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特表2022-552507カメラアクチュエータおよびこれを含むカメラ装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-12-16
(54)【発明の名称】カメラアクチュエータおよびこれを含むカメラ装置
(51)【国際特許分類】
   G02B 7/04 20210101AFI20221209BHJP
   G03B 5/00 20210101ALI20221209BHJP
   G02B 7/08 20210101ALI20221209BHJP
   G02B 13/00 20060101ALI20221209BHJP
【FI】
G02B7/04 E
G03B5/00 J
G02B7/08 B
G02B13/00
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022521523
(86)(22)【出願日】2020-10-08
(85)【翻訳文提出日】2022-04-08
(86)【国際出願番号】 KR2020013731
(87)【国際公開番号】W WO2021071280
(87)【国際公開日】2021-04-15
(31)【優先権主張番号】10-2019-0124800
(32)【優先日】2019-10-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2020-0033329
(32)【優先日】2020-03-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】517099982
【氏名又は名称】エルジー イノテック カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100114188
【弁理士】
【氏名又は名称】小野 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100119253
【弁理士】
【氏名又は名称】金山 賢教
(74)【代理人】
【識別番号】100129713
【弁理士】
【氏名又は名称】重森 一輝
(74)【代理人】
【識別番号】100137213
【弁理士】
【氏名又は名称】安藤 健司
(74)【代理人】
【識別番号】100143823
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 英彦
(74)【代理人】
【識別番号】100183519
【弁理士】
【氏名又は名称】櫻田 芳恵
(74)【代理人】
【識別番号】100196483
【弁理士】
【氏名又は名称】川嵜 洋祐
(74)【代理人】
【識別番号】100160749
【弁理士】
【氏名又は名称】飯野 陽一
(74)【代理人】
【識別番号】100160255
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 祐輔
(74)【代理人】
【識別番号】100182132
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 隆
(74)【代理人】
【識別番号】100172683
【弁理士】
【氏名又は名称】綾 聡平
(74)【代理人】
【識別番号】100146318
【弁理士】
【氏名又は名称】岩瀬 吉和
(72)【発明者】
【氏名】チャン,ヨンペ
(72)【発明者】
【氏名】クォン,ジェウク
(72)【発明者】
【氏名】チャン,テシク
(72)【発明者】
【氏名】チョン,スウミン
【テーマコード(参考)】
2H044
2H087
2K005
【Fターム(参考)】
2H044BE02
2H044BE07
2H044BE10
2H044BE14
2H044DA01
2H044DA02
2H044DA03
2H044DB02
2H087KA01
2H087LA01
2H087MA08
2H087NA07
2H087PA04
2H087PA06
2H087PA17
2H087PB04
2H087PB06
2H087QA02
2H087QA05
2H087QA11
2H087QA14
2H087QA22
2H087QA25
2H087QA26
2H087QA31
2H087QA36
2H087QA42
2H087QA46
2H087RA03
2H087RA11
2H087RA32
2H087RA43
2H087RA44
2K005AA06
2K005CA23
2K005CA44
2K005CA53
(57)【要約】
本発明の一実施例に係るカメラ装置はベース、前記ベース内に配置され、第1レンズ群および前記第1レンズ群が固定された第1レンズ支持ユニットを含む第1レンズアッシー、前記ベース内に配置され、第2レンズ群および前記第2レンズ群が固定された第2レンズ支持ユニットを含む第2レンズアッシー、そして前記第2レンズアッシーを移動させる駆動部を含み、前記第2レンズ支持ユニットの内壁には前記第2レンズ支持ユニットの移動方向に沿って前記第1レンズアッシーの高さより大きな間隔で離隔した第1ストッパー部材および第2ストッパー部材が形成され、前記第1レンズアッシーは前記第2レンズ支持ユニット内で前記第1ストッパー部材および前記第2ストッパー部材の間に収容され、前記第2レンズアッシーは前記ベース内で前記第1レンズアッシーとともに移動する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ベース、
前記ベース内に配置され、第1レンズ群および前記第1レンズ群が固定された第1レンズ支持ユニットを含む第1レンズアッシー、
前記ベース内に配置され、第2レンズ群および前記第2レンズ群が固定された第2レンズ支持ユニットを含む第2レンズアッシー、そして
前記第2レンズアッシーを移動させる駆動部を含み、
前記第2レンズ支持ユニットの内壁には前記第2レンズ支持ユニットの移動方向に沿って前記第1レンズアッシーの高さより大きな間隔で離隔した第1ストッパー部材および第2ストッパー部材が形成され、
前記第1レンズアッシーは前記第2レンズ支持ユニット内で前記第1ストッパー部材および前記第2ストッパー部材の間に収容され、
前記第2レンズアッシーは前記ベース内で前記第1レンズアッシーとともに移動する、カメラ装置。
【請求項2】
前記駆動部は、
前記ベースの第1内側壁および前記第1内側壁と対向する前記ベースの第2内側壁のうち少なくとも一つに配置されるコイル駆動部、そして
前記コイル駆動部と向かい合うように前記第2レンズ支持ユニットに配置されたマグネット駆動部を含み、
前記第2レンズアッシーは前記コイル駆動部と前記マグネット駆動部間の相互作用によって前記第1内側壁および前記第2内側壁に沿って移動する、請求項1に記載のカメラ装置。
【請求項3】
前記第1レンズアッシーに配置されたマグネット、そして
前記マグネットと向かい合うように配置された前記ベースの一面で所定間隔をなしながら固定された第1ヨークおよび第2ヨークをさらに含み、
前記第2レンズアッシーの位置により前記マグネットと前記第1ヨーク間に引力が作用するか前記マグネットと前記第2ヨーク間に引力が作用する、請求項2に記載のカメラ装置。
【請求項4】
第1ズーミングモードでは第1方向に沿って前記第2レンズアッシーとともに移動した前記第1レンズアッシーの前記マグネットと前記第1ヨーク間に引力が作用し、
第2ズーミングモードでは前記第1方向の反対の第2方向に沿って前記第2レンズアッシーとともに移動した前記第1レンズアッシーの前記マグネットと前記第2ヨーク間に引力が作用する、請求項3に記載のカメラ装置。
【請求項5】
前記マグネットと前記第1ヨーク間に作用した引力によって前記第1レンズアッシーが前記第1ストッパー部材に接触するまで前記第1レンズアッシーは前記第1方向に沿ってさらに移動し、
前記マグネットと前記第2ヨーク間に作用した引力によって前記第1レンズアッシーが前記第2ストッパー部材に接触するまで前記第1レンズアッシーは前記第2方向に沿ってさらに移動する、請求項4に記載のカメラ装置。
【請求項6】
前記第1レンズアッシーが前記第1ストッパー部材に接触した状態または前記第1レンズアッシーが前記第2ストッパー部材に接触した状態で前記第2レンズアッシーがフォーカシングを遂行する、請求項5に記載のカメラ装置。
【請求項7】
前記ベースの第1内側壁および第2内側壁のうち少なくとも一つに隣接するようにガイド部が配置され、
前記第2レンズ支持ユニットの外周面には前記ガイド部に対応する溝部が形成され、
前記ガイド部および前記溝部間にボールが配置された、請求項1に記載のカメラ装置。
【請求項8】
光軸に平行になるように前記ベースに固定されたガイドピンをさらに含み、
前記第2レンズ支持ユニットは前記ガイドピンに沿って移動する、請求項1に記載のカメラ装置。
【請求項9】
物体(object)側から像(image)側に順次配置され、複数のレンズを含む第1レンズ群および第2レンズ群を含み、
前記第1レンズ群は、像側に対して固定であり、
前記第2レンズ群は、光軸方向に移動可能であり、
無限(infinity)焦点から最短焦点に移動時に前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間の離隔間隔が増加し、
前記第1レンズ群は、正(+)の屈折力を有し、
前記第2レンズ群は、負(-)の屈折力を有し、
TTL(total track length)は7[mm]より小さい範囲で固定され、
前記無限焦点から前記最短焦点にフォーカシング(focusing)時の前記第2レンズ群の移動ストロークは0.02mm以内である、光学系。
【請求項10】
基板;
前記基板の上部に配置されるセンサ;
前記基板の上部に配置され、内部空間を含むハウジング;
少なくとも1枚のレンズを含み、前記ハウジングに結合される第1レンズアッシー;
少なくとも1枚のレンズを含み、前記内部空間に収容されて前記ハウジングに結合される第2レンズアッシー;および
前記第2レンズアッシーを光軸方向に沿って移動させたり、前記ハウジングを前記光軸に垂直な方向に沿って移動させる駆動部;を含み、
前記駆動部は、
前記ハウジングに結合されるマグネット;
前記マグネットに対向して配置され、前記第2レンズアッシーの少なくとも一側に結合する第1コイル;および
前記マグネットに対向して配置され、前記ハウジングの一側に結合する第2コイル;を含む、カメラモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はカメラアクチュエータおよびこれを含むカメラ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
カメラは被写体を写真や動画に撮影する装置であり、携帯用デバイス、ドローン、車両などに装着されている。カメラ装置は映像の品質を高めるために使用者の動きによるイメージの振れを補正または防止する映像安定化(Image Stabilization、IS)機能、イメージセンサとレンズ間の間隔を自動調節してレンズの焦点距離を整列するオートフォーカシング(Auto Focusing、AF)機能、ズームレンズ(zoom lens)を通じて遠距離の被写体の倍率を増加または減少させて撮影するズーミング(zooming)機能を有することができる。
【0003】
一方、カメラモジュールでズーミング(zooming)機能のためにズームアクチュエータ(actuator)を利用するが、アクチュエータの機構的動きによってレンズ移動時に摩擦トルクが発生しており、このような摩擦トルクによって駆動力の減少、消費電力の増加または制御特性の低下などの技術的問題点が発生している。
【0004】
特にカメラモジュールで複数のズームレンズ群(zoom lens group)を利用して最上の光学的特性を出すためには、複数のレンズ群間のアライメント(align)と複数のレンズ群とイメージセンサがよくアライメントされなければならないが、レンズ群間の球面中心が光軸から離脱するディセンター(decenter)やレンズ傾き現象であるチルト(tilt)、レンズ群とイメージセンサの中心軸がアライメントされない現象が発生する場合、画角が変わったり焦点の離脱が発生して画質や解像力に悪影響を与えることになる。
【0005】
また、カメラ装置内にズーミング機能、AF機能およびOIS機能がすべて含まれる場合、OIS用マグネット、ズーミング用マグネット、AF用マグネットが互いに近接するように配置されて磁界の干渉を引き起こす問題もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明が解決しようとする技術的課題は、超スリム、超小型および高解像カメラに適用可能なカメラアクチュエータおよびこれを含むカメラ装置を提供することである。
【0007】
本発明が解決しようとする技術的課題は、レンズ群間のアライメントを維持しつつ、精巧にズーミングおよびAFを遂行できるカメラアクチュエータおよびこれを含むカメラ装置を提供することである。
【0008】
本発明が解決しようとする技術的課題は、固定ズーム光学系においてオートフォーカシング機能を提供することである。
【0009】
本発明が解決しようとする技術的課題は、固定ズーム光学系で手振れ防止機能を提供することである。
【0010】
