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KR102185056B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

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KR102185056B1
KR102185056B1 KR1020190002701A KR20190002701A KR102185056B1 KR 102185056 B1 KR102185056 B1 KR 102185056B1 KR 1020190002701 A KR1020190002701 A KR 1020190002701A KR 20190002701 A KR20190002701 A KR 20190002701A KR 102185056 B1 KR102185056 B1 KR 102185056B1
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lens module
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한동훈
김상래
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 복수의 렌즈를 구비하는 렌즈 모듈; 상기 렌즈 모듈의 전방에 배치되며, 내부로 입사된 광이 상기 렌즈 모듈을 향하도록 상기 광의 경로를 변화시키는 반사 모듈; 및 상기 렌즈 모듈의 후방에 배치된 이미지 센서;를 포함하며, 상기 반사 모듈은 제1 축 및 상기 제1 축에 수직한 제2 축을 기준으로 회전가능하게 구성되고, 상기 이미지 센서의 촬상면은 곡면을 포함할 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 기본적으로 채용되고 있다.
카메라 모듈에는 광을 전기신호로 변환하는 이미지 센서가 구비되는데, 통상적으로 이미지 센서의 촬상면은 평면으로 형성된다.
따라서, 이미지 센서의 중앙부에 수광되는 빛의 양에 비하여 이미지 센서의 주변부에 수광되는 빛의 양이 적고, 이에 따라 촬영된 이미지의 주변부가 중앙부보다 어두운 문제가 있다.
한편, 최근 카메라 모듈은 촬영 시의 흔들림을 보상하는 OIS(Optical Image Stabilizer) 기능을 구비한다. OIS 기능을 구비한 카메라 모듈은 통상적으로 렌즈 또는 이미지 센서를 수평 이동시켜 흔들림을 보상하게 된다.
그러나, 이 경우 자이로 센서에서 측정되는 흔들림 데이터를 수평 이동에 적합하도록 변환해야 하는 문제가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은, 이미지 센서의 중앙부에 수광되는 빛의 양과 이미지 센서의 주변부에 수광되는 빛의 양의 차이를 최소화하여 해상도를 개선할 수 있는 카메라 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 복수의 렌즈를 구비하는 렌즈 모듈; 상기 렌즈 모듈의 전방에 배치되며, 내부로 입사된 광이 상기 렌즈 모듈을 향하도록 상기 광의 경로를 변화시키는 반사 모듈; 및 상기 렌즈 모듈의 후방에 배치된 이미지 센서;를 포함하며, 상기 반사 모듈은 제1 축 및 상기 제1 축에 수직한 제2 축을 기준으로 회전가능하게 구성되고, 상기 이미지 센서의 촬상면은 곡면을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈은 복수의 렌즈를 구비하는 렌즈 모듈; 상기 렌즈 모듈의 적어도 일부가 삽입된 렌즈 홀더; 상기 렌즈 모듈을 탄성 지지하는 탄성 부재; 상기 렌즈 홀더에 대하여 상기 렌즈 모듈이 상대적으로 회전되도록 구동력을 제공하는 액츄에이터; 및 상기 렌즈 모듈의 후방에 배치된 이미지 센서;를 포함하며, 상기 이미지 센서의 촬상면은 곡면을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 이미지 센서의 중앙부에 수광되는 빛의 양과 이미지 센서의 주변부에 수광되는 빛의 양의 차이를 최소화하여 해상도를 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 측단면도이다.
도 2 및 도 3은 흔들림 보정 시에 반사 모듈이 회전하는 것을 나타내는 도면이다.
도 4는 이미지 센서의 촬상면의 곡률 반경을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 액츄에이터를 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 측단면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 평단면도이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 액츄에이터를 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 15 내지 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 개략적인 단면도이다.
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 않는다. 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 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 휴대용 전자기기에 탑재되는 구성일 수 있다.
본 명세서에서 휴대용 전자기기는 이동 통신 단말기, 스마트 폰, 태블릿 PC 등의 휴대가능한 전자기기를 의미할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 측단면도이고, 도 2 및 도 3은 흔들림 보정 시에 반사 모듈이 회전하는 것을 나타내는 도면이다.
또한, 도 4는 이미지 센서의 촬상면의 곡률 반경을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1)은 하우징(100), 렌즈 모듈(200), 액추에이터(400), 반사 모듈(300) 및 이미지 센서부(500)를 포함한다.
