WO2019199130A1 - 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

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WO2019199130A1
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최현호
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엘지이노텍 주식회사
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    • G03B30/00—Camera modules comprising integrated lens units and imaging units, specially adapted for being embedded in other devices, e.g. mobile phones or vehicles
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    • G03B5/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B5/04—Vertical adjustment of lens; Rising fronts

Definitions

  • Embodiments relate to a lens driving apparatus and a camera module including the same.
  • the camera module captures a subject and stores it as an image or a video.
  • the camera module is mounted on a mobile terminal such as a mobile phone, a laptop, a drone, or a vehicle.
  • portable devices such as smartphones, tablet PCs, and laptops have a small camera module, and the camera module has an autofocus function that aligns the focal length of the lens by automatically adjusting the distance between the image sensor and the lens. Can be done.
  • the camera module can perform zooming or zooming out by zooming in or out of a remote object through a zoom lens.
  • the demand for high magnification zooming more than twice that of camera modules is increasing.
  • a friction torque is generated when the lens is moved by mechanical movement using a lens driving device for a zooming function in the camera module, and the friction torque reduces driving force, increases power consumption, or decreases control characteristics. Such technical problems are occurring.
  • the alignment between the lenses should be well-aligned, and the angle of view when the tilt occurs, which is the decentral or lens tilt phenomenon in which the spherical centers of the lenses deviate from the optical axis Changes or out of focus can adversely affect image quality or resolution.
  • the compact camera module has a size limitation, there is a space limitation for zooming, which makes it difficult to implement the zooming function applied to a general large-scale camera. For example, as the height of the mobile phone becomes slim, there is a limitation of the lens thickness.
  • One of the technical problems of the embodiment is to provide a lens driving apparatus and a camera module including the same, which can prevent friction torque generation during lens movement through zooming in the camera module.
  • one of the technical problems of the embodiment is to provide a lens driving device and a camera module including the same that can prevent the lens decenter (decenter) or the lens tilt (tilt) when moving the lens through zooming in the camera module.
  • one of the technical problems of the embodiment is to provide a driving device and a camera module including the same, which can perform a zooming function smoothly even in a compact and compact camera module.
  • the lens driving apparatus includes a base 20; A pin 50 coupled to the base 20; And a housing 112 including a lens group and moving in the optical axis direction along the pin 50.
  • the housing 112 may include a ball accommodating part 115 and a plurality of balls 115b disposed in the ball accommodating part 115.
  • the pin 50 may be disposed in the ball receiving portion 115 to guide the housing 112 while contacting the plurality of balls 115b.
  • the plurality of balls 115b may be disposed to surround the pin 50.
  • Embodiments also include a magnet 116 disposed below the housing 112; A yoke 312 disposed to be spaced apart from the magnet 116; And a coil 314 disposed between the magnet 116 and the yoke 312.
  • the yoke 312 may work with the magnet 116.
  • the ball accommodating part 115 may include a blocking part 115s for preventing movement between the plurality of balls 115b.
  • the ball accommodating part 115 may include a plurality of ball guide rails 115p between the plurality of balls 115b.
  • the ball guide groove 115r may be disposed between the ball guide rails 115p.
  • the ball guide groove 115r may have an open area in the pin 51 direction, and the open diameter D3 of the open area may be smaller than the diameter D1 of the ball 115b.
  • the ball receiving portion 115 may have an elliptical cross section, and the ball 115b may be disposed above and below the pin 51, respectively.
  • the ball receiving portion 115 may include a second ball guide rail 115q, and the ball 115b may be disposed above and below the pin 51, respectively.
  • the ball receiving portion 115 may have an elliptical cross section, and the ball 115b may be disposed above and below the pin 51, respectively, and above or below the pin 51. It may include a curved second recess 51r corresponding to the shape of the ball.
  • the ball receiving unit 115 may be disposed below the lens unit 114.
  • the camera module according to the embodiment may include any one of the lens driving apparatus.
  • the lens driving apparatus and the camera module including the same according to the embodiment have a technical effect of solving the problem of friction torque generation during zooming.
  • the lens assembly moves along the pin, but the ball receiving portion is provided inside the lens assembly so that the pin is in contact with the ball, thereby minimizing the friction torque, thereby improving driving force and power consumption.
  • the ball receiving portion is provided inside the lens assembly so that the pin is in contact with the ball, thereby minimizing the friction torque, thereby improving driving force and power consumption.
  • the assembly tolerance is conventionally achieved by designing the camera module in consideration of the attractive force between the magnet mounted on the lens assembly and the yoke disposed on the base to make point contact between the pin and the ball in the y-axis direction.
  • the assembly tolerance is conventionally achieved by designing the camera module in consideration of the attractive force between the magnet mounted on the lens assembly and the yoke disposed on the base to make point contact between the pin and the ball in the y-axis direction.
  • the center portion of the lens unit in the y-axis direction can be prevented by the guide groove of the protrusion, and thus there is a technical effect of solving the problem of lens tilting during zooming.
  • the yoke and the coil, which are driving units, are disposed under the base to reduce the area occupied by the driving units, thereby enabling a technical implementation of a compact camera module.
  • FIG. 1 is a perspective view of a lens driving apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the lens driving apparatus according to the embodiment shown in FIG.
  • FIG 3 is a cross-sectional view of the lens driving apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is an exemplary view of a first ball receiving portion B1 of a lens driving apparatus according to the first embodiment shown in FIG.
  • 5A, 5B and 5C are exemplary views of the second ball receiving portion B2 of the lens driving apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a sectional view of a lens driving apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 7A is a sectional view of the lens driving apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 7B is an exemplary view of a third ball receiving portion B3 of the lens driving apparatus according to the third embodiment shown in FIG. 7A.
  • FIG. 8A is a sectional view of a lens driving apparatus according to a fourth embodiment.
  • FIG. 8B is an exemplary view of a fourth ball receiving portion B4 of the lens driving apparatus according to the fourth embodiment shown in FIG. 8A.
  • FIG 9 is a sectional view of a lens driving apparatus according to a fifth embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view of a lens driving apparatus according to an embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A1-A1 'of the lens driving apparatus according to the embodiment shown in FIG.
  • the xz plane can represent the ground
  • the z axis means the optical axis direction or parallel thereto
  • the x axis is perpendicular to the z axis in the ground (xz plane).
  • the y-axis may mean a direction perpendicular to the ground.
  • the moving lens group may be three, four, or five or more.
  • the optical axis direction z may mean a direction that is the same as or parallel to the direction in which the lens groups are aligned.
  • various optical systems may be disposed on a predetermined base 20, and may be coupled to a lens cover (not shown) on one side of the base 20.
  • the lens cover may be coupled to each of the base side surfaces of the camera module 100 shown in FIG. 1 in the front direction and the rear direction.
  • an image sensor unit (not shown) may be disposed on the base side surface of the camera module 100 in the rear direction.
  • the base 20 may be referred to as a mount or a case.
  • the material of the base 20 may be formed of any one or more of plastic, glass-based epoxy, polycarbonate, metal, or composite material.
  • the lens cover may be fitted to the base 20 by shape fitting or adhesive.
  • the base 20 and the lens cover may be combined with the pin 50.
  • the pin 50 may be referred to as a rod or shaft.
  • the fin 50 may include a first fin 51 and a second fin 52 that are spaced apart from and parallel to the optical axis. One side of the first pin 51 and the second pin 52 may be fixed to the lens cover and the other side of the first pin 51 and the second pin 52.
  • the optical system and the lens driving unit may be disposed on the base 20, and the circuit board 30 is disposed below or on the side of the base 20 so that the lens driving unit inside the base 20 is provided. And may be electrically connected to them.
  • the camera module 100 of the embodiment includes a first lens assembly 110, a second lens assembly 120, a third lens group 130, and a prism (not shown) in the base 20. ) May be included.
  • the first lens assembly 110, the second lens assembly 120, the third lens group 130, the prism, the image sensor unit, and the like may be classified as an optical system.
  • the embodiment may include a first driver 310 having a coil and a yoke (see FIG. 2), and the first driver 310, the pin 50, and the like may be classified as a lens driver.
  • the first lens assembly 110 and the second lens assembly 120 may also have a function of a lens driver.
  • the prism can change the incident light into parallel light.
  • the prism changes the incident light into parallel light by changing the optical path of the incident light to an optical axis (z-axis) parallel to the central axis of the lens group.
  • the parallel light may pass through the first lens assembly 110, the third lens group 130, and the second lens assembly 120 to be incident on the image sensor unit, thereby imaging an image.
  • the prism may be an optical member having a triangular prism shape.
  • Embodiments may also employ reflectors or reflectors instead of or in addition to prisms.
  • the embodiment may include an additional prism (not shown) for the light passing through the lens group to be imaged by the image sensor unit when the image sensor unit is not disposed in the direction perpendicular to the optical axis.
  • the image sensor may be disposed perpendicular to the optical axis direction of the parallel light.
  • the image sensor unit may include a solid-state imaging device disposed on a predetermined second circuit board (not shown).
  • the image sensor unit may include a Charge Coupled Device (CCD) image sensor or a Complementary Metal-Oxide-Semiconductor (CMOS) image sensor.
  • CCD Charge Coupled Device
  • CMOS Complementary Metal-Oxide-Semiconductor
  • the first lens assembly 110 or the second lens assembly 120 may be a magnet driver provided with the magnet 116, but is not limited thereto.
  • the magnet 116 may include a permanent magnet.
  • the first lens assembly 110 or the second lens assembly 120 of the embodiment is driven by the electromagnetic force between the coil portion of the first drive unit 310 provided in the magnet 116 and the base 20 parallel to the optical axis direction Can be moved back and forth.
  • the embodiment may include a Hall sensor 316 below the base 20 to improve reliability of position measurement of the lens.
  • the camera module may perform a zooming function.
