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WO2019199129A1 - 렌즈 어셈블리 - Google Patents

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WO2019199129A1
WO2019199129A1 PCT/KR2019/004464 KR2019004464W WO2019199129A1 WO 2019199129 A1 WO2019199129 A1 WO 2019199129A1 KR 2019004464 W KR2019004464 W KR 2019004464W WO 2019199129 A1 WO2019199129 A1 WO 2019199129A1
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WO
WIPO (PCT)
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pin
housing
disposed
wheel
lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2019/004464
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English (en)
French (fr)
Inventor
박성준
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Innotek Co Ltd
Original Assignee
LG Innotek Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Innotek Co Ltd filed Critical LG Innotek Co Ltd
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Priority to US17/044,215 priority patent/US12066690B2/en
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Priority to US18/781,187 priority patent/US12372738B2/en
Priority to US19/282,223 priority patent/US20250355219A1/en
Priority to US19/282,193 priority patent/US20250355218A1/en
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    • G03B3/00—Focusing arrangements of general interest for cameras, projectors or printers
    • G03B3/10—Power-operated focusing

Definitions

  • Embodiments relate to a lens assembly, a lens driving device, and a camera module including the same.
  • the camera module captures a subject and stores it as an image or a video.
  • the camera module is mounted on a mobile terminal such as a mobile phone, a laptop, a drone, or a vehicle.
  • portable devices such as smartphones, tablet PCs, and laptops have a small camera module, and the camera module has an autofocus function that aligns the focal length of the lens by automatically adjusting the distance between the image sensor and the lens. Can be done.
  • a camera module may perform a zooming up or zooming out function by increasing or decreasing a magnification of a distant subject through a zoom lens.
  • a friction torque is generated when the lens is moved by using a lens driving device for a zooming function in the camera module, and such friction torque causes a technical problem such as a reduction in driving force, an increase in power consumption, or a decrease in control characteristics. It is occurring.
  • the alignment between the lenses should be well-aligned, and the angle of view when the tilt occurs, which is the decentral or lens tilt phenomenon in which the spherical centers of the lenses deviate from the optical axis Changes or out of focus can adversely affect image quality or resolution.
  • the compact camera module has a size limitation, there is a space limitation for zooming, which makes it difficult to implement the zooming function applied to a general large-scale camera.
  • One of the technical problems of the embodiment is to provide a lens assembly, a lens driving device, and a camera module including the same, which can prevent friction torque generation when the lens moves through zooming in the camera module.
  • one of the technical problems of the embodiment provides a lens assembly, a lens driving device, and a camera module including the same, which can prevent lens decenter or lens tilt when the lens moves through zooming in the camera module. To do so.
  • one of the technical problems of the embodiment is to provide a lens assembly, a lens driving device, and a camera module including the structure in which the zooming function can be smoothly performed even in a compact and compact camera module.
  • one of the technical problem of the embodiment is to provide a lens assembly, a lens driving device and a camera module including the same that can solve the technical problem that the reliability of the position measurement of the lens moving when zooming in the camera module is reduced.
  • Lens assembly includes a first pin; A first housing moving along the first pin; A first lens group disposed in the first housing; And a first wheel disposed in the first housing and moving along the first pin.
  • the first wheel may include a first rotational shaft coupled to the first housing and a first rotational portion rotating around the first rotational shaft.
  • the first rotating part may include a groove corresponding to the first pin, and the maximum depth of the groove may be smaller than 1/2 of the maximum thickness of the first pin in a direction perpendicular to the first rotation axis.
  • the first-first wheel 117a may be disposed below the first pin 51, and an upper end 117T of the first rotating part 117a2 may be the first. It may be located lower than the horizontal central axis 51C of the pin 51.
  • the upper end 117T of the first rotating part may be positioned lower than the bending point I of the first pin 51.
  • the first rotating part 117a2 includes a groove 117S corresponding to the first pin 51, and the maximum depth of the groove is the maximum of the first pin in a direction perpendicular to the first rotation axis. It may be less than one half of the diameter 2R, which is the thickness.
  • the upper end 117T of the first rotating part 117a2 may be positioned lower than the horizontal center axis 51C of the first pin 51.
  • the first pin 51 is stably disposed in the curved groove 117S of the first rotating part 117a2, and the gap between the first rotating part 117a2 and the first pin 51 is almost eliminated.
  • the upper end 117T of the first rotating part is disposed lower than the horizontal central axis of the first pin 51 to minimize the occurrence of vibration during zooming by eliminating friction between the sidewall of the first rotating part 117a2 and the first pin 51.
  • the contact contact when zooming, is distributed between the first rotating part 117a2 and the first pin 51 so as to disperse the contact resistance, thereby preventing vibration caused by friction torque.
  • the contact contact is distributed between the first rotating part 117a2 and the first pin 51 so as to disperse the contact resistance, thereby preventing vibration caused by friction torque.
  • the first rotating shaft 117a1 of the first wheel is fixed to the first housing, and the first rotating part 117a2 may be rotated.
  • first rotating part 117a2 of the first wheel 117 and the first rotating shaft 117a1 may be integrally formed and rotated together.
  • first rotation shaft may be disposed in a hole formed in the first housing.
  • the embodiment may further include a bushing between the first rotating shaft (117a1) of the first wheel and the first housing.
  • the bushing may be disposed on any one of the first housing and the first rotation shaft and be made of a metal material.
  • the groove corresponding to the groove of the first rotating part and the groove of the first pin may have a corresponding shape.
  • the shape may be curved.
  • the first pin is disposed;
  • a first coil unit disposed in the case; and may further include a driving magnet facing the first coil portion and disposed in the first housing.
  • the lens assembly according to another embodiment, the pin; And a mover including a lens group and a wheel, wherein the wheel moves along the pin, and the wheel includes a rotation axis and a rotation part rotating about the rotation axis, and the rotation part of the wheel is connected to the rotation axis. It may not overlap with a virtual line that is parallel and passes through the center of the pin.
  • the lens assembly according to another embodiment, the first pin; A second pin spaced apart from the first pin; A first housing moving along the first pin and the second pin; A first lens group disposed in the first housing; A first wheel disposed on the first housing and disposed on the first pin; And a second wheel disposed on the first housing and disposed on the second pin.
  • the first wheel includes a first rotational shaft coupled to the first housing and a first rotational portion rotating in contact with the first pin about the first rotational shaft, and the first rotational shaft of the first pin. It may not overlap with the imaginary line 51C that is parallel and includes the diameter of the first fin.
  • the first rotating part may include a groove corresponding to the first pin, the maximum depth of the groove is 1/1 of the maximum thickness of the first pin in the direction perpendicular to the first axis of rotation May be less than two.
  • an upper end of the rotating part may be disposed lower than an imaginary line 51C parallel to the first rotation axis and passing through the center of the first pin, and thus may not overlap with the imaginary line.
  • the first-first wheel 117a may be disposed below the first pin 51, and an upper end 117T of the first rotating part 117a2 may be the first. It may be located lower than the horizontal central axis 51C of the pin 51.
  • the upper end 117T of the first rotating part may be positioned lower than the bending point I of the first pin 51.
  • the first rotating part 117a2 includes a groove 117S corresponding to the first pin 51, and the maximum depth of the groove is the maximum of the first pin in a direction perpendicular to the first rotation axis. It may be less than one half of the diameter 2R, which is the thickness.
  • an upper end of the rotating part may be lower than a virtual line parallel to the first rotation axis and passing through the center of the first pin, and thus may not overlap the virtual line 51C.
  • the upper end 117T of the first rotating part 117a2 may be positioned lower than the horizontal central axis 51C of the first pin 51.
  • the first pin 51 is stably disposed in the curved groove 117S of the first rotating part 117a2, and the gap between the first rotating part 117a2 and the first pin 51 is almost eliminated.
  • the upper end 117T of the first rotating part is disposed lower than the horizontal central axis of the first pin 51 to minimize the occurrence of vibration during zooming by eliminating friction between the sidewall of the first rotating part 117a2 and the first pin 51.
  • the contact contact when zooming, is distributed between the first rotating part 117a2 and the first pin 51 so as to disperse the contact resistance, thereby preventing vibration caused by friction torque.
  • the contact contact is distributed between the first rotating part 117a2 and the first pin 51 so as to disperse the contact resistance, thereby preventing vibration caused by friction torque.
  • an embodiment may include a third fin disposed to be spaced apart from the first fin and the second fin; A fourth fin disposed to be spaced apart from the first to third fins; A second housing moving along the third and fourth pins; A second lens group disposed in the second housing; A third wheel disposed in the second housing and disposed on the third pin; And a fourth wheel disposed on the second housing and disposed on the fourth pin.
  • the third wheel includes a second rotational shaft coupled to the second housing and a second rotational portion rotating in contact with the third pin about the second rotational axis, and the second rotational axis of the third pin. It may not overlap with an imaginary line that is parallel and includes the diameter of the third fin.
  • the first housing may include a first groove disposed at a position corresponding to the third pin, and the second housing may include a second groove disposed at a position corresponding to the first pin.
  • an embodiment includes a first drive magnet disposed in the first housing and disposed between the first pin and the second pin; And a second driving magnet disposed in the second housing and disposed between the third pin and the fourth pin.
  • the lens assembly includes a first lens group 114 and the first housing 112 is moved in combination with the first lens group 114, the first housing 112, the It may include a first wheel 117 for moving the first lens group 114.
  • the first wheel 117 may include a first rotating shaft 117a1 and a first rotating part 117a2 rotating around the first rotating shaft 117a1.
  • the first rotating part 117a2 may include a curved groove 117S.
  • the lens driving apparatus includes a case 20; A first housing (112) including a first lens group (114) to move on the case (20);
  • the first housing 112 includes a first wheel 117 for moving the first lens group 114, and the first wheel 117 includes a first rotation shaft 117a1 and the first rotation shaft. It may include a first rotating part (117a2) for rotating around the (117a1).
  • the first housing 112 may include a first sensing magnet 128 on one side.
  • the case 20 may include a first position sensor 118 at the bottom. The first sensing magnet 128 and the first position sensor 118 may overlap each other.
  • the camera module 100 of the embodiment may include an image sensor unit 210 disposed on one side of the lens driving device and the case 20.
  • the lens assembly, the lens driving device, and the camera module including the same according to the embodiment have a technical effect of solving the problem of friction torque generation during zooming.
  • the tolerance of the movable contact portion is significantly reduced, thereby minimizing friction torque, while preventing decentralization of the lens or lens tilt, thereby significantly improving image quality and resolution. You can.
  • the position sensor and the hall sensor may be disposed in one stroke section to reduce the area occupied by the position sensor, thereby enabling the implementation of a compact camera module.
  • the circuit board area can be minimized. Accordingly, since the circuit board does not need to be located under the lens part which has the greatest influence on the thickness dimension of the camera module product, the thickness of the camera module can be reduced, thereby implementing a compact camera module.
  • the position sensor and the hall sensor are disposed so as to overlap or adjoin each other in the stroke section up and down while placing the position sensor in one stroke section.
  • FIG. 1 is a perspective view of a camera module according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view of the cover removed from the camera module according to the embodiment shown in FIG.
  • Figure 3a is a perspective view of the case in the camera module according to the embodiment shown in FIG.
  • 3B is a perspective view of a case removed from the camera module according to the embodiment shown in FIG.
  • FIG. 4A is a perspective view of a first lens assembly in the camera module according to the embodiment shown in FIG. 2.
  • FIG. 4B is a perspective view of a second lens assembly in the camera module according to the embodiment shown in FIG. 2.
  • FIG. 5A is a conceptual diagram of a first magnetization scheme of a magnet in the camera module according to the embodiment of FIG. 3B; FIG.
  • 5B is a second magnetization scheme of the magnet in the camera module according to the embodiment shown in FIG. 3A.
  • FIG. 6 is a plan view of the camera module according to the embodiment shown in FIG.
  • FIG. 7A is a view of a cut along the line A1-A1 'of the camera module according to the embodiment shown in FIG.
  • FIG. 7B is a view of a cut along the line A2-A2 'of the camera module according to the embodiment shown in FIG.
  • 7C is a view of a cut along the line A3-A3 'of the camera module according to the embodiment shown in FIG.
  • FIG. 8A is a cross-sectional perspective view taken along line A2-A2 'after the first and second housings are removed from the camera module according to the embodiment shown in FIG. 6;
  • FIG. 8B is a cross-sectional view of the camera module in the z-axis direction according to the embodiment of FIG. 8A.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the wheel and the pin in the lens drive unit of the internal camera module.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram for decenter or tilt generated when a lens moves in a camera module.
  • 11A and 11B illustrate first cross-sectional views of wheels and pins in a first region in the lens driver illustrated in FIG. 8B.
  • FIG. 11C is another exemplary view of a first region in the lens driver shown in FIG. 8B; FIG.
  • FIG. 11D is another exemplary view of the first region in the lens driver shown in FIG. 8B; FIG.
  • FIG. 12A is a perspective view of a first lens assembly and a pin in the camera module according to the embodiment shown in FIG. 2.
  • FIG. 12B is a partial first enlarged view of the guide portion A3 shown in FIG. 12A.
  • FIG. 12B is a partial first enlarged view of the guide portion A3 shown in FIG. 12A.
  • FIG. 12C is another exemplary view of the guide portion A3 shown in FIG. 12A.
  • FIG. 13A is a plan view of a camera module according to the embodiment shown in FIG.
  • FIG. 13B is a sectional view along a line A4-A4 'of the camera module according to the embodiment shown in FIG. 13A.
  • FIG. 13C is a bottom view of the camera module according to the embodiment shown in FIG. 13A.
