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KR102140296B1 - 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈 Download PDF

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KR102140296B1
KR102140296B1 KR1020150160001A KR20150160001A KR102140296B1 KR 102140296 B1 KR102140296 B1 KR 102140296B1 KR 1020150160001 A KR1020150160001 A KR 1020150160001A KR 20150160001 A KR20150160001 A KR 20150160001A KR 102140296 B1 KR102140296 B1 KR 102140296B1
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lens holder
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임수철
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 구동 장치는 광축에 수직한 방향으로 이동 가능하도록 흔들림 보정 유닛을 제공하며, 상기 흔들림 보정 유닛이 자유도에 있어서 차이가 있는 복수의 볼 부재에 의해 지지되도록 구성하여 흔들림 보정 기능을 구비하면서도 크기를 소형화할 수 있다.

Description

렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈{Lens driving apparatus and camera module including the same}
본 발명은 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것이다.
최근에는 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.
그러나, OIS 액츄에이터를 채용할 경우, 카메라 모듈의 크기가 증가하는 문제가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은, 흔들림 보정 기능을 구비하면서도 크기를 소형화할 수 있는 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 구동 장치는 광축에 수직한 방향으로 이동 가능하도록 흔들림 보정 유닛을 제공하며, 상기 흔들림 보정 유닛이 자유도에 있어서 차이가 있는 복수의 볼 부재에 의해 지지되도록 구성하여 흔들림 보정 기능을 구비하면서도 크기를 소형화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈은, 흔들림 보정 기능을 구비하면서도 크기를 소형화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략 분해 사시도이고,
도 3은 도 1의 A-A'의 단면도이고,
도 4는 도 3의 B 부분의 개략 확대도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 부분 분해 사시도이고,
도 6은 도 5의 변형예를 도시한 개략 사시도이고,
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 흔들림 보정 유닛의 분해 사시도이고,
도 9는 물체의 자유도를 설명하는 개념도이고,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 흔들림 보정 유닛의 결합 사시도이고,
도 11a는 도 10의 C-C' 부분을 절개한 사시도이고,
도 11b는 X축 방향으로 발생한 구동력에 의해 흔들림 보정 유닛이 움직이는 모습을 도시한 사시도이고,
도 12a는 도 10의 D-D' 부분을 절개한 사시도이고,
도 12b는 Y축 방향으로 발생한 구동력에 의해 흔들림 보정 유닛이 움직이는 모습을 도시한 사시도이고,
도 13은 본 발명의 캐리어에 제1 볼 부재와 제3 볼 부재가 배치된 모습을 도시한 평면도이고,
도 14는 본 발명의 프레임에 제2 볼 부재가 배치되고, 캐리어에 제3 볼 부재가 배치된 모습을 도시한 평면도이고,
도 15a는 본 발명의 제1 볼 부재의 움직임을 도시한 사시도이고,
도 15b는 본 발명의 제2 볼 부재의 움직임을 도시한 사시도이고,
도 15c는 본 발명의 제3 볼 부재의 움직임을 도시한 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.
본 발명은 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 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 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 렌즈 배럴(200), 렌즈 배럴(200)을 이동시키는 렌즈 구동 장치(500), 렌즈 배럴(200)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서 유닛(600) 및 렌즈 배럴(200)과 렌즈 구동 장치(500)를 수용하는 하우징(120)과 케이스(110)를 포함한다.
렌즈 배럴(200)은 피사체를 촬상하는 복수의 렌즈가 내부에 수용될 수 있도록 중공의 원통 형상일 수 있으며, 복수의 렌즈는 광축을 따라 렌즈 배럴(200)에 장착된다.
복수의 렌즈는 렌즈 배럴(200)의 설계에 따라 필요한 수만큼 배치되고, 각각의 렌즈는 동일하거나 상이한 굴절률 등의 광학적 특성을 가진다.
렌즈 구동 장치(500)는 렌즈 배럴(200)을 이동시키는 장치이다.
일 예로, 렌즈 구동 장치(500)는 렌즈 배럴(200)을 광축(Z축) 방향으로 이동시킴으로써 초점을 조정할 수 있고, 렌즈 배럴(200)을 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동시킴으로써 촬영 시의 흔들림을 보정할 수 있다.
렌즈 구동 장치(500)는 초점을 조정하는 초점 조정 유닛(300) 및 흔들림을 보정하는 흔들림 보정 유닛(400)을 포함한다.
이미지 센서 유닛(600)은 렌즈 배럴(200)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 장치이다.
일 예로, 이미지 센서 유닛(600)은 이미지 센서(610) 및 이미지 센서(610)와 연결되는 인쇄회로기판(620)을 포함할 수 있고, 적외선 필터를 더 포함할 수 있다.
적외선 필터는 렌즈 배럴(200)을 통해 입사된 광 중에서 적외선 영역의 광을 차단하는 역할을 한다.
이미지 센서(610)는 렌즈 배럴(200)을 통해 입사된 광을 전기 신호로 변환한다. 일 예로 이미지 센서(610)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)일 수 있다.
이미지 센서(610)에 의해 변환된 전기 신호는 휴대가능한 전자기기의 디스플레이 유닛을 통해 영상으로 출력된다.
이미지 센서(610)는 인쇄회로기판(620)에 고정되며, 와이어 본딩에 의하여 인쇄회로기판(620)과 전기적으로 연결된다.
렌즈 배럴(200)과 렌즈 구동 장치(500)는 하우징(120)에 수용된다.
일 예로, 하우징(120)은 상부와 하부가 개방된 형상이며, 하우징(120)의 내부 공간에 렌즈 배럴(200)과 렌즈 구동 장치(500)가 수용된다.
하우징(120)의 하부에는 이미지 센서 유닛(600)이 배치된다.
케이스(110)는 하우징(120)의 외부면을 감싸도록 하우징(120)과 결합하며, 카메라 모듈의 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(620)에 구비되는 접지패드에 접지될 수 있으며, 이에 따라 전자파를 차폐할 수 있다.
도 3은 도 1의 A-A'의 단면도이고, 도 4는 도 3의 B 부분의 개략 확대도이다.
또한, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 부분 분해 사시도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 구동 장치(500) 중 초점 조정 유닛(300)에 관하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 구동 장치(500)에서는 피사체에 초점을 맞추기 위하여 렌즈 배럴(200)을 이동시킨다.
일 예로, 본 발명은 렌즈 배럴(200)을 광축(Z축) 방향으로 이동시키는 초점 조정 유닛(300)을 구비한다.
초점 조정 유닛(300)은, 렌즈 배럴(200)을 수용하는 캐리어(310) 및 렌즈 배럴(200)과 캐리어(310)를 광축(Z축) 방향으로 이동시키도록 구동력을 발생시키는 초점 조정 구동부를 포함한다.
