KR101624653B1

KR101624653B1 - 렌즈 구동 장치

Info

Publication number: KR101624653B1
Application number: KR1020100021381A
Authority: KR
Inventors: 박청수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2010-03-10
Filing date: 2010-03-10
Publication date: 2016-05-26
Also published as: US20110222175A1; KR20110101977A; US8503117B2

Abstract

본 발명은 렌즈 구동 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 렌즈 지지부의 이동의 안정성을 확보하고 덜컥거림을 방지할 수 있는 시스템에 관한 것이다. 이를 위해, 적어도 하나의 렌즈가 장착되며 서로 마주보도록 배치되는 제1지지대 및 제2지지대를 포함하고 제1지지대의 내측면은 경사면을 갖는 렌즈 지지부와, 제1지지대 및 제2지지대 사이에 구비되고 경사면과 마주보는 면에 돌기가 형성된 접촉부와, 돌기가 경사면과 접촉하도록 상기 접촉부에 힘을 가하는 힘 작용부 및 접촉부의 일면과 밀착하는 리드 스크류를 구비하여 렌즈 지지부를 광축 방향으로 이동하게 하는 구동부를 포함하는 렌즈 구동 장치를 제공한다.

Description

렌즈 구동 장치{Apparatus for driving lens}

본 발명은 렌즈 구동 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 렌즈 지지부의 이동시 렌즈의 미세한 떨림을 방지할 수 있는 장치에 관한 것이다.

카메라의 전면에는 전면 커버 조립체가 배치되고, 전면 커버 조립체는 배면 커버 조립체와 함께 그 내부에 렌즈와 디지털 신호 처리기 등이 장착되는 회로 기판 등이 수납될 수 있다. 전면 커버 조립체에는 전면에서 입사되는 빛이 통과되어 렌즈를 통하여 입력될 수 있도록 관통홀이 형성될 수 있다.

사진 촬영 시에 입력 영상이 전면 커버 조립체를 통과하여 외부로부터 입사되는 빛의 형태로 렌즈를 통하여 내부로 입력될 수 있다. 또한, 전면 커버 조립체의 내측의 빛이 입사되는 위치에 촬상 소자가 배치될 수 있다.

일반적으로 카메라는 다수의 렌즈를 구비하고 있으며 렌즈를 통하여 피사체를 촬영할 수 있다. 통상적으로 다수의 렌즈군 사이의 상대적인 거리를 조절하여 초점을 조절할 수 있다.

즉, 카메라를 이용해 촬영하고자 하는 피사체의 위치에 따라, 렌즈의 간격을 변환시켜 초점을 조절할 수 있다. 이와 관련하여, 렌즈 바렐이 이동하는 동안 렌즈가 미세하게 떨리는 것을 방지하기 위한 기술들이 도출되고 있다.

본 발명의 일 실시예는 직선으로 작용하는 힘을 이용해 회전하는 구조를 통해 렌즈 지지부가 이동하는 동안 렌즈의 떨림을 방지하고 안정성을 확보하기 위한 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는, 적어도 하나의 렌즈가 장착되며 서로 마주보도록 배치되는 제1지지대 및 제2지지대를 포함하고, 제1지지대의 내측면은 경사면을 갖는 렌즈 지지부와,

제1지지대 및 제2지지대 사이에 구비되고, 경사면과 마주보는 면에 돌기가 형성된 접촉부와,

돌기가 상기 경사면과 접촉하도록 접촉부에 힘을 가하는 힘 작용부; 및

접촉부의 일면과 밀착하는 리드 스크류를 구비하여 렌즈 지지부를 광축 방향으로 이동하게 하는 구동부를 포함하는 렌즈 구동 장치에 의하여 달성 가능하다.

이 경우, 경사면은 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전함에 따라 높이가 변하는 나선형의 사면일 수 있다.

한편, 힘 작용부는 탄성 부재로 구성될 수 있다.