  • the first lens assembly 110 and the second lens assembly 120 are moving lenses moving through the first driver 310 (see FIG. 2) and the pin 50.
  • the third lens group 130 may be a fixed lens.
  • the first lens assembly 110 and the second lens assembly 120 may be a moving lens group
  • the third lens group 130 may be a fixed lens group, but is not limited thereto.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A1-A1 'of the lens driving apparatus according to the embodiment shown in FIG.
  • the lens driving apparatus 100 includes a base 20, a pin 50 and a lens group coupled to the base 20, and an optical axis direction along the pin 50. It may include a first housing 112 moved to.
  • the first lens assembly 110 may include a first housing 112, a first lens group 114 (see FIG. 3), and a ball receiving unit 115.
  • the first lens assembly 110 has a magnet 116 mounted to the lower side of the first housing 112, the electromagnetic force due to the interaction between the magnet 116 and the first driving unit 310 disposed in the base 20.
  • the guide of the pin 50 can be moved back and forth in the z-axis direction parallel to the optical axis direction.
  • the first housing 112 may include a first lens housing 112a and a first driver housing 112b.
  • the first housing 112 includes a first lens housing 112a in which the first lens group 114 is accommodated, and a first driver housing 112b including the magnet 116 and the ball receiving portion 115. ) May be included.
  • the first lens housing 112a may be provided with a first lens group disposition region 114h in which the first lens group 114 is disposed.
  • the embodiment may include a ball receiving portion 115 and a plurality of balls 115b disposed in the ball receiving portion 115 inside the first driving unit housing 112b.
  • the pin 50 may be disposed in the ball receiving portion 115 to guide the first housing 112 while contacting the plurality of balls 115b.
  • the pin 50 may be disposed one or more parallel to the optical axis (z axis).
  • the pin 50 may include a first pin 51 and a second pin 52 spaced apart in parallel to the optical axis direction, and the first lens assembly 110 and the second lens assembly ( 120 may be a movement guide function.
  • the fin 50 may be formed of any one or more of plastic, glass-based epoxy, polycarbonate, metal, or composite materials.
  • the embodiment may include a first protrusion 112p extending from the first lens housing 112a in a direction opposite to the x-axis, and a first guide groove (not shown) may be provided in the first protrusion 112p. Can be.
  • the second pin 52 may be disposed in the first guide groove to guide the movement of the first lens assembly 110.
  • the base 20 may include a first recess 20r corresponding to the shape of the second pin 52 to firmly fix the second pin 52.
  • the center of the lens unit in the y-axis direction can be prevented by the first guide groove of the first protrusion 112p and the first recess 20r of the base, so that the lens tilts during zooming.
  • FIG 3 is a cross-sectional view of the lens driving apparatus 101 according to the first embodiment.
  • the lens driving apparatus 101 includes a base 20, a first pin 51 and a first lens group 114 coupled to the base 20, and the first pin 51.
  • the first housing 112 may be moved along the optical axis direction.
  • the first housing 112 may include a first lens housing 112a and a first driver housing 112b.
  • the first lens housing 112a functions as a barrel or a barrel, and the first lens group 114 may be mounted.
  • the first lens group 114 may be a moving lens group, and may include a single lens or a plurality of lenses.
  • a first magnet 116 may be disposed in the first driver housing 112b, and the first magnet 116 may be a magnet driver, but is not limited thereto.
  • the first magnet 116 may include a magnet, which is a permanent magnet, but is not limited thereto.
  • an electromagnetic force may be generated by interaction between the first magnet 116 mounted on the first driver housing 112b and the first driver 310, and a driving force may be applied to the first housing 112. .
  • the first driving part 310 may include a first yoke 312 and a first coil part 314 disposed on the first yoke 312.
  • the first magnet 116 may be magnetized to face the first coil unit 314. Accordingly, the north pole and the south pole of the first magnet 116 may be disposed so that the current C in the first coil unit 314 may correspond to a region flowing in a direction parallel to the x axis on the ground.
  • the electromagnetic force can be applied in the opposite direction of the z axis.
  • the electromagnetic force may be controlled in proportion to the current applied to the first coil unit 314.
  • the second lens assembly 120 may move horizontally to the optical axis through electromagnetic force.
  • One of the technical problems of the embodiment is to provide a lens driving apparatus and a camera module including the same, which can prevent friction torque generation during lens movement through zooming in the camera module.
  • the first housing 112 has a plurality of balls 115b disposed in the ball accommodating part 115 and the ball accommodating part 115 inside the one side. ) May be included.
  • the first pin 51 is disposed in the ball receiving portion 115 to contact the plurality of balls 115b and guide the first housing 112 to parallel the first lens assembly 110 to the optical axis. Can be moved.
  • the first housing 112 may include a ball receiving unit 115 inside the first driving unit housing 112b, and the ball receiving unit 115 may have a predetermined first ball receiving hole 115h. ), And a plurality of balls 115b may be disposed in the first ball receiving hole 115h.
  • a first ball 115b1, a second ball 115b2, and a third ball 115b3 may be disposed in the first ball receiving hole 115h, but is not limited thereto.
  • the plurality of balls 115b may be formed of any one or more of ceramic, plastic, glass-based epoxy, polycarbonate, metal, or a composite material, but is not limited thereto.
  • the plurality of balls 115b may be formed in a spherical shape, but is not limited thereto.
  • the first lens assembly 110 moves along the first pin 51, but accommodates the first ball inside the first lens assembly 110, for example, inside the first drive housing 112b.
  • the first pin 51 having the portion 115 is in contact with the ball 115b (ball), thereby minimizing friction torque, thereby improving the driving force, reducing power consumption, and improving control characteristics. .
  • the lens driving apparatus and the camera module including the same according to the embodiment have a technical effect of solving the problem of friction torque generation during zooming.
  • one of the technical problems of the embodiment is to provide a lens driving apparatus and a camera module including the same, which can prevent the lens decenter or lens tilt when the lens moves through the zooming in the camera module. to be.
  • the attraction force F may act between the first yoke 312 of the first driver 310 and the magnet 116 mounted to the first driver housing 112b.
  • the camera module is designed in consideration of the attraction force F according to the magnetic force between the magnet 116 mounted on the first lens assembly 110 and the first yoke 312 disposed on the base 20.
  • one of the technical problems of the embodiment is to provide a driving device and a camera module including the same, which can perform a zooming function smoothly even in a compact and compact camera module.
  • the first yoke 312 and the first coil unit 314, which are the first driving unit 310, are disposed under the base 20 to reduce the area occupied by the driving unit, thereby enabling the implementation of a compact camera module. It works. According to the embodiment, there is a technical effect that the zooming function can be smoothly performed even in the compact camera module.
  • FIG. 4 is a first embodiment B1 of the ball receiving portion 115 of the lens driving apparatus 101 according to the first embodiment shown in FIG. 3.
  • the first ball accommodating part B1 may correspond to the first area B including the ball accommodating part 115 illustrated in FIG. 3.
  • the first ball receiving portion B1 may include a first ball receiving hole 115h, and a plurality of balls 115b may be disposed in the first ball receiving hole 115h. have.
  • a first ball 115b1, a second ball 115b2, and a third ball 115b3 may be disposed in the first ball receiving hole 115h, but is not limited thereto.
  • the first ball receiving portion B1 may include a blocking portion 115s between the plurality of balls 115b.
  • the blocking unit 115s may be provided in a single or plural number, and may include, for example, a first blocking unit 115s1, a second blocking unit 115s2, and a third blocking unit 115s3. .
  • the blocking part 115s may be formed between the first blocking part 115s1, the second ball 115b2, and the third ball 115b3 between the first ball 115b1 and the second ball 115b2.
  • the second blocking part 115s2, and the third blocking part 115s3 may be included between the third ball 115b3 and the first ball 115b1, but is not limited thereto.
  • the blocking part 115s may be formed of the same material as the material of the first driving part housing 112b or another material.
  • the cross-sectional shape of the blocking unit 115s may be polygonal, but is not limited thereto.
  • Balls 115b may be disposed between the blocking portions 115s in a single or plural number.
  • the first ball receiving portion B1 includes a blocking portion 115s between the plurality of balls 115b to prevent movement between the balls 115b to prevent lens decentering during zooming.
  • a blocking portion 115s between the plurality of balls 115b to prevent movement between the balls 115b to prevent lens decentering during zooming.
  • 5A, 5B and 5C are exemplary views of the second ball accommodating part B2 of the lens driving apparatus according to the first embodiment.
  • the second ball receiving portion B2 may include a first ball receiving hole 115h, and a plurality of balls 115b may be disposed in the first ball receiving hole 115h. have.
  • a first ball 115b1, a second ball 115b2, and a third ball 115b3 may be disposed in the first ball receiving hole 115h, but is not limited thereto.
  • the second ball receiving portion B2 may include a plurality of ball guide rails 115p between the plurality of balls 115b.
  • the second ball receiving portion B2 may include a first ball guide rail 115p1, a second ball guide rail 115p2, and a third ball guide rail 115p3 between the plurality of balls 115b. It may include.
  • the second ball receiving portion B2 may include a first ball guide rail 115p1 and a second ball 115b2 disposed between the first ball 115b1 and the second ball 115b2. And a second ball guide rail 115p2 disposed between the third ball 115b3 and a third ball guide rail 115p3 disposed between the third ball 115b3 and the first ball 115b1. can do.
  • the ball guide rail 115p may be formed of the same material as the material of the first driving unit housing 112b or a different material.
  • a plurality of ball guide rails 115p are provided in the second ball receiving portion B2, so that the plurality of balls 115b are guided in the ball guide rails 115p and the first pin 51.
  • the contact point may have a technical effect to solve the problem of lens decenter or tilt during zooming.
  • the lens assembly is moved along the first pin 51, the second ball receiving portion (B2) is provided in the lens assembly, the ball guide rail (115p) in the second ball receiving portion (B2)
  • the first pin 51 in contact with the ball (115b) (ball) to minimize the friction torque there is a technical effect, such as improved driving force, reduced power consumption and improved control characteristics.
