KR100945449B1 - 초소형 카메라 모듈용 손떨림 보정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 모듈의 자동 촛점 유닛을 수평 X축 방향으로 이송시킴과 아울러 Y축 방향의 틸트를 방지하며 카메라 모듈의 자동 촛점 유닛을 수평 Y축 방향으로 이송시킴과 아울러 X축 방향의 틸트를 방지할 수 있는 'L'자 형상의 2축 가이드 구조를 제공하여, 카메라 모듈의 손떨림 보정을 효율적으로 수행하고 카메라 모듈의 소형화를 구현하기 위한 것이다.

이를 위해, 본 발명은, 렌즈군을 갖는 렌즈배럴이 장착되는 자동 촛점 유닛; 상기 자동 촛점 유닛과 결합되고 압전소자에 의해 X축 방향으로 이동되어 상기 자동 초점 유닛을 X축 방향으로 이동시키는 X축 압전구동기; 상기 X축 압전구동기와 결합되는 X축 결합부가 형성되어 상기 X축 압전구동기의 이동을 가이드하는 X축 가이드부와, 상기 X축 가이드부로부터 Y축 방향으로 연장 형성되고 상기 자동 촛점 유닛의 X축 방향 이동을 가이드함과 아울러 상기 X축 가이드부와 일체로 Y축 방향으로 이동시 상기 자동 촛점 유닛을 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 가이드부를 포함하는 2축 가이드; 및 상기 2축 가이드의 Y축 가이드부에 형성된 Y축 결합부와 결합되고 압전소자에 의해 Y축 방향으로 이동시 상기 2축 가이드를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 압전구동기;를 포함하는 카메라 모듈의 손떨림 보정장치를 제공한다.

카메라 모듈, 손떨림 보정장치, 자동 촛점 유닛, 2축 가이드, X축 압전구동기, Y축 압전구동기, 하우징

Description

초소형 카메라 모듈용 손떨림 보정장치{Optical image stabilizing apparatus for micro camera module}

본 발명은 초소형 카메라 모듈용 손떨림 보정장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 카메라 모듈의 자동 촛점 유닛을 수평 X축 방향으로 이송시킴과 아울러 Y축 방향의 틸트를 방지하며 카메라 모듈의 자동 촛점 유닛을 수평 Y축 방향으로 이송시킴과 아울러 X축 방향의 틸트를 방지할 수 있는 'L'자 형상의 2축 가이드 구조를 제공하여, 카메라 모듈의 손떨림 보정을 효율적으로 수행할 수 있고 카메라 모듈의 소형화를 구현할 수 있는 초소형 카메라 모듈용 손떨림 보정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 손떨림 보정장치는 카메라 모듈의 촬영시 발생하는 손떨림에 의한 화질 저하를 방지하기 위하여 적용되는 장치이다.

기존의 손떨림 보정장치는 대부분 디지털 카메라에서 구현되었는데, 이는 사이즈 측면에서 휴대폰과 같은 모바일용 소형 카메라 모듈보다 적용이 용이하여 쉽 게 적용되어 왔다.

최근, 모바일용 소형 카메라 모듈에서도 디지털 카메라와 같은 수준의 고품질의 이미지를 요구하게 되면서 모바일용 소형 카메라 모듈에 손떨림 보정장치를 적용하고자 하는 개발 연구가 진행되고 있다.

기존 손떨림 보정장치는 대부분 디지털 카메라에 적용되며, 크게 4가지 방식으로 나눌 수 있다.

즉, 첫째, 손떨림 보정용 광학렌즈의 이동방식, 둘째, 이미지센서 이동방식, 셋째, 프리즘 굴절방식, 넷째, 카메라 모듈 전체를 손떨림에 대응하여 기울이는 방식으로 나눌 수 있다.

그러나, 손떨림 보정용 광학렌즈의 이동방식은 광학설계 변경시 해당 광학렌즈의 구동으로 재설계가 복잡하고, 이미지센서 이동방식은 높은 구동정밀도가 요구되고 발열로 인한 노이즈가 발생하며, 프리즘 굴절방식은 고비용 및 화질 저하를 초래하고, 카메라 모듈 전체를 손떨림에 대응하여 기울이는 방식은 제품 구성이 복잡하고 내구성의 문제점을 초래하는 단점이 있다.

