KR102582944B1

KR102582944B1 - 카메라 모듈 및 광학기기

Info

Publication number: KR102582944B1
Application number: KR1020160073385A
Authority: KR
Inventors: 장영배
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2016-06-13
Filing date: 2016-06-13
Publication date: 2023-09-26
Anticipated expiration: 2036-06-13
Also published as: KR20170140712A

Abstract

본 실시예는, 케이스; 상기 케이스의 내부공간에 위치하고, 전원이 인가되면 가변하는 벨로우즈부를 포함하는 보빈; 상기 보빈의 내부공간에 위치하는 렌즈 모듈; 및 상기 보빈을 지지하고, 상기 벨로우즈부에 전원을 인가하는 인쇄회로기판을 포함하는 카메라 모듈과 이를 이용하는 광학기기에 관한 것이다.

Description

카메라 모듈 및 광학기기{Camera module and optical apparatus}

본 실시예는 카메라 모듈 및 광학기기에 관한 것이다.

이하에서 기술되는 내용은 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 기재한 것은 아니다.

스마트폰과 같은 휴대단말기의 보급이 일반화되고, 인공지능(AI)을 탑재한 스마트 디바이스가 출현하고 있다. 최근 이와 관련한 광학기기에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

대표적인 예로는, 피사체를 촬영하는 스마트폰 카메라, 출사한 광펄스를 수광하는 방식으로 피사체를 탐지하는 자율 주행 차량용 라이다(LIDAR, Light Detection And Ranging) 등이 있다.

광학기기는 촬영 선명도와 탐색범위를 높이기 위해, 카메라 모듈에 의해 구현되는 오토 포커스(AF, Auto Focus), 손 떨림 보정(OIS, Optical Image Stabilizer), 시야각 조정(FOV Adjustment, Field of View Adjustment)기능 등을 갖는다.

특히, 손 떨림 보정(OIS)과 관련하여, 렌즈 시프트, 틸트 방식 등이 있다.

시프트(shift) 방식은 수직이동(AF 구동)이 가능한 보빈에서 렌즈 모듈을 수평으로 흔드는 방식(OIS 구동)이다. 그러나 보빈에 렌즈 모듈을 흔들 수 있는 추가 공간이 필요하다는 문제점이 있었다.

틸트(tilt) 방식은 수직이동(AF 구동)이 가능한 보빈 전체를 수평으로 흔드는 방식(OIS 구동)이다. 그러나 보빈이 하우징 내에서 떠 있어야 하므로, 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)과 연결하는 것이 까다롭다. 또, 기능 구현을 위한 구성물이 많아 컴팩트한 구조를 가지기 어려운 문제점이 있었다.

시프트와 틸트 방식에서 사용되는 보빈은 플라스틱 사출(예를 들면, Poly carbonate)에 의해 만들어져, 리지드(rigid)한 물성을 가졌다. 따라서 보빈을 구동시켜 시야각(FOV, Field of View)을 이동시키기에는 어려운 측면이 있었다. 나아가, 보빈에 내장되는 렌즈 사이즈의 자유도 또한 낮았으므로, 시야각(FOV, Field of View)을 이동시키킬 수 있더라도 렌즈의 매수가 증가되는 문제점이 있었다. 또, 플라스틱 사출물은 강성이 낮아 이를 보완할 필요성이 있었다.

상술한 문제점을 해결하고자, 자체가 형상변화하는 보빈에 의해, AF, OIS, FOV Adjustment 기능이 통합구동되어, 모듈 사이즈를 축소할 수 있는 카메라 모듈을 제공하고자 한다.

나아가, 인쇄회로기판을 쉽게 연결할 수 있는 구조를 가지는 카메라 모듈을 제공하고자 한다.

나아가, 보빈의 강성을 증가시킬 수 있는 카메라 모듈을 제공하고자 한다.

나아가, 상기 카메라 모듈을 포함하는 광학기기를 제공하고자 한다.

본 실시예에 따른, 카메라 모듈은, 케이스; 상기 케이스의 내부공간에 위치하고, 전원이 인가되면 가변하는 벨로우즈부를 포함하는 보빈; 상기 보빈의 내부공간에 위치하는 렌즈 모듈; 상기 보빈을 지지하고, 상기 벨로우즈부에 전원을 인가하는 인쇄회로기판을 포함할 수 있다.

상기 보빈은 알루미늄 또는 니켈을 포함하는 합금재질일 수 있다.

상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되고, 상기 렌즈 모듈과 이격되어 상기 보빈의 내부공간에 위치하는 이미지 센서를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 따른, 카메라 모듈은, 케이스; 상기 케이스의 내부공간에 위치하고, 벨로우즈부를 포함하는 보빈; 상기 보빈의 내부공간에 위치하는 렌즈 모듈; 상기 벨로우즈부를 전자기적 상호작용에 의해 가변시키는 구동부; 상기 보빈을 지지하고, 상기 구동부에 전원을 인가하는 인쇄회로기판을 포함할 수 있다.

상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되고, 상기 렌즈 모듈과 이격되어 상기 보빈의 내부공간에 위치하는 발광 블럭을 더 포함할 수 있다.

상술한 실시예에 따른, 카메라 모듈의 상기 벨로우즈부는, 상기 보빈의 길이방향으로 이격되어 배치된 한 쌍의 링; 및 한 쌍의 상기 링 각각의 외주연으로부터 연장되어 접하고, 연장되는 부분에서 일측과 타측으로 교번하여 만곡된 접합부를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 따른, 광학기기는, 터치스크린; 상기 터치스크린과 연동된 카메라모듈을 포함하고, 상기 카메라 모듈은, 케이스; 상기 케이스의 내부공간에 위치하고, 전원이 인가되면 가변하는 벨로우즈부를 포함하는 보빈; 상기 보빈의 내부공간에 위치하는 렌즈 모듈; 및 상기 보빈을 지지하고, 상기 터치스크린에 입력된 신호에 따라 상기 벨로우즈부에 전원을 인가하는 인쇄회로기판을 포함하고, 상기 터치스크린에서 입력된 신호에 따라 상기 카메라 모듈의 벨로우즈부가 가변하여 상기 카메라 모듈의 시야각이 조절될 수 있다.

본 실시예에 따른, 광학기기는, 터치스크린; 상기 터치스크린과 연동된 카메라모듈을 포함하고, 상기 카메라 모듈은, 케이스; 상기 케이스의 내부공간에 위치하고, 벨로우즈부를 포함하는 보빈; 상기 보빈의 내부공간에 위치하는 렌즈 모듈; 상기 벨로우즈부를 전자기적 상호작용에 의해 가변시키는 구동부; 및 상기 보빈을 지지하고, 상기 터치스크린에 입력된 신호에 따라 상기 구동부에 전원을 인가하는 인쇄회로기판을 포함하고, 상기 터치스크린에서 입력된 신호에 따라 상기 카메라 모듈의 벨로우즈부가 가변하여 상기 카메라 모듈의 시야각이 조절될 수 있다.

