위치로 복귀시키거나, 수평 방향으로 탄력 지지할 수 있는 탄성력을 제공 가능한 다양한 구조로 형성될 수 있다. 일 예로, 탄성부재는 베이스프레임에 회전 가능하게 연결되는 제1연결부, 가동프레임에 회전 가능하게 연결되는 제2연결부, 및 제1연결부와 제2연결부를 일체로 연결하는 탄성굴곡부를 포함할 수 있으며, 제1연결부, 제2연결부 및 탄성굴곡부는 단일층을 이루도록 단일체로 형성될 수 있다.
탄성굴곡부의 형태는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 적절히 변경될 수 있다. 일 예로, 탄성굴곡부는 베이스프레임에 대한 가동프레임의 수평 방향을 따르는 이동 방향 또는 광축 방향을 따르는 이동 방향을 따라 탄성적으로 변형 가능한 지그재그(zigzag) 형태로 형성될 수 있다. 다르게는 탄성굴곡부를 소용돌이 형태 또는 삼각형 형태 등으로 형성하는 것도 가능하다. 또한, 탄성굴곡부에는 적어도 하나 이상의 보강굴곡부가 형성되는 것도 가능하다.
또한, 제1연결부와 제2 연결부를 광축 방향으로 높이 차이가 있도록 배치하고 이들을 탄성굴곡부로 연결함으로써, 가동프레임을 광축 방향으로 탄성적으로 예압하는 수단으로 사용할 수 있다.
베이스프레임에 대하여 가동프레임이 광축 방향으로 초기 위치에 있도록 하는 예압 수단으로서, 탄성부재만 사용되거나, OIS 요크만 사용되거나, 탄성부재와 OIS 가 함께 사용되는 다양한 실시예가 가능하다.
탄성부재의 개수 및 배치 구조는 요구되는 조건에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 바람직하게 탄성부재의 일단은 베이스프레임의 모서리 부위에 연결되고, 타단은 가동프레임의 모서리 부위에 연결될 수 있다.
한편, 초점 조절 어셈블리 및 손떨림 보정 어셈블리는 탄성부재를 매개로 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 위해, 상기 탄성부재는 금속과 같은 통상의 도전성 재질로 형성될 수 있다. 또한, 탄성부재는 도전성 수지를 이용하여 AF 연결부재 및 OIS 연결부재의 각 단자에 연결될 수 있다.
손떨림 보정 어셈블리에는 베이스프레임에 대한 가동프레임의 이동이 보다 원활하게 이루어지도록 하기 위한 가이드수단이 제공될 수 있다. 가이드수단의 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 가이드수단은 베이스프레임과 가동프레임의 사이에 구름 이동 가능하게 제공되는 가이드볼을 포함할 수 있으며, 베이스프레임과 가동프레임 중 적어도 어느 하나에는 가이드볼이 수용되기 위한 볼수용부가 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 카메라 모듈에 따르면, 구조를 간소화할 수 있으며, 분해 및 조립의 용이함을 제공할 수 있다.
특히, 본 발명에 따르면 초점 조절 어셈블리와 손떨림 보정 어셈블리가 각각 독립적인 어셈블리 형태로 구조적으로 분리될 수 있기 때문에, 전체적인 구조를 간소화할 수 있으며, 초점 조절 어셈블리와 손떨림 보정 어셈블리를 조립하거나 분해하는 공정을 보다 간소화할 수 있다.
