KR20190063716A - 카메라 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈 배럴을 수용하는 하우징; 상기 렌즈 배럴을 광축에 수직한 제1 축 및 제2 축 방향으로 이동시키도록 구성된 흔들림 보정부; 및 상기 렌즈 배럴의 상기 제1 축 및 상기 제2 축 방향으로의 위치를 검출하도록 구성된 제1 위치 센싱부;를 포함하며, 상기 흔들림 보정부는, 상기 렌즈 배럴과 함께 상기 제1 축 및 상기 제2 축 방향으로 이동되도록 구성된 제1 마그네트 및 제2 마그네트와, 상기 제1 마그네트와 마주보도록 배치된 제1 구동 코일과, 상기 제2 마그네트와 마주보도록 배치된 제2 구동 코일을 포함하고, 상기 제1 위치 센싱부는 상기 제1 구동 코일의 양측에 배치된 복수의 센싱 코일을 구비하는 제1 센싱 코일을 포함하며, 상기 제1 위치 센싱부는 상기 복수의 센싱 코일의 인덕턴스 변화를 통해 상기 렌즈 배럴의 위치를 검출하도록 구성될 수 있다.

Description

카메라 모듈{Camera module}
본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.
최근에는 스마트 폰을 비롯하여 태블릿 PC, 노트북 등의 이동통신 단말기에 카메라 모듈이 채용되고 있다.
또한, 카메라 모듈에는 자동 초점 조정 기능 및 흔들림 보정 기능이 탑재되고 있으며, 정밀한 제어를 위하여 렌즈의 위치를 측정하기 위한 구성도 추가되고 있다.
나아가, 최근 이동통신 단말기 및 카메라 모듈의 소형화 추세에 따라 자동 초점 조정 기능 및 흔들림 보정 기능을 위한 액츄에이터의 크기도 작아지고 있다.
그러나, 액츄에이터의 크기가 작아질수록 렌즈를 구동시키는 구동력의 크기가 작아지고, 렌즈의 위치를 측정하는 센서의 감도도 저하되어 정밀한 구동이 어려워지는 문제가 있다.
즉, 카메라 모듈의 소형화와 카메라 모듈의 성능 향상을 모두 만족시키기 어려운 문제가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은, 카메라 모듈을 소형화시키면서도 충분한 구동력을 확보하는 한편, 렌즈 배럴의 정밀한 위치 측정이 가능한 카메라 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈 배럴을 수용하는 하우징; 상기 렌즈 배럴을 광축에 수직한 제1 축 및 제2 축 방향으로 이동시키도록 구성된 흔들림 보정부; 및 상기 렌즈 배럴의 상기 제1 축 및 상기 제2 축 방향으로의 위치를 검출하도록 구성된 제1 위치 센싱부;를 포함하며, 상기 흔들림 보정부는, 상기 렌즈 배럴과 함께 상기 제1 축 및 상기 제2 축 방향으로 이동되도록 구성된 제1 마그네트 및 제2 마그네트와, 상기 제1 마그네트와 마주보도록 배치된 제1 구동 코일과, 상기 제2 마그네트와 마주보도록 배치된 제2 구동 코일을 포함하고, 상기 제1 위치 센싱부는 상기 제1 구동 코일의 양측에 배치된 복수의 센싱 코일을 구비하는 제1 센싱 코일을 포함하며, 상기 제1 위치 센싱부는 상기 복수의 센싱 코일의 인덕턴스 변화를 통해 상기 렌즈 배럴의 위치를 검출하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈 배럴을 광축에 수직한 제1 축 및 제2 축 방향으로 이동시키도록 구성된 흔들림 보정부; 및 상기 렌즈 배럴의 상기 제1 축 및 상기 제2 축 방향으로의 위치를 검출하도록 구성된 제1 위치 센싱부와 제2 위치 센싱부;를 포함하며, 상기 흔들림 보정부는, 상기 렌즈 배럴과 함께 상기 제1 축 및 상기 제2 축 방향으로 이동되도록 구성된 제1 마그네트, 제2 마그네트 및 제3 마그네트와, 상기 제1 마그네트와 마주보도록 배치된 제1 구동 코일과, 상기 제2 마그네트와 마주보도록 배치된 제2 구동 코일과, 제3 마그네트와 마주보도록 배치된 제3 구동 코일을 포함하고, 상기 제1 위치 센싱부는 상기 제1 구동 코일의 양측에 배치된 복수의 센싱 코일을 포함하는 제1 센싱 코일을 구비하며, 상기 제2 위치 센싱부는 상기 제3 구동 코일의 양측에 배치된 복수의 센싱 코일을 포함하는 제2 센싱 코일을 구비하며, 상기 제1 위치 센싱부와 상기 제2 위치 센싱부는 상기 렌즈 배럴의 이동에 따른 상기 제1 센싱 코일과 상기 제2 센싱 코일의 인덕턴스 변화를 통해 상기 렌즈 배럴의 위치를 검출하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 카메라 모듈을 소형화시키면서도 충분한 구동력을 확보하는 한편, 렌즈 배럴의 정밀한 위치 측정이 가능하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략 분해 사시도이고,
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 제1 위치 센싱부를 나타낸 개략적인 도면이고,
도 3b는 제1 위치 센싱부를 개략적으로 나타낸 블록도이고,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 제1 센싱 코일의 인덕턴스 변화를 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략 분해 사시도이고,
도 6a은 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 제1 위치 센싱부 및 제2 위치 센싱부를 나타낸 개략적인 도면이고,
도 6b는 제1 위치 센싱부 및 제2 위치 센싱부를 개략적으로 나타낸 블록도이고,
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 제1 센싱 코일 및 제2 센싱 코일의 인덕턴스 변화를 나타낸 도면이고,
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 카메라 모듈의 제1 위치 센싱부 및 제2 위치 센싱부를 나타낸 개략적인 도면이다.
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.
또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로서, 이동 통신 단말기, 스마트 폰, 태블릿 PC 등의 휴대가능한 전자 기기에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 렌즈 배럴(210), 렌즈 배럴(210)을 이동시키는 렌즈 구동 장치, 렌즈 배럴(210)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서 모듈(700) 및 렌즈 배럴(210)과 렌즈 구동 장치를 수용하는 하우징(120)과 케이스(110)를 포함한다.
렌즈 배럴(210)은 피사체를 촬상하는 복수의 렌즈가 내부에 수용될 수 있도록 중공의 원통 형상일 수 있으며, 복수의 렌즈는 광축을 따라 렌즈 배럴(210)에 장착된다.
복수의 렌즈는 렌즈 배럴(210)의 설계에 따라 필요한 수만큼 배치되고, 각각의 렌즈는 동일하거나 상이한 굴절률 등의 광학적 특성을 가진다.
렌즈 구동 장치는 렌즈 배럴(210)을 이동시키는 장치이다.
일 예로, 렌즈 구동 장치는 렌즈 배럴(210)을 광축(Z축) 방향으로 이동시킴으로써 초점을 조정할 수 있고, 렌즈 배럴(210)을 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동시킴으로써 촬영 시의 흔들림을 보정할 수 있다.