본 발명에서는, 유연성과 탄성을 가지는 벨로우즈부에 의해, 보빈 자체가 변하여 렌즈 모듈의 통합구동(AF, OIS, FOV Adjustment 기능 수행)이 이루어 지기 때문에, 컴팩트한 구조를 가지고, 넓은 범위의 시야각 조정(FOV Adjustment, Field of View Adjustment)이 가능하다.

나아가, 상술한 컴팩트한 구조에 의해, 배선이 복잡해지는 문제를 해결하였다.

나아가, 보빈은, 쉽게 인쇄회로기판과 결합될 수 있다.

나아가, 보빈은 합금 재질을 가지므로, 강성이 증가되었다.

도 1은, 본 제1실시예에 따른 카메라 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 2는, 본 제2실시예에 따른 카메라 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 3은, 본 제1실시예에 따른 보빈을 나타낸 단면도이다.
도 4는, 본 제1실시예에 따른 보빈의 구동을 나타낸 사시도이다.
도 5는, 본 제2실시예에 따른 보빈의 구동을 나타낸 사시도이다.
도 6은, 본 실시예에 따른 광학 장치를 나타낸 사시도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하에서 사용되는 "광축 방향"은, 보빈에 결합된 상태의 렌즈 모듈의 광축 방향으로 정의한다. 한편, “광축 방향”은 상하 방향, z축 방향 등과 혼용될 수 있다.

이하에서 사용되는 "오토 포커스 기능"는, 피사체의 거리에 따라, 렌즈 모듈을 광축 방향(z축)으로 이동시켜 이미지 센서와의 거리를 조절함으로써, 피사체에 대한 초점을 맞추는 기능으로 정의한다. 한편, "오토 포커스"는 "AF(Auto Focus)"와 혼용될 수 있다.

이하에서 사용되는 "손 떨림 보정 기능"은, 정지화상의 촬영 시 사용자의 손떨림에 기인한 진동을, 렌즈 모듈을 수평방향(광축의 수직방향)으로 이동시키거나 광축의 수직축(x,y축)을 기준으로 회동시키는(pitch, yaw제어) 보정을 함으로써, 피사체의 외곽선이 또렷하게 형성되도록 하는 기능으로 정의한다. 한편, "손 떨림 보정"은 "OIS(Optical Image Stabilizer)"와 혼용될 수 있다.

이하에서 사용되는 "시야각 조정 기능"은, 렌즈 모듈을 수평방향(광축의 수직방향)으로 이동시키거나 광축의 수직축(x,y축)을 기준으로 회동시키는(pitch, yaw제어)보정을 함으로써, 피사체가 시야각 내에 들어오도록 하는 기능으로 정의한다. 한편, "시야각 조정"은 "FOV Adjustment(Field of View Adjustment)"와 혼용될 수 있다.

본 발명은, 제1,2실시예를 가질 수 있다. 먼저, 본 제1,2실시예에 따른 카메라 모듈(100,200)이 적용되는, 광학기기에 대해서 설명한다.

광학기기는, 핸드폰, 휴대폰, 스마트폰(smart phone), 휴대용 스마트 기기, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, LIDAR(Light Detaction and Ranging) 등일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며 피사체를 촬영하거나 탐색하는 어떠한 장치도 가능하다.

이하에서는, 본 제1실시예에 따른, 카메라 모듈(100)의 구성을 설명한다. 도 1은, 본 제1실시예에 따른 카메라 모듈을 나타낸 단면도이다. 도 3은, 본 제1실시예에 따른 보빈을 나타낸 단면도이다. 도 4는, 본 제1실시예에 따른 보빈의 구동을 나타낸 사시도이다.

카메라 모듈(100)은, 렌즈 구동 장치(110), 렌즈 모듈(120), 이미지센서(130), 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)(140), 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 또, LIDAR(Light Detaction and Ranging)와 같은 탐색용 광학기기의 카메라 모듈에서는, 이미지 센서(130)를 대신하여 발광/수광블럭(미도시)을 포함할 수 있다.

렌즈 구동 장치(110)는, 케이스(150), 보빈(160)을 포함할 수 있다.

케이스(150)는, 렌즈 구동 장치(110)의 외관을 형성할 수 있다. 케이스(150)는, 하부가 개방된 육면체 형상일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.

케이스(150)는, 일례로서 금속재로 형성될 수 있다. 보다 상세히, 케이스(150)는, 금속의 판재로 구비될 수 있다. 이 경우, 케이스(150)는 전자 방해 잡음(EMI, electro magnetic interference)을 차단할 수 있다. 케이스(150)의 이와 같은 특징 때문에, 케이스(150)는 EMI 쉴드캔으로 호칭될 수 있다. 케이스(150)는 렌즈 구동 장치(110)의 외부에서 발생되는 전파가 케이스(150) 내측으로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 케이스(150)는, 케이스(150) 내부에서 발생된 전파가 케이스(150) 외측으로 방출되는 것을 차단할 수 있다. 다만, 케이스(150)의 재질이 이에 제한되는 것은 아니다.

케이스(150)는, 상판(151) 및 측판(152)을 포함할 수 있다. 케이스(150)는, 상판(151)과 , 상판(151)의 외측으로부터 하측으로 연장되는 측판(152)을 포함할 수 있다. 케이스(150)의 측판(152)의 하단은, 인쇄회로기판(140)에 장착될 수 있다. 케이스(150)는, 내측면이 인쇄회로기판(140)의 측면 일부 또는 전부와 밀착하여 인쇄회로기판(140)에 장착될 수 있다. 케이스(150)와 인쇄회로기판(140)에 의해 형성되는 내부 공간에는 보빈 모듈(160)이 위치할 수 있다. 이와 같은 구조를 통해, 렌즈 구동 장치(110)는 외부의 충격으로부터 내부 구성요소를 보호함과 동시에 외부 오염물질 침투방지 기능을 감지할 수 있다. 다만, 렌즈 구동 장치(110)가 베이스(미도시)를 포함하는 경우, 케이스(150)의 측판(152)의 하단이 베이스에 장착될 수 있다. 이 경우, 베이스의 하면이 인쇄회로기판(140)에 장착될 수 있다.

케이스(150)는, 상판(151)에 형성되어 렌즈 모듈(120)을 노출시키는 케이스개구(153)를 포함할 수 있다. 케이스개구(153)는, 렌즈 모듈(120)과 대응되는 형상으로 구비될 수 있다. 케이스개구(153)의 크기는, 렌즈 모듈(120)이 케이스개구(153)를 통해 조립될 수 있도록 렌즈 모듈(120)의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 한편, 케이스개구(153)를 통해 유입된 광은, 렌즈 모듈(120)을 통과할 수 있다. 또, 렌즈 모듈(120)을 통과한 광은 케이스개구(153)를 통해 유출될 수 있다. 이때, 유입된 광은 이미지센서(130)나 수광 블럭에서 영상으로 획득될 수 있다. 또, 발광 블럭에서 출사된 광은 피사체에 시준되어 조사될 수 있다.