  • FIG. 1 is a perspective view of the camera module 100 according to the embodiment
  • Figure 2 is a perspective view of the cover 10 is removed from the camera module 100 according to the embodiment shown in FIG.
  • the camera module 100 includes various optical systems, for example, a prism 140 and lens groups, disposed on a predetermined case 20 (see FIG. 2).
  • the cover 10 is coupled via the hook 20H of 20.
  • the case 20 may be referred to as a mount.
  • the cover 10 may be coupled to the case 20 and cover components accommodated in the case 20 to protect components of the camera module.
  • the case 20 may be referred to as a base.
  • the cover 10 may be combined with the case 20 by shape fitting or adhesive.
  • a hook 20H may protrude from the side of the case 20, and the cover 10 has a hole formed at a position corresponding to the hook H, and the hook of the case 20.
  • the cover 10 and the case 20 may be coupled to the hole of the cover 10.
  • the cover 10 may be stably coupled to the case 20 by using an adhesive.
  • a circuit board 107 may be disposed under the case 20 to be electrically connected to the lens driving units inside the case 20.
  • the optical system and the lens driver may be disposed in the case 20.
  • the camera module 100 according to the embodiment may include a first lens assembly 110, a second lens assembly 120, a third lens group 130, a prism 140, a first driver 310, At least one of the second driver 320, the pin 50, and the image sensor 210 may be included.
  • the first lens assembly 110, the second lens assembly 120, the third lens group 130, the prism 140, and the image sensor unit 210 may be classified as optical systems.
  • first driver 310, the second driver 320, and the pin 50 may be classified as a lens driver, and the first lens assembly 110 and the second lens assembly 120 also function as the lens driver. It can be combined.
  • the first driver 310 and the second driver 320 may be a coil driver, but is not limited thereto.
  • the pin 50 may perform a guide function of the lens assembly to be moved, may be referred to as a rod, or the like.
  • the pin 50 may include the first pin 51 and the second pin 52, but is not limited thereto.
  • the Z axis means an optical axis direction or a parallel direction thereof.
  • the Y axis means a direction perpendicular to the Z axis in the ground plane (YZ plane).
  • X axis means perpendicular to the ground.
  • the prism 140 converts incident light into parallel light.
  • the prism 140 changes the light path of the incident light into an optical axis Z parallel to the central axis of the lens group, thereby changing the incident light into parallel light.
  • the parallel light may pass through the third lens group 130, the first lens assembly 110, and the second lens assembly 120 to be incident on the image sensor unit 210 to capture an image.
  • the moving lens group may be three, four, or five or more.
  • the optical axis direction Z means a direction that is the same as or parallel to the direction in which the lens groups are aligned.
  • the camera module may perform a zooming function.
  • the first lens assembly 110 and the second lens assembly 120 move through the first driver 310, the second driver 320, and the pin 50.
  • the third lens group 130 may be a fixed lens.
  • the first lens assembly 110 and the second lens assembly 120 may include a moving lens group
  • the third lens group 130 may be a fixed lens group
  • the third lens group 130 may perform a focator function to form parallel light at a specific position.
  • the first lens assembly 110 may perform a variable function of reimaging the image formed in the third lens group 130 that is the condenser. Meanwhile, in the first lens assembly 110, the magnification change may be large when the distance or the image distance with the subject is changed a lot.
  • the first lens assembly 110 which is a changer, plays an important role in the focal length or magnification change of the optical system. can do.
  • shops that are imaged in the first lens assembly 110 may differ slightly depending on the location.
  • the second lens assembly 120 may function as a position compensation for the image formed by the changer.
  • the second lens assembly 120 may function as a compensator for accurately forming a shop formed in the first lens assembly 110, which is a translator, at a position of the actual image sensor unit 210. Can be done.
  • FIG. 3A is a perspective view of a case 20 in the camera module according to the embodiment shown in FIG. 2.
  • the case 20 may have a rectangular parallelepiped shape and may include four side surfaces and a bottom surface 20e.
  • the case 20 may include first to fourth side surfaces 20a, 20b, 20c, and 20d, and the first side surface 20a, the second side surface 20b, and the third side surface 20c.
  • the fourth side surface 20d may face each other.
  • a hook 20H may be formed on at least one side of the case 20 to be coupled to the hole of the cover 10.
  • a first guide groove 112G in which the first lens assembly 110, the second lens assembly 120, and the third lens group 130 are positioned is disposed on the bottom surface 20e of the case 20.
  • the first guide groove 112G may be concave downward according to the outer circumferential shape of the lens, but is not limited thereto.
  • a first opening portion 23a and a second opening portion 23b in which the first driving portion 310 and the second driving portion 320 are disposed on the first side surface 20a and the second side surface 20b of the case 20, respectively. ) May be formed.
  • a third opening 22 in which the image sensor 210 is disposed may be formed in the third side surface 20c of the case 20.
  • a single or plural number of fourth openings 27 exposing the circuit board 107 may be formed on the bottom surface of the case 20.
  • the third side 20c of the case 20 and the fourth side 20d facing the same may be provided with a singular or plural coupling holes 25 to which the pins 50 are coupled.
  • the first coupling hole 25a, the second coupling hole 25b, the third coupling hole 25c, and the fourth side surface 20c and the fourth side surface 20d of the case 20 are provided.
  • a coupling hole 25d may be formed, and the first fin 51, the second fin 52, the third fin 53, and the fourth fin 54 may be combined, respectively.
  • a prism mounting part 24 in which the prism 140 may be disposed may be formed inside the fourth side surface 20d of the case 20.
  • the material of the case 20 may be formed of any one or more of plastic, glass-based epoxy, polycarbonate, metal, or composite material.
  • FIG. 3B is a perspective view in which the case 20 is removed from the camera module according to the embodiment shown in FIG. 2, and shows an optical system and a lens driving unit.
  • the lens driving device may include a mover and a fixing part.
  • the mover may be referred to as a moving part in a concept corresponding to the fixing part.
  • the mover may mean a lens assembly that is moved by rolling motion of a wheel.
  • the fixing part may mean a case, a pin, etc. that are not moved.
  • the camera module according to the embodiment includes a prism 140, a first lens assembly 110, a second lens assembly 120, a third lens group 130, an image sensor unit 210, and the like on the case 20. It may include an optical system. Also, the camera module of the embodiment may include a lens driver such as a first driver 310, a second driver 320, and a fin 50. The first lens assembly 110 and the second lens assembly 120 may also perform a lens driving function.
  • the pins 50 may include first to fourth pins 51, 52, 53, and 54, and the first to fourth pins 51, 52, 53, and 54 may each have a first coupling.
  • a hole may be coupled to the fourth coupling holes 25a, 25b, 25c, and 25d (see FIG. 3A) to function as a movement guide of the first lens assembly 110 and the second lens assembly 120.
  • the fin 50 may be formed of any one or more of plastic, glass-based epoxy, polycarbonate, metal, or composite materials.
  • the first driver 310 may be a coil driver, and may have a shape in which a first coil 314 is wound around a first core 312 such as an iron core.
  • the second driver 320 may also be a coil driver in which a second coil 324 is wound around a second core 322 such as an iron core.
  • the prism 140 changes the incident light into parallel light by changing the light path of the incident light into an optical axis parallel to the central axis Z of the lens group. Thereafter, the parallel light may pass through the third lens group 130, the first lens assembly 110, and the second lens assembly 120 to be captured by the image sensor unit 210.
  • the prism 140 may be an optical member having a triangular prism shape. Embodiments may also employ reflectors or reflectors in place of or in addition to prisms 140.
  • the embodiment may include an additional prism (not shown) for the light passing through the lens group to be captured by the image sensor unit 210 when the image sensor unit 210 is not disposed in the direction perpendicular to the optical axis.
  • the image sensor unit 210 may be disposed perpendicular to the optical axis direction of the parallel light.
  • the image sensor unit 210 may include a solid-state imaging device 214 disposed on the second circuit board 212.
  • the image sensor unit 210 may include a Charge Coupled Device (CCD) image sensor or a Complementary Metal-Oxide-Semiconductor (CMOS) image sensor.
  • CCD Charge Coupled Device
  • CMOS Complementary Metal-Oxide-Semiconductor
  • the mover may be any component that is actually moved by an external force such as an electromagnetic force.
  • the mover may include a housing, a lens, a wheel, a driving magnet, a sensing magnet, and the like disposed in the housing, and at least one or more of the above components may be omitted.
  • FIG. 4A is a perspective view of the first lens assembly 110 in the camera module according to the embodiment shown in FIG. 2, and FIG. 4B is a perspective view of the second lens assembly 120 in the camera module according to the embodiment shown in FIG. 2. to be.
  • the first lens assembly 110 may include the first housing 112, the first lens group 114, the first wheel 117, the third driving unit 116, and the first position sensor ( 118).
  • the second lens assembly 120 of the embodiment includes a second housing 122, a second lens group 124, a second wheel 127, a fourth driving unit 126, and a second position sensor. And one or more of 128.
  • the first housing 112 of the first lens assembly 110 may include a first lens housing 112a and a first driver housing 112b.
  • the first lens housing 112a may function as a barrel, and the first lens group 114 may be mounted.
  • the first lens group 114 may be a moving lens group, and may include a single lens or a plurality of lenses.
  • the second housing 122 of the second lens assembly 120 may also include a second lens housing 122a and a second driver housing 122b.
  • a first guide groove 112G may be formed at a lower side of one end of the first lens housing 112a of the first lens assembly 110.
  • the first lens assembly 110 may be guided by the first guide groove 112G and move linearly in the optical axis direction while slidingly contacting the second pin 52.
  • a second guide groove 122G may be formed at a lower side of one end of the second lens housing 122a of the second lens assembly 120.
  • the camera module can perform an efficient autofocusing and zooming function. have.
  • a camera module for performing an efficient autofocusing and zooming function may be implemented. Can be.
  • a third driving unit 116, a first wheel 117, and a first position sensor 118 may be disposed in the first driving unit housing 112b of the first lens assembly 110.
  • the first wheel 117 may include a plurality of wheels, and may include a first-first wheel 117a and a first-second wheel 117b.
  • a fourth driving unit 126, a second wheel 127, and a second position sensor 128 may be disposed in the second driving unit housing 122b of the second lens assembly 120.
  • the second wheel 127 may include a plurality of wheels, and may include a second-first wheel 127a and a second-second wheel 127b.
  • a groove may be formed in the driving unit housing so that the pin may be disposed.
  • the shape of the groove disposed in the drive unit housing may have a shape corresponding to the shape of the pin or the shape of the surface contacting the pin of the wheel disposed in the drive housing.
  • the groove formed in the drive housing may be formed at a position corresponding to the wheel disposed in the drive housing.
  • the thickness of the drive housing in which the position sensor is disposed may be thinner than the thickness of the drive housing in which the wheel is disposed.
  • the drive housing in which the wheel is disposed may protrude to one side than the area of the drive housing in which the position sensor is disposed so that the wheel may be in good contact with the pin.
  • the third driver 116 of the first lens assembly 110 may be a magnet driver, but is not limited thereto.
  • the third driver 116 may include a first magnet (magnet) that is a permanent magnet.
  • the fourth driver 126 of the second lens assembly 120 may also be a magnet driver, but is not limited thereto.
  • FIG. 5A is a conceptual diagram illustrating a first magnetization method of a first magnet in a third driving unit 116 of the first lens assembly 110, and the N pole of the permanent magnet is disposed to face the first driving unit 310.
  • the S pole may be positioned opposite to the first driver 310.
  • the direction of the electromagnetic force may be parallel to the direction of the optical axis, thereby driving the first lens assembly 110.
  • the first lens assembly 110 includes a first wheel 117 that is a rolling drive and moves on the pin 50 to minimize the friction torque. There is.
  • the lens assembly, the lens driving device, and the camera module including the same may improve the driving force by minimizing the occurrence of friction torque between the lens assembly and the guide pin that are moved during zooming. Accordingly, according to the embodiment, power consumption may be reduced during zooming of the camera module, and there is a technical effect of improving control characteristics.
  • 5B is a conceptual diagram illustrating a second magnetization method of a magnet, which is a first driver 116B, in a camera module according to an embodiment.
  • the first driver 310 has a shape in which a first coil 314 is wound around a bar-shaped first core 312 (see FIG. 3B).
  • the 1-2 driving unit 310B shown in Figure 5b is a coil wound around the donut-shaped core.
  • the direction of the current in the region facing the third driver 116 in the first driver 310 of FIG. 5A is one direction.
  • the direction of the current in the region facing the third driver 116 in the first-second driver 310B of FIG. 5B is not the same, and accordingly, the N pole of the permanent magnet that is the third-second driver 116B. Both and S poles may be disposed to face the first-second driving unit 310B.
  • a first position sensor 118 may be disposed in the first driving unit housing 112b of the first lens assembly to detect position and control the position of the first lens assembly 110.
  • the first position sensor 118 disposed on the first driver housing 112b may be disposed to face the first sensing magnet (not shown) disposed on the bottom surface of the case 20.
  • a second position sensor 128 may be disposed in the second driving unit housing 122b of the second lens assembly to perform position detection and position control of the second lens assembly 120.
  • the second position sensor 128 disposed in the second driver housing 122b may be disposed to face the second sensing magnet 410 disposed on the bottom surface of the case 20.
  • FIG. 6 is a plan view of the camera module according to the embodiment shown in FIG. 2.
  • FIG. 7A is a view of the cutting plane along the line A 1 -A 1 ′ of the camera module according to the embodiment illustrated in FIG. 6, in the Y-axis direction.
  • FIG. 7B is a view of the cutting plane along the line A2-A2 ′ of the camera module according to the embodiment illustrated in FIG. 6, in the Z-axis direction.