  • FIG. 5B is a view in which the first pin 51 and the ball 115b are removed from the second ball receiving portion B2 of the lens driving apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 5A.
  • the ball guide groove 115r may be provided in singular or plural by the ball guide rails 115p in the embodiment.
  • an embodiment includes a first ball guide groove 115r1, a second ball guide rail 115p2, and a third ball guide rail between a first ball guide rail 115p1 and a second ball guide rail 115p2.
  • the second ball guide groove 115r2 and the third ball guide groove 115r3 may be included between the third ball guide rail 115p3 and the first ball guide rail 115p1.
  • the first ball 115b1 to the third ball 115b3 may be disposed on each of the first ball guide rails 115p1 to 3rd ball guide rails 115p3.
  • the ball guide rail 115p is provided in the second ball receiving portion B2 and the ball guide groove 115r is provided between the ball guide rails 115p, whereby the plurality of balls 115b are formed. Since each ball guide rail (115p) is guided and can be in point contact with the first pin (51) there is a technical effect that can solve the problem of lens decenter (tilt) or tilt (tilt) during zooming.
  • the ball 115b may have a first diameter D1
  • the ball guide groove 115r may have a second diameter D2
  • the ball guide groove ( The second diameter D2 of 115r is designed to be larger than the first diameter D1 of the ball 115b so that the ball 115b is disposed in the ball guide groove 115r and guided.
  • the ball guide groove 115r may have an open area in the direction of the first pin 51, and the third separation distance D3 of the open area may be smaller than the diameter D1 of the ball 115b. .
  • the third separation distance D3 of the open area in the ball guide groove 115r is smaller than the first diameter D1 of the ball 115b, so that the ball 115b is formed in the ball.
  • the point contact with the first pin 51 while being firmly guided without deviating from the guide groove 115r has a technical effect of solving the problem of lens decenter or tilt during zooming.
  • the ball 115b is inserted into the ball guide groove 115r in the z-axis direction, but has a technical effect that the ball 115b is not separated in the x-axis direction or the y-axis direction.
  • FIG. 6 is a sectional view of the lens driving apparatus 102 according to the second embodiment.
  • the second embodiment can employ the technical features of the first embodiment.
  • the lens driving apparatus 102 includes a base 20, a first pin 51 and a first lens group 114 coupled to the base 20.
  • the first housing 112 may be moved along the first pin 51 in the optical axis direction.
  • the first housing 112 may include a first lens housing 112a and a first driver housing 112b.
  • electromagnetic force is generated by the interaction between the first magnet 116 mounted on the first driver housing 112b and the first driver 310 to apply a driving force to the first housing 112.
  • the first driving part 310 may include a first yoke 312 and a first coil part 314 disposed on the first yoke 312.
  • One of the technical problems of the embodiment is to provide a lens driving apparatus and a camera module including the same capable of preventing lens decenter or lens tilt from occurring when a lens moves through zooming in a camera module.
  • the ball receiving portion 115 may include a second ball receiving groove 115h2 having an elliptical cross section, and the plurality of balls 115b may be disposed above and below the first pin 51, respectively. Can be arranged.
  • the attraction force F may act between the first yoke 312 of the first driver 310 and the magnet 116 mounted to the first driver housing 112b.
  • the second ball receiving groove is caused by the attraction force F according to the magnetic force between the magnet 116 mounted on the first lens assembly 110 and the first yoke 312 disposed on the base 20.
  • the first and second balls 115b1 and 115b2 disposed at the lower side and the upper side of the 115h2, respectively, are stably positioned and brought into point contact with the first pin 51, thereby lowering the assembly tolerance below the limit of the prior art. Can be controlled. This has the technical effect of minimizing lens centering or zooming when zooming by increasing the accuracy of lens alignment.
  • FIG. 7A is a sectional view of the lens driving device 103 according to the third embodiment.
  • the third embodiment can employ the technical features of the first embodiment or the second embodiment.
  • the lens driving device 103 may include a base 20, a first pin 51, and a first housing 112 which is moved in the optical axis direction along the first pin 51. It may include.
  • the first housing 112 may include a first lens housing 112a, a first lens group 114, and a first driver housing 112b.
  • electromagnetic force is generated by the interaction between the first magnet 116 mounted on the first driver housing 112b and the first driver 310, and the driving force is applied to the first housing 112.
  • the first driving part 310 may include a first yoke 312 and a first coil part 314 disposed on the first yoke 312.
  • a plurality of balls 115b may be disposed on the upper and lower sides of the first pin 51 in the third ball receiving groove 115h3, respectively.
  • FIG. 7B is an exemplary view of a third ball receiving portion B3 of the lens driving device 103 according to the third embodiment shown in FIG. 7A.
  • the third ball receiving portion B3 may have a guide trench 115q.
  • the guide trench 115q may include a first guide trench 115q1 in which the first pin 51 is disposed, a second guide trench 115q2 and a second ball in which the first ball 115b1 is disposed.
  • 115b2) may include a third guide trench 115q3 disposed therein.
  • the first pin 51 is in point contact or line contact at the side of the third ball receiving portion B3 to minimize the friction torque.
  • there are technical effects such as improved driving force, reduced power consumption, and improved control characteristics.
  • the assembly tolerance is conventionally made by bringing the first ball 115b1 and the second ball 115b2 disposed in the guide trench 115q2 and the third guide trench 115q3 into point contact with the first pin 51 while being stably positioned. It can be controlled below the limit level of technology. This has the technical effect of minimizing lens centering or zooming when zooming by increasing the accuracy of lens alignment.
  • FIG. 8A is a sectional view of the lens driving apparatus 104 according to the fourth embodiment.
  • the fourth embodiment can employ the technical features of the first to third embodiments.
  • the lens driving apparatus 104 may include a first housing 112 which is moved in the optical axis direction along the first pin 51.
  • the first housing 112 may include a first lens housing 112a, a first lens group 114, and a first driver housing 112b.
  • electromagnetic force is generated by the interaction between the first magnet 116 mounted on the first driver housing 112b and the first driver 310 to apply a driving force to the first housing 112.
  • the first driving part 310 may include a first yoke 312 and a first coil part 314 disposed on the first yoke 312.
  • the fourth ball receiving portion B4 may include a fourth ball receiving groove 115h4 having an elliptical cross section, and the plurality of balls 115b are upper and lower sides of the first pin 51. May be arranged respectively.
  • the attraction force F may act between the first yoke 312 of the first driver 310 and the magnet 116 mounted to the first driver housing 112b.
  • the fourth ball receiving groove is formed by the attraction force F according to the magnetic force between the magnet 116 mounted on the first housing 112 and the first yoke 312 disposed on the base 20.
  • the assembly tolerance is controlled to be below the limit level of the prior art by bringing the first ball 115b1 and the second ball 115b2 disposed on the lower side and the upper side of the 115h2, respectively, and in point contact with the first pin 51 while being stably positioned. can do. This has the technical effect of minimizing lens centering or zooming when zooming by increasing the accuracy of lens alignment.
  • FIG. 8B is an exemplary view of a fourth ball receiving portion B4 of the lens driving device 104 according to the fourth embodiment shown in FIG. 8A.
  • the first pin 51 may include a curved recess 51r corresponding to the shape of the ball 115b at an upper side or a lower side thereof.
  • the first pin 51 corresponds to the shape of the first curved recess 51r1 corresponding to the shape of the first ball 115b1 on the lower side and the shape of the second ball 115b2 to the upper side. It may include a second curved recess 51r2.
  • the upper and lower sides of the first pin 51 include a curved recess 51r corresponding to the shape of the ball 115b, thereby allowing the ball 115b to have a fourth ball receiving groove 115h2. And stably disposed within the curved recess 51r, the accuracy of lens alignment is increased to minimize decenter or lens tilt during zooming.
  • FIG 9 is a cross-sectional view of the lens driving device 105 according to the fifth embodiment.
  • the fifth embodiment can employ the technical features of the first to fourth embodiments.
  • the ball receiving portion 115 may be disposed under the first lens portion 114.
  • the lens driving device 105 may include a first housing 112 moved along the first pin 51 in the optical axis direction.
  • the first housing 112 may include a first lens housing 112a and a first driver housing 112b.
  • the first lens group 114 may be disposed in the first lens housing 112a.
  • the first lens housing 112a and the first driver housing 112b may be disposed up and down.
  • the first lens housing 112a and the first driver housing 112b may be disposed parallel to the y-axis direction.
  • the ball receiving unit 115 may be disposed in the first driving unit housing 112b, and the first pin 51 and the plurality of balls 115b may be disposed in the ball receiving unit 115.
  • an electromagnetic force is generated by the interaction between the first magnet 116 mounted on the first driver housing 112b and the first driver 310, and is applied to the first housing 112.
  • Driving force can be applied.
  • the first driving part 310 may include a first yoke 312 and a first coil part 314 disposed on the first yoke 312.
  • the first housing 112 can be stably driven while having one first pin 51, a compact camera module can be implemented.
  • the center of the first lens unit 114 can be prevented from shifting, so that the lens tilts during zooming ( There is a technical effect that can solve the problem of tilt).
  • the friction assembly is minimized by making point contact with the ball 115b disposed in the ball receiving portion 115 inside the lens assembly.
  • the lens alignment is controlled by controlling the assembly tolerance below the limit level of the prior art. There is a technical effect to minimize zooming or decentering of the zooming lens by increasing the precision of zooming.
  • the lens driving apparatus and the camera module including the same according to the embodiment have a technical effect of solving the problem of friction torque generation during zooming.
  • the center portion of the lens unit in the y-axis direction can be prevented by the guide groove of the protrusion, and thus there is a technical effect of solving the problem of lens tilting during zooming.
  • the zooming function can be smoothly performed even in the compact camera module.