보빈(160)은, 케이스(150)와 인쇄회로기판(140)에 의해 이루어진 내부공간에 위치할 수 있다. 다만, 렌즈 구동 장치(110)가 베이스를 포함하는 경우, 보빈(160)은, 케이스(150)와 베이스에 의해 형성된 내부공간에 위치할 수 있다. 보빈(160)은, 인쇄회로기판(140)에 의해 지지될 수 있다. 보빈(160)의 하단은, 인쇄회로기판(140)과 결합되어 고정될 수 있다. 보빈(160)의 하단은, 인쇄회로기판(140)의 상면 외측과 결합되어 고정될 수 있다. 다만, 렌즈 구동 장치(110)가 베이스를 포함하는 경우, 보빈(160)은 베이스에 연결되어 인쇄회로기판(140)에 의해 지지될 수 있다. 이 경우, 보빈(160)의 하단은, 베이스의 상측과 결합될 수 있다. 보빈(160)은, 인쇄회로기판(140)과 전기적으로 연결될 수 있다. 보빈(160)은, 인쇄회로기판(140)과 직접 결합되어 전기적 연결될 수 있다. 다만, 렌즈 구동 장치(110)가 베이스를 포함하는 경우, 보빈(160)은, 베이스에 고정된 상태에서 연성인쇄회로기판(FPCB, Flexible printed circuit board, 미도시)에 의해 인쇄회로기판(140)과 전기적 연결될 수 있다. 상술한 구조를 가지는 보빈(160)은, 보빈이 떠있는 틸트(tilt) 방식과는 달리, 인쇄회로기판과 직접 연결되거나 인접하여 연결되므로, 배선구조가 복잡하지 않다. 보빈(160)은, 렌즈 모듈(120)과 결합될 수 있다. 보빈(160)의 내주면에는 렌즈 모듈(120)의 외주면이 결합될 수 있다. 보빈(160)과 렌즈 모듈(120)은 나사결합할 수 있다. 보빈(160)과 렌즈 모듈(120)은 접착제에 의해 결합할 수 있다. 이때, 접착제는 자외선(UV) 또는 열에 의해 경화되는 에폭시일 수 있다.

보빈(160)은 벨로우즈부(161), 원통부(162), 고정단(163), 자유단(164)을 포함할 수 있다. 다만, 원통부(162), 고정단(163), 자유단(164)은 생략될 수 있다. 특히, 도 1에서 나타내는 바와 같이, 설계적 요청(예를 들면, 카메라 모듈의 용도에 따른 보빈의 구동범위)에 따라 원통부(162)가 생략될 수 있다.

보빈(160)은, 벨로우즈부(161)를 포함할 수 있다. 벨로우즈부(161)는, 주름관 형태일 수 있다. 벨로우즈부(161)의 주름은, 보빈(160)의 길이방향으로 형성된 여러 개의 마디(165)를 포함할 수 있다. 벨로우즈부(161)의 주름은, 팽창 또는 수축할 수 있다. 벨로우즈부(161)는, 설계적 요청에 의해, 연속적으로 형성되거나 소정 간격 이격되어 형성될 수 있다. 보빈(160)에서 벨로우즈부(161)가 형성되어 있지 않은 부분에는 원통부(162)가 형성되어 있을 수 있다.

벨로우즈부(161)의 마디(165)는, 링(166)과 접합부(167)를 포함할 수 있다. 링(166)은, 벨로우즈부(161)의 길이방향으로 여러 개가 형성될 수 있다. 링(166)은, 이웃하는 링(166)간 접합부(167)에 의해 연결될 수 있다. 접합부(167)는, 이웃하는 링(166)을 연결할 수 있다. 접합부(167)는, 이웃하는 링(166)의 외주연으로부터 방사상으로 연장된 형태일 수 있다. 접합부(167)는, 각각의 이웃하는 링(166)에서 연장된 부분이 만나 결합된 형태일 수 있다. 접합부(167)의 연장된 부분은, 만곡되어 있을 수 있다. 접합부(167)의 연장된 부분은, 일측과 타측으로 교번하며, 만곡돼 있을 수 있다. 접합부(167)의 연장된 부분은, 보빈(160)의 길이방향의 일측과 타측으로 교번하며, 만곡돼 있을 수 있다. 이러한 구조의 마디(165)를 통해, 벨로우즈부(161)는 탄성과 유연성을 가질 수 있다. 따라서 벨로우즈부(161)는, 광축방향으로 수축 팽창하는 AF구동을 수행할 수 있다. 또, 벨로우즈부(161)는, 광축과 수직축을 기준으로 회동하는(Yaw, Pitch제어) OIS, FOV조정 구동을 수행할 수 있다.

벨로우즈부(161)는, 인쇄회로기판(140)과 전기적으로 연결될 수 있다. 벨로우즈부(161)는, 알루미늄 또는 니켈 중 적어도 하나를 포함하는 합금일 수 있다. 벨로우즈부(161)는, 전원이 인가되면 수축하거나 팽창하는 소재로 구성될 수 있다. 즉, 벨로우즈부(161)는 인쇄회로기판(140)으로부터 전원을 인가받아 가변할 수 있다. 벨로우즈부(161)는, 형상기억합금일 수 있다. 벨로우즈부(161)는, 니켈-티타늄 합금, 카드뮴 합금, 구리-아연 합금, 구리-주석 합금을 포함하는 형상기억합금일 수 있다. 벨로우즈부(161)는, 인쇄회로기판(140)에서 공급되는 전류에 의해 팽창하거나 수축할 수 있다. 벨로우즈부(161)는, 인가되는 전류의 세기에 의해 광축방향(z축)으로 가변될 수 있다. 따라서 광축 방향(z축)으로 신축하는 AF(Auto Focus)구동기능을 수행할 수 있다. 또, 도 4에서 나타내는 바와 같이, 벨로우즈부(121)를 원주방향을 따라 각분할하여 여러 섹터(Sector)로 나눌 수 있다. 이 경우, 일부 섹터에만 전원을 인가할 수 있다. 전원이 인가된 섹터는 팽창하고, 이에 의해, 전원이 인가되지 않은 섹터는 수축할 수 있다. 전원이 인가된 섹터는 수축하고, 이에 의해, 전원이 인가되지 않은 섹터는 팽창할 수 있다. 또, 인가된 전원의 세기에 따라 수축 또는 팽창 정도를 조절할 수 있다. 따라서 광축의 수직축(x, y축) 방향으로 회동(pitch, yaw제어)하는 OIS(Optical Image Stabilizer)나 FOV Adjustment(Field of View Adjustment)구동기능을 수행할 수 있다. 예를 들면, 벨로우즈부(161)가 전원이 인가되면 팽창하는 소재로 만들어진 경우, 벨로우즈부(161)가 구동(pitch, yaw제어)하고자 하는 방향과 반대 방향에 위치한 섹터에만 전원을 인가할 수 있다. 이 경우, 회동하고자 하는 방향에 위치한 섹터는 수축할 수 있다. 또, 회동하고자 하는 방향과 반대 방향에 위치한 섹터는 팽창할 수 있다. 나아가 회동하고자 하는 방향과 반대 방향에 위치할 수록 전원을 더 많이 인가하여 곡률을 유지할 수 있다.(벨로우즈부(161)가 꺽이는 현상 방지) 이러한 과정에 의해, 벨로우즈부(161)는 회동하고자 하는 방향으로 만곡될 수 있다. 벨로우즈부(161)는, 태생적으로, 탄력적이고 유연한 구조를 가지므로, 관형태의 보빈보다 신속하고, 정확하게 구동할 수 있다. 또, 구동부분의 피로도(마모도)를 최소화할 수 있다.

