KR102494329B1

KR102494329B1 - 카메라 모듈

Info

Publication number: KR102494329B1
Application number: KR1020210020121A
Authority: KR
Inventors: 서보성; 박남기; 윤영복
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2020-11-18
Filing date: 2021-02-15
Publication date: 2023-02-06
Also published as: KR20220068098A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 하우징; 상기 하우징의 내부에 구비되고 광축 방향으로 이동할 수 있는 캐리어; 및 상기 캐리어의 내부에 구비되고 광축 방향에 수직하는 방향으로 이동하여 흔들림 보정을 구현할 수 있는 렌즈모듈;을 포함하고, 상기 렌즈모듈은, 상기 캐리어에 구비되는 프레임과 상기 프레임에 구비되고 렌즈배럴을 구비하는 렌즈홀더를 포함하고, 상기 프레임은 상기 캐리어의 광축 방향과 나란한 제1측면에 제1볼부재를 사이에 두고 지지될 수 있다.

Description

카메라 모듈 {CAMERA MODULE}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.

스마트 폰을 비롯하여 태블릿 PC, 노트북 등의 이동통신 단말기에 초소형 카메라 모듈이 채용되고 있다.

이동통신 단말기가 소형화될수록 영상 촬영 시에 손떨림에 대한 영향이 크기 때문에 화질이 저하된다. 따라서, 선명한 영상을 얻기 위해 손떨림에 대한 보정기술이 필요하다.

영상 촬영시 손떨림이 발생할 때, 손떨림을 보정하기 위하여 OIS(Optical Image Stabilization) 기술이 적용된 OIS 액츄에이터를 사용할 수 있다. OIS 액츄에이터는 렌즈 모듈을 광축에 수직한 방향으로 이동시킬 수 있다.

한편, 최근에는 카메라 기능의 성능 향상을 위해 OIS 구현을 위해 렌즈 모듈이 광축 방향에 수직한 방향으로 더욱 긴 스트로크를 갖도록 움직이게 하는 구조가 필요하다.

그런데, 소형화 및 정확한 구동을 위해 마그네트와 코일을 이용하는 OIS 액츄에이터를 채용할 경우, 스트로크가 길어지게 되면 마그네트와 코일의 간격이 멀어져서 액추에이터의 구동이 어렵다는 문제가 있다.

본 발명은 마그네트와 코일을 구비하는 새로운 구조의 액추에이터를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 마그네트와 코일을 이용하는 액츄에이터를 채용하면서도 흔들림 보정을 위한 긴 스트로크를 구현할 수 있도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 박스 형상의 하우징; 상기 하우징의 내부에 구비되고 광축 방향으로 이동할 수 있는 캐리어; 및 상기 캐리어의 내부에 구비되고 광축 방향에 수직하는 방향으로 이동할 수 있는 렌즈모듈;을 포함하고, 상기 렌즈모듈은, 상기 캐리어에 구비되는 프레임과 상기 프레임에 구비되고 렌즈배럴을 구비하는 렌즈홀더를 포함하고, 상기 하우징의 서로 다른 측면에는 각각 광축을 기준으로 반대쪽에 구비되는 제1,제3코일과 제2,제4코일이 구비되고, 제1,제3코일의 뒷면에는 각각 제1,제3요크가 구비되어 상기 캐리어와 상기 프레임에 상기 제1,제3코일과 각각 대향하게 구비되는 제1,제3마그네트와의 인력에 의해 상기 캐리어는 상기 하우징의 측면에, 상기 프레임은 상기 캐리어의 측면에 각각 볼부재를 사이에 두고 지지되게 구비되고, 상기 렌즈홀더에는 상기 제2,제4코일과 대향하게 구비되는 제2,제4마그네트를 포함할 수 있다.

본 발명은 마그네트와 코일을 구비하는 새로운 구조의 액추에이터를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 마그네트와 코일을 이용하는 액츄에이터를 채용하면서도 긴 스트로크에 의해 흔들림 보정을 충분히 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 결합사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해사시도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징과 캐리어의 분해사시도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징, 캐리어, 프레임 및 렌즈모듈의 분해사시도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징, 캐리어, 프레임 및 렌즈홀더의 분해사시도를 상부에서 바라본 모습이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징, 캐리어, 프레임 및 렌즈홀더의 분해사시도를 하부에서 바라본 모습이고,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 캐리어의 내부에서 프레임과 렌즈홀더의 구동을 보여주는 예시도이고,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해사시도이고,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하우징과 캐리어의 분해사시도이고,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하우징, 캐리어, 프레임 및 렌즈모듈의 분해사시도이고,
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하우징, 캐리어, 프레임 및 렌즈홀더의 분해사시도를 상부에서 바라본 모습이고,
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하우징, 캐리어, 프레임 및 렌즈홀더의 분해사시도를 하부에서 바라본 모습이고,
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 캐리어의 내부에서 프레임과 렌즈홀더의 구동을 보여주는 예시도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니한다.

예를 들어, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 구성요소의 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여 본 발명의 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로서, 이동 통신 단말기, 스마트 폰, 태블릿 PC 등의 휴대가능한 전자 기기에 적용될 수 있다.

카메라 모듈은 사진 또는 동영상 촬영을 위한 광학 기기로서, 피사체로부터 반사된 빛을 굴절시키는 렌즈 및 초점을 조정하거나 흔들림을 보정하기 위해 렌즈를 이동시키는 렌즈 구동 장치를 구비한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 결합사시도이고, 도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해사시도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해사시도이고,다.