반사 모듈(300)은 렌즈 모듈(200)의 전방에 배치되고, 광의 진행 방향을 변경하도록 구성된다. 따라서, 카메라 모듈(1)에 입사된 광의 경로가 반사 모듈(300)에 의해 변화될 수 있다.
여기서, 렌즈 모듈(200)의 전방은 렌즈 모듈(200)에서 반사 모듈(300)을 향하는 방향(도 1을 기준으로 좌측)을 의미할 수 있고, 렌즈 모듈(200)의 후방은 렌즈 모듈(200)에서 이미지 센서부(500)를 향하는 방향(도 1을 기준으로 우측)을 의미할 수 있다.
카메라 모듈(1)에 입사된 광은 반사 모듈(300)을 통해 렌즈 모듈(200)을 향하도록 진행 방향이 바뀔 수 있다.
이를 위하여, 반사 모듈(300)은 광을 반사시키는 반사 부재(330)를 포함할 수 있다. 일 예로, 반사 부재(330)는 광을 반사시키는 미러(Mirror) 또는 프리즘(Prism)일 수 있다.
렌즈 모듈(200)은 반사 모듈(300)에 의해 진행 방향이 변경된 광이 통과되는 복수의 렌즈를 포함한다.
하우징(100)의 내부에는 반사 모듈(300), 렌즈 모듈(200), 액추에이터(400) 및 이미지 센서부(500)가 수용된다. 다만, 반사 모듈(300)은 하우징(100)의 외부에 배치되는 것도 가능하다. 반사 모듈(300)이 하우징(100)의 내부에 배치되는 경우 하우징(100)은 광이 입사되는 개구부(110)를 구비하며, 개구부(110)를 통해 입사된 광은 반사 모듈(300)에 의해 진행 방향이 변경된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1)은 이미지 촬영 또는 동영상 촬영 시 사용자의 손떨림 등의 요인에 의해 이미지가 번지거나 흔들리는 것을 보정하기 위하여 반사 모듈(300)이 2개의 축을 기준으로 회전될 수 있도록 구성된다.
예를 들어, 사용자의 손떨림 등에 의해 촬영 시 흔들림이 발생할 때, 흔들림에 대응하는 상대적인 움직임을 반사 모듈(300)에 부여함으로써 흔들림을 보상한다. 즉, 본 실시예에서는 흔들림을 보상하기 위하여 렌즈 모듈(200) 또는 이미지 센서부(500)를 이동시키는 것이 아니라 광의 진행 방향을 변경하는 반사 모듈(300)을 회전시킨다.
상대적으로 무게가 가벼운 반사 모듈(300)을 회전시켜 흔들림을 보상하므로, 전력 소모를 최소화할 수 있다.
카메라 모듈(1)은 반사 모듈(300)을 회전시키기 위하여 액츄에이터(400)를 포함한다. 또한, 카메라 모듈(1)은 액츄에이터(400)에 구동신호를 제공하는 드라이버 IC(910) 및 카메라 모듈(1)의 흔들림을 감지하는 자이로 센서(930)를 더 포함할 수 있다.
액츄에이터(400)는 반사 모듈(300)을 2개의 축을 기준으로 회전시킬 수 있도록 구성된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 반사 모듈(300)이 일 축을 기준으로 회전되는 모습이 도시되어 있다. 즉, 카메라 모듈(1)에 발생되는 흔들림에 대응하여 반사 모듈(300)을 회전시킬 수 있고, 반사 모듈(300)의 회전에 의해 광의 반사 각도를 변경시킴으로써 촬영 시 카메라 모듈(1)이 흔들리더라도 이미지가 번지거나 흔들리는 것을 방지할 수 있다.
렌즈 모듈(200)의 후방에는 이미지 센서부(500)가 배치된다. 이미지 센서부(500)는 복수의 렌즈를 통과한 광을 전기신호로 변환하도록 이미지 센서(510) 및 이미지 센서(510)가 실장되는 인쇄회로기판(530)을 포함한다.
또한, 이미지 센서부(500)는 복수의 렌즈를 통과한 광에서 적외선 영역의 광을 차단하도록 적외선 차단 필터(600)를 더 포함할 수 있다. 적외선 차단 필터(600)는 렌즈 모듈(200)과 이미지 센서부(500) 사이에 배치되며, 렌즈 모듈(200) 또는 하우징(100)에 결합될 수 있다.
여기서, 이미지 센서(510)의 촬상면은 곡면으로 형성된다.