보빈(160)은, 원통부(162)를 포함할 수 있다. 원통부(162)는, 관 형태일 수 있다. 원통부(162)는, 설계적 요청에 의해, 연속적으로 형성되거나 소정 간격 이격되어 형성될 수 있다. 보빈(160)에서 원통부(162)가 형성되어 있지 않은 부분은 벨로우즈부(161)가 형성되어 있을 수 있다. 도 3에서 나타내는 바와 같이, 원통부(162)의 양 끝단에 벨로우즈부(161)가 형성되어 있을 수 있다. 원통부(162)는, 벨로우즈부(161)와 동일한 재질로 형성될 수 있다. 원통부(162)와 벨로우즈부(161)의 유니포미티(uniformity)를 확보하여, 일체화된 구동을 구현하기 위함일 수 있다. 원통부(160)은, 벨로우즈부(161)와 동일하지 않은 재질을 가질 수 있다. 구동반경이 적은 원통부(162)에 전원이 인가되어 변하는 것을 차단하기 위함이다. 이 경우, 원통부(162)는 전기전도성이 있는 재질일 수 있다. 따라서 벨로우즈부(161)가 원통부(162)에 의해 이격되어 형성된 경우에도, 원통부(162)를 통해 전원이 인가될 수 있다.

보빈(160)은, 고정단(163)을 포함할 수 있다. 고정단(163)은, 다른 부재에 고정되어 움직이지 않는 단부를 의미할 수 있다. 고정단(163)은, 보빈(160)의 하단에 위치할 수 있다. 고정단(163)은, 보빈(160)의 개구와 일치하는 홀(hole)을 가지는 링 형태일 수 있다. 고정단(163)은, 인쇄회로기판(140)의 상면 내측에 고정될 수 있다. 다만, 렌즈 구동 장치(110)가 베이스를 포함하는 경우, 베이스에 고정될 수 있다. 이 경우, 베이스는 인쇄회로기판(140)의 상면 내측에 고정될 수 있다. 따라서 보빈(160)은, 인쇄회로기판(140)에 의해 지지될 수 있다. 고정단(163)에 의해, 보빈(200)은 안정적인 구조를 가지고, 손쉽게 인쇄회로기판(140)과 연결될 수 있다.

보빈(160)은, 자유단(164)을 포함할 수 있다. 자유단(164)은, 보빈(160)이 광축의 수직축(x,y축)을 기준으로 회동(yaw, pitch제어)할 수 있도록, 이동할 수 있는 단부를 의미할 수 있다. 자유단(164)은, 보빈(160)의 상단에 위치할 수 있다. 자유단(164)은, 보빈(160)의 개구부와 일치하는 홀(hole)을 가지는 링 형태일 수 있다. 자유단(164)은, 탄성지지부재(미도시)에 의해 탄성지지될 수 있다. 따라서 보빈(160)은, 탄성지지부재의 복원력에 의해, 평상시 직립상태를 유지할 수 있다. 또, 보빈(160)의 구동에 따라 탄성지지부재가 수축 또는 팽창할 수 있다. 그 결과, 탄성지지부재는 보빈(160)의 구동에 안정성을 제공할 수 있다.

렌즈 모듈(120)은, 하나 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 렌즈 모듈(120)은, 렌즈 및 렌즈 배럴(미도시)을 포함할 수 있다. 다만, 렌즈 모듈(120)의 일 구성이 렌즈 배럴로 한정되는 것은 아니며, 하나 이상의 렌즈를 지지할 수 있는 홀더 구조라면 어느 것이든 가능하다. 렌즈 모듈(120)은, 보빈(160)에 결합되어 보빈(160)이 구동함에 따라 이와 일체로 구동할 수 있다. 렌즈 모듈(120)은, 보빈(160)의 내측에 결합될 수 있다. 렌즈 모듈(120)은, 보빈(160)과 나사 결합될 수 있다. 렌즈 모듈(120)은, 보빈(160)과 접착제에 의해 결합될 수 있다. 한편, 렌즈 모듈(120)은, 이미지 센서(130)에 광을 조사할 수 있다. 렌즈 모듈(120)은, 발광 블럭에서 방출된 광을 시준할 수 있다. 렌즈 모듈(120)은, 피사체에서 반사된 광을 수광 블럭에 집속시킬 수 있다.

이미지센서(130)는 스마트폰(smart phone), 휴대용 스마트 기기, 디지털 카메라 등과 같은 촬영용 광학기기의 카메라 모듈에 사용될 수 있다. 이미지 센서(130)는, 인쇄회로기판(140)에 실장되어 전기적으로 연결될 수 있다. 이미지센서(130)는, 인쇄회로기판(140)의 상면 내측에 위치할 수 있다. 이미지센서(130)는, 렌즈 모듈(120)과 이격되어 보빈(160)의 내부공간에 위치할 수 있다. 이미지 센서(130)는, 렌즈 모듈(120)과 광축이 일치되도록 위치할 수 있다. 이를 통해, 이미지 센서(130)는, 렌즈 모듈(120)을 통과한 광을 획득할 수 있다. 이미지 센서(130)는, 조사되는 광을 영상으로 출력할 수 있다. 이미지 센서(130)는, 일례로서 CCD(charge coupled device, 전하 결합 소자), MOS(metal oxide semi-conductor, 금속 산화물 반도체), CPD 및 CID일 수 있다. 다만, 이미지 센서(130)의 종류가 이에 제한되는 것은 아니다.

발광블럭은, LIDAR(Light Detaction and Ranging) 등과 같은 탐색용 광학기기의 카메라 모듈에 사용될 수 있다. 발광블럭은, 인쇄회로기판(140)에 실장되어 전기적으로 연결될 수 있다. 발광블럭은, 인쇄회로기판(140)의 상면 내측에 위치할 수 있다. 발광블럭은, 렌즈 모듈(120)과 이격되어 보빈(160)의 내부공간에 위치할 수 있다. 발광블럭은, 렌즈 모듈(120)과 광축이 일치되도록 위치할 수 있다. 이를 통해, 발광블럭에서 방출된 광은, 렌즈 모듈(120)에 의해 피사체에 시준될 수 있다. 발광블럭의 광원들은, 예를 들어, 레이저 다이오드를 포함할 수 있다. 광원들은, 약 905nm의 파장들을 갖는 광을 방출할 수 있다.