예컨대, 탄성 부재는 코일형 압축 스프링으로 구성가능하고, 코일형 압축 스프링은 접촉부와 제2지지대 사이에 구비될 수 있다.

또한, 탄성 부재는 코일형 인장 스프링으로 구성 가능하고, 코일형 인장 스프링은 제1지지대의 걸림홈 및 접촉부의 걸림홈에 끼움 결합될 수 있다.

또한, 접촉부의 일면에는 적어도 하나의 치가 형성되어 있어, 리드 스크류의 나사산과 밀착할 수 있다.

그리고, 접촉부와 힘 작용부는, 제1지지대 및 제2지지대 사이에 구비되는 가이드 축 상에 위치할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 회전성을 갖는 접촉부의 구조를 통해 접촉부와 리드 스크류가 안정적으로 밀착되도록 하여 렌즈 지지부의 떨림을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 렌즈 구동 장치의 제1실시예를 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 2는 도 1의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 지지대에 형성된 경사면을 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 1에서 접촉부가 회전하게 되는 원리를 설명하기 위한 것으로 도 1의 지지대, 접촉부 및 힘 작용부를 확대한 정면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 렌즈 구동 장치의 제2실시예를 개략적으로 나타낸 정면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 1은 본 발명에 따른 렌즈 구동 장치(100)의 제1실시예를 개략적으로 나타낸 정면도이고, 도 2는 도 1의 렌즈 구동 장치(100)의 분해 사시도이다. 도 3은 제1지지대(111a)에 형성된 경사면(S)을 나타낸 사시도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 렌즈 구동 장치(100)는 렌즈 지지부(110), 구동부(120), 접촉부(130), 힘 작용부(150) 등을 포함한다.

렌즈 지지부(110)에는 하나 혹은 복수개의 렌즈(112)가 장착될 수 있다. 렌즈는 고정 렌즈군 및 이동 렌즈군들이 장착될 수 있다. 광축을 통해 입사된 빛은 반사 광학 소자(미도시)에 의하여 직각으로 꺽인 광축으로 광로가 변경되고 CCD(Charge Coupled Device)와 같은 촬상 소자(미도시)로 수광되어 광전 변환된다. 한편, 렌즈 지지부(110)에 장착되는 렌즈는 포커싱 기능을 할 수 있다.

렌즈 지지부(110)는 렌즈 지지부(110)의 광축 방향으로의 직선 이동에 관여하는 제1지지대(111a) 및 제2지지대(111b)를 포함한다.

제1지지대(111a)와 제2지지대(111b)는 서로 마주보도록 배치된다. 예컨대, 소정의 간격만큼 이격되어 양단에 평행하게 구비될 수 있다. 제1지지대(111a)와 제2지지대(111b) 사이에는 가이드 축(140)이 구비된다. 예컨대, 각 지지대(111a, 111b)에는 관통홀(101a, 101b)이 형성되어, 가이드 축(140)이 관통홀(101a, 101b)에 끼움 결합될 수 있다.

제1지지대(111a)의 부분 중 제2지지대(111b)와 마주보는 부분에는 경사면(S)이 형성되어 있다. 즉, 경사면(S)은 제1지지대(111a)의 내측면에 형성된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 경사면(S)은 나선형의 형상 즉, 시계 방향(또는 반시계 방향)으로 회전함에 따라 높이가 변하는 사면일 수 있다. 이 경우, 경사면(S)의 높이가 변하더라도 경사면(S)의 각도(θ)는 일정하게 유지된다.

구동부(120)는 렌즈 지지부(110)를 광축 방향으로 이동시키는 수단으로서, 구동 모터(121)와 리드 스크류(122)를 포함한다.

구동 모터(121)는 일반 모터 또는 기어 내장 모터일 수 있다. 구동 모터(121)의 축은 제어신호에 따라 시계 방향 혹은 반시계 방향으로 회전할 수 있다.

리드 스크류(122)는 구동 모터(121)로부터 구동력을 전달받아 회전한다. 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이 구동 모터(121)의 회전축에 리드 스크류(122)가 장착될 수 있다.