  • 7c is a view of the cutting plane along the line A3-A3 'of the camera module according to the embodiment shown in FIG.
  • the second driver housing 122 and the fourth driver 126 of the second lens assembly 120 are not cut.
  • a first lens group 114 may be mounted on the first lens housing 112a of the first lens assembly 110.
  • the first lens group 114 may be mounted on the first barrel 114b.
  • the second lens group 124 may be mounted on the second lens housing 122a of the second lens assembly 120.
  • the second lens group 124 may be mounted on the second barrel 124b.
  • the third lens group 130 may include a third lens 134 mounted on the third barrel 1132.
  • Each of the first to third lens groups 114, 124, and 134 may include one or a plurality of lenses.
  • the center of the prism 140, the third lens group 130, the first lens group 114, and the second lens group 124 may be arranged in the optical axis Z direction.
  • the third lens group 130 may be disposed to face the prism 140, and light emitted from the prism 140 may be incident.
  • At least one of the first to third lens groups 114, 124, and 134 may be a fixed lens.
  • the third lens group 130 may be fixedly disposed on the camera module and may not move in the optical axis direction, but is not limited thereto.
  • the case 20 may include a mounting part (not shown) to which the third lens group 130 is fixedly coupled.
  • the third lens group 130 may be mounted on the mounting portion and fixed to the mounting portion by an adhesive.
  • the second lens group 124 is spaced apart from the third lens group 130 in the optical axis direction and may move in the optical axis direction.
  • the third lens group 130 may be spaced apart from the second lens group 124 in the optical axis direction and move in the optical axis direction.
  • Light emitted from the third lens group 130 may be incident on the image sensor unit 210 disposed behind the third lens group 130.
  • the interval between the first lens group 114 and the third lens group 130 and the first lens group 114 and the first lens group 114 can be adjusted, which allows the camera module to zoom in.
  • FIG. 7B is a view of the cutting plane along the line A2-A2 ′ of the camera module according to the embodiment illustrated in FIG. 6, directly in the Z-axis direction, and the first-first wheel of the first lens assembly 110. 117a and the first-three wheels 117c are cut, and the second-first wheel 127a and the second-three wheels 127c are cut from the second lens assembly 120. It became.
  • the first lens assembly 110 includes a first-first wheel 117a and a first-third wheel 117c, which are rolling drives, and the second lens assembly 120 is also a rolling drive. And a second-first wheel 127a and a second-third wheel 127c, respectively, on the first pin 51, the third pin 53, the second pin 52, and the fourth pin 54. Rolling movement by the electromagnetic force has a technical effect that can minimize the generation of friction torque.
  • the lens assembly, the lens driving device and the camera module including the same according to the embodiment, the friction torque between the wheel and the guide pin 50, which is the rolling drive of the lens assembly moved in the optical axis (Z) direction when zooming (zooming)
  • the driving force can be improved by minimizing the occurrence.
  • the frictional resistance between the wheel of the lens assembly and the pin 50 may be minimized to reduce power consumption during zooming of the camera module, and there may be a technical effect of improving control characteristics.
  • 7c is a view of the cutting plane along the line A3-A3 ′ of the camera module according to the embodiment illustrated in FIG. 6 in the Z-axis direction, and the first-second wheels (1-2 wheels) of the first lens assembly 110 are shown.
  • 117b) and the first-fourth wheels 117d are cut, and the second-second wheels 127b, the second-fourth wheels 127d, and the second lens housing 122a are disposed on the second lens assembly 120.
  • the second lens group 124 is cut.
  • the first lens assembly 110 includes a first-second wheel 117b and a first-fourth wheel 117d, which are rolling drives, and the second lens assembly 120 is also a rolling drive.
  • 2-2 wheels (127b), 2-4 wheels (127d) having a rolling on each of the first pin 51, the third pin 53, the second pin 52 and the fourth pin (54)
  • the driving force can be improved by minimizing the generation of friction torque between the wheel of the lens assembly and the pin 50 during zooming, the power consumption can be reduced, and the control characteristics can be improved. There is a complex technical effect.
  • FIG. 8A is a cross-sectional perspective view taken along line A2-A2 'after the first housing 112 and the second housing 122 are removed from the camera module according to the embodiment shown in FIG. 6, and FIG.
  • the cross-sectional view of the camera module according to the exemplary embodiment shown in 8a as viewed in the z-axis direction is not cut.
  • the first wheel 117 may include a first-first wheel 117a and a first-third wheel 117c.
  • the second wheel 127 may include a second-first wheel 127a and a second-three wheel 127c.
  • FIG. 8B an enlarged view of the first area A1 is shown in FIG. 11A. Before describing this, the contents of FIGS. 9 and 10 will be described.
  • FIG 9 is a cross-sectional view of the wheel 7 and the guide pin 5 in the lens drive of the camera module which is a private internal technology.
  • the wheel 7 has a rotating shaft 7a and a rotating portion 7b, and the rotating portion 7b may include a trench-shaped rotating groove 7c for receiving the guide pin 5.
  • the lens assembly can be moved by the rolling movement of the wheel 7 along the guide pin 5.
  • the frictional torque may increase because the pin 5 and the wheel 7 are in contact with the partial region P, and there is a problem of wear due to the frictional resistance.
  • the upper end 7T of the wheel is disposed higher by the first height H1 than the horizontal center axis 5C of the pin (based on the Y-axis direction) so that the lens assembly is not separated.
  • the point where the horizontal center axis 5C of the pin and the outer diameter of the pin 5 meet may be referred to as the bending point I.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram of a decenter or tilt generated when a lens moves in a camera module.
  • the camera module may implement a zoom function by using the plurality of lens groups L1, L2, and L3.
  • the camera module may include a first lens group L1, a second lens group L2, a third lens group L3, and an image sensor 2.
  • the first lens group L1 and the third lens group L3 may move the first distance Z1 and the third distance Z3, respectively. Can be.
  • the alignment between the lenses should be well aligned.
  • the first lens group as shown in FIG. 9 The spherical center of L1 and the spherical center of the third lens group L3 may be separated from the optical axis LC so that decentralization may occur by the first width D1 and the third width D3, respectively.
  • the symmetry axis of the first lens group L1, the symmetry axis of the second lens group L2, and the symmetry axis of the third lens group L3 are inclined to generate the lens tilt phenomenon T1, T2, and T3. There is a problem that the angle of view changes or out of focus occurs.
  • FIG. 11A and 11B illustrate first cross-sectional views of wheels and pins of the first area A1 in the lens driver illustrated in FIG. 8B.
  • One of the technical problems of the embodiment is to provide a lens assembly, a lens driving device, and a camera module including the same capable of preventing lens decenter or lens tilt from occurring when a lens moves through zooming in a camera module. It is.
  • the first lens assembly 110 may include a first lens group 114 and a first housing 112 which is moved in combination with the first lens group 114. It may include.
  • the first housing 112 may include a first wheel 117 for moving the first lens group 114.
  • the first wheel 117 may include a first-first wheel 117a, and the first-first wheel 117a may include a first rotation shaft 117a1 and the first rotation shaft ( It may include a first rotating part (117a2) for rotating around the 117a1.
  • the first rotating part 117a2 may include a curved groove 117S.
  • the first-first wheel 117a may be disposed below the first pin 51, and an upper end 117T of the first rotating part 117a2 is the first pin 51. It may be positioned lower than the horizontal central axis 51C of. For example, the upper end 117T of the first rotating part may be positioned lower than the bending point I of the first pin 51.
  • the second height H2 at which the upper end 117T of the first rotating part 117a2 is spaced downward from the horizontal central axis 51C of the first pin 51 is the first pin 51. It can be located low in the range 1/2 to 2/3 (R / 2 to 2R / 3) of the radius R of.
  • the separation distance is less than the lower limit, friction between the side surfaces of the first pin 51 and the first rotating part 117a2 may be increased, and when the upper limit is exceeded, the first pin 51 and the first-first wheel 117a may be increased. ), It may be difficult for the first pin 51 to be seated on the first-first wheel 117a.
  • the contact resistance is distributed between the first rotating part 117a2 and the first pin 51 so as to disperse the contact resistance, thereby preventing the occurrence of vibration due to the friction torque.
  • the first pin 51 is stably disposed in the curved groove 117S of the first rotating part 117a2, and the gap between the first rotating part 117a2 and the first pin 51 is almost eliminated.
  • the upper end 117T of the first rotating part is disposed lower than the horizontal central axis of the first pin 51 to minimize the occurrence of vibration during zooming by eliminating friction between the sidewall of the first rotating part 117a2 and the first pin 51. Therefore, there is a technical effect that can prevent the decentralization or lens tilt of the lens.
  • FIG. 11C is a second cross-sectional view illustrating the wheel and the pin of the lens driver illustrated in FIG. 11A.
  • the first rotating shaft 117a1 and the first rotating part 117a2 may be integrally formed in the first wheel 117a '.
  • the first rotating shaft 117a1 and the first rotating unit 117a2 may be integrally formed, and the first driving unit housing 112b may be formed in a first manner.
  • the rotating shaft 117a1 may be rotated.
  • FIG. 11D is a third cross-sectional view of the wheel and the pin of the lens driver illustrated in FIG. 11A.
  • the first rotating shaft 117a1 and the first rotating portion 117a2 may be integrally formed on the first wheel 117a, and the first bushing 117a3 may be disposed on the first rotating shaft 117a1.
  • the first rotating shaft 117a1 may be rotated while contacting the first bushing 117a3.
  • FIG. 12A is a perspective view of the first lens assembly 110 and the pin 50 in the camera module according to the embodiment shown in FIG. 2.
  • the first lens assembly 110 may be guided and moved through the first fin 51, the second fin 52, and the third fin 53.
  • the first lens group 114 of the first lens assembly 110 may be tilted downward by the gravity F1
  • the stable structure of the lens assembly is supported by the supporting force F2 by the second pin 52. Can be maintained.
  • FIG. 12B is a partial first enlarged view of the guide part A3 shown in FIG. 12A.
  • the first end 112E1 of the first lens housing 112a of the embodiment includes the first guide groove 112G so that the first lens housing 112a can be stably guided on the second pin 52. .
  • FIG. 12C is another exemplary view of the guide part A3 shown in FIG. 12A.
  • the second end 112E2 of the first lens housing 112a of the embodiment includes the first guide hole 112H, and the second pin 52 is disposed in the first guide hole 112H, whereby the first lens housing The 112a may be driven while being guided to the second pin 52 more stably.
  • FIG. 13A is a plan view of the camera module according to the embodiment shown in FIG. 2, and FIG. 13B is a cross-sectional view along the line A4-A4 ′ of the camera module according to the embodiment shown in FIG. 13A, and FIG. 13C is shown in FIG. 13A. Is a bottom view of a camera module according to an embodiment.
  • One of the technical problems of the embodiment is to provide a lens assembly, a lens driving device, and a camera module including the same, in which a zooming function can be smoothly performed even in a compact and compact camera module.
  • one of the technical problem of the embodiment is to provide a lens assembly, a lens driving device and a camera module including the same that can solve the technical problem that the reliability of the position measurement of the lens moving when zooming in the camera module is reduced.
  • the first lens assembly 110 and the second lens assembly 120 may be moved within a predetermined stroke area S in the case 20.
  • the stroke area S may be an area between the first end stroke S1 and the second end stroke S2.
  • the stroke area S20 of the second lens assembly 120 may be about 4 ⁇ m, but is not limited thereto.
  • the second lens assembly 120 may move through the second wheel 127 on the second fin 52 and the fourth fin 54.
  • the second wheel 127 may include 2-1 th wheel to 2-4 th wheel 127a, 127b, 127c, and 127d.
  • the second housing 122 of the second lens assembly 120 may include a fourth driver 126 that is a magnet driver, and may include a first sensing magnet 128 on one side.
  • the second lens assembly 120 may move to the end S1 opposite to the optical axis by the rolling movement. Through this, the first sensing magnet 128 may be moved to the S1 point.
  • the stroke area S20 of the second lens assembly 120 may be about 4 ⁇ m or less, but is not limited thereto.
  • An embodiment may include a first position sensor 118 under the case 20, and the first sensing magnet 128 and the first position sensor 118 of the second lens assembly 120 may be disposed up and down. Can overlap.
  • the first position sensor 118 may include a first-first position sensor 411 and a second-second position sensor 412, and may include a first-first position at a second end S2 position.
  • the sensor 411 and the first sensing magnet 128 may overlap each other, and the first-second position sensor 412 and the first sensing magnet 128 may overlap each other at the first end S1 position.
  • the camera module has an effect of improving the reliability of measuring the position of the lens moving when zooming.
  • the first position sensor 118 and the first sensing magnet 128, which is a hall sensor, are disposed in one stroke section while overlapping or adjacent to each other in the stroke section.
  • the linearity of data reliability according to the position can be improved.
  • the first position sensor 118 is positioned on the lower side of the case 20, and the first sensing magnet 128 is also disposed on one side of the second lens assembly 120, so that the other stroke section is disposed.
  • the embodiment may minimize the area of the circuit board 107 as the first position sensor 118 and the hall sensor, which is the first sensing magnet 128, are mounted in one stroke section. Can be. Accordingly, since the circuit board 107 does not need to be positioned under the lens part which has the greatest influence on the thickness dimension of the camera module product, the camera module may have a thickness reduction effect, thereby implementing a compact camera module.
  • the lens assembly, the lens driving device, and the camera module including the same according to the embodiment have a technical effect of solving the problem of friction torque generation during zooming.
  • the tolerance of the movable contact portion is significantly reduced, thereby minimizing friction torque, while preventing decentralization of the lens or lens tilt, thereby significantly improving image quality and resolution. You can.
