KR20230093163A

KR20230093163A - 카메라 모듈

Info

Publication number: KR20230093163A
Application number: KR1020220158729A
Authority: KR
Inventors: 신준섭; 박철진; 윤영복; 서보성
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2021-12-17
Filing date: 2022-11-23
Publication date: 2023-06-27

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 내부공간을 갖는 하우징; 상기 내부공간에 배치되고, 상기 하우징에 대해 광축 방향으로 상대 이동 가능한 캐리어; 상기 캐리어에 수용되는 렌즈모듈; 상기 하우징과 결합하는 가이드 하우징; 상기 가이드 하우징에 대해 회전 가능하게 배치되는 리프팅 가이드; 상기 리프팅 가이드가 회전함에 따라 상기 광축 방향으로 이동되며, 상기 렌즈모듈과 접촉 또는 이격되는 리프팅부재; 및 상기 리프팅 가이드에 구동력을 전달하는 구동부;를 포함하며, 상기 리프팅 가이드와 상기 구동부 중 어느 하나에는 돌출부가 배치되고, 나머지 하나에는 상기 돌출부와 결합되는 가이드홈이 배치될 수 있다.

Description

카메라 모듈{Camera module}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.

최근에는 스마트 폰을 비롯하여 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대용 전자기기에 카메라 모듈이 채용되고 있다.

이러한 카메라 모듈은 고해상도의 이미지 촬영을 위하여, 광학계를 구성하는 렌즈의 개수가 점차 증가하고 있으며, 초점 조정 및/또는 흔들림 보정을 위한 액추에이터도 구비되고 있다.

이와 같이 최근의 카메라 모듈은 성능 향상을 위한 여러 구성이 필요하기 때문에 크기를 줄이는데 어려움이 있는데 반하여, 카메라 모듈이 장착되는 휴대용 전자기기의 경우 두께가 점차 슬림해지는 추세에 있다.

이에 따라 휴대용 전자기기로부터 카메라 모듈이 항상 돌출되게 장착되는 문제가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 목적은, 카메라 모듈의 사용 여부에 따라 렌즈모듈의 돌출량을 조정할 수 있는 카메라 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 카메라 모듈의 사용 여부에 따라 렌즈모듈의 돌출량을 조정할 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈이 팝 인(Pop in) 상태인 경우를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈이 팝 아웃(Pop out) 상태인 경우를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에서 팝 아웃(Pop out) 모듈 및 카메라 액추에이터가 분리된 모습을 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 액추에이터의 개략적인 분해 사시도이다.
도 5는 카메라 액추에이터의 캐리어의 사시도이다.
도 6은 카메라 액추에이터의 캐리어의 측면도이다.
도 7은 카메라 액추에이터의 제2 구동부의 배치 형태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 렌즈모듈의 일부 분해 사시도이다.
도 9는 도 8의 I-I'의 단면도이다.
도 10은 렌즈모듈이 분해된 상태를 도시한 저면 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 팝 아웃 모듈의 분해 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 팝 아웃 모듈에서 가이드 하우징과 리프팅 가이드가 결합된 모습을 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 팝 아웃 모듈에서 리프팅 가이드와 리프팅부재가 결합된 모습을 도시한 사시도이다.
도 14는 도 13의 저면 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 팝 아웃 모듈의 리프팅 가이드와 제3 구동부의 사시도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 팝 아웃 모듈의 리프팅 가이드와 제3 구동부가 결합된 모습을 도시한 저면 사시도이다.
도 17 및 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 팝 아웃 모듈에서 리프팅 가이드 및 리프팅부재가 움직이는 모습을 도시한 저면 사시도이다.

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, 카메라 모듈은 이동 통신 단말기, 스마트 폰, 태블릿 PC 등의 휴대가능한 전자 기기에 구비될 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈이 팝 인(Pop in) 상태인 경우를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈이 팝 아웃(Pop out) 상태인 경우를 나타낸 사시도이다.

또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에서 팝 아웃(Pop out) 모듈 및 카메라 액추에이터가 분리된 모습을 도시한 분해 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1)은 카메라 액추에이터(10) 및 팝 아웃 모듈(20)을 포함할 수 있다.

카메라 액추에이터(10)는 내부 공간을 갖는 하우징(110), 및 하우징(110) 내에 배치되는 렌즈배럴(220)을 포함한다. 렌즈배럴(220)은 팝 아웃 모듈(20)에 의해 광축(Z축) 방향으로의 위치가 변경될 수 있다.

예컨대, 카메라 모듈(1)을 사용하지 않을 때는 렌즈배럴(220)이 광축(Z축) 방향 아래쪽(이미지센서(710)를 향하는 방향)으로 이동되어 하우징(110)의 외측으로 렌즈배럴(220)이 돌출되는 양을 최소화할 수 있다.

또한, 카메라 모듈(1)을 사용할 때는 렌즈배럴(220)이 광축(Z축) 방향 위쪽(피사체를 향하는 방향)으로 이동되어 피사체를 촬영할 수 있다.

최근의 카메라 모듈의 경우 성능 향상을 위한 여러 구성이 필요하기 때문에 크기를 줄이는데 어려움이 있으며, 이에 따라 휴대용 전자기기로부터 카메라 모듈이 항상 돌출되게 장착되는 문제가 있다.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1)은 카메라 모듈(1)의 사용 여부에 따라 렌즈배럴(220)의 위치를 이동시킴으로써, 카메라 모듈(1)이 휴대용 전자기기로부터 항상 돌출되어 있는 문제를 해소할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 액추에이터의 개략적인 분해 사시도이고, 도 5는 카메라 액추에이터의 캐리어의 사시도이며, 도 6은 카메라 액추에이터의 캐리어의 측면도이다.

또한, 도 7은 카메라 액추에이터의 제2 구동부의 배치 형태를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 액추에이터(10)는 렌즈모듈(200) 및 렌즈모듈(200)을 수용하는 하우징(110)을 포함한다.

또한, 카메라 액추에이터(10)는 가이드프레임(300), 캐리어(400), 하우징(110), 이미지센서모듈(700) 및 케이스(130)를 더 포함할 수 있다.

캐리어(400)는 하우징(110) 내에 배치되며, 광축(Z축) 방향으로 하우징(110)에 대해 상대 이동될 수 있다.

캐리어(400)에는 렌즈모듈(200)이 배치되며, 캐리어(400)와 렌즈모듈(200)은 광축(Z축) 방향으로 함께 이동될 수 있다. 이에 따라 렌즈모듈(200)과 이미지센서(710) 사이의 거리가 변경되어 초점을 조정할 수 있다.

그리고, 캐리어(400)와 렌즈모듈(200) 사이에는 가이드프레임(300)이 배치될 수 있다. 가이드프레임(300)은 렌즈모듈(200)이 광축(Z축) 방향에 수직한 방향으로 이동되도록 가이드하는 기능을 할 수 있다.

렌즈모듈(200)은 광축(Z축) 방향에 수직한 방향으로 이동되어 촬영 시의 흔들림을 보정할 수 있다.

렌즈모듈(200)은 렌즈부(210), 가이드홀더(240) 및 OIS프레임(250)을 포함할 수 있다. 그리고, 렌즈부(210)는 렌즈배럴(220) 및 렌즈홀더(230)를 포함할 수 있다.

렌즈모듈(200)은 하우징(110)에 수용된다. 일 예로, 하우징(110)은 상부와 하부가 개방된 형상이며, 하우징(110)의 내부공간에 캐리어(400)가 배치되고, 캐리어(400) 내에 렌즈모듈(200)이 수용될 수 있다.

렌즈배럴(220)은 중공의 원통 형상일 수 있고, 렌즈배럴(220)의 내부에는 피사체를 촬상하는 적어도 하나의 렌즈가 수용될 수 있다. 복수의 렌즈가 배치될 경우 복수의 렌즈는 광축(Z축)을 따라 렌즈배럴(220)의 내부에 장착된다. 렌즈배럴(220)은 렌즈홀더(230)와 결합된다. 따라서, 렌즈배럴(220)과 렌즈홀더(230)는 함께 이동될 수 있다.

렌즈부(210)는 광축(Z축) 방향으로 이동 가능하도록 가이드홀더(240)에 결합된다. 그리고, 가이드홀더(240)는 OIS프레임(250)에 결합된다.

렌즈부(210)는 가이드홀더(240)에 대해 광축(Z축) 방향으로 상대 이동이 가능하다. 이는 카메라 모듈(1)의 사용 여부에 따라 렌즈부(210)의 위치를 조정하기 위함이다. 이에 대하여는 도 8 내지 도 10을 참조로 후술하도록 한다.