특히, 상술한 기존의 디지털 카메라에 적용되는 손떨림 보정방식을 그대로 모바일용 소형 카메라 모듈에 적용하기에는 사이즈가 너무 커지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 종래 카메라 모듈의 손떨림 보정장치에서 제기되고 있는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 카메라 모듈의 자동 촛점 유닛을 수평 X축 방향으로 이송시킴과 아울러 Y축 방향의 틸트를 방지하며 카메라 모듈의 자동 촛점 유닛을 수평 Y축 방향으로 이송시킴과 아울러 X축 방향의 틸트를 방지할 수 있는 'L'자 형상의 2축 가이드 구조를 제공하여, 카메라 모듈의 손떨림 보정을 효율적으로 수행할 수 있고 카메라 모듈의 소형화를 구현할 수 있는 초소형 카메라 모듈용 손떨림 보정장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 형태에 의하면, 렌즈군을 갖는 렌즈배럴이 장착되는 자동 촛점 유닛; 상기 자동 촛점 유닛과 결합되고 압전소자에 의해 X축 방향으로 이동되어 상기 자동 초점 유닛을 X축 방향으로 이동시키는 X축 압전구동기; 상기 X축 압전구동기와 결합되는 X축 결합부가 형성되어 상기 X축 압전구동기의 이동을 가이드하는 X축 가이드부와, 상기 X축 가이드부로부터 Y축 방향으로 연장 형성되고 상기 자동 촛점 유닛의 X축 방향 이동을 가이드함과 아울러 상기 X축 가이드부와 일체로 Y축 방향으로 이동시 상기 자동 촛점 유닛을 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 가이드부를 포함하는 2축 가이드; 및 상기 2축 가이드의 Y축 가이드부와 결합되고 압전소자에 의해 Y축 방향으로 이동시 상기 2축 가이드를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 압전구동기;를 포함하는 초소형 카메라 모듈용 손떨림 보정장치가 제공된다.

상기 X축 압전구동기 또는 상기 Y축 압전구동기는, 상기 압전소자가 부착되는 압전소자부와, 상기 압전소자부에 연결된 로드를 포함하여 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 압전소자는 초음파 영역에서 미세하게 진동하여 상기 압전소자부를 굴곡시킴에 따라 상기 로드를 축방향으로 유동시키는 것이 바람직하다.

한편, 상기 카메라 모듈의 손떨림 보정장치는, 상기 2축 가이드의 외측에 상기 2축 가이드와 대응되는 형상으로 설치되며 상기 2축 가이드의 X축 가이드부와 결합되어 상기 2축 가이드의 Y축 방향 이동을 가이드함과 아울러 상기 2축 가이드의 X축 방향 이동을 구속하는 X축 고정부와, 상기 Y축 압전구동기와 결합되어 상기 Y축 압전구동기의 Y축 방향 이동을 가이드하는 Y축 고정부로 이루어진 하우징을 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 X축 고정부는, 상기 2축 가이드의 X축 가이드부에 Y축 방향으로 형성된 홀에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 Y축 보스로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 Y축 고정부는, 상기 Y축 압전구동기가 결합되도록 Y축 방향으로 형성된 홀을 갖는 돌출부로 이루어질 수 있다.

한편, 상기 X축 압전구동기에 대응되는 상기 자동 촛점 유닛의 측면에는 상기 X축 압전구동기가 결합되도록 X축 방향으로 형성된 홀을 갖는 X축 이동부가 돌출 형성될 수 있다.

또한, 상기 Y축 압전구동기에 대응되는 상기 자동 촛점 유닛의 측면에는 상 기 2축 가이드의 Y축 가이드부에 X축 방향으로 형성된 홀에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 X축 보스가 형성될 수 있다.

한편, 상기 초소형 카메라 모듈용 손떨림 보정장치는, 상기 자동 촛점 유닛의 하부에 설치되고 상기 자동 촛점 유닛의 X축 방향으로의 이송위치 또는 Y축 방향으로의 이송위치를 검출하는 위치감지센서가 실장된 베이스 기판 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 베이스 기판에는 이미지센서가 실장될 수 있다.

