WO2023018142A1 - 카메라 모듈 - Google Patents

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WO2023018142A1
WO2023018142A1 PCT/KR2022/011765 KR2022011765W WO2023018142A1 WO 2023018142 A1 WO2023018142 A1 WO 2023018142A1 KR 2022011765 W KR2022011765 W KR 2022011765W WO 2023018142 A1 WO2023018142 A1 WO 2023018142A1
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WO
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unit
optical
axis
light
lens
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/011765
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English (en)
French (fr)
Inventor
김지성
서은성
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
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Priority to CN202280055342.6A priority Critical patent/CN117813830A/zh
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02—Bodies
    • G03B17/12—Bodies with means for supporting objectives, supplementary lenses, filters, masks, or turrets
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B5/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing

Definitions

  • a camera module receives a light image of a subject through a lens and captures a light image of the subject from the image.
  • Optical Image Stabilizer refers to a method of compensating for shake by mechanically moving a part of an optical component and changing an optical path.
  • OIS Optical Image Stabilizer
  • an OIS function is implemented together by an actuator that drives the entire auto focusing (AF) module.
  • the first rotation axis may be an optical axis of the first lens unit.
  • the first optical unit and the second optical unit may rotate in the same direction in the first OIS mode.
  • the first exit surface may be disposed parallel to the second incident surface.
  • the first rotation angle may have a value 1.5 times to 2.5 times the second rotation angle.
  • the first rotational axis may be perpendicular to the second rotational axis.
  • the first lens unit may have positive (+) power.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a perspective view of a camera module in a first OIS mode according to a first embodiment of the present invention.
  • 1 is a configuration diagram of a camera module according to a first embodiment of the present invention.
  • 2 is a perspective view of a camera module according to a first embodiment of the present invention.
  • 3 is a plan view of a camera module according to a first embodiment of the present invention. 3 is a plan view viewed from the z-axis direction of the camera module.
  • 4 is a front view of the camera module according to the first embodiment of the present invention. 4 is a front view of the camera module viewed from the x-axis direction.
  • 5 is a side view of a camera module according to a first embodiment of the present invention. 5 is a side view of the camera module as seen in the y-axis direction.
  • the third actuator may be a voice coil motor (VCM) actuator including at least one magnet and at least one coil facing the magnet.
  • VCM voice coil motor
  • the coil or magnet may be coupled to the holder, and the opposing magnet or coil may be coupled to the housing.
  • the third actuator may be implemented as an actuator capable of providing a driving force to the third holder, such as an encoder actuator or a piezo actuator.
  • the camera module 100 can increase the amount of light received by improving the F number (Fno).
  • the second lens unit 150 may be disposed on the object side of the first optical unit 110 . According to an embodiment, the second lens unit 150 may be integrally formed on the first incident surface. Accordingly, when the first optical unit 110 rotates, the second lens unit 150 may also rotate integrally. According to an embodiment, the second lens unit 150 may be mechanically coupled to the first optical unit 110 to move integrally. The second lens unit 150 may be disposed to be mechanically coupled to face the first incident surface of the first optical unit 110 . Accordingly, when the first optical unit 110 rotates, the second lens unit 150 may also rotate integrally.
  • FIGS. 6 to 9 a driving mechanism in the first OIS mode according to an embodiment of the present invention will be reviewed through FIGS. 6 to 9 .
  • the first rotational axis RX1 may be the same as the first optical axis OS1 that is the optical axis of the first lens unit 130 .
  • the first rotational axis RX1 may be horizontal to the x-axis of the camera module 100 .
  • the first rotational axis RX1 may be perpendicular to the y-axis of the camera module 100 .
  • the first rotation axis RX1 may be perpendicular to the z-axis of the camera module 100 .
  • the first optical unit 110 and the second optical unit 120 may rotate in the same direction in the first OIS mode.
  • the first OIS mode when the first optical unit 110 rotates clockwise with respect to the first rotational axis RX1, the second optical unit 120 also rotates with respect to the first rotational axis RX1. can be rotated clockwise.
  • the first OIS mode when the first optical unit 110 rotates counterclockwise with respect to the first rotational axis RX1, the second optical unit 120 also rotates counterclockwise with respect to the first rotational axis RX1. can rotate in either direction.
  • the first lens unit 210 may include at least one lens. According to an embodiment, the first lens unit 210 may include one lens. In another embodiment, the first lens unit 210 may include a plurality of lenses. The number of lenses of the first lens unit 210 may be different depending on an application to which the camera module 200 is applied.
  • the first lens unit 210 may include at least one convex lens.
  • the first lens unit 210 is composed of a lens group including a plurality of lenses, at least one of the plurality of lenses may be a convex lens.
  • the first lens unit 210 includes one lens, one lens may be a convex lens.
  • the second holder may be seated on the housing 250 of the camera module 200 .
  • the light path changing unit 220 may be seated in the inner accommodating space of the second holder.
  • the light path changing unit 220 may be accommodated in the inner accommodating space of the second holder.
  • the second holder may be coupled to the light path changing unit 220 through the lens barrel. Accordingly, the light path changer 220 may move according to the movement of the second holder.
  • the third actuator may be seated on the housing 250 of the camera module 200 .
  • the third actuator may be accommodated in the inner space of the camera module 200 .
  • the third actuator may be coupled to the third holder.
  • the third actuator may provide a driving force to move the third holder along the optical axis direction of the second lens group.
  • the second lens unit 230 moves along the optical axis direction.
  • the third actuator may be coupled to the third holder to provide an independent driving force to each of the at least one lens group.
  • the second lens unit 230 includes first to third lens groups, and the second lens group and the third lens group are moved, the second lens group and the third lens group are independent of each other.
  • a third actuator may be coupled to provide the driving force.
  • the x-axis may mean an axis parallel to the horizontal axis of the camera module 200 .
  • the x-axis may be horizontal to the optical axis of the second lens unit 230 .
  • the x-axis may be perpendicular to the light receiving surface of the sensor unit 240 .
  • the y-axis may be horizontal to the vertical axis of the camera module 200 .
  • the y-axis may be horizontal to the horizontal axis of the light-receiving surface of the sensor unit 240 .
  • the y-axis may be perpendicular to the vertical axis of the light-receiving surface of the sensor unit 240 .
  • the first optical axis OX1 of the first lens unit 210 and the second lens in a reference state, that is, a state in which the first lens unit 210 and the light path changing unit 220 do not move.
  • the second optical axes OX2 of the unit 230 may be perpendicular to each other. An intersection where the first optical axis OX1 and the second optical axis OX2 intersect may be formed on the reflective surface of the light path changer 220 .
  • the first lens unit 210 and the light path changing unit 220 may rotate about a rotation axis.
  • the first lens unit 210 and the light path changing unit 220 may rotate at a predetermined angle around the first rotational axis RX1 or at a predetermined angle around the second rotational axis RX2.
  • the first lens unit 210 and the light path changing unit 220 may implement the OIS function by rotating about the first rotation axis RX1 or the second rotation axis RX2 . That is, the rotation axis may be at least one of the first rotation axis RX1 and the second rotation axis RX2.
  • the second rotation axis RX2 may be an axis that passes through an intersection of the first and second optical axes OX1 and OX2 and is parallel to the x-axis.
  • the second rotation axis RX2 may be an axis passing through an intersection of the first optical axis OX1 and the second optical axis OX2 and perpendicular to the y-axis and the z-axis.
  • the second rotational axis RX2 may be perpendicular to the first rotational axis RX1.
  • the second rotation axis RX2 may refer to the second optical axis OX2.
  • the first lens unit 210 and the light path changing unit 220 may rotate in the same direction. According to an embodiment, when the optical path changing unit 220 rotates clockwise around the first rotational axis RX1 as a rotational axis, the first lens unit 210 rotates clockwise around the first rotational axis RX1 as a rotational axis. can rotate in either direction. According to an embodiment, when the optical path changer 220 rotates counterclockwise around the first rotational axis RX1 as a rotational axis, the first lens unit 210 rotates around the first rotational axis RX1 as a rotational axis. It can rotate counterclockwise.
  • 17 and 18 are views for explaining the rotation mechanism of the first lens unit and the light path changing unit according to the first embodiment of the present invention.
  • the first rotation angle RA1 may have a value twice the value of the second rotation angle RA2. At this time, since there may be errors in the process of realizing the rotation of the first lens unit 210 and the light path changing unit 220, the first rotation angle RA1 is exactly the second rotation angle RA2. It may not have a double value, and may have a more or less error value. Considering this error, according to an embodiment, the first rotation angle RA1 may have a value between 1.5 and 2.5 times the second rotation angle RA1. According to an embodiment, the first rotation angle RA1 may have a value between 1.8 and 2.2 times the second rotation angle RA2 .
  • the reflective surface of the light path changing unit 220 may be tilted in the vertical direction of the sensor unit 240 by a second rotational angle RA2 .
  • Light incident along the optical axis of the first light path changer 220 may be incident on the reflective surface of the light path changer 220 tilted in the vertical direction of the sensor unit 240 by the second rotation angle RA2. there is. Further, the light reflected by the tilted reflective surface may be output toward the second light path changing unit 220 , pass through the second light path changing unit 220 , and be input to the sensor unit 240 .
  • the first rotational angle RA1 may be twice the second rotational angle RA2.
  • the perpendicular line Perp of the reflective surface moved by the rotation of the optical path changer 220 and the first optical axis OX1 are formed.
  • the angle formed by the rotation of the optical path changing unit 220 may be the same as the angle formed by the second optical axis OX2 and the perpendicular Perp of the reflective surface moved by the rotation of the light path changing unit 220 .
  • 19 and 20 are diagrams for explaining the rotation structure of the first lens unit and the light path changing unit according to the second embodiment of the present invention.
  • the reflection surface of the light path changing unit 220 may be tilted in the left and right direction of the sensor unit 240 by a third rotational angle RA3.
  • the light incident along the optical axis of the first light path changer 220 may be incident on the reflective surface of the light path changer 220 tilted in the left and right direction of the sensor unit 240 by the third rotation angle RA3. there is.
  • the light reflected by the tilted reflective surface may be output toward the second lens unit 230 , pass through the second lens unit 230 , and be input to the sensor unit 240 .
  • the housing 250 may accommodate the first lens unit 210 , the first holder 211 , the first actuator 212 and the first ball 213 .
  • the housing 250 may accommodate the second lens unit 230 , the second holder 221 , the second actuator 222 and the second ball 223 .
  • the first lens unit 210 may be accommodated in the first holder 211 . According to an embodiment, the first lens unit 210 may be coupled to the first holder 211 through a lens barrel.
  • a first ball 213 may be disposed between the first guide groove of the first holder 211 and the first guide groove of the housing 250 .