  • the position sensor and the hall sensor may be disposed in one stroke section to reduce the area occupied by the position sensor, thereby enabling the implementation of a compact camera module.
  • the circuit board area can be minimized. Accordingly, since the circuit board does not need to be located under the lens part which has the greatest influence on the thickness dimension of the camera module product, the thickness of the camera module can be reduced, thereby implementing a compact camera module.
  • the position sensor and the hall sensor are disposed so as to overlap or adjoin each other in the stroke section up and down while placing the position sensor in one stroke section. By obtaining reliable position data, it is possible to improve the linearity of data reliability according to the position.

Landscapes

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Abstract

실시예는 렌즈 어셈블리, 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것이다. 실시예에 따른 렌즈 어셈블리는 제1 핀; 상기 제1 핀을 따라 이동하는 제1 하우징; 상기 제1 하우징에 배치되는 제1 렌즈군; 및 상기 제1 하우징에 배치되며 상기 제1 핀을 따라 이동하는 제1 바퀴를 포함할 수 있다. 상기 제1 바퀴는 상기 제1 하우징과 결합되는 제1 회전축과 상기 제1 회전축을 중심으로 회전하는 제1 회전부를 포함할 수 있다. 상기 제1 회전부는 상기 제1 핀과 대응되는 홈을 포함하고, 상기 홈의 최대 깊이는 상기 제1 회전축에 수직한 방향으로의 상기 제1 핀의 최대 두께의 1/2보다 작을 수 있다.

Description

렌즈 어셈블리
실시예는 렌즈 어셈블리, 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것이다.
카메라 모듈은 피사체를 촬영하여 이미지 또는 동영상으로 저장하는 기능을 수행하며, 휴대폰 등의 이동단말기, 노트북, 드론, 차량 등에 장착되고 있다.
한편, 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대용 디바이스에는 초소형 카메라 모듈이 내장되며, 이러한 카메라 모듈은 이미지 센서와 렌즈 사이의 간격을 자동 조절하여 렌즈의 초점거리를 정렬하는 오토포커스(autofocus) 기능을 수행할 수 있다.
최근 카메라 모듈은 줌 렌즈(zoom lens)를 통해 원거리의 피사체의 배율을 증가 또는 감소시켜 촬영하는 줌 업(zoom up) 또는 줌 아웃(zoom out)의 주밍(zooming) 기능을 수행할 수 있다.
한편, 카메라 모듈에서 주밍(zooming) 기능을 위해 렌즈 구동장치를 이용하여 렌즈 이동 시 마찰 토크가 발생하고 있으며, 이러한 마찰 토크에 의해 구동력의 감소, 소비전력의 증가 또는 제어특성 저하 등의 기술적 문제점이 발생되고 있다.
특히 카메라 모듈에서 최상의 광학적 특성을 내기 위해서는 렌즈들 간의 얼라인(align)이 잘 맞아야 하는데, 렌즈간 구면 중심이 광축에서 이탈하는 디센터(decent)나 렌즈 기울어짐 현상인 틸트(tilt) 발생시 화각이 변하거나 초점이탈이 발생하여 화질이나 해상력에 악영향을 주게 된다.
한편, 카메라 모듈에서 주밍 기능을 위해 렌즈 이동 시 마찰 토크 저항을 감소시키기 위해 이동영역에서 이격을 증가시키는 경우, 줌 이동 또는 줌 운동의 반전 시에 렌즈 디센터심(decent)이나 렌즈 틸트(tilt)가 발생하는 기술적 문제 모순이 발생하고 있다.
또한 초소형의 컴팩트 카메라 모듈에서는 크기 제한이 있으므로 주밍을 위한 공간 제약이 있어서 일반적인 대형 카메라에서 적용되는 주밍 기능이 구현되기 어려운 문제가 있다.
또한 카메라 모듈에서 주밍 시 이동되는 렌즈의 위치 센싱이 중요하나, 종래기술에서는 주밍 시 이동되는 렌즈의 위치 측정의 신뢰도가 저하되는 기술적 문제가 있다.
한편, 항목에 기술된 내용은 단순히 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 카메라 모듈에서 주밍(zooming)을 통한 렌즈 이동 시 마찰 토크 발생을 방지할 수 있는 렌즈 어셈블리, 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.
또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 카메라 모듈에서 주밍을 통한 렌즈 이동 시 렌즈 디센터(decenter)나 렌즈 틸트(tilt) 발생을 방지할 수 있는 렌즈 어셈블리, 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.
또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 초소형의 컴팩트한 카메라 모듈에서도 주밍 기능이 원활히 수행될 수 있는 구조의 렌즈 어셈블리, 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.
또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 카메라 모듈에서 주밍 시 이동하는 렌즈의 위치 측정의 신뢰도가 저하되는 기술적 문제를 해결할 수 있는 렌즈 어셈블리, 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.
실시예의 기술적 과제는 본 항목에 기재된 것에 한정되지 않으며, 발명의 설명 전체로부터 파악될 수 있는 것을 포함한다.
실시예에 따른 렌즈 어셈블리는 제1 핀; 상기 제1 핀을 따라 이동하는 제1 하우징; 상기 제1 하우징에 배치되는 제1 렌즈군; 및 상기 제1 하우징에 배치되며 상기 제1 핀을 따라 이동하는 제1 바퀴를 포함할 수 있다.
상기 제1 바퀴는 상기 제1 하우징과 결합되는 제1 회전축과 상기 제1 회전축을 중심으로 회전하는 제1 회전부를 포함할 수 있다.
상기 제1 회전부는 상기 제1 핀과 대응되는 홈을 포함하고, 상기 홈의 최대 깊이는 상기 제1 회전축에 수직한 방향으로의 상기 제1 핀의 최대 두께의 1/2보다 작을 수 있다.
예를 들어, 도 11a을 참조하면, 상기 제1-1 바퀴(117a)는 상기 제1 핀(51) 하측에 배치될 수 있으며, 상기 제1 회전부(117a2)의 상단(117T)이 상기 제1 핀(51)의 수평 중심축(51C)보다 낮게 위치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 회전부의 상단(117T)이 상기 제1 핀(51)의 만곡점(I) 보다 낮게 위치될 수 있다.
이를 통해 상기 제1 회전부(117a2)는 상기 제1 핀(51)과 대응되는 홈(117S)을 포함하고, 상기 홈의 최대 깊이는 상기 제1 회전축에 수직한 방향으로의 상기 제1 핀의 최대 두께인 직경(2R)의 1/2보다 작을 수 있다.
이에 따라 상기 제1 회전부(117a2)의 상단(117T)이 상기 제1 핀(51)의 수평 중심축(51C)보다 낮게 위치될 수 있다.
실시예에 의하면 제1 회전부(117a2)의 곡면 홈(117S)에 제1 핀(51)를 안정적으로 배치시키고, 제1 회전부(117a2)와 제1 핀(51) 간에 유격을 거의 없앰과 함께 제1 회전부의 상단(117T)을 제1 핀(51)의 수평 중심축 보다 낮게 배치시켜 제1 회전부(117a2)의 측벽과 제1 핀(51) 간의 마찰을 없앰으로써 주밍시에 진동발생을 최소화하여 렌즈의 디센터(decent)나 렌즈 틸트(tilt) 발생을 방지할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에 의하면 주밍(zooming) 시, 제1 회전부(117a2)와 제1 핀(51) 간에 면 접촉(S)이 되도록 하여 접촉 저항을 분산시킴에 따라 마찰 토크에 따른 진동 발생을 방지하여 렌즈 디센터(decent)나 렌즈 틸트(tilt) 발생을 방지하여 화질이나 해상력을 현저히 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.
실시예에서 상기 제1 바퀴의 제1 회전축(117a1)은 상기 제1 하우징에 고정되고, 상기 제1 회전부(117a2)는 회전될 수 있다.
또한 상기 제1 바퀴(117)의 제1 회전부(117a2)와 상기 제1 회전축(117a1)은 일체로 형성되어 함께 회전될 수 있다.
또한 상기 제1 회전축은 상기 제1 하우징에 형성된 홀에 배치될 수 있다.
또한 실시예는 상기 제1 바퀴의 제1 회전축(117a1)과 상기 제1 하우징 사이에 부싱을 더 포함할 수 있다.
상기 부싱은 상기 제1 하우징과 상기 제1 회전축 중 어느 하나에 배치되고 금속 재질일 수 있다.
상기 제1 회전부의 상기 홈과 상기 제1 핀의 상기 홈과 대응되는 면은 대응되는 형상일 수 있다. 상기 형상은 곡면일 수 있다.
또한 실시예는 상기 제1 핀이 배치되는 케이스; 상기 케이스에 배치되는 제1 코일부;및 상기 제1 코일부와 대면하며 상기 제1 하우징에 배치되는 구동 마그넷을 더 포함할 수 있다.
또한 다른 실시예에 따른 렌즈 어셈블리는, 핀; 및 렌즈군과 바퀴를 포함하는 무버를 포함하고, 상기 바퀴는 상기 핀을 따라 이동하고, 상기 바퀴는 회전축과 상기 회전축을 중심으로 회전하는 회전부를 포함하고, 상기 바퀴의 상기 회전부는 상기 회전 축과 평행하고 상기 핀의 중심을 지나는 가상의 선과 오버랩 되지 않을 수 있다.
또한 다른 실시예에 따른 렌즈 어셈블리는, 제1 핀; 상기 제1 핀과 이격되어 배치되는 제2 핀; 상기 제1 핀 및 상기 제2 핀을 따라 이동하는 제1 하우징; 상기 제1 하우징에 배치되는 제1 렌즈군; 상기 제1 하우징에 배치되며 상기 제1 핀 상에 배치되는 제1 바퀴; 및 상기 제1 하우징에 배치되며 상기 제2 핀 상에 배치되는 제2 바퀴를 포함할 수 있다.
상기 제1 바퀴는 상기 제1 하우징과 결합되는 제1 회전축과 상기 제1 회전축을 중심으로 상기 제1 핀과 접촉하며 회전하는 제1 회전부를 포함하고, 상기 제1 핀의 상기 제1 회전 축과 평행하고 상기 제1 핀의 직경을 포함하는 가상의 선(51C)과 오버랩 되지 않을 수 있다.
좀 더 구체적으로, 상기 제1 회전부는 상기 제1 핀과 대응되는 홈을 포함할 수 있고, 상기 홈의 최대 깊이는 상기 제1 회전축에 수직한 방향으로의 상기 제1 핀의 최대 두께의 1/2보다 작을 수 있다.
이를 통해 상기 회전부의 상단은 상기 제1 회전 축과 평행하고 상기 제1 핀의 중심을 지나는 가상의 선(51C) 보다 낮게 배치되어 상기 가상의 선과 오버랩 되지 않을 수 있다.
예를 들어, 도 11a을 참조하면, 상기 제1-1 바퀴(117a)는 상기 제1 핀(51) 하측에 배치될 수 있으며, 상기 제1 회전부(117a2)의 상단(117T)이 상기 제1 핀(51)의 수평 중심축(51C)보다 낮게 위치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 회전부의 상단(117T)이 상기 제1 핀(51)의 만곡점(I) 보다 낮게 위치될 수 있다.
이를 통해 상기 제1 회전부(117a2)는 상기 제1 핀(51)과 대응되는 홈(117S)을 포함하고, 상기 홈의 최대 깊이는 상기 제1 회전축에 수직한 방향으로의 상기 제1 핀의 최대 두께인 직경(2R)의 1/2보다 작을 수 있다.
이를 통해 상기 회전부의 상단은 상기 제1 회전 축과 평행하고 상기 제1 핀의 중심을 지나는 가상의 선 보다 낮게 배치되어 상기 가상의 선(51C)과 오버랩 되지 않을 수 있다.
또한 상기 제1 회전부(117a2)의 상단(117T)이 상기 제1 핀(51)의 수평 중심축(51C)보다 낮게 위치될 수 있다.
실시예에 의하면 제1 회전부(117a2)의 곡면 홈(117S)에 제1 핀(51)를 안정적으로 배치시키고, 제1 회전부(117a2)와 제1 핀(51) 간에 유격을 거의 없앰과 함께 제1 회전부의 상단(117T)을 제1 핀(51)의 수평 중심축 보다 낮게 배치시켜 제1 회전부(117a2)의 측벽과 제1 핀(51) 간의 마찰을 없앰으로써 주밍시에 진동발생을 최소화하여 렌즈의 디센터(decent)나 렌즈 틸트(tilt) 발생을 방지할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에 의하면 주밍(zooming) 시, 제1 회전부(117a2)와 제1 핀(51) 간에 면 접촉(S)이 되도록 하여 접촉 저항을 분산시킴에 따라 마찰 토크에 따른 진동 발생을 방지하여 렌즈 디센터(decent)나 렌즈 틸트(tilt) 발생을 방지하여 화질이나 해상력을 현저히 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 실시예는 상기 제1 핀 및 상기 제2 핀과 이격되어 배치되는 제3 핀; 상기 제1 핀 내지 상기 제3 핀과 이격되어 배치되는 제4 핀; 상기 제3 핀 및 상기 제4 핀을 따라 이동하는 제2 하우징; 상기 제2 하우징에 배치되는 제2 렌즈군; 상기 제2 하우징에 배치되며 상기 제3 핀 상에 배치되는 제3 바퀴; 및 상기 제2 하우징에 배치되며 상기 제4 핀 상에 배치되는 제4 바퀴를 포함할 수 있다.
상기 제3 바퀴는 상기 제2 하우징과 결합되는 제2 회전축과 상기 제2 회전축을 중심으로 상기 제3 핀과 접촉하며 회전하는 제2 회전부를 포함하고, 상기 제3 핀의 상기 제2 회전 축과 평행하고 상기 제3 핀의 직경을 포함하는 가상의 선과 오버랩 되지 않을 수 있다.