기존에는 초점 조절 어셈블리를 구성하는 AF 구성요소 상에 손떨림 보정 어셈블리를 구성하는 OIS 구성요소 중 적어도 일부가 함께 장착됨에 따라, OIS 구성요소 중 특성 요소를 교체하기 위해서는 불가피하게 AF 구성요소까지 분리해야 하는 번거로움이 있다. 하지만, 본 발명에서는 초점 조절 어셈블리 및 손떨림 보정 어셈블리가 각각 독립적으로 모듈화되어 제공될 수 있기 때문에, OIS 구성요소를 교체하기 위해서 AF 구성요소를 별도로 분리할 필요없이, 단순히 손떨림 보정 어셈블리에서 교체가 필요한 특정 구성요소만을 분리하는 것이 가능하다. 또한, 조립시에도 모듈화된 두가지의 모듈을 간단히 조립하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면 초점 조절 어셈블리와 손떨림 보정 어셈블리가 각각 기성화된 모듈 형태로 제공될 수 있기 때문에, 오조립을 방지할 수 있고 조립 및 분해 시간을 보다 단축할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 OIS 구동부 및 탄성부재가 베이스프레임의 모서리에 장착될 수 있기 때문에, 제품의 공간활용성 및 설계자유도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 OIS 코일의 하부에 OIS 마그네트와 상호 인력을 작용하는 OIS 요크를 배치함으로써, 광축 방향을 따른 렌즈 유닛의 비정상적인 유동 및 기울임을 방지할 수 있다. 이러한 기능은 탄성부재의 기하학적 형상에 의하여도 달성될 수 있다. 탄성부재의 기하학적 형상이라 함은 제1연결부와 제2 연결부를 광축 방향으로 높이 차이가 있도록 배치하고 이들을 탄성굴곡부로 연결하는 것을 예로 들 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 탄성부재가 단일층을 이루도록 형성되어 초점 조절 어셈블리 및 손떨림 보정 어셈블리의 사이 경계에 배치될 수 있기 때문에, 충분한 스프링포스(spring force)를 보장하면서 제품의 소형화 및 박형화에 기여할 수 있다. 더욱이, 탄성부재는 도전성 재질로 형성되어 초점 조절 어셈블리 및 손떨림 보정 어셈블리를 전기적으로 연결할 수 있기 때문에, 각 어셈블리의 전기적 연결 구조를 보다 간소화할 수 있다.
본 발명의 탄성부재는 OIS 동작시 가동프레임을 수평 방향으로 지지하는 OIS 서스펜션 기능, 가동프레임을 광축 방향 초기 위치로 정렬시키는 예압 기능, 코일이나 홀 센서 등을 전기적으로 연결하는 전기적 연결 기능을 동시에 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 탄성부재와 연결부재 간의 연결이 기존 솔더링 대신 도전성 수지에 의해 이루어질 수 있기 때문에, 기존 연결 구조에 비해 구조 및 제조 공정을 간소화할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 카메라 모듈을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 카메라 모듈로서, 초점 조절 어셈블리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 카메라 모듈로서, 손떨림 보정 어셈블리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 상기 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 카메라 모듈을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 카메라 모듈로서, 초점 조절 어셈블리를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 4는 본 발명에 따른 카메라 모듈로서, 손떨림 보정 어셈블리를 설명하기 위한 도면이고, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 카메라 모듈(100)은 렌즈 유닛(200), 초점 조절 어셈블리(AF assembly)(300), 손떨림 보정 어셈블리(OIS assembly)(400)를 포함한다.
상기 렌즈 유닛(200)은 렌즈 하우징 및 렌즈 하우징에 장착되는 단일 또는 복수개의 렌즈를 포함한다. 상기 렌즈 유닛(200)으로서는 통상의 렌즈 유닛(200)이 사용될 수 있으며, 상기 렌즈 유닛(200)의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
상기 렌즈 유닛(200)의 하부에는 렌즈 유닛(200)을 통해 포커싱된 광을 이미지로 저장하기 위한 이미지 센서가 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 이미지 센서는 가요성 인쇄회로기판에 장착되어, 상기 카메라 모듈(100)이 장착된 전자 기기, 예컨대, 디지털 카메라, 이동통신 단말기, 태블릿 PC 등의 이미지 처리 장치에 연결될 수 있다.
상기 초점 조절 어셈블리(300)는 피사체와의 거리에 따라 이미지 센서의 전방에 위치되는 렌즈 유닛(200)을 광축 방향을 따라 이동시키기 위해 제공되며, 상기 초점 조절 어셈블리(300) 및 후술할 손떨림 보정 어셈블리(400)는 서로 독립적으로 모듈화된 상태로 분리 및 조립 가능하게 제공된다.
참고로, 본 발명에서 초점 조절 어셈블리(300) 및 손떨림 보정 어셈블리(400)가 서로 독립적으로 모듈화된다 함은, 초점 조절 어셈블리(300) 및 손떨림 보정 어셈블리(400)가 특정 부품을 서로 공유하지 않고 독립적으로 조립되어 모듈화된 상태로 이해될 수 있다.