초점 조정 구동부는 마그네트(320a)와 코일(330a)을 포함한다.
마그네트(320a)는 캐리어(310)에 장착된다. 일 예로 마그네트(320a)는 캐리어(310)의 일면에 장착될 수 있다.
코일(330a)은 하우징(120)에 장착된다. 일 예로 코일(330a)은 기판(130)을 매개로 하우징(120)에 장착될 수 있다. 도 2에서는 코일(330a)이 도시되어 있지 않으나, 코일(330a)은 기판(130)에 고정되며, 흔들림 보정 유닛(400)의 코일(452)과 마주보는 위치에 배치된다.
마그네트(320a)는 캐리어(310)에 장착되어 캐리어(310)와 함께 광축(Z축) 방향으로 이동하는 이동부재이고, 코일(330a)은 하우징(120)에 고정된 고정부재이다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고 마그네트(320a)와 코일(330a)의 위치를 서로 바꾸는 것도 가능하다.
코일(330a)에 전원이 인가되면, 마그네트(320a)와 코일(330a) 사이의 전자기적 영향력에 의하여 캐리어(310)를 광축(Z축) 방향으로 이동시킬 수 있다.
캐리어(310)에는 렌즈 배럴(200)이 수용되므로, 캐리어(310)의 이동에 의해 렌즈 배럴(200)도 광축(Z축) 방향으로 이동된다.
캐리어(310)가 이동될 때, 캐리어(310)와 하우징(120) 사이의 마찰을 저감하도록 캐리어(310)와 하우징(120) 사이에 구름부재(370)가 배치된다. 구름부재(370)는 볼 형태일 수 있다.
구름부재(370)는 마그네트(320a)의 양측에 배치된다.
하우징(120)에는 제1 요크(350)가 배치된다. 일 예로, 제1 요크(350)는 코일(330a)을 사이에 두고 마그네트(320a)와 마주보도록 배치된다.
제1 요크(350)와 마그네트(320a) 사이에는 광축(Z축)에 수직한 방향으로 인력이 작용한다.
따라서, 제1 요크(350)와 마그네트(320a) 사이의 인력에 의해 구름부재(370)는 캐리어(310) 및 하우징(120)과 접촉 상태를 유지할 수 있다.
또한, 제1 요크(350)는 마그네트(320a)의 자기력이 집속되도록 하는 기능도 한다. 이에 따라, 누설 자속이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
일 예로, 제1 요크(350)와 마그네트(320a)는 자기 회로(Magnetic circuit)를 형성한다.
이때, 제1 요크(350)의 광축(Z축) 방향 길이는 마그네트(320a)의 광축(Z축) 방향 길이보다 긴 것이 바람직하다.
제1 요크(350)의 광축(Z축) 방향 길이가 마그네트(320a)의 광축(Z축) 방향 길이보다 짧으면, 마그네트(320a)가 광축(Z축) 방향으로 움직일 때, 마그네트(320a)의 중심이 제1 요크(350)의 중심을 향하도록 작용하는 인력이 커지게 된다.
이에 따라, 마그네트(320a)가 원래의 위치로 돌아가려고 하는 복귀력이 보다 강하게 작용하게 되므로, 마그네트(320a)를 움직이기 위해 필요한 전류의 양이 증가하게 되고, 소비 전력이 증가하게 된다.
그러나, 제1 요크(350)의 광축(Z축) 방향 길이가 마그네트(320a)의 광축(Z축) 방향 길이보다 길면, 마그네트(320a)의 중심이 제1 요크(350)의 중심을 향하도록 작용하는 인력이 상대적으로 작아지므로, 소비 전력을 상대적으로 줄일 수 있다.
한편, 캐리어(310)와 마그네트(320a) 사이에는 제2 요크(340)가 배치될 수 있다.
제2 요크(340)는 마그네트(320a)의 자기력이 집속되도록 하는 기능을 한다. 이에 따라, 누설 자속이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
일 예로, 제2 요크(340)와 마그네트(320a)는 자기 회로(Magnetic circuit)를 형성한다.
본 발명은 렌즈 배럴(200)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 사용한다.
따라서, 폐루프 제어를 위하여 위치 센서(360)가 필요하다. 위치 센서(360)는 홀 센서일 수 있다.
위치 센서(360)는 코일(330a)의 내측 또는 외측에 배치되며, 코일(330a)이 장착되는 기판(130)에 위치 센서(360)가 장착될 수 있다.
또한, 위치 센서(360)는 초점 조정 유닛(300)에 구동 신호를 제공하는 회로소자와 일체로 형성될 수 있다(도 5 참고). 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 위치 센서(360)와 회로소자가 별개의 부품으로 각각 제공되는 것도 가능하다.
카메라 모듈의 전원이 켜지면, 위치 센서(360)에 의해 렌즈 배럴(200)의 초기 위치가 감지된다. 그리고, 렌즈 배럴(200)은 감지된 초기 위치로부터 초기 설정위치로 이동된다. 여기서, 초기 위치는 카메라 모듈의 전원이 켜졌을 때 렌즈 배럴(200)의 광축 방향으로의 위치를 의미할 수 있고, 초기 설정위치는 렌즈 배럴(200)의 초점이 무한대가 되는 위치를 의미할 수 있다.
렌즈 배럴(200)은 회로소자의 구동신호에 의해 초기 설정위치로부터 목표 위치까지 이동된다.
초점 조정 과정에서 렌즈 배럴(200)은 광축(Z축) 방향으로 전진 및 후진이 가능하다(즉, 양방향 이동이 가능하다).
한편, 초점 조정 시에 충분한 구동력을 확보하기 위하여 마그네트(320b)와 코일(330b)이 추가로 구비될 수 있다.
카메라 모듈의 슬림화 추세에 따라 마그네트가 장착되는 면적이 작아질 경우, 마그네트의 크기가 작아지게 되고, 이에 따라 초점 조정에 필요한 충분한 구동력이 확보되지 않을 수 있다.
그러나, 본 발명은 캐리어(310)의 서로 다른 면에 각각 마그네트(320a, 320b)를 부착하고, 각각의 마그네트(320a, 320b)와 마주보도록 하우징(120)의 서로 다른 면에 각각 코일(330a, 330b)을 제공함으로써, 카메라 모듈을 슬림화 하더라도 초점 조정에 필요한 충분한 구동력을 확보할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 구동 장치 중 초점 조정 유닛의 변형예를 도시한 개략 사시도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 변형예에서는 캐리어(310)의 서로 다른 면에 장착된 복수의 마그네트(320a, 320b) 중 어느 하나(320a)는 코일(330a)과 마주보고, 나머지 하나(320b)는 위치 센서(360)와 마주본다.
