KR101657511B1 - 지지 수단을 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 카메라 모듈은 렌즈가 장착되는 렌즈 보빈부가 광축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 이동 유니트, 상기 광축 방향으로 상기 이동 유니트로부터 이격되는 고정 유니트 및 상기 광축을 따라 연장되고, 상기 이동 유니트에 일단이 고정되고 상기 고정 유니트에 타단이 고정되며, 상기 이동 유니트를 상기 광축에 수직한 수평 방향으로 이동 가능하게 지지하는 지지 수단을 포함할 수 있다.

Description

지지 수단을 포함하는 카메라 모듈{CAMERA MODULE}
본 발명은 피사체를 촬영하는 카메라 모듈에 관한 것으로서, 광학적 손떨림 보정 수단을 구성하는 지지 수단을 포함하는 카메라 모듈에 관한 것이다.
피사체의 촬영시 렌즈의 초점이 자동으로 조절되는 오토 포커싱(AF : auto focusing) 기능을 갖는 카메라 모듈이 일반적인 디지털 카메라는 물론 핸드폰이나 태블릿 PC 등의 모바일 기기에 많이 적용되고 있다.
최근에는 오토 포커싱(AF) 기능에 한정되지 않고 손떨림 방지 수단이 채용된 카메라 모듈도 속속 등장하고 있다. 손떨림 방지 수단은 크게 전자식과 광학식으로 구분할 수 있다. 전자적 보정 방식(EIS : Electronic Image Stabilizer)은 이미지 센서에서 출력되는 이미지 신호를 영상 처리하는 방식이다. 광학식 손떨림 보정(OIS : Optical Image Stabilizer) 방식은 이미지 센서나 렌즈 광학계의 위치나 각도를 기구적으로 조절하는 방식이다.
OIS 장치가 장착된 카메라 모듈은 구조가 복잡하여 부피가 커지므로 모바일 기기용으로 채용되기 위해서는 많은 기술적 난관을 극복해야 한다.
한국공개특허공보 제2007-0065195호에는 상 치우침 보정에 대한 장치가 기재되어 있지만 구조적으로 스마트폰과 같은 모바일 기기용으로 소형화가 어렵다.
한국공개특허공보 제2007-0065195호
본 발명은 OIS(Optical Image Stabilizer) 기능을 구현하며 두께나 부피가 소형화된 모바일 기기에 최적화된 카메라 모듈을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 카메라 모듈은 렌즈가 장착되는 렌즈 보빈부가 광축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 이동 유니트, 상기 광축 방향으로 상기 이동 유니트로부터 이격되는 고정 유니트 및 상기 광축을 따라 연장되고, 상기 이동 유니트에 일단이 고정되고 상기 고정 유니트에 타단이 고정되며, 상기 이동 유니트를 상기 광축에 수직한 수평 방향으로 이동 가능하게 지지하는 지지 수단을 포함할 수 있다.
본 발명의 카메라 모듈은 렌즈가 장착되는 렌즈 보빈부가 광축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 이동 유니트, 광축 방향으로 상기 이동 유니트로부터 이격되는 고정 유니트, 상기 이동 유니트에 형성되는 완충 부재, 상기 광축을 따라 상기 완충 부재에 일단이 고정되고 상기 고정 유니트에 타단이 고정되며, 상기 이동 유니트를 상기 광축에 수직한 수평 방향으로 이동 가능하게 지지하는 지지 수단을 포함하고, 상기 완충 부재는 상기 지지 수단의 파단을 방지하기 위해 상기 이동 유니트를 상기 광축 방향으로 이동 가능하게 지지할 수 있다.
본 발명의 OIS 카메라 모듈은 모바일 기기에 최적화된 것으로서, 렌즈 시프트 방식에 해당하며 전자적 보정은 물론, 광학적으로 화상의 열화를 보정할 수 있다.
따라서, 노출 시간이 길어질 때나 카메라가 흔들렸을 때에도 화상의 열화없이 고화질의 촬영이 가능하다. 또한, 저조도 환경에서도 고화질의 촬영을 할 수 있다.
본 발명의 지지 수단은 광축을 따라 연장되고, 광축 방향으로 신축되지 않을 수 있다. 이에 따라 이동 유니트는 광축에 대해서 일정한 높이를 유지한 상태로 수평 방향으로만 자유 이동 가능하게 지지되므로 OIS 제어 정확도를 크게 높일 수 있다.
본 발명의 완충 부재는 외부 충격 등에 의해 이동 유니트로부터 지지 수단이 이탈되는 현상, 지지 수단이 변형되는 현상 등을 완화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 카메라 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 카메라 모듈을 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 카메라 모듈을 구성하는 완충 부재를 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 카메라 모듈을 구성하는 다른 완충 부재를 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 카메라 모듈을 구성하는 완충 부재의 측면을 나타낸 개략도이다.
도 6은 이동 유니트와 고정부를 연결하는 연결부를 나타낸 개략도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 카메라 모듈을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 카메라 모듈을 나타낸 분해 사시도이다.
본 발명의 카메라 모듈은 이동 유니트(300), 고정 유니트(400), 지지 수단(110)을 포함할 수 있다.