또한 상기 제1 하우징은 상기 제3 핀과 대응되는 위치에 배치되는 제1 홈을 포함하고, 상기 제2 하우징은 상기 제1 핀과 대응되는 위치에 배치되는 제2 홈을 포함할 수 있다ㅏ.
또한 실시예는 상기 제1 하우징에 배치되며 상기 제1 핀과 상기 제2 핀 사이에 배치되는 제1 구동 마그넷; 및 상기 제2 하우징에 배치되며 상기 제3 핀과 상기 제4 핀 사이에 배치되는 제2 구동 마그넷을 포함할 수 있다.
또한 다른 실시예에 따른 렌즈 어셈블리는 제1 렌즈군(114) 및 상기 제1 렌즈군(114)과 결합되어 이동되는 제1 하우징(112)을 포함하고, 상기 제1 하우징(112)은, 상기 제1 렌즈군(114)을 이동시키는 제1 바퀴(117)를 포함할 수 있다. 상기 제1 바퀴(117)는, 제1 회전축(117a1)과 상기 제1 회전축(117a1)을 중심으로 회전하는 제1 회전부(117a2)를 포함할 수 있다. 상기 제1 회전부(117a2)는, 곡면 홈(117S)을 포함할 수 있다.
또한 다른 실시예에 따른 렌즈 구동장치는 케이스(20); 제1 렌즈군(114)을 포함하여 상기 케이스(20) 상에서 이동하는 제1 하우징(112); 상기 제1 하우징(112)은, 상기 제1 렌즈군(114)을 이동시키는 제1 바퀴(117)를 포함하며, 상기 제1 바퀴(117)는, 제1 회전축(117a1)과 상기 제1 회전축(117a1)을 중심으로 회전하는 제1 회전부(117a2)를 포함할 수 있다. 상기 제1 하우징(112)은, 일측에 제1 센싱 마그넷(128)을 포함할 수 있다. 상기 케이스(20)는, 바닥에 제1 위치 센서(118)를 포함할 수 있다. 상기 제1 센싱 마그넷(128)과 상기 제1 위치 센서(118)는 상하간에 중첩될 수 있다.
또한 실시예의 카메라 모듈(100)은 상기 렌즈 구동장치 및 상기 케이스(20)의 일측에 배치되는 이미지 센서부(210);를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 렌즈 어셈블리, 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈은, 주밍(zooming) 시 마찰 토크 발생의 문제를 해결할 수 있는 기술적 효과가 있다.
예를 들어, 실시예에 의하면 주밍(zooming) 시 마찰 토크 발생을 방지하여 구동력의 향상, 소비전력의 감소 및 제어특성 향상 등의 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에 의하면, 주밍 시 렌즈 편심(decenter)이나 기울어짐(tilt) 발생의 문제를 해결할 수 있는 기술적 효과가 있다.
예를 들어, 실시예에 의하면 주밍(zooming) 시, 이동접촉부의 공차를 현저히 감소시킴으로써 마찰 토크를 최소화하면서도 렌즈의 디센터(decent)나 렌즈 틸트(tilt) 발생을 방지하여 화질이나 해상력을 현저히 향상시킬 수 있다.
또한 실시예에 의하면, 컴팩트한 카메라 모듈에서도 주밍 기능이 원활히 수행될 수 있는 기술적 효과가 있다.
예를 들어, 실시예에 의하면 위치 센서와 홀 센서를 한쪽 스트로크(stroke)구간에 배치하여 위치 센서가 차지하는 영역을 줄임으로써 컴팩트한 카메라 모듈의 구현이 가능하다.
또한 실시예에 의하면 위치 센서와 홀 센서를 한쪽 스트로크(stroke)구간에 실장 됨에 따라 회로기판 영역을 최소화 할 수 있다. 이에 따라 카메라 모듈 제품의 두께 치수에 가장 큰 영향을 미치는 렌즈 부 아래에 회로기판이 위치하지 않아도 되므로 카메라 모듈의 두께 절감 효과가 있어 컴팩트한 카메라 모듈을 구현할 수 있다.
또한 실시예에 의하면, 카메라 모듈에서 주밍 시 이동하는 렌즈의 위치 측정의 신뢰도을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
예를 들어, 실시예에 의하면, 위치 센서와 홀 센서를 한쪽 스트로크(stroke)구간에 배치하면서도 스트로크(stroke)구간에서 상하간에 서로 중첩 또는 인접하도록 설치하여, 스트로크(stroke)구간의 양 끝 단에서도 신뢰할 수 있는 위치 데이터를 확보하여 위치에 따른 데이터 신뢰성의 선 형성(linearity)을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈에서 커버가 제거된 사시도.
도 3a는 도 2에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈에서 케이스의 사시도.
도 3b는 도 2에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈에서 케이스가 제거된 사시도.
도 4a는 도 2에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈에서 제1 렌즈 어셈블리의 사시도.
도 4b는 도 2에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈에서 제2 렌즈 어셈블리 사시도.
도 5a는 도 3b에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈에서 마그넷의 제1 착자 방식 개념도.
도 5b는 도 3a에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈에서 마그넷의 제2 착자 방식 개념도.
도 6은 도 2에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈의 평면도.
도 7a는 도 6에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈의 A1-A1'선을 따른 절단면의 도면.
도 7b는 도 6에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈의 A2-A2'선을 따른 절단면의 도면.
도 7c는 도 6에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈의 A3-A3'선을 따른 절단면의 도면.
도 8a는 도 6에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈에서 제1 하우징과 제2 하우징이 제거된 후 A2-A2'선을 따른 단면 사시도.
도 8b는 도 8a에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈에서 z축 방향으로 바라본 단면도.
도 9는 내부기술인 카메라 모듈의 렌즈 구동부에서 바퀴와 핀의 단면도.
도 10은 카메라 모듈에서 렌즈 이동시 발생되는 디센터(decenter)나 틸트(tilt)에 대한 개념도.
도 11a와 도 11b는 도 8b에 도시된 렌즈 구동부에서 제1 영역의 바퀴와 핀의 제1 단면 예시도.
도 11c는 도 8b에 도시된 렌즈 구동부에서 제1 영역의 다른 예시도.
도 11d는 도 8b에 도시된 렌즈 구동부에서 제1 영역의 또 다른 예시도.
도 12a는 도 2에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈에서 제1 렌즈어셈블리와 핀의 사시도.
도 12b는 도 12a에 도시된 가이드부(A3)의 부분 제1 확대도.
도 12c는 도 12a에 도시된 가이드부(A3)의 다른 예시도.
도 13a는 도 2에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈의 평면도.
도 13b는 도 13a에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈의 A4-A4' 선을 따른 단면도.
도 13c는 도 13a에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈의 저면도.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 실시예를 상세히 설명한다.
한편, 실시예의 설명에 있어서, 각 구성(element)의 "상/하" 또는 "위/아래"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, ““상/하”” 또는 ““위/아래””는 두개의 구성이 서로 직접(directly) 접촉되거나, 하나 이상의 다른 구성이 두 구성 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 ““상/하”” 또는 "위/아래””로 표현되는 경우 하나의 구성을 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 구성 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 구성 또는 요소를 다른 구성 또는 요소와 구별하기 위해서 이용될 수도 있다.
또한 실시예의 설명에서 "제1", "제2" 등의 용어가 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지나, 이 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 또한, 실시예의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 실시예의 범위를 한정하는 것이 아니다.
(실시예)
도 1은 실시예에 따른 카메라 모듈(100)의 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈(100)에서 커버(10)가 제거된 사시도이다.
우선 도 1을 주로 참조하면, 실시예에 따른 카메라 모듈(100)은 소정의 케이스(20)(도 2 참조) 상에 각종 광학계들, 예를 들어 프리즘(140)과 렌즈군 들이 배치되고, 케이스(20)의 훅(hook)(20H)을 통해 커버(10)가 결합된다. 상기 케이스(20)는 마운트로 칭해질 수도 있다.
상기 커버(10)는 상기 케이스(20)와 결합되고, 케이스(20)에 수용되는 부품을 덮어, 카메라 모듈의 구성부품들을 보호할 수 있다. 상기 케이스(20)는 베이스로 칭해질 수 있다.
상기 커버(10)는 상기 케이스(20)와 형상끼워 맞춤 또는 접착제에 의해 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 케이스(20)의 측면에는 훅(20H)이 돌출될 수 있고, 상기 커버(10)는 상기 훅(H)에 대응되는 위치에 홀이 형성되며, 상기 케이스(20)의 훅이 커버(10)의 홀에 장착되어 커버(10)와 케이스(20)가 결합될 수 있다. 더불어, 접착제를 사용하여 커버(10)가 케이스(20)에 안정적으로 결합될 수도 있다.
또한 상기 케이스(20) 하측에 회로기판(107)이 배치되어 케이스(20) 내부의 렌즈 구동부들과 전기적으로 연결될 수 있다.
다음으로 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 카메라 모듈(100)은 케이스(20)에 광학계와 렌즈 구동부가 배치될 수 있다. 예를 들어, 실시예에 따른 카메라 모듈(100)은 제1 렌즈 어셈블리(110), 제2 렌즈 어셈블리(120), 제3 렌즈군(130), 프리즘(140), 제1 구동부(310), 제2 구동부(320), 핀(50), 이미지 센서부(210) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 제1 렌즈 어셈블리(110), 상기 제2 렌즈 어셈블리(120), 상기 제3 렌즈군(130), 상기 프리즘(140), 상기 이미지 센서부(210) 등은 광학계로 분류될 수 있다.
또한 상기 제1 구동부(310), 제2 구동부(320), 핀(50) 등은 렌즈 구동부로 분류될 수 있으며, 제1 렌즈 어셈블리(110)와 제2 렌즈 어셈블리(120)도 렌즈 구동부 기능을 겸비할 수 있다. 상기 제1 구동부(310)와 제2 구동부(320)는 코일 구동부일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 핀(50)는 이동되는 렌즈 어셈블리의 가이드 기능을 수행할 수 있으며, 로드 등으로 칭해질 수도 있으며, 단수 또는 복수로 구비될 수 있다. 예를 들어, 핀(50)는 제1 핀(51), 제2 핀(52)를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2에 도시된 축 방향에서, Z축은 광축(optic axis) 방향 또는 이와 평행방향을 의미한다. Y축은 지면(YZ 평면)에서 Z축과 수직인 방향을 의미한다. X축은 지면과 수직방향을 의미한다.
실시예에서 프리즘(140)은 입사광을 평행광으로 변경시킨다. 예를 들어, 상기 프리즘(140)은 입사광의 광경로를 렌즈군의 중심축에 평행한 광축(Z)으로 변경시켜 입사광을 평행광으로 변경시킨다. 이후 평행 광은 제3 렌즈군(130), 제1 렌즈 어셈블리(110) 및 제2 렌즈 어셈블리(120)을 통과하여 이미지 센서부(210)에 입사되어 영상이 촬상될 수 있다.
이하 실시예의 설명에서 이동 렌즈군(moving lens group)이 2개인 경우로 설명하나 이에 한정되는 것은 아니며, 이동 렌즈군은 3개, 4개 또는 5개 이상일 수 있다. 또한 광축 방향(Z)은 렌즈군들이 정렬된 방향과 동일하거나 이와 평행한 방향을 의미한다.
실시예에 따른 카메라 모듈은 주밍 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 실시예에서 제1 렌즈 어셈블리(110)와 제2 렌즈 어셈블리(120)는 제1 구동부(310)와 제2 구동부(320)과 핀(50)를 통해 이동하는 이동 렌즈(moving lens)일 수 있으며, 제3 렌즈군(130)은 고정 렌즈일 수 있다.
예를 들어, 실시예에서 제1 렌즈 어셈블리(110), 제2 렌즈 어셈블리(120)는 이동 렌즈군을 포함할 수 있며, 제3 렌즈군(130)은 고정 렌즈군일 수 있다.
상기 제3 렌즈군(130)은 평행광을 특정 위치에 결상하는 집광자(focator) 기능을 수행할 수 있다.
또한 제1 렌즈 어셈블리(110)는 집광자인 제3 렌즈군(130)에서 결상된 상을 다른 곳에 재결상 시키는 변배자(variator) 기능을 수행할 수 있다. 한편, 제1 렌즈 어셈블리(110)에서는 피사체와의 거리 또는 상거리가 많이 바뀌에서 배율변화가 큰 상태일 수 있으며, 변배자인 제1 렌즈 어셈블리(110)는 광학계의 초점거리 또는 배율변화에 중요한 역할을 할 수 있다.
한편, 변배자인 제1 렌즈 어셈블리(110)에서 결상되는 상점은 위치에 따라 약간 차이가 있을 수 있다.
이에 제2 렌즈 어셈블리(120)는 변배자에 의해 결상된 상에 대한 위치 보상 기능을 할 수 있다. 예를 들어, 제2 렌즈 어셈블리(120)는 변배자인 제1 렌즈 어셈블리(110)에서 결상된 상점을 실제 이미지 센서부(210) 위치에 정확히 결상시키는 역할을 수행하는 보상자(compensator) 기능을 수행할 수 있다.
이하 도 3a 내지 도 5d를 참조하여 실시예에 따른 카메라 모듈의 특징에 대해 상술하기로 한다.
우선, 도 3a는 도 2에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈에서 케이스(20)의 사시도이다. 상기 케이스(20)는 직 육면체 형상일 수 있고, 4 측면과 바닥면(20e)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 케이스(20)는 제1 내지 제4 측면(20a, 20b, 20c, 20d)을 포함할 수 있으며, 제1 측면(20a)과 제2 측면(20b), 제3 측면(20c)과 제4 측면(20d)은 각각 서로 마주볼 수 있다.