本発明が解決しようとする技術的課題は、TTLが固定される固定ズーム光学系を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の一実施例に係るカメラ装置はベース、前記ベース内に配置され、第1レンズ群および前記第1レンズ群が固定された第1レンズ支持ユニットを含む第1レンズアッシー、前記ベース内に配置され、第2レンズ群および前記第2レンズ群が固定された第2レンズ支持ユニットを含む第2レンズアッシー、そして前記第2レンズアッシーを移動させる駆動部を含み、前記第2レンズ支持ユニットの内壁には前記第2レンズ支持ユニットの移動方向に沿って前記第1レンズアッシーの高さより大きな間隔で離隔した第1ストッパー部材および第2ストッパー部材が形成され、前記第1レンズアッシーは前記第2レンズ支持ユニット内で前記第1ストッパー部材および前記第2ストッパー部材の間に収容され、前記第2レンズアッシーは前記ベース内で前記第1レンズアッシーとともに移動する。
【0012】
前記駆動部は、前記ベースの第1内側壁および前記第1内側壁と対向する前記ベースの第2内側壁のうち少なくとも一つに配置されるコイル駆動部、そして前記コイル駆動部と向かい合うように前記第2レンズ支持ユニットに配置されたマグネット駆動部を含み、前記第2レンズアッシーは前記コイル駆動部と前記マグネット駆動部間の相互作用によって前記第1内側壁および前記第2内側壁に沿って移動することができる。
【0013】
前記第1レンズアッシーに配置されたマグネット、そして前記マグネットと向かい合うように配置された前記ベースの一面で所定間隔をなしながら固定された第1ヨークおよび第2ヨークをさらに含み、前記第2レンズアッシーの位置により前記マグネットと前記第1ヨーク間に引力が作用するか前記マグネットと前記第2ヨーク間に引力が作用し得る。
【0014】
第1ズーミングモードでは第1方向に沿って前記第2レンズアッシーとともに移動した前記第1レンズアッシーの前記マグネットと前記第1ヨーク間に引力が作用し、前記第2ズーミングモードでは前記第1方向の反対の第2方向に沿って前記第2レンズアッシーとともに移動した前記第1レンズアッシーの前記マグネットと前記第2ヨーク間に引力が作用し得る。
【0015】
前記マグネットと前記第1ヨーク間に作用した引力によって前記第1レンズアッシーが前記第1ストッパー部材に接触するまで前記第1レンズアッシーは前記第1方向に沿ってさらに移動し、前記マグネットと前記第2ヨーク間に作用した引力によって前記第1レンズアッシーが前記第2ストッパー部材に接触するまで前記第1レンズアッシーは前記第2方向に沿ってさらに移動することができる。
【0016】
前記第1レンズアッシーが前記第1ストッパー部材に接触した状態または前記第1レンズアッシーが前記第2ストッパー部材に接触した状態で前記第2レンズアッシーがフォーカシングを遂行できる。
【0017】
前記ベースの前記第1内側壁および前記第2内側壁のうち少なくとも一つに隣接するようにガイド部が配置され、前記第2レンズ支持ユニットの外周面には前記ガイド部に対応する溝部が形成され、前記ガイド部および前記溝部間にボールが配置され得る。
【0018】
光軸に平行になるように前記ベースに固定されたガイドピンをさらに含み、前記第2レンズ支持ユニットは前記ガイドピンに沿って移動することができる。
【0019】
本発明の実施例に係る光学系は物体(object)側から像(image)側に順次配置され、複数のレンズを含む第1レンズ群および第2レンズ群を含み、前記第1レンズ群は、像側に対して固定であり、前記第2レンズ群は、光軸方向に移動可能であり、無限(infinity)焦点から最短焦点に移動時に前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間の離隔間隔が増加し、前記第1レンズ群は、正(+)の屈折力を有し、前記第2レンズ群は、負(-)の屈折力を有し、TTL(total track length)は7[mm]より小さい範囲で固定され、前記無限焦点から前記最短焦点にフォーカシング(focusing)時の前記第2レンズ群の移動ストロークは0.02mm以内である。
【0020】
本発明の実施例に係るカメラモジュールは、基板;前記基板の上部に配置されるセンサ;前記基板の上部に配置され、内部空間を含むハウジング;少なくとも1枚のレンズを含み、前記ハウジングに結合される第1レンズアッシー;少なくとも1枚のレンズを含み、前記内部空間に収容されて前記ハウジングに結合される第2レンズアッシー;および前記第2レンズアッシーを前記光軸方向に沿って移動させたり、前記ハウジングを前記光軸に垂直な方向に沿って移動させる駆動部;を含み、前記駆動部は、前記ハウジングに結合されるマグネット;前記マグネットに対向して配置され、前記第2レンズアッシーの少なくとも一側に結合する第1コイル;および前記マグネットに対向して配置され、前記ハウジングの一側に結合する第2コイル;を含む。
【発明の効果】
【0021】
本発明の実施例によると、超スリム、超小型および高解像カメラに適用可能なカメラアクチュエータおよびカメラ装置を提供することができる。特に、カメラ装置の複数のレンズ群間のアライメントを維持しつつ、ズーミング機能およびAF機能を具現できるカメラアクチュエータを提供することができる。また、本発明の実施例によると、最小限の制御信号を利用してステップズームを具現することができる。
【0022】
本発明の実施例によると、TTLを固定させると同時にAF機能およびOIS機能をすべて具現させることができるため、小型化および軽量化の長所を提供することができる。
【0023】
本発明の実施例によると、第2レンズ群のみを分離して移動させるため、駆動系に乗せられる重さを減少させることができ、電流消耗量を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
図1】カメラ装置の一例を示す斜視図である。
【0025】
図2a図1に図示されたカメラでシールド缶が除去された斜視図である。
図2b図2aに図示されたカメラの平面図である。
【0026】
図3a図2aに図示された第1カメラモジュールの斜視図である。
図3b図3aに図示された第1カメラモジュールの側断面図である。
【0027】
図4】本発明の一実施例に係る第1アクチュエータの斜視図である。
【0028】
図5図4の第1アクチュエータでベースおよびヨークを除去した状態での斜視図である。
【0029】
図6図4の断面図である。
【0030】
図7図4の第1アクチュエータでベースおよびヨークを図示した斜視図である。
【0031】
図8図5の第1レンズアッシーおよび第2レンズアッシーの分解斜視図である。
【0032】
図9】望遠モードで本発明の実施例に係るアクチュエータ装置の移動過程を示す図面である。
【0033】
図10】広角モードで本発明の実施例に係るアクチュエータ装置の移動過程を示す図面である。
【0034】
図11a】本発明の一実施例に係る第1アクチュエータに適用されるホールセンサおよびセンシングマグネット間の相互作用を示すグラフである。
図11b】本発明の一実施例に係る第1アクチュエータに適用される第1レンズアッシーのストロークを示すグラフである。
図11c】本発明の一実施例に係る第1アクチュエータに適用される第2レンズアッシーのストロークを示すグラフである。
【0035】
図12】本発明の実施例に係る第2レンズアッシーがガイドピンに沿って移動する例を示す。
【0036】
図13】本発明の実施例に係る第2レンズアッシーがガイドボールに沿って移動する例を示す。
図14】本発明の実施例に係る第2レンズアッシーがガイドボールに沿って移動する例を示す。
【0037】
図15図1~3で図示されたカメラ装置の第2アクチュエータに対する一方向斜視図である。
【0038】
図16図15の第2アクチュエータに対する他方向斜視図である。
【0039】
図17図15の第2アクチュエータの第2回路基板と駆動部の斜視図である。
【0040】
図18図15の第2アクチュエータの部分分解斜視図である。
【0041】
図19図15の第2アクチュエータで第2回路基板が除去された斜視図である。
【0042】
図20】本発明の第1実施例に係る光学系を示す。
【0043】
図21】本発明の第1実施例に係る光学系の無限焦点(infinity)での断面図である。
【0044】
図22】本発明の第1実施例に係る光学系の中間焦点での断面図である。
【0045】
図23】本発明の第1実施例に係る光学系の最短焦点での断面図である。
【0046】
図24】第1実施例に係る光学系の無限焦点で435nm、486nm、546nm、587nm、656nm波長の光に対する球面収差(Longitudinal Spherical Aberration)、非点収差(Astigmatic Field Curves)および歪曲収差(Distortion)を測定したグラフである。
【0047】
図25】第1実施例に係る光学系の中間焦点で435nm、486nm、546nm、587nm、656nm波長の光に対する球面収差、非点収差および歪曲収差を測定したグラフである。
【0048】
図26】第1実施例に係る光学系の最短焦点で435nm、486nm、546nm、587nm、656nm波長の光に対する球面収差、非点収差および歪曲収差を測定したグラフである。
【0049】
図27】本発明の第2実施例に係る光学系を示す。
【0050】
図28】本発明の第2実施例に係る光学系の無限焦点(infinity)での断面図である。
【0051】
図29】本発明の第2実施例に係る光学系の最短焦点での断面図である。
【0052】
図30】第2実施例に係る光学系の無限焦点で435nm、486nm、546nm、587nm、656nm波長の光に対する球面収差(Longitudinal Spherical Aberration)、非点収差(Astigmatic Field Curves)および歪曲収差(Distortion)を測定したグラフである。
【0053】
図31】第2実施例に係る光学系の最短焦点で435nm、486nm、546nm、587nm、656nm波長の光に対する球面収差、非点収差および歪曲収差を測定したグラフである。
【0054】
図32】本発明の一実施例に係るカメラモジュールを概略的に示した図面である。
【0055】
図33】本発明の他の実施例に係るカメラモジュールを概略的に示した図面である。
【0056】
図34】本発明の一実施例に係る駆動部の動作を説明するための図面である。
【0057】
図35】本発明の他の実施例に係る駆動部1600の動作を説明するための図面である。
【0058】
図36】本発明の実施例に係るハウジングの構造を説明するための図面である。
【0059】
図37】本発明の他の実施例に係るハウジングの構造を説明するための図面である。
【発明を実施するための形態】
【0060】
本発明は多様な変更を加えることができ、多様な実施例を有することができるところ、特定の実施例を図面に例示して説明しようとする。しかし、これは本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれるすべての変更、均等物乃至代替物を含むものと理解されるべきである。
【0061】
第2、第1等のように序数を含む用語は多様な構成要素を説明するのに使われ得るが、前記構成要素は前記用語によって限定されはしない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ使われる。例えば、本発明の権利範囲を逸脱することなく第2構成要素は第1構成要素と命名され得、同様に第1構成要素も第2構成要素と命名され得る。および/またはという用語は複数の関連した記載された項目の組み合わせまたは複数の関連した記載された項目のうちいずれかの項目を含む。
【0062】
ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」あるとか「接続されて」あると言及された時には、その他の構成要素に直接的に連結されていてもよくまたは接続されていてもよいが、中間に他の構成要素が存在してもよいと理解されるべきである。反面、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結されて」あるとか「直接接続されて」あると言及された時には、中間に他の構成要素が存在しないものと理解されるべきである。
【0063】
本出願で使った用語は単に特定の実施例を説明するために使われたものであり、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。本出願で、「含む」または「有する」等の用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加の可能性を予め排除しないものと理解されるべきである。
【0064】
異なって定義されない限り、技術的または科学的な用語を含んでここで使われるすべての用語は本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同一の意味を有している。一般的に使われる辞書に定義されているような用語は関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本出願で明白に定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味で解釈されない。
【0065】
以下、添付された図面を参照して実施例を詳細に説明するものの、図面符号にかかわらず同一または対応する構成要素は同じ参照番号を付与し、これに対する重複する説明は省略することにする。
【0066】
図1はカメラ装置の一例を示す斜視図であり、図2aは図1に図示されたカメラでシールド缶が除去された斜視図であり、図2bは図2aに図示されたカメラの平面図である。
【0067】
