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KR102579632B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

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KR102579632B1
KR102579632B1 KR1020210075973A KR20210075973A KR102579632B1 KR 102579632 B1 KR102579632 B1 KR 102579632B1 KR 1020210075973 A KR1020210075973 A KR 1020210075973A KR 20210075973 A KR20210075973 A KR 20210075973A KR 102579632 B1 KR102579632 B1 KR 102579632B1
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권용환
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈은, 하우징; 상기 하우징에 대해 광축에 수직인 축을 기준으로 틸트가능하게 구비되고, 반사부재가 수용된 회전홀더; 상기 회전홀더에 구비된 제1 자성부재; 상기 하우징과 상기 회전홀더 사이에 배치된 미들가이드; 및 상기 회전홀더와 상기 미들가이드 사이에 배치된 3개의 볼부재들을 포함하는 제1 볼그룹;을 포함하고, 상기 제1 볼그룹의 상기 3개의 볼부재들을 이은 삼각형의 내부영역과 상기 제1 자성부재는 광축 방향으로 중첩될 수 있다.

Description

카메라 모듈{camera module}
본 발명은 카메라에 관한 기술이다. 보다 상세하게는 광경로를 전환시키는 반사부재를 포함하는 폴디드 카메라 및 광학적 이미지 안정화(optical image stabilization)에 관한 기술이다.
정보통신 기술과 반도체 기술 등의 눈부신 발전에 힘입어 전자 장치의 보급과 이용이 급속도로 증가하고 있다. 이러한 전자 장치들은 각자의 전통적인 고유 영역에 머무르지 않고 다양한 기능들을 컨버전스(convergence)하여 제공 하는 추세에 있다. 예를 들어, 전자 장치는 피사체를 촬영하여 이미지 또는 동영상을 생성 및 저장할 수 있도록 카메라 기능을 제공할 수 있다.
특히, 최근에는 고용량 고성능의 카메라의 요구에 따라, 디지털 카메라(DSLR) 급에 준하는 카메라를 구비한 전자 장치들이 등장하고 있다. 전자 장치에 제공되는 카메라 기능은 자동 초점 기능, 줌 기능 및 이미지 안정화(IS: Image Stabilization) 기능 등을 포함할 수 있다.
이미지 안정화 기능이란 카메라 떨림 보정 또는 손 떨림 보정 등을 모두 포함할 수 있으며, 카메라가 이동하는 상태 또는 고정된 상태에서, 촬영자가 의도하지 않은 손 떨림 또는 카메라 떨림 등이 발생하여, 촬영되는 피사체의 이미지가 진동(vibration)하는 것을 방지할 수 있다.
이러한 이미지 안정화 기능은 광학 이미지 안정화(OIS: Optical Image Stabilization) 기능과 디지털 이미지 안정화(DIS: Digital Image Stabilization) 기능 등으로 구분될 수 있다. 광학 이미지 안정화(OIS) 기능은, 예를 들어, 렌즈 또는 카메라 모듈을 광축(Optical axis)으로부터 수직하는 방향으로 움직여 빛의 경로를 수정함으로써 화질을 보정하는 기능이다.
본 발명은 안정적인 OIS 기능을 제공함으로써 높은 품질의 이미지를 획득할 수 있는 카메라 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. 구체적으로 광학요소(예를 들어, 렌즈, 프리즘 등)의 구동에 의한 OIS가 구현되는 동안 광학요소에 생길 수 있는 불필요한 흔들림을 제거하여 우수한 성능의 OIS를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈은, 하우징; 상기 하우징에 대해 광축에 수직인 축을 기준으로 틸트가능하게 구비되고, 반사부재가 수용된 회전홀더; 상기 회전홀더에 구비된 제1 자성부재; 상기 하우징과 상기 회전홀더 사이에 배치된 미들가이드; 및 상기 회전홀더와 상기 미들가이드 사이에 배치된 3개의 볼부재들을 포함하는 제1 볼그룹;을 포함하고, 상기 제1 볼그룹의 상기 3개의 볼부재들을 이은 삼각형의 내부영역과 상기 제1 자성부재는 광축 방향으로 중첩될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈은, 하우징; 상기 하우징에 대해 광축에 수직인 축을 기준으로 틸트가능하게 구비되고, 반사부재가 수용된 회전홀더; 상기 하우징과 상기 회전홀더 사이에 배치된 미들가이드; 상기 회전홀더 또는 상기 미들가이드에 장착된 제1 자성부재; 및 상기 하우징과 상기 미들가이드 사이에 배치된 3개의 볼부재들을 포함하는 볼그룹;을 포함하고, 상기 볼그룹의 상기 3개의 볼부재들을 이은 삼각형의 내부영역과 상기 제1 자성부재는 광축 방향으로 중첩될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈은, 안정적인 OIS 기능을 제공함으로써 높은 품질의 이미지를 획득할 수 있다. 특히 광학요소의 움직임을 안정적으로 제어함으로써 우수한 성능의 OIS가 수행될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 사시도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분해사시도이다.
도 3은 일 실시 예에서 폴디드 모듈의 지지구조를 도시한 것이다.
도 4는 일 실시 예에서 회전홀더와 미들가이드 사이의 지지구조를 도시한 것이다.
도 5는 일 실시 예에서 제1 타입 미들가이드와 하우징 사이의 지지구조를 도시한 것이다.
도 6은 도 3의 Ⅰ-Ⅰ' 단면도이다.
도 7은 도 3의 Ⅱ-Ⅱ' 단면도이다.
도 8은 일 실시 예에서 회전홀더 및 회전홀더 상에 배치된 볼부재들을 도시한 것이다.
도 9는 일 실시 예에서 제2 타입 회전홀더와 미들가이드 사이의 지지구조를 도시한 것이다.
도 10은 일 실시 예에서 제2 타입 회전홀더 및 회전홀더 상에 배치된 볼부재들을 도시한 것이다.
도 11은 제1 타입 미들가이드가 채용된 경우 도 3의 Ⅲ-Ⅲ' 단면도이다.
도 12는 제1 타입 미들가이드가 채용된 경우 도 3의 Ⅳ-Ⅳ' 단면도이다.
도 13은 일 실시 예에서 제1 타입 미들가이드 및 미들가이드 상에 배치된 볼부재들을 도시한 것이다.
도 14는 일 실시 예에서 제2 타입 미들가이드와 하우징 사이의 지지구조를 도시한 것이다.
도 15는 제2 타입 미들가이드가 채용된 경우 도 3의 Ⅲ-Ⅲ' 단면도이다.
도 16은 제2 타입 미들가이드가 채용된 경우 도 3의 Ⅳ-Ⅳ' 단면도이다.
도 17은 일 실시 예에서 카메라 모듈의 분해사시도이다.
도 18은 일 실시 예에서 회전홀더와 미들가이드 사이의 지지구조를 도시한 것이다.
도 19는 일 실시 예에서 제1 타입 미들가이드와 하우징 사이의 지지구조를 도시한 것이다.
도 20은 일 실시 예에서 제2 타입 미들가이드와 하우징 사이의 지지구조를 도시한 것이다.
도 21은 일 실시 예에서 하우징의 일측벽에 배치된 보조 요크를 도시한 것이다.
도 22는 일 실시 예에서 풀링력의 중심이 보조요크로 인해 쉬프트하는 것을 도시한 것이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니한다.
예를 들어, 본 발명의 사상을 이해하는 통상의 기술자는 구성요소의 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여 본 발명의 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시 예를 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
도 1은 일 실시 예에 따른 카메라 모듈(1000)의 사시도이다. 도 2는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈(1000)의 분해사시도이다.
일 실시 예에 따른 카메라 모듈(1000)은 폴디드 모듈(1100), 렌즈모듈(1200), 및 이미지 센서 모듈(1300)을 포함할 수 있다. 폴디드 모듈(1100) 및 렌즈모듈(1200)은 하우징(1010) 내부에 수용된다. 커버(1030)가 하우징(1010) 상부와 측면을 일부 둘러싸고, 카메라 모듈(1000)의 외관을 일부 구성한다.
폴디드 모듈(1100)은 광의 방향을 변환하도록 구성될 수 있다. 커버(1030)의 개구부(1031)를 통해 카메라 내부로 들어온 광은 폴디드 모듈(1100)에 의해 렌즈모듈(1200)을 향해 반사될 수 있다. 일 실시 예에서 폴디드 모듈(1100)은 반사부재(1110)를 포함하고, 반사부재(1110)는 가령 프리즘이나 미러 형태로 제공될 수 있다.