카메라 액추에이터(10)는 렌즈모듈(200)을 광축(Z축) 방향으로 이동시킴으로써 초점을 조정할 수 있고, 렌즈모듈(200)을 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동시킴으로써 촬영 시의 흔들림을 보정할 수 있다.

카메라 액추에이터는 렌즈모듈(200)을 광축(Z축) 방향으로 이동시키는 제1 구동부(500), 및 렌즈모듈(200)을 광축(Z축) 방향에 수직한 방향으로 이동시키는 제2 구동부(600)를 포함한다.

이미지센서모듈(700)은 렌즈모듈(200)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 장치이다.

일 예로, 이미지센서모듈(700)은 이미지센서(710) 및 이미지센서(710)와 연결되는 인쇄회로기판(730)을 포함할 수 있고, 적외선 필터를 더 포함할 수 있다.

적외선 필터는 렌즈모듈(200)을 통해 입사된 광 중에서 적외선 영역의 광을 차단하는 역할을 한다.

이미지센서(710)는 렌즈모듈(200)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환한다. 일 예로, 이미지센서(710)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)일 수 있다.

이미지센서(710)에 의해 변환된 전기 신호는 휴대용 전자기기의 디스플레이 유닛을 통해 영상으로 출력된다.

이미지센서(710)는 인쇄회로기판(730)에 고정되며, 와이어 본딩에 의하여 인쇄회로기판(730)과 전기적으로 연결된다.

이미지센서모듈(700)은 하우징(110)의 하부에 배치된다.

케이스(130)는 하우징(110)의 외부면을 감싸도록 하우징(110)과 결합하며, 카메라 액추에이터(10)의 내부 구성부품을 보호하는 기능을 한다.

제1 구동부(500)는 피사체에 초점을 맞추기 위하여 렌즈모듈(200)을 이동시킬 수 있다. 예컨대, 제1 구동부(500)는 광축(Z축) 방향으로 구동력을 발생시켜 캐리어(400)를 이동시킬 수 있다. 캐리어(400) 내에는 렌즈모듈(200)이 배치되므로, 제1 구동부(500)의 구동력에 의해 캐리어(400)와 렌즈모듈(200)이 광축(Z축) 방향으로 함께 이동될 수 있다.

제1 구동부(500)는 제1 마그네트(510) 및 제1 코일(530)을 포함한다. 제1 마그네트(510)와 제1 코일(530)은 광축(Z축)에 수직한 방향으로 마주보게 배치될 수 있다.

제1 마그네트(510)는 캐리어(400)에 장착된다. 일 예로 제1 마그네트(510)는 캐리어(400)의 일 측면에 장착될 수 있다.

제1 마그네트(510)는 일면(예컨대, 제1 코일(530)과 마주보는 면)이 N극과 S극을 모두 갖도록 착자될 수 있다. 일 예로, 제1 코일(530)과 마주보는 제1 마그네트(510)의 일면에는 광축(Z축) 방향을 따라 순차로 N극, 중립영역 및 S극이 구비될 수 있다.

제1 마그네트(510)의 타면(예컨대, 일면의 반대면)은 S극과 N극을 모두 갖도록 착자될 수 있다. 일 예로, 제1 마그네트(510)의 타면에는 광축(Z축) 방향을 따라 순차로 S극, 중립영역 및 N극이 구비될 수 있다.

제1 코일(530)은 제1 마그네트(510)와 마주보도록 배치된다. 예컨대, 제1 코일(530)은 광축(Z축)에 수직한 방향으로 제1 마그네트(510)와 마주보도록 배치될 수 있다.

제1 코일(530)은 기판(750)에 배치되고, 기판(750)은 제1 마그네트(510)와 제1 코일(530)이 광축(Z축)에 수직한 방향으로 마주보도록 하우징에 장착된다. 일 예로 제1 코일(530)은 기판(750)의 일면에 배치될 수 있다. 제1 마그네트(510)와 제1 코일(530)이 광축(Z축)에 수직한 방향으로 마주보도록 기판(750)은 하우징(110)의 측면에 장착된다.

하우징(110)에는 개구부가 구비되며, 기판(750)에 배치된 제1 코일(530)은 개구부를 통해 제1 마그네트(510)와 직접 마주볼 수 있다.

제1 마그네트(510)는 캐리어(400)에 장착되어 캐리어(400)와 함께 광축(Z축) 방향으로 이동하는 이동부재이고, 제1 코일(530)은 기판(750)에 고정된 고정부재이다.

제1 코일(530)에 전원이 인가되면, 제1 마그네트(510)와 제1 코일(530) 사이의 전자기력에 의하여 캐리어(400)를 광축(Z축) 방향으로 이동시킬 수 있다.

캐리어(400)에는 렌즈모듈(200)이 수용되므로, 캐리어(400)의 이동에 의해 렌즈모듈(200)도 광축(Z축) 방향으로 이동된다. 도 4를 참조로 후술하는 바와 같이, 캐리어(400)에는 가이드프레임(300)과 렌즈모듈(200)이 순차로 수용되어 있으므로, 캐리어(400)의 이동에 의해 가이드프레임(300) 및 렌즈모듈(200)도 광축(Z축) 방향으로 이동된다.

캐리어(400)와 하우징(110) 사이에는 제1 볼 부재(B1)가 배치된다. 예컨대, 제1 볼 부재(B1)는 캐리어(400)와 하우징(110) 사이에 배치되어 캐리어(400)가 이동될 때 마찰을 저감할 수 있다.

제1 볼 부재(B1)는 광축(Z축) 방향을 따라 배치된 복수의 볼을 포함한다. 복수의 볼은 캐리어(400)가 광축(Z축) 방향으로 이동될 때 광축(Z축) 방향으로 구름운동될 수 있다.

하우징(110)에는 제1 요크(570)가 배치된다. 제1 요크(570)는 제1 마그네트(510)와 마주보는 위치에 배치될 수 있다. 예컨대, 기판(750)의 일면에는 제1 코일(530)이 배치되고, 기판(750)의 타면에는 제1 요크(570)가 배치될 수 있다.

제1 마그네트(510)와 제1 요크(570)는 서로 간에 인력을 발생시킬 수 있다. 예컨대, 제1 요크(570)는 자성체 재질일 수 있다. 제1 마그네트(510)와 제1 요크(570) 사이에는 광축(Z축)에 수직한 방향으로 인력이 작용한다.

제1 마그네트(510)와 제1 요크(570)의 인력에 의해 제1 볼 부재(B1)는 캐리어(400) 및 하우징(110)과 각각 접촉될 수 있다.

캐리어(400)와 하우징(110)이 서로 마주보는 면에는 가이드홈이 배치될 수 있다. 예컨대, 캐리어(400)에는 제1 가이드홈(410)이 구비되고, 하우징(110)에는 제2 가이드홈(120)이 구비될 수 있다.

제1 가이드홈(410)과 제2 가이드홈(120)은 각각 광축(Z축) 방향으로 연장된다. 제1 볼 부재(B1)는 제1 가이드홈(410)과 제2 가이드홈(120) 사이에 배치된다.

제1 가이드홈(410)은 제1 홈(g1) 및 제2 홈(g2)을 포함하고, 제2 가이드홈(120)은 제3 홈(g3) 및 제4 홈(g4)을 포함한다. 각각의 홈은 광축(Z축) 방향으로 길이를 갖도록 연장 형성된다.

제1 홈(g1)과 제3 홈(g3)은 광축(Z축) 방향에 수직한 방향으로 마주보게 배치되고, 제1 홈(g1)과 제3 홈(g3) 사이의 공간에 제1 볼 부재(B1)의 복수의 볼 중 일부(예컨대, 후술하는 제1 볼 그룹(BG1))가 배치된다.

제1 볼 그룹(BG1)에 포함된 복수의 볼 중에서 광축(Z축)과 나란한 방향으로 최외측에 위치한 볼들은, 제1 홈(g1) 및 제3 홈(g3)에 대해 각각 2점 접촉될 수 있다.

즉, 제1 볼 그룹(BG1)에 포함된 복수의 볼 중에서 광축(Z축)과 나란한 방향으로 최외측에 위치한 볼들은 각각, 제1 홈(g1)과 2점 접촉하고 제3 홈(g3)과 2점 접촉될 수 있다.

제1 볼 그룹(BG1), 제1 홈(g1) 및 제3 홈(g3)은 캐리어(400)의 광축(Z축) 방향 이동을 안내하는 주 가이드로서 기능할 수 있다.

제2 홈(g2)과 제4 홈(g4)은 광축(Z축) 방향에 수직한 방향으로 마주보게 배치되고, 제2 홈(g2)과 제4 홈(g4) 사이의 공간에 제1 볼 부재(B1)의 복수의 볼 중 일부(예컨대, 후술하는 제2 볼 그룹(BG2))가 배치된다.

