KR-102960895-B1 - Camera module

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈은, 하우징(housing); 렌즈를 포함하고 하우징 내에서 이동자(mover)로서 배치된 렌즈 모듈; 및 렌즈 모듈로부터 이격되어 이동자에 대해 상대적 고정자(stator)로서 배치된 적어도 하나의 센싱 코일을 포함하고, 적어도 하나의 센싱 코일은 권선 차수가 달라짐에 따라 대응되는 권선 차수의 일측 권선 길이가 타측 권선 길이보다 더 변화하는 형태를 가질 수 있다.

Inventors

이창석

Assignees

삼성전기주식회사

Dates

Publication Date: 20260506
Application Date: 20210325

Claims (16)

하우징(housing); 렌즈를 포함하고 상기 하우징 내에서 이동자(mover)로서 배치된 렌즈 모듈; 및 상기 렌즈 모듈로부터 이격되어 상기 이동자에 대해 상대적 고정자(stator)로서 배치된 적어도 하나의 센싱 코일을 포함하고, 상기 적어도 하나의 센싱 코일은 권선 차수가 달라짐에 따라 대응되는 권선 차수의 일측 권선 길이가 타측 권선 길이보다 더 변화하는 형태를 가지는 카메라 모듈.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 센싱 코일은 권선 차수가 달라짐에 따라 대응되는 권선 차수의 중심이 일측으로 이동되는 형태를 가지는 카메라 모듈.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 센싱 코일의 권선 차수의 개수는 3개 이상이고, 상기 적어도 하나의 센싱 코일의 제1 및 제2 권선 차수 간의 권선 길이가 가장 크게 변화하는 방향은 상기 적어도 하나의 센싱 코일의 제2 및 제3 권선 차수 간의 권선 길이가 가장 크게 변화하는 방향과 동일한 카메라 모듈.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 센싱 코일로부터 전기적으로 분리된 구동 코일을 더 포함하고, 상기 구동 코일의 적어도 일부분은 상기 적어도 하나의 센싱 코일의 적어도 일부분을 오버랩(overlap)하도록 배치된 카메라 모듈.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 센싱 코일로부터 전기적으로 분리된 복수의 구동 코일을 더 포함하고, 상기 복수의 구동 코일 각각은 상기 적어도 하나의 센싱 코일에서 권선 차수가 달라짐에 따라 권선 길이가 가장 크게 변화하는 방향을 따라 배열되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 센싱 코일은 복수의 센싱 코일을 포함하고, 상기 복수의 센싱 코일 중 하나의 권선 차수가 달라짐에 따라 권선 길이가 가장 크게 변화하는 방향과 상기 복수의 센싱 코일 중 다른 하나의 권선 차수가 달라짐에 따라 권선 길이가 가장 크게 변화하는 방향은 서로 반대인 카메라 모듈.
제6항에 있어서, 상기 복수의 센싱 코일은 상기 복수의 센싱 코일에서 권선 차수가 달라짐에 따라 권선 길이가 가장 크게 변화하는 방향과 다른 방향으로 서로 이격되도록 배치된 카메라 모듈.
제6항에 있어서, 상기 복수의 센싱 코일로부터 전기적으로 분리된 구동 코일을 더 포함하고, 상기 구동 코일의 적어도 일부분은 상기 복수의 센싱 코일 각각의 적어도 일부분을 오버랩하도록 배치된 카메라 모듈.
제6항에 있어서, 상기 복수의 센싱 코일에서 권선 차수가 달라짐에 따라 권선 길이가 가장 크게 변화하는 방향은 상기 렌즈 모듈의 광축 방향 또는 상기 광축 방향의 반대 방향인 카메라 모듈.
제6항에 있어서, 상기 복수의 센싱 코일에서 권선 차수가 달라짐에 따라 권선 길이가 가장 크게 변화하는 방향은 상기 렌즈 모듈의 광축 방향에 수직인 카메라 모듈.
제6항에 있어서, 상기 복수의 센싱 코일로부터 전기적으로 분리된 복수의 구동 코일을 더 포함하고, 상기 복수의 구동 코일 각각은 상기 복수의 센싱 코일 중 하나에서 권선 차수가 달라짐에 따라 권선 길이가 가장 크게 변화하는 방향을 따라 배열되는 카메라 모듈.
제11항에 있어서, 상기 복수의 구동 코일 각각의 적어도 일부분은 상기 복수의 센싱 코일 중 하나의 적어도 일부분을 오버랩하도록 배치된 카메라 모듈.
제6항에 있어서, 상기 렌즈 모듈은 상기 복수의 센싱 코일의 사이에 배치된 카메라 모듈.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 센싱 코일은 적어도 4개의 센싱 코일을 포함하고, 상기 적어도 4개의 센싱 코일은 상기 렌즈 모듈의 서로 다른 법선방향을 가지는 적어도 4개의 측면 상에 각각 배치되고, 상기 적어도 4개의 센싱 코일의 권선 차수가 달라짐에 따라 권선 길이가 가장 크게 변화하는 방향은 서로 수직이거나 서로 반대인 카메라 모듈.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 센싱 코일은 상기 렌즈 모듈의 서로 다른 법선방향을 가지는 복수의 측면 상에 각각 배치된 복수의 센싱 코일을 포함하는 카메라 모듈.
제15항에 있어서, 상기 복수의 센싱 코일 중 하나의 권선 차수가 달라짐에 따라 권선 길이가 가장 크게 변화하는 방향은 상기 렌즈 모듈의 광축 방향 또는 상기 광축 방향의 반대 방향이고, 상기 복수의 센싱 코일 중 다른 하나의 권선 차수가 달라짐에 따라 권선 길이가 가장 크게 변화하는 방향은 상기 광축 방향에 수직인 카메라 모듈.