본 실시예에서는 구동 모터(121)의 회전축에 리드 스크류(122)가 장착된 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 예컨대, 구동 모터(121)와 리드 스크류(122)는 별도의 동력 전달 수단(미도시)에 의하여 연결될 수 있다. 즉, 구동모터가 회전하면 기어 또는 벨트와 같은 동력 전달 수단에 의하여 구동 모터(121)의 구동력이 리드 스크류(122)에 전달되어 리드 스크류(122)가 회전할 수 있다.

리드 스크류(122)의 회전으로 인하여, 렌즈 지지부(110)는 광축 방향으로 직선 운동할 수 있다. 예컨대, 리드 스크류(122)의 회전으로 인하여 리드 스크류(122)와 밀착되어 있는 접촉부(130)가 광축 방향으로 이동하면, 접촉부(130)를 매개로 렌즈 지지부(110)가 광축 방향으로 직선 운동할 수 있게 된다.

리드 스크류(122)는 접촉부(130)의 일면과 밀착되는 구조이다. 예컨대, 리드 스크류(122)의 외주면에 나사산이 형성되어, 접촉부(130)의 일면에 형성된 적어도 하나 이상의 치(齒: 132)와 밀착될 수 있다.

접촉부(130)는 구동부(120)와 렌즈 지지부(110)를 매개하는 수단으로서, 제1 지지대(111a)와 제2지지대(111b) 사이에 구비된다. 예컨대, 접촉부(130)는 도 1에 도시된 바와 같이 가이드 축(140)을 관통하여 양단의 지지대(111a, 111b) 사이에서 가이드 축(140)을 따라 이동 가능하게 가이드 축(140)에 결합될 수 있다.

접촉부(130)는 일측면에 돌기(131)를 포함한다. 돌기(131)는 도 1에 도시된 바와 같이 경사면(S)과 마주보는 면에 구비된다. 접촉부(130)에 가해지는 힘에 의하여 접촉부(130)가 이동하면서 돌기(131)는 경사면(S)과 접촉하게 된다. 접촉부(130)에 가해지는 힘과 그에 따른 돌기(131)의 상태에 대한 구체적인 설명은 이하 도 4를 참고하여 후술하기로 한다.

돌기(131)의 형상으로 도 1에는 소정의 경사를 갖는 경우를 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 예컨대, 돌기(131)는 원통형 또는 구형 등 다양하게 변형 가능하다.

접촉부(130)의 일면은 리드 스크류(122)와 밀착된다. 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이 접촉부(130)의 일면에는 치(132)가 형성되어 리드 스크류(122)와 밀착될 수 있다. 즉, 치(132)와 리드 스크류(122)의 나사산이 맞물려 밀착되는 구조이다.

본 실시예에서는 접촉부(130)는 일면이 평평한 면으로서 치(132)가 형성된 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 예컨대, 접촉부(130)의 일면은 너트의 형상 또는 U자 형상으로서 내부 면에 치(132)가 구비되어, 리드 스크류(122)와 밀착될 수 있다.

힘 작용부(150)는 접촉부(130)의 돌기(131)가 제1지지대(111a)의 경사면(S)과 접촉하도록 접촉부(130)에 일 방향, 예컨대 광축 방향에 평행한 가이드 축(140)의 연장 방향으로 힘을 가한다. 힘 작용부(150)로는 예컨대, 탄성 부재가 사용될 수 있다. 탄성 부재로는 압축 스프링 또는 인장 스프링, 고무줄 등이 사용될 수 있다.

본 실시예에서는 힘 작용부(150)로 탄성 부재를 사용하는 경우를 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 돌기(131)가 경사면(S)과 접촉하도록 접촉부(130)에 힘을 가할 수 있는 부재라면 그 종류를 불문한다. 예컨대, 자석의 척력을 이용할 수도 있다.

도 1 및 도 2는 탄성 부재로서 코일형 압축 스프링(150a)이 사용된 경우를 도시한 것이다.