통상적으로 이미지 센서의 촬상면은 평면으로 형성되기 때문에, 이미지 센서의 중앙부에 수광되는 빛의 양에 비하여 이미지 센서의 주변부에 수광되는 빛의 양이 적고, 이에 따라 촬영된 이미지의 주변부가 중앙부보다 어둡게 촬영되는 문제가 있다.
또한, 본 실시예에서는 카메라 모듈(1)의 흔들림을 보상하기 위하여 반사 모듈(300)을 회전시켜 광의 반사 각도를 변경시키는데, 만약 이미지 센서(510)의 촬상면이 평면이라면 흔들림이 없는 경우에 비하여 이미지 센서(510)의 주변부에 초점이 맺히는 거리가 변경되기 때문에, 촬영된 이미지의 주변부 해상도가 저하되게 된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(1)은 이미지 센서(510)의 중앙부에 수광되는 빛의 양과 이미지 센서(510)의 주변부에 수광되는 빛의 양의 차이를 최소화하고, 반사 모듈(300)의 회전에 의해 이미지 센서(510)의 주변부에 수광되는 빛의 양에 차이가 발생하는 것을 방지하도록 이미지 센서(510)의 촬상면을 곡면으로 형성한다.
이미지 센서(510)의 촬상면은 렌즈 모듈(200)을 향해 오목한 곡면일 수 있다.
도 4를 참조하면, 이미지 센서(510)의 촬상면의 곡률반경(r)은 반사 모듈(300)의 중심으로부터 이미지 센서(510)의 촬상면의 중심까지의 거리(d)와 동일할 수 있다.
따라서, 반사 모듈(300)의 회전에 의해 광의 반사 각도가 변경되더라도 이미지 센서(510)의 촬상면에 초점이 맺히는 거리를 동일하게 할 수 있다. 이에 따라, 반사 모듈(300)의 회전에 의해 이미지의 해상도가 변경되는 것을 방지할 수 있다.
여기서, '이미지 센서(510)의 촬상면의 곡률반경(r)이 반사 모듈(300)의 중심으로부터 이미지 센서(510)의 촬상면의 중심까지의 거리(d)와 동일하다'의 의미는, 물리적으로 완전히 동일한 경우만을 의미하는 것은 아니며, 제조 시의 공차 및 설계과정의 오차를 포함하는 의미일 수 있다.
도 5 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 액츄에이터를 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 5 내지 도 10을 참조하면, 반사 모듈(300)은 반사 부재(330) 및 반사 부재(330)를 지지하는 홀더(310)를 포함한다. 홀더(310)에는 반사 부재(330)가 장착되는 장착면이 구비되며, 장착면은 경사진 면으로 구성될 수 있다.
일 예로, 장착면은 렌즈 모듈(200)의 광축에 대하여 45° 기울어진 경사면일 수 있다.
홀더(310)와 하우징(100) 사이에는 볼 부재(350)가 구비되며, 볼 부재(350)는 홀더(310)와 하우징(100)을 각각 접촉 지지하도록 배치된다.
홀더(310)는 볼 부재(350)에 의해 지지된 상태로 광축(Z축)에 수직한 제1 축(X축) 및 제2 축(Y축)을 기준으로 회전될 수 있다. 여기서, 제2 축(Y축)은 광축(Z축)과 제1 축(X축)에 모두 수직한 축이다.
액츄에이터(400)는 홀더(310)를 회전시키기 위한 구동력을 발생시킨다. 일 예로, 도 5 내지 도 7을 참조하면, 액츄에이터(400)는 제1 마그네트(410a) 및 제1 코일(410b)을 포함한다.
제1 마그네트(410a)와 제1 코일(410b)은 서로 마주보게 배치되며, 제1 코일(410b)에 전원이 인가되면 제1 마그네트(410a)와 제1 코일(410b) 사이의 전자기적 영향력에 의해 구동력이 발생된다.
홀더(310)는 제1 마그네트(410a)와 제1 코일(410b)에 의한 구동력에 의해 제1 축(X축)을 기준으로 회전될 수 있다.
반사 모듈(300)과 하우징(100)은 각각 광의 입사 방향(예를 들어, 제2 축(Y축) 방향)으로 서로 마주보는 면을 구비한다.
제1 마그네트(410a)는 반사 모듈(300)과 하우징(100)이 광의 입사 방향(예를 들어, 제2 축(Y축) 방향)으로 마주보는 면 중 어느 하나의 면에 장착되고, 제1 코일(410b)은 나머지 하나의 면에 장착된다.