광이 입사하는 광축의 일측을 제1 측이라 하고, 이미지 센서(미도시) 방향으로 광이 나가는 광축의 타측을 제2 측이라고 정의한다. 또한, xyz 직교 좌표계를 형성하는 제1 축, 제2 축 및 제3 축을 정의한다. 광축 또는 제1 축은 z축에 대응되고, 광축에 수직한 제2 축은 x축에 대응되며, 광축에 수직한 제3 축은 y축에 대응된다.
본 발명에서 '수평 방향'은 광축에 수직한 방향인 x축 방향 또는 y축 방향을 말한다. 이를 확장하여, 광축에 수직은 아니지만 광축의 측면 방사상을 향하되 광축에 경사진 방향도 근사적으로 '수평 방향'으로 정의한다.
카메라 촬영시 손떨림이 발생하면 정확한 화상을 촬영하기 힘들다, 이를 광학식으로 보정하기 위한 수단으로 카메라 틸팅(camera tilting) 방식과 렌즈 시프트(lens shift) 방식이 있다.
카메라 틸팅 방식은 렌즈를 포함한 카메라 모듈 자체를 이미지 센서와 함께 틸팅시킴으로써 피사체와 OIS 카메라 모듈 중심을 연결하는 가상의 축과 실제 광이 입사되는 광축을 일치시키는 방식이다. 그러나 카메라 틸팅 방식은 부피가 커지고 틸팅 구동을 위한 소비 전력이 커지는 단점이 있다. 카메라 틸팅 방식을 간략화하여 이미지 센서는 가만히 두고 광축에 대하여 수평 방향으로 렌즈를 이동시키는 방식이 렌즈 시프트 방식이다.
본 발명의 OIS 카메라 모듈은 모바일 기기에 최적화된 것으로서, 렌즈 시프트 방식에 해당하며 상세한 설명은 생략하지만 전자적 보정(EIS)도 가능하고, 광학적으로 화상의 열화를 보정한다. 따라서, 노출 시간이 길거나, 카메라가 흔들렸을 때에도 화상의 열화없이 고화질의 촬영이 가능하다. 또한, 저조도 환경에서도 고화질의 촬영을 할 수 있다.
오토 포커싱(AF) 기능을 수행하기 위하여 렌즈는 광축 방향으로 이동할 수 있어야 한다. 한편, 광학적 보정(OIS)을 수행하기 위하여 렌즈는 광축에 수직한 수평 방향으로 이동할 수 있어야 한다. 본 발명의 카메라 모듈은 AF 기능이 동작되고 있는지 여부를 불문하고 AF 기능에 독립적으로 OIS 기능을 수행할 수 있다.
고정 유니트(400)는 광축 방향으로 이동 유니트(300)로부터 이격된 위치에 배치될 수 있다. 아울러, 고정 유니트(400)는 이동 통신 단말기 등의 모바일 기기에 고정 설치되는 부재일 수 있다.
고정 유니트(400)는 모바일 기기에 설치된 이미지 센서와 대면되는 것으로, 카메라 모듈의 외관을 형성할 수 있다. 또한, 모바일 기기 등의 외부 기기에 카메라 모듈이 조립될 때 조립 기반을 제공하며, 하중이나 외력을 지지할 수 있다.
케이스(100)는 고정 유니트(400)를 덮는 커버에 해당할 수 있다. 도면에 의하면 케이스(100)는 일부가 절단된 상태로 도시된다.
고정된 요소인 고정 유니트(400)에 대하여 이동되는 요소인 이동 유니트(300)를 정의할 수 있다. 이동 유니트(300)는 렌즈 보빈부(330), AF 액추에이터를 포함할 수 있다.
일 실시예로서, 이동 유니트(300)에는 렌즈가 장착되는 렌즈 보빈부(330)가 광축 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다. 또한, 이동 유니트(300)는 OIS 구동시 고정 유니트(400)에 대하여 광축에 수직한 수평 방향으로 움직일 수 있다.
렌즈 보빈부(330)는 렌즈가 장착되는 곳으로, 광축 방향 이동은 물론 수평 방향의 이동이 가능하다. 렌즈 보빈부(330)의 광축 방향 구동력은 AF 액추에이터로부터 제공되며, 수평 방향 구동력은 OIS 액추에이터로부터 제공될 수 있다.
오토 포커싱시, 렌즈 보빈부(330)는 광축 방향으로 이동될 수 있다. 렌즈 보빈부(330)의 광축 방향 구동력은 AF 액츄에이터에 의하여 발생하며, AF 액츄에이터는 OIS 액추에이터의 동작 여부에 독립적일 수 있다.
이동 유니트(300)가 OIS 동작을 위하여 수평 방향으로 이동되면, AF 기능에 따라 렌즈 보빈부(330)가 광축 방향으로 이동되고 있더라도 렌즈 보빈부(330)는 수평 변위만큼 이동될 수 있다.
이동 유니트(300)는 광학적 손떨림 보정시, 고정 유니트(400)에 대하여 수평 방향으로 이동될 수 있다. 이동 유니트(300)의 수평 방향 구동력은 OIS 액추에이터에 의하여 발생하며, AF 액추에이터의 동작 여부에 독립적일 수 있다.
이동 유니트(300)에는 광축 방향 상으로 일정 위치에 고정된 구동 자석(340a, 340b)이 마련될 수 있다.