일 예로, 복수의 마그네트(320a, 320b) 중 어느 하나(320a)는 구동 마그네트로 기능하고, 나머지 하나(320b)는 센싱 마그네트로 기능한다.
이 경우, 코일(330a)과 위치 센서(360)가 하우징(120)의 서로 다른 면에 이격 배치되므로, 코일(330a)이 장착되는 면에는 공간적인 여유가 발생하게 된다. 따라서, 코일(330a)의 권선 수를 늘릴 수 있고, 이에 따라 구동력을 향상시킬 수 있다.
또한, 코일(330a)과 위치 센서(360)가 하우징(120)의 서로 다른 면에 이격 배치되므로, 코일(330a)의 전기장이 위치 센서(360)에 영향을 미치는 것을 최소화할 수 있다. 따라서, 위치 센서(360)의 센싱 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 흔들림 보정 유닛의 분해 사시도이다.
흔들림 보정 유닛(400)은 이미지 촬영 또는 동영상 촬영 시 사용자의 손떨림 등의 요인에 의해 이미지가 번지거나 동영상이 흔들리는 것을 보정하기 위해 사용된다.
예를 들어, 흔들림 보정 유닛(400)은 사용자의 손떨림 등에 의해 영상 촬영 시 흔들림이 발생할 때, 흔들림에 대응하는 상대변위를 렌즈 배럴(200)에 부여함으로써 흔들림을 보상한다.
일 예로, 흔들림 보정 유닛(400)은 렌즈 배럴(200)을 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동시켜 흔들림을 보정한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 흔들림 보정 유닛(400)은 렌즈 배럴(200)의 이동을 가이드하는 가이드부재 및 가이드부재를 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동시키도록 구동력을 발생시키는 흔들림 보정 구동부를 포함한다.
가이드부재는 프레임(410) 및 렌즈 홀더(420)를 포함한다. 프레임(410)과 렌즈 홀더(420)는 캐리어(310) 내에 삽입되어 광축(Z축) 방향으로 배치되며, 렌즈 배럴(200)의 이동을 가이드하는 기능을 한다.
프레임(410)과 렌즈 홀더(420)는 렌즈 배럴(200)이 삽입될 수 있는 공간을 구비한다. 렌즈 배럴(200)은 렌즈 홀더(420)에 고정된다(도 2 참고).
흔들림 보정 구동부에서 발생된 구동력에 의하여 프레임(410) 및 렌즈 홀더(420)는 캐리어(310) 내에서 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동된다.
흔들림 보정 구동부는 제1 흔들림 보정 구동부(440)와 제2 흔들림 보정 구동부(450)를 포함하고, 제1 및 제2 흔들림 보정 구동부(440, 450)는 마그네트(441, 451)와 코일(442, 452)을 포함한다.
제1 흔들림 보정 구동부(440)는 광축(Z축)에 수직한 제1 축(X축) 방향으로 구동력을 발생시키고, 제2 흔들림 보정 구동부(450)는 제1 축(X축)에 수직한 제2 축(Y축) 방향으로 구동력을 발생시킨다.
여기서, 제2 축(Y축)은 광축(Z축)과 제1 축(X축)에 모두 수직한 축을 의미한다.
제1 흔들림 보정 구동부(440)와 제2 흔들림 보정 구동부(450)는 광축(Z축)에 수직한 평면에서 서로 직교하도록 배치된다. 일 예로, 제1 흔들림 보정 구동부(440)의 마그네트(441)와 제2 흔들림 보정 구동부(450)의 마그네트(451)는 광축(Z축)에 수직한 평면에서 서로 직교하도록 배치된다.
제1 및 제2 흔들림 보정 구동부(440, 450)의 마그네트들(441, 451)은 렌즈 홀더(420)에 장착되고, 마그네트들(441, 451)과 각각 마주보는 코일들(442, 452)은 하우징(120)에 장착된다. 도 7 및 도 8에서는 설명의 편의를 위하여 코일들(442, 452)이 캐리어(310) 측에 배치된 모습을 도시하였으나, 도 2를 참조하면 코일들(442, 452)은 기판(130)을 매개로 하우징(120)에 장착된다.
마그네트들(441, 451)은 렌즈 홀더(420)와 함께 광축(Z축)에 수직한 방향으로 이동되는 이동부재이고, 코일들(442, 452)은 하우징(120)에 고정된 고정부재이다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 마그네트들(441, 451)과 코일들(442, 452)의 위치를 서로 바꾸는 것도 가능하다.
한편, 본 발명에는 흔들림 보정 유닛(400)을 지지하는 복수의 볼 부재가 제공된다. 복수의 볼 부재는 흔들림 보정 과정에서 프레임(410) 및 렌즈 홀더(420)를 가이드하는 기능을 한다. 또한, 캐리어(310), 프레임(410) 및 렌즈 홀더(420) 간의 간격을 유지시키는 기능도 한다.
복수의 볼 부재는 제1 볼 부재(700) 및 제2 볼 부재(800)를 포함한다.
제1 볼 부재(700)는 흔들림 보정 유닛(400)의 제1 축(X축) 방향으로의 이동을 가이드하고, 제2 볼 부재(800)는 흔들림 보정 유닛(400)의 제2 축(Y축) 방향으로의 이동을 가이드한다.
일 예로, 제1 볼 부재(700)는 제1 축(X축) 방향으로의 구동력이 발생한 경우에 제1 축(X축) 방향으로 구름운동한다. 이에 따라, 제1 볼 부재(700)는 프레임(410)과 렌즈 홀더(420)의 제1 축(X축) 방향으로의 이동을 가이드한다.
또한, 제2 볼 부재(800)는 제2 축(Y축) 방향으로의 구동력이 발생한 경우에 제2 축(Y축) 방향으로 구름운동한다. 이에 따라, 제2 볼 부재(800)는 렌즈 홀더(420)의 제2 축(Y축) 방향으로의 이동을 가이드한다.
제1 볼 부재(700)는 캐리어(310)와 프레임(410) 사이에 배치되는 복수의 볼 부재를 포함하고, 제2 볼 부재(800)는 프레임(410)과 렌즈 홀더(420) 사이에 배치되는 복수의 볼 부재를 포함한다.
캐리어(310)와 프레임(410)이 서로 광축(Z축) 방향으로 마주보는 면에는 각각 제1 볼 부재(700)를 수용하는 제1 가이드홈부(710a, 710b, 710c, 720a, 720b, 720c)가 형성된다. 제1 가이드홈부(710a, 710b, 710c, 720a, 720b, 720c)는 복수의 가이드홈을 포함한다.