일 예로, 제1 마그네트(410a)는 반사 모듈(300)에 장착되고, 제1 코일(410b)은 하우징(100)에 장착될 수 있다.
반사 모듈(300)은 제1 탄성부재(700)에 의해 탄성 지지된다. 일 예로, 제1 탄성부재(700)는 일단이 하우징(100)에 연결되고, 타단이 반사 모듈(300)에 연결되어 반사 모듈(300)을 탄성 지지하도록 구성된다.
제1 탄성부재(700)는 제1 탄성체(710)와 제2 탄성체(730)를 포함한다. 제1 탄성체(710)와 제2 탄성체(730)는 각각 일단이 하우징(100)에 연결되고, 타단이 반사 모듈(300)에 연결될 수 있다.
반사 모듈(300)이 회전될 경우, 제1 탄성체(710)와 제2 탄성체(730) 중 어느 하나는 압축되고 나머지 하나는 인장될 수 있다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 액츄에이터(400)는 제2 마그네트(430a) 및 제2 코일(430b)을 더 포함한다.
제2 마그네트(430a)와 제2 코일(430b)은 서로 마주보게 배치되며, 제2 코일(430b)에 전원이 인가되면 제2 마그네트(430a)와 제2 코일(430b) 사이의 전자기적 영향력에 의해 구동력이 발생된다. 제2 마그네트(430a)는 2개의 마그네트를 포함할 수 있고, 제2 코일(430b)도 2개의 코일을 포함할 수 있다.
홀더(310)는 제2 마그네트(430a)와 제2 코일(430b)에 의한 구동력에 의해 제2 축(Y축)을 기준으로 회전될 수 있다.
반사 모듈(300)과 하우징(100)은 각각 광의 입사 방향(예를 들어, 제2 축(Y축) 방향)에 수직한 방향(예를 들어, 제1 축(X축) 방향)으로 서로 마주보는 면을 구비한다.
제2 마그네트(430a)는 반사 모듈(300)과 하우징(100)이 광의 입사 방향(예를 들어, 제2 축(Y축) 방향)에 수직한 방향(예를 들어, 제1 축(X축) 방향)으로 마주보는 면 중 어느 하나의 면에 장착되고, 제2 코일(430b)은 나머지 하나의 면에 장착된다.
일 예로, 제2 마그네트(430a)는 반사 모듈(300)에 장착되고, 제2 코일(430b)은 하우징(100)에 장착될 수 있다.
반사 모듈(300)은 제2 탄성부재(800)에 의해 탄성 지지된다. 일 예로, 제2 탄성부재(800)는 일단이 하우징(100)에 연결되고, 타단이 반사 모듈(300)에 연결되어 반사 모듈(300)을 탄성 지지하도록 구성된다.
제2 탄성부재(800)는 제3 탄성체(810)와 제4 탄성체(830)를 포함한다. 제3 탄성체(810)와 제4 탄성체(830)는 각각 일단이 하우징(100)에 연결되고, 타단이 반사 모듈(300)에 연결될 수 있다.
반사 모듈(300)이 회전될 경우, 제3 탄성체(810)와 제4 탄성체(830) 중 어느 하나는 압축되고 나머지 하나는 인장될 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 측단면도이고, 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 평단면도이다.
또한, 도 13 및 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 액츄에이터를 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈(1')은 하우징(10), 렌즈 모듈(20), 렌즈 홀더(30), 액추에이터(40), 탄성 부재(70) 및 이미지 센서부(50)를 포함한다.
렌즈 모듈(20)은 복수의 렌즈를 구비하며, 렌즈 모듈(20)의 적어도 일부는 렌즈 홀더(30)에 삽입 배치된다.
하우징(10)의 내부에는 렌즈 모듈(20), 렌즈 홀더(30), 액추에이터(40), 탄성 부재(70) 및 이미지 센서부(50)가 수용된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈(1')은 이미지 촬영 또는 동영상 촬영 시 사용자의 손떨림 등의 요인에 의해 이미지가 번지거나 흔들리는 것을 보정하기 위하여 렌즈 모듈(20)이 적어도 2개의 축을 기준으로 회전될 수 있도록 구성된다.
예를 들어, 사용자의 손떨림 등에 의해 촬영 시 흔들림이 발생할 때, 흔들림에 대응하는 상대적인 움직임을 렌즈 모듈(20)에 부여함으로써 흔들림을 보상한다.