렌즈 구동 장치는 초점을 조정하는 초점 조정부(400) 및 흔들림을 보정하는 흔들림 보정부(500)를 포함한다.
이미지 센서 모듈(700)은 렌즈 배럴(210)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 장치이다.
일 예로, 이미지 센서 모듈(700)은 이미지 센서(710) 및 이미지 센서(710)와 연결되는 인쇄회로기판(720)을 포함할 수 있고, 적외선 필터를 더 포함할 수 있다.
적외선 필터는 렌즈 배럴(210)을 통해 입사된 광 중에서 적외선 영역의 광을 차단하는 역할을 한다.
이미지 센서(710)는 렌즈 배럴(210)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환한다. 일 예로 이미지 센서(710)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)일 수 있다.
이미지 센서(710)에 의해 변환된 전기 신호는 휴대가능한 전자기기의 디스플레이 유닛을 통해 영상으로 출력된다.
이미지 센서(710)는 인쇄회로기판(720)에 고정되며, 와이어 본딩에 의하여 인쇄회로기판(720)과 전기적으로 연결된다.
렌즈 배럴(210)과 렌즈 구동 장치는 하우징(120)에 수용된다.
일 예로, 하우징(120)은 상부와 하부가 개방된 형상이며, 하우징(120)의 내부 공간에 렌즈 배럴(210)과 렌즈 구동 장치가 수용된다.
하우징(120)의 하부에는 이미지 센서 모듈(700)이 배치된다.
또한, 하우징(120)의 측면에는 초점 조정부(400) 및 흔들림 보정부(500)에 구동 신호를 제공하는 기판(600)이 배치된다. 기판(600)은 하우징(120)의 측면을 감싸는 하나의 기판(600)으로 제공된다.
하우징(120)의 측면에는 후술하는 바와 같이 초점 조정부(400)의 구동 코일(430) 및 센싱 코일(470)과, 흔들림 보정부(500)의 제1 구동 코일(510b), 제2 구동 코일(520b) 및 제1 센싱 코일(511)이 삽입될 수 있도록 개구부가 구비된다.
케이스(110)는 하우징(120)과 결합하며, 카메라 모듈(100)의 내부 구성부품을 보호하는 기능을 한다.
또한, 케이스(110)는 전자파를 차폐하는 기능을 할 수 있다.
일 예로, 카메라 모듈에서 발생된 전자파가 휴대가능한 전자기기 내의 다른 전자부품에 영향을 미치지 않도록 케이스(110)가 전자파를 차폐할 수 있다.
또한, 휴대가능한 전자기기에는 카메라 모듈 이외에 여러 전자부품이 장착되므로, 이러한 전자부품에서 발생된 전자파가 카메라 모듈에 영향을 미치지 않도록 케이스(110)가 전자파를 차폐할 수 있다.
케이스(110)는 금속재질로 제공되어 인쇄회로기판(720)에 구비되는 접지패드에 접지될 수 있으며, 이에 따라 전자파를 차폐할 수 있다.
도 2를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)의 렌즈 구동 장치 중 초점 조정부(400)에 관하여 설명한다.
피사체에 초점을 맞추기 위하여 렌즈 배럴(210)은 렌즈 구동 장치에 의해 이동된다.
일 예로, 본 발명은 렌즈 배럴(210)을 광축(Z축) 방향으로 이동시키는 초점 조정부(400)를 구비한다.
초점 조정부(400)는, 렌즈 배럴(210)을 수용하는 캐리어(300), 및 렌즈 배럴(210)과 캐리어(300)를 광축(Z축) 방향으로 이동시키도록 구동력을 발생시키는 마그네트(410)와 구동 코일(430)을 포함한다.
마그네트(410)는 캐리어(300)에 장착된다. 일 예로, 마그네트(410)는 캐리어(300)의 일면에 장착될 수 있다.
구동 코일(430)은 기판(600)에 적층 매립된 동박패턴일 수 있다. 마그네트(410)와 구동 코일(430)이 광축(Z축)에 수직한 방향으로 마주보도록 기판(600)은 하우징(120)의 측면에 장착된다.
마그네트(410)는 캐리어(300)에 장착되어 캐리어(300)와 함께 광축(Z축) 방향으로 이동하는 이동부재이고, 구동 코일(430)은 하우징(120)에 고정된 고정부재이다.
구동 코일(430)에 전원이 인가되면, 마그네트(410)와 구동 코일(430) 사이의 전자기적 영향력에 의하여 캐리어(300)를 광축(Z축) 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 캐리어(300)에는 프레임(310) 및 렌즈 홀더(320)가 수용되고, 렌즈 홀더(320)에는 렌즈 배럴(210)이 장착되므로, 캐리어(300)의 이동에 의해 프레임(310), 렌즈 홀더(320) 및 렌즈 배럴(210)도 광축(Z축) 방향으로 이동된다.
캐리어(300)가 이동될 때, 캐리어(300)와 하우징(120) 사이의 마찰을 저감하도록 캐리어(300)와 하우징(120) 사이에 구름부재(B1)가 배치된다. 구름부재(B1)는 볼 형태일 수 있다.
구름부재(B1)는 마그네트(410)의 양측에 배치된다.
제1 요크(450)는 마그네트(410)와 광축(Z축)에 수직한 방향으로 마주보도록 배치된다. 일 예로, 제1 요크(450)는 기판(600)의 외측면(구동 코일(430)이 매립된 면의 반대면)에 장착된다. 따라서, 제1 요크(450)는 구동 코일(430)을 사이에 두고 마그네트(410)와 마주보도록 배치된다.
제1 요크(450)와 마그네트(410) 사이에는 광축(Z축)에 수직한 방향으로 인력이 작용한다.
따라서, 제1 요크(450)와 마그네트(410) 사이의 인력에 의해 구름부재(B1)는 캐리어(300) 및 하우징(120)과 접촉 상태를 유지할 수 있다.
또한, 제1 요크(450)는 마그네트(410)의 자기력이 집속되도록 하는 기능도 한다. 이에 따라, 누설 자속이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
일 예로, 제1 요크(450)와 마그네트(410)는 자기 회로(Magnetic circuit)를 형성한다.
한편, 마그네트(410)와 캐리어(300) 사이에는 제2 요크(420)가 배치될 수 있다. 제2 요크(420) 마그네트(410)의 자기력이 집속되도록 기능할 수 있다. 따라서, 누설 자속이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
일 예로, 제2 요크(420)와 마그네트(410)는 자기 회로(Magnetic circuit)를 형성한다.
본 발명은 렌즈 배럴(210)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 사용한다.
따라서, 폐루프 제어를 위하여 위치 센싱부가 제공된다. 위치 센싱부는 센싱 코일(470)을 포함한다. 센싱 코일(470)도 구동 코일(430)과 마찬가지로 기판(600)에 적층 매립된 동박패턴일 수 있다.
센싱 코일(470)은 마그네트(410)에 인접하게 배치된 센싱 요크(460)와 마주보도록 배치된다. 센싱 요크(460)는 캐리어(300)의 일면에 장착되고, 센싱 요크(460)는 도전체 또는 자성체일 수 있다.