  • the first guide grooves 211-1, 151-1, and 111 overlap each other. It can be rotated using the first ball 213 disposed between -2 and 151-2).

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈은 수광된 광의 경로를 제1 방향에서 제2 방향으로 변경하여 출력하는 제1 광학부; 상기 제1 광학부의 상측(image side)에 배치되며, 상기 제1 광학부로부터 수광된 광의 경로를 상기 제2 방향에서 제3 방향으로 변경하여 출력하는 제2 광학부; 상기 광학부의 상측에 배치되며, 상기 광학부로부터 출력된 광을 수광하는 제2 렌즈부; 및 상기 제2 렌즈부로부터 출력된 광을 수광하여 전기 신호를 생성하는 센서부;를 포함하고, 상기 센서부에 입사되는 광의 경로가 상기 센서부를 기준으로 상하방향으로 틸트하는 제1 OIS 모드에서, 상기 제1 광학부 및 상기 제2 광학부는 제1 회전축을 기준으로 회전한다.

Description

카메라 모듈
실시 예는 카메라 모듈에 관한 것이다.
일반적으로 카메라 모듈은 피사체의 광 이미지를 렌즈를 통해 입사받아 이미지에서 피사체의 광 이미지를 촬상한다.
카메라 모듈은 카메라폰, PDA 및 스마트폰 등 휴대용 이동통신 기기와 다양한 IT기기에 적용되고 있다.
이런 IT기기를 사용자가 손으로 그립(Grip)하여 피사체의 사진을 촬영하는 바, 카메라 모듈에 사용자의 손떨림에 의해 피사체의 광 이미지가 흔들리는 것을 보상하는 광학적 손떨림 보정에 대한 연구가 요구되고 있다. 광학적 손떨림 보정(Optical Image Stabilizer; OIS)이란, 광학 부품의 일부를 기계적으로 움직여 광경로를 바꾸어 흔들림을 보정하는 방식을 말한다. 이러한 OIS 방식을 적용하는 카메라 모듈은, 자동초점(Auto Focusing; AF) 모듈 전체를 구동하는 액추에이터(actuator)에 의해 OIS 기능이 함께 구현되고 있다.
다만, IT기기가 경박화되고 있는 추세이므로, 카메라 모듈의 사이즈도 줄여야 하므로, 카메라 모듈의 사이즈에 영향을 최소화시킬 수 있는 OIS 제어 기술의 개발이 시급한 실정이다.
실시 예는 OIS 기능을 구현할 수 있는 카메라 모듈을 제공하기 위한 것이다.
실시 예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈은 수광된 광의 경로를 제1 방향에서 제2 방향으로 변경하여 출력하는 제1 광학부; 상기 제1 광학부의 상측(image side)에 배치되며, 상기 제1 광학부로부터 수광된 광의 경로를 상기 제2 방향에서 제3 방향으로 변경하여 출력하는 제2 광학부; 상기 광학부의 상측에 배치되며, 상기 광학부로부터 출력된 광을 수광하는 제2 렌즈부; 및 상기 제1 렌즈부로부터 출력된 광을 수광하여 전기 신호를 생성하는 센서부;를 포함하고, 상기 센서부에 입사되는 광의 경로가 상기 센서부를 기준으로 상하방향으로 틸트하는 제1 OIS 모드에서, 상기 제1 광학부 및 상기 제2 광학부는 제1 회전축을 기준으로 회전한다.
상기 제1 회전축은, 상기 제1 렌즈부의 광축일 수 있다.
상기 제1 광학부 및 상기 제2 광학부는, 상기 제1 OIS 모드에서 서로 동일한 방향으로 회전할 수 있다.
상기 센서부에 입사되는 광의 경로가 상기 센서부를 기준으로 좌우방향으로 틸트하는 제2 OIS 모드에서, 상기 제1 광학부는 제2 회전축을 기준으로 회전할 수 있다.
상기 제2 회전축은, 상기 제1 광학부와 상기 제2 광학부 사이의 광축일 수 있다.
상기 제1 광학부는, 광이 입사되는 제1 입사면, 상기 제1 입사면을 통해 입사된 광이 반사되는 제1 반사면, 및 상기 제1 반사면을 통해 반사된 광이 출력되는 제1 출사면을 포함하고, 상기 제2 광학부는, 광이 입사되는 제2 입사면, 상기 제2 입사면을 통해 입사된 광이 반사되는 제2 반사면, 및 상기 제2 반사면을 통해 반사된 광이 출력되는 제2 출사면을 포함할 수 있다.
상기 제1 출사면은, 상기 제2 입사면과 평행하게 배치될 수 있다.
상기 제1 입사면은, 상기 제2 출사면과 수직하게 배치될 수 있다.
상기 제1 광학부의 물측에 배치되는 제2 렌즈부;를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 렌즈부는, 상기 제1 입사면에 일체로 형성되거나 상기 제1 광학부와 기구적으로 결합되어 일체로 움직일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈은, 광을 수광하는 제1 렌즈부; 상기 제1 렌즈부의 상측(image side)에 배치되며, 상기 제1 렌즈부를 통해 수광된 광의 경로를 변경하여 출력하는 광 경로 변경부; 상기 광 경로 변경부의 상측에 배치되며, 상기 광 경로 변경부로부터 출력된 광을 수광하는 제2 렌즈부;를 포함하고, 상기 제1 렌즈부 및 광 경로 변경부는, 제1 회전축을 중심으로 소정의 각도로 회전하거나 제2 회전축을 중심으로 소정의 각도로 회전한다.
상기 제1 렌즈부 및 광 경로 변경부는, 서로 동일한 방향으로 회전할 수 있다.
상기 제1 렌즈부는, 상기 광 경로 변경부가 제1 회전축을 중심으로 제1 회전 각도만큼 회전하는 경우, 상기 제1 회전 각도와 상이한 제2 회전 각도로 회전할 수 있다.
상기 제1 회전 각도는, 상기 제2 회전 각도보다 큰 값을 가질 수 있다.
상기 제1 회전 각도는, 상기 제2 회전 각도의 1.5배 내지 2.5배의 값을 가질 수 있다.
상기 제1 렌즈부는 및 상기 광 경로 변경부는, 상기 제2 회전축을 중심으로 회전하는 경우, 서로 동일한 각도로 회전할 수 있다.
상기 제1 회전축은, 상기 제2 회전축과 서로 수직할 수 있다.
상기 제1 회전축은, 상기 제1 렌즈부의 광축에 수직하고, 상기 제2 렌즈부의 광축에 수직할 수 있다.
상기 제1 렌즈부는, 양(+)의 파워를 가질 수 있다.
상기 제1 렌즈부는, 유효경의 에지부 두께가 상기 유효경의 중심부 두께보다 얇은 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다.
하우징; 상기 하우징 내부에 수용되고 상기 제1 렌즈부와 결합되는 제1 홀더; 및 상기 하우징 내부에 수용되고 상기 광 경로 변경부와 결합되는 제2 홀더;를 포함할 수 있다.
상기 제1 홀더는, 적어도 일면에 제1 가이드홈을 포함하고, 상기 하우징은, 상기 제1 가이드홈이 배치된 상기 제1 홀더의 적어도 일면에 대향하는 일면에 제1 가이드홈을 포함할 수 있다.
상기 제1 홀더의 제1 가이드홈 및 상기 하우징의 제1 가이드홈은, 원호(circular arc) 형상으로 형성되며, 상기 제1 홀더가 상기 하우징에 배치시 서로 오버랩될 수 있다.
상기 제2 홀더는, 적어도 일면에 제2 가이드홈을 포함하고, 상기 하우징은, 상기 제2 가이드홈이 배치된 상기 제2 홀더의 적어도 일면에 대향하는 일면에 제2 가이드홈을 포함할 수 있다.
상기 제2 홀더의 제2 가이드홈 및 상기 하우징의 제2 가이드홈은, 원호(circular arc) 형상으로 형성되며, 상기 제1 홀더가 상기 하우징에 배치시 서로 오버랩될 수 있다.
실시 예에 따르면, 소형화된 카메라 모듈에 OIS 기능을 제공할 수 있다.
또한, 높은 선명도의 영상을 제공할 수 있는 OIS 기능을 제공할 수 있다.
또한, 카메라 모듈의 OIS 구현시 높은 수광량을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 OIS 모드에서 카메라 모듈의 사시도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 OIS 모드에서 카메라 모듈의 평면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 OIS 모드에서 카메라 모듈의 정면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 OIS 모드에서 카메라 모듈의 측면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 OIS 모드에서 카메라 모듈의 사시도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 OIS 모드에서 카메라 모듈의 평면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 OIS 모드에서 카메라 모듈의 정면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 OIS 모드에서 카메라 모듈의 측면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 14은 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성도이다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 일부 구성을 일측면에서 바라본 도면이다.
도 17 및 도 18는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 렌즈부 및 광 경로 변경부의 회전 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 렌즈부 및 광 경로 변경부의 회전 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 일부의 단면을 도시한 도면이다.
도 22는 본 발명의 제2 실시예에 따른 하우징과 홀더의 일면을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속' 되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
우선, 도 1 내지 도 5를 통해 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성에 대해 살펴보도록 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성도이다. 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이다. 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 평면도이다. 도 3은 카메라 모듈의 z축 방향에서 바라본 평면도이다. 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 정면도이다. 도 4는 카메라 모듈의 x축 방향에서 바라본 정면도이다. 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 측면도이다. 도 5는 카메라 모듈의 y축 방향에서 바라본 측면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈(100)은 제1 광학부(110), 제2 광학부(120), 제1 렌즈부(130) 및 센서부(140)를 포함할 수 있고, 제2 렌즈부(150)를 더 포함할 수 있다.
제1 광학부(110)는 수광된 광의 경로를 변경하여 출력할 수 있다. 제1 광학부(110)는 수광된 광의 경로를 제1 방향에서 제2 방향으로 변경하여 출력할 수 있다. 여기서, 제1 방향은 카메라 모듈의 z축에 수평한 방향일 수 있다. 제2 방향은 카메라 모듈의 y축에 수평한 방향일 수 있다. 따라서, 제1 방향과 제2 방향은 서로 수직한 방향일 수 있다.