Description

카메라 모듈{Camera module} 본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다. 일반적으로 휴대폰, PDA, 휴대용 PC 등과 같은 휴대 통신단말기는 최근 문자 또는 음성 데이터를 전송하는 것뿐만 아니라 화상 데이터 전송까지 수행하는 것이 일반화되어 가고 있다. 이러한 추세에 부응하여 화상 데이터 전송이나 화상 채팅 등을 할 수 있기 위해서 최근에 휴대 통신단말기에 카메라 모듈이 기본적으로 설치되고 있다. 일반적으로, 카메라 모듈은 내부에 렌즈를 구비하는 렌즈 배럴과 렌즈 배럴을 내부에 수용하는 하우징을 구비하며, 피사체의 영상을 전기신호로 변환하는 이미지 센서를 포함한다. 카메라 모듈은 고정된 초점에 의해 사물을 촬영하는 단초점 방식의 카메라 모듈을 채용할 수 있으나, 최근에는 기술 개발에 따라 자동초점(AF: Autofocus) 조정이 가능한 액츄에이터를 포함한 카메라 모듈이 채용되고 있다. 아울러, 카메라 모듈은 손떨림에 따른 해상도 저하현상을 경감시키기 위해 손떨림 보정기능(OIS: Optical Image Stabilization)을 위한 액츄에이터를 채용한다. 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 결합 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 구동 및 센싱을 나타내는 블록도이다. 도 5는 도 4의 피검출부와 위치 검출부를 더 구체적으로 나타내는 블록도이다. 도 6a 내지 도 7b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 센싱 코일을 나타낸 평면도이다. 후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다. 이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 결합 사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈(100)은 하우징 유닛(110) 및 렌즈 배럴(120)을 포함할 수 있고, 하우징 유닛(110)은 하우징(111) 및 쉴드 케이스(112)를 포함할 수 있다. 카메라 모듈(100)은 자동초점조절 기능과 손떨림 보정 기능 중 적어도 하나를 구비할 수 있다. 일 예로, 카메라 모듈(100)이 자동초점조절 기능 및/또는 손떨림 보정 기능을 수행하기 위하여, 렌즈 배럴(120)은 하우징 유닛(110)의 내부에서 광축 방향(예: z방향) 및/또는 광축의 수직 방향(예: x방향 및/또는 y방향)으로 각각 움직일 수 있다. 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈(200)은 쉴드 케이스(210), 렌즈 모듈(220), 하우징(230), 스토퍼(240), 액츄에이터(250), 및 볼 베어링부(270)를 포함할 수 있다. 