図1を参照すると、カメラ装置1000は単一または複数のカメラモジュールを含むことができる。例えば、カメラ装置1000は第1カメラモジュール1000Aと第2カメラモジュール1000Bを含むことができる。第1カメラモジュール1000Aと第2カメラモジュール1000Bは所定のシールド缶1510によりカバーされ得る。
【0068】
図1図2aおよび図2bを共に参照すると、第1カメラモジュール1000Aは単一または複数のアクチュエータを含むことができる。例えば、第1カメラモジュール1000Aは第1アクチュエータ1100と第2アクチュエータ1200を含むことができる。
【0069】
第1アクチュエータ1100は第1群の回路基板1410に電気的に連結され得、第2アクチュエータ1200は第2群の回路基板1420に電気的に連結され得、図示されてはいないが、第2群の回路基板1420は第1群の回路基板1410と電気的に連結されてもよい。第2カメラモジュール1000Bは第3群の回路基板1430に電気的に連結され得る。
【0070】
第1アクチュエータ1100はズーム(Zoom)アクチュエータまたはAF(Auto Focus)アクチュエータであり得る。例えば、第1アクチュエータ1100は一つまたは複数のレンズを支持して所定の制御部の制御信号によりレンズを動かしてオートフォーカシング機能またはズーム機能を遂行することができる。
【0071】
第2アクチュエータ1200はOIS(Optical Image Stabilizer)アクチュエータであり得る。
【0072】
第2カメラモジュール1000Bは所定の鏡筒(図示されず)に配置された固定焦点距離レンズ(fixed focal length les)を含むことができる。固定焦点距離レンズ(fixed focal length les)は「単一焦点距離レンズ」または「単レンズ」と呼称されてもよい。
【0073】
第2カメラモジュール1000Bは所定のハウジング(図示されず)に配置され、レンズ部を駆動できるアクチュエータ(図示されず)を含むことができる。アクチュエータはボイスコイルモータ、マイクロアクチュエータ、シリコンアクチュエータなどであり得、静電方式、サーマル方式、バイモルフ方式、静電気力方式など、多様に応用され得これに限定されるものではない。
【0074】
次に、図3aは図2aに図示された第1カメラモジュールの斜視図であり、図3bは図3aに図示された第1カメラモジュールの側断面図である。
【0075】
図3aを参照すると、第1カメラモジュール1000Aはズーミング機能およびAF機能をする第1アクチュエータ1100および第1アクチュエータ1100の一側に配置され,OIS機能をする第2アクチュエータ1200を含むことができる。
【0076】
図3bを参照すると、第1アクチュエータ1100は光学系とレンズ駆動部を含むことができる。例えば、第1アクチュエータ1100は第1レンズアッシー1110、第2レンズアッシー1120、第3レンズアッシー1130、およびガイドピン50のうち少なくとも一つ以上が配置され得る。
【0077】
また。第1アクチュエータ1100はコイル駆動部1140とマグネット駆動部1160を具備して高倍率ズーミング機能を遂行することができる。
【0078】
例えば、第1レンズアッシー1110と第2レンズアッシー1120はコイル駆動部1140、マグネット駆動部1160とガイドピン50を通じて移動する移動レンズ(moving lens)であり得、第3レンズアッシー1130は固定レンズであり得るがこれに限定されるものではない。例えば、第3レンズアッシー1130は光を特定位置に結像する集光子(focator)の機能を遂行でき、第1レンズアッシー1110は集光子である第3レンズアッシー1130で結像された像を他の所に再結像させる変倍子(variator)機能を遂行することができる。一方、第1レンズアッシー1110では被写体との距離または像距離が多く変わって倍率の変化が大きい状態であり得、変倍子である第1レンズアッシー1110は光学系の焦点距離または倍率変化に重要な役割をすることができる。一方、変倍子である第1レンズアッシー1110で結像される像点は位置によりわずかに差が存在し得る。従って、第2レンズアッシー1120は変倍子によって結像された像に対する位置補償機能をすることができる。例えば、第2レンズアッシー1120は変倍子である第1レンズアッシー1110で結像された像点を実際のイメージセンサ1190位置に正確に結像させる役割を遂行する補償子(compensator)機能を遂行することができる。
【0079】
例えば、第1レンズアッシー1110と第2レンズアッシー1120はコイル駆動部1140とマグネット駆動部1160の相互作用による電磁力で駆動され得る。
【0080】
そして、所定のイメージセンサ1190が平行光の光軸方向に垂直に配置され得る。
【0081】
次に、第2アクチュエータ1200は、ハウジングに配置される振れ補正ユニット1220、振れ補正ユニット1220上に配置されるプリズムユニット1230を含むことができる。振れ補正ユニット1220はシェーパー部材1222およびレンズ部材1224を含み、マグネット駆動部72Mとコイル駆動部72Cを含むことができる。ここで、レンズ部材1224は液体レンズ、流体レンズ、可変型プリズムなどと混用され得、レンズ部材1224の表面に加えられた圧力によってレンズ部材1224の形状が可逆的に変形され、これに伴い、レンズ部材1224を通過する光経路が変更され得る。例えば、レンズ部材1224は弾性膜によって囲まれた流体を含むことができ、シェーパー部材1222はレンズ部材1224と結合、連結または直接接触し、シェーパー部材1222の動きによってレンズ部材1224に圧力が加えられ、これに伴い、レンズ部材1224の形状が可逆的に変形され、レンズ部材1224を通過する光経路が変更され得る。後述するが、シェーパー部材1222の動きはマグネット駆動部72Mとコイル駆動部72C間の相互作用によって発生し得る。
【0082】
このように、レンズ部材1224を通過する光経路の制御を通じてOISを具現でき、これに伴いディセンター(decent)やチルト(tilt)現象の発生を最小化し、最上の光学的特性を出すことができる。
【0083】
図1図3およびこれに関する説明は、本発明の実施例に係るカメラ装置の全体的な構造および作動原理を説明するための意図で作成されたものであるため、本発明の実施例が図1図3に図示された細部的な構成に限定されるものではない。
【0084】
以下、本発明の実施例によりズーミング機能およびAF機能を具現するための第1アクチュエータをさらに詳細に説明しようとする。
【0085】
図4は本発明の一実施例に係る第1アクチュエータの斜視図であり、図5図4の第1アクチュエータでベースおよびヨークを除去した状態での斜視図であり、図6図4の断面図であり、図7図4の第1アクチュエータでベースおよびヨークを図示した斜視図であり、図8図5の第1レンズアッシーおよび第2レンズアッシーの分解斜視図である。因みに、図3bによると、ズーミング機能およびAF機能を具現するための第1アクチュエータ1100が第1レンズアッシー1110、第2レンズアッシー1120および第3レンズアッシー1130を含むものとして図示されているが、本発明の実施例は主に移動レンズである第1レンズアッシー1110および第2レンズアッシー1120の構造に関するものであるため、以下では固定レンズである第3レンズアッシー1130に関する図示および説明は省略する。
【0086】
図4図8を参照すると、第1アクチュエータ1100はベース20、第1レンズアッシー1110、第2レンズアッシー1120および第3レンズアッシー(図示されず)を含む。
【0087】
第1レンズアッシー1110および第2レンズアッシー1120はベース20内に配置され、第1レンズアッシー1110は第1レンズ群100および第1レンズ支持ユニット110を含む。第1レンズ群100は第1レンズ支持ユニット110内に収容され、第1レンズ支持ユニット110に固定され得る。第2レンズアッシー1120は第2レンズ群200および第2レンズ支持ユニット210を含む。第2レンズ群200は第2レンズ支持ユニット210内に収容され、第2レンズ支持ユニット210に固定され得る。
【0088】
本発明の実施例によると、第1レンズアッシー1110は第2レンズアッシー1120の第2レンズ支持ユニット210内に収容される。このために、第2レンズ支持ユニット210は第2レンズ群200の縁を囲む領域と第1レンズアッシー1110を収容する領域を含むことができる。これに伴い、第2レンズアッシー1120が移動すれば、第1レンズアッシー1110を駆動するための別途の構成がなくても第2レンズアッシー1120とともに第1レンズアッシー1110が移動することができ、第1レンズアッシー1110内の第1レンズ群100、第2レンズアッシー1120内の第2レンズ群200、第3レンズアッシー(図示されず)内の第3レンズ群(図示されず)およびイメージセンサ(図示されず)の位置および間隔により倍率が調節され得る。
【0089】
第2レンズアッシー1120の移動のために、ベース20の第1内側壁21および第2内側壁22にはそれぞれコイル駆動部(図示されず)が配置され、ベース20の第1内側壁21に対向する第2レンズ支持ユニット210の第1外側壁211)とベース20の第2内側壁22に対向する第2レンズ支持ユニット210の第2外側壁212にはそれぞれマグネット駆動部1160が配置され得る。コイル駆動部(図示されず)とマグネット駆動部1160間の電磁的相互作用によって第2レンズ支持ユニット210がベース20の第1内側壁21および第2内側壁22に沿って移動することができ、第2レンズ支持ユニット210内に収容された第1レンズアッシー1110は第2レンズ支持ユニット210と共に移動することができる。すなわち、コイル駆動部(図示されず)を通じて流れる電流の量または方向によりマグネット駆動部1160とともに第2レンズ支持ユニット210が移動する距離または方向が変わり得る。この時、第2レンズ支持ユニット210はガイドピン、ガイドボールまたはガイドレールなどを媒介にベース20に沿って移動することができ、これに関する詳細な例は後述する。
【0090】
一方、本発明の実施例によると、第2レンズアッシー1120および第2レンズアッシー1120の第2レンズ支持ユニット210内に収容された第1レンズアッシー1110の位置を感知し、移動を制御するためにセンサ部がさらに配置され得る。センサ部はセンシングマグネット1170およびホールセンサ(図示されず)を含むことができる。センシングマグネット1170は第2レンズ支持ユニット210に固定されて第2レンズ支持ユニット210と共に移動することができる。ホールセンサ(図示されず)はコイル駆動部(図示されず)と隣接するように配置され得る。例えば、ホールセンサはベース20の第1内側壁21側に配置されたコイル駆動部およびベース20の第2内側壁22側に配置されたコイル駆動部のうち少なくとも一つに隣接するように配置され得る。例えば、ホールセンサはコイル駆動部をなすように巻かれたコイルの内周に配置され得る。ホールセンサ(図示されず)はセンシングマグネット1170の磁場を感知し、磁場の強度によりセンシングマグネット1170の位置を感知することができる。センシングマグネット1170は第2レンズ支持ユニット210と共に移動するので、センシングマグネット1170の位置により第1レンズアッシー1110および第2レンズアッシー1120の位置が感知され得、これに基づいて倍率を調節するための制御信号が生成され、制御信号による電圧がコイル駆動部(図示されず)に印加され得る。
【0091】
このように、本発明の実施例によると、第1レンズアッシー1110は第2レンズアッシー1120の第2レンズ支持ユニット210内に収容され、第2レンズ支持ユニット210の移動により第2レンズ支持ユニット210と共に移動する。これによると、第1レンズアッシー1110および第2レンズアッシー1120の移動を別途に制御する必要がないので、ディセンター(decent)やチルト(tilt)現象の発生を最小化し、最上の光学的特性を出すことができる。
【0092】
さらに具体的には、第2レンズ支持ユニット210が第1レンズアッシー1110を収容するために、第2レンズ支持ユニット210の内壁には第1ストッパー部材213および第2ストッパー部材214が形成され得、第1ストッパー部材213および第2ストッパー部材214は所定の間隔Dで離隔され得、第1レンズアッシー1110は第1ストッパー部材213および第2ストッパー部材214の間に収容され得る。この時、第1ストッパー部材213および第2ストッパー部材214の間の間隔Dは第1レンズアッシー1110の高さHより大きくもよい。また、第2レンズ支持ユニット210の内径は第1レンズアッシー1110の外径より大きくもよい。これによると、第1レンズアッシー1110は第2レンズアッシー1120とともに移動するものの、第2レンズ支持ユニット210の第1ストッパー部材213および第2ストッパー部材214の間で移動することが可能である。
【0093】
一方、第1レンズアッシー1110には少なくとも一つのマグネット300がさらに配置され、マグネット300と向かい合うように配置されたベース20の少なくとも一面には所定間隔をなしながら固定された少なくとも二つのヨーク400、410がさらに配置され得る。
【0094】
ここで、ヨーク400、410は磁性を有する金属であり、マグネット300に所定距離以内に近づくとマグネット300と引力が作用する。すなわち、第2レンズアッシー1120の位置により第1レンズアッシー1110のマグネット300と第1ヨーク400間に引力が作用したり、第1レンズアッシー1110のマグネット300と第2ヨーク410間に引力が作用し得る。
【0095】