렌즈모듈(1200)은 적어도 하나의 렌즈를 포함하고, 폴디드 모듈(1100)에서 반사된 광은 렌즈모듈(1200)을 통과하면서 굴절된다. 렌즈모듈(1200)을 통과한 광은 이미지 센서(1310)로 입사한다. 렌즈 모듈이 복수의 렌즈들을 포함하는 경우, 복수의 렌즈들은 광축 방향으로 배열된다.
이미지 센서(1310) 모듈(1300)은 이미지 센서(1310), 및 이미지 센서(1310)가 실장된 기판(1320)을 포함할 수 있다. 이미지 센서(1310)의 결상면(또는 상면)에 상이 맺히게 되며, 이에 응답하여 이미지 센서(1310)는 맺힌 상에 대한 이미지 신호를 생성하고, 이미지 신호는 기판(1320)을 통해 외부 회로로 전달될 수 있다.
일 실시 예에 따른 카메라 모듈(1000)은 자동초점조절(auto focus, 이하, 'AF') 기능과 광학적 이미지 안정화(optical image stabilization, 이하, 'OIS') 기능을 제공할 수 있다.
렌즈모듈(1200)이 광축을 따라 왕복운동하면서 초점거리가 조정될 수 있다. 일 실시 예에서 렌즈모듈(1200)의 측부에 AF 구동부가 배치될 수 있다. 일 실시 예에서 렌즈모듈(1200)에 AF 마그네트(1210)가 장착되고, AF 마그네트(1210)에 대향하는 위치에 AF 코일(1220)이 배치될 수 있다. AF 코일(1220)과 AF 마그네트(1210) 사이의 전자기적 상호작용에 의해 렌즈모듈(1200)은 광축을 따라 움직일 수 있다. AF 코일(1220)은 하우징(1010)에 부착되는 기판(1050)에 부착되고, 하우징(1010)은 AF 코일(1220)과 AF 마그네트(1210)가 서로 마주볼 수 있게 개구부(1060)를 포함할 수 있다.
매끄러운 구동을 위해 렌즈모듈(1200)과 하우징(1010)의 바닥면(1011) 사이에 볼부재들(1230)이 배치될 수 있다. 렌즈모듈(1200)과 하우징(1010) 바닥면(1011)은 볼부재들(1230)을 일부 수용하는 가이드홈들(1240)을 포함할 수 있다. 가이드홈들(1240)은 광축과 나란한 방향으로 연장하며, 볼부재들(1230)의 운동방향은 가이드홈(1240)의 연장방향(즉, 광축 방향)으로 제한된다.
렌즈모듈(1200)과 하우징(1010) 사이에 렌즈모듈(1200)을 하우징(1010)의 바닥면(1011)으로 당기는 풀링수단이 배치될 수 있다. 일 실시 예에서 풀링수단은 AF 마그네트(1210) 및 하우징(1010) 바닥면(1011)에 배치된 요크(1250)를 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서 AF 마그네트(1210)와 구분되는 별도의 마그네트가 렌즈모듈(1200) 하부면에 장착되고, 별도의 마그네트와 대향하는 부분에 요크가 배치될 수 있다.
요크와 AF 마그네트(1210)(또는 별도의 마그네트) 사이의 자기적 인력에 의해 렌즈모듈(1200)은 하우징(1010)의 바닥면(1011)으로 당겨진다. 이에 따라 볼부재들(1230)이 렌즈모듈(1200)과 하우징(1010) 바닥면(1011)의 가이드홈(1240)에 밀착된 상태를 유지할 수 있고, 이는 렌즈모듈(1200)의 광축 방향 이동을 매끄럽게 해준다. 즉, 풀링수단은 렌즈모듈(1200)이 광축 방향 이외의 방향(예를 들어, Y축 방향 또는 X축 방향)으로 움직이는 것을 방지하고, AF 성능을 높이는데 기여한다.
일 실시 예에서 AF 코일 내측 또는 외측에는 렌즈모듈(1200)의 광축방향의 위치를 측정하도록 구성된 위치센서(1250)가 배치될 수 있다.
폴디드 모듈(1100)이 광축에 수직인 축을 기준으로 회전함으로써 OIS 기능이 구현될 수 있다.
일 실시 예에서 폴디드 모듈(1100)은 반사부재(1110)를 하우징(1010)에 대해 광축에 수직인 축을 기준으로 회전시키도록 구성된 OIS 구동부를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 OIS 구동부는 반사부재(1110)를 광축에 수직인 제1 축을 기준으로 회전시키도록 구성된 제1 OIS 구동부, 및 광축에 수직하고 제1 축과 교차하는 제2 축을 기준으로 회전시키도록 구성된 제2 OIS 구동부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광축은 Z축과 나란하고, 제1 축은 Y축과 나란하고, 제2 축은 X축에 나란할 수 있다.
OIS 구동부가 반사부재(1110)를 제1 축 및/또는 제2 축을 기준으로 회전시킴으로써, 카메라 모듈(1000)의 흔들림에 의해 이미지 센서(1310)에 맺히는 상이 흔들리는 것을 광학적으로 보정할 수 있다.
일 실시 예에서 회전홀더(1120)의 양측에 제1 OIS 구동부가 배치될 수 있다. 일 실시 예에서 제1 OIS 구동부는 회전홀더(1120)의 양측에 장착된 제1 OIS 마그네트(1161) 및 제1 OIS 마그네트(1161)와 대향하는 부분에 배치된 제1 OIS 코일(1162)을 포함할 수 있다. 제1 OIS 코일(1162)은 하우징(1010)에 고정적으로 결합되고, 제1 OIS 코일(1162)과 제1 OIS 마그네트(1161) 사이의 전자기적 상호작용에 의해 회전홀더(1120)는 하우징(1010)에 대해 광축에 수직인 제1 축을 기준으로 회전할 수 있다.
일 실시 예에서 회전홀더(1120)의 하부에 제2 OIS 구동부가 배치될 수 있다. 일 실시 예에서 제2 OIS 구동부는 회전홀더(1120)의 바닥에 장착된 제2 OIS 마그네트(1171) 및 제2 OIS 마그네트(1171)와 대향하는 부분(즉, 하우징(1010)의 바닥면(1011))에 배치된 제2 OIS 코일(1172)을 포함할 수 있다. 제2 OIS 코일(1172)은 하우징(1010)에 고정적으로 결합되고, 제2 OIS 코일(1172)과 제2 OIS 마그네트(1171) 사이의 전자기적 상호작용에 의해 회전홀더(1120)는 하우징(1010)에 대해 광축에 수직인 제2 축을 기준으로 회전할 수 있다.
일 실시 예에서 제1 OIS 코일(1162) 및 제2 OIS 코일(1172)은 기판(1050)에 부착되며, 기판(1050)은 하우징(1010)에 고정된다. 일 실시 예에서 하우징(1010)은 제1 OIS 코일(1162) 및 제2 OIS 코일(1172)을 하우징(1010) 내측으로 노출시키도록 구성된 개구부들(1060)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서 코일 내측 또는 외측에는 회전홀더(1120)의 회전 각도를 측정하도록 구성된 위치센서(1191, 1192)가 배치될 수 있다. 미들가이드(1130)(또는 회전홀더(1120))의 회전에 따라 위치센서(1191, 1192)의 OIS 마그네트(1161, 1171)에 대한 위치가 달라지고, 이러한 위치변화에 기초하여 미들가이드(1130)(또는 회전홀더(1120))의 회전 변위가 측정될 수 있다. 위치센서(1191, 1192)는 OIS 코일(1162, 1172) 내측 또는 외측에 배치될 수 있다. 위치센서(1191, 1192)는, 예를 들어, 홀 센서 또는 자기저항(magnetoresistive) 센서 등 자기센서를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서 폴디드 모듈(1100)은 OIS 마그네트(1161, 1171)와 별도로 마련된 센싱 마그네트(1163)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 센싱 마그네트(1163)는 제1 OIS 마그네트(1161)의 상측에 배치되고, 제1 OIS 코일(1162)의 외측에 배치된 위치센서(1191)는 센싱 마그네트(1163)의 자기장이 미치는 영역에 배치될 수 있다.
폴디드 모듈(1100)의 일측에는 스타퍼(1400)가 배치되고, 스타퍼(1400)는 폴디드 모듈(1100)의 회전범위를 제한하도록 구성될 수 있다. 스타퍼(1400)는 폴디드 모듈(1100)과 맞닿을 때 생기는 소음이나 충격을 완화하도록 구성된 완충부재(1410)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 완충부재(1410)는 우레탄, 고무, 또는 실리콘 등으로 만들어질 수 있다.