도 1, 도 2 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈(1000, 2000)은 하우징(1200), 하우징(1200)에 수용되는 렌즈배럴(1510)을 포함하는 렌즈모듈(1500), 렌즈모듈(1500)을 이동시키는 렌즈구동장치(1200), 렌즈배럴(1510)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 이미지센서유닛(1150)을 포함하다. 또한, 하우징(1200)을 상부에서 커버해주는 케이스(1100) 또는 상부커버(1301)를 추가로 포함할 수 있다.

렌즈배럴(1510)은 피사체를 촬상하는 복수의 렌즈가 내부에 수용될 수 있도록 중공의 원통 형상일 수 있으며(이에 한정하지 않으며 렌즈배럴은 외형이 일부 절개된 형상일 수 있고, 렌즈배럴의 내부에는 원형렌즈 또는 일측이 일부 절개된 디컷렌즈가 구비될 수 있음), 복수의 렌즈는 광축을 따라 렌즈배럴(1510)에 장착된다. 복수의 렌즈는 렌즈배럴(1510)의 설계에 따라 필요한 수만큼 배치되고, 각각의 렌즈는 동일하거나 상이한 굴절률 등의 광학적 특성을 가진다.

렌즈구동장치(1200)는 렌즈배럴(1510)을 광축 방향 또는 광축 방향에 수직한 방향으로 이동시키는 장치이다.

일 예로, 렌즈구동장치(1200)는 렌즈배럴(1510)을 광축(Z축) 방향으로 이동시킴으로써 초점을 조정할 수 있고, 렌즈배럴(1510)을 광축(Z축)에 수직한 방향(X, Y 방향)으로 이동시킴으로써 촬영 시의 흔들림을 보정할 수 있다.

렌즈구동장치(1200)는 초점을 조정하는 초점조정유닛(자동초점조절부) 및 흔들림을 보정하는 흔들림보정유닛(흔들림보정부)을 포함한다.

이미지센서유닛(1150)은 렌즈배럴(1510)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 장치이다.

일 예로, 이미지센서유닛(1150)은 이미지 센서(1151) 및 이미지 센서(1151)와 연결되는 인쇄회로기판(1153)을 포함할 수 있고, 적외선 필터를 더 포함할 수 있다.

렌즈배럴(1510)을 포함하는 렌즈모듈(1500)과 렌즈구동장치(1200)는 하우징(1100)에 수용된다.

일 예로, 하우징(1100)은 상부와 하부가 개방된 형상이며, 하우징(1100)에 렌즈모듈(1500)과 렌즈구동장치(1200)가 구비될 수 있다. 하우징(1100)의 하부에는 이미지센서유닛(1150)이 결합될 수 있다.

케이스(1110)는 하우징(1100)의 외부면을 감싸도록 하우징(1100)과 결합하며, 카메라 모듈의 내부 구성부품을 보호하는 기능을 한다. 또한, 케이스(1110)는 전자파를 차폐하는 기능을 할 수 있다.

일 예로, 카메라 모듈에서 발생된 전자파가 휴대가능한 전자기기 내의 다른 전자부품에 영향을 미치지 않도록 케이스(1100)가 전자파를 차폐할 수 있다.

또한, 휴대가능한 전자기기에는 카메라 모듈 이외에 여러 전자부품이 장착되므로, 이러한 전자부품에서 발생된 전자파가 카메라 모듈에 영향을 미치지 않도록 케이스(1100)가 전자파를 차폐할 수 있다.

도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈구동장치(1200) 중 초점조정유닛이 개시된다.

렌즈구동장치(1200)는 캐리어(1300)를 광축 방향으로 이동시켜 자동초점조절을 수행하는 초점조정유닛과 캐리어(1300)의 내부에 배치되는 렌즈모듈(1500)을 광축 방향에 수직하는 방향으로 이동시켜 흔들림보정을 수행하는 흔들림보정유닛을 포함한다.

초점조정유닛은 렌즈모듈(1500)을 수용하는 캐리어(1300)를 광축(Z축) 방향으로 이동시키도록 구동력을 발생시키는 구조를 포함한다. 다만, 도시는 생략하지만, 본 실시예의 변형예의 카메라 모듈은 별도로 캐리어를 구비하지 않고, 하우징(1100)에 렌즈모듈(1500)이 구비되는 것을 포함하며, 이 경우, 렌즈모듈(1500)은 초점조정은 하지 않고 하우징(1100)의 내부에서 흔들림보정만 수행할 수 있다.

초점조정유닛의 구동부는 마그네트(1320)와 코일(1330)을 포함한다. 마그네트(1320)는 캐리어(1300)에 장착된다. 일 예로 마그네트(1320)는 캐리어(1300)의 일면에 장착될 수 있다. 마그네트(1320)와 코일(1330)은 광축 방향에 수직한 방향으로 대향하게 배치될 수 있다. 그리고, 마그네트(1320)는 코일(1330)과의 대향면이 광축 방향으로 N,S극을 갖도록 착자될 수 있다.

코일(1330)은 하우징(1100)의 일 측면에 장착된다. 가령, 하우징(1100)은 4개의 측면을 갖는 사각 박스 형상일 수 있으며, 광축 방향과 나란한 일 측면에 초점조정 구동용 코일(1330)이 구비될 수 있다.