제1 광학부(110)의 물측(subject side)에 제2 렌즈부(150)가 배치된 경우, 제1 광학부(110)는 제2 렌즈부(150)를 통해 수광된 광의 경로를 변경하여 출력할 수 있다. 제1 광학부(110)는 제2 광학부(120)를 향해 경로가 변경된 광을 출력할 수 있다. 제2 렌즈부(150)의 광축인 제2 광축(OX2)(OX2)은 카메라 모듈의 z축에 수평할 수 있다. 따라서, 제2 과축(OS2)은 상기의 제1 방향에 수평하고, 제2 방향에 수직할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 광학부(110)는 프리즘으로 구성될 수 있다. 프리즘으로 구성되는 제1 광학부(110)는 제1 면, 제2 및 제3면을 포함할 수 있다. 제1 광학부(110)의 제1 면은 제1 입사면일 수 있다. 제1 입사면은 광을 입력받는 면일 수 있다. 제1 광학부(110)의 제2 면은 제1 반사면일 수 있다. 제1 반사면은 제1 입사면을 통해 입사된 광이 반사되는 면일 수 있다. 제1 광학부(110)의 제3 면은 제1 출사면일 수 있다. 제1 출사면은 제1 반사면을 통해 반사된 광이 출력하는 면일 수 있다. 이는, 제1 광학부(110)가 미러로 구성될 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
제1 광학부(110)는 카메라 모듈(100)의 OIS 기능을 구현하기 위해 움직일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 광학부(110)는 임의의 회전축을 중심으로 임의의 각도로 회전할 수 있다. 제1 광학부(110)가 임의의 각도로 회전함으로써 반사되는 광의 경로를 변경할 수 있다. 제1 광학부(110)는 제1 OIS 모드와 제2 OIS 모드에서 서로 다른 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 실시예에 따르면, 센서부(140)에 입사되는 광의 경로가 센서부(140)를 기준으로 상하방향으로 틸트하는 제1 OIS 모드에서, 제1 광학부(110)는 제1 회전축(RX1)을 기준으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전할 수 있다. 여기서, 제1 회전축(RX1)은 제1 렌즈부(130)의 광축과 동일할 수 있다. 반면, 센서부(140)에 입사되는 광의 경로가 센서부(140)를 기준으로 좌우방향으로 틸트하는 제2 OIS 모드에서, 제1 광학부(110)는 제2 회전축(RX2)을 기준으로 시계방향 또는 반시계반향으로 회전할 수 있다. 여기서, 제2 회전축(RX2)은 제1 광학부(110)의 중심과 제2 광학부(120)의 중심을 관통하는 가상의 축을 의미할 수 있다.
제1 광학부(110)의 OIS 기능을 구현하기 위하여, 카메라 모듈(100)은 제1 홀더 및 제1 액추에이터를 포함할 수 있다. 즉, 카메라 모듈(100)은 제1 홀더 및 제1 액추에이터를 이용하여 제1 광학부(110)를 임의의 회전축을 중심으로 임의의 각도로 회전시킬 수 있다. 제1 홀더는 카메라 모듈(100)의 하우징에 안착될 수 있다. 제1 홀더의 내부 수용공간에 제1 광학부(110)가 안착될 수 있다. 제1 홀더의 내부 수용공간에는 제1 광학부(110)가 수용될 수 있다. 제1 홀더는 베럴을 통해 제1 광학부(110)와 결합될 수 있다. 따라서, 제1 홀더의 움직임에 따라 제1 광학부(110)가 움직일 수 있다. 제1 액추에이터는 카메라 모듈(100)의 하우징에 안착될 수 있다. 제1 액추에이터는 카메라 모듈(100)의 내부 공간에 수용될 수 있다. 제1 액추에이터는 제1 홀더와 결합될 수 있다. 제1 액추에이터는 제1 홀더가 임의의 회전축으로 회전하도록 구동력을 제공할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 액추에이터는 적어도 하나의 마그넷과 이에 대향하는 적어도 하나의 코일을 포함하는 VCM(voice coil motor) 액추에이터일 수 있다. 이 경우, 코일 또는 마그넷은 홀더에 결합하고, 대향하는 마그넷 또는 코일은 하우징에 결합할 수 있다. 이외에도 제1 액추에이터는 엔코더(encoder) 액추에이터나 피에조(piezo) 엑추에이터와 같이 제1 홀더에 구동력을 제공할 수 있는 액추에이터로 구현될 수도 있다.
제2 광학부(120)는 수광된 광의 경로를 변경하여 출력할 수 있다. 제2 광학부(120)는 수광된 광의 경로를 제2 방향에서 제3 방향으로 변경하여 출력할 수 있다. 제2 광학부(120)는 제1 광학부(110)의 상측(image side)에 배치될 수 있고, 따라서, 제1 광학부(110)로부터 수광된 광의 경로를 제2 방향에서 제3 방향으로 변경하여 출력할 수 있다. 제2 광학부(120)는 제1 렌즈부(130)를 향해 경로가 변경된 광을 출력할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 광학부(120)는 프리즘으로 구성될 수 있다. 프리즘으로 구성되는 제2 광학부(120)는 제1 면, 제2 및 제3면을 포함할 수 있다. 제2 광학부(120)의 제1 면은 제2 입사면일 수 있다. 제2 입사면은 광을 입력받는 면일 수 있다. 제2 광학부(120)의 제2 면은 제2 반사면일 수 있다. 제2 반사면은 제2 입사면을 통해 입사된 광이 반사되는 면일 수 있다. 제2 광학부(120)의 제3 면은 제2 출사면일 수 있다. 제2 출사면은 제2 반사면을 통해 반사된 광이 출력하는 면일 수 있다. 제2 입사면은 제1 출사면에 대향하여 배치될 수 있다. 제2 입사면은 제1 출사면에 평행하게 배치될 수 있다. 제2 입사면은 제1 출사면에 대향하여 평행하게 배치될 수 있다. 제2 출사면은 제1 입사면에 수직하게 배치될 수 있다. 이는, 제2 광학부(120)가 미러로 구성될 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
제2 광학부(120)는 카메라 모듈(100)의 OIS 기능을 구현하기 위해 움직일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 광학부(120)는 임의의 회전축을 중심으로 임의의 각도로 회전할 수 있다. 제2 광학부(120)가 임의의 각도로 회전함으로써 반사되는 광의 경로를 변경할 수 있다. 제2 광학부(120)는 제1 OIS 모드와 제2 OIS 모드에서 서로 다른 형태로 구동할 수 있다. 실시예에 따르면, 센서부(140)에 입사되는 광의 경로가 센서부(140)를 기준으로 상하방향으로 틸트하는 제1 OIS 모드에서, 제2 광학부(120)는 제1 회전축(RX1)을 기준으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전할 수 있다. 즉, 제1 OIS 모드에서, 제2 광학부(120)는 제1 광학부(110)도 동일한 회전축을 기준으로 동일한 방향 및 동일한 각도로 회전할 수 있다. 반면, 센서부(140)에 입사되는 광의 경로가 센서부(140)를 기준으로 좌우방향으로 틸트하는 제2 OIS 모드에서, 제2 광학부(120)는 회전하지 않을 수 있다. 즉, 제2 OIS 모드에서 제2 광학부(120)는 움직이지 않을 수 있다.
제2 광학부(120)의 OIS 기능을 구현하기 위하여, 카메라 모듈(100)은 제2 홀더 및 제2 액추에이터를 포함할 수 있다. 즉, 카메라 모듈(100)은 제2 홀더 및 제2 액추에이터를 이용하여 제2 광학부(120)를 임의의 회전축을 중심으로 임의의 각도로 회전시킬 수 있다. 제2 홀더는 카메라 모듈(100)의 하우징에 안착될 수 있다. 제2 홀더의 내부 수용공간에 제2 광학부(120)가 안착될 수 있다. 제2 홀더의 내부 수용공간에는 제2 광학부(120)가 수용될 수 있다. 제2 홀더는 베럴을 통해 제2 광학부(120)와 결합될 수 있다. 따라서, 제2 홀더의 움직임에 따라 제2 광학부(120)가 움직일 수 있다. 제2 액추에이터는 카메라 모듈(100)의 하우징에 안착될 수 있다. 제2 액추에이터는 카메라 모듈(100)의 내부 공간에 수용될 수 있다. 제2 액추에이터는 제2 홀더와 결합될 수 있다. 제2 액추에이터는 제2 홀더가 임의의 회전축으로 회전하도록 구동력을 제공할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 액추에이터는 적어도 하나의 마그넷과 이에 대향하는 적어도 하나의 코일을 포함하는 VCM(voice coil motor) 액추에이터일 수 있다. 이 경우, 코일 또는 마그넷은 홀더에 결합하고, 대향하는 마그넷 또는 코일은 하우징에 결합할 수 있다. 이외에도 제2 액추에이터는 엔코더(encoder) 액추에이터나 피에조(piezo) 엑추에이터와 같이 제2 홀더에 구동력을 제공할 수 있는 액추에이터로 구현될 수도 있다.
제1 렌즈부(130)는 제2 광학부(120)의 상측에 배치되며, 제2 광학부(120)로부터 출력된 광을 수광할 수 있다. 제1 렌즈부(130)는 제2 광학부(120)에 의해 반사된 광을 수광할 수 있다. 제1 렌즈부(130)는 수광된 광을 센서부(140)로 출력할 수 있다.
제1 렌즈부(130)는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 적어도 하나의 렌즈군을 형성할 수 있다. 따라서, 제1 렌즈부(130)는 적어도 하나의 렌즈군을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 렌즈군은 제1 렌즈부(130)의 광축을 따라 이동함으로써 카메라 모듈(100)에 주밍(zooming) 기능이나 포커싱(focusing) 기능을 제공할 수 있다. 예를 들어, 제1 렌즈부(130)는 제1 내지 제3 렌즈군으로 형성될 수 있고, 제1 렌즈군은 고정되고, 제2 렌즈군은 광축을 따라 이동함으로써 주밍 기능을 제공하고, 제3 렌즈군은 광축을 따라 이동함으로써 포커싱 기능을 제공할 수 있다.
제1 렌즈부(130)의 주밍 및 포커싱 기능 중 적어도 하나를 구현하기 위하여, 카메라 모듈(100)은 제3 홀더 및 제3 액추에이터를 포함할 수 있다. 즉, 카메라 모듈(100)은 제3 홀더 및 제3 액추에이터를 이용하여 제1 렌즈부(130)를 광축을 따라 이동시켜 주밍 및 포커싱 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
제3 홀더는 카메라 모듈(100)의 하우징에 안착될 수 있다. 제3 홀더의 내부 수용공간에 제1 렌즈부(130)가 안착될 수 있다. 제3 홀더의 내부 수용공간에는 제1 렌즈부(130)가 수용될 수 있다. 제3 홀더는 베럴을 통해 제1 렌즈부(130)와 결합될 수 있다. 따라서, 제3 홀더의 움직임에 따라 제1 렌즈부(130)가 움직일 수 있다. 제1 렌즈부(130)가 적어도 하나의 렌즈군을 포함하는 경우, 제3 홀더는 적어도 하나의 렌즈군 각각에 대해 결합될 수 있다. 적어도 하나의 렌즈군은 각각의 베럴을 통해 각각의 제3 홀더에 결합될 수 있다. 따라서, 적어도 하나의 렌즈군은 각각에 결합된 제3 홀더의 움직임에 따라 독립적으로 이동할 수 있다.