한편, 상기 초소형 카메라 모듈용 손떨림 보정장치는, 상기 2축 가이드와 대향된 상기 자동 촛점 유닛의 인접된 양측면에 설치되는 보조 하우징을 더 포함할 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 초소형 카메라 모듈용 손떨림 보정장치에 의하면, 카메라 모듈의 자동 촛점 유닛을 수평 X축 방향으로 이송시킴과 아울러 Y축 방향의 틸트를 방지하며 카메라 모듈의 자동 촛점 유닛을 수평 Y축 방향으로 이송시킴과 아울러 X축 방향의 틸트를 방지할 수 있는 'L'자 형상의 2축 가이드 구조를 제공하여, 카메라 모듈의 손떨림 보정을 효율적으로 수행할 수 있고 카메라 모듈의 소형화를 구현할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 초소형 카메라 모듈용 손떨림 보정장치에 대한 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 카메라 모듈용 손떨림 보정장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 카메라 모듈용 손떨림 보정장치를 개략적으로 나타낸 평면도이며, 도 3은 도 2에서 하우징과 보조 하우징 및 베이스 기판을 제거한 상태를 저면측에서 개략적으로 나타낸 사시도이다.

초소형 카메라 모듈용 손떨림 보정장치의 실시예

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 카메라 모듈용 손떨림 보정장치는, 크게 자동 촛점 유닛(100)과, X축 압전구동기(200)와, 2축 가이드(300)와, Y축 압전구동기(400)와, 하우징(500)과, 베이스 기판(600)을 포함하여 구성된다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 자동 촛점 유닛(100)은 카메라 모듈의 자동 촛점 기능을 수행하는 유닛으로서, 그 내부에는 하나 이상의 렌즈가 적층되어 결합된 렌즈군(L)이 내장된 렌즈배럴(150)이 장착된다.

구체적으로 도시하진 않았지만, 상기 자동 촛점 유닛(100)은 보이스 코일 액츄에이터(voice coil actuator) 또는 압전 액츄에이터(piezoelectric actuator) 또는 형상기억합금(shape memory alloy)을 이용한 액츄에이터와 같은 다양한 구동 방 식으로 상기 렌즈배럴(150)을 이송하여 이로 구성된 카메라 모듈의 자동 촛점 기능을 수행한다.

한편, 상기 X축 압전구동기(200)에 대응되는 상기 자동 촛점 유닛(100)의 측면에는 상기 X축 압전구동기(200)가 결합되도록 X축 방향으로 형성된 홀(110a)을 갖는 X축 이동부(110)가 돌출 형성될 수 있다.

또한, 상기 Y축 압전구동기(400)에 대응되는 상기 자동 촛점 유닛(100)의 측면에는 상기 2축 가이드(300)의 Y축 가이드부(320)에 X축 방향으로 형성된 홀(302)에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 X축 보스(120)가 형성될 수 있다.

한편, 상기 X축 압전구동기(200)는 압전소자(211)가 부착되는 압전소자부(212)와, 상기 압전소자부(212)에 연결된 로드(213)을 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 상기 Y축 압전구동기(400) 역시, 압전소자(411)가 부착되는 압전소자부(412)와, 상기 압전소자부(412)에 연결된 로드(413)를 포함하여 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 각 압전소자(211,411)는 초음파 영역에서 미세하게 진동하여 각 압전소자부(212,412)를 굴곡시킴에 따라 이에 연결된 로드(213,413)를 축방향으로 유동시킬 수 있다.

한편, 상기 2축 가이드(300)는 상기 X축 압전구동기(200)와 결합되는 X축 결합부(311)가 형성되어 상기 X축 압전구동기(200)의 이동을 가이드하는 X축 가이드부(310)와, 상기 X축 가이드(310)부로부터 Y축 방향으로 연장 형성되고 상기 자동 촛점 유닛(100)의 X축 방향 이동을 가이드함과 아울러 상기 X축 가이드부(310)와 일체로 Y축 방향으로 이동시 상기 자동 촛점 유닛(100)을 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 가이드부(320)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 2축 가이드(300)의 Y축 가이드부(320)에는 상기 Y축 압전구동기(400)와 결합되는 Y축 결합부(321)가 형성되어, 상기 Y축 압전구동기(400)가 압전소자(411)에 의해 Y축 방향으로 이동시 상기 2축 가이드를 Y축 방향으로 이동시키는 역할을 수행한다.