제2 볼 그룹(BG2)에 포함된 복수의 볼 중에서 광축(Z축)과 나란한 방향으로 최외측에 위치한 볼들은, 제2 홈(g2) 및 제4 홈(g4) 중 어느 하나와 2점 접촉되고 나머지 하나와 1점 접촉될 수 있다.

예컨대, 제2 볼 그룹(BG2)에 포함된 복수의 볼 중에서 광축(Z축)과 나란한 방향으로 최외측에 위치한 볼들은, 제2 홈(g2)과 1점 접촉하고, 제4 홈(g4)과 2점 접촉될 수 있다(그 반대도 가능).

제2 볼 그룹(BG2), 제2 홈(g2) 및 제4 홈(g4)은 캐리어(400)의 광축(Z축) 방향 이동을 지지하는 보조 가이드로서 기능할 수 있다.

제1 볼 부재(B1)는 제1 볼 그룹(BG1) 및 제2 볼 그룹(BG2)을 포함하며, 제1 볼 그룹(BG1)과 제2 볼 그룹(BG2)은 각각 광축(Z축) 방향을 따라 배치된 복수의 볼을 포함한다.

제1 볼 그룹(BG1)와 제2 볼 그룹(BG2)은 광축(Z축)에 수직한 방향(예컨대, X축 방향)으로 이격 배치된다. 제1 볼 그룹(BG1)의 볼의 개수와 제2 볼 그룹(BG2)의 볼의 개수는 서로 다를 수 있다(도 6 참조).

예컨대, 제1 볼 그룹(BG1)은 광축(Z축) 방향을 따라 배치된 3개 이상의 볼을 포함하고, 제2 볼 그룹(BG2)은 제1 볼 그룹(BG1)에 포함된 볼의 개수보다 더 적은 개수의 볼을 포함한다.

제1 볼 그룹(BG1)에 속한 볼의 개수와 제2 볼 그룹(BG2)에 속한 볼의 개수가 다르다는 전제하에 각 볼 부재에 속한 볼의 개수는 변경될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 제1 볼 그룹(BG1)이 3개의 볼을 포함하고, 제2 볼 그룹(BG2)이 2개의 볼을 포함하는 실시예를 바탕으로 설명한다.

제1 볼 그룹(BG1)에 포함된 3개의 볼 중에서 광축(Z축)과 나란한 방향으로 최외측에 배치된 2개의 볼은 서로 직경이 동일하고, 그 사이에 배치된 1개의 볼은 최외측에 배치된 볼들보다 직경이 작을 수 있다.

예컨대, 제1 볼 그룹(BG1)에 포함된 복수의 볼 중에서 광축(Z축)과 나란한 방향으로 최외측에 배치된 2개의 볼은 제1 직경을 갖고, 그 사이에 배치된 1개의 볼은 제2 직경을 가지며, 제1 직경은 제2 직경보다 크다.

제2 볼 그룹(BG2)에 포함된 2개의 볼은 서로 직경이 동일할 수 있다. 예컨대, 제2 볼 그룹(BG2)에 포함된 2개의 볼은 제3 직경을 갖는다.

그리고, 제1 직경과 제3 직경은 같을 수 있다. 여기서, 직경이 동일하다는 것은 물리적으로 동일한 경우는 물론이고, 제조 상의 오차를 포함하는 의미일 수 있다.

제1 볼 그룹(BG1)에 포함된 복수의 볼 중 광축(Z축)과 나란한 방향으로 최외측에 배치된 볼들의 중심 사이의 거리와, 제2 볼 그룹(BG2)에 포함된 복수의 볼 중 광축(Z축)과 나란한 방향으로 최외측에 배치된 볼들의 중심 사이의 거리는 다르다.

예컨대, 제1 직경을 갖는 2개의 볼의 중심 사이의 거리가, 제3 직경을 갖는 2개의 볼의 중심 사이의 거리보다 멀다.

캐리어(400)가 광축(Z축) 방향으로 이동될 때 광축(Z축) 방향에 평행하게 이동되도록(즉, 틸트(Tilt)가 발생하는 것을 방지) 하기 위해서는, 제1 마그네트(510)와 제1 요크(570) 사이에 작용하는 인력의 작용 중심점(CP)이, 제1 볼 부재(B1)와 캐리어(400, 또는 하우징(110))의 접촉점들을 연결한 지지영역(A) 내에 위치하도록 해야 한다.

인력의 작용 중심점(CP)이 지지영역(A)을 벗어나게 되면, 캐리어(400)의 이동 과정에서 캐리어(400)의 위치가 틀어지게 되어 틸트(Tilt)가 발생될 우려가 있다. 따라서, 지지영역(A)이 가능한 넓게 형성되도록 할 필요가 있다.

본 발명의 일 실시예는 의도적으로 제1 볼 부재(B1)의 복수의 볼 중 일부의 크기(일 예로, 직경)를 나머지 볼의 크기(일 예로, 직경)보다 작게 형성한다. 이와 같은 경우, 복수의 볼 중 크기가 큰 볼들을 의도적으로 캐리어(400, 또는 하우징(110))와 접촉시킬 수 있다.

도 6을 참조하면, 제1 볼 그룹(BG1)의 3개의 볼 중에서 2개의 볼의 직경이 나머지 1개의 볼의 직경보다 크므로, 제1 볼 그룹(BG1)의 2개의 볼이 각각 캐리어(400) 및 하우징(110)과 접촉한다. 그리고, 제2 볼 그룹(BG2)의 2개의 볼은 같은 직경을 가지므로, 제2 볼 그룹(BG2)의 2개의 볼이 각각 캐리어(400) 및 하우징(110)과 접촉한다.

따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 축(Y축) 방향에서 바라보면 제1 볼 부재(B1)는 캐리어(400), 또는 하우징(110))와 4점 접촉한다. 그리고, 접촉점들을 서로 연결한 지지영역(A)은 사각형 형태(예컨대, 사다리꼴)일 수 있다.

따라서, 지지영역(A)을 상대적으로 넓게 형성할 수 있고, 이에 따라, 제1 마그네트(510)와 제1 요크(570) 사이에 작용하는 인력의 작용 중심점(CP)을 안정적으로 지지영역(A) 내에 위치시킬 수 있다. 따라서, 초점 조정 시의 구동 안정성을 확보할 수 있다.

한편, 제2 볼 그룹(BG2)의 2개의 볼이 같은 직경을 갖도록 제조하더라도, 제조 상의 오차 등에 의해 제2 볼 그룹(BG2)의 2개의 볼이 물리적으로 완전히 동일한 직경을 갖지 않을 수 있으며, 이 경우에는 제2 볼 그룹(BG2)의 2개의 볼 중 어느 1개의 볼이 캐리어(400, 또는 하우징(110))와 접촉할 수 있다.

이에 따라, 제1 볼 부재(B1)가 캐리어(400, 또는 하우징(110))와 접촉하는 접촉점들을 서로 연결한 지지영역(A)은 삼각형 형태일 수 있다.

지지영역(A)이 삼각형 형태이더라도 제1 볼 그룹(BG1)의 3개의 볼 중 광축(Z축)과 나란한 방향으로 최외측에 위치한 볼들에 의해 지지영역(A)을 넓게 형성할 수 있으므로, 초점 조정 시의 구동 안정성을 확보할 수 있다.

초점 조정 시의 구동 안정성을 확보하는 것과는 별개로, 카메라 모듈(1)의 광축(Z축) 방향으로의 높이를 줄이는 것(즉, 슬림화)도 중요한 문제인데, 단순히 카메라 모듈(1)의 광축(Z축) 방향으로의 높이를 줄일 경우에는 지지영역(A)의 광축(Z축) 방향으로의 높이도 줄어들 수 있다.

따라서, 단순히 카메라 모듈(1)의 광축(Z축) 방향으로의 높이를 줄일 경우에는 초점 조정 시의 구동 안정성에 문제가 발생될 우려가 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1)은, 제3 홈(g3)과 제4 홈(g4)의 광축(Z축) 방향으로의 길이를 다르게 구성할 수 있다. 예컨대, 제4 홈(g4)의 광축(Z축) 방향으로의 길이보다 제3 홈(g3)의 광축(Z축) 방향으로의 길이를 더 길게 형성할 수 있다.