도 3은 일 실시 예에서 폴디드 모듈(1100)의 지지구조를 도시한 것이다. 도 4는 일 실시 예에서 회전홀더(1120)와 미들가이드(1130) 사이의 지지구조를 도시한 것이다. 도 5는 일 실시 예에서 제1 타입 미들가이드(1130)와 하우징(1010) 사이의 지지구조를 도시한 것이다.
도 3 내지 도 5를 참고하면, 일 실시 예에서 회전홀더(1120)의 회전을 가이드하기 위해 회전홀더(1120)와 하우징(1010) 사이에 미들가이드(1130)(middle guide)가 개재될 수 있다.
회전홀더(1120)가 하우징(1010)에 대해 광축에 수직하고 서로 교차하는 제1 축과 제2 축을 기준으로 회전한다고 상정할 때, 미들가이드(1130)는 하우징(1010)에 대해 제1 축을 기준으로 회전하도록 구성되고, 회전홀더(1120)에 대해서 제2축을 기준으로 회전하도록 구성될 수 있다.
이하에서는 회전홀더(1120)가 어떻게 미들가이드(1130)에 대해 제1 축을 기준으로 회전하고, 미들가이드(1130)가 어떻게 하우징(1010)에 대해 제2 축을 기준으로 회전하는지 설명한다.
도 6은 도 3의 Ⅰ-Ⅰ' 단면도이다. 도 7은 도 3의 Ⅱ-Ⅱ' 단면도이다. 도 8은 일 실시 예에서 회전홀더(1120) 및 회전홀더(1120) 상에 배치된 볼부재들을 도시한 것이다. 도 9는 일 실시 예에서 제2 타입 회전홀더(1120)와 미들가이드(1130) 사이의 지지구조를 도시한 것이다. 도 10은 일 실시 예에서 제2 타입 회전홀더(1120) 및 회전홀더(1120) 상에 배치된 볼부재들을 도시한 것이다.
일 실시 예에서 폴디드 모듈(1100)은 회전홀더(1120)의 제1 축(C1) 기준 틸트 움직임을 가이드하도록 구성된 제1 볼그룹(1141) 및 제1 볼그룹(1141)을 일부 수용하는 가이드홈(1151, 1152)을 포함할 수 있다.
제1 볼그룹(1141)은 회전홀더(1120)와 미들가이드(1130) 사이에 배치되고, 제1 볼그룹(1141)은 회전홀더(1120)와 미들가이드(1130)에 각각 제공된 제1 가이드홈(1151)과 제2 가이드홈(1152)을 따라 움직일 수 있다.
제1 볼그룹(1141)의 볼부재들(1141a, 1141b, 1141c)이 회전홀더(1120) 또는 미들가이드(1130)에 마련된 가이드홈(1151, 1152)을 따라 움직일 때, 볼부재들(1141a, 1141b, 1141c)의 중심이 지나는 경로는 제1 축(C1)을 중심으로 하는 원호 형태를 가질 수 있다. 일 실시 예에서 가이드홈(1151, 1152)은 만곡(curved) 가이드홈을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 가이드홈(1151, 1152)은 제1 축(C1)의 원주방향으로 연장할 수 있다. 도 6 및 도 7을 참고하면, 제1 가이드홈(1151)과 제2 가이드홈(1152)은 제1 축(C1)을 기준으로 하는 원호 형태로 연장할 수 있다. 제1 가이드홈(1151)과 제2 가이드홈(1152)의 곡률중심은 제1 축(C1) 상에 위치될 수 있다.
일 실시 예에서 제1 볼그룹(1141)은 3개의 볼부재들(1141a, 1141b, 1141c)을 포함하고, 제1 가이드홈(1151)과 제2 가이드홈(1152)은 3개의 볼부재들(1141a, 1141b, 1141c)을 구분하여 가이드하도록 3개씩 마련될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 가이드홈(1151)은, 서로 구분되는 3개의 가이드홈들(1151a, 1151b, 1151c)을 포함하고, 3개 볼부재들(1141a, 1141b, 1141c)이 3개의 가이드홈들(1151a, 1151b, 1151c)에 각각 수용된다.
일 실시 예에서 제1 가이드홈(1151)을 구성하는 3개의 가이드홈들(1151a, 1151b, 1151c)은 모두 제1 축(C1)을 기준으로 동일한 반경(R1)을 가지는 원호형태로 제공될 수 있다. 제2 가이드홈(1152)을 구성하는 3개의 가이드홈들(1152a, 1152b, 1152c)은 모두 제1 축(C1)을 기준으로 동일한 반경(R2)을 가지는 원호형태로 제공될 수 있다. 여기서 가이드홈의 반경은, 제1 축(C1)과 수직하고 가이드홈에 수용된 볼부재의 중심을 지나는 평면으로 가이드홈을 잘랐을 때, 제1 축(C1)과 가이드홈의 표면까지의 거리를 의미한다.
제1 축으로부터 가이드홈의 제1 OIS 구동부에 의해 회전홀더(1120)에 Y축을 중심으로 하는 모멘트가 작용하면 회전홀더(1120)는 제1 축(C1)을 기준으로 회전할 수 있다.
일 실시 예에서 제1 가이드홈(1151)과 제2 가이드홈(1152)은 각각의 볼부재들(1141a, 1141b, 1141c)과 1개 또는 2개의 접촉점을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 가이드홈(1151)은 브이(V) 형태를 가지고, 볼부재와 2개 점에서 접촉할 수 있다. 예를 들어, 제2 가이드홈(1152) 중 관통부(1131) 상측에 있는 가이드홈(1152a 또는 1152b)은 볼부재(1141a 또는 1141b)와 2개의 접촉점을 가지고, 나머지 하나의 가이드홈(1152c)은 사각형 단면을 가지고 볼부재(1141c)와 1개 점에서 접촉할 수 있다.
일 실시 예에서 카메라 모듈(1000)은 회전홀더(1120)를 하우징(1010)의 측벽(1012)으로 당기는 풀링력을 제공하도록 구성된 풀링수단을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 풀링수단은 회전홀더(1120)에 장착된 제1 자성부재(1181)와 하우징(1010)에 장착된 제2 자성부재(1182)를 포함할 수 있다. 이 때 두개 자성부재들(1181, 1182) 사이의 자기적 인력이 풀링력으로 기능한다. 예를 들어, 제1 자성부재(1181)는 마그네트이고 제2 자성부재(1182)는 마그네트 또는 요크일 수 있다. 다른 예를 들어, 제1 자성부재(1181)는 요크이고 제2 자성부재(1182)는 마그네트일 수 있다.
회전홀더(1120)와 하우징(1010) 사이에는 미들가이드(1130)가 개재되는데, 제1 자성부재(1181)와 제2 자성부재(1182) 사이에 미들가이드(1130)가 위치되면, 풀링력이 약화될 수 있다. 일 실시 예에서 미들가이드(1130)는 제1 자성부재(1181)와 제2 자성부재(1182)가 서로 마주보도록 구성된 관통부(1131)를 포함할 수 있다. 제2 자성부재(1182)는 하우징(1010)의 측벽(1012)에서 제1 자성부재(1181)를 향해 연장된 돌출부(1013)에 장착될 수 있다. 돌출부(1313)는 미들가이드(1130)의 관통부(1131)에 일부 삽입될 수 있다. 이에 따라 제1 자성부재(1181)와 제2 자성부재(1182)는 비교적 서로 가까이 위치될 수 있고, 미들가이드(1130)로 인해 풀링력이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
다른 실시 예에서, 풀링수단은 회전홀더(1120)와 미들가이드(1130) 사이의 풀링을 담당하는 제1 풀링수단과 하우징(1010)과 미들가이드(1130) 사이의 풀링을 담당하는 제2 풀링수단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 풀링수단은, 회전홀더(1120)와 미들가이드(1130)에 각각 장착되고 서로 대향하는 자성부재 쌍을 포함하고, 제2 풀링수단은 미들가이드(1130)와 하우징(1010)에 각각 장착되고 서로 대향하는 자성부재 쌍을 포함할 수 있다.