기존에는 초점 조절 어셈블리(300)를 구성하는 AF 구성요소 상에 손떨림 보정 어셈블리(400)를 구성하는 OIS 구성요소 중 적어도 일부가 함께 장착됨에 따라, OIS 구성요소 중 특성 요소를 교체하기 위해서는 불가피하게 AF 구성요소까지 분리해야 하는 번거로움이 있다. 하지만, 본 발명에서는 초점 조절 어셈블리(300) 및 손떨림 보정 어셈블리(400)가 각각 독립적으로 모듈화되어 제공될 수 있기 때문에, OIS 구성요소를 교체하기 위해서는 AF 구성요소를 분리할 필요없이, 단순히 손떨림 보정 어셈블리(400)에서 교체가 필요한 특정 구성요소만을 분리하는 것이 가능하다. 또한, 조립시에도 모듈화된 두가지의 모듈을 간단히 조립하는 것이 가능하다.
상기 초점 조절 어셈블리(300)로서는 렌즈 유닛(200)을 광축 방향을 따라 이동시킬 수 있는 다양한 구조가 사용될 수 있다. 일 예로, 상기 초점 조절 어셈블리(300)는 AF 하우징(310), 렌즈캐리어(320) 및 AF 구동부(330)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 AF 하우징(310)은 내부에 소정 수용공간을 갖도록 제공되며, 상기 렌즈캐리어(320)는 렌즈 유닛(200)과 함께 결합된 상태로 렌즈 유닛(200)의 광축 방향을 따라 이동 가능하게 AF 하우징(310)의 내부에 수용될 수 있다.
상기 AF 구동부(330)로서는 렌즈캐리어(320)가 이동하는데 필요한 구동력을 제공 가능한 다양한 구동부가 사용될 수 있다. 일 예로, 상기 AF 구동부(330)는 렌즈 유닛(200)의 광축 방향을 따라 수직하게 배치되도록 렌즈캐리어(320)에 장착되는 AF 마그네트(332), 및 AF 마그네트(332)와 나란하게 배치되도록 AF 하우징(310)에 장착되는 AF 코일(334)을 포함하여 구성될 수 있다. 경우에 따라서는 렌즈캐리어에 AF 코일을 장착하고, AF 하우징에 AF 마그네트를 장착하는 것도 가능하다.
참고로, 본 발명에서는 AF 마그네트(332)로서 일면에 2극 구조를 갖는 마그네트를 사용한 예를 들어 설명하기로 한다. 경우에 따라서는 AF 마그네트로서 여타 다른 구조로 착자된 마그네트를 사용하는 것도 가능하다.
상기 AF 코일(334)에 전류가 인가되는 방향에 따라, AF 마그네트(332)과 AF 코일(334) 간의 상호 전자기적 작용에 의해 AF 마그네트(332)가 광축 방향을 따라 이동함으로써, 렌즈캐리어(320)가 이동하는데 필요한 구동력을 제공할 수 있다.
한편, 상기 AF 마그네트(332)의 위치 제어는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 상기 AF 마그네트(332)의 위치 제어를 위해, 상기 AF 마그네트(332)의 위치를 감지하기 위한 AF 센싱부(미도시)가 제공될 수 있으며, AF 센싱부에서 감지된 신호를 이용하여 AF 마그네트(332)의 위치 제어를 수행할 수 있다. 상기 AF 센싱부로서는 통상의 홀센서를 사용할 수 있으며, 경우에 따라서는 여타 다른 센서를 사용하는 것도 가능하다. 다르게는, 상기 AF 마그네트의 위치 제어를 위해, 홀센서와 같은 별도의 AF 센싱부를 사용하지 않고, AF 코일에 인가되는 전압을 조절함으로써 AF 마그네트의 위치를 제어하는 것이 가능하다.
또한, 상기 AF 하우징(310)과 렌즈캐리어(320)의 사이에는 렌즈캐리어(320)의 광축 방향을 따른 이동을 가이드하기 위한 AF 가이드수단(340)이 제공될 수 있다. 상기 AF 가이드수단(340)으로서는 통상의 로드, 볼 등을 이용한 가이드장치가 사용될 수 있으며, AF 가이드수단(340)의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, AF 코일(334)의 후방에는 AF 마그네트(332)와 인력이 작용하는 AF 요크(350)를 제공하는 것도 가능하다.