일 예로 코일(1330)은 기판(1130)을 매개로 하우징(1100)에 장착될 수 있다. 코일(1330)은 기판(1130)에 고정되며, 기판(1130)에는 이하 설명하는 흔들림보정유닛의 구동코일들도 함께 고정된 상태로 기판(1130)이 하우징(1100)에 고정될 수 있다.

마그네트(1320)는 캐리어(1300)에 장착되어 캐리어(1300)와 함께 광축(Z축) 방향으로 이동하는 이동부재이고, 코일(1330)은 하우징(1100)에 고정된 고정부재이다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고 마그네트(1320)와 코일(1330)의 위치를 서로 바꾸는 것도 가능하다.

코일(1330)에 전원이 인가되면, 마그네트(1320)와 코일(1330) 사이의 전자기적 영향력에 의하여 캐리어(1300)를 광축(Z축) 방향으로 이동시킬 수 있다. 이에 따라 코일(1330)은 광축 방향으로 N,S극을 갖도록 착자될 수 있다.

캐리어(1300)에는 렌즈배럴(1510)이 수용되므로, 캐리어(1300)의 이동에 의해 렌즈배럴(1510)도 광축(Z축) 방향으로 이동된다.

캐리어(1300)가 이동될 때, 캐리어(1300)와 하우징(1100) 사이의 미끄럼 또는 구름에 의해 마찰을 저감하도록 캐리어(1300)와 하우징(1100)의 광축 방향에 수직한 방향으로의 대향면 사이에 볼부재(1370)가 배치된다. 볼부재(1370)는 볼 형태일 수 있다. 볼부재(1370)는 마그네트(1320)의 양측에 배치될 수 있다.

하우징(1100)에는 요크(1350)가 배치된다. 일 예로, 요크(1350)는 코일(1330)을 사이에 두고 마그네트(1320)와 마주보도록 배치된다. 다시 말해, 코일(1330)과 마그네트(1320)가 상호 대향하게 배치되고, 요크(1350)는 코일(1330) 뒷면에 배치되어 마그네트(1320)와의 인력에 의해 캐리어(1300)가 하우징(2100)에 볼부재(1370)를 사이에 두고 밀착지지되도록 할 수 있다.

요크(1350)와 마그네트(1320) 사이에는 광축(Z축)에 수직한 방향으로 인력이 작용한다. 따라서, 요크(1350)와 마그네트(1320) 사이의 인력에 의해 볼부재(1370)는 캐리어(1300) 및 하우징(1100)과 접촉 상태를 유지할 수 있다.

또한, 요크(1350)는 마그네트(1320)의 자기력이 집속되도록 하는 기능도 수행하며, 자속이 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 렌즈배럴(1510), 더욱 상세히는 캐리어(1300)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 사용한다.

따라서, 폐루프 제어를 위하여 위치센서(1360)가 필요하다. 위치센서(1360)는 자기센서일 수 있고, 가령, 홀 센서 등 일 수 있다.

위치센서(1360)는 코일(1330)의 내측 또는 외측에 배치되며, 코일(1330)이 장착되는 기판(1130)에 위치센서(1360)가 장착될 수 있다.

도 2 및 도 4 내지 도 6을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈구동장치(1200) 중 흔들림보정유닛이 개시된다.

렌즈구동장치(1200)는 캐리어(1300)를 광축 방향으로 이동시켜 자동초점조절을 수행하는 초점조정유닛과 캐리어(1300)의 내부에 배치되는 렌즈모듈(1500)을 광축 방향에 교차(수직)하는 방향으로 이동시켜 흔들림보정을 수행하는 흔들림보정유닛을 포함한다.

흔들림보정유닛은 캐리어(1300)에 수용된 렌즈모듈(1500)을 광축(Z축)에 수직하는 제1 방향(X축 방향) 및 제2 방향(Y축 방향)으로 이동시키도록 구동력을 발생시키는 구조를 포함한다. 여기서, 제1 방향과 제2 방향은 수직할 수 있다.

흔들림보정유닛은 이미지 촬영 또는 동영상 촬영 시 사용자의 손떨림 등의 요인에 의해 이미지가 번지거나 동영상이 흔들리는 것을 보정하기 위해 사용된다. 예를 들어, 흔들림보정유닛은 사용자의 손떨림 등에 의해 영상 촬영 시 흔들림이 발생할 때, 흔들림에 대응하는 상대변위를 렌즈배럴(1510)에 부여함으로써 흔들림을 보상한다. 일 예로, 흔들림보정유닛은 렌즈배럴(1510)을 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동시켜 흔들림을 보정한다.

흔들림보정유닛은, 캐리어(1300)의 내부에 광축 방향으로 순차적으로 구비되는 프레임(1400) 및 렌즈배럴(1510)이 결합되는 렌즈홀더(1700)를 포함하는 렌즈모듈(1500)을 포함한다. 그리고, 캐리어(1300)는 내부에 프레임(1400) 및 렌즈모듈(1500)을 배치한 상태로 상부에서 마감해주는 상부커버(1301)를 포함할 수 있다.

본 실시예의 흔들림보정유닛은, 도면의 도시 상태에서 프레임(1400)과 렌즈홀더(1700)를 각각 제1 방향(X축 방향)과 제2 방향(Y축 방향)으로 이동시킴에 따라 렌즈배럴(1510)이 이들의 이동에 따라 이동되어 흔들림 보정이 구현될 수 있는 구조이다.