제1 볼 부재(700)는 제1 가이드홈부(710a, 710b, 710c, 720a, 720b, 720c)에 수용되어 캐리어(310)와 프레임(410) 사이에 끼워진다.
제1 볼 부재(700)는 제1 가이드홈부(710a, 710b, 710c, 720a, 720b, 720c)에 수용된 상태에서, 광축(Z축) 및 제2 축(Y축) 방향으로의 이동이 제한되고, 제1 축(X축) 방향으로만 이동될 수 있다. 일 예로, 제1 볼 부재(700)는 제1 축(X축) 방향으로만 구름운동 가능하다.
이를 위하여, 제1 가이드홈부(710a, 710b, 710c, 720a, 720b, 720c)의 복수의 가이드홈 각각의 평면 형상은 제2 축(Y축) 방향으로의 폭보다 제1 축(X축) 방향으로의 길이가 더 긴 직사각형일 수 있다.
또한, 제1 가이드홈부(710a, 710b, 710c, 720a, 720b, 720c)의 복수의 가이드홈 중 일부의 가이드홈은 나머지 가이드홈과 그 단면 형상이 다를 수 있다.
일 예로, 제1 가이드홈부(710a, 710b, 710c, 720a, 720b, 720c)의 복수의 가이드홈 중 일부의 가이드홈(710b, 720b)은 그 단면 형상이 대체로 '∪' 형상일 수 있고, 나머지 가이드홈(710a, 710c, 720a, 720c)은 그 단면 형상이 대체로 '∨' 형상일 수 있다.
여기서, 단면 형상이 대체로 '∪' 형상인 가이드홈(710b, 720b)은 제1 가이드홈부(710a, 710b, 710c, 720a, 720b, 720c)의 복수의 가이드홈 중에서 제3 가이드홈부(910, 920)로부터 가장 멀리 떨어진 가이드홈일 수 있다(도 7, 도 8 및 도 13 참고).
프레임(410)과 렌즈 홀더(420)가 서로 광축(Z축) 방향으로 마주보는 면에는 각각 제2 볼 부재(800)를 수용하는 제2 가이드홈부(810a, 810b, 810c, 820a, 820b, 820c)가 형성된다. 제2 가이드홈부(810a, 810b, 810c, 820a, 820b, 820c)는 복수의 가이드홈을 포함한다.
제2 볼 부재(800)는 제2 가이드홈부(810a, 810b, 810c, 820a, 820b, 820c)에 수용되어 프레임(410)과 렌즈 홀더(420) 사이에 끼워진다.
제2 볼 부재(800)는 제2 가이드홈부(810a, 810b, 810c, 820a, 820b, 820c)에 수용된 상태에서, 광축(Z축) 및 제1 축(X축) 방향으로의 이동이 제한되고, 제2 축(Y축) 방향으로만 이동될 수 있다. 일 예로, 제2 볼 부재(800)는 제2 축(Y축) 방향으로만 구름운동 가능하다.
이를 위하여, 제2 가이드홈부(810a, 810b, 810c, 820a, 820b, 820c)의 복수의 가이드홈 각각의 평면 형상은 제1 축(X축) 방향으로의 폭보다 제2 축(Y축) 방향으로의 길이가 더 긴 직사각형일 수 있다.
또한, 제2 가이드홈부(810a, 810b, 810c, 820a, 820b, 820c)의 복수의 가이드홈 중 일부의 가이드홈은 나머지 가이드홈과 그 단면 형상이 다를 수 있다.
일 예로, 제2 가이드홈부(810a, 810b, 810c, 820a, 820b, 820c)의 복수의 가이드홈 중 일부의 가이드홈(810b, 820b)은 그 단면 형상이 대체로 '∪' 형상일 수 있고, 나머지 가이드홈(810a, 810c, 820a, 820c)은 그 단면 형상이 대체로 '∨' 형상일 수 있다.
여기서, 단면 형상이 대체로 '∪' 형상인 가이드홈(810b, 820b)은 제2 가이드홈부(810a, 810b, 810c, 820a, 820b, 820c)의 복수의 가이드홈 중에서 제3 가이드홈부(910, 920)로부터 가장 멀리 떨어진 가이드홈일 수 있다(도 7, 도 8 및 도 14 참고).
한편, 본 발명에는 캐리어(310)와 렌즈 홀더(420) 사이에서 렌즈 홀더(420)의 이동을 지지하는 제3 볼 부재(900)가 제공된다.
제3 볼 부재(900)는 렌즈 홀더(420)의 제1 축(X축) 방향으로의 이동 및 제2 축(Y축) 방향으로의 이동을 모두 가이드한다.
일 예로, 제3 볼 부재(900)는 제1 축(X축) 방향으로의 구동력이 발생한 경우에 제1 축(X축) 방향으로 구름운동한다. 이에 따라, 제3 볼 부재(900)는 렌즈 홀더(420)의 제1 축(X축) 방향으로의 이동을 가이드한다.
또한, 제3 볼 부재(900)는 제2 축(Y축) 방향으로의 구동력이 발생한 경우에 제2 축(Y축) 방향으로 구름운동한다. 이에 따라, 제3 볼 부재(900)는 렌즈 홀더(420)의 제2 축(Y축) 방향으로의 이동을 가이드한다.
한편, 제2 볼 부재(800)와 제3 볼 부재(900)는 렌즈 홀더(420)를 접촉 지지한다. 여기서, 제2 볼 부재(800)와 제3 볼 부재(900)는 서로 다른 평면에 위치한다(도 8, 도 11a 내지 도 12b 참고).
렌즈 홀더(420)에는 제1 및 제2 흔들림 보정 구동부(440, 450)의 마그네트들(441, 451)이 구비되고, 각 마그네트(441, 451)의 양 측에는 각각 제2 볼 부재(800)와 제3 볼 부재(900)가 위치한다(도 8 참고).
즉, 제1 및 제2 흔들림 보정 구동부(440, 450)의 각 마그네트(441, 451)는 다른 평면에 배치된 볼 부재들 사이에 위치한다.
캐리어(310)와 렌즈 홀더(420)가 서로 광축(Z축) 방향으로 마주보는 면에는 각각 제3 볼 부재(900)를 수용하는 제3 가이드홈부(910, 920)가 형성된다.
제3 볼 부재(900)는 제3 가이드홈부(910, 920)에 수용되어 캐리어(310)와 렌즈 홀더(420) 사이에 끼워진다.
제3 볼 부재(900)는 제3 가이드홈부(910, 920)에 수용된 상태에서, 광축(Z축) 방향으로의 이동이 제한되고, 제1 축(X축) 및 제2 축(Y축) 방향으로 구름운동할 수 있다.