  • the yoke and the coil, which are driving units are disposed under the base to reduce the area occupied by the driving units, thereby enabling a technical implementation of a compact camera module.
  • Third lens group 130 first housing 112, ball receiving portion 115, a plurality of balls 115b

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Abstract

실시예는 렌즈 구동장치와 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것이다. 실시예에 따른 렌즈 구동장치는 베이스; 상기 베이스에 결합되는 핀; 및 렌즈군을 포함하며 상기 핀을 따라 광축방향으로 이동되는 하우징;을 포함할 수 있다. 상기 하우징은 일측의 내부에 볼 수용부와 상기 볼 수용부에 배치되는 복수의 볼을 포함할 수 있다. 상기 핀은 상기 볼 수용부에 배치되어 상기 복수의 볼과 접하면서 상기 하우징을 가이드 할 수 있다.

Description

렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈
실시예는 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것이다.
카메라 모듈은 피사체를 촬영하여 이미지 또는 동영상으로 저장하는 기능을 수행하며, 휴대폰 등의 이동단말기, 노트북, 드론, 차량 등에 장착되고 있다.
한편, 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대용 디바이스에는 초소형 카메라 모듈이 내장되며, 이러한 카메라 모듈은 이미지 센서와 렌즈 사이의 간격을 자동 조절하여 렌즈의 초점거리를 정렬하는 오토포커스(autofocus) 기능을 수행할 수 있다.
최근 카메라 모듈은 줌 렌즈(zoom lens)를 통해 원거리의 피사체의 배율을 증가 또는 감소시켜 촬영하는 줌 업(zoom up) 또는 줌 아웃(zoom out)의 주밍(zooming) 기능을 수행할 수 있으며, 최근 카메라 모듈의 2배 이상의 고 배율 주밍의 요구가 증가하고 있다.
한편, 카메라 모듈에서 주밍(zooming) 기능을 위해 렌즈 구동장치를 이용하여 기구적 움직임에 의해 렌즈 이동 시 마찰 토크가 발생하고 있으며, 이러한 마찰 토크에 의해 구동력의 감소, 소비전력의 증가 또는 제어특성 저하 등의 기술적 문제점이 발생되고 있다.
특히 카메라 모듈에서 최상의 광학적 특성을 내기 위해서는 렌즈들 간의 얼라인(align)이 잘 맞아야 하는데, 렌즈간 구면 중심이 광축에서 이탈하는 디센터(decent)나 렌즈 기울어짐 현상인 틸트(tilt) 발생시 화각이 변하거나 초점이탈이 발생하여 화질이나 해상력에 악영향을 주게 된다.
한편, 카메라 모듈에서 주밍 기능을 위해 렌즈 이동 시 마찰 토크 저항을 감소시키기 위해 이동영역에서 이격거리를 증가시키는 경우, 줌 이동 또는 줌 운동의 반전 시에 렌즈 디센터(decent)나 렌즈 틸트(tilt)가 발생하는 기술적 문제 모순이 발생하고 있다.
또한 초소형의 컴팩트 카메라 모듈에서는 크기 제한이 있으므로 주밍을 위한 공간 제약이 있어서 일반적인 대형 카메라에서 적용되는 주밍 기능이 구현되기 어려운 문제가 있다. 예를 들어, 휴대폰 높이가 슬림(slim)해지면서 렌즈 두께의 제약이 있다.
한편, 항목에 기술된 내용은 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 카메라 모듈에서 주밍(zooming)을 통한 렌즈 이동 시 마찰 토크 발생을 방지할 수 있는 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.
또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 카메라 모듈에서 주밍을 통한 렌즈 이동 시 렌즈 디센터(decenter)나 렌즈 틸트(tilt) 발생을 방지할 수 있는 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.
또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 초소형의 컴팩트한 카메라 모듈에서도 주밍 기능이 원활히 수행될 수 있는 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.
실시예의 기술적 과제는 본 항목에 기재된 것에 한정되지 않으며, 발명의 설명 전체로부터 파악될 수 있는 것을 포함한다.
실시예에 따른 렌즈 구동장치는 베이스(20); 상기 베이스(20)에 결합되는 핀(50); 및 렌즈군을 포함하며 상기 핀(50)을 따라 광축방향으로 이동되는 하우징(112);을 포함할 수 있다.
상기 하우징(112)은 일측의 내부에 볼 수용부(115)와 상기 볼 수용부(115)에 배치되는 복수의 볼(115b)을 포함할 수 있다.
상기 핀(50)은 상기 볼 수용부(115)에 배치되어 상기 복수의 볼(115b)과 접하면서 상기 하우징(112)을 가이드 할 수 있다.
또한 상기 복수의 볼(115b)은 상기 핀(50)을 둘러싸며 배치될 수 있다.
또한 실시예는 상기 하우징(112)의 하측에 배치된 마그넷(116); 상기 마그넷(116)과 이격하여 배치되는 요크(312); 및 상기 마그넷(116)과 상기 요크(312) 사이에 배치되는 코일(314)을 포함할 수 있다.
상기 요크(312)는 상기 마그넷(116)과 인력이 작용할 수 있다.
상기 볼 수용부(115)는, 상기 복수의 볼(115b)들 간의 이동의 방지하는 차단부(115s);를 포함할 수 있다.
상기 볼 수용부(115)는, 상기 복수의 볼(115b)들 사이에 복수의 볼 가이드 레일(115p);을 포함할 수 있다.
실시예에서 상기 볼 가이드 레일(115p) 사이에 배치되는 볼 가이드 홈(115r)을 포함할 수 있다.
상기 볼 가이드 홈(115r)은, 상기 핀(51) 방향으로 개방영역이 있으며, 상기 개방영역의 개방직경(D3)은 상기 볼(115b)의 직경(D1)에 비해 작을 수 있다.
실시예에서 상기 볼 수용부(115)는 타원형 단면을 구비할 수 있고, 상기 볼(115b)은 상기 핀(51)의 상측과 하측에 각각 배치될 수 있다.
실시예에서 상기 볼 수용부(115)는 제2 볼 가이드 레일(115q)을 구비할 수 있고, 상기 볼(115b)은 상기 핀(51)의 상측과 하측에 각각 배치될 수 있다.
실시예에서 상기 볼 수용부(115)는 타원형 단면을 구비할 수 있으며, 상기 볼(115b)은 상기 핀(51)의 상측과 하측에 각각 배치될 수 있고, 상기 핀(51)의 상측 또는 하측에는 상기 볼의 형상에 대응되는 곡선형 제2 리세스(51r)를 포함할 수 있다.
실시예에서 상기 볼 수용부(115)는 상기 렌즈부(114) 하측에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 카메라 모듈은 상기 어느 하나의 렌즈 구동장치를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈은, 주밍(zooming) 시 마찰 토크 발생의 문제를 해결할 수 있는 기술적 효과가 있다.
예를 들어, 실시예에 의하면, 렌즈 어셈블리가 핀을 따라 이동하되, 렌즈 어셈블리 내부에 볼 수용부를 구비하여 핀은 볼(ball)과 점 접촉하게 함으로써 마찰 토크를 최소화함에 따라 구동력의 향상, 소비전력의 감소 및 제어특성 향상 등의 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에 의하면 주밍 시 렌즈 디센터(decenter)나 기울어짐(tilt) 발생의 문제를 해결할 수 있는 기술적 효과가 있다.
예를 들어, 실시예에 의하면 렌즈 어셈블리에 장착되는 마그넷과 베이스에 배치되는 요크 사이의 자력에 따른 인력을 고려하여 카메라 모듈을 설계 함으로써 y축 방향으로 핀과 볼이 점 접촉하게 함으로써 조립공차를 종래기술의 한계 수준 미만으로 제어함으로써 렌즈 얼라인의 정밀도를 높여서 주밍(zooming) 시 디센터(decenter)나 렌즈 기울어짐을 최소화할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에 의하면, 돌출 부의 가이드 홈에 의해 y축 방향으로 렌즈부의 중심 틀어짐을 방지할 수 있어 주밍 시 렌즈 기울어짐(tilt) 발생의 문제를 해결할 수 있는 기술적 효과가 있다.
이에 따라 실시예에 의하면 주밍(zooming) 시, 마찰 토크를 최소화하면서도 렌즈의 디센터(decent)나 렌즈 틸트(tilt) 발생을 방지하여 화질이나 해상력을 현저히 향상시킬 수 있는 복합적 기술적 효과가 있다.
다음으로 실시예에 의하면, 컴팩트한 카메라 모듈에서도 주밍 기능이 원활히 수행될 수 있는 기술적 효과가 있다.
예를 들어, 실시예에 의하면 구동부인 요크와 코일을 베이스 하부에 배치하여 구동부가 차지하는 영역을 줄임으로써 컴팩트한 카메라 모듈의 구현이 가능한 기술적 효과가 있다.
실시예의 기술적 효과는 본 항목에 기재된 것에 한정되지 않으며, 발명의 설명 전체로부터 파악될 수 있는 것을 포함한다.
도 1은 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 단면도.
도 3은 제1 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 단면도.
도 4는 도 3에 도시된 제1 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 제1 볼 수용부(B1)의 예시도.
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 제1 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 제2 볼 수용부(B2)의 예시도.
도 6은 제2 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 단면도.
도 7a는 제3 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 단면도.
도 7b는 도 7a에 도시된 제3 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 제3 볼 수용부(B3)의 예시도.
도 8a는 제4 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 단면도.
도 8b는 도 8a에 도시된 제4 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 제4 볼 수용부(B4)의 예시도.
도 9는 제5 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 단면도.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 실시예를 상세히 설명한다.