제3 액추에이터는 카메라 모듈(100)의 하우징에 안착될 수 있다. 제3 액추에이터는 카메라 모듈(100)의 내부 공간에 수용될 수 있다. 제3 액추에이터는 제3 홀더와 결합될 수 있다. 제3 액추에이터는 제3 홀더가 제2 렌즈군의 광축 방향을 따라 이동하도록 구동력을 제공할 수 있다. 제3 홀더가 제2 렌즈군의 광축 방향을 따라 이동함으로써 제1 렌즈부(130)가 광축 방향을 따라 이동하게 된다. 제1 렌즈부(130)가 적어도 하나의 렌즈군을 포함할 경우, 제3 액추에이터는 적어도 하나의 렌즈군 각각에 독립적인 구동력을 제공하도록 제3 홀더에 결합될 수 있다. 예를 들어, 제1 렌즈부(130)가 제1 내지 제3 렌즈군을 포함하고, 이 중 제2 렌즈군과 제3 렌즈군이 이동할 경우, 제2 렌즈군과 제3 렌즈군 각각에 독립적인 구동력을 제공하도록 제3 액추에이터가 결합될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제3 액추에이터는 적어도 하나의 마그넷과 이에 대향하는 적어도 하나의 코일을 포함하는 VCM(voice coil motor) 액추에이터일 수 있다. 이 경우, 코일 또는 마그넷은 홀더에 결합하고, 대향하는 마그넷 또는 코일은 하우징에 결합할 수 있다. 이외에도 제3 액추에이터는 엔코더(encoder) 액추에이터나 피에조(piezo) 엑추에이터와 같이 제3 홀더에 구동력을 제공할 수 있는 액추에이터로 구현될 수도 있다.
센서부(140)는 제1 렌즈부(130)로부터 출력된 광을 수광할 수 있다. 센서부(140)는 수광된 광을 전기신호로 변환하여 출력할 수 있다.
제2 렌즈부(150)는 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 렌즈부(150)는 하나의 렌즈로 구성될 수 있다. 다른 실시예로, 제2 렌즈부(150)는 복수의 렌즈로 구성될 수 있다. 제2 렌즈부(150)는 카메라 모듈(100)이 적용되는 애플리케이션 등에 따라 렌즈의 개수가 상이할 수 있다.
제2 렌즈부(150)는 광을 수광할 수 있다. 제2 렌즈부(150)는 피사체로부터 입사되는 광을 수광할 수 있다. 제2 렌즈부(150)는 적어도 하나의 수광 렌즈를 포함할 수 있다. 제2 렌즈부(150)는 광을 집광할 수 있다. 제2 렌즈부(150)는 피사체로부터 입사되는 광을 집광할 수 있다. 제2 렌즈부(150)는 적어도 하나의 집광 렌즈를 포함할 수 있다.
제2 렌즈부(150)는 양(+)의 파워를 가질 수 있다. 제2 렌즈부(150)가 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈군으로 구성되는 경우, 렌즈군 전체가 양(+)의 파워를 가질 수 있다. 제2 렌즈부(150)가 하나의 렌즈로 구성되는 경우, 하나의 렌즈는 양(+)의 파워를 가질 수 있다.
제2 렌즈부(150)는 유효경의 에지부 두께가 유효경의 중심부 두께보다 얇은 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 제2 렌즈부(150)가 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈군으로 구성되는 경우, 복수의 렌즈 중 적어도 하나는 유효경의 에지부 두께가 유효경의 중심부 두께보다 얇을 수 있다. 제2 렌즈부(150)가 하나의 렌즈로 구성되는 경우, 하나의 렌즈는 유효경의 에지부 두께가 유효경의 중심부 두께보다 얇을 수 있다.
제2 렌즈부(150)는 적어도 하나의 볼록 렌즈를 포함할 수 있다. 제2 렌즈부(150)가 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈군으로 구성되는 경우, 복수의 렌즈 중 적어도 하나는 볼록 렌즈일 수 있다. 제2 렌즈부(150)가 하나의 렌즈로 구성되는 경우, 하나의 렌즈는 볼록 렌즈일 수 있다.
상기와 같이 제2 렌즈부(150)가 구성됨으로써, 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈(100)은 F수(F number, Fno)를 향상시켜 수광량을 증가시킬 수 있다.
제2 렌즈부(150)는 제1 광학부(110)의 물측(object side)에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 렌즈부(150)는 제1 입사면에 일체로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 광학부(110)의 회전시 제2 렌즈부(150) 역시 일체로 회전할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 렌즈부(150)는 제1 광학부(110)와 기구적으로 결합되어 일체로 움직이도록 형성될 수 있다. 제2 렌즈부(150)는 제1 광학부(110)의 제1 입사면에 대향하여 기구적으로 결합되도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 광학부(110)의 회전시 제2 렌즈부(150) 역시 일체로 회전할 수 있다.
이하에서는, 도 6 내지 도 9를 통해 본 발명의 실시예에 따른 제1 OIS 모드에서의 구동 메커니즘을 살펴보도록 한다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 OIS 모드에서 카메라 모듈의 사시도를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 OIS 모드에서 카메라 모듈의 평면도를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 OIS 모드에서 카메라 모듈의 정면도를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 OIS 모드에서 카메라 모듈의 측면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 센서부(140)에 입사되는 광의 경로가 센서부(140)를 기준으로 상하방향으로 틸트하는 제1 OIS 모드에서, 본 발명의 실시예에 따른 제1 광학부(110) 및 제2 광학부(120)는 제1 OIS 모드에서 움직일 수 있다. 제1 OIS 모드에서, 제1 광학부(110) 및 제2 광학부(120)는 제1 회전축(RX1)을 기준으로 회전할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 회전축(RX1)은 제1 렌즈부(130)의 광축인 제1 광축(OS1)과 동일할 수 있다. 제1 회전축(RX1)은 카메라 모듈(100)의 x축과 수평할 수 있다. 제1 회전축(RX1)은 카메라 모듈(100)의 y축과 수직할 수 있다. 제1 회전축(RX1)은 카메라 모듈(100)의 z축과 수직할 수 있다.
제1 광학부(110) 및 제2 광학부(120)는 제1 OIS 모드에서 서로 동일한 방향으로 회전할 수 있다. 예를 들어, 제1 OIS 모드에서, 제1 광학부(110)가 제1 회전축(RX1)을 기준으로 시계방향으로 회전하는 경우, 제2 광학부(120) 역시 제1 회전축(RX1)을 기준으로 시계방향으로 회전할 수 있다. 제1 OIS 모드에서, 제1 광학부(110)가 제1 회전축(RX1)을 기준으로 반시계방향으로 회전하는 경우, 제2 광학부(120) 역시 제1 회전축(RX1)을 기준으로 반시계방향으로 회전할 수 있다.
제1 광학부(110) 및 제2 광학부(120)는 제1 OIS 모드에서 서로 동일한 각도로 회전할 수 있다. 예를 들어, 제1 OIS 모드에서, 제1 광학부(110)가 제1 회전축(RX1)을 기준으로 시계방향으로 5도 회전하는 경우, 제2 광학부(120) 역시 제1 회전축(RX1)을 기준으로 시계방향으로 5도 회전할 수 있다. 제1 OIS 모드에서, 제1 광학부(110)가 제1 회전축(RX1)을 기준으로 반시계방향으로 3도 회전하는 경우, 제2 광학부(120) 역시 제1 회전축(RX1)을 기준으로 반시계방향으로 3도 회전할 수 있다.
제1 광학부(110) 및 제2 광학부(120)는 제1 OIS 모드에서 일체로 회전할 수 있다. 예를 들어, 제1 OIS 모드에서, 제1 광학부(110)가 제1 회전축(RX1)을 기준으로 시계방향으로 회전시, 제2 광학부(120) 역시 제1 회전축(RX1)을 기준으로 시계방향으로 회전할 수 있다. 제1 OIS 모드에서, 제1 광학부(110)가 제1 회전축(RX1)을 기준으로 반시계방향으로 회전시, 제2 광학부(120) 역시 제1 회전축(RX1)을 기준으로 반시계방향으로 회전할 수 있다. 이를 위해, 제1 OIS 모드에서 제1 광학부(110) 및 제2 광학부(120)는 서로 동일한 액추에이터에 의해 회전할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 광학부(110) 및 제2 광학부(120)는 서로 다른 액추에이터에 의해 제1 OIS 모드에서 회전할 수도 있다.
이하에서는, 도 10 내지 도 13을 통해 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 OIS 모드에서의 구동 메커니즘을 살펴보도록 한다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 OIS 모드에서 카메라 모듈의 사시도를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 OIS 모드에서 카메라 모듈의 평면도를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 OIS 모드에서 카메라 모듈의 정면도를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 OIS 모드에서 카메라 모듈의 측면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
센서부(140)에 입사되는 광의 경로가 센서부(140)를 기준으로 좌우방향으로 틸트하는 제2 OIS 모드에서, 제1 광학부(110)는 제2 회전축(RX2)을 기준으로 회전할 수 있다.
도 10 내지 도 13을 참조하면, 센서부(140)에 입사되는 광의 경로가 센서부(140)를 기준으로 좌우방향으로 틸트하는 제2 OIS 모드에서, 본 발명의 실시예에 따른 제1 광학부(110)는 움직일 수 있다. 제2 OIS 모드에서, 제1 광학부(110)는 제2 회전축(RX2)을 기준으로 회전할 수 있다. 이때, 제2 광학부(120)는 움직이지 않을 수 있다. 즉, 제2 OIS 모드에서 제1 광학부(110)만 움직일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 회전축(RX2)은 제1 광학부(110)와 제2 광학부(120) 사이의 광축과 동일할 수 있다. 즉, 제2 회전축(RX2)은 OIS 모드 제어가 없는 상태에서 제1 광학부(110)의 중심과 제2 광학부(120)의 중심을 잇는 광축과 동일할 수 있다. 제2 회전축(RX2)은 카메라 모듈(100)의 y축과 수평할 수 있다. 제2 회전축(RX2)은 카메라 모듈(100)의 x축과 수직할 수 있다. 제2 회전축(RX2)은 카메라 모듈(100)의 z축과 수직할 수 있다.
제1 광학부(110)는 제2 OIS 모드에서 회전할 수 있다. 예를 들어, 제2 OIS 모드에서, 제1 광학부(110)는 제2 회전축(RX2)을 기준으로 시계방향으로 회전할 수 있다. 이때, 제2 광학부(120)는 회전하지 않을 수 있다. 제2 OIS 모드에서, 제1 광학부(110)는 제2 회전축(RX2)을 기준으로 반시계방향으로 회전할 수 있다. 이때, 제2 광학부(120)는 회전하지 않을 수 있다. 이에 따라, 제2 OIS 모드에서는 제1 광학부(110)에서만 광을 틸트하여 반사하게 될 수 있다.