AF 액추에이터는 구동 자석(340a, 340b) 및 렌즈 보빈부(330)에 설치되는 AF 코일(350)을 포함할 수 있다. AF 액추에이터는 렌즈 보빈부(330)의 광축 방향 구동을 위한 전자기력을 발생할 수 있다. AF 액추에이터는 오토 포커싱 동작시 이동 유니트(300)에 대한 렌즈 보빈부(330)의 광축 방향 구동력을 생성할 수 있다.
OIS 액추에이터는 이동 유니트(300)에 설치된 구동 자석(340a, 340b) 및 고정 유니트(400)에 설치되는 OIS 코일(450a, 450b)을 포함할 수 있다. OIS 액추에이터는 이동 유니트(300)의 수평 방향 구동을 위한 전자기력을 발생할 수 있다. OIS 액추에이터는 광학적 손떨림 보정시 고정 유니트(400)에 대한 이동 유니트(300)의 수평 방향 구동력을 생성할 수 있다.
AF 액추에이터의 구동 자석과 OIS 액추에이터의 구동 자석은 이동 유니트(300)에 고정되는 별개의 영구 자석 또는 공통의 영구 자석일 수 있다. 공통의 영구 자석을 사용하면 별개의 영구 자석을 사용하는 경우와 비교하여 자력의 간섭에 의한 전자기력의 왜곡을 회피할 수 있고, 설치 공간을 절약할 수 있다. 또한, 무게의 감소로 인해 이동되는 부분인 이동 유니트(300)의 관성을 줄일 수 있고, 액추에이터의 소비 전력을 줄일 수 있다.
구동 자석(340a, 340b)은 제2 축 방향으로 서로 마주보는 한 쌍의 제1 구동 자석(340a)과 제3 축 방향으로 서로 마주보는 한 쌍의 제2 구동 자석(340b)을 포함할 수 있다.
일 실시예로서, 구동 자석(340a, 340b)의 측면은 방사상으로 AF 코일(350)에 대면될 수 있다. 구동 자석(340a, 340b)의 상면 또는 배면은 광축 방향을 따라 OIS 코일(450a, 450b)에 대면될 수 있다.
OIS 코일(450a, 450b)은 한 쌍의 제1 구동 자석(340a)에 대면되는 한 쌍의 제1 OIS 코일(450a)과, 제2 구동 자석(340b)에 대면되는 한 쌍의 제2 OIS 코일(450b)을 포함할 수 있다. 복수의 OIS 코일은 기판(490)에 형성된 패턴일 수 있다. 이에 따르면, 코일의 두께를 줄이고 조립 공정의 개수를 줄일 수 있다.
OIS 액추에이터의 정확한 피드백 제어를 위하여 이동 유니트(300)의 수평 방향 변위를 측정하는 수단이 필요하다. 이를 위해 센서부(미도시)가 이용될 수 있다. 센서부는 고정 유니트(400)에 설치되어 고정 위치에 있으며, OIS 구동시 이동되는 구동 자석(340a, 340b)의 자기력 변화를 감지할 수 있다. 구동 자석(340a, 340b)의 자기력 변화는 이동 유니트(300)의 수평 방향 변위에 비례하므로, 센서부에서 측정된 신호는 OIS 코일(450a, 450b)의 피드백 신호로 입력될 수 있다.
센서부는 제2 축 및 제3 축에 대한 이동량을 독립적으로 감지하기 위하여 제1 구동 자석(340a)의 이동량을 감지하여 제1 OIS 코일(450a)에 피드백하는 제1 센서부와, 제2 구동 자석(340b)의 이동량을 감지하여 제2 OIS 코일(450b)에 피드백하는 제2 센서부를 포함할 수 있다.
한편, 이동 유니트(300) 내부에 있어서 렌즈 보빈부(330)가 광축으로 이동 가능하게 설치되어야 하므로 렌즈 보빈부(330)를 광축 방향으로 탄성 지지하거나, 렌즈 보빈부(330)의 자중을 지지하는 수단이 필요하다. 렌즈 보빈부(330)의 탄성 지지 부재로서 광축 방향을 따라 서로 다른 위치에 제1 AF 서스펜션 및 제2 서스펜션(미도시)이 마련될 수 있다. 광축 방향으로 한 쌍의 서스펜션(310)이 마련되는 이유는 렌즈 보빈부(330)의 스큐를 방지하기 위함이다.
일 실시예로서, 서스펜션(310)은 탄성을 갖는 금속판으로 이루어질 수 있다. 이때, 광축 방향의 휨 변형이 쉽도록 금속판의 일부를 절개하고, 이를 통해 서스펜션(310)의 탄성 특성을 조절할 수 있다. 서스펜션(310)은 제1 축 방향의 탄성 변형은 허용하되, 제2 축 및 제3 축 방향을 따른 렌즈 보빈부(330)의 이동은 억제할 수 있는 형상으로 마련되는 것이 바람직하다. 이는 AF 구동 변위나 자중 처짐이나 진동/충격 변위에 대하여 렌즈 보빈부(330)의 광 중심을 초기 세팅된 카메라 모듈의 광 중심과 일치시키기 위함이다.