그리고, 제1 마그네트(510)와 제1 요크(570) 사이에 작용하는 인력의 작용 중심점(CP)을 주 가이드인 제3 홈에 더 가깝게 위치시킴으로써 카메라 모듈(1)의 광축 방향으로의 높이를 줄이더라도 인력의 작용 중심점(CP)을 안정적으로 지지영역(A) 내에 위치시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예는, 제1 볼 그룹(BG1)에 속하는 복수의 볼의 개수와 제2 볼 그룹(BG2)에 속하는 복수의 볼의 개수를 다르게 구성하는 한편, 각 볼 그룹이 수용되는 공간의 광축(Z축) 방향으로의 길이를 다르게 형성함으로써, 지지영역(A)의 크기가 변경되는 것을 방지하거나, 혹은 지지영역(A)의 크기가 변경되더라도 인력의 작용 중심점(CP)이 지지영역(A)을 벗어나지 않도록 할 수 있다.

또한, 주 가이드와 보조 가이드 중에서, 주 가이드에 해당하는 제3 홈(g3)의 길이를 보조 가이드에 해당하는 제4 홈(g4)의 길이보다 길게 구성함으로써 지지영역(A)의 크기를 늘릴 수 있다.

한편, 일 실시예에서, 제1 마그네트(510)는 제1 요크(570)와의 사이에 발생되는 인력의 작용 중심점(CP)이 보조 가이드보다 주 가이드에 더 가깝게 위치하도록 배치될 수 있다.

예컨대, 캐리어(400)의 일 측면에서 제1 마그네트(510)는 제1 마그네트(510)의 길이 방향(예컨대, 제1 축 방향(X축 방향))을 따라 어느 한 쪽으로 편심되게 배치될 수 있다.

캐리어(400)의 일 측면의 중심과 제1 마그네트(510)의 중심은 어긋나게 배치될 수 있다. 제1 마그네트(510)가 편심되는 방향은 주 가이드쪽 일 수 있다.

즉, 제1 마그네트(510)는 보조 가이드보다 주 가이드에 더 가깝게 배치될 수 있다.

한편, 다른 실시예에서, 제1 마그네트(510)와 마주보는 위치에 보조요크(590)가 배치될 수 있다. 예컨대, 보조요크(590)는 제1 마그네트(510)와 마주보도록 기판(750)에 배치될 수 있다.

보조요크(590)는 보조 가이드보다 주 가이드에 더 가깝게 위치할 수 있다. 보조요크(590)는 제1 마그네트(510)에 대해 인력을 발생시킬 수 있는 재질이다.

따라서, 제1 마그네트(510)와 제1 요크(570) 사이에 작용하는 인력과, 제1 마그네트(510)와 보조요크(590) 사이에 발생하는 인력의 합력은 보조 가이드보다 주 가이드에 더 가깝게 위치할 수 있다.

지지영역(A)은 주 가이드에 가까울수록 광축(Z축) 방향으로의 길이가 길게 형성되므로, 제1 마그네트(510), 제1 요크(570) 및 보조요크(590) 사이의 인력의 합력을 주 가이드에 가깝게 배치시킴으로써 더욱 안정적으로 인력의 작용 중심점(CP)을 지지영역(A) 내에 위치시킬 수 있다.

일 실시예에서, 카메라 액추에이터(10)는 캐리어(400)의 광축(Z축) 방향으로의 위치를 감지할 수 있다.

이를 위하여 제1 위치센서(550)가 제공된다. 제1 위치센서(550)는 제1 마그네트(510)와 마주보도록 기판(750)에 배치된다. 제1 위치센서(550)는 홀 센서일 수 있다.

한편, 카메라 액추에이터(10)는 렌즈모듈(200)을 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동시킴으로써 촬영 시의 흔들림을 보정할 수 있다. 이를 위하여, 카메라 액추에이터는 렌즈모듈(200)을 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동시키는 제2 구동부(600)를 포함한다.

캐리어(400)에는 가이드프레임(300)과 렌즈모듈(200)이 순차로 수용될 수 있다. 예컨대, 캐리어(400)와 렌즈모듈(200) 사이에는 가이드프레임(300)이 배치될 수 있다. 가이드프레임(300)(310)은 중공을 갖는 사각 플레이트 형상일 수 있다.

제2 구동부(600)의 구동력에 의해 가이드프레임(300) 및 렌즈모듈(200)이 광축(Z축)에 수직한 일 방향으로 함께 이동될 수 있고, 렌즈모듈(200)이 가이드프레임(300)에 대해 광축(Z축)에 수직한 타 방향으로 상대 이동될 수 있다.

예컨대, 가이드프레임(300) 및 렌즈모듈(200)은 광축(Z축)에 수직한 제1 축(X축) 방향으로 함께 이동될 수 있고, 렌즈모듈(200)은 가이드프레임(300)에 대해 광축(Z축) 및 제1 축(X축)에 모두 수직한 제2 축(Y축) 방향으로 상대 이동될 수 있다.

제2 구동부(600)는 제1 서브 구동부(610) 및 제2 서브 구동부(630)를 포함한다. 제1 서브 구동부(610)는 제1 축(X축) 방향으로 구동력을 발생시킬 수 있고, 제2 서브 구동부(630)는 제2 축(Y축) 방향으로 구동력을 발생시킬 수 있다.

제1 서브 구동부(610)는 제2 마그네트(611) 및 제2 코일(613)을 포함한다. 제2 마그네트(611)와 제2 코일(613)은 제1 축(X축) 방향으로 마주보게 배치될 수 있다.

제2 마그네트(611)는 렌즈모듈(200)에 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 마그네트(611)는 OIS프레임(250)의 일 측면에 장착될 수 있다.

제2 마그네트(611)는 일면(예컨대, 제2 코일(613)과 마주보는 면)이 N극과 S극을 모두 갖도록 착자될 수 있다. 일 예로, 제2 코일(613)과 마주보는 제2 마그네트(611)의 일면에는 제2 축(Y축) 방향을 따라 순차로 N극, 중립영역 및 S극이 구비될 수 있다. 제2 마그네트(611)는 제2 축(Y축) 방향으로 길이를 갖는 형상이다.

제2 마그네트(611)의 타면(예컨대, 일면의 반대면)은 S극과 N극을 모두 갖도록 착자될 수 있다. 일 예로, 제2 마그네트(611)의 타면에는 제2 축(Y축) 방향을 따라 순차로 S극, 중립영역 및 N극이 구비될 수 있다.

제2 코일(613)은 제2 마그네트(611)와 마주보도록 배치된다. 예컨대, 제2 코일(613)은 제1 축(X축) 방향으로 제2 마그네트(611)와 마주보도록 배치될 수 있다.

제2 코일(613)은 중공을 갖는 도넛 형상이며, 제2 축(Y축) 방향으로 길이를 갖는 형상이다. 제2 코일(613)은 복수의 코일을 포함할 수 있다. 예컨대, 제2 코일(613)은 제2 축(Y축) 방향으로 이격 배치된 2개의 코일을 포함할 수 있고, 각 코일은 제2 마그네트(611)와 마주보게 배치될 수 있다.

흔들림 보정 시에, 제2 마그네트(611)는 OIS프레임(250)에 장착된 이동부재이고, 제2 코일(613)은 하우징(110)에 고정된 고정부재이다.

제2 코일(613)에 전원이 인가되면, 제2 마그네트(611)와 제2 코일(613) 사이의 전자기력에 의하여 OIS프레임(250)과 가이드프레임(300)을 제1 축(X축) 방향으로 이동시킬 수 있다.

제2 마그네트(611)와 제2 코일(613)은 서로 마주보는 방향(예컨대, 제1 축(X축) 방향)으로 구동력을 발생시킬 수 있다.

제2 서브 구동부(630)는 제3 마그네트(631) 및 제3 코일(633)을 포함한다. 제3 마그네트(631)와 제3 코일(633)은 제2 축(Y축) 방향으로 마주보게 배치될 수 있다.

제3 마그네트(631)는 렌즈모듈(200)에 배치될 수 있다. 예컨대, 제3 마그네트(631)는 OIS프레임(250)의 타 측면에 장착될 수 있다.

제3 마그네트(631)는 일면(예컨대, 제3 코일(633)과 마주보는 면)이 S극과 N극을 모두 갖도록 착자될 수 있다. 예컨대, 제3 코일(633)과 마주보는 제3 마그네트(631)의 일면에는 제1 축(X축) 방향을 따라 순차로 S극, 중립영역 및 N극이 구비될 수 있다. 제3 마그네트(631)는 제1 축(X축) 방향으로 길이를 갖는 형상이다.

제3 마그네트(631)의 타면(예컨대, 일면의 반대면)은 N극과 S극을 모두 갖도록 착자될 수 있다. 일 예로, 제3 마그네트(631)의 타면에는 제1 축(X축) 방향을 따라 순차로 N극, 중립영역 및 S극이 구비될 수 있다.

제3 코일(633)은 제3 마그네트(631)와 마주보도록 배치된다. 예컨대, 제3 코일(633)은 제2 축(Y축) 방향으로 제3 마그네트(631)와 마주보도록 배치될 수 있다.