즉, 본 실시예에서는 흔들림을 보상하기 위하여 렌즈 모듈(20)을 회전시킨다.
카메라 모듈(1')은 렌즈 모듈(20)을 회전시키기 위하여 액츄에이터(40)를 포함한다. 또한, 카메라 모듈(1')은 액츄에이터(40)에 구동신호를 제공하는 드라이버 IC(미도시) 및 카메라 모듈(1')의 흔들림을 감지하는 자이로 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다.
액츄에이터(40)는 렌즈 모듈(20)을 적어도 2개의 축을 기준으로 회전시킬 수 있도록 구성된다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 렌즈 모듈(20)이 일 축을 기준으로 회전되는 모습이 도시되어 있다. 즉, 카메라 모듈(1')에 발생되는 흔들림에 대응하여 렌즈 모듈(20)을 회전시킬 수 있고, 렌즈 모듈(20)의 회전에 의해 촬영 시 카메라 모듈(1')이 흔들리더라도 이미지가 번지거나 흔들리는 것을 방지할 수 있다.
렌즈 모듈(20)의 후방에는 이미지 센서부(50)가 배치된다. 이미지 센서부(50)는 복수의 렌즈를 통과한 광을 전기신호로 변환하도록 이미지 센서(51) 및 이미지 센서(51)가 실장되는 인쇄회로기판(53)을 포함한다.
또한, 이미지 센서부(50)는 복수의 렌즈를 통과한 광에서 적외선 영역의 광을 차단하도록 적외선 차단 필터(60)를 더 포함할 수 있다. 적외선 차단 필터(60)는 렌즈 모듈(20)과 이미지 센서부(50) 사이에 배치되며, 렌즈 모듈(20) 또는 하우징(10)에 결합될 수 있다.
여기서, 이미지 센서(51)의 촬상면은 곡면으로 형성된다.
통상적으로 이미지 센서의 촬상면은 평면으로 형성되기 때문에, 이미지 센서의 중앙부에 수광되는 빛의 양에 비하여 이미지 센서의 주변부에 수광되는 빛의 양이 적고, 이에 따라 이미지의 주변부가 중앙부보다 어둡게 촬영되는 문제가 있다.
또한, 본 실시예에서는 카메라 모듈(1')의 흔들림을 보상하기 위하여 렌즈 모듈(20)을 회전시키는데, 만약 이미지 센서(51)의 촬상면이 평면이라면 흔들림이 없는 경우에 비하여 이미지 센서(51)의 주변부에 초점이 맺히는 거리가 변경되기 때문에, 촬영된 이미지의 주변부 해상도가 저하되게 된다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈(1')은 이미지 센서(51)의 중앙부에 수광되는 빛의 양과 이미지 센서(51)의 주변부에 수광되는 빛의 양의 차이를 최소화하고, 렌즈 모듈(20)의 회전에 의해 이미지 센서(51)의 주변부에 수광되는 빛의 양에 차이가 발생하는 것을 방지하도록 이미지 센서(51)의 촬상면을 곡면으로 형성한다.
이미지 센서(51)의 촬상면은 렌즈 모듈(20)을 향해 오목한 곡면일 수 있다.
이미지 센서(51)의 촬상면의 곡률반경은 렌즈 모듈(20)의 회전중심으로부터 이미지 센서(51)의 촬상면의 중심까지의 거리와 동일할 수 있다.
따라서, 렌즈 모듈(20)이 회전되더라도 이미지 센서(51)의 촬상면에 초점이 맺히는 거리를 동일하게 할 수 있다. 이에 따라, 렌즈 모듈(20)의 회전에 의해 이미지의 해상도가 변경되는 것을 방지할 수 있다.
여기서, '이미지 센서(51)의 촬상면의 곡률반경이 렌즈 모듈(20)의 회전중심으로부터 이미지 센서(51)의 촬상면의 중심까지의 거리와 동일하다'의 의미는, 물리적으로 완전히 동일한 경우만을 의미하는 것은 아니며, 제조 시의 공차 및 설계과정의 오차를 포함하는 의미일 수 있다.
렌즈 모듈(20)은 렌즈 홀더(30)에 대하여 상대적으로 회전되도록 배치될 수 있다. 렌즈 모듈(20)은 적어도 2개의 축을 기준으로 회전될 수 있다.