상기에서는 제1 OIS 모드와 제2 OIS 모드를 각각 설명하고 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈은 제1 OIS 모드와 제2 OIS 모드를 동시에 구동할 수도 있다. 이에 따라, 센서부(140)를 기준으로 상하좌우방향으로 틸트하여 OIS 기능을 구현할 수 있다.
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성도이다.
도 14을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈(200)은 제1 렌즈부(210), 광 경로 변경부(220), 제2 렌즈부(230), 센서부(240) 및 하우징(250)을 포함할 수 있다.
제1 렌즈부(210)는 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 렌즈부(210)는 하나의 렌즈로 구성될 수 있다. 다른 실시예로, 제1 렌즈부(210)는 복수의 렌즈로 구성될 수 있다. 제1 렌즈부(210)는 카메라 모듈(200)이 적용되는 애플리케이션 등에 따라 렌즈의 개수가 상이할 수 있다.
제1 렌즈부(210)는 광을 수광할 수 있다. 제1 렌즈부(210)는 피사체로부터 입사되는 광을 수광할 수 있다. 제1 렌즈부(210)는 적어도 하나의 수광 렌즈를 포함할 수있다. 제1 렌즈부(210)는 광을 집광할 수 있다. 제1 렌즈부(210)는 피사체로부터 입사되는 광을 집광할 수 있다. 제1 렌즈부(210)는 적어도 하나의 집광 렌즈를 포함할 수 있다.
제1 렌즈부(210)는 양(+)의 파워를 가질 수 있다. 제1 렌즈부(210)가 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈군으로 구성되는 경우, 렌즈군 전체가 양(+)의 파워를 가질 수 있다. 제1 렌즈부(210)가 하나의 렌즈로 구성되는 경우, 하나의 렌즈는 양(+)의 파워를 가질 수 있다.
제1 렌즈부(210)는 유효경의 에지부 두께가 유효경의 중심부 두께보다 얇은 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 제1 렌즈부(210)가 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈군으로 구성되는 경우, 복수의 렌즈 중 적어도 하나는 유효경의 에지부 두께가 유효경의 중심부 두께보다 얇을 수 있다. 제1 렌즈부(210)가 하나의 렌즈로 구성되는 경우, 하나의 렌즈는 유효경의 에지부 두께가 유효경의 중심부 두께보다 얇을 수 있다.
제1 렌즈부(210)는 적어도 하나의 볼록 렌즈를 포함할 수 있다. 제1 렌즈부(210)가 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈군으로 구성되는 경우, 복수의 렌즈 중 적어도 하나는 볼록 렌즈일 수 있다. 제1 렌즈부(210)가 하나의 렌즈로 구성되는 경우, 하나의 렌즈는 볼록 렌즈일 수 있다.
상기와 같이 제1 렌즈부(210)가 구성됨으로써, 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈(200)은 F수(F number, Fno)를 향상시켜 수광량을 증가시킬 수 있다.
제1 렌즈부(210)는 카메라 모듈(200)의 OIS 기능을 구현하기 위해 움직일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 렌즈부(210)는 임의의 회전축을 중심으로 임의의 각도로 회전할 수 있다. 제1 렌즈부(210)가 임의의 각도로 회전함으로써 입사되는 광의 경로를 변경할 수 있다.
제1 렌즈부(210)의 OIS 기능을 구현하기 위하여, 카메라 모듈(200)은 제1 홀더 및 제1 액추에이터를 포함할 수 있다. 즉, 카메라 모듈(200)은 제1 홀더 및 제1 액추에이터를 이용하여 제1 렌즈부(210)를 임의의 회전축을 중심으로 임의의 각도로 회전시킬 수 있다.
제1 홀더는 카메라 모듈(200)의 하우징(250)에 안착될 수 있다. 제1 홀더의 내부 수용공간에 제1 렌즈부(210)가 안착될 수 있다. 제1 홀더의 내부 수용공간에는 제1 렌즈부(210)가 수용될 수 있다. 제1 홀더는 렌즈 베럴을 통해 제1 렌즈부(210)와 결합될 수 있다. 따라서, 제1 홀더의 움직임에 따라 제1 렌즈부(210)가 움직일 수 있다.
제1 액추에이터는 카메라 모듈(200)의 하우징(250)에 안착될 수 있다. 제1 액추에이터는 카메라 모듈(200)의 내부 공간에 수용될 수 있다. 제1 액추에이터는 제1 홀더와 결합될 수 있다. 제1 액추에이터는 제1 홀더가 임의의 회전축으로 회전하도록 구동력을 제공할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 액추에이터는 적어도 하나의 마그넷과 이에 대향하는 적어도 하나의 코일을 포함하는 VCM(voice coil motor) 액추에이터일 수 있다. 이 경우, 코일 또는 마그넷은 홀더에 결합하고, 대향하는 마그넷 또는 코일은 하우징(250)에 결합할 수 있다. 이외에도 제1 액추에이터는 엔코더(encoder) 액추에이터나 피에조(piezo) 엑추에이터와 같이 제1 홀더에 구동력을 제공할 수 있는 액추에이터로 구현될 수도 있다.
광 경로 변경부(220)는 제1 렌즈부(210)를 통해 수광된 광의 경로를 변경하여 출력할 수 있다. 광 경로 변경부(220)는 제1 렌즈부(210)로부터 입사된 광을 반사시켜 제2 렌즈부(230)로 출력할 수 있다.
광 경로 변경부(220)는 제1 렌즈부(210)로부터 입사된 광을 반사시켜 제2 렌즈부(230)로 출력할 수 있는 광학부재로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 광 경로 변경부(220)는 프리즘으로 구성될 수 있다. 프리즘은 제1 렌즈부(210)로부터 광이 입사되는 제1 면, 제1 면을 통해 입사된 광이 반사되는 제2 면, 및 제2 면을 통해 반사된 광이 출력되는 제3 면을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 광 경로 변경부(220)는 미러로 구성될 수 있다. 미러는 제1 렌즈부(210)로부터 입력된 광을 반사하는 반사면을 포함할 수 있다. 이와 같이, 광 경로 변경부(220)는 외부(예컨대, 물체)로부터 입사된 광을 카메라 모듈(200) 내부로 반사할 수 있다. 예를 들어, 광 경로 변경부(220)는 입사된 광을 이미지 센서 방향으로 반사할 수 있다. 이로써, 카메라 모듈(200)은 두께가 최소화하면서 광 경로를 확장하여 높은 범위의 배율을 제공할 수도 있음을 이해해야 한다.
광 경로 변경부(220)는 카메라 모듈(200)의 OIS 기능을 구현하기 위해 움직일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 광 경로 변경부(220)는 임의의 회전축을 중심으로 임의의 각도로 회전할 수 있다. 광 경로 변경부(220)가 임의의 각도로 회전함으로써 반사되는 광의 경로를 변경할 수 있다.
광 경로 변경부(220)의 OIS 기능을 구현하기 위하여, 카메라 모듈(200)은 제2 홀더 및 제2 액추에이터를 포함할 수 있다. 즉, 카메라 모듈(200)은 제2 홀더 및 제2 액추에이터를 이용하여 광 경로 변경부(220)를 임의의 회전축을 중심으로 임의의 각도로 회전시킬 수 있다.
제2 홀더는 카메라 모듈(200)의 하우징(250)에 안착될 수 있다. 제2 홀더의 내부 수용공간에 광 경로 변경부(220)가 안착될 수 있다. 제2 홀더의 내부 수용공간에는 광 경로 변경부(220)가 수용될 수 있다. 제2 홀더는 렌즈 베럴을 통해 광 경로 변경부(220)와 결합될 수 있다. 따라서, 제2 홀더의 움직임에 따라 광 경로 변경부(220)가 움직일 수 있다.
제2 액추에이터는 카메라 모듈(200)의 하우징(250)에 안착될 수 있다. 제2 액추에이터는 카메라 모듈(200)의 내부 공간에 수용될 수 있다. 제2 액추에이터는 제2 홀더와 결합될 수 있다. 제2 액추에이터는 제2 홀더가 임의의 회전축으로 회전하도록 구동력을 제공할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 액추에이터는 적어도 하나의 마그넷과 이에 대향하는 적어도 하나의 코일을 포함하는 VCM(voice coil motor) 액추에이터일 수 있다. 이 경우, 코일 또는 마그넷은 홀더에 결합하고, 대향하는 마그넷 또는 코일은 하우징(250)에 결합할 수 있다. 이외에도 제2 액추에이터는 엔코더(encoder) 액추에이터나 피에조(piezo) 엑추에이터와 같이 제2 홀더에 구동력을 제공할 수 있는 액추에이터로 구현될 수도 있다.
제2 렌즈부(230)는 광 경로 변경부(220)로부터 출력된 광을 수광할 수 있다. 제2 렌즈부(230)는 광 경로 변경부(220)에 의해 반사된 광을 수광할 수 있다. 제2 렌즈부(230)는 수광된 광을 이미지 센서부(240)로 출력할 수 있다.
제2 렌즈부(230)는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 적어도 하나의 렌즈군을 형성할 수 있다. 따라서, 제2 렌즈부(230)는 적어도 하나의 렌즈군을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 렌즈군은 제2 렌즈부(230)의 광축을 따라 이동함으로써 카메라 모듈(200)에 주밍(zooming) 기능이나 포커싱(focusing) 기능을 제공할 수 있다. 예를 들어, 제2 렌즈부(230)는 제1 내지 제3 렌즈군으로 형성될 수 있고, 제1 렌즈군은 고정되고, 제2 렌즈군은 광축을 따라 이동함으로써 주밍 기능을 제공하고, 제3 렌즈군은 광축을 따라 이동함으로써 포커싱 기능을 제공할 수 있다.
제2 렌즈부(230)의 주밍 및 포커싱 기능 중 적어도 하나를 구현하기 위하여, 카메라 모듈(200)은 제3 홀더 및 제3 액추에이터를 포함할 수 있다. 즉, 카메라 모듈(200)은 제3 홀더 및 제3 액추에이터를 이용하여 제2 렌즈부(230)를 광축을 따라 이동시켜 주밍 및 포커싱 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
제3 홀더는 카메라 모듈(200)의 하우징(250)에 안착될 수 있다. 제3 홀더의 내부 수용공간에 제2 렌즈부(230)가 안착될 수 있다. 제3 홀더의 내부 수용공간에는 제2 렌즈부(230)가 수용될 수 있다. 제3 홀더는 렌즈 베럴을 통해 제2 렌즈부(230)와 결합될 수 있다. 따라서, 제3 홀더의 움직임에 따라 제2 렌즈부(230)가 움직일 수 있다. 제2 렌즈부(230)가 적어도 하나의 렌즈군을 포함하는 경우, 제3 홀더는 적어도 하나의 렌즈군 각각에 대해 결합될 수 있다. 적어도 하나의 렌즈군은 각각의 렌즈 베럴을 통해 각각의 제3 홀더에 결합될 수 있다. 따라서, 적어도 하나의 렌즈군은 각각에 결합된 제3 홀더의 움직임에 따라 독립적으로 이동할 수 있다.