このために、マグネット300はベース20の第1内壁面21および第2内壁面22の間の第3内壁面23と向かい合うように第1レンズアッシー1110上に配置され得、第1ヨーク400および第2ヨーク410は第3内壁面23上で互いに離隔するように配置され得る。これと同様に、マグネット300はベース20の第3内壁面23と対向する第4内壁面24と向かい合うように第1レンズアッシー1110上にさらに配置されてもよく、第3ヨーク410および第4ヨーク430が第4内壁面24上で互いに離隔するように配置され得る。この時、第3内壁面23と向かい合うように配置されたマグネット300および第4内壁面24と向かい合うように配置されたマグネット300は互いに対称になるように配置され得、第1ヨーク400および第3ヨーク410が互いに対称になり、第2ヨーク410および第4ヨーク430が互いに対称になるように配置され得る。
【0096】
本発明の実施例に係る第1アクチュエータの構造および作動原理をさらに詳細に説明するために、図9は望遠モードで本発明の実施例に係るアクチュエータ装置の移動過程を示す図面であり、図、10は広角モードで本発明の実施例に係るアクチュエータ装置の移動過程を示す図面である。
【0097】
図9(a)は望遠モードで第2レンズアッシー1120が第1レンズアッシー1110を抱いた状態で第1方向に移動する場合の側面図であり、図9(b)は図9(a)の斜視図、図9(c)は図9(b)の上面図であり、図9(d)は図9(b)で第1レンズアッシー1110が第1ヨーク400との引力によって第1方向にさらに移動した場合の斜視図であり、図9(e)は図9(d)の上面図の一部である。望遠モードでズーミングされるようにコイル駆動部(図示されず)に電流が印加される場合、コイル駆動部(図示されず)とマグネット駆動部1160間の相互作用によってマグネット駆動部1160が固定された第2レンズアッシー1120は第1方向に所定距離だけ移動する。第2レンズアッシー1120の位置は第2レンズアッシー1120に固定されて第2レンズアッシー1120とともに移動するセンシングマグネット1170およびコイル駆動部(図示されず)に隣接するように配置されたホールセンサ(図示されず)間の相互作用によって感知され得る。すなわち、ホールセンサ(図示されず)はセンシングマグネット1170の磁場を感知してセンシングマグネット1170の位置、すなわち第2レンズアッシー1120の位置を感知することが可能である。この時、第1レンズアッシー1110は第2ストッパー部材214に係止された状態で第2レンズアッシー1120とともに第1方向に移動する。これに伴い、第1レンズアッシー1110上のマグネット300と第1ヨーク400間に引力が作用し、マグネット300と第1ヨーク400間に作用した引力によって第1レンズアッシー1110が第1ストッパー部材213に接触して係止されるまで第1レンズアッシー1110は第1方向に沿ってさらに移動することができる。これに伴い、第1アクチュエータは望遠モードでズーミングされ得る。このために、第1レンズアッシー1110と第2レンズ支持ユニット210は別途の締結手段または接着部材を通じて連結されるのではなく、第1レンズアッシー1110は第2レンズ支持ユニット210の第1ストッパー部材213および第2ストッパー部材214の間から自由に移動することができる。
【0098】
一方、第1レンズアッシー1110が第1ストッパー部材213に固定された状態で第2レンズアッシー1120は第1方向または第2方向に、例えば0.6mm距離以内で微細に移動してフォーカシングを遂行する。この時、第2レンズアッシー1120の位置は第2レンズアッシー1120に固定されて第2レンズアッシー1120とともに移動するセンシングマグネット1170およびコイル駆動部(図示されず)に隣接するように配置されたホールセンサ(図示されず)間の相互作用によって感知され得る。
【0099】
図10(a)は広角モードで第2レンズアッシー1120が第1レンズアッシー1110を抱いた状態で第2方向に移動する場合の側面図であり、図10(b)は図10(a)の斜視図であり、図10(c)は図10(b)の上面図の一部であり、図10(d)は図10(b)で第1レンズアッシー1110が第2ヨーク410との引力によって第2方向にさらに移動した場合の斜視図であり、図10(e)は図10(d)の上面図の一部である。広角モードでズーミングされるようにコイル駆動部(図示されず)に電流が印加される場合、コイル駆動部(図示されず)とマグネット駆動部1160間の相互作用によってマグネット駆動部1160が固定された第2レンズアッシー1120は第2方向に所定距離だけ移動する。第2レンズアッシー1120の位置は第2レンズアッシー1120に固定されて第2レンズアッシー1120とともに移動するセンシングマグネット1170およびコイル駆動部(図示されず)に隣接するように配置されたホールセンサ(図示されず)間の相互作用によって感知され得る。すなわち、ホールセンサ(図示されず)はセンシングマグネット1170の磁場を感知してセンシングマグネット1170の位置、すなわち第2レンズアッシー1120の位置を感知することが可能である。この時、第1レンズアッシー1110は第1ストッパー部材213に係止された状態で第2レンズアッシー1120とともに第2方向に移動する。これに伴い、第1レンズアッシー1110上のマグネット300と第2ヨーク410間に引力が作用し、マグネット300と第2ヨーク410間に作用した引力によって第1レンズアッシー1110が第2ストッパー部材214に接触して係止されるまで第1レンズアッシー1110は第2方向に沿ってさらに移動することができる。これに伴い、第1アクチュエータは広角モードでズーミングされ得る。
【0100】
一方、第1レンズアッシー1110が第2ストッパー部材214に固定された状態で第2レンズアッシー1120は第1方向または第2方向に0.6mm距離以内で微細に移動してフォーカシングを遂行する。この時、第2レンズアッシー1120の位置は第2レンズアッシー1120に固定されて第2レンズアッシー1120とともに移動するセンシングマグネット1170およびコイル駆動部(図示されず)に隣接するように配置されたホールセンサ(図示されず)間の相互作用によって感知され得る。
【0101】
ここで、説明の便宜のために二つのズーミングモード、すなわち広角モードと望遠モードのみを例に挙げて説明しているが、これに制限されるものではない。本発明の実施例によると、ヨークの位置および駆動部の制御によって二つ以上の複数のズーミングモードで倍率を段階的に調節することができる。
【0102】
図11(a)は本発明の一実施例に係る第1アクチュエータに適用されるホールセンサおよびセンシングマグネット間の相互作用を示すグラフであり、図11(b)は本発明の一実施例に係る第1アクチュエータに適用される第1レンズアッシーのストロークを示すグラフであり、図11(c)は本発明の一実施例に係る第1アクチュエータに適用される第2レンズアッシーのストロークを示すグラフである。
【0103】
図11(a)を参照すると、横軸はデジタルコードで、縦軸は磁場を示す。ホールセンサがセンシングする磁場はセンシングマグネットの位置により変わり得、ホールセンサはセンシングした磁場によってデジタルコードを生成したり出力することができる。ここで、ホールセンサはN極とS極を区別してセンシングすることができる。このために、ホールセンサは2個のホールセンサを含むことができる。例えば、図11(a)でホールセンサ1がN極とデジタルコード間の関係を示すのであれば、ホールセンサ2はS極とデジタルコード間の関係を示すであろう。またはホールセンサ1がS極とデジタルコード間の関係を示すのであれば、ホールセンサ2はN極とデジタルコード間の関係を示すであろう。
【0104】
本発明の実施例によると、ホールセンサ1とホールセンサ2がいずれも高い磁場を有する区間Aがセンシングマグネットの使用区間となり得る。すなわち、ホールセンサが出力するデジタルコードが区間A内の値である場合にのみ第1レンズアッシー1110または第2レンズアッシー1120が移動するように制御することができる。
【0105】
一方、図11(b)を参照すると、横軸は制御コードで、縦軸は第1レンズアッシーのストロークを示し、図11(c)を参照すると、横軸は制御コードで、縦軸は第2レンズアッシーのストロークを示す。
【0106】
図11(b)を参照すると、所定の制御コード(例、約400)で、第1レンズアッシーのストローク、すなわち変倍率が急激に変わることが分かる。また、図11(c)を参照すると、所定の制御コード(例、約720)で第2レンズアッシーのストロークが急激に変わることが分かる。
【0107】
これを利用して、コイル駆動部(図示されず)に所定の制御コード(例、約400)を入力して第1レンズアッシー1110と第2レンズアッシー1120を共に移動させてズーミングを遂行した後、所定の制御コード(例、約720)を入力して第2レンズアッシー1120を微細に移動させてフォーカシングを遂行できる。
【0108】
一方、前述した通り、第2レンズアッシー1120は第1レンズアッシー1110を抱いた状態でベース20の第1内側壁21および第2内側壁22に沿って移動し、この時、ガイドピン、ガイドボールまたはガイドレールなどを媒介として移動することができる。
【0109】
図12は、本発明の実施例に係る第2レンズアッシーがガイドピンに沿って移動する例を示す。
【0110】
図12を参照すると、ガイドピン50は光軸に平行になるように配置され得、ガイドピン50の末端はベース20または第1アクチュエータ内の固定部材(例、第3レンズアッシーなど)に固定され得る。ガイドピン50は第2レンズアッシー1120の第2レンズ支持ユニット210に形成されたガイドホール215を貫通するように差し込まれ得、第2レンズアッシーはガイドピン50に沿って移動することができる。
【0111】
図13および図14は、本発明の実施例に係る第2レンズアッシーがガイドボールに沿って移動する例を示す。
【0112】
図13を参照すると、ベース20の第1内側壁21および第2内側壁22のうち少なくとも一つに隣接するようにガイド部25が配置され、ガイド部25には光軸に沿ってリセス26が形成され得る。図示されてはいないが、ガイド部25はベースの第1内側壁21および第2内側壁22のうち少なくとも一つに固定され得る。
【0113】
図14を参照すると、第2レンズ支持ユニット210の外周面にはガイド部25のリセス26に対応する溝部216が形成され得る。ガイド部25のリセス26および溝部216の間に配置されたボール55によって第2レンズアッシー1120は移動することができる。このように、ベース20の第1内側壁21および第2内側壁22と第2レンズ支持ユニット210の外周面の間にガイド部25がさらに配置されると、レンズアッシーが移動する過程で発生する摩擦トルクを減少させて摩擦抵抗を低減することによって、ズーミング(zooming)時に駆動力の向上、消費電力の減少および制御特性の向上などの技術的効果がある。これに伴い、ズーミング(zooming)時、摩擦トルクを最小化しながらもレンズのディセンター(decent)やレンズチルト(tilt)、レンズ群とイメージセンサの中心軸がアライメントされない現象の発生を防止して画質や海上力を顕著に向上させることができる複合的技術的効果がある。
【0114】
図示されてはいないが、二つのガイド部25が互いに対称になるように第1内側壁21および第2内側壁22に隣接して配置され得、第1内側壁21および第2内側壁22と向かい合うように溝部216が第2レンズ支持ユニット210の外周面に対称になって形成されてもよい。
【0115】
図示されてはいないが、ガイド部25が省略され、リセス26が第1内側壁21および第2内側壁22のうち少なくとも一つに直接形成されてもよい。
【0116】
以下、第2アクチュエータの細部構造をさらに具体的に説明する。
【0117】
図15図1~3で図示されたカメラ装置の第2アクチュエータに対する一方向斜視図であり、図16図15の第2アクチュエータに対する他方向斜視図である。図17図15の第2アクチュエータの第2回路基板と駆動部の斜視図であり、図18図15の第2アクチュエータの部分分解斜視図であり、図19図15の第2アクチュエータで第2回路基板が除去された斜視図である。
【0118】
図15図19を参照すると、プリズムユニット1230の下側に振れ補正ユニット1220を配置することによって、OIS具現時に光学系のレンズアッシーでレンズのサイズ制限を解消して十分な光量を確保することができる。
【0119】
第2回路基板1250は所定の電源部(図示されず)と連結されてコイル駆動部72Cに電源を印加することができる。第2回路基板1250はリジッド印刷回路基板(Rigid PCB)、フレキシブル印刷回路基板(Flexible PCB)、リジッドフレキシブル印刷回路基板(Rigid Flexible PCB)等、電気的に連結され得る配線パターンがある回路基板を含むことができる。
【0120】
コイル駆動部72Cは単一または複数の単位コイル駆動部を含むことができ、複数のコイルを含むことができる。例えば、駆動部72Cは第1単位コイル駆動部72C1、第2単位コイル駆動部72C2、第3単位コイル駆動部72C3および第4単位コイル駆動部(図示されず)を含むことができる。
【0121】
また、駆動部72Cはホールセンサ(図示されず)をさらに含んで以後に説明されるマグネット駆動部72Mの位置を認識してもよい。例えば、第1単位コイル駆動部72C1は第1ホールセンサ(図示されず)を含み、第3単位コイル駆動部72C3は第2ホールセンサ(図示されず)を含んでもよい。
【0122】