상기 손떨림 보정 어셈블리(400)는 촬영중, 사용자의 손떨림과 같은 인체의 진동 등에 따른 피사체 상의 흔들림을 보상하기 위해 제공되며, 상기 손떨림 보정 어셈블리(400)는 초점 조절 어셈블리(300)와 별도로 단일 모듈로 모듈화된 상태로 제공될 수 있다.
상기 손떨림 보정 어셈블리(400)는 독립적인 모듈로 제공 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 손떨림 보정 어셈블리(400)는 베이스프레임, 가동프레임(420), 및 OIS 구동부(430)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 베이스프레임은 대략 사각 플레이트 구조로 제공될 수 있으며, 상기 가동프레임(420)은 렌즈 유닛(200)의 광축에 수직한 방향인 수평 방향을 따라 이동 가능하도록 베이스프레임의 상면에 제공된다. 여기서, 상기 렌즈 유닛(200)의 광축(Z 좌표 방향)에 수직한 방향인 수평 방향이라 함은, 상기 베이스프레임의 상면에 수평한 X, Y 좌표 방향으로 이해될 수 있다.
상기 OIS 구동부(430)는 베이스프레임에 대해 가동프레임(420)이 이동하도록 구동력을 제공할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 OIS 구동부(430)는 베이스프레임에 수평(X, Y 좌표 방향)하게 장착되는 OIS 코일(434), 및 상기 OIS 코일(434)의 상부에 수평하게 배치되며 가동프레임(420)에 고정되는 OIS 마그네트(432)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 OIS 코일(434)에 전류가 인가되는 방향에 따라, OIS 마그네트(432)과 OIS 코일(434) 간의 상호 전자기적 작용에 의해 OIS 마그네트(432)가 광축에 수직한 방향(X, Y 좌표 방향)을 따라 이동함으로써, 가동프레임(420)이 이동하는데 필요한 구동력을 제공할 수 있다.
상기 OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432)의 개수 및 배치 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 상기 OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432)는 각각 4개가 제공될 수 있는 바, 각각의 OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432)는 베이스프레임의 외각 변(side)을 따라 배치될 수 있다. 4개의 OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432) 중 서로 마주하는 변에 배치된 2개의 OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432)는 X 좌표 방향을 따른 구동력을 제공할 수 있고, 4개의 OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432) 중 서로 마주하는 다른 변에 배치된 2개의 OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432)는 Y 좌표 방향을 따른 구동력을 제공할 수 있다. 경우에 따라서는 3개 이하, 또는 5개 이상의 OIS 코일 및 OIS 마그네트를 사용하는 것도 가능하다.
또한, 상기 OIS 마그네트(432) 및 OIS 코일(434)의 크기 및 형상은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경할 수 있다. 이하에서는 상기 OIS 마그네트(432)가 사각형 형태로 형성되며, OIS 코일(434)보다 긴 길이를 갖도록 형성된 예를 들어 설명하기로 한다. 여기서, 상기 OIS 마그네트(432)가 OIS 코일(434)보다 긴 길이(예를 들어 베이스프레임의 외각 변을 따른 길이)를 갖는다 함은, 평면 투영시 OIS 코일(434)의 양단이 OIS 마그네트(432)의 양단 내측에 배치되는 것으로 이해될 수 있다. 경우에 따라서는 OIS 마그네트가 OIS 코일보다 짧은 길이를 갖도록 형성되는 것도 가능하다.
한편, 상기 렌즈캐리어(320)가 광축 방향을 따라 이동하기 위해서는 필연적으로 광축 방향을 따른 소정 높이가 보장될 수 있어야 하며, AF 마그네트(332) 및 AF 코일(334)의 경우에는 이미 보장된 높이 상에 배치되기 때문에 AF 마그네트(332) 및 AF 코일(334)에 의한 높이 증가가 발생하지 않는다. 그러나, OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432)를 포함하는 손떨림 보정 어셈블리(400)는 초점 조절 어셈블리(300)와 별도로 초점 조절 어셈블리(300)의 하부에 장착되기 때문에, OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432)가 차지하는 높이가 커질수록 제품의 전체 높이가 증가하게 된다. 이에 본 발명에서는 OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432)를 수평하게 장착함으로써 OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432)에 의한 높이를 최소화할 수 있게 하였다.