일 예로, 렌즈 모듈(20)은 광축(Z축)에 수직한 제1 축(X축) 및 제2 축(Y축)을 기준으로 회전될 수 있다. 여기서, 제2 축(Y축)은 광축(Z축)과 제1 축(X축)에 모두 수직한 축이다.
한편, 렌즈 모듈(20)은 제1 축(X축) 및 제2 축(Y축)뿐만 아니라, 광축(Z축)에 수직한 다른 축을 기준으로도 회전될 수 있다.
액츄에이터(40)는 렌즈 모듈(20)을 회전시키기 위한 구동력을 발생시킨다. 일 예로, 액츄에이터(40)는 제1 마그네트(41a), 제2 마그네트(43a), 제1 코일(41b) 및 제2 코일(43b)을 포함한다.
제1 마그네트(41a)와 제1 코일(41b)은 서로 마주보게 배치되며, 제2 마그네트(43a)와 제2 코일(43b)은 서로 마주보게 배치된다. 일 예로, 제1 마그네트(41a)와 제1 코일(41b)은 제1 축(X축) 방향으로 마주보게 배치될 수 있고, 제2 마그네트(43a)와 제2 코일(43b)은 제2 축(Y축) 방향으로 마주보게 배치될 수 있다.
제1 마그네트(41a) 및 제2 마그네트(43a)는 각각 2개의 마그네트를 포함할 수 있고, 제1 코일(41b) 및 제2 코일(43b)은 각각 2개의 코일을 포함할 수 있다.
제1 마그네트(41a)와 제1 코일(41b)이 서로 마주보는 방향과 제2 마그네트(43a)와 제2 코일(43b)이 서로 마주보는 방향은 서로 수직할 수 있다.
제1 코일(41b) 및/또는 제2 코일(43b)에 전원이 인가되면 제1 마그네트(41a)와 제1 코일(41b) 사이의 전자기적 영향력, 및 제2 마그네트(43a)와 제2 코일(43b) 사이의 전자기적 영향력에 의해 구동력이 발생된다.
렌즈 모듈(20)은 제1 마그네트(41a)와 제1 코일(41b)에 의한 구동력에 의해 제2 축(Y축)을 기준으로 회전될 수 있고, 제2 마그네트(43a)와 제2 코일(43b)에 의한 구동력에 의해 제1 축(X축)을 기준으로 회전될 수 있다.
한편, 제1 마그네트(41a)와 제1 코일(41b)에 의한 구동력 및 제2 마그네트(43a)와 제2 코일(43b)에 의한 구동력의 상호 작용에 의해 렌즈 모듈(20)을 제1 축(X축) 및 제2 축(Y축) 이외에 다른 축(광축(Z축)에 수직한 축)을 기준으로 회전시키는 것도 가능하다.
렌즈 모듈(20)과 렌즈 홀더(30)는 각각 광축(Z축)에 수직한 방향으로 서로 마주보는 면을 구비한다.
제1 마그네트(41a)와 제2 마그네트(43a)는 각각 렌즈 모듈(20)과 렌즈 홀더(30)가 광축(Z축)에 수직한 방향으로 마주보는 면 중 어느 하나의 면에 장착되고, 제1 코일(41b)과 제2 코일(43b)은 각각 나머지 하나의 면에 장착된다.
일 예로, 제1 마그네트(41a)와 제2 마그네트(43a)는 각각 렌즈 모듈(20)에 장착되고, 제1 코일(41b)과 제2 코일(43b)은 각각 렌즈 홀더(30)에 장착될 수 있다.
렌즈 모듈(20)은 탄성부재(70)에 의해 탄성 지지된다. 일 예로, 탄성부재(70)는 일단이 렌즈 홀더(30)에 연결되고, 타단이 렌즈 모듈(20)에 연결되어 렌즈 모듈(20)을 탄성 지지하도록 구성된다.
탄성부재(70)는 제1 탄성 부재(71)와 제2 탄성 부재(73)를 포함한다. 제1 탄성 부재(71)는 렌즈 모듈(20)의 상부(광축(Z축) 방향으로 상측)에 배치될 수 있고, 제2 탄성 부재(73)는 렌즈 모듈(20)의 하부(광축(Z축) 방향으로 하측)에 배치될 수 있다.
제1 탄성 부재(71)와 제2 탄성 부재(73)는 각각 일단이 렌즈 홀더(30)에 연결되고, 타단이 렌즈 모듈(20)에 연결될 수 있다.