제2 코일(613) 및 제3 코일(633)은 기판(750)에 구비될 수 있다. 일 예로, 제2 코일(613) 및 제3 코일(633)은 제2 마그네트(611) 및 제3 마그네트(631)와 마주보도록 기판(750)에 배치될 수 있다.

기판(750)은 하우징(110)의 측면에 장착되며, 하우징(110)에 구비된 개구부를 통해 제2 코일(613) 및 제3 코일(633)은 제2 마그네트(611) 및 제3 마그네트(631)와 직접 마주볼 수 있다.

제3 코일(633)은 중공을 갖는 도넛 형상이며, 제1 축(X축) 방향으로 길이를 갖는 형상이다. 제3 코일(633)은 복수의 코일을 포함할 수 있다. 예컨대, 제3 코일(633)은 제1 축(X축) 방향으로 이격 배치된 2개의 코일을 포함할 수 있고, 각 코일은 제3 마그네트(631)와 마주보게 배치될 수 있다.

흔들림 보정 시에, 제3 마그네트(631)는 OIS프레임(250)에 장착된 이동부재이고, 제3 코일(633)은 하우징(110)에 고정된 고정부재이다.

제3 코일(633)에 전원이 인가되면, 제3 마그네트(631)와 제3 코일(633) 사이의 전자기력에 의하여 OIS프레임(250)을 제2 축(Y축) 방향으로 이동시킬 수 있다.

제3 마그네트(631)와 제3 코일(633)은 서로 마주보는 방향(예컨대, 제2 축(Y축) 방향)으로 구동력을 발생시킬 수 있다.

제2 마그네트(611)와 제3 마그네트(631)는 광축(Z축)에 수직한 평면에서 서로 수직하게 배치되고, 제2 코일(613)과 제3 코일(633)도 광축(Z축)에 수직한 평면에서 서로 수직하게 배치된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 액추에이터(10)에는 가이드프레임(300) 및 렌즈모듈(200)을 지지하는 복수의 볼 부재가 제공된다. 복수의 볼 부재는 흔들림 보정과정에서 가이드프레임(300) 및 렌즈모듈(200)의 이동을 가이드하는 기능을 한다. 또한, 캐리어(400), 가이드프레임(300) 및 렌즈모듈(200) 간의 간격을 유지시키는 기능도 한다.

복수의 볼 부재는 제2 볼 부재(B2) 및 제3 볼 부재(B3)를 포함한다.

제2 볼 부재(B2)는 가이드프레임(300) 및 렌즈모듈(200)의 제1 축(X축) 방향으로의 이동을 가이드하고, 제3 볼 부재(B3)는 렌즈모듈(200)의 제2 축(Y축) 방향으로의 이동을 가이드한다.

일 예로, 제2 볼 부재(B2)는 제1 축(X축) 방향으로의 구동력이 발생한 경우에 제1 축(X축) 방향으로 구름운동한다. 이에 따라, 제2 볼 부재(B2)는 가이드프레임(300) 및 렌즈모듈(200)의 제1 축(X축) 방향으로의 이동을 가이드한다.

제3 볼 부재(B3)는 제2 축(Y축) 방향으로의 구동력이 발생한 경우에 제2 축(Y축) 방향으로 구름운동한다. 이에 따라, 제3 볼 부재(B3)는 렌즈모듈(200)의 제2 축(Y축) 방향으로의 이동을 가이드한다.

제2 볼 부재(B2)는 캐리어(400)와 가이드프레임(300) 사이에 배치되는 복수의 볼 부재를 포함하고, 제3 볼 부재(B3)는 가이드프레임(300)과 렌즈모듈(200) 사이에 배치되는 복수의 볼 부재를 포함한다.

예컨대, 도 4를 참조하면, 제2 볼 부재(B2)와 제3 볼 부재(B3)는 각각 4개의 볼 부재를 포함할 수 있다.

캐리어(400)와 가이드프레임(300)이 서로 광축(Z축) 방향으로 마주보는 면 중 적어도 하나에는 제2 볼 부재(B2)를 수용하는 제3 가이드홈(420)이 형성된다. 제3 가이드홈(420)은 제2 볼 부재(B2)의 복수의 볼 부재에 대응되는 복수의 가이드홈을 포함한다.

제2 볼 부재(B2)는 제3 가이드홈(420)에 수용되어 캐리어(400)와 가이드프레임(300) 사이에 끼워진다.

제2 볼 부재(B2)는 제3 가이드홈(420)에 수용된 상태에서, 광축(Z축) 및 제2 축(Y축) 방향으로의 이동이 제한되고, 제1 축(X축) 방향으로만 이동될 수 있다. 일 예로, 제2 볼 부재(B2)는 제1 축(X축) 방향으로만 구름운동 가능하다.

이를 위하여, 제3 가이드홈(420)의 복수의 가이드홈 각각의 평면 형상은 제1 축(X축) 방향으로 길이를 갖는 직사각형일 수 있다.

가이드프레임(300)과 렌즈모듈(200)(예컨대, OIS프레임(250))이 서로 광축(Z축) 방향으로 마주보는 면 중 적어도 하나에는 제3 볼 부재(B3)를 수용하는 제4 가이드홈(310)이 형성된다. 제4 가이드홈(310)은 제3 볼 부재(B3)의 복수의 볼 부재에 대응되는 복수의 가이드홈을 포함한다.

제3 볼 부재(B3)는 제4 가이드홈(310)에 수용되어 가이드프레임(300)과 렌즈모듈(200) 사이에 끼워진다.

제3 볼 부재(B3)는 제4 가이드홈(310)에 수용된 상태에서, 광축(Z축) 및 제1 축(X축) 방향으로의 이동이 제한되고, 제2 축(Y축) 방향으로만 이동될 수 있다. 일 예로, 제3 볼 부재(B3)는 제2 축(Y축) 방향으로만 구름운동 가능하다.

이를 위하여, 제4 가이드홈(310)의 복수의 가이드홈 각각의 평면 형상은 제2 축(Y축) 방향으로 길이를 갖는 직사각형일 수 있다.

제1 축(X축) 방향으로 구동력이 발생하면, 가이드프레임(300)과 렌즈모듈(200)이 함께 제1 축(X축) 방향으로 움직인다.

여기서, 제2 볼 부재(B2)는 제1 축(X축)을 따라 구름 운동한다. 이때, 제3 볼 부재(B3)의 움직임은 제한된다.

또한, 제2 축(Y축) 방향으로 구동력이 발생하면, 렌즈모듈(200)이 가이드프레임(300)에 대해 제2 축(Y축) 방향으로 상대 이동된다.

여기서, 제3 볼 부재(B3)는 제2 축(Y축)을 따라 구름 운동한다. 이때, 제2 볼 부재(B2)의 움직임은 제한된다.

일 실시예에서, 카메라 액추에이터(10)는 렌즈모듈(200)의 광축(Z축)에 수직한 방향으로의 위치를 감지할 수 있다.

이를 위하여 제2 위치센서(615) 및 제3 위치센서(635)가 제공된다. 제2 위치센서(615)는 제2 마그네트(611)와 마주보도록 기판(750)에 배치될 수 있고, 제3 위치센서(635)는 제3 마그네트(631)와 마주보도록 기판(750)에 배치될 수 있다. 제2 위치센서(615) 및 제3 위치센서(635)는 홀 센서일 수 있다.

제2 위치센서(615)와 제3 위치센서(635) 중 적어도 하나는 2개의 홀 센서를 포함할 수 있다. 예컨대, 제3 위치센서(635)는 제3 마그네트(631)와 마주보게 배치된 2개의 홀 센서를 포함한다.

제3 마그네트(631)와 마주보는 2개의 홀 센서를 통해, 렌즈모듈(200)이 회전되는지 여부를 감지할 수 있다. 제3 코일(633)은 제3 마그네트(631)와 마주보는 2개의 코일을 포함하므로, 제3 코일(633)을 제어하여 렌즈모듈(200)에 가해지는 회전력을 상쇄시킬 수 있다.

제2 볼 부재(B2) 및 제3 볼 부재(B3)가 배치되는 제3 가이드홈(420) 및 제4 가이드홈(310)의 구성에 의해 렌즈모듈(200)이 회전되는 것을 방지할 수는 있으나, 기구물의 제조 과정에서 발생하는 공차의 영향으로 인해 렌즈모듈(200)이 미세하게 회전될 수 있다.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 액추에이터(10)는 제3 코일(633) 및 제3 위치센서(635)에 의해 렌즈모듈(200)이 회전되는지 여부 및 이에 따른 회전력의 상쇄가 가능하다.