렌즈 모듈(220)은 렌즈 배럴(221)과 렌즈 배럴(221)을 내부에 수용하는 렌즈 홀더(223)를 포함할 수 있으며, 하우징(230) 내에서 이동자(mover)로서 배치될 수 있다. 렌즈 배럴(221)은 피사체를 촬상하는 복수의 렌즈가 내부에 수용될 수 있도록 중공의 원통 형상일 수 있으며, 복수의 렌즈는 광축 방향(1)을 따라 렌즈 배럴(221)에 구비될 수 있다. 복수의 렌즈는 렌즈 모듈(220)의 설계에 따라 필요한 수만큼 적층되고, 각각 동일하거나 상이한 굴절률 등의 광학적 특성을 가질 수 있다. 렌즈 배럴(221)은 렌즈 홀더(223)와 결합할 수 있다. 일 예로, 렌즈 배럴(221)은 렌즈 홀더(223)에 구비된 중공에 삽입되며, 렌즈 배럴(221)과 렌즈 홀더(223)는 나사결합 방식으로 결합되거나 접착제를 통해 결합될 수 있다. 렌즈 모듈(220)은 하우징(230)의 내부에 수용되어 자동 초점 조정을 위하여 광축 방향(1)으로 이동될 수 있다. 액츄에이터(250)는 렌즈 모듈(220)을 광축 방향(1)으로 구동할 수 있다. 렌즈 모듈(220)을 광축 방향(1)으로 이동시키기 위하여, 액츄에이터(250)는 렌즈 홀더(223)의 일측에 장착된 마그네트(251) 및 마그네트(251)와 마주보도록 배치된 구동 코일(253)을 포함할 수 있다. 구동 코일(253)은 기판(255)에 장착되며, 기판(255)은 구동 코일(253)이 마그네트(251)와 마주보도록 하우징(230)에 장착될 수 있다. 액츄에이터(250)는 구동 코일(253)에 구동 신호를 인가할 수 있다. 액츄에이터(250)는 양방향 구동이 가능한 H 브리지(Bridge) 회로를 내부에 구비하여 보이스 구동 코일 모터(Voice coil motor) 방식으로 구동 코일(253)에 구동 신호를 인가할 수 있다. 액츄에이터(250)는 구동 신호를 구동 코일(253)에 인가하여, 렌즈 모듈(220)을 광축 방향(1)으로 이동시킬 수 있다. 구체적으로, 액츄에이터(250)는 구동 코일(253)에 구동 신호를 인가하여 마그네트(251)에 구동력을 제공할 수 있고, 마그네트(251)의 구동력에 의해 렌즈 모듈(220)은 광축 방향(1)으로 이동할 수 있다. 구동 신호가 구동 코일(253)에 제공되는 경우, 구동 코일(253)에서 자속이 발생하고, 구동 코일(253)의 자속은 마그네트(251)의 자기장과 상호 작용하여, 플레밍의 왼손 법칙에 따라 렌즈 모듈(220)을 광축 방향(1)으로 이동시키는 구동력이 발생될 수 있다. 마그네트(251)는 제1 마그네트(magnet) 및 제2 마그네트를 포함할 수 있다. 제1 마그네트와 제2 마그네트는 마그네트(251)가 분극되어 형성될 수 있으며, 이에 따라 렌즈 모듈(220)의 이동이 용이할 수 있다. 한편, 마그네트(251)는 액츄에이터(250)가 렌즈 모듈(220)의 위치를 검출하는데 이용될 수 있다. 액츄에이터(250)는 마그네트(251)에 대향하여 기판(255)에 장착되는 센싱 코일(257)을 포함할 수 있다. 센싱 코일(257)은 구동 코일(253)의 외측에 배치될 수 있고, 도 2에 도시된 바와 같이, 센싱 코일(257)은 적어도 하나의 코일로 구성될 수 있다. 