렌즈배럴(1510)이 고정되는 렌즈홀더(1700)는 프레임(1400)이 제1 방향(X축 방향)으로 이동하거나 렌즈홀더(1700)가 제2 방향(Y축 방향)으로 이동하면 함께 이동한다. 즉, 렌즈배럴(1510)은 렌즈홀더(1700)에 고정된 것이므로 당연히 렌즈홀더(1700)의 이동에 따라 함께 이동하며, 렌즈홀더(1700)가 프레임(1400)에 지지된 상태에서 이동하는 부재이므로 프레임(1400)이 이동하는 경우에도 렌즈배럴(1510)은 당연히 프레임(1400)과 함께 이동하게 된다.

이러한 구조에 의해, 프레임(1400)이 제1 방향(X축 방향)으로 이동하거나 렌즈홀더(1700)가 제2 방향(Y축 방향)으로 이동할 때 렌즈배럴(1510)이 함께 이동하면서 흔들림이 보정될 수 있다.

흔들림보정유닛의 구동부는 프레임(1400)을 구동하는 제1 구동부와 렌즈홀더(1700)를 구동하는 제2 구동부를 포함한다.

그리고, 광축 방향으로 캐리어(1300), 프레임(1400) 및 렌즈홀더(1700)가 순차적으로 올려지고, 프레임(1400)은 캐리어(1300)에 대해 광축 방향에 수직하는 제1 방향(X축 방향)으로 이동 가능하고, 렌즈홀더(1700)는 프레임(1400)에 대해 광축 방향에 수직하는 제2 방향(Y축 방향)으로 이동 가능하게 구비된다.

이에 따라 이들의 광축 방향 대향면의 사이에는 부재의 이동이 용이하도록 구름이동 또는 미끄럼 이동을 위해 볼부재가 각각 적어도 3개 구비될 수 있다. 즉, 캐리어(1300)와 프레임(1400)의 광축 방향 대향면 사이에는 제1 볼부재(1470)가 적어도 3개 구비되고, 프레임(1400)과 렌즈홀더(1700)의 광축 방향 대향면 사이에는 제2 볼부재(1770)가 적어도 3개 구비될 수 있다.

광축 방향으로 순차적으로 구비되는 캐리어(1300), 프레임(1400) 및 렌즈홀더(1700)는 광축 방향으로 상호 밀착된 상태가 유지될 수 있다. 이를 위해 캐리어(1300)와 프레임(1400)의 광축 방향 대향면 및 프레임(1400)과 렌즈홀더(1700)의 광축 방향 대향면에는 상호 대향하게 각각 상부 자성체와 하부 자성체가 구비되어 광축 방향으로 당겨지는 힘이 형성되게 할 수 있다.

가령, 상부 자성체와 하부 자성체를 모두 자석으로 하여 인력이 작용하게 하거나, 상부 자성체와 하부 자성체 중 어느 하나는 자석으로 하고 다른 하나는 자성을 갖는 요크로 구비될 수 있다.

이 경우, 상부 자성체는 프레임(1400) 또는 렌즈홀더(1700)에 구비되는 흔들림 보정용 구동용 제1, 제2 마그네트(1420)(1720)일 수도 있으며, 이 경우 제1 마그네트(1420)와 광축 방향으로 대향하도록 캐리어(1300)에 요크가 (1421)구비되고, 제2 마그네트(1720)와 광축 방향으로 대향하도록 프레임(1400)에 요크(1721)가 구비될 수 있다.

프레임(1400)은 제1 마그네트(1420)를 구비하고, 제1 마그네트(1320)는 하우징(1100)에 구비되는 제1 코일(1430)과 광축 방향에 수직하는 제2 방향(Y축 방향)으로 대향하게 배치된다. 여기서, 제1 코일(1430)은 하우징(1100)의 측면에 장착될 수 있다. 더욱 상세히는 제1 코일(1430)은 초점조정용 코일(1330)이 설치되는 일 측면의 반대쪽 측면에 초점조정용 코일(1330)과 대향하게 설치될 수 있다.

가령, 하우징(1100)은 4개의 측면을 갖는 사각 박스 형상일 수 있으며, 광축 방향과 나란한 일 측면에 초점조정 구동용 코일(1330)이 구비되고, 광축 방향과 나란하고 일 측면의 반대쪽에 위치하는 타 측면에 제1 코일(1430)이 설치될 수 있다.

그리고, 제1 마그네트(1420)는 제1 코일(1430)과의 대향면이 광축 방향에 수직하는 방향인 제1 방향(X축 방향)으로 적어도 N,S극을 갖도록 착자되며, 이에 따라 제1 코일(1430)에 전원을 인가하면 제1 마그네트(1420)와 제1 코일(1430)의 전자기적 상호작용에 따라 프레임(1400)은 제1 방향(X축 방향)으로 이동하려는 힘이 발생하게 된다.

여기서, 제1 코일(1430)은 하우징(1100)의 측면에 1개 또는 2개 이상으로 구비될 수 있으며, 이에 상응하게 제1 마그네트(1420)도 1개 또는 2개 이상으로 구비될 수 있다.