이를 위하여, 제3 가이드홈부(910, 920)의 평면 형상은 원형일 수 있다. 따라서, 제3 가이드홈부(910, 920)의 평면 형상과 제1 가이드홈부(710a, 710b, 710c, 720a, 720b, 720c) 및 제2 가이드홈부(810a, 810b, 810c, 820a, 820b, 820c)의 평면 형상은 서로 다르다.
제1 볼 부재(700)는 제1 축(X축) 방향으로 구름 운동 가능하고, 제2 볼 부재(800)는 제2 축(Y축) 방향으로 구름 운동 가능하며, 제3 볼 부재(900)는 제1 축(X축) 및 제2 축(Y축) 방향으로 구름 운동 가능하다.
따라서, 본 발명의 흔들림 보정 유닛(400)을 지지하는 복수의 볼 부재는 자유도에 있어서 차이가 있다.
여기서, 도 9를 참조하면, 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 보정 유닛(400)에 전원이 인가되어 광축(Z축)에 수직한 방향으로 발생된 구동력에 의해 흔들림 보정 유닛(400)이 이동될 때, 제1 볼 부재(700), 제2 볼 부재(800) 및 제3 볼 부재(900)의 움직임을 나타내는 데 필요한 독립 변수의 수를 의미할 수 있다.
일 예로, 광축(Z축)에 수직한 방향으로 발생된 구동력에 의해 제3 볼 부재(900)는 두 개의 축(제1 축(X축) 및 제2 축(Y축))을 따라 구름 운동 가능하고(도 15c 참고), 제1 볼 부재(700) 및 제2 볼 부재(800)는 하나의 축(제1 축(X축) 또는 제2 축(Y축))을 따라 구름 운동 가능하다(도 15a 및 도 15b 참고).
따라서, 제3 볼 부재(800)의 자유도가 제1 볼 부재(700)와 제2 볼 부재(800)의 자유도보다 크다.
도 10 내지 도 12b를 참조하여, 광축(Z축)에 수직한 방향으로 발생된 구동력에 의한 제1 볼 부재(700), 제2 볼 부재(800) 및 제3 볼 부재(900)의 움직임을 설명한다.
도 11b와 같이, 제1 축(X축) 방향으로 구동력(Fx)이 발생하면, 프레임(410) 및 렌즈 홀더(420)가 함께 제1 축(X축) 방향으로 움직인다.
여기서, 제1 볼 부재(700)와 제3 볼 부재(900)는 제1 축(X축)을 따라 구름 운동한다. 이때, 제2 볼 부재(800)의 움직임은 제한된다.
또한, 도 12b와 같이, 제2 축(Y축) 방향으로 구동력(Fy)이 발생하면, 렌즈 홀더(420)가 제2 축(Y축) 방향으로 움직인다.
여기서, 제2 볼 부재(800)와 제3 볼 부재(900)는 제2 축(Y축)을 따라 구름 운동한다. 이때, 제1 볼 부재(700)의 움직임은 제한된다.
이와 같이, 흔들림 보정 과정에서 일부 볼 부재의 움직임을 제한함으로써, 프레임(410)과 렌즈 홀더(420)가 광축(Z축)을 기준으로 회전되는 것을 방지할 수 있다.
카메라 모듈의 흔들림은 초당 수십 Hz에 달할 정도로 빠르게 일어나므로, 흔들림 보정 유닛(400)은 제1 축(X축)과 제2 축(Y축)을 따라 연속적으로 이동되게 된다. 따라서, 제1 축(X축)과 제2 축(Y축) 방향으로 발생되는 구동력이 항상 흔들림 보정 유닛(400)의 중앙에 가해지기 어렵기 때문에, 흔들림 보정 과정에서 흔들림 보정 유닛(400)이 광축(Z축)을 중심으로 회전될 염려가 있다.
일 예로, 모든 볼 부재가 제1 축(X축) 및 제2 축(Y축)으로 구름운동이 가능하게 구성될 경우에는, 흔들림 보정 유닛(400)이 광축(Z축)을 중심으로 회전될 염려가 있으며, 이는 화질저하의 원인이 된다.
그러나, 본 발명은 흔들림 보정 과정에서 일부 볼 부재의 움직임을 제한함으로써, 기구적인 구조로 흔들림 보정 유닛(400)이 광축(Z축)을 중심으로 회전되는 것을 방지할 수 있게 된다.
한편, 제1 축(X축)을 따라 구름 운동하는 볼 부재들을 제1 볼 부재라 하고, 제2 축(Y축)을 따라 구름 운동하는 볼 부재들을 제2 볼 부재라 한다면, 캐리어(310)와 렌즈 홀더(420) 사이에 배치되는 볼 부재(900, 앞서 설명한 제3 볼 부재)는 흔들림 보정 유닛(400)이 제1 축(X축) 방향으로 이동할 때는 제1 볼 부재로서 기능하고, 흔들림 보정 유닛(400)이 제2 축(Y축) 방향으로 이동할 때는 제2 볼 부재로서 기능한다.
따라서, 이 경우에는 제1 볼 부재와 제2 볼 부재는 서로 공유하는 볼 부재를 가진다.
본 발명의 렌즈 구동 장치(500)는 흔들림 보정 과정에서 렌즈 배럴(200)의 위치를 감지하여 피드백하는 폐루프 제어 방식을 사용한다.
따라서, 폐루프 제어를 위한 위치 센서(443, 453)가 제공되며, 위치 센서(443, 453)는 제1 및 제2 흔들림 보정 구동부(440, 450)의 코일들(442, 452)의 내측에 배치될 수 있다(도 8 및 도 10 참고).
위치 센서(443, 453)는 홀 센서일 수 있으며, 위치 센서(443, 453)는 제1 및 제2 흔들림 보정 구동부(440, 450)의 마그네트들(441, 451)을 통해 렌즈 배럴(200)의 위치를 감지할 수 있다.
한편, 본 발명에는 흔들림 보정 유닛(400)과 복수의 볼 부재가 접촉 상태를 유지하도록 요크부(380)가 제공된다.
요크부(380)는 캐리어(310)에 고정되고, 제1 및 제2 흔들림 보정 구동부(440, 450)의 마그네트들(441, 451)과 광축(Z축) 방향으로 마주본다.
따라서, 요크부(380)와 마그네트들(441, 451) 사이에는 광축(Z축) 방향으로 인력이 발생한다.
요크부(380)와 마그네트들(441, 451) 사이의 인력에 의하여 흔들림 보정 유닛(400)이 요크부(380)를 향하는 방향으로 가압되므로, 흔들림 보정 유닛(400)의 프레임(410) 및 렌즈 홀더(420)는 복수의 볼 부재와 접촉 상태를 유지할 수 있다.