한편, 실시예의 설명에 있어서, 각 구성(element)의 "상/하" 또는 "위/아래"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, ““상/하”” 또는 ““위/아래””는 두개의 구성이 서로 직접(directly) 접촉되거나, 하나 이상의 다른 구성이 두 구성 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 ““상/하”” 또는 "위/아래””로 표현되는 경우 하나의 구성을 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 구성 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 구성 또는 요소를 다른 구성 또는 요소와 구별하기 위해서 이용될 수도 있다.
또한 실시예의 설명에서 "제1", "제2" 등의 용어가 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지나, 이 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 또한, 실시예의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 실시예의 범위를 한정하는 것이 아니다.
(실시예)
도 1은 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 A1-A1'선을 따른 단면도이다.
도 1과 도 2에 도시된 x-y-z 축 방향에서, xz평면이 지면을 나타낼 수 있으며, z축은 광축(optic axis) 방향 또는 이와 평행방향을 의미하며, x축은 지면(xz평면)에서 z축과 수직인 방향을 의미하고, y축은 지면과 수직방향을 의미할 수 있다.
이하 실시예의 설명에서 이동 렌즈군(moving lens group)이 2개인 경우로 설명하나 이에 한정되는 것은 아니며, 이동 렌즈군은 3개, 4개 또는 5개 이상일 수 있다. 또한 광축 방향(z)은 렌즈군들이 정렬된 방향과 동일하거나 이와 평행한 방향을 의미할 수 있다.
우선 도 1을 참조하면, 실시예에 따른 카메라 모듈(100)은 소정의 베이스(20)에 각종 광학계들이 배치될 수 있고, 베이스(20)의 일측면에 각각 렌즈 커버(미도시)와 결합될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 카메라 모듈(100)의 정면 방향과 배면 방향의 베이스 측면 각각에 렌즈 커버가 결합될 수 있다. 또한 실시예는 상기 카메라 모듈(100)의 배면 방향의 베이스 측면에 이미지 센서부(미도시)가 배치될 수 있다. 상기 베이스(20)는 마운트 또는 케이스로 칭해질수도 있다.
상기 베이스(20)의 재질은 플라스틱, 유리계열의 에폭시, 폴리카보네이트, 금속 또는 복합재료 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
상기 렌즈 커버는 상기 베이스(20)와 형상끼워 맞춤 또는 접착제에 의해 결합될 수 있다.
또한 상기 베이스(20)와 렌즈 커버는 핀(50)과 결합될 수 있다.
실시예에서 상기 핀(50)은 로드(rod) 또는 샤프트(shaft)로 명명될 수 있다.
상기 핀(50)은 광축에 평행하게 이격되어 배치된 제1 핀(51), 제2 핀(52)을 포함할 수 있다. 상기 제1 핀(51)과 제2 핀(52)은 일측은 렌즈 커버와 타측은 상기 베이스(20)와 결합되어 고정될 수 있다.
실시예에 따른 카메라 모듈(100)은 베이스(20)에 광학계와 렌즈 구동부가 배치될 수 있으며, 상기 베이스(20) 하측 또는 측면에 회로기판(30)이 배치되어 베이스(20) 내부의 렌즈 구동부들과 전기적으로 연결될 수 있다.
예를 들어, 도 1과 같이, 실시예의 카메라 모듈(100)은 베이스(20)에 제1 렌즈 어셈블리(110), 제2 렌즈 어셈블리(120), 제3 렌즈군(130) 및 프리즘(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 제1 렌즈 어셈블리(110), 상기 제2 렌즈 어셈블리(120), 상기 제3 렌즈군(130), 상기 프리즘, 상기 이미지 센서부 등은 광학계로 분류될 수 있다.
또한 실시예는 코일과 요크를 구비한 제1 구동부(310)(도 2 참조)를 포함할 수 있으며, 상기 제1 구동부(310), 핀(50) 등은 렌즈 구동부로 분류될 수 있으며, 제1 렌즈 어셈블리(110)와 제2 렌즈 어셈블리(120)도 렌즈 구동부 기능을 겸비할 수 있다.
광하계를 우선 설명하면, 실시예에서 프리즘은 입사광을 평행 광으로 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 프리즘은 입사광의 광경로를 렌즈 군의 중심축에 평행한 광축(z축)으로 변경시켜 입사광을 평행 광으로 변경시킨다. 이후 평행 광은 제1 렌즈 어셈블리(110), 제3 렌즈군(130) 및 제2 렌즈 어셈블리(120)을 통과하여 이미지 센서부에 입사되어 영상이 촬상될 수 있다.
상기 프리즘은 삼각기둥 형상을 갖는 광학부재일 수 있다. 또한 실시예는 프리즘 대신 또는 외에 반사판 또는 반사경을 채용할 수 있다.
또한 실시예는 이미지 센서부가 광축에 수직한 방향에 배치되지 않는 경우, 렌즈 군을 통과한 광이 이미지 센서부로 촬상되기 위해 추가 프리즘(미도시)을 구비할수 있다.
또한 실시예에서 이미지 센서부는 평행 광의 광축 방향에 수직하게 배치될 수 있다. 상기 이미지 센서부는 소정의 제2 회로기판(미도시) 상에 배치된 고체 촬상소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서부는 CCD(Charge Coupled Device) 이미지센서나 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 이미지 센서를 포함할 수 있다.
실시예에서 제1 렌즈 어셈블리(110) 또는 제2 렌즈 어셈블리(120)는 마그넷(116)을 구비한 마그넷 구동부일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 마그넷(116)는 영구자석을 포함할 수 있다. 실시예의 제1 렌즈 어셈블리(110) 또는 제2 렌즈 어셈블리(120)는 상기 마그넷(116)과 베이스(20)에 구비된 제1 구동부(310)의 코일부간의 전자기력에 의해 구동되어 광축 방향에 평행하게 전후로 이동될 수 있다.
또한 실시예는 베이스(20) 하부에 홀 센서(316)를 구비하여 렌즈의 위치 측정의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
계속하여 도 1을 참조하면, 실시예에 따른 카메라 모듈은 주밍 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 실시예에서 제1 렌즈 어셈블리(110)와 제2 렌즈 어셈블리(120)는 제1 구동부(310)(도 2 참조)와 핀(50)을 통해 이동하는 이동 렌즈(moving lens)일 수 있으며, 제3 렌즈군(130)은 고정 렌즈일 수 있다.
예를 들어, 실시예에서 제1 렌즈 어셈블리(110), 제2 렌즈 어셈블리(120)는 이동 렌즈군일 수 있으며, 제3 렌즈군(130)은 고정 렌즈군일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로 도 2를 참조하여 실시예에 따른 카메라 모듈을 좀 더 상술하기로 한다. 도 2는 도 1에 도시된 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 A1-A1'선을 따른 단면도이다.
도 2를 참조하면, 실시예에 따른 렌즈 구동장치(100)는 베이스(20)와, 상기 베이스(20)에 결합되는 핀(50) 및 렌즈군을 포함하며 상기 핀(50)을 따라 광축방향으로 이동되는 제1 하우징(112)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 실시예에서 제1 렌즈 어셈블리(110)는 제1 하우징(112), 제1 렌즈군(114)(도 3 참조), 볼 수용부(115)를 포함할 수 있다. 상기 제1 렌즈 어셈블리(110)는 제1 하우징(112) 하측에 마그넷(116)이 장착되며, 마그넷(116)과 베이스(20)에 배치된 제1 구동부(310)와의 상호작용에 의한 전자기력에 의해 핀(50)의 가이드에 의해 광축 방향에 평행한 z축 방향으로 전후로 이동될 수 있다.
우선, 상기 제1 하우징(112)은 제1 렌즈 하우징(112a)과 제1 구동부 하우징(112b)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 하우징(112)은 제1 렌즈군(114)이 수용되는 제1 렌즈 하우징(112a)과 상기 마그넷(116)과 볼 수용부(115)를 포함하는 제1 구동부 하우징(112b)을 포함할 수 있다.
상기 제1 렌즈 하우징(112a)에는 제1 렌즈군(114)이 배치되는 제1 렌즈군 배치영역(114h)이 구비될 수 있다.
특히 실시예는 제1 구동부 하우징(112b) 내부에 볼 수용부(115)와 상기 볼 수용부(115)에 배치되는 복수의 볼(115b)을 포함할 수 있다. 상기 핀(50)은 상기 볼 수용부(115)에 배치되어 상기 복수의 볼(115b)과 접하면서 상기 제1 하우징(112)을 가이드 할 수 있다.
상기 핀(50)은 광축(z축)에 평행하게 하나 이상 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 핀(50)은 광축 방향에 평행하게 이격 배치된 제1 핀(51)과 제2 핀(52)을 포함할 수 있으며, 제1 렌즈 어셈블리(110)와 제2 렌즈 어셈블리(120)의 이동 가이드 기능을 할 수 있다. 상기 핀(50)은 플라스틱, 유리계열의 에폭시, 폴리카보네이트, 금속 또는 복합재료 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
실시예는 상기 제1 렌즈 하우징(112a)에서 x축에 반대방향으로 연장되는 제1 돌출부(112p)를 포함할 수 있고, 제1 돌출부(112p)에 제1 가이드 홈(미도시)이 구비될 수 있다. 이때 제2 핀(52)이 상기 제1 가이드 홈에 배치되어 상기 제1 렌즈 어셈블리(110)의 이동을 가이드 할 수 있다.
또한 베이스(20)에는 상기 제2 핀(52)의 형상에 대응되는 제1 리세스(20r)을 구비하여 상기 제2 핀(52)을 견고히 고정시킬 수 있다.
실시예에 의하면, 제1 돌출 부(112p)의 제1 가이드 홈과 베이스의 제1 리세스(20r)에 의해 y축 방향으로 렌즈부의 중심 틀어짐을 방지할 수 있어 주밍 시 렌즈 기울어짐(tilt) 발생의 문제를 해결할 수 있는 기술적 효과가 있다.
다음으로 도 3은 제1 실시예에 따른 렌즈 구동장치(101)의 단면도이다.