센싱 코일(470)은 센싱 요크(460)와 광축(Z축)에 수직한 방향으로 마주보도록 배치된다. 또한, 센싱 코일(470)은 구동 코일(430)에 인접한 위치에 배치된다.
캐리어(300)가 광축(Z축) 방향으로 이동됨에 따라 캐리어(300)에 장착된 센싱 요크(460)도 광축(Z축) 방향으로 이동된다. 이에 따라, 센싱 코일(470)의 인덕턴스가 변화하게 된다. 제어부는 센싱 코일(470)로부터 인덕턴스 값을 전달받아 렌즈 배럴(210)의 위치(광축(Z축) 방향으로의 위치)를 검출할 수 있다.
따라서, 센싱 코일(470)의 인덕턴스의 변화로부터 센싱 요크(460)의 위치를 검출할 수 있다. 센싱 요크(460)는 캐리어(300)에 장착되고, 캐리어(300)에는 렌즈 배럴(210)이 수용되며, 캐리어(300)는 렌즈 배럴(210)과 함께 광축(Z축) 방향으로 이동되므로, 결국 센싱 코일(470)의 인덕턴스 변화로부터 렌즈 배럴(210)의 위치(광축(Z축) 방향으로의 위치)를 감지할 수 있다.
센싱 코일(470)은 광축(Z축) 방향으로 배치된 복수의 코일을 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱 코일(470)은 광축(Z축) 방향으로 배치된 2개의 코일(470a, 470b)을 포함한다.
센싱 요크(460)가 광축(Z축) 방향으로 이동하는 경우, 센싱 코일(470)의 2개의 코일(470a, 470b)에서 발생되는 신호 차를 이용하여 렌즈 배럴(210)의 광축(Z축) 방향으로의 위치를 더욱 정확하게 센싱할 수 있다.
나아가, 2개의 코일(470a, 470b)에서 발생되는 신호 차를 이용하여 센싱함으로써, 주변환경의 온도 변화 등으로 인한 외란의 영향을 제거할 수 있으므로, 정밀한 위치 센싱이 가능하다.
한편, 위치 센싱부는 적어도 하나의 커패시터를 추가적으로 구비할 수 있고, 적어도 하나의 커패시터와 센싱 코일(470)은 소정의 발진 회로를 형성할 수 있다. 일 예로, 적어도 하나의 커패시터는 센싱 코일(470)에 포함된 코일의 개수에 대응되게 마련되어, 하나의 커패시터와 하나의 코일(470a 또는 470b)은 소정의 LC 발진기와 같은 형태로 구성될 수 있다.
위치 센싱부는 발진 회로에서 생성되는 발진 신호의 주파수 변화로부터 렌즈 배럴(210)의 변위를 판단할 수 있다. 구체적으로, 발진 회로를 형성하는 센싱 코일(470)의 인덕턴스가 변경되는 경우, 발진 회로에서 생성되는 발진 신호의 주파수가 변경되므로 주파수의 변화에 기초하여 렌즈 배럴(210)의 변위 검출이 가능할 수 있다.
한편, 본 실시예에서 센싱 코일(470)이 센싱 요크(460)와 마주보는 것으로 설명하였으나, 센싱 요크(460)를 별도로 구비하지 않고 센싱 코일(470)이 마그네트(410)와 마주보도록 배치하는 것도 가능하다.
다음으로, 도 2를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)의 렌즈 구동 장치 중 흔들림 보정부(500)에 관하여 설명한다.
흔들림 보정부(500)는 이미지 촬영 또는 동영상 촬영 시 사용자의 손떨림 등의 요인에 의해 이미지가 번지거나 동영상이 흔들리는 것을 보정하기 위해 사용된다.
예를 들어, 흔들림 보정부(500)는 사용자의 손떨림 등에 의해 영상 촬영 시 흔들림이 발생할 때, 흔들림에 대응하는 상대변위를 렌즈 배럴(210)에 부여함으로써 흔들림을 보상한다.
일 예로, 흔들림 보정부(500)는 렌즈 배럴(210)을 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동시켜 흔들림을 보정한다.
흔들림 보정부(500)는 렌즈 배럴(210)의 이동을 가이드하는 가이드부재, 및 가이드부재를 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동시키도록 구동력을 발생시키는 복수의 마그네트와 복수의 코일을 포함한다.
복수의 마그네트는 제1 마그네트(510a) 및 제2 마그네트(520a)를 포함할 수 있고, 복수의 코일은 제1 구동 코일(510b) 및 제2 구동 코일(520b)을 포함할 수 있다.
가이드부재는 프레임(310) 및 렌즈 홀더(320)를 포함한다. 프레임(310)과 렌즈 홀더(320)는 캐리어(300) 내에 삽입되어 광축(Z축) 방향으로 배치되며, 렌즈 배럴(210)의 이동을 가이드하는 기능을 한다.
프레임(310)과 렌즈 홀더(320)는 렌즈 배럴(210)이 삽입될 수 있는 공간을 구비한다. 렌즈 배럴(210)은 렌즈 홀더(320)에 삽입 고정된다.
프레임(310) 및 렌즈 홀더(320)는 복수의 마그네트와 복수의 코일에 의해 발생된 구동력으로 캐리어(300)에 대하여 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동된다.
제1 마그네트(510a)와 제1 구동 코일(510b)은 광축(Z축)에 수직한 제1 축(X축) 방향으로 구동력을 발생시키고, 제2 마그네트(520a)와 제2 구동 코일(520b)은 제1 축(X축)에 수직한 제2 축(Y축) 방향으로 구동력을 발생시킨다. 즉, 복수의 마그네트와 복수의 코일은 서로 마주보는 방향으로 구동력을 발생시킨다.
여기서, 제2 축(X축)은 광축(Z축)과 제1 축(Y축)에 모두 수직한 축을 의미한다.
복수의 마그네트는 광축(Z축)에 수직한 평면에서 서로 직교하도록 배치되고, 복수의 코일도 광축(Z축)에 수직한 평면에서 서로 직교하도록 배치된다.
제1 마그네트(510a)와 제2 마그네트(520a)는 렌즈 홀더(320)에 장착된다. 일 예로, 제1 마그네트(510a)와 제2 마그네트(520a)는 각각 렌즈 홀더(320)의 측면에 장착된다. 렌즈 홀더(320)의 측면은 서로 수직한 제1 면과 제2 면을 포함하고, 렌즈 홀더(320)의 제1 면과 제2 면에 제1 마그네트(510a)와 제2 마그네트(520a)가 배치된다.
제1 구동 코일(510b) 및 제2 구동 코일(520b)은 기판(600)에 적층 매립된 동박패턴일 수 있다. 제1 마그네트(510a)와 제1 구동 코일(510b)이 광축(Z축)에 수직한 방향으로 마주보고, 제2 마그네트(520a)와 제2 구동 코일(520b)이 광축(Z축)에 수직한 방향으로 마주보도록 기판(600)은 하우징(120)의 측면에 장착된다.