한편, 상기 하우징(500)은, 상기 2축 가이드(300)의 외측에 상기 2축 가이드(300)와 대응되는 형상으로 설치되며, 상기 2축 가이드(300)의 X축 가이드부(310)에 형성된 와 결합되어 상기 2축 가이드(300)의 Y축 방향 이동을 가이드함과 아울러 상기 2축 가이드(300)의 X축 방향 이동을 구속하는 X축 고정부(510)와, 상기 Y축 압전구동기(400)와 결합되어 상기 Y축 압전구동기(400)의 Y축 방향 이동을 가이드하는 Y축 고정부(520)로 이루어진 하우징을 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 X축 고정부(510)는, 상기 2축 가이드(300)의 X축 가이드부(310)에 Y축 방향으로 형성된 홀(301)에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 Y축 보스로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 Y축 고정부(520)는, 상기 Y축 압전구동기(400)가 결합되도록 Y축 방향으로 형성된 홀(520a)을 갖는 돌출부로 이루어질 수 있다.

한편, 초소형 카메라 모듈용 손떨림 보정장치는, 상기 자동 촛점 유닛(100)의 하부에 설치되고 상기 자동 촛점 유닛(100)의 X축 방향으로의 이송위치 또는 Y 축 방향으로의 이송위치를 검출하는 위치감지센서(610)가 실장된 베이스 기판(600) 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 위치감지센서(610)는, 도 1과 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 자동 촛점 유닛(100)의 X축 위치검출용 자석(111)과 대응되는 X축 위치감지센서(611)와, 상기 자동 촛점 유닛(100)의 Y축 위치검출용 자석(112)과 대응되는 Y축 위치감지센서(612)로 이루어질 수 있다.

이때, 상기 베이스 기판(600)에는 이미지센서(650)가 실장될 수 있다.

한편, 상기 카메라 모듈의 손떨림 보정장치는, 상기 2축 가이드(300)와 대향된 상기 자동 촛점 유닛(100)의 인접된 양측면에 설치되는 보조 하우징(700)을 더 포함할 수도 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 카메라 모듈용 손떨림 보정장치의 보정과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 자동 촛점 유닛(100)의 X축 방향 보정시 X축 압전구동기(200)의 압전소자(211)를 작동시키면, 상기 자동 촛점 유닛(100)은 상기 X축 압전구동기(200)와 결합된 X축 이동부(110)를 통해 상기 X축 압전구동기(200)와 함께 상기 자동 촛점 유닛(100)이 X축 방향으로 이동하여 카메라 모듈의 X축 방향 손떨림 보정을 수행한다.

이때, 상기 자동 촛점 유닛(100)은 X축 보스(120)와 상기 2축 가이드(300)의 Y축 가이드부(320)에 X축 방향으로 형성된 홀(302)의 결합구조를 통해 X축 방향으 로 원활하게 슬라이드 이동함과 아울러 Y축을 따른 수직 회전 운동이 구속되어 안정적으로 이동이 가능하다.

다음으로, 상기 자동 촛점 유닛(100)의 Y축 방향 보정시 Y축 압전구동기(400)의 압전소자(411)를 작동시키면, 상기 Y축 압전구동기(400)와 상기 2축 가이드(300)의 Y축 가이드부(320)에 형성된 Y축 결합부(321)의 결합 구조를 통해 상기 2축 가이드(300)가 상기 Y축 압전구동기(400)와 함께 Y축 방향으로 이동한다.

아울러, 상기 2축 가이드(300)가 Y축 방향으로 이동하면, 상기 2축 가이드(300)의 Y축 가이드부(320)에 형성된 홀(302)과 상기 자동 촛점 유닛(100)의 X축 보스(120)의 결합 구조를 통해 상기 자동 촛점 유닛(100)이 Y축 방향으로 이동하여 카메라 모듈의 Y축 방향 손떨림 보정을 수행한다.

이때, 상기 자동 촛점 유닛(100)은 상기 X축 압전구동기(200)에 X축 이동부(110)를 통해 결합되어 있고, 상기 X축 압전구동기(200)는 상기 2축 가이드(300)의 X축 가이부에 형성된 X축 결합부(311)에 결합되어 있다.