도 8을 참고하면, 일 실시 예에서 풀링력은 3개 볼부재들(1141a, 1141b, 1141c)의 중심을 이은 삼각형(T)의 내부 영역(inner area)에 위치될 수 있다. 본 개시에서 풀링력(또는 풀링력의 중심(P))이 삼각형(T) 내부에 위치된다는 것은, 자성부재들(1181, 1182)에 의해 생기는 풀링력의 합력이 작용하는 선이 삼각형(T)의 내부를 통과한다는 것을 의미한다. 예를 들어, Z축 방향으로 바라볼 때, 제1 자성부재(1181)의 무게중심이 삼각형(T) 내부에 위치될 수 있다. 다른 예를 들어, 삼각형(T) 내부 영역과 제1 자성부재(1181)과 광축과 나란한 방향(즉, Z 방향)으로 중첩할 수 있다. 일 실시 예에서 회전홀더(1120)가 미들가이드(1130)에 대해 회전하더라도 풀링력은 삼각형(T)의 내부 영역에 위치될 수 있다. 이에 따라, OIS 구동 중 3개의 볼부재들(1141a, 1141b, 1141c) 각각이 양쪽의 가이드홈들(1151, 1152)에 밀착된 상태를 유지할 수 있다. 이는 회전홀더(1120)가 미들가이드(1130)에 대해 제1 축(C1)을 기준으로 하는 회전운동만 하도록 해준다.
도시된 실시 예에서 제1 볼그룹(1141)은 제1 자성부재(1181) 위쪽에 배치된 2개의 볼부재들(1141a, 1141b) 및 아래쪽에 배치된 하나의 볼부재(1141c)로 구성되나, 본 개시의 실시 예는 이에 한정되지 않는다. 즉, 3개의 볼부재들(1141a, 1141b, 1141c)이 만드는 삼각형(T) 내부에 풀링력이 위치되면 족하고, 3개 볼부재들(1141a, 1141b, 1141c)의 구체적인 위치는 달라질 수 있다. 도 9 및 도 10을 참고하면, 일 실시 예에서 제1 자성부재(1181) 좌측에 2개의 볼부재들(1141a, 1141b)이 배치되고, 우측에 하나의 볼부재(1141c)가 배치될 수 있다.
도 11은 제1 타입 미들가이드(1130)가 채용된 경우 도 3의 Ⅲ-Ⅲ' 단면도이다. 도 12는 제1 타입 미들가이드(1130)가 채용된 경우 도 3의 Ⅳ-Ⅳ' 단면도이다. 도 13은 일 실시 예에서 제1 타입 미들가이드(1130) 및 미들가이드(1130) 상에 배치된 볼부재들을 도시한 것이다.
도 11 내지 도 12를 참고하면, 일 실시 예에서 폴디드 모듈(1100)은 회전홀더(1120)의 제2 축(C2) 기준 틸트를 가이드하도록 구성된 제2 볼그룹(1142) 및 제2 볼그룹(1142)을 일부 수용하는 가이드홈(1153, 1154)을 포함할 수 있다.
제2 볼그룹(1142)은 미들가이드(1130)와 하우징(1010) 사이에 배치되고, 제2 볼그룹(1142)은 미들가이드(1130)와 하우징(1010)에 각각 제공된 제3 가이드홈(1153)과 제4 가이드홈(1154)을 따라 움직일 수 있다.
제2 볼그룹(1142)을 구성하는 볼부재들(1142a, 1142b, 1142c, 1142d, 1142e, 1142f)이 하우징(1010) 또는 미들가이드(1130)에 마련된 가이드홈(1153, 1154)을 따라 움직일 때, 볼부재들(1142a, 1142b, 1142c, 1142d, 1142e, 1142f)의 중심이 지나는 경로는 제2 축(C2)을 중심으로 하는 원호 형태를 가질 수 있다. 일 실시 예에서 가이드홈(1153, 1154)은 만곡(curved) 가이드홈을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 가이드홈(1153, 1154)은 제2 축(C2)의 원주방향으로 연장할 수 있다. 도 11 및 도 12을 참고하면, 제3 가이드홈(1153)과 제4 가이드홈(1154)은 제2 축(C2)을 기준으로 하는 원호 형태로 연장할 수 있다. 제3 가이드홈(1153)과 제4 가이드홈(1154)의 곡률중심은 제2 축(C2) 상에 위치될 수 있다.
일 실시 예에서 제3 가이드홈(1153)은 미들가이드(1130)에 마련되고, 서로 나란하게 이격된 두개 가이드홈들(1153a, 1153b)을 포함할 수 있다. 제2 볼그룹(1142)의 2개 볼부재들(1142b, 1142c)은 일측의 가이드홈(1153b)에 수용되고, 나머지 하나의 볼부재(1142a)는 타측의 가이드홈(1153a)에 수용될 수 있다.
일 실시 예에서 제2 볼그룹(1142)은 6개의 볼부재들(1142a, 1142b, 1142c, 1142d, 1142e, 1142f)을 포함하고, 관통부(1131)를 기준으로 양측에 각각 3개의 볼부재들이 배치된다. 제3 가이드홈(1153)은 관통부(1131)를 기준으로 양측에 배치된 두개의 가이드홈들(1153a, 1153b)을 포함하고, 하나의 가이드홈은 3개의 볼부재들을 가이드한다. 예를 들어, 일측의 가이드홈(1153a)은 3개의 볼부재들(1142a, 1142b, 1142c)을 가이드하고, 타측의 가이드홈(1153b)은 나머지 3개의 볼부재들(1142d, 1142e, 1142f)을 가이드한다. 제4 가이드홈(1154)도 마찬가지로 제2 자성부재(1182)를 기준으로 양측에 두개의 가이드홈들(1154a, 1154b)을 포함하고, 하나의 가이드홈은 3개의 볼부재들을 가이드한다.
제3 가이드홈(1153)을 구성하는 2개의 가이드홈들(1153a, 1153b)은 모두 제2 축(C2)을 기준으로 동일한 반경(R3)을 가지는 원호형태로 제공될 수 있다. 제4 가이드홈(1154)을 구성하는 2개의 가이드홈들(1154a, 1154b)은 모두 제2 축(C2)을 기준으로 동일한 반경(R4)을 가지는 원호형태로 제공될 수 있다. 여기서 가이드홈의 반경은, 제2 축(C2)과 수직하고 가이드홈에 수용된 볼부재의 중심을 지나는 평면으로 가이드홈을 잘랐을 때, 제2 축(C2)과 가이드홈의 표면까지의 거리를 의미한다. 제2 OIS 구동부에 의해 회전홀더(1120)에 X축을 중심으로 하는 모멘트가 작용하면 회전홀더(1120)는 제2 축(C2)을 기준으로 회전할 수 있다.
일 실시 예에서 회전홀더(1120)에 장착된 제1 자성부재(1181)와 하우징(1010)에 장착된 제2 자성부재(1182)에 의해 미들가이드(1130)가 하우징(1010)의 측벽(1012)으로 당겨질 수 있다. 즉, 풀링수단은 미들가이드(1130)를 직접 하우징(1010)으로 당기지 않고, 회전홀더(1120)를 하우징(1010)의 측벽(1012)으로 당김으로써 미들가이드(1130)도 함께 하우징(1010)의 측벽(1012)으로 당길 수 있다.
일 실시 예에서 미들가이드(1130)와 하우징(1010) 사이에 배치된 6개의 볼부재들(1142a, 1142b, 1142c, 1142d, 1142e, 1142f) 중 3개의 볼부재들(1142a, 1142b, 1142c)이 미들가이드(1130)를 지지한다. 예를 들어, 일측의 3개 볼부재들(1142a, 1142d, 1142e) 중 하나(1142a)와 타측의 3개 볼부재들(1142b, 1142c, 1142f) 중 두개(1142b, 1142c)가 풀링력에 의해 하우징(1010)의 측벽(1012)으로 당겨지는 미들가이드(1130)를 지지한다. 본 개시에서 미들가이드(1130)를 지지하는 볼부재(1142a, 1142b, 또는 1142c)를 지지 볼부재, 지지하지 않는 볼부재(1142d, 1142e, 또는 1142f)을 보조 볼부재로 지칭한다.
일 실시 예에서 보조 볼부재(1142d, 1142e, 또는 1142f)는 지지 볼부재(1142a, 1142b, 1142c)보다 작은 직경을 가질 수 있다. 보조 볼부재(1142d, 1142e, 또는 1142f)는 지지 볼부재(1142a, 1142b, 1142c)의 위치를 제한하는 기능을 한다. 예를 들어, 일측의 3개 볼부재들(1142a, 1142d, 1142e) 중 바깥쪽 2개 보조 볼부재들(1142d, 1142e)은 가운데의 지지 볼부재(1142a)가 제3 가이드홈(1153)의 중앙부에 위치될 수 있게 해준다. 또 타측의 3개 볼부재들(1142b, 1142c, 1142f) 중 중앙의 보조 볼부재(1142f)는 양쪽의 2개 지지 볼부재들(1142b, 1142c) 사이의 간격이 일정 거리 이상으로 유지될 수 있게 해준다.