一方、前述した通り、シェーパー部材1222はレンズ部材1224に配置され、シェーパー部材1222の動きによりレンズ部材1224の形状が変形され得る。この時、シェーパー部材1222にマグネット駆動部72Mが配置され、ハウジング1210にコイル駆動部72Cが配置され得る。
【0123】
図18を参照すると、ハウジング1210はハウジングボディ1212に光が通過できる所定の開口部1212Hが形成され、ハウジングボディ1212の上側に延びてコイル駆動部72Cが配置されるようにホール1214Hが形成されたハウジング側部1214Pを含むことができる。
【0124】
例えば、ハウジング1210はハウジングボディ1212の上側に延びてコイル駆動部72Cが配置されるようにホール1214H1が形成された第1ハウジング側部1214P1と駆動部72Cが配置されるようにホール1214H2が形成された第2ハウジング側部1214P2を含むことができる。
【0125】
実施例によると、ハウジング側部1214Pにコイル駆動部72Cが配置され、マグネット駆動部72Mはシェーパー部材1222に配置され、コイル駆動部72Cに印加された電圧によるコイル駆動部72Cとマグネット駆動部72M間の電磁力によってシェーパー部材1222が動くことができる。これに伴い、レンズ部材1224の形状が可逆的に変形され、レンズ部材1224を通過する光経路が変更されてOISを具現することができる。
【0126】
さらに具体的には、シェーパー部材1222は光が通過できるホールが形成されたシェーパーボディおよびシェーパーボディから側面に延びた突出部を含むことができる。レンズ部材1224はシェーパーボディの下に配置され、マグネット駆動部72Mはシェーパー部材1222の突出部上に配置され得る。例えば、マグネット駆動部72Mの一部はシェーパー部材1222の一側面に配置された突出部上に配置され、残りの一部はシェーパー部材1222の他の側面に配置された突出部上に配置され得る。この時、マグネット駆動部72Mはシェーパー部材1222と結合されるように配置され得る。例えば、シェーパー部材1222の突出部上に溝が形成され、溝内にマグネット駆動部72Mが差し込まれ得る。
【0127】
一方、固定型プリズム1232は直角プリズムであり得、振れ補正ユニット1220のマグネット駆動部72M内側に配置され得る。また固定型プリズム1232の上側に所定のプリズムカバー1234が配置されて固定型プリズム1232がハウジング1210と密着結合され得る。
【0128】
図20は、本発明の第1実施例に係る光学系を示す。
【0129】
図20を参照すると、本発明の第1実施例に係る光学系は物体(object)側から像側(image)に順次配列される第1レンズ群2100および第2レンズ群2200を含む。ここで、レンズ群は前述した図1図19を参照して説明したレンズ群に対応し得る。
【0130】
本発明の実施例によると、第1レンズ群2100は複数枚のレンズを含む。第1レンズ群2100は像側に対して固定される。すなわち、複数枚のレンズは像側に対して固定され得る。この時、第1レンズ群2100は少なくとも2枚以上のレンズを含むことができる。第1レンズ群2100が3枚以上のレンズを含む場合、光学系の全体的なサイズが大きくなり得る。実施例によると、第1レンズ群2100は2枚のレンズを含むことが好ましい。この場合、第1レンズ群2100は第1レンズおよび第2レンズを含むことができる。
【0131】
第1レンズ群2100は正(+)の屈折力を有することができる。第1レンズ群2100は8[mm]より大きく9[mm]より小さい範囲で有効焦点距離(EFL)を有することができる。第1レンズ群2100は8[mm]より大きく8.5[mm]より小さい範囲で有効焦点距離(EFL)を有することができる。第1レンズ群2100は8[mm]より大きく8.1[mm]より小さい範囲で有効焦点距離(EFL)を有することができる。好ましくは、第1レンズ群2100は8.0991[mm]の有効焦点距離を有することができる。
【0132】
第2レンズ群2200は複数枚のレンズを含む。第2レンズ群2200が少なくとも2枚以上のレンズを含むことができる。第2レンズ群2200が3枚以上のレンズを含む場合、第2レンズ群2200のサイズおよび重さが増えることになり、移動時駆動電力が高くなり得る。実施例によると、第2レンズ群2200は2枚のレンズを含むことが好ましい。第2レンズ群2200は第3レンズおよび第4レンズを含むことができる。
【0133】
第2レンズ群2200は1枚のフィルタを含むことができる。フィルタはIR(infrared)フィルタであり得る。これに伴い、フィルタはカメラモジュール内に入射する光から近赤外線、例えば波長が700nm~1100nmである光を遮断することができる。そして、イメージセンサ2400はワイヤ(wire)によって印刷回路基板と連結され得る。またはフィルタは物体側から像側に順次配置される異物防止用フィルタおよびフィルタを含んでもよい。フィルタが異物防止用フィルタを含む場合、第2レンズ群2200が移動する過程で発生した異物がIRフィルタまたはイメージセンサ2400に流入することを防止することができる。
【0134】
第2レンズ群2200は光軸に水平な方向に移動可能である。すなわち、複数枚のレンズはレンズの中心軸に沿って移動可能である。第2レンズ群2200の移動により焦点が調整され得る。これに伴い、第2レンズ群2200はフォーカシング(focusing)群の役割を遂行することができる。
【0135】
第2レンズ群2200は無限(infinity)焦点から最短焦点に移動することができる。第2レンズ群2200は無限焦点から最短焦点に移動時、第1レンズ群2100と第2レンズ群2200の間の離隔間隔が増加し得る。第2レンズ群2200は最短焦点から無限焦点に移動することができる。第2レンズ群2200は最短焦点から無限焦点に移動時、第1レンズ群2100と第2レンズ群2200の間の離隔間隔が減少し得る。
【0136】
本発明の実施例に係る光学系は、第2レンズ群2200の移動により焦点が調整される固定ズーム光学系であり得る。したがって、第2レンズ群2200の移動により光学系の倍率が増加したり減少しなくてもよい。
【0137】
本発明の実施例によると、第2レンズ群2200の移動ストロークは0.02[mm]より小さくてもよい。ここで、移動ストロークは駆動部によってレンズ群が移動可能な距離を意味し得る。したがって、第2レンズ群2200は無限焦点から最短焦点に変更時、0.02[mm]より小さい範囲で移動することができる。第2レンズ群2200は0.02[mm]以内で移動ストロークが具現されるため、第2レンズ群2200を駆動させるための駆動部が小型化され得る。これに伴い、カメラモジュールの小型化が可能であり、携帯端末のような小型電子機器への搭載に有利である。
【0138】
第2レンズ群2200は負(-)の屈折力を有することができる。第2レンズ群2200は-12[mm]より大きく-11[mm]より小さい範囲で有効焦点距離(EFL)を有することができる。第2レンズ群2200は-12[mm]より大きく-11.5[mm]より小さい範囲で有効焦点距離(EFL)を有することができる。好ましくは、第2レンズ群2200は-11.4327[mm]の有効焦点距離を有することができる。
【0139】
第1レンズ群2100および第2レンズ群2200は光軸に垂直な方向に移動することができる。第1レンズ群2100および第2レンズ群2200はイメージセンサ2400面に水平な方向に移動することができる。第1レンズ群2100および第2レンズ群2200は光軸に垂直な方向に移動時一体に移動することができる。第1レンズ群2100および第2レンズ群2200は光軸に垂直な方向に移動しながら、光学的映像振れ防止(Optical Image Stabilizer、OIS)を遂行できる。
【0140】
本発明の実施例によると、光学系はTTLが7[mm]より小さくてもよい。ここで、TTL(Total Track Length)はイメージセンサ面から光学系の一番目の面までの距離を意味し得る。例えば、TTLは第1レンズ群2100で物側に最も近い一面から光が入射するイメージセンサ2400の上部面までの距離を意味し得る。本明細書で全長と混用され得る。本発明の実施例に係る光学系は、第1レンズ群2100とイメージセンサ2400の間に配置された第2レンズ群2200が光軸方向に移動しながら焦点を合わせるため、TTLが固定される。実施例によると、光学系は7[mm]以内の範囲でTTLが固定され得る。
【0141】
本発明の実施例によると、第1レンズ群2100および第2レンズ群2200に含まれた複数のレンズはD-cut技法が適用されたレンズであり得る。第1レンズ群2100および第2レンズ群2200に含まれた複数のレンズは、上側部および下側部の一部が切断されたD-cutレンズであり得る。この時、複数のレンズは上側部および下側部はリブと有効径の一部が切断されるか有効径の切断なしにリブのみが切断され得る。一実施例によると、第2レンズ群2200は有効径の長軸長さを有効径の短軸長さで割った値が1であるレンズを含むことができる。すなわち、有効径の長軸長さと有効径の短軸長さが同一であってもよい。例えば、第3レンズ2210、第4レンズ2220および第4レンズ230の場合は上側部および下側部のリブのみ切断され、有効径は切断されなくてもよい。円形タイプレンズの場合、縦方向の高さによってレンズの体積が大きくなる問題点があるが、本発明の実施例のように、複数のレンズの上側部および下側部にD-cutを適用することによって縦方向の高さを低くすることができるためレンズの体積を減らすことができる。
【0142】
以下、本発明の多様な実施例を例にさらに詳細に説明する。
【0143】
図21は本発明の第1実施例に係る光学系の無限焦点(infinity)での断面図であり、図22は本発明の第1実施例に係る光学系の中間焦点での断面図であり、図23は本発明の第1実施例に係る光学系の最短焦点での断面図である。
【0144】
図21図23を参照すると、光学系は物体(object)側から像側(image)に順次配列される第1レンズ群2100および第2レンズ群2200を含む。第1レンズ群2100は物体側から像側に順次配列される第1レンズ2110および第2レンズ2120を含み、第2レンズ群2200は物体側から像側に順次配列される第3レンズ2210、第4レンズ2220およびフィルタ2300を含むことができる。
【0145】
ここで、第1レンズ2110は膨らんだ物側面2112および凹んだ像側面114を含むことができる。第2レンズ2120は凹んだ物側面2122および凹んだ像側面2124を含むことができる。
【0146】
そして、第3レンズ2210は膨らんだ物側面2212および凹んだ像側面2214を含むことができる。第4レンズ2220は膨らんだ物側面2222および凹んだ像側面2224を含むことができる。
【0147】
図2で第1レンズ群2100と第2レンズ群2200間の距離がd1aで、第2レンズ群2200とセンサ間の距離がd2aである場合、光学系は無限焦点を有することができる。図3で第1レンズ群2100と第2レンズ群2200間の距離がd1bで、第2レンズ群2200とセンサ間の距離がd2bである場合、光学系は中間焦点を有することができる。例えば、光学系は5[m]距離の焦点を有することができる。図23で第1レンズ群2100と第2レンズ群2200間の距離がd1cで、第2レンズ群2200とセンサ間の距離がd2cである場合、光学系は最短焦点を有することができる。例えば、光学系は1[m]距離の焦点を有することができる。
【0148】
光学系は図21から図22を経て図23に至るように第2レンズ群2200を移動させると、第1レンズ群2100と第2レンズ群2200の間の距離は遠くなり、第2レンズ群2200とセンサの間の距離は減少する。したがって、d1a<d2b<d2cおよびd2a>d2b>d2cの関係が成立することができる。
【0149】
図24は第1実施例に係る光学系の無限焦点で435nm、486nm、546nm、587nm、656nm波長の光に対する球面収差(Longitudinal Spherical Aberration)、非点収差(Astigmatic Field Curves)および歪曲収差(Distortion)を測定したグラフであり、図25は第1実施例に係る光学系の中間焦点で435nm、486nm、546nm、587nm、656nm波長の光に対する球面収差、非点収差および歪曲収差を測定したグラフであり、図26は第1実施例に係る光学系の最短焦点で435nm、486nm、546nm、587nm、656nm波長の光に対する球面収差、非点収差および歪曲収差を測定したグラフである。
【0150】
球面収差は各波長による球面収差を示し、非点収差は上面の高さによるタンジェンシャル面(tangential plane)とサジタル面(sagital plane)の収差特性を示し、歪曲収差は上面の高さによる歪曲度を示す。図24図26を参照すると、球面収差が波長にかかわらず-0.05mm~0.05mm以内にあることが分かり、非点収差が波長にかかわらず-0.25mm~0.25mm以内にあることが分かり、歪曲収差が波長にかかわらず0mm~1mm以内にあることが分かる。
【0151】
図27は、本発明の第2実施例に係る光学系を示す。
【0152】
図27を参照すると、本発明の実施例に係る光学系は物体(object)側から像側(image)に順次配列される第1レンズ群3100、第2レンズ群3200およびフィルタ3300を含む。ここで、レンズ群は前述した図1図19を参照して説明したレンズ群に対応し得る。
【0153】