또한, 렌즈홀더(1700)는 제2 마그네트(1720)를 구비하고, 제2 마그네트(1720)는 하우징(1100)에 구비되는 제2 코일(1730)과 광축 방향에 수직하는 제1 방향(X축 방향)으로 대향하게 배치된다. 여기서, 제2 코일(1730)은 하우징(1100)의 나머지 2개의 측면에 모두 장착될 수 있다. 더욱 상세히는 제2 코일(1730)은 초점조정용 코일(1330)과 제1 코일(1430)이 설치되는 일 측면과 타 측면의 사이에 있는 나머지 측면에 모두 장착될 수 있다. 즉, 제2 코일(1430)은 상호 대향하는 나머지 측면에 상호 대향하게 쌍으로 설치될 수 있다

가령, 하우징(1100)은 4개의 측면을 갖는 사각 박스 형상일 수 있으며, 광축 방향과 나란한 일 측면에 초점조정 구동용 코일(1330)이 구비되고, 광축 방향과 나란하고 일 측면의 반대쪽에 위치하는 타 측면에 제1 코일(1430)이 설치되며, 일 측면과 타 측면에 있는 2개의 나머지 측면에 제2 코일(1430)이 각각 설치될 수 있다.

그리고, 제2 마그네트(1720)는 제2 코일(1730)과의 대향면이 광축 방향에 수직하는 방향인 제2 방향(Y축 방향)으로 적어도 N,S극을 갖도록 착자되며, 이에 따라 제2 코일(1730)에 전원을 인가하면 제2 마그네트(1720)와 제2 코일(1730)의 전자기적 상호작용에 따라 렌즈홀더(1700)는 제2 방향(Y축 방향)으로 이동하려는 힘이 발생하게 된다. 여기서 제1 방향(X축 방향)과 제2 방향(Y축 방향)은 상호 수직할 수 있다.

여기서, 제2 코일(1730)은 하우징(1100)의 나머지 측면에 각각 1개 또는 2개 이상으로 구비될 수 있으며, 이에 상응하게 제2 마그네트(1720)도 1개 또는 2개 이상으로 구비될 수 있다.

여기서, 제1 코일(1430)과 제2 코일(1730)은 초점조정유닛의 구동코일(1330)과 함께 기판(1130)에 고정되며, 기판(1130)은 하우징(1100)에 고정될 수 있다. 이에 따라 기판(1130)이 하우징(1100)의 4개의 면을 감싸도록 구비될 수 있다.

프레임(1400)은 캐리어(1300)의 상부에서 용이하게 미끄럼 또는 구름이동하도록 캐리어(1300)의 광축 방향 대향면 사이에 제1 볼부재(1470)를 구비하고, 렌즈홀더(1700)는 프레임(1400)의 상부면에서 용이하게 미끄럼 또는 구름이동하도록 프레임(1400)과 광축 방향에 수직하는 면의 사이에 제2 볼부재(1770)를 구비할 수 있다.

그리고, 프레임(1400)과 캐리어(1300)의 광축 방향 대향면 중 적어도 어느 하나에는 제1 볼부재(1470)가 용이하게 미끄럼 또는 구름이동하도록 제1 방향(X축 방향)으로 길게 형성된 제1 가이드홈(1475)이 구비되고, 이에 따라 프레임(1400)은 제2 방향(Y축 방향)으로의 이동은 구속된 상태로 제1 방향(X축 방향)으로 이동할 수 있다.

이에 따라, 프레임(1400)과 캐리어(1300)에 각각 구비되는 제1 마그네트(1420)과 제1 코일(1430)은 대향면이 동일한 간격을 유지한 상태로 제1 방향(X축 방향)으로 상대이동할 수 있다.

다만, 프레임(1400)이 이동하게 되면 프레임(1400)의 내부에 구비되는 렌즈홀더(1700)도 함께 이동하므로, 렌즈홀더(1700)의 제1 방향(X축 방향) 위치는 변경될 수 있다.

또한, 렌즈홀더(1700)와 프레임(1400)이 광축 방향으로 마주보는 대향면 중 적어도 어느 하나에는 제2 볼부재(1770)가 용이하게 미끄럼 또는 구름이동하도록 제2 방향(Y축 방향)으로 길게 형성된 제2 가이드홈(1775)이 구비되고, 이에 따라 렌즈홀더(1700)는 프레임(1400)의 내부에서 제1 방향(X축 방향)으로의 이동은 구속된 상태로 제2 방향(Y축 방향)으로 이동할 수 있다.

이에 따라, 렌즈홀더(1700)와 프레임(1400)에 각각 구비되는 제2 마그네트(1720)와 제2 코일(1730)은 대향면의 간격이 지속적으로 변경되면서 제2 방향(Y축 방향)으로 상대이동할 수 있다. 이는 캐리어(1300)에 구비되는 프레임(1400)이 흔들림 보정을 위해 지속적으로 또는 간헐적으로 제1 방향(X축 방향)으로 이동하기 때문이다.

한편, 제2 마그네트(1720)와 제2 코일(1730)이 하우징(1100)의 나머지 측면 2개 중 어느 하나에만 구비되는 경우에는 지속적인 대향면의 간격 변화에 따라 제2 마그네트(1720)와 제2 코일(1730)의 구동력이 제대로 작용하지 않을 수 있다.

이에 따라, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 제1 방향(X축 방향)으로 구동력을 형성하는 제1 마그네트(1420)와 제1 코일(1430)의 대향면의 간격(G1)은 동일하게 유지될 수 있도록 하고, 제2 방향(Y축 방향)으로 구동력을 형성하는 제2 마그네트(1720)와 제2 코일(1730)의 대향면의 간격(G2 또는 G3)은 의도적으로 변경될 수 있도록 하면서, 대신 구동력 보완을 위해 제2 마그네트(1720)와 제2 코일(1730)을 렌즈홀더(1700)의 양쪽에 각각 구비되도록 한 것이다.