제1 실시예에 따른 렌즈 구동장치(101)는 베이스(20)와, 상기 베이스(20)에 결합되는 제1 핀(51) 및 제1 렌즈군(114)을 포함하며 상기 제1 핀(51)을 따라 광축방향으로 이동되는 제1 하우징(112)을 포함할 수 있다.
앞서 기술한 바와 같이 상기 제1 하우징(112)은 제1 렌즈 하우징(112a)과 제1 구동부 하우징(112b)을 포함할 수 있다.
상기 제1 렌즈 하우징(112a)은 배럴 또는 경통 기능을 하며, 제1 렌즈군(114)이 장착될 수 있다. 상기 제1 렌즈군(114)은 이동 렌즈군(moving lens group)일 수 있으며, 단일 또는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다.
다음으로, 상기 제1 구동부 하우징(112b)에는 제1 마그넷(116)이 배치될 수 있으며, 제1 마그넷(116)는 마그넷 구동부일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제1 마그넷(116)는 영구자석인 마그넷(magnet)을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에 따른 카메라 모듈에서 제1 구동부 하우징(112b)에 장착된 제1 마그넷(116)과 제1 구동부(310)간의 상호 작용으로 전자기력이 발행되어 제1 하우징(112)에 구동력이 가해질 수 있다.
상기 제1 구동부(310)는 제1 요크(312)와 상기 제1 요크(312) 상에 배치되는 제1 코일부(314)를 포함할 수 있다.
상기 제1 마그넷(116)은 제1 코일부(314)와 마주보도록 착자될 수 있다. 이에 따라 제1 코일부(314)에서 전류(C)가 지면에 x축에 수평한 방향으로 흐르는 영역에 대등되도록 제1 마그넷(116)의 N극과 S극이 배치될 수 있다.
예를 들어, 실시예에서 제1 마그넷(116)의 자력(M)의 방향이 y축의 반대방향으로 가지지는 경우, 제1 코일부(314)에서 x축 반대방향으로 전류(C)가 흐르면 플레밍의 왼손법칙에 따라 z축의 반대 방향으로 전자기력이 작용될 수 있다. 전자기력은 제1 코일부(314)에 가해지는 전류에 비례하여 제어될 수 있다.
마찬가지로 실시예에 따른 카메라 모듈에서 전자기력을 통해 제2 렌즈 어셈블리(120)가 광축에 수평하게 이동할 수 있다.
실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 카메라 모듈에서 주밍(zooming)을 통한 렌즈 이동 시 마찰 토크 발생을 방지할 수 있는 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위해, 제1 실시예에서 상기 제1 하우징(112)은 일측의 내부에 볼 수용부(115)와 상기 볼 수용부(115)에 배치되는 복수의 볼(ball)(115b)을 포함할 수 있다.
이 때 제1 핀(51)은 상기 볼 수용부(115)에 배치되어 상기 복수의 볼(115b)과 접하면서 상기 제1 하우징(112)을 가이드 하여 제1 렌즈 어셈블리(110)를 광축에 평행하게 이동시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 하우징(112)은 제1 구동부 하우징(112b)의 내부에 볼 수용부(115)를 구비할 수 있으며, 볼 수용부(115)는 소정의 제1 볼 수용 홀(115h)을 포함하며, 상기 제1 볼 수용 홀(115h)에 복수의 볼(115b)이 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 볼 수용 홀(115h)에는 제1 볼(115b1), 제2 볼(115b2) 및 제3 볼(115b3)이 배치될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 복수의 볼(115b)은 세라믹, 플라스틱, 유리계열의 에폭시, 폴리카보네이트, 금속 또는 복합재료 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 복수의 볼(115b)은 구형상으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에 의하면, 제1 렌즈 어셈블리(110)가 제1 핀(51)을 따라 이동하되, 제1 렌즈 어셈블리(110) 내부, 예를 들어 제1 구동부 하우징(112b)의 내부에 제1 볼 수용부(115)를 구비하여 제1 핀(51)은 볼(115b)(ball)과 점 접촉하게 함으로써 마찰 토크를 최소화함에 따라 구동력의 향상, 소비전력의 감소 및 제어특성 향상 등의 기술적 효과가 있다.
이에 따라 실시예에 따른 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈은, 주밍(zooming) 시 마찰 토크 발생의 문제를 해결할 수 있는 기술적 효과가 있다.
다음으로 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 카메라 모듈에서 주밍을 통한 렌즈 이동 시 렌즈 디센터(decenter)나 렌즈 틸트(tilt) 발생을 방지할 수 있는 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.
실시예에 의하면, 제1 구동부(310)의 제1 요크(312)와 제1 구동부 하우징(112b)에 장착된 마그넷(116) 간에 인력(F)이 작용할 수 있다.
이에 따라 실시예에 의하면 제1 렌즈 어셈블리(110)에 장착되는 마그넷(116)과 베이스(20)에 배치되는 제1 요크(312) 사이의 자력에 따른 인력(F)을 고려하여 카메라 모듈을 설계 함으로써 제1 핀(51)과 복수의 볼(115b)이 점 접촉하게 함으로써 조립공차를 종래기술의 한계 수준 미만으로 제어함으로써 렌즈 얼라인의 정밀도를 높여서 주밍(zooming) 시 디센터(decenter)나 렌즈 기울어짐을 최소화할 수 있는 기술적 효과가 있다.
그러므로 실시예에 의하면 주밍 시 렌즈 디센터(decenter)나 기울어짐(tilt) 발생의 문제를 해결할 수 있는 기술적 효과가 있다.
실시예에 의하면 주밍(zooming) 시, 마찰 토크를 최소화하면서도 렌즈의 디센터(decent)나 렌즈 틸트(tilt) 발생을 방지하여 화질이나 해상력을 현저히 향상시킬 수 있는 복합적 기술적 효과가 있다.
또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 초소형의 컴팩트한 카메라 모듈에서도 주밍 기능이 원활히 수행될 수 있는 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.
실시예에 의하면 제1 구동부(310)인 제1 요크(312)와 제1 코일부(314)를 베이스(20) 하부에 배치하여 구동부가 차지하는 영역을 줄임으로써 컴팩트한 카메라 모듈의 구현이 가능한 기술적 효과가 있다. 이에 실시예에 의하면, 컴팩트한 카메라 모듈에서도 주밍 기능이 원활히 수행될 수 있는 기술적 효과가 있다.
다음으로 도 4는 도 3에 도시된 제1 실시예에 따른 렌즈 구동장치(101)의 볼 수용부(115)의 제1 실시예(B1)이다. 제1 볼 수용부(B1)는 도 3에 도시된 볼 수용부(115)를 포함하는 제1 영역(B)에 대응될 수 있다.
도 4를 참조하면, 실시예에서 제1 볼 수용부(B1)는 제1 볼 수용 홀(115h)을 포함하며, 상기 제1 볼 수용 홀(115h)에 복수의 볼(115b)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 볼 수용 홀(115h)에는 제1 볼(115b1), 제2 볼(115b2) 및 제3 볼(115b3)이 배치될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서 상기 제1 볼 수용부(B1)는 상기 복수의 볼(115b)들 사이에 차단부(115s)를 포함할 수 있다.
실시예에서 차단부(115s)는 단일 또는 복수로 구비될 수 있으며, 예를 들어, 제1 차단부(115s1), 제2 차단부(115s2), 제3 차단부(115s3)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 차단부(115s)는 제1 볼(115b1)과 제2 볼(115b2) 상이에 제1 차단부(115s1), 제2 볼(115b2)과 제3 볼(115b3) 사이에 제2 차단부(115s2) 및 제3 볼(115b3)과 제1 볼(115b1) 사이에 제3 차단부(115s3)를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 차단부(115s)는 상기 제1 구동부 하우징(112b)의 물질과 같은 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다. 상기 차단부(115s)의 단면 형상은 다각형일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 각 차단부(115s) 사이에 볼(115b)은 단일 또는 복수로 배치될 수 있다.
실시예에서 상기 제1 볼 수용부(B1)는 상기 복수의 볼(115b)들 사이에 차단부(115s)를 포함하여 상기 볼(115b) 들간의 이동을 방지함으로써 주밍 시 렌즈 디센터(decenter)나 기울어짐(tilt) 발생의 문제를 해결할 수 있는 기술적 효과가 있다.
다음으로 도 5a, 도 5b 및 도 5c는 제1 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 제2 볼 수용부(B2)의 예시도이다.
도 5a를 참조하면, 실시예에서 제2 볼 수용부(B2)는 제1 볼 수용 홀(115h)을 포함하며, 상기 제1 볼 수용 홀(115h)에 복수의 볼(115b)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 볼 수용 홀(115h)에는 제1 볼(115b1), 제2 볼(115b2) 및 제3 볼(115b3)이 배치될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
특히 실시예에서 상기 제2 볼 수용부(B2)는 상기 복수의 볼(115b)들 사이에 복수의 볼 가이드 레일(115p)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 볼 수용부(B2)는 상기 복수의 볼(115b)들 사이에 제1 볼 가이드 레일(115p1), 제2 볼 가이드 레일(115p2), 제3 볼 가이드 레일(115p3)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 볼 수용부(B2)는 상기 제1 볼(115b1)과 상기 제2 볼(115b2) 사이에 배치되는 제1 볼 가이드 레일(115p1)과, 상기 제2 볼(115b2)과 상기 제3 볼(115b3) 사이에 배치되는 제2 볼 가이드 레일(115p2) 및 상기 제3 볼(115b3)과 상기 제1 볼(115b1) 사이에 배치되는 제3 볼 가이드 레일(115p3)을 포함할 수 있다.