수광블럭은, LIDAR(Light Detaction and Ranging) 등과 같은 탐색용 광학기기의 카메라 모듈에 사용될 수 있다. 수광블럭은, 인쇄회로기판(140)에 실장되어 전기적으로 연결될 수 있다. 수광블럭은, 인쇄회로기판(140)의 상면 내측에 위치할 수 있다. 수광블럭은, 렌즈 모듈(120)과 이격되어 보빈(160)의 내부공간에 위치할 수 있다. 수광블럭은, 렌즈 모듈(120)과 광축이 일치되도록 위치할 수 있다. 이를 통해, 피사체에서 반사된 광은, 렌즈 모듈(120)을 통하여 수광블럭에 집속될 수 있다. 수광블럭은, 검출된 광을 통하여 피사체의 위치나 거리를 영상으로 출력할 수 있다. 수광블럭에 포함된 검출기는, 예를 들어, 질소와 같은 불활성 기체로 채워진 밀봉된 환경에 있는 애벌랜지 포토다이오드(avalanche photodiode)를 포함할 수 있다. 발광블럭과 수광블럭은 다른 위치에 있지만, 반사판(미도시)에 의해 양 블럭 모두 렌즈 모듈(120)과 광축이 일치할 수 있다.

인쇄회로기판(140)의 상면 외측에는, 보빈(160)이 결합되어 고정될 수 있다. 다만, 렌즈 구동 장치(110)가 베이스를 포함하는 경우, 인쇄회로기판(140)의 상면 외측에는 베이스가 결합되어 고정될 수 있다. 이 경우, 보빈(160)은 베이스에 결합되어 고정될 수 있다. 인쇄회로기판(140)은, 직접 보빈(160)을 지지하거나 베이스를 통해 보빈(160)을 지지할 수 있다. 인쇄회로기판(140)은, 보빈(160)과 전기적으로 연결되어 전원을 인가할 수 있다. 인쇄회로기판(140)에는, 이미지 센서(130)가 실장되어 전기적으로 연결될 수 있다. 인쇄회로기판(140)의 상면 내측에는, 이미지 센서(130)가 위치할 수 있다. 따라서 인쇄회로기판(140)의 상면에서는, 이미지 센서(130)가 보빈(160)의 내부 공간에 수용될 수 있다. 또, 이미지 센서(130)의 상측으로 이격되어 렌즈 모듈(120)이 위치할 수 있다. 또, LIDAR(Light Detaction and Ranging)와 같은 탐색용 광학기기의 카메라 모듈에서는, 이미지 센서(130)를 대신해서 발광/수광부가 위치할 수 있다. 상술한 구조를 통해, 보빈(160)의 내부공간 상측에 위치한, 렌즈 모듈(120)을 통과한 광이 인쇄회로기판(140)에 실장되는 이미지 센서(130)에 조사될 수 있다. 또, 발광 블럭에서 방출된 광이 렌즈 모듈(120)을 통과하여 피사체에 시준될 수 있다. 또, 피사체에서 반사된 광이 렌즈 모듈(120)을 통과하여 수광 블럭으로 집속될 수 있다. 한편, 인쇄회로기판(140)에는 보빈(160)을 제어하기 위한 제어부가 위치할 수 있다.

제어부는, 인쇄회로기판(140))에 실장될 수 있다. 제어부는, 보빈(160)에 대하여 공급하는 전류의 방향, 세기 및 진폭 등을 제어할 수 있다. 제어부는, 보빈(160)을 제어하여 카메라 모듈의 오토 포커스, 손 떨림 보정, 시야각 조정 기능을 수행할 수 있다. 제어부는, 터치스크린으로부터 전기적 신호를 받아 터치포인트를 인식할 수 있다. 제어부는 인식된 터치포인트에 따라 보빈(160)을 제어할 수 있다.

이하에서는, 본 제2실시예에 따른, 카메라 모듈(200)의 구성을 설명한다. 도2는 본 제2실시예에 따른 카메라 모듈을 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 제2실시예에 따른 카메라 모듈의 구동을 나타낸 사시도이다.

카메라 모듈(200)은, 렌즈 구동 장치(210), 렌즈 모듈(220), 이미지센서(230), 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)(240), 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 또, LIDAR(Light Detaction and Ranging)와 같은 탐색용 광학기기의 카메라 모듈에서는, 이미지 센서(230)를 대신하여 발광/수광블럭(미도시)을 포함할 수 있다.

렌즈 구동 장치(210)는, 케이스(250), 보빈(260), 구동부(270)를 포함할 수 있다.

본 제2실시예의 케이스(250)는 제1실시예의 케이스(150)가 유추적용될 수 있다.

보빈(260)은, 케이스(250)와 인쇄회로기판(240)에 의해 이루어진 내부공간에 위치할 수 있다. 다만, 렌즈 구동 장치(210)가 베이스(미도시)를 포함하는 경우, 보빈(260)은, 케이스(250)와 베이스에 의해 형성된 내부공간에 위치할 수 있다. 보빈(260)은, 인쇄회로기판(240)에 의해 지지될 수 있다. 보빈(260)의 하단은, 인쇄회로기판(240)과 결합되어 고정될 수 있다. 보빈(260)의 하단은, 인쇄회로기판(240)의 상면 외측과 결합되어 고정될 수 있다. 다만, 렌즈 구동 장치(210)가 베이스를 포함하는 경우, 보빈(260)은 베이스에 연결되어 인쇄회로기판(240)에 의해 지지될 수 있다. 이 경우, 보빈(260)의 하단은, 베이스의 상측과 결합될 수 있다. 보빈(260)은, 렌즈 모듈(220)과 결합될 수 있다. 결합 형태와 방식은 본 제1실시예를 유추적용할 수 있다.

보빈(260)은 벨로우즈부(261), 원통부(262), 고정단(263), 자유단(264)을 포함할 수 있다. 다만, 원통부(262), 고정단(263), 자유단(264)은 생략될 수 있다. 특히, 도 2에서 나타내는 바와 같이, 설계적 요청(예를 들면, 카메라 모듈의 용도에 따른 보빈의 구동범위)에 따라 원통부(262)가 생략될 수 있다.

보빈(260)은, 벨로우즈부(261)를 포함할 수 있다. 벨로우즈부(261)의 형태에는, 본 제1실시예의 벨로우즈부(161)의 형태가 유추적용될 수 있다.