즉, 하우징(1100)의 상호 대향하는 나머지 2개의 측면에 제2 코일(1730)을 모두 구비하고 이와 대향하도록 2개의 제2 마그네트(1720)를 렌즈홀더(1700)의 서로 반대쪽 면에 각각 구비하여 어느 한 쪽으로 치우치게 이동하더라도 양쪽에 있는 어느 하나의 구동부 또는 양 쪽의 구동부를 동시에 이용하여 제2 방향(Y축 방향)으로의 흔들림 보정 구동력이 충분히 확보될 수 있도록 한다.

한편, 제1 구동부와 제2 구동부를 포함하는 흔들림보정구동부의 마그네트들(1420, 1720)은 각각 프레임(1400)과 렌즈홀더(1700)에 장착되고, 마그네트들(1420, 1720)과 각각 마주보는 코일들(1430, 1730)은 하우징(1100)에 장착된다. 일부 도면의 도시에서는 설명의 편의를 위하여 코일들(1430, 1730)이 캐리어(1300) 측에 배치된 모습을 도시하였으나, 도 2를 참조하면 코일들(1430, 1730)은 모두 하우징(1200)에 장착될 수 있다.

또한, 마그네트들(1420, 1720)은 렌즈모듈(1500)와 함께 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동되는 이동부재이고, 코일들(1430, 1730)은 하우징(1100)에 고정된 고정부재이다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 마그네트들(1420, 1720)과 코일들(1430, 1730)의 위치를 서로 바꾸는 것도 가능하다.

아울러, 흔들림보정구동부는 프레임(1400)과 렌즈홀더(1700)의 위치를 지속적으로 센싱하여 구동에 반영하는 폐루프 제어를 사용할 수 있으며, 이에 따라 프레임(1400)과 렌즈홀더(1700)의 위치 센싱을 위해 제1 및 제2 마그네트(1420, 1470)와 대향하는 제1 및 제2 위치센서(1360, 1760)를 구비할 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 위치센서(1360, 1760)는 기판(1130)의 제1 및 제2 코일(1430, 1730)의 내부 또는 옆에 구비될 수 있다. 제1 및 제2 위치센서(1360, 1760)는 자기센서일 수 있고, 가령, 홀 센서 등 일 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 프레임(1400)과 렌즈홀더(1700)에 구비되는 제1 및 제2 마그네트(1420, 1720)와 대향하는 제1 및 제2 코일(1430, 1730)이 각각 1개 또는 2개 이상씩 구비되는 구조를 모두 포함한다.

본 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 하우징(1200), 캐리어(1300), 프레임(1400) 및 렌즈모듈(1500)이 광축 방향으로 순차적으로 구비되는 구조이며, 캐리어(1300)가 광축 방향으로 이동하여 자동초점조절(AF)을 구현하고, 프레임(1400)과 렌즈모듈(1500)이 캐리어(1300)의 상부에서 광축에 수직하는 제1 방향 및 제2 방향으로 이동하여 흔들림보정(OIS)을 구현할 수 있다.

도 8 내지 도 13을 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈(2000)이 개시된다. 일 실시예의 카메라 모듈(1000)과 다른 실시예의 카메라 모듈(2000)은 대부분의 구조가 동일하므로 동일한 도면부호를 사용하며, 다만, 구조적으로 차이가 있는 캐리어(1300)에 프레임(1400)이 지지되는 구조 부분의 일부 도면부호만 달리 기재한다.

일 실시예의 카메라 모듈(1000)은 광축 방향으로 순차적으로 구비되는 캐리어(1300), 프레임(1400) 및 렌즈홀더(1700)가 광축 방향으로 상호 밀착된 상태가 유지되는 구조이다. 이에 반해 다른 실시예에 따른 카메라 모듈(2000)은 광축 방향으로 순차적으로 구비되는 캐리어(1300), 프레임(1400) 및 렌즈홀더(1700)가 구비되는 구조와 렌즈홀더(1700)가 프레임(1400)의 광축 방향 대향면에 지지되는 구조는 동일하나, 프레임(1400)은 캐리어(1300)의 광축 방향과 나란한 면에 지지되게 구비된다는 점에서 차이가 있다. 이하에서는 일 실시예의 카메라 모듈(1000)과 다른 실시예의 카메라 모듈(2000)이 차이나는 부분을 중점적으로 설명한다.

도 8 및 도 9를 참고하면, 본 발명의 다른 실시예(2000)에 따른 렌즈구동장치(1200) 중 초점조정유닛이 개시된다. 해당 구조는 도 2 및 도 3을 참고하여 일 실시예(1000)에서 설명한 구조와 동일하므로 상세 설명을 생략한다.

도 8 및 도 10 내지 도 12를 참고하면, 본 발명의 다른 실시예(2000)에 따른 렌즈구동장치(1200) 중 흔들림보정유닛이 개시된다. 해당 구조는 도 2 및 도 4 내지 도 6을 참고하여 설명한 구조와 대부분 동일하므로 전체적인 상세 구조의 설명은 생략하고, 구조적으로 차별되는 프레임(1400)의 캐리어(1300)에 대한 광축 방향과 나란한 면에 지지되는 구조를 중점적으로 설명한다.

렌즈구동장치(1200)는 초점조정유닛과 흔들림보정유닛을 포함한다. 기본적인 구조는 일 실시예(1000)에서 설명한 것과 대동소이하다.