예를 들어, 요크부(380)와 마그네트들(441, 451) 사이의 인력에 의하여, 렌즈 홀더(420)가 프레임(410)을 향하여 가압되고, 이에 따라 프레임(410)이 캐리어(310)를 향하여 가압된다.
요크부(380)는 제1 요크부(380a) 및 제2 요크부(380b)를 포함하며, 마그네트들(441, 451)과의 사이에서 인력을 발생시킬 수 있는 재질이다. 일 예로, 요크부(380)는 자성체로 제공된다.
제1 요크부(380a)는 제1 흔들림 보정 구동부(440)의 마그네트(441)와 광축(Z축) 방향으로 마주보고, 제2 요크부(380b)는 제2 흔들림 보정 구동부(450)의 마그네트(451)와 광축(Z축) 방향으로 마주본다.
제1 요크부(380a) 및 제2 요크부(380b)의 광축(Z축)에 수직한 방향의 길이는 마그네트들(441, 451)의 광축(Z축)에 수직한 방향의 길이에 대응되거나 작을 수 있다. 이러한 경우에는 마그네트들(441, 451)이 광축(Z축)에 수직한 방향으로 움직일 때, 요크부(380)와의 인력에 의해 원래의 위치로 돌아가려고 하는 복귀력이 보다 강하게 작용하게 된다.
흔들림 보정 과정에서는, 사용자의 손떨림 등에 대응하여 순간적으로 렌즈 배럴(200)을 제1 축(X축) 및 제2 축(Y축)을 따라 연속적으로 이동시켜야할 필요가 있다.
일 예로, 사용자의 손떨림 등으로 인한 카메라 모듈의 흔들림은 초당 수십 Hz에 달할 정도로 빠르게 일어나므로, 마그네트들(441, 451)과 코일들(442, 452) 사이의 전자기력만으로 카메라 모듈의 흔들림에 대응하는 진동을 만들기 어려울 수 있다.
따라서, 마그네트들(441, 451)과 요크부(380) 사이에 작용하는 복귀력과 마그네트들(441, 451)과 코일들(442, 452) 사이의 전자기력을 함께 이용하여 렌즈 배럴(200)을 제1 축(X축) 및 제2 축(Y축)으로 이동시킬 수 있다.
이에 따라, 흔들림에 대응하여 렌즈 배럴(200)을 연속적으로 이동시킬 수 있으며, 소비 전력을 감소시키는데 보다 유리할 수 있다.
카메라 모듈의 전원이 켜지면, 위치 센서(443, 453)에 의해 렌즈 배럴(200)의 초기 위치(광축(Z축)에 수직한 방향에서의 위치)가 감지된다. 그리고, 렌즈 배럴(200)은 감지된 초기 위치로부터 설정위치로 이동된다.
여기서, 설정위치는 제1 축(X축) 방향으로의 이동 가능 범위의 중앙과 제2 축(Y축)방향으로의 이동 가능 범위의 중앙을 의미할 수 있다. 기구적으로는, 흔들림 보정 유닛(400)이 수용되는 캐리어(310)의 제1 축(X축) 방향으로의 중앙과 제2 축(Y축)방향으로의 중앙을 의미할 수 있다.
카메라 모듈에 흔들림이 발생하지 않는 경우에는, 렌즈 배럴(200)이 제1 축(X축) 및 제2 축(Y축)으로 움직이지 않도록 고정시킬 필요가 있다.
본 발명에서는 요크부(380)가 마그네트들(441, 451)을 광축(Z축) 방향으로 당기고 있기 때문에 흔들림 보정 신호가 인가되지 않으면, 요크부(380)와 마그네트들(441, 451) 사이의 인력에 의해 렌즈 배럴(200)은 소정 위치에서 고정된 상태를 유지할 수 있다.
그러나, 카메라 모듈의 각 구성 부품은 제조 과정에서의 공차를 수반하고 있으므로, 요크부(380)와 마그네트들(441, 451) 사이의 인력만으로 렌즈 배럴(200)을 고정시킬 경우에는 렌즈의 광축(Z축)이 이미지 센서(610)의 중심과 틀어질 염려가 존재하며, 이는 화질저하의 원인이 될 수 있다.
또한, 요크부(380)와 마그네트들(441, 451) 사이의 인력만으로는 렌즈 배럴(200)을 고정된 상태로 유지하기 어려울 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 카메라 모듈의 전원이 켜지면, 렌즈 배럴(200)이 기구적으로 중앙에 위치하도록 렌즈 배럴(200)의 위치(광축(Z축)에 수직한 방향에서의 위치)를 조정하게 된다.
따라서, 카메라 모듈에 전원이 켜진 상태에서 카메라 모듈에 흔들림이 발생하지 않는다면, 렌즈 배럴(200)은 요크부(380)와 마그네트들(441, 451) 사이의 인력 및 제1 및 제2 흔들림 보정 구동부(440, 450)의 구동력에 의해 기구적으로 중앙에서 고정된 상태를 유지할 수 있게 된다.
한편, 카메라 모듈의 전원이 꺼진 상태에서는, 요크부(380)와 마그네트들(441, 451) 사이의 인력에 의해 렌즈 배럴(200)의 위치가 고정될 수 있다.
본 발명에서는 프레임(410) 및 렌즈 홀더(420)가 복수의 볼 부재와 접촉 상태를 유지할 수 있도록 요크부(380)를 제공하는 한편, 외부 충격 등에 의하여 복수의 볼 부재, 프레임(410) 및 렌즈 홀더(420)가 캐리어(310)의 외부로 이탈되는 것을 방지하도록 스토퍼(210)가 제공된다(도 2 참고).
스토퍼(210)는 렌즈 홀더(420)의 상면 중 적어도 일부를 커버하도록 캐리어(310)에 결합한다.
한편, 본 발명에서는 흔들림 보정을 위하여 렌즈 배럴(200)을 가이드하는 가이드부재(프레임(410) 및 렌즈 홀더(420))를 캐리어(310) 내에 추가하였으므로, 흔들림 보정 기능이 없는 경우에 비하여 렌즈 구동 장치(500) 및 카메라 모듈(1000)의 크기가 커지게 된다.
예를 들어, 광축(Z축) 방향을 기준으로, 프레임(410)과 렌즈 홀더(420)가 캐리어(310) 내에 광축(Z축) 방향으로 순차로 배치되므로, 프레임(410)과 렌즈 홀더(420)가 없는 경우에 비하여 렌즈 구동 장치(500) 및 카메라 모듈(1000)의 크기가 커지게 된다.