한편, 본 발명에는 캐리어(400) 및 가이드프레임(300)이 제2 볼 부재(B2)와 접촉 상태를 유지하고, 가이드프레임(300) 및 렌즈모듈(200)이 제3 볼 부재(B3)와 접촉 상태를 유지할 수 있도록 제2 요크(430) 및 제3 요크(440)가 제공된다.

제2 요크(430) 및 제3 요크(440)는 캐리어(400)에 고정되고, 제2 마그네트(611) 및 제3 마그네트(631)와 광축(Z축) 방향으로 마주보도록 배치된다.

따라서, 제2 요크(430) 제2 마그네트(611) 사이, 및 제3 요크(440)와 제3 마그네트(631) 사이에는 각각 광축(Z축) 방향으로 인력이 발생한다.

제2 요크(430) 및 제3 요크(440)와, 제2 마그네트(611) 및 제3 마그네트(631) 사이의 인력에 의하여 렌즈모듈(200) 및 가이드프레임(300)이 제2 요크(430) 및 제3 요크(440)를 향하는 방향으로 가압되므로, 가이드프레임(300) 및 렌즈모듈(200)은 제2 볼 부재(B2) 및 제3 볼 부재(B3)와 접촉 상태를 유지할 수 있다.

제2 요크(430) 및 제3 요크(440)는 제2 마그네트(611) 및 제3 마그네트(631)와의 사이에서 인력을 발생시킬 수 있는 재질이다. 일 예로, 제2 요크(430) 및 제3 요크(440)는 자성체일 수 있다.

한편, 스토퍼(270)는 렌즈모듈(200)의 상부면 중 적어도 일부를 커버하도록 캐리어(400)에 결합된다. 예컨대, 스토퍼(270)는 OIS프레임(250)의 상부면 중 적어도 일부를 커버할 수 있다.

스토퍼(270)는 외부 충격 등에 의하여 가이드프레임(300) 및 렌즈모듈(200)이 캐리어(400)의 외부로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

도 8은 렌즈모듈의 일부 분해 사시도이고, 도 9는 도 8의 I-I'의 단면도이며, 도 10은 렌즈모듈이 분해된 상태를 도시한 저면 사시도이다.

렌즈모듈(200)은 렌즈부(210), 가이드홀더(240) 및 OIS프레임(250)을 포함할 수 있고, 탄성부재(260)를 더 포함할 수 있다.

렌즈부(210)는 렌즈배럴(220)과 렌즈홀더(230)를 포함할 수 있고, 렌즈배럴(220)과 렌즈홀더(230)는 서로 결합될 수 있다. 그리고, 가이드홀더(240)는 OIS프레임(250)에 결합될 수 있다.

렌즈부(210)는 광축(Z축) 방향으로 이동 가능하도록 가이드홀더(240)에 배치될 수 있다. 즉, 렌즈부(210)는 가이드홀더(240)에 대해 상대 이동이 가능하다. 이는 카메라 모듈의 사용 여부에 따라 렌즈부(210)의 광축(Z축) 방향으로의 위치를 조정하기 위함이다.

예컨대, 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 카메라 모듈(1)을 사용하지 않을 때는 렌즈배럴(220)이 가이드홀더(240)에 대해 광축(Z축) 방향 아래쪽(이미지 센서(710)를 향하는 방향)으로 이동되어 카메라 액추에이터(10)의 외측으로 렌즈배럴(220)이 돌출되지 않도록 하거나 돌출되는 양을 최소화할 수 있다.

또한, 카메라 모듈을 사용할 때는 렌즈배럴(220)이 가이드홀더(240)에 대해 광축(Z축) 방향 위쪽(피사체를 향하는 방향)으로 이동될 수 있다.

최근의 카메라 모듈의 경우 휴대용 전자기기로부터 카메라 모듈의 일부(예컨대, 렌즈부)가 항상 돌출되게 장착되는 문제가 있다.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1)은 카메라 모듈(1)의 사용 여부에 따라 렌즈배럴(220)의 위치를 이동시킴으로써, 렌즈부(210)가 휴대용 전자기기로부터 항상 돌출되어 있는 문제를 해소할 수 있다

렌즈부(210)는 가이드홀더(240)에 수용되며, 가이드홀더(240)는 OIS프레임(250)에 고정된다. 그리고, 렌즈부(210)와 OIS프레임(250) 사이에는 탄성부재(260)가 배치된다.

따라서, 렌즈부(210)는 탄성부재(260)에 의해 탄성 지지된 상태로 가이드홀더(240) 및 OIS프레임(250)에 대하여 광축(Z축) 방향으로 상대 이동될 수 있다.

탄성부재(260)는 광축(Z축) 방향으로 탄성력을 제공할 수 있는 형상으로 구비된다. 본 실시예에서는 3개의 탄성부재(260)가 제공되며, 3개의 탄성부재(260)가 120° 간격으로 이격되게 배치되어 있으나, 탄성부재(260)의 개수에 본 발명의 사상이 제한되는 것은 아니다.

렌즈홀더(230)와 OIS프레임(250)이 서로 마주보는 면에는 각각 결합돌기(231, 251)가 광축(Z축) 방향으로 돌출되게 배치된다.

탄성부재(260)의 일단은 OIS프레임(250)의 결합돌기(251)에 결합되고, 탄성부재(260)의 타단은 렌즈홀더(230)의 결합돌기(231)에 결합될 수 있다.

렌즈부(210)와 가이드홀더(240) 사이에는 렌즈부(210)가 광축(Z축) 방향으로 평행하게 이동될 수 있도록 하는 가이드 구조가 구비된다.

예컨대, 렌즈부(210)와 가이드홀더(240) 중 어느 하나에는 돌기부(235)가 배치되고, 나머지 하나에는 가이드홈부(241)가 배치된다.

본 실시예에서는 돌기부(235)가 렌즈부(210)에 배치되고, 가이드홈부(241)가 가이드홀더(240)에 배치되는 것으로 설명하나, 돌기부(235)와 가이드홈부(241)의 위치는 서로 바뀔 수 있다.

렌즈부(210)(예컨대, 렌즈홀더(230))의 측면에는 광축(Z축)에 수직한 방향으로 돌출되는 돌기부(235)가 배치되고, 돌기부(235)와 마주보는 위치의 가이드홀더(240)의 내측면에는 가이드홈부(241)가 배치된다.

돌기부(235)는 적어도 3개가 제공되고, 렌즈부(210)의 원주 방향을 따라 이격되게(예컨대, 120° 간격) 배치된다.

가이드홈부(241)는 광축(Z축) 방향을 따라 길이를 갖도록 연장된다. 돌기부(235)와 가이드홈부(241)의 개수는 서로 대응된다.

돌기부(235)는 가이드홈부(241)에 배치되어 가이드홈부(241)를 따라 슬라이딩 이동될 수 있다.

가이드홈부(241)에는 돌기부(235)와의 마찰을 저감하도록 윤활제가 도포될 수 있다.

각 돌기부(235)는 상측 단부가 볼록한 곡면을 갖도록 구성될 수 있다. 가이드홈부(241)의 상측 단부는 복수의 경사면(예컨대, 2개)을 갖도록 구성될 수 있다. 복수의 경사면에 의해 가이드홈부(241)의 상측 단부는 '∧'형상을 가질 수 있다.

따라서, 카메라 모듈(1)의 사용을 위해 렌즈배럴(220)이 광축(Z축) 방향 위쪽으로 이동되면, 돌기부(235)가 가이드홈부(241)에 대하여 광축(Z축) 방향으로 적어도 두 지점에서 점 접촉 또는 선 접촉되도록 함으로써 렌즈배럴(220)이 정확한 위치에 놓이도록 할 수 있다.

렌즈홀더(230)는 탄성부재(260)가 결합되는 지점으로부터 광축(Z축) 방향으로 연장되는 연장부(233)를 포함할 수 있다.

즉, 렌즈홀더(230)는 탄성부재(260)가 결합되는 위치의 광축(Z축) 방향으로의 두께가 렌즈홀더(230)의 다른 부분의 광축(Z축) 방향으로의 두께보다 두꺼울 수 있다. 이에 따라, 탄성력이 가해지는 부분의 강성을 향상시킬 수 있다.

또한, 렌즈홀더(230)의 연장부(233)는 렌즈부(210)를 광축(Z축) 방향 아래쪽으로 이동시키는 구동력을 전달받는 기능을 할 수 있다.

예컨대, 카메라 모듈(1)을 사용하지 않을 때는 후술하는 팝 아웃 모듈(20)에 의해 렌즈부(210)가 광축(Z축) 방향 아래쪽으로 가압되어 렌즈부(210)가 광축(Z축) 방향 아래쪽으로 이동될 수 있다. 이때, 팝 아웃 모듈(20)에 의해 렌즈부(210)의 연장부(233)가 가압될 수 있다.