본 개시에서 보조 볼부재(1142d, 1142e, 또는 1142f)는 3개 마련되나, 이는 예시에 지나지 않는다. 보조 볼부재(1142d, 1142e, 또는 1142f)는 지지 볼부재(1142a, 1142b, 또는 1142c)의 위치를 제한하는 역할을 수행하므로, 만약 제3 가이드홈(1153)의 길이가 충분히 짧다면 보조 볼부재들(1142d, 1142e, 1142f) 중 일부는 생략될 수 있다. 예를 들어, 도 13에서 좌측에 있는 2개의 보조 볼부재들(1142d, 1142e) 중 일부 또는 전부는 생략될 수 있다. 또, 본 개시에서 보조 볼부재(1142d, 1142e, 또는 1142f)는 지지 볼부재의 양측에 하나씩 배치되거나, 지지 볼부재들(1142b, 1142c) 사이에 하나가 배치되는 형태로 도시되나, 이는 예시에 지나지 않는다. 예를 들어, 지지 볼부재(1142a, 1142b, 또는 1142c)의 일측에 2개 이상의 보조 볼부재가 배치될 수 있다. 다른 예를 들어, 지지 볼부재들(1142b, 1142c) 사이에 2개 이상의 보조 볼부재들이 배치될 수 있다.
도 13을 참고하면, 일 실시 예에서 풀링력은 3개의 지지 볼부재들(1142a, 1142b, 또는 1142c)의 중심을 이은 삼각형(T)의 내부 영역(inner area)에 위치될 수 있다. 예를 들어, 삼각형(T) 내부 영역과 제1 자성부재(1181)과 광축과 나란한 방향(즉, Z 방향)으로 중첩할 수 있다. 일 실시 예에서 미들가이드(1130)가 하우징(1010)에 대해 회전하더라도 풀링력은 삼각형(T)의 내부 영역에 위치될 수 있다. 이에 따라, OIS 구동 중 3개의 지지 볼부재들(1142a, 1142b, 또는 1142c) 각각이 양쪽의 가이드홈들(1153, 1154)에 밀착된 상태를 유지할 수 있다. 이는 미들가이드(1130)가 제2 축(C2)을 기준으로 하는 회전 방향 이외의 방향으로 움직이는 것을 방지할 수 있다.
일 실시 예에서 제3 가이드홈(1153)은 제2 볼그룹(1142)이 제3 가이드홈(1153)으로부터 이탈하는 것을 방지하기 위해 단부에 돌출부(1132)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서 제4 가이드홈(1154) 중 하나(예를 들어, 1154a 또는 1154b)는 볼부재와 1개 점에서 접촉할 수 있다. 예를 들어, 지지 볼부재 중 제4 가이드홈(1154) 중 일측의 가이드홈(1154a)에 수용된 볼부재(1142a)는 가이드홈(1154a)과 1개 점으로 접촉한다.
도 14는 일 실시 예에서 제2 타입 미들가이드(1130')와 하우징(1010) 사이의 지지구조를 도시한 것이다. 도 15는 제2 타입 미들가이드(1130')가 채용된 경우 도 3의 Ⅲ-Ⅲ' 단면도이다. 도 16은 제2 타입 미들가이드(1130)가 채용된 경우 도 3의 Ⅳ-Ⅳ' 단면도이다.
일 실시 예에서 미들가이드(1130')은 서로 구분되는 3개의 가이드홈들(1155, 1156, 1157)을 포함하고, 제2 볼그룹(1142)을 구성하는 3개 볼부재들(1142a, 1142b, 1142c)이 가이드홈들(1155, 1156, 1157)에 하나씩 수용될 수 있다. 일 실시 예에서 미들가이드(1130')의 일측에 제1 볼부재(1142a)가 배치되고, 타측에 제2 볼부재(1142b)와 제3 볼부재(1142c)가 배치될 수 있다. 제1 볼부재(1142a)는 제5 가이드홈(1155)에 일부 수용되고, 제2 볼부재(1142b)와 제3 볼부재(1142c)는 각각 제6 가이드홈(1156)과 제7 가이드홈(1157)에 일부 수용된다.
볼부재들이 하우징(1010) 또는 미들가이드(1130')에 마련된 가이드홈(1154, 1155, 1156, 1157)을 따라 움직일 때, 볼부재들(1142a, 1142b, 1142c)의 중심이 지나는 경로는 제2 축(C2)을 중심으로 하는 원호 형태를 가질 수 있다. 도 15 및 도 16을 참고하면, 제4 가이드홈 내지 제7 가이드홈(1154, 1155, 1156, 1157)은 제2 축(C2)을 기준으로 하는 원호 형태로 연장할 수 있다. 제4 가이드홈 내지 제7 가이드홈(1154, 1155, 1156, 1157)의 곡률중심은 제2 축(C2) 상에 위치될 수 있다.
제5 가이드홈 내지 제7 가이드홈(1155, 1156, 1157)은 모두 제2 축(C2)을 기준으로 서로 동일한 반경(R3)을 가지는 원호형태로 제공될 수 있다. 제4 가이드홈(1154)을 구성하는 2개의 가이드홈들(1154a, 1154b)은 모두 제2 축(C2)을 기준으로 서로 동일한 반경(R4)을 가지는 원호형태로 제공될 수 있다. 제2 OIS 구동부에 의해 회전홀더(1120)에 X축을 중심으로 하는 모멘트가 작용하면 회전홀더(1120)는 제2 축(C2)을 기준으로 회전할 수 있다.
제5 가이드홈 내지 제7 가이드홈(1155, 1156, 1157)은, 미들가이드(1130')가 하우징(1010)에 대해 회전하는 동안, 풀링력의 중심(P)이 3개 볼부재들(1142a, 1142b, 1142c)이 만드는 삼각형 내측에 위치되도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에서 미들가이드(1130')에 가이드홈들(1155, 1156, 1157)은 볼부재(1142a, 1142b, 1142c)의 이동범위를 제한하도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에서 제5 가이드홈(1155)은 미들가이드(1130')의 중간부분에 배치될 수 있다. 제5 가이드홈(1155)의 양쪽에는 돌출부(1132)가 마련되어 제1 볼부재(1142a)의 이동범위를 제한 할 수 있다. 이에 따라, 미들가이드(1130')가 하우징(1010)에 대해 회전함에 따라(according) 제1 볼부재(1142a)가 제5 가이드홈(1155)을 따라(following) 구름운동하더라도 풀링력의 중심(P)은 지지영역 내부에 위치될 수 있다.
일 실시 예에서 제6 가이드홈(1156)과 제7 가이드홈(1157) 사이에 돌출부(1132)가 배치될 수 있다. 이에 따라 제2 볼부재(1142b)와 제3 볼부재(1142c)의 간격은 돌출부(1132)의 길이와 같거나 더 크게 유지될 수 있다. 즉, 제1 타입 지지구조(예: 도 5의 미들가이드(1130))에서 보조 볼부재(예: 도 5의 보조 볼부재들(1142a, 1142c, 1142e))의 역할을 돌출부(1132)가 대체할 수 있다. 일 실시 예에서 돌출부(1132)는 제6 가이드홈(1156)과 제7 가이드홈(1157)의 양단에 마련되어 제2 볼부재(1142b)와 제3 볼부재(1142c)의 이탈을 방지할 수 있다.
본 개시에서 도면에 도시된 실시 예에서 회전홀더(1120)는 미들가이드(1130)에 대해 제1 축(C1)을 기준으로 회전하도록 구성되고, 미들가이드(1130)는 하우징(1010)의 측벽(1012)에 대해 제2 축(C2)을 기준으로 회전하도록 구성되나, 이는 예시지 지나지 않고, 회전홀더(1120)와 미들가이드(1130)의 상대적인 회전방향은 바뀔 수 있다. 즉, 다른 실시 예에서 회전홀더(1120)는 미들가이드(1130)에 대해 제2 축(C2)을 기준으로 회전하도록 구성되고, 미들가이드(1130)는 하우징(1010)의 측벽(1012)에 대해 제1 축(C1)을 기준으로 회전하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 가이드홈(1151)과 제2 가이드홈(1152)은 제2 축(C2)을 기준으로하는 원호형태로 연장할 수 있고, 제3 가이드홈(1153)과 제4 가이드홈(1154)은 제1 축(C1)을 기준으로 하는 원호형태로 연장할 수 있다.