제1 마그네트(510a)와 제2 마그네트(520a)는 렌즈 홀더(320)와 함께 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동되는 이동부재이고, 제1 구동 코일(510b)과 제2 구동 코일(520b)은 하우징(120)에 고정된 고정부재이다.
한편, 본 발명에는 흔들림 보정부(500)의 프레임(310) 및 렌즈 홀더(320)를 지지하는 복수의 볼 부재가 제공된다. 복수의 볼 부재는 흔들림 보정 과정에서 프레임(310), 렌즈 홀더(320) 및 렌즈 배럴(210)의 이동을 가이드하는 기능을 한다. 또한, 캐리어(300), 프레임(310) 및 렌즈 홀더(320) 간의 간격을 유지시키는 기능도 한다.
복수의 볼 부재는 제1 볼 부재(B2) 및 제2 볼 부재(B3)를 포함한다.
제1 볼 부재(B2)는 프레임(310), 렌즈 홀더(320) 및 렌즈 배럴(210)의 제1 축(X축) 방향으로의 이동을 가이드하고, 제2 볼 부재(B3)는 렌즈 홀더(320) 및 렌즈 배럴(210)의 제2 축(Y축) 방향으로의 이동을 가이드한다.
일 예로, 제1 볼 부재(B2)는 제1 축(X축) 방향으로의 구동력이 발생한 경우에 제1 축(X축) 방향으로 구름운동한다. 이에 따라, 제1 볼 부재(B2)는 프레임(310), 렌즈 홀더(320) 및 렌즈 배럴(210)의 제1 축(X축) 방향으로의 이동을 가이드한다.
또한, 제2 볼 부재(B3)는 제2 축(Y축) 방향으로의 구동력이 발생한 경우에 제2 축(Y축) 방향으로 구름운동한다. 이에 따라, 제2 볼 부재(B3)는 렌즈 홀더(320) 및 렌즈 배럴(210)의 제2 축(Y축) 방향으로의 이동을 가이드한다.
제1 볼 부재(B2)는 캐리어(300)와 프레임(310) 사이에 배치되는 복수의 볼 부재를 포함하고, 제2 볼 부재(B3)는 프레임(310)과 렌즈 홀더(320) 사이에 배치되는 복수의 볼 부재를 포함한다.
캐리어(300)와 프레임(310)이 서로 광축(Z축) 방향으로 마주보는 면에는 각각 제1 볼 부재(B2)를 수용하는 제1 가이드홈부(301)가 형성된다. 제1 가이드홈부(301)는 제1 볼 부재(B2)의 복수의 볼 부재에 대응되는 복수의 가이드홈을 포함한다.
제1 볼 부재(B2)는 제1 가이드홈부(301)에 수용되어 캐리어(300)와 프레임(310) 사이에 끼워진다.
제1 볼 부재(B2)는 제1 가이드홈부(301)에 수용된 상태에서, 광축(Z축) 및 제2 축(Y축) 방향으로의 이동이 제한되고, 제1 축(X축) 방향으로만 이동될 수 있다. 일 예로, 제1 볼 부재(B2)는 제1 축(X축) 방향으로만 구름운동 가능하다.
이를 위하여, 제1 가이드홈부(301)의 복수의 가이드홈 각각의 평면 형상은 제1 축(X축) 방향으로 길이를 갖는 직사각형일 수 있다.
프레임(310)과 렌즈 홀더(320)가 서로 광축(Z축) 방향으로 마주보는 면에는 각각 제2 볼 부재(B3)를 수용하는 제2 가이드홈부(311)가 형성된다. 제2 가이드홈부(311)는 제2 볼 부재(B3)의 복수의 볼 부재에 대응되는 복수의 가이드홈을 포함한다.
제2 볼 부재(B3)는 제2 가이드홈부(311)에 수용되어 프레임(310)과 렌즈 홀더(320) 사이에 끼워진다.
제2 볼 부재(B3)는 제2 가이드홈부(311)에 수용된 상태에서, 광축(Z축) 및 제1 축(X축) 방향으로의 이동이 제한되고, 제2 축(Y축) 방향으로만 이동될 수 있다. 일 예로, 제2 볼 부재(B3)는 제2 축(Y축) 방향으로만 구름운동 가능하다.
이를 위하여, 제2 가이드홈부(311)의 복수의 가이드홈 각각의 평면 형상은 제2 축(Y축) 방향으로 길이를 갖는 직사각형일 수 있다.
한편, 본 발명에는 캐리어(300)와 렌즈 홀더(320) 사이에 배치되어 렌즈 홀더(320)의 이동을 지지하는 제3 볼 부재(B4)가 제공된다.
제3 볼 부재(B4)는 렌즈 홀더(320)의 제1 축(X축) 방향으로의 이동 및 제2 축(Y축) 방향으로의 이동을 모두 가이드한다.
일 예로, 제3 볼 부재(B4)는 제1 축(X축) 방향으로의 구동력이 발생한 경우에 제1 축(X축) 방향으로 구름운동한다. 이에 따라, 제3 볼 부재(B4)는 렌즈 홀더(320)의 제1 축(X축) 방향으로의 이동을 가이드한다.
또한, 제3 볼 부재(B4)는 제2 축(Y축) 방향으로의 구동력이 발생한 경우에 제2 축(Y축) 방향으로 구름운동한다. 이에 따라, 제3 볼 부재(B4)는 렌즈 홀더(320)의 제2 축(Y축) 방향으로의 이동을 가이드한다.
한편, 제2 볼 부재(B3)와 제3 볼 부재(B4)는 렌즈 홀더(320)를 접촉 지지한다.
캐리어(300)와 렌즈 홀더(320)가 서로 광축(Z축) 방향으로 마주보는 면에는 각각 제3 볼 부재(B4)를 수용하는 제3 가이드홈부(302)가 형성된다.
제3 볼 부재(B4)는 제3 가이드홈부(302)에 수용되어 캐리어(300)와 렌즈 홀더(320) 사이에 끼워진다.
제3 볼 부재(B4)는 제3 가이드홈부(302)에 수용된 상태에서, 광축(Z축) 방향으로의 이동이 제한되고, 제1 축(X축) 및 제2 축(Y축) 방향으로 구름운동할 수 있다.
이를 위하여, 제3 가이드홈부(302)의 평면 형상은 원형일 수 있다. 따라서, 제3 가이드홈부(302)의 평면 형상과 제1 가이드홈부(301) 및 제2 가이드홈부(311)의 평면 형상은 서로 다르다.
제1 볼 부재(B2)는 제1 축(X축) 방향으로만 구름 운동 가능하고, 제2 볼 부재(B3)는 제2 축(Y축) 방향으로만 구름 운동 가능하며, 제3 볼 부재(B4)는 제1 축(X축) 및 제2 축(Y축) 방향으로 구름 운동 가능하다.
따라서, 본 발명의 흔들림 보정부(500)을 지지하는 복수의 볼 부재는 자유도에 있어서 차이가 있다.
여기서, 자유도란 3차원 좌표계에서 물체의 운동 상태를 나타내는 데 필요한 독립 변수의 수를 의미할 수 있다.