카메라 모듈(1)을 사용할 때에는 팝 아웃 모듈(20)에 의한 가압력이 해제되며, 이에 따라 렌즈부(210)가 탄성부재(260)의 탄성력에 의해 광축(Z축) 방향 위쪽으로 이동될 수 있다.

즉, 렌즈부(210)가 광축(Z축) 방향 아래쪽에 위치할 때는 탄성부재(260)가 압축되어 렌즈부(210)를 지지하고 있으며, 렌즈부(210)의 연장부(233)에 가해지는 가압력이 제거되면 탄성부재(260)의 탄성력에 의해 렌즈부(210)가 광축(Z축) 방향 위쪽으로 이동될 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 팝 아웃 모듈의 분해 사시도이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 팝 아웃 모듈에서 가이드 하우징과 리프팅 가이드가 결합된 모습을 도시한 사시도이다.

또한, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 팝 아웃 모듈에서 리프팅 가이드와 리프팅부재가 결합된 모습을 도시한 사시도이고, 도 14는 도 13의 저면 사시도이다.

또한, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 팝 아웃 모듈의 리프팅 가이드와 제3 구동부의 사시도이고, 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 팝 아웃 모듈의 리프팅 가이드와 제3 구동부가 결합된 모습을 도시한 저면 사시도이다.

도 17 및 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 팝 아웃 모듈에서 리프팅 가이드 및 리프팅부재가 움직이는 모습을 도시한 저면 사시도이다.

도 11 내지 도 18을 참조하면, 팝 아웃 모듈(20)은 가이드 하우징(5000), 리프팅 가이드(4000), 리프팅부재(3000) 및 제3 구동부(6000)를 포함하고, 실링부재(2000), 커버글래스(1300) 및 커버(1100)를 더 포함할 수 있다.

가이드 하우징(5000)은 상부와 하부가 개방된 형상이고, 카메라 액추에이터(10)의 하우징(110)과 결합된다.

가이드 하우징(5000)은 하우징 본체(5100) 및 지지부재(5300)를 포함할 수 있다. 지지부재(5300)는 하우징 본체(5100)의 하부에 결합될 수 있다. 예컨대, 하우징 본체(5100)에 리프팅 가이드(4000)가 수용되면 지지부재(5300)가 하우징 본체(5100)의 하부에 결합되며 리프팅 가이드(4000)는 가이드 하우징(5000) 내에 회전 가능하게 배치될 수 있다.

가이드 하우징(5000)에는 리프팅 가이드(4000)가 수용된다. 리프팅 가이드(4000)는 상부와 하부가 개방된 원통 형상일 수 있다.

리프팅 가이드(4000)는 가이드 하우징(5000)에 대해 회전 가능한 구성일 수 있다. 그리고, 리프팅 가이드(4000)에는 리프팅부재(3000)가 결합되며, 리프팅 가이드(4000)가 회전됨에 따라 리프팅부재(3000)는 광축(Z축) 방향으로 이동될 수 있다.

리프팅부재(3000)가 광축(Z축) 방향으로 이동됨에 따라 리프팅부재(3000)는 카메라 액추에이터의 렌즈부(210)와 접촉되거나 이격될 수 있다.

즉, 리프팅 가이드(4000)가 일 방향으로 회전되어 리프팅부재(3000)가 광축(Z축) 방향 아래쪽으로 이동되면 리프팅부재(3000)가 카메라 액추에이터(10)의 렌즈부(210)와 접촉하여 렌즈부(210)를 가압하게 된다. 이에 따라 렌즈부(210)는 광축(Z축) 방향 아래쪽으로 이동될 수 있다.

그리고, 리프팅 가이드(4000)가 타 방향으로 회전되어 리프팅부재(3000)가 광축(Z축) 방향 위쪽으로 이동되면 리프팅부재(3000)가 카메라 액추에이터(10)의 렌즈부(210)와 이격되고 렌즈부(210)는 탄성부재(260)의 탄성력에 의해 광축(Z축) 방향 위쪽으로 이동될 수 있다.

도 12를 참조하면, 가이드 하우징(5000)의 상단부에는 안착부(5110)가 형성되고, 리프팅 가이드(4000)의 상단부에는 지지돌기(4500)가 형성된다.

리프팅 가이드(4000)의 지지돌기(4500)는 가이드 하우징(5000)의 안착부(5110)에 배치될 수 있다. 안착부(5110)는 홈 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 안착부(5100)는 원주 방향을 따라 길이를 갖고 상부면과 일 측면이 개방된 홈 형상일 수 있다.

리프팅 가이드(4000)가 회전됨에 따라 지지돌기(4500)는 안착부(5110)를 따라 원주 방향으로 이동될 수 있다. 안착부(5110)의 원주 방향 양 끝단의 내벽은 리프팅 가이드(4000)의 회전 범위를 규제하는 기능을 할 수 있다.

도 13을 참조하면, 리프팅부재(3000)는 가압돌기(3100) 및 가이드돌기(3300)를 포함할 수 있다.

가압돌기(3100)는 리프팅부재(3000)에서 광축(Z축) 방향 아래쪽으로 돌출될 수 있고, 가이드돌기(3300)는 리프팅부재(3000)의 측면에서 광축(Z축)에 수직한 방향으로 돌출될 수 있다. 일 예로, 가이드돌기(3300)는 가압돌기(3100)의 측면에서 광축(Z축)에 수직한 방향으로 돌출될 수 있다.

본 실시예에서 가압돌기(3100)와 가이드돌기(3300)는 각각 3개가 배치되며, 3개의 가압돌기(3100)와 3개의 가이드돌기(3300)는 리프팅부재(3000)의 원주 방향을 따라 120° 간격으로 이격되게 배치될 수 있다. 다만, 가압돌기(3100)와 가이드돌기(3300)의 개수에 본 발명의 사상이 제한되는 것은 아니다.

리프팅부재(3000)는 리프팅 가이드(4000)에 수용될 수 있다. 리프팅 가이드(4000)의 측벽에는 가이드홀(4100)이 배치될 수 있다. 가이드홀(4100)은 3개가 제공되며, 3개의 가이드홀(4100)이 리프팅 가이드(4000)의 원주 방향을 따라 120° 간격으로 이격되게 배치될 수 있다. 다만, 가이드홀(4100)의 개수에 본 발명의 사상이 제한되는 것은 아니다.

가이드홀(4100)은 리프팅 가이드(4000)를 광축(Z축)에 수직한 방향으로 관통하는 형상일 수 있고, 광축(Z축)에 대해 경사진 형상을 가질 수 있다. 그리고, 리프팅 가이드(4000)의 가이드홀(4100)에는 리프팅부재(3000)의 가이드돌기(3300)가 배치된다.

따라서, 리프팅 가이드(4000)가 회전됨에 따라 가이드돌기(3300)는 경사진 가이드홀(4100)을 따라 이동하며, 이에 따라 리프팅부재(3000)가 광축(Z축) 방향으로 이동될 수 있다.

가이드 하우징(5000)의 내측면에는 광축(Z축) 방향을 따라 연장된 가이드홈(5130)이 배치될 수 있다. 가이드돌기(3300)는 리프팅 가이드(4000)의 가이드홀(4100)을 관통할 수 있고, 이에 따라 가이드돌기(3300)의 일부가 가이드 하우징(5000)의 가이드홈(5130)에 배치될 수 있다.

따라서, 리프팅 가이드(4000)가 회전될 때 리프팅부재(3000)의 가이드돌기(3300)는 광축(Z축)에 대해 경사진 가이드홀(4100) 및 광축(Z축) 방향으로 연장된 가이드홈(5130)을 따라 광축(Z축) 방향으로 이동될 수 있다.

도 14를 참조하면, 리프팅 가이드(4000)에는 돌출부(4300)가 배치될 수 있다. 돌출부(4300)는 리프팅 가이드(4000)의 일측에서 광축(Z축) 방향 아래쪽으로 연장될 수 있다.

그리고, 리프팅 가이드(4000)의 돌출부(4300)는 제3 구동부(6000)와 결합될 수 있다. 따라서, 제3 구동부(6000)의 구동력에 의해 리프팅 가이드(4000)가 회전될 수 있다.

제3 구동부(6000)는 모터(6100), 샤프트(6200) 및 가이드부재(6300)를 포함하고, 기판(6500) 및 케이스(6600)를 더 포함할 수 있다.

샤프트(6200)는 모터(6100)에서 연장될 수 있고, 가이드부재(6300)는 샤프트(6200)에 결합될 수 있다. 모터(6100)가 구동되면 가이드부재(6300)는 샤프트(6200)를 따라 이동될 수 있다.