제3 액추에이터는 카메라 모듈(200)의 하우징(250)에 안착될 수 있다. 제3 액추에이터는 카메라 모듈(200)의 내부 공간에 수용될 수 있다. 제3 액추에이터는 제3 홀더와 결합될 수 있다. 제3 액추에이터는 제3 홀더가 제2 렌즈군의 광축 방향을 따라 이동하도록 구동력을 제공할 수 있다. 제3 홀더가 제2 렌즈군의 광축 방향을 따라 이동함으로써 제2 렌즈부(230)가 광축 방향을 따라 이동하게 된다. 제2 렌즈부(230)가 적어도 하나의 렌즈군을 포함할 경우, 제3 액추에이터는 적어도 하나의 렌즈군 각각에 독립적인 구동력을 제공하도록 제3 홀더에 결합될 수 있다. 예를 들어, 제2 렌즈부(230)가 제1 내지 제3 렌즈군을 포함하고, 이 중 제2 렌즈군과 제3 렌즈군이 이동할 경우, 제2 렌즈군과 제3 렌즈군 각각에 독립적인 구동력을 제공하도록 제3 액추에이터가 결합될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제3 액추에이터는 적어도 하나의 마그넷과 이에 대향하는 적어도 하나의 코일을 포함하는 VCM(voice coil motor) 액추에이터일 수 있다. 이 경우, 코일 또는 마그넷은 홀더에 결합하고, 대향하는 마그넷 또는 코일은 하우징(250)에 결합할 수 있다. 이외에도 제3 액추에이터는 엔코더(encoder) 액추에이터나 피에조(piezo) 엑추에이터와 같이 제3 홀더에 구동력을 제공할 수 있는 액추에이터로 구현될 수도 있다.
이미지 센서부(240)는 제2 렌즈부(230)로부터 출력된 광을 수광할 수 있다. 이미지 센서부(240)는 수광된 광을 전기신호로 변환하여 출력할 수 있다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 일부 구성을 일측면에서 바라본 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 제1 렌즈부(210), 광 경로 변경부(220), 제2 렌즈부(230) 및 센서부(240)를 y축 방향에서 바라본 도면이고, 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 제1 렌즈부(210), 광 경로 변경부(220), 제2 렌즈부(230) 및 센서부(240)를 x축 방향에서 바라본 도면이다.
도 15 및 도 16에서, x축은 카메라 모듈(200)의 가로축에 수평한 축을 의미할 수 있다. x축은 제2 렌즈부(230)의 광축에 수평할 수 있다. x축은 센서부(240)의 수광면에 수직할 수 있다. y축은 카메라 모듈(200)의 세로축에 수평할 수 있다. y축은 센서부(240)의 수광면의 가로축에 수평할 수 있다. y축은 센서부(240)의 수광면의 세로축에 수직할 수 있다. y축은 제2 렌즈부(230)의 광축에 수직할 수 있다. z축은 카메라 모듈(200)의 높이축에 수평할 수 있다. z축은 센서부(240)의 수광면의 세로축에 수평할 수 있다. z축은 센서부(240)의 수광면의 가로축에 수직할 수 있다. z축은 제2 렌즈부(230)의 광축에 수직할 수 있다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 제1 렌즈부(210), 광 경로 변경부(220) 및 제2 렌즈부(230)는 물측에서 상측으로 순차적으로 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 렌즈부(210)는 광 경로 변경부(220)의 물측(object side)에 배치될 수 있다. 광 경로 변경부(220)는 제1 렌즈부(210)의 상측(image side)에 배치될 수 있다. 제2 렌즈부(230)는 광 경로 변경부(220)의 상측에 배치될 수 있다. 따라서, 카메라 모듈(200)로 입사된 광은 제1 렌즈부(210), 광 경로 변경부(220), 제2 렌즈부(230)를 순차적으로 거쳐 센서부(240)에 입력될 수 있다. 제1 렌즈부(210)를 통해 입사된 광은 광 경로 변경부(220)의 반사면에서 반사되고, 반사면에서 반사된 광은 제2 렌즈부(230)를 거쳐 센서부(240)에 입력될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 기준 상태, 즉, 제1 렌즈부(210) 및 광 경로 변경부(220)가 움직이지 않은 상태에서 제1 렌즈부(210)의 제1 광축(OX1)과 제2 렌즈부(230)의 제2 광축(OX2)은 서로 수직할 수 있다. 제1 광축(OX1)과 제2 광축(OX2)이 서로 교차하는 교차점은 광 경로 변경부(220)의 반사면에 형성될 수 있다. 교차점을 지나는 반사면의 수선(Perp)과 제1 광축(OX1)이 이루는 각도(즉, 입사각, θ1))는 수선(Perp)과 제2 회전축(RX2)이 이루는 각도(즉, 반사각, θ2)와 서로 동일할 수 있다. 따라서, 제1 광축(OX1)을 따라 제1 렌즈부(210)를 통해 입사된 광은 광 경로 변경부(220)의 반사면에서 반사되어 제2 광축(OX2)을 따라 제2 렌즈부(230)으로 출력될 수 있다.
제1 렌즈부(210) 및 광 경로 변경부(220)는 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 제1 렌즈부(210) 및 광 경로 변경부(220)는 제1 회전축(RX1)을 중심으로 소정의 각도로 회전하거나 제2 회전축(RX2)을 중심으로 소정의 각도로 회전할 수 있다. 제1 렌즈부(210) 및 광 경로 변경부(220)는 회전축인 제1 회전축(RX1) 또는 제2 회전축(RX2)을 중심으로 회전함으로써 OIS 기능을 구현할 수 있다. 즉, 회전축은 제1 회전축(RX1) 또는 제2 회전축(RX2) 중 적어도 하나일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 렌즈부(210) 및 광 경로 변경부(220)는 제1 회전축(RX1)을 중심으로 소정의 각도로 회전할 수 있다. 즉, 제1 렌즈부(210) 및 광 경로 변경부(220)는 제1 회전축(RX1)을 회전축으로 하여 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 여기서, 제1 회전축(RX1)은 제1 광축(OX1) 및 제2 광축(OX2)에 수직한 축을 의미할 수 있다. 제1 회전축(RX1)은 제1 광축(OX1)과 제2 광축(OX2)의 교차점을 지나고, 제1 광축(OX1)과 제2 광축(OX2)에 수직한 축을 의미할 수 있다. 제1 회전축(RX1)은 제1 광축(OX1)과 제2 광축(OX2)의 교차점을 지나고 y축에 수평한 축일 수 있다. 제1 회전축(RX1)은 제1 광축(OX1)과 제2 광축(OX2)의 교차점을 지나고 x축 및 z축에 수직한 축일 수 있다. 제1 회전축(RX1)은 제2 회전축(RX2)에 수직할 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 제1 렌즈부(210) 및 광 경로 변경부(220)는 제2 회전축(RX2)을 중심으로 소정의 각도로 회전할 수 있다. 즉, 제1 렌즈부(210) 및 광 경로 변경부(220)는 제2 회전축(RX2)을 회전축으로 하여 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 여기서, 제2 회전축(RX2)은 제1 광축(OX1)과 제1 회전축(RX1)에 수직한 축을 의미할 수 있다. 제2 회전축(RX2)은 제1 광축(OX1)과 제2 광축(OX2)의 교차점을 지나고, 제1 광축(OX1)과 제1 회전축(RX1)에 수직한 축을 의미할 수 있다. 제2 회전축(RX2)은 제1 광축(OX1)과 제2 광축(OX2)의 교차점을 지나고 x축에 수평한 축일 수 있다. 제2 회전축(RX2)은 제1 광축(OX1)과 제2 광축(OX2)의 교차점을 지나고 y축 및 z축에 수직한 축일 수 있다. 제2 회전축(RX2)은 제1 회전축(RX1)에 수직할 수 있다. 제2 회전축(RX2)은 제2 광축(OX2)을 의미할 수 있다.
제1 렌즈부(210) 및 광 경로 변경부(220)는 서로 동일한 방향으로 회전할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 광 경로 변경부(220)가 제1 회전축(RX1)을 회전축으로 하여 시계방향으로 회전할 경우, 제1 렌즈부(210)는 제1 회전축(RX1)을 회전축으로 하여 시계방향으로 회전할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 광 경로 변경부(220)가 제1 회전축(RX1)을 회전축으로 하여 반시계방향으로 회전할 경우, 제1 렌즈부(210)는 제1 회전축(RX1)을 회전축으로 하여 반시계방향으로 회전할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 광 경로 변경부(220)가 제2 회전축(RX2)을 회전축으로 하여 시계방향으로 회전할 경우, 제1 렌즈부(210)는 제2 회전축(RX2)을 회전축으로 하여 시계방향으로 회전할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 광 경로 변경부(220)가 제2 회전축(RX2)을 회전축으로 하여 반시계방향으로 회전할 경우, 제1 렌즈부(210)는 제2 회전축(RX2)을 회전축으로 하여 반시계방향으로 회전할 수 있다.
제1 렌즈부(210)와 광 경로 변경부(220)는 어떠한 회전축을 기준으로 회전하는지에 따라 회전 각도가 서로 상이하거나 서로 동일할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 렌즈부(210)와 광 경로 변경부(220)가 제1 회전축(RX1)을 회전축으로 하여 시계방향 또는 반시계방향으로 회전할 경우, 제1 렌즈부(210)와 광 경로 변경부(220)는 서로 상이한 회전각으로 회전할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 렌즈부(210)와 광 경로 변경부(220)가 제2 회전축(RX2)을 회전축으로 하여 시계방향 또는 반시계방향으로 회전할 경우, 제1 렌즈부(210)와 광 경로 변경부(220)는 서로 동일한 회전각으로 회전할 수 있다.