한편, 하우징(10)의 내부에는 렌즈 모듈(20), 렌즈 홀더(30), 액추에이터(40), 탄성 부재(70) 및 이미지 센서부(50)가 수용된다. 여기서, 렌즈 홀더(30)는 초점 조정을 위하여 광축(Z축) 방향으로 이동될 수 있다.
예를 들어, 렌즈 홀더(30)와 하우징(10)이 광축(Z축) 방향에 수직한 방향으로 마주보는 면 중 어느 하나의 면에는 제3 마그네트(81)가 장착되고, 나머지 하나의 면에는 제3 코일(83)이 장착될 수 있다.
제3 코일(83)에 전원이 인가되면 제3 마그네트(81)와 제3 코일(83) 사이의 전자기적 영향력에 의해 구동력이 발생되고, 이에 의해 렌즈 홀더(30)가 광축(Z축) 방향으로 이동될 수 있다.
렌즈 모듈(20)은 탄성부재(70)에 의해 렌즈 홀더(30)에 탄성 지지되므로, 렌즈 홀더(30)의 이동에 의해 렌즈 모듈(20)도 광축(Z축) 방향으로 이동될 수 있다.
한편, 렌즈 홀더(30)는 별도의 탄성부재(미도시) 또는 볼 부재(미도시) 등에 의해 하우징(10)에 대하여 상대 이동 가능하게 지지될 수 있다.
도 15 내지 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 개략적인 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기(1000)는 카메라 모듈이 장착된 이동 통신 단말기, 스마트 폰, 태블릿 PC 등의 휴대가능한 전자기기일 수 있다.
휴대용 전자기기(1000)에는 복수의 카메라 모듈이 장착된다. 복수의 카메라 모듈은 본 발명의 일 실시예 및/또는 다른 실시예에 따른 카메라 모듈일 수 있다.
도 15의 실시예의 경우, 휴대용 전자기기(1000)의 전방과 후방에는 각각, 도 11 내지 도 14를 참조로 설명한 카메라 모듈(1')이 장착될 수 있다.
여기서, 휴대용 전자기기(1000)의 전방은 휴대용 전자기기(1000)의 디스플레이부(1100)가 배치된 측일 수 있고, 휴대용 전자기기(1000)의 후방은 전방의 반대 측일 수 있다.
도 16의 실시예의 경우, 휴대용 전자기기(1000)의 전방에는 도 11 내지 도 14를 참조로 설명한 카메라 모듈(1')이 장착될 수 있고, 휴대용 전자기기(1000)의 후방에는 도 1 내지 도 10을 참조로 설명한 카메라 모듈(1)이 장착될 수 있다.
휴대용 전자기기(1000)의 후방에 장착되는 카메라 모듈(1)의 경우 렌즈 모듈(200)의 광축(Z축)이 휴대용 전자기기(1000)의 두께 방향(휴대용 전자기기(1000)의 전방에서 후방을 향하는 방향 또는 그 반대 방향)에 수직하도록 배치된다.
일 예로, 휴대용 전자기기(1000)의 후방에 장착되는 카메라 모듈(1)의 경우, 렌즈 모듈(200)의 광축(Z축)이 휴대용 전자기기(1000)의 길이 방향 또는 폭 방향으로 형성될 수 있다.
도 17의 실시예의 경우, 휴대용 전자기기(1000)의 전방과 후방에는 각각, 도 11 내지 도 14를 참조로 설명한 카메라 모듈(1')이 장착될 수 있다. 또한, 휴대용 전자기기(1000)의 후방에는 도 1 내지 도 10을 참조로 설명한 카메라 모듈(1)이 추가로 장착될 수 있다.