한편, 도 4 및 도 5를 참고하면 제1 가이드홈(1151)과 제2 가이드홈(1152)은 3개의 볼부재들(1141a, 1141b, 1141c)을 각각 수용하기 위한 3개의 가이드홈들로 구성되나, 이는 예시에 지나지 않고, 다른 실시 예에서 제1 가이드홈(1151)과 제2 가이드홈(1152)은 제1 타입 미들가이드(1130)에 마련된 제3 가이드홈(1153) 또는 측벽(1012)에 마련된 제4 가이드홈(1154)과 같은 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 제1 볼그룹(1141) 중 상측의 2개 볼들(1141a, 1141b)은 서로 구분된 2개 가이드홈들에 각각 수용되나, 2개 가이드홈들이 하나의 가이드홈으로 대체될 수 있다. 이경우 하나의 가이드홈 상에 수용된 2개 볼부재들(1141a, 1141b) 사이에 보조 볼부재가 추가적으로 배치될 수 있다. 보조 볼부재는 2개 볼부재들 사이의 간격을 유지시켜줄 수 있다.
한편, 미들가이드(1130)와 회전홀더(1120) 사이에 4개의 볼부재들이 개재되는 경우 회전홀더(1120)가 미들가이드(1130)에 대해 회전할 때 예상치 못한 흔들림이 생길 수 있다. 그 까닭은, 회전홀더(1120)가 회전하는 동안, 회전홀더(1120)와 미들가이드(1130) 사이에서 회전홀더(1120)를 지지하는 볼부재들이 일부 바뀔 수 있기 때문이다. 4개의 볼부재들이 회전홀더(1120)를 지지한다고는 하나, 하나의 평면을 정의하는 데는 3개 점들로 충분하고, 하우징(1010), 미들가이드(1130), 또는 회전홀더(1120)의 제조공차 등으로 인해 4개의 볼부재들이 완벽하게 회전홀더(1120)에 밀착되어 회전홀더(1120)를 지지하기는 어렵다. 즉, 실제로는 4개 볼부재들 중 3개 볼부재들만이 회전홀더(1120)를 지지하고, 회전홀더(1120)를 지지하지 않는(즉, 풀링력에 대한 반력을 제공하지 않는) 1개의 볼부재가 생길 수 있다. 그리고, 회전홀더(1120)가 미들가이드(1130)에 대해 회전하는 동안 회전홀더(1120)를 지지하는 3개의 볼부재들의 구성이 달라질 수 있다. 예를 들어 회전홀더(1120)의 제1 측에 2개의 볼부재들이, 제2 측에 2개의 볼부재들이 배치된 경우, 풀링력이 회전홀더(1120)의 일측에 가까이 있을 때는 타측의 2개 볼부재들 중 하나가 풀링력을 지지하나, 풀링력이 회전홀더(1120)의 타측에 가까이 있을 때는 타측의 2개 볼부재들 모두가 풀링력을 지지할 수 있다. 이러한 지지 볼의 변동으로 인해 회전홀더(1120)가 미들가이드(1130)에 대해 회전하는 동안 설계된 운동방향 이외의 방향으로 흔들릴 수 있다. 미들가이드(1130)와 하우징(1010) 사이에 4개의 볼부재들이 미들가이드(1130)를 지지하는 경우 상술한 바와 마찬가지의 문제가 생길 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따르면, 회전홀더(1120)와 미들가이드(1130 또는 1130') 사이에 배치된 특정 3개 볼부재들(1141a, 1141b, 1141c)만이 회전홀더(1120)를 지지하도록 구성될 수 있다. 즉, 회전홀더(1120)의 미들가이드(1130 또는 1130')에 대한 위치와 무관하게 특정 3개의 볼부재들(1141a, 1141b, 1141c)이 지속적으로 회전홀더(1120)를 지지할 수 있다.
또, 일 실시 예에서 미들가이드(1130 또는 1130')와 하우징(1010) 사이의 특정 3개 볼부재들(1142a, 1142b, 1142c)만이 미들가이드(1130 또는 1130')를 지지하도록 구성될 수 있다. 즉, 미들가이드(1130 또는 1130')의 하우징(1010)에 대한 위치와 무관하게 특정 3개의 볼부재들(1142a, 1142b, 1142c)이 지속적으로 미들가이드(1130 또는 1130')를 지지할 수 있다. 이에 따라, OIS 구동이 보다 매끄럽게 구현될 수 있다.
한편, 본 개시에서 3점 지지라고 함은 3개의 볼부재가 회전홀더(1120)(또는 미들가이드(1130 또는 1130'))를 지지한다는 것을 의미하고, 회전홀더(1120)를 지지하는 점이 반드시 3개인 것을 의미하지 않는다. 실제로도 볼부재가 일측의 가이드홈에 밀착되면, 볼부재와 가이드홈 사이에는 1점 또는 2점의 접촉점(또는 접촉면)이 생긴다.
도 17은 일 실시 예에서 카메라 모듈(1000)의 분해사시도이다. 도 18은 일 실시 예에서 회전홀더(1120)와 미들가이드(1130) 사이의 지지구조를 도시한 것이다. 도 19는 일 실시 예에서 제1 타입 미들가이드(1130)와 하우징(1010) 사이의 지지구조를 도시한 것이다. 도 20은 일 실시 예에서 제2 타입 미들가이드(1130')와 하우징(1010) 사이의 지지구조를 도시한 것이다.
도 17 내지 도 22에서 설명되는 실시 예들은, OIS 구동부를 제외하고 도 2 내지 도 16에서 설명된 실시 예들과 동일하고, 이하 중복되는 설명은 생략한다.
일 실시 예에서 폴디드 모듈(1100)은 반사부재(1110)를 하우징(1010)에 대해 광축에 수직인 축을 기준으로 회전시키도록 구성된 OIS 구동부를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 OIS 구동부는 반사부재(1110)를 광축에 수직인 제1 축(C1)을 기준으로 회전시키도록 구성된 제1 OIS 구동부, 및 광축에 수직하고 제1 축(C1)과 교차하는 제2 축(C2)을 기준으로 회전시키도록 구성된 제2 OIS 구동부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광축은 Z축과 나란하고, 제1 축(C1)은 Y축과 나란하고, 제2 축(C2)은 X축에 나란할 수 있다.
일 실시 예에서 회전홀더(1120)의 양측에 제1 OIS 구동부가 배치될 수 있다. 일 실시 예에서 제1 OIS 구동부는 회전홀더(1120)의 양측에 장착된 제1 OIS 마그네트(1161) 및 제1 OIS 마그네트(1161)와 대향하는 부분에 배치된 제1 OIS 코일(1162)을 포함할 수 있다. 제1 OIS 코일(1162)은 하우징(1010)에 고정적으로 결합되고, 제1 OIS 코일(1162)과 제1 OIS 마그네트(1161) 사이의 전자기적 상호작용에 의해 회전홀더(1120)는 하우징(1010)에 대해 광축에 수직인 제1 축(C1)을 기준으로 회전할 수 있다.
일 실시 예에서 미들가이드(1130)의 일측에 제2 OIS 구동부가 배치될 수 있다. 일 실시 예에서 제2 OIS 구동부는 미들가이드(1130)에서 회전홀더(1120)에 대향하는 면과 반대편의 면에 장착된 제2 OIS 마그네트(1171) 및 제2 OIS 마그네트(1171)와 대향하는 부분에 배치된 제2 OIS 코일(1172)을 포함할 수 있다. 제2 OIS 코일(1172)은 하우징(1010)에 고정적으로 결합되고, 제2 OIS 코일(1172)과 제1 OIS 마그네트(1161) 사이의 전자기적 상호작용에 의해 미들가이드(1130)는 하우징(1010)에 대해 광축에 수직인 제2 축(C2)을 기준으로 회전할 수 있다. 회전홀더(1120)는 미들가이드(1130)에 대해 제1 축(C1)을 기준으로 회전만 할 수 있으므로, 미들가이드(1130)의 제2 축(C2) 기준 회전에 따라 회전홀더(1120)도 함께 제2 축(C2)을 기준으로 회전할 수 있다.