상기 케이스(20)의 적어도 일 측면에 훅(20H)이 형성되어 커버(10)의 홀에 결합될 수 있다.
또한 상기 케이스(20)의 바닥면(20e)에는 제1 렌즈 어셈블리(110), 제2 렌즈 어셈블리(120), 제3 렌즈군(130)이 위치하는 제1 가이드 홈(112G)이 광축(Z) 방향으로 형성될 수 있다. 상기 제1 가이드 홈(112G)은 렌즈의 외주 형상에 따라 아래로 오목한 형상일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 상기 케이스(20)의 제1 측면(20a), 제2 측면(20b)에는 제1 구동부(310)와 제2 구동부(320)가 각각 배치되는 제1 개구부(23a), 제2 개구부(23b)가 형성될 수 있다. 또한 상기 케이스(20)의 제3 측면(20c)에는 이미지 센서부(210)가 배치되는 제3 개구부(22)가 형성될 수 있다.
또한 케이스(20)의 바닥면에는 회로 기판(107)이 노출되는 제4 개구부(27)가 단수 또는 복수로 형성될 수 있다.
또한 케이스(20)의 제3 측면(20c)과 이를 마주보는 제4 측면(20d)에는 핀(50)이 결합되는 결합 홀(25)이 단수 또는 복수로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 케이스(20)의 제3 측면(20c)과 제4 측면(20d)에 제1 결합 홀(25a), 제2 결합 홀(25b), 제3 결합 홀(25c), 제4 결합 홀(25d)이 형성될 수 있고, 각각 제1 핀(51), 제2 핀(52), 제3 핀(53), 제4 핀(54)이 결합될 수 있다.
또한 상기 케이스(20)의 제4 측면(20d)의 내측에는 프리즘(140)이 배치될 수 있는 프리즘 장착부(24)가 형성될 수 있다.
상기 케이스(20)의 재질은 플라스틱, 유리계열의 에폭시, 폴리카보네이트, 금속 또는 복합재료 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
다음으로, 도 3b는 도 2에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈에서 케이스(20)가 제거된 사시도이며, 광학계와 렌즈 구동부를 나타내고 있다.
실시예에서 렌즈 구동장치는 무버(mover)와 고정부를 포함할 수 있다. 상기 무버는 고정부에 대응되는 개념으로 이동부로 칭해질 수 있다. 예를 들어, 상기 무버는 바퀴의 구름 운동에 의해 이동되는 렌즈 어셈블리를 의미할 수 있다. 반면, 고정부는 이동되지 않는 케이스, 핀 등을 의미할 수 있다.
실시예에 따른 카메라 모듈은 케이스(20) 상에 프리즘(140), 제1 렌즈 어셈블리(110), 제2 렌즈 어셈블리(120), 제3 렌즈군(130), 이미지 센서부(210) 등의 광학계를 포함할 수 있다. 또한 실시예의 카메라 모듈은 제1 구동부(310), 제2 구동부(320), 핀(50) 등의 렌즈 구동부를 포함할 수 있다. 상기 제1 렌즈 어셈블리(110), 제2 렌즈 어셈블리(120)도 렌즈 구동기능을 수행할 수 있다.
상기 핀(50)은 제1 핀 내지 제4 핀(51, 52, 53, 54)을 포함할 수 있으며, 상기 제1 핀 내지 제4 핀(51, 52, 53, 54)은 각각 제1 결합 홀 내지 제4 결합 홀(25a, 25b, 25c, 25d)(도 3a 참조)에 결합되어 제1 렌즈 어셈블리(110)와 제2 렌즈 어셈블리(120)의 이동 가이드 기능을 할 수 있다. 상기 핀(50)은 플라스틱, 유리계열의 에폭시, 폴리카보네이트, 금속 또는 복합재료 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
상기 제1 구동부(310)는 코일 구동부일 수 있으며, 철심 등의 제1 코어(312)에 제1 코일(314)이 감긴 형태일 수 있다. 또한 상기 제2 구동부(320)도 철심 등의 제2 코어(322)에 제2 코일(324)이 감긴 코일 구동부 일 수 있다.
우선, 상기 프리즘(140)은 입사광의 광경로를 렌즈군의 중심축(Z)에 평행한 광축으로 변경시켜 입사광을 평행광으로 변경시킨다. 이후 평행 광은 제3 렌즈군(130), 제1 렌즈 어셈블리(110) 및 제2 렌즈 어셈블리(120)을 통과하여 이미지 센서부(210)에 촬상될 수 있다.
상기 프리즘(140)은 삼각기둥 형상을 갖는 광학부재일 수 있다. 또한 실시예는 프리즘(140) 대신 또는 외에 반사판 또는 반사경을 채용할 수 있다.
또한 실시예는 이미지 센서부(210)가 광축에 수직한 방향에 배치되지 않는 경우, 렌즈 군을 통과한 광이 이미지 센서부(210)로 촬상되기 위해 추가 프리즘(미도시)을 구비할수 있다.
실시예에서 이미지 센서부(210)는 평행광의 광축 방향에 수직하게 배치될 수 있다. 상기 이미지 센서부(210)는 제2 회로기판(212) 상에 배치된 고체 촬상소자(214)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서부(210)는 CCD(Charge Coupled Device) 이미지센서나 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 이미지 센서를 포함할 수 있다.
도 4a와 도 4b를 참조하여, 실시예에서 제1 렌즈 어셈블리(110)와 제2 렌즈 어셈블리(120)에 대해 좀 더 상술하기로 한다. 도 4a와 도4b 각각의 실시예는 제1 무버 또는 제2 무버로 불릴 수 있다. 무버는 전자기력 등 외력에 의해 실제로 이동되는 구성 일체일 수 있다. 예를 들어 무버는 하우징과 하우징에 배치되는 렌즈, 휠, 구동 마그네트, 센싱 마그네트 등을 포함할 수 있으며 상기 구성요소 중 적어도 하나 이상이 생략될 수도 있다.
도 4a는 도 2에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈에서 제1 렌즈 어셈블리(110)의 사시도이며, 도 4b는 도 2에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈에서 제2 렌즈 어셈블리(120)의 사시도이다.
도 4a를 참조하면, 실시예의 제1 렌즈 어셈블리(110)는 제1 하우징(112), 제1 렌즈군(114), 제1 바퀴(117), 제3 구동부(116), 제1 위치 센서(118) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한 도 4b를 참조하면, 실시예의 제2 렌즈 어셈블리(120)는 제2 하우징(122), 제2 렌즈군(124), 제2 바퀴(127), 제4 구동부(126), 제2 위치 센서(128) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
이하 제1 렌즈 어셈블리(110)를 중심으로 설명하기로 한다.
상기 제1 렌즈 어셈블리(110)의 제1 하우징(112)은 제1 렌즈 하우징(112a)과 제1 구동부 하우징(112b)을 포함할 수 있다. 상기 제1 렌즈 하우징(112a)은 경통 기능을 하며, 제1 렌즈군(114)이 장착될 수 있다. 상기 제1 렌즈군(114)은 이동 렌즈군(moving lens group)일 수 있으며, 단일 또는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈 어셈블리(120)의 제2 하우징(122)도 제2 렌즈 하우징(122a)과 제2 구동부 하우징(122b)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1 렌즈 어셈블리(110)의 제1 렌즈 하우징(112a)의 일단 하측에 제1 가이드 홈(112G)이 형성될 수 있다. 상기 제1 렌즈 어셈블리(110)는 상기 제1 가이드 홈(112G)에 의해 안내되어 제2 핀(52)과 슬라이딩 접촉하면서 광축방향으로 직선으로 이동할 수 있다. 또한 상기 제2 렌즈 어셈블리(120)의 제2 렌즈 하우징(122a)의 일단 하측도 제2 가이드 홈(122G)이 형성될 수 있다.
실시예에서는 제2 핀(52)과 제1 가이드 홈(112G) 간의 슬라이딩접촉에 의해 제1 하우징(112)이 광축방향으로 이동하도록 구비되므로 효율적인 오토포커싱 및 줌 기능을 수행하는 카메라 모듈을 구현할 수 있다.
또한 실시예에서는 제1 핀(51)과 제2 가이드 홈(122G) 간의 슬라이딩접촉에 의해 제2 하우징(122)이 광축방향으로 이동하도록 구비되므로 효율적인 오토포커싱 및 줌 기능을 수행하는 카메라 모듈을 구현할 수 있다.
다음으로, 상기 제1 렌즈 어셈블리(110)의 제1 구동부 하우징(112b)에는 제3 구동부(116), 제1 바퀴(117), 제1 위치 센서(118)가 배치될 수 있다. 상기 제1 바퀴(117)는 복수의 바퀴를 포함할 수 있으며, 제1-1 바퀴(117a), 제1-2 바퀴(117b)를 포함할 수 있다.
또한 상기 제2 렌즈 어셈블리(120)의 제2 구동부 하우징(122b)에는 제4 구동부(126), 제2 바퀴(127), 제2 위치 센서(128)가 배치될 수 있다. 상기 제2 바퀴(127)는 복수의 바퀴를 포함할 수 있으며, 제2-1 바퀴(127a), 제2-2 바퀴(127b)를 포함할 수 있다.
실시예에서 구동부 하우징에는 핀이 배치될 수 있도록 홈이 형성되어 있을 수 있다. 또한 상기 구동부 하우징에 배치되는 홈의 형상은 상기 핀의 형상 또는 구동부 하우징에 배치되는 휠의 핀과 접촉되는 면의 형상과 대응되는 형상을 가질 수 있다.
또한 상기 구동부 하우징에 형성되는 홈은 구동부 하우징에 배치되는 휠에 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
또한 실시예에서 위치센서가 배치되는 구동부 하우징의 두께는 휠이 배치되는 구동부 하우징의 두께보다 얇을 수 있다.
또한 실시예에서 휠이 핀과 잘 맞닿을 수 있도록 휠이 배치되는 구동부 하우징은 위치센서가 배치되는 구동부 하우징의 영역보다 일측으로 돌출될 수 있다.
상기 제1 렌즈 어셈블리(110)의 제3 구동부(116)는 마그넷 구동부일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제3 구동부(116)는 영구자석인 제1 마그넷(magnet)을 포함할 수 있다. 또한 상기 제2 렌즈 어셈블리(120)의 제4 구동부(126)도 마그넷 구동부일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 도 5a는 상기 제1 렌즈 어셈블리(110)의 제3 구동부(116)에서 제1 마그넷의 제1 착자 방식 개념도로, 영구자석의 N극이 제1 구동부(310)와 마주보도록 배치되고, S극은 제1 구동부(310)의 반대편에 위치할 수 있다.
이 경우 플레밍의 왼손의 법칙에 따라 전자기력의 방향이 광축 방향과 수평하게 되어 제1 렌즈 어셈블리(110)가 구동될 수 있다.
특히 실시예에서는 도 4a에서와 같이, 제1 렌즈 어셈블리(110)에 구름(rolling) 구동부인 제1 바퀴(117)를 구비하여 핀(50) 상에서 이동함으로써 마찰 토크 발생을 최소화할 수 있는 기술적 효과가 있다.
이를 통해, 실시예에 따른 렌즈 어셈블리, 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈은, 주밍(zooming) 시 이동되는 렌즈 어셈블리와 가이드 핀 간에 마찰 토크 발생을 최소화하여 구동력을 향상시킬 수 있다. 이에 따라 실시예에 의하면 카메라 모듈의 주밍(zooming) 시 소비전력을 감소할 수 있으며 제어특성을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.
한편, 도 5b는 실예에 따른 카메라 모듈에서 제1 구동부(116B)인 마그넷의 제2 착자 방식 개념도이다.
도 5a에서 제1 구동부(310)는 바 형태의 제1 코어(312)에 제1 코일(314)이 감긴형태이다(도 3b 참조). 반면, 도 5b에 도시된 제1-2 구동부(310B)는 도넛 형태의 코어에 코일이 감긴 형태이다.
이에 따라, 도 5a의 제1 구동부(310)에서 제3 구동부(116)와 마주보는 영역에서의 전류의 방향은 하나의 방향이다.
반면, 도 5b의 제1-2 구동부(310B)에서의 제3 구동부(116)와 마주보는 영역에서의 전류의 방향은 같지 않으며, 이에 따라 제3-2 구동부(116B)인 영구자석의 N극과 S극이 모두 제1-2 구동부(310B)와 마주보도록 배치될 수 있다.
다시 도 4a를 참조하면, 상기 제1 렌즈 어셈블리의 제1 구동부 하우징(112b)에는 제1 위치 센서(118)가 배치되어 제1 렌즈 어셈블리(110)의 위치감지와 위치제어를 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 구동부 하우징(112b)에 배치된 제1 위치 센서(118)는 케이스(20) 저면에 배치된 제1 센싱 마그네트(미도시) 에 대향되도록 배치될 수 있다.
또한 도 4b와 같이, 상기 제2 렌즈 어셈블리의 제2 구동부 하우징(122b)에도 제2 위치 센서(128)가 배치되어 제2 렌즈 어셈블리(120)의 위치감지와 위치제어를 할 수 있다. 예를 들어, 도 13b와 같이 상기 제2 구동부 하우징(122b)에 배치된 제2 위치 센서(128)는 케이스(20) 저면에 배치된 제2 센싱 마그네트(410)에 대향되도록 배치될 수 있다.
다음으로, 도 6은 도 2에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈의 평면도이다.
또한 도 7a는 도 6에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈의 A1-A1'선을 따른 절단면을 Y축 방향으로 바로 본 도면이다.