한편, 고정 유니트(400)에 대하여 이동 유니트(300)가 이동 가능하게 설치되어야 하므로, 고정 유니트(400)에 대하여 이동 유니트(300)를 수평 방향으로 탄력적으로 지지하는 수단이 필요하다. 또한, 이동 유니트(300)의 자중도 지지되어야 한다. 여기서 '자중'은 카메라 모듈의 자세에 따라 광축 방향 벡터, 수평 방향 벡터, 광축 및 수평 방향의 분력을 합한 벡터 등 다양한 형태가 될 수 있다. 이러한 실시예로서 지지 수단(110)이 마련될 수 있다.
지지 수단(110)은 고정 유니트(400)에 대하여 이동 유니트(300)를 광축에 수직한 수평 방향으로 이동 가능하게 지지할 수 있다.
일 실시예로서, 지지 수단(110)은 광축을 따라 연장되는 와이어 스프링을 포함할 수 있다. 지지 수단(110)은 광축 방향으로 신축되지 않고, 전단력에 의해 휠 수 있도록 구성될 수 있다.
지지 수단(110)은 고정 유니트(400)에 대하여 이동 유니트(300)를 광축 방향 상으로 일정 위치에 구속하는 것이 바람직하다. 이를 위해 지지 수단(110)의 일단은 이동 유니트(300)에 고정되고 지지 수단(110)의 타단은 고정 유니트(400)에 고정될 수 있다. 이러한 실시예에 따르면, OIS 구동 및 AF 구동이 상호 영향을 받지 않고 서로 독립적으로 제어될 수 있다. 또한 이동 유니트(300)의 자중을 지지할 수 있으며, 이동 유니트(300)가 광축에 대하여 기울어지는 스큐를 방지할 수 있다. 또한, 지지 수단(110)은 이동 유니트(300)는 OIS 구동 변위를 허용하면서, 이동되는 부품의 자중 지지나 충격/진동 대응력을 확보할 수 있다.
일 실시예로서, 지지 수단(110)은 이동 유니트(300)의 외주를 따라 복수로 마련될 수 있다. 이동 유니트(300)가 평면 상으로 사각형 등의 다각형 형상을 갖는다면, 지지 수단(110)은 다각형의 모서리에 배치되는 것이 좋다. 복수의 지지 수단(110)의 연장 길이는 모두 동일한 것이 좋다. 이에 따르면, OIS 구동에 따라 이동 유니트(300)의 수평 변위가 발생해도 렌즈 보빈부(330)의 스큐가 방지될 수 있다.
이동 유니트(300)에는 렌즈 보빈부(330)를 광축 방향으로 이동 가능하게 지지하고, 지지 수단(110)의 일단이 고정되는 서스펜션(310)이 마련될 수 있다.
앞에서 설명된 바와 같이 서스펜션(310)은 금속판과 같이 금속 재질을 포함할 수 있다. 이러한 서스펜션(310)이 이동 유니트(300)를 탄성 지지하도록 하기 위해서는 두께를 얇게 할 필요가 있다. 그러나, 서스펜션(310)의 두께를 무한정 얇게 하기 어려우므로, 적절한 두께를 유지한 상태로 충분한 탄성력을 갖도록 하기 위한 방안이 요구된다.
일 실시예로서, 지지 수단(110)의 일단이 서스펜션(310)에 고정되는 경우, 서스펜션(310)은 렌즈 보빈부(330)에 연결되는 제1 위치 P1으로부터 해당 지지 수단(110)이 연결되는 제2 위치 P2까지 연장될 수 있다. 이때, 적절한 두께를 유지하면서 충분한 탄성력이 제공되도록 하기 위해 서스펜션(310)은 가능한 긴 것이 좋다. 이를 위해 제1 위치 P1과 제2 위치 P2는 멀수록 좋다. 아울러, 서스펜션(310)에서 P1과 P2의 구간은 구불구불하게 굴곡되는 것이 좋다.
P1과 P2를 멀리 이격시키기 위한 방안으로, 평면상 광축 Z 또는 이동 유니트(300)의 중심축 'O'를 축으로 하는 사분면을 가정할 때, 제1 위치 P1과 제2 위치 P2는 서로 다른 분면에 위치할 수 있다. 예를 들어, 도 2에서 사각형의 이동 유니트(300)에서 P1과 P2는 서로 다른 꼭지점 부근에 마련될 수 있다.
한편, 제2 위치 P에는 지지 수단(110)의 파단을 방지하는 완충 부재(313, 315)가 형성될 수 있다.
이동 유니트(300)에 일단이 고정되는 지지 수단(110)의 타단은 고정 유니트(400)에 고정될 수 있다.
이동 유니트(300)에는 AF 코일(350) 등 전력을 요구하는 부재가 마련될 수 있다. 본 발명의 카메라 모듈에 따르면 외부 기기에 설치되는 고정 유니트(400) 및 이동 유니트(300) 모두에 접촉되는 요소로 지지 수단(110)이 존재할 수 있다. 따라서, 이동 유니트(300)에서 필요로 하는 전력이 외부 기기에 연결된 고정 유니트(400)로부터 제공된다면, 지지 수단(110)이 해당 전력을 이동 유니트(300)까지 제공하는 이송 경로가 되어야 한다.
고정 유니트(400)에는 전력을 제공하는 패턴(493)이 형성된 기판(490)이 마련될 수 있는데, 지지 수단(110)의 타단은 해당 기판(490)에 고정되는 것이 좋다.