벨로우즈부(261)는, 인쇄회로기판(240)과 전기적으로 연결되지 않을 수 있다. 제1실시예와 달리, 벨로우즈부(261)의 재료적 성질(전원이 인가되면, 팽창 또는 수축)이 아니라, 구동부(270)에 의해 구동할 수 있기 때문이다. 벨로우즈부(261)는, 알루미늄 또는 니켈 중 적어도 하나를 포함하는 합금일 수 있다. 벨로우즈부(261)는, 수축하거나 팽창하는 소재로 구성될 수 있다. 벨로우즈부(261)는, 구동부(270)에 의해 팽창하거나 수축할 수 있다. 벨로우즈부(261)는, 구동부(270)에 의해 광축방향(z축)으로 가변될 수 있다. 따라서 광축 방향(z축)으로 신축하는 AF(Auto Focus)구동기능을 수행할 수 있다. 또, 도 5에서 나타내는 바와 같이, 벨로우즈부(121)를 원주방향을 따라 각분할하여 여러 섹터(Sector)로 나눌 수 있다. 이 경우, 일부 섹터만 구동부(270)에 의해 구동할 수 있다. 구동부(270)에 의해, 일부는 팽창하고, 일부는 수축할 수 있다. 또, 구동부(270)에 인가된 전원의 세기에 따라 수축 또는 팽창 정도를 조절할 수 있다. 따라서 광축의 수직축(x, y축) 방향으로 회동(pitch, yaw제어)하는 OIS(Optical Image Stabilizer)나 FOV Adjustment(Field of View Adjustment)구동기능을 수행할 수 있다. 벨로우즈부(261)는, 플라스틱 사출물일 수 있다. 벨로우즈부(261)는, 태생적으로, 탄력적이고 유연한 구조를 가지므로, 관형태의 보빈보다 신속하고, 정확하게 구동할 수 있다. 또, 구동부분의 피로도(마모도)를 최소화할 수 있다.

보빈(260)은, 원통부(미도시)를 포함할 수 있다. 원통부는, 관 형태일 수 있다. 원통부(미도시)는, 설계적 요청에 의해, 연속적으로 형성되거나 소정 간격 이격되어 형성될 수 있다. 보빈(260)에서 원통부가 형성되어 있지 않은 부분은 벨로우즈부(261)가 형성되어 있을 수 있다. 원통부는, 벨로우즈부(261)와 동일한 재질로 형성될 수 있다. 원통부와 벨로우즈부(261)의 유니포미티(uniformity)를 확보하여, 일체화된 구동을 구현하기 위함일 수 있다. 원통부는, 벨로우즈부(261)와 동일하지 않은 재질을 가질 수 있다. 구동반경이 적은 원통부를 탄성이 적은 재질로 만들 수 있다. 이 경우, 벨로우즈부(261)가 주로 구동하고, 원통부의 구동은 최소한으로 제한될 수 있다. 따라서 유연성과 탄성을 가진 벨로우즈부(261)를 위주로 구동할 수 있다.

보빈(260)은, 고정단(263)을 포함할 수 있다. 고정단(263)에는, 본 제1실시예의 고정단(163)을 유추적용할 수 있다. 다만, 본 제2실시예의 고정단(263)에는 구동부(270)가 위치할 수 있다.

보빈(260)은, 자유단(264)을 포함할 수 있다. 자유단(264)은, 보빈(260)이 광축의 수직축(x,y축)을 기준으로 회동(yaw, pitch제어)할 수 있도록, 이동할 수 있는 단부를 의미할 수 있다. 자유단(264)은, 보빈(260)의 상단에 위치할 수 있다. 자유단(264)은, 보빈(260)의 개구부와 일치하는 홀(hole)을 가지는 링 형태일 수 있다. 자유단(264)에는 구동부(270)가 위치할 수 있다. 자유단(264)은, 탄성지지부재(미도시)에 의해 탄성지지될 수 있다. 따라서 보빈(260)은, 탄성지지부재의 복원력에 의해, 평상시 직립상태를 유지할 수 있다. 또, 보빈(260)의 구동에 의해, 탄성지지부재가 수축 또는 팽창할 수 있다. 그 결과, 탄성지지부재는 보빈(260)의 구동에 안정성을 제공할 수 있다.

구동부(270)는, 고정자(271)와 가동자(272)를 포함할 수 있다. 구동부(270)의, 고정자(271)와 가동자(272)는 전자기적 상호 작용을 할 수 있다. 전자기적 상호작용에 의해, 가동자(272)가 이동할 수 있다. 가동자(272)의 이동에 의해, 보빈(260)에 구동력을 제공할 수 있다. 고정자(271)는 코일이고, 가동자(272)는 마그넷일 수 있다. 변형례에서는, 고정자(271)는 마그넷이고, 가동자(272)는 코일일 수 있다. 나아가 고정자(271)와 가동자(272)는 코일과 마그넷일 수 있다.

고정자(271)는, 보빈(260)의 고정단(263)에 위치할 수 있다. 고정자(271)는, 보빈(260)의 고정단(263)에 인접하여 위치할 수 있다. 고정자(271)는, 고정단(263)의 외주연을 따라 배치될 수 있다. 고정자(271)는, 적어도 하나의 코일을 포함할 수 있다. 고정자(271)는, 고정단(263)의 원주 방향을 따라 일정 간격으로 배치되는 2 이상의 코일일 수 있다. 고정자(271)는, 가동자(272)와 대향되게 배치될 수 있다. 고정자(271)는, 인쇄회로기판(240)에 형성된 패턴 코일(pattern coil)일 수 있다. 고정자(271)는, 인쇄회로기판(240)과 전기적으로 연결될 수 있다. 고정자(271)는, 전원 공급을 위한 인출선(미도시)을 포함할 수 있다. 고정자(271)는, 가동자(272)와 전자기적 상호작용에 의해, 가동자(272)를 이동시킬 수 있다.

가동자(272)는, 보빈(260)의 자유단(264)에 위치할 수 있다. 가동자(272)는, 자유단(264)에 결합하여 위치할 수 있다. 가동자(272)는, 자유단(264)의 외주연을 따라 배치될 수 있다. 가동자(272)는, 적어도 하나의 마그넷을 포함할 수 있다. 가동자(272)는, 자유단(264)의 원주방향을 따라 일정 간격으로 배치되는 2 이상의 마그넷일 수 있다. 가동자(272)는, 고정자(271)와 대향되게 배치될 수 있다. 가동자(272)는 고정자(271)와 전자기적 상호작용에 의해, 이동할 수 있다.

카메라 모듈(200)은, 렌즈 모듈(220)을 포함할 수 있다. 렌즈 모듈(220)에는 본 제1실시예의 렌즈 모듈(120)이 유추적용될 수 있다.

카메라 모듈(200)은, 이미지센서(230)를 포함할 수 있다. 이미지 센서(220)에는, 본 제1실시예의 이미지센서(130)가 유추적용될 수 있다.

카메라 모듈(200)은, 발광블럭(미도시)을 포함할 수 있다. 발광불럭에는, 본 제1실시예의 발광블럭이 유추적용될 수 있다.

카메라 모듈(200)은, 수광블럭(미도시)을 포함할 수 있다. 수광불럭에는, 본 제1실시예의 수광블럭이 유추적용될 수 있다.