일 실시 예에서 제1 OIS 코일(1162) 및 제2 OIS 코일(1172)은 기판(1050)에 부착되며, 기판(1050)은 하우징(1010)에 고정된다. 일 실시 예에서 하우징(1010)은 제1 OIS 코일(1162) 및 제2 OIS 코일(1172)을 하우징(1010) 내측으로 노출시키도록 구성된 개구부(1060)들을 포함할 수 있다.
이하, 도 17 내지 도 19를 참고하여 설명한다.
회전홀더(1120)와 미들가이드(1130) 사이에 제1 풀링수단이 배치된다. 제1 풀링수단은 회전홀더(1120)에 장착된 제1 자성부재(1181) 및 미들가이드(1130)에 장착된 제2 자성부재(1182)를 포함할 수 있다. 제1 자성부재(1181)와 제2 자성부재(1182)는 상호간에 자기적 인력이 생기도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 자성부재(1181)는 마그네트이고 제2 자성부재(1182)는 요크 또는 마그네트일 수 있다. 다른 예를 들어, 제1 자성부재(1181)는 요크이고 제2 자성부재(1182)는 마그네트일 수 있다.
미들가이드(1130)와 하우징(1010) 사이에 제2 풀링수단이 배치된다. 제2 풀링수단은 미들가이드(1130)에 장착된 제3 자성부재(1183), 및 하우징(1010)에 장착된 제4 자성부재(1184)를 포함할 수 있다. 제3 자성부재(1183)와 제4 자성부재(1184)는 상호간에 자기적 인력이 생기도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제3 자성부재(1183)는 마그네트이고 제4 자성부재(1184)는 요크 또는 마그네트일 수 있다.
제4 자성부재(1184)는 하우징(1010)의 측면에 배치된 기판(1050)에 부착될 수 있다. 기판(1050)이 하우징(1010)에 결합됨으로써 제4 자성부재(1184)가 하우징(1010)에 고정적으로 장착될 수 있다.
제1 자성부재(1181)와 회전홀더(1120) 사이 및/또는 미들가이드(1130)와 제3자성부재 사이에 백요크(back-york)가 추가로 배치될 수 있다. 예를 들어, 백요크가 회전홀더(1120) 또는 미들가이드(1130)에 부착되고 백요크 상에 제1 자성부재(1181) 또는 제3 자성부재(1183)가 부착될 수 있다. 백요크는 제1 자성부재(1181) 또는 제3 자성부재(1183)의 자속이 누설되는 것을 방지하여 상대 자성부재(즉, 제2 자성부재(1182) 또는 제4 자성부재(1184))와 사이의 자기적 인력이 세지게 할 수 있다.
한편, 본 개시에서 제3 자성부재(1183)와 제2 OIS 마그네트(1171)는 서로 다른 번호로 참조되나 동일한 구성요소이다. 즉, 제3 자성부재(1183)는 마그네트로서 제4 자성부재(1184)와 함께 풀링력을 제공하는 동시에, 제2 OIS 코일(1172)과 상호작용하여 미들가이드(1130)(또는 회전홀더(1120))에 구동력을 제공할 수 있다.
일 실시 예에서 제2 OIS 코일(1172) 내측 또는 외측에는 회전홀더(1120)의 회전 변위를 측정하도록 구성된 위치센서(1192)가 배치될 수 있다. 미들가이드(1130)(또는 회전홀더(1120))의 회전에 따라 위치센서(1192)의 제3 자성부재(1183)에 대한 위치가 달라지고, 이러한 위치변화에 기초하여 미들가이드(1130)의 회전 변위가 측정될 수 있다. 위치센서(1192)는, 예를 들어, 홀 센서 또는 자기저항(magnetoresistive) 센서 등 자기센서를 포함할 수 있다.
도 19를 참고하면, 일 실시 예에서 하우징(1010)과 제1 타입의 미들가이드(1130) 사이의 제2 볼그룹(1142)은 미들가이드(1130)의 일측에 배치된 3개의 볼부재들(1142a, 1142d, 1142e), 및 타측 배치된 3개의 볼부재들(1142b, 1142c, 1142f)을 포함할 수 있다. 일측 볼부재들(1142a, 1142d, 1142e)은 제3 가이드홈(1153)에 일부 수용되고, 타측 볼부재들(1142b, 1142c, 1142f)은 제4 가이드홈(1154)에 일부 수용된다.
6개의 볼부재들(1142a, 1142b, 1142c, 1142d, 1142e, 1142f) 중 3개의 지지 볼부재들(1142a, 1142b, 또는 1142c)이 미들가이드(1130)(또는 회전홀더(1120))를 지지한다. 나머지 볼부재들(1142d, 1142e, 또는 1142f)은 미들가이드(1130)를 직접 지지하지 않고, 지지 볼부재들의 가이드홈 상의 위치를 제한한다. 예를 들어, 제1 지지 볼부재(1142a)는 양쪽의 보조 볼부재들(1142d, 1142e)로 인해 제3 가이드홈(1153)의 중앙부에 위치될 수 있고, 제2 지지 볼부재(1142b)와 제3 지지 볼부재(1142c)는 가운데의 보조 볼부재(1142f)로 인해 상호간에 특정 길이 이상의 거리을 유지할 수 있다.
도 20을 참고하면, 일 실시 예에서 하우징(1010)과 제2 타입 미들가이드(1130') 사이의 제2 볼그룹(1142)은 미들가이드(1130')의 일측에 배치된 1개의 볼부재(1142a) 및 타측에 배치된 2개의 볼부재들(1142b, 1142c)을 포함할 수 있다. 일측 볼부재(1142a)는 제5 가이드홈(1155)에 일부 수용되고, 타측 2개의 볼부재들(1142b, 1142c)은 제6 가이드홈(1156)과 제7 가이드홈(1157)에 각각 일부 수용된다. 제5 가이드홈(1155) 양측, 및 제6 가이드홈(1156)과 제7 가이드홈(1157) 사이에는 돌출부(1132)가 배치된다. 도 20의 실시 예에서는, 도 19의 지지구조와 달리, 지지 볼부재(1142a, 1142b, 또는 1142c)의 위치가 가이드홈의 위치나 형태에 의해 제한되며, 보조 볼부재(1142d, 1142e, 또는 1142f)가 요구되지 않는다.
도 21은 일 실시 예에서 하우징(1010)의 측벽(1012)에 배치된 보조 요크를 도시한 것이다. 도 22는 일 실시 예에서 풀링력의 중심(P)이 보조요크로 인해 쉬프트하는 것을 도시한 것이다.
일 실시 예에서 풀링수단은 풀링력의 중심(P)이 폴디드 모듈(1100)의 측부로 치우치도록 구성될 수 있다. 일 실시 예에서 제3 자성부재(1183)와 대향하는 부분에 제4 자성부재(1184)가 배치되는데, 이때 제4 자성부재(1184)는 비대칭적으로 구성될 수 있다.
일 실시 예에서 제4 자성부재(1184)는 메인 자성부재(1184a)와 보조 자성부재(1184b)를 포함할 수 있다. 메인 자성부재(1184a)와 제3 자성부재(1183)가 주된 풀링력을 제공하고, 보조 자성부재(1184b)는 풀링력의 중심을 일측으로 쉬프트 시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 보조 자성부재(1184b)는 제3 자성부재(1183)의 중앙부에서 벗어난 부분과 대향하도록 배치될 수 있다. 제3 자성부재(1183)와 메인 자성부재(1184a) 사이의 자기적 인력의 중심(P1)이 제3 자성부재(1183)의 중심부에 위치하고, 제3 자성부재(1183)와 보조 자성부재(1184b) 사이의 자기적 인력의 중심은 제3 자성부재(1183)의 중심부에서 일측으로 치우친 지점에 위치될 수 있다. 이에 따라 제3 자성부재(1183)와 제4 자성부재(1184) 사이의 자기적 인력의 중심(P2)은 제3 자성부재(1183)의 중심부에서 벗어난 지점에 위치될 수 있다.
일 실시 예에서 보조 자성부재(1184b)는 메인 자성부재(1184a)와 별도의 부재로 제공될 수 있다. 예를 들어, 메인 자성부재(1184a)는 기판(1050)의 외측에 배치되고, 보조 자성부재(1184b)는 기판(1050)의 내측에 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에 따르면 보조 자성부재(1184b)는 제2 OIS 코일(1172) 내측에 구비될 수 있다.