일 실시예로, 기판(490)에는 지지 수단(110)의 타단이 삽입되는 구멍 등의 설치부(491)가 마련될 수 있는데, 기판(490)의 패턴(493)은 설치부(491)까지 연장될 수 있다. 이러한 구성에 의하면 납땜을 이용해 설치부(491)에 지지 수단(110)을 고정시키는 것으로, 지지 수단(110)을 패턴(493)에 전기적으로 연결시킬 수 있다.
지지 수단(110)은 광축 방향을 따라 신축되지 않고, 수평 방향으로는 탄성 변형될 수 있도록 형성되어야 한다. 또한, 지지 수단(110)은 적은 공간에 수평 방향의 탄성 변형이 가능하도록 설치되어야 하므로 충분한 탄성을 갖는 와이어 형상이 적절하다. 이를 위해 지지 수단(110)은 90000~150000 N/㎟의 영률(Young's modulus)을 가질 수 있다. 한편, 지지 수단(110)은 19~27mN의 반력(reaction force)을 가질 수 있다. 지지 수단(110)은 직경이 0.030mm 이상이며 0.130mm 이하의 와이어 형상이 바람직하다. 따라서, 설치 공간이 매우 협소하므로 머리카락의 직경인 100미크론보다 가는 직경을 가지면서 수평 방향으로 충분한 탄성을 갖고, 수직 방향으로는 길이 변형을 없앨 수 있다.
위 조건을 만족하기 위해 지지 수단(110)은 구리(Cu), 주석(Sn), 인(P), 베릴륨(Be), 니켈(Ni) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 지지 수단(110)이 산화되는 것을 방지하기 위해 지지 수단(110)에는 주석(tin), 은(silver), 금(gold), 동(copper) 중 적어도 하나가 코팅될 수 있다.
이때, 지지 수단(110)의 직경이 0.080mm 이상이면 코팅의 두께는 위 설정 영률을 만족하는 범위 내에서 0.5㎛이상일 수 있다. 만약, 지지 수단(110)의 직경이 0.080mm 미만이면 코팅의 두께는 설정 영률을 만족하는 범위 내에서 0.3㎛이상일 수 있다.
도 3은 본 발명의 카메라 모듈을 구성하는 완충 부재(313, 315)를 나타낸 개략도이다. 참고로 도 3은 도 2의 a부분을 확대한 것일 수 있다.
지지 수단(110)은 완충 부재(313, 315)에 일단이 고정되고, 고정 유니트(400)에 타단이 고정될 수 있다.
완충 부재(313, 315)는 이동 유니트(300)에 형성되는 요소로, 지지 수단(110)의 파단을 방지하기 위해 이동 유니트(300)에 광축 방향의 탄성을 부여할 수 있다. 이에 따르면 완충 부재(313, 315)는 이동 유니트(300)를 광축 방향으로 이동 가능하게 지지할 수 있다.
지지 수단(110)의 파단은 주로 광축 방향의 힘이 지지 수단(110)에 인가될 때 발생할 수 있다. 이때 광축 방향의 힘은 주로 이동 유니트(300)로부터 전달된 것일 수 있다. 완충 부재(313, 315)에 따르면 지지 수단(110)을 파단하는 파단력이 지지 수단(110)에 걸리기 전에 해당 파단력을 흡수할 수 있다.
완충 부재(313, 315)는 이동 유니트(300)를 구성하는 다양한 요소 및 다양한 위치에 배치될 수 있다. 바람직하게 완충 부재(313, 315)는 이동 유니트(300)의 가장 자리에서 서스펜션(310)의 몸체(311)에 연결되는 것이 좋다.
서스펜션(310)은 렌즈 보빈부(330)를 렌즈의 광축 방향으로 이동 가능하게 지지할 수 있다. 서스펜션(310)은 AF 구동시 설정 범위 내에서 렌즈 보빈부(330)가 이동되도록 렌즈 보빈부(330)를 지지할 수 있다. 또한, 서스펜션(310)은 카메라 모듈이 탑재된 외부 기기를 떨어뜨리는 등의 외부 충격이 렌즈 또는 렌즈 보빈부(330)로 전달되는 것을 줄일 수 있다.
이러한 상황은 지지 수단(110)에도 그대로 적용된다. 즉, 서스펜션(310)은 외부 충격이 지지 수단(110)에 전달되는 힘을 1차적으로 완화시킬 수 있다. 그리고, 아직 남아 있는 충격이 완충 부재(313, 315)에서 완화될 수 있다. 이와 같이 완충 부재(313, 315)를 서스펜션(310)에 연결시키면 2단계에 걸쳐 외부 충격을 감소시킬 수 있으므로, 지지 수단(110)의 파단 현상을 신뢰성 있게 방지할 수 있다.
완충 부재(313, 315)가 서스펜션(310)에 연결될 때, 완충 부재(313, 315)는 서스펜션(310)과 일체로 형성되는 것이 좋다. 다시 말해, 서스펜션(310)의 가장 자리를 가공하는 것에 의해 완충 부재(313, 315)가 형성될 수 있다.
서스펜션(310) 중에서 완충 부재(313, 315) 주변에 해당하는 부분이 완충 부재(313, 315)의 탄성 변형의 고정점이 될 수 있고, 서스펜션(310) 중에서 완충 부재(313, 315) 주변에 해당하는 부분보다 완충 부재(313, 315)가 더 탄력적으로 변형되는 것이 좋으며, 완충 부재(313, 315) 주변에 해당하는 서스펜션(310)의 일부보다 완충 부재(313, 315)가 더 큰 탄성을 가질 수 있다.