코일형 압축 스프링(150a)은 접촉부(130)의 뒤쪽에 구비되어, 접촉부(130)에 힘을 가한다. 코일형 압축 스프링(150a)의 복원력은 도 1에서 왼쪽 방향으로 작용한다. 따라서, 접촉부(130)의 돌기(131)는 경사면(S)과 접촉한 상태를 유지할 수 있다.

제1지지대(111a)의 경사면(S), 돌기(131)가 구비된 접촉부(130) 및 힘 작용부(150)의 유기적 결합 구조로 인하여 렌즈 지지부(110)의 떨림을 방지할 수 있다.

이하에서는, 렌즈 지지부(110)가 이동하는 경우 또는 정지된 상태에서 떨림을 방지하는 구조를 보다 구체적으로 설명한다.

도 4는 도 1의 구성 요소 중 제1지지대(111a), 접촉부(130) 및 힘 작용부(150)를 확대한 정면도이다. 설명의 편의를 위하여 리드 스크류(122)는 생략하였다.

힘 작용부(150)가 코일형 압축 스프링(150a)인 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 힘 작용부(150)는 돌기(131)가 형성된 접촉부(130)의 후면에 구비된다. 코일형 압축 스프링(150a)이 구비된 접촉부(130)의 후면 공간은 코일형 압축 스프링(150a)의 전체 길이보다 작아, 코일형 압축 스프링(150a)은 압축된 상태이다. 압축된 코일형 스프링 (150a)의 복원력이 접촉부(130)를 미는 힘(F)으로 작용한다.

지속적으로 작용하는 미는 힘(F), 즉 복원력에 의하여 돌기(131)는 경사면(S)에 접촉한 상태에서 경사면(S)을 따라 밀리게 된다. 돌기(131)가 경사면(S)을 따라 밀리면서 접촉부(130)는 가이드 축(140)을 중심으로 회전하려고 한다. 예컨대, 경사면(S)이 시계 방향으로 높이가 낮아지는 나선형의 사면인 경우, 접촉부(130)는 도 4에 도시된 바와 같이 앞쪽으로 회전하고자 한다.

접촉부(130)의 회전하려는 성질에 따라 접촉부(130)에 형성된 치(132)는 리드 스크류(122)의 나사산과 맞물려 접촉부(130)와 리드 스크류(122)가 밀착된다. 이와 같은 구조로 렌즈 지지부(110)의 이동시 발생하는 미세한 떨림을 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 렌즈 지지부(110)가 특정 위치에 정지한 상태에서도 외부의 작은 충격에 안정적일 수 있다.

경사면(S)의 경사각(θ)과 힘 작용부(150)인 코일형 압축 스프링(150a)의 탄성 계수는 비례하도록 설계할 수 있다. 즉, 경사각(θ)이 작다면 작은 힘이 가해져도 접촉부(130)가 회전하려는 성질을 보이므로 이 경우 압축 스프링(150a)의 탄성 계수는 상대적으로 작아도 충분하다. 반면, 경사각(θ)이 크다면 큰 힘이 작용해야 접촉부(130)가 회전하려는 성질을 보이므로 이 경우 압축 스프링(150a)의 탄성 계수는 상대적으로 커야 한다.

도 5는 본 발명에 따른 렌즈 구동 장치(100)의 제2실시예를 나타낸다. 본 실시예의 경우 힘 작용부(150)로 코일형 인장 스프링(150b)을 사용한 것을 제외하고는 나머지 구성요소가 동일한 바, 이하에서는 차이를 중심으로 설명한다.

힘 작용부(150)인 코일형 인장 스프링(150b)은 도 5에 도시된 바와 같이 제1지지대(111)의 상부와 접촉부(130)의 상부에 각각 형성된 걸림홈(115, 135)에 끼워져 구비될 수 있다.