카메라 모듈(200)은, 인쇄회로기판(240)을 포함할 수 있다. 인쇄회로기판(240)의 상면 외측에는, 보빈(260)이 결합되어 고정될 수 있다. 다만, 렌즈 구동 장치(210)가 베이스를 포함하는 경우, 인쇄회로기판(1240)의 상면 외측에는 베이스가 결합되어 고정될 수 있다. 이 경우, 보빈(260)은 베이스에 결합되어 고정될 수 있다. 인쇄회로기판(240)은, 직접 보빈(260)을 지지하거나 베이스를 통해 보빈(260)을 지지할 수 있다. 인쇄회로기판(240)은, 고정자(271)와 전기적으로 연결되어 전원을 인가할 수 있다. 인쇄회로기판(240)에는, 이미지 센서(230)가 실장되어 전기적으로 연결될 수 있다. 인쇄회로기판(240)의 상면 내측에는, 이미지 센서(230)가 위치할 수 있다. 따라서 인쇄회로기판(240)의 상면에서는, 이미지 센서(230)가 보빈(260)의 내부 공간에 수용될 수 있다. 또, 이미지 센서(230)의 상측으로 이격되어 렌즈 모듈(220)이 위치할 수 있다. 또, LIDAR(Light Detaction and Ranging)와 같은 탐색용 광학기기의 카메라 모듈에서는, 이미지 센서(230)를 대신해서 발광/수광부가 위치할 수 있다. 상술한 구조를 통해, 보빈(260)의 내부공간 상측에 위치한, 렌즈 모듈(220)을 통과한 광이 인쇄회로기판(240)에 실장되는 이미지 센서(230)에 조사될 수 있다. 또, 발광 블럭에서 방출된 광이 렌즈 모듈(220)을 통과하여 피사체에 시준될 수 있다. 또, 피사체에서 반사된 광이 렌즈 모듈(220)을 통과하여 수광 블럭으로 집속될 수 있다. 한편, 인쇄회로기판(240)에는 고정자(271)를 제어하기 위한 제어부가 위치할 수 있다.

제어부는, 인쇄회로기판(240))에 실장될 수 있다. 제어부는, 고정자(271)에 대하여 공급하는 전류의 방향, 세기 및 진폭 등을 제어할 수 있다. 제어부는, 고정자(271)를 제어하여 카메라 모듈의 오토 포커스, 손 떨림 보정, 시야각 조정 기능을 수행할 수 있다. 제어부는, 터치스크린으로부터 전기적 신호를 받아 터치포인트를 인식할 수 있다. 제어부는 인식된 터치포인트에 따라 고정자(271)를 제어할 수 있다.

이하에서는, 본 제1,2실시예에 따른, 광학기기(300)를 설명한다. 본 제1,2실시예에 따른 광학기기(300)는 적용되는 카메라 모듈(100,200)을 제외하고는, 공통적인 기술적 사상을 가질 수 있다.

광학기기(300)는, 본체(310)를 포함할 수 있다. 광학기기(300)는, 본체(310)의 일면에 배치되어 정보를 디스플레이하는 디스플레이부(320)를 포함할 수 있다. 디스플레이부(320)는, 터치스크린일 수 있다. 광학기기(300)는, 본체(310)에 설치되어 피사체를 촬영하거나 탐색하는 카메라 모듈(100, 200)을 포함할 수 있다. 디스플레이부(320)와 카메라 모듈(100, 200)은 연동될 수 있다.

이하에서는, 본 제1실시예에 따른 카메라 모듈(100)의 작동을 설명한다.

보다 상세히, 본 제1실시예에 따른 카메라 모듈(100)의 오토 포커스 기능을 설명한다. 보빈(160)에 전원이 인가되면, 보빈(160)의 재료적 성질에 의해, 팽창하거나 수축한다. 렌즈 모듈(120)이 내측에 결합된 보빈(160)이, 광축방향으로 팽창하거나 수축하면, 이미지 센서(130)에 대하여 렌즈 모듈(120)이 가까워지거나 멀어지는 결과가 된다. 따라서 피사체에 대한 포커스 조절이 수행된다.

보다 상세히, 본 제1실시예에 따른 카메라 모듈(100)의 손 떨림 보정 또는 화각조정 기능을 설명한다. 도 4에서 나타내는 바와 같이, 본 제1실시예에 따른 보빈은 원주방향으로 일정 각도를 가지고 나뉘어진 A, B, C, D, E, F 섹터로 구분될 수 있다. 화살표 방향(B섹터측)으로 틸팅되고자 하는 경우, 이와 반대되는 측(우측)에 있는 D, E, F 섹터에만 전원을 인가할 수 있다. 그 결과, D, E, F 섹터는 팽창(구동)하고, 이에 의하여 A, B, C섹터는 수축(종동)하게 된다. 따라서 보빈(160)은, 화살표 방향으로 틸팅되고, 이와 일체로 렌즈 모듈(120) 또한 틸팅되어 손 떨림 보정 또는 화각조정 기능을 수행할 수 있다. 나아가 화살표 방향과 반대되는 측(E섹터측)에 위치할수록 더 높은 전력을 인가할 수 있다. 좀 더 자세하게 설명하면, 화살표 방향(B섹터측)과 가장 반대되는 측에 위치한 E섹터에 가장 큰 전력을 인가하고, E섹터 보다는 화살표 방향에 가깝게 위치한 D, F섹터는 E섹터에 인가한 전력보다 작은 전력을 인가할 수 있다. 그 결과 E섹터가 가장 많이 팽창하고, 이와 대향되는, B섹터는 가장 많이 수축한다. 또, D, F섹터는 E섹터보다는 적게 팽창하고, 이와 대향되는, A, C섹터는 B섹터보다는 적게 수축하게 된다. 도에서 나타내는 바와 같이, 화살표 방향과 멀어질수록 팽창하여 생긴 곡률은 점진적으로 늘어나고, 화살표 방향과 가까워질수록 수축하여 생긴 곡률은 점진적으로 늘어난다. 따라서 곡률이 급변하지 않고, 틸팅되므로 안정적인 구동을 수행할 수 있다.

이하에서는, 본 제2실시예에 따른 카메라 모듈(200)의 작동을 설명한다.

보다 상세히, 본 제2실시예에 따른 카메라 모듈(200)의 오토 포커스 기능을 설명한다. 고정자(271)인 코일에 전원이 인가되면, 가동자(272)와 전자기적 상호작용을 하여 가동자(272)를 광축방향으로 이동시킬 수 있다. 제어부에서, 고정자(271)에 인가되는 전류의 방향을 변경하여, 광축을 기준으로 상승이동시킬지 하강이동시킬지 제어할 수 있다. 가동자(272)는 자유단(264)과 결합하여 보빈(260)과 일체로 형성되기 때문에, 가동자(272)의 이동이 구동원이 되어 보빈(260)이 팽창 또는 수축하게 된다. 렌즈 모듈(220)이 내측에 결합된 보빈(260)이, 광축방향으로 팽창하거나 수축하면, 이미지 센서(230)에 대하여 렌즈 모듈(220)이 가까워지거나 멀어지는 결과가 된다. 따라서 피사체에 대한 포커스 조절이 수행된다.