한편, 수평 방향 상으로 이동 유니트(300)의 중심축 'O'와 지지 수단(110)을 연결하는 가상선 L을 가정할 때, 완충 부재(313, 315)는 가상선 L을 대칭축으로 하는 선대칭 형상으로 형성될 수 있다. 이동 유니트(300)는 완충 부재(313, 315)를 거쳐 지지 수단(110)에 지지되는데, 선대칭 형상의 완충 부재(313, 315)에 따르면 x축 지지력과 y축 지지력이 고르게 이동 유니트(300)로 인가될 수 있다. 일예로 도 3에서 완충 부재(313, 315)가 ① 측에만 형성되고, ②측에 없는 경우를 가정하면, x축 지지력이 y축 지지력보다 적어질 것이다. 이 상태라면 이동 유니트(300)는 작은 충격에도 별다른 제약 없이 x축 방향으로 흔들릴 수 있다. 그런데, 완충 부재(313, 315)가 선대칭 형상으로 형성되면 ②측에도 완충 분재가 배치되므로 x축 방향 및 y축 방향으로 이동 유니트(300)가 균형있게 지지될 수 있다.
완충 부재(313, 315)에는 지지 수단(110)의 일단이 고정되는 고정부(313), 고정부(313)와 이동 유니트(300)를 연결하는 연결부(315)가 마련될 수 있다. 이때, 외부 충격의 흡수는 연결부(315)의 탄성력에 의해 이루어질 수 있다.
연결부(315)는 도 6과 같이 이동 유니트(300)로부터 직선 경로를 따라 고정부(313)까지 연장될 수 있다. 그러나, 앞의 서스펜션(310)에서 설명된 것과 같이 연결부(315)의 두께를 무한정 얇게 할 수 없는 상황이라면, 연결부(315)의 길이는 가능한 긴 것이 좋다.
연결부(315)의 길이를 길게 하기 위해 적어도 연결부(315)의 일부는 이동 유니트(300)의 외곽을 따라 연장되는 것이 좋다. 그리고, 고정부(313)는 연결부(315)로부터 이동 유니트(300)의 중심축 'O'를 향하는 방향으로 돌출된 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 구성에 따르면, 고정부(313)가 광축으로부터 멀어지는 방향으로 연결부(315)에서 돌출된 실시예와 비교하여, 연결부(315)의 길이를 길게하는 동시에 카메라 모듈의 전체 크기(평면상 면적)를 최소화시킬 수 있다.
한편, 완충 부재(313, 315)에는 고정부(313)로부터 돌출되는 돌출부(318)가 마련될 수 있다. 돌출부(318)는 완충 부재(313, 315)와 지지 수단(110)의 본딩 작업시 고정부(313)가 움직이지 않도록 하는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어 서스펜션(310)에 완충 부재(313, 315)가 연결되는 경우, 완충 부재(313, 315)의 지지점은 상당한 거리로 이격되어 있는 P1일 수 있다. 이에 따르면 P2에 위치한 완충 부재(313, 315)는 본딩 작업시 쉽게 흔들릴 수 있는 상태일 수 있다. 이러한 상태에서 본딩 작업을 수행하면 지지 수단(110)에서 원하는 위치가 본딩되기 힘들 수 있다. 그런데, 돌출부(318)가 마련되면, 집게 등으로 돌출부(318)를 잡은 상태에서 본딩 작업을 수행하면 되므로 지지 수단(110)의 정확한 위치에 본딩이 이루어질 수 있다.
한편, 카메라 모듈의 소형화를 위해 돌출부(318)는 고정부(313)로부터 이동 유니트(300)의 중심축 'O'를 향하는 방향으로 돌출되는 것이 좋다.
연결부(315)의 길이를 최대한 늘이기 위해 연결부(315)는 도 3과 같이 구부러진 형상을 가질 수 있다.
일 실시예로서, 연결부(315)는 제1 방향으로 연장되는 구간 및 제2 방향으로 연장되는 구간을 가질 수 있다. 제1 방향은 제2 축 방향, 즉 x축 방향일 수 있으며, 제2 방향은 제3 축 방향, 즉 y축 방향일 수 있다. 도 3의 제1 연결부 ①을 살펴보면, 해당 연결부(315)는 서스펜션(310)으로부터 y축 방향으로 연장되다가 꺾여서 x축으로 연장될 수 있다. 그리고 이동 다시 꺾여서 유니트의 외주를 따라 y축 방향으로 고정부(313)까지 연장될 수 있다. 고정부(313)는 연결부를 변으로 하는 가상의 다각형의 내부에 위치할 수 있다. 도 3을 살펴보면, 연결부(315)는 전체적으로 사각형처럼 형성되고 있다. 이때, 고정부(313)은 연결부가 형성하는 사각형의 내부에 위치하는 것이 좋다.
완충 부재(313, 315)에서 연결부(315)는 복수로 마련될 수 있다.
일 실시예로서, 완충 부재(313, 315)에는 고정부(313)와 이동 유니트(300)를 연결하는 제1 연결부 ① 및 제2 연결부 ②가 마련될 수 있다. 이때, 지지 수단(110)에 의해 이동 유니트(300)의 x축 지지력과 y축 지지력을 동일하게 유지하기 위해 제1 연결부 ① 및 제2 연결부 ②는 가상선 L을 대칭축으로 하는 선대칭 관계에 있을 수 있다.