제1지지대(111)의 걸림홈(115)과 접촉부(130)의 걸림홈(135) 사이의 거리는 코일형 인장 스프링(150b)의 길이 보다 길어, 코일형 인장 스프링(150b)은 인장된 상태이다. 코일형 인장 스프링(150b)의 복원력은 접촉부(130)를 도 5의 왼쪽 방향으로 당기는 힘으로 작용한다.

지속적으로 작용하는 당김 힘, 즉 복원력에 의하여 돌기(131)는 경사면(S)에 접촉한 상태에서 경사면(S)을 따라 밀리게 된다. 돌기(131)가 경사면(S)을 따라 밀리면서 접촉부(130)는 가이드 축(140)을 중심으로 회전하려고 한다. 접촉부(130)의 회전하려는 성질은 접촉부(130)에 형성된 치(132)와 리드 스크류(122)의 나사선 간 밀착력을 증대시킨다.

본 발명에 따른 렌즈 구동 장치(100)에서 코일형 압축 스프링(150a) 혹은 코일형 인장 스프링(150b)을 사용하는 경우에는, 조립이 용이하고 조립 후 스프링이 이탈되거나 손상될 염려가 현저하게 줄어드는 장점이 있다.

또한, 접촉부(130)에 일정한 힘을 제공할 수 있어 본 발명에 따른 방향, 즉 돌기(131)와 경사면(S)접촉하도록 이동하는 방향이 아닌 다른 특정 방향으로 힘을 받는 경우가 없다. 따라서, 렌즈 구동 장치(100)에 안정성이 증가되는 장점이 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

100: 렌즈 구동 장치 110: 렌즈 지지부
111a: 제1지지대 111b: 제2지지대
112: 렌즈 S: 경사면
120: 구동부 121: 구동 모터
122: 리드 스크류 130: 접촉부
131: 돌기 132: 치
140: 가이드 축 150: 힘 작용부
150a: 코일형 압축 스프링 150b: 코일형 인장 스프링

Claims

적어도 하나의 렌즈가 장착되며 서로 마주보도록 배치되는 제1지지대 및 제2지지대를 포함하고, 상기 제1지지대의 내측면은 경사면을 갖는 렌즈 지지부;
상기 제1지지대 및 상기 제2지지대의 사이에 구비되는 가이드 축;
상기 제1지지대 및 상기 제2지지대 사이에서 상기 가이드 축의 연장 방향으로 이동 가능하도록 상기 가이드 축에 결합되며, 상기 경사면과 마주보는 면에 돌기가 형성된 접촉부;
상기 돌기가 상기 경사면과 접촉하도록 상기 접촉부에 상기 가이드 축의 상기 연장 방향을 따라 힘을 가하는 힘 작용부; 및
상기 접촉부의 일면과 밀착하는 리드 스크류를 구비하여 상기 렌즈 지지부를 광축 방향으로 이동하게 하는 구동부를 포함하는 렌즈 구동 장치.
제1항에 있어서,
상기 경사면은 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전함에 따라 높이가 변하는 나선형의 사면인 렌즈 구동 장치.
제1항에 있어서,
상기 힘 작용부는 탄성 부재인 렌즈 구동 장치.
제3항에 있어서,
상기 탄성 부재는 코일형 압축 스프링이고,
상기 코일형 압축 스프링은 상기 접촉부와 상기 제2지지대 사이에 구비되는 것인 렌즈 구동 장치.
제3항에 있어서,
상기 탄성 부재는 코일형 인장 스프링이고,
상기 코일형 인장 스프링은 상기 제1지지대의 걸림홈 및 상기 접촉부의 걸림홈에 끼움 결합된 것인 렌즈 구동 장치.
제1항에 있어서,
상기 접촉부의 일면에는 적어도 하나의 치가 형성되어 있어, 상기 리드 스크류의 나사산과 밀착하는 구조인 렌즈 구동 장치.
제1항에 있어서,
상기 접촉부와 상기 힘 작용부는 상기 가이드 축에 의해 지지되는 것인 렌즈 구동 장치.