또한, 상기 OIS 구동부(430)는 OIS 마그네트(432)와 상호 인력이 작용하도록 OIS 코일(434)의 하부에 배치되는 OIS 요크(450)를 포함할 수 있다.
상기 OIS 요크(450)는 OIS 마그네트(432)와 상호 인력이 작용하게 함으로써, 광축 방향(Z 좌표 방향)을 따른 베이스프레임에 대한 가동프레임(420)의 유동 및 기울임(tilt)을 잡아줄 수 있게 함으로써, 결과적으로 광축 방향을 따른 렌즈 유닛(200)의 비정상적인 유동 및 기울임을 방지할 수 있다. 이러한 예압 기능은 탄성부재(460)에 의하여도 달성될 수 있다.
단, 상기 OIS 요크(450)와 OIS 마그네트(432) 간의 인력은, 전술한 OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432) 간의 전자기력보다 작아야 하며, OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432) 간의 전자기력에 대응하여 OIS 요크(450)와 OIS 마그네트(432) 간의 인력을 조절할 수 있다.
상기 OIS 요크(450)로서는 SUS(Steel Use Stainless)와 같은 통상의 금속 재질이 사용될 수 있으며, OIS 요크(450)의 재질 및 특성은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 적절히 변경될 수 있다.
한편, 상기 OIS 마그네트(432)의 위치 제어는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 상기 OIS 마그네트(432)의 위치 제어를 위해, 상기 OIS 마그네트(432)의 위치를 감지하기 위한 OIS 센싱부(480)가 제공될 수 있으며, OIS 센싱부(480)에서 감지된 신호를 이용하여 OIS 마그네트(432)의 위치 제어를 수행할 수 있다. 상기 OIS 센싱부(480)로서는 통상의 홀센서를 사용할 수 있으며, 경우에 따라서는 여타 다른 센서를 사용하는 것도 가능하다. 다르게는, 상기 OIS 마그네트의 위치 제어를 위해, 홀센서와 같은 별도의 OIS 센싱부를 사용하지 않고, OIS 코일에 인가되는 전압을 조절함으로써 OIS 마그네트의 위치를 제어하는 것이 가능하다.
또한, 상기 초점 조절 어셈블리(300) 및 손떨림 보정 어셈블리(400)의 사이 경계에는 탄성부재(460)가 제공될 수 있다. 상기 탄성부재(460)는 가동프레임(420)이 렌즈 유닛(200)의 광축 방향을 따라 베이스프레임에 대해 정렬되는 초기 위치로 복귀할 수 있도록 탄성력을 제공하는 예압 기능을 달성할 수 있다. 뿐만 아니라 가동프레임(420)을 수평 방향으로 탄성 지지하는 OIS 서스펜션 기능을 할 수 있다.
상기 탄성부재(460)는 가동프레임(420)을 초기 위치로 복귀시킬 수 있는 탄성력을 제공 가능한 다양한 구조로 형성될 수 있다. 일 예로, 상기 탄성부재(460)는 베이스프레임에 회전 가능하게 연결되는 제1연결부(462), 상기 가동프레임(420)에 회전 가능하게 연결되는 제2연결부(464), 및 상기 제1연결부(462)와 제2연결부(464)를 일체로 연결하는 탄성굴곡부(466)를 포함할 수 있으며, 상기 제1연결부(462), 제2연결부(464) 및 탄성굴곡부(466)는 단일층을 이루도록 단일체로 형성될 수 있다.
상기 탄성굴곡부(466)의 형태는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 적절히 변경될 수 있다. 일 예로, 상기 탄성굴곡부(466)는 베이스프레임에 대한 가동프레임(420)의 이동 방향을 따라 탄성적으로 변형 가능한 지그재그(zigzag) 형태로 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 탄성부재(460)를 단층형으로 구성하여 높이(두께)를 최소화하면서도, 지그재그로 절곡된 탄성굴곡부(466)를 구비함으로써 충분한 스프링포스(spring force)를 보장할 수 있다.