本発明の実施例によると、第1レンズ群3100は1枚のレンズを含む。第1レンズ群3100は像側に対して固定される。すなわち、1枚のレンズは像側に対して固定され得る。この時、第1レンズ群3100は少なくとも1枚以上のレンズを含むことができる。第1レンズ群3100が2枚以上のレンズを含む場合、光学系の全体的なサイズが大きくなり得る。実施例によると、第1レンズ群3100は1枚のレンズを含むことが好ましい。第1レンズ群3100は第1レンズを含むことができる。第1レンズ群3100は正(+)の屈折力を有することができる。
【0154】
第2レンズ群3200は複数枚のレンズを含む。第2レンズ群3200が少なくとも24枚以上のレンズを含むことができる。第2レンズ群3200が6枚以上のレンズを含む場合、第2レンズ群3200のサイズおよび重さが増えることになり、移動時駆動電力が高くなり得る。実施例によると、第2レンズ群3200は5枚のレンズを含むことが好ましい。第2レンズ群3200は第2レンズ3210、第3レンズ3220、第4レンズ3230、第5レンズ3240および第6レンズ3250を含むことができる。
【0155】
第2レンズ群3200は光軸に水平な方向に移動可能である。すなわち、複数枚のレンズはレンズの中心軸に沿って移動可能である。第2レンズ群3200の移動により焦点が調整され得る。これに伴い、第2レンズ群3200はフォーカシング(focusing)群の役割を遂行することができる。
【0156】
第2レンズ群3200は無限(infinity)焦点から最短焦点に移動することができる。第2レンズ群3200は無限焦点から最短焦点に移動時第1レンズ群3100と第2レンズ群3200の間の離隔間隔が増加し得る。第2レンズ群3200は最短焦点から無限焦点に移動することができる。第2レンズ群3200は最短焦点から無限焦点に移動時第1レンズ群3100と第2レンズ群3200の間の離隔間隔が減少し得る。
【0157】
本発明の実施例に係る光学系は、第2レンズ群3200の移動により焦点が調整される固定ズーム光学系であり得る。したがって、第2レンズ群3200の移動により光学系の倍率が増加したり減少しなくてもよい。
【0158】
本発明の実施例によると、第2レンズ群3200の移動ストロークは0.0104[mm]より小さくてもよい。ここで、移動ストロークは駆動部によってレンズ群が移動可能な距離を意味し得る。したがって、第2レンズ群3200は無限焦点から最短焦点に変更時、0.0104[mm]より小さい範囲で移動することができる。第2レンズ群3200は0.0104[mm]以内で移動ストロークが具現されるため、第2レンズ群3200を駆動させるための駆動部が小型化され得る。これに伴い、カメラモジュールの小型化が可能であり、携帯端末のような小型電子機器への搭載に有利である。第2レンズ群3200は負(-)の屈折力を有することができる。
【0159】
光学系は1枚のフィルタ3300を含むことができる。フィルタ3300はセンサ面に対して所定の間隔で離隔して固定され得る。本発明の実施例でフィルタ3300は第3レンズ群と指称されてもよい。フィルタ3300はIR(infrared)フィルタであり得る。これに伴い、フィルタ3300はカメラモジュール内に入射する光から近赤外線、例えば波長が700nm~1100nmである光を遮断することができる。そして、イメージセンサ3400はワイヤ(wire)によって印刷回路基板と連結され得る。またはフィルタ3300は物体側から像側に順次配置される異物防止用フィルタおよびフィルタを含んでもよい。フィルタ3300が異物防止用フィルタを含む場合、第2レンズ群3200が移動する過程で発生した異物がIRフィルタまたはイメージセンサ3400に流入することを防止することができる。
【0160】
第1レンズ群3100、第2レンズ群3200およびフィルタ3300は光軸に垂直な方向に移動することができる。第1レンズ群3100、第2レンズ群3200およびフィルタ3300はイメージセンサ3400面に水平な方向に移動することができる。第1レンズ群3100、第2レンズ群3200およびフィルタ3300は光軸に垂直な方向に移動時一体に移動することができる。第1レンズ群3100、第2レンズ群3200およびフィルタ3300は光軸に垂直な方向に移動しながら、光学的映像振れ防止(Optical Image Stabilizer、OIS)を遂行できる。
【0161】
本発明の実施例によると、光学系はTTLが7[mm]より小さくてもよい。ここで、TTL(Total Track Length)はイメージセンサ面から光学系の一番目の面までの距離を意味し得る。例えば、TTLは第1レンズ群3100で物側に最も近い一面から光が入射するイメージセンサ3400の上部面までの距離を意味し得る。本明細書で全長と混用され得る。本発明の実施例に係る光学系は、第1レンズ群3100とイメージセンサ3400の間に配置された第2レンズ群3200が光軸方向に移動しながら焦点を合わせるため、TTLが固定される。実施例によると、光学系は7[mm]以内の範囲でTTLが固定され得る。
【0162】
本発明の実施例によると、第1レンズ群3100および第2レンズ群3200に含まれた複数のレンズはD-cut技法が適用されたレンズであり得る。第1レンズ群3100および第2レンズ群3200に含まれた複数のレンズは上側部および下側部の一部が切断されたD-cutレンズであり得る。この時、複数のレンズは上側部および下側部はリブと有効径の一部が切断されるか有効径の切断なしにリブのみが切断され得る。一実施例によると、第2レンズ群3200は有効径の長軸長さを有効径の短軸長さで割った値が1であるレンズを含むことができる。すなわち、有効径の長軸長さと有効径の短軸長さが同一であってもよい。例えば、第3レンズ3210、第4レンズ3220および第4レンズ3230の場合は上側部および下側部のリブのみ切断され、有効径は切断されなくてもよい。円形タイプレンズの場合、縦方向の高さによってレンズの体積が大きくなる問題点があるが、本発明の実施例のように、複数のレンズの上側部および下側部にD-cutを適用することによって縦方向の高さを低くすることができるためレンズの体積を減らすことができる。
【0163】
以下、本発明の多様な実施例を例にさらに詳細に説明する。
【0164】
図28は本発明の第2実施例に係る光学系の無限焦点(infinity)での断面図であり、図29は本発明の第2実施例に係る光学系の最短焦点での断面図である。
【0165】
図28および図29を参照すると、光学系は物体(object)側から像側(image)に順次配列される第1レンズ群3100および第2レンズ群3200を含む。第1レンズ群3100は物体側から像側に順次配列される第1レンズ3110を含み、第2レンズ群3200は物体側から像側に順次配列される第2レンズ3210、第3レンズ3220、第4レンズ3230、第5レンズ3240および第6レンズ3250を含む。
【0166】
ここで、第1レンズ3110は膨らんだ物側面3112および膨らんだ像側面3114を含むことができる。
【0167】
そして、第2レンズ3210は凹んだ物側面3212および凹んだ像側面3214を含むことができる。第3レンズ3220は膨らんだ物側面3222および凹んだ像側面3224を含むことができる。第4レンズ3230は凹んだ物側面3232および膨らんだ像側面3234を含むことができる。第5レンズ3240は凹んだ物側面3242および凹んだ像側面3244を含むことができる。第6レンズ3250は膨らんだ物側面3252および膨らんだ像側面3254を含むことができる。
【0168】
図28で第1レンズ群3100と第2レンズ群3200間の距離がd1aで、第2レンズ群3200とセンサ間の距離がd2aである場合、光学系は無限焦点を有することができる。図29で第1レンズ群3100と第2レンズ群3200間の距離がd1bで、第2レンズ群3200とセンサ間の距離がd2bである場合、光学系は最短焦点を有することができる。例えば、光学系は1[m]距離の焦点を有することができる。
【0169】
光学系は図28から図29に至るように第2レンズ群3200を移動させると、第1レンズ群3100と第2レンズ群3200の間の距離は遠くなり、第2レンズ群3200とセンサの間の距離は減少する。したがって、d1a<d2bおよびd2a>d2bの関係が成立することができる。
【0170】
図30は第2実施例に係る光学系の無限焦点で435nm、486nm、546nm、587nm、656nm波長の光に対する球面収差(Longitudinal Spherical Aberration)、非点収差(Astigmatic Field Curves)および歪曲収差(Distortion)を測定したグラフであり、図31は第2実施例に係る光学系の最短焦点で435nm、486nm、546nm、587nm、656nm波長の光に対する球面収差、非点収差および歪曲収差を測定したグラフである。
【0171】
球面収差は各波長による球面収差を示し、非点収差は上面の高さによるタンジェンシャル面(tangential plane)とサジタル面(sagital plane)の収差特性を示し、歪曲収差は上面の高さによる歪曲度を示す。図30および図31を参照すると、球面収差が波長にかかわらず-0.04mm~0.08mm以内にあることが分かり、非点収差が波長にかかわらず-0.25mm~0.25mm以内にあることが分かり、歪曲収差が波長にかかわらず-0.2mm~2mm以内にあることが分かる。
【0172】
以下では、図32および図33を通じて本発明の実施例に係るカメラモジュール4000の構成を詳察することにする。以下で説明するカメラモジュールは前述した図1図19を参照して説明したカメラモジュールに対応し得る。
【0173】
図32は本発明の一実施例に係るカメラモジュールを概略的に示した図面である。図33は本発明の他の実施例に係るカメラモジュールを概略的に示した図面である。
【0174】
図32および図33を参照すると、本発明の実施例に係るカメラモジュール4000は、基板4100、センサ4200、ハウジング4300、第1レンズアッシー4400、第2レンズアッシー4500および駆動部4600を含むことができる。カメラモジュール4000は複数のボール4700およびカバー4800を含むことができる。複数のボール4700は第1ボール4710および第2ボール4720を含むことができる。
【0175】
基板4100上にはセンサ4200が配置され得る。基板4100はセンサ4200と構造的に結合され得る。基板4100上にはハウジング4300が配置され得る。基板4100はハウジング4300と構造的に結合され得る。基板4100上にはカバー4800が配置され得る。基板4100はカバー4800と構造的に結合され得る。
【0176】
基板4100上には回路パターンが配置され得る。これに伴い、基板4100は印刷回路基板4100であり得る。基板4100はF-PCBやPCBまたは回路連結が可能な基板4100であり得る。基板4100上に配置された回路パターンはセンサ4200とセンサ4200を駆動する外部電力を電気的に連結することができる。基板4100上に配置された回路パターンは駆動部4600と駆動部4600を制御する制御素子を電気的に連結することができる。前記例示の他にも、基板4100上に配置された回路パターンはカメラモジュール4000の様々な素子を電気的に連結することができる。
【0177】
センサ4200はイメージセンサであり得る。センサ4200は基板4100の上部に配置され得る。センサ4200は第1レンズアッシー4400および第2レンズアッシー4500の光軸に配置され得る。センサ4200は第1レンズアッシー4400および第2レンズアッシー4500を通過した光をイメージデータに変換する機能を遂行することができる。
【0178】
ハウジング4300は基板4100の上部に配置され得る。ハウジング4300は内部空間を含むことができる。
【0179】
ハウジング4300は胴体部4310、移動部4320および固定部4330を含むことができる。
【0180】
胴体部4310は第1レンズアッシー4400と結合され得る。胴体部4310は光軸に垂直な方向に沿って移動可能になり得る。胴体部4310はセンサ4200の上部面に水平な方向に移動可能になり得る。
【0181】
移動部4320は第2レンズアッシー4500と結合され得る。移動部4320は第2レンズアッシー4500の第2ホルダと結合され得る。移動部4320は第2レンズアッシー4500と結合されて一体に動くことができる。移動部4320は光軸方向に移動することができる。したがって、移動部4320は第2レンズアッシー4500を光軸方向に移動させることができる。
【0182】
移動部4320は胴体部4310と結合され得る。移動部4320と胴体部4310の間には第1ボール4710が配置され得る。第1ボール4710は移動部4320が光軸方向に移動可能に支持することができる。第1ボール4710は複数で構成され得る。第1ボール4710は移動部4320に回転可能に収容され得る。この時、移動部4320は第1ボール4710を収容できる溝を含むことができる。他の実施例で第1ボール4710は胴体部4310に移動可能に収容され得る。この時、胴体部4310は第1ボール4710を収容できる溝を含むことができる。移動部4320または胴体部4310に含まれた溝は1個の第1ボール4710を収容するように形成され得るが、これに限定されない。ボールは球状であり得る。
【0183】