일반적으로, 3차원 좌표계에서 물체의 자유도는 6이다. 물체의 움직임은 세 방향의 직교좌표계와 세 방향의 회전좌표계에 의해 표현될 수 있다.
일 예로, 3차원 좌표계에서 물체는 각 축(X축, Y축, Z축)을 따라 병진 운동할 수 있고, 각 축(X축, Y축, Z축)을 기준으로 회전 운동할 수 있다.
본 명세서에서 자유도의 의미는, 흔들림 보정부(500)에 전원이 인가되어 광축(Z축)에 수직한 방향으로 발생된 구동력에 의해 흔들림 보정부(500)가 이동될 때, 제1 볼 부재(B2), 제2 볼 부재(B3) 및 제3 볼 부재(B4)의 움직임을 나타내는 데 필요한 독립 변수의 수를 의미할 수 있다.
일 예로, 광축(Z축)에 수직한 방향으로 발생된 구동력에 의해 제3 볼 부재(B4)는 두 개의 축(제1 축(X축) 및 제2 축(Y축))을 따라 구름 운동 가능하고, 제1 볼 부재(B2) 및 제2 볼 부재(B3)는 하나의 축(제1 축(X축) 또는 제2 축(Y축))을 따라 구름 운동 가능하다.
따라서, 제3 볼 부재(B4)의 자유도가 제1 볼 부재(B2)와 제2 볼 부재(B3)의 자유도보다 크다.
제1 축(X축) 방향으로 구동력이 발생하면, 프레임(310), 렌즈 홀더(320) 및 렌즈 배럴(210)이 함께 제1 축(X축) 방향으로 움직인다.
여기서, 제1 볼 부재(B2)와 제3 볼 부재(B4)는 제1 축(X축)을 따라 구름 운동한다. 이때, 제2 볼 부재(B3)의 움직임은 제한된다.
또한, 제2 축(Y축) 방향으로 구동력이 발생하면, 렌즈 홀더(320) 및 렌즈 배럴(210)이 제2 축(Y축) 방향으로 움직인다.
여기서, 제2 볼 부재(B3)와 제3 볼 부재(B4)는 제2 축(Y축)을 따라 구름 운동한다. 이때, 제1 볼 부재(B2)의 움직임은 제한된다.
한편, 본 발명에는 흔들림 보정부(500)와 제1 내지 제3 볼 부재(B2, B3, B4)가 접촉 상태를 유지하도록 복수의 요크(510c, 520c)가 제공된다.
복수의 요크(510c, 520c)는 캐리어(300)에 고정되고, 제1 마그네트(510a) 및 제2 마그네트(520a)와 광축(Z축) 방향으로 마주보도록 배치된다.
따라서, 복수의 요크(510c, 520c)와, 제1 마그네트(510a) 및 제2 마그네트(520a) 사이에는 광축(Z축) 방향으로 인력이 발생한다.
복수의 요크(510c, 520c)와, 제1 마그네트(510a) 및 제2 마그네트(520a) 사이의 인력에 의하여 흔들림 보정부(500)가 복수의 요크(510c, 520c)를 향하는 방향으로 가압되므로, 흔들림 보정부(500)의 프레임(310) 및 렌즈 홀더(320)는 제1 내지 제3 볼 부재(B2, B3, B4)와 접촉 상태를 유지할 수 있다.
복수의 요크(510c, 520c)는 제1 마그네트(510a) 및 제2 마그네트(520a)와의 사이에서 인력을 발생시킬 수 있는 재질이다. 일 예로, 복수의 요크(510c, 520c)는 자성체로 제공될 수 있다.
본 발명에서는 프레임(310) 및 렌즈 홀더(320)가 제1 내지 제3 볼 부재(B2, B3, B4)와 접촉 상태를 유지할 수 있도록 복수의 요크(510c, 520c)를 제공하는 한편, 외부 충격 등에 의하여 제1 내지 제3 볼 부재(B2, B3, B4), 프레임(310) 및 렌즈 홀더(320)가 캐리어(300)의 외부로 이탈되는 것을 방지하도록 스토퍼(330)가 제공된다.
스토퍼(330)는 렌즈 홀더(310)의 상면 중 적어도 일부를 커버하도록 캐리어(300)에 결합된다.
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 제1 위치 센싱부를 나타낸 개략적인 도면이고, 도 3b는 제1 위치 센싱부를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 제1 센싱 코일의 인덕턴스 변화를 나타낸 도면이다.
본 발명은 흔들림 보정 과정에서 렌즈 배럴(210)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 사용한다.
따라서, 폐루프 제어를 위한 제1 위치 센싱부(540)가 제공된다. 제1 위치 센싱부(540)는 제1 축(X축) 방향 및 제2 축(Y축) 방향으로의 위치를 검출할 수 있도록 구성된다.
제1 위치 센싱부(540)는 제1 센싱 코일(511) 및 제1 센싱 코일(511)과 전기적으로 연결된 제어부(800)를 포함할 수 있다. 제어부(800)는 제1 센싱 코일(511)로부터 인덕턴스 값을 전달받아 렌즈 배럴(210)의 제1 축(X축) 방향 및 제2 축(Y축) 방향으로의 위치를 검출할 수 있다.
제1 센싱 코일(511)은 복수의 코일(511a, 511b)을 포함한다. 제1 센싱 코일(511)도 제1 구동 코일(510b)과 마찬가지로 기판(600)에 적층 매립된 동박패턴일 수 있다.
복수의 코일(511a, 511b)은 제1 구동 코일(510b) 또는 제2 구동 코일(520b)의 양측에 배치될 수 있다. 일 예로, 제1 센싱 코일(511)이 2개의 코일을 포함하는 경우에, 제1 구동 코일(510b) 또는 제2 구동 코일(520b)의 양측에 코일이 하나씩 배치될 수 있다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해 복수의 코일(511, 512)이 제1 구동 코일(510b)의 양측에 배치되는 것으로 설명하나, 복수의 코일이 제2 구동 코일(520b)의 양측에 배치되는 것도 가능하다.
제1 마그네트(510a)는 제1 구동 코일(510b)과 제1 축(X축) 방향으로 마주보도록 배치된다. 또한, 제1 마그네트(510a)의 일측은 제1 센싱 코일(511)의 복수의 코일(511a, 511b) 중 어느 하나(511a)의 일부와 마주보도록 배치되고, 제1 마그네트(510a)의 타측은 제1 센싱 코일(511)의 복수의 코일(511a, 511b) 중 다른 하나(511b)의 일부와 마주보도록 배치된다.
여기서, 제1 마그네트(510a)의 일측과 일부가 마주보는 코일을 제1-1 센싱 코일(511a)이라 하기로 하고, 제1 마그네트(510a)의 타측과 일부가 마주보는 코일을 제1-2 센싱 코일(511b)이라 하기로 한다.
제1 마그네트(510a)가 제1 축(X축) 방향 및/또는 제2 축(Y축) 방향으로 이동됨에 따라, 제1 센싱 코일(511)의 인덕턴스가 변화하게 된다.