이상의 실시예를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 이미지 센서의 중앙부에 수광되는 빛의 양과 이미지 센서의 주변부에 수광되는 빛의 양의 차이를 최소화하여 해상도를 개선할 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
100: 하우징
200: 렌즈 모듈
300: 반사 모듈
400: 액추에이터
500: 이미지 센서부
700: 제1 탄성부재
800: 제2 탄성부재
1000: 휴대용 전자기기

Claims (14)

  1. 복수의 렌즈를 구비하는 렌즈 모듈;
    상기 렌즈 모듈의 전방에 배치되며, 내부로 입사된 광이 상기 렌즈 모듈을 향하도록 상기 광의 경로를 변화시키는 반사 모듈; 및
    상기 렌즈 모듈의 후방에 배치된 이미지 센서;를 포함하며,
    상기 반사 모듈은 제1 축 및 상기 제1 축에 수직한 제2 축을 기준으로 회전가능하게 구성되고,
    상기 이미지 센서의 촬상면은 곡면을 포함하며,
    상기 곡면의 곡률반경은, 상기 반사 모듈의 회전중심으로부터 상기 이미지 센서의 상기 촬상면의 중심까지의 거리와 동일한 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 곡면은 상기 렌즈 모듈을 향하여 오목한 면인 카메라 모듈.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 반사 모듈을 수용하는 하우징; 및
    상기 반사 모듈 및 상기 하우징과 접촉되는 볼 부재;를 더 포함하며,
    상기 반사 모듈은 상기 볼 부재에 의해 회전 가능하게 지지되는 카메라 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 반사 모듈과 상기 하우징이 상기 광의 입사 방향으로 마주보는 면 중 어느 하나의 면에는 제1 마그네트가 장착되고, 나머지 하나의 면에는 제1 코일이 장착되는 카메라 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 반사 모듈을 탄성 지지하는 제1 탄성부재;를 더 포함하며,
    상기 제1 탄성부재는 제1 탄성체 및 제2 탄성체를 포함하고, 상기 제1 탄성체 및 상기 제2 탄성체는 각각 일단이 상기 하우징에 연결되고, 타단이 상기 반사 모듈에 연결되며,
    상기 제1 탄성체와 상기 제2 탄성체는,
    상기 반사 모듈이 회전될 경우 상기 제1 탄성체와 상기 제2 탄성체 중 어느 하나는 압축되고 나머지 하나는 인장되도록 구성된 카메라 모듈.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 반사 모듈과 상기 하우징이 상기 광의 입사 방향에 수직한 방향으로 마주보는 면 중 어느 하나의 면에는 제2 마그네트가 장착되고, 나머지 하나의 면에는 제2 코일이 장착되는 카메라 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 반사 모듈을 탄성 지지하는 제2 탄성부재;를 더 포함하며,
    상기 제2 탄성부재는 제3 탄성체 및 제4 탄성체를 포함하고, 상기 제3 탄성체 및 상기 제4 탄성체는 각각 일단이 상기 하우징에 연결되고, 타단이 상기 반사 모듈에 연결되며,
    상기 제3 탄성체와 상기 제4 탄성체는,
    상기 반사 모듈이 회전될 경우 상기 제3 탄성체와 상기 제4 탄성체 중 어느 하나는 압축되고 나머지 하나는 인장되도록 구성된 카메라 모듈.
  9. 복수의 렌즈를 구비하는 렌즈 모듈;
    상기 렌즈 모듈의 적어도 일부가 삽입된 렌즈 홀더;
    상기 렌즈 모듈을 탄성 지지하는 탄성 부재;
    상기 렌즈 홀더에 대하여 상기 렌즈 모듈이 상대적으로 회전되도록 구동력을 제공하는 액츄에이터; 및
    상기 렌즈 모듈의 후방에 배치된 이미지 센서;를 포함하며,
    상기 이미지 센서의 촬상면은 곡면을 포함하고,
    상기 곡면의 곡률반경은, 상기 렌즈 모듈의 회전중심으로부터 상기 이미지 센서의 상기 촬상면의 중심까지의 거리와 동일한 카메라 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 곡면은 상기 렌즈 모듈을 향하여 오목한 면인 카메라 모듈.
  11. 삭제
  12. 제9항에 있어서,
    상기 탄성 부재는 광축 방향으로 상측에 위치한 제1 탄성 부재 및 상기 광축 방향으로 하측에 위치한 제2 탄성 부재를 포함하는 카메라 모듈.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 액츄에이터는 광축 방향에 수직한 제1 축 방향으로 서로 마주보는 제1 마그네트와 제1 코일, 및 상기 광축 방향에 수직한 제2 축 방향으로 서로 마주보는 제2 마그네트와 제2 코일을 포함하며,
    상기 제1 마그네트와 상기 제2 마그네트는 상기 렌즈 모듈에 장착되고, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 상기 렌즈 홀더에 장착되는 카메라 모듈.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 렌즈 홀더를 수용하는 하우징;을 더 포함하며,
    상기 렌즈 홀더와 상기 하우징이 광축 방향에 수직한 방향으로 마주보는 면 중 어느 하나의 면에는 제3 마그네트가 장착되고, 나머지 하나의 면에는 제3 코일이 장착되는 카메라 모듈.
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