다른 실시 예에서 보조 자성부재(1184b)는 메인 자성부재(1184a)와 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 보조 자성부재(1184b)는 메인 자성부재(1184a)의 일부에서 돌출 연장한 부분으로 제공될 수 있다. 메인 자성부재(1184a)가 기판(1050)의 바깥쪽에 배치된 경우, 보조 자성부재(1184b)는 기판(1050)을 관통하여 기판(1050)의 내측으로 돌출될 수 있다.
도 22를 참고하여, 보조 자성부재(1184b)로 인한 효과를 설명한다.
먼저, 보조 자성부재(1184b)가 없는 경우 풀링력의 중심(P1)이 3개 볼부재들(1142a, 1142b, 1142c)을 연결한 삼각형(T) 내부 영역에 위치되며, 미들가이드(1130)(또는 회전홀더(1120))가 제2 축(C2)을 기준으로 회전하는 동안 풀링력의 중심(P1)은 상하 방향으로 이동한다. 풀링력의 중심(P1)이 삼각형(T) 내부 영역에서 벗어나지 않아야 미들가이드(1130)(또는 회전홀더(1120))가 안정적으로 지지되고, OIS 구동이 매끄럽게 수행될 수 있다. 따라서, 보조 자성부재(1184b)가 없는 경우 풀링력의 중심(P1)은 제1 범위 내에서 움직일 수 있다.
한편, 보조 자성부재(1184b)가 있는 경우 풀링력의 중심(P2)은 3개 볼부재들(1142a, 1142b, 1142c) 중 2개 볼부재들(1142b, 1142c)이 위치된 일측으로 쉬프트될 수 있다. 일측에 배치된 2개 볼부재들(1142b, 1142c)을 이은 선을 삼각형(T)의 밑변이라고 칭할 때, 풀링력의 중심(P2)이 삼각형(T)의 밑변에 가까이 위치될수록 풀링력의 중심(P2)이 상하 방향으로 움직일 수 있는 구간이 길어진다. 즉, 보조 자성부재(1184b)가 있는 경우 미들가이드(1130)(또는 회전홀더(1120))가 제2 축(C2)을 기준으로 회전할 수 있는 범위는 보조 자성부재(1184b)가 없는 경우에 비해 더 크다. 결국, 보조 자성부재(1184b)가 추가적으로 마련됨으로써 회전홀더(1120)(또는 반사부재(1110))가 제2 축을 기준으로 회전할 수 있는 범위가 커지고, 이는 OIS 성능을 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시 예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
1000: 카메라 모듈
1010: 하우징
1012: 하우징 측벽
1100: 폴디드 모듈
1110: 반사부재
1120: 회전홀더
1130: 미들가이드
1141, 1142: 볼부재
1151, 1152, 1153, 1154, 1155, 1156, 1157: 볼 가이드홈
1161, 1171: OIS 구동 마그네트
1162, 1172: OIS 구동 코일
1181, 1182, 1183, 1184: 풀링수단
1200: 렌즈모듈
1300: 이미지 센서 모듈

Claims (16)

  1. 하우징;
    상기 하우징에 대해 광축에 수직인 축을 기준으로 틸트가능하게 구비되고, 반사부재가 수용된 회전홀더;
    상기 회전홀더에 구비된 제1 자성부재;
    상기 하우징과 상기 회전홀더 사이에 배치된 미들가이드; 및
    상기 회전홀더와 상기 미들가이드 사이에 배치된 3개의 볼부재들을 포함하는 제1 볼그룹;을 포함하고,
    상기 제1 볼그룹의 상기 3개의 볼부재들을 이은 삼각형의 내부영역과 상기 제1 자성부재는 광축 방향으로 중첩되는, 카메라 모듈.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 자성부재와 대향하게 상기 하우징 또는 상기 미들가이드에 구비된 제2 자성부재;를 더 포함하는, 카메라 모듈.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 볼그룹은 상기 회전홀더 또는 상기 미들가이드에 마련된 제1 가이드홈에 일부 수용되는, 카메라 모듈.
  4. 제3항에서,
    상기 제1 가이드홈은, 광축에 수직인 제1 축의 원주방향으로 연장하는, 카메라 모듈.
  5. 제4항에서,
    상기 제1 가이드홈은 서로 구분되는 3개의 가이드홈들을 포함하고, 상기 제1 볼그룹의 상기 3개의 볼부재들이 상기 가이드홈들에 하나씩 수용되는, 카메라 모듈.
  6. 제1항에서,
    상기 하우징과 상기 미들가이드 사이에 배치되어 상기 미들가이드를 지지하는 3개의 지지 볼부재들을 포함하는 제2 볼그룹;을 포함하고,
    상기 제2 볼그룹의 상기 3개의 지지 볼부재들을 이은 삼각형의 내부영역과 상기 제1 자성부재는 광축 방향으로 중첩되는, 카메라 모듈.
  7. 제6항에서,
    상기 제2 볼그룹은 상기 하우징 또는 상기 미들가이드에 마련된 제2 가이드홈에 일부 수용되는, 카메라 모듈.
  8. 제7항에서,
    상기 제2 가이드홈은, 광축에 수직인 제2 축의 원주방향으로 연장하는, 카메라 모듈.
  9. 제7항에서,
    상기 3개의 지지 볼부재들은 제1 볼부재, 제2 볼부재, 및 제3 볼부재를 포함하고,
    상기 제2 가이드홈은 상기 미들가이드에 마련되고, 서로 나란하게 이격된 제2-1 가이드홈 및 제2-2 가이드홈을 포함하고, 상기 제1 볼부재 및 상기 제2 볼부재는 상기 제2-1 가이드홈에 수용되고, 상기 제3 볼부재는 상기 제2-2 가이드홈에 수용되는, 카메라 모듈.
  10. 제9항에서,
    상기 제2-1 가이드홈에 수용되고, 상기 제1 볼부재와 상기 제2 볼부재 사이에 배치된 보조 볼부재;를 더 포함하고,
    상기 보조 볼부재는 상기 제1 볼부재 또는 상기 제2 볼부재보다 작은 직경을 가지는, 카메라 모듈.
  11. 제9항에서,
    상기 제2-2 가이드홈에 수용되고, 상기 제3 볼부재의 일측 또는 양측에 배치된 보조 볼부재;를 더 포함하고,
    상기 보조 볼부재는 상기 제3 볼부재보다 작은 직경을 가지는, 카메라 모듈.
  12. 제7항에서,
    상기 제2 가이드홈은 서로 구분되는 3개의 가이드홈들을 포함하고, 상기 제2 볼그룹의 상기 3개의 볼부재들이 상기 가이드홈들에 하나씩 수용되는, 카메라 모듈.
  13. 제7항에서,
    상기 회전홀더 또는 상기 미들가이드에 장착된 제3 자성부재; 및
    상기 제3 자성부재와 대향하게 상기 하우징에 장착된 제4 자성부재;를 더 포함하는, 카메라 모듈.
  14. 제13항에서,
    상기 제3 자성부재와 대향하게 상기 하우징에 장착된 서브요크;를 더 포함하고,
    상기 제2 가이드홈은 상기 하우징에 마련되고, 서로 나란하게 이격된 제2-1 가이드홈 및 제2-2 가이드홈을 포함하고, 상기 제2 볼그룹 중 두개 볼부재들은 상기 제2-1 가이드홈에 수용되고, 상기 제2 볼그룹 중 나머지 볼부재는 상기 제2-2 가이드홈에 수용되고,
    상기 서브요크는 상기 제2-2 가이드홈보다 상기 제2-1 가이드홈에 가깝게 배치되는, 카메라 모듈.
  15. 하우징;
    상기 하우징에 대해 광축에 수직인 축을 기준으로 틸트가능하게 구비되고, 반사부재가 수용된 회전홀더;
    상기 하우징과 상기 회전홀더 사이에 배치된 미들가이드;
    상기 회전홀더 또는 상기 미들가이드에 장착된 제1 자성부재; 및
    상기 하우징과 상기 미들가이드 사이에 배치된 3개의 볼부재들을 포함하는 볼그룹;을 포함하고,
    상기 볼그룹의 상기 3개의 볼부재들을 이은 삼각형의 내부영역과 상기 제1 자성부재는 광축 방향으로 중첩되는, 카메라 모듈.
  16. 제15항에서,
    상기 제1 자성부재와 대향하게 상기 하우징에 장착된 제2 자성부재;를 더 포함하고,
    상기 볼그룹은 상기 하우징 또는 상기 미들가이드에 마련된 만곡형 가이드홈에 일부 수용되는, 카메라 모듈.
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