결국, 상기 자동 촛점 유닛(100)은 상기 하우징(500)에 형성된 X축 고정부(510)와 상기 2축 가이드(300)의 X축 가이드부(310)에 형성된 홀(301)의 결합구조를 통해 Y축 방향으로 원활하게 슬라이드 이동함과 아울러 X축을 따른 수직 회전 운동이 구속되어 안정적으로 이동이 가능하다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 카메라 모듈용 손떨림 보정장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 카메라 모듈용 손떨림 보정장치를 개략적으로 나타낸 평면도.

도 3은 도 2에서 하우징과 보조 하우징 및 베이스 기판을 제거한 상태를 저면측에서 개략적으로 나타낸 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 자동 촛점 유닛 200: X축 압전구동기

300: 2축 가이드 400: Y축 압전구동기

500: 하우징 600: 베이스 기판

700: 보조 하우징

Claims (11)

1. 렌즈군을 갖는 렌즈배럴이 장착되며, X축 압전구동기 및 Y축 압전구동기의 설치 위치와 대응되는 각 측면에 상기 X축 압전구동기가 결합되도록 X축 방향으로 형성된 홀을 갖는 X축 이동부가 돌출 형성되고, 2축 가이드의 Y축 가이드부에 X축 방향으로 형성된 홀에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 X축 보스가 형성된 자동 촛점 유닛;

   상기 자동 촛점 유닛과 결합되고 압전소자에 의해 X축 방향으로 이동되어 상기 자동 초점 유닛을 X축 방향으로 이동시키는 X축 압전구동기;

   상기 X축 압전구동기와 결합되는 X축 결합부가 형성되어 상기 X축 압전구동기의 이동을 가이드하는 X축 가이드부와, 상기 X축 가이드부로부터 Y축 방향으로 연장 형성되고 상기 자동 촛점 유닛의 X축 방향 이동을 가이드함과 아울러 상기 X축 가이드부와 일체로 Y축 방향으로 이동시 상기 자동 촛점 유닛을 Y축 방향으로 이동시키는 상기 Y축 가이드부가 일체로 형성된 L자형상의 2축 가이드; 및

   상기 2축 가이드의 Y축 가이드부에 형성된 Y축 결합부와 결합되고 압전소자에 의해 Y축 방향으로 이동시 상기 2축 가이드를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 압전구동기;

   상기 2축 가이드의 외측에 상기 2축 가이드와 대응되는 형상으로 설치되며, 상기 2축 가이드의 X축 가이드부와 결합되어 상기 2축 가이드의 Y축 방향 이동을 가이드함과 아울러 상기 2축 가이드의 X축 방향 이동을 구속하는 X축 고정부와, 상기 Y축 압전구동기와 결합되어 상기 Y축 압전구동기의 Y축 방향 이동을 가이드하는 Y축 고정부로 이루어진 하우징;

   을 포함하는 초소형 카메라 모듈용 손떨림 보정장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 X축 압전구동기 또는 상기 Y축 압전구동기는,

   상기 압전소자가 부착되는 압전소자부와, 상기 압전소자부에 연결된 로드를 포함하는 초소형 카메라 모듈용 손떨림 보정장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 압전소자는 초음파 영역에서 미세하게 진동하여 상기 압전소자부를 굴곡시킴에 따라 상기 로드를 축방향으로 유동시키는 초소형 카메라 모듈용 손떨림 보정장치.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 X축 고정부는, 상기 2축 가이드의 X축 가이드부에 Y축 방향으로 형성된 홀에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 Y축 보스로 이루어지는 초소형 카메라 모듈용 손떨림 보정장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 Y축 고정부는, 상기 Y축 압전구동기가 결합되도록 Y축 방향으로 형성된 홀을 갖는 돌출부로 이루어지는 초소형 카메라 모듈용 손떨림 보정장치.
7. 삭제
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,

   상기 자동 촛점 유닛의 하부에 설치되고, 상기 자동 촛점 유닛의 X축 방향으로의 이송위치 또는 Y축 방향으로의 이송위치를 검출하는 위치감지센서가 실장된 베이스 기판 더 포함하는 초소형 카메라 모듈용 손떨림 보정장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 베이스 기판에는 이미지센서가 실장되는 초소형 카메라 모듈용 손떨림 보정장치.
11. 제1항에 있어서,

    상기 2축 가이드와 대향된 상기 자동 촛점 유닛의 인접된 양측면에 설치되는 보조 하우징을 더 포함하는 초소형 카메라 모듈용 손떨림 보정장치.

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