도 17 및 도 18는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 렌즈부 및 광 경로 변경부의 회전 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제1 렌즈부(210)와 광 경로 변경부(220)는 제1 회전축(RX1)을 회전축으로 하여 회전할 경우, 서로 상이한 회전각으로 회전할 수 있다. 제1 렌즈부(210)가 제1 회전축(RX1)을 기준으로 회전한 제1 회전 각도(RA1)는 광 경로 변경부(220)가 제1 회전축(RX1)을 기준으로 회전한 제2 회전 각도(RA2)와 상이할 수 있다. 제1 렌즈부(210)가 제1 회전축(RX1)을 기준으로 회전한 제1 회전 각도(RA1)는 광 경로 변경부(220)가 제1 회전축(RX1)을 기준으로 회전한 제2 회전 각도(RA2)보다 클 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 회전 각도(RA1)는 제2 회전 각도(RA2)의 2배의 값을 가질 수 있다. 이때, 제1 렌즈부(210) 및 광 경로 변경부(220)의 회전을 구현하는 과정 등에서 발생하는 오차 등이 있을 수 있으므로, 제1 회전 각도(RA1)는 제2 회전 각도(RA2)의 정확히 2배의 값을 가지지 않을 수 있으며, 다소간의 오차값을 가질 수 있다. 이러한 오차를 고려할 때, 일 실시예에 따르면, 제1 회전 각도(RA1)는 제2 회전 각도(RA1)의 1.5배 내지 2.5배 사이의 값을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 회전 각도(RA1)는 제2 회전 각도(RA2)의 1.8배 내지 2.2배 사이의 값을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 회전 각도(RA1)는 제2 회전 각도(RA2)의 1.9배 내지 2.1배 사이의 값을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 회전 각도(RA1)는 제2 회전 각도(RA2)의 1.95배 내지 2.05배 사이의 값을 가질 수 있다.
도 17를 참조하면, 제1 렌즈부(210)와 광 경로 변경부(220)는 제1 회전축(RX1)을 회전축으로 하여 반시계방향으로 회전할 수 있다. 제1 렌즈부(210)는 제1 회전축(RX1)을 회전축으로 하여 반시계 방향으로 제1 회전 각도(RA1)만큼 회전할 수 있다. 그리고, 광 경로 변경부(220)는 제1 회전축(RX1)을 회전축으로 하여 반시계 방향으로 제2 회전 각도(RA2)만큼 회전할 수 있다. 광 경로 변경부(220)가 제1 회전축(RX1)을 회전축으로 하여 회전함에 따라 광 경로 변경부(220)의 반사면은 틸트될 수 있다. 광 경로 변경부(220)의 반사면은 센서부(240)의 상하방향으로 제2 회전 각도(RA2)만큼 틸트될 수 있다. 제1 광 경로 변경부(220)의 광축을 따라 입사된 광은 제2 회전 각도(RA2)만큼 센서부(240)의 상하방향으로 틸트된 광 경로 변경부(220)의 반사면에 입사될 수 있다. 그리고, 틸트된 반사면에 의해 반사된 광은 제2 광 경로 변경부(220)를 향해 출력되고, 제2 광 경로 변경부(220)를 통과하여 센서부(240)에 입력될 수 있다.
도 18를 참조하면, 제1 렌즈부(210)와 광 경로 변경부(220)는 제1 회전축(RX1)을 회전축으로 하여 시계방향으로 회전할 수 있다. 제1 렌즈부(210)는 제1 회전축(RX1)을 회전축으로 하여 시계 방향으로 제1 회전 각도(RA1)만큼 회전할 수 있다. 그리고, 광 경로 변경부(220)는 제1 회전축(RX1)을 회전축으로 하여 시계 방향으로 제2 회전 각도(RA2)만큼 회전할 수 있다. 광 경로 변경부(220)가 제1 회전축(RX1)을 회전축으로 하여 회전함에 따라 광 경로 변경부(220)의 반사면은 틸트될 수 있다. 광 경로 변경부(220)의 반사면은 센서부(240)의 상하방향으로 제2 회전 각도(RA2)만큼 틸트될 수 있다. 제1 광 경로 변경부(220)의 광축을 따라 입사된 광은 제2 회전 각도(RA2)만큼 센서부(240)의 상하방향으로 틸트된 광 경로 변경부(220)의 반사면에 입사될 수 있다. 그리고, 틸트된 반사면에 의해 반사된 광은 제2 렌즈부(230)를 향해 출력되고, 제2 렌즈부(230)를 통과하여 센서부(240)에 입력될 수 있다.
제1 렌즈부(210)와 광 경로 변경부(220)가 제1 회전축(RX1)을 회전축으로 하여 회전 시, 제1 회전 각도(RA1)는 제2 회전 각도(RA2)의 2배일 수 있다. 제1 회전 각도(RA1)가 제2 회전 각도(RA2)의 2배가 됨에 따라, 광 경로 변경부(220)의 회전에 의해 이동된 반사면의 수선(Perp)과 제1 광축(OX1)이 형성하는 각도는 광 경로 변경부(220)의 회전에 의해 이동된 반사면의 수선(Perp)과 제2 광축(OX2)이 형성하는 각도와 서로 동일해질 수 있다. 즉, 반사면에 의해 반사된 제1 광축(OX1)의 경로와 제2 렌즈부(230)의 제2 광축(OX2)이 일치할 수 있다. 이에 따라, 제1 렌즈부(210)에 의해 수광량이 향상될 뿐만 아니라 카메라 모듈(200)의 OIS 기능 구동시 선명한 영상을 획득할 수 있다. 만약, 제1 회전 각도(RA1)가 제2 회전 각도(RA2)의 2배가 아닐 경우, 반사면에 의해 반사된 제1 광축(OX1)의 경로와 제2 렌즈부(230)의 제2 광축(OX2)이 불일치하게 된다. 이 경우, 제1 렌즈부(210)에 의해 수광량이 향상될 수 있으나, 획득된 영상의 선명도가 저하되는 문제가 발생하게 된다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 렌즈부 및 광 경로 변경부의 회전 구조를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제1 렌즈부(210)와 광 경로 변경부(220)는 제2 회전축(RX2)을 회전축으로 하여 회전할 경우, 서로 동일한 회전각으로 회전할 수 있다. 제1 렌즈부(210)가 제2 회전축(RX2)을 기준으로 제3 회전 각도(RA3)로 회전하는 경우, 광 경로 변경부(220) 또한 제2 회전축(RX2)을 기준으로 제3 회전 각도(RA3)로 회전할 수 있다. 이때, 제1 렌즈부(210) 및 광 경로 변경부(220)의 회전을 구현하는 과정 등에서 발생하는 오차 등이 있을 수 있으므로, 제1 렌즈부(210)가 회전하는 제3 회전 각도(RA3)와 광 경로 변경부(220)가 회전하는 제3 회전 각도(RA3)가 정확히 일치하지 않을 수 있으며, 다소간의 오차값을 가질 수 있다.
도 19을 참조하면, 제1 렌즈부(210)와 광 경로 변경부(220)는 제2 회전축(RX2)을 회전축으로 하여 반시계방향으로 회전할 수 있다. 제1 렌즈부(210)는 제2 회전축(RX2)을 회전축으로 하여 반시계 방향으로 제3 회전 각도(RA3)만큼 회전할 수 있다. 그리고, 광 경로 변경부(220)는 제2 회전축(RX2)을 회전축으로 하여 반시계 방향으로 제3 회전 각도(RA3)만큼 회전할 수 있다. 광 경로 변경부(220)가 제1 회전축(RX1)을 회전축으로 하여 회전함에 따라 광 경로 변경부(220)의 반사면은 틸트될 수 있다. 광 경로 변경부(220)의 반사면은 센서부(240)의 좌우방향으로 제3 회전 각도(RA3)만큼 틸트될 수 있다. 제1 광 경로 변경부(220)의 광축을 따라 입사된 광은 제3 회전 각도(RA3)만큼 센서부(240)의 좌우방향으로 틸트된 광 경로 변경부(220)의 반사면에 입사될 수 있다. 그리고, 틸트된 반사면에 의해 반사된 광은 제2 렌즈부(230)를 향해 출력되고, 제2 렌즈부(230)를 통과하여 센서부(240)에 입력될 수 있다.
도 20을 참조하면, 제1 렌즈부(210)와 광 경로 변경부(220)는 제2 회전축(RX2)을 회전축으로 하여 시계방향으로 회전할 수 있다. 제1 렌즈부(210)는 제2 회전축(RX2)을 회전축으로 하여 시계 방향으로 제3 회전 각도(RA3)만큼 회전할 수 있다. 그리고, 광 경로 변경부(220)는 제2 회전축(RX2)을 회전축으로 하여 시계 방향으로 제3 회전 각도(RA3)만큼 회전할 수 있다. 광 경로 변경부(220)가 제2 회전축(RX2)을 회전축으로 하여 회전함에 따라 광 경로 변경부(220)의 반사면은 틸트될 수 있다. 광 경로 변경부(220)의 반사면은 센서부(240)의 좌우방향으로 제3 회전 각도(RA3)만큼 틸트될 수 있다. 제1 광 경로 변경부(220)의 광축을 따라 입사된 광은 제3 회전 각도(RA3)만큼 센서부(240)의 좌우방향으로 틸트된 광 경로 변경부(220)의 반사면에 입사될 수 있다. 그리고, 틸트된 반사면에 의해 반사된 광은 제2 광 경로 변경부(220)를 향해 출력되고, 제2 광 경로 변경부(220)를 통과하여 센서부(240)에 입력될 수 있다.
제1 렌즈부(210)와 광 경로 변경부(220)가 제3 회전 각도(RA3)로 회전함에 따라, 광 경로 변경부(220)의 회전에 의해 이동된 반사면의 수선(Perp)과 제1 광축(OX1)이 형성하는 각도는 광 경로 변경부(220)의 회전에 의해 이동된 반사면의 수선(Perp)과 제2 광축(OX2)이 형성하는 각도와 서로 동일해질 수 있다. 즉, 반사면에 의해 반사된 제1 광축(OX1)의 경로와 제2 렌즈부(230)의 제2 광축(OX2)이 일치할 수 있다. 이에 따라, 제1 렌즈부(210)에 의해 수광량이 향상될 뿐만 아니라 카메라 모듈(200)의 OIS 기능 구동시 선명한 영상을 획득할 수 있다. 만약, 제1 렌즈부(210)와 광 경로 변경부(220)가 회전하는 각도가 동일하지 않을 경우, 반사면에 의해 반사된 제1 광축(OX1)의 경로와 제2 렌즈부(230)의 제2 광축(OX2)이 불일치하게 된다. 이 경우, 제1 렌즈부(210)에 의해 수광량이 향상될 수 있으나, 획득된 영상의 선명도가 저하되는 문제가 발생하게 된다.
도 21은 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 일부의 단면을 도시한 도면이다.
도 21을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈(200)은 하우징(250), 제1 렌즈부(210), 제1 홀더(211), 제1 액추에이터(212) 및 제1 볼(213)을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈(200)은 광 경로 변경부(220), 제2 홀더(221), 제2 액추에이터(222) 및 제2 볼(223)을 포함할 수 있다.