또한, 상기 탄성굴곡부(466)에는 적어도 하나 이상의 보강굴곡부(468)가 형성되는 것도 가능하다. 일 예로, 상기 보강굴곡부(468)는 대략 지그재그 형태를 이루며, 탄성굴곡부(466)보다 상대적으로 작은 사이즈를 갖도록 소정 간격을 두고 이격되게 복수개가 제공될 수 있다. 이와 같은 구조는 탄성굴곡부(466) 및 보강굴곡부(468)를 통해 통시에 탄성 변형이 이루어질 수 있게 함으로써, 탄성부재(460)에 의한 탄성력이 보다 부드럽고 안정적으로 제공될 수 있게 한다.
상기 탄성부재(460)의 개수 및 배치 구조는 요구되는 조건에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 4개의 탄성부재(460)가 일단은 베이스프레임의 모서리 부위에 연결되고, 타단은 가동프레임(420)의 모서리 부위에 연결될 수 있다. 이와 같은 구조는, 탄성부재(460)가 장착되는 공간을 최소화할 수 있고, 탄성부재(460)의 탄성 변형 공간을 최대한 확보할 수 있게 한다. 경우에 따라서는, 탄성부재가 베이스프레임의 모서리 부위가 아닌 변(side) 또는 여타 다른 위치에 배치될 수 있으며, 3개 이하 또는 5개 이상의 탄성부재를 사용하는 것도 가능하다.
한편, 상기 초점 조절 어셈블리(300)에는 전기적 연결을 위한 AF 연결부재(360)(예를 들어, FPCB)가 연결될 수 있고, 상기 손떨림 보정 어셈블리(400)에는 전기적 연결을 위한 OIS 연결부재(470)가 연결될 수 있는 바, 상기 초점 조절 어셈블리(300) 및 손떨림 보정 어셈블리(400)는 탄성부재(460)를 매개로 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 위해, 상기 탄성부재(460)는 금속과 같은 통상의 도전성 재질로 형성될 수 있다.
더욱이, 상기 탄성부재(460)는 도전성 수지를 이용하여 AF 연결부재(360) 및 OIS 연결부재(470)의 각 단자에 연결될 수 있다. 일 예로, 상기 탄성부재(460)는 도전성 에폭시(conductive epoxy)를 이용하여 AF 연결부재(360) 및 OIS 연결부재(470)의 각 단자에 연결될 수 있다. 이와 같이, 도전성 수지를 이용한 연결 구조는 솔더링을 이용한 기존 연결 구조에 비해 구조 및 제조 공정을 간소화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 손떨림 보정 어셈블리(400)에는 상기 베이스프레임에 대한 가동프레임(420)의 이동이 보다 원활하게 이루어지도록 하기 위한 가이드수단이 제공될 수 있다.
상기 가이드수단의 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 상기 가이드수단은 베이스프레임과 가동프레임(420)의 사이에 구름 이동 가능하게 제공되는 가이드볼(440)을 포함할 수 있으며, 상기 베이스프레임과 가동프레임(420) 중 적어도 어느 하나에는 가이드볼(440)이 수용되기 위한 볼수용부가 형성될 수 있다. 이하에서는 베이스프레임 상에 가이드볼(440)이 부분적으로 수용되기 위한 볼수용부가 형성된 예를 들어 설명하기로 한다. 경우에 따라서는 가동프레임에 볼수용부를 형성하거나, 베이스프레임 및 가동프레임에 모두 볼수용부를 형성하는 것도 가능하다.
이하에서는 베이스프레임의 모서리에 인접한 부위에 4개의 가이드볼(440) 및 볼수용부가 제공된 예를 들어 설명하기로 한다. 상기 가이드볼(440) 및 볼수용부의 개수 및 배치 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 적절히 변경될 수 있다.
상기 볼수용부는 가이드볼(440)의 배치 상태를 유지함과 동시에 충격 등에 의한 가이드볼(440)의 이탈을 방지할 수 있게 한다. 참고로, 본 발명에서는 볼수용부가 일종의 홈 형태로 형성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 리브(rib) 형태의 볼수용부를 형성하는 것도 가능하다.
아울러, 전술한 초점 조절 어셈블리(300) 및 손떨림 보정 어셈블리(400)가 조립된 후에는, 이들을 덮도록 커버하우징(110)이 결합될 수 있다.