固定部4330は基板4100の上部面に固定配置され得る。固定部4330は胴体部4310と結合され得る。固定部4330は胴体部4310を支持する支持面を含むことができる。支持面は光軸に垂直な面であり得る。支持面は基板4100の上面(または下面)と水平な面であり得る。胴体部4310は固定部4330の支持面上に配置され得る。固定部4330と胴体部4310の間には第2ボール4720が配置され得る。第2ボール4720は胴体部4310が光軸に垂直な方向に移動可能に支持することができる。すなわち、第2ボール4720は胴体部4310が固定部4330の支持面に沿って移動可能に支持することがである。第2ボール4720は複数で構成され得る。第2ボール4720は固定部4330に回転可能に収容され得る。この時、固定部4330は第2ボール4720を収容できる溝を含むことができる。他の実施例で第2ボール4720は胴体部4310に移動可能に収容され得る。この時、胴体部4310は第2ボール4720を収容できる溝を含むことができる。固定部4330または胴体部4310に含まれた溝は1個の第2ボール4720を収容するように形成され得るが、これに限定されない。ボールは球状であり得る。
【0184】
第1レンズアッシー4400はレンズおよびレンズを収容する第1ホルダを含むことができる。第2レンズアッシー4500はレンズおよびレンズを収容する第2ホルダを含むことができる。第1レンズアッシー4400および第2レンズアッシー4500は前記で図面を参照して説明された第1レンズ群および第2レンズ群に対応し得る。したがって、詳細な説明は省略することにする。
【0185】
駆動部4600は第2レンズアッシー4500を光軸方向に沿って移動させることができる。駆動部4600はハウジング4300に含まれた移動部4320を光軸方向に沿って移動させることができる。駆動部4600はハウジング4300に含まれた移動部4320を光軸方向に沿って移動させることによって第2レンズアッシー4500を移動させることができる。
【0186】
駆動部4600はハウジング4300を光軸に垂直な方向に沿って移動させることができる。駆動部4600はハウジング4300に含まれた胴体部4310を光軸に垂直な方向に沿って移動させることができる。駆動部4600はハウジング4300に含まれた胴体部4310を光軸に垂直な方向に沿って移動させることによって第1レンズアッシー4400および第2レンズアッシー4500を移動させることができる。
【0187】
駆動部4600はマグネット4610第1コイル4620および第2コイル4630を含むことができる。
【0188】
マグネット4610はハウジング4300に結合され得る。マグネット4610はハウジング4300に配置され得る。マグネット4610はハウジング4300の胴体部4310に配置され得る。マグネット4610はハウジング4300と結合して一体に動くことができる。マグネット4610はハウジング4300の胴体部4310に結合して一体に動くことができる。マグネット4610は第1コイル4620に対向して配置され得る。マグネット4610は第1コイル4620と向かい合うことができる。マグネット4610は第1コイル4620に離隔して配置され得る。マグネット4610は第2コイル4630に対向して配置され得る。マグネット4610は第2コイル4630と向かい合うことができる。マグネット4610は第2コイル4630に離隔して配置され得る。
【0189】
マグネット4610は1個以上で構成され得る。一実施例によると、図33に図示されたように、マグネット4610は1個で構成され得る。1個のマグネット4610は対応する第1コイル4620および第2コイル4630に対向して配置され得る。この場合、第1コイル4620および第2コイル4630もそれぞれ1個で構成され得る。他の実施例によると、図32に図示されたように、マグネット4610は2個で構成され得る。2個のマグネット4610は光軸を基準として互いに対向して配置され得る。この場合、第1コイル4620および第2コイル4630もそれぞれ2個で構成され得る。一つのマグネット4610に第1コイル4620および第2コイル4630がそれぞれ1ヶずつ対応して配置され得る。その他にも、マグネット4610は3個以上で構成されてもよい。
【0190】
マグネット4610はハウジング4300に接着剤によって固定され得る。その他にもマグネット4610はハウジング4300と多様な固定方法を通じて結合され得る。
【0191】
第1コイル4620は第2レンズアッシー4500の少なくとも一側に結合され得る。第1コイル4620は第2レンズアッシー4500の外側面に配置され得る。第1コイル4620は第2レンズアッシー4500に含まれた第2ホルダに配置され得る。第1コイル4620は第2レンズアッシー4500に含まれた第2ホルダの外側面に配置され得る。第1コイル4620はマグネット4610に対向して配置され得る。第1コイル4620はマグネット4610に対向して第2レンズアッシー4500に配置され得る。
【0192】
第1コイル4620は第2レンズアッシー4500の外側面にパターンコイル(pattern coil)で形成され得る。第1コイル4620は第2レンズアッシー4500の外側面に一体に形成された微細パターンコイル(fine pattern coil)であり得る。第1コイル4620に電流が印加されると第1コイル4620はマグネット4610と電磁的相互作用することができる。実施例によると、第1コイル4620に電流が印加される場合、第1コイル4620と結合された第2レンズアッシー4500は光軸方向に沿ってセンサ4200から遠ざかるように移動することができる。すなわち、カメラモジュール4000は第1コイル4620に電流を印加することによって、AF機能を具現することができる。第1コイル4620はAF用コイルの機能を遂行することができる。
【0193】
第1コイル4620は1個以上で構成され得る。一実施例によると、図33に図示されたように、第1コイル4620は1個で構成され得る。1個のコイルは第2レンズアッシー4500の外側面に配置され得る。他の実施例によると、図32に図示されたように、第1コイル4620は2個で構成され得る。2個の第1コイル4620は光軸を基準として互いに対向して配置され得る。その他にも、第1コイル4620は3個以上で構成されてもよい。
【0194】
第2コイル4630ハウジング4300の少なくとも一側に結合され得る。第2コイル4630はハウジング4300の固定部4330に配置され得る。第2コイル4630はマグネット4610に対向して配置され得る。第2コイル4630はマグネット4610に対向してハウジング4300の固定部4330に配置され得る。
【0195】
第2コイル4630はハウジング4300の固定部4330にパターンコイル(pattern coil)で形成され得る。第2コイル4630はハウジング4300の固定部4330に一体に形成された微細パターンコイル(fine pattern coil)であり得る。第2コイル4630に電流が印加されると、第2コイル4630はマグネット4610と電磁的相互作用することができる。実施例によると、第2コイル4630に電流が印加される場合、第2コイル4630と電磁的相互作用をするマグネット4610を移動させることができる。マグネット4610はハウジング4300の胴体部4310と結合されているので、第2コイル4630とマグネット4610の電磁的相互作用を通じてハウジング4300の胴体部4310が移動することができる。ハウジング4300の胴体部4310は第1レンズアッシー4400と結合されており、移動部4320を通じて第2レンズアッシー4500と結合されているので、第2コイル4630とマグネット4610の電磁的相互作用は第1レンズアッシー4400と第2レンズアッシー4500を光軸に垂直な方向に移動させることができる。これを通じて、カメラモジュール4000はOIS(手振れ補正)機能を遂行することができる。第2コイル4630はOIS用コイルの機能を遂行することができる。
【0196】
第2コイル4630は1個以上で構成され得る。一実施例によると、図33に図示されたように、第2コイル4630は1個で構成され得る。1個の第2コイル4630はハウジング4300の固定部4330に配置され得る。他の実施例によると、図32に図示されたように、第1コイル4620は2個で構成され得る。2個の第2コイル4630は光軸を基準として互いに対向してハウジング4300の固定部4330に配置され得る。その他にも、第2コイル4630は3個以上で構成されてもよい。
【0197】
カバー4800はハウジング4300の上部に配置され得る。カバー4800はレンズアッシーが結合されたハウジング4300の一部が露出できるように開口部を具備することができる。カバー4800の開口吹くハウジング4300の一部と離隔するように備わることができる。例えば、開口部を通じて露出するハウジング4300の一部に対する直径より開口部の直径が大きくてもよい。これはハウジング4300が光軸に垂直な方向に移動できる空間を提供するためである。
【0198】
カバー4800は金属材質を含むことができる。カバー4800はフェライト板(ferrite plate)で形成され得る。カバー4800は内部の電磁波が外部に放出されることや、外部の電磁波が内部に流入することを遮断することができる。
【0199】
したがって、カバー4800は「シールド缶(Shiled Can)」と呼称され、電磁波遮蔽機能を遂行することができる。しかし、カバー4800の材質はこれに限定されるものではない。カバー4800はプラスチック材質を含むことができる。この場合、カバー4800は電磁波遮蔽機能を遂行できない。
【0200】
図34、本発明の一実施例に係る駆動部の動作を説明するための図面である。
【0201】
図34を参照すると、本発明の実施例に係るカメラモジュール4000は基板4100、センサ4200、第1レンズアッシー4400および第2レンズアッシー4500を含むことができる。
【0202】
図34の(a)に図示されたように、駆動部4600は第1コイル4620とマグネット4610の電磁的相互作用を通じて第2レンズアッシー4500を光軸方向に移動させることができる。これを通じてカメラモジュール4000はAF機能を遂行することができる。AF機能の遂行によって第2レンズアッシー4500が光軸方向に移動しても第1レンズアッシー4400は光軸方向に沿って移動しない。第1レンズアッシー4400はセンサ4200(および基板4100)から所定の距離で固定される。AF機能の遂行時、第1レンズアッシー4400が固定されるので、カメラモジュール4000のTTLは固定され得る。一方、第1レンズアッシー4400と第2レンズアッシー4500の間には衝突防止部材が配置され得る。衝突防止部材はAF機能時に第2レンズアッシー4500が光軸方向に沿って移動しながら、第1レンズアッシー4400に衝突してレンズが破損することを防止することができる。AF機能時以外にも外部の衝撃によって第1レンズアッシー4400と第2レンズアッシー4500が衝突してレンズが破損することを防止することができる。
【0203】
図34の(b)に図示されたように、駆動部4600は第2コイル4630とマグネット4610の電磁的相互作用を通じてハウジング4300の胴体部4310を光軸に垂直な方向に移動させることができる。胴体部4310には第1レンズアッシー4400および第2レンズアッシー4500が結合されているので、第2コイル4630とマグネット4610の電磁的相互作用は第1レンズアッシー4400および第2レンズアッシー4500を一体に光軸に垂直な方向に沿って移動させることができる。これを通じてカメラモジュール4000はOIS機能を遂行することができる。
【0204】
図35は、本発明の他の実施例に係る駆動部の動作を説明するための図面である。
【0205】
図35を参照すると、本発明の実施例に係るカメラモジュール4000は基板4100、センサ4200、第1レンズアッシー4400、第2レンズアッシー4500および第3レンズアッシー4550を含むことができる。ここで、第3レンズアッシー4550はフィルタであり得る。
【0206】
図35の(a)に図示されたように、駆動部4600は第1コイル4620とマグネット4610の電磁的相互作用を通じて第2レンズアッシー4500を光軸方向に移動させることができる。これを通じてカメラモジュール4000はAF機能を遂行することができる。AF機能の遂行によって第2レンズアッシー4500が光軸方向に移動しても第1レンズアッシー4400および第3レンズアッシーは光軸方向に沿って移動しない。第1レンズアッシー4400および第3レンズアッシー4550はセンサ4200(および基板4100)から所定の距離で固定される。AF機能の遂行時、第1レンズアッシー4400が固定されるので、カメラモジュール4000のTTLは固定され得る。一方、第1レンズアッシー4400と第2レンズアッシー4500の間、そして第2レンズアッシー4500と第3レンズアッシー4550の間には衝突防止部材が配置され得る。衝突防止部材はAF機能時に第2レンズアッシー4500が光軸方向に沿って移動しながら、第1レンズアッシー4400および第3レンズアッシー4550に衝突してレンズが破損することを防止することができる。AF機能時以外にも外部の衝撃によって第1レンズアッシー4400および第3レンズアッシー4550と第2レンズアッシー4500が衝突してレンズが破損することを防止することができる。
【0207】
図35の(b)に図示されたように、駆動部4600は第2コイル4630とマグネット4610の電磁的相互作用を通じてハウジング4300の胴体部4310を光軸に垂直な方向に移動させることができる。胴体部4310には第1レンズアッシー4400、第2レンズアッシー4500および第3レンズアッシー4550が結合されているので、第2コイル4630とマグネット4610の電磁的相互作用は第1レンズアッシー4400、第2レンズアッシー4500および第3レンズアッシー4550を一体に光軸に垂直な方向に沿って移動させることができる。これを通じてカメラモジュール4000はOIS機能を遂行することができる。