그러나, 본 발명은 흔들림 보정 기능을 구비하면서도 렌즈 구동 장치(500) 및 카메라 모듈(1000)의 크기를 줄일 수 있다.
프레임(410)과 렌즈 홀더(420)는 그 평면 형상이 서로 다르다. 프레임(410)과 렌즈 홀더(420)는 무게 중심의 위치가 서로 다를 수 있다.
일 예로, 프레임(410)은 그 평면 형상이 대체로 'ㄱ' 형상일 수 있고, 렌즈 홀더(420)는 그 평면 형상이 대체로 'ㅁ' 형상일 수 있다.
따라서, 캐리어(310)와 렌즈 홀더(420) 사이의 영역에, 프레임(410)이 위치하는 영역과 프레임(410)이 위치하지 않는 영역이 존재하게 된다.
일 예로, 광축(Z축) 방향에서 바라볼 때, 프레임(410)과 렌즈 홀더(420)가 서로 중첩되는 영역과 중첩되지 않는 영역이 존재하게 된다.
프레임(410)과 렌즈 홀더(420)가 광축(Z축) 방향으로 서로 중첩되는 영역은 캐리어(310)와 렌즈 홀더(420) 사이에 프레임(410)이 위치하는 영역일 수 있다.
프레임(410)과 렌즈 홀더(420)가 광축(Z축) 방향으로 서로 중첩되지 않는 영역은 캐리어(310)와 렌즈 홀더(420) 사이에 프레임(410)이 위치하지 않는 영역일 수 있다. 따라서, 이 영역에서 캐리어(310)와 렌즈 홀더(420)가 광축(Z축) 방향으로 직접 마주볼 수 있다.
여기서, 제1 및 제2 흔들림 보정 구동부(440, 450)의 마그네트들(441, 451)과 요크부(380)는 캐리어(310)와 렌즈 홀더(420)가 광축(Z축) 방향으로 직접 마주보는 영역에 배치된다.
즉, 프레임(410)은 제1 및 제2 흔들림 보정 구동부(440, 450)의 마그네트들(441, 451)과 요크부(380)가 광축(Z축) 방향으로 마주보는 영역에 대응되는 부분이 개방된 형상이다.
따라서, 광축(Z축) 방향을 기준으로, 제1 및 제2 흔들림 보정 구동부(440, 450)의 마그네트들(441, 451)과 요크부(380) 사이에 프레임(410)이 위치하지 않게 되고, 이에 따라 마그네트들(441, 451)을 요크부(380)에 더 가깝게 위치시킬 수 있다.
본 발명에서는 프레임(410)과 렌즈 홀더(420)의 평면 형상을 다르게 하여, 캐리어(310)와 렌즈 홀더(420) 사이에 프레임(410)이 위치하지 않는 영역을 형성할 수 있고, 이 영역에 마그네트들(441, 451)과 요크부(380)를 배치함으로써, 마그네트들(441, 451)을 요크부(380)에 더 가깝게 배치할 수 있다.
따라서, 본 발명은 흔들림 보정 기능을 구비하면서도 렌즈 구동 장치(500) 및 카메라 모듈(1000)의 크기(광축(Z축) 방향으로의 높이)를 줄일 수 있다.
여기서, 마그네트들(441, 451)이 부착되는 렌즈 홀더(420)의 장착면은 렌즈 홀더(420)의 다른 부분에 비하여 캐리어(310)의 바닥면을 향해 더 돌출된 형상일 수 있다.
한편, 제3 볼 부재(900)는 캐리어(310)와 렌즈 홀더(420) 사이에 배치되어, 렌즈 홀더(420)를 지지한다.
제1 및 제2 흔들림 보정 구동부(440, 450)의 마그네트들(441, 451)은 서로 직교하도록 렌즈 홀더(420)의 일면과 타면에 장착되고, 마그네트들(441, 451)과 요크부(380) 사이에는 인력이 작용하므로, 렌즈 홀더(420)에는 요크부(380)를 향해 편향된 가압력이 가해지게 된다.
이때, 마그네트들(441, 451)과 요크부(380) 사이에 인력이 작용하는 영역에는 프레임(410)이 배치되지 않으므로, 마그네트들(441, 451)과 요크부(380) 사이의 인력에 의하여 렌즈 홀더(420)가 기울어질 수 있다.
그러나, 본 발명에서는 렌즈 홀더(420)가 기울어지는 것을 방지하도록 캐리어(310)와 렌즈 홀더(420) 사이에 제3 볼 부재(900)가 배치된다.
제3 볼 부재(900)가 캐리어(310)와 렌즈 홀더(420) 사이에서 렌즈 홀더(420)를 직접 지지하므로, 제3 볼 부재(900)는 렌즈 홀더(420)의 제1 축(X축) 및 제2 축(Y축) 방향으로의 이동을 모두 가이드할 수 있게 된다.
이와 같이, 마그네트들(441, 451)과 요크부(380) 사이에 인력이 작용하는 영역에 프레임(410)을 배치하지 않되, 프레임(410)이 배치되지 않는 영역에 제3 볼 부재(900)를 배치하여 렌즈 홀더(420)가 제3 볼 부재(900)에 의해 지지되도록 함으로서, 흔들림 보정 기능을 구비하면서도 렌즈 구동 장치(500) 및 카메라 모듈(1000)의 크기(광축(Z축) 방향으로의 높이)를 줄일 수 있다.
렌즈 홀더(420)에 편향된 가압력이 가해지므로, 렌즈 홀더(420)를 지지하는 제2 볼 부재(800)와 제3 볼 부재(900)에 가해지는 가압력의 크기도 서로 다르다.
일 예로, 렌즈 홀더(420)에 가해지는 가압력은 마그네트들(441, 451)과 요크부(380)가 마주보는 영역에서 가장 크게 발생하므로, 제3 볼 부재(900)에 가해지는 가압력의 크기는 제2 볼 부재(800)에 가해지는 가압력의 크기보다 크다.
또한, 제3 볼 부재(900)에 가해지는 가압력의 크기는 제1 볼 부재(700)에 가해지는 가압력의 크기보다도 크다.
앞서 설명한 바와 같이, 가장 큰 가압력이 가해지는 제3 볼 부재(900)를 수용하는 제3 가이드홈부(910, 920)로부터 가장 멀리 떨어진 가이드홈의 단면 형상과 제3 가이드홈부(910, 920)에 상대적으로 가깝게 배치된 가이드홈의 단면 형상은 서로 다르다.
한편, 본 발명에 따른 렌즈 구동 장치(500) 및 카메라 모듈(1000)의 크기를 줄임에 따라 렌즈 배럴(200)의 일부는 케이스(110)의 외부로 돌출된 상태를 유지할 수 있다(도 1 참고).