한편, 도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈(100)을 설명하기 위한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 손떨림 보정 어셈블리(400)를 구성하는 OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432)가 베이스프레임의 변을 따라 배치된 예를 들어 설명하고 있지만, 다르게는 OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432)가 여타 다른 구조로 배치되는 것이 가능하다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈(100)은 렌즈 유닛(200), 서로 독립적으로 모듈화 가능하게 제공되는 초점 조절 어셈블리(300) 및 손떨림 보정 어셈블리(400)를 포함하고, 상기 손떨림 보정 어셈블리(400)는 베이스프레임, 가동프레임(420) 및 OIS 구동부(430)를 포함하되, 상기 OIS 구동부(430)를 구성하는 OIS 코일(434) 및 OIS 마그네트(432)는 베이스프레임의 모서리 부위에 배치될 수 있다.
또한, 전술한 실시예에서는 사각형 형태의 OIS 마그네트가 사용된 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 OIS 마그네트가 여타 다른 다각형 형태로 형성될 수 있다. 일 예로, 도 7 및 도 8과 같이, 상기 OIS 마그네트(432)는 대략 사다리꼴 형태로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 렌즈 유닛;
    상기 렌즈 유닛의 광축 방향을 따른 진퇴 운동을 조절하는 초점 조절 어셈블리(AF assembly); 및
    상기 초점 조절 어셈블리를 상기 렌즈 유닛의 상기 광축 방향에 수직한 방향을 따라 이동시키는 손떨림 보정 어셈블리(OIS assembly);
    상기 초점 조절 어셈블리(AF assembly)를 상기 광축 방향을 따라 초기 위치에 예압하거나, 손떨림 보정 기능 동작시 상기 초점 조절 어셈블리를 상기 광축에 수직한 방향인 수평 방향으로 탄력 지지하는 탄성부재; 를 포함하는 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 손떨림 보정 어셈블리(OIS assembly)는,
    베이스프레임, 상기 베이스프레임에 대해 상기 렌즈 유닛의 상기 광축 방향에 수직한 방향을 따라 이동 가능하게 제공되는 가동프레임, 및 상기 베이스프레임에 대해 상기 가동프레임이 이동하도록 구동력을 제공하는 OIS 구동부를 포함하는 카메라 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 탄성부재는 상기 가동프레임 및 상기 베이스프레임을 탄력적으로 연결하고,
    상기 탄성부재는 상기 가동프레임이 상기 광축 방향을 따라 상기 베이스프레임에 대해 정렬되는 초기 위치로 복귀할 수 있도록 탄성력을 제공하거나, 상기 가동프레임을 상기 광축에 수직한 방향으로 탄력 지지하는 카메라 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 초점 조절 어셈블리 및 상기 손떨림 보정 어셈블리는 구조적으로 분리 가능한 독립적인 모듈로 제공되어 서로 독립적으로 모듈화된 상태로 분리 및 조립 가능하게 제공되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부재는 상기 초점 조절 어셈블리 및 상기 손떨림 보정 어셈블리의 사이 경계에 제공되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부재는 도전성 재질로 형성되며,
    상기 초점 조절 어셈블리 및 상기 손떨림 보정 어셈블리는 상기 탄성부재에 의해 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부재는 도전성 수지를 이용하여 상기 초점 조절 어셈블리 및 상기 손떨림 보정 어셈블리에 연결된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 손떨림 보정 어셈블리(OIS assembly)는,
    베이스프레임, 상기 베이스프레임에 대해 상기 렌즈 유닛의 상기 광축 방향에 수직한 방향을 따라 이동 가능하게 제공되는 가동프레임, 및 상기 베이스프레임에 대해 상기 가동프레임이 이동하도록 구동력을 제공하는 OIS 구동부를 포함하고,
    상기 탄성부재는,
    상기 베이스프레임에 회전 가능하게 연결되는 제1연결부, 상기 제1연결부와 단일층을 이루며 상기 가동프레임에 회전 가능하게 연결되는 제2연결부, 및 상기 제1연결부 및 상기 제2연결부와 단일층으로 이루며 상기 제1연결부와 상기 제2연결부를 일체로 연결하는 탄성굴곡부를 포함하는 카메라 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 손떨림 보정 어셈블리(OIS assembly)는,