기판(6500)은 모터(6100)에 결합되어 모터(6100)에 전원을 인가할 수 있고, 케이스(6600)는 모터(6100), 샤프트(6200) 및 가이드(6300)의 적어도 일부를 감싸도록 결합될 수 있다.

가이드부재(6300)에는 리프팅 가이드(4000)의 돌출부(4300)가 결합될 수 있다. 예컨대, 가이드부재(6300)에는 가이드홈(6400)이 배치될 수 있고, 가이드홈(6400)에 리프팅 가이드(4000)의 돌출부(4300)가 끼움 결합될 수 있다.

본 실시예에서는 리프팅 가이드(4000)에 돌출부(4300)가 배치되고, 제3 구동부의 가이드부재(6300)에 가이드홈(6400)이 배치되어 있으나, 돌출부(4300)와 가이드홈(6400)의 위치는 서로 바뀔 수 있다.

도 17 및 도 18을 참조하면, 제3 구동부(6000)의 구동력으로 가이드부재(6300)가 샤프트(6200)를 따라 병진이동되며, 이에 따라 가이드부재(6300)와 결합된 리프팅 가이드(4000)가 회전될 수 있다.

그리고, 리프팅 가이드(4000)가 회전됨에 따라 리프팅부재(3000)는 리프팅 가이드(4000)의 경사진 가이드홀(4100)을 따라 광축(Z축) 방향으로 이동될 수 있다.

그리고, 리프팅부재(3000)는 렌즈부(210)를 접촉 가압하여 렌즈부(210)를 광축(Z축) 방향 아래쪽으로 이동시키거나, 렌즈부(210)와 이격되어 렌즈부(210)가 광축(Z축) 방향 위쪽으로 이동되도록 할 수 있다.

도 11을 참조하면, 가이드 하우징(5000)에는 실링부재(2000)가 결합될 수 있다. 실링부재(2000)는 가이드 하우징(5000)의 개방된 상부를 밀봉하는 역할을 할 수 있다.

실링부재(2000)는 중공부를 갖는 형상일 수 있고, 실링부재(2000)에는 커버글래스(1300)가 결합되어 실링부재(2000)의 중공부를 밀폐할 수 있다.

그리고, 실링부재(2000)의 외측에는 커버(1100)가 결합될 수 있다.

실링부재(2000)는 실리콘 재질로서 신축성을 가질 수 있다. 실링부재(2000)는 굴곡부(2100)를 가지며, 리프팅부재(3000)가 광축(Z축) 방향으로 이동됨에 따라 실링부재(2000)의 굴곡부(2100)가 변형될 수 있다.

따라서, 실링부재(2000)에 의해 팝 아웃 모듈(20)은 외부로부터 이물이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 팝 아웃 모듈(20)은 방수, 방진 기능을 가질 수 있다.

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.

1: 카메라 모듈
10: 카메라 액추에이터
20: 팝 아웃 모듈
110: 하우징
200: 렌즈모듈
210: 렌즈부
240: 가이드홀더
250: OIS프레임
300: 가이드프레임
400: 캐리어
500: 제1 구동부
600: 제2 구동부
700: 이미지센서모듈
2000: 실링부재
3000: 리프팅부재
4000: 리프팅 가이드
5000: 가이드 하우징

Claims

내부공간을 갖는 하우징;
상기 내부공간에 배치되고, 상기 하우징에 대해 광축 방향으로 상대 이동 가능한 캐리어;
상기 캐리어에 수용되는 렌즈모듈;
상기 하우징과 결합하는 가이드 하우징;
상기 가이드 하우징에 대해 회전 가능하게 배치되는 리프팅 가이드;
상기 리프팅 가이드가 회전함에 따라 상기 광축 방향으로 이동되며, 상기 렌즈모듈과 접촉 또는 이격되는 리프팅부재; 및
상기 리프팅 가이드에 구동력을 전달하는 구동부;를 포함하며,
상기 리프팅 가이드와 상기 구동부 중 어느 하나에는 돌출부가 배치되고, 나머지 하나에는 상기 돌출부와 결합되는 가이드홈이 배치되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 구동부는 모터, 상기 모터에서 연장되는 샤프트 및 상기 샤프트를 따라 이동 가능하게 배치된 가이드부재를 포함하고,
상기 가이드홈은 상기 가이드부재에 배치된 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 리프팅 가이드는 상기 광축 방향에 대해 경사진 가이드홀을 포함하고,
상기 리프팅부재는 상기 가이드홀에 배치되는 가이드돌기를 포함하는 카메라 모듈.
제3항에 있어서,
상기 가이드 하우징의 내측면에는 상기 광축 방향으로 연장된 가이드홈이 배치되고,
상기 가이드돌기는 상기 가이드홀을 관통하여 상기 가이드홈에 배치되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 리프팅 가이드는 상기 광축 방향에 수직한 방향으로 연장된 지지돌기를 포함하고,
상기 가이드 하우징은 상기 지지돌기가 안착되는 안착부를 포함하며,
상기 안착부는 원주 방향을 따라 길이를 갖고 상부면과 일 측면이 개방된 홈 형상인 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 가이드 하우징의 개방된 상부를 밀봉하도록 상기 가이드 하우징과 결합하는 실링부재;를 더 포함하며,
상기 실링부재는 신축성을 갖는 재질인 카메라 모듈.
제6항에 있어서,
상기 실링부재는 중공부를 가지며, 상기 실링부재에는 상기 중공부를 밀폐하는 커버글래스가 결합되고,
상기 실링부재는 상기 리프팅부재가 이동됨에 따라 형상이 변화하는 굴곡부를 포함하는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 렌즈모듈은,
적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈부; 및
상기 렌즈부가 상기 광축 방향으로 이동하도록 상기 렌즈부를 가이드하는 가이드홀더;를 포함하고,
상기 리프팅부재가 상기 광축 방향 아래쪽으로 이동함에 따라 상기 렌즈부는 상기 리프팅부재에 의해 가압되고, 상기 가이드홀더에 대해 상기 광축 방향 아래쪽으로 상대 이동되는 카메라 모듈.
제8항에 있어서,
상기 렌즈부와 상기 가이드홀더 중 어느 하나에는 상기 광축 방향에 수직한 방향으로 돌출된 돌기부가 구비되고, 나머지 하나에는 상기 광축 방향으로 길이를 가지며 상기 돌기부가 배치되는 가이드홈부가 구비되는 카메라 모듈.
제9항에 있어서,
상기 돌기부의 상측 단부는 볼록한 곡면을 포함하고, 상기 가이드홈부의 상측 단부는 '∧'형상을 갖는 카메라 모듈.
제8항에 있어서,
상기 렌즈부는 적어도 하나의 렌즈가 수용되는 렌즈배럴 및 상기 렌즈배럴과 결합하는 렌즈홀더를 포함하고,
상기 렌즈홀더는 상기 리프팅부재를 향해 상기 광축 방향으로 연장되는 연장부를 포함하고,
상기 리프팅부재는 상기 렌즈홀더를 향해 상기 광축 방향으로 돌출되는 가압돌기를 포함하는 카메라 모듈.
제8항에 있어서,
상기 렌즈모듈은 상기 렌즈부를 탄성 지지하는 탄성부재를 더 포함하는 카메라 모듈.
제12항에 있어서,
상기 렌즈부는 상기 가이드홀더가 결합되는 OIS프레임;을 더 포함하고,
상기 탄성부재는 일측이 상기 OIS프레임에 결합되고 타측이 상기 렌즈부에 결합되는 카메라 모듈.
제13항에 있어서,
상기 OIS프레임은 상기 캐리어에 수용되고,
상기 렌즈부는 상기 캐리어에 대해 상기 광축 방향에 수직한 방향으로 이동 가능한 카메라 모듈.
제14항에 있어서,
상기 OIS프레임과 상기 캐리어 사이에는 가이드프레임이 배치되고,
상기 캐리어와 상기 가이드프레임 사이에는 복수의 볼 부재가 배치되며,
상기 가이드프레임과 상기 OIS프레임 사이에는 복수의 볼 부재가 배치되는 카메라 모듈.
제14항에 있어서,
상기 캐리어에 배치되는 제1 마그네트 및 상기 제1 마그네트와 마주보게 배치되는 제1 코일을 포함하는 제1 구동부; 및
상기 OIS프레임에 배치되는 제2 마그네트와 제3 마그네트, 상기 제2 마그네트와 마주보게 배치되는 제2 코일, 및 상기 제3 마그네트와 마주보게 배치되는 제3 코일을 포함하는 제2 구동부;를 더 포함하는 카메라 모듈.