따라서, 제1 센싱 코일(511)의 인덕턴스의 변화로부터 제1 마그네트(510a)의 위치를 검출할 수 있다. 제1 마그네트(510a)는 렌즈 홀더(320)에 장착되고, 렌즈 홀더(320)에는 렌즈 배럴(210)이 장착되며, 렌즈 홀더(320)는 렌즈 배럴(210)과 함께 제1 축(X축) 방향 및/또는 제2 축(Y축) 방향으로 이동되므로, 결국 제1 센싱 코일(511)의 인덕턴스 변화로부터 렌즈 배럴(210)의 위치(제1 축(X축) 및/또는 제2 축(Y축) 방향으로의 위치)를 검출할 수 있다.
도 4a를 참조하여, 렌즈 배럴(210)의 제1 축(X축) 방향으로의 위치를 검출하는 방법을 설명한다.
도 4a에서 Y 방향 최소 위치는 렌즈 배럴(210)이 Y축의 일 방향으로 최대로 이동된 경우를 의미할 수 있고, Y 방향 최대 위치는 렌즈 배럴(210)이 Y축의 타 방향으로 최대로 이동된 경우를 의미할 수 있다.
도 4a에서 렌즈 배럴(210)이 Y 방향 최소 위치 또는 Y 방향 최대 위치에 있으면서 X 방향으로 이동되는 경우, 제1-1 센싱 코일(511a)과 제1-2 센싱 코일(511b)의 인덕턴스(C1, C2)는 증감 방향이 동일할 수 있다.
한편, 주변환경의 온도 변화 등에 의해 제1-1 센싱 코일(511a)과 제1-2 센싱 코일(511b)의 인덕턴스(C1, C2)가 영향을 받을 수 있으므로, 제1-1 센싱 코일(511a)과 제1-2 센싱 코일(511b) 중 어느 하나의 인덕턴스 변화만으로는 정밀한 위치 센싱이 어려울 수 있다.
따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)의 제1 위치 센싱부(540)는, 렌즈 배럴(210)의 이동에 따른 제1-1 센싱 코일(511a)의 인덕턴스(C1) 값과 제1-2 센싱 코일(511b)의 인덕턴스(C2) 값을 합산(C1+C2)하여 렌즈 배럴(210)의 제1 축(X축) 방향으로의 위치를 정밀하게 센싱하도록 구성된다.
다음으로, 도 4b를 참조하여, 렌즈 배럴(210)의 제2 축(Y축) 방향으로의 위치를 검출하는 방법을 설명한다.
도 4b에서 X 방향 최소 위치는 렌즈 배럴(210)이 X축의 일 방향으로 최대로 이동된 경우를 의미할 수 있고, X 방향 최대 위치는 렌즈 배럴(210)이 X축의 타 방향으로 최대로 이동된 경우를 의미할 수 있다.
도 4b에서 렌즈 배럴(210)이 X 방향 최소 위치 또는 X 방향 최대 위치에 있으면서 Y 방향으로 이동되는 경우, 제1-1 센싱 코일(511a)과 제1-2 센싱 코일(511b)의 인덕턴스(C1, C2)는 증감 방향이 상이할 수 있다.
도 4b에서도 주변환경의 온도 변화에 의한 외란을 제거하기 위하여, 제1-1 센싱 코일(511a)의 인덕턴스(C1) 변화와 제1-2 센싱 코일(511b)의 인덕턴스(C2) 변화를 모두 고려한다.
예를 들어, 제1 위치 센싱부(540)는 렌즈 배럴(210)의 제2 축(Y축) 방향으로의 위치를 검출할 경우에, 제1-1 센싱 코일(511a)의 인덕턴스(C1) 값과 제1-2 센싱 코일(511b)의 인덕턴스(C2) 값을 서로 감산(C1-C2)하여 렌즈 배럴(210)의 제2축(Y축) 방향으로의 위치를 정밀하게 센싱하도록 구성된다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략 분해 사시도이고, 도 6a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 제1 위치 센싱부 및 제2 위치 센싱부를 나타낸 개략적인 도면이고, 도 6b는 제1 위치 센싱부 및 제2 위치 센싱부를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
또한, 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 제1 센싱 코일 및 제2 센싱 코일의 인덕턴스 변화를 나타낸 도면이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈(2000)은 제1 축(X축) 방향으로 구동력을 발생시키도록 구성된 제3 마그네트(530a)와 제3 구동 코일(530b)을 더 포함한다. 제3 마그네트(530a)는 제1 마그네트(510a)와 제1 축 방향(X축)으로 이격 배치되며, 렌즈 홀더(320)에 장착될 수 있다. 제3 구동 코일(530b)은 기판(600')에 적층 매립된 동박패턴일 수 있으며, 제3 마그네트(530a)와 마주보게 배치될 수 있다.
또한, 제1 마그네트(510a)를 통해 렌즈 배럴(210)의 제1 축(X축) 및/또는 제2 축(Y축) 방향으로의 위치를 감지하도록 구성된 제1 위치 센싱부(540)를 포함하고, 제3 마그네트(530a)를 통해 렌즈 배럴(210)의 제1 축(X축) 및/또는 제2 축(Y축) 방향으로의 위치를 감지하도록 구성된 제2 위치 센싱부(550)를 포함한다.
제1 위치 센싱부(540)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)의 구성과 동일하므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
제2 위치 센싱부(550)는 제2 센싱 코일(531) 및 제2 센싱 코일(531)과 전기적으로 연결된 제어부(800)를 포함할 수 있다. 제어부(800)는 제2 센싱 코일(531)로부터 인덕턴스 값을 전달받아 렌즈 배럴(210)의 제1 축(X축) 방향 및 제2 축(Y축) 방향으로의 위치를 검출할 수 있다.
제2 센싱 코일(531)은 복수의 코일(531a, 531b)을 포함한다. 제2 센싱 코일(531)도 제3 구동 코일(530b)과 마찬가지로 기판(600')에 적층 매립된 동박패턴일 수 있다.
복수의 코일(531a, 531b)은 제3 구동 코일(530b)의 양측에 배치될 수 있다. 일 예로, 제2 센싱 코일(531)이 2개의 코일을 포함하는 경우에, 제3 구동 코일(530b)의 양측에 코일이 하나씩 배치될 수 있다.
제3 마그네트(530a)는 제3 구동 코일(530b)과 제1 축(X축) 방향으로 마주보도록 배치된다. 또한, 제3 마그네트(530a)의 일측은 제2 센싱 코일(531)의 복수의 코일(531a, 531b) 중 어느 하나의 일부와 마주보도록 배치되고, 제3 마그네트(530a)의 타측은 제2 센싱 코일(531)의 복수의 코일(531a, 531b) 중 다른 하나의 일부와 마주보도록 배치된다.
여기서, 제3 마그네트(530a)의 일측과 일부가 마주보는 코일을 제2-1 센싱 코일(531a)이라 하기로 하고, 제3 마그네트(530a)의 타측과 일부가 마주보는 코일을 제2-2 센싱 코일(531b)이라 하기로 한다.
도 7a를 참조하여, 렌즈 배럴(210)의 제1 축(X축) 방향으로의 위치를 검출하는 방법을 설명한다.