하우징(250)은 제1 렌즈부(210), 제1 홀더(211), 제1 액추에이터(212) 및 제1 볼(213)을 수용할 수 있다. 하우징(250)은 제2 렌즈부(230), 제2 홀더(221), 제2 액추에이터(222) 및 제2 볼(223)을 수용할 수 있다.
제1 렌즈부(210)는 제1 홀더(211)에 수용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 렌즈부(210)는 렌즈 베럴을 통해 제1 홀더(211)에 결합될 수 있다.
제1 홀더(211)는 하우징(250)에 수용될 수 있다. 제1 홀더(211)는 제1 렌즈부(210)를 수용할 수 있다. 제1 홀더(211)는 제1 렌즈부(210)와 결합될 수 있다.
제1 액추에이터(212)는 제1 코일 및 이에 대향하는 제1 마그넷을 포함할 수 있다. 제1 코일은 하우징(250)에 결합될 수 있다. 제1 코일은 하우징(250)의 내측면에 배치될 수 있다. 제1 마그넷은 제1 홀더(211)에 결합될 수 있다. 제1 마그넷은 제1 코일의 대향하도록 제1 홀더(211)에 결합될 수 있다. 제1 코일과 제1 마그넷 사이의 로렌츠 힘에 의해 제1 액추에이터(212)는 제1 홀더(211)에 구동력을 제공할 수 있다. 여기서 제1 코일은 하우징(250)에 결합되고 제1 마그넷은 제1 홀더(211)에 결합되는 것으로 설명하고 있으나, 제1 코일이 제1 홀더(211)에 결합되고 제1 마그넷이 하우징(250)에 결합될 수도 있다.
제1 볼(213)은 하우징(250)과 제1 홀더(211) 사이에 배치될 수 있다. 제1 볼(213)은 복수일 수 있다.
광 경로 변경부(220)는 제2 홀더(221)에 수용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 광 경로 변경부(220)는 렌즈 베럴을 통해 제2 홀더(221)에 결합될 수 있다.
제2 홀더(221)는 하우징(250)에 수용될 수 있다. 제2 홀더(221)는 광 경로 변경부(220)를 수용할 수 있다. 제2 홀더(221)는 광 경로 변경부(220)와 결합될 수 있다.
제2 액추에이터(222)는 제2 코일 및 이에 대향하는 제2 마그넷을 포함할 수 있다. 제2 코일은 하우징(250)에 결합될 수 있다. 제2 코일은 하우징(250)의 내측면에 배치될 수 있다. 제2 마그넷은 제2 홀더(221)에 결합될 수 있다. 제2 마그넷은 제2 코일의 대향하도록 제2 홀더(221)에 결합될 수 있다. 제2 코일과 제2 마그넷 사이의 로렌츠 힘에 의해 제2 액추에이터(222)는 제2 홀더(221)에 구동력을 제공할 수 있다. 여기서 제2 코일은 하우징(250)에 결합되고 제2 마그넷은 제2 홀더(221)에 결합되는 것으로 설명하고 있으나, 제2 코일이 제2 홀더(221)에 결합되고 제2 마그넷이 하우징(250)에 결합될 수도 있다.
제2 볼(223)은 하우징(250)과 제2 홀더(221) 사이에 배치될 수 있다. 제2 볼(223)은 복수일 수 있다.
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 하우징과 홀더의 일면을 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 하우징(250)과 홀더는 각각 가이드홈을 포함할 수 있다. 가이드홈에는 볼이 배치될 수 있다.
구체적으로, 하우징(250)은 제1 가이드홈을 포함할 수 있다. 하우징(250)의 일면에는 제1 가이드홈이 형성될 수 있다. 그리고, 제1 홀더(211)는 제1 가이드홈을 포함할 수 있다. 제1 홀더(211)의 일면에는 제1 가이드홈이 형성될 수 있다. 제1 가이드홈이 형성된 하우징(250)의 일면과 제1 가이드홈이 형성된 제1 홀더(211)의 일면은 서로 대향하는 면일 수 있다. 따라서, 제1 홀더(211)가 하우징(250)에 수용되었을 때, 하우징(250)의 제1 가이드홈은 제1 홀더(211)의 제1 가이드홈과 오버랩될 수 있다. 하우징(250)의 제1 가이드홈과 제1 홀더(211)의 제1 가이드홈 사이에는 제1 볼(213)이 배치될 수 있다. 제1 가이드홈은 원호(circular arc) 형상으로 형성될 수 있다.
하우징(250)은 제2 가이드홈을 포함할 수 있다. 하우징(250)의 일면에는 제2 가이드홈이 형성될 수 있다. 그리고, 제2 홀더(221)는 제2 가이드홈을 포함할 수 있다. 제2 홀더(221)의 일면에는 제2 가이드홈이 형성될 수 있다. 제2 가이드홈이 형성된 하우징(250)의 일면과 제2 가이드홈이 형성된 제2 홀더(221)의 일면은 서로 대향하는 면일 수 있다. 따라서, 제2 홀더(221)가 하우징(250)에 수용되었을 때, 하우징(250)의 제2 가이드홈은 제2 홀더(221)의 제2 가이드홈과 오버랩될 수 있다. 하우징(250)의 제2 가이드홈과 제2 홀더(221)의 제2 가이드홈 사이에는 제2 볼(223)이 배치될 수 있다. 제2 가이드홈은 원호(circular arc) 형상으로 형성될 수 있다.
도 22의 예시도면을 참조하여 가이드홈에 대해 상세히 살펴보면, 제1 홀더(211)의 일면에는 원호 형상의 제1 가이드홈이 형성될 수 있다. 제1 가이드홈은 2개일 수 있다. 제1 홀더(211)의 일면에 형성된 2개의 제1 가이드홈(211-1, 111-2)은 서로 대칭되도록 배치될 수 있다. 제1 홀더(211)에의 일면에 형성된 2개의 제1 가이드홈(211-1, 111-2)은 제1 회전축(RX1) 또는 제2 회전축(RX2)을 기준으로 서로 대칭되도록 배치될 수 있다. 도 22에서, 제1 홀더(211)의 일면에 형성된 제1 가이드홈을 2개로 나타내었으나, 3개 이상의 제1 가이드홈이 형성될 수도 있다.
그리고, 제1 가이드홈이 형성된 제1 홀더(211)의 일면에 대향하여, 하우징(250)의 일면에는 원호 형상의 제1 가이드홈이 형성될 수 있다. 하우징(250)의 일면에 형성된 제1 가이드홈 역시 2개일 수 있다. 하우징(250)의 일면에 형성된 2개의 제1 가이드홈(251-1, 151-2)은 서로 대칭되도록 배치될 수 있다. 하우징(250)에의 일면에 형성된 2개의 제1 가이드홈(251-1, 151-2)은 제1 회전축(RX1) 또는 제2 회전축(RX2)을 기준으로 서로 대칭되도록 배치될 수 있다. 도 22에서, 하우징(250)의 일면에 형성된 제1 가이드홈을 2개로 나타내었으나, 3개 이상의 제1 가이드홈이 형성될 수도 있다.
제1 홀더(211)의 제1 가이드홈과 하우징(250)의 제1 가이드홈 사이에는 제1 볼(213)이 배치될 수 있다. 제1 홀더(211)가 하우징(250)에 대해 제1 회전축(RX1) 또는 제2 회전축(RX2)을 기준으로 회전할 경우, 서로 오버랩되는 제1 가이드홈(211-1과 151-1 및 111-2와 151-2) 사이에 배치된 제1 볼(213)을 이용하여 회전할 수 있다.
서로 오버랩되는 제1 홀더(211)의 제1 가이드홈(211-1, 111-2)과 하우징(250)의 제1 가이드홈(251-1, 151-2) 사이에 제1 볼(213)이 배치되므로, 제1 홀더(211)의 회전시 제1 볼(213)이 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제1 가이드홈이 원호 형상으로 형성됨에 따라, 제1 홀더(211)의 회전시 기구적 효율을 향상시킬 수 있다 .또한, 원호 형성으로 형성함에 따라 일정 이상의 회전이 방지될 수 있어, OIS 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 22에서는 제1 홀더(211)와 하우징(250) 사이의 관계를 예시로 도시하여 설명하였으나, 이는 제2 홀더(221)와 하우징 사이의 관계 역시 동일하게 적용될 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 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 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 수광된 광의 경로를 제1 방향에서 제2 방향으로 변경하여 출력하는 제1 광학부;
    상기 제1 광학부의 상측(image side)에 배치되며, 상기 제1 광학부로부터 수광된 광의 경로를 상기 제2 방향에서 제3 방향으로 변경하여 출력하는 제2 광학부;
    상기 광학부의 상측에 배치되며, 상기 광학부로부터 출력된 광을 수광하는 제1 렌즈부; 및
    상기 제1 렌즈부로부터 출력된 광을 수광하여 전기 신호를 생성하는 센서부;를 포함하고,
    상기 센서부에 입사되는 광의 경로가 상기 센서부를 기준으로 상하방향으로 틸트하는 제1 OIS 모드에서, 상기 제1 광학부 및 상기 제2 광학부는 제1 회전축을 기준으로 회전하는 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 회전축은,
    상기 제1 렌즈부의 광축인 카메라 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광학부 및 상기 제2 광학부는,
    상기 제1 OIS 모드에서 서로 동일한 방향으로 회전하는 카메라 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센서부에 입사되는 광의 경로가 상기 센서부를 기준으로 좌우방향으로 틸트하는 제2 OIS 모드에서, 상기 제1 광학부는 제2 회전축을 기준으로 회전하는 카메라 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 회전축은,
    상기 제1 광학부와 상기 제2 광학부 사이의 광축인 카메라 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광학부는,
    광이 입사되는 제1 입사면, 상기 제1 입사면을 통해 입사된 광이 반사되는 제1 반사면, 및 상기 제1 반사면을 통해 반사된 광이 출력되는 제1 출사면을 포함하고,
    상기 제2 광학부는,
    광이 입사되는 제2 입사면, 상기 제2 입사면을 통해 입사된 광이 반사되는 제2 반사면, 및 상기 제2 반사면을 통해 반사된 광이 출력되는 제2 출사면을 포함하는 카메라 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 출사면은,
    상기 제2 입사면과 평행하게 배치되는 카메라 모듈.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 입사면은,
    상기 제2 출사면과 수직하게 배치되는 카메라 모듈.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1 광학부의 물측에 배치되는 제2 렌즈부;를 더 포함하는 카메라 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 렌즈부는,
    상기 제1 입사면에 일체로 형성되거나 상기 제1 광학부와 기구적으로 결합되어 일체로 움직이는 카메라 모듈.
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