센싱 코일(257)은 렌즈 모듈(220)로부터 이격되어 고정자(stator)로서 배치될 수 있으므로, 센싱 코일(257)의 인덕턴스는 마그네트(251)의 위치 변화에 따라 변경될 수 있다. 구체적으로, 마그네트(251)가 일 방향으로 이동하는 경우, 센싱 코일(257)의 인덕턴스에 영향을 미치는 마그네트(251)의 자기장의 세기가 변화하고, 이에 따라 센싱 코일(257)의 인덕턴스가 변경될 수 있다. 센싱 코일(257)의 인덕턴스는 렌즈 모듈(220)에서 와전류(eddy current)가 흐르는 부분(예: 렌즈 모듈의 일측 표면에 적층된 금속층 및/또는 도금층)의 위치에 종속적일 수 있으므로, 센싱 코일(257)의 인덕턴스 변경 및 렌즈 모듈(220)의 변위 판단에 있어서 마그네트(251)는 필수적이지 않다. 액츄에이터(250)는 센싱 코일(257)의 인덕턴스의 변화로부터 렌즈 모듈(220)의 변위를 판단할 수 있다. 일 예로, 액츄에이터(250)는 적어도 하나의 커패시터를 추가적으로 구비할 수 있고, 적어도 하나의 커패시터와 센싱 코일(257)은 소정의 발진 회로를 형성할 수 있다. 일 예로, 상기 적어도 하나의 커패시터는 상기 센싱 코일(257)의 개수에 대응되게 마련되어, 하나의 커패시터와 하나의 센싱 코일(257)은 소정의 LC 발진기와 같은 형태로 구성될 수 있고, 이외에도 적어도 하나의 커패시터와 상기 센싱 코일(257)은 널리 알려진 콜피츠 발진기와 같은 형태로 구성될 수 있다. 액츄에이터(250)는 발진 회로에서 생성되는 발진 신호의 주파수 변화로부터 렌즈 모듈(220)의 변위를 판단할 수 있다. 구체적으로, 발진 회로를 형성하는 센싱 코일(257)의 인덕턴스가 변경되는 경우, 발진 회로에서 생성되는 발진 신호의 주파수가 변경되므로 주파수의 변화에 기초하여 렌즈 모듈(220)의 변위 검출이 가능할 수 있다. 렌즈 모듈(220)이 하우징(230) 내에서 광축 방향(1)으로 이동될 때, 렌즈 모듈(220)의 이동을 가이드하는 가이드 수단으로서, 볼 베어링부(270)가 제공될 수 있다. 볼 베어링부(270)는 하나 이상의 볼 베어링을 포함하며, 복수의 볼 베어링이 제공될 경우에는 상기 복수의 볼 베어링은 상기 광축 방향(1)을 따라 배치될 수 있다. 볼 베어링부(270)는 렌즈 홀더(223)의 외부면 및 하우징(230)의 내부면과 접촉하여 렌즈 모듈(220)의 광축 방향(1)으로의 이동을 안내할 수 있다. 즉, 볼 베어링부(270)는 렌즈 홀더(223)와 하우징(230) 사이에 배치되며, 구름 운동을 통해 렌즈 모듈(220)의 광축 방향으로의 이동을 안내할 수 있다. 하우징(230)에는 스토퍼(240)가 장착되어 렌즈 모듈(220)의 이동 거리를 제한할 수 있다. 일 예로, 스토퍼(240)는 하우징(230)의 상부에 장착되며, 스토퍼(240)와 렌즈 모듈(220)은 상기 구동 코일(253)에 전원이 인가되지 않은 경우에 상기 광축 방향으로 이격되게 배치될 수 있다. 따라서, 구동 코일(253)