도 4는 본 발명의 카메라 모듈을 구성하는 다른 완충 부재(313, 315)를 나타낸 개략도이다.
도 4에 도시된 완충 부재(313, 315)를 살펴보면, 고정부(313)의 양측에 연결된 2개의 연결부(315)가 기본적으로 이동 유니트(300)의 외주를 따라 연장되고 있다. 그리고, 각 연결부(315)의 일부 구간이 다른 연결부(315)를 향하도록 구부러질 수 있다.
도 5는 본 발명의 카메라 모듈을 구성하는 완충 부재(313, 315)의 측면을 나타낸 개략도이다.
완충 부재(313, 315), 구체적으로 고정부(313)에는 지지 수단(110)의 일단이 삽입되는 삽입부(319)가 마련될 수 있다. 삽입부(319)는 관통 홀, 홈 등 다양하게 형성될 수 있으며, 지지 수단(110)의 일단은 삽입부(319)에 댐퍼 본딩부(317)로 고정될 수 있다.
억지 끼움에 의해 지지 수단(110)을 삽입부(319)에 고정시킬 수도 있으나, 이 경우 완충 부재(313, 315)에서 흡수되지 못한 여분의 충격이 그대로 지지 수단(110)에 인가될 수 있다. 또한, 억지 끼움에 의하면 수평 방향 구동력이 인가되더라도 지지 수단(110)이 적절하게 휘어지기 어려울 수 있다.
따라서, 삽입부(319)의 직경은 지지 수단(110)의 직경보다 클 수 있다. 그리고, 지지 수단(110)은 삽입부(319)와 비접촉되도록 삽입부(319)의 중심에 배치될 수 있다. 이때, 댐퍼 본딩부(317)는 삽입부(319)와 지지 수단(110)의 사이에 개재됨으로써 삽입부(319)에 지지 수단(110)을 고정시킬 수 있다. 댐퍼 본딩부(317)는 강체가 아니라 젤리와 같은 상태를 유지함으로써, 삽입부(319)에 지지 수단(110)이 고정되는 범위 내에서 지지 수단(110)이 자유롭게 스윙(swing)되도록 할 수 있다. 또한, 댐퍼 본딩부(317)는 완충 부재(313, 315)를 통과한 충격을 흡수하는 역할을 수행할 수 있다. 이상에서 살펴본, 서스펜션(310), 완충 부재(313, 315), 댐퍼 본딩부(317)에 의하면 총 3단계로 외부 충격이 흡수될 수 있으며, 지지 수단(110)의 파단을 신뢰성 있게 방지할 수 있다.
젤리와 같은 상태의 댐퍼 본딩부(317)로 지지 수단(110)을 강하게 고정시키기 어려울 수 있다. 이를 대비하여, 댐퍼 본딩부(317)는 광축 방향 또는 고정 유니트(400)를 향하는 방향을 따라 완충 부재(313, 315)로부터 돌출되는 높이로 수북하게 완충 부재(313, 315)에 본딩될 수 있다.
완충 부재(313, 315) 및 지지 수단(110)이 이동 유니트(300)로 공급되는 전력의 이송 통로가 되는 경우, 댐퍼 본딩부(317)는 소정의 점성을 갖는 젤 상태 또는 고체 상태의 댐퍼 본드를 포함하거나 납땜용 납을 포함할 수 있고, 지지 수단을 통한 전원이나 신호의 전달을 위하여 전도성 재질을 포함할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
100...케이스 110...지지 수단
300...이동 유니트 310...서스펜션
311...몸체 313...고정부
315...연결부 317...댐퍼 본딩부
318...돌출부 319...삽입부
330...보빈 유니트 340a...제1 구동 자석
340b...제2 구동 자석 350...AF 코일
400...고정 유니트 450a...제1 OIS 코일
450b...제2 OIS 코일 490...기판
491...설치부 493...패턴

Claims (17)

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  4. 렌즈가 장착되는 렌즈 보빈부가 광축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 이동 유니트;
    광축 방향으로 상기 이동 유니트로부터 이격되는 고정 유니트;
    상기 이동 유니트에 마련되는 완충 부재;
    상기 광축을 따라 상기 완충 부재에 일단이 고정되고 상기 고정 유니트에 타단이 고정되며, 상기 이동 유니트를 상기 광축에 수직한 수평 방향으로 이동 가능하게 지지하는 지지 수단;을 포함하고,
    상기 완충 부재는 상기 지지 수단의 파단을 방지하기 위해 상기 이동 유니트에 상기 광축 방향의 탄성을 부여하며,
    상기 완충 부재에는 상기 지지 수단의 일단이 삽입되는 삽입부가 마련되고,
    상기 지지 수단의 일단은 상기 삽입부에 댐퍼 본딩부로 고정되며,
    상기 삽입부의 직경은 상기 지지 수단의 직경보다 크고,
    상기 지지 수단은 상기 삽입부와 비접촉되도록 상기 삽입부의 중심에 배치되며,
    상기 댐퍼 본딩부는 광축 방향 상으로 상기 삽입부의 위치에 마련되고, 상기 삽입부의 직경과 상기 지지 수단의 직경의 차이로 인해 형성된 상기 삽입부와 상기 지지 수단의 사이 공간에 개재되고,