또한 도 7b는 도 6에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈의 A2-A2'선을 따른 절단면을 Z축 방향으로 바로 본 도면이다.
또한 7c는 도 6에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈의 A3-A3'선을 따른 절단면을 Z축 방향으로 바로 본 도면이다.
우선 도 7a에서, 제2 렌즈 어셈블리(120)의 제2 구동부 하우징(122)과 제4 구동부(126)는 절단되지 않는 상태이다.
도 7a를 참조하면, 상기 제1 렌즈 어셈블리(110)의 제1 렌즈 하우징(112a)에 제1 렌즈군(114)이 장착될 수 있다. 상기 제1 렌즈군(114)은 제1 경통(114b)에 장착될 수 있다.
또한 제2 렌즈 어셈블리(120)의 제2 렌즈 하우징(122a)에 제2 렌즈군(124)이 장착될 수 있다. 상기 제2 렌즈군(124)은 제2 경통(124b)에 장착될 수 있다.
또한 제3 렌즈군(130)은 제3 경통(1132)에 장착된 제3 렌즈(134)를 포함할 수 있다.
상기 제1 렌즈군 내지 제3 렌즈군(114, 124, 134)는 각각 하나 또는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 카메라 모듈에서 프리즘(140), 제3 렌즈군(130), 제1 렌즈군(114), 제2 렌즈군(124)의 중심은 광축(Z) 방향으로 배열될 수 있다.
상기 제3 렌즈군(130)은 프리즘(140)과 대향하여 배치될 수 있고, 프리즘(140)으로부터 출사되는 광이 입사할 수 있다.
제1 렌즈군 내지 제3 렌즈군(114, 124, 134) 중 적어도 어느 하나는 고정 렌즈일 수 있다. 예를 들어, 제3 렌즈군(130)은 카메라 모듈에 고정적으로 배치되어 광축 방향으로 이동하지 않을 수 있으나 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 케이스(20)는 상기 제3 렌즈군(130)이 고정적으로 결합하는 장착부(미도시)를 구비할 수 있다. 제3 렌즈군(130)은 장착부에 안착되고, 접착제에 의해 상기 장착부에 고정될 수 있다.
상기 제2 렌즈군(124)은 상기 제3 렌즈군(130)과 광축방향으로 이격되어 배치되고, 광축방향으로 이동할 수 있다. 상기 제3 렌즈군(130)은 상기 제2 렌즈군(124)과 광축 방향으로 이격되어 배치되고 광축방향으로 이동할 수 있다.
상기 제3 렌즈군(130)으로부터 출사하는 광은 제3 렌즈군(130)의 후방에 배치되는 이미지 센서부(210)에 입사할 수 있다.
제1 렌즈군(114) 및 제2 렌즈군(124)이 광축방향으로 이동함으로써, 제1 렌즈군(114)과 제3 렌즈군(130) 사이의 간격 및 제1 렌즈군(114)과 제2 렌즈군(124) 사이의 간격이 조절될 수 있고, 이로 인해 카메라 모듈은 줌밍 기능이 가능하다.
다음으로, 도 7b는 도 6에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈의 A2-A2'선을 따른 절단면을 Z축 방향으로 바로 본 도면으로서, 상기 제1 렌즈 어셈블리(110)에서 제1-1 바퀴(117a), 제1-3 바퀴(117c)가 절단된 상태이며, 상기 제2 렌즈 어셈블리(120)에서 제2-1 바퀴(127a), 제2-3 바퀴(127c)가 절단된 상태가 도시되었다.
실시예에서 제1 렌즈 어셈블리(110)는 구름(rolling) 구동부인 제1-1 바퀴(117a), 제1-3 바퀴(117c)를 구비하고, 상기 제2 렌즈 어셈블리(120)도 구름 구동부인 제2-1 바퀴(127a), 제2-3 바퀴(127c)를 구비하여, 각각 제1 핀(51), 제3 핀(53), 제2 핀(52) 및 제4 핀(54) 상에서 전자기력에 의한 구름 이동함으로써 마찰 토크 발생을 최소화할 수 있는 기술적 효과가 있다.
이를 통해, 실시예에 따른 렌즈 어셈블리, 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈은, 주밍(zooming) 시 광축(Z) 방향으로 이동되는 렌즈 어셈블리의 구름 구동부인 바퀴와 가이드 핀(50) 간에 마찰 토크 발생을 최소화하여 구동력을 향상시킬 수 있다. 또한 실시예에 의하면 렌즈 어셈블리의 바퀴와 핀(50) 간에 마찰 저항 발생을 최소화하여 카메라 모듈의 주밍(zooming) 시 소비전력을 감소할 수 있으며 제어특성을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.
다음으로, 7c는 도 6에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈의 A3-A3'선을 따른 절단면을 Z축 방향으로 바로 본 도면으로서, 상기 제1 렌즈 어셈블리(110)에서 제1-2 바퀴(117b), 제1-4 바퀴(117d)가 절단된 상태이며, 상기 제2 렌즈 어셈블리(120)에서 제2-2 바퀴(127b), 제2-4 바퀴(127d), 제2 렌즈 하우징(122a) 및 제2 렌즈군(124)이 절단된 상태가 도시되었다.
실시예에서 제1 렌즈 어셈블리(110)는 구름(rolling) 구동부인 제1-2 바퀴(117b), 제1-4 바퀴(117d)를 구비하고, 상기 제2 렌즈 어셈블리(120)도 구름 구동부인 제2-2 바퀴(127b), 제2-4 바퀴(127d)를 구비하여 각 제1 핀(51), 제3 핀(53), 제2 핀(52) 및 제4 핀(54) 상에서 구름 이동함으로써 마찰 토크 발생을 최소화할 수 있는 기술적 효과가 있다.
이를 통해, 실시예에 의하면, 주밍(zooming) 시 렌즈 어셈블리의 바퀴와 핀(50) 간에 마찰 토크 발생을 최소화하여 구동력을 향상시킬 수 있으며, 소비전력을 감소할 수 있고 제어특성을 향상시킬 수 있는 복합적 기술적 효과가 있다.
다음으로, 도 8a는 도 6에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈에서 제1 하우징(112)과 제2 하우징(122)이 제거된 후 A2-A2'선을 따른 단면 사시도이며, 도 8b는 도 8a에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈을 z축 방향에서 바라본 단면도로서 이미지 센서부(210)는 절단된 상태가 아니다.
한편, 도 8a와 도 8b에서, 제1 렌즈 어셈블리(110)와 제2 렌즈 어셈블리(120)의 구성요소로 각각 제1 바퀴(117)과 제2 바퀴(127)만이 도시된 상태이다. 상기 제1 바퀴(117)는 제1-1 바퀴(117a), 제1-3 바퀴(117c)를 포함할 수 있다. 상기 제2 바퀴(127)는 제2-1 바퀴(127a), 제2-3 바퀴(127c)를 포함할 수 있다.
도 8b에서 제1 영역(A1)의 확대도는 도 11a인데, 이를 설명하기에 앞서 도 9와 도 10의 내용을 기술하기로 한다.
도 9는 비공개인 내부기술인 카메라 모듈의 렌즈 구동부에서 바퀴(7)와 가이드 핀(5)의 단면도이다.
상기 바퀴(7)는 회전축(7a)과 회전부(7b)를 구비하고, 회전부(7b)는 가이드 핀(5)을 수용하는 트렌치 형태의 회전 홈(7c)를 포함할 수 있다.
내부기술에 따르면, 렌즈 어셈블리가 가이드 핀(5)을 따라 바퀴(7)의 구름 이동에 의해 이동될 수 있다.
그런데 내부기술에 의하면, 핀(5)과 바퀴(7)가 일부 영역(P)에서 접하므로 마찰 토크가 증가할 수 있으며, 마찰 저항에 따른 마모의 문제도 있다.
특히 내부기술에서 렌즈 어셈블리가 이탈되지 않도록 바퀴의 상단(7T)이 핀의 수평 중심축(5C)(Y축 방향 기준) 보다 상측으로 제1 높이(H1)만큼 높게 배치된다. 상기 핀의 수평 중심축(5C)과 핀(5)의 외경이 만나는 지점을 만곡점(I)이라고 할 수 있다.
또한 렌즈 어셈블리의 이동시 마찰 저항을 줄이기 위해, 핀(5)과 회전 홈(7c) 사이에 유격(D)을 두고 있는데, 이러한 유격(D)으로 인해 렌즈 디센터(decenter)나 렌즈 틸트(tilt)가 발생할 수 있다.
구체적으로 도 10은 카메라 모듈에서 렌즈 이동시 발생되는 디센터(decenter)나 틸트(tilt)에 대한 개념도이다.
카메라 모듈은 복수의 렌즈군(L1, L2, L3)을 이용해서 줌 기능을 구현할 수 있다.
예를 들어, 도 10의 (a)와 같이, 카메라 모듈은 제1 렌즈군(L1), 제2 렌즈군(L2), 제3 렌즈군(L3)과 이미지 센서(2)를 포함할 수 있고, 각 렌즈군의 중심은 광축(LC)에 얼라인된 상태에서 제1 렌즈군(L1)과 제3 렌즈군(L3)이 각각 제1 거리(Z1), 제3 거리(Z3)가 이동될 수 있다.
그런데, 최상의 광학적 특성을 내기 위해서는 렌즈들 간의 얼라인(align)이 잘 맞아야 하는데, 도 9와 같이 바퀴와 핀 간에 유격(D)이 있는 경우, 도 10의 (b)와 같이, 제1 렌즈군(L1)의 구면 중심과 제3 렌즈군(L3)의 구면 중심이 광축(LC)으로부터 이탈되어 각각 제1 폭(D1), 제3 폭(D3)만큼 디센터(decent)가 발생할 수 있고, 또한 제1 렌즈군(L1)의 대칭 축, 제2 렌즈 군(L2)의 대칭축 및 제3 렌즈군(L3)의 대칭축이 기울어져 렌즈 틸트(tilt) 현상(T1, T2, T3)이 발생하여 화각이 변하거나 초점이탈이 발생하는 문제가 있다.
도 11a와 도 11b는 도 8b에 도시된 렌즈 구동부에서 제1 영역(A1)의 바퀴와 핀의 제1 단면 예시도이다.
실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 카메라 모듈에서 주밍을 통한 렌즈 이동 시 렌즈 디센터(decenter)나 렌즈 틸트(tilt) 발생을 방지할 수 있는 렌즈 어셈블리, 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.
도 4a와 도 11a를 참조하면, 실시예에 따른 제1 렌즈 어셈블리(110)는, 제1 렌즈군(114) 및 상기 제1 렌즈군(114)과 결합되어 이동되는 제1 하우징(112)을 포함할 수 있다.
상기 제1 하우징(112)은, 상기 제1 렌즈군(114)을 이동시키는 제1 바퀴(117)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 11a를 참조하면 제1 바퀴(117)는 제1-1 바퀴(117a)를 포함하며, 상기 제1-1 바퀴(117a)는 제1 회전축(117a1)과 상기 제1 회전축(117a1)을 중심으로 회전하는 제1 회전부(117a2)를 포함할 수 있다. 도 11b를 참조하면, 실시예에서 상기 제1 회전부(117a2)는, 곡면 홈(117S)을 포함할 수 있다.
또한 도 11a과 같이, 상기 제1-1 바퀴(117a)는 상기 제1 핀(51) 하측에 배치될 수 있으며, 상기 제1 회전부(117a2)의 상단(117T)이 상기 제1 핀(51)의 수평 중심축(51C)보다 낮게 위치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 회전부의 상단(117T)이 상기 제1 핀(51)의 만곡점(I) 보다 낮게 위치될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 회전부(117a2)의 상단(117T)이 상기 제1 핀(51)의 수평 중심축(51C)으로부터 아래로 이격되는 제2 높이(H2)는 상기 제1 핀(51)의 반경(R)의 1/2 내지 2/3 범위(R/2 내지 2R/3)로 낮게 위치될 수 있다. 상기 이격거리가 그 하한 미만인 경우 제1 핀(51)과 제1 회전부(117a2)의 측면 간의 마찰이 증대될 수 있으며, 그 상한 초과의 경우 제1 핀(51)과 제1-1 바퀴(117a) 간의 유격거리 증대로 제1 핀(51)이 제1-1 바퀴(117a)상에 안착되기 어려울 수 있다.
실시예에 의하면 주밍(zooming) 시, 제1 회전부(117a2)와 제1 핀(51) 간에 면 접촉(S)이 되도록 하여 접촉 저항을 분산시킴에 따라 마찰 토크에 따른 진동 발생을 방지하여 렌즈 디센터(decent)나 렌즈 틸트(tilt) 발생을 방지하여 화질이나 해상력을 현저히 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에 의하면 제1 회전부(117a2)의 곡면 홈(117S)에 제1 핀(51)을 안정적으로 배치시키고, 제1 회전부(117a2)와 제1 핀(51) 간에 유격을 거의 없앰과 함께 제1 회전부의 상단(117T)을 제1 핀(51)의 수평 중심축 보다 낮게 배치시켜 제1 회전부(117a2)의 측벽과 제1 핀(51) 간의 마찰을 없앰으로써 주밍시에 진동발생을 최소화하여 렌즈의 디센터(decent)나 렌즈 틸트(tilt) 발생을 방지할 수 있는 기술적 효과가 있다.
다음으로, 도 11c는 도 11a에 도시된 렌즈 구동부의 바퀴와 핀의 제2 단면 예시도이다. 예를 들어, 도 11c에 의하면, 제1 바퀴(117a')에서 제1 회전축(117a1)과 제1 회전부(117a2)는 일체로 형성될 수 있다.