보다 상세히, 본 제2실시예에 따른 카메라 모듈(200)의 손 떨림 보정 또는 화각조정 기능을 설명한다. 도 5에서 나타내는 바와 같이, 본 제2실시예에 따른 보빈은 원주방향으로 일정 각도를 가지고 나뉘어진 A, B, C, D, E, F 섹터로 구분될 수 있다. 고정자(271)는, 상술한 6개의 섹터의 하단(고정단(263))에 각각 배치된 6개의 코일을 포함할 수 있다. 또, 가동자(272)는, 고정자(271)에 대응되게 섹터의 상단(자유단(264))에 배치된 6개의 마그넷을 포함할 수 있다. 화살표 방향(B섹터측)으로 틸팅되고자 하는 경우, 틸팅되는 방향(B섹터측)에 위치한, A, B, C 섹터에 위치한 코일에는 마그넷과 인력이 발생하도록 전원을 인가하고, 이와 반대되는 측(우측)에 있는 D, E, F 섹터에 위치한 코일에는 마그넷과 척력이 발생하도록 전원을 인가한다. 그 결과, A, B, C섹터는 수축하고, D, E, F 섹터는 팽창한다. 따라서 보빈(260)은, 화살표 방향으로 틸팅되고, 이와 일체로 렌즈 모듈(220) 또한 틸팅되어 손 떨림 보정 또는 화각조정 기능을 수행할 수 있다.

이하에서는, 본 제1,2실시예에 따른 광학 장치(300)의 작동을 설명한다.

본 제1,2실시예의 광학 장치(300)는, 스마트 폰으로, 본 제1,2실시예에 따른 카메라 모듈(100,200)과 본체(310)와 디스플레이부(320)를 포함할 수 있다.

도 6에서 나타내는 바와 같이, 사용자가 디스플레이부(320)에 표현된 오토 포커싱, 손 떨림 보정, 화각조정 블럭을 터치하면, 디스플레이부(320)에서 이를 인식하여 카메라 모듈(100, 200)의 제어부로 신호를 전송한다. 카메라 모듈(100, 200)의 제어부는 이러한 신호를 분석, 변환하고, 적정 전류의 방향, 세기, 진폭을 도출한다. 그 후, 제어부에 의해, 인쇄회로기판(140,240)에서 적정 전류를 보빈(160) 또는 고정자(271)에 인가한다. 그 결과, 보빈(160, 260)은 오토 포커싱, 손 떨림 보정, 화각 조정 기능을 수행하도록 구동하게 된다. 특히, 화각 조정과 관련하여, 사용자가 디스플레이부(320)를 좌우로 스크롤 터치하여 화면이 이동함에 따라 화각을 같이 이동하는 경우, UX(User Experience)측면에서 다양한 활용이 가능하다.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100,200: 카메라 모듈
110,210: 렌즈 구동 장치
120,220: 렌즈 모듈 130,230: 이미지 센서
140,240: 인쇄회로기판 150,250: 케이스
160,260: 보빈 270: 구동부
300: 광학기기
310: 본체 320: 디스플레이부

Claims

홀을 포함하는 상판과, 상기 상판으로부터 연장되는 측판을 포함하는 케이스;
상기 케이스 내에 배치되고 벨로우즈부를 포함하는 보빈;
상기 보빈 내에 배치되는 렌즈 모듈; 및
상기 케이스의 하부에 배치되고 상기 벨로우즈부에 전원을 인가하는 인쇄회로기판을 포함하고,
상기 벨로우즈부는 전원이 인가되면 광축 방향으로 가변되거나 상기 광축 방향에 수직인 방향으로 가변되고,
상기 보빈은 상기 벨로우즈부의 일단에 배치되는 자유단과, 상기 벨로우즈부의 타단에 배치되는 고정단을 포함하는 렌즈 구동 장치.
홀을 포함하는 상판과, 상기 상판으로부터 연장되는 측판을 포함하는 케이스;
상기 케이스 내에 배치되고 벨로우즈부를 포함하는 보빈;
상기 보빈 내에 배치되는 렌즈 모듈;
상기 벨로우즈부를 전자기적 작용에 의해 가변시키는 구동부; 및
상기 케이스의 하부에 배치되고 상기 구동부에 전원을 인가하는 인쇄회로기판을 포함하고,
상기 벨로우즈부는 상기 구동부에 전원이 인가되면 광축 방향으로 가변되거나 상기 광축 방향에 수직인 방향으로 가변되고,
상기 보빈은 상기 벨로우즈부의 일단에 배치되는 자유단과, 상기 벨로우즈부의 타단에 배치되는 고정단을 포함하는 렌즈 구동 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 보빈은 상기 벨로우즈부 사이에 배치되는 원통부를 포함하는 렌즈 구동 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 벨로우즈부는 상기 보빈의 길이방향으로 이격되어 배치된 한 쌍의 링, 및 한 쌍의 상기 링 각각의 외주연으로부터 연장되어 접하고 연장되는 부분에서 일측과 타측으로 교번하여 만곡된 접합부를 포함하는 렌즈 구동 장치.
제2항에 있어서,
상기 보빈은 상기 벨로우즈부 사이에 배치되는 원통부를 포함하고,
상기 구동부는 상기 자유단의 일면에 배치되는 마그넷 및 상기 고정단의 일면에 배치되는 코일을 포함하는 렌즈 구동 장치.
제5항에 있어서,
상기 코일에 인가되는 전류의 방향을 조절하여 상기 보빈을 상기 광축 방향으로 가변시키는 렌즈 구동 장치.
제5항에 있어서,
상기 보빈은 원주 방향으로 일정 각도로 구획된 복수의 섹터를 포함하고,
상기 마그넷은 상기 자유단 상에 상기 복수의 섹터에 대응되도록 배치되는 복수의 마그넷을 포함하고,
상기 코일은 상기 고정단 상에 상기 복수의 섹터에 대응되도록 배치되는 복수의 코일을 포함하는 렌즈 구동 장치.
제7항에 있어서,
상기 보빈을 상기 복수의 섹터 중 특정 섹터 방향으로 틸팅시키는 경우,
상기 특정 섹터에 대응되어 배치되는 코일에는 마그넷과 인력이 발생하도록 전원이 인가되고, 상기 특정 섹터의 반대 방향에 배치되는 섹터에 대응되어 배치되는 코일에는 마그넷과 척력이 발생하도록 전원이 인가되는 렌즈 구동 장치.
제1항의 렌즈 구동 장치; 및
상기 인쇄회로기판 상에 배치되는 이미지 센서를 포함하는 카메라 모듈.
터치스크린; 및
상기 터치스크린과 연동되는 제9항의 카메라 모듈을 포함하고,
상기 터치스크린에 입력된 신호에 따라 상기 카메라 모듈의 벨로우즈부가 가변하여 상기 카메라 모듈의 시야각이 조절되는 광학기기.