    상기 완충 부재에는 상기 지지 수단의 일단이 고정되는 고정부, 상기 고정부와 상기 이동 유니트를 연결하는 연결부가 마련되고,
    상기 연결부는 제1 방향으로 연장되는 구간 및 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 연장되는 구간을 가지며,
    적어도 상기 연결부의 일부는 상기 이동 유니트의 외곽을 따라 연장되고,
    상기 고정부는 상기 연결부를 변으로 하는 가상의 다각형의 내부에 위치하는 카메라 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 이동 유니트에는 상기 렌즈 보빈부를 상기 렌즈의 광축 방향으로 이동 가능하게 지지하는 서스펜션이 마련되고,
    상기 완충 부재는 상기 서스펜션에 연결되며,
    상기 완충 부재는 상기 완충 부재의 주변에 해당하는 상기 서스펜션의 일부보다 더 탄성을 갖는 카메라 모듈.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 렌즈가 장착되는 렌즈 보빈부가 광축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 이동 유니트;
    광축 방향으로 상기 이동 유니트로부터 이격되는 고정 유니트;
    상기 이동 유니트에 마련되는 완충 부재;
    상기 광축을 따라 상기 완충 부재에 일단이 고정되고 상기 고정 유니트에 타단이 고정되며, 상기 이동 유니트를 상기 광축에 수직한 수평 방향으로 이동 가능하게 지지하는 지지 수단;을 포함하고,
    상기 완충 부재는 상기 지지 수단의 파단을 방지하기 위해 상기 이동 유니트에 상기 광축 방향의 탄성을 부여하며,
    상기 완충 부재에는 상기 지지 수단의 일단이 삽입되는 삽입부가 마련되고,
    상기 지지 수단의 일단은 상기 삽입부에 댐퍼 본딩부로 고정되며,
    상기 삽입부의 직경은 상기 지지 수단의 직경보다 크고,
    상기 지지 수단은 상기 삽입부와 비접촉되도록 상기 삽입부의 중심에 배치되며,
    상기 댐퍼 본딩부는 광축 방향 상으로 상기 삽입부의 위치에 마련되고, 상기 삽입부의 직경과 상기 지지 수단의 직경의 차이로 인해 형성된 상기 삽입부와 상기 지지 수단의 사이 공간에 개재되고,
    상기 완충 부재에는 상기 지지 수단의 일단이 고정되는 고정부, 상기 고정부와 상기 이동 유니트를 연결하는 제1 연결부 및 제2 연결부가 마련되고,
    각 연결부의 일부 구간은 다른 연결부를 향해 구부러진 형상을 가지며,
    상기 수평 방향 상으로 상기 광축과 상기 지지 수단을 연결하는 가상선을 가정할 때, 상기 제1 연결부 및 상기 제2 연결부는 상기 가상선을 대칭축으로 하는 선대칭 관계에 있는 카메라 모듈.
  9. 렌즈가 장착되는 렌즈 보빈부가 광축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 이동 유니트;
    광축 방향으로 상기 이동 유니트로부터 이격되는 고정 유니트;
    상기 이동 유니트에 마련되는 완충 부재;
    상기 광축을 따라 상기 완충 부재에 일단이 고정되고 상기 고정 유니트에 타단이 고정되며, 상기 이동 유니트를 상기 광축에 수직한 수평 방향으로 이동 가능하게 지지하는 지지 수단;을 포함하고,
    상기 완충 부재는 상기 지지 수단의 파단을 방지하기 위해 상기 이동 유니트에 상기 광축 방향의 탄성을 부여하며,
    상기 완충 부재에는 상기 지지 수단의 일단이 삽입되는 삽입부가 마련되고,
    상기 지지 수단의 일단은 상기 삽입부에 댐퍼 본딩부로 고정되며,
    상기 삽입부의 직경은 상기 지지 수단의 직경보다 크고,
    상기 지지 수단은 상기 삽입부와 비접촉되도록 상기 삽입부의 중심에 배치되며,
    상기 댐퍼 본딩부는 광축 방향 상으로 상기 삽입부의 위치에 마련되고, 상기 삽입부의 직경과 상기 지지 수단의 직경의 차이로 인해 형성된 상기 삽입부와 상기 지지 수단의 사이 공간에 개재되고,
    상기 완충 부재에는 상기 지지 수단의 일단이 고정되는 고정부, 상기 고정부와 상기 이동 유니트를 연결하는 연결부, 상기 고정부로부터 상기 이동 유니트의 중심축을 향하는 방향으로 돌출된 돌출부가 마련된 카메라 모듈.
  10. 삭제
  11. 제4항에 있어서,
    상기 완충 부재 및 상기 지지 수단은 상기 이동 유니트로 공급되는 전력의 이송 통로가 되고,
    상기 댐퍼 본딩부는 전도성 재질을 포함하는 카메라 모듈.
  12. 삭제
  13. 제4항에 있어서,
    상기 댐퍼 본딩부는 상기 광축 방향 또는 상기 고정 유니트를 향하는 방향을 따라 상기 완충 부재로부터 돌출되도록 상기 완충 부재에 본딩되는 카메라 모듈.
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