예를 들어, 제1 구동부 하우징(112b)이 금속으로 형성되는 경우, 제1 회전축(117a1)과 제1 회전부(117a2)는 일체로 형성될 수 있고, 제1 구동부 하우징(112b) 내에서 제1 회전축(117a1)이 회전 될 수 있다.
또한 도 11d는 도 11a에 도시된 렌즈 구동부의 바퀴와 핀의 제3 단면 예시도이다.
도 11d에 의하면, 제1 바퀴(117a)에서 제1 회전축(117a1)과 제1 회전부(117a2)가 일체로 형성될 수 있으며, 제1 부싱(117a3)을 제1 회전축(117a1) 상에 배치하여 제1 부싱(117a3)과 접하면서 제1 회전축(117a1)이 회전 될 수 있다.
다음으로, 도 12a는 도 2에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈에서 제1 렌즈 어셈블리(110)와 핀(50)의 사시도이다. 제1 렌즈 어셈블리(110)는 제1 핀(51), 제2 핀(52) 및 제3 핀(53)을 통해 가이드 되어 이동될 수 있다.
이때, 제1 렌즈 어셈블리(110)의 제1 렌즈군(114)이 중력(F1)에 의해 아래 방향으로 틸팅될 수 있으므로, 제2 핀(52)에 의한 지지력(F2)으로 렌즈 어셈블리의 안정적인 구조가 유지될 수 있다.
도 12b는 도 12a에 도시된 가이드부(A3)의 부분 제1 확대도이다.
실시예의 제1 렌즈 하우징(112a)의 제1 일단(112E1)은 제1 가이드 홈(112G)를 구비함으로 제1 렌즈 하우징(112a)이 제2 핀(52) 상에 안정적으로 가이드 될 수 있도록 한다.
도 12c는 도 12a에 도시된 가이드부(A3)의 다른 예시도이다.
실시예의 제1 렌즈 하우징(112a)의 제2 일단(112E2)은 제1 가이드 홀(112H)를 구비하고, 제1 가이드 홀(112H)에 제2 핀(52)이 배치됨으로써, 제1 렌즈 하우징(112a)이 제2 핀(52)에 더욱 안정적으로 가이드 되면서 구동될 수 있도록 한다.
도 13a는 도 2에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈의 평면도이며, 도 13b는 도 13a에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈의 A4-A4' 선을 따른 단면도이고, 도 13c는 도 13a에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈의 저면도이다.
실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 초소형의 컴팩트한 카메라 모듈에서도 주밍 기능이 원활히 수행될 수 있는 구조의 렌즈 어셈블리, 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.
또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 카메라 모듈에서 주밍 시 이동하는 렌즈의 위치 측정의 신뢰도가 저하되는 기술적 문제를 해결할 수 있는 렌즈 어셈블리, 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.
도 13a와 도 13b에서, 제1 렌즈 어셈블리(110), 제2 렌즈 어셈블리(120)는 케이스(20) 내의 소정의 스트로크 영역(S) 내에서 이동될 수 있다. 예를 들어, 스트로크 영역(S)은 제1 엔드 스트로크(S1)와 제2 엔드 스트로크(S2) 사이의 영역일 수 있다. 예를 들어, 도 13b를 참조하면, 제2 렌즈 어셈블리(120)의 스트로크 영역(S20)은 약 4㎛ 내외일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 13b를 참조하면, 실시예에 따른 렌즈 구동장치는 제2 핀(52)과 제4 핀(54) 상에서 제2 바퀴(127)를 통해 제2 렌즈 어셈블리(120)가 구름 이동할 수 있다. 상기 제2 바퀴(127)는 제2-1 바퀴 내지 제2-4 바퀴(127a, 127b, 127c, 127d)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제2 렌즈 어셈블리(120)의 제2 하우징(122)은 마그넷 구동부인 제4 구동부(126)를 포함할 수 있으며, 일측에 제1 센싱 마그넷(128)을 포함할 수 있다.
상기 제2 렌즈 어셈블리(120)는 구름 이동에 의해 광축의 반대방향의 끝단(S1)까지 이동할 수 있다. 이를 통해 제1 센싱 마그넷(128)은 S1 지점까지 이동될 수 있다.
이때, 제2 렌즈 어셈블리(120)의 스트로크 영역(S20)은 약 4㎛ 내외일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예는 상기 케이스(20) 하측에 제1 위치 센서(118)를 포함할 수 있고, 상기 제2 렌즈 어셈블리(120)의 제1 센싱 마그넷(128)과 상기 제1 위치 센서(118)는 상하간에 중첩될 수 있다. 예를 들어, 제1 위치 센서(118)는 제1-1 위치 센서(411)와 제1-2 위치 센서(412)를 포함할 수 있고, 제2 엔드(S2) 위치에서 제1-1 위치 센서(411)와 제1 센싱 마그넷(128)이 상하간에 중첩될 수 있으며, 제1 엔드(S1) 위치에서 제1-2 위치 센서(412)와 제1 센싱 마그넷(128)이 상하간에 중첩될 수 있다.
이를 통해 실시예에 의하면, 카메라 모듈에서 주밍 시 이동하는 렌즈의 위치 측정의 신뢰도을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
예를 들어, 실시예에 의하면, 제1 위치 센서(118)와 홀 센서인 제1 센싱 마그넷(128)을 한쪽 스트로크(stroke)구간에 배치하면서도 스트로크(stroke)구간에서 상하간에 서로 중첩 또는 인접하도록 설치하여, 스트로크(stroke)구간의 양 끝 단에서도 신뢰할 수 있는 위치 데이터를 확보하여 위치에 따른 데이터 신뢰성의 선 형성(linearity)을 향상시킬 수 있다.
또한 실시예에 의하면 케이스(20) 하측 일측에 제1 위치 센서(118)를 위치시키고, 제1 센싱 마그넷(128)도 제2 렌즈 어셈블리(120)의 일측에 배치하여 다른 쪽 스트로크(stroke)구간에서 위치 센서가 차지하는 영역을 줄임으로써 컴팩트한 카메라 모듈의 구현이 가능하다.
이를 통해 실시예에 의하면, 컴팩트한 카메라 모듈에서도 주밍 기능이 원활히 수행될 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 도 13b와 13c를 참조하면, 실시예는 제1 위치 센서(118)와 제1 센싱 마그넷(128)인 홀 센서를 한쪽 스트로크(stroke)구간에 실장 됨에 따라 회로기판(107) 영역을 최소화 할 수 있다. 이에 따라 카메라 모듈 제품의 두께 치수에 가장 큰 영향을 미치는 렌즈 부 아래에 회로기판(107)이 위치하지 않아도 되므로 카메라 모듈의 두께 절감 효과가 있어 컴팩트한 카메라 모듈을 구현할 수 있다.
[부호의 설명]
제1 렌즈 어셈블리(110), 제2 렌즈 어셈블리(120), 제3 렌즈군(130),
프리즘(140), 제1 구동부(310), 제2 구동부(320), 핀(50), 이미지 센서부(210)
실시예에 따른 렌즈 어셈블리, 렌즈 구동장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈은, 주밍(zooming) 시 마찰 토크 발생의 문제를 해결할 수 있는 기술적 효과가 있다.
예를 들어, 실시예에 의하면 주밍(zooming) 시 마찰 토크 발생을 방지하여 구동력의 향상, 소비전력의 감소 및 제어특성 향상 등의 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에 의하면, 주밍 시 렌즈 편심(decenter)이나 기울어짐(tilt) 발생의 문제를 해결할 수 있는 기술적 효과가 있다.
예를 들어, 실시예에 의하면 주밍(zooming) 시, 이동접촉부의 공차를 현저히 감소시킴으로써 마찰 토크를 최소화하면서도 렌즈의 디센터(decent)나 렌즈 틸트(tilt) 발생을 방지하여 화질이나 해상력을 현저히 향상시킬 수 있다.
또한 실시예에 의하면, 컴팩트한 카메라 모듈에서도 주밍 기능이 원활히 수행될 수 있는 기술적 효과가 있다. 예를 들어, 실시예에 의하면 위치 센서와 홀 센서를 한쪽 스트로크(stroke)구간에 배치하여 위치 센서가 차지하는 영역을 줄임으로써 컴팩트한 카메라 모듈의 구현이 가능하다.
또한 실시예에 의하면 위치 센서와 홀 센서를 한쪽 스트로크(stroke)구간에 실장 됨에 따라 회로기판 영역을 최소화 할 수 있다. 이에 따라 카메라 모듈 제품의 두께 치수에 가장 큰 영향을 미치는 렌즈 부 아래에 회로기판이 위치하지 않아도 되므로 카메라 모듈의 두께 절감 효과가 있어 컴팩트한 카메라 모듈을 구현할 수 있다.
또한 실시예에 의하면, 카메라 모듈에서 주밍 시 이동하는 렌즈의 위치 측정의 신뢰도을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 예를 들어, 실시예에 의하면, 위치 센서와 홀 센서를 한쪽 스트로크(stroke)구간에 배치하면서도 스트로크(stroke)구간에서 상하간에 서로 중첩 또는 인접하도록 설치하여, 스트로크(stroke)구간의 양 끝 단에서도 신뢰할 수 있는 위치 데이터를 확보하여 위치에 따른 데이터 신뢰성의 선 형성(linearity)을 향상시킬 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 제1 핀;
    상기 제1 핀을 따라 이동하는 제1 하우징;
    상기 제1 하우징에 배치되는 제1 렌즈군; 및
    상기 제1 하우징에 배치되며 상기 제1 핀을 따라 이동하는 제1 바퀴를 포함하고,
    상기 제1 바퀴는 상기 제1 하우징과 결합되는 제1 회전축과 상기 제1 회전축을 중심으로 회전하는 제1 회전부를 포함하고,
    상기 제1 회전부는 상기 제1 핀과 대응되는 홈을 포함하고, 상기 홈의 최대 깊이는 상기 제1 회전축에 수직한 방향으로의 상기 제1 핀의 최대 두께의 1/2보다 작은 렌즈 어셈블리.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 바퀴의 제1 회전축은 상기 제1 하우징에 고정되고, 상기 제1 회전부는 회전되는 렌즈 어셈블리.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 바퀴의 제1 회전부와 상기 제1 회전축은 일체로 형성되어 함께 회전되는 렌즈 어셈블리.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 회전축은 상기 제1 하우징에 형성된 홀에 배치되는 렌즈 어셈블리.
  5. 제1 항 내지 제4항에 있어서,
    상기 제1 바퀴의 제1 회전축과 상기 제1 하우징 사이에 부싱을 더 포함하며,
    상기 부싱은 상기 제1 하우징과 상기 제1 회전축 중 어느 하나에 배치되고 금속 재질인 렌즈 어셈블리.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 회전부의 상기 홈과 상기 제1 핀의 상기 홈과 대응되는 면은 대응되는 형상이며,
    상기 형상은 곡면인 렌즈 어셈블리.
  7. 핀; 및
    렌즈군과 바퀴를 포함하는 무버를 포함하고,
    상기 바퀴는 상기 핀을 따라 이동하고,
    상기 바퀴는 회전축과 상기 회전축을 중심으로 회전하는 회전부를 포함하고,
    상기 바퀴의 상기 회전부는 상기 회전 축과 평행하고 상기 핀의 중심을 지나는 가상의 선과 오버랩 되지 않는 렌즈 어셈블리.
  8. 제1 핀;
    상기 제1 핀과 이격되어 배치되는 제2 핀;
    상기 제1 핀 및 상기 제2 핀을 따라 이동하는 제1 하우징;
    상기 제1 하우징에 배치되는 제1 렌즈군;
    상기 제1 하우징에 배치되며 상기 제1 핀 상에 배치되는 제1 바퀴;및
    상기 제1 하우징에 배치되며 상기 제2 핀 상에 배치되는 제2 바퀴를 포함하고,
    상기 제1 바퀴는 상기 제1 하우징과 결합되는 제1 회전축과 상기 제1 회전축을 중심으로 상기 제1 핀과 접촉하며 회전하는 제1 회전부를 포함하고, 상기 제1 핀의 상기 제1 회전 축과 평행하고 상기 제1 핀의 직경을 포함하는 가상의 선과 오버랩 되지 않는 렌즈 어셈블리.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 핀 및 상기 제2 핀과 이격되어 배치되는 제3 핀;
    상기 제1 핀 내지 상기 제3 핀과 이격되어 배치되는 제4 핀;
    상기 제3 핀 및 상기 제4 핀을 따라 이동하는 제2 하우징;
    상기 제2 하우징에 배치되는 제2 렌즈군;
    상기 제2 하우징에 배치되며 상기 제3 핀 상에 배치되는 제3 바퀴;및
    상기 제2 하우징에 배치되며 상기 제4 핀 상에 배치되는 제4 바퀴를 포함하고,
    상기 제3 바퀴는 상기 제2 하우징과 결합되는 제2 회전축과 상기 제2 회전축을 중심으로 상기 제3 핀과 접촉하며 회전하는 제2 회전부를 포함하고, 상기 제3 핀의 상기 제2 회전 축과 평행하고 상기 제3 핀의 직경을 포함하는 가상의 선과 오버랩 되지 않는 렌즈 어셈블리.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제1 하우징은 상기 제3 핀과 대응되는 위치에 배치되는 제1 홈을 포함하고,
    상기 제2 하우징은 상기 제1 핀과 대응되는 위치에 배치되는 제2 홈을 포함하며,
    상기 제1 하우징에 배치되며 상기 제1 핀과 상기 제2 핀 사이에 배치되는 제1 구동 마그넷; 및
    상기 제2 하우징에 배치되며 상기 제3 핀과 상기 제4 핀 사이에 배치되는 제2 구동 마그넷;을 포함하는 렌즈 어셈블리.
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