도 7a에서 Y 방향 최소 위치는 렌즈 배럴(210)이 Y축의 일 방향으로 최대로 이동된 경우를 의미할 수 있고, Y 방향 최대 위치는 렌즈 배럴(210)이 Y축의 타 방향으로 최대로 이동된 경우를 의미할 수 있다.
도 7a에서 렌즈 배럴(210)이 Y 방향 최소 위치 또는 Y 방향 최대 위치에 있으면서 X 방향으로 이동되는 경우, 제1-1 센싱 코일(511a)과 제1-2 센싱 코일(511b)의 인덕턴스(C1, C2)는 증감 방향이 동일하고, 제2-1 센싱 코일(531a)과 제2-2 센싱 코일(531b)의 인덕턴스(C3, C4)는 증감 방향이 동일할 수 있다.
다만, 제1-1 센싱 코일(511a) 및 제1-2 센싱 코일(511b)의 인덕턴스(C1, C2)의 증감 방향과 제2-1 센싱 코일(531a)과 제2-2 센싱 코일(531b)의 인덕턴스(C3, C4)의 증감 방향은 상이할 수 있다.
주변환경의 온도 변화 등에 의한 외란을 제거하기 위하여, 제1-1 센싱 코일(511a)의 인덕턴스(C1) 값과 제1-2 센싱 코일(511b)의 인덕턴스(C2) 값을 합산(C1+C2)하고, 제2-1 센싱 코일(531a)의 인덕턴스(C3) 값과 제2-2 센싱 코일(531b)의 인덕턴스(C4) 값을 합산(C3+C4)하며, 합산된 값들을 서로 감산((C1+C2)-(C3+C4))하여 렌즈 배럴(210)의 제1 축(X축) 방향으로의 위치를 정밀하게 센싱할 수 있다.
다음으로, 도 7b를 참조하여, 렌즈 배럴(210)의 제2 축(Y축) 방향으로의 위치를 검출하는 방법을 설명한다.
도 7b에서 X 방향 최소 위치는 렌즈 배럴(210)이 X축의 일 방향으로 최대로 이동된 경우를 의미할 수 있고, X 방향 최대 위치는 렌즈 배럴(210)이 X축의 타 방향으로 최대로 이동된 경우를 의미할 수 있다.
도 7b에서 렌즈 배럴(210)이 X 방향 최소 위치 또는 X 방향 최대 위치에 있으면서 Y 방향으로 이동되는 경우, 제1-1 센싱 코일(511a)과 제1-2 센싱 코일(511b)의 인덕턴스(C1, C2)는 증감 방향이 상이할 수 있다. 또한, 제2-1 센싱 코일(531a)과 제2-2 센싱 코일(531b)의 인덕턴스(C3, C4)도 증감 방향이 상이할 수 있다.
도 7b에서도 주변환경의 온도 변화에 의한 외란을 제거하기 위하여, 제1-1 센싱 코일(511a), 제1-2 센싱 코일(511b), 제2-1 센싱 코일(531a) 및 제2-2 센싱 코일(531b)의 인덕턴스(C1, C2, C3, C4) 변화를 모두 고려한다.
예를 들어, 렌즈 배럴(210)의 제2 축(Y축) 방향으로의 위치를 센싱할 경우에, 제1-1 센싱 코일(511a)의 인덕턴스(C1) 값과 제1-2 센싱 코일(511b)의 인덕턴스(C2) 값의 차(C1-C2)와, 제2-1 센싱 코일(531a)의 인덕턴스(C3) 값과 제2-2 센싱 코일(531b)의 인덕턴스(C4) 값의 차(C3-C4)를 서로 합산((C1+C3)-(C2+C4))하여 렌즈 배럴(210)의 제2축(Y축) 방향으로의 위치를 정밀하게 센싱할 수 있다.
한편, 도 4b의 실시예의 경우, 렌즈 배럴(210)의 제2 축(Y축) 방향으로의 위치를 센싱할 경우에, 렌즈 배럴(210)의 X 방향 위치에 따라 감산된 인덕턴스(C1-C2) 값의 기울기가 상이하다(도 4b의 오른쪽 도면 참조). 이 경우 렌즈 배럴(210)의 X 방향 위치에 따라 감산된 인덕턴스(C1-C2) 값의 기울기가 일정하도록 보정하는 과정이 필요할 수 있다.
그러나, 도 7b의 경우, 렌즈 배럴(210)의 X 방향 위치에 관계없이 감산 및 합산된 인덕턴스((C1+C3)-(C2+C4)) 값의 기울기는 일정하므로(도 7b의 오른쪽 도면 참조), 더욱 정밀한 위치 센싱이 가능하다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 카메라 모듈의 제1 위치 센싱부 및 제2 위치 센싱부를 나타낸 개략적인 도면이다.
제3 실시예는 제2 실시예와 비교하여, 센싱 요크를 더 포함한다는 점에서만 차이가 있으므로, 다른 구성요소 및 센싱 방법에 대한 설명은 생략하도록 한다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 카메라 모듈은 제1 마그네트(510a)가 제1 구동 코일(510b)과 마주보되 제1 센싱 코일(511)과 마주보지 않도록 배치되고, 제3 마그네트(530a)가 제3 구동 코일(530b)과 마주보되 제2 센싱 코일(531)과 마주보지 않도록 배치된다.
일 예로, 제1 마그네트(510a)와 제3 마그네트(530a)의 제2 축(Y축) 방향으로의 길이는 제1 구동 코일(510b)과 제3 구동 코일(530b)의 제2 축(Y축) 방향으로의 길이보다 작다.
여기서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 카메라 모듈은 제1 센싱 요크(541) 및 제2 센싱 요크(542)를 포함한다.
제1 센싱 요크(541)는 제1 구동 코일(510b)의 일부 및 제1-1 센싱 코일(511a)의 일부와 마주보도록 배치된 제1-1 센싱 요크(541a)와, 제1 구동 코일(510b)의 일부 및 제1-2 센싱 코일(511b)의 일부와 마주보도록 배치된 제1-2 센싱 요크(541b)를 포함한다.
또한, 제2 센싱 요크(542)는 제3 구동 코일(530b)의 일부 및 제2-1 센싱 코일(531a)의 일부와 마주보도록 배치된 제2-1 센싱 요크(542a)를 포함하고, 제3 구동 코일(530b)의 일부 및 제2-2 센싱 코일(531b)의 일부와 마주보도록 배치된 제2-2 센싱 요크(542b)를 포함한다.
제1-1 센싱 요크(541a), 제1-2 센싱 요크(541b), 제2-1 센싱 요크(542a) 및 제2-2 센싱 요크(542b)는 도전체 또는 자성체 일 수 있으며, 각각 렌즈 홀더(320)에 장착된다.
제1 센싱 코일(511) 및 제2 센싱 코일(531)은 제1-1 센싱 요크(541a), 제1-2 센싱 요크(541b), 제2-1 센싱 요크(542a) 및 제2-2 센싱 요크(542b)와의 관계에 의해 변화되는 인덕턴스 변화를 통해 렌즈 배럴(210)의 제1 축(Y축) 및 제2 축(Y축) 방향으로의 위치를 검출할 수 있다.