    베이스프레임, 상기 베이스프레임에 대해 상기 렌즈 유닛의 상기 광축 방향에 수직한 방향을 따라 이동 가능하게 제공되는 가동프레임, 및 상기 베이스프레임에 대해 상기 가동프레임이 이동하도록 구동력을 제공하는 OIS 구동부를 포함하고,
    상기 탄성부재는, 제1연결부와 제2연결부를 일체로 연결하는 탄성굴곡부를 포함하며,
    상기 탄성굴곡부는 상기 베이스프레임에 대한 상기 가동프레임의 이동 방향을 따라 탄성적으로 변형 가능한 지그재그(zigzag) 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부재는, 제1연결부와 제2연결부를 일체로 연결하는 탄성굴곡부를 포함하며,
    상기 탄성굴곡부에는 적어도 하나 이상의 보강굴곡부가 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 손떨림 보정 어셈블리(OIS assembly)는,
    베이스프레임, 상기 베이스프레임에 대해 상기 렌즈 유닛의 상기 광축 방향에 수직한 방향을 따라 이동 가능하게 제공되는 가동프레임, 및 상기 베이스프레임에 대해 상기 가동프레임이 이동하도록 구동력을 제공하는 OIS 구동부를 포함하고,
    상기 OIS 구동부는,
    상기 베이스프레임에 수평하게 장착되는 OIS 코일; 및
    상기 OIS 코일의 상부에 수평하게 배치되며, 상기 가동프레임에 고정되는 OIS 마그네트;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  12. 제1항에 있어서,
    OIS 코일 및 이에 대면되는 OIS 마그네트가 마련되고,
    상기 OIS 마그네트와 상호 인력이 작용하도록 상기 OIS 코일의 하부에 배치되는 OIS 요크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  13. 제1항에 있어서,
    베이스프레임 및 가동프레임에 OIS 코일 및 OIS 마그네트가 각각 배치되고,
    상기 OIS 코일 및 상기 OIS 마그네트는 상기 베이스프레임의 외각 변(side)을 따라 배치되거나, 상기 베이스프레임의 모서리에 배치된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  14. 제1항에 있어서,
    서로 대면되는 OIS 코일 및 OIS 마그네트가 마련되고,
    상기 OIS 마그네트는 사각형 형태 또는 사다리꼴 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  15. 제1항에 있어서,
    서로 대면되는 OIS 코일 및 OIS 마그네트가 마련되고,
    상기 OIS마그네트는 위치 제어 가능하게 제공되되,
    상기 OIS 마그네트의 위치를 감지하는 OIS 센싱부에서 감지된 신호를 이용하여 상기 OIS 마그네트의 위치 제어를 수행하거나,
    상기 OIS 코일에 인가되는 전압을 조절하여 OIS 마그네트의 위치를 제어 가능한 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  16. 제1항에 있어서,
    베이스프레임 및 이에 대하여 수평 방향으로 이동 가능한 가동프레임이 마련되고,
    상기 베이스프레임에 대한 상기 가동프레임의 이동을 가이드하는 가이드수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 가이드수단은,
    상기 베이스프레임과 상기 가동프레임의 사이에 구름 이동 가능하게 제공되는 가이드볼을 포함하고,
    상기 베이스프레임과 상기 가동프레임 중 적어도 어느 하나에는 상기 가이드볼이 수용되기 위한 볼수용부가 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 초점 조절 어셈블리는,
    AF 하우징;
    상기 렌즈 유닛이 장착되며, 상기 렌즈 유닛의 광축 방향을 따라 이동 가능하게 상기 AF 하우징의 내부에 수용되는 렌즈캐리어; 및
    상기 렌즈캐리어가 이동하도록 구동력을 제공하는 AF 구동부;를 포함하며, 상기 손떨림 보정 어셈블리와 별도로 모듈화된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 AF 구동부는,
    상기 렌즈 유닛의 광축 방향을 따라 수직하게 배치되도록 상기 렌즈캐리어에 장착되는 AF 마그네트; 및
    상기 AF 마그네트와 나란하게 상기 AF 하우징에 장착되는 AF 코일;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 AF 마그네트는 위치 제어 가능하게 제공되되,
    상기 AF 마그네트의 위치를 감지하는 AF 센싱부에서 감지된 신호를 이용하여 상기 AF 마그네트의 위치 제어를 수행하거나,
    상기 AF 코일에 인가되는 전압을 조절하여 AF 마그네트의 위치를 제어 가능한 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
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