일 예로, 렌즈 배럴(200)이 광축(Z축) 방향으로 최저점에 위치할 때에도 렌즈 배럴(200)의 일부는 케이스(110)의 외부로 돌출될 수 있다.
이상의 실시예를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 구동 장치(500) 및 이를 포함하는 카메라 모듈(1000)은, 흔들림 보정 기능을 구비하면서도 크기를 소형화할 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.
110: 케이스 120: 하우징
130: 기판 200: 렌즈 배럴
210: 스토퍼 300: 초점 조정 유닛
310: 캐리어 400: 흔들림 보정 유닛
410: 프레임 420: 렌즈 홀더
500: 렌즈 구동 장치 600: 이미지 센서 유닛
700: 제1 볼 부재 800: 제2 볼 부재
900: 제3 볼 부재 1000: 카메라 모듈

Claims (23)

  1. 광축 방향으로 이동 가능한 캐리어;
    상기 캐리어에 수용되고 광축에 수직한 방향으로 이동 가능하게 구성되며, 프레임 및 렌즈 홀더를 포함하는 흔들림 보정 유닛;
    상기 렌즈 홀더에 장착된 렌즈 배럴; 및
    상기 흔들림 보정 유닛을 지지하는 복수의 볼 부재;를 포함하고,
    상기 복수의 볼 부재 중 어느 하나의 볼 부재는 상기 렌즈 홀더를 지지하도록 상기 캐리어와 상기 렌즈 홀더 사이에 배치되고,
    상기 어느 하나의 볼 부재는 상기 캐리어 및 상기 렌즈 홀더와 직접 대면하고,
    상기 복수의 볼 부재 중 나머지 볼 부재는 상기 프레임과 접촉하도록 배치되며,
    상기 프레임, 상기 렌즈 홀더 및 상기 렌즈 배럴은 상기 캐리어와 함께 상기 광축 방향으로 이동 가능하도록 구성된 렌즈 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 볼 부재 중 어느 하나의 볼 부재는 나머지 볼 부재보다 큰 자유도를 갖는 렌즈 구동 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 볼 부재 중 일부는 광축에 수직한 제1 축 및 상기 제1 축에 수직한 제2 축을 따라 구름 운동 가능하고, 나머지는 상기 제1 축 또는 상기 제2 축을 따라 구름 운동 가능한 렌즈 구동 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 볼 부재는 광축에 수직한 제1 축을 따라 구름 운동 가능한 제1 볼 부재 및 상기 제1 축에 수직한 제2 축을 따라 구름 운동 가능한 제2 볼 부재를 포함하고,
    상기 제1 볼 부재와 상기 제2 볼 부재는 서로 공유하는 볼 부재를 가지는 렌즈 구동 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 흔들림 보정 유닛은 상기 복수의 볼 부재를 수용하는 복수의 가이드홈을 구비하고,
    상기 복수의 가이드홈의 형상에 차이가 있는 렌즈 구동 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 볼 부재 중에서 상대적으로 큰 자유도를 갖는 볼 부재가 수용되는 가이드홈의 평면 형상은 원형이고,
    상대적으로 작은 자유도를 갖는 볼 부재가 수용되는 가이드홈의 평면 형상은 사각형인 렌즈 구동 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈 홀더는 다른 평면에 배치된 볼 부재들에 의해 지지되는 렌즈 구동 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 렌즈 홀더에는 마그네트가 구비되고,
    상기 마그네트는 다른 평면에 배치된 상기 볼 부재들 사이에 배치되는 렌즈 구동 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 흔들림 보정 유닛은 마그네트를 포함하고,
    상기 마그네트와 광축 방향으로 이격되게 배치되도록 요크부가 제공되는 렌즈 구동 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 흔들림 보정 유닛에는 상기 요크부를 향하여 편향된 가압력이 가해지는 렌즈 구동 장치.
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    복수의 마그네트가 상기 캐리어의 서로 다른 면에 장착되는 렌즈 구동 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 캐리어의 일면에 장착된 마그네트는 코일과 마주보고,
    상기 캐리어의 타면에 장착된 마그네트는 위치 센서와 마주보는 렌즈 구동 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 마그네트와 마주보도록 복수의 코일이 제공되며,
    상기 복수의 코일 중 어느 하나와 인접한 위치에는 위치 센서가 구비되는 렌즈 구동 장치.
  15. 광축 방향으로 이동 가능한 캐리어;
    상기 캐리어 내에 상기 광축 방향으로 배치되는 프레임 및 렌즈 홀더;
    상기 프레임을 광축에 수직한 제1 축을 따라 이동 가능하도록 지지하는 제1 볼 부재;
    상기 렌즈 홀더를 상기 제1 축에 수직한 제2 축을 따라 이동 가능하도록 지지하는 제2 볼 부재; 및
    상기 렌즈 홀더를 상기 제1 축 및 상기 제2 축을 따라 이동 가능하도록 지지하는 제3 볼 부재;를 포함하며,
    상기 제1 볼 부재는 상기 캐리어와 상기 프레임 사이에 배치되고,
    상기 제2 볼 부재는 상기 프레임과 상기 렌즈 홀더 사이에 배치되며,
    상기 제3 볼 부재는 상기 캐리어와 상기 렌즈 홀더 사이에 배치되고, 상기 캐리어 및 상기 렌즈 홀더와 직접 대면하며,
    상기 프레임 및 상기 렌즈 홀더는 상기 캐리어와 함께 상기 광축 방향으로 이동 가능하도록 구성되는 카메라 모듈.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제15항에 있어서,
    상기 제1 볼 부재는 상기 제1 축을 따라 구름 운동 가능하게 구성되고,
    상기 제2 볼 부재는 상기 제2 축을 따라 구름 운동 가능하게 구성되며,
    상기 제3 볼 부재는 상기 제1 축 및 상기 제2 축을 따라 구름 운동 가능하게 구성되는 카메라 모듈.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 렌즈 홀더에는 마그네트가 구비되고,
    상기 캐리어에는 상기 마그네트와의 사이에서 광축 방향으로 인력을 발생시키는 요크부가 제공되는 카메라 모듈.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 마그네트와 상기 요크부가 서로 마주보는 영역에 대응되는 부분이 개방된 형상인 카메라 모듈.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 마그네트와 상기 요크부는 상기 렌즈 홀더와 상기 프레임이 상기 광축 방향으로 중첩되지 않는 영역에 구비되는 카메라 모듈.
  23. 제15항에 있어서,
    상기 캐리어를 수용하는 하우징을 더 포함하는 카메라 모듈.
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