다른 실시예의 카메라 모듈(2000)은 일 실시예(1000)와 흔들림 보정유닛의 구조 중 제1 방향(X축 방향)으로 이동하는 프레임(1400)이 캐리어(1300)에 지지되는 구조가 차별된다.

흔들림보정유닛은, 캐리어(1300)의 내부에 광축 방향으로 순차적으로 구비되는 프레임(1400) 및 렌즈배럴(1510)이 결합되는 렌즈홀더(1700)를 포함하는 렌즈모듈(1500)을 포함한다.

본 실시예의 흔들림보정유닛은, 도면의 도시 상태에서 프레임(1400)과 렌즈홀더(1700)를 각각 제1 방향(X축 방향)과 제2 방향(Y축 방향)으로 이동시킴에 따라 렌즈배럴(1510)이 이들의 이동에 따라 이동되어 흔들림 보정이 구현될 수 있다. 이러한 구조에 의해, 프레임(1400)이 제1 방향(X축 방향)으로 이동하거나 렌즈홀더(1700)가 제2 방향(Y축 방향)으로 이동할 때 렌즈배럴(1510)이 함께 이동하면서 흔들림이 보정될 수 있다.

그리고, 광축 방향으로 캐리어(1300), 프레임(1400) 및 렌즈홀더(1700)가 순차적으로 구비되고, 프레임(1400)은 캐리어(1300)에 대해 광축 방향에 수직하는 제1 방향(X축 방향)으로 이동 가능하고, 렌즈홀더(1700)는 프레임(1400)에 대해 광축 방향에 수직하는 제2 방향(Y축 방향)으로 이동 가능하게 구비된다.

이에 따라, 캐리어(1300)와 프레임(1400)의 광축 방향에 수직하는 대향면 사이에는 제3 볼부재(1470a)가 적어도 3개 구비되고, 프레임(1400)과 렌즈홀더(1700)의 광축 방향 대향면 사이에는 제2 볼부재(1770)가 적어도 3개 구비될 수 있다.

더욱 상세히는 제3 볼부재(1470a)는 초점조정용 볼부재(1370)와 광축을 기준으로 반대 위치에 구비될 수 있다. 다시 말해, 캐리어(1300)와 하우징(1100)의 사이에 구비되어 초점조정 구동용 구름부로 사용되는 볼부재(1370)는 제3 볼부재(1470a)와 광축을 기준으로 반대쪽에 구비될 수 있다.

그리고, 캐리어(1300)와 프레임(1400)은 광축 방향에 수직하는 방향으로 밀착되도록 당겨지는 힘이 작용될 수 있고, 프레임(1400)과 렌즈홀더(1700)는 광축 방향으로 상호 밀착된 상태가 유지되게 당겨지는 힘이 작용될 수 있다.

이를 위해 캐리어(1300)에는 제1 코일(1430)의 뒷면에 제1 요크(1450)가 구비되어 프레임(1400)에 구비되는 제1 마그네트(1420)와 광축 방향에 수직하는 방향으로 당기는 힘이 작용되게 할 수 있다.

또한, 프레임(1400)과 렌즈홀더(1700)의 광축 방향 대향면에는 상호 대향하게 각각 상부 자성체와 하부 자성체가 구비되어 광축 방향으로 당겨지는 힘이 형성되게 할 수 있다.

가령, 상부 자성체와 하부 자성체를 모두 자석으로 하여 인력이 작용하게 하거나, 상부 자성체와 하부 자성체 중 어느 하나는 자석으로 하고 다른 하나는 자성을 갖는 요크로 구비할 수 있다. 이 경우, 상부 자성체는 렌즈홀더(1700)에 구비되는 흔들림 보정용 구동용 제2 마그네트(1720)일 수도 있으며, 이 경우 제2 마그네트(1720)와 광축 방향으로 대향하도록 프레임(1400)에 제2 요크(1750)가 구비될 수 있다.

프레임(1400)은 캐리어(1300)의 측면에서 용이하게 미끄럼 또는 구름이동하도록 캐리어(1300)와 광축 방향에 수직하는 방향으로의 대향면 사이에 제3 볼부재(1470a)를 구비하고, 렌즈홀더(1700)는 프레임(1400)의 상부면에서 용이하게 미끄럼 또는 구름이동하도록 프레임(1400)과 광축 방향에 수직하는 면의 사이에 제2 볼부재(1770)를 구비할 수 있다.

그리고, 프레임(1400)과 캐리어(1300)의 광축 방향에 수직하는 방향으로의 대향면 중 적어도 어느 하나에는 제3 볼부재(1470a)가 용이하게 미끄럼 또는 구름이동하도록 제1 방향(X축 방향)으로 길게 형성된 제3 가이드홈(1475a)이 구비되고, 이에 따라 프레임(1400)은 제2 방향(Y축 방향)으로의 이동은 구속된 상태로 제1 방향(X축 방향)으로 이동할 수 있다.

이에 따라, 프레임(1400)은 제1 마그네트(1420)와 제1 요크(1450)와의 인력에 의해 제3 볼부재(1470a)를 사이에 두고 광축 방향에 수직한 방향으로 캐리어(1300)에 밀착 지지된다. 그러므로 프레임(1400)과 캐리어(1300)에 각각 구비되는 제1 마그네트(1420)과 제1 코일(1430)은 대향면이 동일한 간격을 유지한 상태로 제1 방향(X축 방향)으로 상대이동할 수 있다.