상기 볼 가이드 레일(115p)은 상기 제1 구동부 하우징(112b)의 물질과 같은 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
실시예에 의하면 상기 제2 볼 수용부(B2)에 복수의 볼 가이드 레일(115p)을 구비함으로써 복수의 볼(115b)들이 각 볼 가이드 레일(115p) 내에 가이드 됨과 아울러 상기 제1 핀(51)과 점 접촉할 수 있으므로 주밍 시 렌즈 디센터(decenter)나 기울어짐(tilt) 발생의 문제를 해결할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에 의하면, 렌즈 어셈블리가 제1 핀(51)을 따라 이동하되, 렌즈 어셈블리 내부에 제2 볼 수용부(B2)를 구비하고, 제2 볼 수용부(B2)에 볼 가이드 레일(115p)을 배치함으로써 제1 핀(51)은 볼(115b)(ball)과 점 접촉하게 함으로써 마찰 토크를 최소화함에 따라 구동력의 향상, 소비전력의 감소 및 제어특성 향상 등의 기술적 효과가 있다.
다음으로 도 5b는 도 5a에 도시된 제1 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 제2 볼 수용부(B2)에서 제1 핀(51)과 볼(115b)이 제거된 도면이며, 도 5c는 제1 핀(51)의 직경과 볼 가이드 홈(115r)에 대한 상세도이다.
도 5b를 참조하면, 실시예에서 상기 볼 가이드 레일(115p)에 의해 볼 가이드 홈(115r)이 단수 또는 복수로 배치될 수 있다.
예를 들어, 실시예는 제1 볼 가이드 레일(115p1)과 제2 볼 가이드 레일(115p2) 사이에 제1 볼 가이드 홈(115r1)과, 제2 볼 가이드 레일(115p2)과 제3 볼 가이드 레일(115p3) 사이에 제2 볼 가이드 홈(115r2) 및 제3 볼 가이드 레일(115p3)과 제1 볼 가이드 레일(115p1) 사이에 제3 볼 가이드 홈(115r3)을 포함할 수 있다.
상기 제1 볼 가이드 레일(115p1) 내지 제3 볼 가이드 레일(115p3)의 각각에 제1 볼(115b1) 내지 제3 볼(115b3)이 각각 배치될 수 있다.
실시예에 의하면 상기 제2 볼 수용부(B2)에 볼 가이드 레일(115p)을 구비하고, 상기 볼 가이드 레일(115p) 사이에 볼 가이드 홈(115r)을 구비함으로써, 복수의 볼(115b)들이 각 볼 가이드 레일(115p) 내에 가이드 됨과 아울러 제1 핀(51)과 점 접촉할 수 있으므로 주밍 시 렌즈 디센터(decenter)나 기울어짐(tilt) 발생의 문제를 해결할 수 있는 기술적 효과가 있다.
다음으로 도 5c를 참조하면, 상기 볼(115b)은 제1 직경(D1)을 구비할 수 있으며, 상기 볼 가이드 홈(115r)은 제2 직경(D2)을 구비할 수 있으며, 볼 가이드 홈(115r)의 제2 직경(D2)이 볼(115b)의 제1 직경(D1)에 비해 크게 설계되어 상기 볼(115b)이 상기 볼 가이드 홈(115r)에 배치되어 가이드 될 수 있다.
이에 상기 볼 가이드 홈(115r)은 상기 제1 핀(51) 방향으로 개방영역이 있으며, 상기 개방영역의 제3 이격거리(D3)는 상기 볼(115b)의 직경(D1)에 비해 작을 수 있다.
즉, 실시예에서 상기 볼 가이드 홈(115r)에서의 개방영역의 제3 이격거리(D3)가 상기 볼(115b)의 제1 직경(D1)에 비해 작게 형성됨으로써 상기 볼(115b)이 상기 볼 가이드 홈(115r)으로부터 이탈되지 않고 견고하게 가이드 되면서 상기 제1 핀(51)과 점 접촉함으로써 주밍 시 렌즈 디센터(decenter)나 기울어짐(tilt) 발생의 문제를 해결할 수 있는 기술적 효과가 있다.
상기 볼(115b)은 상기 볼 가이드 홈(115r)에 z축 방향으로 끼워지되, x축 방향 또는 y축 방향 등으로 이탈되지 않는 기술적 효과가 있다.
다음으로 도 6은 제2 실시예에 따른 렌즈 구동장치(102)의 단면도이다.
제2 실시예는 제1 실시예의 기술적 특징을 채용할 수 있다.
예를 들어, 제2 실시예에 따른 렌즈 구동장치(102)는 베이스(20)와, 상기 베이스(20)에 결합되는 제1 핀(51) 및 제1 렌즈군(114)을 포함하며, 상기 제1 핀(51)을 따라 광축방향으로 이동되는 제1 하우징(112)을 포함할 수 있다. 상기 제1 하우징(112)은 제1 렌즈 하우징(112a)과 제1 구동부 하우징(112b)을 포함할 수 있다.
제2 실시예에 따른 카메라 모듈은 제1 구동부 하우징(112b)에 장착된 제1 마그넷(116)과 제1 구동부(310)간의 상호 작용으로 전자기력이 발행되어 제1 하우징(112)에 구동력이 가해질 수 있다. 상기 제1 구동부(310)는 제1 요크(312)와 상기 제1 요크(312) 상에 배치되는 제1 코일부(314)를 포함할 수 있다.
이하 제2 실시예의 주된 특징을 중심으로 설명하기로 한다.
실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 카메라 모듈에서 주밍을 통한 렌즈 이동 시 렌즈 디센터(decenter)나 렌즈 틸트(tilt) 발생을 방지할 수 있는 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.
제2 실시예에서 볼 수용부(115)는 타원형 단면의 제2 볼 수용 홈(115h2)을 구비할 수 있으며, 상기 복수의 볼(115b)은 상기 제1 핀(51)의 상측과 하측에 각각 배치될 수 있다.
또한 실시예에 의하면, 제1 구동부(310)의 제1 요크(312)와 제1 구동부 하우징(112b)에 장착된 마그넷(116) 간에 인력(F)(도 3 참조)이 작용할 수 있다.
이에 따라 실시예에 의하면 제1 렌즈 어셈블리(110)에 장착되는 마그넷(116)과 베이스(20)에 배치되는 제1 요크(312) 사이의 자력에 따른 인력(F)에 의해 제2 볼 수용 홈(115h2)의 하측과 상측에 각각 배치된 제1 볼(115b1), 제2 볼(115b2)이 안정적으로 위치하면서 제1 핀(51)과 점 접촉하게 함으로써 조립공차를 종래기술의 한계 수준 미만으로 제어할 수 있다. 이를 통해 렌즈 얼라인의 정밀도를 높여서 주밍(zooming) 시 디센터(decenter)나 렌즈 기울어짐을 최소화할 수 있는 기술적 효과가 있다.
다음으로 도 7a는 제3 실시예에 따른 렌즈 구동장치(103)의 단면도이다.
제3 실시예는 제1 실시예 또는 제2 실시예의 기술적 특징을 채용할 수 있다.
예를 들어, 제3 실시예에 따른 렌즈 구동장치(103)는 베이스(20), 제1 핀(51) 및 상기 제1 핀(51)을 따라 광축방향으로 이동되는 제1 하우징(112)을 포함할 수 있다. 상기 제1 하우징(112)은 제1 렌즈 하우징(112a), 제1 렌즈군(114) 및 제1 구동부 하우징(112b)을 포함할 수 있다.
제3 실시예에 따른 카메라 모듈은 제1 구동부 하우징(112b)에 장착된 제1 마그넷(116)과 제1 구동부(310)간의 상호 작용으로 전자기력이 발행되어 제1 하우징(112)에 구동력이 가해질 수 있다. 상기 제1 구동부(310)는 제1 요크(312)와 상기 제1 요크(312) 상에 배치되는 제1 코일부(314)를 포함할 수 있다.
이하 제3 실시예의 주된 특징을 중심으로 설명하기로 한다.
제3 실시예에서 제3 볼 수용부 홈(115h3)에 복수의 볼(115b)이 제1 핀(51)의 상측과 하측에 각각 배치될 수 있다.
도 7b는 도 7a에 도시된 제3 실시예에 따른 렌즈 구동장치(103)의 제3 볼 수용부(B3)의 예시도이다.
제3 실시예에서 제3 볼 수용부(B3)는 가이드 트렌치(115q)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 상기 가이드 트렌치(115q)는 제1 핀(51)이 배치되는 제1 가이드 트렌치(115q1)와, 제1 볼(115b1)이 배치되는 제2 가이드 트렌치(115q2) 및 제2 볼(115b2)이 배치되는 제3 가이드 트렌치(115q3)를 포함할 수 있다.
실시예에 의하면, 제3 볼 수용부(B3)에 가이드 트렌치(115q)를 구비함으로써 제1 핀(51)이 제3 볼 수용부(B3)의 측면에서 점 접촉 또는 선 접촉함으로써 마찰 토크를 최소화함에 따라 구동력의 향상, 소비전력의 감소 및 제어특성 향상 등의 기술적 효과가 있다.
또한 제3 실시예에 의하면, 제1 하우징(112)에 장착되는 마그넷(116)과 제1 요크(312) 사이의 자력에 따른 인력(F)에 의해 제3 볼 수용 부(B3)의 제2 가이드 트렌치(115q2)와 제3 가이드 트렌치(115q3)에 각각 배치된 제1 볼(115b1), 제2 볼(115b2)이 안정적으로 위치하면서 제1 핀(51)과 점 접촉하게 함으로써 조립공차를 종래기술의 한계 수준 미만으로 제어할 수 있다. 이를 통해 렌즈 얼라인의 정밀도를 높여서 주밍(zooming) 시 디센터(decenter)나 렌즈 기울어짐을 최소화할 수 있는 기술적 효과가 있다.
다음으로, 도 8a는 제4 실시예에 따른 렌즈 구동장치(104)의 단면도이다.
제4 실시예는 제1 실시예 내지 제3 실시예의 기술적 특징을 채용할 수 있다.