【0208】
図36は、本発明の実施例に係るハウジングの構造を説明するための図面である。図37は、本発明の他の実施例に係るハウジングの構造を説明するための図面である。
【0209】
図36および図37に図示されたハウジング4300はハウジング4300の胴体部4310を意味し得る。一実施例によると、図36に図示されたように、ハウジング4300の胴体部4310は一体に構成され得る。一体に形成されたハウジング4300の胴体部4310は第1レンズアッシー4400および第2レンズアッシー4500と結合される移動部4320と結合され得る。第2レンズアッシー4500は駆動部4600を通じて一体に形成されたハウジング4300の胴体部4310の内部収容空間で光軸に沿って移動することができる。
【0210】
他の実施例によると、図37に図示されたように、ハウジング4300の胴体部4310は第1胴体部4311および第2胴体部4312で構成され得る。第1胴体部4311は第1レンズアッシー4400と結合され得る。第2胴体部4312は第2レンズアッシー4500と結合される移動部4320と結合され得る。第2レンズアッシー4500は駆動部4600を通じて第2胴体部4312の内部収容空間で光軸に沿って移動することができる。第1胴体部4311と第2胴体部4312は個別的に構成され得る。第1胴体部4310と第2胴体部4310は構造的に結合が可能であるように構成され得る。第1レンズアッシー4400と第2レンズアッシー4500の衝突を防止する衝突防止部材が第2胴体部4312のうち第1胴体部4311と結合される部分に一体に形成され得る。
【0211】
以上、実施例を中心に説明したがこれは単に例示に過ぎず、本発明を限定するものではなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば、本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲で以上に例示されていない多様な変形と応用が可能であることが理解できるであろう。例えば、実施例に具体的に示された各構成要素は変形して実施できるものである。そして、このような変形と応用に関係した差異点は添付された特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
図1
図2a
図2b
図3a
図3b
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11a
図11b
図11c
図12
図13
図14
図15
図16
図17
図18
図19
図20
図21
図22
図23
図24
図25
図26
図27
図28
図29
図30
図31
図32
図33
図34
図35
図36
図37
【手続補正書】
【提出日】2022-04-14
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ベース、
前記ベース内に配置され、第1レンズ群および前記第1レンズ群が固定された第1レンズ支持ユニットを含む第1レンズアッシー、
前記ベース内に配置され、第2レンズ群および前記第2レンズ群が固定された第2レンズ支持ユニットを含む第2レンズアッシー、そして
前記第2レンズアッシーを移動させる駆動部を含み、
前記第2レンズ支持ユニットの内壁には前記第2レンズ支持ユニットの移動方向に沿って前記第1レンズアッシーの高さより大きな間隔で離隔した第1ストッパー部材および第2ストッパー部材が形成され、
前記第1レンズアッシーは前記第2レンズ支持ユニット内で前記第1ストッパー部材および前記第2ストッパー部材の間に収容され、
前記第2レンズアッシーは前記ベース内で前記第1レンズアッシーとともに移動する、カメラ装置。
【請求項2】
前記駆動部は、
前記ベースの第1内側壁および前記第1内側壁と対向する前記ベースの第2内側壁のうち少なくとも一つに配置されるコイル駆動部、そして
前記コイル駆動部と向かい合うように前記第2レンズ支持ユニットに配置されたマグネット駆動部を含み、
前記第2レンズアッシーは前記コイル駆動部と前記マグネット駆動部間の相互作用によって前記第1内側壁および前記第2内側壁に沿って移動する、請求項1に記載のカメラ装置。
【請求項3】
前記第1レンズアッシーに配置されたマグネット、そして
前記マグネットと向かい合うように配置された前記ベースの一面で所定間隔をなしながら固定された第1ヨークおよび第2ヨークをさらに含み、
前記第2レンズアッシーの位置により前記マグネットと前記第1ヨーク間に引力が作用するか前記マグネットと前記第2ヨーク間に引力が作用する、請求項2に記載のカメラ装置。
【請求項4】
第1ズーミングモードでは第1方向に沿って前記第2レンズアッシーとともに移動した前記第1レンズアッシーの前記マグネットと前記第1ヨーク間に引力が作用し、
第2ズーミングモードでは前記第1方向の反対の第2方向に沿って前記第2レンズアッシーとともに移動した前記第1レンズアッシーの前記マグネットと前記第2ヨーク間に引力が作用する、請求項3に記載のカメラ装置。
【請求項5】
前記マグネットと前記第1ヨーク間に作用した引力によって前記第1レンズアッシーが前記第1ストッパー部材に接触するまで前記第1レンズアッシーは前記第1方向に沿ってさらに移動し、
前記マグネットと前記第2ヨーク間に作用した引力によって前記第1レンズアッシーが前記第2ストッパー部材に接触するまで前記第1レンズアッシーは前記第2方向に沿ってさらに移動する、請求項4に記載のカメラ装置。
【請求項6】
前記第1レンズアッシーが前記第1ストッパー部材に接触した状態または前記第1レンズアッシーが前記第2ストッパー部材に接触した状態で前記第2レンズアッシーがフォーカシングを遂行する、請求項5に記載のカメラ装置。
【請求項7】
前記ベースの第1内側壁および第2内側壁のうち少なくとも一つに隣接するようにガイド部が配置され、
前記第2レンズ支持ユニットの外周面には前記ガイド部に対応する溝部が形成され、
前記ガイド部および前記溝部間にボールが配置された、請求項1乃至6のいずれか一項に記載のカメラ装置。
【請求項8】
光軸に平行になるように前記ベースに固定されたガイドピンをさらに含み、
前記第2レンズ支持ユニットは前記ガイドピンに沿って移動する、請求項1乃至7のいずれか一項に記載のカメラ装置。
【請求項9】
物体(object)側から像(image)側に順次配置され、複数のレンズを含む第1レンズ群および第2レンズ群を含み、
前記第1レンズ群は、像側に対して固定であり、
前記第2レンズ群は、光軸方向に移動可能であり、
無限(infinity)焦点から最短焦点に移動時に前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間の離隔間隔が増加し、 前記第1レンズ群は、正(+)の屈折力を有し、
前記第2レンズ群は、負(-)の屈折力を有し、
TTL(total track length)は7[mm]より小さい範囲で固定され、
前記無限焦点から前記最短焦点にフォーカシング(focusing)時の前記第2レンズ群の移動ストロークは0.02mm以内である、光学系。
【請求項10】
基板;
前記基板の上部に配置されるセンサ;
前記基板の上部に配置され、内部空間を含むハウジング;
少なくとも1枚のレンズを含み、前記ハウジングに結合される第1レンズアッシー;
少なくとも1枚のレンズを含み、前記内部空間に収容されて前記ハウジングに結合される第2レンズアッシー;および
前記第2レンズアッシーを光軸方向に沿って移動させたり、前記ハウジングを前記光軸に垂直な方向に沿って移動させる駆動部;を含み、
前記駆動部は、
前記ハウジングに結合されるマグネット;
前記マグネットに対向して配置され、前記第2レンズアッシーの少なくとも一側に結合する第1コイル;および
前記マグネットに対向して配置され、前記ハウジングの一側に結合する第2コイル;を含む、カメラモジュール。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0141
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0141】
本発明の実施例によると、第1レンズ群2100および第2レンズ群2200に含まれた複数のレンズはD-cut技法が適用されたレンズであり得る。第1レンズ群2100および第2レンズ群2200に含まれた複数のレンズは、上側部および下側部の一部が切断されたD-cutレンズであり得る。この時、複数のレンズは上側部および下側部はリブと有効径の一部が切断されるか有効径の切断なしにリブのみが切断され得る。一実施例によると、第2レンズ群2200は有効径の長軸長さを有効径の短軸長さで割った値が1であるレンズを含むことができる。すなわち、有効径の長軸長さと有効径の短軸長さが同一であってもよい。例えば、第3レンズ2210、第4レンズ2220および第4レンズ230の場合は上側部および下側部のリブのみ切断され、有効径は切断されなくてもよい。円形タイプレンズの場合、縦方向の高さによってレンズの体積が大きくなる問題点があるが、本発明の実施例のように、複数のレンズの上側部および下側部にD-cutを適用することによって縦方向の高さを低くすることができるためレンズの体積を減らすことができる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0145
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0145】
ここで、第1レンズ2110は膨らんだ物側面2112および膨らんだ像側面114を含むことができる。第2レンズ2120は凹んだ物側面2122および凹んだ像側面2124を含むことができる。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0147
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0147】
図2で第1レンズ群2100と第2レンズ群2200間の距離がd1aで、第2レンズ群2200とセンサ間の距離がd2aである場合、光学系は無限焦点を有することができる。図22で第1レンズ群2100と第2レンズ群2200間の距離がd1bで、第2レンズ群2200とセンサ間の距離がd2bである場合、光学系は中間焦点を有することができる。例えば、光学系は5[m]距離の焦点を有することができる。図23で第1レンズ群2100と第2レンズ群2200間の距離がd1cで、第2レンズ群2200とセンサ間の距離がd2cである場合、光学系は最短焦点を有することができる。例えば、光学系は1[m]距離の焦点を有することができる。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0154
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0154】
第2レンズ群3200は複数枚のレンズを含む。第2レンズ群3200が少なくとも枚以上のレンズを含むことができる。第2レンズ群3200が6枚以上のレンズを含む場合、第2レンズ群3200のサイズおよび重さが増えることになり、移動時駆動電力が高くなり得る。実施例によると、第2レンズ群3200は5枚のレンズを含むことが好ましい。第2レンズ群3200は第2レンズ3210、第3レンズ3220、第4レンズ3230、第5レンズ3240および第6レンズ3250を含むことができる。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0162
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0162】
本発明の実施例によると、第1レンズ群3100および第2レンズ群3200に含まれた複数のレンズはD-cut技法が適用されたレンズであり得る。第1レンズ群3100および第2レンズ群3200に含まれた複数のレンズは上側部および下側部の一部が切断されたD-cutレンズであり得る。この時、複数のレンズは上側部および下側部はリブと有効径の一部が切断されるか有効径の切断なしにリブのみが切断され得る。一実施例によると、第2レンズ群3200は有効径の長軸長さを有効径の短軸長さで割った値が1であるレンズを含むことができる。すなわち、有効径の長軸長さと有効径の短軸長さが同一であってもよい。例えば、第レンズ3210、第レンズ3220および第4レンズ3230の場合は上側部および下側部のリブのみ切断され、有効径は切断されなくてもよい。円形タイプレンズの場合、縦方向の高さによってレンズの体積が大きくなる問題点があるが、本発明の実施例のように、複数のレンズの上側部および下側部にD-cutを適用することによって縦方向の高さを低くすることができるためレンズの体積を減らすことができる。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0165
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0165】
図28および図29を参照すると、光学系は物体(object)側から像側(image)に順次配列される第1レンズ群3100および第2レンズ群3200を含む。第1レンズ群3100は物体側から像側に列される第1レンズ3110を含み、第2レンズ群3200は物体側から像側に順次配列される第2レンズ3210、第3レンズ3220、第4レンズ3230、第5レンズ3240および第6レンズ3250を含む。
【国際調査報告】