이에 따라, 도 13에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 제1 방향(X축 방향)으로 구동력을 형성하는 제1 마그네트(1420)와 제1 코일(1430)의 대향면의 간격(G1)은 동일하게 유지될 수 있도록 하고, 제2 방향(Y축 방향)으로 구동력을 형성하는 제2 마그네트(1720)와 제2 코일(1730)의 대향면의 간격(G2 또는 G3)은 의도적으로 변경될 수 있도록 하면서, 대신 구동력 보완을 위해 제2 마그네트(1720)와 제2 코일(1730)을 렌즈홀더(1700)의 양쪽에 각각 구비되도록 한 것이다.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명의 속하는 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속할 수 있다.

1000, 2000: 카메라 모듈
1100: 하우징
1200: 렌즈구동장치
1300: 캐리어
1400: 프레임
1500: 렌즈모듈
1700: 렌즈홀더

Claims

하우징; 상기 하우징의 내부에 구비되고 광축 방향으로 이동할 수 있는 캐리어; 및 상기 캐리어의 내부에 구비되고 광축 방향에 수직하는 방향으로 이동하여 흔들림 보정을 구현할 수 있는 렌즈모듈;을 포함하고,
상기 렌즈모듈은, 상기 캐리어에 구비되는 프레임과 상기 프레임에 구비되고 렌즈배럴을 구비하는 렌즈홀더를 포함하고,
상기 프레임은 상기 캐리어의 광축 방향과 나란한 제1측면에 제1볼부재를 사이에 두고 지지되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1측면과 상기 제1측면과 대향하는 상기 프레임의 제2측면의 사이 간격의 크기는 흔들림 보정 액추에이터 구동에 의하더라도 지속적으로 유지되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 프레임은 상기 캐리어에 대해 광축 방향에 수직하는 제1방향으로 이동 가능하게 구비되는 카메라 모듈.
제3항에 있어서,
상기 제1측면과 대향하는 상기 프레임의 제2측면에는 제1마그네트가 구비되는 카메라 모듈.
제4항에 있어서,
상기 제1마그네트는 상기 제1방향으로 N,S극을 갖도록 착자되는 카메라 모듈.
제5항에 있어서,
상기 하우징에는 상기 제1마그네트와 대향하게 제1코일이 구비되는 카메라 모듈.
제6항에 있어서,
상기 제1코일은 상기 제1방향으로 순차적으로 적어도 2개가 구비되는 카메라 모듈.
제7항에 있어서,
상기 제1마그네트는 적어도 2쌍의 N,S극을 구비하고,
상기 적어도 2개의 권선을 갖는 제1코일은 각각이 상기 제1마그네트의 서로 다른 N,S극과 대향하도록 배치되는 카메라 모듈.
제4항에 있어서,
상기 하우징에는 상기 제1마그네트와 대향하는 제1코일의 뒷면에 상기 제1마그네트와 인력이 작용하도록 제1요크를 구비하는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 렌즈홀더는 상기 프레임과 광축 방향으로 대향하는 면 사이에 제2볼부재를 사이에 두고 지지되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 캐리어는 상기 하우징의 광축 방향과 나란한 제3측면에 제3볼부재를 사이에 두고 지지되는 카메라 모듈.
제11항에 있어서,
상기 제1볼부재와 상기 제3볼부재는 광축을 기준으로 반대 위치에 구비되는 카메라 모듈.
제11항에 있어서,
상기 제3측면에는 제3마그네트가 구비되고 상기 하우징에는 상기 제3마그네트와 대향하게 제3코일이 구비되는 카메라 모듈.
제13항에 있어서,
상기 제3마그네트는 상기 제3코일과의 대향면이 광축 방향으로 N,S극을 갖도록 착자되는 카메라 모듈.
박스 형상의 하우징; 상기 하우징의 내부에 구비되고 광축 방향으로 이동할 수 있는 캐리어; 및 상기 캐리어의 내부에 구비되고 광축 방향에 수직하는 방향으로 이동할 수 있는 렌즈모듈;을 포함하고,
상기 렌즈모듈은, 상기 캐리어에 구비되는 프레임과 상기 프레임에 구비되고 렌즈배럴을 구비하는 렌즈홀더를 포함하고,
상기 하우징의 서로 다른 측면에는 각각 광축을 기준으로 반대쪽에 구비되는 제1,제3코일과 제2,제4코일이 구비되고,
상기 제1,제3코일의 뒷면에는 각각 제1,제3요크가 구비되어 상기 캐리어와 상기 프레임에 상기 제1,제3코일과 각각 대향하게 구비되는 제1,제3마그네트와의 인력에 의해 상기 캐리어는 상기 하우징의 측면에, 상기 프레임은 상기 캐리어의 측면에 각각 볼부재를 사이에 두고 지지되게 구비되고,
상기 렌즈홀더에는 상기 제2,제4코일과 대향하게 구비되는 제2,제4마그네트를 포함하는 카메라 모듈.
제15항에 있어서,
상기 제1마그네트는 광축 방향으로 N,S극을 갖도록 착자되고, 상기 제3마그네트는 광축에 수직하는 제1방향으로 N,S극을 갖도록 착자되고, 상기 제2,제4마그네트는 광축 및 상기 제1방향에 모두 수직하는 제2방향으로 N,S극을 갖도록 착자되는 카메라 모듈.