예를 들어, 제4 실시예에 따른 렌즈 구동장치(104)는 제1 핀(51)을 따라 광축방향으로 이동되는 제1 하우징(112)을 포함할 수 있다. 상기 제1 하우징(112)은 제1 렌즈 하우징(112a), 제1 렌즈군(114) 및 제1 구동부 하우징(112b)을 포함할 수 있다.
제4 실시예에 따른 카메라 모듈은 제1 구동부 하우징(112b)에 장착된 제1 마그넷(116)과 제1 구동부(310)간의 상호 작용으로 전자기력이 발행되어 제1 하우징(112)에 구동력이 가해질 수 있다. 상기 제1 구동부(310)는 제1 요크(312)와 상기 제1 요크(312) 상에 배치되는 제1 코일부(314)를 포함할 수 있다.
이하 제4 실시예의 주된 특징을 중심으로 설명하기로 한다.
제4 실시예에서 제4 볼 수용부(B4)는 타원형 단면의 제4 볼 수용 홈(115h4)을 구비할 수 있으며, 상기 복수의 볼(115b)은 상기 제1 핀(51)의 상측과 하측에 각각 배치될 수 있다.
또한 실시예에 의하면, 제1 구동부(310)의 제1 요크(312)와 제1 구동부 하우징(112b)에 장착된 마그넷(116) 간에 인력(F)(도 3 참조)이 작용할 수 있다.
이에 따라 실시예에 의하면 제1 하우징(112)에 장착되는 마그넷(116)과 베이스(20)에 배치되는 제1 요크(312) 사이의 자력에 따른 인력(F)에 의해 제4 볼 수용 홈(115h2)의 하측과 상측에 각각 배치된 제1 볼(115b1), 제2 볼(115b2)이 안정적으로 위치하면서 제1 핀(51)과 점 접촉하게 함으로써 조립공차를 종래기술의 한계 수준 미만으로 제어할 수 있다. 이를 통해 렌즈 얼라인의 정밀도를 높여서 주밍(zooming) 시 디센터(decenter)나 렌즈 기울어짐을 최소화할 수 있는 기술적 효과가 있다.
도 8b는 도 8a에 도시된 제4 실시예에 따른 렌즈 구동장치(104)의 제4 볼 수용부(B4)의 예시도이다.
제4 실시예에서 상기 제1 핀(51)은 상측 또는 하측에는 상기 볼(115b)의 형상에 대응되는 곡선형 리세스(51r)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 핀(51)은 하측에 상기 제1 볼(115b1)의 형상에 대응되는 제1 곡선형 리세스(51r1)와 상측에 상기 제2 볼(115b2)의 형상에 대응되는 제2 곡선형 리세스(51r2)를 포함할 수 있다.
제4 실시예에 의하면 상기 제1 핀(51)의 상측 또는 하측에는 상기 볼(115b)의 형상에 대응되는 곡선형 리세스(51r)를 포함함으로써 볼(115b)이 제4 볼 수용 홈(115h2)과 상기 곡선형 리세스(51r) 내에서 안정적으로 배치됨에 따라 렌즈 얼라인의 정밀도를 높여서 주밍(zooming) 시 디센터(decenter)나 렌즈 기울어짐을 최소화할 수 있는 기술적 효과가 있다.
다음으로 도 9는 제5 실시예에 따른 렌즈 구동장치(105)의 단면도이다.
제5 실시예는 제1 실시예 내지 제4 실시예의 기술적 특징을 채용할 수 있다.
이하 제5 실시예의 주된 특징을 중심으로 설명하기로 한다.
제5 실시예에 따른 렌즈 구동장치(105)에서는 상기 볼 수용부(115)가 제1 렌즈부(114) 하측에 배치될 수 있다.
예를 들어, 제5 실시예에 따른 렌즈 구동장치(105)는 제1 핀(51)을 따라 광축방향으로 이동되는 제1 하우징(112)을 포함할 수 있다. 상기 제1 하우징(112)은 제1 렌즈 하우징(112a) 및 제1 구동부 하우징(112b)을 포함할 수 있다. 상기 제1 렌즈 하우징(112a)에 제1 렌즈군(114)이 배치될 수 있다.
제5 실시예에서는 제1 렌즈 하우징(112a)과 제1 구동부 하우징(112b)이 상하간에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 렌즈 하우징(112a)과 제1 구동부 하우징(112b)이 y축 방향에 평행하게 배치될 수 있다.
제5 실시예에서 제1 구동부 하우징(112b)에는 볼 수용부(115)가 배치되며, 볼 수용부(115)에는 제1 핀(51)과 복수의 볼(115b)이 배치될 수 있다.
제5 실시예에 따른 카메라 모듈(105)은 제1 구동부 하우징(112b)에 장착된 제1 마그넷(116)과 제1 구동부(310)간의 상호 작용으로 전자기력이 발행되어 제1 하우징(112)에 구동력이 가해질 수 있다. 상기 제1 구동부(310)는 제1 요크(312)와 상기 제1 요크(312) 상에 배치되는 제1 코일부(314)를 포함할 수 있다.
제5 실시예에 의하면, 하나의 제1 핀(51)을 구비하면서도 제1 하우징(112)을 안정적으로 구동할 수 있으므로 컴팩트한 카메라 모듈을 구현할 수 있다.
또한 제5 실시예에 의하면, 제1 렌즈부(114)와 상기 볼 수용부(115)가 상하간에 얼라인 됨으로써 제1 렌즈부(114)의 중심 틀어짐을 방지할 수 있어 주밍 시 렌즈 기울어짐(tilt) 발생의 문제를 해결할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 제5 실시예에 의하면, 렌즈 어셈블리가 제1 핀(51)을 따라 이동하되, 렌즈 어셈블리 내부의 볼 수용부(115)에 배치된 볼(115b)과 점 접촉하게 함으로써 마찰 크를 최소화함에 따라 구동력의 향상, 소비전력의 감소 및 제어특성 향상 등의 기술적 효과가 있다.
또한 제5 실시예에 의하면 렌즈 어셈블리에 장착되는 마그넷(116)과 요크(312) 사이의 자력에 따른 인력을 고려하여 카메라 모듈을 설계 함으로써 조립공차를 종래기술의 한계 수준 미만으로 제어함으로써 렌즈 얼라인의 정밀도를 높여서 주밍(zooming) 시 디센터(decenter)나 렌즈 기울어짐을 최소화할 수 있는 기술적 효과가 있다.
실시예에 따른 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈은, 주밍(zooming) 시 마찰 토크 발생의 문제를 해결할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에 의하면 주밍 시 렌즈 디센터(decenter)나 기울어짐(tilt) 발생의 문제를 해결할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에 의하면, 돌출 부의 가이드 홈에 의해 y축 방향으로 렌즈부의 중심 틀어짐을 방지할 수 있어 주밍 시 렌즈 기울어짐(tilt) 발생의 문제를 해결할 수 있는 기술적 효과가 있다.
이에 따라 실시예에 의하면 주밍(zooming) 시, 마찰 토크를 최소화하면서도 렌즈의 디센터(decent)나 렌즈 틸트(tilt) 발생을 방지하여 화질이나 해상력을 현저히 향상시킬 수 있는 복합적 기술적 효과가 있다.
다음으로 실시예에 의하면, 컴팩트한 카메라 모듈에서도 주밍 기능이 원활히 수행될 수 있는 기술적 효과가 있다. 예를 들어, 실시예에 의하면 구동부인 요크와 코일을 베이스 하부에 배치하여 구동부가 차지하는 영역을 줄임으로써 컴팩트한 카메라 모듈의 구현이 가능한 기술적 효과가 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
[부호의 설명]
베이스(20); 핀(50); 제1 렌즈 어셈블리(110), 제2 렌즈 어셈블리(120),
제3 렌즈군(130), 제1 하우징(112), 볼 수용부(115), 복수의 볼(115b)

Claims (10)

  1. 베이스;
    상기 베이스에 결합되는 핀; 및
    렌즈군을 포함하며 상기 핀을 따라 광축방향으로 이동되는 하우징;을 포함하고,
    상기 하우징은 일측의 내부에 볼 수용부와 상기 볼 수용부에 배치되며 상기 핀을 둘러싸며 배치되는 복수의 볼을 포함하고,
    상기 핀은 상기 볼 수용부에 배치되어 상기 복수의 볼과 접하면서 상기 하우징을 가이드 하는 렌즈 구동장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징의 하측에 배치된 마그넷;
    상기 마그넷과 이격하여 배치되는 요크; 및
    상기 마그넷과 상기 요크 사이에 배치되는 코일을 포함하는 렌즈 구동장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 요크는 상기 마그넷과 인력이 작용하는 렌즈 구동장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 볼 수용부는,
    상기 복수의 볼들 간의 이동의 방지하는 차단부;를 포함하는 렌즈 구동장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 볼 수용부는,
    상기 복수의 볼들 사이에 복수의 볼 가이드 레일;을 포함하는 렌즈 구동장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 볼 가이드 레일 사이에 볼 가이드 홈이 배치되며,
    상기 볼 가이드 홈은, 상기 핀 방향으로 개방영역이 있으며, 상기 개방영역의 제3 이격거리는 상기 볼의 직경에 비해 작은 렌즈 구동장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 볼 수용부는 타원형 단면을 구비하며,
    상기 볼은 상기 핀의 상측과 하측에 각각 배치되는 렌즈 구동장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 볼 수용부는 가이드 트렌치를 구비하며,
    상기 볼은 상기 핀의 상측과 하측에 각각 배치되는 렌즈 구동장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 볼 수용부는 타원형 단면을 구비하며,
    상기 볼은 상기 핀의 상측과 하측에 각각 배치되며,
    상기 핀의 상측 또는 하측에는 상기 볼의 형상에 대응되는 곡선형 제2 리세스를 포함하는 렌즈 구동장치.
  10. 제1 항 내지 제9항 중 어느 하나의 렌즈 구동장치를 포함하는 카메라 모듈.
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