이상의 실시예를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 카메라 모듈을 소형화시키면서도 충분한 구동력을 확보하는 한편, 렌즈 배럴의 정밀한 위치 측정이 가능하다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
110: 케이스 120: 하우징
210: 렌즈 배럴 300: 캐리어
310: 프레임 320: 렌즈 홀더
400: 초점 조정부 480: 위치 센싱부
500: 흔들림 보정부 600: 기판
700: 이미지 센서 모듈

Claims (14)

  1. 렌즈 배럴을 수용하는 하우징;
    상기 렌즈 배럴을 광축에 수직한 제1 축 및 제2 축 방향으로 이동시키도록 구성된 흔들림 보정부; 및
    상기 렌즈 배럴의 상기 제1 축 및 상기 제2 축 방향으로의 위치를 검출하도록 구성된 제1 위치 센싱부;를 포함하며,
    상기 흔들림 보정부는,
    상기 렌즈 배럴과 함께 상기 제1 축 및 상기 제2 축 방향으로 이동되도록 구성된 제1 마그네트 및 제2 마그네트와, 상기 제1 마그네트와 마주보도록 배치된 제1 구동 코일과, 상기 제2 마그네트와 마주보도록 배치된 제2 구동 코일을 포함하고,
    상기 제1 위치 센싱부는 상기 제1 구동 코일의 양측에 배치된 복수의 센싱 코일을 포함하는 제1 센싱 코일을 구비하며,
    상기 제1 위치 센싱부는 상기 복수의 센싱 코일의 인덕턴스 변화를 통해 상기 렌즈 배럴의 위치를 검출하도록 구성된 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 위치 센싱부는,
    상기 제1 축 및 상기 제2 축 방향 중 어느 한 방향으로의 위치를 검출할 경우 상기 제1 마그네트의 이동에 따른 상기 복수의 센싱 코일의 인덕턴스 값을 서로 합산하고, 다른 한 방향으로의 위치를 검출할 경우 상기 제1 마그네트의 이동에 따른 상기 복수의 센싱 코일의 인덕턴스 값을 서로 감산하도록 구성된 카메라 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 마그네트의 일측은 상기 복수의 센싱 코일 중 어느 하나의 일부와 마주보도록 배치되고, 상기 제1 마그네트의 타측은 상기 복수의 센싱 코일 중 다른 하나의 일부와 마주보도록 배치된 카메라 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 위치 센싱부는,
    상기 복수의 센싱 코일의 인덕턴스의 증감 방향이 서로 동일한 경우, 상기 제1 마그네트의 이동에 따른 상기 복수의 센싱 코일의 인덕턴스 값을 서로 합산하여 상기 렌즈 배럴의 위치를 검출하도록 구성된 카메라 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 위치 센싱부는,
    상기 복수의 센싱 코일의 인덕턴스의 증감 방향이 서로 다른 경우, 상기 제1 마그네트의 이동에 따른 상기 복수의 센싱 코일의 인덕턴스 값을 서로 감산하여 상기 렌즈 배럴의 위치를 검출하도록 구성된 카메라 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 마그네트의 양측에 배치된 복수의 센싱 요크를 구비하는 제1 센싱 요크;를 더 포함하는 카메라 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 센싱 요크 중 어느 하나는 상기 복수의 코일 중 어느 하나의 일부 및 상기 제1 구동 코일의 일부와 마주보도록 배치되고,
    상기 복수의 센싱 요크 중 다른 하나는 상기 복수의 코일 중 다른 하나의 일부 및 상기 제1 구동 코일의 일부와 마주보도록 배치되는 카메라 모듈.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 센싱 요크는 도전체 또는 자성체인 카메라 모듈.
  9. 렌즈 배럴을 광축에 수직한 제1 축 및 제2 축 방향으로 이동시키도록 구성된 흔들림 보정부; 및
    상기 렌즈 배럴의 상기 제1 축 및 상기 제2 축 방향으로의 위치를 검출하도록 구성된 제1 위치 센싱부와 제2 위치 센싱부;를 포함하며,
    상기 흔들림 보정부는,
    상기 렌즈 배럴과 함께 상기 제1 축 및 상기 제2 축 방향으로 이동되도록 구성된 제1 마그네트, 제2 마그네트 및 제3 마그네트와, 상기 제1 마그네트와 마주보도록 배치된 제1 구동 코일과, 상기 제2 마그네트와 마주보도록 배치된 제2 구동 코일과, 제3 마그네트와 마주보도록 배치된 제3 구동 코일을 포함하고,
    상기 제1 위치 센싱부는 상기 제1 구동 코일의 양측에 배치된 복수의 센싱 코일을 포함하는 제1 센싱 코일을 구비하며,
    상기 제2 위치 센싱부는 상기 제3 구동 코일의 양측에 배치된 복수의 센싱 코일을 포함하는 제2 센싱 코일을 구비하며,
    상기 제1 위치 센싱부와 상기 제2 위치 센싱부는 상기 렌즈 배럴의 이동에 따른 상기 제1 센싱 코일과 상기 제2 센싱 코일의 인덕턴스 변화를 통해 상기 렌즈 배럴의 위치를 검출하도록 구성된 카메라 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 위치 센싱부와 상기 제2 위치 센싱부는,
    상기 제1 축 및 상기 제2 축 방향 중 어느 한 방향으로의 위치를 검출할 경우 상기 렌즈 배럴의 이동에 따른 상기 제1 센싱 코일의 상기 복수의 센싱 코일의 인덕턴스 값을 서로 합산한 값과, 상기 제2 센싱 코일의 상기 복수의 센싱 코일의 인덕턴스 값을 서로 합산한 값을 서로 감산하여 상기 렌즈 배럴의 위치를 검출하도록 구성된 카메라 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 위치 센싱부와 상기 제2 위치 센싱부는,
    상기 제1 축 및 상기 제2 축 방향 중 다른 한 방향으로의 위치를 검출할 경우 상기 렌즈 배럴의 이동에 따른 상기 제1 센싱 코일의 상기 복수의 센싱 코일의 인덕턴스 값을 서로 감산한 값과, 상기 제2 센싱 코일의 상기 복수의 센싱 코일의 인덕턴스 값을 서로 감산한 값을 서로 합산하여 상기 렌즈 배럴의 위치를 검출하도록 구성된 카메라 모듈.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1 마그네트의 양측에 배치된 복수의 센싱 요크를 구비하는 제1 센싱 요크; 및
    상기 제3 마그네트의 양측에 배치된 복수의 센싱 요크를 구비하는 제2 센싱 요크;를 더 포함하는 카메라 모듈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 센싱 요크는 상기 제1 센싱 코일의 일부 및 상기 제1 구동 코일의 일부와 마주보도록 배치되고,
    상기 제2 센싱 요크는 상기 제2 센싱 코일의 일부 및 상기 제2 구동 코일의 일부와 마주보도록 배치되는 카메라 모듈.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 센싱 요크 및 상기 제2 센싱 요크는 도전체 또는 자성체인 카메라 모듈.
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